JP4240148B1 - Hot water storage tank unit - Google Patents
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Abstract
【課題】貯湯タンクの放熱ロス低減による省エネ化と、断熱材の破損による性能低下の防止とを両立できる、信頼性の高い貯湯タンクユニットを提供すること。
【解決手段】略円筒状の貯湯タンク2の外周部に少なくとも2枚の第一真空断熱材4aと第二真空断熱材4bとを備え、第一真空断熱材4aと第二真空断熱材4bとの隣接部において、第二真空断熱材4bの外周部端面7bを第二真空断熱材4bの外周側に折り返し、かつ第一真空断熱材4aの外周部端面7aを第二真空断熱材4bの外周部端面7bに重ねるように構成したもので、真空断熱材の外周部端面が重なり合うことで真空断熱材相互が密着して、真空断熱材と略円筒容器間の空気が真空断熱材の外周側に漏れ出すことがなくなり、放熱ロスを低減することができ、コンパクト化と高効率化を図ることができる。
【選択図】図1An object of the present invention is to provide a highly reliable hot water storage tank unit that can achieve both energy saving by reducing heat dissipation loss of a hot water storage tank and prevention of performance deterioration due to damage to a heat insulating material.
SOLUTION: At least two first vacuum heat insulating materials 4a and a second vacuum heat insulating material 4b are provided on the outer peripheral portion of a substantially cylindrical hot water storage tank 2, and the first vacuum heat insulating material 4a and the second vacuum heat insulating material 4b are provided. 2b, the outer peripheral end face 7b of the second vacuum heat insulating material 4b is folded back to the outer peripheral side of the second vacuum heat insulating material 4b, and the outer peripheral end face 7a of the first vacuum heat insulating material 4a is turned to the outer periphery of the second vacuum heat insulating material 4b. It is constructed so as to overlap the part end surface 7b, and the vacuum heat insulating material is brought into close contact with each other by overlapping the outer peripheral end surfaces of the vacuum heat insulating material, and the air between the vacuum heat insulating material and the substantially cylindrical container is placed on the outer peripheral side of the vacuum heat insulating material. No leakage occurs, heat dissipation loss can be reduced, and compactness and high efficiency can be achieved.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、真空断熱材を備えた貯湯タンクユニットに関し、特に、貯湯タンクの断熱性能を低下させること無く省スペース・高効率化を実現する貯湯タンクユニットに関するものである。 The present invention relates to a hot water storage tank unit provided with a vacuum heat insulating material, and more particularly to a hot water storage tank unit that realizes space saving and high efficiency without reducing the heat insulating performance of the hot water storage tank.
従来のこの種の貯湯タンクユニットとしては、断熱材に真空断熱材を使用したものがある(例えば、特許文献1参照)。図8、図9は、その従来の貯湯タンクユニットを示すものである。 As a conventional hot water storage tank unit of this type, there is one using a vacuum heat insulating material as a heat insulating material (see, for example, Patent Document 1). 8 and 9 show the conventional hot water storage tank unit.
図8、図9に示すように、貯湯タンクユニット1は、円筒状の貯湯タンク2と、貯湯タンク2を包囲する角筒状の外装ケース3とから構成されており、貯湯タンク2と外装ケース3との空間には、貯湯タンクの保温のために真空断熱材4とシート状断熱材5とが設置されている。真空断熱材4は、貯湯タンク2の形状に沿って貼り付けられている。また、シート状断熱材5は、貯湯タンク2と外装ケース3との空間部に充填されるように設置されている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the hot water
このように、貯湯タンク2と外装ケース3との空間距離が小さい部分に真空断熱材4を配置することにより、貯湯タンク2の断熱性能を低下させること無く設置スペースを削減し、施工性向上を図ることができるのである。
しかしながら、前記従来の構成では、貯湯タンク2の容量が大きい場合(例えば460L)には真空断熱材4のサイズが大きくなり、コストが増大する。また真空断熱材4を複数に分割した場合には隣接する真空断熱材4どうしの隙間からの放熱ロスが増大し、貯湯タンク2の断熱性能が低下するという恐れがあった。
However, in the conventional configuration, when the capacity of the hot
また、真空断熱材4は、外装ケース3と略接触するように配置されているため、真空断熱材4が破損する恐れがあった。真空断熱材4は、シリカ等の繊維材をアルミニウム等で包装して内部を真空にした断熱材であり、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。その一方で、外部からの衝撃には比較的弱く、一旦内部の真空が保持できなくなると、断熱性能が極端に低下してしまう。
Further, since the vacuum
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、隣接する真空断熱材の隙間からの放熱ロスを防止すると共に真空断熱材の破損を回避して、高効率で信頼性の高い貯湯タンクユニットを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and prevents a heat loss from the gap between adjacent vacuum heat insulating materials and avoids damage to the vacuum heat insulating material to provide a highly efficient and reliable hot water storage tank unit. The purpose is to provide.
