JP2016084960A

JP2016084960A - 貯湯式電気温水器

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Publication number: JP2016084960A
Application number: JP2014217003A
Authority: JP
Inventors: 匠示岸本; Shoji Kishimoto; 桂介金▲崎▼; Keisuke Kanezaki
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2014-10-24
Filing date: 2014-10-24
Publication date: 2016-05-19
Anticipated expiration: 2034-10-24
Also published as: JP6504516B2

Abstract

【課題】貯湯タンク内の湯水の沸き上げる温度を極力高くしながら、温度制御手段が故障した場合であっても、貯湯タンク内の湯温を百度以下に維持しつつ、再通電を行うためにメンテナンス業者へ依頼する必要がなくなる。
【解決手段】貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱ヒーターと、貯湯タンク内の湯水を設定された沸き上げ温度に加熱するために加熱ヒーターへの通電を制御する温度制御手段と、貯湯タンク内の湯水の温度が沸き上げ温度より高い第一の温度になった時に加熱ヒーターをオフする第一の温度過昇防止器と、貯湯タンク内の湯水の温度が第一の温度より高い第二の温度になった時に加熱ヒーターをオフする第二の温度過昇防止器と、を備え、第一の温度過昇防止器は、自動復帰するバイメタルであり、第二の温度過昇防止器は、手動復帰するバイメタルである。
【選択図】図２

Description

本発明は、温度制御手段の故障時等に加熱ヒーターへの通電を遮断する温度過昇防止器を備える貯湯式電気温水器に関する発明である。

従来の貯湯式電気温水器では、特許文献１に示すように、手動復帰式バイメタル式のサーモスタットで構成される温度過昇防止器を備え、温度制御手段の故障や貯湯タンク内に水が無い状態での加熱による異常な温度上昇を防いでいた。一旦、温度過昇防止器が作動してしまうと、再通電を行うためには、温度過昇防止器に設けられたリセットスイッチを押してリセット操作を行う必要があり、その都度、メンテナンス業者へ依頼する必要があった。

特開平１１−１３２５６６号公報

従来の貯湯式電気温水器は以上のように構成されているので、一旦、手動復帰式バイメタルが作動すると、再通電を行うためにはメンテナンス業者へ依頼する必要があり、非常に手間がかかる。そのため、通常の沸き上げ動作では温度過昇防止器が作動することがなく、異常加熱時のみに作動するように、沸き上げ温度と温度過昇防止器の作動温度との間に所定のマージンを持たせている。

時に、飲料用途の貯湯式電気温水器には、一旦、湯をジャーポットへ注いでの使用の他に、例えばカップラーメンやコーヒー、お茶等へ直接湯を注いで使用されることもあり、沸き上げ温度が高いことが求められる。対応として、温度制御手段による沸き上げ温度を高くするとともに、温度過昇防止器の作動温度を高くすることが考えられるが、密閉構造の貯湯式電気温水器においては、温度制御手段が故障した際の貯湯タンク内の湯温が百度以下であることが法律（電気用品安全法）で求められている。そのため、温度過昇防止器の作動温度を高くすることにも限界があり、沸き上げ温度を思うように高くできないという問題があった。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、貯湯タンク内の湯水の沸き上げる温度を極力高くしながら、温度制御手段が故障した場合であっても、貯湯タンク内の湯温を百度以下に維持しつつ、再通電を行うためにメンテナンス業者へ依頼する必要がなくなる貯湯式電気温水器を提供することを目的とする。

本発明の貯湯式電気温水器では、湯水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱ヒーターと、前記貯湯タンク内の湯水を設定された沸き上げ温度に加熱するために前記加熱ヒーターへの通電を制御する温度制御手段と、前記貯湯タンク内の湯水の温度が前記沸き上げ温度より高い第一の温度になった時に前記加熱ヒーターをオフする第一の温度過昇防止器と、前記貯湯タンク内の湯水の温度が前記第一の温度より高い第二の温度になった時に前記過熱ヒーターをオフする第二の温度過昇防止器と、を備え、前記第一の温度過昇防止器は、自動復帰するバイメタルであり、前記第二の温度過昇防止器は、手動復帰するバイメタルであることを特徴とする。

