(57)【要約】【課題】少ない部品点数にて断熱効果を高めることができ、併せて真空断熱材の信頼性を確保することができる断熱式の貯液タンクおよび液体加熱供給装置を提供する。【解決手段】断熱式の貯液タンクは、複数の平面部３ａ１〜３ａ４および隣接する平面部３ａ１，３ａ２等の間に形成された角部３ｂ１〜３ｂ４により周面が形成されてなる貯液タンクと、貯液タンクの周面に配置された真空断熱材５と、を備え、真空断熱材５は、コア材の厚みが大きい肉厚部５ａ１〜５ａ４と、肉厚部５ａ１〜５ａ４よりもコア材の厚みが薄い肉薄部５ｂ１〜５ｂ４とを有しており、貯液タンクの平面部３ａ１〜３ａ４に肉厚部５ａ１〜５ａ４が配置され、貯液タンクの角部３ｂ１〜３ｂ４に肉薄部５ｂ１〜５ｂ４が配置されている構成とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の平面部および隣接する前記平面部の間に形成された角部により周面が形成されてなる貯液タンクと、前記貯液タンクの周面に配置された真空断熱材と、を備え、
前記真空断熱材は、コア材の厚みが大きい肉厚部と、前記肉厚部よりも前記コア材の厚みが薄い肉薄部とを有しており、
前記貯液タンクの前記平面部に前記肉厚部が配置され、前記貯液タンクの前記角部に前記肉薄部が配置されていることを特徴とする断熱式の貯液タンク。
【請求項２】
前記貯液タンクの前記角部は、隣接する前記平面部同士を繋ぐように湾曲状とされており、前記肉薄部は、前記角部の湾曲面に沿って配置されていることを特徴とする請求項１に記載の断熱式の貯液タンク。
【請求項３】
前記貯液タンクは、鉛直方向に沿う４つの前記平面部を有しており、４つの前記平面部は、平面視で隣接する前記平面部の延長線同士が略直交するように配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の断熱式の貯液タンク。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の前記断熱式の貯液タンクと、
前記貯液タンクに貯める液体を加熱する加熱装置と、を備えることを特徴とする液体加熱供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は断熱式の貯液タンクおよび液体加熱供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、貯液タンクを備えた液体加熱供給装置が知られている。貯液タンクには、タンク内のお湯の放熱を防止するために断熱材が装着されている。断熱材としては、一般的に、グラスウールや発泡スチロール等が用いられているが、近年、真空断熱材の使用が増加している。
真空断熱材は、グラスウールや発砲スチロール等の断熱材に比べて熱漏洩量を抑えることができ、貯液タンクに使用することで液体加熱供給装置の保温電力量を低減することが可能である。
【０００３】
ところで、貯液タンクは、円筒形（丸型タンク）とされたものが一般的であるが、例えば、都市部等における設置スペースの狭い環境に対応したものとして、角型の薄形構造とされたタンク（以下、角型タンク）が知られている。
そして、この角型タンクに真空断熱材を使用した技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図７に示すように、この角型タンク６０は、４つの平面部６１と、平面部６１同士を繋ぐようにアール状に湾曲形成された４つの角部６２とを備えて構成されている。角型タンク６０の外周面には、平面部６１および角部６２に沿って均一に１枚の真空断熱材６３が巻き付けられて装着されている。つまり、平面部６１には真空断熱材６３をそのまま沿わせ、角部６２には真空断熱材６３を湾曲状に折り曲げて取り付けていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１１７０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、真空断熱材６３は、断熱性能を高くするために厚く形成することが好ましい。しかし、前記した角型タンク６０において角部６２の半径が小さい場合、例えば、半径が１０ｍｍ程度の小さい角部６２である場合には、厚さ１５ｍｍ程度の真空断熱材６３を角部６２に沿わせて湾曲させると、真空断熱材６３の金属製の外包材フィルム（不図示）が損傷する可能性があり、真空断熱材６３の信頼性が損なわれるおそれがあった。このため、真空断熱材６３の選定時には、角部６２における湾曲を予め考慮して厚さを設定していた。
