JP5609782B2 - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Description

本発明は、貯湯式給湯機に関する。

ヒートポンプユニット等の熱源によって水を加熱して得られた高温の湯を貯湯タンクに貯留し、この貯湯タンクから必要時に湯を取り出して給湯端末に供給するように構成された貯湯式給湯機が広く用いられている。貯湯タンクからの放熱ロスを抑えるため、貯湯タンクの周囲には断熱材が配置される。断熱材としては、従来、発泡ポリスチレン等が一般に用いられているが、貯湯タンクの保温性能を更に向上するため、より断熱性能の高い真空断熱材を用いる技術も提案されている。真空断熱材は、発泡体、粉体、繊維体等をシート状に加工した芯材（コア材）を、ガスバリアー性フィルム（プラスチックフィルム、プラスチック金属ラミネートフィルム等）からなる袋状の外被材で包んで内部を真空状態とし、ガスバリアー性フィルムの周縁部を熱溶着して密封した構成となっている。

真空断熱材を貯湯タンクに直接に密着させる構成では、真空断熱材が熱に弱く熱劣化するため、経年変化により、保温性能が年々低下する。特許文献１には、真空断熱材の熱劣化を防止するため、貯湯タンクの周りに発泡ポリスチレン等の非真空断熱材を設け、その非真空断熱材の外側に真空断熱材を設ける発明が開示されている。

特開２０１０−９１１３４号公報 特開２００４−２０１４８号公報 特開２００３−２８５６２号公報

特許文献１の発明では、非真空断熱材の外周部に凹部を設け、その凹部内に真空断熱材を設置するようにしている。特許文献１の発明において、真空断熱材を凹部内に設置する際、真空断熱材が凹部から外にはみ出すと、真空断熱材が段差に乗り上げ、真空断熱材と非真空断熱材との間に隙間が生じ、断熱性が低下する。このため、真空断熱材を凹部に対して正確に位置決めして設置する必要がある。しかしながら、真空断熱材のエッジ部からは、外被材のフィルムを溶着した溶着フィルム部が張り出しているため、凹部と真空断熱材のエッジ部との位置関係が視認しにくく、真空断熱材を正確な位置に設置することが容易でない。更に、真空断熱材を正確に位置決めしたとしても、溶着フィルム部が凹部の外に乗り上げるので、真空断熱材のエッジ部付近が非真空断熱材から浮いてしまい易く、隙間が生じ易い。また、溶着フィルム部が真空断熱材のエッジ部から張り出さないように予め溶着フィルム部を内側に折り曲げることもできるが、この場合、曲げ工程が追加になって作業時間が増えるとともに、曲げ時に真空断熱材が破損（穴開き）するおそれがある。

また、特許文献１の発明では、真空断熱材が貯湯タンクの外周部の全周を覆っておらず、一部の範囲（２４０°の範囲）しか覆っていない。このため、真空断熱材に覆われていない部分からの放熱ロスが大きいという問題もある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、真空断熱材を取り付ける作業を容易に行うことができ、貯湯タンクからの放熱ロスの少ない断熱構造を低コストで実現することのできる貯湯式給湯機を提供することを目的とする。

本発明に係る貯湯式給湯機は、湯を貯留する略円筒形の貯湯タンクと、貯湯タンクの胴部の外周面を覆う形状に成形された成形断熱材と、成形断熱材の外周面を覆う真空断熱材と、を備え、成形断熱材には、その外周面から隆起した凸部が局所的に設けられており、真空断熱材を成形断熱材に取り付ける際に、真空断熱材の下部エッジを凸部に仮置き可能であり、凸部は複数箇所に設けられており、仮置きの際、真空断熱材の下部エッジを凸部が複数箇所で支えるものである。
また、本発明に係る貯湯式給湯機は、湯を貯留する略円筒形の貯湯タンクと、貯湯タンクの胴部の外周面を覆う形状に成形された成形断熱材と、成形断熱材の外周面を覆う真空断熱材と、を備え、成形断熱材には、その外周面から隆起した凸部が局所的に設けられており、真空断熱材を成形断熱材に取り付ける際に、真空断熱材の下部エッジを凸部に仮置き可能であり、真空断熱材の下部エッジから張り出した溶着フィルム部は、成形断熱材の外周面と凸部とを覆っており、成形断熱材は、溶着フィルム部に覆われている部分の成形断熱材の外周面と凸部との段差を緩やかにする斜面を有しているものである。

