JP2001296060A - 蓄熱装置、同蓄熱装置を備えた給湯装置及び電解機能水の昇温装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】蓄熱材に蓄えられた熱のほぼ全てを効率よく取
り出し、且つ高出力の蓄熱装置及び同装置を備えた給湯
装置を提供する。 【解決手段】内ケース２３に充填された蓄熱材２６を加
熱する電気ヒータ２８と、内ケース２３内に配設される
と共に内部に水が流されこの水と蓄熱材２６との間で熱
交換を行う伝熱管２７とを備えた蓄熱装置２１におい
て、伝熱管２７をメアンダ形に形成し、内ケース２３内
に複数を並列配置した。このため、十分な伝熱面積が確
保されると共に伝熱管２７内の水の圧力損失が抑制さ
れ、水は伝熱管２７内を円滑に流れ、水の流量を増やす
ことが可能となる。従って、蓄熱材２６に蓄えられた熱
を短時間で効率的に蒸気として取り出すことができ、高
出力化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、比熱の大きな物質
に熱を蓄えておき、後でこの顕熱を利用する蓄熱装置、
同蓄熱装置を備えた給湯装置及び電解機能水の昇温装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の蓄熱装置としては、ケースに充
填された蓄熱材をヒータで加熱しておき、この状態で蓄
熱材に埋設された伝熱管の一方から水を供給し、他方か
ら蒸気として取り出すようにしたものが知られている。
このような蓄熱装置は例えば給湯装置に備えられ、同給
湯装置は外部から供給された水を前記蓄熱装置にて発生
した蒸気により加熱し温水として外部に取り出す。この
ような給湯装置では、熱吸収速度の高速化が要求され、
効率よく熱を集配させることが必要である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
蓄熱装置においては、伝熱管を例えば螺旋状及び蛇行状
に形成することで伝熱面積の増大が図られているもの
の、伝熱管のケース内における均一な配置が困難であっ
た。このため、蓄熱材に蓄えられた熱を満遍なく効率よ
く取り出すことができなかった。床暖房等のように少量
の熱を時間をかけて取り出すような場合、即ち熱負荷の
熱消費速度が蓄熱材の熱伝達速度よりも小さい場合には
何ら問題はない。しかしながら、給湯装置、特に瞬間湯
沸器等のように大量の熱を比較的短時間で取り出すよう
な場合、即ち、熱負荷の熱消費速度が蓄熱材の熱伝達速
度よりも大きい場合には、蓄熱材に十分な熱量が残って
いるにも関わらず、取り出される蒸気温度が低下するこ
とがある。伝熱管付近の蓄熱材の熱は伝熱管内の水に素
速く奪われるものの、この熱が奪われた蓄熱材にはなか
なか熱が伝達されないからである。従って、効率的な熱
交換ができず、高出力を必要とする負荷に対して十分な
性能が発揮できない場合があった。蓄熱装置を給湯装置
に利用した場合等には湯温の上昇に時間がかかる。

【０００４】本発明は前記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、蓄熱材に蓄えられた熱
のほぼ全てを効率よく取り出し、且つ高出力の蓄熱装
置、同蓄熱装置を備えた給湯装置及び電解機能水の昇温
装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ケースに充填された蓄熱材を加熱するヒータと、前
記ケース内に配設されると共に内部に熱媒体が流され同
熱媒体と前記蓄熱材との間で熱交換を行う伝熱管とを備
えた蓄熱装置において、前記伝熱管をメアンダ形に形成
したことをその要旨とする。

【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記メアンダ形に形成した伝熱管を複
数本並列配置したことをその要旨とする。請求項３に記
載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明におい
て、前記メアンダ形に形成した伝熱管を直列に複数個接
続したものを、さらに１列以上並列配置したことをその
要旨とする。

【０００７】請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求
項３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記蓄
熱材の単位容積当たりの伝熱管の表面積を前記ケースの
各部においてほぼ均等としたことをその要旨とする。

【０００８】請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求
項４のうちいずれか一項に記載の発明において、複数の
前記ヒータを各伝熱管の間にこれらと直交するように並
列配置したことをその要旨とする。

