(57)【要約】【課題】蓄熱材の加熱中に水を温めて湯とすることができる蓄熱式電気温水器を提供すること。【解決手段】装置本体１０の内部に収容された蓄熱材２０と、蓄熱材２０を加熱するヒーター３０と、装置本体１０の内部に蓄熱材２０と接触して配置され、内部に水が流通して水と蓄熱材２０との間で熱交換を行う伝熱管４０と、蓄熱材２０よりも熱伝導性の高い材料により構成され、ヒーター３０及び伝熱管４０に伝熱可能に接触された伝熱部材５０と、を備える蓄熱式電気温水器１である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体の内部に収容された蓄熱材と、
前記蓄熱材を加熱するヒーターと、
前記装置本体の内部に前記蓄熱材と接触して配置され、内部に水が流通して水と前記蓄熱材との間で熱交換を行う伝熱管と、
前記蓄熱材よりも熱伝導性が高い材質により構成され、前記ヒーター及び前記伝熱管に伝熱可能に接触された伝熱部材と、を備える蓄熱式電気温水器。
【請求項２】
前記伝熱管と前記蓄熱材との接触面積は、前記伝熱管と前記伝熱部材との接触面積よりも大きい請求項１に記載の蓄熱式電気温水器。
【請求項３】
前記ヒーターは、前記装置本体の内部の下部に配置されている請求項１又は請求項２に記載の蓄熱式電気温水器。
【請求項４】
前記ヒーターは、前記装置本体の内部に位置する前記伝熱管の部分であって、水が流入する前記伝熱管の水の流入部分に近接して配置されている請求項１〜請求項３のいずれかに記載の蓄熱式電気温水器。
【請求項５】
前記伝熱部材は、前記装置本体の内部に位置する前記伝熱管の部分であって、水が流入する前記伝熱管の水の流入部分に接触している請求項１〜請求項４のいずれかに記載の蓄熱式電気温水器。
【請求項６】
前記伝熱管の外周面から突出する伝熱フィンを備え、
前記伝熱部材は、前記伝熱フィンを介して前記伝熱管に伝熱可能に接触している請求項１〜請求項５のいずれかに記載の蓄熱式電気温水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱式電気温水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、蓄熱材と、ヒーターと、伝熱管と、を備える蓄熱式電気温水器が知られている。蓄熱材は、装置本体としてのケースに収容されている。伝熱管は、ケースの内部において蓄熱材に接触した状態で、伝熱管の内部に流通する水と蓄熱材との間で熱交換を行うことができるように構成されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２９６０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されている装置では、ヒーターと伝熱管とは接触しておらず、ヒーターと伝熱管との間には蓄熱材が存在している。蓄熱材は、ヒーターの表面に接触している蓄熱材の部分から温まるため、蓄熱材を加熱している途中の時点では、伝熱管の表面に位置している蓄熱材の部分は温まっていないため、当該蓄熱材の部分が蓄熱した状態になっておらず、伝熱管を介して水を十分に温めて湯とすることはできない。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄熱材の加熱中に水を温めて湯とすることができる蓄熱式電気温水器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明は、装置本体（例えば、後述の装置本体１０）の内部に収容された蓄熱材（例えば、後述の蓄熱材２０）と、前記蓄熱材を加熱するヒーター（例えば、後述のヒーター３０）と、前記装置本体の内部に前記蓄熱材と接触して配置され、内部に水（例えば、後述の水Ｗ）が流通して水と前記蓄熱材との間で熱交換を行う伝熱管（例えば、後述の伝熱管４０）と、前記蓄熱材よりも熱伝導性が高い材質により構成され、前記ヒーター及び前記伝熱管に伝熱可能に接触された伝熱部材（例えば、後述の伝熱部材５０）と、を備える蓄熱式電気温水器（例えば、後述の蓄熱式電気温水器１）を提供する。
【０００７】
前記伝熱管と前記蓄熱材との接触面積（例えば、後述の接触面積ｘ）は、前記伝熱管と前記伝熱部材との接触面積（例えば、後述の接触面積ｙ）よりも大きいことが好ましい。また、前記ヒーターは、前記装置本体の内部の下部に配置されていることが好ましい。