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、貯湯タンクの外周部に少なくとも2枚の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及び前記第二真空断熱材は、芯材を外皮材で包囲して内部を真空状態にした後に外周部端面を密閉して形成し、前記第一真空断熱材と前記第二真空断熱材との隣接部において、前記第二真空断熱材の外周部端面を前記第二真空断熱材の外周側に折り返し、かつ、前記第一真空断熱材の外周部端面を前記第二真空断熱材の外周部端面に重ねるように構成したことを特徴とするものである。 In order to solve the conventional problem, a hot water storage tank unit of the present invention includes at least two first vacuum heat insulating materials and a second vacuum heat insulating material on an outer peripheral portion of the hot water storage tank, and the first vacuum heat insulating material and The second vacuum heat insulating material is formed by enclosing the core material with an outer skin material to make the inside vacuum, and then sealing the outer peripheral end face, and adjacent to the first vacuum heat insulating material and the second vacuum heat insulating material. Part, the outer peripheral part end surface of the second vacuum heat insulating material is folded back to the outer peripheral side of the second vacuum heat insulating material, and the outer peripheral part end surface of the first vacuum heat insulating material is turned to the outer peripheral part end surface of the second vacuum heat insulating material. It is characterized by being configured to overlap.
これにより、真空断熱材の外周部端面が重なり合うことで真空断熱材相互が密着して真空断熱材と略円筒容器間の空気が真空断熱材の外周に漏れ出すことがなくなり、放熱ロスを低減することができる。 As a result, the outer peripheral end surfaces of the vacuum heat insulating material are overlapped so that the vacuum heat insulating materials are in close contact with each other so that air between the vacuum heat insulating material and the substantially cylindrical container does not leak to the outer periphery of the vacuum heat insulating material, thereby reducing heat dissipation loss. be able to.
本発明によれば、真空断熱材間の隙間からの放熱ロスを低減すると共に、真空断熱材の破損を防止して、高効率でコンパクトかつ信頼性の高い貯湯タンクユニットを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while reducing the heat dissipation loss from the clearance gap between vacuum heat insulating materials, the failure | damage of a vacuum heat insulating material can be prevented, and a highly efficient, compact, and reliable hot water storage tank unit can be provided.
第1の発明は、貯湯タンクの外周部に少なくとも2枚の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及び前記第二真空断熱材は、芯材を外皮材で包囲して内部を真空状態にした後に外周部端面を密閉して形成し、前記第一真空断熱材と前記第二真空断熱材との隣接部において、前記第二真空断熱材の外周部端面を前記第二真空断熱材の外周側に折り返し、かつ、前記第一真空断熱材の外周部端面を前記第二真空断熱材の外周部端面に重ねるように構成したことを特徴とするもので、真空断熱材の外周部端面が重なり合うことで真空断熱材相互が密着して真空断熱材と略円筒容器間の空気が真空断熱材の外周側に漏れ出すことがなくなり、放熱ロスを低減することができ、コンパクト化と高効率化を図ることができる。 1st invention equips the outer peripheral part of a hot water storage tank with at least 2 sheets of 1st vacuum heat insulating material and 2nd vacuum heat insulating material, and said 1st vacuum heat insulating material and said 2nd vacuum heat insulating material have an outer shell as a core. The outer peripheral portion of the second vacuum heat insulating material is formed in an adjacent portion between the first vacuum heat insulating material and the second vacuum heat insulating material by sealing the outer peripheral end face after enclosing with a material and making the inside a vacuum state. The end surface is folded back to the outer peripheral side of the second vacuum heat insulating material, and the outer peripheral portion end surface of the first vacuum heat insulating material is configured to overlap the outer peripheral portion end surface of the second vacuum heat insulating material. In addition, the vacuum insulation material overlaps with each other so that the vacuum insulation material is in close contact with each other and air between the vacuum insulation material and the substantially cylindrical container does not leak to the outer circumference side of the vacuum insulation material, thereby reducing heat dissipation loss. Can be made more compact and more efficient.
