(57)【要約】【課題】  高い熱伝導効率を有しエネルギー消費を低減する温水器用熱伝導性アッセンブリ、および該熱伝導性アッセンブリの製造方法を提供すること。【解決手段】  温水器（２）用熱伝導性アッセンブリおよび熱伝導性アッセンブリの製造方法において、協働して密閉室（３１）を画成する内壁面（３２）を有する熱伝導性ハウジング（３）が設けられる。密閉室（３１）内に熱伝導性ユニット（４）が配設される。熱伝導性粒子（５）が密閉室（３１）内に配設され、熱伝導性ユニット（４）内の水を加熱するために、熱伝導性ハウジング（３）の内壁面（３２）および熱伝導性ユニット（４）の外壁面（４４）に堆積させられる。【選択図】  図２
2007155310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
協働して密閉室（３１）を画成する内壁面（３２）を有する熱伝導性ハウジング（３）と；
前記密閉室（３１）に配設された熱伝導性ユニット（４）と；
前記熱伝導性ハウジング（３）の前記内壁面（３２）に堆積した熱伝導性粒子（５）と；
を備えることを特徴とする、熱伝導性アッセンブリ。
【請求項２】
前記密閉室（３１）は真空室であることを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導性アッセンブリ。
【請求項３】
前記熱伝導性ユニット（４）は前記密閉室（３１）から延出する入口端および出口端（４３１，４３２）を有する管体（４３）を備え、該管体（４３）は前記入口端（４３１）から前記出口端（４３２）への流水を可能にする流路を画成することを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導性アッセンブリ。
【請求項４】
前記管体（４３）は金属製であることをさらに特徴とする、請求項３に記載の熱伝導性アッセンブリ。
【請求項５】
前記管体（４３）は蛇行管体であることをさらに特徴とする、請求項３に記載の熱伝導性アッセンブリ。
【請求項６】
前記熱伝導性ユニット（４）は前記管体（４３）に装着した複数の熱伝導性フィン板（４１）をさらに備えることをさらに特徴とする、請求項５に記載の熱伝導性アッセンブリ。
【請求項７】
前記熱伝導性ユニット（４）は外壁面（４４）を有し、前記熱伝導性粒子（５）は前記熱伝導性ユニット（４）の前記外壁面（４４）上にも堆積することを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導性アッセンブリ。
【請求項８】
前記熱伝導性ユニット（４）の前記外壁面（４４）は不動態表面であることをさらに特徴とする、請求項７に記載の熱伝導性アッセンブリ。
【請求項９】
前記熱伝導性ユニット（４）の前記外壁面（４４）に表面不動態化のための酸洗い処理が施されることをさらに特徴とする、請求項８に記載の熱伝導性アッセンブリ。
【請求項１０】
前記熱伝導性ハウジング（３）は、底壁（３２１）と前記底壁（３２１）の外周から延出して上方へ広がる周壁（３２２）とを備える底部分を有することを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導性アッセンブリ。
【請求項１１】
外側ケーシング（２１）と該外側ケーシング（２１）内に配設される熱発生源（２２）とを備えた温水器（２）に使用されるようになっている熱伝導性アッセンブリであって；
前記熱発生源（２２）の上方で外側ケーシング（２１）内に配設されるようになっており、協働して密閉室（３１）を画成する内壁面（３２）を有する熱伝導性ハウジング（３）と；
前記密閉室（３１）中に配設され、前記密閉室（３１）から延出する入口端および出口端（４３１，４３２）を有する管体（４３）を備え、該管体（４３）は前記入口端（４３１）から前記出口端（４３２）への流水を可能にするようになっている流路を画成する熱伝導性ユニット（４）と；
前記熱伝導性ハウジング（３）の前記内壁面（３２）上に堆積した熱伝導性粒子（５）と；
を備えることを特徴とする、熱伝導性アッセンブリ。
【請求項１２】
前記密閉室（３１）は真空室であることを特徴とする、請求項１１に記載の熱伝導性アッセンブリ。
【請求項１３】
前記管体（４３）は金属製であることをさらに特徴とする、請求項１１に記載の熱伝導性アッセンブリ。
【請求項１４】
前記管体（４３）は蛇行管体であることをさらに特徴とする、請求項１１に記載の熱伝導性アッセンブリ。
【請求項１５】
