(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状熱交換器（１）および温水の貯蔵コンテナ（２）を有する湯沸器であって、
前記貯蔵コンテナ（２）は、該貯蔵コンテナの外側を画定する壁（２′）と、温水を送る排出口（７）と、前記壁（２′）の対向部分を相互結合して互いに直角の３方向に力を伝達する補強体（９−１１、１３−１３′′′）とを備え、
前記貯蔵コンテナ（２）内の前記補強体は、水切りおよび窪みを備えた積層板（１３−１３′′′）を有し、前記積層板は、ろう付け、はんだ付け、溶接または接着により相互結合されるとともに、温水が流通可能な水路（３′、３′′、３′′′、３′′′′）を形成する開口部を備えたことを特徴とする湯沸器。
【請求項２】
互いに直角な２方向における前記貯蔵コンテナの外形および寸法が、前記貯蔵コンテナ（２）に結合した前記熱交換器（１）の前記２方向における形状と寸法に実質的に等しいことを特徴とする請求項１に記載の湯沸器。
【請求項３】
前記貯蔵コンテナ（２）は、一方の回路のみを用いた二回路液−液型板状熱交換器として構成されることを特徴とする請求項２に記載の湯沸器。
【請求項４】
一方の端板（３０）が二回路間の接続部（３１，３２）を形成すること以外は、二回路液−液型板状熱交換器として構成されることを特徴とする請求項２に記載の湯沸器。
【請求項５】
前記貯蔵コンテナ（２）は温水を供給する板状熱交換器（１）と一体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の湯沸器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の属する技術分野）
本発明は板状熱交換器と温水貯蔵コンテナを備える湯沸器に関する。
【０００２】
（従来の技術）
温水特に衛生水の多くは二次回路に温液が供給される板状熱交換器に冷水を通過させて得られる。家庭用には蛇口温度は一定に、例えば５５℃と６０℃の間に保たれる。多くの使用形態において必要な流量にしたがって水を直接加熱して不必要な貯蔵を避けるようにすることが望ましい。しかしながら幾分かの貯蔵即ち板状熱交換器若しくは蛇口までの配管の中の水量の貯蔵は避けられない。板状熱交換器を使用すれば最小の貯蔵量を持って効果的な熱交換と大量の温水の供給が可能となる。この方式の固有の問題は、温水をある時間出した後で短時間導出させないと、新たな温水流の初めの水量の温度が所望温度より実質的に高くなってしまうことにある。約６０℃より高い温度で温水を出すことは例えば乳幼児を洗っている場合には危険である。温水が高温になるのは板状熱交換器内の水を加熱する液体が蛇口から出る温水の所望温度より１０−２０℃高い温度にする必要があるためである。熱交換器を通る流れが止まると交換器内に在る衛生水が交換器内の加熱液体の温度まで加熱される。安全性の理由で温水の貯蔵コンテナは熱交換器と蛇口の間に設けられる。熱交換器と蛇口の間の長手の配管がこの様なコンテナにさせ得る。しかしながらこの様な配管をすることは実際的ではなく、長時間温水を使わなかった後に蛇口に送られる最初の温水は相当に冷たく極めて不都合である。
【０００３】
（発明が解決しようとする課題）
従って小容量で且つ長い湯沸し期間後の短い不使用の後で湯沸しを始める時は温水の所望温度に対する大巾な高低を防止する湯沸器の提供が望まれる。小容量の使用の湯沸器はまた小外寸にされることが求められる。ほとんどの場合球形のコンテナの使用は不都合であり、一方他の形状では比較的高い水圧で変形される。重量のある壁体を用いる場合コンテナがコスト高となり、採用され得ない。
【０００４】
（課題を解決するための手段）
板状熱交換器と温水貯蔵コンテナとを備え、貯蔵コンテナは外側制限壁と温水供給排出口と壁の対向部分を相互結合して互いに直角の３方向に力を伝達するようにした補強体を有する湯沸器は、本発明によれば貯蔵コンテナ内の補強体が水切りおよび窪みを備える積層板であると共にろう付け、はんだ付け、溶接又は接着により相互結合され、積層板は温水が流通し得る水路を形成する開口を備えることを特徴とする。
【０００５】
この補強体は極めて薄い壁でコンテナを構成し、且つ変形を起たさずに高い内圧に対応することを可能とする。コンテナは球形又は筒形とすることにのみ限られない。
【０００６】
望ましくはコンテナは互いに直角な２方向において熱交換器と同一の外形と外寸を持つように構成し、例えば板状熱交換器の連続体としてこれを装着することを可能にする。
【０００７】
コンテナは一方の回路のみを使用する従来の２回路液−液板状熱交換器として構成できる。この場合熱交換器の構成体の少なくとも１枚が２回路間を接続するように形成されれば２回路の通路を有利に使用可能にされる。
【０００８】
最大に望ましいことは加熱した水をコンテナ内に貯蔵する板状熱交換器の一体部分を形成するようにコンテナを構成可能にすることにある。
【０００９】
（発明の実施の形態）
図１−図４は本発明による一般的な動作原理を示す。図１においては板状熱交換器が矢印１で示され、チュウブ３によって貯蔵コンテナ２に接続される。熱交換器１は被加熱液体−実際上は衛生水流の流入口４を有した周知の２回路板型のものである。温水はチュウブ３を介して熱交換器１を離れる。加熱は図３および図４に示す入口５と出口６を有した温水回路との熱交換で行われる。貯蔵コンテナ２はバルブ８で制御される放出管７を備えた外側制限壁２′を有する。温水回路は熱交換器１の入口５と出口６に接続したボイラ（図示せず）を包有する。