このような構成とすれば、第一の温度過昇防止器が自動復帰式バイメタル式のサーモスタットで構成されているので、万一、通常の沸き上げ動作において、異常ではないのに何らかの理由で沸き上げ温度が上昇し、温度過昇防止器が作動しても自動的に復帰するので、リセット操作をメンテナンス業者へ依頼する必要はなく、そのまま継続して使用することができる。そのため、沸き上げ温度と温度過昇防止器の作動温度との間のマージンを少なくすることができ、沸き上げ温度を上げることができる。

また、貯湯タンク内に水が無い状態での加熱（空焚き）による異常な温度上昇が発生した場合は、第一の温度過昇防止器が作動して加熱ヒーターへの通電を遮断しても、余熱による温度上昇により第二の温度過昇防止器も作動するため、空焚きを繰り返すことがない。この場合は、第二の温度過昇防止器に設けられたリセットスイッチを押してリセット操作を行う必要があり、メンテナンス業者へ依頼することになる。

また、本発明の貯湯式電気温水器では、前記第一の温度過昇防止器と前記第二の温度過昇防止器とは、いずれも前記貯湯タンクの外表面に配置されることを特徴とする。

このような構成とすれば、前記第一の温度過昇防止器と前記第二の温度過昇防止器とが貯湯タンク内の湯水の温度を伝えやすい部位の温度を検出することになり、第一の温度過昇防止器及び第二の温度過昇防止器が検出する温度と貯湯タンク内の湯水の温度との差を少なくすることができるとともに、熱の伝わり方が同じ部位の温度を検出しているため、第一の温度過昇防止器を第二の温度過昇防止器より確実に早く作動させることができる。

また、本発明の貯湯式電気温水器では、前記第一の温度過昇防止器は、前記第二の温度過昇防止器の上側に配置されることを特徴とする。

このような構成とすれば、貯湯タンクの上部ほど湯水の温度が高いため、第一の温度過昇防止器を第二の温度過昇防止器より確実に早く作動させることができる。

また、本発明の貯湯式電気温水器では、前記第一の温度は、百度以下であることを特徴とする。

このような構成とすれば、温度制御手段が故障した際の貯湯タンク内の湯温を百度以下に維持できる。

本発明により、貯湯タンク内の湯水の沸き上げる温度を極力高くしながら、温度制御手段が故障した場合であっても、貯湯タンク内の湯温を百度以下に維持しつつ、再通電を行うためにメンテナンス業者へ依頼する必要がなくなる貯湯式電気温水器を提供することができる。

本発明の貯湯式電気温水器の正面図である。本発明の貯湯式電気温水器の内観図である。本発明の実施形態の貯湯式電気温水器における回路図である。本発明の実施形態の温度過昇防止器の作動温度領域を示す図である。

以下、本発明の貯湯式電気温水器について図を用いて説明する。
図１は本発明の貯湯式電気温水器の正面図である。

図１に示すように、貯湯式電気温水器１は、シンク７の上方の壁面に設置されており、同じく壁面に設置された水栓２と排水パイプ３へ、それぞれ出湯配管（図示しない）と排水配管（図示しない）で接続されている。

また、貯湯式電気温水器１は、ここでは図示しない止水栓と給水配管（図示しない）で接続されるとともに、電源コンセント６と電源コード５で接続されている。なお、止水栓（図示しない）からは水栓２へも給水配管（図示しない）が接続されている。

さらに、貯湯式電気温水器１には沸き上げスイッチや温度設定スイッチ等（図示しない）が設けられた操作盤４が備えられている。

貯湯式電気温水器１内の貯湯タンク（図示しない）へは止水栓（図示しない）より給水配管（図示しない）を通じて上水が供給される。

そして、貯湯式電気温水器１に備えられた操作盤４に設けられた沸き上げスイッチ（図示しない）を入りにすることにより、貯湯式電気温水器１内の貯湯タンク（図示しない）の湯水が温度制御手段（図示しない）によって加熱ヒーター（図示しない）が制御され、所定の加熱設定温度Ｔ１まで沸き上げられる。

所定温度まで沸き上げられた湯水は、出湯配管（図示しない）を経由して水栓２より吐出される。

また、沸き上げの際に発生する膨張水は、排水配管（図示しない）を経由して排水パイプ３より排出される。

図２は本発明の貯湯式電気温水器の内観図である。この図２は、図１の貯湯式電気温水器１の前面カバーを取り外して内部を露出した状態を示している。

貯湯式電気温水器１の内部には貯湯タンク８が備えられている。また、沸き上げスイッチ９や温度設定スイッチ等（図示しない）が設けられた操作盤４も備えられている。

また、貯湯タンク８の下方には貯湯タンク８内の湯水を加熱する加熱ヒーター１０が備えられるとともに、貯湯タンク８の外表面にはサーミスターで構成される温度検出手段１１が取り付けられ、検出された温度をもとに温度制御部１５によって貯湯タンク８内の湯水を予め操作盤４の温度設定スイッチ（図示しない）で設定された加熱設定温度Ｔ１に沸き上げるために、加熱ヒーター１０への通電を制御する。

