(57)【要約】【課題】貯湯タンクにおける鏡板と胴板との周溶接部にかかる応力を軽減し、疲労寿命の長い貯湯タンクおよびそれを備えた貯湯式給湯機を低コストで提供することを目的とする。【解決手段】貯湯タンク１０の鏡板１０６、１０７の周縁部は、鏡板１０６、１０７の基本径部１０６ａよりも周端側に位置し基本径部１０６ａよりも径が拡大された拡径部１０６ｂと、基本径部１０６ａと拡径部１０６ｂとを繋ぐ第１テーパ部１０６ｃと、拡径部１０６ｂよりも周端側に位置し基本径部１０６ａよりも大きく拡径部１０６ｂよりも小さい径を有する縮径部１０６ｄと、拡径部１０６ｂと縮径部１０６ｄとを繋ぐ第２テーパ部１０６ｅと、を含む。第１テーパ部１０６ｃの内周面と胴板１０５の端部とが接触する位置に設けられた周溶接部１０８を備える。縮径部１０６ｄの内周面に胴板１０５の外周面が接触している。【選択図】図３
2011237153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒状の胴板と、前記胴板の両端部に接合される周縁部を有する略半球状の上部鏡板および下部鏡板とを備え、湯を貯留する貯湯タンクであって、
前記上部鏡板および前記下部鏡板のうちの少なくとも一方の鏡板の前記周縁部は、
前記鏡板の基本径部よりも周端側に位置し前記基本径部よりも径が拡大された拡径部と、
前記基本径部と前記拡径部とを繋ぐ第１テーパ部と、
前記拡径部よりも周端側に位置し前記基本径部よりも大きく前記拡径部よりも小さい径を有する縮径部と、
前記拡径部と縮径部とを繋ぐ第２テーパ部と、
を含み、
前記第１テーパ部の内周面と前記胴板の端部とが接触する位置に設けられた周溶接部を備え、
前記縮径部の内周面に前記胴板の外周面が接触していることを特徴とする貯湯タンク。
【請求項２】
前記縮径部の内周面と前記胴板の外周面とが溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の貯湯タンク。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の前記貯湯タンクを備えた貯湯式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、貯湯タンクおよびそれを備えた貯湯式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、貯湯タンクの胴の外周にねじで締め付ける補強リングを設けた電気温水器（貯湯式給湯機）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平２−１３９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
貯湯式給湯機が使用されていない場合には、貯湯タンクの内部は、減圧弁で調整された圧力を保持している。一方、給湯口等の開閉により、貯湯タンクから湯を取り出す場合には、貯湯タンク内部の圧力が低下する。この圧力の変動により、貯湯タンクにおける鏡板と胴板との周溶接部が、使用による経年劣化から不具合を起こす可能性がある。上記特許文献１に記載の構成によれば、貯湯タンクの内圧および水頭圧の変化に対し、補強リングによって貯湯タンクの強度を高めることができる。しかしながら、上記特許文献１の構成は、コスト面で問題があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、貯湯タンクにおける鏡板と胴板との周溶接部にかかる応力を軽減し、疲労寿命の長い貯湯タンクおよびそれを備えた貯湯式給湯機を低コストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る貯湯タンクは、略円筒状の胴板と、胴板の両端部に接合される周縁部を有する略半球状の上部鏡板および下部鏡板とを備え、湯を貯留する貯湯タンクであって、上部鏡板および下部鏡板のうちの少なくとも一方の鏡板の周縁部は、鏡板の基本径部よりも周端側に位置し基本径部よりも径が拡大された拡径部と、基本径部と拡径部とを繋ぐ第１テーパ部と、拡径部よりも周端側に位置し基本径部よりも大きく拡径部よりも小さい径を有する縮径部と、拡径部と縮径部とを繋ぐ第２テーパ部と、を含み、第１テーパ部の内周面と胴板の端部とが接触する位置に設けられた周溶接部を備え、縮径部の内周面に胴板の外周面が接触しているものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、貯湯タンクにおける鏡板と胴板との周溶接部にかかる応力を軽減し、疲労寿命の長い貯湯タンクおよびそれを備えた貯湯式給湯機を低コストで提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１における貯湯タンクを備えた貯湯式給湯機の回路構成図である。
