(57)【要約】【課題】オンデマンド式での迅速かつ効率的（省エネルギー）な給湯を容易に実現できる電気加熱方式の熱水生成器の提供。【解決手段】通水路２１を形成する流路部材２２に、透水性を有しかつ通電により発熱する金属多孔質体２３を前記通水路２１の途中に介在させて組み込んでなる流路ユニット２と、前記金属多孔質体２３に給電するための給電装置３とを具備することを特徴とする熱水生成器１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通水路を形成する流路部材に、透水性を有しかつ通電により発熱する金属多孔質体を前記通水路の途中に介在させて組み込んでなる流路ユニットと、
前記金属多孔質体に給電するための給電装置を具備することを特徴とする熱水生成器。
【請求項２】
さらに、前記金属多孔質体の温度が、金属多孔質体を透過する水の沸騰を生じる温度に達しないように、前記給電装置から前記金属多孔質体への給電を制御する給電制御装置を具備することを特徴とする請求項１記載の熱水生成器。
【請求項３】
前記給電制御装置は、前記金属多孔質体の通電時の電流値あるいは電圧値に基づいて前記給電装置から前記金属多孔質体への給電を制御することを特徴とする請求項２記載の熱水生成器。
【請求項４】
前記流路部材の前記通水路の水流通方向の複数箇所に前記金属多孔質体が介在配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の熱水生成器。
【請求項５】
前記金属多孔質体の空隙率が８０％以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の熱水生成器。
【請求項６】
前記金属多孔質体が、バイポーラス体であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の熱水生成器。
【請求項７】
さらに、貯水槽と、該貯水部内の水を前記流路ユニットの通水路に送水するための送水機構とを具備することを特徴とする１〜６のいずれかに記載の熱水生成器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱水生成器に関し、特に短時間で熱水を生成できる電気加熱方式の熱水生成器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気加熱方式の給湯器（熱水生成器）としては、例えば、電気温水器、自然冷媒（例えばＣＯ２）を用いたヒートポンプ式給湯器といった電気給湯器、電気ポットなどを挙げることができる。
ところで、近年、地球温暖化の対策のため、省エネルギー技術の開発がますます重要となっている。例えば電気ポット（例えば特許文献１）などは、使用しない場合においても保温する必要があり、その待機電力（約４０Ｗ）は全国規模で考えると莫大なエネルギーの浪費である。このような例は他の給湯器にも多く見られる。
また、給湯器としては、電気加熱方式以外にガス加熱方式のもの等もあるが、省エネルギー、安全性等の点で電気加熱方式のものが望まれる。
【特許文献１】特開２００８−６００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、前記課題に鑑みて、オンデマンド式での迅速かつ効率的（省エネルギー）な給湯を容易に実現できる電気加熱方式の熱水生成器の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明では以下の構成を提供する。
第１の発明は、通水路を形成する流路部材に、透水性を有しかつ通電により発熱する金属多孔質体を前記通水路の途中に介在させて組み込んでなる流路ユニットと、前記金属多孔質体に給電するための給電装置を具備することを特徴とする熱水生成器を提供する。
第２の発明は、さらに、前記金属多孔質体の温度が、金属多孔質体を透過する水の沸騰を生じる温度に達しないように、前記給電装置から前記金属多孔質体への給電を制御する給電制御装置を具備することを特徴とする第１の発明の熱水生成器を提供する。
