JP2574051Y2 - 電気瞬間湯沸装置 - Google Patents
電気瞬間湯沸装置Info
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- JP2574051Y2 JP2574051Y2 JP1991068409U JP6840991U JP2574051Y2 JP 2574051 Y2 JP2574051 Y2 JP 2574051Y2 JP 1991068409 U JP1991068409 U JP 1991068409U JP 6840991 U JP6840991 U JP 6840991U JP 2574051 Y2 JP2574051 Y2 JP 2574051Y2
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- Japan
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- water
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- phase
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- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、湯温の立ち上りが速
く、しかも、制御性能に優れた簡素な構成の電気瞬間湯
沸装置の改良に関する。
く、しかも、制御性能に優れた簡素な構成の電気瞬間湯
沸装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、使いたいときに、所望の温度
で、必要量の温水を瞬間的に生成する湯沸装置として、
電気式、ガス式、石油式等種々のものが開発され、か
つ、商品化されている。そして、水道水等の冷水を所要
温度に瞬間的に加熱する湯沸装置として、例えば、電気
式においては、一般に前記湯沸装置内の通水管にシーズ
ヒータを挿入し、通水管に流入した冷水をシーズヒータ
の通電により瞬間的に加熱して所定温度の温水を出湯す
るように構成されているが、前記シーズヒータはその構
成上熱容量が大きく、しかも、熱伝導性が悪いため、所
定温度の温水を出湯させるには時間がかかるという難点
があった。又、ガス式あるいは石油式においては、ガス
等を燃焼させて通水管を直接加熱し、通水管内を流通す
る冷水を瞬間的に所要温度に加熱して出湯させるように
構成されているが、この場合、ガス等の点火後比較的短
時間のあいだに所要温度の温水が得られるものの、温水
の温度を所要温度に維持する過程において、湯温がオー
バシュートすることが多く、温水の使用開始直後あるい
は、所要温度で使用中に給水量が急激したとき等に所要
温度以上の温水が不意に出湯して使用者に不快感を与え
ることがあった。
で、必要量の温水を瞬間的に生成する湯沸装置として、
電気式、ガス式、石油式等種々のものが開発され、か
つ、商品化されている。そして、水道水等の冷水を所要
温度に瞬間的に加熱する湯沸装置として、例えば、電気
式においては、一般に前記湯沸装置内の通水管にシーズ
ヒータを挿入し、通水管に流入した冷水をシーズヒータ
の通電により瞬間的に加熱して所定温度の温水を出湯す
るように構成されているが、前記シーズヒータはその構
成上熱容量が大きく、しかも、熱伝導性が悪いため、所
定温度の温水を出湯させるには時間がかかるという難点
があった。又、ガス式あるいは石油式においては、ガス
等を燃焼させて通水管を直接加熱し、通水管内を流通す
る冷水を瞬間的に所要温度に加熱して出湯させるように
構成されているが、この場合、ガス等の点火後比較的短
時間のあいだに所要温度の温水が得られるものの、温水
の温度を所要温度に維持する過程において、湯温がオー
バシュートすることが多く、温水の使用開始直後あるい
は、所要温度で使用中に給水量が急激したとき等に所要
温度以上の温水が不意に出湯して使用者に不快感を与え
ることがあった。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】前記各種の瞬間湯沸装
置においては、それぞれ使用に際して一長一短があり、
使用者にとって必ずしも使い勝手がよいものであるとは
云えなかった。このため、最近では、大容量で、しか
も、電力密度が高く、その上温度立上り特性の優れたセ
ラミックヒータが冷水の加熱源として種々利用されるよ
うになってきた。しかし、このセラミックヒータはヒー
タをプリントしたセラミックの基体がもともと磁器で形
成されているので、水中にセラミックヒータが完全に浸
漬されておれば問題はないが、通水中に気泡が生じた
り、乱流によってセラミックヒータの周辺に一時的に空
洞が生じたりすると、前記セラミックヒータに空焚現象
が生じ、セラミックヒータ自体がヒートショックによっ
て破損したり、亀裂が生じヒータ機能を持続することが
困難となる。即ち、セラミックヒータの破損個所から漏