【０００７】
しかしながら、角型タンク６０において、外周面全体のうち、角部６２の占める割合は極めて小さく、角部６２を基準に真空断熱材６３の厚みを選定した場合には、残りの平面部６１で構成される部分の断熱性能が不十分となるおそれがある。このため、平面部６１に対応する部分に、グラスウールや発砲スチロール等の通常断熱材６４を重ねて配置することで、断熱効果を高める必要があり、構成部品の増大を来していた。
【０００８】
そこで本発明は、少ない部品点数にて断熱効果を高めることができ、併せて真空断熱材の信頼性を確保することができる断熱式の貯液タンクおよび液体加熱供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の断熱式の貯液タンクは、複数の平面部および隣接する前記平面部の間に形成された角部により周面が形成されてなる貯液タンクと、前記貯液タンクの周面に配置された真空断熱材と、を備え、前記真空断熱材は、コア材の厚みが大きい肉厚部と、前記肉厚部よりも前記コア材の厚みが薄い肉薄部とを有しており、前記貯液タンクの前記平面部に前記肉厚部が配置され、前記貯液タンクの前記角部に前記肉薄部が配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の液体加熱供給装置は、前記した断熱式の貯液タンクと、前記貯液タンクに貯める液体を加熱する加熱装置と、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、角型タンクの平面部に対してコア材の厚みの大きい肉厚部を配置することで角型タンクの大部分を構成している平面部の断熱性能を高めつつ、角部に対しては肉厚部よりもコア材の厚みの薄い肉薄部を配置することで、真空断熱材を角部に沿わせて良好に取り付けることができ、断熱効果を高めつつ、併せて真空断熱材の信頼性を確保することができる断熱式の貯液タンクおよび液体加熱供給装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る断熱式の貯液タンクが備わる液体加熱供給装置の構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る断熱式の貯液タンクが用いられた貯液ユニットを示す横断面図である。
【図３】真空断熱材の他の装着形態を示す横断面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は真空断熱材の成形手順を示す模式説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る断熱式の貯液タンクが用いられた貯液ユニットを示す横断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る断熱式の貯液タンクが用いられた貯液ユニットを示す横断面図である。
【図７】従来技術の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態を適宜図面を参照しながら説明するが、本実施形態は以下の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲で任意に変更して実施可能である。なお、各実施形態において、同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
以下の説明において、ヒートポンプユニットの熱源で加熱する加熱装置を備えた液体加熱供給装置を示すが、加熱装置の熱源の形式を限定する趣旨ではない。
【００１４】
（第１実施形態）
図１に示すように、液体加熱供給装置は、加熱装置としてのヒートポンプユニット１と、貯液ユニット２と、を備えている。
貯液ユニット２は、高温の湯を貯める角型タンク３（貯液タンク）と、角型タンク３を覆う外装ケース４と、外装ケース４の内側にて角型タンク３の外周面に沿って取り付けられた真空断熱材５（図２参照）と、を備えて構成されている。
