JP4140133B2

JP4140133B2 - Electric water heater

Info

Publication number: JP4140133B2
Application number: JP18542699A
Authority: JP
Inventors: 光宏佐野; 隆行浦田; 章広梅田; 清義高田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 1999-06-30
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2019-06-30
Also published as: JP2001008829A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は家庭や事務所などで飲料用の湯を保温し、供給する電気湯沸かし器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気湯沸かし器は水を入れ、電源をつなげると湯が沸くが、このお湯を長時間、略一定温度で保温しておく必要がある。そのため一般に、電気湯沸かし器内の貯水用容器の周囲を様々な断熱材で覆っている。その断熱材としては、ガラスウールなどの無機系の断熱材、そして金属の反射板を使用した断熱材がある。さらには、ガスバリアー層としてアルミニウム箔や、ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴという）を蒸着基材としてアルミニウム蒸着を施した蒸着層を用いた積層フィルムからなる包装材に断熱芯材を封入し、包装材内部を真空排気した真空断熱材がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ガラスウール等の断熱材は熱的な耐久性能は優れるが、断熱性能は低いという問題がある。また、包装材内部を真空排気した真空断熱材において、ガスバリアー層としてアルミニウム箔などの金属箔を使用したものは、包装材内部の断熱性能は良いが、ガスバリアー層である金属箔を伝わる熱量が非常に大きく、真空断熱材全体としての断熱性は十分に良いとはいえない。この金属箔を伝わる熱量を抑えるために、ガスバリアー層としてアルミニウム蒸着などの蒸着層を用いた真空断熱材がある。これは、蒸着基材または蒸着面側に張り合わせたフィルム（保護層）にＰＥＴが用いられているが、ＰＥＴは熱的寸法安定性が悪く、蒸着層の厚さは非常に薄いため、ＰＥＴの熱的な収縮膨張により蒸着層が破壊され、ガスバリアー性が低下し、真空を保持できず断熱性能が悪化し、電気湯沸かし器の保温電力が大きくなってしまうという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような問題を解決しようとするものであり、貯水用容器と、前記貯水用容器内の水を加熱するヒータと、水を流出させる出湯経路と、前記貯水用容器の周囲に設けられた真空断熱材とを有し、前記真空断熱材は樹脂フィルム基材に蒸着を施した蒸着層と前記蒸着層に積層された金属箔とで構成されるガスバリアー層と、前記ガスバリアー層の蒸着面側に蒸着層および金属箔を保護する保護層と、シール層とからなる積層フィルムで構成される袋に、断熱芯材を真空封入した外郭にヒートシール部分を有するもので構成され、前記保護層は樹脂フィルム基材と熱収縮率が同一である物質で、前記貯水用容器に接している面のガスバリアー層に積層された金属箔の一部は切り欠いており、かつ前記ヒートシール部を前記貯水用容器の反対側に折り曲げた電気湯沸かし器とする。
【０００５】
上記発明によれば、ガスバリアー層が破壊されることなく、真空状態を保持することができるため、断熱性が長期間落ちることがない。また、ガスバリアー層として金属箔に代わり、蒸着層を用いたことで高温部からガスバリアー層自身を伝って流れ込む熱を抑えることができ、真空断熱材全体の断熱性能を向上させ、電気湯沸かし器の保温電力を小さくすることができる。さらに、ガスバリアー層に金属箔の部分があるため、全面蒸着層を用いた真空断熱材を配置した電気湯沸かし器に比べて、熱的耐久性を向上させることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、貯水用容器と、前記貯水用容器内の水を加熱するヒータと、水を流出させる出湯経路と、前記貯水用容器の周囲に設けられた真空断熱材とを有し、前記真空断熱材は樹脂フィルム基材に蒸着を施した蒸着層と前記蒸着層に積層された金属箔とで構成されるガスバリアー層と、前記ガスバリアー層の蒸着面側に蒸着層および金属箔を保護する保護層と、シール層とからなる積層フィルムで構成される袋に、断熱芯材を真空封入した外郭にヒートシール部分を有するもので構成され、前記保護層は樹脂フィルム基材と熱収縮率が同一である物質で、前記貯水用容器に接している面のガスバリアー層に積層された金属箔の一部は切り欠いており、かつ前記ヒートシール部を前記貯水用容器の反対側に折り曲げた電気湯沸かし器としたもので、断熱材として、熱伝導率が２５℃で約０．０３５（ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃）のガラスウールを用いた電気湯沸かし器よりも、２５℃で約０．００６（ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃）の真空断熱材を用いた電気湯沸かし器の方が保温電力を低く抑えることができる。
【０００７】
また、ガスバリアー層に蒸着層を用いた電気湯沸かし器は、ガスバリアー層自身を伝って端面から漏れる熱量が小さいため、ガスバリアー層として金属箔を用いた真空断熱材を配置した電気湯沸かし器に比べて、より保温電力を低く抑えることができる。
【０００８】
また、保護層と蒸着基材が同一物質でなかった場合、ガスバリアー層の基材と蒸着面側の保護層の熱収縮率が異なるため、蒸着層に不均一な応力が働き破壊されてしまう。しかしながら、蒸着基材と保護層を同一物質にすることにより、蒸着層が破壊されるのを防ぐことができるため、従来の真空断熱材を配置した電気湯沸かし器に比べて、より熱的耐久性を向上させることができる。
【０００９】
さらに、ガスバリアー層に金属箔の部分があるため、全面蒸着層を用いた真空断熱材を配置した電気湯沸かし器に比べて、熱的耐久性を向上させることができる。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、樹脂フィルム基材は、ポリエチレンナフタレートであることを特徴とする請求項１記載の電気湯沸かし器としたものであり、蒸着基材に熱的寸法性の良いポリエチレンナフタレートを用いたことで、蒸着層が破壊されるのを防ぐことができるため、より熱的耐久性を向上させることができる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１２】
（実施例１）
以下、本発明の第一の実施例を図に基づいて説明する。図１において、１は電気湯沸かし器本体の本体（以下単に本体と称する）で、内部に貯水する内径１８４ｍｍ、深さ２００ｍｍの貯水用容器２（以下単に容器２と称する）を有している。３は容器２の口部を封じるようにした中栓である。また、４は本体１の上部を開閉可能に覆った上蓋である。５は上蓋に設けられた蒸気通路であり、一端は中栓３を貫通して容器２内と連通しており、他端は大気と連通している。６は水漏れ防止弁であり、蒸気通路５内に配置されており、転倒時等には蒸気通路５を遮断するようになっている。ここで、蒸気通路５は複雑に曲げられている。これにより容器２の水が沸騰したときなど大気に比べ、容器２の内側の圧力が高くなったときは、蒸気が蒸気通路５を通じて本体外に排出されるが、容易には外気と容器２内の水面と上蓋４の間の空気（以下内気と称する）が混合しない構成となっている。７は本体１と容器２との間の底部に設けたモータ、８はモータ７によって駆動されるポンプで、その吸い込み口９は容器２の底部と連通している。１０はポンプ８の吐出口で、出湯管１１に連通している。１２は出湯口であり、ここより電気湯沸かし器外に出湯する。したがって、出湯経路は容器２から吸い込み口９、ポンプ８、ポンプ８の吐出口、出湯管１１を通り、出湯口１２となる。１３は加熱用のヒーターであり、ドーナツ状に中央部が抜けており、容器２の下部に装着されている。１５はモータ７を駆動する起動スイッチであり、可変抵抗体を有しており、押しボタン１６の押し動作スイッチによりロッド１７を介して動作する。１８は圧縮形のスプリングで、このスプリング１８は、常時ロッド１７を上方に押し上げるように付勢している。１９は制御装置であり、１４の温度検知器からの信号を取り込み、ヒーター１３等を制御する。２０は容器２の側面に巻いた真空断熱材であり、容器２の熱が本体１の側面から逃げることを抑える役割をしている。
