JP2553657B2 - 小型電気湯沸器 - Google Patents

小型電気湯沸器

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JP2553657B2 JP21896188A JP21896188A JP2553657B2 JP 2553657 B2 JP2553657 B2 JP 2553657B2 JP 21896188 A JP21896188 A JP 21896188A JP 21896188 A JP21896188 A JP 21896188A JP 2553657 B2 JP2553657 B2 JP 2553657B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は例えば洗面所の化粧台などに組み込まれる
小型電気湯沸器に関するものである。
[従来の技術] 洗面所の化粧台に給湯装置から給湯する方式として
は、従来2通りの方式が行なわれている。第1の方式
は、深夜電力温水器や大型のガス瞬間湯沸器から給湯す
るセントラル給湯方式で、大容量の熱源を備えているだ
けに十分な給湯能力がある。第2の方式は、小型のガス
瞬間湯沸器や電気湯沸器を、洗面所に設置したり化粧台
の中に組み込む方式であり、この方式に使用する電気湯
沸器には、貯湯式および瞬間式のものがある。
また小型電気湯沸器には、給水配管を直接つなぐ方式
のものと、セントラル給湯器からの温水配管をつなぐ方
式のものがあり、後者のものはセントラル給湯方式の欠
点である立ち上がり(給湯栓を開けてから希望温度の湯
が出てくるまでの時間)の遅さをカバーするためだけ
の、タンク容量や電気ヒータ出力を備えている。
[発明が解決しようとする課題] ところで従来の洗面所への給湯方式のうち、小型電気
湯沸器を使用する方式のものは、例えば洗髪等の給湯負
荷に対しても十分な給湯能力を持たせるためには、貯湯
式においてはタンク容量を、瞬間的においては電気ヒー
タの出力を十分に大きくする必要があるが、このように
すると化粧台への組み込みが困難になったり、一般家庭
用電力からは給電が困難になるという問題がある。
洗面所での給湯負荷の内では洗髪時の負荷が比較的大
きく、例えば個人差はあるものの女性が洗髪に使用する
湯の量は、給湯流量7/min,給湯温度40℃,給水温度
5℃において、湯を断続的に5分間使用し、10分間で洗
髪を終了するものとすれば、この洗髪に必要な湯を加熱
するための熱量(H1)は、 H1=1Kcal/・℃×(40−5)℃×7/min×5min=12
25Kcalとなる。
この給湯負荷を小さな出力の電気ヒータを備えた貯湯
式湯沸器で賄うとすれば、沸き上げ温度を90゜とした場
合、タンクの容量(V)は、 となる(但し給湯中は電気ヒータへの通電はないものと
する)。
また実際には、給湯後半においてタンク内で給水と湯
とが混合し、給湯温度は40℃を下回ることとなるので、
タンク容量はこの計算値より大きくする必要がある。
このようにタンクは貯湯された湯だけで給湯負荷を賄
う貯湯式においては、タンクの容量を14.4と大きくす
る必要があり、そのため洗面所の化粧台の中には、組み
込むことが困難になる。
また上述の給湯負荷を瞬間式給湯器において電気ヒー
タで賄うには、電気ヒータの容量(W)は、 以上でなければならず、単相200Vの電源で85.5Aとな
り、一般家庭においては給湯不可能となる。
また従来の小型電気湯沸器では、給湯温度の制御や給
湯開始,停止を手動で行なっているため、操作性が悪い
という問題点があった。
この発明はかかる課題が解決するためになされたもの
で、家庭用電源で使用可能な容量の電気ヒータと洗面所
内に組み込むことのできる小型タンクとを擁しながら、
洗髪に必要な給湯負荷に対しても十分対処でき、かつ操
作性の優れた小型電気湯沸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] この発明にかかる小型電気湯沸器は、短時間に断続し
て使用される湯の最大給湯熱量(以下、これを最大給湯