第３の発明は、前記給電制御装置は、前記金属多孔質体の通電時の電流値あるいは電圧値に基づいて前記給電装置から前記金属多孔質体への給電を制御することを特徴とする第２の発明の熱水生成器を提供する。
第４の発明は、前記流路部材の前記通水路の水流通方向の複数箇所に前記金属多孔質体が介在配置されていることを特徴とする第１〜３のいずれかの発明の熱水生成器を提供する。
第５の発明は、前記金属多孔質体の空隙率が８０％以上であることを特徴とする第１〜６のいずれかの発明の熱水生成器を提供する。
第６の発明は、前記金属多孔質体が、バイポーラス体であることを特徴とする第１〜５のいずれかの発明の熱水生成器を提供する。
第７の発明は、さらに、貯水槽と、該貯水部内の水を前記流路ユニットの通水路に送水するための送水機構とを具備することを特徴とする１〜６のいずれかの発明の熱水生成器を提供する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明に係る熱水生成器によれば、流路ユニットの通水路に通水した水を、通電発熱した金属多孔質体に透過させることで短時間で効率的に加熱することができ、迅速に熱水を生成することができる。オンデマンド式での迅速な給湯を容易に実現できるため、これにより待機電力の消費を無くすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明を実施した熱水生成器について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る熱水生成器の構成を示すモデル図である。
図１において、符号１は熱水生成器、２は流路ユニット、３は電源装置（給電装置、ここでは交流電源）である。
この熱水生成器１は、通水路２１を形成する流路部材２２に、透水性を有しかつ通電により発熱する金属多孔質体２３を、前記通水路２１の途中に介在させて組み込んでなる流路ユニット２と、前記金属多孔質体２３に給電するための電源装置３とを具備して構成されている。
【０００７】
前記金属多孔質体２３は金属粉を焼結成形してなる金属焼結体である。この金属多孔質体２３の材質（金属）としては、例えばステンレス等が好ましい。ステンレスからなる金属多孔質体は耐食性に優れる点、および電気抵抗が大きいので家庭用の電源（１００Ｖ又は２００Ｖ）でも加熱体として利用できる点で好ましい。
【０００８】
前記金属多孔質体２３は、流路部材２２の通水路２１の途中に介在され、前記通水路２１の流路断面積全体にわたって設けられる。
この金属多孔質体２３は微細な連通孔（貫通孔）が多数形成されている構造により、透水性を確保するとともに、前記孔を通る水との接触面積（伝熱面積）を大きく確保するものである。
【０００９】
金属多孔質体２３は、空隙率（単位体積当たりの隙間の割合）が８０％以上であることが好ましく、９０％程度（８５〜９５％）であることがより好ましい。
なお、金属多孔質体２３の強度確保の点から、空隙率は９９％以下であることが好ましい。但し、本発明において金属多孔質体２３の空隙率は、必ずしも上述の８０〜９９％に限定されず、この範囲以外のものを排除する訳では無い。
【００１０】
水を加熱するための発熱体として金属多孔質体２３を採用することは、発熱体自体の熱容量が小さくて済み、短時間での昇温を実現するために有利である。
金属多孔質体２３の熱容量が小さくなることにより、通電によって金属多孔質体２３の温度を瞬時に上昇させることが可能となる。その結果、短時間で水を加熱でき、熱水（加熱によって昇温された水、例えば４０℃以上の水）を短時間で生成できる。
金属多孔質体２３の空隙率が高ければ、金属多孔質体２３自体の熱容量が小さくなり、表面積が大きくなるため、金属多孔質体２３の昇温時間及び水の加熱時間の短縮の点で有利である。
【００１１】
また、金属多孔質体２３としては、例えば、図２に示すように、多孔質体の孔径の分布（以下、細孔径分布）のピークが２つ有る構造のもの（以下、バイポーラス体）を好適に用いることができる。バイポーラス体としては、細孔径分布の２つのピークの孔径の比（小さい方の孔径Ｄａと、大きい方の孔径Ｄｂとの比Ｄｂ／Ｄａ）が１０〜１００程度になっているものを採用できる。ここで、細孔径分布とは、細孔径（横軸）に対する対数微分細孔容積分布（縦軸）を示したものである。対数微分細孔容積分布とは，差分細孔容積ｄＶを細孔径の対数差分値ｄ（ｌｏｇＤ）で除した値を指す（Ｄはpore diameter）。