【００１３】
ここで、使用した真空断熱材２０を図で説明する。図２は真空断熱材２０の断面図を示している。２２は真空断熱材の芯材である。芯材２２は内袋２３に納められている。芯材２２を納めた内袋２３はさらに積層フィルム２４と３１とを張り合わせた袋の中に真空状態で納められており、図３に示すように平板で長方形状をしている。３８は芯材２２の入っている部分で真空断熱材として断熱性を有する部分である。３９はヒートシール部分で、シール層２５と３６が溶着している部分３９を有するため、芯材が入っていない部分である。
【００１４】
真空断熱材は図４に示すように貯水用容器２に巻き付ける。したがって、直接容器に触れる側は、反対側より熱的耐久性が高く、ガスバリアー性の高い材料が求められる。
【００１５】
積層フィルム２４はシール層２５と蒸着基材２６とガスバリアー層２７と保護層２８とアルミニウム箔２９より構成されており、積層フィルム３１は保護層３２とガスバリアー層３５とシール層３６から構成されている。芯材２２は芯材自身の熱伝導率が小さく、孔や隙間は外部と連通している必要がある。芯材２２としては有機、無機材料等が使用できるが、電気湯沸かし器などの高温下で使用するときは、ガス発生のしない材料が要求される。ガス発生のしない材料としてパーライトやシラスバルーン等もあるが、本実施例では芯材２２として合成シリカを使用した。合成シリカは粒子が非常に細かいため、粒子の熱伝導率が非常に小さい。さらに、１０ｔｏｒｒ以下の圧力であれば圧力によらず非常に小さな熱伝導率を示すので、高温下での空気分子運動の大きな条件下では、非常にふさわしい材料である。
【００１６】
シール層２５と３６は積層フィルム２４と３１を張り合わせ内部の真空を保持する役割を持つ。シール層としては容易にヒートシールできる必要があるが、電気湯沸かし器では１００℃程度の温度となるために１００℃では劣化しない必要がある。そこで本実施例ではシール層２５と３６には無延伸のポリプロピレンを使用し、３７の位置でヒートシールしている。このポリプロピレンは耐熱性が必要であるのでホモポリマーで結晶度を上げたものである。
【００１７】
積層フィルム２４のガスバリアー層２７はアルミニウム箔２９とアルミニウム蒸着層３０からなり、アルミニウム箔２９は芯材２２を覆える程度の幅を持っている。また、積層フィルム３１のガスバリアー層３５はアルミニウム箔からなる。ガスバリアー層は積層フィルムの樹脂を透過する気体を遮断する役割を持つ。気体の遮断性が悪いと真空断熱材２０の内圧が上昇し、真空断熱材２０の内圧が１０ｔｏｒｒをこえ出したあたりから、真空断熱材２０の熱伝導率も上昇していき、さらに内圧が上昇すると初期の真空断熱材のもつ断熱性能と比較できないほど大きく劣化してしまう。したがって、１００℃程度の温度で長期間気体を遮断できるものが必要である。また、気体の透過を遮断する遮断材は、厚いほど信頼性は高い。しかし、真空断熱材のガスバリアー層として使用するには、薄いほどそれ自身を伝う熱量が小さいので断熱性は向上する。
【００１８】
そこで、本実施例ではガスバリアー層２７として、５〜６μｍのアルミニウム箔２９と厚さ３００〜１０００Åのアルミニウム蒸着層３０を張り合わせたものを使用し、ガスバリアー層３５として５〜６μｍのアルミニウム箔を使用した。ここで３００〜１０００Åという厚さは通常の蒸着層の厚さであり、これ以外の厚さの場合も本発明の範疇に入るものである。
【００１９】
積層フィルム２４において、保護層２８はシール層２５とガスバリアー層２９を保護する役割をもち、積層フィルム３１において、保護層３２はガスバリアー層３５とシール層３６を保護する役割をもつ。蒸着基材２６と保護層２８としては、熱収縮率が同一である物質を用いると良いのだが、特に同一物質であることが好ましい。なぜならば、ガスバリアー層の両面に配置した保護層の熱収縮率が異なると、蒸着層に不均一な応力が働き、破壊されてしまうのだが、保護層を同一物質にすることにより、蒸着層が破壊されるのを防ぐことができるからである。
【００２０】
本実施例では、蒸着基材２６と保護層２８として、ポリエチレンナフタレート（以下ＰＥＮという）を用いた。電気湯沸かし器における最高温度である１００℃において、ＰＥＮの熱収縮率は０．４％以下であり、ＰＥＴと比較すると非常に小さな値であり、この程度の熱収縮率では蒸着層を破壊しない。また、積層フィルム３１において、保護層３２のガスバリアー層に直接接する位置にポリエステル層３３を配置した。本実施例ではポリエステル層３３としてＰＥＴを使用した。
【００２１】
ＰＥＴはＰＥＮと比較すると、耐熱性はやや劣るが、積層フィルム３１側は直接貯水用容器２に触れることがなく、４０℃程度の温度にしかならないため、保護層としては十分ふさわしい材料である。さらに保護層３２の最外層にナイロン層３４を配置している。電気湯沸かし器では装着時や取り外し時には他の部品などと多く接触し、傷が付く可能性が高い。しかし、ナイロンは滑り性能が高いため、傷つくことが少ない。また、最外層に滑りやすいナイロンを配置することにより、装着がスムースに行え、組立性能が向上する。
【００２２】
さらに、貯水用容器２に巻き付ける際はヒートシール部を折る。このとき図４に示すように円筒形の外側にヒートシール部分がくるようにして、貯水用容器２に巻き付ける。このようにすると、貯水用容器２の端面部分はアルミニウム蒸着のみであるため、アルミニウム自身を伝って流れ込む熱を抑えることができ、真空断熱材全体の断熱性能を向上させることができる。
【００２３】
以下、本実施例の動作を説明する。容器２に水を入れた後通電すると、容器２内の水温は温度検知器１４により計測されその信号が制御装置１９に送られ、制御装置はヒーター１３の通電を開始し始める。容器２内の水が沸騰すると、ヒーター１３への通電が終了する。その後、温度検知器１４からの信号を受けて、制御装置１９はヒーター１３を容器２の温度が略一定温度になるように制御する。出湯する際は押しボタン１６を押す。モーター７が動作し、容器２内の水はポンプ８により、１１の出湯管を通り出湯口１２より電気湯沸かし器外に排出され利用される。以下、各種真空断熱材の断熱性および熱的耐久性の実験例を示す。
【００２４】
〈実験例１〉
真空断熱材において、ガスバリアー層が両面ともアルミニウム箔であるもの（本実験例では両面箔と言う）、ガスバリアー層が両面とも蒸着アルミニウムであり、蒸着基材がＰＥＴで、保護層がＰＥＮであるもの（本実験例では両面蒸着ＰＥＴと言う）、ガスバリアー層が両面とも蒸着アルミニウムで、その蒸着基材がＰＥＮで、保護層がＰＥＮであるもの（本実験例では両面蒸着ＰＥＮと言う）を用意した。両面箔、両面蒸着ＰＥＴ、両面蒸着ＰＥＮをそれぞれ図４に示すように円筒形の外側にヒートシール部分がくるようにして、容器２に巻き付けた。これらを有する電気湯沸かし器を用意し、これらの電気湯沸かし器に水を入れ、それぞれの保温電力を測定した。なお、保温水温は９６．５℃、雰囲気温度は２０℃とした。測定は十分平衡状態に達した後に行った。以上の実験結果を真空断熱材の構成と保温電力を（表１）に示す。
【００２５】
【表１】

