JP2007225252A - 浄水器付き電気温水器 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトで、また浄水器の使用寿命を長くする浄水器付き電気温水器を提供すること。
【解決手段】浄水器と、前記浄水器へ原水を導入する第１の流路と、流体入口部と流体出口部とを有する貯湯タンクと、前記浄水器で浄化した浄水を前記貯湯タンクの流体入口部へ導入する第２の流路と、前記流体入口部から前記貯湯タンク内に流入した浄水を加熱する第１の加熱装置と、前記流体出口部に接続され前記貯湯タンク内の加熱された浄水を吐水する第１の吐水手段と、前記第１の流路の途上で分岐された分岐流路と、前記分岐流路の途中において、前記貯湯タンク内を通過し前記貯湯タンク内の浄水と前記分岐流路内の原水との間で熱交換する熱交換手段と、前記分岐流路の前記熱交換手段より下流側に設けられた第２の吐水手段と、を備えたことを特徴とする浄水器付き電気温水器を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、浄水器付き電気温水器に関し、詳しくは、浄水器で浄化された浄水の温水と、浄水器を通らない温水と、を提供できる浄水器付き電気温水器に関する。

一般的に、浄水器は、活性炭などの吸着剤と、中空糸膜やセラミック膜などの濾過膜とを具備し、吸着剤によって水道水中の分子レベルの異臭味物質や有害物質を吸着除去し、濾過膜で鉄サビ、コロイド成分、細菌などを捕捉、除去する（例えば、特許文献１参照）。

ここで、活性炭などの吸着剤に吸着可能な物質の量は、吸着剤の種類と水質に依存し、ある一定量に達するとそれ以上吸着しなくなる。そのため吸着現象を利用した浄水器で処理できる水量は限られている。また、中空糸膜やセラミック膜などの濾過膜は、膜表面で水道水中の鉄サビやコロイド成分、細菌を捕捉することにより水を浄化しているため、処理量にしたがって膜が目詰まりしてくる。そのため濾過膜も吸着剤と同様に、処理できる水量に限りがある。すなわち、浄水器には使用寿命がある。

一方、電気温水器は、水道水をタンクに直接給水し、この給水された水を、タンクに内蔵のヒータで加熱すると共にタンク内に保温した状態で貯湯し、使用者が温水を使用する場合は、タンク内の温水を吐水する（例えば、特許文献２参照）。

また、例えば、飲料用、料理用に使用する温水を供給するために、水道水を一旦浄水器で浄化してからタンクに給水し、加熱、吐水する電気温水器も考えられる。この場合、浄水器が貯湯タンクの上流側に設けられ、タンクから吐水される温水はすべて浄化された温水となる。例えば、手、顔、食器類などを温水を用いて洗浄する場合では、飲用や料理用に比べて多量の温水を使用するため、これら用途にも浄水器を通した温水を用いるとなると、浄水器の使用寿命を非常に早く迎えることになる。そのため浄水器の頻繁な交換が必要になり、手間やコストがかかってしまう。そもそも、手、顔、食器類などの洗浄に用いる温水は、水道水程度の水質の温水で十分であり、浄水器を介する必要はない。

そこで、例えば、特許文献３には、浄水を加熱・貯湯するためのタンクとは別に、浄水器を通さない水道水を加熱・貯湯するためのタンクを設けた構成が開示されている。特許文献３によれば、浄水器を通さない水道水が貯湯される洗浄用タンクにヒータが内蔵され、さらにその洗浄用タンク内に、浄水を貯湯する飲用タンクが収容されており、飲用タンク内の浄水は、洗浄用タンク内の温水との間で熱交換して加温される。

通常、例えばお茶やコーヒーなどの飲料用には、１００℃近い高温の浄水を少量必要とする。これに対して、飲料用以外（食器洗いや手洗いなど）には、手で触ってもやけどしない程度の温水で十分であり、例えば４０℃前後の温水を多量に必要とする。特許文献３のように、洗浄用タンクの内部に飲用タンクを収容して、飲用浄水を洗浄用タンク内の温水との熱交換で加温する構造では、上述したように、飲用浄水を例えば１００℃近い高温に、洗浄用温水を例えば４０℃程度の温度にということが実現できず、あるいはタンクから取り出した飲用浄水を再加熱するための加熱源が必要となる。

また、特許文献３のようにタンクの中に別のタンクを収容する構造においては、その内側のタンクを収容する外側のタンクを必然的に大きくせざるを得ず、結果として電気温水器の大型化をきたす。
特開平６−３３９６７６号公報 特開平８−９４１７７号公報 特開昭６１−１５３３３９号公報

本発明は、コンパクトで、また浄水器の使用寿命を長くする浄水器付き電気温水器を提供する。

本発明の一態様によれば、原水を浄水に浄化する浄水器と、前記浄水器へ原水を導入する第１の流路と、流体入口部と流体出口部とを有する貯湯タンクと、前記浄水器で浄化した浄水を前記貯湯タンクの流体入口部へ導入する第２の流路と、前記流体入口部から前記貯湯タンク内に流入した浄水を加熱する第１の加熱装置と、前記流体出口部に接続され前記貯湯タンク内の加熱された浄水を吐水する第１の吐水手段と、前記第１の流路の途上で分岐された分岐流路と、前記分岐流路の途中において、前記貯湯タンク内を通過し前記貯湯タンク内の浄水と前記分岐流路内の原水との間で熱交換する熱交換手段と、前記分岐流路の前記熱交換手段より下流側に設けられた第２の吐水手段と、を備えたことを特徴とする浄水器付き電気温水器が提供される。