負荷という)を想定し、この最大給湯負荷を賄えるだけ
の湯を、これより貯湯能力の少ない小型の貯湯タンク
と、電気ヒータとの双方で賄うこととし、またリモコン
による遠隔操作で出湯の発停と給湯温度を制御するよう
にしたものである。
[作用] この発明においては、最大給湯負荷を賄えるだけの湯
を、これより貯湯能力の少ない小型の貯湯タンクと、電
気ヒータとの双方で賄うこととしたので、電気用電源で
使用可能な容量の電気ヒータと洗面所内に組み込むこと
のできる小型タンクとを擁しながら、洗髪に必要な給湯
負荷に対しても十分な給湯が可能になり、またリモコン
による遠隔操作で全体を制御することとしたので、操作
が容易になる。
[実施例] 以下、この発明を図面に基づいて説明する。第1図は
この発明による小型電気湯沸器の構成を示すブロック図
で、図において(1)はケーシング、(2)は貯湯タン
ク、(3)は電気ヒータ、(4)は温水配管、(5)は
安全弁、(6)は混合弁、(7)は電動弁、(8)は出
湯配管、(9)は給水配管、(10)は減圧逆止弁、(1
1)は制御器、(12)は温度検出器、(13)はリモコン
操作部を示す。
この発明による小型電気湯沸器は、第1図に示すよう
に底部に電気ヒータ(3)を配置した小型の貯湯タンク
(2)がケーシング(1)内に格納されていて、この貯
湯タンク(2)の上部には温水配管(4)、下部には給
水配管(9)が接続されている。この温水配管(4)に
は安全弁(5)が取り付けられ、配管途中には電動式の
混合弁(6)が取り付けられている。この混合弁(6)
は内部に配置された温湯制御用のワックスサーモにより
モータ駆動で湯温設定値を自由に変更することができる
ようになっている。混合弁(6)の先には電動弁(7)
を介して出湯配管(8)が接続されている。また給水配
管(9)には減圧逆止弁(10)が取り付けられ、給水配
管(9)は途中で分岐していて貯湯タンク(2)と混合
弁(6)とに給水を行なっている。
ケーシング(1)の一隅には制御器(11)が装着さ
れ、この制御器(11)は、温度検出器(12),電気ヒー
タ(3),混合弁(6),電動弁(7)及びリモコン操
作部(13)と電気回路によって接続されている。
また第2図は、第1図に示すリモコン操作部(13)を
説明するための図で、図において(14)は給湯スイッ
チ、(15)は一対の給湯温度設定スイッチ、(16)は設
定温度を表示するLED群であり、このリモコン操作部(1
3)は化粧台の正面パネルなどに配置される。
次に、この発明による貯湯タンク(2)の容量および
電気ヒータ(3)の出力の決定方法について説明する。
上述の如く、この発明による小型電気湯沸器は最大給湯
負荷を想定し、この最大給湯負荷を賄えるだけの湯を、
これより貯湯能力の少ない小型の貯湯タンクと、電気ヒ
ータによる加熱との双方で賄うこととしたものである。
すなわち最大給湯負荷を上述の如く女性の洗髪に使用す
る湯の量と想定した場合、貯湯タンク(2)の容量は貯
湯式湯沸器で賄うとすれば、前記したように14.4であ
ったが、これに断熱材や付属部品、配管などを加えると
ケーシングは大きな寸法になってしまう。また逆にタン
ク容量をあまりにも小さくしてしまうと瞬間式に近づき
電気ヒータの容量が大きくなってしまう。したがって貯
湯タンク(2)の容量と電気ヒータ(3)の出力は次の
事を考慮して決定する必要がある。
1) 最大給湯負荷を満足する湯量が得られること 2) 短時間で再沸上げが終了すること 3) タンク容量はなるべく小さいこと 4) 電気ヒータ出力はなるべく小さいこと 上記1)のためにはタンク容量・電気ヒータ出力とも
に大きい方がよく、2)のためにはタンク容量を小さ
く,電気ヒータ出力を大きくし、3)のためには電気ヒ
ータ出力を大きくし、4)のためにはタンク容量を大き
くする必要がある。
ここでは、まず2)と3)のバランスを考慮し、貯湯
タンク(2)の容量を貯湯式湯沸器の場合の2/3程度の
容量、例えば10とし、この貯湯タンク(2)に90℃の
湯を貯湯できるものとすれば、これを熱量(H2)に換算