例えば、図２に例示した金属多孔質体２３（バイポーラス体）は、直径が１０μｍ程度の微細な孔２３ａが多数形成されている骨格部２３ｃと、前記孔２３ａよりもサイズが格段に大きく直径が１ｍｍ程度の多数の孔２３ｂとを具備し、孔２３ｂ間を仕切るように形成された前記骨格部２３ｃによって各孔２３ｂが画成されている構成になっている。
金属多孔質体２３として、孔２３ａ、２３ｂの直径比Ｄｂ／Ｄａが１０〜１００であるバイポーラス体を用いた場合は、前記通水路２１に導入圧Ｐで導入した水が金属多孔質体２３を透過することによって生じる圧力損失を小さくすることができるといった利点がある。
なお、本発明に係る金属多孔質体２３としては、バイポーラス体以外に、モノポーラス体（細孔径分布のピークがひとつのもの）も採用可能である。
【００１２】
図１に示すように、電源装置３は、例えば基板に形成されたプリント配線や電線等の接続用導体を介して金属多孔質体２３に電気導通可能に接続されており、金属多孔質体２３への通電（給電）によって金属多孔質体２３を発熱させる。
【００１３】
この熱水生成器１は、通水路２１にその一端側の導入口側（図１においては右側）から水Ｗ１（以下、導入水とも言う）を流入させるとともに、前記電源装置３からの給電によって金属多孔質体２３を通電加熱することで、導入水Ｗ１よりも温度が高い熱水Ｗ２を生成できる。導入水Ｗ１が金属多孔質体２３を透過することで、通水路２１の水流通方向において金属多孔質体２３から下流側に熱水Ｗ２が得られる。生成した熱水Ｗ２は通水路２１の他端（通水路２１の水流通方向において金属多孔質体２３から下流側の端部）の出口から取り出すことができる（給湯できる）。
【００１４】
金属多孔質体２３から該金属多孔質体２３を通過（透過）中の水に伝わる熱量ＱＩＮ（Ｗ）は、以下の（１）式で表される。
ここで、ｈは熱伝達係数（Ｗ／ｍ２・Ｋ）、Ｔｗは金属多孔質体２３の温度（℃）、Ｔｌは金属多孔質体の孔内を流れる主流の水の温度（℃）、Ａは金属多孔質体２３の伝熱面積（ｍｍ２）である。
【００１５】
【数１】
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【００１６】
この熱水生成器１は、金属多孔質体２３を水を加熱するための発熱体として用いた構成であり、前記金属多孔質体２３は、従来周知の電気加熱方式の給湯器にて多用されているような、ニクロム線を発熱体として用いる構成に比べて、大きい伝熱面積を容易に確保できる。また、既述のように、発熱体としての金属多孔質体２３自体の熱容量が小さくて済み、金属多孔質体２３は通電によって短時間で昇温させることができる。
このため、上記（１）式の熱伝達率ｈを高めることができ、高いエネルギー変換効率で、短時間で熱水を生成できる。多孔質体の連通孔、いわゆるマイクロチャンネルでは水の流れが層流であっても熱伝達率が非常に高くなることが知られている。このため発熱体として金属多孔質体を使用する構成であれば、上記（１）式の熱伝達率ｈを高くでき、しかも表面積Ａも非常に大きくなるので、効率的に短時間で熱水を生成できる。
【００１７】
通電による金属多孔質体２３の加熱は、金属多孔質体２３を透過する水に沸騰が生じない範囲で、金属多孔質体２３を昇温することが好ましい。
金属多孔質体２３を通過（透過）中の水の温度が１００℃を超え、この水が沸騰すると、水中に溶解していた炭酸カルシウム等の析出によるスケールが生じやすくなる。このスケールは、金属多孔質体２３の孔内面に生じれば、金属多孔質体２３から水への伝熱効率の低下を招く。また、金属多孔質体２３の孔の目詰まりの原因になる。
通電による金属多孔質体２３の加熱温度を、金属多孔質体２３を通過中の水に沸騰が生じないように、設定あるいは制御すれば、スケールの発生防止に有効に寄与し、金属多孔質体２３から水への伝熱効率、及び、金属多孔質体２３の透水性を長期にわたって安定に維持することができる。
【００１８】
熱通過率にもよるが、金属多孔質体２３を通過中の水の沸騰を防止する点では、金属多孔質体２３の温度上限を１００℃、とすることが好ましい。
