(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性材料または熱硬化性樹脂製の圧力容器（１）の製造法であって、前記圧力容器（１）は、射出成形法または加圧成形法で製造された第１と第２の容器端部材から成り、
前記第１と第２の容器端部材の各々は、前記圧力容器（１）の側壁を形成する外周シェル（４）と、結合されると前記圧力容器（１）の上端部および下端部をそれぞれ形成する各１つのドーム（２または３）とを含み、前記各１つのドーム（２、３）から各容器端部材の開口部へ向かって前記外周シェル（４）に沿って複数の相互結合用かつ負荷配分用壁（５）が延び、前記第１と第２の容器端部材（２、３）がそれぞれの開口端において互いに結合されると、前記第１と第２の容器端部材のそれぞれの相互結合用かつ負荷配分用壁（５）の端面が互いに会合し、それらの相互結合用かつ負荷配分用壁（５）相互間に複数のセル（６）が形成され、それらの相互結合用かつ負荷配分用壁（５）は、互いに交わりかつ結合するそれらの相互結合用かつ負荷配分用壁（５）相互間に複数の交差部（７）が形成されるように配置されており、
特徴として、少なくとも１つの前記交差部（７）は、その終端部にドームの外側から形成された孔（１４）を有し、前記孔（１４）は、前記交差部（７）の面積より大きい面積を有し、かつドーム部材（２、３）の材料厚さよりも大きな深さを有し、前記圧力容器（１）内の前記複数のセル（６）相互間には連通用開口（８）が形成されている、圧力容器の製造法。
【請求項２】
熱可塑性材料または熱硬化性樹脂製の圧力容器（１）の製造法であって、前記圧力容器（１）は、射出成形法または加圧成形法で製造された第１と第２の容器端部材と、押出し法で製造された中間管状部材とより成り、
前記第１と第２の容器端部材の各々は、前記圧力容器（１）の側壁を形成する外周シェル（４）と、結合されると前記圧力容器（１）の上端部および下端部をそれぞれ形成する各１つのドーム（２または３）とを含み、前記各１つのドーム（２、３）から各容器端部材の開口部へ向かって前記外周シェル（４）に沿って複数の相互結合用かつ負荷配分用壁（５）が延び、前記相互結合用かつ負荷配分用壁（５）の数に対応する数の整合用壁が前記中間管状部材の一方の開口端から前記中間管状部材の外周シェルに沿って前記中間管状部材の他方の開口端へ延びており、前記第１と第２の容器端部材が、前記第１と第２の容器端部材の間に配設された前記中間管状部材を介して結合されると、前記第１と第２容器端部材のそれぞれの相互結合用かつ負荷配分用壁（５）の端面と前記中間管状部材の整合用壁の端面が互いに会合し、それらの壁相互間に複数のセル（６）が形成され、それらの壁は、互いに交わりかつ結合する壁相互間に複数の交差部（７）が形成されるように配置されており、
特徴として、少なくとも１つの前記交差部（７）は、その終端部にドームの外側から形成された孔（１４）を有し、前記孔（１４）は、前記交差部（７）の面積より大きい面積を有し、かつドーム部材（２、３）の材料厚さよりも大きな深さを有し、前記圧力容器（１）内の前記複数のセル（６）相互間には連通用開口（８）が形成されている、圧力容器の製造法。
【請求項３】
前記第１と第２の容器端部材が、ミラー溶接法、摩擦溶接法、加圧法または接着により互いに結合されることを特徴とする、請求項１に記載の圧力容器の製造法。
【請求項４】
前記第１と第２の容器端部材および前記中間管状部材が、ミラー溶接法、摩擦溶接法、加圧法または接着により互いに結合されることを特徴とする、請求項２に記載の圧力容器の製造法。
【請求項５】
前記孔（１４）が、金型（３０）の一方の半部内に配置された栓状部材（３１）によって形成されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の圧力容器の製造法。
【請求項６】
一方の金型半部内に、および／または他方の金型半部の１つまたはそれ以上の対向点に配置される少なくとも１個の栓状部材（３１）に、前記交差部（７）よりも断面積の小さな長い１個または複数個の芯材（３２）が同軸に設けられていて、それにより、前記交差部（７）の断面内に壁（５）に平行な少なくとも１個のチャンネル（１３）が設けられることを特徴とする、請求項５に記載の圧力容器の製造法。
【請求項７】
金型（３０）の２つの半部には、栓状部材（３１）と同軸的に受止め手段（３４）が設けられ、この受止め手段（３４）は、熱硬化性樹脂または熱可塑性材料で作られる押出し成型された管（１５）を受止めるためのものであり、この管（１５）を金型（３０）のキャビティ内に配置し、その後で金型のキャビティ内に流動性のプラスチック材料を注入し、その間前記受止め手段（３４）は前記管（１５）の端部と前記受止め手段３４の間の密着部を介して前記プラスチック材料が侵入することを阻止するように働くことを特徴とする、請求項５に記載の圧力容器の製造法。
【請求項８】
前記プラスチック材料の注入と同時にガスを前記管（１５）内に注入して、注入される流動性の前記プラスチック材料の圧力にほぼ対応した圧力をこの管（１５）内に形成して、前記プラスチック材料の注入圧の影響を受けて前記管が変歪することを防止することを特徴とする、請求項７に記載の圧力容器の製造法。
