JP2007263467A - 汚れ排出機能を備えた貯湯式温水器 - Google Patents

Abstract

【課題】貯湯式電気温水器の貯湯タンクの内部に溜まった湯泥や砂などの汚れを効率的に収集して外部に排出する汚れ排出機能を備えた貯湯式温水器を提供する。
【解決手段】略円柱形状又は略楕円柱形状の内部空間を有する貯湯式温水器（１０）の貯湯タンク（１２）と、該貯湯タンクの内周面接線方向水平に水を噴出するように取り付けられた給水パイプ（１４）と、前記貯湯タンクの底面中央部に設けられた排水口（１６）と、を有し、給水パイプからの水の噴出により貯湯タンクの内周面に沿った旋回流を発生させて、貯湯タンク内の湯泥や砂などの汚れを貯湯タンク底面中央部に収集・堆積させ、その汚れを排水口から外部に排出する。
【選択図】 図４

Description

本発明は貯湯式温水器に関し、より詳細には主として貯湯式電気温水器の貯湯タンクの内部に溜まった湯泥や砂などの汚れを効率的に収集して外部に排出することができる汚れ排出機能を備えた貯湯式温水器に関するものである。

近年、集合住宅などでは火災の発生防止等の観点から、ガス使用設備の使用を避けた電化住宅が増加している。かかる電化住宅では給湯のために貯湯式電気温水器が使用されることが多い。

貯湯式電気温水器とは、通電することで発熱するニクロム線を銅管に収めた加熱装置、またはニクロム線と銅管の間にアルミナのような熱の伝導体を詰めた加熱装置を、堅牢な断熱構造を有する鋼板製の貯湯タンクの中に設置したもので、給湯される温湯の温度を、サーモスタットにより一定に維持するようにした装置である。
この貯湯式電気温水器は、電気料金の安い夜間電力を利用して沸かした温湯を貯湯タンクに貯蔵しておき、電気料金の高い昼間の電力を利用することなく貯蔵した温湯を使用するものであり、近年ではヒートポンプ式が主流となっている。

貯湯式電気温水器はその高安全性、低環境負荷、低ランニングコストおよび静粛性から、電化住宅に限らず住宅全般に適しているものの、高い昼間の電力の使用を避け、安い夜間電力を使用して湯を沸かすため、１日の温湯使用量に充分な容量の貯湯タンクを設置することが必須条件となる。

貯湯式電気温水器の貯湯タンクは水道水を沸かして保存するという性質上、その内部に水道水に含まれる成分に由来する湯泥や砂などの汚れが溜まりやすい。そのため従来から１月に１度程度、貯湯タンク内に溜まった汚れを排水口から排出するように指導がなされている。

なお貯湯タンクの清掃を自動的に行うシステムとしては特許文献１の「電気温水器」のように給水バルブおよび排水バルブの開閉のタイミングを調節するものが発案されている。
特開平６−３２３６２８号公報

しかしながら従来の貯湯式電気温水器では、貯湯タンクの底面の広い範囲に拡散して堆積している汚れを排水口から排水するものであったため、汚れの排出が十分に行えないといった問題もあった。また一般家庭においてかかる汚れの排出作業はバルブの開け閉めが面倒であるとともに忘れられがちで、ほとんど行われることが無いのが実情であり、それゆえタンク内に多くの汚れが浮遊・堆積しているという問題があった。
一方特許文献１に記載の電気温水器では、汚れの排出作業が忘れられることはないが、タンク内を完全に空にした後にバルブの自動開閉操作によって洗浄を行わなければならず、１月に１度程度であっても現実的にはその実施が難しいといった問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みて創案されたものであり、貯湯式温水器の貯湯タンクの内部に溜まった汚れを、貯湯タンク内の水（温湯）を抜くことなく効率的に収集してこれを外部に排出することができる汚れ排出機能を備えた貯湯式温水器を提供することを目的とする。
また本発明は、一般家庭において普段忘れられがちな汚れの排出操作を自動的に行わせることで貯湯タンク内にできるだけ汚れが溜まらないようにすることをも目的とする。

