JP5023825B2 - 貯湯タンクの断熱構成 - Google Patents

Description

本発明は、電気温水器や給湯機などに使用される貯湯タンクの断熱構成に関するもので
ある。

従来、この種の貯湯タンクの断熱構成は、貯湯タンクの外周部に断熱性の高い真空断熱を適用することで高い保温性能を実現することが知られている（例えば、特許文献１参照）。上記特許文献１に記載された電気温水器の貯湯タンクの断熱構成は、所定の間隔を保って配設された内筒と外筒との間に真空断熱板を充填して構成されている。

また、より実用的な貯湯タンクの断熱構成として、真空断熱材と、積層されたシート状の断熱材との組み合わせによって、高い保温性能を実現することができるようにしたものもある（例えば、特許文献２参照）。
実開昭６１−１３８９５４号公報 特開２００５−２２６９６５号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載された従来の貯湯タンクの断熱構成では、真空断熱板だけで貯湯タンクを断熱するには、貯湯タンクの形状が制限され、かつコストの高い真空断熱材を大量に使用するため実用性に劣っていた。また、複数の真空断熱板にて断熱する場合や、真空断熱板を円筒状に成型して使用する場合においては、継ぎ目部分からの漏洩熱量が大きく、十分な保温性能が得られていないという課題があった。

また、前記特許文献２に記載された、真空断熱材と積層されたシート状の断熱材との組み合わせによる従来の貯湯タンクの断熱構成では、複雑な貯湯タンク形状に合わせることはできるが、積層後の形状も不規則になると同時に、構造的強度が不十分であるため外装板を保持する何らかの手段を取り付けなければならないという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、よりシンプルな構成で高い保温性能を維持すると同時に、構造的強度も確保することができる貯湯タンクの断熱構成を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の貯湯タンクの断熱構成は、貯湯タンクを囲む外装板と前記貯湯タンクとの間に配される複数の発泡断熱材とを備え、前記複数の発泡断熱材間に平板状の真空断熱材をはめ込むとともに、前記真空断熱材の周囲に形成されたシール部と前記貯湯タンクとを、前記発泡断熱材で仕切るもので、シンプルな構成で高い保温性能を維持すると同時に、構造的強度も確保することができる。また、真空断熱材のシール部の劣化を防止し、高い断熱性能をより長期間維持することができる。

本発明の貯湯タンクの断熱構成は、よりシンプルな構成で高い保温性能を維持すると同時に、構造的強度も確保することができる。

第１の発明は、貯湯タンクを囲む外装板と前記貯湯タンクとの間に配される複数の発泡断熱材とを備え、前記複数の発泡断熱材間に平板状の真空断熱材をはめ込むとともに、前記真空断熱材の周囲に形成されたシール部と前記貯湯タンクとを、前記発泡断熱材で仕切る貯湯タンクの断熱構成で、シンプルな構成で高い保温性能を維持すると同時に、構造的強度も確保することができる。

また、発泡断熱材で仕切るもので、真空断熱材のシール部の劣化を防止し、高い断熱性能をより長期間維持することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の真空断熱材を、外装板に対して平行に配設したもので、貯湯タンクユニットをよりコンパクト化することができる。

第３の発明は、特に、第１または２のいずれか一つの発明の発泡断熱材は、真空断熱材より外装板側に張り出した張り出し部を有するもので、より高い構造的強度を確保することができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の真空断熱材は、同一形状のものを複数枚使用するもので、部品の種類を削減し、シンプルな構成とすることができ、実用性の高い組み立て性、コスト、サービス性を実現することができる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか一つの発明の真空断熱材を、貯湯タンクの前面以外の面に配設したもので、複雑な形状・構成の構造物を貯湯タンクの前面に配設する際の自由度を確保することができる。

第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか一つの発明の外装板の真空断熱材と対向する部分にビスなどの固定手段を配設しないもので、外部からの衝撃などがあった場合においても、真空断熱材の損傷を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態における貯湯タンクの断熱構成について、図１〜５を用いて説明する。図１は、本実施の形態における貯湯タンクの断熱構成を備えた貯湯タンクユニットの分解構成図である。ただし、簡略化のため本来取り付けられている配管や機能部品類は図示しない。