前記熱伝導性ユニット（４）は前記管体（４３）に装着した複数の熱伝導性フィン板（４１）をさらに備えることをさらに特徴とする、請求項１４に記載の熱伝導性アッセンブリ。
【請求項１６】
前記熱伝導性ユニット（４）は外壁面（４４）を有し、前記熱伝導性粒子（５）は前記熱伝導性ユニット（４）の前記外壁面（４４）上にも堆積することを特徴とする、請求項１１に記載の熱伝導性アッセンブリ。
【請求項１７】
前記熱伝導性ユニット（４）の前記外壁面（４４）は不動態表面であることをさらに特徴とする、請求項１６に記載の熱伝導性アッセンブリ。
【請求項１８】
前記熱伝導性ユニット（４）の前記外壁面（４４）に表面不動態化のための酸洗い処理が施されることをさらに特徴とする、請求項１７に記載の熱伝導性アッセンブリ。
【請求項１９】
前記熱伝導性ハウジング（３）は、底壁（３２１）と前記底壁（３２１）の外周から延出し上方へ広がる周壁（３２２）とを備える底部分を有することを特徴とする、請求項１１に記載の熱伝導性アッセンブリ。
【請求項２０】
ａ）協働して密閉室（３１）を画成する内壁面（３２）を有し、熱伝導性ユニット（４）が配設される熱伝導性ハウジング（３）を設ける工程と；
ｂ）密閉室（３１）を減圧する工程と；
ｃ）熱伝導性ハウジング（３）の内壁面（３２）上に熱伝導性粒子（５）を堆積させる工程と；
を含むことを特徴とする、熱伝導性アッセンブリの製造方法。
【請求項２１】
工程ｃ）が
ｃ１）密閉室（３１）を熱伝導性粒子（５）の懸濁液で充填する工程と；
ｃ２）熱伝導性ハウジング（３）を加熱して懸濁液を蒸発させ、熱伝導性ハウジング（３）の内壁面（３２）上に熱伝導性粒子（５）を堆積させる工程と；
を含むことを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
熱伝導性粒子（５）が熱伝導性ユニット（４）の外壁面（４４）上にも堆積することを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
工程（ａ）が熱伝導性ユニット（４）の外壁面（４４）を不動態化することを含むことを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
熱伝導性ユニット（４）の外壁面（４４）の不動態化を酸洗い処理により行うことを特徴とする、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱伝導性アッセンブリに関し、特に温水器用熱伝導性アッセンブリおよび該熱伝導性アッセンブリの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１を参照して、ガス温水器などの従来の温水器１は、開放型ハウジング１１と、熱伝導性部材１２と、熱伝導性部材１２を包囲する水管１３と、ハウジング１１内に配設された加熱ユニット１４とを備える。水管１３は、その中を水が流れるようになっており、ハウジング１１から延出する入口端および出口端１３１，１３２を有する。使用の際、加熱ユニット１４は熱伝導性部材１２を直接加熱し、熱伝導性部材１２は水管１３内を流れる水を加熱するためにその熱を水管１３に伝導する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の温水器１には、以下のような欠点がある：
１．前記熱伝導性部材１２の底部分だけが加熱され、また前記ハウジング１１は開放型であるので、熱伝導性部材１２の加熱部分が限られており、かつ温水器１を通過する外気のために熱損失が増加し、その結果、伝熱効率が低くなる。
２．上記により、水管１３中の水を所要温度に加熱するために前記加熱ユニット１４はより多くの熱エネルギーを消費しなくてはならず、その結果、熱エネルギーを浪費する。
３．前記熱伝導性部材１２の底部分が加熱ユニット１４に近接しているので、水管１３における熱伝導性部材１２の底部分に最も近い部分は迅速に加熱されるのに対して、水管１３の熱伝導性部材１２の底部分から遠い部分は前記熱損失と低伝熱効率のためにゆっくりと加熱され、熱分布が不均一となる。その結果、水管１３内を流れる水は同じ速度で加熱されない。
【０００４】
従って、本発明の目的は、高い熱伝導効率を有してエネルギー消費を低減する温水器用熱伝導性アッセンブリを提供することである。
【０００５】
