JP6167283B2

JP6167283B2 - 貯湯タンクユニット及びそれを備えた給湯機

Info

Publication number: JP6167283B2
Application number: JP2013044966A
Authority: JP
Inventors: 倉本　哲英; 哲英倉本; 西山　吉継; 吉継西山; 由樹山岡; 浩孝金子; 近藤　貴幸; 貴幸近藤; 裕史柴田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2017-07-26
Anticipated expiration: 2033-03-07
Also published as: JP2014173763A; CN203744554U

Description

本発明は、真空断熱材にて貯湯タンクを保温する構成の貯湯タンクユニット及びそれを備えた給湯機に関するものである。

従来、この種の芯材を外皮材で包囲して内部を真空にした真空断熱材にて、貯湯タンクを保温する構成の貯湯タンクユニットとしては、以下の構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

図７、図８は、前記特許文献１に記載された貯湯タンクユニットの構成を示すものである。

図７には、円筒状の貯湯タンク１０２が外装体１０６内に配設され、前記貯湯タンク１
０２の上部を断熱する上部断熱材１０３と、貯湯タンク１０２の下部を断熱する下部断熱材１０４と、貯湯タンク１０２の胴体側面部を断熱する上部真空断熱材１０５ａ、下部真空断熱材１０５ｂにて前記貯湯タンク１０２を保温する構成の貯湯タンクユニットが記載されている。

また、図８には、貯湯タンク１０２の断熱材として、大型の１枚の真空断熱材１０５ｃを使用する構成が記載されている。

特開２００９−２２９０２７号公報

しかしながら、前記従来の図７に記載の構成では、上部真空断熱材１０５ａと下部真空断熱材１０５ｂとの接合部において、内側（貯湯タンク１０２側）から外側（外装体１０６内部空気側）方向に、外皮材を介して熱伝導が生じ、放熱量の原因になるという課題も有していた。

また、前記従来の図８に記載の、貯湯タンク１０２の断熱材として、大型の１枚の真空断熱材１０５ｃを使用した構成では、温度成層貯湯タンク１０２においては、真空断熱材１０５ｃの芯材の上部（高温部）から芯材下部（低温部）方向への熱伝導が発生し、放熱量の原因になるという課題も有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、貯湯タンクの断熱材として真空断熱材を使用したときに、真空断熱材における断熱性能を向上することで、貯湯タンクからの放熱量の低減を実現した貯湯タンクユニット及びそれを備えた給湯機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ユニットは、貯湯タンクと、前記貯湯タンクの外周に配設された真空断熱材とを備え、前記貯湯タンクは、温度成層式で、略円筒状の胴体と略半球状の上部枠材との接合部を有し、前記真空断熱材は、１枚の袋状の外皮材の内部に、複数の芯材を前記貯湯タンクの上下方向に分割配置した構成で、前記上部枠材の最大外径は前記胴体の最大外径より大きく、かつ、前記真空断熱材の上部端面は、前記接合部より上方まで延設されており、また、前記分割位置は前記接合部より下方に位置していることを特徴とするものである。

これにより、一方の芯材から他方の芯材への熱伝導量を低減できるとともに、芯材分割部における外皮材を介した熱伝導を抑制できることで、貯湯タンクの断熱材として真空断熱材を使用したときに、真空断熱材における断熱性能を向上できる。

本発明によれば、貯湯タンクの断熱材として真空断熱材を使用したときに、真空断熱材における断熱性能を向上することで、貯湯タンクからの放熱量の低減を実現した貯湯タンクユニット及びそれを備えた給湯機を提供できる。

本発明の実施の形態１における貯湯タンクユニットの構成図図１のＡ−Ａ断面図同真空断熱材の構成図（ａ）本発明の実施の形態１における他の貯湯タンクユニットの構成図（ｂ）他の従来の貯湯タンクユニットの構成図本発明の実施の形態１における他の貯湯タンクユニットの構成図図５のＢ−Ｂ断面図従来の貯湯タンクユニットの構成図他の従来の貯湯タンクユニットの構成図