【０００８】
前記ヒーターは、前記装置本体の内部に位置する前記伝熱管の部分であって、水が流入する前記伝熱管の水の流入部分（例えば、後述の流入部分４３５）に近接して配置されていることが好ましい。また、前記伝熱部材は、前記装置本体の内部に位置する前記伝熱管の部分であって、水が流入する前記伝熱管の水の流入部分に接触していることが好ましい。
【０００９】
また、前記伝熱管の外周面から突出する伝熱フィン（例えば、後述の伝熱フィン６１）を備え、前記伝熱部材は、前記伝熱フィンを介して前記伝熱管に伝熱可能に接触していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、蓄熱材の加熱中に水を温めて湯とすることができる蓄熱式電気温水器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る蓄熱式電気温水器１を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る蓄熱式電気温水器１の伝熱部材５０の上端部と伝熱管４０との接触、及び、伝熱部材５０の下端部とヒーター３０との接触を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る蓄熱式電気温水器１において蓄熱材２０が加熱される様子を示す模式図であり、（ａ）は、蓄熱材２０がヒーター３０によって温められる前の状態を示す模式図であり、（ｂ）は、ヒーター３０の表面に接触している蓄熱材２１の部分が温められて蓄熱した状態を示す模式図であり、（ｃ）は、ヒーター３０及び伝熱部材５０の表面に接触している蓄熱材２１、２２の部分が温められて蓄熱した状態を示す模式図であり、（ｄ）は、ヒーター３０、伝熱部材５０、及び伝熱管４０の表面に接触している蓄熱材２１、２２、２３の部分が温められて蓄熱した状態を示す模式図であり、（ｅ）は、蓄熱材２０の全体が温められ蓄熱した状態を示す模式図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る蓄熱式電気温水器の伝熱部材５０Ａの上端部、下端部と、ヒーター３０、伝熱管４０との接触を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る蓄熱式電気温水器の伝熱部材５０Ｂの上端部、下端部と、ヒーター３０、伝熱管４０との接触を示す断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る蓄熱式電気温水器の伝熱部材５０Ｃの上端部、下端部と、ヒーター３０、伝熱管４０との接触を示す断面図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係る蓄熱式電気温水器の伝熱管４０Ｄを示す断面図である。
【図８】本発明の第６実施形態に係る蓄熱式電気温水器のヒーター３０Ｅを示す断面図である。
【図９】本発明の第７実施形態に係る蓄熱式電気温水器１Ｆを示す模式図である。
【図１０】本発明の第８実施形態に係る蓄熱式電気温水器１Ｇを示す模式図である。
【図１１】本発明の第９実施形態に係る蓄熱式電気温水器１Ｈを示す模式図である。
【図１２】本発明の第１０実施形態に係る蓄熱式電気温水器１Ｉを示す模式図である。
【図１３】本発明の第１１実施形態に係る蓄熱式電気温水器１Ｊを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図３を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る蓄熱式電気温水器１を示す模式図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る蓄熱式電気温水器１の伝熱部材５０の上端部と伝熱管４０との接触、及び、伝熱部材５０の下端部とヒーター３０との接触を示す断面図である。
図３は、本発明の第１実施形態に係る蓄熱式電気温水器１において蓄熱材２０が加熱される様子を示す模式図であり、（ａ）は、蓄熱材２０がヒーター３０によって温められる前の状態を示す模式図であり、（ｂ）は、ヒーター３０の周囲の蓄熱材２１が温められて蓄熱した状態を示す模式図であり、（ｃ）は、ヒーター３０及び伝熱部材５０の表面に接触している蓄熱材２１、２２の部分が温められて蓄熱した状態を示す模式図であり、（ｄ）は、ヒーター３０、伝熱部材５０、及び伝熱管４０の表面に接触している蓄熱材２１、２２、２３の部分が温められて蓄熱した状態を示す模式図であり、（ｅ）は、蓄熱材２０の全体が温められ蓄熱した状態を示す模式図である。
