(57)【要約】【課題】ヒータへ大電流の通電を可能とし、効率良く、流体の急速加熱を実現する急速流体加熱システムを提供する。【解決手段】電源として用いられる蓄電装置１１と、蓄電装置１１からの通電により流体を加熱するヒータ１２とを備え、蓄電装置１１に電力を蓄電し、蓄電装置１１からヒータ１２に短時間で大電流を急速放電し、ヒータ１２に短時間で大電流を通電させて、流体を急速加熱できる構成とする。蓄電装置１１は、電気二重層コンデンサ、燃料電池、二次電池の内、少なくとも１つ以上を組み合わせて用いられ、ヒータ１２はセラミックスヒータが好ましい。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源として用いられる蓄電装置と、該蓄電装置からの通電により流体を加熱するヒータとを備え、
上記蓄電装置に電力を蓄電し、該蓄電装置から上記ヒータに短時間で大電流を急速放電し、上記ヒータに上記短時間で大電流を通電させて、上記流体を急速加熱することを特徴とする急速流体加熱システム。
【請求項２】
上記蓄電装置は、電気二重層コンデンサ、燃料電池、二次電池の内、少なくとも１つ以上を組み合わせて備えている請求項１に記載の急速流体加熱システム。
【請求項３】
上記蓄電装置は電気二重層コンデンサを備え、該電気二重層コンデンサに電力を蓄電する構成としている請求項１または請求項２に記載の急速流体加熱システム。
【請求項４】
上記蓄電装置は電気二重層コンデンサと共に、燃料電池あるいは／及び二次電池を備え、
上記電気二重層コンデンサにより大電流を短時間で放電すると共に、上記燃料電池あるいは／及び二次電池により小電流を長時間で放電する構成としている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の急速流体加熱システム。
【請求項５】
家庭用電源を蓄える充電装置と、該家庭用電源からの交流電流を直流電流に変換するコンバータを備え、該コンバータから直流電流を上記蓄電装置に通電し、上記家庭用電源の電力を上記蓄電装置で蓄電可能な構成としている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の急速流体加熱システム。
【請求項６】
上記ヒータに通電される電流が１５Ａ以上である請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の急速流体加熱システム。
【請求項７】
上記蓄電装置に蓄えられた５００Ｗ〜５０ｋＷの電力を、４秒〜３６００秒で放電可能としている請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の急速流体加熱システム。
【請求項８】
上記ヒータがセラミックスヒータである請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の急速流体加熱システム。
【請求項９】
上記セラミックスヒータは、熱伝導度が１００Ｗ／ｍＫ以上の無機材料と、発熱体とを備えている請求項８に記載の急速流体加熱システム。
【請求項１０】
上記セラミックスヒータの無機材料は、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化珪素、又はこれらの複合物である請求項９に記載の急速流体加熱システム。
【請求項１１】
上記セラミックスヒータの発熱体が、Ｗ，Ｍｏ，Ａｇ−Ｐｄ，Ａｇ，ニクロムの内、少なくとも一種以上からなる請求項９または請求項１０に記載の急速流体加熱システム。
【請求項１２】
上記ヒータを貯水あるいは流水等からなる流体と接触させて直接的に加熱する構成としている請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の急速流体加熱システム。
【請求項１３】