【００１９】
図３は、前記電源装置３に該電源装置３の駆動を制御する給電制御装置４を接続して、電源装置３から前記金属多孔質体２３に供給する電流及び／又は電圧を制御できるようにした構成を例示する。ここで電源装置３は、給電制御装置４からの指令に基づいて、金属多孔質体２３に供給する電流及び／又は電圧を変更できるように構成されている。
【００２０】
図３に示す熱水生成器１１は、電源装置３及び金属多孔質体２３が接続されている給電回路に電流計５を介在設置するとともに、前記給電回路に、電源装置３からの給電によって金属多孔質体２３に印加される電圧を計測する電圧計６を並列に接続し、給電制御装置４が、前記電流計５にて計測された電流値及び前記電圧計６にて計測された電圧値に基づいて電源装置３の駆動を制御するように構成したものである。
この熱水生成器１１において、給電制御装置４として、前記金属多孔質体２３の温度が、金属多孔質体２３を透過する水の沸騰を生じる温度に達しないように、前記電源装置３から前記金属多孔質体２３への給電を制御（電流及び／又は電圧の制御）することで、水の沸騰によるスケールの発生を防ぐことができる。
【００２１】
なお、電源装置３から金属多孔質体２３への給電が電圧一定の場合は、電圧計６の設置を省略して、給電制御装置４が、電流計５にて計測された電流値に基づいて、電源装置３から金属多孔質体２３への電流の供給を制御する構成とすることも可能である。
電源装置３から金属多孔質体２３への給電が電流一定の場合は、電流計５の設置を省略して、給電制御装置４が、電圧計６にて計測された電圧値に基づいて、電源装置３から金属多孔質体２３への給電の電圧を制御する構成とすることも可能である。
【００２２】
前記金属多孔質体２３の温度が、金属多孔質体２３を通過中の水の沸騰を生じる温度に達しないように、給電制御装置によって電源装置３から前記金属多孔質体２３への給電を制御（電流及び／又は電圧の制御）する構成としては、上述の構成に限定されない。
例えば、前記給電制御装置として、電流計５にて計測された電流値及び／又は電圧計６にて計測された電圧値に加えて、通水路を流れる水の流量に応じて、前記電源装置３から前記金属多孔質体２３への給電を制御（電流及び／又は電圧の制御）するものを採用した構成、前記給電制御装置として、通水路の金属多孔質体２３から導入口側の水温と金属多孔質体２３から出口側の水温との差に基づいて、前記電源装置３から前記金属多孔質体２３への給電を制御（電流及び／又は電圧の制御）するものを採用した構成、なども採り得る。
【００２３】
（エネルギー変換効率の検証）
本発明者は、熱水生成器を試作して試験を行い、この熱水生成器のエネルギー変換効率を検証した。
図４はその試験結果を示すグラフ、図９〜図１１は試作した熱水生成器を示す図である。
図９はこの熱水生成器５０の流路ユニット５１を示す全体斜視図、図１０は流路ユニット５１の流路部材５２の溝付きベース部材５３を示す平面図、図１１は流路ユニット５２の構造を示す正断面図である。
【００２４】
まず、試作した熱水生成器５０について説明する。
図９〜図１１に示すように、この熱水生成器５０は、細長ケース状の流路部材５２に、細長板状の金属多孔質体２３を互いに平行に複数枚（具体的には１０枚）配列させて組み込んだ概略構成の流路ユニット５１と、電源装置３１（給電装置。図９参照）とを具備する。
【００２５】
金属多孔質体２３としてはここではバイポーラス体を使用した。
使用した金属多孔質体２３はステンレス製金属焼結体であり、１ｍｍ×５ｍｍ×５０ｍｍサイズの細長板状に形成したものである。各金属多孔質体２３の空隙率（金属多孔質体の体積と重量から算出）は８５．５〜８５．９％の範囲であった。また、この金属多孔質体２３は、直径が１０μｍ程度の微細な孔２３ａ（以下、細径孔とも言う）が多数形成されている骨格部２３ｃと直径が１ｍｍ程度の多数の孔２３ｂ（以下、大径孔とも言う）とを具備し、大径孔２３ｂ間を仕切るように形成された前記骨格部２３ｃによって各大径孔２３ｂが画成された構成になっている。
また、１本の金属多孔質体２３の長手方向両端間における電気抵抗値は１Ωであった。
【００２６】