【００１３】
蓄熱式電気温水器１は、例えば、洗面台等において水を温めてお湯にするための給湯器として用いられる装置であり、図１に示すように、装置本体１０と、蓄熱材２０と、ヒーター３０と、伝熱管４０と、伝熱部材５０と、を備えている。
装置本体１０は、内部が中空の容器により構成されている。装置本体１０の上部には、温度センサー１１と、圧力調整弁１３と、が設けられている。温度センサー１１は、装置本体１０の内部の空間に収容された蓄熱材２０の温度を検出可能である。圧力調整弁１３は、装置本体１０の内部の蓄熱材２０の凝固、溶融に伴う堆積変化が発生しても装置本体１０の内部が大気圧に保たれるように調整する。このように、圧力調整機構としての圧力調整弁１３を有しているため、装置本体１０が耐圧構造（耐圧形状）を有していなくてもよい。
【００１４】
蓄熱材２０は、装置本体１０の内部に収容されており、蓄熱材２０の上端と装置本体１０の上壁との間には、空気室１０１が形成されている。空気室１０１は、蓄熱材２０が全て溶融して液体になっても、装置本体１０から溢れないようにすることができる体積を有している。蓄熱材２０は、ヒーター３０、伝熱管４０、及び、伝熱部材５０の表面を取り囲んでいる。換言すれば、ヒーター３０、伝熱管４０、及び、伝熱部材５０は、蓄熱材２０に浸された状態とされており、ヒーター３０、伝熱管４０、及び、伝熱部材５０のそれぞれの間に蓄熱材２０が存在している。蓄熱材２０は、例えば、エリスリトール等の糖アルコールの潜熱蓄熱材が用いられる。蓄熱材２０は、常温では固体であるが、ヒーター３０により加熱されることにより、蓄熱して液体となる。
【００１５】
ヒーター３０は、装置本体１０の内部の下部に配置されており、図示しない電源に電気的に接続されている。ヒーター３０は、消費電力が１５００Ｗ以下の小型のものであり、図示しない電源から電力が供給されることにより、電気エネルギーを熱に変えて発熱する。ヒーター３０は、円柱形状に形成されており、装置本体１０の内部の下部において装置本体１０の底部に沿って延びている。ヒーター３０が発熱することにより、ヒーター３０の表面に接触している蓄熱材２０の部分は、加熱され蓄熱する。
【００１６】
伝熱管４０は、伝熱性を有する銅製の中空の管部材により構成されている。伝熱管４０の内部には、水Ｗが流通し、伝熱管４０を通して水Ｗと蓄熱材２０との間で熱交換を行う。伝熱管４０の一端部４１及び他端部４２は、装置本体１０の外部に配置されており、一端部４１と他端部４２との間の中間部４３は、装置本体１０の内部に配置されている。伝熱管４０の一端部４１の鉛直上方に、伝熱管４０の他端部４２は配置されている。伝熱管４０の中間部４３は、装置本体１０の内部の下部であってヒーター３０の上方においてヒーター３０に沿って延び、湾曲して上方へ向って延びてヒーター３０から離れてゆく。そして更に湾曲して、装置本体１０の内部の上部であってヒーター３０の上方においてヒーター３０に平行に延びて他端部４２に至る。左右方向に延びる中間部４３の部分であって、図１において下側に位置している部分は、水Ｗの流れの上流側に位置する上流側部４３１を構成する。左右方向に延びる中間部４３の部分であって、図１において上側に位置している部分は、水Ｗの流れの下流側に位置する下流側部４３２を構成する。
【００１７】
一端部４１に隣接する中間部４３の部分は、装置本体１０の内部に位置する伝熱管４０の中間部４３の部分であって、水Ｗが流入する伝熱管４０の水Ｗの流入部分４３５を構成する。即ち、伝熱管４０の一端部４１は、図示しない水供給部に接続されており、水Ｗは、伝熱管４０の一端部４１から伝熱管４０の内部に流入し、流入部分４３５から伝熱管４０の中間部４３を流通し、伝熱管４０の他端部４２から伝熱管４０の外部へ排出され、図示しない水栓装置から吐水される。従って水Ｗは、伝熱管４０の内部において、装置本体１０の内部の下部を通り、装置本体１０の内部の下部から上部へ向かい、装置本体１０の内部の上部を通る。伝熱管４０の水Ｗの流入部分４３５を含めて中間部４３の上流側部４３１は、図１に示すように、ヒーター３０に近接して配置されている。
【００１８】
