JP6958364B2 - 貯湯式給湯機 - Google Patents

Description

本発明は、貯湯式給湯機に関する。

ヒートポンプなどの加熱手段により加熱された湯を貯湯タンクに貯え、貯湯タンクから取り出した湯を用いて、浴槽、シャワー、台所及び洗面所の蛇口などの給湯先に給湯する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発泡ポリスチレンまたは発泡ポリウレタンなどの発泡成形断熱材が配置されている。近年では貯湯タンクの保温性能をさらに向上するため、より断熱性能の高い、真空断熱材を用いる場合もある。

特許文献１には、機能部品が設けられたタンク本体に対し、その機能部品を避けるように真空断熱材の角部に切欠き部を設け、複数の真空断熱材を高さ方向に並べた貯湯式給湯機が開示されている。

特許第５８７９０９７号公報

特許文献１の貯湯式給湯機では、真空断熱材の端部同士が隣り合う継ぎ目の位置から熱が漏洩しやすいため、貯湯タンクからの放熱量が増加することが考えられる。

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、貯湯タンクからの放熱量を低減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、円筒状の胴部と、胴部よりも上の鏡板部分と、胴部よりも下の鏡板部分と、胴部から外側へ突出する取出口とを有する貯湯タンクと、取出口を避けて胴部を覆い、貯湯タンクの軸方向に対して垂直な平面で切断した横断面において円弧状の形状を有する複数の第一発泡断熱材と、取出口を避けて複数の第一発泡断熱材の外側を覆い、横断面において円弧状の形状を有する複数の真空断熱材とを備え、横断面において、取出口側を除いた第一発泡断熱材同士の継ぎ目の位置と、真空断熱材同士の継ぎ目の位置とが、貯湯タンクの周方向に関して異なる位置となるように配置されている貯湯式給湯機であって、複数の真空断熱材として、第一真空断熱材と、第二真空断熱材とを備え、第一真空断熱材は、貯湯タンクの軸方向に沿って延びる端部である第一端部及び第二端部を有し、第二真空断熱材は、貯湯タンクの軸方向に沿って延びる端部である第一端部及び第二端部を有し、第一真空断熱材の第一端部が第二真空断熱材の第一端部に隣接することにより、真空断熱材同士の継ぎ目が形成され、第一真空断熱材の第二端部と、第二真空断熱材の第二端部との間に、取出口を避けるための隙間が設けられており、取出口は、隙間を通って、貯湯タンクの径方向外方へ突出しており、第一真空断熱材に、取出口を避けるための切欠きが形成されておらず、第二真空断熱材に、取出口を避けるための切欠きが形成されておらず、第一発泡断熱材の数が２個であり、一方の第一発泡断熱材は、取出口を避ける孔を有し、取出口は、一方の第一発泡断熱材の孔を通って、貯湯タンクの径方向外方へ突出しており、一方の第一発泡断熱材と、他方の第一発泡断熱材との継ぎ目の位置と、取出口の位置とが、周方向に関して、異なる位置になっているものである。

本発明によれば、貯湯タンクからの放熱量を低減することが可能となる。

実施の形態１による貯湯式給湯機を示す正面図ある。 図１中のＡ−Ａ線での断面図（横断面図）である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による貯湯式給湯機１を示す正面図である。図２は、図１中のＡ−Ａ線での断面図である。図２に示すように、貯湯式給湯機１は、貯湯タンク２と、複数の第一発泡断熱材３，４と、複数の真空断熱材５，６と、複数の第二発泡断熱材７，８とを備える。貯湯タンク２は、例えばステンレス鋼のような金属材料で作られていることが望ましい。貯湯タンク２は、円筒状の胴部２ａと、胴部２ａから外側へ突出する取出口２ｂとを有する。

図２は、貯湯タンク２の軸方向に対して垂直な平面で切断した横断面図に相当する。第一発泡断熱材３，４は、取出口２ｂの位置を避けて胴部２ａを覆っている。図２の横断面において、第一発泡断熱材３，４の各々は、円弧状の形状を有する。胴部２ａの外面に対して第一発泡断熱材３，４の内面が隙間無く接触することが望ましい。

真空断熱材５，６は、取出口２ｂの位置を避けて第一発泡断熱材３，４の外側を覆う。図２の横断面において、真空断熱材５，６の各々は、円弧状の形状を有する。第一発泡断熱材３，４の外面に対して真空断熱材５，６の内面が隙間無く接触することが望ましい。