流路ユニット５１の流路部材５２は、外観薄板状の中空体に形成されている。
この流路部材５２は、細長板状の溝付きベース部材５３と、細長板状の蓋部材５４とを互いに重ね合わせるようにして一体化したものであり、前記溝付きベース部材５３の蓋部材５４が重ね合わされた面（接合面５３ａ）から窪む溝部５５によって、該流路部材５２の内部の通水路５６が確保されている。
前記溝部５５は、溝付きベース部材５３の長手方向に沿って延在形成されている。前記蓋部材５４は前記溝部５５を覆うようにして溝付きベース部材５３に重ね合わせて接合されている。
図中符号５３ｆはシール部材であり、溝付きベース部材５３の接合面５３ａに、溝部５５を取り囲むようにして周設されている。
【００２７】
図示例の流路ユニット５１の流路部材５２にあっては、前記蓋部材５４の片面に突設された突条部５４ａ（図１１）が溝付きベース部材５３の前記溝部５５に収納され、前記突条部５４ａと溝部５５の平坦な底面５５ａとの間に確保された間隙が通水路５６とされている。なお、前記蓋部材５４の突条部５４ａは、溝付きベース部材５３の溝部５５の平面視形状（図１０参照）と一致する形状の平坦面５４ｂを形成しており、この平坦面５４ｂが溝付きベース部材５３の前記溝部５５の底面５５ａと平行になるように設けられる。
【００２８】
図１０、図１１に示すように、前記溝付きベース部材５３の溝部５５は、その長手方向中央部に、該溝部５５の幅方向（図１０上下）両側の内側面５３ｂ（つまり、溝部５５の長手方向に沿って延在する内側面）から突出された突部５３ｃによって幅方向寸法が狭くなっている狭隘部５３ｄを有し、この狭隘部５３ｄ以外の部分の幅方向寸法は前記狭隘部５３ｄよりも大きい一定寸法になっている。
【００２９】
また、流路部材５２は、蓋部材５４を貫通して通水路５６の長手方向（溝部５５の長手方向と同じ）一端部に連通された導入口５７と、溝付きベース部材５３を貫通して通水路５６の長手方向他端部に連通された出口５８とを有している。
導入口５７には通水路５６に水を流入させるための水導入用チューブ５９が接続されており、この水導入用チューブ５９から通水路５６に導入された水が、通水路５６を流れて、通水路５６に連通されている前記出口５７から流出するようになっている。
【００３０】
図１０、図１１に示すように、細長板状の金属多孔質体２３は、前記通水路５６の長手方向に直交する向きで、通水路５６の長手方向において前記狭隘部５３ｄから他端側の領域（出口５７が形成されている側の領域。以下、発熱体収納部５３ｅ）に収納されている。金属多孔質体２３は、その長手方向を通水路５６の幅方向（溝部５５の長手方向と同じ）に揃え、その厚み（寸法１ｍｍ）方向が通水路５６の長手方向に揃う向きで通水路５６内に配置している。溝付きベース部材５３の溝部５５の幅方向は金属多孔質体２３の長手方向寸法とほぼ同じである。また、前記溝部５５の底面５５ａと蓋部材５４の平坦面５４ｂとの間の距離は、金属多孔質体２３の断面長手方向の寸法（５ｍｍ）と同等になっている。
なお、導入口５７、水導入用チューブ５９は、狭隘部５３ｄを介して発熱体収納部５３ｅとは反対側の領域にて通水路５６と連通されている。
【００３１】
図１０、図１１に示すように、この金属多孔質体２３は、導電性金属（ここでは銅）からなる導体スペーサ２３１、２３１ａと、電気絶縁性材料（ここではシリコン樹脂）で形成された絶縁スペーサ２３２、２３２ａとを用いて、通水路５６の長手方向に互いに間隔を空けて１０枚設置している。導体スペーサ２３１及び絶縁スペーサ２３２は、通水路５６の幅方向両端に配置されている。
隣り合う金属多孔質体２３の間には、ひとつの導体スペーサ２３１とひとつの絶縁スペーサ２３２とが通水路５６の幅方向に互いに離隔させて配置され、この２つのスペーサを２枚の金属多孔質体２３に挟み込むことで金属多孔質体２３間の所望の間隔を確保するとともに、導体スペーサ２３１によって隣り合う金属多孔質体２３同士を電気導通可能に接続している。導体スペーサ２３１は、それぞれ、金属多孔質体２３１に半田付けして金属多孔質体２３に通電可能に接続して設けられている。また、金属多孔質体２３の長手方向両端は、それぞれ、導体スペーサ２３１と絶縁スペーサ２３２との間に挟み込まれるようにして保持される。
