JP6233050B2 - 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。

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。また、特許文献２には、非真空断熱材である成形断熱材の外周面に隆起した凸部を局所的に設け、この凸部に真空断熱材の下部エッジを仮置きして真空断熱材を貯湯タンクに設置する発明が開示されている。

特開２０１０−９１１３４号公報 特開２０１３−２７５２号公報

特許文献１の構成では、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。

特許文献２の構成では、成形断熱材の外周面に隆起した凸部は成形断熱材と一体に成形されて分離不可能な構造になっており、この凸部に真空断熱材の下部エッジを乗せることで仮置きして組み立てを行うので、真空断熱材の下部エッジの位置を変更することができない。従って、１つの成形断熱材は１つの真空断熱材に対応したものとなり、複数の断熱要求性能の異なる貯湯式給湯機に対して、成形断熱材を個別に準備する必要があり、成形断熱材の種類の多様化およびそれに伴う製造時の在庫管理の煩雑性、成形断熱材を製造する金型の増加およびそれに伴うコストの増加、等の問題がある。

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、断熱要求性能の異なる複数の貯湯式給湯機に対応することが可能であるとともに、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かつ少ない種類で実現することのできる断熱構成、およびそれを備えた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、円筒状の貯湯タンクと、貯湯タンクの胴部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、真空断熱材を成型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に構成するとともに、該凸部は、成形断熱材から除去可能に構成するものである。

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、断熱要求性能の異なる種々の貯湯式給湯機に対応することが可能であるとともに、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かつ少ない種類で実現することのできる断熱構成、およびそれを備えた貯湯式給湯機を得ることができる。

本発明の実施の形態１の貯湯式給湯機が備える貯湯ユニットの外観図である。 図１中のＣ−Ｃ断面図である。 図２中のＡ−Ａ断面図である。 図２中のＢ−Ｂ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、比較的小さな真空断熱材を搭載し、その下部エッジを成形断熱材の上側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において、比較的大きな真空断熱材を搭載し、その下部エッジを成形断熱材の下部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拡大図である。 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２において、真空断熱材の下部エッジを成形断熱材の下側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、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。なお、本実施の形態では、真空断熱材５が１枚の場合を図示しているが、これに限らず複数枚に分割して全周を覆うように構成してもよい。

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（凸部７は、上側凸部７ａと下側凸部７ｂとに分かれているが、詳細は後述する）。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、要求される断熱性能が比較的低いため小さな真空断熱材である真空断熱材（小）５ｂを搭載した貯湯式給湯機において、真空断熱材（小）５ｂの下部エッジを成形断熱材３，４の上側凸部７ａ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（小）５ｂを破線で表している。

成形断熱材３，４の外周面に真空断熱材（小）５ｂを貼り付け固定する際、上側凸部７ａが仮に無いとすると、作業者は真空断熱材（小）５ｂの重さを支えた状態で作業しつつ、真空断熱材（小）５ｂ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（小）５ｂを斜めに貼らないように微調整し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低下する。

これに対し、本実施の形態では、成形断熱材３，４の外周に真空断熱材（小）５ｂを貼り付け固定する際、成形断熱材３，４の上側凸部７ａに真空断熱材（小）５ｂ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（小）５ｂ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、上側凸部７ａで真空断熱材（小）５ｂ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（小）５ｂ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（小）５ｂ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、上側凸部７ａが複数箇所に設けられており、仮置きの際に真空断熱材（小）５ｂの下部エッジを上側凸部７ａが複数箇所で支持するので、真空断熱材（小）５ｂを斜めに貼ることを確実に防止できる。

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。

さらに、本実施の形態１によれば、貯湯式給湯機の機種（種類）の違い等によって発生する要求断熱性能の違いに対応して成形断熱材３、４の種類を増やすことなく、貯湯タンク２に貼り付け固定する真空断熱材（小）５ｂの寸法を変更することのみで対応することができる。この点について以下詳細に説明する。