上記課題を達成するため本発明の汚れ排出機能を備えた貯湯式温水器は、略円柱形状又は略楕円柱形状の内部空間を有する貯湯式温水器（１０）の貯湯タンク（１２）と、該貯湯タンクの内周面接線方向水平に水を噴出するように取り付けられた給水パイプ（１４）と、前記貯湯タンクの底面中央部に設けられた排水口（１６）と、を有し、給水パイプからの水の噴出により貯湯タンクの内周面に沿った旋回流を発生させて、貯湯タンク内の湯泥や砂などの汚れを貯湯タンク底面中央部に収集・堆積させ、その汚れを排水口から外部に排出可能とした、ことを特徴とする。

ここで、前記貯湯タンク（１２）の底面中央部には堆積した汚れを溜める椀状に凹む凹部（１８）が形成されており、前記排水口（１６）は該凹部の底部に設けられている、ことが好ましい。

なお、前記給水パイプ（１４）には給水を制御するための給水栓（２２）が設けられ、前記排水口（１６）には排水を制御するための排水栓（２４）を備えた排水ホース（２６）が接続されており、前記給水栓と前記排水栓とを連動させ、給水栓を閉めた状態のときにのみ排水栓が開くように構成する、ことが好ましい。

さらに、前記給水栓（２２）および前記排水栓（２４）は自動制御式弁であり、給水栓を開いて貯湯タンク（１２）に給水を行い貯湯タンク内に旋回流を発生させた後に給水を停止し、所定時間が経過した後に排水栓を一定時間だけ開けて貯湯タンクの底面中央部に収集・堆積した汚れを外部に排出するように制御される、ようにすることも好ましい。

請求項１に記載の発明によれば、給水パイプから一時的に噴出した水によって貯湯タンク内に旋回流を発生させ、減衰しながら流れる旋回流によってタンク内の水（温湯）中に浮遊する汚れやタンクの底に堆積している汚れを旋回流の底面中央に効率的に収集し、これを排水口から２〜３リットル程度の水とともに排出することで、タンク内の汚れを効率的に外部に排出することができる。

請求項２に記載の発明では、貯湯タンクの内部空間を略楕円柱状に形成することで、給水パイプから一時的に噴出した水によってタンク内に発生させた旋回流を比較的短時間で減衰させることができるため、堆積している汚れ等の旋回流による巻き上げを少なくすることができるとともに、洗浄に伴い給湯器が使用できない時間を短縮することができる。
また楕円柱状の貯湯タンクを採用することで、例えば横幅に比べて奥行きが少ない空間へのタンクの設置が可能となり、設置の自由度を向上させることができるという副次的効果も生じる。

請求項３に記載の発明によれば、貯湯タンクの底面中央部に椀状の凹部を形成し、また、この凹部の底部に排水口を設けることで、旋回流によってタンク底面中央に収集・沈殿させたタンク内の汚れをここに捕集して、より効率的に外部に汚れを排出することができる。

請求項４に記載の発明によれば、給水栓と排水栓とを連動させ、給水栓を閉めた状態の時にのみ排水栓が開くように構成することで、例えば汚れの排出中に給水パイプから給水されてしまい汚れが巻き上げられてしまうような事態を回避することができる。

請求項５に記載の発明によれば、給水栓や排水栓に自動制御式弁を採用し、その制御を適切に行うことで、例えば１月に１回程度の汚れの排出を自動的に行わせることができ、貯湯タンク内の衛生状態を常によい状態に保つことができる。