【０００９】請求項６に記載の発明は、給湯装置におい
て、請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の蓄
熱装置を備えたことをその要旨とする。請求項７に記載
の発明は、水を電気分解することにより生成した電解機
能水を、請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載
の蓄熱装置を熱源として加熱するようにしたことをその
要旨とする。

【００１０】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の発明において、加熱された熱媒体を熱交換器内に導く
と共に同熱交換器内に配設した伝熱管の内部に電解機能
水を流し、同電解機能水と前記熱媒体との間で熱交換を
行うようにしたことをその要旨とする。

【００１１】請求項９に記載の発明は、請求項８に記載
の発明において、前記熱交換器及び伝熱管を含む配管系
をそれぞれ耐食性材料にて形成したことをその要旨とす
る。尚、本明細書において、メアンダ形の伝熱管とはＵ
字管を２つ以上組み合わせたものをいい、熱媒体は曲が
りくねった伝熱管内を流れる。Ｕ字管の組合せ方は任意
である。 （作用）請求項１に記載の発明においては、伝熱管をメ
アンダ形に形成することで限られた蓄熱槽（ケース）内
スペースにおいて、伝熱管の全表面が蓄熱材と均等に接
する状態が形成され、十分な伝熱面積が確保される。

【００１２】請求項２に記載の発明においては、請求項
１に記載の発明の作用に加えて、複数の伝熱管を並列配
置したことにより熱媒体の圧力損失が抑制される。この
ため、熱媒体は伝熱管内を円滑に流れ、熱媒体の流量を
増やすことが可能となる。

【００１３】請求項３に記載の発明においては、請求項
１又は請求項２に記載の発明の作用に加えて、伝熱管を
全て並列配置した場合と異なり、各伝熱管内に流れ込む
熱媒体の量が均等化する。このため、各伝熱管付近の蓄
熱材は均等に熱が奪われ、蓄熱材の温度バランスがとれ
る。

【００１４】請求項４に記載の発明においては、請求項
１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の発明の作用に
加えて、蓄熱材の単位容積当たりの伝熱管の表面積がケ
ースの各部においてほぼ均等になる。このため、蓄熱材
の全体からほぼ均等に熱が奪われる。

【００１５】請求項５に記載の発明においては、請求項
１〜請求項４に記載の発明の作用に加えて、複数のヒー
タはそれぞれ各伝熱管の間にこれらと直交するように並
列配置される。即ち、ヒータは伝熱管の入口側から出口
側に向かって一定間隔毎に配置される。蓄熱材は伝熱管
の入口側から出口側に向かって冷えていくため、伝熱管
の入口側から出口側に向かう程蓄熱材の温度が低くな
る。そこで、伝熱管の入口側にあるヒータ程長時間ＯＮ
されるように、また伝熱管の出口側にあるヒータ程短時
間ＯＮするようにヒータを通電すれば、蓄熱材全体を一
様にヒータ加熱する場合と異なり、効率的な蓄熱を行う
ことができる。

【００１６】請求項６に記載の発明においては、請求項
１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の蓄熱装置の作
用が得られ、効率的な給湯が行われる。請求項７に記載
の発明においては、電解機能水は請求項１〜請求項５の
うちいずれか一項に記載の蓄熱装置を熱源として加熱さ
れる。

【００１７】請求項８に記載の発明においては、請求項
７に記載の発明の作用に加えて、加熱された熱媒体は熱
交換器内に導かれる。また、電解機能水は熱交換器内に
配設した伝熱管の内部に流される。この電解機能水と前
記熱媒体との間で熱交換が行われる。

【００１８】請求項９に記載の発明においては、請求項
８に記載の発明の作用に加えて、熱交換器及び伝熱管を
含む配管系はそれぞれ耐食性材料にて形成される。

【００１９】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
給湯装置用の蓄熱装置に具体化した第１実施形態を図１
〜図５に従って説明する。

【００２０】図５に示すように、給湯装置２０を構成す
る蓄熱装置２１は蓄熱槽２２を備えている。図１に示す
ように、蓄熱槽２２の内ケース２３はその外周全面が断
熱材２４にて覆われた状態で外ケース２５に収容されて
いる。内ケース２３内にはマグネシア及び硝酸塩を主成
分とする蓄熱材２６が充填されている。図１及び図２に
示すように、内ケース２３内には内部に熱媒体としての
水が流通される複数の伝熱管２７及び蓄熱材２６を加熱
する複数の電気ヒータ２８が配設されている。図４に示
すように、伝熱管２７及び電気ヒータ２８はそれぞれメ
アンダ形（本実施形態では蛇行状）に形成されている。