家庭用電気温水器、家庭用電気給湯器、自動販売機、温水洗浄便座、熱湯滅菌器に用いられる請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の急速流体加熱システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、急速流体加熱システムに関し、詳しくは、電気エネルギーを用いて水等の流体を、効率良く、急速加熱するものであり、家庭用電気温水器、家庭用電気給湯器、自動販売機、温水洗浄便座、熱湯滅菌器等に用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般家庭で、水を加熱し温水や熱湯を作る手段として、ガス燃焼時の顕熱を利用して瞬間的に湯沸しする給湯器が普及している。これに対して、電気加熱を用いた場合、例えば、電気温水器では、深夜電力を用いて長時間通電加熱することにより多量の水を温水にしている。また、電気加熱式給湯器の場合、予め貯水槽内に水を入れておき、それにシースヒータを用いて加熱し時間をかけて温水または熱湯にしている。
【０００３】
近時、ヒータ材料として熱衝撃特性に優れるセラミックス等の無機材料を用いることにより、電気温水器においても、少量の水流量に通電して、ある程度短い時間で４０℃くらいの温水が得られるようになっている。
【０００４】
しかし、家庭用の電気機器等において電気エネルギーを利用する場合、家庭に配分される電力が限定されるため、ガス給湯器に比べると、急速に流体を加熱することができず、熱湯等を得ようとする場合には、長時間かけて通電加熱しなければならない。よって、温水等を瞬時に得るためには、ある程度の容量の水を予め加熱して温水とし、容器等に貯水しておく必要がある。これらの問題を改善するために、電気温水器等の種々の提案がなされている。
【０００５】
例えば、実開平５−１７４４０号では、セラミックヒータを内臓して相互に連通可能に、かつ、温水が流出するように傾斜させて多段状に配設した通水管を備えた電気瞬間湯沸装置が提案されている。
【０００６】
また、特開平１１−２８１１５５号では、水を接触するように設けられたヒータと、コンデンサまたは蓄電池等の蓄電装置と、蓄電装置の充電電力をヒータに通電するための回路とを備えてなる湯沸し装置が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実開平５−１７４４０号は、ヒータに大電流を通電させることができず、ヒータに通電される電流が小さく、得られる電気エネルギーが小さいため、流体を急速加熱することができないという問題がある。
【０００８】
また、特開平１１−２８１１５５号は、蓄電が不十分である上に、ヒータに大電流を通電させることができず、得られる電気エネルギーが小さいため、流体を急速加熱することができないという問題がある。また、充電にも時間を要すると共に、湯沸し装置全体としての、流体加熱の効率が悪いため、省エネルギーを実現できないという問題がある。
【０００９】
本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、ヒータへ大電流の通電を可能とし、効率良く、流体の急速加熱を実現する急速流体加熱システムを提供することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、電源として用いられる蓄電装置と、該蓄電装置からの通電により流体を加熱するヒータとを備え、
上記蓄電装置に電力を蓄電し、該蓄電装置から上記ヒータに短時間で大電流を急速放電し、上記ヒータに上記短時間で大電流を通電させて、上記流体を急速加熱することを特徴とする急速流体加熱システムを提供している。
【００１１】
このように、蓄電装置に電力を蓄えておき、必要な時に、蓄電装置から短時間で大電流を急速放電できる構成とすることにより、流体を加熱するヒータに短時間で大電流を通電させることが可能となる。よって、電気エネルギーを用いて、瞬間的に流体を加熱可能となり、従来に比べ、非常に効率良く、短時間で流体を急速加熱することができる。また、加熱が必要ない時に、必要な電力が蓄電装置に蓄えられているために、待機電力を低減することができ、省エネルギー化を図ることができる。
【００１２】
上記蓄電装置は、電気二重層コンデンサ、燃料電池、二次電池の内、少なくとも１つ以上を組み合わせて備えていることが好ましい。