水が生じたり、セラミックの基体にプリントしたヒータ
が断線し、この結果、ヒータ容量の減少に伴い出湯温度
が低下したり、断線によって漏電事故を誘発するおそれ
があった。
置においては、それぞれ使用に際して一長一短があり、
使用者にとって必ずしも使い勝手がよいものであるとは
云えなかった。このため、最近では、大容量で、しか
も、電力密度が高く、その上温度立上り特性の優れたセ
ラミックヒータが冷水の加熱源として種々利用されるよ
うになってきた。しかし、このセラミックヒータはヒー
タをプリントしたセラミックの基体がもともと磁器で形
成されているので、水中にセラミックヒータが完全に浸
漬されておれば問題はないが、通水中に気泡が生じた
り、乱流によってセラミックヒータの周辺に一時的に空
洞が生じたりすると、前記セラミックヒータに空焚現象
が生じ、セラミックヒータ自体がヒートショックによっ
て破損したり、亀裂が生じヒータ機能を持続することが
困難となる。即ち、セラミックヒータの破損個所から漏
水が生じたり、セラミックの基体にプリントしたヒータ
が断線し、この結果、ヒータ容量の減少に伴い出湯温度
が低下したり、断線によって漏電事故を誘発するおそれ
があった。
【０００４】本考案は前記のセラミックヒータを使用す
ることによって生ずる種々の問題を解決し、湯温の立ち
上りが早く、しかも、制御性能に優れ、そのヒータの断
線検出が良好に行い得る簡素な構成で安全性に優れた電
気瞬間湯沸装置を提供することを目的とする。
ることによって生ずる種々の問題を解決し、湯温の立ち
上りが早く、しかも、制御性能に優れ、そのヒータの断
線検出が良好に行い得る簡素な構成で安全性に優れた電
気瞬間湯沸装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【考案が解決するための手段】本考案は、２本１組のセ
ラミックヒータを収容して水道の給水管を介して連続的
に接続される複数の通水管を、温水の吐水方向側が高く
なるように傾斜させて多段状に配設して熱交換器を構成
し、前記通水管に収容した一対のセラミックヒータは、
これを互いに逆並列に接続して各相サイリスタの負荷側
に接続し、更に、前記セラミックヒータと各相のサイリ
スタとを接続する各相接続線を１個の変流器に貫通さ
せ、前記セラミックヒータの断線時各相の接続線に流れ
るアンバランスな電流を前記変流器にて検出するように
構成したことを特徴とする。
ラミックヒータを収容して水道の給水管を介して連続的
に接続される複数の通水管を、温水の吐水方向側が高く
なるように傾斜させて多段状に配設して熱交換器を構成
し、前記通水管に収容した一対のセラミックヒータは、
これを互いに逆並列に接続して各相サイリスタの負荷側
に接続し、更に、前記セラミックヒータと各相のサイリ
スタとを接続する各相接続線を１個の変流器に貫通さ
せ、前記セラミックヒータの断線時各相の接続線に流れ
るアンバランスな電流を前記変流器にて検出するように
構成したことを特徴とする。
【０００６】
【作用】本考案は、前記のように熱交換器が、水の流出
方向側を順次高くなるように通水管を、その先端が基端
より高くして取付けることにより、通水中、あるいは、
水の加熱中に生じた気泡を、比較的早く出湯側に移動さ
せることが可能となるため、セラミックヒータがヒート
ショックにより破損したり、クラックが生ずるのを未然
に回避させることが可能となる。又、セラミックヒータ
の通電回路には、複数のヒータをサイリスタの負荷側に
接続した各相の接続線を貫通させてヒータの断線を検出
する変流器が１個具備させてあるので、セラミックヒー
タが万一ヒートショック等によりクラックが生じてヒー
タが断線したとき、各相の接続線に流れるアンバランス
な電流を前記変流器により検出し、これにより、電源に
付設した漏電ブレーカを遮断して前記断線事故に伴う電
気的な弊害を良好に解消することができる。
方向側を順次高くなるように通水管を、その先端が基端
より高くして取付けることにより、通水中、あるいは、
水の加熱中に生じた気泡を、比較的早く出湯側に移動さ
せることが可能となるため、セラミックヒータがヒート
ショックにより破損したり、クラックが生ずるのを未然
に回避させることが可能となる。又、セラミックヒータ
の通電回路には、複数のヒータをサイリスタの負荷側に
接続した各相の接続線を貫通させてヒータの断線を検出
する変流器が１個具備させてあるので、セラミックヒー
タが万一ヒートショック等によりクラックが生じてヒー
タが断線したとき、各相の接続線に流れるアンバランス
な電流を前記変流器により検出し、これにより、電源に
付設した漏電ブレーカを遮断して前記断線事故に伴う電
気的な弊害を良好に解消することができる。
【０００７】
【実施例】以下、本考案の実施例を図１ないし図７によ
って説明する。図１、図２において、１は本考案の電気
瞬間湯沸装置の筐体、２は前記筐体１内に収容設置した
瞬間湯沸装置の本体を示し、瞬間湯沸装置の本体２は大
別すると、熱交換器３と、出湯する湯温の制御装置４
