(57)【要約】【課題】部品コストの低減化に貢献しつつ、コックの操作で速やかに温水を供給することができる、迅速性を重視した排熱回収型電気機器を提供する。【解決手段】排熱回収型電気機器１０は、筐体２１の適所に設けられて生成された熱を放熱する放熱器３０と、この放熱器３０と熱交換される水道水Ｗ１が流通される熱交換器４０と、水がこの熱交換器４０中に流通されることにより放熱器３０との熱交換で加熱されて形成された温水を貯留する温水器５０とを備える。そして、水道水Ｗ１を水道配管６０から熱交換器４０へ直接導く給水管４２と、熱交換器４０と温水器５０との間に架設された中継管４３とが配管され、温水容器５１には貯留された温水Ｗ２を導出するための温水コック５３が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の電気機器本体の適所に設けられ、かつ、生成された熱を放熱する放熱器と、
前記放熱器との熱交換用の水が流通される熱交換器と、
前記水がこの熱交換器中に流通されることにより得られた温水を貯留する温水器と、を備え、
前記水を水道配管から前記熱交換器へ直接導く給水管と、前記熱交換器と前記温水器との間に架設された中継管とが配管され、前記温水器には、貯留された温水の導出する導出部が設けられていることを特徴とする排熱回収型電気機器。
【請求項２】
前記温水器には、別の熱源が付設されていることを特徴とする請求項１記載の排熱回収型電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気冷蔵庫や電磁調理器等の排熱部から排出される排熱を回収して有効利用し得るように構成された排熱回収型電気機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載されているような、浴槽の排水や冷蔵庫の排熱等の主に家庭で日常的に無駄に捨てられている熱を回収して再利用することができるように構成された排熱回収システムが知られている。この排熱回収システムは、蓄熱タンク内に充填された酢酸ナトリウムやアルミニウムミョウバン等の蓄熱材（特許文献１の段落〔００２２〕）に、冷蔵庫における冷熱媒用の放熱器や浴槽排水から放熱される排熱を回収して蓄熱するというものである。この蓄熱された熱は、給湯ユニットの熱源として利用される。
【０００３】
かかる給湯ユニットには、回収された排熱を蓄熱する蓄熱材が内装され、蓄熱タンク内に水道水を導入することによりこの水道水と蓄熱材との間の熱交換が行われ、これによって水道水が加熱される。従って、給湯ユニットに設けられた蛇口のコックを捻って開通させることにより、当該蛇口から温水が導出されることになる。
【特許文献１】特開２００７−９３２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、酢酸ナトリウムやアルミニウムミョウバン等の蓄熱材は、熱交換のために水道水と直接接触させることができず、これらをポリプロピレンやポリエチレン製の容器に密封してカプセル化する必要がある（特許文献１の段落〔００２２〕の第６行以下）。しかし、このようにすると、蓄熱材の製造コストが嵩み、結果として排熱回収システムがコスト高になるという問題点を有している。
【０００５】
また、冷蔵庫等の放熱器や浴槽排水等から放熱回収される熱は、一旦熱媒体に伝達された後に温水器内でさらに熱交換されて水道水に伝熱されるため、排熱による水道水の加熱は、熱媒体を介した間接的なものとなっており、その分熱の回収効率が低下するという問題点も存在する。
【０００６】
なお、引用文献１には、蓄熱材として酢酸ナトリウムやアルミニウムミョウバン等の蓄熱材に代えて水そのものを熱交換材として利用することも記載されている（段落〔００４０〕）。これにより蓄熱材のコスト低減は実現するが、排熱の回収が間接的であり、その分排熱回収効率が低下するという課題が解決されるものではない。
【０００７】
本発明は、従来のこのような不都合を解消するべくなされたものであり、部品コストの低減化に貢献しつつ、排熱回収を効率的に行うことができる排熱回収型電気機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、所定の電気機器本体の適所に設けられ、かつ、生成された熱を放熱する放熱器と、前記放熱器との熱交換用の水が流通される熱交換器と、前記水がこの熱交換器中に流通されることにより得られた温水を貯留する温水器と、を備え、前記水を水道配管から前記熱交換器へ直接導く給水管と、前記熱交換器と前記温水器との間に架設された中継管とが配管され、前記温水器には、貯留された温水の導出する導出部が設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
