JPH04344060A - 電熱変換器 - Google Patents
電熱変換器Info
- Publication number
- JPH04344060A JPH04344060A JP11431791A JP11431791A JPH04344060A JP H04344060 A JPH04344060 A JP H04344060A JP 11431791 A JP11431791 A JP 11431791A JP 11431791 A JP11431791 A JP 11431791A JP H04344060 A JPH04344060 A JP H04344060A
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- Japan
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- heated
- electrothermal converter
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電熱変換器、特にアーク
プラズマ発生熱を利用する電熱変換器に関するものであ
る。
プラズマ発生熱を利用する電熱変換器に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば従来の電気式瞬間湯沸器等に用い
られる電熱変換器としては、電気抵抗体による発熱を利
用するものが大部分であるが、例えば通常の家庭用等に
利用するためには極めて大形となるため、貯湯形式とす
るのが一般的であった。これに対して、特開平１−９８
８５４号公報にこの種の瞬間湯沸器を大幅に小形化し得
る特徴を有するアークプラズマ発生熱を利用する新規の
電気加熱瞬間湯沸器が開示されている。図１に、その電
熱変換部の原理を示す概要縦断面構成図を示す。
られる電熱変換器としては、電気抵抗体による発熱を利
用するものが大部分であるが、例えば通常の家庭用等に
利用するためには極めて大形となるため、貯湯形式とす
るのが一般的であった。これに対して、特開平１−９８
８５４号公報にこの種の瞬間湯沸器を大幅に小形化し得
る特徴を有するアークプラズマ発生熱を利用する新規の
電気加熱瞬間湯沸器が開示されている。図１に、その電
熱変換部の原理を示す概要縦断面構成図を示す。
【０００３】この電熱変換部は、互に同心状に配設され
た３重管により３層の空間を形成するよう構成されてお
り、１は内側管状物、２は中間管状物、３は外側管状物
を示す。内側及び中間管状物１，２は、例えばＣｕ等の
それぞれ高い熱伝導性を有する材料で構成され、相互の
間に形成された環状断面の第２の空間は放電空間４とし
て使用され、それぞれ内側管状物１の外側長手方向中央
部ならびに中間管状物２の内側の長手方向中央部には、
互に凸状に対向するＣｕ材料より成る円環状の放電電極
部５，６が設けられ、また両管状物１，２の各両端部は
円環状の絶縁物の電気的絶縁物の蓋７により互に密封固
定され、内部空間には空気や不活性ガス、あるいは不活
性ガスとその他のガスの混合物、例えばＡｒとＮｅのガ
ス等が充填されている。なお、外側管状物３の一端部は
円板８により閉鎖されており、内側管状物１の内部空間
（第１の空間）は水路９として図示矢印方向に被加熱媒
体としての冷水１２が供給され、外側／中間各管状物３
／２間に形成された環状断面空間（第３の空間）の水路
１０を通って図示矢印方向に流出するよう構成されてい
る。
た３重管により３層の空間を形成するよう構成されてお
り、１は内側管状物、２は中間管状物、３は外側管状物
を示す。内側及び中間管状物１，２は、例えばＣｕ等の
それぞれ高い熱伝導性を有する材料で構成され、相互の
間に形成された環状断面の第２の空間は放電空間４とし
て使用され、それぞれ内側管状物１の外側長手方向中央
部ならびに中間管状物２の内側の長手方向中央部には、
互に凸状に対向するＣｕ材料より成る円環状の放電電極
部５，６が設けられ、また両管状物１，２の各両端部は
円環状の絶縁物の電気的絶縁物の蓋７により互に密封固
定され、内部空間には空気や不活性ガス、あるいは不活
性ガスとその他のガスの混合物、例えばＡｒとＮｅのガ
ス等が充填されている。なお、外側管状物３の一端部は
円板８により閉鎖されており、内側管状物１の内部空間
（第１の空間）は水路９として図示矢印方向に被加熱媒
体としての冷水１２が供給され、外側／中間各管状物３
／２間に形成された環状断面空間（第３の空間）の水路
１０を通って図示矢印方向に流出するよう構成されてい
る。
【０００４】各放電電極５，６に、外部電源１３より高
電圧を印加すると、これら電極５，６間にはアークプラ
ズマ１１が形成される。このアークプラズマ１１は、例
えば外側管状物３の電極２，３対応外周位置に配設した
不図示のリング状永久磁石等により発生する磁界１４に
より、この磁界１４，アークプラズマ１１との相互作用
により円周方向に連続的に移動するよう構成されている
。
電圧を印加すると、これら電極５，６間にはアークプラ
ズマ１１が形成される。このアークプラズマ１１は、例
えば外側管状物３の電極２，３対応外周位置に配設した
不図示のリング状永久磁石等により発生する磁界１４に
より、この磁界１４，アークプラズマ１１との相互作用
により円周方向に連続的に移動するよう構成されている
