JPH09170815A - 蓄熱システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の蓄熱システムは、加熱装置と保温タ
ンクとの配置の自由度を持たせつつ、発熱体に対するス
ケール析出を防止して、熱効率を向上することにより、
経済的に蓄熱できるようにすることを課題とする。 【解決手段】 本発明の蓄熱システムは、水の管６３か
ら電磁誘導で加熱され、通過する水との温度差を小さく
する発熱体１２を収納した加熱装置６１と、加熱装置６
１からの熱水を受け入れて貯留する保温タンク６２とを
備え、保温タンク６２を加熱装置６１とは分けて設けた
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱装置により加
熱された熱水を蓄熱するものに係わり、特に、電磁誘導
による加熱装置を用いた蓄熱システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の蓄熱システムとしては、電力をエ
ネルギー源とする電気温水器の発熱体（シーズヒータ）
で水を加熱して、その熱水を発熱体に一体化された保温
タンクに貯留して蓄熱するものが知られている。また、
近年における蓄熱システムとしては、経済性等の理由か
ら、深夜電力を使用して発熱体（シーズヒータ）で水を
加熱し、保温タンクに蓄熱しておき、昼間等の熱水の使
用に備えるようにしたものが多く用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の蓄熱
システムでは、発熱体（シーズヒータ）で普通の水（水
道水）等を加熱すると、この水に含まれている不純物等
が発熱体（シーズヒータ）にスケールとして析出する現
象が発生する。このスケールは、水と発熱体表面との温
度差が大きい程よく発熱体に析出し、熱効率を低下させ
る要因となっている。従って、従来の蓄熱ステムでは、
水を加熱するに際して、発熱体（シーズヒータ）にスケ
ール発生が発生すると、熱効率の低下するとともに、発
熱体（シーズヒータ）が断線するという問題があった。
また、電力料金が安い深夜電力を使用しても、熱効率が
低下することから、不経済なものとなる。更に、発熱体
（シーズヒータ）に対するスケール発生による熱効率の
低下をカバーするためには、発熱体（シーズヒータ）を
大型にする必要性があり、保温タンクと一体化された発
熱体からなる蓄熱システムを屋外に配置しているが現状
である。

【０００４】本発明は、この問題を解決するためになさ
れたもので、加熱装置と保温タンクとの配置の自由度を
持たせつつ、発熱体に対するスケール析出を防止して、
熱効率を向上することにより、経済的に蓄熱できる蓄熱
システムを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の蓄熱
システムでは、水の管の外部から電磁誘導で加熱され、
前記管を通過する際に加熱される前記水との温度差を小
さくする機能を有する発熱体を収納した加熱装置と、前
記加熱装置からの熱水を受け入れて貯留する保温タンク
とを備え、前記保温タンクを前記加熱装置とは分けて設
けていることを特徴とするものである。これにより、発
熱体とこの発熱体を通過するに際して加熱される水との
温度差を小さくすることにより、発熱体に析出するスケ
ールを低減して、電力エネルギーから熱エネルギーへの
変換効率を極めて高い水準にすることができる。また、
加熱装置と発熱体とを分けて設けることで、蓄熱システ
ムの配置の自由度が増す。

【０００６】本発明の請求項２記載の蓄熱システムで
は、請求項１のものにおいて、前記加熱装置は深夜電力
により水を加熱し、前記保温タンクは深夜電力による熱
水を貯留するものである。これにより、低料金の深夜電
力を使用して水を加熱して、保温タンクに熱水として蓄
熱できるので、より経済的なものとなる。

【０００７】本発明の請求項３記載の蓄熱システムで
は、請求項１又は請求項２のものにおいて、前記加熱装
置と前記保温タンクは、室内に設置されるものである。
これにより、保温タンクに蓄熱された熱を室内の暖房等
に利用することができる。

【０００８】本発明の請求項４記載の蓄熱システムで
は、請求項１のものにおいて、前記加熱装置は、前記保
温タンクに熱水を供給する管と、前記保温タンクをバイ
パスして直接ユーザ機器に熱水を供給する管とに、切換
自在にされているものである。これにより、切換で加熱
装置で加熱された熱水を保温タンクに蓄熱できると共
に、直接ユーザ機器に熱水を供給することができる。

