(57)【要約】  真空断熱材に、アルミ箔や厚い金属蒸着フィルムを含んだ包装材を用いても、断熱性能が高い複合断熱材、保温タンク及びヒートポンプ式給湯機を得ること。繊維シートを積層体構造にした芯材及び芯材を真空密閉して覆う外被材を有する真空断熱材（１）と、真空断熱材（１）と一体成形された発泡スチロール（８ａ，８ｂ，８ｃ）とを備え、発泡スチロール（８ａ，８ｂ，８ｃ）が、真空断熱材（１）の高温側に面する高温側面（７）の全面及び真空断熱材（１）の低温側に面する低温側面（１０）の周縁部に配設された。
2013145401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維シートを積層体構造にした芯材及び該芯材を真空密閉して覆う外被材を有する真空断熱材と、
前記真空断熱材と一体成形された発泡断熱材とを備え、
前記発泡断熱材が、前記真空断熱材の高温側に面する真空断熱高温面の全面及び前記真空断熱材の低温側に面する真空断熱低温面の周縁部に配設されたことを特徴とする複合断熱材。
【請求項２】
前記真空断熱低温面の中央部は、前記真空断熱材が前記発泡断熱材で覆われておらず、露出されていることを特徴とする請求項１に記載の複合断熱材。
【請求項３】
前記外被材は、ラミネート加工されたアルミ箔を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の複合断熱材。
【請求項４】
前記真空断熱材は、部分円筒状に成形されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の複合断熱材。
【請求項５】
前記発泡断熱材が、前記真空断熱材の部分円筒面の周方向の接線を軸方向に連続させた面よりも前記真空断熱材側に形成されたことを特徴とする請求項４に記載の複合断熱材。
【請求項６】
前記発泡断熱材は、前記真空断熱高温面側と前記真空断熱低温面側とで発泡倍率が異なることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の複合断熱材。
【請求項７】
前記発泡断熱材が、発泡ポリスチレンで形成されたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の複合断熱材。
【請求項８】
少なくとも一部が請求項１から７のいずれか１項に記載の複合断熱材で覆われた保温タンク。
【請求項９】
請求項８に記載の保温タンクと、
前記保温タンクに貯留される媒体を加熱する加熱源とを備え、
前記加熱源は、空気と冷媒とを熱交換する空気−冷媒熱交換器、前記冷媒を圧縮する圧縮機、前記冷媒と前記媒体とを熱交換する冷媒−媒体熱交換器、及び前記冷媒を減圧する減圧器とを有するヒートポンプユニットであることを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項１０】
前記保温タンクに接続され、前記媒体の熱で室内空気を加熱する暖房端末を備えることを特徴とする請求項９に記載のヒートポンプ式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空断熱材と発泡断熱材とを一体成形した複合断熱材及びそれを用いた保温タンク並びにヒートポンプ式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空断熱材は、従来からのグラスウール断熱材などと比べて、熱伝導率を大幅に小さくできるため、省エネルギー意識の向上とともに断熱材として広く使われるようになってきた。【０００３】
しかし、真空断熱材を構成する外被材は、アルミ箔からなる薄いラミネートフィルム、又は金属箔を使用するために、高温側から低温側へフィルム表面から熱移動が起こり、断熱性能を低下させることが課題となっている。このため、アルミ箔に代わってアルミ蒸着フィルムを用いるなどして、外被材を構成する金属を薄肉化することが図られてきている（例えば特許文献１参照）。【０００４】
また、作業中に真空断熱材の外被材が破損することを防止するために、真空断熱材を発泡断熱材中に埋設する構造（例えば特許文献２参照）や、真空断熱材と発泡ポリスチレンとをホットメルト接着剤によって一体成形させ、真空断熱材を発泡ポリスチレンに全面埋設する構造及び片面に配設する構造（例えば特許文献３参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２５６１２５号公報（図３）
【特許文献２】特開昭５９−１３１８７号公報（第３頁、図２）