と、サイリスタ装置５と、熱交換器３に取付けたセラミ
ックヒータＨ1 〜Ｈ6 と、該ヒータＨ1 〜Ｈ6 の断線を
検出する断線検出装置７とによって構成されている。次
に、前記各装置の構造について説明する。
って説明する。図１、図２において、１は本考案の電気
瞬間湯沸装置の筐体、２は前記筐体１内に収容設置した
瞬間湯沸装置の本体を示し、瞬間湯沸装置の本体２は大
別すると、熱交換器３と、出湯する湯温の制御装置４
と、サイリスタ装置５と、熱交換器３に取付けたセラミ
ックヒータＨ1 〜Ｈ6 と、該ヒータＨ1 〜Ｈ6 の断線を
検出する断線検出装置７とによって構成されている。次
に、前記各装置の構造について説明する。
【０００８】最初に、熱交換器３は、図示しない給水源
と接続した給水管１０と、先端に図示しない蛇口等を備
えて給水管１０側にフロースイッチ１２を介して配管接
続した出湯管１１と、前記給水管１０と出湯管１１との
間に挿入接続した通水管１３と、この通水管１３に挿通
したセラミックヒータＨ1 〜Ｈ6 とによって構成されて
いる。そして、前記通水管１３は、図１に示すように、
筐体１内の上部に複数本（本例では３本）が、それぞれ
温水の流出側と入水側とを互いに近接（図１に温水の流
通方向を示す矢印の位置）させた状態で、一定の角度傾
斜させて横設されており、各通水管１３は縦方向に配管
した連結管１４を介して相互に連通可能に連接されてい
る。そして、図１において、最下段の通水管１３は給水
管１０に、最上段の通水管１３は出湯管１１とそれぞれ
連結する。又、前記各通水管１３にはその軸方向の両端
部から、１本の通水管１３に２本のセラミックヒータ1
〜Ｈ6 が、互いに、先端同志が接触しない空間を保って
挿設されている。そして、前記セラミックヒータ（以
下、単にヒータという）Ｈ1 〜Ｈ6 は、図４で示す有底
筒状のセラミック基体Ｈ1aの外周に、図５で示すように
抵抗体ｈを表面にプリントしたセラミック系のシートＨ
1bを巻回し、両者を同時に高温で一体焼結して形成され
ており、通水管１３への取付けに際しては、図４でその
代表例を示すように、ヒータＨ1 の端部の基端側外周に
通水管１３とほぼ同径の金属鍔部Ｈ1cを溶着（各ヒータ
Ｈ1 〜Ｈ6 には金属鍔部Ｈ1cの取付位置に金属膜が事前
に蒸着されている）し、この金属鍔部Ｈ1cの一方を通水
管１３の開口端縁に溶着したフランジ１３ａにＯリング
１５を介して水密に当接し、他方は前記フランジ１３ａ
から鍔部Ｈ1cにまたがって固定板１６を押し当て、この
固定板１６とフランジ１３ａとを締付ねじ１７にて一体
的に固定することにより、ヒータＨ1 は図４で示すよう
に、金属鍔部Ｈ1cが狭持された状態で、底部（閉鎖部）
を通水管１３内に位置させて該通水管１３に強固に取付
けることができる。
と接続した給水管１０と、先端に図示しない蛇口等を備
えて給水管１０側にフロースイッチ１２を介して配管接
続した出湯管１１と、前記給水管１０と出湯管１１との
間に挿入接続した通水管１３と、この通水管１３に挿通
したセラミックヒータＨ1 〜Ｈ6 とによって構成されて
いる。そして、前記通水管１３は、図１に示すように、
筐体１内の上部に複数本（本例では３本）が、それぞれ
温水の流出側と入水側とを互いに近接（図１に温水の流
通方向を示す矢印の位置）させた状態で、一定の角度傾
斜させて横設されており、各通水管１３は縦方向に配管
した連結管１４を介して相互に連通可能に連接されてい
る。そして、図１において、最下段の通水管１３は給水
管１０に、最上段の通水管１３は出湯管１１とそれぞれ
連結する。又、前記各通水管１３にはその軸方向の両端
部から、１本の通水管１３に２本のセラミックヒータ1
〜Ｈ6 が、互いに、先端同志が接触しない空間を保って
挿設されている。そして、前記セラミックヒータ（以
下、単にヒータという）Ｈ1 〜Ｈ6 は、図４で示す有底
筒状のセラミック基体Ｈ1aの外周に、図５で示すように
抵抗体ｈを表面にプリントしたセラミック系のシートＨ
1bを巻回し、両者を同時に高温で一体焼結して形成され
ており、通水管１３への取付けに際しては、図４でその
代表例を示すように、ヒータＨ1 の端部の基端側外周に
通水管１３とほぼ同径の金属鍔部Ｈ1cを溶着（各ヒータ
Ｈ1 〜Ｈ6 には金属鍔部Ｈ1cの取付位置に金属膜が事前
に蒸着されている）し、この金属鍔部Ｈ1cの一方を通水
管１３の開口端縁に溶着したフランジ１３ａにＯリング
１５を介して水密に当接し、他方は前記フランジ１３ａ
から鍔部Ｈ1cにまたがって固定板１６を押し当て、この
固定板１６とフランジ１３ａとを締付ねじ１７にて一体
的に固定することにより、ヒータＨ1 は図４で示すよう
に、金属鍔部Ｈ1cが狭持された状態で、底部（閉鎖部）
を通水管１３内に位置させて該通水管１３に強固に取付
けることができる。
【０００９】次に出湯管１１から出湯する温水の湯温を
制御する制御装置４は、図３で示すように、出湯管１１
内に挿入した温水の出湯温度を検出する温度センサ１８
と、出湯温度を設定するための可変抵抗等からなる、例