【００２１】図２及び図３に示すように、各伝熱管２７
は配置間隔が均一となるように並列配置されており、蓄
熱材２６の単位容積当たりの伝熱管２７の表面積は内ケ
ース２３の各部においてほぼ均等になっている。図１及
び図３に示すように、電気ヒータ２８は各伝熱管２７の
間にこれらと直交するように並列配置されている。ま
た、図３に示すように、各電気ヒータ２８は千鳥状、即
ち１つ置きに互い違いになるように配置されている。こ
のため、電気ヒータ１６を単に並列配置した場合に比べ
て、互いに隣り合う電気ヒータ２８間の距離が大きくな
り、蓄熱材２６をより均一に加熱可能となっている。

【００２２】各伝熱管２７の両端はそれぞれ内ケース２
３の上壁及び断熱材２４及び外ケース２５の側壁を水密
状に貫通して外部に導出されており、それぞれ入口ヘッ
ダ２９及び出口ヘッダ３０に接続されている。各伝熱管
２７の入口ヘッダ２９側にはそれぞれ逆止弁Ｒが設けら
れている。各電気ヒータ２８の両端はそれぞれ内ケース
２３の上壁、断熱材２４及び外ケース２５の上壁を水密
状に貫通して外部に導出され、スイッチ（図示略）を介
して電源に接続されている。

【００２３】図５に示すように、前記入口ヘッダ２９及
び出口ヘッダ３０はそれぞれ接続配管３１，３２を介し
て熱交換器３３を構成する熱交換容器３４の出口側及び
入口側に接続されている。接続配管３１上には水が貯留
されたリザーバタンク３５及び循環ポンプ３６が配設さ
れている。熱交換容器３４内には、内部に水が流通され
る伝熱管３７が配設されている。この伝熱管３７の両端
はそれぞれ熱交換容器３４の上壁を水密状に貫通してお
り、接続配管３８, ３９を介して外部に導出されてい
る。接続配管３８上には供給ポンプ４０が配設されてい
る。

【００２４】次に、前述のように構成された蓄熱装置及
び同蓄熱装置を備えた給湯装置の作用について説明す
る。蓄熱材２６が所定の蓄熱温度（本実施形態では４５
０℃程度）に加熱された状態で、循環ポンプ３６を駆動
させると、リザーバタンク３５内の水は強制的に入口ヘ
ッダ２９内に送り込まれ、各伝熱管２７内に分岐流入す
る。これらの水は各伝熱管１５の管壁を介して蓄熱材１
４の熱にて加熱され、蒸気となって出口ヘッダ３０内に
噴出する。この蒸気は接続配管３２を介して熱交換容器
３４内に噴出する。尚、逆止弁Ｒにより蒸気の入口ヘッ
ダ２９側への逆流が防止され、逆流した蒸気による圧力
が入口ヘッダ２９内の水に作用することがない。このた
め、入口ヘッダ２９内の水は各伝熱管２７内にほぼ均等
に流入する。一方、供給ポンプ４０の駆動により、伝熱
管３７内には接続配管３８を介して水が供給される。こ
の水は、熱交換容器３４内の蒸気にて加熱され、温水と
なる。この温水は接続配管３９を介して外部に供給され
る。

【００２５】内ケース２３の内部において、メアンダ形
に形成した伝熱管２７が複数且つ均一に並列配置され、
蓄熱材２６の単位容積当たりの伝熱管２７の表面積が内
ケース２３内の各部においてほぼ均等となっている。こ
のため、蓄熱材２６の全体から、即ち蓄熱材２６の伝熱
管２７の入口側から出口側まで満遍なく熱が奪われ、効
率的な熱交換が可能となる。また、十分な伝熱面積が確
保されると共に、各伝熱管２７内における水の圧力損失
が抑制される。このため、水は伝熱管２７内をより円滑
に流れ、水の流量を増やすことが可能となる。従って、
短時間で大量の熱を効率的に蒸気として取り出すことが
できる。そして、蓄熱材２６に蓄えられた熱のほとんど
全てが効率よく取り出される。