【０００９】本発明の請求項５記載の蓄熱システムで
は、請求項１乃至請求項４のものにおいて、前記保温タ
ンクは、前記加熱装置からの熱水を受け入れて貯留する
タンク本体と、前記加熱装置で前記水が加熱されるに際
して発生する蒸気で前記タンク本体の保温効果を向上さ
せる保温体とからなる２重式であるものである。これに
より、保温タンクに蓄熱される熱水の保温性が向上され
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の蓄熱システムを図
１乃至図７を参照して説明する。

【００１１】図１において、１００は蓄熱システムであ
って、住宅等の室内６０に配置された電磁誘導加熱装置
６１と保温タンク６２とを主要部として構成されてい
る。加熱装置６１は、室内６０の屋根裏や床下に配管さ
れた水道管６３から供給される水道水を蒸気と熱水の混
じった湿り蒸気（気液状態）に加熱するもので、熱水貯
留管６４を介して保温タンク６２の上部に接続されてい
る。また、加熱装置６１は熱水貯留管６４から分岐する
熱水供給管６５を介して住宅等の室内６０に設置された
浴室６６の浴槽６６Ａ，シャワ６６Ｂ等の蛇口、トイレ
６７の洗浄器、洗濯機６８の供給管、凝縮器６９等から
なるユーザ機器に接続されている。

【００１２】保温タンク６２は、内部が大気圧に開放さ
れたタイプで断熱材等で覆われたタンク本体７０と、こ
のタンク本体７０を覆って熱水貯留管６４から分岐する
蒸気管７１から蒸気が供給される保温体７２とで構成さ
れる二重保温式のタンクであって、この底部に開口して
延びる熱水管７３を介して熱水供給管６５に接続されて
いる。この熱水管７３は、室内６０に設置された厨房等
の流し台７４の蛇口に接続される流し用熱水管７３Ａと
流し台７４に配置される給湯器７５に接続される給湯用
熱水管７３Ｂとに分岐されており、この流し用熱水管７
３Ａには水道管６３から分岐する分岐水道管６３Ａが接
続されている。熱水貯留管６４から分岐する蒸気管７１
は、浴室６６のサウナ６６Ｃ等に接続されている。ま
た、熱水貯留管６４、熱水供給管６５，熱水管７３及び
分岐水道管６３Ａ中には、制御器７６の開閉指令ｃに基
づいてその流量が制御される流量制御弁７７〜８０がそ
れぞれ配置されている。８１は保温タンク６２の直下の
熱水管７３内に配置された吸引ポンプであって、保温タ
ンク６２のタンク本体７０に貯蓄される熱水を熱水管７
３に吸引・吐出するものである。

【００１３】加熱装置６１は、図５に詳細に示されるよ
うに、流体通路を形成する非金属パイプ１１内に、発熱
体１２を収納し、パイプ１１の外周にワーキングコイル
１３を巻き付けたものである。パイプ１１の下側から入
る水道水１４は発熱体１２内の流体通路を通過すること
で水を沸騰させて蒸気と熱水の混じった湿り蒸気（気液
状態）１５となるように加熱された後、パイプ１１の上
側の出口から熱水貯留管６４に吐出される。このとき、
発熱体１２と水との熱交換性が極めて高いため、発熱体
１２と水道水１４との温度差が小さいので加熱面への不
純物のスケール析出が起こりにくく、例え、スケールが
析出しても、電磁誘導で発生する振動により発熱体１２
への付着が防止され、析出したスケールは蒸気と熱水の
混じった湿り蒸気（気液状態）とともに保温タンク６２
へ運びこまれる。