【００１０】
この方式の動作中−即ちバルブ８を開いて衛生水が蛇口から放出されると−衛生冷水が流入口４から熱交換器１に入り、例えば１０℃から５５℃に加熱された後コンテナ２に供給される。同時に加熱用の温水流が８０℃の温度で熱交換器１の入口５に入り、６５℃の温度で出口６を離れる。衛生温水の放出を例えば数分間停止した後再び開始した場合、衛生水の流れがない期間中に熱交換器１内にあった衛生水は７０℃まで上がった温度で熱交換器１を離れる。これは仮に人体を、特に小児を直接洗うために使用する場合問題が大である。したがってコンテナ２は熱交換器１とバルブ８との間に設けられる。コンテナ２の容量は温度の突出を避けるに必要な衛生水の量を保持するために十分大にする必要がある。利用可能な空間は通常コンテナ２を熱交換器１と同じ高さと幅を持つ箱型に形成することにより最大に経済的に利用される。箱型に形成したコンテナは非常に厚い壁を備える場合を除き内圧の大きな変化に対応する程度に変形され得るが、これは経済性から見て不利であり不可能である。本発明によればコンテナ２の壁２′は非常に薄く良好で、本発明により箱型に形成したコンテナ２の壁の対向部分を互いに直角の３方向に力を伝達しうる補強体９，１０および１１で相互に結合する構成がとられる。補強体は略図的にのみ示す。
【００１１】
本発明によればコンテナの壁２′の補強はコンテナ２に水切りと窪みの押し型パターンを有し且つ板状熱交換器を製造する伝統的な構成に近似の方法で互いにろう付け、はんだ付けまたは接着した内部積層版を設けることにより達成される。コンテナ２は望ましくは２方向において熱交換器１と同一の外寸とされ、従って熱交換器１の連続体として製造され得る。
【００１２】
この形態の湯沸器の実施例が図５−図１０に示され、その流れの原理を図１１に示す。図５−図１０に示す湯沸器は合体した熱交換器１とコンテナ２である。図５は図７のＶ−Ｖ線に沿う断面図であり、図７は図５の矢印ＶＩＩ−ＶＩＩの方向から見た図５の左端面図である。
【００１３】
図５は流入口４から熱交換器１に流入し各対の熱交換板１２間を下方に、コンテナ２の底部の、対応するマニホルド空間３′に接続したマニホルド空間３へ流れる衛生水の流れを示す。衛生水はここで各対の板１３の間を上向きに通過して、バルブ８を備えた排出口７を経、コンテナ２を離れる。このとき隔離板１４により衛生水の、流入口４から排出口７への直接の流動を防止するように設けられる。
【００１４】
図６−熱交換器の熱交換媒体用入口５と出口６を通る図７のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図−は入口５から流入し、各対の板１２の間を上向きに流れ、出口６から熱交換器１を離れる加熱媒体の回路を示す。隔離板１４は熱交換器１をコンテナ２から隔離して加熱媒体がコンテナ２の空洞１５に流入することを防止する。
【００１５】
それぞれ図７のＩＸ−ＩＸ線とＸ−Ｘ線に沿う断面図である図９および１０は加熱媒体の出口６、衛生水の流入口４と排出口７ならびに加熱媒体の入口５を示す。また空洞１５も示される。
【００１６】
図１１はどのように端板１７、積層板１２，１２′、１２′′および隔離板１４が図５−図１０による熱交換器１の部分を形成し、隔離板１４、積層板１３，１３′、１３′′及び端板１８がどのようにコンテナ２の部分を形成するかが示される。端板１７は衛生冷水用の入口４、加熱媒体用の入口５および加熱媒体用の出口６を備える。端板１７と第一熱交換板１２との間のスペースは使用されず、リング１９が衛生水の流動の水路として機能する。第一の熱交換板１２と積層する次の板１２′の間のスペースは衛生水の通過を阻止しているが、入口５から熱交換器１に入る加熱媒体は通過される。衛生水は板１２′と隣接する板１２′′の間を下方向に流動し、放出マニホルド３を介して熱交換器を離れ、マニホルド３′を介してコンテナに流入する。板１２と１２′および１２′′と１４のそれぞれの間のスペースは、出口６を介して熱交換器を離れる加熱媒体の上方向の流動に対し開放される。図１１において熱交換板は板状熱交換器では伝統的なヘリングボーンパターンを備えるものとして示される。
【００１７】
図５−図１１に示す湯沸器のコンテナ２の各板も同様のパターンを備えるが、これらは熱交換を目的とするものではない。一方コンテナ２内の板にも同一のヘリングボーンパターンを設けることが有利である−その理由の一部は異なる種類の少数の板の方がより経済的であること、また別の理由の一部は互いに直角な３方向の補強効果がヘリングボーンパターンを付した板をろう付けする構成がコンテナ２において容易に得られることにある。
【００１８】
熱交換器１を離れてマニホルド３′でコンテナ２に流入する衛生温水の第一の部分２１は隔離板１４とコンテナ２の第一の板１３との間の水路を上方向に通過させる一方、衛生温水の第二の部分２２は板１３′と１３′′の間を上方向に、即ちコンテナ２の各板の間の一つ置きの水路を通過するように設けられる。この衛生温水の第二部分２２は排出口７からコンテナ２を離れる前に第一の部分２１と再合流する。コンテナ２内の残りの水路−即ち、板１３及び１３′の間の水路と板１３′′及び１８の間の水路は媒体の進入を阻止する。しかして湯沸器の熱交換器１の部分は通常の２水流の板状熱交換器として動作するに対して、コンテナ２の部分は衛生温水流を分割し且つ排出口７からコンテナ２を離れる前に再合流させる分配器として動作する。これが温度の突出を回避することを確実にし、永久に流れない衛生水が蓄積する危惧のないように動作する。