えば、ダイヤル式の基準温度設定装置１９と、前記温度
センサ１８からの検出信号と基準温度設定装置１９か出
力される基準値信号とを比較し、両信号の差を増幅して
出力する比較手段２０と、前記比較手段２０からの出力
信号を、Ｐ動作（偏差に比例した信号を出す比例動作）
とＩ動作（残留偏差を除くための信号を出す積分動作）
及びＤ動作（応答を速みやかにするための微分動作）に
て処理する周知のＰＩＤ制御手段２１と備えて構成され
ており、前記ＰＩＤ制御手段２１からは、次に説明する
サイリスタ装置５を駆動制御するゲート信号が出力され
る。
制御する制御装置４は、図３で示すように、出湯管１１
内に挿入した温水の出湯温度を検出する温度センサ１８
と、出湯温度を設定するための可変抵抗等からなる、例
えば、ダイヤル式の基準温度設定装置１９と、前記温度
センサ１８からの検出信号と基準温度設定装置１９か出
力される基準値信号とを比較し、両信号の差を増幅して
出力する比較手段２０と、前記比較手段２０からの出力
信号を、Ｐ動作（偏差に比例した信号を出す比例動作）
とＩ動作（残留偏差を除くための信号を出す積分動作）
及びＤ動作（応答を速みやかにするための微分動作）に
て処理する周知のＰＩＤ制御手段２１と備えて構成され
ており、前記ＰＩＤ制御手段２１からは、次に説明する
サイリスタ装置５を駆動制御するゲート信号が出力され
る。
【００１０】つづいて、前記したサイリスタ装置５は、
例えば、図１及び図６で示すように、熱伝導性に優れた
銅板２２に３相分のサイリスタＳ1 、Ｓ2 、Ｓ3 を取付
けて構成され、このサイリスタ装置５はサイリスタＳ1
〜Ｓ3 が通電により過熱するのを防ぐために、図６で示
すように、銅板２２部分に給水管１０を溶着し、給水管
１０内を流れる冷水によって銅板２２を冷却してサイリ
スタＳ1 〜Ｓ3 を過熱から保護するように設けられてい
る。
例えば、図１及び図６で示すように、熱伝導性に優れた
銅板２２に３相分のサイリスタＳ1 、Ｓ2 、Ｓ3 を取付
けて構成され、このサイリスタ装置５はサイリスタＳ1
〜Ｓ3 が通電により過熱するのを防ぐために、図６で示
すように、銅板２２部分に給水管１０を溶着し、給水管
１０内を流れる冷水によって銅板２２を冷却してサイリ
スタＳ1 〜Ｓ3 を過熱から保護するように設けられてい
る。
【００１１】そして、前記各サイリスタＳ1 〜Ｓ3 のゲ
ートはＰＩＤ制御手段２１の出力端と個々に接続され、
前記ＰＩＤ制御手段２１にて制御されたゲート信号にて
サイリスタＳ1 〜Ｓ3 の位相角を任意に制御するもので
ある。前記各サイリスタＳ1〜Ｓ3 は図７で示すよう
に、三相電源のＲ、Ｓ、Ｔの各相に漏電ブレーカ２３を
介して直列に接続されており、又、サイリスタＳ1 〜Ｓ
3 の負荷側は、変流器ＣＴを貫通させてヒータＨ1 〜Ｈ
6 を接続するため接続線Ｌ1 、Ｌ2 、Ｌ3 が接続されて
いる。そして、前記接続線Ｌ1 〜Ｌ3 において、三相の
配電線のうち、Ｒ相とＳ相に挿入接続したサイリスタＳ
1 、Ｓ2 と接続する接続線Ｌ1 、Ｌ2 には、ヒータＨ1
とヒータＨ2 とが逆並列に接続されており、同様にＳ相
とＴ相に挿入接続したサイリスタＳ2 、Ｓ3 と接続する
接続線Ｌ2 、Ｌ3 には、ヒータＨ3、Ｈ4 が互いに逆並
列に接続され、更に、Ｒ相とＴ相に挿入接続したサイリ
スタＳ1 、Ｓ3 と接続する接続線Ｌ1 、Ｌ3 には、ヒー
タＨ5 とＨ6 とが互いに逆並列に接続されている。即
ち、ヒータＨ1 〜Ｈ2 、Ｈ3 〜Ｈ4 、Ｈ5 〜Ｈ6 はサイ
リスタＳ1 〜Ｓ3 の負荷側の各相間に２本を１組とし
て、それぞれ逆並列に接続されている。従って、変流器
ＣＴには接続線Ｌ1 〜Ｌ3 を挿通してサイリスタＳ1 〜
Ｓ3 の負荷側に接続することにより、一個の変流器ＣＴ
によって本例では６本のヒータＨ1 〜Ｈ6 に通電された
電流を検出することが可能となる。そして、前記変流器
ＣＴと該変流器ＣＴに流れる電流によって作動する断線
検出リレー２４とによって断線検出装置７を構成するも
のである。
ートはＰＩＤ制御手段２１の出力端と個々に接続され、
前記ＰＩＤ制御手段２１にて制御されたゲート信号にて
サイリスタＳ1 〜Ｓ3 の位相角を任意に制御するもので
ある。前記各サイリスタＳ1〜Ｓ3 は図７で示すよう
に、三相電源のＲ、Ｓ、Ｔの各相に漏電ブレーカ２３を
介して直列に接続されており、又、サイリスタＳ1 〜Ｓ
3 の負荷側は、変流器ＣＴを貫通させてヒータＨ1 〜Ｈ
6 を接続するため接続線Ｌ1 、Ｌ2 、Ｌ3 が接続されて
いる。そして、前記接続線Ｌ1 〜Ｌ3 において、三相の
配電線のうち、Ｒ相とＳ相に挿入接続したサイリスタＳ
1 、Ｓ2 と接続する接続線Ｌ1 、Ｌ2 には、ヒータＨ1
とヒータＨ2 とが逆並列に接続されており、同様にＳ相
とＴ相に挿入接続したサイリスタＳ2 、Ｓ3 と接続する
接続線Ｌ2 、Ｌ3 には、ヒータＨ3、Ｈ4 が互いに逆並
列に接続され、更に、Ｒ相とＴ相に挿入接続したサイリ