本発明の浄水器付き電気温水器によれば、コンパクト化でき省スペースで設置でき、また、浄水器の使用寿命を長くして、その交換に要する手間やコストの負担減を図れる。

以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る浄水器付き電気温水器の構成を例示する模式図である。
図２は、図１における要部の斜視図である。

図１において１点鎖線で表される筐体３５の中には、浄水器２と貯湯タンク７が収容されている。なお、図１においては浄水器２と貯湯タンク７が共通の筐体３５の中に収容されている具体例を表したが、本発明はこれには限定されず、浄水器２と貯湯タンク７が筐体に収容されていないものや、またはそれぞれ別の筐体に収容されたものも本発明の範囲に包含する。

浄水器２は、原水（水道水）を浄化して浄水にする機能を有し、例えば、前段（上流側）に活性炭を、後段（下流側）に中空糸膜フィルタを備える。活性炭は、トリハロメタン、カルキ臭などを吸着、除去する。中空糸膜フィルタは、鉄サビ、雑菌などを捕捉する。

貯湯タンク７は、例えば、ステンレスからなり、その外表面は断熱材２６で覆われている。貯湯タンク７の内部には、２つのヒータｈ１、ｈ２と、熱交換手段１９が設けられている。ヒータｈ１、ｈ２は、貯湯タンク７内に給水された浄水を加熱する加熱装置として機能する。ヒータｈ１は、貯湯タンク７の底部近傍に設けられ、ヒータｈ２は、貯湯タンク７の流体出口部９の近傍に設けられている。

貯湯タンク７は、流体入口部８と、この流体入口部８より上方に設けられた流体出口部９と、を有する。具体的には、例えば流体入口部８は貯湯タンク７の底部の中央に設けられ、流体出口部９は貯湯タンク７の上面部の中央に設けられている。

熱交換手段１９は、例えば、高さ方向にみて貯湯タンク７の中央より下方に設けられ、且つヒータｈ１の上方に設けられている。

浄水器２の入口側は、コネクタ３７を介して、管路５に接続されている。管路５は、バルブ２８を介して、給水管路４に接続されている。給水管路４及び管路５は、原水（水道水）を、浄水器２へ導入するための第１の流路として機能する。

浄水器２の出口側は、コネクタ３８を介して、管路１１に接続されている。管路１１は、貯湯タンク７の流体入口部８に接続され、浄水器２で浄化した浄水を貯湯タンク７内に導入する第２の流路として機能する。また、管路１１において、コネクタ３８近傍には、浄水器２から貯湯タンク７に向かう方向の流れのみを許容する逆止弁３９が設けられている。

浄水器２は、コネクタ３７、３８に対して着脱自在であり、交換することができる。コネクタ３７に浄水器２が接続されていない状態では、コネクタ３７に一体に設けられた開閉弁（図示せず）が閉じられ、コネクタ３７を介しての原水の流出が防止される。コネクタ３７に浄水器２が接続されると、上述の開閉弁が開となり、管路５と浄水器２とが連通する。また、コネクタ３８から浄水器２を取り外しても、逆止弁３９によって、管路１１内の浄水はコネクタ３８から流出しない。なお、浄水器２への通水量や使用時間を検知する手段を設けて、浄水器２の交換時期を知らせるようにしてもよい。

貯湯タンク７の流体出口部９には、吐水管路１３が接続されている。吐水管路１３は、吐水温度調整装置（または流量調整装置）１５を介して、吐水管路１４に接続されている。吐水管路１３及び１４は、貯湯タンク７内の加熱された浄水を吐水する第１の吐水手段として機能する。

浄水器２で浄化された浄水が通る上述した管路１１からは、管路３３が分岐しており、この管路３３は、吐水温度調整装置１５に接続されている。吐水温度調整装置１５は、吐水管路１３からの温水の温度と、管路３３からの冷水の温度を検知し、使用者が選択した吐水温度に応じて、吐水管路１３からの温水と管路３３からの冷水との混合量を制御する。また、吐水温度調整装置１５は、サーモスタットのような構造を有するものでもよい。

一方、給水管路４から分岐した分岐流路として管路１７が設けられている。管路１７は、熱交換手段１９の入口部に接続されている。熱交換手段１９は、管路１７から続く管路２０を例えば渦巻き状に巻回させてなる。具体的には、管路２０は、立体的ならせん状（もしくはコイル状）などを呈する。しかし、これに限らず、平面的に渦を巻いた形状であってもよい。また、渦の軸方向は、図１、２に表される具体例では、貯湯タンク７の高さ方向に沿っているが、これに限らず、水平方向や斜め方向に沿ってもよい。