ここで、「中間部４３の上流側部４３１がヒーター３０に近接して配置されている」とは、中間部４３の上流側部４３１以外の他の部分である下流側部４３２よりも早く、伝熱部材５０を介して熱が、中間部４３の上流側部４３１に伝達するように、中間部４３の上流側部４３１が下流側部４３２よりもヒーター３０に近い位置に配置されていることを意味する。
【００１９】
伝熱部材５０は、蓄熱材２０よりも熱伝導性の高い材料である銅により構成されており、円柱形状に形成されている。伝熱部材５０の下端部は、ヒーター３０の長手方向に平行に延びる下端延出部５１１を有しており、下端延出部５１１は、ヒーター３０の上面に伝熱可能に直接接触した状態で、接続され固定されている。伝熱部材５０の上端部は、伝熱管４０の下流側部４３２に伝熱可能に直接接触した状態で、接続され固定されている。上下方向における伝熱部材５０の中央部は、伝熱管４０の上流側部４３１に伝熱可能に直接接触した状態で、接続され固定されている。
【００２０】
伝熱部材５０の直径Ｄ１（図２に示す伝熱部材５０の左右方向における幅）は、伝熱管４０の外径Ｄ２よりも小さい。このため、図２に示す断面で見た場合には、伝熱管４０の周面の半周以下の部分に伝熱部材５０は接触している。従って、伝熱管４０と蓄熱材２０との接触部分Ｘにおける接触面積ｘは、伝熱管４０と伝熱部材５０との接触部分Ｙにおける接触面積ｙよりも大きい。図１に示すように、伝熱部材５０は、ヒーター３０の方向に沿って等間隔で３本設けられているが、図１において最も左に位置する伝熱部材５０の上下方向における中央部は、伝熱管４０の水Ｗの流入部分４３５に接触している。
【００２１】
次に、蓄熱式電気温水器１において蓄熱材２０を加熱している途中で、水Ｗを温めてお湯にする際の、蓄熱式電気温水器１の状態の変化について説明する。
図３（ａ）に示すように、ヒーター３０が発熱していない状態で、蓄熱材２０が常温になると、蓄熱材２０は固体の状態であり、蓄熱していない。また、ヒーター３０、伝熱管４０、及び、伝熱部材５０は、蓄熱材２０と同様に、常温下にある。
【００２２】
先ず、蓄熱式電気温水器１の主電源が入った状態で、温度センサー１１により蓄熱材２０の温度が所定の温度以下であることが検出されると、図示しない電源部から電力がヒーター３０に供給され、ヒーター３０は発熱する。これにより、図３（ｂ）に示すように、ヒーター３０の表面に接触している蓄熱材２０の部分は蓄熱し始めて液体となる。このときには、未だ伝熱管４０、及び、伝熱管４０の表面に接触している蓄熱材２０の部分は蓄熱されておらず、蓄熱材２０の温度は低い。
【００２３】
ヒーター３０が発熱すると、蓄熱材２０よりも熱伝導性の高い伝熱部材５０に熱が伝達され、伝熱部材５０は、短時間で伝熱部材５０の下端部から上端部に至るまで温度が上昇する。これに伴い、図３（ｃ）に示すように、伝熱部材５０の表面に接触している蓄熱材２２の部分は伝熱部材５０の表面から蓄熱し始めて液体となる。このときには、伝熱部材５０に接続されている伝熱管４０の部分の温度、及び、当該伝熱管４０の部分の表面に接触している蓄熱材２０の部分の温度も上昇する。
【００２４】
また、伝熱部材５０において下端部から上端部に至るまで温度が上昇すると、伝熱部材５０の上端部、中央部にそれぞれ接触している伝熱管４０の中間部４３の下流側部４３２、上流側部４３１に熱が伝達され、装置本体１０の内部に位置する伝熱管４０の中間部４３の全体において温度が上昇する。これに伴い、図３（ｄ）に示すように、伝熱管４０の中間部４３の表面に接触している蓄熱材２３の部分は伝熱管４０の表面から蓄熱し始めて液体となる。このときには、伝熱管４０の中間部４３の全体の温度、及び、中間部４３の表面に接触している蓄熱材２３の部分の温度は上昇し、伝熱管４０を介して伝熱管４０の内部を流れる水Ｗと蓄熱材２０との間で十分に熱交換が行われる状態になる。これにより、伝熱管４０の内部を水Ｗが流れると十分に温められ、伝熱管４０の他端部４２からは、十分に温められた水Ｗが流出する。即ち、ヒーター３０が発熱を開始してから、短時間で、十分に温められた水Ｗが、伝熱管４０の他端部４２から流出される状態になる。
【００２５】
伝熱部材５０と伝熱管４０を介して、ヒーターの熱が伝わると、蓄熱材２０の温度は上昇し、図３（ｅ）に示すように、蓄熱材２０の全体は液体となる。これにより、蓄熱材２０において十分に蓄熱がなされた状態になっているため、水Ｗが伝熱管４０の内部を流れると、伝熱管４０の内部を流れる水Ｗは十分に温められ、伝熱管４０の他端部４２からは、十分に温められた水Ｗが流出する。