すると、 H2=1 Kcal/・℃×(90−5)℃×10=850 Kcalと
なり、これは例えば40℃の湯に換算すると、850 Kcal/
(40−5)℃=24.3の量となる。これに対し最大給湯
負荷、すなわち女性の洗髪に使用する湯の量は、7×
5min=35であるから、35−24.3=10.7となり、
40℃の湯10.7分の熱量が不足することとなる。この熱
量の不足分を洗髪時間の10分以内に電気ヒータ(3)で
給水された水を加熱して40℃に沸かすには、給水された
水の温度が5℃と仮定すれば、(40−5)℃×10.7=
375 Kcalの熱量が必要になり、この熱量を得るには電気
ヒータの出力(W)は、 となる。
なお、給湯終了時における貯湯タンク(2)の湯温を
給湯適温の40℃に維持するには、 (40−5)℃×10=350Kcalの熱量がさらに必要でこ
れは2.44 kwに相当し、先の2.62 kwと合わせると5.06 k
wの電気ヒータ出力が必要になる。実際には給湯中にお
ける貯湯タンク(2)からの放熱損失や貯湯タンク
(2)内での湯水混合による損失を考慮して電気ヒータ
(3)の容量を上記値よりやや大きく設定する必要があ
る。
なお、複数の人が連続して洗髪する場合の待ち時間
は、貯湯タンク(2)内の湯温が40℃から90℃に上昇す
る間の時間になり、 すなわち7分間となる。したがって複数の人がほぼ連続
して洗髪することができる。
すなわちこの発明は、最大給湯負荷を賄えるだけの湯
を、これより貯湯能力の少ない小型の貯湯タンクと、電
気ヒータとの双方で賄うこととしたものであり、貯湯タ
ンク(2)の容量や電気ヒータ(3)の出力は固定的な
ものである必要はなく、組み込まれる洗面台の大きさ等
の設置状況や、最大給湯負荷の想定値にあわせて最適な
容量や出力を選択し得るものである。
次にこの発明による小型電気湯沸器の動作について説
明する。第2図に示すようにリモコン操作部(13)に備
えられた給湯スイッチ(14)を押すことにより、制御器
(11)が駆動して電動弁(7)が開き、貯湯タンク
(2)内に90℃の温度で貯湯されていた湯が、温水配管
(4)を通って流れ出す。この流れ出した湯は、混合弁
(6)で給水配管(9)から送られてきた水と混合し、
給湯温度設定スイッチ(15)で設定された給湯温度とな
る。すなわち、給湯温度設定スイッチ(15)は給湯温度
を30゜〜50℃の範囲で設定できるようになっており、こ
の設定値に基づいて制御器(11)が混合弁(6)を動作
させ、貯湯タンク(2)からの湯と給水配管(9)から
の水との混合比を変化させて給湯温度を設定温度に一致
させている。また給湯温度設定スイッチ(15)を30℃以
下に設定すれば水のみが、50℃以上に設定すれば湯のみ
が、混合弁(6)から出湯するようになっている。
一方、貯湯タンク(2)からの出湯にともない、この
貯湯タンク(2)には給水配管(9)からの給水が始ま
る。温度検出器(12)は貯湯タンク(2)の温度を監視
しており、給水配管(9)からの給水により貯湯タンク
(2)内の湯温が、予め定めた沸き上げ温度(例えば90
℃)より下がった場合、これを制御器(11)へ伝え、制
御器(11)が電気ヒータ(3)に通電して、貯湯タンク
(2)内の湯を加熱する。この加熱は貯湯タンク(2)
内の湯の温度が、沸き上げ温度に達するまで行なわれ、
例えば洗髪途中に洗髪剤を使用するために給湯を停止し
ている間にも続行される。
なお、給湯負荷は給水温度によって変化するので、水
温の高い夏季には給湯能力に十分な余裕が生まれる。し
たがって給水温度の高い夏季には、貯湯タンク(2)内
の沸き上げ温度の設定値を下げることができ、沸き上げ
温度を下げることで貯湯タンク(2)からの放熱を押さ
え、熱損失を低減させることができる。沸上げ温度の設
定値の変更は手動または給水温度に逆比例させた自動で
行なわせることができる。
また上記実施例では、混合弁(6)に、ワックスサー
モにモータを組み合わせたものを使用しているが、他の
形式の電動式混合弁を使用することもでき、また温水配
管(4)を開閉するための弁として開閉音のない電動弁