管路１７から続く管路２０は、貯湯タンク７内を通され、貯湯タンク７の外に設けられた管路２１に接続されている。管路２０内は、給水管路４及び管路１７を介して、浄水器２を経由しない原水が流れる。管路２０内を流れる原水は、貯湯タンク７内の浄水との間で熱交換して、貯湯タンク７外の管路２１に流れる。管路２０において、管路１７に接続された入口部は、管路２１に接続された出口部より上方に設けられ、管路２０を流れる原水は、貯湯タンク７の高さ方向の上方から下方に向けて流れる。

管路２１は、吐水温度調整装置（または流量調整装置）２３を介して、第２の吐水手段としての吐水管路２２に接続されている。吐水管路２２には、バルブ２４が接続されている。また、給水管路４からは、管路３１が分岐しており、この管路３１は、吐水温度調整装置２３に接続されている。吐水温度調整装置２３は、熱交換手段１９（管路２０）を経由した管路２１からの温水の温度と、管路３１からの冷水の温度を検知し、使用者が選択した吐水温度に応じて、管路２１からの温水と管路３１からの冷水との混合量を制御する。また、吐水温度調整装置２３は、サーモスタットのような構造を有するものでもよい。

以上説明した構成要素の他に、いずれも図示はしないが、貯湯タンク７内の浄水の水位を検知する水位センサや、貯湯タンク７内の浄水の温度を検知する温度センサなどが適宜設けられている。温度センサは、例えば、貯湯タンク７のタンク高さ方向の中央または中央付近に設けられている。

さらに、水位センサや温度センサの検知信号、使用者の操作信号を受け、バルブ（電磁弁）２８、２４、ヒータｈ１、ｈ２、吐水温度調整装置１５、２３などの動作を制御する制御装置も備えている。

次に、第１の実施形態に係る浄水器付き電気温水器の動作について説明する。
図３は、第１の実施形態に係る浄水器付き電気温水器の動作フローチャートである。

まず、ステップＳ１として、水位センサが貯湯タンク７内の浄水の水位を検知する。次に、ステップＳ２として、貯湯タンク７内の浄水の水位が所定レベルに達しているか否かを判定し、ここで、貯湯タンク７内の浄水の水位が所定レベルに達していない場合は、ステップＳ３にて、自動あるいは手動でバルブ２８を開き、浄水器２で浄化された浄水を貯湯タンク７に給水する。なお、このとき、ヒータｈ１、ｈ２はオフにされる（通電されない）。

貯湯タンク７内への浄水の給水により水位が上昇し所定レベルに達したら、ステップＳ４に進み、自動でバルブ２８を閉める。あるいは、貯湯タンク７内が満水になると吐水管路１４から冷水、あるいは温水が吐水されるので、これを見て使用者が手動でバルブ２８を閉じるようにしてもよい。

貯湯タンク７内に、上記所定レベルにまで達して浄水が貯留されている場合、その浄水の水温を温度センサで検知し、ステップＳ５にて、その水温が所定温度にあるか否かを判定する。ここで、その水温が所定温度に達していない場合には、ステップＳ６にて、ヒータｈ１をオンにし（通電し）、貯湯タンク７内の浄水を加温する。そして、その浄水の水温が所定温度に達したら、ステップＳ７にて、ヒータｈ１をオフにする。なお、ヒータｈ１の制御は、単なるオン・オフ制御でもよいが、比例（Ｐ）制御あるいは比例・積分・微分（ＰＩＤ）などの制御手法を用いてもよい。

以上のステップが繰り返され、待機状態では、貯湯タンク７内に、例えば１００℃近い温度の浄水が満水状態で保持される。そして、待機状態では閉じていたバルブ２８が、後述するように開かれると、流体入口部８を介して、貯湯タンク７底部から浄水が給水され、これにより、上面部に設けられた流体出口部９から貯湯タンク７内の温浄水が押し出され、吐水管路１３、１４を介して吐水される。なお、貯湯タンク７の上部に設けられたヒータｈ２は、ヒータｈ１と連動するように用いてもよいが、それ以外にも、例えば貯湯タンク７内の浄水を吐水するときにのみオンにされ、吐水直前のタンク上部の浄水を補助的に（瞬間的に）加温するように用いてもよい。

また、温度センサの検知温度に基づいて貯湯タンク７内の浄水の温度が必要以上に上昇しないように、また、水位センサの検知に基づいて貯湯タンク７内が空の場合にはヒータｈ１、ｈ２がオンにならないように、制御装置がヒータｈ１、ｈ２の通電を制御しており、貯湯タンク７及びこの中の浄水の過熱を防止している。

次に、浄水器２で浄化された浄水の吐水について説明する。
例えば飲料用や料理用に使う目的で、浄水器２で浄化され、かつ貯湯タンク７内で加温された浄水を使用したい場合には、使用者が、手動でバルブ２８を開く。あるいは、使用者のボタン操作等により制御装置から信号が送られバルブ２８が開く。