【請求項９】
金型の２つの半部には、栓状部材（３１）と同軸的に配置された受止め手段（３４）が設けられ、この受止め手段（３４）は、金型（３０）内に配置される可溶融性芯材を受止めるためのもので、前記芯材を金型（３０）内に配置した後この金型のキャビティ内に流動性のプラスチック材料が注入され、このプラスチック材料が固化しその一部が金型から除去された後、前記可溶融性芯材を溶融により除去し、それにより、前記の各壁と平行な少なくとも１つのチャンネルが前記交差部の断面内に形成されることを特徴とする、請求項５に記載の圧力容器の製造法。
【請求項１０】
金型のキャビティ内に所定量の流動性のプラスチック材料を注入し、このプラスチック材料を幾分か固化させ、その後、栓状部材（３１）を通じてまたは金型（３０）の他方の半部における対向点を通じてそのプラスチック材料中にガスを注入し、それにより、前記の各壁に平行な少なくとも１つのチャンネル（１３）を交差部（７）の断面内に形成することを特徴とする、請求項５に記載の圧力容器の製造法。
【請求項１１】
前記孔（１４）には、めくらプラグ（２２）、チャンネル（１３）に結合されたチャンネル接続プラグ（２０）、前記圧力容器（１）に直接に接続された主接続プラグ（２１）、または連通用開口（８）への流れを制限または遮断するに適した閉止プラグ（２３）より成る群から選択されたプラグが設けられており、これらのプラグは、ドーム（２、３）の孔（１４）に対して接着、ねじ止め、摩擦溶接、ミラー溶接または加圧挿入されていることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれかに記載の圧力容器の製造法。
【請求項１２】
前記第１と第２の容器端部材は、第１の所定量の流動性プラスチック材料Ａを金型のキャビティ中に注入し、次いで、流動性プラスチック材料Ａが流動性プラスチック材料Ｂを包み込むように第２の残量の流動性プラスチック材料Ｂを注入して製造されるものであることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれかに記載の圧力容器の製造法。
【請求項１３】
前記第１と第２の容器端部材および前記中間管状部材は、第１の所定量の流動性プラスチック材料Ａを金型のキャビティ中に注入し、次いで、流動性プラスチック材料Ａが流動性プラスチック材料Ｂを包み込むように第２の残量の流動性プラスチック材料Ｂを注入して製造されるものであることを特徴とする、請求項２または４に記載の圧力容器の製造法。
【請求項１４】
プラスチック材料Ａが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアルキレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、架橋ポリエチレンから成る群から選択された純粋で充填材を含んでいない熱可塑性材料であり、プラスチック材料Ｂが、プラスチック材料Ａと同じ前記の諸材料の中の１つに、ガラスファイバー、カーボンファイバー、スチールファイバー、マイカ、石灰より成る群から選択された材料を１〜３５％混合したものであることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の圧力容器の製造法。
【請求項１５】
プラスチック材料Ａが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアルキレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、架橋ポリエチレンから成る群から選択された純粋で充填材を含んでいない熱可塑性材料であり、プラスチック材料Ｂが、プラスチック材料Ａと同じ前記の諸材料の中の１つに、小球状グラファイト、カーボンファイバー、スチールファイバーから成る群から選択されたものを２０〜７０％混合したものから成り、プラスチック材料Ｂによって形成される層が導電体に接続されて、この層を介して電流が流れこの層が加熱素子として働くことを特徴とする、請求項１２または１３に記載の圧力容器の製造法。
【請求項１６】
圧力容器の上端部と下端部とを形成する２つのドーム（２、３）と、前記圧力容器の側壁を形成する外周シェル（４）とを含み、更に、一方のドーム（２）から他方のドーム（３）に向かって前記外周シェル（４）に沿って延びる複数の区画用兼負荷配分用壁（５）を含み、それにより内部に複数のセル（６）が形成されている圧力容器（１）であって、
特徴として、前記壁（５）が前記ドーム（２、３）と結合する領域には開口（８）が設けられていて前記複数のセル（６）相互間の連絡が可能とされ、通常発生する熱による循環が前記壁（５）によって低減され、それにより冷たい水の加熱期間中、前記圧力容器（１）内に、上側の高温域と下側の低温域より成るサーモクライン形の分離が生じ、水の各部の加熱時間が減少する、圧力容器。
【請求項１７】