さらに、貯湯タンク８の上方の外表面には、温度検出手段１１と温度制御部１５で構成される温度制御手段が故障して貯湯タンク８の外表面が加熱設定温度Ｔ１を超えて上昇した時に、加熱ヒーター１０への通電を遮断する第一の温度過昇防止器１３と第二の温度過昇防止器１４とが近接して備えられている。

ここで、第一の温度過昇防止器１３は自動復帰式バイメタル式のサーモスタットで構成され、第二の温度過昇防止器１４は手動復帰式バイメタル式のサーモスタットで構成され、第一の温度過昇防止器１３は第二の温度過昇防止器１４の上方に位置する。なお、第一の温度過昇防止器１３の作動温度Ｔ２は、第二の温度過昇防止器１４の作動温度Ｔ３より低く設定されている。

さらに、前記二つの温度過昇防止器の両方が故障した場合の対応として、加熱ヒーター１０への通電を遮断する温度ヒューズ１２が同じく貯湯タンク８の上方の外表面に備えられている。なお、温度ヒューズ１２の作動温度Ｔ４は第二の温度過昇防止器１４の作動温度Ｔ３より高く設定されている。

なお、本実施例では、第一の温度過昇防止器１３を第二の温度過昇防止器１４の上方に位置させたが、作動温度Ｔ２、Ｔ３を調節することにより第一の温度過昇防止器を第二の温度過昇防止器より確実に早く作動させることができる範囲において、その位置関係は上下逆あるいは同じ高さでもよい。また、近接した位置関係でなくてもよく、さらには、第一の温度過昇防止器１３と第二の温度過昇防止器１４の両方を、あるいはいずれか一方を加熱ヒーター１０のフランジの表面部分に設けてもよい。

図３は本発明の実施形態の貯湯式電気温水器における回路図である。

前記電源コンセントより電源コードを介して供給される電源１６に対し、沸き上げスイッチ９と、加熱ヒーター１０と、温度制御部１５と、温度ヒューズ１２と、自動復帰式バイメタル式のサーモスタットで構成される第一の温度過昇防止器１３と、手動復帰式バイメタル式のサーモスタットで構成される第二の温度過昇防止器１４と、が直列に接続されている。

温度制御部１５は、操作盤４の温度設定スイッチ（図示しない）で設定された加熱設定温度Ｔ１と前記温度検出手段１１による検出温度をもとに、リレーの接点の開閉や、トライアック等の半導体素子を駆動させることにより、加熱ヒーター１０への通電を制御する。

この第一の温度過昇防止器１３は、前記貯湯タンクの外表面が前記加熱設定温度Ｔ１よりも高い所定の温度Ｔ２を超えると作動して前記加熱ヒーターへの通電を遮断するバイメタルを利用した自動復帰式のサーモスタットである。また、第二の温度過昇防止器１４は、前記貯湯タンクの外表面が前記第一の温度過昇防止器１３の作動温度Ｔ２よりも高い所定の温度Ｔ３を超えると作動して前記加熱ヒーターへの通電を遮断するバイメタルを利用した手動復帰式のサーモスタットである。

また、温度ヒューズ１２の作動温度Ｔ４は、前記第二の温度過昇防止器１４の作動温度T3より高く設定されている。

通常状態においては、温度ヒューズ１２は導通状態であり、第一の温度過昇防止器１３及び第二の温度過昇防止器１４の接点は閉じており、沸き上げスイッチ９を入りにすると、温度制御部１５により、加熱ヒーター１０への電源供給が制御され、前記貯湯タンク内の湯水が加熱設定温度T1へ沸き上げられる。

そして、万一、通常の沸き上げ動作において、異常ではないのに何らかの理由で沸き上げ温度がＴ２以上に上昇すると、第一の温度過昇防止器１３が作動してその接点が開き、加熱ヒーター１０への通電を遮断する。その後、貯湯タンク内の湯水の温度が低下すると、自動的に接点が閉じて、加熱ヒーター１０への通電を再開する。