スタＳ1 、Ｓ3 と接続する接続線Ｌ1 、Ｌ3 には、ヒー
タＨ5 とＨ6 とが互いに逆並列に接続されている。即
ち、ヒータＨ1 〜Ｈ2 、Ｈ3 〜Ｈ4 、Ｈ5 〜Ｈ6 はサイ
リスタＳ1 〜Ｓ3 の負荷側の各相間に２本を１組とし
て、それぞれ逆並列に接続されている。従って、変流器
ＣＴには接続線Ｌ1 〜Ｌ3 を挿通してサイリスタＳ1 〜
Ｓ3 の負荷側に接続することにより、一個の変流器ＣＴ
によって本例では６本のヒータＨ1 〜Ｈ6 に通電された
電流を検出することが可能となる。そして、前記変流器
ＣＴと該変流器ＣＴに流れる電流によって作動する断線
検出リレー２４とによって断線検出装置７を構成するも
のである。
【００１２】なお、第３図において、断線検出リレー２
４は漏電ブレーカ２３と接続されており、又、フロース
イッチ１２はＰＩＤ制御手段２１と接続されている。更
に、熱交換器３に装着した過昇防止器２５は漏電ブレー
カ２３と接続されている。図２に示す２６は漏電ブレー
カ２３の手動スイッチである。
４は漏電ブレーカ２３と接続されており、又、フロース
イッチ１２はＰＩＤ制御手段２１と接続されている。更
に、熱交換器３に装着した過昇防止器２５は漏電ブレー
カ２３と接続されている。図２に示す２６は漏電ブレー
カ２３の手動スイッチである。
【００１３】次に、本考案の電気瞬間湯沸装置の動作に
ついて説明する。使用に際しては、最初に基準温度設定
装置１９を操作して所望の温水温度を設定する。このあ
と、出湯管１１の先端に取付けた図示しない蛇口を開放
する。蛇口の開放に伴い給水管１０には水道水等の冷水
が流れフロースイッチ１２を投入する。フロースイッチ
１２が投入されると、その投入信号は湯温制御装置４の
ＰＩＤ制御手段２１に入力されてこれを作動させる。こ
の結果、基準温度設定装置１９と温度センサ１８から入
力される信号を比較手段２０にて比較し、両信号の差を
前記ＰＩＤ制御手段２１に出力すると、ＰＩＤ制御手段
２１は前記出力信号が入力されるに伴い、その入力信号
にもとづいてＰＩＤ制御を行いその出力端からサイリス
タ装置５の各サイリスタＳ1 〜Ｓ3 の位相角を制御する
ゲート信号が出力され、各サイリスタＳ1 〜Ｓ3 を最適
状態に位相制御する。
ついて説明する。使用に際しては、最初に基準温度設定
装置１９を操作して所望の温水温度を設定する。このあ
と、出湯管１１の先端に取付けた図示しない蛇口を開放
する。蛇口の開放に伴い給水管１０には水道水等の冷水
が流れフロースイッチ１２を投入する。フロースイッチ
１２が投入されると、その投入信号は湯温制御装置４の
ＰＩＤ制御手段２１に入力されてこれを作動させる。こ
の結果、基準温度設定装置１９と温度センサ１８から入
力される信号を比較手段２０にて比較し、両信号の差を
前記ＰＩＤ制御手段２１に出力すると、ＰＩＤ制御手段
２１は前記出力信号が入力されるに伴い、その入力信号
にもとづいてＰＩＤ制御を行いその出力端からサイリス
タ装置５の各サイリスタＳ1 〜Ｓ3 の位相角を制御する
ゲート信号が出力され、各サイリスタＳ1 〜Ｓ3 を最適
状態に位相制御する。
【００１４】このため、ヒータＨ1 〜Ｈ6 には、基準値
設定温度に適した通電量に制御された電流によって通電
が行われ、通水管１３内を流れる水を基準値設定温度で
設定した温度に加熱する。前記ヒータＨ1 〜Ｈ6 にて加
熱された温水は、熱交換器３を構成する複数の通水管１
３内を蛇行しながら出湯管１１に到り、図示しない蛇口
から吐出される。前記吐出される温水は常時温度センサ
１８により検出されて比較手段２０に出力される。比較
手段２０は前記したように、温度センサ１８からの信号
と、基準温度設定装置１９からの信号とを比較し、その
差に相当する信号をＰＩＤ制御手段２１にて制御し、そ
の出力端からサイリスタＳ1 〜Ｓ3 を最適状態に制御す
る信号をサイリスタＳ1 〜Ｓ3 のゲートに出力してこれ
を位相制御させ、ヒータＨ1 〜Ｈ6 の通電制御を行う。
従って、ヒータＨ1 〜Ｈ6 は、温度センサ１８により検
出された湯温が、基準温度設定装置１９にて設定した温
度より相当低い場合、サイリスタＳ1 〜Ｓ3 の位相制御
によってフル通電に近い状態で通電が制御され、逆に、
出湯する湯温が設定温度付近、あるいは、設定温度に達
すれば、設定温度に適した通電量が維持できるので、常
に、出湯管１１から設定温度に設定された温水をその流
量、電源電圧等が変化しても出湯させることができる。
しかも、サイリスタへの通電中に発生した熱は冷水に伝
えられてその加熱に利用することができる。
設定温度に適した通電量に制御された電流によって通電
が行われ、通水管１３内を流れる水を基準値設定温度で
設定した温度に加熱する。前記ヒータＨ1 〜Ｈ6 にて加
熱された温水は、熱交換器３を構成する複数の通水管１
３内を蛇行しながら出湯管１１に到り、図示しない蛇口
から吐出される。前記吐出される温水は常時温度センサ
１８により検出されて比較手段２０に出力される。比較
手段２０は前記したように、温度センサ１８からの信号