少なくとも１個のセル（６）に、前記圧力容器（１）の動作圧力に適応した所定圧力のガスを収容した少なくとも１個の気密性および水密性を有する気槽（１１）が付設され、水の熱膨張による影響または圧力ショックによる影響を減少させる圧力／体積レベリング機能を呈するように構成されたことを特徴とする、請求項１６に記載の圧力容器（１）。
【請求項１８】
少なくとも１個のセルの、前記圧力容器（１）の下端部のみに開口（８）が設けられ、そのセル（６）内に圧力レベリング用ガス・キャビティが形成されることを特徴とする、請求項１６に記載の圧力容器（１）。
【請求項１９】
ポリエステルとメラミン樹脂の群から選ばれた熱硬化性樹脂、またはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアルキレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、架橋ポリエチレンから成る群から選択した熱可塑性材料で構成したことを特徴とする、請求項１６乃至１８のいずれかに記載の圧力容器（１）。
【請求項２０】
互いに交差する壁相互間の少なくとも１つの交差部（７）に、この壁（５）と平行にかつその全長に亘って延びるチャンネル（１３）が設けられていることを特徴とする、請求項１６乃至１９のいずれかに記載の圧力容器（１）。
【請求項２１】
ドーム（２、３）に設けられた孔（１４）に、めくらプラグ（２２）、チャンネル（１３）に接続されたチャンネル接続プラグ（２０）、前記圧力容器（１）に直接接続された主接続プラグ（２１）、連通開口（８）を通じての流れを制限し或いは遮断するに適した閉止プラグ（２３）から成る群から選択されたプラグが設けられ、それによって、前記圧力容器（１）への流入および前記圧力容器（１）からの流出を頂部で行なうか底部で行なうかの選択が可能となり、かつ、前記孔（１４）を開口（８）の閉塞をすること無く閉じることができ、または開口（８）の一部分を閉塞または制限することにより１個或いはそれ以上のセル（６）を他のセルから互いに部分的にまたは完全に分離できるように構成されたことを特徴とする、請求項１６乃至２０のいずれかに記載の圧力容器（１）。
【発明の詳細な説明】
この発明は、圧力容器（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｖｅｓｓｅｌ）の製造法とこの製造法により製造された、特に温水器（湯沸かし器）用の圧力容器に関するものである。
家庭用のおよび産業用の種々の大きさの温水器（湯沸かし器）は、例外なしに金属製の圧力容器を具えているのが普通である。水の加熱は、通常、無機質の材料或いはセラミック材料の中に埋込んだ加熱線条を収容している金属管で構成した電気ヒータを使用して行なわれる。このヒータは、水の温度を検出するセンサによってガイド（制御）される。ヒータを独立に配設できるような温水器から温水（湯）を供給する際には、通常、給水装置の圧力が利用される。これは、温水器の冷水入口に設けた羽打ち弁（ｃｌａｃｋ  ｖａｌｖｅ）によって行なわれる。この弁は、温水器から湯を流出させるに伴って温水器内の圧力が低くなると直ちに開いて、湯の代わりに水を入れる。この圧力容器は、通常はエネルギ損失が最小になるように配設される。その温度範囲は通常は５０〜９０℃である。
今日の温水器における一つの欠点は、それが金属製であるということである。金属は良好な導電体であるから、圧力容器の電気化学的腐食を防止するために、しばしば犠牲陽極（ｓａｃｒｉｆｉｃｉａｌ  ａｎｏｄｅ）を圧力容器に設ける必要を生じる。この種の腐食を防止するためには圧力容器に、より貴なる金属を使用することができるが、それは腐食の問題を、より貴でない（卑の）金属で作られている給水装置の部品に転移させるに過ぎないことになる。また、金属は良好な熱伝導体であって、エネルギ損失を増加させる。
上記と別の欠点は、水の熱膨張によってもたらされる。大多数の材料は温度が上がると膨張し、大ていの金属も同様に膨張するが、その膨張量は水の膨張を補償するには不充分である。これは、冷水で完全に満たされた温水器内の圧力が、水温の上昇に伴って増大することを意味する。この様な状態になると圧力容器には大きなストレスが生じ、正常な動作圧力に対し容器寸法を大きくせねばならない。これは、その設計（構造）が不必要に重くなり価額がかさむことを意味する。
更に、別の欠点は、完全に冷たい水を充分に熱い水にするための加熱時間が可成り長くなることである。この問題は、勿論、温水器に対してより多量のエネルギを供給することで改善することができる。しかし、加熱時間を充分短くするには極めて高いエネルギを要する。その様な高エネルギを供給するには、たとえば普通の家庭に対する配電系を設備し直さねばならない。
温水器は、熱による水の循環作用を起こすので、圧力容器内の水の温度は、だいたい均一になる。そのために、この温水器の湯を消費して冷水を補給すると、圧力容器内の水温は大体均一に低下する。