【００１５】
角型タンク３は、図２に示すように、平面視で略矩形状を呈しており、４つの平面部３ａ１〜３ａ４と、これらの平面部３ａ１〜３ａ４を繋ぐ４つの角部３ｂ１〜３ｂ４と、により外周面が形成されてなる。
４つの平面部３ａ１〜３ａ４は、それぞれ鉛直方向（図２の紙面に直交する方向）に沿って立設されており、平面視で隣接する平面部３ａ１，３ａ２の延長線同士（不図示）、同様に隣接する各平面部３ａ１〜３ａ４の延長線同士（不図示）が略直交するように配置されている。
【００１６】
角部３ｂ１〜３ｂ４は、側方へ向けて膨出する湾曲状（アール状）とされている。
なお、外装ケース４は平面視で矩形状とされており、外装ケース４の内側には、角型タンク３（真空断熱材５）との間に仕切４ａ等を介して空間部７が形成されている。空間部７には、図示しない配管や各種制御弁、電気部品等が配置されている。
【００１７】
真空断熱材５は、角型タンク３の平面部３ａ１〜３ａ４に配置される肉厚部５ａ１〜５ａ４と、角部３ｂ１〜３ｂ４に配置される肉薄部５ｂ１〜５ｂ４と、を有して一体的に構成されている。肉厚部５ａ１〜５ａ４は、コア材（後記するグラスウール等の無機繊維の積層体で構成された部分、以下同じ）の厚みの大きい部位であり、また、肉薄部５ｂ１〜５ｂ４は、肉厚部５ａ１〜５ａ４に比べてコア材の厚みが小さい部位である。
真空断熱材５の周方向端部５ｃ１，５ｃ２は、角型タンク３の平面部３ａ４に位置している。
なお、図３に示すように、２つの真空断熱材５，５を用いて角型タンク３を周方向から覆ってもよい。この場合、真空断熱材５の周方向端部５ｃ１，５ｃ２は、角型タンク３の平面部３ａ２，３ａ４に位置している。
【００１８】
真空断熱材５は、図４（ａ）に示すように、グラスウール等の無機繊維の積層体で構成されたコア材５１と、コア材５１に積層されるコア材５２ａ１〜５２ａ４と、これらのコア材５１，５２ａ１〜５２ａ４を挟む外包材フィルム５３，５３と、で構成され、外包材フィルム５３，５３の対向する四辺（二辺のみ図示）５３ａを真空脱気後に相互に接着し、図４（ｂ）に示すように、内部を真空状態に保ったものである。このような真空断熱材５は、内部が真空状態であるので、コア材５１，５２ａ１〜５２ａ４の裏面から表面に伝わる熱量は非常に小さく、結果的に真空断熱材５の裏面から表面に伝わる熱量も非常に小さくなっている。
【００１９】
外包材フィルム５３は、例えば４層構造の多層フィルムであり、表面側から順にナイロン、アルミ蒸着付のＰＥＴ、アルミ箔、ポリエチレンの一種であるＨＲ−ＣＰＰ（ハイレトルト用無延性ポリプロピレン）で構成されている。このように構成した外包材フィルム５３は、前記したＨＲ−ＣＰＰ同士が向かい合うように（不図示）して、図４（ａ）に示すように上下に配置し、両外包材フィルム５３，５３を加熱して密着させる。なお、四辺５３ａは、真空断熱材５の一面に折り返す。
これにより、図４（ｂ）に示すような真空断熱材５が得られる。
【００２０】
ここで、図４（ｂ）に示すように、真空断熱材５の肉厚部５ａ１〜５ａ４は、ベースとなるコア材５１にコア材５２ａ１〜５２ａ４が積層されてなる。つまり、肉厚部５ａ１は、コア材５１，５２ａ１が積層されて分厚く形成され、同様に、肉厚部５ａ２は、コア材５１，５２ａ２が積層されてなり、肉厚部５ａ３は、コア材５１，５２ａ３が積層されてなり、肉厚部５ａ４は、コア材５１，５２ａ４が積層されてなる。したがって、肉厚部５ａ１〜５ａ４は、１つのコア材５１で形成した場合に比べて断熱効果が高められている。
なお、コア材５１は、角型タンク３の外周面に対応した大きさとなっており、また、コア材５２ａ１〜５２ａ４は、角型タンク３の各平面部３ａ１〜３ａ４に対応した大きさとなっている。
【００２１】
一方、肉薄部５ｂ１〜５ｂ４は、ベースとなるコア材５１のみで形成されている。つまり、肉薄部５ｂ１〜５ｂ４は、肉厚部５ａ１〜５ａ４に比べて薄くされている分、折り曲げ加工が行い易くなっている。
なお、図示しない他のコア材を肉厚部５ａ１等にさらに積層して、肉厚部５ａ１等の厚みを増加させてもよい。
ここで、コア材５１，５２ａ１〜５２ａ４の厚みは、適宜設定することができる。例えば、ベースとなるコア材５１の厚みをさらに薄くすることにより、折り曲げ加工がより行い易くなる。