【００２６】ところで、伝熱管２７の水入口側には常に
加熱前の水が流れ、伝熱管２７の蒸気出口側には常に蒸
気が流れる。このため、伝熱管２７の水入口付近の蓄熱
材２６は蒸気出口付近の蓄熱材２６よりも早く熱が奪わ
れる。従って、蓄熱材２６は伝熱管２７の水入口側に向
かうほど温度が低くなり、蓄熱装置２１の運転終了時に
は、伝熱管２７の水入口付近の蓄熱材温度が蒸気出口付
近の蓄熱材温度に比べて著しく低くなるという不均一な
状態が発生する。

【００２７】複数の電気ヒータ２８はそれぞれ各伝熱管
２７の間にこれらと直交するように、即ち各伝熱管２７
の水入口側と蒸気出口側との間に所定間隔毎に並列配置
されている。このため、蓄熱材２６の温度に応じた各ヒ
ータ加熱コントロールが可能となる。即ち、伝熱管２７
の水入口側にある電気ヒータ２８程長時間ＯＮするよう
に、また、伝熱管２７の蒸気出口側にある電気ヒータ２
８程短時間ＯＮするようにする。このようにすれば、蓄
熱材２６全体を一様にヒータ加熱する場合と異なり、効
率的な蓄熱が可能となる。また、各電気ヒータ２８は所
定間隔毎に且つ千鳥状に並列配置されているため、各電
気ヒータ２８を単に並列配置した場合に比べて、互いに
隣り合う電気ヒータ２８間の距離を大きく確保できる。
従って、蓄熱材２６は全体的に均等に且つ効率的に加熱
される。

【００２８】従って、本実施形態によれば、以下の効果
を得ることができる。 （１）メアンダ形に形成した伝熱管２７を内ケース２３
内に複数且つ均一に並列配置した。このため、十分な伝
熱面積が確保されると共に伝熱管２７内の水の圧力損失
が抑制される。そして、水は伝熱管２７内を円滑に流
れ、水の流量を増やすことが可能となる。従って、蓄熱
材２６に蓄えられた熱を短時間で効率的に蒸気として取
り出すことができ、高出力化が図れる。

【００２９】（２）蓄熱材２６の単位容積当たりの伝熱
管２７の表面積を、内ケース２３の各部においてほぼ均
等になるようにした。このため、蓄熱材２６の全体から
ほぼ均等に熱が奪われ、効率的な熱交換を行うことがで
きる。

【００３０】（３）複数の電気ヒータ２８をそれぞれ各
伝熱管２７の間にこれらと直交するように並列配置し
た。即ち、電気ヒータ２８を伝熱管２７の入口側から出
口側に向かって所定間隔毎に配置した。蓄熱材２６は伝
熱管２７の入口側から出口側に向かって冷えていく。そ
こで、伝熱管の入口側にあるもの程長時間ＯＮされるよ
うに、また、伝熱管の出口側にあるもの程短時間ＯＮす
るように、ヒータを通電制御すれば、蓄熱材２６全体を
一様にヒータ加熱する場合と異なり、効率的な蓄熱を行
うことができる。

【００３１】（４）給湯装置２０には高出力の蓄熱装置
２１を備えた。このため、この蓄熱装置２１を備えた給
湯装置２０も高出力となり、効率的な給湯が可能とな
る。 （５）電気ヒータ２８を千鳥状に配置した。このため、
各電気ヒータ２８を単に並列配置した場合に比べて、互
いに隣り合う電気ヒータ２８間の距離を大きく確保でき
る。従って、蓄熱材２６を全体的に均等に且つ効率的に
加熱することができる。

【００３２】（６）伝熱管２７の出口側端部の下方に出
口ヘッダ３０を設けた。このため、仮に出口ヘッダ３０
内に水が溜まっても、伝熱管２７内に逆流することがな
い。また、出口ヘッダ３０を熱交換器として兼用でき
る。そのときはヘッダは横置きとなる。