本発明によれば、真空断熱材を取り付ける作業を容易に行うことができ、貯湯タンクからの放熱ロスの少ない断熱構造を低コストで実現することが可能となる。

本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機が備える貯湯タンクユニットの外観を示す斜視図である。 図１中のＣ−Ｃ断面図（縦断面図）である。 図２中のＡ−Ａ断面図（横断面図）である。 図２中のＢ−Ｂ断面図（横断面図）である。 本発明の実施の形態１において真空断熱材を成形断熱材の外周に貼り付け固定する前の状態を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態１において真空断熱材の下部エッジを成形断熱材の凸部に載せて仮置きした状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１における凸部付近の縦断面図である。 本発明の実施の形態１における凸部付近の横断面図である。 本発明の実施の形態２において真空断熱材の下部エッジを成形断熱材の凸部に載せて仮置きした状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態２における凸部付近の横断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機が備える貯湯タンクユニットの外観を示す斜視図である。図２は、図１中のＣ−Ｃ断面図（縦断面図）である。図３は、図２中のＡ−Ａ断面図（横断面図）である。図４は、図２中のＢ−Ｂ断面図（横断面図）である。

これらの図に示す貯湯タンクユニット１は、略円筒形の貯湯タンク２と、貯湯タンク２を収容する略直方体形の箱状の外郭ケース１０と、貯湯タンク２と外郭ケース１０との間に配置された断熱材（成形断熱材３，４、真空断熱材５、上部断熱材１１および下部断熱材１２）とを備えている。図１に示すように、外郭ケース１０は、その底部に設けられた複数の脚１３を介して、地面または台座に固定される。

貯湯タンク２の内部には、熱源により加熱された高温の湯を上側から貯め、水道等の水源から供給される低温水を下側から貯めることができ、常に満水状態に維持される。上層の湯と、下層の水とは、比重差により、混じり合うことなく維持される。

本貯湯式給湯機は、貯湯タンクユニット１の外部に設置されるヒートポンプユニット、あるいは貯湯タンク２内に設置される電気ヒータなどの熱源を備えているが、本明細書では図示および詳細な説明を省略する。また、貯湯タンクユニット１内には、貯湯タンク２内に水を供給する給水配管、貯湯タンク２から湯を取り出す給湯配管、水と湯とを混合して所定温度の湯を供給する混合弁、水循環ポンプなどを備えているが、これらについても図示および詳細な説明を省略する。

図２乃至図４に示すように、成形断熱材３，４、上部断熱材１１および下部断熱材１２は、貯湯タンク２の外表面に直接に密着させて設けられている。このうち、成形断熱材３，４は、貯湯タンク２の胴部の外周面（側周面）を覆う形状に成形されており、その構成としては、例えば発泡ポリスチレンなどの発泡性成形断熱材が好ましく用いられる。成形断熱材３，４は、それぞれ、半円筒状をなしており、両者を組み合わせて貯湯タンク２の胴部の全周を覆っている。このように、貯湯タンク２の外周面を覆う成形断熱材は、複数の部材に分割されていてもよく、また、円筒状の１個の部材で構成されていてもよい。

上部断熱材１１は、貯湯タンク２の上面部を覆っている。下部断熱材１２は、貯湯タンク２の底面部を覆っている。上部断熱材１１、下部断熱材１２の構成は特に限定されないが、例えば発泡ポリスチレンなどの発泡性成形断熱材で構成することができる。

成形断熱材３，４の外側には、シート状の真空断熱材５が取り付けられている。真空断熱材５は、成形断熱材３，４の外周面を密着して覆っている。真空断熱材５は、接着剤または粘着テープ等により、成形断熱材３，４の外周面に貼り付けて固定される。真空断熱材５は、例えば発泡体、粉体、繊維体等をシート状に加工した芯材（コア材）を、ガスバリアー性フィルム（プラスチックフィルム、プラスチック金属ラミネートフィルム等）からなる袋状の外被材で包んで内部を真空状態とし、ガスバリアー性フィルムの外周部を熱溶着して密封した構成となっており、発泡性成形断熱材よりも高い断熱性能を有している。このような真空断熱材５を設置することにより、貯湯タンク２の保温性能をより向上することができる。

また、真空断熱材５が直接貯湯タンク２に密着しないことにより、真空断熱材５の熱劣化が防止でき、真空断熱材５の熱伝導率の経年的な増加を確実に抑制することができる。このため、貯湯タンク２の保温性能の経年的な低下を防止することができる。そのため、高断熱性能の維持が可能な貯湯タンク２を備えた貯湯タンクユニット１を実現することができる。