【００１４】図１に戻り、水道管６３から供給される水
道水は加熱装置６１で加熱され、蒸気と熱水の混じった
湿り蒸気（気液状態）となり、流量制御弁７７を開弁状
態、他の流量制御弁７８〜８０を閉弁状態で熱水貯留管
６４を通して保温タンク６２のタンク本体７０の上部に
導かれる。そして、保温タンク６２に導かれた湿り蒸気
はタンク本体７０の底部側へ流れ落ち、蒸気と熱水に分
離されつつ蓄熱される。また、熱水貯留管６４から分岐
する蒸気管７１を通して、蒸気のみが保温体７２に導入
され、保温タンク６２の保温向上に供じられると共に、
住宅等の室内６０に設置された浴室６６のサウナ６６Ｃ
にこの蒸気を供給する。そして、保温タンク６２に蓄熱
された熱水は、吸引ポンプ８１の作動でタンク本体７０
から熱水管７３に吸引・吐出され、分岐熱水管７３Ａ，
７３Ｂを通して厨房等の流し台７４の蛇口や給湯器７５
に供給され、また、流量制御弁７９を開弁状態、他の流
量制御弁７７，７８，８０を閉弁状態で、熱水供給管６
５から室内６０内に設置された浴室６６の浴槽６６Ａ，
シャワ６６Ｂ等の蛇口、トイレ６７の洗浄水器、洗濯機
６８の供給管、凝縮器６９等からなるユーザ機器に供給
される。また、加熱装置６１で加熱され、蒸気と熱水の
混じった湿り蒸気（気液状態）は、流量制御弁７８を開
弁状態、他の流量制御弁７７，７９，８０を閉弁状態
で、自然対流により熱水供給管６５から室内６０内に設
置された浴室６６の浴槽６６Ａ，シャワ６６Ｂ等の蛇
口、トイレ６７の洗浄器、洗濯機６８の供給管、凝縮器
６９等からなるユーザ機器に直接に供給される。このよ
うに、住宅等の室内６０に設置された浴室６６の浴槽６
６Ａ，シャワ６６Ｂ等の蛇口、トイレ６７の洗浄器、洗
濯機６８の供給管、凝縮器６９や、流し台７４の蛇口，
給湯器７５等からなるユーザ機器に熱水が供給された
後、各蛇口等を操作することで、浴槽６６Ａや流し台７
４に熱水が流れ出して、使用することができる。

【００１５】次に、本発明の蓄熱システム１００の変形
例を、図２乃至図４を参照して説明する。尚、図２乃至
図４において、図１と同一の符号は同一の構成を有する
ので、その説明は省略する。

【００１６】図２の蓄熱システム２００において、二重
保温式の保温タンク６２のタンク本体１７０は、この底
部に開口する水道管６３から供給される水道水の水圧に
耐えうる強度を有する密閉タイプである。タンク本体１
７０の側面上部と下部には、この内部に蓄熱される熱水
と水道水を循環させる熱水貯留管１６４が開口してお
り、熱水貯留管１６４内に加熱装置６１が配置されてい
る。加熱装置６１の下流側にある熱水貯留管１６４から
蒸気管７１が分岐して保温タンク６２の保温体７２に接
続されている。また、保温タンク６２のタンク本体１７
０の上部には、熱水供給管６５が開口しており、この熱
水供給管６５が蒸気管７１と共に、住宅等の室内６０に
設置された、図１に示すような、浴室６６の浴槽６６
Ａ，シャワ６６Ｂ等の蛇口、トイレ６７の洗浄器、洗濯
機６８の供給管、凝縮器６９、浴室６６のサウナ６６Ｃ
等のユーザ機器に熱水や蒸気を供給するようになってい
る。

【００１７】このような、図２の蓄熱システム２００で
は、水道管６３から保温タンク６２のタンク本体１７０
の下部に供給された水道水は、熱水貯留管１６４を通し
てタンク本体１７０の下部と上部との間を自然対流で循
環されながら加熱装置６１で加熱され、蒸気と熱水の混
じった湿り蒸気（気液状態）となり、保温タンク６２の
タンク本体１７０の上部に導かれる。保温タンク６２に
導かれた湿り蒸気は水の溜まっているタンク本体１７０
の上部に流入され、この上部に熱水層を下部に水道水層
とを形成するように分離されつつ蓄熱される。また、熱
水貯留管１６４から分岐する蒸気管７１を通して蒸気の
みが保温体７２に導入されると共に、住宅等の室内６０
に設置された浴室６６のサウナ６６Ｃに供給する。そし
て、保温タンク６２に蓄熱された熱水は、熱水供給管６
５中に配置された吸引ポンプ８１の作動でタンク本体１
７０の上部に対流する熱水が熱水供給管６５に吸引・吐
出され、図１に示すように、室内６０内に設置された浴
室６６の浴槽６６Ａ，シャワ６６Ｂ等の蛇口、トイレ６
７の洗浄器、洗濯機６８の供給管、凝縮器６９、流し台
７４の蛇口、給湯器７５等のユーザ機器に供給される。

