JP6314853B2 - 貯湯タンク - Google Patents

Description

本発明は、貯湯タンクに関する。

特許文献１に、補強リングを追加した電気温水器の缶体が記載されている。特許文献１に記載された電気温水器の缶体は、缶体の胴体内周面に、内方に向けて突出した複数の突部が周方向に沿って設けられている。補強リングを缶体の胴体内周面に設けられた突部に溶接することで、缶体の負圧に対する強度を向上させている。

実公平６−３３３０４号公報

上記特許文献１に記載された電気温水器の缶体では、補強リングの追加に伴う生産コストおよび重量の増加が課題となる。また、補強リングと缶体の胴体との溶接部に生じる隙間における腐食が課題となる。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。補強リングを追加することなく、負圧に対する強度に優れる貯湯タンクを提供することを目的とする。

本発明に係る貯湯タンクは、円筒状のタンク胴部と、タンク胴部の一端の開口を塞ぐ第１のタンク鏡部と、タンク胴部の他端の開口を塞ぐ第２のタンク鏡部と、を備え、タンク胴部の表面には、一端および他端から一定距離以上を離した範囲に、複数の凹部がタンク胴部の円筒軸方向および周方向に設けられ、凹部の底面は正多角形状であり、凹部同士によってタンク胴部の裏面側に形成される隙間の幅は、凹部の底面の一辺の長さ以下のものである。

本発明によれば、補強リングを追加することなく、負圧に対する強度に優れる貯湯タンクを提供することができる。

本発明の実施の形態１の貯湯タンクの正面図である。 本発明の実施の形態１におけるタンク胴板を示す図である。 本発明の実施の形態１におけるタンク胴部の斜視図である。 本発明の実施の形態１におけるタンク胴板の断面図である。 本発明の実施の形態１における図２のＡ部の拡大図である。 本発明の実施の形態１における図４のＢ部の拡大図である。 本発明の実施の形態３におけるタンク胴板を示す図である。 本発明の実施の形態４におけるタンク胴板を示す図である。

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。尚、各図において同一部分または相当部分は、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における貯湯タンク１を示した図である。本実施の形態の貯湯タンク１は、タンク胴部２、タンク上部鏡板３およびタンク下部鏡板４を備える。

タンク胴部２は円筒状である。タンク胴部２は両端が開口している。タンク上部鏡板３はタンク胴部２の上端に、例えば溶接によって固定される。タンク上部鏡板３はタンク胴部２の上端の開口を塞ぐ第１のタンク鏡部の一例である。タンク下部鏡板４はタンク胴部２の下端に、例えば溶接によって固定される。タンク下部鏡板４はタンク胴部２の下端の開口を塞ぐ第２のタンク鏡部の一例である。

タンク胴部２の表面には、多数の凹部５が設けられる。凹部５は、タンク胴部２の剛性を高くするために設けられる。タンク胴部２の剛性が高くなることにより、負圧に対する強度に優れる貯湯タンク１が得られる。凹部５は、タンク胴部２の円筒軸方向および周方向に対して多数配置される。

図２は、タンク胴部２を形成するタンク胴板６を示す図である。タンク胴板６の表面には、多数の凹部５が設けられる。多数の凹部５は、上端７および下端８から第１の一定距離ｒ以上を離し、かつ、左端９および右端１０から第２の一定距離ｒ２以上を離した範囲に格子状に配置される。凹部５は、例えば絞り加工によってタンク胴板６の表面に形成される。

タンク胴板６の上端７、下端８、左端９および右端１０の近傍には凹部５は設けられていない。このためタンク胴板６の上端７、下端８、左端９および右端１０は変形せずに直線状になっている。

図３は、タンク胴部２の斜視図である。タンク胴部２は、例えば一枚のタンク胴板６を円筒状に丸め、左端９と右端１０とを長手方向に突き合わせ溶接することによって形成される。左端９および右端１０が直線状であるため、突き合わせ溶接する際の入熱量のばらつきが軽減される。これにより本例では、タンク胴板６を突き合わせ溶接してタンク胴部２を形成する際における、溶接の信頼性を向上させることができる。