バルブ２８が開かれると、給水管路４より供給される原水（水道水）が、管路５を介して浄水器２に流入し、この流入した原水は浄水器２にて浄化される。浄水器２で浄化された浄水は、管路１１及び貯湯タンク７底部の流体入口部８を介して、貯湯タンク７内に給水され、満水の貯湯タンク７内において流体出口部９近傍の浄水が流体出口部９から押し出されるようにして吐水管路１３に流出し、さらに吐水温度調整装置１５を介して吐水管路１４から吐水される。吐水管路１３、１４の外側は、管内を流れる温水の保温や「やけど」の防止などのため、断熱材で被覆してもよい。

使用者は、例えばレバーやつまみ操作などにより吐水温度を選択することができ、この選択された水温に応じて、吐水管路１３からの温浄水と管路３３からの冷浄水との、吐水温度調整装置１５における混合量が調整される。使用者が選択する水温によっては、管路３３を流れてきた加温されていない冷浄水のみを吐水することも可能である。また、本実施形態においては、浄水器２の上流側にバルブ２８を設けることにより、浄水を使用しない状態においては、水道などからの一次圧が浄水器２に負荷されない。従って、浄水器２の耐水圧が低くてもよく、構造を簡略化できる。

次に、浄水器２を通らない原水（水道水）の吐水について説明する。

給水管路４より供給される原水（水道水）は、管路１７を通って、貯湯タンク７内に貯湯された温浄水と接している管路２０にも給水され、この管路２０内の原水は、貯湯タンク７内の温浄水との間で熱交換し加温される。貯湯タンク７内の温浄水と、管路２０内の原水とは混ざり合わず、熱交換するのみである。その熱交換により加温された管路２０内の温水は、管路２１、および吐水温度調整装置２３を介して吐水管路２２に供給されるが、バルブ２４が閉じている場合には、吐水管路２２からは吐水されない。

貯湯タンク７内の温水と熱交換される管路２０は、熱交換効率を高めるため、例えば、ステンレス、銅等の熱伝導材料からなる。これとは逆に、管路２０の下流側であって貯湯タンク７の外に設けられた管路２１、吐水管路２２は、これら管路内の温水の保温効果を高めるため、例えば樹脂などの熱伝導性の低い材料からなる。あるいは、管路２１、吐水管路２２の外側に断熱材を巻いてもよい。これにより、吐水管路２２が熱くなることを防ぎ、「やけど」も防止できる。また、熱交換手段を出た後の管路長を短くすることで、吐水管路２２内の水の放熱を防止することができる。

例えば、手洗い、洗顔、食器洗い等を温水を用いて行う場合に、通常は、浄水を使いたいという要求は高くはなく、原水（水道水）のままでよいということが多い。この場合には、使用者が、手動でバルブ２４を開く。あるいは、使用者のボタン操作等により制御装置から信号が送られバルブ２４が開く。バルブ２４が開かれると、上述した、浄水器２を通らず、管路２０にて貯湯タンク７内の温水と熱交換して加温された温水が、吐水管路２２から吐水される。

使用者は、例えばレバーやつまみ操作などにより吐水温度を選択することができ、この選択された水温に応じて、管路２１からの温水と管路３１からの冷水との、吐水温度調整装置２３における混合量が調整される。これにより管路２０内に長時間滞留し、タンク７内と同程度の温度になった温水が食器、手洗い用として流出する危険を防ぐことができる。使用者が冷水を選択した場合には、管路２１からの温水を吐水せず、管路３１を流れてきた冷水のみを吐水することも可能である。

上述したように、本実施形態によれば、比較的多量に使われ、水道水でも十分であり、浄水器を介する必要のない洗浄用途などには、浄水器２を通さない温水を用いることができるため、浄水器２の使用寿命を長くして、その交換に要する手間やコストの負担減を図れる。

また、浄水が貯湯される貯湯タンク７内に、熱交換手段１９を構成する管路２０を設け、その管路２０に、浄水器２を経由しない原水（水道水）通して、貯湯タンク７内の温浄水との熱交換により管路２０内の原水を加温し、洗浄等のための温水とする構成のため、タンクは浄水貯湯用の１つだけでよく、コスト低減、電気温水器全体の小型化及び設置スペースの省スペース化が図れる。

飲用などに用いる９０℃あるいはそれ以上の高温の浄水の消費量は、通常は少量であり、一方、飲用以外の手洗いや食器洗いなどに用いる４０℃程度の中温の温水の消費量は相対的に大きい場合が多い。これに対して、本実施形態によれば、高温の浄水をタンクに貯留し、これと熱交換することにより多量の中温の温水を生成することができる。

管路２０は、渦巻き状（らせん状）などを呈しているため、貯湯タンク７内の温水との接触面積を大きくでき、熱交換効率を高めることができる。また、より熱交換効率を高める観点からは、管路２０は細い方が望ましく、また熱交換用のフィンなどを設けてもよい。このように、接触面積を大きくすることにより、バルブ２４を閉じた状態で熱交換手段１９よりも上流側に滞留している水のように、貯湯タンク７内の温水と充分に熱交換されていない原水が吐水管路２２から吐水される場合においても、接触面積の大きい熱交換手段１９を通過する際に、瞬間的に充分な熱交換が行われる。その結果として、飲用以外の手洗いや食器洗いなどに用いるには充分な温度の温水を吐水することができる。