この発明によれば、上述した欠点および不便さは解消し、改良された温水器用の圧力容器を得ることができる。この発明は、熱可塑性材料または熱硬化性樹脂製の圧力容器の製造法に関するものである。この圧力容器は、射出成形または加圧成形法で作られた第１と第２の容器端部材で構成され、更に場合によっては、好ましくは押出し法で作られた配設随意の（必要に応じて設けられる）中間管状部材とで、構成されている。これらの容器端部材は、圧力容器の側壁を形成する外周シェルと、結合されたときに圧力容器の上端部と下端部とをそれぞれ構成する各々１個のドームとを持っている。幾つか（複数個）の、相互結合用かつ負荷分配作用も兼ねた隔壁が、上記ドームから上記外周シェルに沿って、各容器端部材の開口部へ向かって延びている。中間管状部材が設けられる場合は、対応する数の整合用壁（ｍａｔｃｈｉｎｇ  ｗａｌｌｓ）が、この中間管状部材の一方の開口部からこの管状部材の外周シェルに沿って他方の開口部へ延びていて、２つの容器端部材を、両容器端部材の間に介在する中間管状部材と結合したときに、これら種々の部品の各側壁の端面が整合するように構成されている。上記の構造によって、各壁間に幾つか（複数個）のセルが形成される。上記の壁は、互いに交わるまたは結合する壁の間に幾つかの複数個の交差部（ｃｒｏｓｓｉｎｇ  ａｒｅａ）が形成されるように配置されている。この発明の特徴として、上記交差部の少なくとも１個、好ましくは全交差部が、ドームの外側から孔を明けることによって終端されている。この孔の面積は交差部よりも大きく、また深さはドーム部分の材料の厚さよりも大である。この構造によって圧力容器のセル相互間の連通孔が形成される。
配設随意のこの中間管状部材は、押出し法で作ることが望ましい。しかし、これらの部材は、場合によって可溶融芯利用法（ｍｅｌｔ  ｃｏｒｅ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）または類似の方法を補足的に使用して射出成形法によって製造することもできる。
この圧力容器端部材および配設随意の中間管状部材は、ミラー溶接（ｍｉｒｒｏｒ  ｗｅｌｄｉｎｇ）法、摩擦溶接（ｆｒｉｃｔｉｏｎ  ｗｅｌｄｉｎｇ）法、加圧法または接着によって、適切に結合される。
上記の孔は、容器端部材の製造時に金型（モールド）の半部の一方内に配置された栓（ｐｅｇ）状部材によって形成することが好ましい。これらの孔は、処理後に、ドリルによる孔開け加工、フライスによる孔開け加工または類似の方法で形成することもできる。
金型の一方の半部に、および／またはその金型の他方の半部の対向部に配置される１個またはそれ以上の数の栓状部材には、前記の交差部の断面積よりも小さな断面積を持ち、軸方向に位置づけられた長い１個または複数のコアが設けられている。これによって、交差部の断面にはその壁の全長に亘り壁と平行な少なくとも１個のチャンネルが形成される。
この発明の上記とは別の実施例では、金型の両半部には、栓状部材と同軸的な受止め手段が設けられている。この受止め手段は、好ましくは押出し形成された管を受止めるためのものである。この管は、熱硬化性樹脂または熱可塑性材料で作られている。この管が熱可塑性材料で作られている場合には、この管の材料の溶融（ｍｅｌｔｉｎｇ）温度は、少なくとも容器の製造に使用する材料の溶融温度と同じ高さでなければならない。この管を金型のキャビティ中に配置した後、流動性のプラスチック材料をこの金型キャビティに注入する。このとき、上記の受止め手段は、この受止め手段と上記管の端部との間の密着部を通して管内にプラスチック材料が侵入することを阻止する。
この管内にプラスチック材料が侵入することを更に阻止するために、プラスチック材料の上記注入と同時に、上記の管内にガスを適当に注入する。その圧力は、注入されたプラスチック材料が管内で呈する圧力にほぼ対応するものである。これによって、管がプラスチック材料の注入圧の影響を受けて変歪する（くずれる）ことが防止される。更に、これにより、周壁が非常に薄い（薄肉の）管を使用することが可能になる。
上記に代わる方法として、管の代わりにいわゆる可溶融芯材（ｍｅｌｔ  ｃｏｒｅ  ｐｒｏｆｉｌｅ）を使用することができる。金型の両半部には、栓状部材と同軸に位置する受止め手段が設けられている。この受止め手段は、金型内に配置された可溶融芯材を受止めるためのもので、この状態で流動性のプラスチック材料が金型キャビティ内に注入される。その後、この可溶融芯材は、注入されたプラスチック材料が固化してその部材が金型から取出された後に、溶融させて除去する。こうして、交差部の断面内には、壁と平行な少なくとも１個の通孔チャンネルが形成される。また別のやり方として、可溶融芯材を溶融させる手段を金型に付設して、上記部材が金型内に入っている間に、この芯材を取除くこともできる。
この発明の更にまた別の実施例としては、所定量の流動性のプラスチック材料を金型キャビティの中に注入する。この流動性のプラスチック材料を或る程度固化させた後、栓状部材または金型の他方の半部の相対向する点を介して、このプラスチック材料にガスを注入（吹込み）する。この様にすることで、壁に平行な少なくとも１個のチャンネルが交差部の断面中に形成される。