【００１８】図３における蓄熱システム３００は、図２
に示す蓄熱システム２００の構成に、熱水貯留管１６４
中に配置された加熱装置６１で加熱された蒸気と熱水の
混じった湿り蒸気（気液状態）を、保温タンク６２に流
入させ、又は直接に、図１に示すように、室内６０内に
設置された浴室６６の浴槽６６Ａ，シャワ６６Ｂ等の蛇
口、トイレ６７の洗浄水装置、洗濯機６８の供給管、凝
縮器６９、流し台７４の蛇口、給湯器７５等からなるユ
ーザ機器に供給できるようにしたものである。図３にお
いて、熱水貯留管１６４は、加熱装置６１の下流側から
分岐する分岐熱水貯留管１６４Ａを介して熱水供給管６
５に接続されている。また、分岐熱水貯留管１６４Ａよ
り下流側の熱水貯留管１６４と、分岐熱水貯留管１６４
Ａより上流側の熱水供給管６５と、分岐熱水貯留管１６
４Ａとには、制御器７６の開閉指令ｃに基づいてその流
量が制御される流量制御弁２７７〜２７９がそれぞれ配
置されている。

【００１９】このような、図３の蓄熱システム３００で
は、水道管６３から保温タンク６２のタンク本体１７０
の下部に供給された水道水は、流量制御弁２７７を開弁
状態、他の流量制御弁２７８，２７９を閉弁状態で、熱
水貯留管１６４を通してタンク本体１７０の下部と上部
との間を自然対流で循環されながら加熱装置６１で加熱
され、蒸気と熱水の混じった湿り蒸気（気液状態）とな
り、保温タンク６２のタンク本体１７０の上部に導かれ
る。保温タンク６２に導かれた湿り蒸気は水の溜まって
いるタンク本体１７０の上部に流入され、この上部に熱
水層を下部に水道水層とを形成するように分離されつつ
蓄熱される。そして、保温タンク６２に蓄熱された熱水
は、流量制御弁２７８を開弁状態、他の流量制御弁２７
７，２７９閉弁状態で、熱水供給管６５中の吸引ポンプ
８１の作動で熱水供給管６５に吸引・吐出され、図１に
示すように、室内６０内に設置された浴室６６の浴槽６
６Ａ，シャワ６６Ｂ等の蛇口、トイレ６７の洗浄器、洗
濯機６８の供給管、凝縮器６９、流し台７４の蛇口、給
湯器７５等からなるユーザ機器に供給される。また、加
熱装置６１で加熱された湿り蒸気（気液状態）は、流量
制御弁２７９を開弁状態、他の流量制御弁２７７，２７
８を閉弁状態で、分岐熱水貯留管１６４Ａ−熱水供給管
６５から室内６０内に設置された浴室６６の浴槽６６
Ａ，シャワ６６Ｂ等の蛇口、トイレ６７の洗浄器、洗濯
機６８の供給管、凝縮器６９等からなるユーザ機器に直
接に供給される。

【００２０】図４の蓄熱システム４００において、保温
タンク６２のタンク本体７０の底部から延びる熱水管７
３は分岐することなく、熱供給管６５に接続されている
と共に、加熱装置６１が配置された水道管６３の下流側
に流量制御弁７７を配置したもので、その他の構成は、
図１に示す蓄熱システム１００と同一の構成を有するも
ので、加熱装置６１で加熱された蒸気と熱水が混じった
湿り蒸気（気液状態）のユーザ機器への供給は、上記図
１に示す蓄熱システム１００と同様に行われる。

【００２１】次に、図１乃至図４の蓄熱システム１０
０，２００，３００，４００に用いられる電磁誘導加熱
装置６１の詳細な構造を図５により説明する。図５にお
いて、電磁誘導加熱装置６１は、パイプ１１の両端に順
に接続される管５１，５２、短管５３，５４、フランジ
５５，５６とを有している。フランジ５５，５６及び短
管５３，５４の素材は、水に対して耐蝕性を有すること
が好ましく、またコイル１３が形成する磁束の影響を受
けにくいように、非磁性のＳＵＳ３１６の如きオーステ
ナイト系ステンレスが用いられる。フランジ５５と短管
５３は溶接等で短管付きフランジに形成され、フランジ
５６と短管５４も溶接等で短管付きフランジに形成され
る。この短管５３，５４との間には、ＦＲＰ、フッ素樹
脂、セラミック等の非磁性材料のパイプ１１が連結され
ている。