と、基準温度設定装置１９からの信号とを比較し、その
差に相当する信号をＰＩＤ制御手段２１にて制御し、そ
の出力端からサイリスタＳ1 〜Ｓ3 を最適状態に制御す
る信号をサイリスタＳ1 〜Ｓ3 のゲートに出力してこれ
を位相制御させ、ヒータＨ1 〜Ｈ6 の通電制御を行う。
従って、ヒータＨ1 〜Ｈ6 は、温度センサ１８により検
出された湯温が、基準温度設定装置１９にて設定した温
度より相当低い場合、サイリスタＳ1 〜Ｓ3 の位相制御
によってフル通電に近い状態で通電が制御され、逆に、
出湯する湯温が設定温度付近、あるいは、設定温度に達
すれば、設定温度に適した通電量が維持できるので、常
に、出湯管１１から設定温度に設定された温水をその流
量、電源電圧等が変化しても出湯させることができる。
しかも、サイリスタへの通電中に発生した熱は冷水に伝
えられてその加熱に利用することができる。
【００１５】次に、前記ヒータＨ1 〜Ｈ6 への通電中、
サイリスタＳ1 〜Ｓ3 には、前記ヒータＨ1 〜Ｈ6 に通
電される電力量が多くなるため、相当な電流が流れるこ
ととなり、この結果、サイリスタＳ1 〜Ｓ3 の通電ロス
が該サイリスタを過熱させるおそれがある。しかし、本
考案は、前記サイリスタＳ1 〜Ｓ3 を取付けた金属板
が、熱伝導性に優れた銅板２２を使用しており、しか
も、銅板２２自体が給水管１０に取付けられているの
で、ヒータＨ1 〜Ｈ6 への通電中、前記銅板２２は給水
管１０を流れる冷水によって冷却することができるた
め、サイリスタＳ1 〜Ｓ3 はヒータＨ1 〜Ｈ6 への通電
量が増大しても、過熱することなく、円滑・良好に冷却
することができる。このため、サイリスタＳ1 〜Ｓ3 は
長期間にわたり、安定した状態での使用が可能となり、
ヒータＨ1 〜Ｈ6 への通電制御を設定温度に応じて迅速
・確実に行うことができる。
サイリスタＳ1 〜Ｓ3 には、前記ヒータＨ1 〜Ｈ6 に通
電される電力量が多くなるため、相当な電流が流れるこ
ととなり、この結果、サイリスタＳ1 〜Ｓ3 の通電ロス
が該サイリスタを過熱させるおそれがある。しかし、本
考案は、前記サイリスタＳ1 〜Ｓ3 を取付けた金属板
が、熱伝導性に優れた銅板２２を使用しており、しか
も、銅板２２自体が給水管１０に取付けられているの
で、ヒータＨ1 〜Ｈ6 への通電中、前記銅板２２は給水
管１０を流れる冷水によって冷却することができるた
め、サイリスタＳ1 〜Ｓ3 はヒータＨ1 〜Ｈ6 への通電
量が増大しても、過熱することなく、円滑・良好に冷却
することができる。このため、サイリスタＳ1 〜Ｓ3 は
長期間にわたり、安定した状態での使用が可能となり、
ヒータＨ1 〜Ｈ6 への通電制御を設定温度に応じて迅速
・確実に行うことができる。
【００１６】つづいて、ヒータＨ1 〜Ｈ6 への通電中、
該ヒータＨ1 〜Ｈ6 の一部が断線した場合について説明
する。このヒータＨ1 〜Ｈ6 の断線の原因は、その大部
分がヒータＨ1 〜Ｈ6 の空焚き現象によって発生するこ
とが多い。前記空焚きは、通水管１３への通水中、水の
中にエアポケットが生じたり、気泡が発生した場合に生
じることが多い。このため、本考案は通水中に気泡が生
じた場合、この気泡をできるだけ早く出湯管１１に移動
させるべく、通水管１３はそれぞれ温水の流出方向側
を、その反対側に比べて高く、即ち、傾斜させて配設す
ることにより、気泡を逃しやすく構成してあるため、気
泡の滞溜によってヒータＨ1 〜Ｈ6 がヒートショックを
起して破損することはほとんど生じない。しかし、ヒー
タＨ1 〜Ｈ6 がヒートショックにより破損した場合、そ
の個所から温水が外部に漏水するので、ヒータＨ1 〜Ｈ
6 が破損したときは、直ちに通電を停止させるととも
に、通水を止める必要がある。ヒータＨ1 〜Ｈ6 の破損
は通常断線を伴うことが多いため、前記断線を検出する
ことによってヒータＨ1 〜Ｈ6 の破損を知ることができ
る。
該ヒータＨ1 〜Ｈ6 の一部が断線した場合について説明
する。このヒータＨ1 〜Ｈ6 の断線の原因は、その大部
分がヒータＨ1 〜Ｈ6 の空焚き現象によって発生するこ
とが多い。前記空焚きは、通水管１３への通水中、水の
中にエアポケットが生じたり、気泡が発生した場合に生
じることが多い。このため、本考案は通水中に気泡が生
じた場合、この気泡をできるだけ早く出湯管１１に移動
させるべく、通水管１３はそれぞれ温水の流出方向側
を、その反対側に比べて高く、即ち、傾斜させて配設す
ることにより、気泡を逃しやすく構成してあるため、気
泡の滞溜によってヒータＨ1 〜Ｈ6 がヒートショックを
起して破損することはほとんど生じない。しかし、ヒー
タＨ1 〜Ｈ6 がヒートショックにより破損した場合、そ
の個所から温水が外部に漏水するので、ヒータＨ1 〜Ｈ
6 が破損したときは、直ちに通電を停止させるととも
に、通水を止める必要がある。ヒータＨ1 〜Ｈ6 の破損
は通常断線を伴うことが多いため、前記断線を検出する
ことによってヒータＨ1 〜Ｈ6 の破損を知ることができ
る。