これらの通孔には、めくらプラグ（ｂｌｉｎｄ  ｐｌｕｇ）、チャンネルに接続されるチャンネル接続（ｃｈａｎｎｅｌ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）プラグ、圧力容器に直接に接続される主接続プラグまたは連通用開口を通しての流通を制限しまたは閉鎖する閉止プラグより成るグループから選択したプラグが付設されていることが好ましい。これらのプラグは、ドーム内で上記の通孔に、接着、ねじ止め、摩擦溶接（ｆｒｉｃｔｉｏｎ  ｗｅｌｄｉｎｇ）、ミラー溶接または加圧挿入される。これらのプラグは、金属で作ることもプラスチック材料で作ることもできるが、プラスチック材料で作る方が好ましい。
この発明の一実施例によれば、２個の容器端部材と配設随意の中間管状部材とは、２種の、好ましくは熱可塑性である、配合物（ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）の射出成形法で製造される。第１の所定量の流動性のプラスチック材料Ａを金型キャビティ中に射出し、次いで第２の残量の流動性のプラスチック材料Ｂを射出して、プラスチック材料Ａが可塑性材料Ｂを概ね封じ込むようにする。
このプラスチック材料Ａとして適切なものは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアルキレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、架橋ポリエチレンまたはこれらの類似物の中から選択される純粋で、充填材（フイラー）を含まない熱可塑性材料である。プラスチック材料Ｂは、好ましくは材料Ａと同種の、上述した諸材料のうちの１つに、ガラスファイバー、カーボンファイバー、スチールファイバー、マイカ、石灰またはこれらの類似物の中から選択された材料を１〜３５％混合したものである。
この発明の上記の他の実施例においては、プラスチック材料Ａは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアルキレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、架橋ポリエチレン、またはこれらに類似のもの、の中から選択された純粋で、充填物（フイラー）を含んでいない熱可塑性樹脂である。プラスチック材料Ｂは、材料Ａと同種であることが好ましい、上述した諸材料中の１つに、小球状（粒状）グラファイト（ｇｒａｐｈｉｔｅ  ｎｏｄｕｌｅｓ）、カーボンファイバー、スチールファイバー、またはこれらに類似のものの中から選んだ導電性材料を２０〜７０％混合したものである。この可塑性材料Ｂによって形成された層（ｓｔｒａｔｕｍ）は電気導体に接続されてこの層を通して電流が流れるようにされて、この層はヒータ素子として働くことになる。こうすれば、ヒータを具えた圧力容器を最少数の部品を付加するだけで得ることができる。
この発明は、また、この方法を使用して得られる改良温水器用の圧力容器にも関するもので、その圧力容器は、この容器の上端部と下端部とを形成する２個のドームと、この容器の側壁を形成する外周シエルとを有している。またこの圧力容器は、一方のドームから他方のドームへ向かって上記の外周シェルに沿って伸延する、幾つかの区画用兼負荷配分用の隔壁を有し、これによって圧力容器内に幾つかのセルが形成されている。この発明の特徴として、この壁とドームの結合部に開口が設けられて、セル相互間に連通路が作られている。これらの壁によって、通常発生する熱による循環（ｔｈｅｒｍａｌ  ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）が減少し、そのため、冷水の加熱過程中に、水のサーモクライン（ｔｈｅｒｍｏｃｌｉｎｅ）形の分離が生じ圧力容器内に高温の上層と低温の下層とが形成される。これにより水の各部分（ｐａｒｔｓ）の加熱時間は急激に減少する。
複数のセルに区画された上記の様な圧力容器による大きな利点は、また、外壁に過度に分厚い材料を使用せずに、旧来の球形のまたは両端部を球状にした円筒形から脱却した形状を選べることである。従って、この発明による圧力容器は、その断面形状を、方形、長方形、偏菱形、Ｌ字形またはそれらに類似した形にすることにより、圧力容器の予定設置場所に適合した形状にすることが可能になる。
上記のセルのうちの少なくとも１個のセルには、所定圧力のガスを収容している少なくとも１個の気密かつ水密性の気槽（または、ガス袋・・・・ｂｌａｄｄｅｒ）が設けられている。その圧力は、圧力容器の動作圧力に適応している。こうして、水の熱膨張、急激な圧力ショックまたはこれらに類似の現象による影響を最小にする圧力／体積レベリング機能が得られる。圧力容器内の圧力が上昇すると、上記気槽内のガスを圧縮し、そうすると、水は認知可能なほどは圧縮されないから、この気槽内のガスの体積が減少する。このために、温水器内の圧力は、たとえば冷水を加熱する場合など、それ程増大しない。この圧力の増大は、容器の、気槽分の残りの容積に対する気槽の容積に依存する。この様な気槽を使用することによる上記とは別の利点は、配水システムにおける急激な圧力ショックの影響が減少することである。この様な影響は、たとえば、給水装置の修理後、再び水を導入したときに急激な圧力ショックによって家庭用ボイラーが破裂するという形で現れている。圧力容器にもし上記の様な気槽を使用していれば上記の様な影響は回避できた筈である。この気槽には、容器の外側から適当にアクセスできる弁を付設することもできる。これより、この温水器の据付け時に、気槽内の圧力を給水装置のその時の圧力に適応させることができる。