【００２６】
このように、真空断熱材のガスバリアー層として、蒸着アルミニウムを使用したものはアルミニウム箔を使用したものに比べ、保温電力を低くおさえることができる。このことより、ガスバリアー層としてアルミ箔より薄い、蒸着アルミニウムを使用することによりガスバリアー層自身を伝って流れ込む熱量を抑えることができ、真空断熱材の断熱性能を向上させることができたことが分かる。したがって、このような真空断熱材を使用することにより、保温電力の少ない電気湯沸かし器が実現できる。
【００２７】
〈実験例２〉
１００℃の恒温漕、および両面箔、両面蒸着ＰＥＴ、両面蒸着ＰＥＮの真空断熱材を用意した。予め、真空断熱材の内圧を測定しておき、その後それらすべての真空断熱材を１００℃の恒温漕へ入れることで耐熱試験を行った。そして、両面蒸着ＰＥＴを３日後、１２日後に恒温漕から取り出し、内圧を測定した。両面箔は３日後、１２日後、１８２５日後、３６５０日後に恒温漕から取り出し、内圧を測定した。また、両面蒸着ＰＥＮは３日後、２２４日後、３３６日後に内圧を測定した。ここで１００℃という温度は、電気湯沸かし器の断熱材が受ける最高の温度（円筒形とした真空断熱材を容器２に巻き付けたとき、容器２に接している部分の温度）である。これら真空断熱材の耐熱試験結果を（表２）に示す。
【００２８】
【表２】