【００２２】水道水１５の出口側に位置する短管５４に
は、同じＳＵＳ３１６製のソケット５４ａが溶接等で固
定され、温度センサ１７を取り付けるためのフィティン
グ１７ａがねじ込めるようになっている。そして、押さ
え金具１７ｂをフィティング１７ａに対してねじ込む
と、温度センサ１７の先端が短管５４の中心付近に位置
する状態で固定することができる。また、コイル１３は
リッツ線を撚り合わせたものであり、パイプ１１の外周
に巻回されるか、又はパイプ１１の肉厚内に巻回して埋
設される。パイプ１１はコイル１３を保持し、流体通路
を区画し、その通路内に発熱体１２を収納するためのも
のである。

【００２３】パイプ１１内に組み込まれる発熱体１２
は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、ジグザグ
の山型に折り曲げられた第１金属板２２と平たい第２金
属板２１とを交互に積層し、全体として円柱状の積層体
１２に形成したものである。この第１金属板２２や第２
金属板２１の材質としては、強磁性体であって耐蝕性も
兼ね備えたＳＵＳ４４７Ｊ１の如きマルテンサイト系ス
テンレスが用いられる。そして、第１金属板２２の山
（又は谷）は中心軸２４に対して角度αだけ傾くように
配置され、第２金属板２１を挟んで隣り合う第１金属板
２２の山（又は谷）は交差するように配設されている。
また、隣り合う第１金属板２２における山（又は谷）の
交差点において、第１金属板２２と第２金属板２１がス
ポット溶接で溶着され、電気的に導通可能になってい
る。

【００２４】また、発熱体１２は、図６（ａ）及び図６
（ｂ）に示すように、最外周に位置する第２金属板２１
と第１金属板２２との間には、角度αだけ傾いた第１小
流路２７が形成され、次の第２金属板２１と第１金属板
２２との間には、角度−αだけ傾いた第２小流路２８が
形成され、これらの小流路２７，２８が交互に形成され
るように第２金属板２１と第１金属板２２とを積層して
いる。この第１小流路２７と第２小流路２８は角度２×
αで交差している。また、第１金属板２２や第２金属板
２１の表面には、流体の乱流を生じさせるための第３小
流路２６が設けられている。さらに、第１金属板２２や
第２金属板２１の表面は平滑ではなく、梨地加工又はエ
ンボス加工によって微小凹凸が施されている。この微小
凹凸は山（又は谷）の高さに比較して無視できる程度に
小さい。

【００２５】そして、コイル１３に高周波電流を流して
発熱体１２に高周波磁界を作用させると、電磁誘導によ
り第１金属板２２と第２金属板２１の全体に渦電流が生
じ、積層体である発熱体１２が発熱する。このときの温
度分布は、第１金属板２２と第２金属板２１の長手方向
に延びた目玉型となり、周辺部より中心部の方が発熱
し、中央部を流れようとする水道水１４の加熱に有利に
なっている。なお、４は交流電源２０を高周波電源に変
換するインバータの如き高周波電流発生器であり、１８
及び１９は温度調整器及び高周波電流発生器４に対する
制御器である。

【００２６】また、発熱体１２内には交差する第１小流
路２７と第２小流路２８が形成されているので、この発
熱体１２を通過する水道水１４は、周辺と中央との拡散
が行われ、加えて第３小通路２６の存在によって、第１
小流路２７と第２小流路２８間の厚み方向の拡散も行わ
れる。従って、これらの小流路２７、２８によって発熱
体１２の全体にわたる水道水１４のマクロ的な分散、放
散、揮散が生じると共に、表面の微小凹凸によってミク
ロ的な拡散、放散、揮散も生じる。その結果、発熱体１
２を通過する水道水１４は略均一な流れになって、第１
金属板２２及び第２金属板２１との均一な接触機会が得
られる。