本発明の汚れ排出機能を備えた貯湯式温水器の説明をする前に、まず従来の貯湯式温水器の基本構造およびその動作について説明する。

図１は従来から用いられている貯湯式電気温水器の基本構造を示すための一部透過斜視図であり、図２はその給水、給湯、排水等のための配管の接続態様および貯湯タンク内の冷水および温湯の状態を表した概念図である。
この貯湯式電気温水器はいわゆる外部配管形式の温水器であり、略円柱形状の貯湯タンクと、貯湯タンクの保護ケーシングとなる外箱２１と、貯湯タンク１２を包み込む保温材２３と、貯湯タンクに取り付けられた発熱体（ヒータ）２５を含む各種電気装置等を有している。また貯湯タンク１２には、その上部に沸かした温湯を取り出すための給湯管２７およびオーバーフローした水（温湯）を排水するためのドレインパイプ２９が、その底面には水道管から水道水（冷水）を貯湯タンク内に導入する給水パイプ１４およびタンク底面に堆積した湯泥や砂などの汚れを外部に排出するための排水ホース２６が取り付けられている。

貯湯タンク１２内の汚れの排出は、給水パイプ１４設けられた給水栓２２をまず閉じ、その後、排水ホース２６に設けられた排水栓２４を開くことによって行われる。かかる作業は１月に１回程度行われることが好ましいが、実際には忘れられてしまうことが多く、またこのような貯湯式温水器の構造では、排水口の近傍のタンク底面に堆積した汚れのみが排出されるだけであった。

本発明では貯湯タンク内の汚れをタンク底面に効率的に収集し、これを排出可能とすることで、貯湯タンク内の衛生状態をよい状態に保つものである。
以下本発明の実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。

図３は本実施例の貯湯式温水器の構造を示すための概念図であり、（ａ）は貯湯タンクの縦断面図、（ｂ）は貯湯タンクの（ａ）のＸ−Ｘ断面図を表している。
本実施例の貯湯式温水器は、水道水をタンク内に導入するための給水パイプ１４の取り付け構造が上述した従来の貯湯式電気温水器と大きく異なっている。

本実施例の貯湯式（電気）温水器１０は、従来の貯湯式電気温水器と同様に、保護ケーシングとなる外箱２１内に、各種電気装置等が取り付けられた４００リットル程度の容量を有する貯湯タンク１２が納められている。この貯湯タンク１２は直径が６０ｃｍ程度で軸方向長さが１５０ｃｍ程度の略円柱形状をしており、その底面の中央には直径１０ｃｍ程度の大きさで椀状に凹む凹部１８が形成されている。

またこの貯湯タンク１２には、その上部に給湯管２７およびドレインパイプ２９が、その底面には中央の凹部１８の底部に形成した排水口１６から延びる排水ホース２６が取り付けられている。また排水口１６には手動により開閉することができる排水栓２４が設けられている。

さらに貯湯タンク１２の側部下方（タンク下端から１０〜３０ｃｍ位の高さの所）には、水道水をタンク内に導入するための給水パイプ１４が２本取り付けられている。この給水パイプ１４は貯湯タンク１２の内周面接線方向に水平に水を噴出するよう対称に取り付けられており、ここから水が噴出されると貯湯タンク１２内には内周面に沿った旋回流が発生することとなる。なお給水パイプ１４の本数は２本に限られず、１本若しくは３本以上とすることも勿論可能である。なお給水パイプ１４の経路には手動により開閉することができる給水栓２２が取り付けられている。

貯湯タンク１２内の汚れを排出しようとする際には、まず給湯管から温湯を取り出して貯湯量を減少させることにより、給水パイプ１４から一定時間水を噴出させる。そして給水パイプ１４からの水の噴出により貯湯タンク１２内の水に旋回流を発生させた後、旋回流が減衰して無くなるのを待つ（１０分程度）。この作業により水中に浮遊する汚れやタンク底面の広い範囲に沈殿している汚れは、旋回流により貯湯タンク１２の中心軸側へと集まり、旋回流の減衰とともにタンク底面中央の凹部１８内に収集されて沈殿する。その後、排水ホース２６に設けられた排水栓２４を開き２〜３リットル程度の水を排水することにより水とともに凹部１８に溜まったタンク内の汚れを排出した後、排水栓２４を閉じる。これにより再び貯湯式電気温水器の通常使用が可能となる。