【特許文献３】特開２００８−８４３１号公報（第５頁、図１、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、アルミ蒸着フィルムは、基材フィルムに５０ｎｍ程度のアルミを蒸着させたもので、均一な蒸着層を形成することが困難であることから、アルミ箔と比べてバリア性が低い上に、曲げやねじりのみならず温度変化にも弱いことから、例えば貯湯タンクなどに適用した場合、蒸着層にクラックが発生して真空度が低下し、断熱性能が低くなるという問題があった。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、貯湯タンクなどに適用する複合断熱材を構成する真空断熱材に、アルミ箔や厚い金属蒸着フィルムを含んだ包装材を用いても、断熱性能が高い複合断熱材、保温タンク及びヒートポンプ式給湯機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、繊維シートを積層体構造にした芯材及び芯材を真空密閉して覆う外被材を有する真空断熱材と、真空断熱材と一体成形された発泡断熱材とを備え、発泡断熱材が、真空断熱材の高温側に面する真空断熱高温面の全面及び真空断熱材の低温側に面する真空断熱低温面の周縁部の少なくとも一部に配設されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、真空断熱高温面から真空断熱低温面に向けて、アルミ箔外被材の表面からの熱移動を抑制でき、断熱性能が高い複合断熱材が得られ、これを用いた保温タンク及びヒートポンプ式給湯機では、保温性が高くなることから、熱効率が高くなるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明にかかる複合断熱材の実施の形態１に適用される真空断熱材の構成を示す断面模式図である。
【図２】図２は、実施の形態１にかかる複合断熱材を示す断面模式図である。
【図３】図３は、真空断熱材の周囲を覆うように発泡スチロールが設けられた複合断熱材の構造を示す図である。
【図４】図４は、真空断熱材の片側のみに発泡スチロールを設けた複合断熱材の構造を示す図である。
【図５】図５は、６μｍの厚さのアルミ箔を含むラミネートフィルムを外被材とした条件で、真空断熱材が挿入された端部からの距離と外被材表面を移動する熱量との関係を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１にかかる複合断熱材の他の構成例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態１にかかる他の構成例の複合断熱材の断面図である。
【図８】図８は、本発明にかかる複合断熱材の実施の形態２の構成を示す模式図である。
【図９】図９は、実施の形態２にかかる複合断熱材の断面図である。
【図１０】図１０は、実施の形態２にかかる複合断熱材の他の構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２にかかる他の構成例の複合断熱材の断面図である。
【図１２】図１２は、実施の形態４にかかるヒートポンプ式給湯機のシステムの構成を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態４にかかるヒートポンプ式給湯機の別のシステム構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる複合断熱材、保温タンク及びヒートポンプ式給湯機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる複合断熱材の実施の形態１に適用される真空断熱材の構成を示す断面模式図である。図１において、真空断熱材１は、繊維シート２を積層体構造とした芯材３が外被材４によって覆われ真空密閉されて構成されている。
【００１３】
繊維シート２は、約９０％が空間で、残りがガラス繊維で構成されており、断熱性能を向上させるために繊維自体は極力シート面と平行方向となるように配置されている。また、外被材４はアルミ箔６を複数の高分子シートで挟持したアルミラミネートシートである。
【００１４】