【００２２】
このようにしてなる真空断熱材５は、角型タンク３の外周面に対応させて、平面視で略矩形状に折り曲げ加工される。つまり、角型タンク３の平面部３ａ１〜３ａ４に対応する肉厚部５ａ１〜５ａ４は平面のままにして、角型タンク３の角部３ｂ１〜３ｂ４に対応する肉薄部５ｂ１〜５ｂ４を角部３ｂ１〜３ｂ４の湾曲状に沿うように折り曲げ加工する。
このとき、折り曲げ加工する部分が肉薄部５ｂ１〜５ｂ４であるので、無理なく湾曲させることができる。これにより、真空断熱材５を構成している外包材フィルム５３の損傷を生じることがない。
なお、真空断熱材５は、角型タンク３に対して、粘着テープや外側から巻き付けられるバンド等によって保持することができる。
【００２３】
なお、図２に示すように角型タンク３の角部３ｂ１〜３ｂ４に配置される真空断熱材５の肉薄部５ｂ１〜５ｂ４の側方には、外装ケース４の隅部との間に、空間部６が形成されている。
【００２４】
以上説明した本実施形態によれば、角型タンク３の平面で大部分を占める平面部３ａ１〜３ａ４に真空断熱材５の肉厚部５ａ１〜５ａ４がそれぞれ位置するので、断熱性能を高めることができる。また、平面部３ａ１〜３ａ４に対して肉厚部５ａ１〜５ａ４を平面形状のまま使用することができるため、真空断熱材５の外包材フィルム５３が損傷することがなく、真空断熱材５の信頼性を確保することができる。
【００２５】
また、角部３ｂ１〜３ｂ４に配置される真空断熱材５は、いずれも肉薄部５ｂ１〜５ｂ４であるので、角部３ｂ１〜３ｂ４の形状に沿って折り曲げ加工をしても、真空断熱材５の外包材フィルム５３に無理な力がかからず、外包材フィルム５３の損傷を好適に防止することができる。したがって、真空断熱材５の信頼性を確保することができる。
【００２６】
加えて、平面部３ａ１〜３ａ４において必要な断熱性能は、真空断熱材５の肉厚部５ａ１〜５ａ４により確保できているので、真空断熱材５の外面に沿ってすぐに（例えば密着させて）外装ケース４を設けることができる。これにより、貯液ユニット２の製品寸法（外形寸法）を小さくすることが可能である。
【００２７】
また、外装ケース４の隅部との間に形成される空間部６を空気断熱部として利用することができ、角型タンク３の角部３ｂ１〜３ｂ４における断熱性能を高めることができる。
【００２８】
なお、真空断熱材５の周方向端部５ｃ１，５ｃ２は、４つの平面部３ａ１〜３ａ４のうち、周方向の長さの短い平面部３ａ４としてあるので、周方向端部５ｃ１，５ｃ２の間（不図示）を通じた放熱が仮に生じたとしても、短い平面部３ａ４における最小限の放熱とすることができ、角型タンク３の平面で大部分を占める長い平面部３ａ１，３ａ３の断熱性能を好適に維持することができる。
【００２９】
なお、真空断熱材５は、角型タンク３の外周面の上下方向（高さ方向）に複数分割して形成してもよい。
【００３０】
（第２実施形態）
図５を参照して第２実施形態について説明する。本実施形態では、角型タンク３の角部３ｂ１〜３ｂ４に配置される真空断熱材５の肉薄部５ｂ１〜５ｂ４が、第１実施形態で説明したものよりもさらに薄く形成されている。
これにより、肉薄部５ｂ１〜５ｂ４は、第１実施形態のものよりも小さい曲率半径で折り曲げ可能となっている。
【００３１】
また、真空断熱材５の肉厚部５ａ１〜５ａ４の端部は、角部３ｂ１〜３ｂ４の側方にそれぞれ延設されている。これにより、例えば角型タンク３の角部３ｂ１の側方には、角部３ｂ１の外周面と、肉厚部５ａ１，５ａ２の端部と、肉薄部５ｂ１と、で囲われてなる空間部８が形成されている。同様に他の角部３ｂ２〜３ｂ４についても空間部８が形成されている。
【００３２】
本実施形態によれば、第１実施形態のものよりも小さい曲率半径で肉薄部５ｂ１〜５ｂ４を折り曲げることができ、真空断熱材５の平面部３ａ１〜３ａ４の端部を角部３ｂ１〜３ｂ４の側方にそれぞれ延出することができるので、真空断熱材５の肉厚部５ａ１〜５ａ４により囲われる領域を、第１実施形態のものよりも実質的に増やすことができる。
また、相対的に肉薄部５ｂ１〜５ｂ４で囲われる領域が小さくなるので、断熱性能をより高めることができる。
【００３３】