【００１７】本考案は、図７で示すように、ヒータＨ1
〜Ｈ6 が２本１組となして、各相サイリスタＳ1 〜Ｓ3
の負荷側に、互いに逆並列に接続してあるので、今、ヒ
ータ1 〜Ｈ6 の容量がすべて同じであれば、ヒータＨ1
に流れる電流ｉ1 とヒータＨ2 に流れる電流ｉ2 は、変
流器ＣＴの１次側においては、互いに打ち消し合って０
となるため、その２次側に電流は流れない。即ち、ヒー
タＨ1 、Ｈ2 に流れる電流は、ヒータＨ1 、Ｈ2 が断線
しない限り、変流器ＣＴに検出されることはない。この
点はヒータＨ3 とＨ4 、ヒータＨ5 とＨ6 においても同
様である。従って、ヒータＨ1 〜Ｈ6 の一部が断線した
場合、例えば、ヒータＨ1 、Ｈ2 において、ヒータＨ2
が断線すると、ヒータＨ1 とヒータＨ2 に流れる電流値
がアンバランスとなる結果、変流器ＣＴの２次側にはヒ
ータＨ1 に流れる電流が検出されることとなる。前記変
流器ＣＴがヒータＨ1 に流れる電流を検出すると、その
電流により断線検出リレー２４が作動し、漏電ブレーカ
２３を開放してヒータＨ1〜Ｈ6 への通電を停止させ
る。この際、漏電ブレーカ２３が動作した時点で警報を
発するようにすれば、温水の利用者は警報により湯沸装
置に何らかの異常があったことを知ることができるた
め、この警報により、直ちに蛇口を止めて無駄な吐水を
防ぐことができる。
〜Ｈ6 が２本１組となして、各相サイリスタＳ1 〜Ｓ3
の負荷側に、互いに逆並列に接続してあるので、今、ヒ
ータ1 〜Ｈ6 の容量がすべて同じであれば、ヒータＨ1
に流れる電流ｉ1 とヒータＨ2 に流れる電流ｉ2 は、変
流器ＣＴの１次側においては、互いに打ち消し合って０
となるため、その２次側に電流は流れない。即ち、ヒー
タＨ1 、Ｈ2 に流れる電流は、ヒータＨ1 、Ｈ2 が断線
しない限り、変流器ＣＴに検出されることはない。この
点はヒータＨ3 とＨ4 、ヒータＨ5 とＨ6 においても同
様である。従って、ヒータＨ1 〜Ｈ6 の一部が断線した
場合、例えば、ヒータＨ1 、Ｈ2 において、ヒータＨ2
が断線すると、ヒータＨ1 とヒータＨ2 に流れる電流値
がアンバランスとなる結果、変流器ＣＴの２次側にはヒ
ータＨ1 に流れる電流が検出されることとなる。前記変
流器ＣＴがヒータＨ1 に流れる電流を検出すると、その
電流により断線検出リレー２４が作動し、漏電ブレーカ
２３を開放してヒータＨ1〜Ｈ6 への通電を停止させ
る。この際、漏電ブレーカ２３が動作した時点で警報を
発するようにすれば、温水の利用者は警報により湯沸装
置に何らかの異常があったことを知ることができるた
め、この警報により、直ちに蛇口を止めて無駄な吐水を
防ぐことができる。
【００１８】
【考案の効果】本考案は以上説明したように構成されて
いるので、次に示すような効果を有する。（１）、本考案はセラミックヒータを内蔵した複数の通
水管を、温水の吐水方向側が高くなるように傾斜させて
多段状に配設して熱交換器が構成されているので、通水
中に熱交換器内で気泡が万一発生したとしても、通水管
自体が気泡を早く出湯管側に逃がすことができるよう傾
斜させてあるため、気泡の存在によってセラミックヒー
タが破損するのを良好に回避することができる。 （２）、又、本考案は複数のセラミックヒータを２本１
組となしてこれを互い逆並列に接続して各相サイリスタ
の負荷側に接続するとともに、各セラミックヒータと各
相のサイリスタとを接続する接続線を１個の変流器に貫
通させ、複数のセラミックヒータの一部が断線した場
合、前記変流器に流れる電流を検出することによってセ
ラミックヒータの断線を迅速・確実に検出することが可
能となる。従って、セラミックヒータの断線検出を単一
の変流器を用いた簡素な結線構造で迅速・確実に検出す
ることができる。
いるので、次に示すような効果を有する。（１）、本考案はセラミックヒータを内蔵した複数の通
水管を、温水の吐水方向側が高くなるように傾斜させて
多段状に配設して熱交換器が構成されているので、通水
中に熱交換器内で気泡が万一発生したとしても、通水管
自体が気泡を早く出湯管側に逃がすことができるよう傾
斜させてあるため、気泡の存在によってセラミックヒー
タが破損するのを良好に回避することができる。 （２）、又、本考案は複数のセラミックヒータを２本１
組となしてこれを互い逆並列に接続して各相サイリスタ
の負荷側に接続するとともに、各セラミックヒータと各
相のサイリスタとを接続する接続線を１個の変流器に貫
通させ、複数のセラミックヒータの一部が断線した場
合、前記変流器に流れる電流を検出することによってセ
ラミックヒータの断線を迅速・確実に検出することが可
能となる。従って、セラミックヒータの断線検出を単一
の変流器を用いた簡素な結線構造で迅速・確実に検出す
ることができる。
【図１】本考案の電気瞬間湯沸装置の内部構造を示す概
略構成図である。
略構成図である。
【図２】本考案電気瞬間湯沸装置の斜視図である。
【図３】本考案装置の概略を示すブロック図である。