【００２６】
更に、蓄熱材２０の温度が上昇すると、温度センサー１１により蓄熱材２０の温度が所定の温度を超えたことが検出され、ヒーター３０への電力の供給が停止される。ヒーター３０への電力の供給の停止後における、伝熱管４０を介しての伝熱管４０の内部を流れる水Ｗと蓄熱材２０との間の熱交換により、蓄熱材２０の温度が低下すると、温度センサー１１により蓄熱材２０の温度が所定の温度以下になったことが検出され、再び、ヒーター３０への電力の供給が行われる。
【００２７】
上記構成の実施形態による蓄熱式電気温水器１によれば、以下のような効果を得ることができる。
蓄熱式電気温水器１は、装置本体１０の内部に収容された蓄熱材２０と、蓄熱材２０を加熱するヒーター３０と、装置本体１０の内部に蓄熱材２０と接触して配置され、内部に水Ｗが流通して水Ｗと蓄熱材２０との間で熱交換を行う伝熱管４０と、蓄熱材２０よりも熱伝導性の高い材料により構成され、ヒーター３０及び伝熱管４０に伝熱可能に接触して接続された伝熱部材５０と、を備えている。
【００２８】
この構成により、伝熱部材５０を介してヒーター３０の熱を伝熱管４０に伝達させることができるため、短時間で伝熱管４０の温度を上昇させることができる。このため伝熱管４０の表面に接触している蓄熱材２０の部分に対して短時間で蓄熱をさせることができ、ヒーター３０と伝熱管４０との間に、未だ蓄熱されていない固体の状態の蓄熱材２０が残っている場合であっても、伝熱管４０の表面に接触している蓄熱材２０の部分を短時間で温めることができる。この結果、蓄熱材２０の全体を加熱している途中の、未だ蓄熱材２０の一部が固体である状態のときであっても、伝熱管４０の表面に接触している蓄熱材２０の部分が蓄熱した状態になっているため、この部分の蓄熱材２０と、伝熱管４０の内部に流通する水Ｗとの間で、伝熱管４０を介して熱交換を行うことができ、水Ｗを温めて湯とすることができる。
【００２９】
また、伝熱部材５０が、ヒーター３０及び伝熱管４０に伝熱可能に接触して接続されている構成を有することにより、伝熱管４０の表面に接触している蓄熱材２０において蓄熱を容易としたため、特別に蓄熱式電気温水器１が大型化することはない。このため、装置の大型化が抑えられた蓄熱式電気温水器１とすることができる。また、耐圧構造のタンクを有する必要が無いため、蓄熱式電気温水器１の装置全体の形状を適宜、自由に決定することができ、蓄熱式電気温水器１を配置する場所におけるレイアウトの自由度を高めることができる。従って、例えば、洗面台等のデッドスペースに、蓄熱式電気温水器１を配置させることも可能である。
【００３０】
また、伝熱管４０と蓄熱材２０との接触面積ｘは、伝熱管４０と伝熱部材５０との接触面積ｙよりも大きい。この構成により、伝熱管４０を介して、蓄熱材２０と伝熱管４０の内部を流れる水Ｗとの間で、熱交換をするための、伝熱管４０が蓄熱材２０に接触する面積を大きくすることができるため、蓄熱材２０から大きな熱量を水Ｗへ伝達することができ、より効率良く当該熱交換を行うことができる。
【００３１】
また、ヒーター３０は、装置本体１０の内部の下部に配置されている。この構成により、蓄熱材２０の全体が蓄熱し液体になっているときには、蓄熱材２０の対流を利用して、装置本体１０の内部の上部に位置している蓄熱材２０を、蓄熱した状態とすることができる。
【００３２】
また、ヒーター３０は、装置本体１０の内部に位置する伝熱管４０の中間部４３であって、水Ｗが流入する伝熱管４０の水Ｗの流入部分４３５に近接して配置されている。この構成により、流入部分４３５の表面に接触している蓄熱材２０部分の蓄熱を容易とすることができ、流入部分４３５に流入してきた温度の低い水Ｗを容易に温めることができる。また、先ず流入部分４３５において温められた水Ｗが、流入部分４３５よりも下流側の中間部４３を流れるため、流入部分４３５よりも下流側の中間部４３の表面に接触している蓄熱材２０の部分から水Ｗに伝達される熱量を少なくすることができ、蓄熱式電気温水器１の全体の熱の効率を高めることができる。
【００３３】