第2の発明は、第一真空断熱材と第二真空断熱材との隣接部外周に、さらに断熱材を配設したもので、第一真空断熱材と第二真空断熱材との隣接部からの放熱ロスを更に低減することができるだけでなく、この断熱材が衝撃による真空断熱材の破損を防止し、高効率化・信頼性向上を図ることができる。 In the second invention, a heat insulating material is further disposed on the outer periphery of the adjacent portion of the first vacuum heat insulating material and the second vacuum heat insulating material. From the adjacent portion of the first vacuum heat insulating material and the second vacuum heat insulating material. This heat insulating material can prevent the vacuum heat insulating material from being damaged by an impact, and can improve efficiency and reliability.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.
(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、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。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a hot water
実際の貯湯タンクユニット1は、図1、図2に図示している構成の他に、貯湯タンク2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、水と湯を混合して所定温度の湯を供給する混合弁、水を加熱する熱源(電気ヒータやヒートポンプユニット)などを備えているが、ここでは貯湯タンクユニット1の断熱構造について述べるため、図示及び詳細な説明を省略する。
1 and 2, the actual hot water
図1において、貯湯タンク2は略円筒状の容器である。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の前面部には放熱ロスの低減を目的として前面断熱材3、貯湯タンク2の左右側面及び背面部には第一真空断熱材4aと第二真空断熱材4b、貯湯タンク2の上部及び下部にはそれぞれ上部断熱材5a、下部断熱材5bが設置されている。貯湯タンク2とその外周を覆う断熱材は、外装体6に収納されている。また、第一真空断熱材4aは、第二真空断熱材4bの下部に隣接するように設置されている。
In FIG. 1, a hot
第一真空断熱材4a、第二真空断熱材4bが接触する貯湯タンク2の表面形状は、比較的単純な2次元曲面である。そこで、第一真空断熱材4a、第二真空断熱材4bは、平板状の真空断熱材を曲面状にロール加工して貯湯タンク2の胴体外周に沿うように設置している。
The surface shape of the hot
真空断熱材の構造を図4に示す。真空断熱材は、シリカ等の繊維材からなる芯材10をアルミニウム等の上部外皮材11a、下部外皮材11bで包装して内部を真空にした後に外周部端面12a、12bを熱溶着加工等で密閉処理した断熱材であり、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。従って、貯湯タンク2の側面の断熱に真空断熱材を使用すれば、ウレタン等を使用するよりも断熱材の厚さを薄くすることができ、貯湯タンクユニット1をコンパクト化することが可能である。
The structure of the vacuum heat insulating material is shown in FIG. The vacuum heat insulating material is formed by wrapping a
現在市販されている一般家庭向け貯湯タンクの容量は300L〜560Lが主流であり、貯湯タンク2の外周部の全体を1枚の真空断熱材で覆うためには真空断熱材の寸法が非常に大きくなってしまう。一方、真空断熱材の製作性や成型性、組み立て性などを考慮した場合の真空断熱材の最大寸法は、おおよそ0.5m×1m程度が適当である。従って、貯湯タンク2の側面の断熱には、第一真空断熱材4a、第二真空断熱材4bのように複数の真空断熱材を使用するのが良い。
The capacity of hot water storage tanks for general households currently on the market is 300L to 560L, and the size of the vacuum heat insulating material is very large in order to cover the entire outer periphery of the
ここで、第一真空断熱材4aと第二真空断熱材4bの隣接部分の構成について説明する。図3は、2枚の真空断熱材(第一真空断熱材4a、第二真空断熱材4b)の隣接部(図1中B部)の拡大図である。図3に示すように、第二真空断熱材4bの外周部端面7bを第二真空断熱材4bの外周側に折り返し、かつ第一真空断熱材4aの外周部端面7aを第二真空断熱材4bの外周部端面7bに重ねるように構成している。実際の製作の際には、第一真空断熱材4aと第二真空断熱材4bの隣接部をテープ等(図示せず)で固定する。
Here, the structure of the adjacent part of the 1st vacuum
これにより、真空断熱材の外周部端面が重なり合うことで真空断熱材相互が密着して真空断熱材と略円筒容器間の空気が真空断熱材の外周に漏れ出すことがなくなり、放熱ロスを低減することができる。 As a result, the outer peripheral end surfaces of the vacuum heat insulating material are overlapped so that the vacuum heat insulating materials are in close contact with each other so that air between the vacuum heat insulating material and the substantially cylindrical container does not leak to the outer periphery of the vacuum heat insulating material, thereby reducing heat dissipation loss. be able to.