【００３３】（７）逆止弁Ｒにより蒸気の入口ヘッダ２
９側への逆流が防止される。このため、逆流した蒸気に
よる圧力が入口ヘッダ２９内の水に作用することがな
く、入口ヘッダ２９内の水は各伝熱管２７内にほぼ均等
に流入する。但し、逆止弁Ｒがなくても水を伝熱管２７
内に送り込むことは可能である。 （第２実施形態）次に、本発明を電解機能水の昇温装置
に具体化した第２実施形態について説明する。本実施形
態は蓄熱装置２１を電解機能水を加熱するための熱源と
して使用する点において前記第１実施形態と異なる。従
って、前記第１実施形態と同一の部材構成については同
一の符号を付し、その重複した説明を省略する。また、
本実施形態において、蓄熱装置２１は深夜電力を利用し
て蓄熱される。

【００３４】電解機能水は、機能水生成装置（図示略）
にて通常の水（水道水）が電気分解されることによって
製造され、酸性機能水とアルカリ機能水とがある。酸性
機能水はｐＨ値３．０〜２．４とされており、洗浄・殺
菌・除菌・消臭・漂白等を行うために使用される。アル
カリ機能水はｐＨ値１１．２〜１１．８とされており、
洗浄・脱脂等を行うために使用される。

【００３５】図５に示すように、電解機能水の昇温装置
６０において、前記熱交換容器３４、伝熱管３７、及び
接続配管３８，３９は、チタン（チタニウム）等の耐食
性材料にて形成されている。そして、供給ポンプ４０が
駆動されると、接続配管３８を介して電解機能水（酸性
機能水又はアルカリ機能水）が伝熱管３７内に供給され
る。この電解機能水は伝熱管３７の管壁を介して熱交換
容器３４内に噴出した蒸気により加熱され、接続配管３
９を介して外部に取り出される。電解機能水は所定の温
度に加熱されることによって物理的に活性化し、前記各
種の効果（洗浄及び殺菌効果等）が向上する。

【００３６】電解機能水は用途に応じた温度に加熱さ
れ、工業分野、農業分野及び畜産分野等の様々な分野に
おいて使用される。工業分野では、酸性機能水が食品工
業ラインの殺菌用として使用されるばかりか、アルカリ
機能水が例えばコンタクトレンズ、半導体ＩＣ及び車両
等の各種工業製品の洗浄に使用される。このとき、アル
カリ性機能水の最適加熱温度は洗浄対象物によって異な
り、例えば７０〜８０度程度に加熱される。この程度の
温度まで加熱すれば十分な洗浄効果が得られる。また、
農業分野では、酸性機能水が例えば種子等の各種植物の
殺菌に使用される。このとき、酸性機能水は種子等が死
滅しない程度の温度、例えば６０度程度（６４度以下）
に加熱される。畜産分野では、アルカリ機能水が例えば
牛自身及び牛舎の床の洗浄等に使用される。

【００３７】電解機能水は、水酸化ナトリウム（ＮａＣ
ｌ）及び塩化水素（ＨＣｌ）等とは異なり、水素イオン
（Ｈ＋）及び水酸化イオン（ＯＨ−）が対イオンを持た
ないことから不安定であり、空気及び紫外線等に触れる
と安定化して経時的に通常の水に戻っていく。このた
め、使用後の電解機能水は通常の水と一緒に排水しても
何ら問題がない。

【００３８】従って、本実施形態によれば、以下の効果
を得ることができる。 （１）電解機能水を蓄熱装置２１を熱源として加熱する
ようにした。このため、電解機能水は物理的に活性化
し、その洗浄及び殺菌効果を向上させることができる。
また、蓄熱装置２１は深夜電力を利用して蓄熱される。
一般に深夜電力は供給過剰となり、消費促進のため、深
夜電力は昼間電力よりも安く設定されている。このた
め、昇温装置６０のランニングコストを低減させること
ができる。

【００３９】（２）蓄熱装置２１は電気ヒータ１６にて
蓄熱されるため清潔である。 （３）熱交換容器３４、伝熱管３７及び接続配管３８，
３９等を含む電解機能水が流通される配管系をチタン等
の耐食性材料にて形成した。このため、前記配管系は電
解機能水によって腐食されにくくなり、ひいては製品寿
命を向上させることができる。