また、伝熱部材５０は、装置本体１０の内部に位置する伝熱管４０の部分であって、水Ｗが流入する伝熱管４０の水Ｗの流入部分４３５に接触している。この構成により、伝熱部材５０から流入部分４３５へ容易に熱を伝達させることができる。このため、流入部分４３５の表面に接触している蓄熱材２０の部分の蓄熱を容易とすることができ、流入部分４３５に流入してきた温度の低い水Ｗを容易に温めることができる。また、先ず流入部分４３５において温められた水Ｗが、流入部分４３５よりも下流側の中間部４３を流れるため、流入部分４３５よりも下流側の中間部４３の表面に接触している蓄熱材２０の部分から水Ｗに伝達される熱量を少なくすることができ、蓄熱式電気温水器１の全体の熱の効率を高めることができる。
【００３４】
次に、本発明の第２実施形態について、図４を参照しながら説明する。
図４は、本発明の第２実施形態に係る蓄熱式電気温水器の伝熱部材５０Ａの上端部、下端部と、ヒーター３０、伝熱管４０との接触を示す断面図である。
第２実施形態においては、伝熱部材５０Ａの形状が、第１実施形態における伝熱部材５０の形状とは異なる。第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いて図示し、説明を省略する。
【００３５】
図４に示すように、伝熱部材５０Ａは、第１実施形態における伝熱部材５０よりも細い円柱形状に形成されている。伝熱部材５０Ａの下端面は、ヒーター３０の上面に接触しており、伝熱部材５０Ａの上端面は、伝熱管４０の下面に接触している。従って、伝熱部材５０Ａとヒーター３０とは点接触のような、極めて接触面積が小さい面接触とされている。同様に、伝熱部材５０Ａと伝熱管４０とは点接触のような、極めて接触面積が小さい面接触とされている。
【００３６】
次に、本発明の第３実施形態について、図５を参照しながら説明する。
図５は、本発明の第３実施形態に係る蓄熱式電気温水器の伝熱部材５０Ｂの上端部、下端部と、ヒーター３０、伝熱管４０との接触を示す断面図である。
第３実施形態においては、伝熱部材５０Ｂの形状が、第１実施形態における伝熱部材５０の形状とは異なる。第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いて図示し、説明を省略する。
【００３７】
図５に示すように、伝熱部材５０Ｂは、薄い板状に形成されており、ヒーター３０及び伝熱管４０の下流側部４３２に平行に延びている。伝熱部材５０Ｂの下端縁は、ヒーター３０の上面の最上部に接触して接続されて固定されており、伝熱部材５０Ｂの上端縁は、伝熱管４０の下面の最下部に接触して接続されて固定されている。従って、伝熱部材５０Ｂとヒーター３０とは線接触のような、極めて接触面積が小さい面接触とされている。同様に、伝熱部材５０Ｂと伝熱管４０とは線接触のような、極めて接触面積が小さい面接触とされている。
【００３８】
次に、本発明の第４実施形態について、図６を参照しながら説明する。
図６は、本発明の第４実施形態に係る蓄熱式電気温水器の伝熱部材５０Ｃの上端部、下端部と、ヒーター３０、伝熱管４０との接触を示す断面図である。
第４実施形態においては、伝熱部材５０Ｃの形状が、第１実施形態における伝熱部材５０の形状とは異なる。第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いて図示し、説明を省略する。
【００３９】
図６に示すように、伝熱部材５０Ｃは、第３実施形態よりも厚い板状に形成されており、ヒーター３０及び伝熱管４０の下流側部４３２に平行に延びている。伝熱部材５０Ｃの厚さ（図６の左右方向における伝熱部材５０Ｃの断面の幅）は、伝熱管４０の外径及びヒーター３０の直径よりも小さく、第１実施形態における伝熱部材５０の直径Ｄ１と同一である。伝熱部材５０Ｃの上端部は、伝熱管４０の下面に接触して接続されて固定されており、伝熱部材５０Ｃの下端部は、ヒーター３０の上面に接触して接続されて固定されている。従って、伝熱部材５０Ｃとヒーター３０とは、面接触している。同様に、伝熱部材５０Ｃと伝熱管４０とは、面接触している。
【００４０】
次に、本発明の第５実施形態について、図７を参照しながら説明する。
図７は、本発明の第５実施形態に係る蓄熱式電気温水器の伝熱管４０Ｄを示す断面図である。
第５実施形態においては、伝熱管４０Ｄの形状が、第１実施形態における伝熱管４０の形状とは異なる。第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いて図示し、説明を省略する。
具体的には、伝熱管４０Ｄは、伝熱管４０Ｄの長手方向に直交する断面が三角形状に形成されている。従って、伝熱管４０Ｄの内部の空間も、伝熱管４０Ｄの長手方向に直交する断面が、三角形状に形成されている。
