JP2004177092A

JP2004177092A - 電気式瞬間湯沸用ヒーターユニット

Info

Publication number: JP2004177092A
Application number: JP2002382094A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Akita; 徹郎秋田
Original assignee: TAIKOO KK
Current assignee: TAIKOO KK
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2004-06-24

Abstract

【課題】赤外線の輻射熱を放射する加熱ヒーターにより水道水等を加熱し温水を得ることを課題とする。
【解決手段】水道水から供給される冷水を短時間で連続的に適温水化するために、赤外線を放射する加熱ヒーターによりらせん型フィンを回動する冷水を効率良く加熱するために給水口側のらせん型フィンピッチを疎に、排水口側を密に配設するとともに、排水口部に湯だまり部を配設することにより温水を得ることができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は瞬間湯沸器に関し、より詳しくは電気式の瞬間湯沸しにおいて、短時間で熱効率良く、水道水等を適温にすることができる電気式瞬間湯沸用ヒーターユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばステンレスパイプなどによるシーズヒーターを使用して水道水を適温にする電気式瞬間湯沸器などがあるが、シーズヒーターの構成はニクロム線をコイル状にして酸化マグネシュウムＭｇＯなどでニクロム線とステンレスパイプを絶縁して作られている為に熱容量が大きく、電源を入れてからステンレスパイプの表面温度が上昇するまでに時間がかかる。その為、シーズヒーターを使用した場合にはシーズヒーターの周囲にらせん状の金属フィンを取り付け、その周囲を金属パイプで水管を作り、水道水を通過させる場合には、熱容量を加味して大容量のシーズヒーターを使用したりして水道水などを適温に上昇させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、熱容量の大きなシーズヒーターを使用して水道水などの流れる室温状態の水を、例えば６０℃までに瞬時に上昇させるには数ＫＷのシーズヒーターを使用し、しかもシーズヒーターのパイプ表面ワット密度を２０Ｗ／ｃｍ^２と大きくして水温を上昇させていることから、水管内を水が移動している時には良いが、使用を中止した場合に水管内の水移動が停止し、その時点でシーズヒーターの通電を停止しても、熱容量が大きいことから蓄積されている熱エネルギーの放熱によって水管内の温度は上がることから、水管内の温度制御が難しく、水移動が停止した時の温度上昇を極力下げようとシーズヒーターの電力を下げると逆に水移動の時に適温にしにくいという悪循環の点から、熱容量の大きいシーズヒーターを使用したものは適温の水を得ることが難しく大形化する傾向にある。
【０００４】
また上記従来の水加熱方式では、未使用時の水管内温度上昇を下げるためにシーズヒーターのパイプ板厚を薄くして細径にする手段があるが、同一長さ、同一電力ではパイプ表面電力密度が上がり、その状態で水を加熱した場合に水と接するパイプ表面の電力密度が高いことから局部的に水温が上がって、突ぷつ現象が発生して外部へ騒音として聞こえ耳障りな不快な音が生じたり、パイプ表面の電力密度が高いことはシーズヒーターのニクロム線の線温度が１０００℃以上となって熱劣化が進行しやすく寿命が短くなるなどの課題を有している。
【０００５】
そこで本発明は上記課題に鑑みなされたもので、加熱部の熱容量が小さく熱応答性の良い電気式の瞬間湯沸器用のヒーターユニットを提供できるようにすることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の電気式瞬間湯沸用ヒーターユニットは水の加熱を行う加熱ヒーターに炭素系の例えば長方形断面形状のカーボンヒーターをガラス管内に配設して熱容量を小さくし、ガラス管に併合するらせん型フィンを有する水管を取り付け、らせん型フィンは給水口側は疎に排水口側は密とするとともに排水口部には湯だまり部を設けたことを特徴とする電気式の瞬間湯沸器用のヒーターユニットが得られる。
【発明の実施の形態】
【０００７】
上記、加熱ヒーターは断面が長方形状をした炭素系発熱体により約１．４〜１５μｍの波長域の赤外線を放射する為、約０．８〜１．４μｍの波長域の近赤外線に比較して反射が少なく、またシーズヒーターに比較して熱容量が小さいことから、水分への伝導、輻射による熱吸収が良く優れた温度の立上がり特性を有することができる。
【０００８】
上記、加熱ヒーターのガラス管の外周に沿って配設するらせん型フィンは給水口側のフィンピッチを疎に、排水側のフィンピッチを密にし、しかも排水口部に前記、排水側のフィンピッチよりさらに大きい湯だまり部を設けることにより給水口より流入する、例えば水道水は狭いフィンの間を回動させることで流水速度を遅くするとともに加熱ヒーターからの熱エネルギーを効率良く吸収させ、排水側のフィンにきた暖められた水はフィンピッチが密により水の流水速度は給水口側より速くなることより、加熱ヒーターからの熱エネルギーの吸収量は、前記給水口側より減少させることで排水口側に近づいた温水が急激に上昇しないように加熱させることができる。
【０００９】
