JP6331419B2 - 貯湯給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は貯湯給湯装置に関し、特に貯湯タンクの周囲を覆う断熱材による断熱性能の向上を図ったものに関する。

従来から、大容量の湯水を貯留可能な貯湯タンクを備え、１又は複数の給湯先に湯水を供給する貯湯給湯装置が実用に供されている。この貯湯給湯装置は、貯湯タンク内の湯水を、例えば、夜間割引の安価な電力を利用して、ヒートポンプ回路を有する外部熱源機や貯湯タンクの内部に設置された加熱用ヒータを有する内部熱源機で加熱して、その加熱された湯水を貯湯タンクに貯留しておき、給湯栓や風呂等に給湯するものである。

上記の貯湯タンクにおいては、その周囲を合成樹脂発泡体からなる断熱材で覆うことで断熱性能を向上させている。一般的に、貯湯タンクは円筒形状に構成されているのに対して、外装ケースは直方体状に構成されているので、外装ケースの内部に貯湯タンクを収納した状態では、貯湯タンクの外周面と外装ケースの内側面との隙間は一定にならない。

このため、外装ケースを小型化すると、貯湯タンクと外装ケースとが近接する部分の隙間が著しく狭くなり、その隙間に配置される断熱材が極端に薄くなって断熱性能が低下してしまうという問題がある。一方で、断熱性能を向上させる為に、貯湯タンクと外装ケースとの隙間を広くすると、外装ケースが大型化してしまうという問題がある。

上記の問題を解決する為に、例えば、特許文献１に記載されている貯湯タンクにおいては、貯湯タンクと外装ケースとが形成する隙間のうち、貯湯タンクの外周面と外装ケースの内側面とが近接する部分の隙間に真空断熱材を配置し、その他の隙間に通常の断熱材（グラスウールやグラスファイバー等の無機系断熱材又はポリウレタンやポリエチレン等の有機系断熱材）を配置した構造が開示されている。

特許第４１８６８３５号公報

しかし、特許文献１の貯湯タンクのように断熱材として真空断熱材を使用する場合、通常の合成樹脂発泡体からなる断熱材（ポリウレタンやポリエチレン等の有機系断熱材）や繊維材料からなる断熱材（グラスウールやグラスファイバー等の無機系断熱材）と比較すると割高となるので、製作コストが高くなる。

昨今の貯湯給湯装置は、屋外の狭小スペースに設置可能なように、コンパクトな構成が求められているが、上記の合成樹脂発泡体や繊維材料からなる安価な断熱材を使用して断熱性能を向上させようとすると、断熱材の厚さを確保する必要が生じるので、上述したように、外装ケースが大型化するという問題がある。

本発明は、外装ケースのサイズを大幅に変更することなく、低コストで且つ簡単な構造でもって断熱性能の向上を図った貯湯給湯装置を提供すること、等である。

請求項１の貯湯給湯装置は、円筒形状の貯湯タンクと、この貯湯タンクの周囲を覆う断熱材と、前記貯湯タンクと前記断熱材とを収納する外装ケースとを備えた貯湯給湯装置において、前記貯湯タンクの高さ方向の少なくとも一部の周囲を一定以上の厚さの断熱材で覆う為に、前記外装ケースに外側へ膨出した膨出部を形成し、この膨出部に前記断熱材の一部を配置し、前記膨出部は前記貯湯タンクの上半部分に対応するように設けられたことを特徴としている。

請求項２の貯湯給湯装置は、請求項１の発明において、前記膨出部は、部分円筒状に形成されたことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、貯湯タンクの高さ方向の少なくとも一部の周囲を一定以上の厚さの断熱材で覆う為に、外装ケースに外側へ膨出した膨出部を形成し、この膨出部に断熱材の一部を配置したので、膨出部によって必要な部分の断熱材の厚さを確保することができる。

従って、外装ケースにおける貯湯タンクの高さ方向の少なくとも一部に対応する部分に膨出部を形成することで、既存の外装ケースのサイズを大幅に変更せずに、低コストで且つ簡単な構造でもって断熱性能の向上を図ることができる。

そして、膨出部は、貯湯タンクの上半部分に対応するように設けられたので、膨出部で厚さが確保された断熱材によって貯湯タンクの上半部分に貯留された高温の湯水を確実に保温することができる。貯湯タンクの下半部分に貯留された湯水の温度は低いので、断熱材の膨出部が形成されていない薄い部分で保温することができる。

請求項２の発明によれば、膨出部は、部分円筒状に形成されたので、プレス成形で製作する場合に有利となる。外装ケースの外装板のプレス成形時に膨出部を同時に形成することができるので、容易に且つ低コストで断熱性能の向上を実現することができる。