かかる構成によれば、中継管を通って温水器に導入される水道水は、給水管を通り電気機器本体の熱交換器に供給され、予め当該熱交換器を介した放熱器との直接的な熱交換で加熱される。このため、従来のように、温水器に導入される水道水が予め電気機器本体の放熱器から一旦熱媒体に移された熱を介して加熱される場合に比べ、熱交換が直接的である分効率的に排熱が回収されるとともに、水道水は迅速に加熱される。
【００１０】
そして、室内で電気機器本体の放熱器から放熱される熱は、熱交換器を介して水道水に伝熱されるため、その分だけ室内の放熱器回りの温度上昇が抑えられる。従って、室内の放熱器近辺の温度が局所的に上昇されることが防止され、温度環境が全体的に良好になって局所的な排熱による不快感が起こらなくなる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記温水器には、別の熱源が付設されていることを特徴とするものである。
【００１２】
かかる構成によれば、温水器に導入された水道水は、電気機器からの排熱を回収することで予め加温されているため、温水器において水道水をそのまま加熱する場合に比較し、加熱コストの低減化に貢献する。
【００１３】
特に冬場、水道水は非常に低温になっており、当該水道水を手洗いや洗顔などの生活用水として使用する場合、市販の温水器を通して温水として使用される場合が多い。かかる市販の温水器に供給する水として本発明に係る排熱回収後の水道水を使用することにより、市販の温水器のエネルギーコストの低減化が実現する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る排熱回収型電気機器によれば、従来のように、温水器に導入される水道水が予め電気機器本体の放熱器から一旦熱媒体に移された熱を介して加熱される場合に比べ、水道水は、電気機器本体の放熱器との直接的な熱交換で加熱されるため、熱媒体を介さない分効率的に排熱を回収することができるとともに、熱交換が直接的である分、水道水を迅速に加熱することができる。
【００１５】
また、水道水の電気機器本体放熱器との熱交換が直接的である分、熱交換のための無駄な部材を排除することができ、その分機器コストの低減化に貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明に係る第１実施形態の排熱回収型電気機器１０を説明するための説明図である。図１に示すように、排熱回収型電気機器１０は、家庭用電化機器である電気機器本体２０と、この電気機器本体２０に付設された放熱器３０と、この放熱器３０に熱交換のために取り付けられた熱交換器４０と、この熱交換器４０により加温された水道水（温水）を貯留する温水器５０とを備えた基本構成を有している。
【００１７】
電気機器本体２０としては、例えば、家庭用の電気冷蔵庫や冷暖房装置の室外機等を代表的なものとして挙げることができる。かかる電気機器本体２０は、箱形を呈した筐体２１の内部にコンプレッサ２２を有し、このコンプレッサ２２によって加圧された熱媒体Ｆを断熱膨張で気化させることにより得られる蒸発潜熱によって冷却処理を行う。そして、この冷熱を筐体２１内で放出して温度上昇した熱媒体Ｆは、熱媒配管２３を介して放熱器３０とコンプレッサとの間を循環され、放熱器３０での放熱により冷却される。
【００１８】
放熱器３０は、熱媒配管２３が蛇行状態に折り曲げられることによって形成された蛇行管３１と、この蛇行管３１の外面から突設された複数の放熱フィン３２とを備えている。かかる蛇行管３１と放熱フィン３２とで放熱面積を広くし、これによって放熱効率の向上が図られている。
【００１９】
熱交換器４０は、前記放熱器３０を囲繞するように設けられた箱形のケーシング４１と、このケーシング４１に底板側から接続された給水管４２と、ケーシング４１に天板側から接続された中継管４３とを備えている。前記給水管４２は、電磁弁４４を介して上流端が水道配管６０に接続されている。また、前記中継管４３は、下流端が前記温水器５０の天板側を介して当該温水器５０に接続されている。
【００２０】
温水器５０は、温水容器５１と、この温水容器５１の下部の適所に接続された導出管５２とを備えている。導出管５２には温水コック（導出部）５３が設けられ、この温水コック５３の開通操作で温水容器５１内に貯留されている温水Ｗ２が排出される。前記温水容器５１は、上面開口を閉止する蓋体５５を有し、普段、温水容器５１にはこの蓋体５５が装着されているが、温水容器５１の内部点検時などには開放される。
【００２１】
かかる温水器５０の温水容器５１内の適所には水位センサ５４が設けられている。この水位センサ５４が予め設定された温水容器５１内の所定の水位を検出すると、この検出信号が前記電磁弁４４に向けて出力される。そして、この検出信号を受けた電磁弁４４は、閉弁動作を行う。これにより、温水容器５１内が所定の水位以上になって漏洩することが防止される。
【００２２】
第１実施形態の排熱回収型電気機器１０によれば、電気機器本体２０内は、筐体２１内のコンプレッサ２２の駆動による熱媒体Ｆの圧縮液化と、当該圧縮液化された熱媒体Ｆの断熱気化による吸熱とが熱媒体Ｆの循環により繰り返され、これにより筐体２１内に冷却処理が施される。そして、筐体２１内の熱を吸熱することにより昇温された熱媒体Ｆは、熱媒配管２３を介して放熱器３０の蛇行管３１に供給される。