第二発泡断熱材７，８は、取出口２ｂの位置を避けて複数の真空断熱材５，６の外側を覆う。図２の横断面において、第二発泡断熱材７，８の各々は、円弧状の形状を有する。真空断熱材５，６の外面に対して第二発泡断熱材７，８の内面が隙間無く接触することが望ましい。

第一発泡断熱材３，４及び第二発泡断熱材７，８は、発泡プラスチックで作られている。当該発泡プラスチックは、例えば、発泡ポリスチレンまたは発泡ポリウレタンでもよい。

真空断熱材５，６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またはコア材を、ガスバリア性フィルムからなる外皮材で袋状に包み、内部を真空に近い減圧状態とし、ガスバリア性フィルムの外周部を熱溶着して密封した構成を有する。ガスバリア性フィルムとしては、例えば、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が用いられる。このような真空断熱材５，６は、熱伝導率が極めて低く、優れた断熱性を有する。

図１に示すように、本実施の形態の貯湯式給湯機１は、上部断熱材９及び下部断熱材１０をさらに備える。上部断熱材９は、貯湯タンク２の胴部２ａよりも上の鏡板部分を覆う。下部断熱材１０は、貯湯タンク２の胴部２ａよりも下の鏡板部分を覆う。貯湯タンク２は、複数の脚１１を介して、地面または台座に対して固定されている。

貯湯式給湯機１は、上述した各種の断熱材で覆われた状態の貯湯タンク２を収納する筐体（図示省略）を備えている。図１は、その筐体を取り外した状態を示している。

貯湯式給湯機１が使用されるときには、貯湯タンク２内は満水状態に維持される。貯湯タンク２内は、上側が高温の湯になり、下側が低温の水になる。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。

取出口２ｂは、貯湯タンク２の高さ方向の中間領域にある。貯湯タンク２内の中温水を取出口２ｂから取り出すことができる。

貯湯式給湯機１は、貯湯タンク２の水を加熱して湯にする加熱装置を備える。この加熱装置は、いかなる構成のものでもよい。例えば、ヒートポンプ式加熱装置でもよいし、貯湯タンク２内に設置される電気ヒータでもよい。貯湯タンク２を収納する筐体の外に加熱装置が備えられてもよい。加熱装置は、本発明の特徴部分ではないため、本明細書では図示及び詳細な説明を省略する。また、貯湯式給湯機１は、各種の配管、バルブ、ポンプ、熱交換器などの機器を備えるが、本明細書では、これらの機器についても図示及び詳細な説明を省略する。

図２に示すように、第一発泡断熱材３は、第一端部３ａ及び第二端部３ｂを有する。第一発泡断熱材４は、第一端部４ａ及び第二端部４ｂを有する。第一端部３ａ、第二端部３ｂ、第一端部４ａ、及び第二端部４ｂは、貯湯タンク２の軸方向すなわち高さ方向に沿って延びる端部である。第一端部３ａは、第一端部４ａに対して隣接している。第一端部３ａ及び第一端部４ａにより、第一発泡断熱材３と第一発泡断熱材４との間の継ぎ目１２が形成されている。第一端部３ａ及び第一端部４ａは、互いに接触していてもよいし、接触していなくてもよい。第二端部３ｂは、第二端部４ｂに対して隣接している。第二端部３ｂ及び第二端部４ｂにより、第一発泡断熱材３と第一発泡断熱材４との間の継ぎ目１３が形成されている。第二端部３ｂ及び第二端部４ｂは、互いに接触していてもよいし、接触していなくてもよい。

真空断熱材５は、第一端部５ａ及び第二端部５ｂを有する。真空断熱材６は、第一端部６ａ及び第二端部６ｂを有する。第一端部５ａ、第二端部５ｂ、第一端部６ａ、及び第二端部６ｂは、貯湯タンク２の軸方向すなわち高さ方向に沿って延びる端部である。第一端部５ａは、第一端部６ａに対して隣接している。第一端部５ａ及び第一端部６ａにより、真空断熱材５と真空断熱材６との間の継ぎ目１４が形成されている。第一端部５ａ及び第一端部６ａは、互いに接触していてもよいし、接触していなくてもよい。

