JPH04136464U - 真空電気温水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 他の熱源により加熱され蓄熱する蓄熱材１と
熱交換器４を熱接続して加熱部５を構成し、１方を開口
した有底の真空容器10の開口部10ａを下側にして配備
し、この真空容器10の内部に前記加熱部５を配置し、前
記熱交換器４内を熱媒体11ａを通過させることにより、
蓄熱材１が蓄熱している熱エネルギーを取り出す構成。 【効果】 小型で給湯器の設置場所の制約が少なく、保
温効率が高く、省エネでランニングコストが安価な真空
電気温水器を提供するものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は他の熱源から得た熱エネルギーを蓄熱、保温し、その熱エネルギーを 必要に応じて取り出し、利用する真空電気温水器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

電力料金の安価な深夜電力や、太陽熱集熱器からの熱エネルギーを、タンク内 に貯えられた容量３００〜５００リットルの水を加熱して、温水に変えて熱エネ ルギーとして保存しておき、これを必要に応じて台所、洗面所や風呂等に給湯す る貯湯式温水器（例えば実開昭５９−１１３１５４号公報）がある。また他の加 熱方法としてガスや石油を燃料とした貯湯式温水器がある。

【０００３】 また、湯を貯湯しておく貯湯タンクに於いても、その保温は金属製容器の外側 にグラスやスチロール等を装着して保温を行っているのが一般的（例えば特開昭 ６２−６２１５０号公報）である。

【０００４】 一方湯沸器の放熱を少なくする方策として、ふた状断熱タンク内に他の熱源に より加熱される熱交換器を設けると共に、下部にタンク内蓄熱水の流入口、ふた 状断熱タンク上部に出湯流出口を有するもの（例えば特開昭６０−１６４１６１ 号公報）や、開口部を下向きにした真空容器内に発熱体を有する電気湯沸器（例 えば実開平２−２８０４５号公報）が有る。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

前記の貯湯式温水器は、水の保有できる熱量は１ｃａｌ／ｇ℃であるから大量 の熱量を保有するには、大量の高温水を貯めて置く必要がある。貯湯タンクの容 積が増すとその設置場所も制約を多く受け、必ずしも給湯口の近くに設置出来な くなる。従って湯沸器から給湯口となる蛇口までは、銅配管による給湯配管で湯 が供給されるのが一般的である。給湯配管はスチロール等の断熱材により保温さ れているが、その保温効力はあまり大きくないので、高温水の出湯後、出湯が停 止されると、配管内の高温水から放熱され、湯温は容易に低下する。次に高温水 が必要であっても、配管内の低温の湯が全て放出されるまでは高温出湯は得られ ない。従って、出湯、出湯停止が繰り返されると、この配管からの放熱は増加し 、給湯配管が長くなるとその放熱量は更に増大すると共に、高温水が出湯される までの時間が長くなり、使い勝手が悪くなる等の問題がある。

【０００６】 金属製容器の外側にグラスやスチロール等を装着して保温を行っている貯湯タ ンクも、この程度の断熱では、保温効力は低くエネルギー損失が大であり、また 、貯湯しておくためタンクの容量が大きく設置場所が広くなる等の問題がある。 断熱タンク内に他の熱源により加熱される熱交換器を有するものは、比較的効 率良く熱い湯を上方に滞留させ出湯できるが、まだ断熱材程度では上記と同じく 保温効力不足で、湯で蓄熱するためタンクの容量も大きい等の問題がある。

【０００７】 開口部を下向きにした真空容器内に発熱体を有する電気湯沸器は比較的小型化 出来るが、湯で蓄熱するため蓄熱量が十分ではない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記課題を解決するためになされたものであり、他の熱源により加熱 され蓄熱する蓄熱材と熱交換器を接触接合、或は蓄熱材中に熱交換器を埋設して 加熱部を構成し、１方を開口した有底の真空容器の開口部を下側にして配備し、 この真空容器の内部に前記加熱部を配置し、熱交換器内を熱媒体を通過させるこ とにより蓄熱材が蓄熱している熱エネルギーを随時取り出せる構成にしたもので ある。

