JPS58120039A - 温水加熱装置 - Google Patents
温水加熱装置Info
- Publication number
- JPS58120039A JPS58120039A JP57001996A JP199682A JPS58120039A JP S58120039 A JPS58120039 A JP S58120039A JP 57001996 A JP57001996 A JP 57001996A JP 199682 A JP199682 A JP 199682A JP S58120039 A JPS58120039 A JP S58120039A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating element
- heating
- heat dissipating
- base material
- flow path
- Prior art date
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
- F24H1/101—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using electric energy supply
- F24H1/102—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using electric energy supply with resistance
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H9/00—Details
- F24H9/0005—Details for water heaters
- F24H9/001—Guiding means
- F24H9/0015—Guiding means in water channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H9/00—Details
- F24H9/18—Arrangement or mounting of grates or heating means
- F24H9/1809—Arrangement or mounting of grates or heating means for water heaters
- F24H9/1818—Arrangement or mounting of electric heating means
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
【発明の詳細な説明】
本発明は給湯用、暖房用等に使用される温水加熱装置に
関するもので、特に即熱性にすぐれ、コンパクトな温水
加熱装置を提供するものである。。−従来の温水加熱装
置について、第６図〜第９図に基づき説明すると、温水
加熱装置は一端を冷水路へ接続する流入口１８とした筒
状面発熱体１９と、円筒状面発熱体１９の外周とで加熱
流路２゜を形成する外ケース２１とで構成されている。
関するもので、特に即熱性にすぐれ、コンパクトな温水
加熱装置を提供するものである。。−従来の温水加熱装
置について、第６図〜第９図に基づき説明すると、温水
加熱装置は一端を冷水路へ接続する流入口１８とした筒
状面発熱体１９と、円筒状面発熱体１９の外周とで加熱
流路２゜を形成する外ケース２１とで構成されている。
外ケース２１の流入口１８側には流出路２２が設けであ
る。円筒状面発熱体１９はセラミック材からなる円筒状
基材Ａ２３、シート状の基材Ｂ２４とで発熱抵抗体２５
を挾持している。基材Ａ２３は成形時の歪みを小さくし
、機械的強度を保持するために所定の厚みｔｌ を必要
とする。基材Ｂ２４は基材Ａ２３外周にローリング焼成
する。この焼成時に生ずる収縮で接合面が剥離するのを
防止するため、基材Ｂ２４の厚みｔ２は基材Ａ２３の厚
みｔｌ に比べ非常に小さな値である。
る。円筒状面発熱体１９はセラミック材からなる円筒状
基材Ａ２３、シート状の基材Ｂ２４とで発熱抵抗体２５
を挾持している。基材Ａ２３は成形時の歪みを小さくし
、機械的強度を保持するために所定の厚みｔｌ を必要
とする。基材Ｂ２４は基材Ａ２３外周にローリング焼成
する。この焼成時に生ずる収縮で接合面が剥離するのを
防止するため、基材Ｂ２４の厚みｔ２は基材Ａ２３の厚
みｔｌ に比べ非常に小さな値である。
上記構成において、流入口１８から流入した冷水は円筒
状面発熱体１９内管路で加熱されながら左端開放部に達
し、外周加熱流路２０に流入し加熱され流出路２２より
温水となって流出する。
状面発熱体１９内管路で加熱されながら左端開放部に達