図２は、実施の形態１にかかる複合断熱材を示す断面模式図である。真空断熱材１における高温側面（真空断熱高温面）７には、全面に接するように発泡スチロール８ａが設けられている。また、真空断熱材１の周囲部９にも、全面が接するように発泡スチロール８ｂが設けられている。一方、低温側面（真空断熱低温面）１０には、その一部の面のみが接するように発泡スチロール８ｃが設けられている。低温側面１０の周縁部に発泡スチロール８ｃが配設され、低温側面１０の中央部は発泡スチロール８ｃによって覆われず、露出している。低温側面１０の中央部が露出していることにより、低温側面１０の全面が発泡スチロール８ｃに覆われる場合に比べて、覆われない領域を空間的に有効利用できる。なお、発泡スチロール８ａ，８ｂ，８ｃは、実際には一つの部材（発泡スチロール８）で構成されており発泡断熱材をなす。
【００１５】
次に、本実施の形態における真空断熱材１の製造方法について説明する。
【００１６】
まず、抄紙法による繊維シート２の形成方法について説明する。始めに、直径が４〜１３μｍ、長さ２〜１５ｍｍの太径繊維と、直径が１μｍ程度の細径繊維とを液体中に分散させる。次に、その液体を用いて自動送り式抄紙機などで抄紙した後に乾燥させ、厚さ０．５μｍ程度の繊維シート原反を作製する。続いて、この繊維シート原反を、必要とする真空断熱材１の面積程度に裁断し、繊維シート２とする。このように抄紙して形成された繊維シート２の繊維の方向は、多くが繊維シート２の厚さ方向と垂直になっている。
【００１７】
次に、芯材３を形成する方法について説明する。所定のサイズに切断された繊維シート２を、大気圧と真空との圧力差による圧縮歪を想定して、所望の厚さとなるように積層して芯材３とする。
【００１８】
なお、繊維シート原反を切断せずにとぐろ状に巻き込んで積層体にしても良い。また、繊維シート原反の作製に抄紙法を用いる場合を例として説明したが、これに限定されることはない。例えば、遠心法を用いた乾式製造方法であってもよい。またこの場合、積層体の製造はグラスウールを作製する過程でガラス繊維を積層することによって作製する。
【００１９】
次に、芯材３を外被材４に挿入して真空断熱材１を製造する方法について説明する。まず、２枚の外被材シート（不図示）で予め製袋した（２枚の各々の３辺を接合した）外被材４を作製しておき、前述の方法などにより準備した芯材３を乾燥させてから外被材４に挿入した後に、真空チャンバ内に配置する。次に、真空チャンバ内を減圧して、所定の圧力、例えば０．１〜３Ｐａ程度の真空圧にする。この状態で、外被材４の残りの開口部をヒートシールにより密閉する。真空チャンバ内を大気圧に戻し、真空チャンバ内から取り出すことで、実施の形態１にかかる真空断熱材１が得られる。
【００２０】
なお、２枚の外被材シートによって芯材３を挟み込むように真空チャンバ内に配置し、真空チャンバ内で減圧した後に、上下の外被材シートの周囲をヒートシールによって密閉するようにしてもよい。また、必要に応じて、外被材４で覆われた空間にガス吸着剤を挿入してもよい。
【００２１】
上記のようにして製造された真空断熱材１の内部空間は、真空に保持されている。
【００２２】
続いて、複合断熱材５を作製する方法について説明する。まず、原料粒子（ポリスチレン粒子）を加熱して予備発泡させ、発泡ポリスチレン粒子を作製する。次に、真空断熱材１を金型に挿入し、発泡ポリスチレン粒子を充填した上で、密閉する。そして密閉した金型を蒸気加熱することによって、発泡ポリスチレン粒子を発泡させて発泡スチロール８（発泡ポリスチレン）とし、最後にこれを金型から脱型することで、複合断熱材５が作製される。
【００２３】
なお、金型に真空断熱材１を配置するのに先だって、ホットメルト系接着剤を真空断熱材１に塗布して、発泡スチロール８と真空断熱材１とを接着しやすいようにしても良い。ホットメルト系接着剤としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体やポリオレフィン共重合体などがある。
【００２４】
従来、例えば、特許文献２及び特許文献３には、真空断熱材５１の周囲を覆うように発泡スチロール５８が設けられた構造が示されている。図３は、真空断熱材の周囲を覆うように発泡スチロールが設けられた複合断熱材の構造を示す図である。この構造は、アルミ箔５６を複数の高分子シートで挟持した外被材５４の表面に沿った熱移動を抑制する効果が得られるものの、発泡スチロール５８の使用量が多く、複合断熱材５５がコスト高になってしまう。また、複合断熱材５５を製造する上で、真空断熱材５１を金型内で浮かせるように設置しなければならず、そのために支持体が必要となる。支持体を設けた箇所には発泡ポリスチレン粒子が入り込まなくなるだけでなく、金型から脱型するときに特異点となって発泡スチロール５８が割れやすくなる。
【００２５】