第１の発明は、貯湯タンクと、前記貯湯タンクの外周に配設された真空断熱材とを備え、前記貯湯タンクは、温度成層式で、略円筒状の胴体と略半球状の上部枠材との接合部を有し、前記真空断熱材は、１枚の袋状の外皮材の内部に、複数の芯材を前記貯湯タンクの上下方向に分割配置した構成で、前記上部枠材の最大外径は前記胴体の最大外径より大きく、かつ、前記真空断熱材の上部端面は、前記接合部より上方まで延設されており、また、前記分割位置は前記接合部より下方に位置していることを特徴とする貯湯タンクユニットである。

また、これにより、貯湯タンクの高温部を断熱する一方の芯材から、貯湯タンクの低温部を断熱する他方の芯材への熱伝導量を抑制できる。

これにより、貯湯タンクの断熱材として真空断熱材を使用したときに、真空断熱材における断熱性能を向上できる。

第２の発明は、特に第１の発明の貯湯タンクを備えた給湯機で、貯湯タンクの断熱材として真空断熱材を使用したときに、真空断熱材における断熱性能を向上することで、貯湯タンクからの放熱量の低減を実現した貯湯タンクユニットを備えた給湯機を提供できる。

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）
図１は、本発明の第１の実施の形態における貯湯タンクユニット１の構成図である。また図２は、図１の貯湯タンクユニット１の略中央部高さにおけるＡ−Ａ水平断面図である。

図１において、貯湯タンク２は、給湯機に使用され、加熱手段（図示せず）にて加熱された湯を貯湯する略円筒状の容器で、温度成層式（温度の低い水が下方に貯留され、温度の高い湯が上方に貯留される）のタンクである。

貯湯タンク２の材質には、主にステンレスが使用される。貯湯タンク２の外周部には、断熱のために各断熱材が設置され、それらを外装体１０に収納して貯湯タンクユニットが構成されている。

貯湯タンク２の上部、前部、下部には、それぞれ上部断熱材３、前部断熱材４、下部断熱材５が設置されている。上部断熱材３、前部断熱材４、下部断熱材５の材料としては、成形加工性に優れた発泡スチロールや発泡ウレタン、または、グラスウール等が使用され
る。貯湯タンク２の左右側面及び背面部には、真空断熱材６が貯湯タンク２の胴体外周表面に沿うように設置されている。

ここで、真空断熱材６の構造を図３に示す。真空断熱材６は、シリカやグラスウール等の粉末状、または、繊維状の材料からなる芯材Ａ７ａと芯材Ｂ７ｂとを、アルミニウム等の外皮材８で包囲して内部を真空にした後に、外皮材８の外周部端面９を熱溶着加工等で密閉処理したものであり、その熱伝導率はウレタンの５分の１から１０分の１と非常に高性能な断熱材である。

すなわち、図１および図３に示すように、外皮材８にて内包している芯材を、芯材Ａ７ａと芯材Ｂ７ｂとの複数の芯材に分割し配置して、真空断熱材６を形成している。

従って、貯湯タンク２の側面の断熱に真空断熱材６を使用すれば、発泡スチロールや発泡ウレタン等の断熱材を使用するよりも断熱材の肉厚を薄くすることができ、貯湯タンクユニット１をコンパクト・省スペース化することが可能である。

図１において、水の温度が高温になる程、密度は小さくなるため、通常、貯湯タンク２内の温度分布は、貯湯タンク２の上部の方が下部よりも高温である。

芯材を、芯材Ａ７ａと芯材Ｂ７ｂとに分割することにより、芯材Ａ７ａと芯材Ｂ７ｂとの芯材部分の接触面積が減少するため、高温部の芯材Ａ７ａから低温部の芯材Ｂ７ｂへの芯材を介した熱伝導量を低減できる。

また、芯材Ａ７ａと芯材Ｂ７ｂとの隣接部においては、内側（貯湯タンク２側）の外皮材８と外側（外装体内部空気側）の外皮材８とが接触しないため、外皮材８を介した熱伝導を抑制できる。

これにより、芯材Ａ７ａと芯材Ｂ７ｂとは一枚の外皮材８に内包されているため、芯材Ａ７ａと芯材Ｂ７ｂとの隣接部において、真空断熱材６と貯湯タンク２との間の空気が、真空断熱材６の外側周に漏れ出すこともがなく、放熱量を低減することができる。