し、外周加熱流路２０に流入し加熱され流出路２２より
温水となって流出する。
上記加熱工程において、円筒状面発熱体１９の表面温度
は基材Ａ２３、基材Ｂ２４：の厚み”ｖｔ’ｉ２と円筒
状面発熱体１９表面上における水への熱伝達率との関係
によって決まる。
は基材Ａ２３、基材Ｂ２４：の厚み”ｖｔ’ｉ２と円筒
状面発熱体１９表面上における水への熱伝達率との関係
によって決まる。
本従来例においては、円筒状面発熱体１９内管路の流速
は、外周側加熱流路２０の流速に比べ速い。従って、円
筒状面発熱体１９内局面の熱伝達率は外周面の熱伝達率
より大きくなる。それに対し、発熱抵抗体２６から表面
への伝熱抵抗は、基材Ａ２３の厚みｔｌ が基材Ｂ２４
の厚みｔ２に比べ大きいため、内周面側への伝熱抵抗の
方が外周面側への伝熱抵抗よシ高い値となる。従って、
円筒状面発熱体１９の内周面は水への熱伝達率は大きい
のに発熱抵抗体２６からの伝熱抵抗が大きいため表面温
度が低くなる（第８図Ｔｓｉで示す）。
は、外周側加熱流路２０の流速に比べ速い。従って、円
筒状面発熱体１９内局面の熱伝達率は外周面の熱伝達率
より大きくなる。それに対し、発熱抵抗体２６から表面
への伝熱抵抗は、基材Ａ２３の厚みｔｌ が基材Ｂ２４
の厚みｔ２に比べ大きいため、内周面側への伝熱抵抗の
方が外周面側への伝熱抵抗よシ高い値となる。従って、
円筒状面発熱体１９の内周面は水への熱伝達率は大きい
のに発熱抵抗体２６からの伝熱抵抗が大きいため表面温
度が低くなる（第８図Ｔｓｉで示す）。
他方外周面は水への熱伝達率は小さいのに発熱抵抗体２
６からの伝熱抵抗が小さいため表面温度が高くなる（第
８図Ｔｓｏで示す）。
６からの伝熱抵抗が小さいため表面温度が高くなる（第
８図Ｔｓｏで示す）。
以上の如く、円筒状面発熱体１９内局面、外周面上の表
面温度差が大きく、熱交換状態がアンバランスとなって
、発熱体の全表面が熱交換に対し有効に生かされていな
かった。特に、熱交換効率（発熱体単位面積当シの熱交
換能力）を高めようとすると外周面温度が高くなり、局
部核沸騰を起こす。それにより発熱体表面温度はスケー
ルの主成分である重炭酸カルシウム、重炭酸マグネシウ
ムの飽和溶解度（第９図に重炭酸カルシウムのｐＨ、温
度、溶解”度の関係を示す）を示す温度以上となって、
スクールが発熱体表面に析出、付着する。付着したスケ
ールは発熱抵抗体２５から発熱体表面への熱伝達を悪化
させ熱交換効率を低下させるとともに、発熱抵抗体２５
の温度を異常に高め抵抗体を破断してしまう。
面温度差が大きく、熱交換状態がアンバランスとなって
、発熱体の全表面が熱交換に対し有効に生かされていな
かった。特に、熱交換効率（発熱体単位面積当シの熱交
換能力）を高めようとすると外周面温度が高くなり、局
部核沸騰を起こす。それにより発熱体表面温度はスケー
ルの主成分である重炭酸カルシウム、重炭酸マグネシウ
ムの飽和溶解度（第９図に重炭酸カルシウムのｐＨ、温
度、溶解”度の関係を示す）を示す温度以上となって、
スクールが発熱体表面に析出、付着する。付着したスケ
ールは発熱抵抗体２５から発熱体表面への熱伝達を悪化
させ熱交換効率を低下させるとともに、発熱抵抗体２５
の温度を異常に高め抵抗体を破断してしまう。
上記説明で明らかなように、従来の温水加熱装置は円筒
状面発熱体１９の基材Ａ２３．基材Ｂ２４の熱伝導条件
と、各基材表面における水への熱伝達率とのマツチング
が悪かったため、熱交換効率の低下、スケールの付着、
発熱抵抗体の破断等の欠点を有していた。
状面発熱体１９の基材Ａ２３．基材Ｂ２４の熱伝導条件
と、各基材表面における水への熱伝達率とのマツチング
が悪かったため、熱交換効率の低下、スケールの付着、
発熱抵抗体の破断等の欠点を有していた。
本発明は複数のセラミック基材にて発熱抵抗体を挾持し
て積層した発熱素子と、前記素子側面に流体加熱流路を
構成する外ケースよシなる温水加熱装置において、発熱
素子の表面に放熱部材を設けるとともに、放熱部材と外
ケース内壁間に凹凸を有したシート状の如き乱流発生手
段を挿入することによシ、熱交換効率（発熱体単位面積
当りの熱交換、能力）を向上させるとともに、発熱素子
の表面温度を略等しくし、スケール生成温度以下に制御
、保持することを容易にし従来の欠点を解消した温水加
熱装置の提供を目的とする。
て積層した発熱素子と、前記素子側面に流体加熱流路を
構成する外ケースよシなる温水加熱装置において、発熱
素子の表面に放熱部材を設けるとともに、放熱部材と外
ケース内壁間に凹凸を有したシート状の如き乱流発生手
段を挿入することによシ、熱交換効率（発熱体単位面積
当りの熱交換、能力）を向上させるとともに、発熱素子
の表面温度を略等しくし、スケール生成温度以下に制御