図７は、図６の場合とは異なる機種（種類）であり、要求される断熱性能が比較的高いために、図６での真空断熱材（小）５ｂよりも大きな真空断熱材である真空断熱材（大）５ａを搭載した貯湯式給湯機において、真空断熱材（大）５ａの下部エッジを成形断熱材３，４の下側凸部７ｂに載せて仮置きした状態を示す斜視図である。図７では、真空断熱材（大）５ａを破線で表しており、真空断熱材（大）５ａは、下部凸部７ａに仮置きした状態で上部エッジが成形断熱材３、４の上部エッジと同じ高さになるように構成されている。また、図８は上側凸部７ａ付近の拡大図、図９は上側凸部７ａ付近の縦断面図である。

真空断熱材（大）５ａを成形断熱材３，４に貼り付け固定する際、そのままでは真空断熱材（大）５ａと上側凸部７ａが干渉して貼り付けることができない。そのため本実施形態では、成形断熱材３，４の少なくとも上側凸部７ａの全周に渡りＶ溝７ｃを設けることで、組立作業者などが容易に上側凸部７ａを除去することができるように構成し、真空断熱材（大）５ａを成形断熱材３，４に貼り付ける際には、上側凸部７ａを取り外すことにより除去し、上側凸部７ａより下に設けた下部凸部７ｂに仮置きすることで容易に取り付けることを可能にしている。

上側凸部７ａを除去した後、成形断熱材３，４には穴が形成されるが、穴の外側に真空断熱材５が取り付けられて穴がふさがることと、穴の厚さ即ち成形断熱材３、４の厚さは数ミリメートル程度であり、空気の対流が生じにくいため断熱性能に与える影響は非常に小さい。尚、本効果を得るためには成形断熱材３，４から凸部６を容易に取り去ることができれば良い。従って例えば、Ｖ溝７ｃの代わりに上側凸部７ａの全周に厚さ方向に貫通した複数の穴やスリットからなるミシン目状の構造を設けても良い。

従って、異なる寸法の真空断熱材（大）５ａ、真空断熱材（小）５ｂを搭載するために必要となる成形断熱材３，４は１種類で済み、成形断熱材を製造する金型が１型で済むため、成形断熱材３，４の製造コストを低減することができる。

実施の形態２．
次に、図１０および図１１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１０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（大）５ａの下部エッジを成形断熱材３，４の下側凸部７ｂに載せて仮置きした状態を示す斜視図である。図１０では、真空断熱材（大）５ａを破線で表している。図１１は、実施の形態２における下側凸部７ｂ付近の横断面図である。

真空断熱材（大）５ａ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１０、１１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の外周面と下側凸部７ｂ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１１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。

なお、上述の実施の形態１、２においては、凸部７（上側凸部７ａ、下側凸部７ｂ）を成形断熱材３、４と一体的に成形し、Ｖ溝７ｃにより上側凸部７ａを取り除くことが可能な構成について述べたが、これ以外に、例えば、上部凸部と下部凸部を同一寸法形状としておき、下側凸部７ｂに対応する位置にあらかじめ穴を設けておき、真空断熱材５の大きさによって、上部凸部７ａをＶ溝７ｃによって成形断熱材３、４から取り外したあとその穴へ取り付けて下側凸部７ｂとして利用可能に構成してもよい。この場合でも上述と同様の効果を奏するとともに、上側凸部７ａを取り外したあと廃棄する必要がなくなり、廃棄物の減量化が可能となる。

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
５ａ、５ｂ 真空断熱材（大）、（小）
６ 溶着フィルム部
７、７ａ、７ｂ 凸部（上側、下側）
７ｃ Ｖ溝
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
   凸部に仮置き可能に構成するとともに、
   前記凸部は、前記成形断熱材から除去可能に構成することを特徴とする貯湯式給湯機。
2. 前記凸部は、前記成形断熱材を前記貯湯タンクに取り付けた際の鉛直方向に複数個所設
   けられており、前記仮置きする前記真空断熱材の大きさに応じて、前記凸部を前記成形断
   熱材から除去可能に構成したことを特徴とする、請求項１に記載の貯湯式給湯機。
3. 前記凸部は水平方向に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、請求項１または２のいずれか１つに記載の貯
   湯式給湯機。
4. 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から３のいずれか１つに記載の貯
   湯式給湯機。
5. 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、請求項１から４のいずれか１つに
   記載の貯湯式給湯機。
6. 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から
   ５のいずれか１つに記載の貯湯式給湯機。

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