【００２９】
（表２）より、約１００℃の温度では、ガスバリアー層として蒸着アルミニウムを使用し、蒸着基材としてＰＥＴ、保護層にＰＥＮ使用すると、長期間の耐熱性は得られないことが分かる。しかしながら、蒸着基材をＰＥＮに代え、保護層も蒸着基材と同物質であるＰＥＮにすると、大幅に耐熱性を改善することが可能である。
【００３０】
したがってガスバリアー層として蒸着アルミニウムを使用し、蒸着基材にＰＥＮを使用し、保護層も蒸着基材と同物質であるＰＥＮを使用することにより、長期間断熱性能が劣化しない保温電力の少ない電気湯沸かし器が実現できる。
【００３１】
〈実験例３〉
１００℃の恒温漕、および両面箔、両面蒸着ＰＥＮを用意した。また、片面にガスバリアー層としてアルミニウム箔を用い、もう一方の面を図５に示すように、ガスバリアー層としてＰＥＮを蒸着基材としてアルミニウム蒸着を施し、さらに芯材に当たる部分３８にアルミニウム箔２９を張った真空断熱材を２つ用意した（本実験例では、片面箔という）。
【００３２】
両面箔、両面蒸着ＰＥＮをそれぞれ図４に示すように円筒形の外側にヒートシール部分がくるようにして、容器２に巻き付けた（本実験例では、それぞれ両面箔外折り、両面蒸着外折りという）。また、片面箔のうち１つをガスバリアー層がアルミニウム箔のみの面が円筒形の外側となるように、そして図４に示すように円筒形の外側にヒートシール部分がくるようにして、容器２に巻き付けた（本実験例では片面箔外折りという）。もう１つをガスバリアー層がアルミニウム箔のみの面が円筒形の内側となるように、そして図６に示すように円筒形の内側にヒートシール部分がくるようにして、容器２に巻き付けた（本実験例では片面箔内折りという）。
【００３３】
これらを有する電気湯沸かし器を用意し、これらの電気湯沸かし器に水を入れ、それぞれの保温電力を測定した。なお、保温水温は９６．５℃、雰囲気温度は２０℃とした。測定は十分平衡状態に達した後に行った。以上の実験結果を真空断熱材の構成と保温電力を（表３）に示す。
【００３４】
【表３】

【００３５】
（表３）より、片面箔外折りの端面部分のガスバリアー層をアルミニウム蒸着にすると、アルミニウム自身を伝って流れ込む熱を抑えることができ、真空断熱材全体の断熱性能を向上させることができる。したがって、このような真空断熱材を使用することにより、保温電力の少ない電気湯沸かし器が実現できる。
【００３６】
〈実験例４〉
１００℃の恒温漕、および両面箔、両面蒸着ＰＥＮ、片面箔を用意した。予め、真空断熱材の内圧を測定しておき、その後それらすべての真空断熱材を１００℃の恒温漕へ入れることで耐熱試験を行った。そして、両面箔と片面箔を１８２５日後、３６５０日後に恒温漕から取り出し、内圧を測定した。また、両面蒸着ＰＥＮは２２４日後、３３６日後に内圧を測定した。これら真空断熱材の耐熱試験結果を（表４）に示す。
【００３７】
【表４】