また、本発明の他の目的は、前記熱伝導性アッセンブリの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある側面によれば、熱伝導性アッセンブリは、協働して密閉室を画成する内壁面を有する熱伝導性ハウジングと；前記密閉室に配設された熱伝導性ユニットと；前記熱伝導性ハウジングの前記内壁面に堆積した熱伝導性粒子とを備える。
【０００７】
本発明の他の側面によれば、外側ケーシングと該外側ケーシング内に配設される熱発生源とを備えた温水器に使用されるようになっている熱伝導性アッセンブリが提供される。該熱伝導性アッセンブリは、前記熱発生源の上方で外側ケーシング内に配設されるようになっており、協働して密閉室を画成する内壁面を有する熱伝導性ハウジングと；前記密閉室中に配設され、前記密閉室から延出する入口端および出口端を有する管体を備え、該管体は前記入口端から前記出口端への流水を可能にするようになっている流路を画成する熱伝導性ユニットと；前記熱伝導性ハウジングの前記内壁面上に堆積した熱伝導性粒子とを備える。
【０００８】
本発明の更なる側面によれば、熱伝導性アッセンブリの製造方法は、ａ）協働して密閉室を画成する内壁面を有し、熱伝導性ユニットが配設される熱伝導性ハウジングを設ける工程と；ｂ）密閉室を減圧する工程と；ｃ）熱伝導性ハウジングの内壁面上に熱伝導性粒子を堆積させる工程とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高い熱伝導効率を有してエネルギー消費を低減する温水器用熱伝導性アッセンブリおよび該熱伝導性アッセンブリの製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して以下に詳述する好適な実施例により明らかとなろう。
【００１１】
図１は、従来のガス温水器の部分断面模式図である。
【００１２】
図２は、温水器に設置された場合の本発明による熱伝導性アッセンブリの好適な実施例の部分断面模式図である。
【００１３】
図３は、好適な実施例の熱伝導性ユニットの斜視図である。
【００１４】
図４は、本発明による熱伝導性アッセンブリの製造方法の好適な実施例のフローチャートである。
【００１５】
図２および図３に示すように、本発明による熱伝導性アッセンブリの好適な実施例は、温水器２に使用されるようになっている。温水器２は、外側ケーシング２１と、外側ケーシング２１内に配設された熱発生源２２とを備える。熱発生源２２は、ガスバーナ、電気発熱体、あるいは太陽エネルギー変換器でもよい。
【００１６】
本発明の熱伝導性アッセンブリは、熱伝導性ハウジング３と、熱伝導性ユニット４と、熱伝導性粒子５とを備える。
【００１７】
熱伝導性ハウジング３は、熱発生源２２の上方で外側ケーシング２１内に配設されるようになっており、協働して密閉室３１を画成する内壁面３２を有する。密閉室３１は減圧されて真空室を形成する。熱伝導性ハウジング３は、底壁３２１と該底壁３２１の外周から上方へ広がる周壁３２２とを備える底部分を有する。本実施例では、熱伝導性ハウジング３は金属製であるが、ガラス、高温に耐えることが可能な耐性プラスチック、セラミックなどの他の耐熱性材料から作成してもよい。
【００１８】
熱伝導性ユニット４は密閉室３１内に配設され、密閉室３１から延出する入口端および出口端４３１，４３２を有する管体４３を備える。管体４３は入口端４３１から出口端４３２への流水を可能とするようになっている流路４２を画成する。本実施例では、管体４３は金属製の蛇行管体である。熱伝導性ユニット４は、管体４３に装着した複数の熱伝導性フィン板４１をさらに備える。熱伝導性フィン板４１は互いに平行に離間しながら垂直方向に配設される。熱伝導性ユニット４は外壁面４４を有する。本実施例では、外壁面４４と内壁面３２は、表面不動態化のための酸洗い処理が施されて、不動態表面となっている。
【００１９】
熱伝導性粒子５は、熱伝導性ハウジング３の内壁面３２に堆積し、さらに熱伝導性ユニット４の外壁面４４にも堆積する。
【００２０】
図２とともに図４を参照して、本発明による前記熱伝導性アッセンブリの製造方法の好適な実施例は、ａ）協働して密閉室３１を画成する内壁面３２を有し、熱伝導性ユニット４が配設される熱伝導性ハウジング３を設ける工程と；ｂ）密閉室３１を減圧する工程と；ｃ）熱伝導性ハウジング３の内壁面３２に熱伝導性粒子５を堆積させる工程とを備える。
【００２１】
工程ｃ）はｃ１）密閉室３１を前記熱伝導性粒子５の懸濁液で充填するサブ工程と；ｃ２）前記熱伝導性ハウジング３を加熱して前記懸濁液を蒸発させ、熱伝導性ハウジング３の内壁面３２上および熱伝導性ユニット４の外壁面４４上に熱伝導性粒子５を堆積させるサブ工程と；を備える。