。
【０００５】以上のような構成により、内側管状物１内
の水路９に導入された例えば市水等の被加熱水１２は、
アークプラズマ１１の発生熱を両管状物１，２の各表面
から吸収して瞬間的に熱水となり、水路１０を通って矢
印方向に外部へ供給し得るように構成したものである。
の水路９に導入された例えば市水等の被加熱水１２は、
アークプラズマ１１の発生熱を両管状物１，２の各表面
から吸収して瞬間的に熱水となり、水路１０を通って矢
印方向に外部へ供給し得るように構成したものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来提案例にあっては、前記密封放電空間４を形
成する内側／中間両管状物１／２の両端部を密封固定す
るための各蓋部材７は、単に電気的絶縁物と特定したの
みであり、このため、通常、一般的な電気的絶縁材料と
して汎用されている例えばベークライト，アクリル等の
プラスチック材料を用いた場合、この種の材料は、電気
的絶縁性能に対しては要求を満し得るが、熱伝導性が比
較的不良であるため、この種の電熱変換器の応用が例え
ば瞬間湯沸器等であるとき、これらの蓋部材７も被加熱
水１２に接する重要な熱伝達面積の一部となり得るにも
かかわらず、アークプラズマの発生熱の吸収効率が極め
て悪く、その分だけ水路１０から外部へ放出供給される
出水（湯）の温度上昇が遅れるという問題点があった。
ような従来提案例にあっては、前記密封放電空間４を形
成する内側／中間両管状物１／２の両端部を密封固定す
るための各蓋部材７は、単に電気的絶縁物と特定したの
みであり、このため、通常、一般的な電気的絶縁材料と
して汎用されている例えばベークライト，アクリル等の
プラスチック材料を用いた場合、この種の材料は、電気
的絶縁性能に対しては要求を満し得るが、熱伝導性が比
較的不良であるため、この種の電熱変換器の応用が例え
ば瞬間湯沸器等であるとき、これらの蓋部材７も被加熱
水１２に接する重要な熱伝達面積の一部となり得るにも
かかわらず、アークプラズマの発生熱の吸収効率が極め
て悪く、その分だけ水路１０から外部へ放出供給される
出水（湯）の温度上昇が遅れるという問題点があった。
【０００７】実際に、アクリル樹脂を材料とする蓋部材
７を備えた例えば内側及び中間管状物の各直径がそれぞ
れ３０及び６０ｍｍで５ｌ／ｍｉｎの容量を有するこの
種の瞬間湯沸器モデルを試作して、湯温の立上り特性を
測定した結果、図２の点線Ｂに示す極めて緩慢な出水温
度上昇曲線が得られた。図中、Ｔｍａｘは所定の最高出
水温度、ｔｂはそれへの到達時間を示す。
７を備えた例えば内側及び中間管状物の各直径がそれぞ
れ３０及び６０ｍｍで５ｌ／ｍｉｎの容量を有するこの
種の瞬間湯沸器モデルを試作して、湯温の立上り特性を
測定した結果、図２の点線Ｂに示す極めて緩慢な出水温
度上昇曲線が得られた。図中、Ｔｍａｘは所定の最高出
水温度、ｔｂはそれへの到達時間を示す。
【０００８】さらにまた、アクリル樹脂は、この種の用
途に対しては耐熱性が十分でないため、装置としての稼
働寿命が比較的短いという問題点があった。
途に対しては耐熱性が十分でないため、装置としての稼
働寿命が比較的短いという問題点があった。
【０００９】本発明は、以上のような従来提案例の問題
点にかんがみてなされたもので、この種のアークプラズ
マ放電空間の両端密封固定用の蓋部材として最適な絶縁
材料の提供を目的としている。
点にかんがみてなされたもので、この種のアークプラズ
マ放電空間の両端密封固定用の蓋部材として最適な絶縁
材料の提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、同心状に配設した内側，中間及び外側各管状物に
より、それぞれ第１，第２及び第３の各空間を形成する
一方、前記中間管状物と外側管状物との間の第３の空間
及び内側管状物内の第１の空間に被加熱水を流すと共に
、前記内側管状物と中間管状物との間の第２の空間に電
圧を印加してアークプラズマを形成し、その発生熱によ
り前記被加熱水を昇温するよう構成した電熱変換器にお
いて、前記第２の空間の両端部を密封固定するため蓋部
材を、それぞれ電気絶縁性，耐熱性ならびに熱伝導性の
大きい、例えばＡｌ２ Ｏ３ ，Ｓｉ３ Ｎ４ または
ＺｒＯ２ 等のセラミックス材料により構成することに
より、前記目的を達成しようとするものである。
ては、同心状に配設した内側，中間及び外側各管状物に
より、それぞれ第１，第２及び第３の各空間を形成する
一方、前記中間管状物と外側管状物との間の第３の空間
及び内側管状物内の第１の空間に被加熱水を流すと共に
、前記内側管状物と中間管状物との間の第２の空間に電
圧を印加してアークプラズマを形成し、その発生熱によ
り前記被加熱水を昇温するよう構成した電熱変換器にお
いて、前記第２の空間の両端部を密封固定するため蓋部
材を、それぞれ電気絶縁性，耐熱性ならびに熱伝導性の
大きい、例えばＡｌ２ Ｏ３ ，Ｓｉ３ Ｎ４ または
ＺｒＯ２ 等のセラミックス材料により構成することに
より、前記目的を達成しようとするものである。
【００１１】
【作用】前記蓋部材を、本発明による前記材料により構
成することにより、アークプラズマによる発生熱の被加
熱水への吸収が大幅に効率化されて出水温度上昇を早め
ることができ、かつ耐久性も向上する。
成することにより、アークプラズマによる発生熱の被加