【００３８】
（表３）と（表４）より、１００℃の温度では、片面箔外折りの端面部分のガスバリアー層をアルミニウム蒸着にすると、真空断熱材全体の断熱性能を向上させることができる上、大幅に耐熱性を改善することが可能である。
【００３９】
したがって、容器側の端面部分のガスバリアー層にアルミニウム蒸着を用い、その他の部分のガスバリアー層に蒸着層とアルミニウム箔を用いることで、長期間断熱性能が劣化しない保温電力の少ない電気湯沸かし器が実現できる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によると、長期間断熱性能が劣化することがなく、また非常に保温電力の少ない電気湯沸かし器を得ることができる。
【００４１】
さらに、ガスバリアー層に金属箔の部分があるため、全面蒸着層を用いた真空断熱材を配置した電気湯沸かし器に比べて、熱的耐久性を向上させることができる。
【００４２】
また、請求項２の発明によれば、蒸着基材に熱的寸法安定性の良いポリエチレンナフタレートを用いたことで、蒸着層が破壊されるのを防ぐことができるため、より熱的耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における電気湯沸かし器の縦断面図
【図２】本発明の実施例における電気湯沸かし器の真空断熱材の断面図
【図３】本発明の実施例における電気湯沸かし器の真空断熱材の平板図
【図４】本発明の実施例における電気湯沸かし器の真空断熱材の斜視図
【図５】本発明の実施例における電気湯沸かし器の真空断熱材の平板図
【図６】本発明の実施例における電気湯沸かし器の真空断熱材の斜視図
【符号の説明】
２貯水用容器
１３ヒーター
２０真空断熱材
２２芯材
２５シール層
２６蒸着基材
２７ガスバリアー層
２９アルミニウム箔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric water heater that keeps and supplies hot water for drinking at home or office.
[0002]
[Prior art]
An electric water heater boils water when it is turned on and connected to a power source, but it is necessary to keep this hot water at a substantially constant temperature for a long time. Therefore, generally, the periphery of the water storage container in the electric water heater is covered with various heat insulating materials. As the heat insulating material, there are an inorganic heat insulating material such as glass wool and a heat insulating material using a metal reflector. Furthermore, a heat insulating core material is enclosed in a packaging material composed of a laminated film using an aluminum foil as a gas barrier layer or a vapor deposition layer in which polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as PET) is vapor-deposited as an evaporation base material. There is a vacuum insulation material that has been evacuated.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, a heat insulating material such as glass wool is excellent in thermal durability, but has a problem that the heat insulating performance is low. In addition, the vacuum insulation material that evacuates the inside of the packaging material that uses a metal foil such as aluminum foil as the gas barrier layer has good heat insulation performance inside the packaging material, but the amount of heat transmitted through the metal foil that is the gas barrier layer Is very large, and it cannot be said that the heat insulating property as a whole vacuum heat insulating material is sufficiently good. In order to suppress the amount of heat transmitted through the metal foil, there is a vacuum heat insulating material using a vapor deposition layer such as aluminum vapor deposition as a gas barrier layer. This is because PET is used for the vapor deposition substrate or the film (protective layer) bonded to the vapor deposition surface side, but PET has poor thermal dimensional stability and the thickness of the vapor deposition layer is very thin. The vapor deposition layer is destroyed by thermal contraction and expansion, the gas barrier property is lowered, the vacuum cannot be maintained, the heat insulation performance is deteriorated, and the heat retaining power of the electric water heater is increased.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is intended to solve such a problem. A water storage container, a heater for heating the water in the water storage container, a hot water discharge path through which the water flows out, and the periphery of the water storage container are provided. and a provided a vacuum heat insulating material, and the vacuum heat insulating material is a gas barrier layer that consists in the metal foil laminated on the deposited layer and the deposited layer subjected to vapor deposition on a resin film substrate, the gas barrier It is composed of a bag composed of a laminated film consisting of a protective layer for protecting the vapor deposition layer and metal foil on the vapor deposition surface side of the layer, and a seal layer, and having a heat seal portion on the outer shell in which a heat insulating core material is vacuum-sealed. The protective layer is a substance having the same thermal contraction rate as the resin film substrate, and a part of the metal foil laminated on the gas barrier layer in contact with the water storage container is cut out, and container for the water to heat Toshiru part And electric water heater, which is bent to the opposite side.
[0005]
According to the above invention, since the vacuum state can be maintained without destroying the gas barrier layer, the heat insulating property does not deteriorate for a long time. In addition, by using a vapor deposition layer instead of a metal foil as the gas barrier layer, heat flowing in the gas barrier layer itself from the high temperature part can be suppressed, improving the heat insulation performance of the entire vacuum heat insulating material, and the electric water heater Thermal insulation power can be reduced. Furthermore, since there is a metal foil portion in the gas barrier layer, the thermal durability can be improved as compared with an electric water heater in which a vacuum heat insulating material using a vapor deposition layer is disposed.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention according to claim 1 of the present invention is a water storage container, a heater for heating the water in the water storage container, a hot water outlet for discharging water, and a vacuum heat insulating material provided around the water storage container. has the door, the vacuum heat insulating material and a gas barrier layer that consists in the metal foil laminated on the deposited layer and the deposited layer subjected to vapor deposition on a resin film substrate, the deposition surface of the gas barrier layer A bag composed of a laminated film consisting of a protective layer that protects the vapor deposition layer and the metal foil , and a sealing layer, and a heat sealing portion formed on the outer shell in which a heat insulating core material is vacuum-sealed. A part of the metal foil laminated on the gas barrier layer on the surface in contact with the water storage container, which is a substance having the same thermal shrinkage rate as the film base material , and the heat seal portion is the water storage electricity bent on the opposite side of the use container Compared to an electric water heater using glass wool having a thermal conductivity of about 0.035 (kcal / m · h · ° C.) at 25 ° C. as a heat insulator, it is about 0.006 at 25 ° C. An electric water heater using a vacuum heat insulating material of kcal / m · h · ° C. can keep the heat retention power low.
[0007]
In addition, the electric water heater using the vapor deposition layer as the gas barrier layer has a small amount of heat leaking from the end face through the gas barrier layer itself, and therefore, compared with the electric water heater in which a vacuum heat insulating material using metal foil is arranged as the gas barrier layer. , The heat retention power can be kept lower.
[0008]
In addition, if the protective layer and the vapor deposition substrate are not the same substance, the thermal shrinkage rate of the gas barrier layer substrate and the vapor deposition surface side protective layer will be different, causing uneven stress on the vapor deposition layer and destruction. . However, by making the vapor deposition substrate and the protective layer the same material, it is possible to prevent the vapor deposition layer from being destroyed. Therefore, compared to conventional electric water heaters equipped with a vacuum heat insulating material, the thermal durability is improved. Can be improved.
[0009]
Furthermore , since there is a metal foil portion in the gas barrier layer, the thermal durability can be improved as compared with an electric water heater in which a vacuum heat insulating material using a vapor deposition layer is disposed.
[0010]
Further, an invention according to claim 2, wherein the resin film substrate is obtained by an electric water heater請Motomeko 1, wherein the polyethylene naphthalate, good thermal dimensional resistance to deposition substrate Since polyethylene naphthalate can be used to prevent the vapor deposition layer from being destroyed, thermal durability can be further improved.
[0011]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0012]
(Example 1)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a main body (hereinafter simply referred to as a main body) of an electric water heater body, which has a water storage container 2 (hereinafter simply referred to as a container 2) having an inner diameter of 184 mm and a depth of 200 mm for storing water therein. Reference numeral 3 denotes an inner stopper adapted to seal the mouth of the container 2. Reference numeral 4 denotes an upper lid that covers the upper portion of the main body 1 so as to be opened and closed. Reference numeral 5 denotes a vapor passage provided in the upper lid, one end of which passes through the inner plug 3 and communicates with the inside of the container 2, and the other end communicates with the atmosphere. Reference numeral 6 denotes a water leakage prevention valve, which is disposed in the steam passage 5, and shuts off the steam passage 5 when it falls. Here, the steam passage 5 is bent in a complicated manner. As a result, when the pressure inside the container 2 becomes higher than the atmosphere, such as when the water in the container 2 has boiled, the steam is discharged out of the main body through the steam passage 5. The air between the water surface and the upper lid 4 (hereinafter referred to as inside air) is not mixed. 7 is a motor provided at the bottom between the main body 1 and the