この他、伝熱管は、伝熱管の長手方向に直交する断面が三角形状以外の多角形状や、直線と曲線を組み合わせたトラック楕円形状などの形状に形成されていてもよい。蓄熱材２０との接触面積やスペースの有効利用を考慮して伝熱管の形状を適宜選択可能である。
【００４１】
次に、本発明の第６実施形態について、図８を参照しながら説明する。
図８は、本発明の第６実施形態に係る蓄熱式電気温水器のヒーター３０Ｅを示す断面図である。
第６実施形態においては、ヒーター３０Ｅの形状が、第１実施形態におけるヒーター３０の形状とは異なる。具体的には、ヒーター３０Ｅは、ヒーター３０Ｅの長手方向に直交する断面が三角形状に形成されている。
この他、ヒーターは、ヒーターの長手方向に直交する断面が三角形状以外の多角形状や、直線と曲線を組み合わせたトラック楕円形状や薄い板状などの形状に形成されてもよい。蓄熱材２０との接触面積やスペースの有効利用を考慮してヒーターの形状を適宜選択可能である。
【００４２】
次に、本発明の第７実施形態について、図９を参照しながら説明する。
図９は、本発明の第７実施形態に係る蓄熱式電気温水器１Ｆを示す模式図である。
第７実施形態においては、伝熱管４０Ｆの形状が、第１実施形態における伝熱管４０の形状とは異なる。第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いて図示し、説明を省略する。
【００４３】
蓄熱式電気温水器１Ｆの伝熱管４０Ｆは、ヒーター３０に沿って往復するように、つづら折り形状に形成されている。より具体的には、伝熱管４０Ｆの中間部４３Ｆは、伝熱管４０Ｆの一端部４１Ｆから、ヒーター３０の長手方向に平行に３往復して、伝熱管４０の他端部４２Ｆに至る。
【００４４】
次に、本発明の第８実施形態について、図１０を参照しながら説明する。
図１０は、本発明の第８実施形態に係る蓄熱式電気温水器１Ｇを示す模式図である。
第８実施形態においては、伝熱管４０Ｇの形状が、第１実施形態における伝熱管４０の形状とは異なる。第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いて図示し、説明を省略する。
【００４５】
伝熱管４０Ｇは、ヒーター３０に沿って延びる螺旋形状に形成されている。より具体的には、伝熱管４０Ｇの中間部４３Ｇは、伝熱管４０Ｇの一端部４１Ｇから、ヒーター３０の長手方向に平行に延び、図１０に示すヒーター３０の右端部において折り返され、ヒーター３０の長手方向に平行な軸心を有する螺旋形状に形成されて図１０の左方向へ延び、伝熱管４０Ｇの他端部４２Ｇに至る。
【００４６】
次に、本発明の第９実施形態について、図１１を参照しながら説明する。
図１１は、本発明の第９実施形態に係る蓄熱式電気温水器１Ｈを示す模式図である。
第９実施形態においては、伝熱管４０Ｈに伝熱フィン６１が設けられている点で、第１実施形態とは異なる。第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いて図示し、説明を省略する。
【００４７】
伝熱フィン６１は、蓄熱材２０よりも熱伝導性の高い銅製の薄い板状に形成されており、伝熱管４０Ｈの外周面から突出して複数枚設けられている。伝熱フィン６１は、伝熱フィン６１の表面及び裏面が、伝熱管４０Ｈの中間部４３Ｈの上流側部４３１Ｈ及び下流側部４３２Ｈの長手方向に直交する位置関係で、中間部４３Ｈの上流側部４３１Ｈ及び下流側部４３２Ｈに伝熱可能に接触して接続され固定されている。換言すれば、伝熱フィン６１は、上流側部４３１Ｈと下流側部４３２Ｈとを熱伝導可能に繋いでいる。
【００４８】
複数の伝熱部材５０のうちの１つは、伝熱フィン６１を介して伝熱管４０Ｈに伝熱可能に接触して接続されている。具体的には、ヒーター３０の長手方向（図１１の左右方向）における中央に位置している伝熱部材５０は、図１１の上下方向において短く構成されている。当該伝熱部材５０の上端部は、図１１の左右方向における中央に位置している伝熱フィン６１の下端部に、伝熱可能に接触して接続され固定されている。
【００４９】
この構成により、伝熱管４０Ｈのみならず伝熱フィン６１の表面及び裏面も蓄熱材２０に接しているため、より広い接触面積で蓄熱材２０に接触することができ、より効率よく、伝熱管４０Ｈの内部に流通する水Ｗと、蓄熱材２０と、の間で熱交換を行うことができる。