また、特許文献３には、真空断熱材の片側のみ発泡スチロールを設けた構造が示されている。図４は、真空断熱材５１の片側のみに発泡スチロール５８を設けた複合断熱材５５の構造を示す図である。この構造は、図中での下方向を高温側面５７、上方向を低温側面６０とすると、アルミ箔５６を複数の高分子シートで挟持した外被材５４の表面に沿った熱移動が大きく、断熱性能が低下する。すなわち、周縁部の外被材５４同士を貼り合わせた部分を介しての熱移動が大きくなる。
【００２６】
次に、実施の形態１にかかる複合断熱材５の性能評価結果について説明する。性能評価した複合断熱材５に用いた真空断熱材１は、平均繊維直径が６μｍで長さが約１２ｍｍのチョップドガラス繊維と火炎法で製造された約０．８μｍのマイクロガラスファイバ繊維とを抄紙して作製した厚さ約０．５ｍｍの２５枚の繊維シート２を積層して芯材３とし、芯材３をアルミラミネートシート［２５μｍ−ＯＮｙ（延伸ナイロン）／１２μｍ−ＡＬ蒸着ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）／６μｍ−ＡＬ箔／５０μｍ−ＰＥ（無延伸ポリエチレン）］の外被材４で真空密閉した。サイズは、縦横約６００×６００ｍｍとし、大気圧と真空との圧力差による圧縮歪が生じた完成状態での厚さは８ｍｍとした。作製した真空断熱材１の熱伝導率を測定した結果、０．００１７Ｗ／ｍＫであった。
【００２７】
次に、作製した真空断熱材１を型に挿入した。型は、縦横のサイズを８００×８００ｍｍとし、型の中央下部の凸部（４５０×４５０ｍｍ）を設けたもので、この凸部に真空断熱材１を載せるように配置した後、発泡ポリスチレン粒子を充填して、発泡させて複合断熱材５とした。作製した複合断熱材５を貯湯タンクに４セット設置し、貯湯タンクに９０℃のお湯を入れ、外気を４℃に設定して、放熱試験を実施したところ、８時間の平均放熱量は約５２Ｗであった。
【００２８】
また、比較のために、同一の真空断熱材１を作製し、次に、前述のような凸部を有さず、片面が平面である金型に真空断熱材を配置して、図４に示した構造の複合断熱材を作製した。その他の手順は同様である。発泡スチロール８側を貯湯タンクに接するように配設し、同様の放熱試験を実施した結果、放熱量は約５６Ｗであった。
【００２９】
通常、断熱材の熱伝導率測定は、断熱材の上面及び下面を異なる温度に制御し、その温度差における断熱材中央部の熱流束を測定する。真空断熱材の場合は、外被材表面からの熱が移動しやすいバイパス経路があっても、外被材を構成する金属を薄くして、平面方向の熱抵抗を大きくしていることから、中央部と端部との距離が十分であれば、この影響を受けない。一方、熱機器に適用する場合は、例えば真空断熱材の片側全面が保温対象となるため、真空断熱材の端部（周囲部）では、外被材表面を経由した熱移動が起こる。したがって、全体の放熱量で評価すると、断熱性能に差異が生じることになる。そこで、この現象を確かめるために、上記の実験の条件にて数値解析を実施した。図５は、６μｍの厚さのアルミ箔を含むラミネートフィルムを外被材とした条件で、真空断熱材が挿入された端部からの距離と外被材表面を移動する熱量との関係を示す図である。芯材挿入端部から０〜５０ｍｍは外被材表面に大きな熱移動があることが分かる。この熱移動によって、断熱性能低下が起こり、放熱量の差が現れると考えられる。したがって、端部からの発泡スチロールは、５０ｍｍ程度以上、好ましくは１００〜１５０ｍｍまで覆うことで、外被材表面の熱移動を抑制できる。
【００３０】
上記構成により、外被材４の表面から真空断熱材１の周囲を移動する熱量を抑制でき、断熱性能の向上を図れる。
【００３１】
図６は、実施の形態１にかかる複合断熱材の他の構成例を示す図である。図７は、実施の形態１にかかる他の構成例の複合断熱材の断面図であり、図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面を示している。図中、真空断熱材１は、部分円筒形状になっている。その他は前出の構造と同じである。真空断熱材１を作製した後、金型に挿入する前に部分円筒形状に成形加工している。この加工には、例えば、３軸ロールベンダを用いることができる。この場合、部分円筒形状の複合断熱材５を作製でき、円筒形状のタンク等の周囲に配置できる。断熱効果は、平板形状の場合と同等の効果が得られる。
【００３２】