蓄電装置としては、具体的に、大容量コンデンサである電気二重層コンデンサ、燃料電池、二次電池等を用いることができ、これらの内の１つに、必要な電力を蓄電可能な構成としても良いし、必要に応じてこれらを組み合わせて蓄電しても良い。流体加熱の要求性能に応じて、備える蓄電装置の種類や数等は適宜設定することができる。このような蓄電装置を備えることにより、使用しない時間を利用して、蓄電装置に電気を貯めておき、使用時に大電流をヒータに流し瞬時に流体を加熱することができる。
【００１３】
上記蓄電装置は電気二重層コンデンサを備え、該電気二重層コンデンサに電力を蓄電する構成としていることが好ましい。
電気二重層コンデンサは、充放電時に化学反応がないため、充電にかかる時間が極めて短い上に、瞬間的に大電流を放電することができる。即ち、大電流を急速充放電することができる。また、充放電に伴う材料劣化がないため、充放電の繰り返し寿命が長く、半永久的に使用可能であり、メンテナンスや交換等の負担も低減することができる。さらに、上記のように充電時間も短いため、充電開始から流体加熱までの時間を従来に比べてはるかに低減することができる。よって、電気二重層コンデンサに電力の大部分を蓄電する構成とすることが好ましく、蓄電装置全体の５０％以上の電力を電気二重層コンデンサに蓄電させることが好ましい。
【００１４】
上記蓄電装置は電気二重層コンデンサと共に、燃料電池あるいは／及び二次電池を備え、電気二重層コンデンサにより大電流を短時間で放電すると共に、燃料電池あるいは／及び二次電池により小電流を長時間で放電する構成としていることが好ましい。
電気二重層コンデンサと、燃料電池あるいは／及び二次電池とを併設し、電気二重層コンデンサから大電流を短時間で放電することで、流体を急速加熱すると共に、燃料電池あるいは／及び二次電池から小電流を長時間で放電することで、急速加熱した流体を保温したり、電気二重層コンデンサへ電力をバックアップしたりすることができる。よって、非常に効率良く流体の加熱及び保温を行うことができる。
【００１５】
家庭用電源を蓄える充電装置と、家庭用電源からの交流電流を直流電流に変換するコンバータを備え、コンバータから直流電流を蓄電装置に通電し、家庭用電源の電力を蓄電装置で蓄電可能な構成としていることが好ましい。
これにより、家庭用（商用）電気コンセントから電力を蓄電することができ、非常に容易に流体を急速加熱することができ、汎用性を高めることができる。また、家庭用（商用）電源からは通常供給されない電気エネルギーを、各家庭等において得ることができるため、各家庭等において、特別な装置等を用いることなく非常に容易に、液体の急速加熱を実現することができる。なお、自動車のシガーソケット等の電源供給源からの電力を蓄電可能とすることもできる。家庭用電源から充電装置への充電や、充電装置から蓄電装置への充電は、連続又は断続的に行うことができ、放電終了後に行っても良いし、放電中に行うこともできる。
【００１６】
また、蓄電装置は、本発明の急速流体加熱システムにおいて一体的に備えられていても良いし、別体とすることもできる。別体とする場合には、本体との着脱が自在で、取り替え可能な構成とすることが好ましい。これにより、蓄電装置への充電を別体として取り外した状態で行うことができ、蓄電装置からの放電が終了した後、さらに別の蓄電装置に取り替えることができる。また、取り替え用の予備の蓄電装置を複数用意し、急速流体加熱システムは携帯用とすることもできる。なお、充電装置も別体とすることもできる。
【００１７】
上記ヒータに通電される電流は１５Ａ以上、さらには２０Ａ以上であることが好ましい。これにより流体を効率良く急速加熱することができる。ヒータに通電される電流は大きいほど好ましいが、要求性能等に応じて適宜設定可能であり、上限値としては２００Ａ以下が好ましい。
なお、電気二重層コンデンサと、燃料電池あるいは／及び二次電池とを併設し、燃料電池あるいは／及び二次電池から小電流を長時間で放電する場合には、燃料電池あるいは／及び二次電池からヒータに通電される電流は０．１Ａ以上１５Ａ以下とされ、通電時間は１０分以上２４時間以下とされるのが好ましい。