また、図２に示すように、本実施形態では、成形断熱材３，４の上部エッジと、真空断熱材５の上部エッジとが同じ高さとされている。貯湯タンク２内の上部寄りにはほぼ常に高温の湯があるため、貯湯タンク２の上部寄りの部分からの放熱を抑制することが特に重要である。本実施形態では、成形断熱材３，４の上部エッジまで真空断熱材５が覆っているので、貯湯タンク２の上部寄りの部分からの放熱をより確実に抑制することができる。

更に、図３に示すように、本実施形態では、成形断熱材３，４の外周面を全周に渡って真空断熱材５が覆っている。このため、全周のうちの一部にしか真空断熱材が配置されていない場合と比べ、より優れた貯湯タンク２の保温性能が得られる。

図２に示すように、成形断熱材３，４の下部寄りの範囲は、真空断熱材５に覆われていない。貯湯タンク２内の下部には、低温の水が貯留されている時間が長いため、貯湯タンク２の上部と比べると、断熱性能に対する要求は低い。このため、成形断熱材３，４の下部寄りの範囲が真空断熱材５に覆われていなくても、放熱ロスに及ぼす影響は小さい。

図４に示すように、真空断熱材５に覆われていない成形断熱材３，４の下部寄りの範囲には、成形断熱材３，４の外周面から局所的に隆起した凸部７が設けられている。本実施形態では、成形断熱材３，４の全周のうち、１８０°間隔で２箇所に凸部７が設けられている。成形断熱材３，４の外周面に真空断熱材５を貼り付け固定する際には、真空断熱材５の下部エッジを凸部７に載せて仮置きすることができる。真空断熱材５は、成形断熱材３，４の外周面の湾曲に沿うように、予め湾曲した形状に加工されていることが望ましい。

図５は、真空断熱材５を成形断熱材３，４の外周に貼り付け固定する前の状態を示す縦断面図である。図６は、真空断熱材５の下部エッジを成形断熱材３，４の凸部７に載せて仮置きした状態を示す斜視図である。図６では、真空断熱材５を一点鎖線で表している。

成形断熱材３，４の外周面に真空断熱材５を貼り付け固定する際、凸部７が仮に無いとすると、作業者は、真空断熱材５の重さを支えた状態で作業しつつ、真空断熱材５の縦方向および横方向の貼り付け位置決めを行い、真空断熱材５を斜めに貼らないように微調整を行いながら貼り付け作業を行う必要がある。このため、貼り付け作業が煩雑で、作業効率が悪くなる。

これに対し、本実施形態では、成形断熱材３，４の外周に真空断熱材５を貼り付け固定する際、成形断熱材３，４の凸部７に真空断熱材５の下部エッジを載せて仮置きすることができるので、真空断熱材５の重さを作業者が直接受けることを回避した状態で作業可能となる。また、凸部７で真空断熱材５の縦方向の貼り付け位置を決定することが可能となるので、真空断熱材５の位置決めを容易に行うことができ、正確に位置決めした状態で固定作業を行うことができる。このため、真空断熱材５を正確な位置に容易に貼り付け固定することができ、作業効率を高めることができる。特に、本実施形態では、凸部７が複数箇所（２箇所）に設けられており、仮置きの際に真空断熱材５の下部エッジを凸部７が複数箇所（２箇所）で支持するので、真空断熱材５を斜めに貼ることを確実に防止することができる。

更に、本実施形態では、図６に示すように、真空断熱材５の横方向の貼り付け位置を決めるための目印３ａ，３ｂが成形断熱材３の外周面に設けられている。このため、真空断熱材５の横方向の位置決め調整をより正確且つ容易に行うことができる。

成形断熱材３，４の外周面に真空断熱材５を貼り付け固定する作業中に、真空断熱材５の外被材に傷をつけて穴が開いてしまうと、スローリークが発生し、真空断熱材５が破損する。本実施形態では、作業者が手で真空断熱材５の重さを直接支えなくて済むので、作業者が不用意に真空断熱材５を傷つけるおそれが低くなり、真空断熱材５の破損を抑制することができる。

真空断熱材５のエッジ部からは、外被材のフィルムを熱溶着した溶着フィルム部６が張り出している。本実施形態では、この溶着フィルム部６が真空断熱材５のエッジ部から張り出さないように予め溶着フィルム部６を内側に折り曲げる曲げ工程を行うことなく、溶着フィルム部６が外側に張り出した状態のままで真空断熱材５を使用する。このため、曲げ工程追加による作業時間の増加を回避することができるとともに、曲げ時に真空断熱材５を破損（穴開き）してしまう可能性を排除することができる。