上述した具体例では、管路２０は、貯湯タンク７の高さ方向の中央より下方に設けたとしたが、これに限らず、管路２０を、貯湯タンク７の上方、中央、あるいはタンク７内の全体にわたって設けてもよい。

ただし、給水管路４から供給される原水の温度が低い場合には、この原水が通される管路２０との間で熱交換を行う貯湯タンク７内の管路２０の近傍の浄水の水温が所望の温度より低くなるおそれがある。この場合に、管路２０を上部に設けると、熱交換されて冷やされた管路２０の近傍の浄水がタンクの下部へ移動することにより、タンク７内の浄水の温度が一様に低下するおそれがある。また、管路２０を、流体出口部９に近い貯湯タンク７の上部に設けていると、使用者が選択した吐水温度よりも低温の温水が吐水されてしまう可能性がある。同様に、流体出口部９を熱交換手段１９よりも下部に設けると、低温の浄水が吐水される可能性がある。

これに対して、上述した具定例では、管路２０を貯湯タンク７の下方に設置しているので、管路２０内に冷たい原水が流入してきても、貯湯タンク７上部の浄水の温度低下は抑えられ、吐水される温浄水の温度低下を抑制できる。さらに、温浄水の吐水時には、貯湯タンク７上部に設けられたヒータｈ２をオンにして、瞬間的に貯湯タンク７上部の浄水を加熱すれば、吐水温度の低下を抑えることができる。すなわち、例えばお茶やコーヒーのために９０℃程度の高温浄水をいつでも常に安定して供給できる。

また、流体出口部９と熱交換手段１９との位置関係についても、熱交換手段１９を流体出口部９よりも下方に配置することによって、流体出口部９から低温の浄水が吐水されることを抑制できる。つまり、熱交換手段１９に熱を奪われた浄水はタンク７の下方に移動する。これに対して、流体出口部９を熱交換手段１９よりも上方に配置することにより、タンク７内の冷めた浄水を流体出口部９から遠ざけることができ、流体出口部９から吐水される浄水の温度を高く維持できる。

ヒータｈ２は、例えば高温浄水吐水時に、流体出口部９付近の浄水を瞬間的に加熱するために補助的に使うことができるのに対し、ヒータｈ１は、貯湯タンク７内の浄水全体を所望の温度に温め保持するために使われる。ここで、そのヒータｈ１は、貯湯タンク７の底部近傍に設けられているため、流体は温度が高くなると膨張して軽くなり上方に向かう対流を形成する特性を利用して、貯湯タンク７内の浄水全体をむらなく効率的に加温でき、特に温度が低下しがちなタンク７下部の浄水の温度低下を抑制できる。また、管路２０は、ヒータｈ１のすぐ上方に設けられているため、管路２０に冷たい原水が流れてきても、管路２０に接するタンク７内浄水の温度低下の程度を抑えると共に、管路２０内の原水の加温効率も高めることができる。なお、前述したように、ヒータｈ１とヒータｈ２とを連動させてもよい。

また、管路２０の入口部（管路１７との接続部）は、出口部（管路２１との接続部）よりも貯湯タンク７の高さ方向の上方に設けられ、管路１７から管路２０に流入した原水は、貯湯タンク７の高さ方向の上方から下方に向けて流れる構成となっている。したがって、管路２０において上方になればなるほど中を流れる原水の温度は低い。これに対して、貯湯タンク７内の温浄水は、上昇対流により上方ほど温度が高く、よって管路２０とは貯湯タンク７の高さ方向に見た温度分布（温度勾配）が逆になっており、このため、熱交換の推進力となる温度差を効率よく利用でき、効率のよい熱交換を行える。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、前出したものと同様の要素については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図４は、第２の実施形態に係る浄水器付き電気温水器の構成を例示する模式図である。

貯湯タンク５７の内部には、ヒータｈ１と、熱交換手段６９が設けられている。ヒータｈ１は、貯湯タンク５７の底部近傍に設けられ、そのヒータｈ１の上方であって、貯湯タンク５７の高さ方向の中央より下方に、熱交換手段６９が設けられている。

また、貯湯タンク５７の内部には、タンク底部から上方に延在する例えば筒状の吐水流路７４が設けられている。吐水流路７４の上端部及び下端部はそれぞれ開口され、下端部の開口は流体出口部５９として機能する。貯湯タンク５７の上面部の中央には、流体入口部５８が設けられている。なお、流体入口部５８は、貯湯タンク５７の側面あるいは底面に設けてもよい。

さらに、貯湯タンク５７の内部には、ヒータｈ１からの加熱によってタンク内の膨張した水や空気をタンク外に逃がすための逃がし流路７２が設けられている。逃がし流路７２は、吐水流路７４と同様に、その上端部及び下端部はそれぞれ開口され、タンク底部から筒状に上方に延在している。逃がし流路７２の上端部の開口は、吐水流路７４の上端部の開口よりも上方に位置している。なお、逃がし流路７２は、必ずしもタンク底部から延在する必要はなく、タンクの内側面に取り付けてもよい。