ここで汚れの排出作業中には、不用意に給水管から水が噴出され凹部１８に沈殿した汚れが舞い上がることを防止する必要がある。そのため給水栓２２および排水栓２４の開閉を連動させることにより給水栓２２を閉めた状態のときにのみ排水栓２４が開くようにすることが好ましい（給水栓および排水栓の連動構造については以下の実施例２において説明する）。

図４は本実施例の貯湯式温水器１０の基本構造を示した概念図であり、上述した実施例１の貯湯式電気温水器とは、貯湯タンク１２の形状が異なっている。また本実施例では、給水栓２２と排水栓２４に自動制御式弁を採用し、手動ではなく自動的にその開閉動作が行えるようにしたことを特徴としている。

本実施例の貯湯式温水器１０の貯湯タンク１２は長半径が４０ｃｍ程度、短半径が２５ｃｍ程度の略楕円柱形状をしており、この貯湯タンク１２の長半径側の側面にはその内周面接線方向に２本の給水パイプ１４が対称に取り付けられている。給水パイプ１４から噴出されてタンク内に導入された水は、タンク内に旋回流を発生させるが、タンク内部空間が略楕円柱形状であるため旋回流は壁面との滑らかな衝突により比較的短時間（１〜３分程度）で減衰してなくなる。

このように楕円柱形状の貯湯タンク１２を採用することで比較的短時間で旋回流を減衰させることができるので、過剰な旋回流による既に沈殿している汚れの巻上げを最小限に抑えつつ、迅速に汚れをタンク底面中央の凹部１８に収集・沈殿させてこれを排出することが可能となる。

またたとえば電磁弁などの自動制御式弁が採用された給水栓２２および排水栓２４は、温水器の運転を制御する図示しない制御装置による制御によって自動的に開閉動作を行う。
ここで各弁は個別に制御されて開閉動作を行ってもよいが、各弁を連動させてその開閉動作を制御してやってもよい。例えば給水栓２２および排水栓２４を、図５に示したように、給水栓２２と排水栓２４とを給水栓２２の回転式弁の回転軸と排水栓２４の回転式弁（図のような円板状のものの他、半球状のものも利用することができる）の回転軸とを一直線となるように並べて配置し、給水栓２２と排水栓２４の回転弁の取り付け角度を調節した上で、各弁の回転軸を連結してやることで給水栓２２と排水栓２４とを連動させるものとするか、図６に示したように給水栓２２と排水栓２４とを給水栓２２の回転弁の回転軸と排水栓２４の回転弁の回転軸とが並行をなすように並べて配置し、給水栓２２と排水栓２４の回転弁の取り付け角度を調節した上で、各弁の回転軸に取り付けた歯車を噛み合わせることで、給水栓２２と排水栓２４とを連動させるものとしてやってもよい。

なお給水栓２２および排水栓２４の制御は、まず排水栓２４を閉じた状態で給水栓２２を開き、給水パイプ１４から水を噴出させてタンク内に旋回流を発生させた後に給水栓２２を閉じる。その状態で旋回流が減衰するまでの時間（１〜３分程度）待ち、排水栓２４を開けてタンク底面中央の凹部１８に収集・沈殿した汚れを２〜３リットル程度の水とともに排出しその後排水栓２４を閉じる。

このような給水栓２２および排水栓２４の開閉動作を１ヶ月に１度程度、貯湯式給湯器の使用が比較的少ないと思われる時間帯の午後３時前後に自動的に実行するようにしてやる。このように貯湯タンク１２内の汚れの排出を定期的に自動で行わせることで、貯湯タンク１２の衛生状態を常に良好に保つことができる。