本発明の実施例にかかる貯湯給湯装置（外装ケース）の斜視図である。 貯湯給湯装置の断面図である。 貯湯タンクと断熱材の分解斜視図である。 断熱材の断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

最初に、貯湯給湯装置１の全体構造について簡単に説明する。
図１〜図３に示すように、貯湯給湯装置１は、上下両端部に曲面部を有する縦長筒状の外周面を有する貯湯タンク２と、この貯湯タンク２の周囲を覆う断熱材３と、貯湯タンク２と断熱材３の周囲を覆う外装ケース４等を備えている。尚、貯湯給湯装置１は、上記の器具以外にも給水配管や給湯配管等の各種配管類や混合弁や開閉弁等の各種弁類を備えているが、図示は省略する。

尚、この貯湯給湯装置１は、例えば、外部熱源機としてヒートポンプ回路を備えたヒートポンプ式熱源機と、このヒートポンプ式熱源機と貯湯給湯装置１との間に循環ポンプを介して湯水を循環させる為の湯水循環配管等と組み合わせることでヒートポンプ式給湯装置が構成されるが、貯湯給湯装置１以外の構成の詳細な説明は省略する。

次に、貯湯タンク２について説明する。
図３の仮想線で示すように、貯湯タンク２は、高温の湯水を貯留するものであり、耐腐食性に優れたステンレス板製の胴部材とその上下両端を塞ぐ１対の鏡板とで構成されている。即ち、貯湯タンク２は、縦長筒状の外周面を有する胴部２ａと、上端部の曲面状の天部２ｂと、下端部の曲面状の底部２ｃとから一体的に構成されている。

貯湯タンク２には、給水配管、湯水循環配管、給湯配管等が夫々接続され、給水配管を介して上水源からの上水を貯湯タンク２内に補充可能となっており、湯水循環配管を介して湯水が加熱され、給湯配管を介して貯湯タンク２内に貯留された高温の湯水（例えば、６５〜９０℃）を所望の給湯先に供給することができる。

次に、断熱材３について説明する。
図２〜図４に示すように、断熱材３は、例えば、発泡ポリプロピレン、発泡ポリスチレン等からなる合成樹脂発泡体製の成形材であって、円筒形状の貯湯タンク２の周囲を覆って貯湯タンク２に貯留された湯水の放熱を防ぐ断熱機能を有するものである。尚、この断熱材３は、合成樹脂発泡体製のものに代えてグラスウールやグラスファイバー等の繊維材料を採用しても良い。

断熱材３は、複数の分割部材から構成されている。即ち、貯湯タンク２の上端側部分（貯湯タンク２の天部２ｂと胴部２ａの上端部）を覆う天部材６と、貯湯タンク２の胴部２ａの外周面の半分を夫々覆うと共に、貯湯タンク２の底部２ｃの一部も夫々覆う前側及び後側縦分割部材７，８とを備えている。

天部材６は、貯湯タンク２の上端側部分の外周面形状と略同じ内周面形状を有する下方開放の断面Ｕ字状の蓋状に構成され、貯湯タンク２の天部２ｂと胴部２ａの上端部とを覆う。天部材６の下端部の内径側部分（内周側部分）には、前側及び後側縦分割部材７，８の上端部に嵌合可能な環状凹部（図示略）が形成されている。

前側縦分割部材７は、その大部分を構成する半筒状部７ａと、この半筒状部７ａの下端部に一体的に形成された底板部等を備えている。前側縦分割部材７は、貯湯タンク２の胴部２ａの前側半分と底部２ｃの前側一部とを覆う。

半筒状部７ａの周方向両端部の外側部分の上半部分には、後方に向かう程外側に突出する突出部７ｂが夫々形成されている。半筒状部７ａの周方向両端部には、縦方向の全長に亙って嵌合凹部７ｃが夫々形成されている。半筒状部７ａの上端部には、上方に突出する半円状突部７ｄが形成されている。半筒状部７ａの前側部分の両端部には、縦方向の全長に亙って面取り部７ｅが夫々形成されている。

後側縦分割部材８は、その大部分を構成する半筒状部８ａと、この半筒状部８ａの下端部に一体的に形成された底板部とから一体的に形成されている。後側縦分割部材８は、貯湯タンク２の胴部２ａの後側半分と底部２ｃの後側一部とを覆う。