導体スペーサ２３１及び絶縁スペーサ２３２は、通水路５６の長手方向において交互に配列されるようにして設置されており、通水路５６に設けられた全ての金属多孔質体２３は導体スペーサ２３１を介して電気的に直列接続されている。
【００３２】
金属多孔質体２３のうち、通水路５６の水流通方向において最も下流側に位置するもの（図１０中、符号２３ａの金属多孔質体）は、該金属多孔質体２３ａの下流側に配置された導体スペーサ２３１ａ及び絶縁スペーサ２３２ｂによって、出口５８よりも通水路５６の上流側に配置されている。このため、この流路ユニット５１では、導入口５７（水導入口）から通水路５６に導入されて全ての金属多孔質体２３を透過して出口５８に至った水を出口５８から取り出す（出口５８から流出させる）ことができる。
なお、導体スペーサ２３１ａは、金属多孔質体２３に半田付けして金属多孔質体２３に通電可能に接続して設けられている。
【００３３】
金属多孔質体２３のうち通水路５６の水流通方向において最も上流側に位置するもの（図１０中、符号２３ｂの金属多孔質体）の長手方向両端と通水路５６の長手方向中央部の突部５３ｃとの間に挟み込まれた導体スペーサ２３１（図１０、図１１中、符号２３１ｂ）、及び、導体スペーサ２３１のうち最も下流側に位置するもの（導体スペーサ２３１ａ）は、それぞれ、蓋部材５４に貫設された電線挿通孔５４ｃを介して通水路５６内に引き込まれた電線７ａ、７ｂを介してこの熱水生成器５０の電源装置３１と接続されており、これにより電源装置３１からの給電によって流路ユニット５１内の全ての金属多孔質体２３を通電加熱できるようになっている。
【００３４】
上述の熱水生成器５０のエネルギー変換効率を検証するために、水導入用チューブ５９から流路ユニット５１の通水路５６に流しながら、電源装置３１からの給電によって金属多孔質体２３を通電加熱し、装置出口５８の水温の時間変化を調べた。
試験は、最初、常温の水道水が金属多孔質体２３を通過している状態から，ステップ状に、金属多孔質体２３を通電加熱した。但し、電源装置３１の電流値、電圧値の調整によって、表１に示すように通電による金属多孔質体２３の発熱量（金属多孔質体２３から水に伝達される熱量）ＱＩＮ（Ｗ）を１４４１．３（Ｗ）、９７４．４（Ｗ）、７７６．１５（Ｗ）、６０９．９（Ｗ）の４通りに設定し（表１のデータ番号１〜４）、それぞれ、水道水を０．４８２±０．０２５  ｌ／ｍｉｎ（ｌはリットル、ｍｉｎは分）で流している状態で、金属多孔質体２３にステップ状に通電加熱を行った。図４〜図７は、上述の通電加熱の際の装置出口５８の水温の時間変化を示している。図４〜図７において横軸は時間（秒）である。図中のＯＮが加熱開始、ＯＦＦが加熱停止の時刻を示す。
また、表１において、「開始温度」は導入口５７から導入した水の水温、「終了温度」は図４〜図７において「ＯＦＦ」時の出口５８側の水温である。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
図４のグラフより約２秒で６５℃の熱水を生成できることを確認できた。また、図４〜図７のグラフに示した試験では、いずれも、約２秒で２０〜４０℃程度の水温上昇を実現できている。
また、加熱を中止した後は、急速に水温が低下していることがわかる。
【００３７】
金属多孔質体２３から水に伝達された熱量Ｑｆを、以下の（２）式を用いて算出した。
そして、金属多孔質体２３の通電加熱による発熱量ＱＩＮ（Ｗ）が互いに異なる試験毎（表１のデータ番号毎）に金属多孔質体２３から水に伝達された熱量Ｑｆを（２）式を用いて算出した。その結果を表１に纏めて示した。
【００３８】
【数２】
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【００３９】
次に、表１に示す流路ユニット２の金属多孔質体２３から水に伝達される熱量ＱＩＮ（金属多孔質体からの発熱量）、及び、金属多孔質体２３から水に伝達された熱量Ｑｆからエネルギー変換効率η＝Ｑｆ／ＱＩＮを算出し、この算出値を１００倍して得た数値（百分率（％））を表１、図８に纏めて示した。その結果、表１、図８を参照して判るように、熱量ＱＩＮ（金属多孔質体からの発熱量）が互い異なる４つ通りの試験のいずれについても、９０％超の、非常に高いエネルギー変換効率が得られることを確認できた。