【００１８】
蓄電装置に蓄えられた５００Ｗ〜５０ｋＷの電力を、４秒〜３６００秒で放電可能としていることが好ましい。上記範囲の電力を蓄電し、上記範囲の時間で放電することで、効率良くヒータに大電流を通電し、流体を加熱することができる。蓄電される電力量や、放電時間は、ヒータの性能や加熱対象（種類や量、加熱温度等）に応じて適宜設定することができる。なお、ヒータは、ヒータの温度を制御する制御回路あるいは／及び制御素子を備えていても良い。
【００１９】
上記ヒータがセラミックスヒータであることが好ましく、セラミックスヒータは、熱伝導度が１００Ｗ／ｍＫ以上の無機材料と、発熱体とを備えており、ヒータへの通電により発熱体に生じた熱を、無機材料を介して流体に伝える構成としていることが好ましい。
上記のようなセラミックスヒータとすることで、大電流の通電により効率良く流体を加熱できると共に、大電流による急速加熱に耐えうる強度を得ることができる。また、無機材料の熱伝導度を１００Ｗ／ｍＫ以上とすることにより、急激な熱衝撃に対する強度を高めることができると共に、無機材料の温度上昇を早めることができ、熱伝導性を向上することができる。さらに、発熱体と共に用いられることにより、発熱体で発生した熱がムラなく無機材料に伝わり、無機材料内の温度を均一にすることができる。よって、流体をムラなく均一に急速加熱することができる。
なお、無機材料の熱伝導度は１００Ｗ／ｍＫ以上がより好ましく、値が大きいほど熱伝導率は良くなるが、上限値としては、２０００Ｗ／ｍＫ以下が良い。
【００２０】
セラミックスヒータの無機材料は、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化珪素、又はこれらの複合物であることが好ましい。これらの材質によれば、１００Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導度を容易に実現することができ、無機材料内の温度分布をより均一にすることができると共に、強度が高く耐久性にも優れている。特に、窒化アルミニウムは高熱伝導性を得やすいため好ましく、窒化珪素は高強度を得やすいため好まし。また、無機材料は、焼結体とされ、多層基板または単板等とすることができる。
【００２１】
セラミックスヒータの発熱体が、Ｗ，Ｍｏ，Ａｇ−Ｐｄ，Ａｇ，ニクロムの内、少なくとも一種以上からなることが好ましい。発熱体をこれらの材料にすることで、蓄電装置からの大電流に耐えうることができると共に、均一に無機材料を加熱することができ、流体の加熱をより効率良く行うことができる。なお、発熱体は無機材料の表面上に複数本の線状または面状で接触していることが好ましい。
【００２２】
無機材料の表面には、流体との接触面積を大きくするためのフィン等の金属部材が設けても良い。上記金属部材としては高熱伝導性の金属が好ましく、銅、アルミニウム、これらを含む合金等が挙げられる。これにより、伝熱面積を増大することができ、さらに効率良く流体を加熱することができる。なお、セラミックスヒータは、発熱体を覆う絶縁層、無機材料の少なくとも一部を覆う断熱材を備えていても良い。
【００２３】
ヒータを貯水あるいは流水等からなる流体と接触させて直接的に加熱する構成としている。このように、流体とヒータとを直接接触させることで、より効率良く流体を加熱することができる。具体的には、上記のようなセラミックスヒータを用い、無機材料と、貯水あるいは流水等の流体とを接触させて流体を加熱することができる。流水の場合は、筒状ヒータ内に水を流通させることにより、貯水の場合は、貯水中にヒータを浸漬させること等により加熱することができる。効率良く流体を加熱するためには、流体とヒータとの接触面積を増大させる構成が好ましく、水路を蛇行させたりすることもできる。
【００２４】
本発明の急速流体加熱システムは、家庭用電気温水器、家庭用電気給湯器、自動販売機、温水洗浄便座、熱湯滅菌器等に好適に用いられ、瞬間的に、熱湯あるいは温水、スチーム等を得ることができる。水以外にも、その他水溶液等の液体や、エアードライヤー等の気体を加熱することもできる。