【００４０】（４）電解機能水（酸性機能水）により半
導体ＩＣ、コンタクトレンズ等の工業製品を洗浄するよ
うにした。このため、超純水により工業製品を洗浄する
場合と異なり、高額の設備投資をする必要がなく、設備
コストを低減させることができる。

【００４１】（５）電解機能水は空気及び紫外線等に触
れると安定化して経時的に通常の水に戻っていく。この
ため、使用後の電解機能水は通常の水と一緒に排水して
も何ら問題がない。従って、純水と洗浄液との混合物に
よって工業製品を洗浄する場合と異なり、洗浄液が排水
されることによる環境汚染の心配がない。

【００４２】（６）蓄熱装置２１は夜間に蓄熱され、昼
間、蓄えられた熱が取り出される。即ち、蓄熱装置２１
によれば電解機能水の急速加熱ができるので、立ち上が
りが早い。電解機能水は長期間蓄えておくことができな
いため、急速に温度上昇させることにより電解機能水の
洗浄及び殺菌効果を損なうことなく加熱することができ
る。

【００４３】（７）電解機能水を夜間電力を利用して蓄
熱する蓄熱装置２１にて加熱するようにした。このた
め、常時、温水を貯湯槽に貯留及び保温しておき、必要
時に貯湯槽に貯留された温水を外部に供給する貯湯式と
異なり、必要時に必要量だけ加熱して外部に供給するこ
とができる。このため、保温のための電力が不要になり
経済的である。

【００４４】尚、前記実施形態は以下のように変更して
実施してもよい。 ・第１実施形態においては、蓄熱装置２１を熱交換器タ
イプの給湯装置２０に具体化したが、直接混合タイプの
給湯装置に具体化してもよい。即ち、図６に示すよう
に、供給ポンプ５１の駆動により、水が蓄熱装置２１内
に供給されて蒸気となり、この蒸気が蒸気混合器５２内
に噴出するように構成する。そして、この蒸気により外
部から蒸気混合器５２内に供給された水が加熱され温水
として排出されるようにする。蓄熱装置２１をこのよう
な給湯装置５３に利用しても効率的な給湯が可能とな
る。また、供給ポンプ５１の上流側に電磁弁５４、スト
レーナ５５及び塩素分フィルタ５６を設けてもよい。こ
のようにすれば、電磁弁５４を開閉制御することにより
供給ポンプ５１にかかる水圧を調節できる。ストレーナ
５５により水の中の異物が除去され管の詰まり等が防止
できる。そして、塩素分フィルタ５６により水の中の塩
素分が除去され配管の腐食及び割れ等が防止できる。さ
らに、出口ヘッダ３０と蒸気混合器５２との間に減圧弁
５７を設けてもよい。このようにすれば、出口ヘッダ３
０の出口径が小さくなり、蒸気出口圧力が高くなる。こ
のため、圧力損失が減って各伝熱管２７内への給水を容
易に実施できる。

【００４５】・第１及び第２実施形態においては、メア
ンダ形の伝熱管を８列に配置したが、次のようにしても
よい。即ち、図７（ａ）, （ｂ）に示すように、メアン
ダ形に形成した伝熱管２７を直列に複数個接続したもの
を、さらに１列以上並列配置してもよい。図７（ａ）,
（ｂ）においては、２つの伝熱管２７を直列に接続した
ものを２列に配置している。伝熱管２７の直列接続数及
び列数は任意に変更可能であり、例えば、２つの伝熱管
２７を直列に接続したものを４列に配置してもよい。こ
のようにすれば、伝熱管２７とヘッダとの接続箇所等を
減らすことができ、蓄熱槽２２自体の構造を簡素化する
ことができる。

【００４６】・第１及び第２実施形態においては、伝熱
管２７の一端上部から供給した水を、他端上部から蒸気
として噴出させるようにしたが、図８（ａ）, （ｂ）に
示すように、伝熱管２７の下部側の一端から供給した水
を上部側の他端から噴出させる。このようにしても、蓄
熱装置２１の高出力化が図れる。また、図８（ａ）,
（ｂ）に二点鎖線で示すように、各伝熱管２７の入口ヘ
ッダ２９側にそれぞれ逆止弁Ｒを設けてもよい。このよ
うにすれば、入口ヘッダ２９内の水がより均等に各伝熱
管２７内に分岐流入する。