浄水器２の入口側は、コネクタ３７からバルブ２８を介して、原水（水道水）を浄水器２へ導入するための第１の流路としての給水管路４に接続されている。浄水器２の出口側は、コネクタ３８を介して、管路５１に接続されている。管路５１は、貯湯タンク５７の流体入口部５８に接続され、浄水器２で浄化した浄水を貯湯タンク５７内に導入する第２の流路として機能する。

貯湯タンク５７の流体出口部５９には、貯湯タンク５７内の加熱された浄水を吐水する第１の吐水手段としての吐水管路６１が接続されている。吐水管路６１の途中には、バルブ６５が設けられている。

給水管路４から分岐した分岐流路として管路５３が設けられ、その管路５３は、熱交換手段６９の入口部に接続されている。熱交換手段６９は、管路５３より続く管路７０を渦巻き状に巻回させてなる。具体的には、管路７０は、軸方向を横向き（タンク底部に対して略平行）にしたコイル状もしくはらせん状を呈する。但し、管路７０の形状はこれには限定されず、図１に例示したように軸方向を縦向き（略鉛直方向）にしたコイル状やらせん状などの形状でもよい。

管路７０は、貯湯タンク５７内を通され、貯湯タンク５７の外に設けられた吐水温度調整装置２３を介して、第２の吐水手段としての吐水管路６３に接続されている。管路７０内には、給水管路４及び管路５３を介して、浄水器２を経由しない原水が流入する。管路７０内を流れる原水は、貯湯タンク５７内の温浄水との間で熱交換して、貯湯タンク５７外の吐水管路６３に流れる。

吐水管路６３の途中には、バルブ６６が設けられている。また、管路５３からは、管路５５が分岐しており、この管路５５は、吐水温度調整装置２３に接続されている。吐水温度調整装置２３は、熱交換手段６９（管路７０）を経由した温水の温度と、管路５５からの冷水の温度を検知し、使用者が選択した吐水温度に応じて、管路７０からの温水と管路５５からの冷水との混合量を制御する。

さらに、いずれも図示はしないが、貯湯タンク５７内の浄水の水位を検知する水位センサや貯湯タンク５７内の浄水の温度を検知する温度センサ、水位センサや温度センサの検知信号、使用者の操作信号を受け、バルブ（電磁弁）６５、６６、ヒータｈ１、吐水温度調整装置２３などの動作を制御する制御装置も備えている。

浄水器２で浄化された浄水は、管路５１、流体入口部５８を介して、貯湯タンク５７内に給水され、吐水流路７４の上端部開口より上の水位レベルに維持される。そして、貯湯タンク５７内（吐水流路７４内を含む）の浄水は、ヒータｈ１により、例えば１００℃近い温度に加熱され、その所望の温度に達するとヒータｈ１はオフにされる。

例えば飲料用や料理用に使う目的で、温浄水を使用したい場合には、使用者が、手動でバルブ６５を開く。あるいは、使用者のボタン操作等により制御装置から信号が送られバルブ６５が開く。バルブ６５が開かれると、吐水流路７４内の温浄水は、重力の作用により、下端部の流体出口部５９から押し出されるようにして吐水管路６１に流出し、その吐水管路６１を介して使用者の元へ吐水される。この吐水により、貯湯タンク５７及び吐水流路７４内の水位が下がると、水位センサの検知に基づきバルブ２８が開かれ、管路５１及び流体入口部５８より、浄水器２で浄化された浄水が給水される。流体入口部５８をタンクの底部付近に設け、あるいは整流板を貯湯タンク５７内に設け、冷水を下方に導くようにすれば、冷水が貯湯タンク５７の上部に滞留しにくくなり、直ちに吐水流路７４から流出することを抑制できる。貯湯タンク５７内の水位レベルが所定レベルに達すると、例えばバルブ２８が閉じられ、貯湯タンク５７内への浄水の給水が停止される。

給水管路４より供給される原水（水道水）は、管路５３を通って、貯湯タンク５７内に貯湯された温浄水と接している管路７０にも給水され、この管路７０内の原水は、貯湯タンク５７内の温浄水との間で熱交換し加温される。貯湯タンク５７内の温浄水と、管路７０内の原水とは混ざり合わず、熱交換するのみである。その熱交換により加温された管路７０内の温水は、吐水温度調整装置２３を介して吐水管路６３に供給されるが、バルブ６６が閉じている場合には、吐水管路６３からは吐水されない。

例えば、手洗い、洗顔、食器洗い等を温水を用いて行う場合に、通常は、浄水を使いたいという要求は高くなく、原水（水道水）のままで十分ということが多い。この場合には、使用者が、手動でバルブ６６を開く。あるいは、使用者のボタン操作等により制御装置から信号が送られバルブ６６が開く。バルブ６６が開かれると、上述した、浄水器２を通らず、管路７０にて貯湯タンク５７内の浄温水と熱交換して加温された温水が、吐水管路６３から吐水される。貯湯タンク５７内の浄水は、飲用に適した温度である９０℃あるいはそれ以上の温度に加熱されているので、熱交換により管路７０内の原水は、手洗いや食器洗いなどに適した温度で吐水できるまで効率的に加熱される。