タンク胴部２の上端にはタンク上部鏡板３が溶接される。タンク胴部２は上端７が直線状であるタンク胴板６を丸めて形成されている。このため、タンク胴部２の上端にタンク上部鏡板３を溶接する際の入熱量のばらつきが軽減される。これにより本例では、タンク胴部２の上端にタンク上部鏡板３を溶接して貯湯タンク１を形成する際における、溶接の信頼性を向上させることができる。

タンク胴部２の下端にはタンク下部鏡板４が溶接される。タンク胴部２は下端８が直線状であるタンク胴板６を丸めて形成されている。このため、タンク胴部２の下端にタンク下部鏡板４を溶接する際の入熱量のばらつきが軽減される。これにより本例では、タンク胴部２の下端にタンク下部鏡板４を溶接して貯湯タンク１を形成する際における、溶接の信頼性を向上させることができる。

図４は、図２においてタンク胴板６をＩ−Ｉ線より切断して矢印方向に見た断面図である。タンク胴板６は、凹部５がタンク胴部２の表面側になるようにして突き合わせ溶接される。

図５は、図２におけるＡ部の拡大図である。図６は、図４におけるＢ部の拡大図である。図５および図６は、隣接する凹部５同士によってタンク胴部２の裏面側に形成される隙間１１および隙間１１の幅１１ａを示す図である。

タンク胴部２を表面側から見た際の凹部５の形状は、例えば正六角形状である。凹部５の底面は、一辺の長さ５ａの正六角形状である。多数の正六角形状の凹部５は、ハニカム状に配置される。タンク胴部２の裏面側には隣接する凹部５同士によって隙間１１が形成される。隙間１１の幅１１ａは、隣接する凹部５の凹部側部５ｂ同士の間隔である。

多数の凹部５は、隙間１１の幅１１ａが凹部５の底面の一辺の長さ５ａ以下となるように、密に配置される。密に配置された多数の凹部５により、タンク胴部２の断面積が十分に増加する。タンク胴部２の断面積が十分に増加することにより、タンク胴部２の剛性が十分に高くなる。これにより本例であれば、負圧に対する強度に優れる貯湯タンク１を得ることができる。

本例の貯湯タンク１は、例えば補強リングなどの部材をタンク胴部２の内部に溶接する必要がない。タンク胴部２の裏面側には、タンク胴部２と別の部材との溶接部および溶接隙間が存在しない。このため、タンク胴部２の裏面側における溶接隙間での腐食発生のリスクを低減することができる。

多数の凹部５は、例えば隙間１１の幅１１ａがタンク胴板６の厚さの２．５倍以上となるように設けられる。これにより、タンク胴部２の裏面側における隙間１１での腐食発生のリスクを低減させることができる。

本発明の貯湯タンク１は、タンク胴部２の表面に多数の正六角形状の凹部５を格子状に設けることにより、タンク胴部２の剛性を高くすることができる。多数の凹部５は、凹部同士によってタンク胴部２の裏面側に形成される隙間１１の幅１１ａが、凹部５の底面の一辺の長さ５ａ以下となるように、密に配置される。これにより、タンク胴部２の剛性を十分に高くすることができる。タンク胴部２の剛性が高くなることにより、負圧に対する強度に優れる貯湯タンク１を得ることができる。

本発明は、補強リングの追加、タンク胴部２の厚肉化およびタンク胴部２へのビード加工などを必要とせずに、負圧に対する強度に優れる貯湯タンク１を得ることができる。これにより本発明であれば、貯湯タンク１の重量および生産コストを削減することができる。また、補強リングの追加に伴って生じる溶接隙間での腐食発生のリスクを低減させることができる。

本発明の貯湯タンク１は、タンク胴部２の一端および他端に鏡板を溶接することで形成される。凹部５はタンク胴部２の一端および他端の近傍には設けられていないため、タンク胴部２に鏡板を溶接する際の入熱量のばらつきが軽減される。これにより本発明であれば、タンク胴部２の上端および下端に鏡板を溶接して貯湯タンク１を形成する際における、溶接の信頼性を向上させることができる。

絞り加工によって形成される凹部５の数量、大きさおよび深さは、貯湯タンク１に要求される剛性または強度に応じて適宜変更される。また一例として、凹部５の角部に丸みをつけてもよい。これにより、凹部５の角部における応力集中を低減することができる。