図６に示すように、真空断熱材５の下部エッジから張り出した溶着フィルム部６は、凸部７の上を覆う。図７は、凸部７付近の縦断面図である。図８は、凸部７付近の横断面図である。図８に示すように、溶着フィルム部６は、成形断熱材３，４の外周面と凸部７とを覆っているので、成形断熱材３，４の外周面と凸部７との段差部において、溶着フィルム部６と成形断熱材３，４との間に隙間８が生じる。

図７に示すように、本実施形態では、成形断熱材３，４の外周面に対する凸部７の高さβは、真空断熱材５の厚さαより小さくなっている。このように、凸部７の高さβを、真空断熱材５の厚さαより低くしたことにより、溶着フィルム部６が凸部７に乗り上げた部分での溶着フィルム部６の変形を最小限に留めることが可能となり、真空断熱材５への穴開き（スローリーク）による破損の懸念を回避することができる。また、溶着フィルム部６により覆われた成形断熱材３，４の外周面と凸部７との段差部において、溶着フィルム部６と成形断熱材３，４との間に生ずる隙間８を小さくすることができるので、隙間８からの熱気の漏出を抑制し、貯湯タンク２の放熱ロスを軽減することが可能となる。

実施の形態２．
次に、図９および図１０を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。

図９は、本発明の実施の形態２の貯湯式給湯機が備える貯湯タンクユニット１の真空断熱材５の下部エッジを成形断熱材３，４の凸部７に載せて仮置きした状態を示す斜視図である。図９では、真空断熱材５を一点鎖線で表している。図１０は、実施の形態２における凸部７付近の横断面図である。

図９に示すように、本実施の形態２では、溶着フィルム部６に覆われている部分の成形断熱材３，４の外周面と凸部７との段差を緩やかに繋ぐ斜面９が成形断熱材３，４に形成されている。図１０に示すように、この斜面９を設けたことにより、溶着フィルム部６と成形断熱材３，４との間に隙間が生ずることを防止することができる。このため、隙間からの熱気の漏出を抑制し、貯湯タンク２の放熱ロスを更に軽減することが可能となる。

１ 貯湯タンクユニット
２ 貯湯タンク
３，４ 成形断熱材
３ａ，３ｂ 目印
５ 真空断熱材
６ 溶着フィルム部
７ 凸部
８ 隙間
９ 斜面
１０ 外郭ケース
１１ 上部断熱材
１２ 下部断熱材
１３ 脚

Claims (6)

1. 湯を貯留する略円筒形の貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクの胴部の外周面を覆う形状に成形された成形断熱材と、
   前記成形断熱材の外周面を覆う真空断熱材と、
   を備え、
   前記成形断熱材には、その外周面から隆起した凸部が局所的に設けられており、前記真空断熱材を前記成形断熱材に取り付ける際に、前記真空断熱材の下部エッジを前記凸部に仮置き可能であり、
   前記凸部は複数箇所に設けられており、前記仮置きの際、前記真空断熱材の下部エッジを前記凸部が複数箇所で支える貯湯式給湯機。
2. 湯を貯留する略円筒形の貯湯タンクと、
   前記貯湯タンクの胴部の外周面を覆う形状に成形された成形断熱材と、
   前記成形断熱材の外周面を覆う真空断熱材と、
   を備え、
   前記成形断熱材には、その外周面から隆起した凸部が局所的に設けられており、前記真空断熱材を前記成形断熱材に取り付ける際に、前記真空断熱材の下部エッジを前記凸部に仮置き可能であり、
   前記真空断熱材の下部エッジから張り出した溶着フィルム部は、前記成形断熱材の外周面と前記凸部とを覆っており、
   前記成形断熱材は、前記溶着フィルム部に覆われている部分の前記成形断熱材の外周面と前記凸部との段差を緩やかにする斜面を有している貯湯式給湯機。
3. 前記真空断熱材を前記成形断熱材に取り付ける際に横方向の位置決めをするための目印が前記成形断熱材の外周面に設けられている請求項１または２記載の貯湯式給湯機。
4. 前記成形断熱材の外周面に対する前記凸部の高さは、前記真空断熱材の厚さより小さい請求項１乃至３の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
5. 前記真空断熱材は、前記成形断熱材の外周面を全周に渡って覆っている請求項１乃至４の何れか１項記載の貯湯式給湯機。
6. 前記成形断熱材の上部エッジと、前記真空断熱材の上部エッジとが同じ高さである請求項１乃至５の何れか１項記載の貯湯式給湯機。

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