container

2, 8 is a pump driven by the motor 7, and the suction port 9 communicates with the bottom of the container 2. A discharge port 10 of the pump 8 communicates with the hot water discharge pipe 11. 12 is a hot water outlet from which the hot water is discharged out of the electric water heater. Therefore, the hot water path passes from the container 2 to the suction port 9, the pump 8, the discharge port of the pump 8, and the hot water discharge pipe 11 to become the hot water outlet 12. Reference numeral 13 denotes a heating heater, which has a donut-shaped central portion and is attached to the lower portion of the container 2. Reference numeral 15 denotes a start switch for driving the motor 7, which has a variable resistor, and is operated via a rod 17 by a push operation switch of the push button 16. Reference numeral 18 denotes a compression-type spring, and this spring 18 constantly urges the rod 17 to push upward. Reference numeral 19 denotes a control device which takes in signals from 14 temperature detectors and controls the heater 13 and the like. Reference numeral 20 denotes a vacuum heat insulating material wound around the side surface of the container 2, and plays a role of suppressing escape of heat from the container 2 from the side surface of the main body 1.
[0013]
Here, the used vacuum heat insulating material 20 is demonstrated with a figure. FIG. 2 shows a cross-sectional view of the vacuum heat insulating material 20. Reference numeral 22 denotes a core material of a vacuum heat insulating material. The core material 22 is stored in the inner bag 23. The inner bag 23 containing the core material 22 is further housed in a vacuum state in a bag in which laminated

films

24 and 31 are bonded together, and has a flat plate and rectangular shape as shown in FIG. Reference numeral 38 denotes a portion containing the core material 22 and a portion having a heat insulating property as a vacuum heat insulating material. Reference numeral 39 denotes a heat seal portion, which has a portion 39 to which the sealing layers 25 and 36 are welded, and is a portion that does not contain a core material.
[0014]
The vacuum heat insulating material is wound around the water storage container 2 as shown in FIG. Therefore, a material that directly touches the container has a higher thermal durability than the opposite side and has a high gas barrier property.
[0015]
The laminated film 24 is composed of a sealing layer 25, a vapor deposition substrate 26, a gas barrier layer 27, a protective layer 28, and an aluminum foil 29, and the laminated film 31 is composed of a protective layer 32, a gas barrier layer 35, and a sealing layer 36. ing. The core material 22 has a small thermal conductivity, and the holes and gaps need to communicate with the outside. An organic or inorganic material can be used as the core material 22, but a material that does not generate gas is required when used at a high temperature such as an electric water heater. Although there are pearlite and shirasu balloons as materials that do not generate gas, synthetic silica is used as the core material 22 in this embodiment. Since synthetic silica has very fine particles, the thermal conductivity of the particles is very small. Furthermore, if the pressure is 10 torr or less, it exhibits a very low thermal conductivity regardless of the pressure, so that it is a very suitable material under a large condition of air molecular motion at a high temperature.
[0016]
The sealing layers 25 and 36 have a role of laminating the