図２の横断面において、継ぎ目１２の位置と、継ぎ目１４の位置とが、貯湯タンク２の周方向に関して異なる位置となるように配置されている。これにより、以下の効果が得られる。継ぎ目１２の位置においては、第一発泡断熱材３と第一発泡断熱材４との間に隙間が生じる可能性があるので、仮に真空断熱材５がないとすると、熱漏洩が起きやすくなる可能性がある。これに対し、本実施の形態であれば、継ぎ目１２の外側を真空断熱材５が覆っているので、継ぎ目１２からの熱漏洩を確実に抑制できる。また、継ぎ目１４の位置においては、真空断熱材５と真空断熱材６との間に隙間が生じる可能性があるので、仮に第一発泡断熱材４がないとすると、熱漏洩が起きやすくなる可能性がある。これに対し、本実施の形態であれば、継ぎ目１４の内側を第一発泡断熱材４が覆っているので、継ぎ目１４からの熱漏洩を確実に抑制できる。したがって、貯湯タンク２からの放熱量を確実に低減できる。

以下の説明では、貯湯タンク２の周方向のことを単に「周方向」と称する。仮に、継ぎ目１２と継ぎ目１４とが周方向に関して同じ位置であったとすると、この位置からの熱漏洩が起きやすくなるので、貯湯タンク２からの放熱量が多くなりやすい。

本実施の形態では、継ぎ目１３の位置と継ぎ目１４の位置とが周方向に関して異なる位置となるように配置されている。これにより、以下の効果が得られる。継ぎ目１３の位置においては、第一発泡断熱材３と第一発泡断熱材４との間に隙間が生じる可能性があるので、仮に真空断熱材６がないとすると、熱漏洩が起きやすくなる可能性がある。これに対し、本実施の形態であれば、継ぎ目１３の外側を真空断熱材６が覆っているので、継ぎ目１３からの熱漏洩を確実に抑制できる。

本実施の形態であれば、第一発泡断熱材３と第一発泡断熱材４との間のすべての継ぎ目１２，１３が、真空断熱材５と真空断熱材６との間の継ぎ目１４に対して、周方向に関して異なる位置となるように配置されている。これにより、熱漏洩をより確実に抑制でき、貯湯タンク２からの放熱量をより確実に低減できる。なお、本発明では、少なくとも、取出口２ｂに近い側の継ぎ目１３を除いた第一発泡断熱材３，４同士の継ぎ目１２の位置と、真空断熱材５，６同士の継ぎ目１４の位置とが、周方向に関して異なる位置となるように配置されていればよい。

本実施の形態では、第一発泡断熱材３，４の数が２個であり、２個の第一発泡断熱材３，４は、周方向の長さが互いに等しい。これにより、組み立てを容易に行うことができる。

ただし、本発明では、変形例として、第一発泡断熱材３，４の周方向の長さが互いに異なるようにしてもよいし、周方向に関して３個以上の数に分割された第一発泡断熱材によって貯湯タンク２を覆ってもよい。

本実施の形態では、第一発泡断熱材３，４の各々が貯湯タンク２を半周ずつ覆うことで、貯湯タンク２のほぼ全周を第一発泡断熱材３，４が覆っている。これにより、貯湯タンク２からの放熱量をより確実に低減できる。

第一発泡断熱材３には、取出口２ｂを避けるための孔３ｃが形成されている。取出口２ｂは、孔３ｃを通って、貯湯タンク２の径方向外方へ突出している。孔３ｃに代えて、取出口２ｂを避けるための切欠きを第一発泡断熱材３に形成してもよい。取出口２ｂがない領域を覆っている第一発泡断熱材４は、取出口２ｂを避けるための孔または切欠きを有していない。本実施の形態であれば、一方の第一発泡断熱材３にのみ、取出口２ｂを避けるための孔３ｃまたは切欠きを形成すればよいので、熱漏洩をより確実に抑制できる。

図２の横断面において、第一発泡断熱材３と第一発泡断熱材４との間の継ぎ目１２，１３の位置と、取出口２ｂの位置とが、周方向に関して異なる位置となるように配置されている。取出口２ｂの位置では、断熱材に孔または切欠きを形成する必要があるので、熱漏洩が起きやすくなる可能性がある。仮に、継ぎ目１２または１３の位置と、取出口２ｂの位置とが、周方向に関して同じ位置であったとすると、継ぎ目１２または１３による熱漏洩と、取出口２ｂによる熱漏洩とが相乗して、貯湯タンク２からの放熱量が増えやすくなる可能性がある。これに対し、本実施の形態であれば、継ぎ目１２，１３の位置と、取出口２ｂの位置とが、周方向に関して異なる位置となるように配置したことで、継ぎ目１２または１３による熱漏洩と、取出口２ｂによる熱漏洩とが相乗することを防止でき、貯湯タンク２からの放熱量を低減する上で有利になる。