実施の形態１にかかる複合断熱材５は、真空断熱材１の外被材４の表面からの熱移動を抑制できるため、断熱性能を高くすることができる。また、低温側面１０の一部のみに発泡スチロール８を設けることで、発泡材料を削減でき、金型で成形する際に真空断熱材１を支持する支持材が不要となることから、発泡スチロール８の部分を均一な形状で作製できる。したがって、成形した後、製品を取り付けるまでの工程での破損等は発生しにくくなる。さらに、高温側面７に発泡スチロール８ａを配置することで、真空断熱材１の耐熱温度よりも高い温度領域での使用が可能となる。
【００３３】
本実施の形態においては、アルミラミネートシートを外被材４として用いているため、曲げ加工しても高いバリア性を維持することができ、真空断熱材１を部分円筒形状などに成形しても断熱性能を損なうことがない。
【００３４】
実施の形態２．
図８は、本発明にかかる複合断熱材の実施の形態２の構成を示す模式図である。図９は、実施の形態２にかかる複合断熱材の断面図であり、図８でのＩＸ−ＩＸ線に沿った断面を示している。
【００３５】
部分円筒状に成形した真空断熱材１の周方向の接線１１を想定し、発泡スチロール８は、接線１１を軸方向に連続させた平面よりも概ね真空断熱材１側に限定して配置したものである。この構成により、矩形の容器１２に入った円筒形状のタンクの周囲に複合断熱材５を設ける場合、この接線に平行になるように容器１２の壁を配置することで複合断熱材５の有効な配置が実現でき、実施の形態１と同等の断熱性能を実現しつつ、容器１２を小型化し、機器のスペース効率を向上させることができる。
【００３６】
図１０は、実施の形態２にかかる複合断熱材の他の構成例を示す図である。図１１は、実施の形態２にかかる他の構成例の複合断熱材の断面図であり、図１０中のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面を示している。図９と同様に、部分円筒状に成形した真空断熱材１の周方向の接線１１を想定し、発泡スチロール８は、接線１１を軸方向に連続させた平面よりも概ね真空断熱材１側に限定して配置したものである。実施の形態２にかかる複合断熱材の他の構成例では、発泡スチロール８の縦方向にクランク形状の嵌合段差１３を設けているため、発泡スチロール８同士が係合するように配置して貼り付け可能である。
【００３７】
この場合、組立作業中などに、複合断熱材５同士の接合部に隙間ができることを防止でき、より断熱性能の高い複合断熱材５を実現できる。さらに、大量生産による製品のバラツキを抑制できる。すなわち、図１０のように発泡スチロール８の端部に嵌合段差１３が設けられていると、複合断熱材５同士の接合部に隙間ができたとしてもラビリンス効果により隙間内での気体の動きが妨げられるため、断熱性能の低下を抑えられる。このため、製品のバラツキにより隙間が広くなったとしても所望の断熱性能を維持できる。
【００３８】
実施の形態３．
実施の形態３にかかる複合断熱材５は、真空断熱材１を挟んで配置される発泡スチロールについて、内部で発泡倍率が異なるようにしたものである。例えば、真空断熱材１を挟んで両側の面で、発泡倍率の異なる発泡ポリスチレン粒子を型に充填するようにする。一例として、真空断熱材１の高温側面７の側に、発泡倍率が低いためにコストが割高になるものの、高い保温性が得られる低発泡倍率用ポリスチレン粒子を充填し、低温側面１０の側には、発泡倍率が高いものの保温性がやや劣る高発泡倍率用ポリスチレン粒子を充填して複合断熱材５を作製する。
【００３９】
この場合、金型に粒子を充填するタイミングをずらすことなどによって二種類の粒子の配置位置を分けることが可能となる。その結果、厚さが大きく取れるような構造体の部分は、高発泡倍率のポリスチレン粒子を使用することで、コスト低減を図れる。
【００４０】
また、上記の説明では、発泡倍率が異なる場合を例としたが、耐熱温度が異なる発泡ポリスチレン粒子を適用することも可能である。このようにすれば、耐熱性の必要な部位には、使用温度領域に応じた発泡スチロールを配置できるため、断熱効率の良い構造とすることができる。
【００４１】
実施の形態４．
図１２は、実施の形態４にかかるヒートポンプ式給湯機のシステムの構成を示す図であり、システムフローを示している。図１２において、ヒートポンプユニット３１は、循環媒体が循環する冷媒循環系統３６と、冷媒が流通する複数の機器とで構成されている。冷媒が流通する複数の機器として、大気との間で熱を授受し、循環冷媒に授与する空気熱交換器（空気−冷媒熱交換器）３５と、循環媒体を加圧する圧縮機２５と循環冷媒から熱を除去する熱交換器（冷媒−媒体熱交換器）２９と循環媒体を体積膨張させる膨張弁（減圧器）２６とを備える。また、熱交換器２９で加熱された他の媒体は、三方弁２８を経由して保温タンク２２の上部と接続されている。また、保温タンク２２の下部と熱交換器２９との間には水ポンプ３４ａが設けられており、これらで媒体循環系統３７を構成している。また、保温タンク２２の上部には温水を取り出して市水３２と混合弁２７ａで混合して給湯に用いる給湯系統３８と、混合弁２７ｂにて市水３２と混合して浴槽３３に供給する系統が設けられている。さらに、浴槽３３からは、水ポンプ３４ｂと風呂熱交換器３０に接続する系統が設けられている。また、市水３２は保温タンク２２の下部に接続されている。