この気槽は、天然ゴム、合成ゴム、熱可塑性エラストマー、または幾分か弾性を持ったポリプロピレンという様な熱可塑性材料などの、ゴム質材料で作ることが良い。熱可塑性材料を使用した場合、充分な加圧縮性を得るため、気槽をベローズ構造にすることができる。圧力や温度が上昇すると、何の対策もしなければ、気槽を或る時間使用した後には気槽中に水が充満することになるので、気槽には良好な移行（ｍｉｇｒａｔｉｏｎ）特性を有する材料を選ぶことが重要である。
この発明の一実施例によれば、少なくとも１個のセルには圧力容器の下端にのみ開口が設けられて、その１個または複数個のセルに圧力レベリング・ガス・キャビティが形成されている。こうすることにより、加熱期間中に容器内の水の膨張につれて容器内の圧力が上昇したとき、圧力／体積レベリング機能が得られる。圧力容器内の圧力の上昇は、このガス・キャビティ内のガスを圧縮し、その結果、水は検知できる程には圧縮されないから、ガスの体積が減少することになる。そのため、温水器内の圧力は、たとえば、冷水を加熱する場合などさほど上昇しない。この圧力の増大量は、ガス・キャビティの容積の、容器の残部容積に対する割合によって左右される。この様なガス・キャビティを使用して得られるまた別の利点は、配水システムにおける、急激な圧力ショックによる影響が減少することである。
圧力容器は、熱硬化性樹脂または熱可塑性材料で作ることが好ましい。この熱硬化性樹脂は、ポリエステルまたはメラミン樹脂から選ぶことができる。熱可塑性材料が好ましい場合には、その材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアルキレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、架橋ポリエチレン、またはそれらの類似物から選択する。
プラスチック材料製の圧力容器の１つの利点は、ほとんどのプラスチック材料は水のそれよりも大きな熱膨張係数を持っていることである。これによって、水の熱膨張に起因する圧力の増大作用が、少なくとも減少することになるが、或る場合には逆の関係も成立つ。可塑性材料の熱伝導率は、また本来比較的低く、そのため金属製の温水器に比べてエネルギ損失は低減される。プラスチック材料製の圧力容器は、また金属製の同等の圧力容器よりも可成り軽量である。この重量の軽減は、温水器を据付ける際の利点になる。これらとは別の大きな利点は、プラスチック材料は腐食しないから犠牲陽極を除き得ることである。
互いに交差する壁の相互間の少なくとも１つの交差部にはそれらの壁と平行に延びる通孔チャンネルが設けられている。このチャンネルは、交差部の断面の中心となっている。このチャンネルは、水の入口（ｉｎｌｅｔ）または出口（ｏｕｔｌｅｔ）として使用される。これによって、この容器に対するすべての外部接続を温水器の都合の良い側に形成することが可能となり、温水器の配置が容易になる。
管状の入り口および出口は、また勿論、上記の壁および交差部から隔てられた、ドームの個別の孔に設けることができる。これらの管は、射出成形工程の後で取着けることもできるし、また容器部分と一体に形成することもできる。
交差部と同軸に山形部すなわち破風部（ｇａｂｌｅｓ）に形成された孔には、めくらプラグ、チャンネルに接続されたチャンネル接続プラグ、圧力容器に直接に結合された主接続プラグ、または連絡チャンネルを通しての流れを制限しまたは遮断するに適した閉止プラグから成るグループの中から選んだプラグが適当に付設されている。こうして、圧力容器に対する流入および流出は、所望に応じて、上部または底部で行なうことができる。これらの孔は、開口を閉塞することなしに閉じすることができる。また、１個またはそれ以上のセルが部分的に或いは完全に他のセルから分離されるように、開口の一部を閉鎖または制限することも可能となり、そうすると、容器内の循環を所望のレベルに制限することが可能になる。
次に、従来の温水器用圧力容器に比べたこの発明による温水器用圧力容器の使用状態を示す実施例および添付図面と共にこの発明を更に説明する。
図１は、圧力容器１を有する温水器の一実施例の断面を示す概略図である。
図２は、温水器用の圧力容器１の半部の一実施例を示す見取り図である。
図３は、２個の交差壁相互間の交差部の一部を示す見取り図である。
図４〜８は、この発明による圧力容器１の製造時の種々の過程を示す図である。
図９〜１３は、ドーム部に形成された孔と種々のプラグと、それらを取付けるための工程を、一部断面で示す見取り図である。
図１４は、内側および外側の層に相異なる熱可塑性配合物を有する圧力容器の、この発明による製造過程の一実施例を示す断面図である。