laminated films

24 and 31 and maintaining an internal vacuum. The sealing layer needs to be easily heat-sealed, but an electric water heater has a temperature of about 100 ° C., and therefore needs not to deteriorate at 100 ° C. Therefore, in this embodiment, unstretched polypropylene is used for the sealing layers 25 and 36, and heat sealing is performed at the position 37. Since this polypropylene requires heat resistance, it is a homopolymer with increased crystallinity.
[0017]
The gas barrier layer 27 of the laminated film 24 includes an aluminum foil 29 and an aluminum vapor deposition layer 30, and the aluminum foil 29 has a width enough to cover the core material 22. The gas barrier layer 35 of the laminated film 31 is made of an aluminum foil. The gas barrier layer has a role of blocking the gas that permeates the resin of the laminated film. If the gas barrier property is poor, the internal pressure of the vacuum heat insulating material 20 rises, and after the internal pressure of the vacuum heat insulating material 20 exceeds 10 torr, the thermal conductivity of the vacuum heat insulating material 20 also increases, and the internal pressure further increases. Then, it will deteriorate so much that it cannot be compared with the heat insulating performance of the initial vacuum heat insulating material. Therefore, the thing which can interrupt | block gas for a long time at the temperature of about 100 degreeC is required. Further, the thicker the blocking material that blocks gas permeation, the higher the reliability. However, in order to use as a gas barrier layer of a vacuum heat insulating material, since the heat amount transmitted through itself becomes smaller as the thickness becomes thinner, the heat insulating property is improved.
[0018]
Therefore, in this embodiment, the gas barrier layer 27 is a laminate of a 5-6 μm aluminum foil 29 and a 300-1000 mm thick aluminum vapor deposition layer 30, and a 5-6 μm aluminum foil is used as the gas barrier layer 35. used. Here, the thickness of 300 to 1000 mm is the thickness of a normal vapor deposition layer, and other thicknesses fall within the scope of the present invention.
[0019]
In the laminated film 24, the protective layer 28 has a role of protecting the sealing layer 25 and the gas barrier layer 29, and in the laminated film 31, the protective layer 32 has a role of protecting the gas barrier layer 35 and the sealing layer 36. As the vapor deposition base material 26 and the protective layer 28, it is preferable to use materials having the same heat shrinkage rate, but the same materials are particularly preferable. This is because if the thermal contraction rate of the protective layers arranged on both sides of the gas barrier layer is different, non-uniform stress acts on the vapor deposition layer and it is destroyed. This is because it can be prevented from being destroyed.
[0020]
In this example, polyethylene naphthalate (hereinafter referred to as PEN) was used as the vapor deposition base material 26 and the protective layer 28. At 100 ° C., which is the highest temperature in an electric water heater, the thermal shrinkage rate of PEN is 0.4% or less, which is a very small value compared with PET, and this degree of thermal shrinkage rate does not destroy the deposited layer. In the laminated film 31, the polyester layer 33 is disposed at a position in direct contact with the gas barrier layer of the protective layer 32. In this example, PET was used as the polyester layer 33.
[0021]
Although PET is slightly inferior in heat resistance as compared with PEN, the laminated film 31 side does not directly touch the water storage container 2 and only reaches a temperature of about 40 ° C., so that it is a sufficiently suitable material as a protective layer. Further, a nylon layer 34 is disposed on the outermost layer of the protective layer 32. In electric water heaters, there is a high possibility that they will come in contact with other parts when attached or removed, and will be damaged. However, nylon is less likely to be damaged because of its high sliding performance. In addition, the slippery nylon is placed on the outermost layer, making it easy to install and improving assembly performance.
[0022]
Furthermore, when winding around the water storage container 2, the heat seal part is folded. At this time, as shown in FIG. 4, the heat seal portion is placed outside the cylindrical shape, and is wound around the water storage container 2. If it does in this way, since the end surface part of the container 2 for water storage is only aluminum vapor deposition, the heat | fever which flows along aluminum itself can be suppressed and the heat insulation performance of the whole vacuum heat insulating material can be improved.
[0023]
The operation of this embodiment will be described below. When energizing after putting water into the container 2, the water temperature in the container 2 is measured by the temperature detector 14, and the signal is sent to the control device 19, and the control device starts to energize the heater 13. When the water in the container 2 boils, energization to the heater 13 is finished. Thereafter, in response to a signal from the temperature detector 14, the control device 19 controls the heater 13 so that the temperature of the container 2 becomes a substantially constant temperature. Press the push button 16 when taking out the hot water. The motor 7 operates, and the water in the container 2 is discharged by the pump 8 from the hot water outlet 12 through the hot water outlet 11 to the outside of the electric water heater and used. Hereinafter, experimental examples of heat insulation and thermal durability of various vacuum heat insulating materials will be shown.
[0024]
<Experimental example 1>
In the vacuum heat insulating material, the gas barrier layer is made of aluminum foil on both sides (referred to as double-sided foil in this experimental example), the gas barrier layer is made of vapor-deposited aluminum on both sides, the vapor deposition substrate is PET, and the protective layer is PEN. Some (referred to as double-sided vapor-deposited PET in this experimental example), the gas barrier layer is vapor-deposited aluminum on both sides, the vapor-deposited base material is PEN, and the protective layer is PEN (referred to as double-sided vapor-deposited PEN in this experimental example) Prepared. The double-sided foil, double-sided vapor-deposited PET, and double-sided vapor-deposited PEN were each wrapped around the container 2 with the heat-sealed portion on the outside of the cylinder as shown in FIG. Electric water heaters having these were prepared, water was put into these electric water heaters, and the heat retention power of each was measured. The heat retaining water temperature was 96.5 ° C., and the ambient temperature was 20 ° C. Measurements were taken after a sufficient equilibrium was reached. The above experimental results are shown in Table 1 for the configuration of the vacuum heat insulating material and the heat retention power.
[0025]
[Table 1]

[0026]
As described above, as the gas barrier layer of the vacuum heat insulating material, the one using vapor deposited aluminum can keep the heat retention power lower than the one using aluminum foil. From this, it was possible to suppress the amount of heat flowing through the gas barrier layer itself by using evaporated aluminum, which is thinner than the aluminum foil as the gas barrier layer, and to improve the heat insulation performance of the vacuum heat insulating material. I understand. Therefore, by using such a vacuum heat insulating material, an electric water heater with less heat retention power can be realized.
[0027]
<Experimental example 2>
A 100 ° C. thermostatic oven, and double-sided foil, double-sided vapor-deposited PET, and double-sided vapor-deposited PEN were prepared. The internal pressure of the vacuum heat insulating material was measured in advance, and then the heat resistance test was performed by putting all the vacuum heat insulating materials into a constant temperature bath at 100 ° C. And double-sided vapor-deposited PET was taken out from the thermostat after 3 days and 12 days, and the internal pressure was measured. The double-sided foil was removed from the thermostat after 3 days, 12 days, 1825 days, and 3650 days, and the internal pressure was measured. Moreover, double-sided vapor deposition PEN measured the internal pressure after 3 days, 224 days, and 336 days. Here, the temperature of 100 ° C. is the highest temperature received by the heat insulating material of the electric water heater (the temperature of the portion in contact with the container 2 when the cylindrical vacuum heat insulating material is wound around the container 2). The heat resistance test results of these vacuum heat insulating materials are shown in (Table 2).
[0028]
[Table 2]