【００２７】尚、図５のように、発熱体１２は、その外
周面とパイプ１１の内周面との間に環状隙間Ｒｓを形成
するような直径Ｄとされて、パイプ１１内にその軸心と
発熱体１２の軸心を一致させるように遊嵌して、パイプ
１１内に挿入されて保持部材３０で保持されている。そ
して、発熱体１２の直径Ｄは、電磁誘導加熱装置６１で
水道水１４を加熱した際、パイプ１１がその径方向に熱
膨張する量と発熱体１２がその径方向に熱膨張する量と
の熱膨張差以上の環状隙間Ｒｓを、発熱体１２とパイプ
１１間に有するように決定されている。また、保持部材
３０は、流入側Ａの短管５３に溶接等で溶着され径内方
向に延びる金属製バー３１と、この金属製バー３１の先
端に発熱体１２の軸心と一致するように固定され非磁性
体の保持棒３２とで構成されている。そして、この保持
棒３２は、非磁性、耐熱性及び耐蝕性に優れたセラミッ
ク等で製作されて流入側Ａから流出側Ｂに向かって延び
ており、その先端で発熱体１２をコイル１３に対する位
置に位置決めして保持している。３５はリング状ストッ
パであって、非磁性、耐熱性及び耐蝕性の優れたセラミ
ック等で製作されており、水道水１４の流出側Ｂからパ
イプ１１内に嵌合され、発熱体１２との間に当該発熱体
１２の軸方向の熱膨張の量と同一、又は多少少ない隙間
Ｖｓを有して固定されている。また、リング状ストッパ
３５は、流出側Ｂから環状隙間Ｒｓを径方向に横切って
発熱体１２上に位置しており、発熱体１２の熱膨張でこ
の発熱体１２と係合して、環状隙間Ｒｓを流出側Ｂから
閉塞する。

【００２８】そして、加熱装置６１の流入側Ａから流出
側Ｂに水道水１４を流すと共に、コイル１３による電磁
誘導でパイプ１１、発熱体１２を介して水道水１４を加
熱すると、パイプ１１及び発熱体１２とにその径方向の
熱膨張に差が生じるが、パイプ１１と発熱体１２間には
その熱膨張差以上の環状隙間Ｒｓが形成されているの
で、この環状隙間Ｒｓを狭めつつ熱膨張差を吸収して、
発熱体１２がパイプ１１に当接して押すことによる応力
の作用を防止される。また、発熱体１２はその軸方向に
も熱膨張するが、この熱膨張はリング状ストッパ３５と
の間に形成された隙間Ｖｓにより吸収される。このと
き、加熱装置６１の流入側Ａに流入した水道水１４は、
発熱体１２内に流入して加熱されて流入側Ｂに流れると
共に、水道水１４の一部は、流入側Ａから直接的に、又
は発熱体１２から環状隙間Ｒｓに流入して環状隙間Ｒｓ
を通過して流入側Ｂに流れようとする。しかしながら、
発熱体１２が軸方向の熱膨張によりリング状ストッパ３
５に係合することにより、環状隙間Ｒｓの流出側Ｂを閉
塞して水道水１４が直接に流出側Ｂに流れることを阻止
する。この結果、環状隙間Ｒｓ内には流入側Ａからの水
道水１４の流れにより流出側Ｂに押すような圧力が発生
し、環状隙間Ｒｓ内に流れ込んだ水道水１４をこの圧力
により発熱体１２内に流れ込ませることができる。ま
た、コイル１３による電磁誘導で発熱体１２を加熱して
も、発熱体１２の熱膨張が直接パイプ１１に影響を及ぼ
すことがなく、発熱体１２の交換も容易にできる。発熱
体１２の熱膨張を吸収するための環状隙間Ｒｓを形成し
たとしても、発熱体１２が熱膨張してリング状ストッパ
３５に係合することにより環状隙間Ｒｓを流出側Ｂから
閉塞する。これにより、この環状隙間Ｒｓに流れ出す水
道水１４を発熱体１２内に流れ込ませることができ、水
道水１４を発熱体１２で均一に加熱することが可能とな
る。

【００２９】尚、パイプ１１の内径よりやや大きい外形
を有する発熱体１２を押し込むことによって、環状隙間
Ｒｓを無くし、壁流によるバイパス流を無くすことも可
能である。この場合、発熱体１２の熱膨張や発熱の影響
が直接パイプ１１に及ぶことになるが、１００°Ｃ前後
の加熱であれば、樹脂系パイプ１１で十分に耐えること
が出来る。

