JP3280359B2 - 液体加熱器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水等の液体を加熱
する液体加熱器に関し、特に、電気加熱式給湯器に用い
るのに適した液体加熱器の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気加熱式給湯器の如き液体加熱器は、
加熱すべき液体（水）が流れる液体流路を有する加熱器
ケースとこの加熱器ケースの液体流路内に配置された電
気ヒータとから成り、電気ヒータは、液体の温度（例え
ば水道水の温度）と液体の設定温度（給湯すべき湯の温
度）との温度差に基づいてフリッカー制御されて所定の
温度の液体（湯）を供給する。

【０００３】この種の液体加熱器は、加熱すべき液体に
電気ヒータを直接接触して液体を加熱しているので、液
体と電気ヒータとの接触率が低いと、液体の加熱効率が
低くなる上に、電気ヒータは、熱の放散が悪くなって断
線する事故が生ずる。

【０００４】液体が例えばポンプの如き手段や水道系統
によって圧力をかけて液体加熱器に送給されたり、液体
が多段の加熱器部分を通過して加熱されると、加温器ケ
ース内で液体内に多量の気泡を発生し易く、この気泡
は、液体と電気ヒータとの接触効率を低下し、電気ヒー
タの断線を生じやすい。

【０００５】液体加熱器の電気ヒータが断線すると、そ
の都度、液体加熱器の運転を停止し、電気ヒータを交換
しなければならない。これは、液体加熱器の維持管理が
面倒となり、また液体加熱器の使用者の便宜を損なう欠
点があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、液体加熱器の電気ヒータの断線を有効に防
止することができる液体加熱器を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の課題解決手段
は、加熱すべき液体が流れる液体流路を有する加熱器ケ
ースとこの加熱器ケースの液体流路内に配置された電気
ヒータとから成る液体加熱器において、加熱器ケースの
液体流路は、ほぼ水平方向に延びており、電気ヒータ
は、液体流路の下方に偏倚して配置されていることを特
徴とする液体加熱器を提供することにある。

【０００８】本発明の液体加熱器において、加熱器ケー
スは、それぞれほぼ水平方向に延びる液体流路部分を有
する複数のケースユニットの組合せとすることができ、
この場合には、複数のケースユニットの液体流路部分
は、接続部材によって相互に接続されるが、この場合、
上下のケースユニットの液体流路部分を相互に接続する
接続部材は、内部に電気ヒータを有しないものとするの
が好ましい。

【０００９】このように、加熱器ケースの液体流路がほ
ぼ水平方向に延びており、電気ヒータが液体流路の下方
に偏倚して配置されていると、液体内に気泡が発生して
も、この気泡は、軽いため、液体流路の上方に浮き上が
りながら液体流路内を移行するので、気泡が電気ヒータ
に触れることがなく、電気ヒータの断線を有効に防止す
ることができる。

【００１０】また、加熱器ケースがそれぞれほぼ水平方
向に延びる液体流路部分を有する複数のケースユニット
の組合せから成っており、これらの複数のケースユニッ
トの液体流路部分が接続部材によって相互に接続される
が、この場合、上下のケースユニットの液体流路部分を
相互に接続する接続部材は、内部に電気ヒータを有しな
いものであると、上下のケースユニット内を垂直方向に
往来する液体の気泡が電気ヒータに触れることがなく、
液体加熱器全体にわたって電気ヒータの断線を防止する
ことができる。

【００１１】従って、電気ヒータの断線による液体加熱
器の運転を停止したり、電気ヒータを交換する作業を行
う必要がなくなり、液体加熱器の維持管理が容易となる
上に液体加熱器の使用者の便宜を損なうことがない。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して詳細に述べると、図１乃至図３は、本発明の１つの
実施の形態による液体加熱器１０を示し、この液体加熱
器１０は、例えば、特許第２，７２９，９８１号の電気
給湯器の制御方法に用いられる電気給湯器の給湯器本体
として用いることができる。

【００１３】本発明の液体加熱器１０は、加熱すべき液
体Ｌ（図１２参照）が流れる液体流路１２を有する加熱
器ケース１４と、この加熱器ケース１４の液体流路１２
内に配置された電気ヒータ１６とから成り、加熱器ケー
ス１４の液体流路１２は、図２に示すように、ほぼ水平
方向に延びており、また電気ヒータ１６は、これも図２
に示すように、液体流路１２の下方に偏倚して配置され
ている。

【００１４】図示の形態では、加熱器ケース１４は、耐
熱性プラスチックから形成された複数のケースユニッ
ト、図示の例では、４段のケースユニット１４Ｕ１乃至
１４Ｕ４（以下すべての段のケースユニットを総称する
場合には包括的な符号１４Ｕで表す）から成り、各ケー
スユニット１４Ｕは、左右の２つのケース部分１８Ｍと
１８Ｈを一体化して形成され、各ケース部分１８Ｍと１
８Ｈ内にほぼ水平方向に延びる液体流路部分１２Ｍ、１
２Ｈが設けられている。