【００２３】
一方、水道配管６０から電磁弁４４を介し給水管４２を通って熱交換器４０のケーシング４１内に供給された水道水Ｗ１は、当該ケーシング４１内に配設された放熱フィン３２を有する蛇行管３１を介して内部を流通する熱媒体Ｆと熱交換されて加温される。この加温で得られた温水Ｗ２は、中継管４３を通って温水器５０の温水容器５１へ導入され、ここに貯留される。
【００２４】
そして、温水容器５１内の温水Ｗ２の水位が予め設定された高さに到達すると、水位センサ５４がそれを検出し、当該検出信号が電磁弁４４へ入力される。この検出信号が入力されることにより電磁弁４４は閉止され、これによって水道水Ｗ１のこれ以上の熱交換器４０への供給が停止される。従って、温水容器５１内の温水Ｗ２がオーバーフローで外部に漏洩することが防止される。
【００２５】
温水容器５１内に貯留されている温水Ｗ２を使用するときは、温水コック５３を捻って開通させればよい。こうすることによって、温水容器５１内の温水Ｗ２は、導出管５２および温水コック５３を介し外部へ導出され、利用に供される。
【００２６】
そして、温水Ｗ２の利用によって今まで水位センサ５４のレベルにまで到達していた温水Ｗ２の水位が低下すると、水位センサ５４からの電磁弁４４へ向けた検出信号の発信が停止される。このため、今まで閉止されていた電磁弁４４が開通され、水道配管６０からの水道水Ｗ１が給水管４２およびケーシング４１内を通って蛇行管３１内の熱媒体Ｆとの熱交換で温水Ｗ２になる。この温水Ｗ２が、中継管４３を介して温水容器５１内に導入される。その結果、温水容器５１内の水位は、水位センサ５４の高さレベルにまで回復される。
【００２７】
図２は、本発明に係る第２実施形態の排熱回収型電気機器１０′を説明するための説明図である。第２実施形態の排熱回収型電気機器１０′は、温水容器５１内の温水Ｗ２が放熱器３０とは異なる他の第２熱源（別の熱源）７０からの熱を得て、予め設定された温度に制御されるべく構成されている。排熱回収型電気機器１０′における第２熱源７０を除く構成は、第１実施形態の排熱回収型電気機器１０と同様である。
【００２８】
第２熱源７０は、商用電源８０からの電力Ｑをコントロールするコントローラ７１と、このコントローラ７１によりコントロールされた電力Ｑが供給されることにより発熱する通電発熱体７２と、温水Ｗ２の温度を検出してその検出信号をコントローラ７１へ入力する温度センサ７３とを備えている。
【００２９】
コントローラ７１は、温水Ｗ２の予め設定された設定温度を記憶しており、温度センサ７３からの検出温度が入力される都度、記憶している設定温度と当該検出温度とを比較し、設定温度の方が検出温度よりも高いときには通電発熱体７２へ向けて電力Ｑを供給する。これに対し、設定温度の方が検出温度よりの低いときには、通電発熱体７２への電力Ｑの供給を遮断する。従って、温水容器５１内の温度は、常に予め設定された温度に加熱された状態になる。
【００３０】
このような第２熱源７０が温水容器５１に付設されるのは、以下の理由による。すなわち、電気機器本体２０の放熱器３０との熱交換のみによって加温された温水Ｗ２は、夏場であれば３０℃前後にまで加熱され、温水として充分に使用に耐えるものになるが、冬場には、気温が低いことに起因して放熱器３０との熱交換で得られる温水Ｗ２の温度は非常に低く、温水Ｗ２として使用に耐えない。かかる不都合を解消するべく第２熱源７０を用いて温水容器５１内の温水Ｗ２が昇温されるのである。
【００３１】
以上詳述したように、本実施形態に係る排熱回収型電気機器１０，１０′は、筐体２１の適所に設けられて生成された熱を放熱する放熱器３０と、この放熱器３０と熱交換される水道水Ｗ１が流通される熱交換器４０と、水道水Ｗ１がこの熱交換器４０中に流通されることにより放熱器３０との熱交換で加熱されて形成された温水を貯留する温水器５０とが備える。そして、水道水Ｗ１を水道配管６０から熱交換器４０へ直接導く給水管４２と、熱交換器４０と温水器５０との間に架設された中継管４３と、温水器５０中の温水を導出する導出管５２とが配管され、導出管５２には温水コック５３が設けられている。
【００３２】
かかる構成の排熱回収型電気機器１０，１０′によれば、中継管４３を通って温水器５０に導入される水道水Ｗ１は、給水管４２を通り筐体２１の熱交換器４０に供給され、予め当該熱交換器４０を介した放熱器３０との直接的な熱交換で加熱される。このため、従来のように、温水器５０に導入される水道水Ｗ１が予め筐体２１の放熱器３０から一旦熱媒体に移された熱を介して加熱される場合に比べ、直接的である分効率的に排熱を回収することができる。
【００３３】