【００３０】また、発熱体１２としては、図７（ａ）及
び図７（ｂ）に示すように、パイプ１１の軸方向に延び
る小径パイプ部材８０の多数を規則的に、且つ密に束ね
て溶接又は金属ろー付けで接合したものであり、小径パ
イプ部材８０内及び小径パイプ部材８０間の空間を水道
水１４の通路としたものを用いてもよい。この場合に発
熱体１２は、パイプ１１内周に対して各小径パイプ部材
８０の外周を接触させながら挿入されているとともに、
パイプ１１の両側から水道水１４の流れを拡散する分散
部材８１が設けられており、その他は図５に示す電磁誘
導加熱装置６１と同一の構成を有するものである。この
ように、発熱体１２の断面が小径パイプ部材２５を規則
正しく組み上げ、これら部材が電気的に独立することな
く、特に半径方向に導通しやすい構造にすると、電磁誘
導による渦電流の発生が発熱体１２の断面の略全域にわ
たって生じ、断面での発熱ムラが少なくなる。また、水
道水１４は、分散部材８１で均等に分散された後に、発
熱体１２の各小径パイプ部材８０で区切られた小さなセ
グメントに沿って軸方向に流れる。そして、水道水１４
の圧力損失が少ない割に、小径パイプ部材８０で区切ら
れた小さくて細長いセグメントの壁に水道水１４が接触
する機会が得られる。尚、図７（ａ）及び図７（ａ）と
同様な効果を得るためには、各小径パイプ部材８０に代
えて、多数の板部材を組み合わせることで、断面が格子
形状となるようにして、水道水１４が通過する小さなセ
グメントを形成するようにしたものであってもよい。

【００３１】この電磁誘導加熱装置６１は、発熱体１２
を図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す構造として、下流側
から流入する水道水１４を加熱すると、 電気エネルギーから熱エネルギーへの変換効率が９２
％と極めて高いことが確認されている。 また、発熱体１２と水道水１４との熱交換性が極めて
高いため、発熱体１２の加熱表面と水道水１４との温度
差が小さくなるので、この発熱体１２へのスケールの析
出が起こりにくく、例え、スケールが析出しても、電磁
誘導で発生する振動により発熱体１２への付着が防止さ
れ、析出したスケールは蒸気と熱水の混じった湿り蒸気
（気液状態）とともに保温タンク６２へ運びこまれる。

【００３２】そして、発熱体１２を図７（ａ）及び図７
（ｂ）に示す構造としても、 電気エネルギーから熱エネルギーへの変換効率が高く
することができる。 また、発熱体１２と水道水１４との熱交換性が高いた
め、発熱体１２の加熱表面と水道水１４との温度差が小
さくなるので、この発熱体１２へのスケールの析出が起
こりにくく、例え、スケールが析出しても、電磁誘導で
発生する振動により発熱体１２への付着が防止され、析
出したスケールは蒸気と熱水の混じった湿り蒸気（気液
状態）とともに保温タンク６２へ運びこまれる。

【００３３】従って、上述の図５乃至図７に示される電
磁誘導加熱装置６１を、図１乃至図４の蓄熱システム１
００，２００，３００，４００のそれぞれに用いると、
水道水を発熱体１２で加熱してもスケールの発生を低減
して熱交換率を向上しつつ、電力料金が安い深夜電力を
使用して発熱体１２で水道水を加熱することにより、よ
り経済的に保温タンク６２に熱水を蓄熱して保温するこ
とが可能となる。また、図５乃至図７に示される構造を
有する発熱体１２を用いると、熱交換率の向上が図られ
ることから、加熱装置６１自体をコンパクトにすること
が可能となり、しいては、加熱装置６１と保温タンク６
２を別体として、室内６０に配置できる等の蓄熱システ
ム１００，２００，３００，４００の配置の自由度を向
上させることができ、この保温タンク６２を室内６０に
配置することにより、蓄熱された熱を室内６０の暖房等
に利用することも可能となる。