図１は、圧力容器１を具えた温水器の一実施例の概要を示している。この圧力容器１は、頂部ドーム２と底部ドーム３、および外周シェル４を有している。圧力容器１は、一方のドームから他方のドームへシェル４に沿って延びる幾つかの隔壁５を有し、それによって圧力容器１の内部には幾つかのセル６が形成されている。これらの壁５には、この各壁５が山形部２、３に結合される個所に適応した開口８が設けられている。これによってセル相互間の連通が得られる。圧力容器内に通常発生する熱による循環はこの壁５によって低減されて、冷水の加熱期間に、水のサーモクライン形分離が生じ、高温の上層６１と低温の下層６２とが形成される。これによって、水の各部分の加熱時間が減少する。これにより、温水が溜まる圧力容器１の頂部に出口６３を設けることにより、容器に収容されている水全体（全体積）が所望の温度に加熱されるより前に、少量の温水（湯）を取出すことができる。冷水は、羽打ち弁６５により入力６４から圧力容器１の底部に補給される。この羽打ち弁６５は、圧力容器１内の圧力が、配水システムの圧力より低い或る所定レベル以下に低下したときに自動的に開くように働く。圧力容器１には、水を加熱するためのヒータ６６が設けられている。この水の加熱は、このヒータをオン状態にしたとき、水に接触しているヒータ６６の表面を水温プラス１０℃乃至２０℃として算出した温度に保持した状態で、対流によって行なわれる。圧力容器１には、加熱時の水の膨張と同じく配水システム中の急激な圧力ショックによる悪影響を低減するために、更に、セル６のうちの１つのセルに気密でかつ水密性の弾性気槽（ｅｌａｓｔｉｃ  ｂｌａｄｄｅｒ）１１が設けられている。この気槽１１は、この温水器の正常時の動作圧力に適合した圧力に或るガスが充填されている。これによって、温度に関係した水の膨張により容器１１内の圧力が増大したときの、圧力／容積レベリング機能が得られる。
開口８の寸法形状（ｄｉｍｅｎｔｉｏｎ）とヒータ６６の出力を調整して、容器の頂部と底部との間の温度差をそれぞれ増大または減少させ得るように、サーモクライン形の分離の強さを調整することができる。サーモクライン形分離の強さは、また容器の壁の熱伝導率にも依存する。従って、容器をプラスチック材料で構成すると、プラスチックの熱伝導率は低いから、容器の頂部と底部間の水の温度差をより大きくすることができる。ヒータ６６を含むセル６内の水は、もし開口８が充分小さく作られていると、他のセルの水よりも先に充分熱くなる。こうして、出口６３は、ヒータ６６が配置されているセル６に通じる形に適切に配置されている。
図２は、温水器の圧力容器１における下側の容器端部材の一例を示している。この圧力容器１は、図示されていない、ドーム２と外周シェル４とを含む上側の容器端部材とを具えている。この下側の容器端部材はドーム３と外周シェル４を有している。この圧力容器１は、幾つかの隔壁５を有し、それで圧力容器１内には幾つかのセル６が形成されている、セル６の相互間には壁５とドーム２、３との結合点に整合した開口８が設けられている。こうして、セル６相互間の連通が得られる。壁５が互いに交わる場所には、幾つかの交差部７（図３）が形成されている。この交差部７には、管状チャンネル１３が形成されていて、このチャンネルは壁の全長に亘って壁と平行に延びてこの交差部７（図３）の断面の中心をなしている。
２個の上記のような容器半部を互いに接合して圧力容器１を形成することができる。熱可塑性材料で作ったこの様な圧力容器の端部材を接合する適当な方法は、たとえば溶接のような、熱的なまたは化学的な交絡（ｃｏｎｆｏｕｎｄｉｎｇ）法である。
図３は、互いに交わる２つの壁５相互間の交差部７の一部を示している。チャンネル１３はこの交差部７の中心に位置している。
図４〜８は、圧力容器１を製造する種々の方法を示している。熱可塑性材料製の圧力容器１は、２個の容器端部材と幾つかの相互接続用の、かつ負荷配分用の壁５より成り、これら壁５の間には幾つかのセル６が形成されている。これらの壁５は、その相互に交わりかつ結合される壁５の間に、幾つかの交差部７が形成されるように、配置されている。交差部７には、金型３０（図６）の一方の半部内に配置した栓状部材３１（図６）による終端部が設けられている。これによって、交差部７よりも面積が大きく、かつドーム２、３の壁の厚さより大きな深さを有する孔１４（図４と図５）が、容器の外側から形成される。壁５の全長に亘って壁５と平行に延びるチャンネル１３（図４）は、金型３０の他方の半部内の、栓状部材３１（図７）の位置に長い芯材３２（図７）を配置することによって、形成される。チャンネル１３は、交差部７の中心に在ってこの交差部７の面積よりも小面積である。
また別の実施例によれば、金型３０の２つの半部に、押出し成形された管１５の受止め手段（図８）を設けることによって、チャンネル１３を形成することもできる。この受止め手段３４は栓状部材３１と同軸に配置される。この管１５を金型３０内に配置すると、プラスチック材料を金型３０内に注入することができるが、その間この受止め手段３４と管１５の端面とは、プラスチック材料が管１５内部に侵入することを阻止する封止部を形成する。