熱水への吸収が大幅に効率化されて出水温度上昇を早め
ることができ、かつ耐久性も向上する。
【００１２】
【実施例】以下に、本発明を実施例に基づいて説明する
。本発明に係る瞬間湯沸器としての電熱変換器の実施例
は、前記図１を準用するものとし、一般的構成に関する
重複説明は省略する。本実施例の特徴は、前記内側／中
間管状物１／２により形成されるアークプラズマ放電空
間４としての第２の空間の両端部をそれぞれ密封固定す
るための蓋部材７を、電気絶縁性及び耐熱性が良好で、
かつ熱伝導性の大きい例えばＡｌ２ Ｏ３ ，Ｓｉ３
Ｎ４ またはＺｒＯ２ 等のセラミックス材料を用いて
構成したことにある。
。本発明に係る瞬間湯沸器としての電熱変換器の実施例
は、前記図１を準用するものとし、一般的構成に関する
重複説明は省略する。本実施例の特徴は、前記内側／中
間管状物１／２により形成されるアークプラズマ放電空
間４としての第２の空間の両端部をそれぞれ密封固定す
るための蓋部材７を、電気絶縁性及び耐熱性が良好で、
かつ熱伝導性の大きい例えばＡｌ２ Ｏ３ ，Ｓｉ３
Ｎ４ またはＺｒＯ２ 等のセラミックス材料を用いて
構成したことにある。
【００１３】このため、蓋部材７を前記従来のアクリル
樹脂に代えて実際に試作したモデルにより、前記測定と
同一条件により比較試験を実証したところ、図２Ａ（実
線）に示す湯温立上り曲線が得られた。前記Ａ曲線と比
較すると、所定の最高温度Ｔｍａｘに達する所要時間ｔ
ａ≒１０Ｓ はｔｂ≒２０Ｓ に比してほぼ半滅し、湯
温の急速な立上りが達成された。
樹脂に代えて実際に試作したモデルにより、前記測定と
同一条件により比較試験を実証したところ、図２Ａ（実
線）に示す湯温立上り曲線が得られた。前記Ａ曲線と比
較すると、所定の最高温度Ｔｍａｘに達する所要時間ｔ
ａ≒１０Ｓ はｔｂ≒２０Ｓ に比してほぼ半滅し、湯
温の急速な立上りが達成された。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
この種の電熱変換器のアークプラズマ放電空間の両端密
封固定用の蓋部材の材質に電気絶縁性，耐熱性ならびに
熱伝導性の良好なセラミックス材料を使用したため、被
加熱水への熱伝導効率が良好で、かつ耐久性の大きい電
熱変換器を提供することができた。
この種の電熱変換器のアークプラズマ放電空間の両端密
封固定用の蓋部材の材質に電気絶縁性，耐熱性ならびに
熱伝導性の良好なセラミックス材料を使用したため、被
加熱水への熱伝導効率が良好で、かつ耐久性の大きい電
熱変換器を提供することができた。
【図１】 本発明に係る電熱変換器の一実施例の概要
縦断面構成図
縦断面構成図
【図２】 本実施例の湯温立上り特性比較図
１ 内側管状物
２ 中間管状物
３ 外側管状物
４ 放電空間（第２の空間）
５，６ 放電電極部
７ 蓋部材
９ 水路（第１の空間）
１０ 回路（第３の空間）
１１ アークプラズマ
１２ 水
Claims (2)
- 【請求項１】 同心状に配設した内側，中間及び外側
各管状物により、それぞれ第１，第２及び第３の各空間
を形成する一方、前記中間管状物と外側管状物との間の
第３の空間及び内側管状物内の第１の空間に被加熱水を
流すと共に、前記内側管状物と中間管状物との間の第２
の空間に電圧を印加してアークプラズマを形成し、その
発生熱により前記被加熱水を昇温するよう構成した電熱
変換器において、前記第２の空間の両端部を密封固定す
るため蓋部材を、それぞれ電気絶縁性，耐熱性ならびに
熱伝導性の大きいセラミックス材料で構成したことを特
徴とする電熱変換器。 - 【請求項２】 前記セラミックス材料はＡｌ２ Ｏ３
，Ｓｉ３ Ｎ４ またはＺｒＯ２ のいずれかである
ことを特徴とする請求項１記載の電熱変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11431791A JPH04344060A (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 電熱変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11431791A JPH04344060A (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 電熱変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04344060A true JPH04344060A (ja) | 1992-11-30 |
Family
ID=14634829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11431791A Pending JPH04344060A (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 電熱変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04344060A (ja) |
-
1991
- 1991-05-20 JP JP11431791A patent/JPH04344060A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000829 |