図１において、１は、円柱状で、通常湯を貯えるための貯湯タンクであり、外装板である天板２と、右側板３と、左側板４と、前板５と、後板６などにより囲まれている。外装板に囲まれ、貯湯タンク１や配管、機能部品などを含む貯湯タンクユニットは、屋外に設置されることが多いことから、貯湯タンク１に貯えられている湯を効率よく保温することが非常に重要である。

そのため、貯湯タンク１と外装板との間には発泡断熱材７（７−１〜７−５）が配設されている。近年貯湯タンクユニットの小型化が要望されており、その場合、外装板と貯湯タンク１との隙間は狭くする必要がある。

そこで、本実施の形態では、平板状の真空断熱材８（８−１〜８−３）を、外装板と貯湯タンク１との隙間が狭い部分に配設したものである。これにより貯湯タンクユニットのコンパクト化を実現できる。本実施の形態では、円柱形の貯湯タンク１に沿って真空断熱材８をロールさせるのではなく、図１のように平板のまま使用している。

ここで、真空断熱材８は、平板の状態で成型されるのが一般的であり、必要に応じて成型後にロール加工を行う。しかし、その真空断熱材８の構造から、ロール加工を行うよりも平板の成型したままの状態で使用するほうが高い保温性能をより長期間維持できるということが知られている。そのため、本発明の実施の形態においては、高い保温性能を確保
しつつ、しかもその性能を長期間に渡って維持することができる。

さらに、平板のまま使用することで、外装板などからの外力に対して面で受けることができるため、貯湯タンクユニットとしての構造的強度も確保することができる。

図２は、図１の構成において、貯湯タンク１に、発泡断熱材７のみを取付けたときの、貯湯タンクユニット上部の拡大図である。発泡断熱材７などには、真空断熱材８を組み立てる際に、それをはめ込むことのできる嵌合部９（９−１〜９−４）が設けられている。ただし、嵌合部９の形状や数、その箇所などについては限定しない。

この嵌合部９により、真空断熱材８の位置が自然と決まるため、部品点数が多い場合にも確実に真空断熱材８を配置することができ、また発泡断熱材７と真空断熱材８とを確実に嵌合させることで、断熱部材間の隙間の発生も抑制することができるため、高い保温性能を確保することができる。

ここで、例えば、図１に示すように、真空断熱材８がすべて外装板に対して平行に配設された場合においては、ロール加工された真空断熱材により構成された貯湯タンクユニットと同じ寸法までコンパクト化を実現することができるため、高い保温性能を確保することができる。

図３は、発泡断熱材７と真空断熱材８との嵌合部の拡大図である。一般的に、真空断熱材８は、例えばアルミフィルムをラミネートした袋にグラスウール等の断熱素材を封入し、そこから真空を引くことで製造される。その場合、その周囲には、ラミネートするためのシール部１０が存在する。ここで、シール部１０は蒸着されているため、シール部１０が高温の状態に長期間さらされることでシールの状態が劣化し、真空断熱材８内部の真空度が少しずつ低下していくことで保温性能の低下へとつながってしまう可能性があった。

特に、貯湯タンク１の場合、使用期間は１０年以上と非常に長期間に渡ることが多い。また、貯湯タンク１には高温の湯が貯えられているため、真空断熱材８のシール部１０が貯湯タンク１の外壁に接していることは望ましくないといえる。

また、シール部１０を、貯湯タンク１とは反対側に折り返すことで、貯湯タンク１に直接触れることを防ぐこともできるが、当然シール部１０を折り返すことは蒸着時の形状を崩すことになるため、前記同様にシールの状態が劣化してしまう恐れがある。

そこで、本発明の実施の形態においては、真空断熱材８のシール部１０と貯湯タンク１とを、発泡断熱材８により仕切る構成としてある。つまり、発泡断熱材７により形成された嵌合部９に真空断熱材８をはめ込む際に、真空断熱材８の周囲にあるシール部１０を発泡断熱材７の上に被せるような形態で取り付ける。

したがって、真空断熱材８のシール部１０は、直接高温の貯湯タンク１に接することがないため、シール部１０の劣化を防止することができ、結果として高い保温性能を長期間維持することができる。