【００４７】・図５における伝熱管２７の入口ヘッダ２
９側の逆止弁Ｒを省略してもよい。このようにすれば、
部品コストを低減させることができる。尚、このように
しても、各伝熱管２７内に水を供給することは可能であ
る。また、図５に二点鎖線で示すように、各伝熱管２７
の入口ヘッダ２９側にそれぞれ電磁弁６１を設けてもよ
い。このようにすれば、各電磁弁６１を開閉制御するこ
とにより、各伝熱管２７内に流入する水の量を均一に調
節可能となり、蓄熱材２６の温度バランスをとることが
できる。さらに、図５に二点鎖線で示すように、接続配
管３２上に安全弁６２及び減圧弁６３を設けてもよい。
このようにすれば、出口ヘッダ３０の出口径が小さくな
り、蒸気出口圧力が高くなる。このため、入口ヘッダ２
９内の水がより均等に各伝熱管２７内に分岐流入する。

【００４８】・第１及び第２実施形態において、電気ヒ
ータ２８を例えばＵ字型に形成し、複数を並列配置して
もよい。このようにしても、蓄熱材２６を効率的に加熱
することができる。

【００４９】・第１実施形態においては、蓄熱装置２１
を給湯装置２０に使用したが、蒸気発生装置、暖房装置
及び乾燥装置等に利用してもよい。蓄熱装置２１は効率
的に熱が取り出せることから、この蓄熱装置２１を利用
した蒸気発生装置、乾燥装置及び暖房装置等においても
効率的な熱の取り出しを行うことができる。

【００５０】・第２実施形態では、熱交換容器３４、伝
熱管３７及び接続配管３８，３９等を含む配管系をチタ
ンにて形成したが、チタンより耐食性の劣るステンレス
にて形成してもよい。この場合、定期的なメンテナンス
を行う。例えば酸性機能水を流した後にはアルカリ性機
能水を流し、逆にアルカリ性機能水を流した後には酸性
機能水を流して通水中和する。

【００５１】・第２実施形態では、電解機能水を、コン
タクトレンズ、半導体ＩＣ及び車両等の各種工業製品の
洗浄、食品工業ラインの殺菌、種子等の殺菌、牛自身及
び牛舎の床の洗浄等に使用する例を示したが、電解機能
水の性質を利用して他の用途に使用してもよい。例え
ば、手洗い用水、フキン（おしぼり）、まな板・包丁等
の厨房器具の殺菌・洗浄、食品加工用水、水泳用プール
水、芝生の殺菌等に使用してもよい。この場合、用途に
応じて適宜ｐＨ値を調節する。

【００５２】・第１及び第２実施形態においては、伝熱
管２７を複数本並列配置する構造について説明している
が、使用途の種類によりその熱源としての容量選定にお
いて、伝熱管２７の１本使用であってもよく、そのメア
ンダ形による蓄熱材２６からの効率的な熱交換作用が得
られる。

【００５３】次に、前記実施形態から把握できる請求項
記載発明以外の技術的思想について、以下にそれらの効
果と共に記載する。 ・前記ヒータをメアンダ形又はＵ字型に形成した請求項
４に記載の蓄熱装置。このようにすれば、より効率的に
蓄熱材を加熱することができる。

【００５４】・蓄熱材の温度分布に基づいて、前記ヒー
タの通電時間を制御する制御手段を設けた請求項１〜請
求項４のうちいずれか一項に記載の蓄熱装置。制御手段
は、例えば伝熱管の入口側にあるヒータ程長時間ＯＮす
るように、即ち出口側にあるヒータ程短時間ＯＮするよ
うに、ヒータを制御する。蓄熱材は伝熱管の入口側から
出口側に向かって冷えていくからである。

【００５５】

【発明の効果】従って、請求項１に記載の発明によれ
ば、メアンダ形の伝熱管を使用することでケース内に配
した蓄熱材に対し、その単位容積当たりの表面積が均等
となる伝熱管の配置が得られ、効率的な熱交換が得られ
る。