図示の構成に代えて、継ぎ目１２または１３の位置と、取出口２ｂの位置とを、周方向に関して同じ位置とし、継ぎ目１２または１３が取出口２ｂを挟むように構成し、第一発泡断熱材３，４の各々に、取出口２ｂを避けるための孔または切欠きを形成してもよい。この場合には、継ぎ目１２または１３の外側を真空断熱材５または６が覆うことになるので、熱漏洩を確実に抑制でき、貯湯タンク２からの放熱量を低減する上で有利になる。

一般に、真空断熱材を湾曲させるときには、強い反発力が作用する。仮に、１枚の真空断熱材で貯湯タンク２の全周を覆うとすると、真空断熱材を巻き付ける作業が困難となり、組み立てを容易に行うことができない。これに対し、本実施の形態では、貯湯タンク２を覆う真空断熱材５，６を周方向に関して複数に分割したことで、組み立てを容易に行うことができる。本実施の形態では、２個の真空断熱材５，６によって貯湯タンク２のほぼ全周を覆っているが、変形例として、周方向に関して真空断熱材を３個以上の数に分割してもよい。

本実施の形態において、真空断熱材５，６は、周方向の長さが互いに等しい。これにより、真空断熱材５，６の仕様を互いに共通化できるので、部品コストを低減できる。変形例として、真空断熱材５，６は、周方向の長さが互いに異なるものでもよい。

本実施の形態では、真空断熱材５，６の各々が貯湯タンク２を半周ずつ覆うことで、貯湯タンク２のほぼ全周を真空断熱材５，６が覆っている。これにより、貯湯タンク２からの放熱量をより確実に低減できる。

真空断熱材５の第二端部５ｂと、真空断熱材６の第二端部６ｂとの間には、取出口２ｂを避けるための隙間が設けられている。取出口２ｂは、第二端部５ｂと第二端部６ｂとの間の隙間を通って、貯湯タンク２の径方向外方へ突出している。一般に、真空断熱材は、発泡断熱材に比べて、孔または切欠きを形成するとコストが増加しやすい。本実施の形態であれば、真空断熱材５，６には、取出口２ｂを避けるための孔または切欠きを形成する必要がないので、コストの増加を防止できる。

図２の横断面において、真空断熱材５，６の間の継ぎ目１４の位置は、取出口２ｂとは反対側にある。これにより、継ぎ目１４による熱漏洩と、取出口２ｂによる熱漏洩とが相乗することをより確実に防止でき、貯湯タンク２からの放熱量を低減する上でさらに有利になる。

第一発泡断熱材３，４の高さ方向の長さは、真空断熱材５，６の高さ方向の長さよりも大きくてもよい。そのようにすることで、貯湯タンク２からの放熱量を低減する上でさらに有利になる。

第二発泡断熱材７は、第一端部７ａ及び第二端部７ｂを有する。第二発泡断熱材８は、第一端部８ａ及び第二端部８ｂを有する。第一端部７ａ、第二端部７ｂ、第一端部８ａ、及び第二端部８ｂは、貯湯タンク２の軸方向すなわち高さ方向に沿って延びる端部である。第一端部７ａは、第一端部８ａに対して隣接している。第一端部７ａ及び第一端部８ａにより、第二発泡断熱材７と第二発泡断熱材８との間の継ぎ目１５が形成されている。

継ぎ目１５において、第一端部７ａと第一端部８ａとは、取出口２ｂを間に挟んで対向している。第一端部７ａと第一端部８ａとの間には、取出口２ｂが通過可能な隙間が設けられている。取出口２ｂは、第一端部７ａと第一端部８ａとの間の隙間を通って、貯湯タンク２の径方向外方へ突出している。または、第一端部７ａ及び第一端部８ａに取出口２ｂを避けるための切欠きを形成し、当該切欠き以外の部分において第一端部７ａと第一端部８ａとが互いに接触または近接するように配置してもよい。

図２の横断面において、第二発泡断熱材７，８の間の継ぎ目１５の位置と、真空断熱材５，６の間の継ぎ目１４の位置とが、周方向に関して異なる位置となるように配置されている。これにより、継ぎ目１５による熱漏洩と、継ぎ目１４による熱漏洩とが相乗することをより確実に防止でき、貯湯タンク２からの放熱量を低減する上でさらに有利になる。

図２の横断面において、第一発泡断熱材３，４の間の継ぎ目１２，１３の位置と、第二発泡断熱材７，８の間の継ぎ目１５の位置とが、周方向に関して異なる位置となるように配置されている。これにより、継ぎ目１２，１３による熱漏洩と、継ぎ目１５による熱漏洩とが相乗することをより確実に防止でき、貯湯タンク２からの放熱量を低減する上でさらに有利になる。