【図２】図１に示す貯湯タンクの構成を説明するための断面図である。
【図３】図２中のＡ部（上部鏡板の周縁部）を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について、図面とともに詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態１における貯湯タンク１０を備えた貯湯式給湯機１００の回路構成図である。図１に示す貯湯式給湯機１００は、ヒートポンプユニット１と貯湯タンクユニット２とを備えている。ヒートポンプユニット１は、圧縮機３、放熱器４、膨張弁５および蒸発器６を順に配管７で接続して構成されている。貯湯タンクユニット２は、貯湯タンク１０および風呂追いだき用のプレート式の熱交換器１１を内蔵している。
【００１１】
貯湯タンク１０には、上部に温水導出口１０１および温水導入口１０３が設けられており、下部に水導入口１０２および水導出口１０４が設けられている。貯湯タンク１０の下部の水導入口１０２には、水源から水を供給するための給水配管１２が接続されている。貯湯タンク１０内を所定圧以下に保つため、給水配管１２の途中には、減圧弁１３が備えられている。また、貯湯タンク１０の下部の水導出口１０４からの水は、沸き上げ用送水ポンプ１４により配管１５を通ってヒートポンプユニット１の放熱器４に供給され、放熱器４で加熱された後、配管１６を通って貯湯タンク１０の上部の温水導入口１０３から貯湯タンク１０内に戻される。更に、貯湯タンク１０は、時間経過に伴う放熱を防ぐべく、断熱材１７および真空断熱材１８により覆われている。
【００１２】
貯湯タンク１０の上部の温水導出口１０１から出た湯は、給湯配管１９を通って、混合弁２０または混合弁２１に供給される。混合弁２０に供給された貯湯タンク１０からの湯は、設定温度の湯水となるように混合弁２０で給水配管１２から分岐した給水分岐配管１２ａからの給水と混合された後、図示省略する電磁弁が開かれた場合に注水配管２２から浴槽戻り配管２３または浴槽往き配管２４を通して浴槽２５に供給される。一方、混合弁２１に供給された貯湯タンク１０からの湯は、設定温度の湯水となるように混合弁２１で給水配管１２から分岐した給水分岐配管１２ａからの給水と混合された後、給湯口２６に供給される。
【００１３】
また、貯湯式給湯機１００は、熱交換器１１を用いて貯湯タンク１０に貯えられている高温水と浴槽水とを熱交換させて浴槽水を温め直すための追焚き運転を行うための構成を備えている。すなわち、貯湯式給湯機１００は、給湯配管１９、配管２７、熱交換器１１、タンク側送水ポンプ２８および配管２９を備える熱交換器１１の一次側送水回路３０を備えている。また、貯湯式給湯機１００は、浴槽戻り配管２３、風呂側送水ポンプ３１、熱交換器１１および浴槽往き配管２４を備える熱交換器１１の二次側送水回路３２を備えている。
【００１４】
上述した貯湯式給湯機１００において、浴槽２５への給湯もしくは給湯口２６を介した給湯を行う場合には、貯湯タンク１０の温水導出口１０１より湯が取り出され、混合弁２０または混合弁２１により水と混合されたうえで浴槽２５または給湯口２６に供給される。その結果、貯湯タンク内部の圧力が低下し、その後給湯が停止すると、減圧弁１３の設定圧にまで、貯湯タンク内部の圧力が上昇する。
【００１５】
図２は、図１に示す貯湯タンク１０の構成を説明するための断面図である。図２に示すように、貯湯タンク１０は、胴板１０５と、胴板１０５の上方側端部に接合される周縁部を有する上部鏡板１０６と、胴板１０５の下方側端部に接合される周縁部を有する下部鏡板１０７とを備えている。上述した温水導出口１０１および温水導入口１０３（図２においては図示せず）は、上部鏡板１０６に溶接により接続されており、水導入口１０２および水導出口１０４（図２においては図示せず）は、下部鏡板１０７に溶接により接続されている。
【００１６】
胴板１０５は、一例として厚さ０．５〜１．５ｍｍのステンレス鋼鋼板を円筒状にし、継ぎ目をティグ溶接等で溶接することで製作されている。また、上部鏡板１０６および下部鏡板１０７は、胴板１０５と同様のステンレス鋼板を椀状（略半球状）にプレス成型することで製作され、更にこれらの鏡板１０６、１０７の周端がバリ等のないように切断されている。貯湯タンク１０は、このように製作された胴板１０５と上部鏡板１０６、および胴板１０５と下部鏡板１０７とがそれぞれ周溶接部１０８において周溶接されることによって、密閉された缶体として形成されている。
【００１７】
図３は、図２中のＡ部（上部鏡板１０６の周縁部）を拡大して示す断面図である。尚、ここでは、上部鏡板１０６と胴板１０５との接合部の構成について説明するが、下部鏡板１０７と胴板１０５との接合部も同様に構成されている。