【００２５】
例えば、流体を水とすると、０．５Ｌ〜２０Ｌの容量の水を、４秒〜３６００秒で、９０℃〜９５℃に急速加熱可能な構成としている。これ以外にも、加熱対象、加熱容量、加熱時間、加熱温度等は要求性能に応じて適宜設定することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は第１実施形態の急速流体加熱システム１０の構成図である。
急速流体加熱システム１０は、電源として用いられる蓄電装置１１と、蓄電装置１１からの通電により流体を加熱するヒータ１２とを備えている。蓄電装置１１は電気二重層コンデンサとし、電気二重層コンデンサに電力を蓄電し、蓄電装置１１からヒータ１２に短時間で大電流を急速放電し、ヒータ１２に短時間で大電流を通電させて、流体を急速加熱する構成としている。
【００２７】
また、急速流体加熱システム１０は、家庭用電源を蓄える充電装置１３と、家庭用電源からの交流電流を直流電流に変換するコンバータ１４を備え、コンバータ１４から直流電流を蓄電装置１１に通電し、家庭用電源の電力を蓄電装置１１で蓄電可能な構成としている。
【００２８】
ヒータ１２はセラミックスヒータとし、急激な熱衝撃か加わっても割れない無機材料と、大電流に耐えられる発熱体とを備えている。無機材料は、熱伝導度が１５０Ｗ／ｍＫである窒化アルミニウムとし、発熱体は、Ｗとしている。
【００２９】
図２に示すように、セラミックスヒータ（ヒータ）１２は円筒形状とされ、最内層は無機材料１２Ａ、中間層は発熱体１２Ｂ、最外層は全体を保護するためのガラス質の被覆層１２Ｃとした３層構造としている。即ち、セラミックスヒータ１２の内周面が、無機材料１２Ａで形成されており、円筒状のセラミックスヒータ１２内を流通する流体と無機材料１２Ａとが直接接触する。そして、蓄電装置１１からの通電により発熱体１２Ｂに生じた熱を、無機材料１２Ａを介して、セラミックスヒータ１２内を流通する流体に伝え、流体を加熱する構成としている。
【００３０】
具体的に、本発明の急速流体加熱システム１０による流体の急速加熱ついて詳述する。
まず、充電装置１３は、コンバータ１４により家庭用電源からの交流電流を直流電流に変換し、この直流電流を充電し、蓄電装置１１である電気二重層コンデンサに送り、電気二重層コンデンサに電力を蓄積する。
【００３１】
充電装置１３を通じて蓄電装置１１に５００Ｗ〜５０ｋＷの所要量の電力が蓄積されると、充電は完了し、放電待ちの状態になる。この状態で、スイッチが入ると、電気二重層コンデンサに蓄えられた電力が４秒〜３６００秒の短時間で急速放電され、ヒータ１２に短時間で大電流を通電させてヒータ１２が急激に加熱される。
【００３２】
具体的には、セラミックスヒータ１２には１５Ａ以上の電流が通電され、これにより発熱体１２Ｂが急激に加熱される。発熱体１２Ｂに生じた熱は、発熱体１２Ｂと接触する無機材料１２Ａに効率良く伝達され、無機材料１２Ａと流体とが円筒内で直接接触することで、熱が円筒内を流通する流体に伝えられ、流体が急速加熱される。
【００３３】
セラミックスヒータ１２の加熱は、蓄電装置１１の電気二重層コンデンサの中の電気量がなくなるまで、または、ある一定電圧以下になるまで持続する。なお、充電は、放電の最中または放電終了後に、連続又は断続的に行うことができ、次の放電のための準備を行う。
【００３４】
このように、蓄電装置１１に電力を蓄えておき、必要な時に、蓄電装置１１から短時間で大電流を急速放電できるため、流体を加熱するヒータに短時間で大電流を通電させることができる。よって、電気エネルギーを用いて、瞬間的に流体を加熱可能となり、非常に効率良く、短時間で流体を急速加熱することができる。
【００３５】
また、蓄電装置１１に電気二重層コンデンサを用いているため、大電流を急速に充放電することができると共に、充放電回数にも制限がなく、半永久的に使用することができる。
【００３６】