【００１９】
湯沸器のコンテナ２の部分の更なる改良が図１２−図１８の実施形態に示される。ここでは熱交換器１から流出する衛生水の分割によりコンテナ２の全容量を利用することを目的とする。
【００２０】
熱交換器１のある部分は上述し図５−図１１に示したものと同一であるが、コンテナ２のある部分の端板３０は−隣接する板１３′′′と協働して−後述するように底部と上部においてコンテナを通るマニホルド水路の対を接続する水路３１及び３２を設けるように構成する。マニホルド３′においてコンテナ２に流入する衛生水はコンテナ２内の各板で形成される水路間を上方向に移動する。しかしながら−図１６と図１８とに示すように−水路３１はまた衛生水がコンテナ２内の残りの水路を通って上方向に流れるようにする。コンテナ２を通る衛生水の上方向の複数の流れは平行なマニホルド３′′と３′′′内で合体され−図１７参照−、最終的に排出口７を通ってコンテナ２を出る前に水路３２で再合流する。
【００２１】
図１８に見られるようにマニホルド３′でコンテナ２に流入する衛生温水の流れは第一流３３と第二流３４に分けられる。第一流３３は隔離板１４とコンテナ２の第一板１３との間を上方向に通過する。第一流は直接コンテナ２を通ってマニホルド３′′から排出口７まで続く−図１７参照。第二流３４はマニホルド３′を通って続くが、部分流３５が分流され、板１３′と１３′′の間を上方向に通る。ここで部分流はマニホルド３′′に達して第一流３３と再合流する。第二流３４の残りは水路３１を通過し、マニホルド３′′′′から熱交換器１に向かう方向に戻−図１６参照−、残りの水路−即ち各板１３′′′と１３′′及び１３′と１３の間の水路からマニホルド３′′′へコンテナ２を上方向に通過する。マニホルド３′′′からの衛生水の流れは水路３２を介して排出口７へ流れてコンテナ２を離れる。
【００２２】
図１１と図１８では対応する図５−図１０に示した多数の板を明瞭性のために図示しなかったことは理解されよう。
【００２３】
又、多少高コストではあるが、図１１−図１８による湯沸器が製造コストとの関係で最良の性能を有することも理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明の基礎原理を示し、本発明による湯沸器に用いる動作原理を示す湯沸器の、図３のＩ−Ｉ線に沿う縦断面図である。
【図２】  図２は図１のＩＩ−ＩＩ線方向から見た図１の湯沸器の板状熱交換器の右側端面図である。
【図３】  図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線方向から見た図１の左側端面図である。
【図４】  図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う縦断面図である。
【図５】  図５は温水用コンテナを板状熱交換器と一体化した本発明による湯沸器の実施形態を示す、図７のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】  図６は図７のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】  図７は図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線方向から見た図５の装置の左側端面図である。
【図８】  図８は図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線方向から見た図５の装置の右側端面図である。
【図９】  図９は図７のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。
【図１０】  図１０は図７のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１１】  図１１は装置の実施の形態を示す図５から図１０の湯沸器の展開斜視図である。
【図１２】  図１２は本発明の他の実施形態の、図１４のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う縦断面図である。
【図１３】  図１３は図１４のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う同一の装置の断面図である。
【図１４】  図１４は図１２のＸＩＶ−ＸＩＶ線方向から見た図１２の装置の左側端面図である。
【図１５】  図１５は図１２のＸＶ−ＸＶ線方向から見た図１２の装置の右側端面図である。
【図１６】  図１６は図１４のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う断面図である。
【図１７】  図１７は図１４のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う断面図である。
【図１８】  図１８は図１２から図１７に示す湯沸器の実施原理を示す展開斜視図である。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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