半筒状部８ａの周方向両端部の外側部分の上半部分には、前方に向かう程外側に突出する突出部８ｂが形成されている。半筒状部８ａの周方向両端部には、縦方向の略全長に亙って嵌合凸部８ｃが夫々形成されている。半筒状部８ａの上端部には、上方に突出する半円状突部８ｄが形成されている。半筒状部８ａの後側部分の両端部には、縦方向の全長に亙って面取り部８ｅが夫々形成されている。

図２，図４に示すように、前側及び後側縦分割部材７，８の組み付け状態では、貯湯タンク２の胴部２ａの外周面形状と略同じ内周面形状を有し且つ平面視にて四角形状となる外面形状を有する筒状に構成され、貯湯タンク２の胴部２ａの上端部を除いた大部分と底部２ｃの一部とを覆うことができる。

組み付け状態における前側及び後側縦分割部材７，８の左右両側面の上半部分の中心部には、突出部７ｂ，８ｂからなる平面視にて偏平なＤ字形の膨張部１１，１２が夫々形成され、前側及び後側縦分割部材７，８の上端部には、天部材６の環状凹部が外嵌可能な半円状突部７ｄ，８ｄからなる環状凸部が形成される。半筒状部８ａの後端面の上半部分の中心部には、後方に突出する平面視にて偏平なＤ字形の膨張部１３が形成されている（図２，図４参照）。

断熱材３に膨張部１１，１２，１３を形成することで、貯湯タンク２の上半部分に対応する部分の厚さが、貯湯タンク２の下半部分に対応する部分より厚くすることができる。断熱材３の膨張部１１，１２，１３が形成された部分の厚さ及び断熱材３の前端部の中心部の厚さ（断熱材３の貯湯タンク２の上半部分に対応する部分のうち最も薄くなる部分の厚さ）は、例えば、５０〜６０ｍｍ程度に設定される。尚、貯湯タンク２の上半部分に滞留する高温の湯水を保温する為に要求される断熱材３の厚さは、例えば５０ｍｍ以上（一定以上の厚さに相当する）に設定されるが、特にこの厚さに限定する必要はない。

次に、外装ケース４について説明する。
図１，図２に示すように、外装ケース４は、金属製薄板からなる複数の外装板４ａ〜４ｆで直方体状の箱状に構成されている。複数の外装板４ａ〜４ｆは、前側板となる外装板４ａ、左右１対の側板となる外装板４ｂ，４ｃ、後側板となる外装板４ｄ、天板となる外装板４ｅ、底板となる外装板４ｆを有している。

外装ケース４には、上述の貯湯タンク２と断熱材３に加えて、各種配管類、各種弁類、駆動ポンプ、複数の温度センサ等が収容されている。各外装板４ａ〜４ｆは、例えば、厚さが０．３〜０．５ｍｍのカラー鋼板で構成されている。

図１，図２に示すように、外装板４ｂ〜４ｄ（左右１対の側板と後側板）には、外側へ膨出した膨出部２１〜２３が夫々形成されている。各膨出部２１〜２３は、貯湯タンク２の上半部分に対応するように、各外装板４ｂ〜４ｄの上半部分に上下方向に延びるように設けられている。

膨出部２１〜２３は、上下両端部が塞がれた有底の部分円筒状に夫々形成されている。即ち、膨出部２１〜２３は、貯湯タンク２の軸心Ａを通る水平線Ｂが各外装板４ｂ〜４ｄと直交する外側方向に膨らむように（例えば、平坦部から外側に２０ｍｍ〜３０ｍｍ程度膨らむように）且つ貯湯タンク２の軸心Ａを中心とする円弧形状となるように夫々形成されている。

膨出部２１〜２３の内周面形状は、貯湯タンク２の胴部２ａの外周面形状と略同じ形状であり、膨出部２１〜２３の内周面と貯湯タンク２の胴部２ａ外周面との間に部分円筒状の空間が形成されている。この部分円筒状の空間は、断熱材３の膨張部１１〜１３が形成された部分の厚さより僅かに幅広に設定されている。

即ち、図２に示すように、膨出部２１〜２３には、貯湯タンク２の高さ方向の少なくとも一部の周囲を一定以上の厚さの断熱材３で覆う為に、断熱材３の一部が配置されている。外装ケース４に膨出部２１〜２３を形成し、この膨出部２１〜２３に断熱材３の偏平なＤ字形の膨張部１１〜１３を配置することで、一定以上の厚さの断熱材３でもって貯湯タンク２の高温の湯水が貯留される上半部分を保温可能である。