使用者は、例えばレバーやつまみ操作などにより吐水温度を選択することができ、この選択された水温に応じて、管路７０からの温水と、管路７０よりも上流側で管路５３から分岐する管路５５からの冷水との、吐水温度調整装置２３における混合量が調整される。使用者が冷水を選択した場合には、管路７０からの温水を吐水せず、管路５５を流れてきた冷水のみを吐水する。

上述したように、本実施形態においても、比較的多量に使われ、また水道水でも十分であり、浄水器を介する必要のない洗浄用途などには、浄水器２を通さない温水を用いることができるため、浄水器２の使用寿命を長くして、その交換に要する手間やコストの負担減を図れる。

また、浄水が貯湯される貯湯タンク５７内に、熱交換手段６９を構成する管路７０を設け、その管路７０に、浄水器２を経由しない原水（水道水）通して、貯湯タンク５７内の温浄水との熱交換により管路７０内の原水を加温し、洗浄等のための温水とする構成のため、タンクは浄水貯湯用の１つだけでよく、コスト低減、電気温水器全体の小型化及び設置スペースの省スペース化が図れる。

また、本実施形態においても、管路７０は、渦巻き状を呈しているため、貯湯タンク５７内の温水との接触面積を大きくでき、熱交換効率を高めることができる。なお、本実施形態においても、図１に例示した如く、複数のヒータｈ１、ｈ２を設けてもよい。

［第３の実施形態］
図５は、第３の実施形態に係る浄水器付き電気温水器の構成を例示する模式図である。

上述の第２の実施形態では、吐水流路７４及びこの下端部に接続された吐水管路６１を設けたが、この代わりに、第３の実施形態では、貯湯タンク５７において側面部に流体出口部を設け、この流体出口部に吐水管路６８を接続している。この吐水管路６８にはバルブ６７が接続されている。また、流体出口部は、逃がし流路７２の上端部開口の位置よりも下方に設けられている。

バルブ６７が開になれば、吐水管路６８から、貯湯タンク５７内の温浄水が吐水される。なお、本実施形態においても、液体入口部５８は貯湯タンク５７の側面あるいは底面に設けてもよく、また、複数のヒータｈ１、ｈ２を設けてもよい。その他の構成、得られる作用及び効果は、上述の第２の実施形態と同じである。

［第４の実施形態］
図６は、第４の実施形態に係る浄水器付き電気温水器の構成を例示する模式図である。同図については、図１に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施形態においては、原水が貯湯タンク７の中を下方から上方に向けて流れる。すなわち、給水管路４から管路１７を介して供給される原水は、貯湯タンク７内に設けられた熱交換手段１９の相対的に下方側から供給され、熱交換された後に上方側から水管路２２を介して取り出される。

このようにすると、貯湯タンク７内の上方の浄水の温度の低下を抑制できるという効果が得られる。つまり、管路１７から熱交換手段１９に供給された原水は、貯湯タンク７の中で周囲の浄水から熱を奪いながら、下方から上方に向かって流れる。そして、熱交換手段１９から流出する時には加熱された状態となっているので、その周囲の浄水の温度の低下が少なくなる。つまり、貯湯タンク７の流体出口部９に近い熱交換手段１９の出口部の近傍の浄水の温度の低下を抑制できる。その結果として、例えば、吐水管路２２から加温した原水を吐水させて食器の洗浄をした直後に、お茶をいれるために吐水管路１４から加熱した浄水を吐水させたような場合でも、加熱浄水の温度の低下を抑制できる。
また、図６に例示した構造の場合、原水を貯湯タンク７の下方すなわちヒータｈ１の近傍から上方に流すので、冷たい原水がヒータｈ１からの熱を吸収しやすいという効果も得られる。

［第５の実施形態］
図７は、第５の実施形態に係る浄水器付き電気温水器の構成を例示する模式図である。同図については、図１に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

熱交換手段１９を、流体出口部９に近い貯湯タンク７の上部に設けると、貯湯タンク７上部（流体出口部９近傍）の温浄水の温度が熱交換手段１９との熱交換により低下し、所望の温度よりも低い温水が貯湯タンク７から吐水されてしまう可能性がある。一方、熱交換手段１９を、貯湯タンク７の下部に設けると、流体入口部８から給水される比較的低温の水により、貯湯タンク７内における熱交換手段１９周辺の水温が低下し、熱交換手段１９内の水温が低下してしまう可能性がある。

そこで、本実施形態においては、熱交換手段１９を、高さ方向にみて貯湯タンク７の中央付近に設けている。すなわち、熱交換手段１９が、貯湯タンク７の上部から離れて設けられることで、お茶等の飲用に用いられるために貯湯タンク７から吐水される温浄水の温度低下を防ぐことができ、なおかつ、熱交換手段１９が、比較的低温になりがちな貯湯タンク７の下部から離れて設けられることで、熱交換手段１９内を流れて、洗浄等に用いられるために吐水される温水の温度低下を防げる。