１ 貯湯式給湯機、 ２ 貯湯タンク、 ２ａ 胴部、 ２ｂ 取出口、 ３，４ 第一発泡断熱材、 ３ａ 第一端部、 ３ｂ 第二端部、 ３ｃ 孔、 ４ａ 第一端部、 ４ｂ 第二端部、 ５，６ 真空断熱材、 ５ａ 第一端部、 ５ｂ 第二端部、 ６ａ 第一端部、 ６ｂ 第二端部、 ７，８ 第二発泡断熱材、 ７ａ 第一端部、 ７ｂ 第二端部、 ８ａ 第一端部、 ８ｂ 第二端部、 ９ 上部断熱材、 １０ 下部断熱材、 １１ 脚、 １２，１３，１４，１５ 継ぎ目

Claims (8)

1. 円筒状の胴部と、前記胴部よりも上の鏡板部分と、前記胴部よりも下の鏡板部分と、前記胴部から外側へ突出する取出口とを有する貯湯タンクと、
   前記取出口を避けて前記胴部を覆い、前記貯湯タンクの軸方向に対して垂直な平面で切断した横断面において円弧状の形状を有する複数の第一発泡断熱材と、
   前記取出口を避けて前記複数の第一発泡断熱材の外側を覆い、前記横断面において円弧状の形状を有する複数の真空断熱材とを備え、
   前記横断面において、前記取出口側を除いた前記第一発泡断熱材同士の継ぎ目の位置と、前記真空断熱材同士の継ぎ目の位置とが、前記貯湯タンクの周方向に関して異なる位置となるように配置されている貯湯式給湯機であって、
   前記複数の真空断熱材として、第一真空断熱材と、第二真空断熱材とを備え、
   前記第一真空断熱材は、前記貯湯タンクの軸方向に沿って延びる端部である第一端部及び第二端部を有し、
   前記第二真空断熱材は、前記貯湯タンクの軸方向に沿って延びる端部である第一端部及び第二端部を有し、
   前記第一真空断熱材の前記第一端部が前記第二真空断熱材の前記第一端部に隣接することにより、前記真空断熱材同士の前記継ぎ目が形成され、
   前記第一真空断熱材の前記第二端部と、前記第二真空断熱材の前記第二端部との間に、前記取出口を避けるための隙間が設けられており、
   前記取出口は、前記隙間を通って、前記貯湯タンクの径方向外方へ突出しており、
   前記第一真空断熱材に、前記取出口を避けるための切欠きが形成されておらず、
   前記第二真空断熱材に、前記取出口を避けるための切欠きが形成されておらず、
   前記第一発泡断熱材の数が２個であり、
   一方の前記第一発泡断熱材は、前記取出口を避ける孔を有し、
   前記取出口は、前記一方の前記第一発泡断熱材の前記孔を通って、前記貯湯タンクの径方向外方へ突出しており、
   前記一方の前記第一発泡断熱材と、他方の前記第一発泡断熱材との継ぎ目の位置と、前記取出口の位置とが、前記周方向に関して、異なる位置になっている貯湯式給湯機。
2. 前記２個の前記第一発泡断熱材は、前記周方向の長さが互いに等しい請求項１に記載の貯湯式給湯機。
3. 前記複数の真空断熱材は、前記周方向の長さが互いに等しい請求項１または請求項２に記載の貯湯式給湯機。
4. 前記複数の真空断熱材は、前記周方向の長さが互いに異なる請求項１または請求項２に記載の貯湯式給湯機。
5. 前記複数の真空断熱材の外側を覆い、前記横断面において円弧状の形状を有する複数の第二発泡断熱材を備え、
   前記横断面において、前記第二発泡断熱材同士の継ぎ目の位置と、前記真空断熱材同士の継ぎ目の位置とが、前記周方向に関して異なる位置となるように配置されている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の貯湯式給湯機。
6. 前記横断面において、前記第一発泡断熱材同士の継ぎ目の位置と、前記第二発泡断熱材同士の継ぎ目の位置とが、前記周方向に関して異なる位置となるように配置されている請求項５に記載の貯湯式給湯機。
7. 前記第一発泡断熱材の高さ方向の長さは、前記真空断熱材の高さ方向の長さよりも大きい請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の貯湯式給湯機。
8. 前記真空断熱材の数が２個であり、前記横断面において、前記真空断熱材同士の継ぎ目の位置が前記取出口とは反対側にある請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の貯湯式給湯機。

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