【００５６】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加えて、熱媒体の流量を増やすこ
とが可能となり、高出力化できる。請求項３に記載の発
明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果
に加えて、各伝熱管付近の蓄熱材の熱が均等に奪われる
ことにより、蓄熱材の温度バランスがとれる。

【００５７】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
〜請求項３のうちいずれか一項に記載の発明の効果に加
えて、蓄熱材の全体からほぼ均等に熱が奪われるため、
蓄熱材と熱媒体との間の熱交換が効率よく行われる。

【００５８】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
〜請求項４のうちいずれか一項に記載の発明の効果に加
えて、蓄熱材の全体を一様に加熱する場合と異なり、効
率的な蓄熱を行うことができる。

【００５９】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
〜請求項５のうちいずれか一項に記載の蓄熱装置の作用
が得られ、効率的な給湯を行うことができる。請求項７
に記載の発明によれば、電解機能水が加熱されることに
より物理的に活性化し、洗浄及び殺菌効果を向上させる
ことができる。

【００６０】請求項８に記載の発明によれば、請求項７
に記載の発明の効果に加えて、電解機能水と前記熱媒体
との間で熱交換が行われることにより、電解機能水を加
熱することができる。

【００６１】請求項９に記載の発明においては、請求項
８に記載の発明の作用に加えて、熱交換器及び伝熱管を
含む配管系が腐食されにくくなり、製品寿命を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態における蓄熱装置の正断面図。

【図２】 本実施形態における蓄熱装置の側断面図。

【図３】 本実施形態における蓄熱装置の平断面図。

【図４】 本実施形態における蓄熱装置の分解斜視図。

【図５】 本実施形態における給湯装置の模式的な構成
図。

【図６】 別の実施形態における給湯装置の模式的な構
成図。

【図７】 （ａ）, （ｂ）は、別の実施形態における伝
熱管の斜視図。

【図８】 （ａ）, （ｂ）は、別の実施形態における蓄
熱装置の正断面図。

【符号の説明】

２０…給湯装置、２１…蓄熱装置、２３…内ケース（ケ
ース）、２６…蓄熱材、２７…伝熱管、２８…電気ヒー
タ（ヒータ）、６０…電解機能水の昇温装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳瀬 育彦 愛知県犬山市字上小針１番地 エナジーサ ポート 株式会社内 (72)発明者 安藤 高大 愛知県犬山市字上小針１番地 エナジーサ ポート 株式会社内 Ｆターム(参考） 4D061 DA03 DB01 DB20 DC01 DC03 DC04 FA01

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケースに充填された蓄熱材を加熱するヒ
   ータと、前記ケース内に配設されると共に内部に熱媒体
   が流され同熱媒体と前記蓄熱材との間で熱交換を行う伝
   熱管とを備えた蓄熱装置において、前記伝熱管をメアン
   ダ形に形成した蓄熱装置。
2. 【請求項２】 前記メアンダ形に形成した伝熱管を複数
   本並列配置した請求項１に記載の蓄熱装置。
3. 【請求項３】 前記メアンダ形に形成した伝熱管を直列
   に複数個接続したものを、さらに１列以上並列配置した
   請求項１又は請求項２に記載の蓄熱装置。
4. 【請求項４】 前記蓄熱材の単位容積当たりの伝熱管の
   表面積を、前記ケースの各部において、ほぼ均等とした
   請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の蓄熱装
   置。
5. 【請求項５】 複数の前記ヒータをそれぞれ各伝熱管の
   間にこれらと直交するように並列配置した請求項１〜請
   求項４のうちいずれか一項に記載の蓄熱装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜請求項５のうちいずれか一項
   に記載の蓄熱装置を備えた給湯装置。
7. 【請求項７】 水を電気分解することにより生成した電
   解機能水を、請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に
   記載の蓄熱装置を熱源として加熱するようにした電解機
   能水の昇温装置。
8. 【請求項８】 加熱された熱媒体を熱交換器内に導くと
   共に同熱交換器内に配設した伝熱管の内部に電解機能水
   を流し、同電解機能水と前記熱媒体との間で熱交換を行
   うようにした請求項７に記載の電解機能水の昇温装置。
9. 【請求項９】 前記熱交換器及び伝熱管を含む配管系を
   それぞれ耐食性材料にて形成した請求項８に記載の電解
   機能水の昇温装置。