【００１５】更に詳細に述べると、１つのケースユニッ
ト１４Ｕ１が図４乃至図７に示されており、このケース
ユニット１４Ｕ１は、断面矩形状の左右２つのケース部
分１８Ｍ及び１８Ｈ（両方のケース部分を総称する場合
には包括的な符号１８で表す）から成っており、これら
のケース部分１８は、長手方向に延びる連結片２０によ
って機械的に相互に連結され、またケース部分１８Ｍ、
１８Ｈの各内部の液体流路部分１２Ｍ、１２Ｈは、先端
側の水平連結管２２によって相互に連通されている。

【００１６】各ケース部分１８は、連結管２２を有する
側の端部に後に述べる電気ヒータ１６のユニットが挿入
される開口２４を有し、また連結管２２を有する側とは
反対側の端部が閉じられており、連結管２２を有する側
の端部の側部には外部連結口２６を有する。図示の形態
では、液体は、ケース部分１８Ｍからケース部分１８Ｈ
に流れるように設定され、従って液体は、ケース部分１
８Ｍの外部連結口２６から流入し、ケース部分１８Ｈの
外部連結口２６から流出する。

【００１７】図２及び図３並びに図６及び図７に示すよ
うに、左右のケース部分１８Ｍ、１８Ｈの中間には連結
片２０を垂直方向に貫通するように延びる２つのねじ貫
通管２８が延びており、各段のケースユニット１４Ｕ
は、それぞれのねじ貫通管２８を貫通する図示しない締
め付けねじを貫通して相互に積重ね状態に固定される。

【００１８】ケースユニット１４Ｕ１は、図４に示すよ
うに、後に述べる電気ヒータ１６の組立ユニットや接続
部材を固定するための補強固定部材３０を有し、この補
強固定部材３０は、図４及び図５に示すように、電気ヒ
ータ１６の後に述べるヒータ組立ユニットをねじ止めす
べきねじ孔３２と（図４参照）と後に述べる接続具をね
じ止めすべきねじ孔３４（図５参照）とを有する。

【００１９】他の段のケースユニット１４Ｕ２乃至１４
Ｕ４も全く同様の構成を有する。これらのケースユニッ
ト１４Ｕは、その積み重ね状態で、相互に整列するねじ
貫通管２８を貫通する締め付けねじによって相互に固定
される。

【００２０】最下段のケースユニット１４Ｕ４の右側の
ケース部分１８Ｍの外部連結口２６には図１及び図３に
示すような被加熱液体導入接続具３６が液密に接続さ
れ、最上段のケースユニット１４Ｕ１の右側のケース部
分１８Ｍの外部連結口２６に同様の形態の加熱液体導出
接続具３８が液密に接続され、またケースユニット１４
Ｕの残りの外部連結口２６には図１に示すような渡り連
結用接続具４０がそれぞれ液密に接続され、隣り合う接
続具４０は、その中に液密に嵌入された管の形態の接続
部材４２によって相互に連通されている。これらの接続
具３６、３８及び４０は、各ケース部分１８Ｍ、１８Ｈ
の補強固定部材３０に図示しないＯリング等のシール部
材を介して液密を保たれ、また接続部材４２も接続具４
０にＯリングなどのシール部材を介して液密を保たれ、
更にねじ孔３４にねじ込まれるねじ４４によって機械的
に固定されている。

【００２１】電気ヒータ１６は、図８乃至図１１に示す
ように、ヒータ組立ユニット１６Ｕから成っており、こ
のヒータ組立ユニット１６Ｕは、ヒータ端子５０Ｍ、５
０Ｈが固定された取付鍔５２とこの取付鍔５２に一体に
設けられたヒータ取付部材５４とこのヒータ取付部材５
４に取り付けられたヒータ本体５６とから成っている。
図２、図３、図８及び図９に示すように、ヒータ取付部
材５４は、ヒータ本体５６を折り返す折り返し係合部５
８を有する隔壁６０を含み、この隔壁６０は、ケースユ
ニット１４Ｕの各ケース部分１８Ｍ、１８Ｈの内壁に係
合する幅寸法とケース部分の長さよりも短い長さ寸法を
有するが、その理由は後述する。折り返し係合部５８
は、図２及び図１１に示すように、隔壁６０の下半部に
設けられている。なお、図１１において、符号５４ａ
は、ケース部分１８の外部連結口２６に整列して設けら
れて液体が流出入する連通孔である。