さらに、上記構成のセラミックスヒータ１２を用いているため、非常に効率良く、熱を伝達することができる上に、大電流に対する強度にも優れている。以上より、本発明の急速流体加熱システム１０は、家庭用電気温水器、家庭用電気給湯器、自動販売機、温水洗浄便座、熱湯滅菌器等に、特に好適に用いられる。上記第１実施形態の構成では、水道水等からの流水を温水又は熱湯に加熱するのに最適である。
【００３７】
なお、セラミックスヒータの無機材料は、以下の方法により得ることができる。原料粉末に所要量の焼結助剤、有機溶剤、バインダー等を加え、ボールミル等で混合する。得られたスラリーをドクターブレード法等の方法でシート成形し、所要の寸法に切断し、窒素中あるいは大気中で脱脂処理を行い、非酸化性雰囲気中で焼結することで、得ることができる。押出成形やプレス成形により得ることもできる。また、発熱体は、無機材料上にスクリーン印刷等の方法によりパターン形成された後、所要の雰囲気中で無機材料中に焼き付けられる。なお、Ｗ、Ｍｏは無機材料と同時焼成することもできる。熱伝導度については、レーザーフラッシュ法により測定することができる。
【００３８】
また、上記実施形態では、セラミックスヒータ（ヒータ）は円筒形状とされ、円筒内を流通する流体を加熱する構成としているが、図３に示すように、内部に発熱体２２Ｂを有し外面が全て窒化アルミニウムからなる無機材料２２Ａで覆われたヒータ本体２２と、ヒータ本体２２の外面から突設されたアルミニウム製の多数のフィン２３とを備えたセラミックスヒータ２０を用いることもできる。このようなセラミックスヒータ２０を、流体が貯蔵された樹脂性の容器２４中に浸漬し、流体とセラミックスヒータ２０とを直接的に接触させることで、流体を加熱することができる。無機材料２２Ａの外面にフィン２３が設けられているため、熱伝導性を高めることができる。
【００３９】
なお、セラミックスヒータの材質や形状、個数や配置状況等は、上記実施形態以外にも適宜設定することができる。平板状の無機材料の一表面上または内部に発熱体を形成することもでき、発熱体が露出していない無機材料の表面を流体加熱面とするのが良い。流体加熱面には、フィン等の種々の形状の金属部材を設けても良い。
【００４０】
図４は第２実施形態の急速流体加熱システム３０の構成図である。
急速流体加熱システム３０は、電源として用いられる蓄電装置３１と、蓄電装置３１からの通電により流体を加熱するヒータ３２とを備えている。具体的には、蓄電装置３１は電気二重層コンデンサ３１Ａと二次電池３１Ｂとから形成され、電気二重層コンデンサ３１Ａに電力の大部分を蓄電し、電気二重層コンデンサ３１Ａからヒータ３２に短時間で大電流を急速放電すると共に、二次電池３１Ｂからヒータ３２に長時間で小電流を放電する構成としている。
【００４１】
また、急速流体加熱システム３０は、家庭用電源を蓄える充電装置３３と、家庭用電源からの交流電流を直流電流に変換するコンバータ３４を備え、コンバータ３４から直流電流を蓄電装置３１（３１Ａ、３１Ｂ）に通電し、家庭用電源の電力を蓄電装置３１で蓄電可能な構成としている。
【００４２】
上記構成とすることにより、電気二重層コンデンサ３１Ａから大電流を短時間で放電し、流体を急速加熱できると共に、二次電池３１Ｂから小電流を長時間で放電し、急速加熱した流体を保温したり、電気二重層コンデンサ３１Ａへ電力をバックアップしたりすることができる。即ち、二次電池３１Ｂは充電後、電気二重層コンデンサ３１Ａへの充電の役割を果たし、蓄電装置３１全体からの放電時間を長くすることができる。また、二次電池３１Ｂは流体の加熱又は加熱された流体の保温用にも使用することができる。なお、電気二重層コンデンサ３１Ａへの充電は、放電終了後または放電中に、家庭用電源と二次電池３１Ｂから連続又は断続的に行うことができる。よって、非常に効率良く流体の加熱及び保温を行うことができる。
【００４３】
図５は第３実施形態の急速流体加熱システム４０の構成図である。
急速流体加熱システム４０は、電源として用いられる蓄電装置４１と、蓄電装置４１からの通電により流体を加熱するヒータ４２とを備えている。具体的には、蓄電装置４１は電気二重層コンデンサ４１Ａと燃料電池４１Ｂとから形成され、電気二重層コンデンサ４１Ａに電力の大部分を蓄電し、電気二重層コンデンサ４１Ａからヒータ４２に短時間で大電流を急速放電すると共に、燃料電池４１Ｂからヒータ４２に長時間で小電流を放電する構成としている。