[0029]
From Table 2, it can be seen that, at a temperature of about 100 ° C., when vapor deposition aluminum is used as the gas barrier layer, PET is used as the vapor deposition base material, and PEN is used as the protective layer, long-term heat resistance cannot be obtained. However, if the vapor deposition substrate is replaced with PEN and the protective layer is PEN which is the same material as the vapor deposition substrate, the heat resistance can be greatly improved.
[0030]
Therefore, by using vapor-deposited aluminum as the gas barrier layer, using PEN as the vapor deposition substrate, and using PEN, which is the same material as the vapor deposition substrate, the heat insulation power is low and the heat insulation performance does not deteriorate for a long time. A water heater can be realized.
[0031]
<Experimental example 3>
A 100 ° C constant temperature bath, double-sided foil, and double-sided vapor-deposited PEN were prepared. Further, an aluminum foil is used as a gas barrier layer on one side, and the other side is subjected to aluminum vapor deposition using PEN as a vapor deposition substrate as a gas barrier layer, as shown in FIG. Two vacuum heat insulating materials were prepared (referred to as single-sided foil in this experimental example).
[0032]
As shown in FIG. 4, the double-sided foil and the double-sided vapor-deposited PEN were wound around the container 2 so that the heat-sealed portion was outside the cylindrical shape. ). In addition, one of the single-sided foils is made so that the surface of the aluminum foil only in the gas barrier layer is the outside of the cylindrical shape, and as shown in FIG. 2 (referred to as single-sided foil folding in this experimental example). The other was wrapped around the container 2 so that the surface of the aluminum foil only in the gas barrier layer was inside the cylinder, and the heat seal portion was inside the cylinder as shown in FIG. In this experimental example, it is called single-sided foil folding).
[0033]
Electric water heaters having these were prepared, water was put into these electric water heaters, and the heat retention power of each was measured. The heat retaining water temperature was 96.5 ° C., and the ambient temperature was 20 ° C. Measurements were taken after a sufficient equilibrium was reached. The above experimental results are shown in Table 3 for the structure of the vacuum heat insulating material and the heat retention power.
[0034]
[Table 3]

[0035]
From (Table 3), when the gas barrier layer of the end surface part of the single-sided foil outer fold is made of aluminum vapor deposition, the heat flowing in through the aluminum itself can be suppressed, and the heat insulation performance of the entire vacuum heat insulating material can be improved. Therefore, by using such a vacuum heat insulating material, an electric water heater with less heat retention power can be realized.
[0036]
<Experimental example 4>
A 100 ° C. thermostat, double-sided foil, double-sided vapor-deposited PEN, and single-sided foil were prepared. The internal pressure of the vacuum heat insulating material was measured in advance, and then the heat resistance test was performed by putting all the vacuum heat insulating materials into a constant temperature bath at 100 ° C. And the double-sided foil and the single-sided foil were taken out from the thermostat after 1825 days and 3650 days, and the internal pressure was measured. Moreover, double-sided vapor deposition PEN measured the internal pressure after 224 days and 336 days. The heat resistance test results of these vacuum heat insulating materials are shown in (Table 4).
[0037]
[Table 4]

[0038]
From (Table 3) and (Table 4), at a temperature of 100 ° C., when the gas barrier layer of the end face portion of the single-sided foil outer fold is made of aluminum vapor deposition, the heat insulation performance of the whole vacuum heat insulating material can be improved and greatly increased. It is possible to improve the heat resistance.
[0039]
Therefore, by using aluminum vapor deposition for the gas barrier layer on the container side end face and using vapor deposition layer and aluminum foil for the other gas barrier layers, an electric water heater with low thermal insulation power that does not deteriorate the heat insulation performance for a long time is realized. it can.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to obtain an electric water heater in which the heat insulation performance is not deteriorated for a long period of time and the heat retention power is very small.
[0041]
Furthermore , since there is a metal foil portion in the gas barrier layer, the thermal durability can be improved as compared with an electric water heater in which a vacuum heat insulating material using a vapor deposition layer is disposed.
[0042]
Further, according to the invention of claim 2 , since the vapor deposition layer can be prevented from being destroyed by using polyethylene naphthalate having good thermal dimensional stability for the vapor deposition base material, more thermal durability can be obtained. Can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an electric water heater according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of a vacuum heat insulating material of an electric water heater according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a perspective view of a vacuum heat insulating material of an electric water heater in an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a flat view of a vacuum heat insulating material of an electric water heater in an embodiment of the present invention. Perspective view of vacuum insulation for electric water heater in the example [Explanation of symbols]
2 Water storage container 13 Heater 20 Vacuum heat insulating material 22 Core material 25 Seal layer 26 Deposition base material 27 Gas barrier layer 29 Aluminum foil

Claims

A water storage container, a heater that heats the water in the water storage container, a hot water discharge path that allows water to flow out, and a vacuum heat insulating material provided around the water storage container, the vacuum heat insulating material being a resin a deposited layer which has been subjected to vapor deposition film substrate and a metal foil laminated on the deposited layer and the gas barrier layer that consists in a protective layer for protecting the deposited layer and the metal foil to the deposition surface of the gas barrier layer A bag composed of a laminated film composed of a sealing layer is composed of a heat-insulating core material that has a heat-sealed portion in an outer shell in which a heat insulating core material is vacuum-sealed, and the protective layer has the same thermal shrinkage rate as the resin film substrate. An electric water heater in which a part of the metal foil laminated on the gas barrier layer in contact with the water storage container is cut out, and the heat seal portion is bent to the opposite side of the water storage container .

Resin film substrate, electric kettle according to請Motomeko 1, characterized in that a polyethylene naphthalate.