また、本実施形態においては、給水管路４から、管路６を分岐させ、この管路６に減圧弁１６を設けている。管路６は、減圧弁１６の下流側で、熱交換手段１９に続く管路１７と、吐水温度調整装置２３に続く管路３１とに分岐している。給水管路４において、管路６の分岐点より下流側であって、バルブ２８より上流側には、定流量弁１２を設けている。

また、熱交換手段１９の出口と、吐水温度調整装置２３との間の管路２１には、熱交換手段１９内の膨張水を排水するための逃がし弁２７、もしくは膨張水を吸収するアキュムレータ２７を設けている。

なお、本実施形態における減圧弁、逃がし弁（もしくはアキュムレータ）は、図４、５、６に表される第２、３、４の実施形態に適用してもよい。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、それらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

例えば、上述した全ての具体例において、浄水器２にアルカリイオン水の生成機能やミネラル添加機構などを付加してもよい。
また、上述の第１の実施形態において、浄水器２の上流側に設けたバルブ２８に代えて、吐水管路１４にバルブを設けて、このバルブの開閉により、吐水管路１４からの温浄水の吐水・止水を制御するようにしてもよい。この場合、タンク７にタンク内の膨張した水や空気をタンク外に逃がすための逃がし機構を別途設けるとよい。

また、図４に表される第２の実施形態において、浄水器２で浄化された冷浄水を、吐水管路６１からの温浄水と混合して、使用者が選択した吐水温度に応じた浄水を供給する機構を設けてもよい。同様に、図５に表される第３の実施形態において、浄水器２で浄化された冷浄水を、吐水管路６８からの温浄水と混合して、使用者が選択した吐水温度に応じた浄水を供給する機構を設けてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る浄水器付き電気温水器の構成を例示する模式図である。 図１における要部の斜視図である。 第１の実施形態に係る浄水器付き電気温水器の動作フローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る浄水器付き電気温水器の構成を例示する模式図である。 本発明の第３の実施形態に係る浄水器付き電気温水器の構成を例示する模式図である。 本発明の第４の実施形態に係る浄水器付き電気温水器の構成を例示する模式図である。 本発明の第５の実施形態に係る浄水器付き電気温水器の構成を例示する模式図である。

符号の説明

２…浄水器、４…給水管路、７…貯湯タンク、８…流体入口部、９…流体出口部、１１…管路、１３，１４…吐水管路、１５…吐水温度調整装置、１７…管路、１９…熱交換手段、２０…管路、２１…管路、２２…吐水管路、２３…吐水温度調整装置、２４…バルブ、２６…断熱材、２８…バルブ、３１…管路、３３…管路、３５…筐体、３７，３８…コネクタ、３９…逆止弁、５１…管路、５３…管路、５５…管路、５７…貯湯タンク、６１…吐水管路、６３…吐水管路、６８…吐水管路、６９…熱交換手段、７０…管路、７２…逃がし機構、７４…吐水流路、ｈ１，ｈ２…ヒータ（加熱装置）

Claims (9)

1. 原水を浄水に浄化する浄水器と、
   前記浄水器へ原水を導入する第１の流路と、
   流体入口部と流体出口部とを有する貯湯タンクと、
   前記浄水器で浄化した浄水を前記貯湯タンクの流体入口部へ導入する第２の流路と、
   前記流体入口部から前記貯湯タンク内に流入した浄水を加熱する第１の加熱装置と、
   前記流体出口部に接続され前記貯湯タンク内の加熱された浄水を吐水する第１の吐水手段と、
   前記第１の流路の途上で分岐された分岐流路と、
   前記分岐流路の途中において、前記貯湯タンク内を通過し前記貯湯タンク内の浄水と前記分岐流路内の原水との間で熱交換する熱交換手段と、
   前記分岐流路の前記熱交換手段より下流側に設けられた第２の吐水手段と、
   を備えたことを特徴とする浄水器付き電気温水器。
2. 前記熱交換手段は、前記分岐流路の少なくとも一部を渦巻き状に巻回させてなることを特徴とする請求項１記載の浄水器付き電気温水器。
3. 前記流体出口部は、前記熱交換手段より上方に設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の浄水器付き電気温水器。
4. 前記流体出口部は、前記貯湯タンクの上部近傍に設けられ、
   前記熱交換手段は、前記貯湯タンクの中央より下方に設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の浄水器付き電気温水器。
5. 前記熱交換手段の前記貯湯タンクへの入口部は前記熱交換手段の前記貯湯タンクからの出口部より上方に設けられ、前記熱交換手段を流れる原水は、前記貯湯タンクの上方から下方に向けて流れることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の浄水器付き電気温水器。
6. 前記熱交換手段は、前記加熱装置よりも上方に設けられたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の浄水器付き電気温水器。
7. 前記流体入口部は、前記流体出口部より下方に設けられたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の浄水器付き電気温水器。
8. 前記流体入口部は、前記貯湯タンクの下部近傍に設けられたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の浄水器付き電気温水器。
9. 前記熱交換手段よりも上方に設けられ、前記流体入口部から前記貯湯タンク内に流入した浄水を加熱する第２の加熱装置をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の浄水器付き電気温水器。
   
   

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