凹部５の形状は、例えば正三角形および正方形など、隙間１１の幅１１ａが狭い密な格子状に配置可能な形状であれば、正六角形以外の正多角形状を採用してもよい。また多数の凹部５の配置方法は凹部５の形状に合わせて、隙間１１の幅１１ａが凹部５の底面の一辺の長さ５ａ以下となる格子状の配置であれば、ハニカム状以外の配置方法を採用してもよい。例えば正方形状の凹部５の配置方法として、上下左右方向に規則的に並べた正方格子状の配置を採用してもよい。

本例においてタンク胴部２は、一枚のタンク胴板６を円筒状に丸めて長手方向に突き合わせ溶接することによって形成される。タンク胴部２は本例以外にも、例えば複数のタンク胴板６の端同士を溶接し、円筒状に組み合わせて形成してもよい。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２における貯湯タンク１について説明する。本実施の形態の貯湯タンク１の基本的な構成は実施の形態１と同様である。凹部５の形状は正多角形状である。凹部５の底面は一辺の長さ５ａの正多角形状である。本実施の形態では、凹部５の底面の一辺の長さ５ａがタンク胴板６の厚さの２．５倍未満の場合について示す。

多数の凹部５は、隙間１１の幅１１ａがタンク胴板６の厚さの２．５倍以下となるように、密に配置される。密に配置された多数の凹部５により、タンク胴部２の断面積が十分に増加する。タンク胴部２の断面積が十分に増加することにより、タンク胴部２の剛性が十分に高くなる。これにより、負圧に対する強度に優れる貯湯タンク１を得ることができる。

多数の凹部５は、例えば隙間１１の幅１１ａがタンク胴板６の厚さの２．５倍となるように設けられる。これにより、タンク胴部２の裏面側における隙間１１での腐食発生のリスクを低減させることができる。

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３における貯湯タンク１について説明する。本実施の形態の貯湯タンク１の基本的な構成は実施の形態１あるいは実施の形態２と同様である。貯湯タンク１の構成は図１に示される。多数の凹部５は、凹部５の形状およびタンク胴板６の厚さに応じて、実施の形態１あるいは実施の形態２における配置方法によってタンク胴部２に設けられる。図７は、本実施の形態におけるタンク胴部２を形成するタンク胴板６を示した図である。

タンク胴板６の表面には多数の凹部５が設けられる。多数の凹部５は、上端７および下端８から第１の一定距離ｒ以上を離し、かつ、左端９および右端１０から第２の一定距離ｒ２以上を離した範囲に格子状に配置される。

多数の凹部５は、タンク胴板６を円筒状に丸めた際にタンク胴部２の円筒軸と垂直な断面においてタンク胴部２の円筒軸に対して対称となるように設けられる。例えば図７に示すように、左端９からの距離がｒ２以内の領域および右端１０からの距離がｒ２以内の領域に凹部５が設けられていないことに対応して、タンク胴板６の中央の幅２ｒ２の領域には凹部５が設けられない。これにより、タンク胴部２の円筒軸に垂直な断面の形状はタンク胴部２の円筒軸に対して対称な形状となる。

タンク胴部２の円筒軸に垂直な断面の形状が円筒軸に対して対称となることにより、タンク胴部２は圧力に対して局所的に剛性が低い部位が少なくなる。タンク胴部２の剛性は、方向への依存が少ない等方的なものとなる。これにより本実施の形態であれば、圧力に対しての強度が均一に優れる貯湯タンク１を得ることができる。

実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４における貯湯タンク１について説明する。本実施の形態の貯湯タンク１の基本的な構成は実施の形態１あるいは実施の形態２と同様である。また実施の形態３のように、タンク胴板６を円筒状に丸めた際にタンク胴部２の円筒軸と垂直な断面においてタンク胴部２の円筒軸に対して対称となるように多数の凹部５を設けてもよい。図８は、本実施の形態におけるタンク胴部２を形成するタンク胴板６を示したものである。

タンク胴板６の表面には、多数の凹部５が設けられる。またタンク胴板６の表面には貯湯タンク１内の湯温を検知する湯温検知手段の一例として、サーミスタ１２が設けられる。サーミスタ１２は、例えば図８に示すように、凹部５に設けられる。