【００２２】
前記懸濁液は、マグネシウムやベリリウムなどの焼結粉末無機媒体と、純水（あるいはアルコールなどの揮発性液体）と、水素と酸素の発生を抑制できる亜鉛、マグネシウム、カルシウムからなることに留意されたい。
【００２３】
前記方法はさらに工程ａ）において、熱伝導性粒子５の堆積を促進するために熱伝導性ユニット４の外壁面４４および熱伝導性ハウジング３の内壁面３２を不動態化する工程を含む。熱伝導性ユニット４の外壁面４４および熱伝導性ハウジング３の内壁面３２の不動態化は、酸洗い処理により行われる。
【００２４】
前記方法はさらに工程ｃ）の後に、密閉室３１から残留気体を除去するために密閉室３１を減圧する工程を含む。この減圧操作中に熱伝導性粒子５が一部除去される可能性があるが、除去される量はわずかである。
【００２５】
使用においては、熱発生源２２が熱伝導性ハウジング３を加熱すると、熱が三つの機構により熱伝導性ユニット４に伝達される：すなわち、（ａ）熱伝導性ハウジング３の熱放射；（ｂ）熱伝導性ハウジング３と熱伝導性ユニット４との間の温度差による、加熱された熱伝導性粒子５の熱伝導性ユニット４への移動（すなわち、対流）；および（ｃ）加熱された熱伝導性粒子５と熱伝導性ユニット４との間の接触（すなわち、伝導）。
【００２６】
底壁３２１と末広がりに延出する周壁３２２とを備える熱伝導性ハウジング３の底部分の構成により、熱伝導性粒子５は熱発生源２２に比較的近い底壁３２１に堆積するように誘導されて迅速な熱伝導を可能としていることに留意されたい。さらに、密閉室３１は真空で乾燥状態にあるので、熱が管体４３に伝達されたときに、管体４３上に水蒸気が凝結することはない。その上、亜鉛、マグネシウム、カルシウムが水素および酸素の発生を抑制し得るので、密閉室３１内の圧力は一定レベルに維持される。
【００２７】
本発明を最も実用的で好適であると思われる実施例とともに説明したが、本発明は、上記に開示した実施例に限定されることはなく、その最も広く解釈される請求の範囲に含まれる種々の変更を含むものであり、そのような変更および同等の構成をも網羅するものと理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来のガス温水器の部分断面模式図
【図２】温水器に設置された場合の本発明による熱伝導性アッセンブリの好適な実施例の部分断面模式図
【図３】好適な実施例の熱伝導性ユニットの斜視図
【図４】本発明による熱伝導性アッセンブリの製造方法の好適な実施例のフローチャート
【符号の説明】
【００２９】
２        温水器
２１      外側ケーシング
２２      熱発生源
３        熱伝導性ハウジング
３１      密閉室
３２      内壁面
３２１    底壁
３２２    周壁
４        熱伝導性ユニット
４１      熱伝導性フィン板
４２      流路
４３      管体
４３１    入口端
４３２    出口端
４４      外壁面
５        熱伝導性粒子
【図１】
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【図２】
2007155310.tif 000004
【図３】
2007155310.tif 000005
【図４】
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【外国語明細書】
2007155310.tif 000007
2007155310.tif 000008
2007155310.tif 000009
2007155310.tif 000010
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2007155310.tif 000015
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2007155310.tif 000021
2007155310.tif 000022
【図１】
2007155310.tif 000023
【図２】
2007155310.tif 000024
【図３】
2007155310.tif 000025
【図４】
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