【００１８】
図３に示すように、上部鏡板１０６の周縁部には、外径方向に絞り加工を施すことにより、上部鏡板１０６の基本径部１０６ａよりも周端側に位置し基本径部１０６ａよりも径が拡大された拡径部１０６ｂと、基本径部１０６ａと拡径部１０６ｂとを繋ぐ第１テーパ部１０６ｃとが形成されている。
【００１９】
更に、上部鏡板１０６の周縁部には、縮径加工を施すことにより、拡径部１０６ｂよりも更に周端側に位置し基本径部１０６ａよりも大きく拡径部１０６ｂよりも小さい径を有する縮径部１０６ｄと、拡径部１０６ｂと縮径部１０６ｄとを繋ぐ第２テーパ部１０６ｅとが形成されている。
【００２０】
上部鏡板１０６と胴板１０５との間の周溶接部１０８は、図３に示すように、第１テーパ部１０６ｃの内周面において胴板１０５の端部と接触する位置に設けられている。また、縮径部１０６ｄの内周面には、胴板１０５の外周面が接触（より具体的には面接触）している。なお、例えば縮径部１０６ｄの内周面と胴板１０５の外周面とをティグ溶接等で外側から溶接するように構成してもよい。
【００２１】
胴板と上部鏡板、および胴板と下部鏡板がそれぞれ周溶接されて形成された貯湯タンクでは、貯湯タンクに内圧が加わると、胴板が膨らみ、周溶接部の剛性によって周溶接部には貯湯タンクの内側で引張り、外側で圧縮の軸方向曲げ応力ｐが発生する。本実施形態の貯湯タンク１０では、上部鏡板１０６（下部鏡板１０７も同様）における周溶接部１０８の近傍に、胴板１０５と接触する縮径部１０６ｄを備えている。これにより、縮径部１０６ｄを胴板１０５を支える補強部として機能させることができ、貯湯タンク１０に内圧が加わった際に、胴板１０５の膨らみを抑制し、周溶接部１０８に曲げ応力ｐが加わることを抑制することができる。このため、曲げ応力ｐによって引き起こされる疲労が軽減されるので、周溶接部１０８の疲労寿命が向上する。以上のように、本実施形態の構成によれば、貯湯タンク１０における鏡板１０６、１０７と胴板１０５との周溶接部１０８にかかる応力を軽減し、疲労寿命の長い貯湯タンク１０およびそれを備えた貯湯式給湯機１００を別部材を必要とせずに低コストで提供することが可能となる。
【００２２】
また、上記補強部として機能する縮径部１０６ｄを、胴板１０５に対して水に接することとなる貯湯タンク１０の内部側に配置した場合、腐食発生等の問題が懸念される。これに対し、本実施形態では、第１テーパ部１０６ｃの内周面に胴板１０５の端部を突き当てるように構成しており、その結果、縮径部１０６ｄは、胴板１０５に対して貯湯タンク１０の外側に配置されることになる。これにより、腐食発生等の懸念なしに、縮径部１０６ｄによって胴板１０５を支持させることが可能となる。
【００２３】
更に、縮径部１０６ｄの内周面と胴板１０５の外周面とがティグ溶接等で外側から溶接するように構成してもよい。この場合、上部鏡板１０６と胴板１０５との接合強度をより高めることができる。
【００２４】
また、上述したように、本実施形態では、胴板１０５の端部を第１テーパ部１０６ｃの内周面に突き当てる構成を採用している。これにより、鏡板１０６、１０７の絞り加工により形成された第１テーパ部１０６ｃに対し、胴板１０５を溶接する際の胴板１０５のガイドの役目を持たせることができる。円筒形状の胴板１０５をばらつきなく円形に維持することは難しい。しかしながら、本実施形態のように、鏡板１０６、１０７に設けられた第１テーパ部１０６ｃを胴板１０５のガイドとすることにより、胴板１０５の真円度にバラツキがあっても、プレスによって成型される寸法精度の高い鏡板１０６、１０７に倣うことになる。このため、勘合によって精度が良好となり、溶接品質を向上（安定）させることができる。
【００２５】
ところで、上述した実施の形態１においては、上部鏡板１０６および下部鏡板１０７の双方に上記図３に示す構成の周縁部を備えるようにしている。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、上部鏡板および下部鏡板のうちの少なくとも一方に上記構成の周縁部を備えるものであってもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１  ヒートポンプユニット
２  貯湯タンクユニット
１０  貯湯タンク
１００  貯湯式給湯機
１０５  胴板
１０６  上部鏡板
１０６ａ  基本径部
１０６ｂ  拡径部
１０６ｃ  第１テーパ部
１０６ｄ  縮径部
１０６ｅ  第２テーパ部
１０７  下部鏡板
１０８  周溶接部
【図１】
2011237153.tif 000003
【図２】
2011237153.tif 000004
【図３】
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