上記、排水口に近いフィン部に湯だまり部を配設することにより、加熱された温水の温度分布を均一にするだけでなく、温水の使用時に必要な温水量を蛇口より連続的に取り出すことができるとともに、未使用時における水圧のバックによる装置への水圧の印加を防ぐこともできる。
【００１０】
上記、排水口部に設けられた湯だまり部には温水の温度を検出する第１の温度センサーが配設され、さらに湯温混合栓の出口には第２の温度センサーが配設されており、第１の温度センサーの検出温度Ｔ_１と第２の温度センサーの検出温度Ｔ_２が｜Ｔ_１−Ｔ_２｜＜０時には加熱ヒーターの電力を大に、｜Ｔ_１−Ｔ_２｜＞０時には加熱ヒーターの電力を小に制御回路部と電力制御部で、加熱ヒーターの電力を制御することにより効率良く、また省エネルギーを計ることができる。
【００１１】
上記、排水口部の温度に対する蛇口の温度は使用する状態によって高温水から低温水まで好みの温度にする為に、排水口と蛇口の間に、例えば形状記憶合金を用いたバネと調節バネとのバランスの変化によって所望の温度を得ることができる混合栓を用いて温水と水を任意に混合して蛇口より所望の温水を得ることができる。なお、混合栓にはワックスサーモを用いても同機能を得ることができる。
【００１２】
上記のように炭素系発熱体によるカーボンヒーターを用いた加熱ヒーターにらせん形状を有するフィンと水管とにより、効率良く水道水を温水にすることができる。
【００１３】
【実施例】
以下に本発明の実施例を説明する。「図１」に本発明の実施例の加熱ヒーターによる電気式瞬間湯沸用ヒーターユニットの機械的構成の横断面図を、「図２」に同実施例の電気的回路ブロック図を示した。即ち、この電気式瞬間湯沸用ヒーターユニットは加熱ヒーター１、らせん型フィン３、水管４、給水口５、排水口６、混合栓７、第１の温度センサー８、第２の温度サンサー９、蛇口１０から構成される。
【００１４】
上記、加熱ヒーター１は例えばガラス管２内に炭素系発熱体による長方形断面を有した板状のカーボンを封入した構造のもので、カーボンに電流を流すことで中遠赤外線を放射するヒーターが使用される。
【００１５】
上記、加熱ヒーター１の炭素系発熱体は長方形断面の形状を有した板状のカーボンに限定したものでなく、コイル状に巻回した構造のものでも良い。
【００１６】
上記、加熱ヒーター１の外周には給水口５側にフィン間隔を疎となし、排水口６側のフィン間隔を密となし、さらに排水口６側に湯だまり７部を配設した水管４が設けられ、湯だまり７部には湯温を検出する第１の温度センサー８が配設される。
【００１７】
上記、排水口６には適温を得るための、例えば記憶合金バネ９とバイアスバネ１０とのバランスを温度設定ツマミ１１で自動的に排水口６の湯温と給水口（Ｂ）１１から流入して調節弁１３で適温に混合する混合栓１４にて得られた湯水は蛇口１５により適温の湯水を得られる。
【００１８】
上記、混合栓１４と蛇口１５の間には第２の温度センサー１６が配設されている。
【００１９】
上記、混合栓１４の構成は、形状記憶合金バネ９に限定するだけではなく、ワックスサーモを配設した混合栓でも良い。
【００２０】
上記、第１の温度センサー８と第２の温度センサー１６の検出温度信号は制御部１７に入力され、その検出温度信号によって電源１８に接続された電力制御部１９で所要の電力が加熱ヒーター１に供給される。
【００２１】
以上の構成である実施例の電気式瞬間湯沸用ヒーターユニットでは、上記加熱ヒーター１より放射される中遠赤外線はらせん型フィン３を回動する水を効率良く加熱することができ、しかも第１の温度センサー８と第２の温度センサー１６とにより、加熱ヒーター１に供給される電力を制御することができ省エネルギーをも計ることができるなどから構成される。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は以上に説明したような構成により、次のように効果を奏する。
請求項１に記載されている発明は、カーボンヒーターをガラス管内に封入したガラス管壁面にらせん型フィンを固定した水管なので、効率良く水を加熱することができる。
請求項２に記載されている発明はらせん型フィンを給水口側が疎に、排水口側を密にし、排水口部には湯だまり部を設けたものなので、温水の速い立上りと均一な温水を得ることができる。
請求項３に記載されている発明は湯だまり部に第１の温度センサー、吐水口部に第２の温度センサーを設けて加熱ヒーターの電力を制御するので、省エネルギーを計ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の加熱ヒーターとらせん型フィンと水管との機械的な構成の横断面図である。
【図２】本発明の実施例の電気式瞬間湯沸用ヒーターユニットの電気回路ブロックの構成図である。
【符号の説明】
１加熱ヒーター
２ガラス管
３らせん型フィン
４水管
５給水口
６排水口
８第１の温度センサー
１４混合栓
１６第２の温度センサー

Claims

炭素系カーボンヒーターがガラス管内に配設され、前記ガラス管に併合する水管が位置し、水管の一方の端部には給水口を有し、給水口と反対端部には排水口を有するとともに、水管内にはらせん形状のらせん型フィンがガラス管側に接する壁面に固定されたことを特徴とする電気式瞬間湯沸用ヒーターユニット。
特許請求項１のらせん型フィンは、前記給水口側が疎に排水口側が密とし、排水口部には湯だまり部を設けたことを特徴とする電気式瞬間湯沸用ヒーターユニット。
特許請求項１の水管内に配設された湯だまり部には第１の温度センサーを有し、前記排出口側に接続された混合栓の吐水口に第２の温度センサーを有し、前記第１の温度センサーと第２の温度センサーは温度制御部に接続され、温度制御部は電源と炭素系カーボンヒーターの間に設けた電力調節部に接続されたことを特徴とする電気式瞬間湯沸用ヒーターユニット。