【図４】セラミックヒータの取付状態を示す縦断面図で
ある。
ある。
【図５】第４図のＡ−Ａ線における断面図である。
【図６】サイリスタの取付状態を示す縦断面図である。
【図７】セラミックヒータの取付状態を示す電気結線図
である。
である。
３ 熱交換器 ４ 湯温制御装置 ５ サイリスタ装置 １０ 給水管 １３ 通水管 １８ 温度センサ １９ 基準温度設定装置 ２１ ＰＩＤ制御手段 ２２ 銅板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 青山 浩二 愛知県春日井市愛知町１番地 愛知電機 株式会社内 審査官 小菅 一弘 (56)参考文献 特開 昭63−75439（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−22059（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F24H 1/10
Claims (1)
- 【請求項１】 ２本１組のセラミックヒータを収容して
水道の給水管を介して連続的に接続される複数の通水管
を、温水の吐水方向側が高くなるように傾斜させて多段
状に配設して熱交換器を構成し、前記通水管に収容した
一対のセラミックヒータは、これを互いに逆並列に接続
して各相サイリスタの負荷側に接続し、更に、前記セラ
ミックヒータと各相のサイリスタとを接続する各相接続
線を１個の変流器に貫通させ、前記セラミックヒータの
断線時各相の接続線に流れるアンバランスな電流を前記
変流器にて検出するように構成したことを特徴とする電
気瞬間湯沸装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991068409U JP2574051Y2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 電気瞬間湯沸装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991068409U JP2574051Y2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 電気瞬間湯沸装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0517440U JPH0517440U (ja) | 1993-03-05 |
| JP2574051Y2 true JP2574051Y2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=13372852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991068409U Expired - Lifetime JP2574051Y2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 電気瞬間湯沸装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2574051Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6043608B2 (ja) * | 2012-02-22 | 2016-12-14 | トクデン株式会社 | 流体加熱装置 |
| CN107255362B (zh) * | 2012-02-09 | 2019-12-17 | 特电株式会社 | 流体加热装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5598915A (en) * | 1979-01-16 | 1980-07-28 | Japan Exlan Co Ltd | Production of fiber swelling with water |
| JPS626661U (ja) * | 1985-06-26 | 1987-01-16 | ||
| JPS6375439A (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-05 | Toho Kasei Kk | 流体加熱器 |
| JPH01315812A (ja) * | 1988-06-15 | 1989-12-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 給湯器の温度補正装置 |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP1991068409U patent/JP2574051Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0517440U (ja) | 1993-03-05 |
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