【０００９】

【作用】

上記のように構成したことにより、上方部に開口部が無い有底の真空容器は加 熱部からの放熱を極少にし、有底真空容器内の水とは別の相変化をする蓄熱材は 小型で大量の熱量を蓄熱し、熱交換器は内部を熱媒体を通過させることにより蓄 熱材が蓄熱している熱エネルギーを随時取り出す作用をする。

【００１０】

【実施例】

以下本考案の一実施例を図１によって説明する。

【００１１】 図１は深夜電力を熱源としたもの、あるいは太陽熱集熱器を熱源とした場合の 真空電気温水器の構造概略図である。

【００１２】 図において、蓄熱材１は深夜電力等の電力２や他の熱源３（太陽熱集熱器等の 熱媒体）からの熱エネルギーを供給するヒータ１ａを有し、熱交換器４と接触接 合され加熱部５を構成している。蓄熱材１は相変化（例えば固相から液相、液相 から気相）する材料でなっている。

【００１３】 金属製の有底の内容器６の外側に一定間隔ａを保って有底の外容器７を配し、 内容器６と外容器７とは互いに口部８で融合され、内容器６と外容器７間の空間 は高真空の真空層９を形成しており、内容器６と外容器７と真空層９とで真空容 器10を構成している。真空容器10は口部８側に形成される開口部10ａを下向きに し、この真空容器10の中に前記蓄熱材１と熱交換器４からなる加熱部５を納めて いる。真空容器10の開口部10ａを遮熱板14で覆っている。

【００１４】 熱交換器４内に管路11を配し、管路11の下流側に給湯管12が接続され、給湯管 12の先端には給湯口である蛇口13が接続されており、管路11内を熱媒体11ａ（例 えば水道水、以下水と記す）を導通させ熱交換する。

【００１５】 次に本考案の一実施例の動作について説明する。

【００１６】 蓄熱材１はヒータ１ａを介して電力２や他の熱源３からの熱エネルギーを受熱 し、蓄熱材１自体の温度上昇により蓄熱するが、更に温度上昇が続くと相変化に より、この時の潜熱により大量の熱エネルギーを蓄熱する。

【００１７】 大量の熱エネルギーを蓄熱された加熱部５は高温となり、外気に触れていると 対流および放射で放熱するが、高温の加熱部５全体を下側のみを開口した真空容 器10で覆うことにより、対流および放射による放熱を防止するものである。即ち 真空容器10の内容器６と加熱部５間に滞留する空気は高温の加熱部５から受熱す るが、高温となった空気は比重が小さくなり上昇する。加熱部５の温度とこの空 気温度が同一になると加熱部５からの放熱は停止する。また空気の動きも停止す る。このとき高温となった上部の空気から下部の空気への伝導放熱が考えられる が、空気の熱伝導率は水の1/25位であり、金属の 1/800〜1/1000程度と非常に小 さい値であり、ほとんど問題にならない。

【００１８】 また、真空容器10の内容器６の材料による伝導放熱が上部の高温部から下部の 低温の口部８へなされるが、熱伝導率の低い材料を選び、かつ板厚を薄くして熱 抵抗を増すことにより放熱を少なく出来る。また内容器６面を伝わって来る間に 内容器６面が高温となると、そこから空気が熱伝達なされ、真空容器10内の空気 を温めることになり外部への放熱はない。

【００１９】 次に内容器６面が高温となる真空容器10からの放熱についてみると、内容器６ から外容器７への放熱は放射放熱、伝導放熱、真空層９内の分子間伝導放熱があ るが、放射放熱は内容器６と外容器７間の温度差により起こるが、これは放射率 の小さい材料を選択し、かつ放射率の小さい表面仕上げとすることにより放熱は 小さくなる。真空容器10の材料を通じての内容器６から外容器７への伝導放熱が あるが、これも熱伝導率の小さい材料、例えばステンレス材等を使い、肉厚を薄 くして熱抵抗を増すことにより伝導による放熱量を小さく出来る。