【００２２】図２及び図１１から明らかなように、ヒー
タ本体５６は、折り返し係合部５８で折り返されながら
上下方向の中心線ＣＬに対してヒータ取付部材５４の下
半部に位置するように取り付けられており、従って各ケ
ース部分１８の液体通路１２内ではヒータ本体５６は、
下方に偏倚して配置される。

【００２３】ヒータ組立ユニット１６Ｕは、図２及び図
３に示すように、ヒータ本体５６がケースユニット１４
Ｕのケース部分１８の下方に偏倚するようにケース部分
１８にそれぞれ組み込まれる。このようにすると、ヒー
タ組立ユニット１６Ｕの隔壁６０は、その幅寸法によっ
てケースユニット１４Ｕのケース部分１８Ｍ、１８Ｈの
内面に係合すると共に、その長さ寸法によってその後端
がケース部分１８Ｍ、１８Ｈの後端よりも手前で終わ
り、従って各ケース部分１８Ｍ、１８Ｈを縦方向に左右
に２分してＵ字状の液体流路部分１２Ｍ、１２Ｈを形成
する。

【００２４】ヒータ組立ユニット１６Ｕの取付鍔５２
は、パッキング等のシール部材６２を介してケースユニ
ット１４Ｕの各ケース部分１８Ｍ、１８Ｈの補強固定材
部材３０の前面に接合され、ねじ孔３２のねじ込まれる
ねじ６４によってこの補強固定部材３０に機械的に固定
される。

【００２５】この液体加熱器１０は、加熱器ケース１４
の液体流路１２が水平または水平に近い状態（両者を総
称してほぼ水平な状態と称する）で使用される。加熱器
ケース１４は、各段のケースユニット１４Ｕ毎に左右２
つのケース部分１８Ｍ、１８Ｈを有し、加熱器ケース１
４は、管の形態の接続部材４２によって下段のケースユ
ニット１４Ｕから上段のケースユニット１４Ｕに向け
て、また各段毎に右側のケース部分１８Ｍから左側のケ
ース部分１８Ｈに順次接続されている。

【００２６】従って、液体加熱器１０は、ヒータ本体５
６をそれぞれ収納した８つのケース部分１８をすべて直
列に接続して構成されていることになる。なお、各ヒー
タ本体５６は、ヒータ端子５０Ｍ、５０Ｈを介して図示
しない電源に接続されるコンセントに接続されている
が、これらのヒータ本体５６は、安全を考慮すると、相
互に並列に接続されているのが好ましいが、相互に直列
に接続してもよい。この電気加熱器１０は、特許第２７
２９９８１号明細書に記載されているように、水道から
導入される水（被加熱液体）の温度と湯（加熱液体）の
設定温度との差から求められた温度上昇値と水の流量と
から予め定められているワンショット時間を求め、この
ワンショット時間に基づいて電気ヒータ１６をフリッカ
ー制御して通電するのが好ましいが、これ以外の方法で
通電制御する場合にも同様に本発明を適用することがで
きる。

【００２７】この液体加熱器１０は、上記のように、液
体流路１２がほぼ水平となるように配置して使用され、
被加熱液体導入接続具３６に水道を接続し、また加熱液
体導出接続具３８を給湯器出口（蛇口）、シャワー等の
如き適宜の湯使用機器に接続される。

【００２８】液体加熱器１０に水道水を供給して液体加
熱器１０を運転すると、水は、加熱器ケース１４の入口
（被加熱液体液体導入接続具３６）から各段のケースユ
ニット１４Ｕのケース部分１８に送給される。従って、
水は、電気ヒータ１６と接触しながら各ケース部分１８
を通過して加熱され、出口（加熱液体導出接続具３８）
から湯として導出される。

【００２９】既に述べたように、すべての液体流路１２
はほぼ水平に配置されているので、水（液体）Ｌの搬送
中に気泡Ｂが生じても、これらの気泡Ｂは、図１２に示
すように、液体流路１２の上方に浮きながら移送される
ので、液体流路１２の下方に偏倚して配置されている電
気ヒータ１６に接触することがなく、従って電気ヒータ
１６が過熱されて断線を生ずることがない。

【００３０】従って、液体加熱器１０の運転を停止した
り、電気ヒータ１６を交換する作業を行う必要がなく、
液体加熱器１０の維持管理が容易となることが解る。ま
た、電気ヒータ１６は、その全面で常に水（液体）に接
触しているので、水（液体）の加熱効率が向上する。

【００３１】なお、上記実施の形態では、多段のケース
ユニットを使用し、各段毎に２つのケース部分を有する
が、１段のケースユニットでもよく、また１段または多
段の各段毎に１つのケース部分を有してもよいし、３つ
以上のケース部分を有していてもよい。