このように、断熱する部分の特性に応じて断熱材を使い分けることにより、高性能な貯湯タンクユニット１を構成することができる。

以上のように、本発明の貯湯タンクユニットでは、略円筒状の貯湯タンク２の外周部に真空断熱材６を設け、前記真空断熱材６は、１枚の袋状の外皮材８の内部に挿入される芯材を複数に分割したものである。

これにより、芯材Ａ７ａと芯材Ｂ７ｂとの間の熱伝導量を低減するとともに、外皮材８を介した熱伝導を抑制できるため、放熱量が低減でき、高効率でコンパクトな貯湯タンクユニット１を提供することができる。

また、図４（ａ）は、他の貯湯タンクユニットの構成図で、図４（ｂ）には比較のために従来の構成図を示している。

図４（ａ）において、貯湯タンク２は略円筒状の容器であり、円筒状の胴体２ｂに略半球体状の上部枠材２ａと下部枠材２ｃとを接合し、かつ、上部枠材２ａの最大外径が胴体２ｂの外径よりも大きく、真空断熱材６の上部端面位置が、上部枠材２ａの最大外径位置よりも上位となるように設けていることである。

図４（ａ）に記載のように、芯材を外皮材８の内部で、芯材Ａ７ａと芯材Ｂ７ｂとに分割することにより、図４（ｂ）の芯材を分割しない場合に比べて、貯湯タンク２外周表面と真空断熱材６の内面との隙間が少なくなっている。

即ち、貯湯タンク２と真空断熱材６との密着性を高めることで、放熱量を低減しているのである。

以上のように、本発明の貯湯タンクユニットでは、貯湯タンク２は略円筒状の容器であり、円筒状の胴体２ｂに略半球体状の上部枠材２ａと下部枠材２ｃとを接合し、かつ、上部枠材２ａの最大外径が胴体２ｂの外径よりも大きく、真空断熱材６の上部端面位置が上部枠材２ａの最大外径位置よりも上位となるように設置したものである。

これにより、芯材Ａ７ａと芯材Ｂ７ｂとの間の熱伝導量を低減できるとともに、外皮材８を介した熱伝導を抑制でき、かつ、貯湯タンク２と真空断熱材６との密着性が高まりことで、放熱量を低減できる。

また、図５は、他の貯湯タンクユニット１の構成図である。図６は、図５の貯湯タンクユニット１の略中央部におけるＢ−Ｂ垂直断面図である。

図５、図６からわかるように、貯湯タンク２を横置きにした場合でも、芯材Ａ７ａと芯材Ｂ７ｂとを、それぞれ貯湯タンク２の温度成層の高温部と低温部とが分離するように、上下方向に分割配設して構成することにより、真空断熱材６の芯材Ａ７ａから芯材Ｂ７ｂへの、温度成層の高温部から低温部への熱伝導量を抑制できる。

本発明にかかる貯湯タンクユニットは、加熱手段としてヒートポンプユニットを用いたヒートポンプ給湯機、電気ヒータを用いた電気温水器等、給湯機の貯湯タンクユニットに適用できる。

１貯湯タンクユニット
２貯湯タンク
３上部断熱材
４前部断熱材
５下部断熱材
６真空断熱材
７ａ芯材Ａ
７ｂ芯材Ｂ
８外皮材
１０外装体

Claims

貯湯タンクと、前記貯湯タンクの外周に配設された真空断熱材とを備え、前記貯湯タンクは、温度成層式で、略円筒状の胴体と略半球状の上部枠材との接合部を有し、前記真空断熱材は、１枚の袋状の外皮材の内部に、複数の芯材を前記貯湯タンクの上下方向に分割配置した構成で、前記上部枠材の最大外径は前記胴体の最大外径より大きく、かつ、前記真空断熱材の上部端面は、前記接合部より上方まで延設されており、また、前記分割位置は前記接合部より下方に位置していることを特徴とする貯湯タンクユニット。
前記請求項１に記載の貯湯タンクユニットを備えた給湯機。