【００５０】
次に、本発明の第１０実施形態について、図１２を参照しながら説明する。
図１２は、本発明の第１０実施形態に係る蓄熱式電気温水器１Ｉを示す模式図である。
第１０実施形態においては、伝熱管４０Ｉの形状が、第１実施形態における伝熱管４０の形状とは異なる。第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いて図示し、説明を省略する。
【００５１】
蓄熱式電気温水器１Ｉの伝熱管４０Ｉは、ヒーター３０に沿って延び、途中で分岐した後に収束する形状に形成されている。より具体的には、伝熱管４０Ｉの中間部４３Ｉは、伝熱管４０Ｉの一端部４１Ｉから、ヒーター３０の長手方向に平行に延び、図１２に示すヒーター３０の右端部において折り返された後に複数に分岐している。そして、分岐したそれぞれの伝熱管部４４Ｉは、ヒーター３０の長手方向に平行に延びて図１０の左方向へ延び、伝熱管４０Ｉの他端部４２Ｉの直前で１つに収束し、伝熱管４０Ｉの他端部４２Ｉに至る。分岐した複数の伝熱管部４４Ｉは、図１２に示すように、上下方向に等間隔で配置されている。一端部４１Ｉから中間部４３Ｉに流入した水は、分岐した複数の伝熱管部４４Ｉを、図１２における矢印Ｉで示す方向へ流れる。
【００５２】
次に、本発明の第１１実施形態について、図１３を参照しながら説明する。
図１３は、本発明の第１１実施形態に係る蓄熱式電気温水器１Ｊを示す模式図である。
第１１実施形態においては、ヒーター温度センサー１２Ｊが設けられている点で、第１実施形態とは異なる。第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いて図示し、説明を省略する。
【００５３】
蓄熱式電気温水器１Ｊのヒーター温度センサー１２Ｊは、ヒーター３０の長手方向における中央の部分の温度を検出可能に、当該中央の部分に接触して設けられている。ヒーター３０の長手方向における中央の部分は、蓄熱式電気温水器１Ｊにおいて、最も温度が高くなる箇所である。この部分の温度を検出して、ヒーター３０の発熱を調整することにより、蓄熱材２０が過度に加熱されて蓄熱材２０の蓄熱性能が低下することを防止する。
また、ヒーター温度センサー１２Ｊは、蓄熱式電気温水器において最も温度が高くなる箇所に配置されればよいため、ヒーター３０の中央の部分に接触して設けられることに限らない。ヒーター温度センサー１２Ｊは、ヒーター３０の性能に応じて、適切な箇所に配置されればよい。
【００５４】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
例えば、蓄熱式電気温水器の各部の構成、即ち、蓄熱材、ヒーター、伝熱管、伝熱部材、伝熱フィン等の構成は、本実施形態における蓄熱材２０、ヒーター３０、伝熱管４０、伝熱部材５０、伝熱フィン６１等の構成に限定されない。また、例えば、伝熱管４０、伝熱部材５０及び伝熱フィン６１は銅により構成されていたが、銅に限定されず、銅以外の金属など、蓄熱材２０よりも熱伝導性が高い材質により構成されていればよい。
また、例えば、上記実施形態における各構成は、互いに組み合わされて、蓄熱式電気温水器が構成されてもよい。また、例えば、伝熱フィン６１は、ヒーター３０に伝熱可能に接触していてもよい。この場合、伝熱フィン６１が伝熱部材５０を兼ねることになる。
【００５５】
また、伝熱管の配管経路は、上記実施形態における伝熱管の配管経路に限定されない。伝熱管の配管経路は、下から流入して上から排出される経路に限定されず、例えば、この逆に、上から流入して下から排出される経路でもよいし、水平方向に並んだ経路でもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ、１Ｉ、１Ｊ…蓄熱式電気温水器
１０…装置本体
１２Ｊ…ヒーター温度センサー
２０…蓄熱材
３０、３０Ｅ…ヒーター
４０、４０Ｄ、４０Ｆ、４０Ｇ、４０Ｈ、４０Ｉ…伝熱管
５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ…伝熱部材
６１…伝熱フィン
４３５…流入部分
Ｗ…水
【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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