【００３２】更に、左右のケース部分１８Ｍ、１８Ｈ毎
に独立したヒータ本体５６を有するが、これらの左右の
ケース部分内に水平連結管（接続部材）２２を貫通して
１つのヒータ本体５６が配置されていてもよい。但し、
上下のケースユニット１４Ｕ間を接続する接続部材の液
体流路部分を相互に接続する接続部材４２の内部に電気
ヒータを有しないことが望ましい。このようにすると、
上下のケースユニット１４Ｕ内を垂直方向に往来する液
体の気泡が電気ヒータに触れることがなく、この部分で
電気ヒータが断線する事故を生ずることがない。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、上記のように、加熱器
ケースの液体流路は、ほぼ水平方向に延びており、電気
ヒータは、液体流路の下方に偏倚して配置されているの
で、液体内に気泡が発生しても、これらの気泡は、軽い
ため、液体流路の上方に浮き上がりながら液体流路内を
移行し、従って、気泡が電気ヒータに触れることがな
く、電気ヒータの断線を有効に防止することができる。

【００３４】また、加熱器ケースがそれぞれほぼ水平方
向に延びる液体流路部分を有する複数のケースユニット
の組合せから成っており、これらの複数のケースユニッ
トの液体流路部分が接続部材によって相互に接続するこ
とができるが、この場合、上下のケースユニットの液体
流路部分を相互に接続する接続部材は、内部に電気ヒー
タを有しないものであると、上下のケースユニット内を
垂直方向に往来する液体の気泡が電気ヒータに触れるこ
とがなく、液体加熱器全体にわたって電気ヒータの断線
を防止することができる。

【００３５】従って、電気ヒータの断線による液体加熱
器の運転を停止したり、電気ヒータを交換する作業を行
う必要がなくなり、液体加熱器の維持管理が容易となる
上に液体加熱器の使用者の便宜を損なうことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１つの実施の形態による液体加熱器の
正面図である。

【図２】図１の液体加熱器の右側面図である。

【図３】図１の液体加熱器の下面図である。

【図４】図１の液体加熱器に用いられる１つのケースユ
ニットの正面図である。

【図５】図４のケースユニットの右側面図である。

【図６】図４のケースユニットの下面図である。

【図７】図４のケースユニットの図４のＶＩ−ＶＩ線断
面図である。

【図８】図１の液体加熱器に用いられる１つのヒータ組
立ユニットの正面図である。

【図９】図８のヒータ組立ユニットの背面図である。

【図１０】図８のヒータ組立ユニットの上面図である。

【図１１】図８のヒータ組立ユニットの左側面図であ
る。

【図１２】本発明の液体加熱器の動作説明図である。

【符号の説明】

１０ 液体加熱器 １２ 液体流路 １２Ｍ 液体流路部分 １２Ｈ 液体流路部分 １４ 加熱器ケース １４Ｕ ケースユニット １４Ｕ１乃至１４Ｕ４ ケースユニット １６ 電気ヒータ １６Ｕ ヒータ組立ユニット １８Ｍ ケース部分 １８Ｈ ケース部分 ２０ 連結片 ２２ 水平連結管（接続部材） ２４ 開口 ２６ 外部連結口 ２８ ねじ貫通管 ３０ 補強固定部材 ３２ ねじ孔 ３４ ねじ孔 ３６ 被加熱液体導入接続具 ３８ 加熱液体導出接続具 ４０ 渡り連結用接続具 ４２ 管の形態の接続部材 ４４ ねじ ５０Ｍ ヒータ端子 ５０Ｈ ヒータ端子 ５２ 取付鍔 ５４ ヒータ取付部材 ５４ａ 連通孔 ５６ ヒータ本体 ５８ 折り返し係合部 ６０ 隔壁 ６２ パッキング等のシール部材 ６４ ねじ Ｌ 液体 Ｂ 気泡

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱すべき液体が流れる液体流路を有す
   る加熱器ケースと前記加熱器ケースの液体流路内に配置
   された電気ヒータとから成る液体加熱器において、前記
   加熱器ケースの前記液体流路はほぼ水平方向に延びてお
   り、前記電気ヒータは、前記液体流路の下方に偏倚して
   配置されていることを特徴とする液体加熱器。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の液体加熱器であって、
   前記加熱器ケースは、それぞれほぼ水平方向に延びる液
   体流路部分を有する複数のケースユニットの組合せから
   成り、前記複数のケースユニットの液体流路部分は、接
   続部材によって相互に接続されていることを特徴とする
   液体加熱器。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の液体加熱器であって、
   前記上下のケースユニットの液体流路部分を相互に接続
   する接続部材は、内部に電気ヒータを有しないことを特
   徴とする液体加熱器。