【００４２】
ヒートポンプユニット３１を用いて保温タンク内部の水を加熱する動作について説明する。ヒートポンプユニット３１は、例えばＣＯ２を冷媒として用い、冷媒循環系統３６にて循環される。まず、ＣＯ２は、空気熱交換器３５で大気中の熱を吸収する。次に、圧縮機２５で圧縮されて百数十℃まで温度が上昇する。そして、熱交換器２９で媒体循環系統３７を通過する媒体（例えば水）との熱交換が行われる。熱を奪われたＣＯ２は、膨張弁２６にてさらに温度が低下されて、再度空気熱交換器３５に供給されて循環される。熱交換器２９にて加熱された水は、例えば９０℃強まで加熱され、保温タンク２２の上部に供給される。またこの時、保温タンク２２の下部からは温度の低い冷水が取り出され、水ポンプ３４ａにて、熱交換器２９に供給される。この水循環が媒体循環系統３７を構成している。このように、ヒートポンプユニット３１を加熱源として用いて、保温タンク２２内部の水を加熱させる。
【００４３】
加熱された温水は用途に応じて使用されるが、例えば、保温タンク２２の上部から取り出した温水（保温タンク２２の下部に市水３２を供給することで水圧にて押し上げる）は、混合弁２７ａにて市水３２と混合されて適切な温度になるように調整された後、給湯用として給湯系統３８に供給される。また、同様に混合弁２７ｂにて市水３２と混合された温水が浴槽３３に供給される。一方、浴槽３３の追い焚きには、風呂熱交換器３０にて、浴槽３３内の温水と、保温タンク２２内の温水とを熱交換させて利用する。
【００４４】
実施の形態２で示した保温タンク２２に、複合断熱材５を適用し、家庭用の給湯機システムの性能を評価した。ＪＩＳ  Ｃ  ９２２０に基づいて、給湯機システムの効率を評価した結果、年間給湯効率が約１．５％向上することが確認された。このため、本実施の形態に係る給湯システムは、省エネルギー性に優れる。
【００４５】
図１３は、実施の形態４にかかるヒートポンプ式給湯機の別のシステム構成を示す図であり、システムフローを示している。図１３において、媒体循環系統３７は、三方弁２８ｂによって、保温タンク２２を循環する系統と、これと分岐して暖房端末としてのラジエータ３９に接続する系統とが設けられている。また、保温タンク２２を流通する循環系統は、保温タンク２２内部の水とは幾何学的に分離されている。冷媒循環系統３６の冷媒にはＲ４１０Ａを用いている。その他の構成は図１２と同様である。
【００４６】
ヒートポンプユニット３１を構成する熱交換器２９で加熱された媒体循環系統３７を流通する約７０℃弱の温水は、通常はラジエータ３９に供給されて、部屋の暖房に用いられる。ラジエータ３９で大気に熱を与えて温度が低下した水を、水ポンプ３４ａによって熱交換器２９に戻すことによって媒体循環系統３７を形成している。一方で、三方弁２８ｂの切替により、ラジエータ３９への温水の供給を停止し、保温タンク２２に設けられた螺旋状の管を通過させることによって、保温タンク２２に満たされた水を加温し、温水として貯える。保温タンク２２に貯えられた温水は、シャワー等の給湯として利用される。
【００４７】
暖房を主目的とした給湯システムでは、暖房負荷の小さい時間帯に保温タンクに温水を貯え保温しておくことが必要あるが、上記実施の形態に複合断熱材５を適用することで、タンクからの放熱が低減され、より省エネルギー性に優れた給湯機システムを実現できる。これにより、ＡＴＷ（Air  to  Water）システムにおいて年間給湯効率の向上を図れる。
【００４８】
なお上記の説明においては、保温タンク２２の加熱方法や浴槽の追い焚きや給湯の一例を示したが、これに限定されることはなく、ヒートポンプの原理を利用してタンク内部の水を直接加熱するものや、媒体循環系統３７を流通させる媒体とタンク内部の水を幾何学的に分離して間接的に加熱するものであっても良い。
【００４９】