また、角型タンク３の角部３ｂ１〜３ｂ４の側方に形成される各空間部８を空気断熱部として利用することができ、角部３ｂ１〜３ｂ４における断熱性能をより高めることができる。
【００３４】
なお、空間部８で対流伝熱が生じることが考えられるので、例えば、空間部８の上下の開口を塞いだり、薄肉部５ｂ１〜５ｂ４の外側に通常の保温材をあててもよい。
【００３５】
（第３実施形態）
図６を参照して第３実施形態について説明する。本実施形態では、平面視で隣接する一部の平面部３ａ３，３ａ４の延長線同士、および一部の平面部３ａ４，３ａ５の延長線同士が、略直交する関係にない点、また、大径の湾曲状に折り曲げられた角部３ｂ１を有している点が、前記第１，第２実施形態と異なっている。
【００３６】
角型タンク３は、５つの平面部３ａ１〜３ａ５と、これらを繋ぐ５つの角部３ｂ１〜３ｂ５と、を有している。隣接する平面部３ａ１，３ａ２、隣接する平面部３ａ２，３ａ３および隣接する平面部３ａ５，３ａ１は、平面視でその延長線同士（不図示）がそれぞれ略直交するように配置されている。そして、その他の隣接する平面部３ａ３，３ａ４、および隣接する平面部３ａ４，３ａ５は、平面視でその延長線同士（不図示）がそれぞれ鈍角で交差するように配置されている。
このような鈍角で交差する配置とすることにより、平面部３ａ４（肉厚部５ａ４）と外装ケース４との間に空間部７を形成することができる。この空間部７には、図示しない配管や各種制御弁、電気部品等を配置することができる。
【００３７】
角部３ｂ２〜３ｂ５は、いずれも、前記第１，第２実施形態で説明した角部３ｂ１〜３ｂ４よりも小さい曲率半径で折り曲げ形成されている。また、隣接する平面部３ａ１，３ａ２を繋ぐ角部３ｂ１は、前記第１，第２実施形態で説明した角部３ｂ１〜３ｂ４よりも大きい曲率半径で折り曲げ形成されている。
【００３８】
真空断熱材５は、角型タンク３の５つの平面部３ａ１〜３ａ５に対応する肉厚部５ａ１〜５ａ５、角型タンク３の大径の角部３ｂ１に対応する肉厚部５ａ６、および角型タンク３の４つの小径の角部３ｂ２〜３ｂ５に対応する肉薄部５ｂ２〜５ｂ５、を有している。つまり、隣接する平面部３ａ１，３ａ２と、これらを繋ぐ角部３ｂ１とからなる外周面（領域）に亘って、肉厚部５ａ１，５ａ６，５ａ２が配置されている。
【００３９】
本実施形態によれば、一部の角部３ｂ１が大きい曲率半径で折り曲げられており、この角部３ｂ１に真空断熱材５の肉厚部５ａ６を配置することができるので、角型タンク３の外周面において、肉薄部５ｂ２〜５ｂ５となる部位を必要最小限とすることができ、断熱効果の高い肉厚部５ａ１〜５ａ６が配置される外周面（領域）の割合を増やすことができる。
【００４０】
また、略直交する関係にない平面部３ａ３〜３ａ５の存在により、外装ケース４の内側に好適に空間部７を形成することができ、配管等を配置するスペースの自由度が増す。
【００４１】
前記実施形態では、角型タンク３が４つまたは５つの平面部３ａ１〜３ａ４（３ａ５）を有するものについて説明したが、これに限られることはなく、２つの平面部３ａ１，３ａ２を２つの角部３ｂ１，３ｂ２で繋いだ角型タンク３や、３つの平面部３ａ１〜３ａ３を３つの角部３ｂ１〜３ｂ３で繋いだ角型タンク３に対して真空断熱材５を装着したものであってもよい。
【００４２】
また、角型タンク３内に貯められるのは、湯としての不凍液やブライン等であっても、いずれの液体でもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１      ヒートポンプユニット（加熱装置）
２      貯液ユニット
３      角型タンク（貯液タンク）
３ａ１〜３ａ５    平面部
３ｂ１〜３ｂ４    角部
５ａ１〜５ａ５    肉厚部
５ｂ１〜５ｂ５    肉薄部
５      真空断熱材
５ａ６  肉厚部
５１，５２ａ１  コア材
５３    外包材フィルム
【図１】
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【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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