また、他の断熱材(前面断熱材3、上部断熱材5a、下部断熱材5b)は、接触する貯湯タンク2の表面形状が複雑な3次元曲面であることや各種配管が断熱材を貫通するため、加工性が良く比較的安価な発泡スチロールや発泡ウレタンなどが用いられる。もちろん、この他に、グラスウール、グラスファイバーなどの繊維材料などを使用しても良い。
In addition, the other heat insulating materials (front
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を構成することができる。 Thus, a high-performance hot water storage tank unit can be configured by properly using the heat insulating material according to the characteristics of the portion to be insulated.
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の外周部に少なくとも2枚の第一真空断熱材4aと第二真空断熱材4bとを備え、第一真空断熱材4aと第二真空断熱材4bとの隣接部を、第二真空断熱材4bの外周部端面7bを第二断熱材4bの外周側に折り返し、かつ第一真空断熱材4aの外周部端面7aを第二真空断熱材の外周部端面7bに重ねるように構成したものであり、これにより真空断熱材の外周部端面が重なり合うことで真空断熱材相互が密着して真空断熱材と略円筒容器間の空気が真空断熱材の外周側に漏れ出すことがなくなり、放熱ロスを低減することができ、コンパクト化と高効率化を図ることができる。
As described above, in the hot water storage tank unit of the present invention, at least two first vacuum
また、第一真空断熱材4aと第二真空断熱材4bとの隣接部については、図5に示すように、第一真空断熱材4aの外周部端面7aを第一真空断熱材4aの外周側に折り返し、かつ第二真空断熱材4bの外周部端面7bを第一真空断熱材4aの外周部端面7aに重ねるように構成しても良い。このようにすれば、貯湯タンク2と第一真空断熱4aとの間の空気が暖められて上昇しようとしても、第二真空断熱材4bの外周部端面7bにより上から抑え込まれる形となり、外部への空気の漏れ、即ち放熱ロスをより確実に低減でき、省エネを図ることができる。
Moreover, about the adjacent part of the 1st vacuum
(実施の形態2)
図6は、本発明の第2の実施の形態における貯湯タンクユニットの構成図である。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a configuration diagram of a hot water storage tank unit according to the second embodiment of the present invention.
本実施の形態が、実施の形態1と異なる点は、図6において、第一真空断熱材4aと第二真空断熱材4bとの隣接部外周に、シート状断熱材8を設置したものである。
This embodiment is different from the first embodiment in that a sheet-like
真空断熱材は、発泡スチロールや発泡ウレタン等に対して断熱性能面で優れている反面、外部からの振動や衝撃には比較的弱く、一旦断熱材内部に空気が混入すると断熱性能が極端に低下する恐れがある。 Vacuum insulation materials are superior in terms of heat insulation performance to polystyrene foam, urethane foam, etc., but are relatively weak against external vibrations and shocks, and once the air is mixed inside the insulation material, the heat insulation performance is extremely reduced. There is a fear.
そこで、第一真空断熱材4aと第二真空断熱材4bとの隣接部外周にシート状断熱材8を設置したことにより、第一真空断熱材4aと第二真空断熱材4bとの隣接部からの放熱ロスを更に低減することができるだけでなく、貯湯タンクユニット1の外部からの衝撃が真空断熱材に直接伝達して真空断熱材が破損することを防止でき、高効率化・信頼性向上を図ることができる。
Then, by installing the sheet-like
本発明にかかる貯湯タンクユニットは、貯湯タンクの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のほか、電気ヒータを用いた電気温水器の貯湯タンクユニットに利用できる。 The hot water storage tank unit according to the present invention can be used for a hot water storage tank unit of an electric water heater using an electric heater as well as a heat pump water heater using a heat pump unit as a heating means of the hot water storage tank.
1 貯湯タンクユニット
2 貯湯タンク
3 前面断熱材
4a 第一真空断熱材
4b 第二真空断熱材
5a 上部断熱材
5b 下部断熱材
6 外装体
7a 第一真空断熱材の外周部端面
7b 第二真空断熱材の外周部端面
8 シート状断熱材
DESCRIPTION OF
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