、保持することを容易にし従来の欠点を解消した温水加
熱装置の提供を目的とする。
以下本発明の実施例について第１図〜第６図に基づいて
説明する。
説明する。
第１図、第２図において、１は円筒状発熱素子でセラミ
ック基材Ａ２、セラミック基材Ｂ３とで発熱抵抗体４を
挾持している。基材Ａ２の厚みｔＡは焼成時の歪みを小
さくし、発熱素子１の機械的強度を保持するため比較的
大きな値を必要とする。
ック基材Ａ２、セラミック基材Ｂ３とで発熱抵抗体４を
挾持している。基材Ａ２の厚みｔＡは焼成時の歪みを小
さくし、発熱素子１の機械的強度を保持するため比較的
大きな値を必要とする。
基材Ｔｉ３の厚みｔＢは焼成時に生ずる収縮で基材Ａｔ
、基材８３間の接合面がはく離するのを防止するため基
材Ａ２の厚みｔＡに比べ非常に小さな値である。発熱素
子１の外周面は金属層５が形成され、その上に溶接され
た螺旋状の銅線からなる放熱部材６が設けられている。
、基材８３間の接合面がはく離するのを防止するため基
材Ａ２の厚みｔＡに比べ非常に小さな値である。発熱素
子１の外周面は金属層５が形成され、その上に溶接され
た螺旋状の銅線からなる放熱部材６が設けられている。
銅線を溶接する代りに、セラミック基材Ｂ３の表１面に
螺旋状の凹凸を設は放熱部材６としても同様な作用を果
す。円筒状発熱素子１は内管側が加熱内管路７、右端が
温水配管路への接続ネジ８を取付けた温水流出口９とな
っている。外クース１０は発熱素子１の外周間で加熱流
路１１を形成するとともに、右方上端に冷水流入口１２
が取付けである。放熱部材６と外ケース間には放熱部材
６側を凹凸面１３とし、シート材１４が挿入しである。
螺旋状の凹凸を設は放熱部材６としても同様な作用を果
す。円筒状発熱素子１は内管側が加熱内管路７、右端が
温水配管路への接続ネジ８を取付けた温水流出口９とな
っている。外クース１０は発熱素子１の外周間で加熱流
路１１を形成するとともに、右方上端に冷水流入口１２
が取付けである。放熱部材６と外ケース間には放熱部材
６側を凹凸面１３とし、シート材１４が挿入しである。
１５は電源コード、１６は制御部、１７は温度センサー
である。
である。
第３図、第４図において、Ｆｌは外周加熱流路１１を流
れる旋回流を示し、Ｆ２は加熱内管路７を流れる旋回流
を示す。■はシート材１４の凹凸面１３に発生する微少
な乱流渦である。
れる旋回流を示し、Ｆ２は加熱内管路７を流れる旋回流
を示す。■はシート材１４の凹凸面１３に発生する微少
な乱流渦である。
第６図は発熱素子１の表面温度分を展開したグラフであ
る。図中、ＴＡは加熱内管路７側の表面温度、ＴＢは外
周加熱流路１１側の表面温度を示す。
る。図中、ＴＡは加熱内管路７側の表面温度、ＴＢは外
周加熱流路１１側の表面温度を示す。
上記構成において、電源コード１５を外部電源に接続、
発熱抵抗体４に通電して冷水を流入口１２から供給する
（第３図Ｆｉ ）。外周加熱流路１１に流入した流れは
螺旋状に溶接された放熱部材６により旋回流となる（第
３図Ｆ１）。旋回流Ｆ１は加熱流路１１内に挿入された
シート材１４の凹凸面１３に接しながら流れる。この時
、流れＦｌは凹凸面１３部で微少な乱流渦Ｖを発生する
。微少な乱流渦■をともなった旋回流Ｆ１ は加熱され
ながら発熱素子１の左端に達し、向きを変え加熱内管路
７を旋回流Ｆ２となって加熱され、温水となって流出口
９から流出する。上記加熱工程において、熱は発熱素子
１の内外表面と放熱部材６表面と広い面積から伝達され
る。又、外周加熱流路１１においては、旋回加速により
熱塊層が非常に薄くされるとともに、微少乱流渦Ｖの作
用により熱拡散が促進され、発熱素子１表面上における
高温水がなくなって熱伝達率が非常に向上する。この結
果、発熱素子１から水への熱伝達効率が向上するととも
に、発熱素子１外周面の熱伝達率が内周面の熱伝達率に
比べ著しく大きくなるため、基材Ａ２．基材Ｂ３の伝熱
量にほぼ等しい熱伝達率となり、第６図に示すように、
発熱素子１の加熱内管路７ ｉｊ表面温度ＴＡと外周加
熱流路１１側表面温度がほぼ等しくなる。
発熱抵抗体４に通電して冷水を流入口１２から供給する
（第３図Ｆｉ ）。外周加熱流路１１に流入した流れは
螺旋状に溶接された放熱部材６により旋回流となる（第
３図Ｆ１）。旋回流Ｆ１は加熱流路１１内に挿入された
シート材１４の凹凸面１３に接しながら流れる。この時
、流れＦｌは凹凸面１３部で微少な乱流渦Ｖを発生する
。微少な乱流渦■をともなった旋回流Ｆ１ は加熱され
ながら発熱素子１の左端に達し、向きを変え加熱内管路
７を旋回流Ｆ２となって加熱され、温水となって流出口
９から流出する。上記加熱工程において、熱は発熱素子
１の内外表面と放熱部材６表面と広い面積から伝達され
る。又、外周加熱流路１１においては、旋回加速により