次に、本発明の貯湯給湯装置１の作用及び効果について説明する。
貯湯タンク２に断熱材３を組み付ける際、先ずは、貯湯タンク２の胴部２ａの後側半分と底部２ｃの後側の一部とを覆うように、後側縦分割部材８を貯湯タンク２の後方から組み付け、この後側縦分割部材８を貯湯タンク２に対して組付けた状態を維持したまま、貯湯タンク２の胴部２ａの前側半分と底部２ｃの前側の一部とを覆うように、前側縦分割部材７を貯湯タンク２の前方から組み付ける。

次に、貯湯タンク２の上端側部分を覆う為に、天部材６を貯湯タンク２の上方から被せて、天部材６の下端部の環状凹部を前側及び後側縦分割部材７，８の環状凸部（１対の半円状突部７ｄ，８ｄ）に外嵌させることで、天部材６により前側及び後側縦分割部材７，８の上端部を内側に締め付けるように固定し、貯湯タンク２に対して断熱材３の固定を行う。

そして、断熱材３で覆われた貯湯タンク２を外装ケース４に収納する為に、断熱材３の複数の膨張部１１〜１３が外装ケース４の対応する膨出部２１〜２３に配置されるように、外装ケース４に貯湯タンク２を収納し、各種配管類、各種弁類、駆動ポンプ、複数の温度センサ等も収納して、貯湯給湯装置１を組み立てる。

以上説明したように、貯湯タンク２の高さ方向の少なくとも一部の周囲を一定以上の厚さの断熱材３で覆う為に、外装ケース４に外側へ膨出した膨出部２１〜２３を形成し、この膨出部２１〜２３に断熱材３の一部を配置したので、膨出部２１〜２３によって必要な部分の断熱材３の厚さを確保することができる。

従って、外装ケース４における貯湯タンク２の高さ方向の少なくとも一部に対応する部分に膨出部２１〜２３を形成することで、既存の外装ケース４のサイズを大幅に変更せずに、低コストで且つ簡単な構造でもって断熱性能の向上を図ることができる。

また、膨出部２１〜２３は、貯湯タンク２の上半部分に対応するように設けられたので、膨出部２１〜２３で厚さが確保された断熱材３によって貯湯タンク２の上半部分に貯留された高温の湯水を確実に保温することができる。貯湯タンク２の下半部分に貯留された湯水の温度は低いので、断熱材３の膨出部２１〜２３が形成されていない薄い部分で保温することができる。

さらに、膨出部２１〜２３は、部分円筒状に形成されたので、プレス成形で製作する場合に有利となる。外装ケース４の外装板４ｂ〜４ｄのプレス成形時に膨出部２１〜２３を同時に形成することができるので、容易に且つ低コストで断熱性能の向上を実現することができる。

次に、前記実施例を部分的に変更した形態について説明する。
［１］前記実施例の膨出部２１〜２３は、部分円筒状に形成されているが、この形状に限定する必要はなく、断面視にて扁平な三角形状や台形形状であっても良く、膨出部２１〜２３の形状は、断熱材３の一部を配置可能であれば、適宜変更可能である。また、断熱材３の膨張部１１〜１３の形状も膨出部の形状に合わせて適宜変更可能である。

［２］前記実施例の膨出部２１〜２３は、貯湯タンク２の上半部分に対応するように設けられているが、特にこの構造に限定する必要はなく、貯湯タンク２の全長に対応するように設けても良い。また、外装ケース４に膨出部２１〜２３と同形状の膨出部を追加的に設けることで、外装ケース４の意匠性の向上に利用しても良い。

［３］前記前側縦分割部材７が貯湯タンク２の胴部２ａの前側半分を覆い、後側縦分割部材８が貯湯タンク２の胴部２ａの後側半分を覆うようにしているが、特にこの構成に限定する必要はなく、貯湯タンク２の胴部２ａの左右半分ずつを２つの縦分割部材で覆うようにしても良い。

［４］その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。

１ 貯湯給湯装置
２ 貯湯タンク
３ 断熱材
４ 外装ケース
２１〜２３ 膨出部

Claims (2)

1. 円筒形状の貯湯タンクと、この貯湯タンクの周囲を覆う断熱材と、前記貯湯タンクと前記断熱材とを収納する外装ケースとを備えた貯湯給湯装置において、
   前記貯湯タンクの高さ方向の少なくとも一部の周囲を一定以上の厚さの断熱材で覆う為に、前記外装ケースに外側へ膨出した膨出部を形成し、この膨出部に前記断熱材の一部を配置し、前記膨出部は前記貯湯タンクの上半部分に対応するように設けられたことを特徴とする貯湯給湯装置。
2. 前記膨出部は、部分円筒状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の貯湯給湯装置。