【００２０】 また、真空層９内の分子間伝導放熱は真空層９内の真空度によって決定される ものであり、高真空であれば分子間伝導放熱は小さくなる。従って本考案の構造 であれば熱伝導率の非常に小さい空気を断熱材として利用出来、放熱量を小さく するのに非常に有利である。

【００２１】 熱エネルギーを取り出す場合は、給湯管12の蛇口13を開くことにより熱交換器 ４内の管路11を水11ａがながれ、給湯管12に達するまで蓄熱材１からの熱を熱交 換し蛇口１３に湯を供給するものである。

【００２２】 蓄熱材１は相変化するものを選択することにより、少容量で大量の熱を蓄える ことが出来、従来湯を貯めて置いた貯湯式給湯器に比べ小型化が可能となった。 したがって給湯器の設置場所の制約がなく、給湯口の近傍に設置可能であり給湯 管12が短くなった。よって蛇口13を開いてから湯が出るまでの時間が短縮できる と共に、給湯管12からの放熱が少なく省エネとなる。

【００２３】 なお、上記一実施例では加熱部５は蓄熱材１に熱交換器４を接触接合した構成 としたが、蓄熱材１中に熱交換器４を埋設した構成としても同等の作用をする。

【００２４】

【考案の効果】

以上本考案によると、他の熱源により加熱され蓄熱する蓄熱材と熱交換器を熱 接続して加熱部を構成し、有底の真空容器の開口部を下側にして配備し、この真 空容器の内部に加熱部を配置したから、料金の安い深夜電力、あるいは太陽熱集 熱器からの熱を蓄熱材に蓄熱して置き、必要なときに熱交換して熱を取り出すこ とが出来、その利用方法は給湯用、暖房用にも使用可能となった。また、蓄熱材 を含む加熱部は真空容器の中に納めることにより放熱を極少に出来ると共に、蓄 熱材の相変化を利用して蓄熱することにより、従来の湯として蓄熱していた貯湯 式湯沸器に比べ小型化出来、給湯器の設置場所の制約が少なく、給湯口の近傍に 設置可能であり、給湯管が短くなり、蛇口を開いてから湯が出るまでの時間が短 縮出来ると共に、給湯管からの放熱が少なく省エネとなった。また、従来の貯湯 式湯沸器は器体と給湯管の両方から多くの放熱が有ったが、本考案の構成とする ことにより、両方からの放熱損失も少なくなった。したがって以上により、保温 効率が高く、省エネでランニングコストが安価で、小型な真空電気温水器を提供 することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を施した真空電気温水器の構
造概略図である。

【符号の説明】

１ 蓄熱材 ４ 熱交換器 ５ 加熱部 10 真空容器 10ａ 開口部 11ａ 熱媒体

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 他の熱源により加熱され蓄熱する蓄熱材
   (１)と熱交換器(４)を熱接続して加熱部(５)を構成し、
   １方を開口した有底の真空容器(10)の開口部(10ａ)を下
   側にして配備し、この真空容器(10)の内部に前記加熱部
   (５)を配置し、前記熱交換器(４)内を熱媒体(11ａ)を通
   過させることにより、蓄熱材(１)が蓄熱している熱エネ
   ルギーを取り出す構成にして、加熱部(５)からの放熱を
   極少にしたことを特徴とする真空電気温水器。
2. 【請求項２】 蓄熱材(１)と熱交換器(４)を接触接合に
   より熱接続して加熱部(５)を構成した請求項１記載の真
   空電気温水器。
3. 【請求項３】 蓄熱材(１)中に熱交換器(４)を埋設する
   ことにより熱接続して加熱部(５)を構成した請求項１記
   載の真空電気温水器。