なお上述した各実施例では、貯湯タンク１２への水の導入は全て給水パイプ１４から行われているが、日常的な通常のタンクへの水道水の補充を従来の貯湯式温水器１０の貯湯タンク１２と同様の給水管で行い、貯湯タンク１２内に旋回流を発生させるための専用の給水パイプ１４を設けることも勿論可能である。

本発明は、貯湯式電気温水器の貯湯タンクの内部に溜まった汚れを、貯湯タンク内の水（温湯）を抜くことなく旋回流を利用して効率的に収集してこれを外部に排出するものであれば、上述した発明の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。例えば、旋回流を発生させるための給水管と、通常の給水を行う給水管とを個別に設け、汚れの排出作業を行おうとするときにのみ旋回流を発生させるための給水管を使用するように構成してやることも可能である。

従来の貯湯式電気温水器の構造を示すための一部透過斜視図である。 従来の貯湯式電気温水器の配管の接続態様を示した概念図である。 実施例１の貯湯式温水器の構造を示すための概念図である。 実施例２の貯湯式温水器の構造を示すための概念図である。 給水栓および排水栓の連動構造を示した図である。 給水栓および排水栓の連動構造を示した図である。

符号の説明

１０ 貯湯式温水器
１２ 貯湯タンク
１４ 給水パイプ
１６ 排水口
１８ 凹部
２１ 外箱
２２ 給水栓
２３ 保温材
２４ 排水栓
２５ 発熱体（ヒータ）
２６ 排水ホース
２７ 給湯管
２９ ドレインパイプ

Claims (5)

1. 略円柱形状の内部空間を有する貯湯式温水器（１０）の貯湯タンク（１２）と、
   該貯湯タンクの内周面接線方向水平に水を噴出するように取り付けられた給水パイプ（１４）と、
   前記貯湯タンクの底面中央部に設けられた排水口（１６）と、を有し、
   給水パイプからの水の噴出により貯湯タンクの内周面に沿った旋回流を発生させて、貯湯タンク内の湯泥や砂などの汚れを貯湯タンク底面中央部に収集・堆積させ、その汚れを排水口から外部に排出可能とした、ことを特徴とする汚れ排出機能を備えた貯湯式温水器。
2. 略楕円柱形状の内部空間を有する貯湯式温水器（１０）の貯湯タンク（１２）と、
   該貯湯タンクの内周面接線方向水平に水を噴出するように取り付けられた給水パイプ（１４）と、
   前記貯湯タンクの底面中央部に設けられた排水口（１６）と、を有し、
   給水パイプからの水の噴出により貯湯タンクの内周面に沿った旋回流を発生させて、貯湯タンク内の湯泥や砂などの汚れを貯湯タンク底面中央部に収集・堆積し、その汚れを排水口から外部に排出可能とした、ことを特徴とする汚れ排出機能を備えた貯湯式温水器。
3. 前記貯湯タンク（１２）の底面中央部には堆積した汚れを溜める椀状に凹む凹部（１８）が形成されており、
   前記排水口（１６）は該凹部の底部に設けられている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の汚れ排出機能を備えた貯湯式温水器。
4. 前記給水パイプ（１４）には給水を制御するための給水栓（２２）が設けられ、前記排水口（１６）には排水を制御するための排水栓（２４）を備えた排水ホース（２６）が接続されており、
   前記給水栓と前記排水栓とを連動させ、給水栓を閉めた状態のときにのみ排水栓が開くように構成した、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の汚れ排出機能を備えた貯湯式温水器。
5. 前記給水栓（２２）および前記排水栓（２４）は自動制御式弁であり、給水栓を開いて貯湯タンク（１２）に給水を行い貯湯タンク内に旋回流を発生させた後に給水を停止し、所定時間が経過した後に排水栓を一定時間だけ開けて貯湯タンクの底面中央部に収集・堆積した汚れを外部に排出するように制御される、ことを特徴とする請求項４に記載の汚れ排出機能を備えた貯湯式温水器。