管１５は、その内部に加圧ガスを上記プラスチック材料の注入と同時に導入することによって、注入されるプラスチック材料の圧力によって変歪（つぶれる）することを防止できる。このガスの圧力は、プラスチック材料の注入圧力とほぼ同等である。
図９〜１３は、両ドーム２、３の少なくとも一方に在る孔１４、種々のプラグ、およびそれらのプラグを取着する種々の方法を示している。ドーム２、３に在るこれらの孔１４（図９）には、チャンネル１３に接続するチャンネル接続プラグ２０（図１２）、主接続プラグ２１（図１３）、めくらプラグ２２（図１０）または閉止プラグ２３（図１１）が設けられている。これにより、入口および出口を容器の頂部から取るか底部から取るかを、外部接続体がこの圧力容器１の頂部に在るか底部に在るかに関係なく、選択することができる。孔１４は開口８を閉じずに閉じることができるし、或いは、開口８の選ばれた部分を閉じて１個またはそれ以上のセル６（図２）を互いに分離することができる。プラグは、すべて、摩擦溶接法で具合良く取付けることができて、その場合たとえば回転摩擦溶接法が特に好適するが、閉止プラグ２３には、このプラグが非対称形をなしているので、超音波溶接法が好ましい。
図１４は、内層と外層の２つの熱可塑性配合物で圧力容器１を製造する過程を断面で示している。この圧力容器１は、金型３０のキャビティ内に第１の所定量の溶融熱可塑性材料Ａを注入する形で、相異なる２種の熱可塑性配合物を射出成形する方法で製造される。他方の第２の量の熱可塑性材料Ｂは、上記材料Ａの注入後にキャビティ内に注入されて、熱可塑性材料Ａが、熱可塑性材料Ｂを大体包み込む形となる。この熱可塑性材料Ａは、充填物或いは補強材を全く含まない純粋なポリブテンより成るが、熱可塑性材料Ｂは補強材として１５％のカーボンファイバーを混合したポリブテンより成るものである。
この発明のまた別の実施例によれば、熱可塑性材料Ｂは、小球状グラファイト或いは導電性プラスチック材料のような導電性材料を２０〜７０％混合した熱可塑性材料とすることもできる。こうすることにより、この熱可塑性材料Ｂで形成された層は、その材料を通して電流を流して、ヒータとして働くことができる。層のこの熱可塑性部分の熱膨張は比較的高いので、この材料は自動調整機能（ｓｅｌｆ  ａｄｊｕｓｔｉｎｇ）を呈する。この材料中の抵抗は温度が上昇すると増大する。それは、材料が膨張すると小球状グラファイトの相互間隔が大きくなるからである。これにより、制御用（ｇｕｉｄｉｎｇ）電子装置の必要性が低減され或いは除かれる。添加する充填材（フイラー）の量を増大または減少させることによって、種々の相異なる温度範囲および電圧範囲に適応する温水器を得ることができる。
実施例１
図１に従って開口８により連通した１０個のセルに分割されたこの発明による第１の圧力容器１を、分割されていない在来の圧力容器と比較した。それぞれ内容積が２０リットルであるこの２つの圧力容器に、３ＫＷの浸漬型ヒータを１個取付けた。この発明による圧力容器の浸漬型ヒータは図１における１つの列内の中央のセル６に配置されている。この圧力容器には、また、頂部ドーム２の中心に近接して第１の温度センサが、頂部ドーム２と外周シェル４との結合点に近接して第２の温度センサが、底部ドーム３の中心に近接して第３の温度センサが、そして最後に底部ドーム３が外周シェル４と結合する点に近接して第４の温度センサが、設けられている。このヒータをオン状態した後、各温度センサを等時間間隔で読取る。この発明による圧力容器の、上部に在る２個のセンサにおける温度は、２０分後、それぞれ６５℃と６４℃であった。他方の圧力容器の同じ点における温度は、それぞれ５８℃と５８℃であった。この発明による圧力容器の底部における温度は、それぞれ３２℃と３３℃であり、他方の圧力容器における温度はそれぞれ４０℃と４１℃であった。この比較結果は、この発明による圧力容器の方が、容器上部における水の加熱時間が可成り速い（短い）ことを示している。
ここに開示説明した実施例は、この発明の範囲内で改変することができるから、この発明はこれら実施例によって制限されるものではない。たとえば、押出し成形された管状部材に２つの射出成形ドーム部材を設けることができる。このドーム部材は、たとえば、張力ストラッピング状手段で定位置に保持することができる。こうして、非常に背の高い圧力容器を構成することができる。その様に背の高い圧力容器は、勿論、冷たい水を加熱する際、頂部と底部の間に非常に大きな温度差を呈することになるが、これは望ましい特性である。
【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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【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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【図１４】
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