また、冷媒循環系統３６を循環させる冷媒としてＣＯ２やＲ４０１Ａを利用した例を示したが、これに限定されることはなく、使用条件等によってイソブタンなどを利用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のように、本発明にかかる複合断熱材、保温タンク及びヒートポンプ式給湯機は、断熱性が高く、装置を小型化できる点で有用である。
【符号の説明】
【００５１】
１，５１  真空断熱材、２  繊維シート、３  芯材、４，５４  外被材、５，５５  複合断熱材、６，５６  アルミ箔、７，５７  高温側面、８，８ａ，８ｂ，８ｃ，５８  発泡スチロール、９  周囲部、１０，６０  低温側面、１１  接線、１２  容器、１３  嵌合段差、３１  ヒートポンプユニット、３２  市水、３３  浴槽、３４ａ，３４ｂ  水ポンプ、３５  空気熱交換器、３６  冷媒循環系統、３７  媒体循環系統、３８  給湯系統、３９  ラジエータ。
【図１】
2013145401.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年6月18日(2014.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器に入った円筒形状の保温タンクの周囲に配置される複合断熱材であって、
繊維シートを積層体構造にした芯材及び該芯材を真空密閉して覆う外被材を有し、部分円筒状に成形された真空断熱材と、
前記真空断熱材と一体成形された発泡断熱材とを備え、
前記発泡断熱材が、前記真空断熱材の高温側に面する真空断熱高温面の全面及び前記真空断熱材の低温側に面する真空断熱低温面の周縁部に配設され、
前記真空断熱低温面の中央部は、前記真空断熱材が前記発泡断熱材で覆われておらず露出されており、
前記発泡断熱材が、前記容器の壁と平行になる前記真空断熱材の部分円筒面の周方向の接線を軸方向に連続させた面よりも、前記真空断熱材側に形成されたことを特徴とする複合断熱材。
【請求項２】
前記真空断熱低温面の周縁部に設けられた前記発泡断熱材は、芯材端部からの距離が５０ｍｍを超える部分まで前記真空断熱低温面を覆っていることを特徴とする請求項１に記載の複合断熱材。
【請求項３】
前記外被材は、ラミネート加工されたアルミ箔を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の複合断熱材。
【請求項４】
他の複合断熱材との接合部となる前記発泡断熱材の端部に、複合断熱材同士の間に隙間ができることを防止する嵌合段差が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の複合断熱材。
【請求項５】
前記発泡断熱材は、前記真空断熱高温面側と前記真空断熱低温面側とで発泡倍率が異なることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の複合断熱材。
【請求項６】
前記発泡断熱材が、発泡ポリスチレンで形成されたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の複合断熱材。
【請求項７】
少なくとも一部が請求項１から６のいずれか１項に記載の複合断熱材で覆われた保温タンク。
【請求項８】
請求項７に記載の保温タンクと、
前記保温タンクに貯留される媒体を加熱する加熱源とを備え、
前記加熱源は、空気と冷媒とを熱交換する空気−冷媒熱交換器、前記冷媒を圧縮する圧縮機、前記冷媒と前記媒体とを熱交換する冷媒−媒体熱交換器、及び前記冷媒を減圧する減圧器とを有するヒートポンプユニットであることを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【請求項９】
前記保温タンクに接続され、前記媒体の熱で室内空気を加熱する暖房端末を備えることを特徴とする請求項８に記載のヒートポンプ式給湯機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
まず、抄紙法による繊維シート２の形成方法について説明する。始めに、直径が４〜１３μｍ、長さ２〜１５ｍｍの太径繊維と、直径が１μｍ程度の細径繊維とを液体中に分散させる。次に、その液体を用いて自動送り式抄紙機などで抄紙した後に乾燥させ、厚さ０．５ｍｍ程度の繊維シート原反を作製する。続いて、この繊維シート原反を、必要とする真空断熱材１の面積程度に裁断し、繊維シート２とする。このように抄紙して形成された繊維シート２の繊維の方向は、多くが繊維シート２の厚さ方向と垂直になっている。
【国際調査報告】
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