(10)を使用していたが通常の電磁弁を使用してもよ
い。
またこの発明による小型電気湯沸器を洗面所の化粧台
に組み込んだ場合、一般的な使用方法として化粧台のシ
ンクに湯を貯めながら使用するよりも、湯を流しながら
使用する場合の方が多いため、熱交換器を用いて排湯と
給水との熱交換を行なうようにすれば、さらに省エネル
ギー化が図れ、貯湯タンク(2)の容量あるいは電気ヒ
ータ(3)の出力を小さくすることもできる。
さらに上記実施例では、化粧台の正面パネルなどに取
り付けられたリモコン操作部(13)の給湯スイッチ(1
4)を手で操作することにより、給湯の開始及び停止を
行なっているが、洗髪中の手間を省くため、給湯スイッ
チ(14)と並列して足踏み式のスイッチを床上に配置
し、足により給湯操作を行なうようにすれば、一層操作
性が向上することになる。
次に、この発明の他の実施例を説明する。第3図はこ
の発明の他の実施例の概略の構成を示すブロック図で、
(20)は定流量弁である。この実施例では給水配管
(9)に定流量弁(20)を備え、貯湯タンク(2)に流
入する給水量を一定とし、一時に多量の水が貯湯タンク
(2)に流れ込んで貯湯タンク(2)内の湯温を低下さ
せる、いわゆる湯切れを防止するようにしたものであ
る。なお定流量弁(20)としては、縮流部中にスプリン
グで支持されたディスクを配置し、ディスク前後の差圧
が変化した場合、ディスクを移動して、縮流部の断面積
を変化させ、式、 (但し、Q:流量,Δp:差圧,a:縮流部断面積(a1,a2…a
n),c:流量係数,g:重力の加速度,γ:水の比重量)に
より、常に一定の流量が得られるようにしたものがあ
る。この定流量弁(20)は、弁の一次圧,二次圧,ある
いは両者が同時に変化しても、常に一定流量を供給する
ことができ、また縮流部の設計により任意の流量のもの
を製造することができるので、この実施例においては7
/min程度のものの使用が適している。なお定流量弁
(20)の動作範囲を越えて給湯栓を絞れば流量を7/m
in以下に減らすことは可能である。
[発明の効果] この発明は以下説明したとおり、最大給湯負荷を賄え
るだけの湯を、これより貯湯能力の少ない小型の貯湯タ
ンクと、電気ヒータとの双方で賄うこととしたので、家
庭用電源で使用可能な容量の電気ヒータと洗面所内に組
み込むことのできる小型タンクとを擁しながら、洗髪に
必要な給湯負荷に対しても十分な給湯が可能になり、リ
モコンによる遠隔操作で全体を制御することとしたの
で、操作が容易になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による小型電気湯沸器の構成を示すブ
ロック図、第2図は第1図に示すリモコン操作部を説明
するための図、第3図はこの発明の他の実施例の概略の
構成を示すブロック図。 (2)は貯湯タンク、(3)は電気ヒータ、(4)は温
水配管、(6)は混合弁、(7)は電動弁、(8)は出
湯配管、(9)は給水配管、(11)は制御器、(12)は
温度検出器、(13)はリモコン操作部、(14)は給湯ス
イッチ、(15)は給湯温度設定スイッチ。 なお各図中同一符号は同一又は相当部分を示すものとす
る。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内部に電気ヒータを配設した貯湯タンクを
    持つ小型電気湯沸器において、 当該湯沸器の配設場所を特定し、特定した配設場所で予
    測される各種の用途のうち使用される湯の量が最大量と
    なると予測される用途を推定する手段、 上記手段で推定された用途に基づき使用される湯の最大
    給湯熱量を算出する手段、 上記手段で算出された最大給湯熱量を上記電気ヒータに
    よる追い焚きを加えて賄えるだけの範囲で、上記貯湯タ
    ンクの容量と上記電気ヒータの出力とを、上記配設場所
    の空間容積と電源の制約に適合させて設定する手段、 を備えたことを特徴とする小型電気湯沸器。
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