また、従来のように水道水Ｗ１が熱媒体を介して間接的に排熱回収される場合には、熱媒体を流通させたり当該熱媒体と水道水Ｗ１との熱交換のために多くの部材が必要となったりし、その分機器コストが高騰するが、本実施形態に係る排熱回収型電気機器１０，１０′では、熱媒体を使用しない分機器コストの低減化に貢献することができる。
【００３４】
また、室内で筐体２１の放熱器３０から放熱される熱は、熱交換器４０を介して水道水Ｗ１に伝熱されるため、その分室内の放熱器３０回りの温度上昇が抑えられ、室内の温度環境が良好になって局所的な排熱による不快感が起こらないようにすることができる。
【００３５】
そして、特に第２実施形態の排熱回収型電気機器１０′においては、温水器５０に別の熱源である第２熱源７０が付設され、この第２熱源７０によって予め設定された温度にまで加熱される。従って、第２熱源７０により温水器５０中の温水Ｗ２をさらに加熱するに際し、当該温水Ｗ２は、電気機器本体２０からの排熱を回収することで予め加温されているため、水道水Ｗ１をそのまま加熱する場合に比較し、第２熱源７０による加熱コストの低減化に貢献することができる。
【００３６】
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。
【００３７】
（１）上記の実施形態においては、熱交換器４０のケーシング４１内に放熱器３０の放熱フィン３２を備えた蛇行管３１を装着し、ケーシング４１内に水道水Ｗ１を導入することで水道水Ｗ１と蛇行管３１内の熱媒体Ｆとを熱交換させるようにしている。こうする代わりに、放熱器３０に熱交換器４０のケーシング４１を外側から単純に当接させるだけにしてしてもよい。こうすることで熱交換器４０を低コストで設置することができる。
【００３８】
（２）上記の実施形態においては、温水容器５１内の温水Ｗ２の水位を水位センサ５４によって検出し、この検出結果を電気的な信号として電磁弁４４に入力し、これによって電磁弁４４を開閉させるようにしている。水位センサ５４に代えて水に浮くフロートを採用し、このフロートの動きを機械的に弁に伝達して弁を開閉させるようにし、この弁の開閉で水道配管６０からの水道水Ｗ１の熱交換器４０へ向けた供給および供給停止を行うようにしてもよい。こうすることで、水位センサ５４および電磁弁４４を採用しない分排熱回収型電気機器１０，１０′の装置コストの低減化に貢献することができる。
【００３９】
（３）上記の実施形態において、温水器５０の温水容器５１として完全な密閉容器を採用するか、あるいは中継管４３そのものを密閉容器として利用してもよい。こうすることによって、特に水位センサ５４や電磁弁４４を設けなくても、温水コック５３の開閉操作だけで水道水Ｗ１の熱交換器４０への供給および供給停止を行うことができ、熱回収型電気機器１０，１０′の装置コストの低減化に貢献することができる。
【００４０】
（４）上記の第２実施形態の排熱回収型電気機器１０′においては、温水容器５１に通電発熱体７２を備えた第２熱源７０が採用されているが、かかる第２熱源７０を用いる代わりに、市販の電気温水器やガス温水器へ供給する水として、熱交換器４０で放熱器３０と熱交換された温水Ｗ２を導入するようにしてもよい。こうすることにより、市販の電気温水器やガス温水器の加熱効率を向上させることができる。この場合、市販の電気温水器あるいはガス温水器が本発明に係る第２実施形態の排熱回収型電気機器１０′の構成要素となる。
【００４１】
（５）上記の実施形態においては、コンプレッサ２２にて電気機器本体２０の筐体２１内の熱を排熱させる例を示したが、家電機器に放熱用として備えられた放熱フィンを熱交換器４０に取り入れたり接触させたりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態の排熱回収型電気機器を説明するための説明図である。
【図２】本発明の第２実施形態の排熱回収型電気機器を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
Ｆ  熱媒体              Ｑ  電力
Ｗ１  水道水            Ｗ２  温水
１０，１０′  排熱回収型電気機器
２０  電気機器本体      ２１  筐体
２２  コンプレッサ      ２３  熱媒配管
３０  放熱器            ３１  蛇行管
３２  放熱フィン        ４０  熱交換器
４１  ケーシング        ４２  給水管
４３  中継管            ４４  レジストローラ対
４４  電磁弁            ５０  温水器
５１  温水容器          ５２  導出管
５３  温水コック（導出部）
５４  水位センサ        ６０  水道配管
７０  第２熱源（別の熱源）
７１  コントローラ      ７２  通電発熱体
７３  温度センサ        ８０  商用電源
【図１】
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【図２】
2009024973.tif 000004