熱塊層が非常に薄くされるとともに、微少乱流渦Ｖの作
用により熱拡散が促進され、発熱素子１表面上における
高温水がなくなって熱伝達率が非常に向上する。この結
果、発熱素子１から水への熱伝達効率が向上するととも
に、発熱素子１外周面の熱伝達率が内周面の熱伝達率に
比べ著しく大きくなるため、基材Ａ２．基材Ｂ３の伝熱
量にほぼ等しい熱伝達率となり、第６図に示すように、
発熱素子１の加熱内管路７ ｉｊ表面温度ＴＡと外周加
熱流路１１側表面温度がほぼ等しくなる。
又、発熱素子１表面の螺旋状放熱部材６と加熱流路内に
起る旋回流とによって、発熱素子１表面上の温度分布が
均一化されて局部加熱がなくなり、局部沸騰、発熱素子
の破壊等が防止できる。又、乱流発生手段であるシート
材１４は外ケースとの間に非接触層を作るため、シート
材自身の断熱性 ゛に更に非接触層に滞溜する水
の断熱性がプラスされ、外ケースから外部へ漏れる熱交
換効率が向上する。
起る旋回流とによって、発熱素子１表面上の温度分布が
均一化されて局部加熱がなくなり、局部沸騰、発熱素子
の破壊等が防止できる。又、乱流発生手段であるシート
材１４は外ケースとの間に非接触層を作るため、シート
材自身の断熱性 ゛に更に非接触層に滞溜する水
の断熱性がプラスされ、外ケースから外部へ漏れる熱交
換効率が向上する。
以上のごとく、発熱素子の内外表面温度がほぼ等しくな
り、表面温度をスケール生成条件以下に制御、保持する
ことが容易となる。又、発熱素子の表面子゛均温度がほ
ぼ等しいことから、素子全表面を最適な熱交換条件に保
つことができ、素子表面の使用効率が向上する。更に、
外ケースからの放熱が少くなり熱交換効率が向上する等
の効果を有している。
り、表面温度をスケール生成条件以下に制御、保持する
ことが容易となる。又、発熱素子の表面子゛均温度がほ
ぼ等しいことから、素子全表面を最適な熱交換条件に保
つことができ、素子表面の使用効率が向上する。更に、
外ケースからの放熱が少くなり熱交換効率が向上する等
の効果を有している。
第１図は本発明の温水加熱装置の一実施例を示す一部破
断面とした側面図、第２図は第１図のＡ−Ａ’線断面図
、第３図、第４図は流れ方向を示す断面図、第６図は発
熱素子表面温度の展開特性図、麺６図は従来の温水加熱
装置の゛−一部破断面した側面図、第７図は第６図のＢ
−Ｂ’線断面図、第８図は従来の円筒状発熱体の表面温
度を示す展開特性図、第９図は重炭酸カルシウム溶解度
とｐＨ、温度との関係を示す図である。 １・・・・・・発熱素子、２・・・・・・基材Ａ、３・
・・・・・基材Ｂ、４・・・・・・発熱抵抗体、６・・
・・・・放熱部材、７・・・・・・加熱内管路、１ｏ・
・・・・・外ケース、１１・・・・・・加熱流路、１４
・・・・・・シート材（乱流発生手段）。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第４図 Ｉｆ 第５図 展開肉声θ（・Ｃ）
断面とした側面図、第２図は第１図のＡ−Ａ’線断面図
、第３図、第４図は流れ方向を示す断面図、第６図は発
熱素子表面温度の展開特性図、麺６図は従来の温水加熱
装置の゛−一部破断面した側面図、第７図は第６図のＢ
−Ｂ’線断面図、第８図は従来の円筒状発熱体の表面温
度を示す展開特性図、第９図は重炭酸カルシウム溶解度
とｐＨ、温度との関係を示す図である。 １・・・・・・発熱素子、２・・・・・・基材Ａ、３・
・・・・・基材Ｂ、４・・・・・・発熱抵抗体、６・・
・・・・放熱部材、７・・・・・・加熱内管路、１ｏ・
・・・・・外ケース、１１・・・・・・加熱流路、１４
・・・・・・シート材（乱流発生手段）。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第４図 Ｉｆ 第５図 展開肉声θ（・Ｃ）
Claims (2)
- （１）複数の上２ミック基体にて発熱抵抗体を挾持して
積層した少くとも１つの発熱素子、前記素子側面に被加
熱流体を発熱する流路を構成する外ケース、流体流入口
、流体流出口とを有し、前記発熱素子の放熱面に放熱部
材を設けるとともに、前記放熱部材と外ケース間に乱流
発生手段を挿入した温水加熱装置。 - （２） 乱流発生手段は凹凸を有するシート材より構
成された特許請求の範囲第１項記載の温水加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57001996A JPS58120039A (ja) | 1982-01-08 | 1982-01-08 | 温水加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57001996A JPS58120039A (ja) | 1982-01-08 | 1982-01-08 | 温水加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58120039A true JPS58120039A (ja) | 1983-07-16 |