また、貯湯タンク内に水が無い状態での加熱（空焚き）による異常な温度上昇が発生した場合は、第一の温度過昇防止器１３が作動して加熱ヒーターへの通電を遮断しても、余熱による温度上昇により第二の温度過昇防止器１４も作動するため、空焚きを繰り返すことがない。この場合は、第二の温度過昇防止器１４に設けられたリセットスイッチを押してリセット操作を行う必要があり、メンテナンス業者へ依頼することになる。

なお、前記温度検出手段１１や温度制御部１５が故障した際には、第一の温度過昇防止器１３が作動し、加熱ヒーター１０への通電を遮断するが、貯湯タンク内の湯水の温度が低下すると、加熱ヒーター１０への通電を再開することになる。従って、この場合は、第二の温度過昇防止器１４は作動することがなく、第一の温度過昇防止器１３にて沸き上げ温度がＴ２で制御されることになるため、別途、前記温度検出手段１１や温度制御部１５の故障検出手段を備えることが望ましい。

さらに、温度制御部１５、第一の温度過昇防止器１３、第二の温度過昇防止器１４のすべてが故障した際には、温度ヒューズ１２が溶断して、加熱ヒーター１０への通電を遮断する。

図４は本発明の実施形態の温度過昇防止器の作動温度領域を示す図である。

Ａは、温度制御部１５による沸き上げ温度領域（沸き上げ最大温度のばらつき）であり、Ｂは、第一の温度過昇防止器１３の作動温度領域（バイメタルの接点が開く温度のばらつき）であり、Ｃは、第二の温度過昇防止器１４の作動温度領域（バイメタルの接点が開く温度のばらつき）である。

例えば、温度制御部１５による沸き上げ温度（加熱設定温度）Ｔ１は９０℃、第一の温度過昇防止器１３の作動温度Ｔ２は９５℃、第二の温度過昇防止器１４の作動温度Ｔ３は１００℃に設定されているが、湯水の使用状況や部品の精度等により、その作動領域（接点が開く温度等）には幅（ばらつき）がある。

また、温度検出手段１１、第一の温度過昇防止器１３、第二の温度過昇防止器１４は貯湯タンク８の表面温度を検出しているため、貯湯タンク８内の湯水の実際の温度は、前記検出温度より多少高くなっている。

そのため、第一の温度過昇防止器１３の作動温度Ｔ２は、バイメタルの接点が開く温度のばらつきや貯湯タンクの表面温度と貯湯タンク内の実際の湯水の温度との差、さらには加熱ヒーターへの通電遮断後の余熱による温度上昇を考慮し、貯湯タンク内の湯水の温度が百度以上にならないように決定している。

１…貯湯式電気温水器
２…水栓
３…排水パイプ
４…操作盤
５…電源コード
６…電源コンセント
７…シンク
８…貯湯タンク
９…沸き上げスイッチ
１０…加熱ヒーター
１１…温度検出手段（サーミスター）
１２…温度ヒューズ
１３…第一の温度過昇防止器（自動復帰式バイメタル）
１４…第二の温度過昇防止器（手動復帰式バイメタル）
１５…温度制御部
１６…電源
Ａ…温度制御部による沸き上げ温度領域
Ｂ…第一の温度過昇防止器の作動温度領域
Ｃ…第二の温度過昇防止器の作動温度領域

Claims

湯水を貯湯する貯湯タンクと、
前記貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱ヒーターと、
前記貯湯タンク内の湯水を設定された沸き上げ温度に加熱するために前記加熱ヒーターへの通電を制御する温度制御手段と、
前記貯湯タンク内の湯水の温度が前記沸き上げ温度より高い第一の温度になった時に前記加熱ヒーターをオフする第一の温度過昇防止器と、
前記貯湯タンク内の湯水の温度が前記第一の温度より高い第二の温度になった時に前記加熱ヒーターをオフする第二の温度過昇防止器と、を備え、
前記第一の温度過昇防止器は、自動復帰するバイメタルであり、
前記第二の温度過昇防止器は、手動復帰するバイメタルである
ことを特徴とする貯湯式電気温水器。
前記第一の温度過昇防止器と前記第二の温度過昇防止器とは、いずれも前記貯湯タンクの外表面に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の貯湯式電気温水器。
前記第一の温度過昇防止器は、前記第二の温度過昇防止器の上側に配置される
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の貯湯式電気温水器。
前記第一の温度は、百度以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の貯湯式電気温水器。