【００４０】
また、本発明者は、ステップ状に熱量ＱＩＮ＝２５３８Ｗの通電加熱についても同様の試験を行ったが、この場合、通電から約２秒で常温の水から７０℃の熱水を生成できた。
本発明に係る熱水生成器によれば、熱量ＱＩＮの設定などで、さらに高温（例えば９０℃以上）の熱水を短時間で得ることも可能である。
【００４１】
なお、本発明に係る熱水生成器としては、上述の熱水生成器について、流路ユニットにおける金属多孔質体２３の収納本数を変更した構成のもの、電線を通水路内に通さずに通水路の外部にて金属多孔質体と接続した構成のもの等も採用可能である。
また、本発明に係る熱水生成器としては、例えば、図１２に示すように、流路ユニット５１に、流路部材５２の内部の通水路５６を流れる水に接する電極３２（接地用電極）を組み込み、この電極３２を接地回路３３を介して接地させた構成とすることがより好ましい。
【００４２】
また、熱水生成器としては、流路ユニット内に複数の金属多孔質体を通水路の水流通方向の複数箇所に配置して組み込んだ構成とする場合、前記水流通方向上流側から下流側に行くにしたがって、金属多孔質体として板厚が厚い（水流通方向に沿う方向の寸法が大きい）ものを用いた構成としても良い。
流路ユニット内に複数の金属多孔質体を通水路の水流通方向の複数箇所に配置して組み込んだ構成の場合、下流側に行くにしたがって流体（ここでは水）の温度が高くなっていくので、流路ユニット内の複数の金属多孔質体の板厚が一定の場合（すなわち、等熱流束である）、下流側の金属多孔質体の温度が上昇しやすくなり、沸騰が起こりやすくなる。下流側に行くほどの金属多孔質体の板厚が厚いほど電気抵抗値の低下によって金属多孔質体からの発熱量は小さくなるため、上述のように、水流通方向上流側から下流側に行くにしたがって、金属多孔質体として板厚が厚いものが組み込まれている構成とすれば、下流側での沸騰防止に有効に寄与することになる。これにより、流路ユニットの全ての金属多孔質体について、該金属多孔質体を通過（透過）する水の沸騰防止を容易に実現できるようになる。
【００４３】
（熱水生成器の具体例）
図１３は、本発明の熱水生成器の具体的一例としての電気ポット６０を示す。
図１３において、電気ポット６０は、貯水槽６１と、この貯水槽６１の上部にピン結合部６２によって回転可能に枢着されて前記貯水槽６１の上部開口部を開閉する蓋６３とを具備している。
前記貯水槽６１の上部には、給湯口６４（出口）を備える給湯部６５が設けられており、この給湯部６５内に、金属多孔質体２３と、電源装置６７（給電装置）と、電動ポンプ６８（送水機構）と、制御部６９（給電制御装置）とが設けられている。電源装置６７は、貯水槽６１の下部に設けられたコネクタ６１ａを介して外部電源と電気的に接続される。また、図示略のポンプ用電源も、コネクタ６１ａを介して外部電源と電気的に接続される。
【００４４】
電動ポンプ６８は、貯水槽６１の外周壁６１ｂ及び底壁６１ｃの内部に設けられて貯水槽６１内側の貯水部６１ｄ内の水を前記給湯口６４に送水するための通水路６１ｅの途中に介在設置されている。前記通水路６１ｅは、その長手方向一端が貯水部６１ｄに連通され、他端が給湯部６５に達するように形成されており、該通水路６１ｅの給湯部６５における開口部が前記給湯口６４とされている。
金属多孔質体２３も前記通水路６１ｅの途中に介在設置されている。但し、金属多孔質体２３は、通水路６１ｅの水流通方向において電動ポンプ６８よりも下流側に設けられている。
【００４５】
この電気ポットの場合、貯水槽６１の構成部材（通水路６１ｅが形成されている部材）が本発明に係る流路部材として機能する。貯水槽６１が本発明に係る流路ユニットとして機能する。
【００４６】
この電気ポット６０は、給湯部６５に設けられているスイッチ６６（押し込み形スイッチ）が押し込み操作されることで、制御部６９からの指令によって図示略のポンプ用電源と電動ポンプ６８とを接続する給電回路が閉じられて、電動ポンプ６８の駆動による貯水部６１ｄから給湯口６４への送水を開始するとともに、制御部６９からの指令に基づく電源装置６７から金属多孔質体２３への給電によって金属多孔質体２３を通電加熱する。