| JPH0135256B2 JPH0135256B2 (ja) | 1989-07-24 |
Family
ID=11517057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57001996A Granted JPS58120039A (ja) | 1982-01-08 | 1982-01-08 | 温水加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58120039A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007010255A (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流体加熱装置およびそれを用いた給湯装置 |
| WO2007139327A1 (en) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Sung Don Park | Electric boiler of direct connection type |
| WO2011086909A1 (ja) * | 2010-01-13 | 2011-07-21 | サンデン株式会社 | 加熱装置 |
| WO2011086911A1 (ja) * | 2010-01-13 | 2011-07-21 | サンデン株式会社 | 加熱装置 |
| FR2978528A1 (fr) * | 2011-07-25 | 2013-02-01 | Ecodrop | Dispositif de chauffage de liquide |
| CN107606799A (zh) * | 2017-08-29 | 2018-01-19 | 深圳市赛亿科技开发有限公司 | 一种热水器的控制方法及装置 |
| CN110822718A (zh) * | 2018-08-13 | 2020-02-21 | 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 | 一种加热装置及热水器 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100788084B1 (ko) * | 2003-08-05 | 2007-12-21 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | 유체 가열 장치 및 그것을 이용한 세정 장치 |
| JP4474867B2 (ja) * | 2003-08-05 | 2010-06-09 | パナソニック株式会社 | 人体局部洗浄装置とそれを備えたトイレ装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5565858A (en) * | 1978-11-09 | 1980-05-17 | Toshiba Corp | Heat exchanger |
-
1982
- 1982-01-08 JP JP57001996A patent/JPS58120039A/ja active Granted
Patent Citations (1)
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| JP2011143780A (ja) * | 2010-01-13 | 2011-07-28 | Sanden Corp | 加熱装置 |
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| WO2013014390A3 (fr) * | 2011-07-25 | 2013-08-15 | Ecodrop | Dispositif de chauffage liquide |
| CN107606799A (zh) * | 2017-08-29 | 2018-01-19 | 深圳市赛亿科技开发有限公司 | 一种热水器的控制方法及装置 |
| CN110822718A (zh) * | 2018-08-13 | 2020-02-21 | 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 | 一种加热装置及热水器 |
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