サーミスタ１２を凹部５の空間内に収めることにより、サーミスタ１２は貯湯タンク１の表面から張り出さない。例えば給湯機に貯湯タンク１を使用する際、貯湯タンク１には貯湯タンク１を覆う断熱材が設けられる。本例の貯湯タンク１であれば、貯湯タンク１を覆う断熱材を取り付ける際の障害となる部位を少なくすることができる。

また他の例として、例えば図８に示すように、タンク胴板６の中央部近辺に凹部５が設けられる。貯湯タンク１は、一般的に中央部が負圧によって座屈を引き起こしやすい。座屈を引き起こしやすい部位に集中して凹部５を設けることにより、効率的に貯湯タンク１の座屈を抑制することができる。

また他の例として、凹部５は配管取り出し口１３を避けるように配置してもよい。配管取り出し口１３は、貯湯タンク１内の湯水を取り出すために設けられている。

本例の貯湯タンク１は、複数の凹部５が目的に応じてタンク胴板６の表面に部分的に配置される。凹部５が部分的に配置されることにより、凹部５の数量は削減される。本例の貯湯タンク１であれば、タンク胴板６に凹部５を加工する際に用いる金型サイズを縮小することができる。これにより、タンク胴板６を成形するための金型費を削減することができる。

１ 貯湯タンク、２ タンク胴部、３ タンク上部鏡板、４ タンク下部鏡板、５ 凹部、５ａ 一辺の長さ、５ｂ 凹部側部、６ タンク胴板、７ 上端、８ 下端、９ 左端、１０ 右端、１１ 隙間、１１ａ 幅、１２ サーミスタ、１３ 配管取り出し口

Claims (7)

1. 円筒状のタンク胴部と、
   前記タンク胴部の一端の開口を塞ぐ第１のタンク鏡部と、
   前記タンク胴部の他端の開口を塞ぐ第２のタンク鏡部と、
   を備え、
   前記タンク胴部の表面には、前記一端および前記他端から一定距離以上を離した範囲に、複数の凹部が前記タンク胴部の円筒軸方向および周方向に設けられ、
   前記凹部の底面は正多角形状であり、
   前記凹部同士によって前記タンク胴部の裏面側に形成される隙間の幅は、前記凹部の底面の一辺の長さ以下である貯湯タンク。
2. 前記凹部の底面の一辺の長さは、前記タンク胴部の厚さの２．５倍以上であり、
   前記凹部同士によって前記タンク胴部の裏面側に形成される隙間の幅は、前記タンク胴部の厚さの２．５倍以上である請求項１に記載の貯湯タンク。
3. 円筒状のタンク胴部と、
   前記タンク胴部の一端の開口を塞ぐ第１のタンク鏡部と、
   前記タンク胴部の他端の開口を塞ぐ第２のタンク鏡部と、
   を備え、
   前記タンク胴部の表面には、前記一端および前記他端から一定距離以上を離した範囲に、複数の凹部が前記タンク胴部の円筒軸方向および周方向に設けられ、
   前記凹部の底面は、一辺の長さが前記タンク胴部の厚さの２．５倍未満の正多角形状であり、
   前記凹部同士によって前記タンク胴部の裏面側に形成される隙間の幅は、前記タンク胴部の厚さの２．５倍以下である貯湯タンク。
4. 前記凹部同士によって前記タンク胴部の裏面側に形成される隙間の幅は、前記タンク胴部の厚さの２．５倍である請求項３に記載の貯湯タンク。
5. 前記凹部の底面は正六角形状であり、
   前記凹部はハニカム状に配置されている請求項１から請求項４の何れか１項に記載の貯湯タンク。
6. 前記タンク胴部は、板を円筒状に丸めて前記板の端を溶接することによって形成され、
   前記凹部は、前記板の端から一定距離以上を離した範囲に、前記タンク胴部の円筒軸に垂直な断面において前記円筒軸に対して対称に設けられている請求項１から請求項５の何れか１項に記載の貯湯タンク。
7. 前記凹部に設けられた湯温検知手段を備える請求項１から請求項６の何れか１項に記載の貯湯タンク。

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