金属多孔質体２３は通電加熱により短時間で昇温できるため、給湯時にスイッチ６６が押し込み操作されてから通電加熱を開始しても、短時間で、給湯口６４からの給湯が可能となる。つまり、オンデマンド式での迅速かつ効率的（省エネルギー）な給湯を容易に実現できる。また、貯水槽６１に保温用のヒーターを設置する必要が無いため、従来の電気ポットについて必要となっていた待機電力の消費が無くなるといった利点がある。
【００４７】
なお、この電気ポットにおいて、電源装置６７がポンプ用電源を兼ねる構成も採用可能である。
また、電気ポットは、例えば、スイッチ６６の押し込み操作後、制御部６９の動作によって、金属多孔質体２３の通電加熱の開始から数秒後に電動ポンプ６８の駆動が開始されるようにした構成としても良い。
【００４８】
貯水槽と送水機構とを具備する熱水生成器としては、上述の電気ポットに限定されない。例えば、本発明に係る流路ユニットと貯水槽とが別体になっている構成であっても良いことは言うまでも無い。
【００４９】
また、本発明に係る熱水生成器の給電装置としては、金属多孔質体に電線等の導体を介して通電可能に接続した構成に限定されず、例えば、電磁誘導によって給電加熱（誘導加熱）する構成も採用可能である。この場合は、いわば非接触での金属多孔質体の通電加熱も実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る熱水生成器の構成を示すモデル図である。
【図２】バイポーラス体の断面構造の一例を示す図である。
【図３】本発明に係る熱水生成器の別態様を示すモデル図である。
【図４】試作した熱水生成器を用いた試験結果を示すグラフであり、通電による金属多孔質体の発熱量ＱＩＮ（Ｗ）を１４４１．３（Ｗ）とした場合を示す。
【図５】試作した熱水生成器を用いた試験結果を示すグラフであり、通電による金属多孔質体の発熱量ＱＩＮ（Ｗ）を９７４．４（Ｗ）とした場合を示す。
【図６】試作した熱水生成器を用いた試験結果を示すグラフであり、通電による金属多孔質体の発熱量ＱＩＮ（Ｗ）を７７６．１５（Ｗ）とした場合を示す。
【図７】試作した熱水生成器を用いた試験結果を示すグラフであり、通電による金属多孔質体の発熱量ＱＩＮ（Ｗ）を６０９．９（Ｗ）とした場合を示す。
【図８】試験によって得られたエネルギー変換効率と通電による金属多孔質体の発熱量ＱＩＮ（Ｗ）との関係を示す図である。
【図９】試作した熱水生成器の流路ユニットを示す全体斜視図である。
【図１０】試作した熱水生成器の流路ユニットの流路部材の溝付きベース部材を示す平面図である。
【図１１】試作した熱水生成器の流路ユニットの構造を示す正断面図である。
【図１２】接地用電極を設けた構成の流路ユニットの一例を示す正断面図である。
【図１３】本発明に係る熱水生成器の具体例としての電気ポットを示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１、１１…熱水生成器、２…流路ユニット、２１…通水路、２２…流路部材、２３…金属多孔質体、３…給電装置（電源装置）、４…給電制御装置、５…電流計、６…電圧計、
２３１、２３１ａ、２３１ｂ…導体スペーサ、２３２、２３２ａ…絶縁スペーサ、３１…電源装置（給電装置）、
５０…熱水生成器、５１…流路ユニット、５２…流路部材、５３…溝付きベース部材、５４…蓋部材、５５…溝部、５５ａ…底面、５６…通水路、５７…導入口、５８…出口、５９…水導入用チューブ、
６０…熱水生成器（電気ポット）、６１…流路ユニット（貯水槽）、６１ａ…コネクタ、６１ｂ…外周壁、６１ｃ…底壁、６１ｄ…貯水部、６１ｅ…通水路、６２…ピン結合部、６３…蓋、６４…給湯口（出口）、６５…給湯部、６６…スイッチ、６７…給電装置（電源装置）、６８…送水機構（電動ポンプ）、６９…給電制御部（制御部）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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