続いて、本発明の実施の形態における一例を、図４を用いて説明する。図４は、貯湯タンク１に発泡断熱材７と真空断熱材８を取り付けた図である。発泡断熱材７には、例えば図内で破線で示す箇所に張り出し部１１（１１−１〜１１−４）が設けられている。ここで言う張り出し部１１というのは、組み立てたときに真空断熱材８より外側に、つまり外装板側へ張り出している部分のことである。

真空断熱材８は、外からの衝撃などにより万一損傷を受けた場合には真空度が落ち、断熱性能が低下してしまう。したがって、発泡断熱材７に張り出し部１１を持たせることで、真空断熱材８に対して外力がかかりづらくなるため、真空断熱材８を衝撃等の外力から守ることができる。つまり、より高い構造的強度を持たせることで、貯湯タンクの保温性能を確保することができる。

また、図５は、天板２、左・右側板４、３、前・後板５、６といった外装板の取り付けを示した図である。通常貯湯タンクユニットにおいては、構造的強度を確保するために多くのビスなどの固定手段１２が用いられるが、本発明の実施の形態では、外装板の真空断熱材８に対向する部分には、ビスなどの固定手段１２を配設していない。そのため、真空断熱材８の損傷を防止することができる。

ここで、本発明の実施の形態では、真空断熱材８を、貯湯タンクユニットの前面側には配設せず、前面側は、発泡断熱材７のみの構成としている。近年では、給湯機の多機能化が進んでおり、数多くの機能部品や配管がメンテナンス等のために貯湯タンクユニットの前面側に配設されていることが多い。発泡断熱材７の特徴として、比較的形状の自由度が高いことが挙げられる。さらに、発泡断熱材７は、構造的強度にも優れているため、多くの部品が密集し、かつメンテナンス等により施工業者等が触れる可能性の高い貯湯タンク１の前面側においては、発泡断熱材７を使用することが適しており、それら多くの部品を配設、つまり設計する場合においても設計の自由度を確保することができる。

さらに、同一形状の真空断熱材８を複数枚使用することで、組み立て性やコスト、メンテナンス性などにおいて非常に有効であるため、本発明の実施の形態では同一形状、同寸法の平板の真空断熱材８を採用する構成とした。

以上のように、本発明にかかる貯湯タンクの断熱構成は、シンプルな構成で高い保温性能を維持すると同時に、構造的強度も確保することができるもので、ヒートポンプ給湯機や、電気温水器、燃料電池を使用したコジェネレーションシステム、ガスを使用した貯湯式給湯機等においても利用することができる。

本発明の第１の実施の形態における貯湯タンクの断熱構成を備えた貯湯タンクユニットの分解構成図 同貯湯タンクに発泡断熱材を取り付けたときの上部拡大図 同発泡断熱材と真空断熱材との嵌合部の拡大図 同貯湯タンクに発泡断熱材と真空断熱材を取り付けた図 同貯湯タンクへの外装板の取り付け図

１ 貯湯タンク
２ 天板（外装板）
３ 右側板（外装板）
４ 左側板（外装板）
５ 前板（外装板）
６ 後板（外装板）
７、７−１〜７−５ 発泡断熱材
８、８−１〜８−３ 真空断熱材
９ 嵌合部
１０ シール部
１１ 張り出し部
１２ 固定手段

Claims (6)

1. 貯湯タンクを囲む外装板と前記貯湯タンクとの間に配される複数の発泡断熱材とを備え、前記複数の発泡断熱材間に平板状の真空断熱材をはめ込むとともに、前記真空断熱材の周囲に形成されたシール部と前記貯湯タンクとを、前記発泡断熱材で仕切ることを特徴とする貯湯タンクの断熱構成。
2. 真空断熱材を、外装板に対して平行に配設したことを特徴とする請求項１に記載の貯湯タンクの断熱構成。
3. 発泡断熱材は、真空断熱材より外装板側に張り出した張り出し部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の貯湯タンクの断熱構成。
4. 真空断熱材は、同一形状のものを複数枚使用することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の貯湯タンクの断熱構成。
5. 真空断熱材を、貯湯タンクの前面以外の面に配設したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の貯湯タンクの断熱構成。
6. 外装板の真空断熱材と対向する部分にビスなどの固定手段を配設しないことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の貯湯タンクの断熱構成。

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