【００３４】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の蓄熱システムで
は、管の外部から電磁誘導で加熱され、前記管を通過す
る際に加熱される前記水との温度差を小さくする機能を
有する発熱体を収納した加熱装置と、加熱装置からの加
熱水を受け入れて貯留する保温タンクとを備え、保温タ
ンクを加熱装置とは分けて設けているものである。これ
により、発熱体とこの発熱体を通過するに際して加熱さ
れる水との温度差を小さくすることにより、発熱体に析
出するスケールを低減して、電力エネルギーから熱エネ
ルギーへの変換効率を極めて高い水準にすることができ
る。この結果、加熱装置による水の加熱に対する熱効率
を向上しつつ経済的に保温タンクに蓄熱することが可能
となり、且つ交換効率の向上により加熱装置をコンパク
トにでき、加熱装置と保温タンクとを分けて設けること
により、蓄熱システム自体の小型化と配置の自由度を向
上させることが可能となる。

【００３５】請求項２記載の蓄熱システムでは、加熱装
置は深夜電力により水を加熱し、保温タンクは深夜電力
による加熱水を貯留するものである。これにより、請求
項１の効果に加えて、低料金の深夜電力を使用して水を
加熱して、保温タンクに蓄熱できるので、より経済的な
ものとなる。

【００３６】請求項３記載の蓄熱システムでは、加熱装
置と前記保温タンクは、室内に設置されるものである。
これにより、請求項１又は請求項２記載の効果に加え
て、保温タンクに蓄熱された熱を室内の暖房等に利用す
ることができる。

【００３７】請求項４記載の蓄熱システムでは、加熱装
置は、保温タンクに加熱水を供給する管と、保温タンク
をバイパスして直接ユーザ機器に加熱水を供給する管と
に、切換自在にされているものである。これにより、切
換で加熱装置で加熱された加熱水を保温タンクに蓄熱で
きると共に、直接ユーザ機器に加熱水を供給することが
できる。

【００３８】請求項５記載の蓄熱システムでは、保温タ
ンクは、前記加熱装置からの熱水を受け入れて貯留する
タンク本体と、前記加熱装置で前記水が加熱された後に
発生する蒸気で前記タンク本体の保温効果を向上させる
保温体とからなる２重式であるものである。これによ
り、請求項１乃至請求項４の効果に加えて、保温タンク
に蓄熱される熱水の保温度が向上されるので、更に、経
済的となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蓄熱システムの構成を示す模式図であ
る。

【図２】本発明の第１変形例における蓄熱システムの構
成を示す模式図である。

【図３】本発明の第２変形例における蓄熱システムの構
成を示す模式図である。

【図４】本発明の第３変形例における蓄熱システムの構
成を示す模式図である。

【図５】図１乃至図４に示す、蓄熱システムに組み込ま
れる電磁誘導加熱装置の構成を示す断面図である。

【図６】図５の電磁誘導加熱装置に収納される発熱体の
構成を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面
斜視図である。

【図７】図５の電磁誘導加熱装置に収納される発熱体の
構成を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面
図である。

【符号の説明】

１ 電磁誘導加熱装置 １２ 発熱体 ６２ 保温タンク

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水の管の外部から電磁誘導で加熱され、
   前記管を通過する際に加熱される前記水との温度差を小
   さくする機能を有する発熱体を収納した加熱装置と、 前記加熱装置からの熱水を受け入れて貯留する保温タン
   クとを備え、前記保温タンクを前記加熱装置とは分けて
   設けていることを特徴とする蓄熱システム。
2. 【請求項２】 前記加熱装置は深夜電力により水を加熱
   し、前記保温タンクは深夜電力による熱水を貯留するも
   のである請求項１記載の蓄熱システム。
3. 【請求項３】 前記加熱装置と前記保温タンクは、室内
   に設置されるものである請求項１又は２記載の蓄熱シス
   テム。
4. 【請求項４】 前記加熱装置は、前記保温タンクに熱水
   を供給する管と、前記保温タンクをバイパスして直接ユ
   ーザ機器に熱水を供給する管とに、切換自在にされてい
   る請求項１記載の蓄熱システム。
5. 【請求項５】 前記保温タンクは、前記加熱装置からの
   熱水を受け入れて貯留するタンク本体と、前記加熱装置
   で前記水が加熱されるに際して発生する蒸気で前記タン
   ク本体の保温効果を向上させる保温体とからなる２重式
   である請求項１乃至請求項４記載の蓄熱システム。