【００４４】
また、急速流体加熱システム４０は、家庭用電源を蓄える充電装置４３と、家庭用電源からの交流電流を直流電流に変換するコンバータ４４を備え、コンバータ４４から直流電流を電気二重層コンデンサ４１Ａに通電し、家庭用電源の電力を電気二重層コンデンサ４１Ａで蓄電可能な構成としている。
【００４５】
上記構成とすることにより、電気二重層コンデンサ４１Ａから大電流を短時間で放電し、流体を急速加熱できると共に、燃料電池か４１Ｂら小電流を長時間で放電し、急速加熱した流体を保温したり、電気二重層コンデンサ４１Ａへ電力をバックアップしたりすることができる。即ち、燃料電池４１Ｂは充電後、電気二重層コンデンサ４１Ａへの充電の役割を果たし、蓄電装置全体からの放電時間を長くすることができる。また、燃料電池４１Ｂは流体の加熱又は加熱された流体の保温用にも使用することができる。なお、電気二重層コンデンサ４１Ａへの充電は、放電終了後または放電中に、家庭用電源と燃料電池４１Ｂから連続又は断続的に行うことができる。よって、非常に効率良く流体の加熱及び保温を行うことができる。
【００４６】
また、第１実施形態では、蓄電装置を、電気二重層コンデンサのみとしているが、この構成において、電気二重層コンデンサに替えて、燃料電池のみを用いても良いし、二次電池のみを用いても良い。
【００４７】
なお、蓄電装置を取り外し可能としても良く、予め蓄電された蓄電装置を取り替えて順次使用することもでき、家庭用電気コンセント等と直接接続しなくても、携帯用として使用することもできる。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、蓄電装置に電力を蓄えておき、必要な時に、蓄電装置から短時間で大電流を急速放電できるため、流体を加熱するヒータに短時間で大電流を通電させることができる。また、加熱が必要ない時に、必要な電力が蓄電装置に蓄えられているために、待機電力を低減することができ、省エネルギー化を図ることができる。よって、電気エネルギーを用いて、瞬間的に流体を加熱可能となり、非常に効率良く、短時間で流体を急速加熱することができ、必要なときに加熱された液体を得ることできる。
【００４９】
また、蓄電装置に電気二重層コンデンサを用いることで、大電流をより急速に充放電することができ、充電から加熱に至るまでの時間を従来に比べて非常に短縮することができる。また、充放電回数にも制限がなく、半永久的に使用することができる。さらに、家庭用（商用）電源からの電力を用いて蓄電することができるため、容易に流体の加熱を行うことができ、汎用性にも優れている。
【００５０】
さらに、特定の無機材料と発熱体とを有するセラミックスヒータを用いることにより、非常に効率良く、熱を伝達することができる上に、大電流に対する強度にも優れている。
【００５１】
従って、本発明の急速流体加熱システムは、家庭用電気温水器、家庭用電気給湯器、自動販売機、温水洗浄便座、熱湯滅菌器等に、特に好適に用いられ、水道水等からの流水又は貯水を温水、熱湯、スチーム等に加熱するのに最適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の急速流体加熱システム３０の構成図である。
【図２】（Ａ）（Ｂ）は、流水加熱用のセラミックスヒータの構成を示す図である。
【図３】貯水加熱用のセラミックスヒータの構成を示す図である。
【図４】第２実施形態の急速流体加熱システムの構成図である。
【図５】第３実施形態の急速流体加熱システム３０の構成図である。
【符号の説明】
１０　急速流体加熱システム
１１　蓄電装置
１２　ヒータ
１２Ａ　無機材料
１２Ｂ　発熱体
１３　充電装置
１４　コンバータ
【図１】
2004053098.tif 000003
【図２】
2004053098.tif 000004
【図３】
2004053098.tif 000005
【図４】
2004053098.tif 000006
【図５】
2004053098.tif 000007