JP3539503B2 - Electric water heater - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、電気ヒータで沸かした湯を貯湯タンク内に貯める電気温水器に関する。
【0002】
【従来の技術】
電気温水器には、外部加熱方式のものがある。外部加熱方式の電気温水器は、貯湯タンクとは別に設けた加熱管で湯を沸かす。このような、電気温水器の一例を図6に示す。この電気温水器は、沸かした湯を貯える貯湯タンク1と、湯を沸かす加熱管50と、貯湯タンク1の上部と加熱管50の上部とを連結する上部管2と、貯湯タンク1の下部と加熱管50の下部とを連結する下部管3とを備える。
【0003】
また、加熱管50の上部の流出口50Aには、図7に示すように、温度流量制御弁としてワックス弁51を設け、下部には、湯を沸かすU字形の電気ヒータ52を設けている。
【0004】
加熱管50のワックス弁51は、図8(a)に示すように、先端に伸縮部51Aを持つ温度検出部51Bと、スプリング51Cにより付勢されて全閉状態にある弁部51Dとを備える。そして、温度検出部51Bが検出した湯温が所定温度になると、図8(b)に示すように、スプリング51Cの付勢力に対して伸縮部51Aが延び、弁部51Dが全開状態になる。
【0005】
このような電気温水器では、ワックス弁51が全閉状態になっているときに、電気ヒータ52が加熱管50の水を沸かす。この湯温が所定温度に達すると、ワックス弁51がこの湯温を検出して全開状態になる。これにより、加熱管50内の湯は、自然対流により貯湯タンク1に移動する。つまり、加熱管50の湯は、矢印Aに示すように、上部管2を通り貯湯タンク1の上部に流れ込む。貯湯タンク1は、この湯を上部に貯える。同時に、貯湯タンク1の下部の水は、矢印Bに示すように、下部管3を通り加熱管50内に流れ込む。これにより、加熱管50内の湯温が下がり、ワックス弁51が全閉状態になり、再び先の動作を繰り返す。
【0006】
このように、貯湯タンク1内には、所定温度の高温水101の層と、低温水102の層とが成形され、利用者は、高温水101を使用する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ワックス弁のような温度流量制御弁を用いた外部加熱方式の電気温水器には、次のような問題点があることが判明した。
【0008】
この電気温水器では、ワックス弁51は、検出した温度が所定温度になると開く構造であるが、所定温度を検出してから弁が開くまでに遅延時間がある。
【0009】
貯湯タンク1内に高温水101の層と低温水102の層とを成形する電気温水器では、高温水101から低温水102への熱の移動が発生する。この結果、貯湯タンク1内の低温水102の量が少なくなると、低温水101の温度が高くなる。温度が高くなった低温水102が流れ込んだ加熱管50内で、加熱が始まると、図9に示すように、通電開始の時間T1から短時間内で、つまりワックス弁51の遅延時間内で、湯温が100度以上になり、湯が沸き過ぎることがある。
【0010】
この後、ワックス弁51が開状態になり、湯が加熱管50から貯湯タンク1に自然対流で移動すると共に、加熱管50内でも湯が移動する。これにより、時間T2で、加熱管50内の湯温が下がる。この後、ワックス弁51自身の温度が高くなっていると共に、対流により加熱管50内の水を沸かすので、湯の沸き過ぎは発生しない。つまり、時間T3の後で湯温が高くなると、ワックス弁51が開状態になり、時間T4の後で湯温が低くなると、ワックス弁51が閉状態になることを繰り返す。
【0011】
先に述べたように、加熱管50内の湯が沸騰すると、湯温を100度以下にするという、電気温水器の規定を外れ、さらに、沸き過ぎた湯によりワックス弁51の特性の変化を招いたり、寿命を短くするという問題が発生する。
【0012】
この発明の目的は、このような欠点を除き、通電開始時に発生する、加熱管内の湯の沸き過ぎを防止できる電気温水器を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
その目的を達成するため、第1の発明は、沸かした湯を貯める貯湯タンクと、沸かした湯が所定温度になると開状態になる温度流量制御弁を上部の流出口に具備する加熱管と、貯湯タンク下部と加熱管下部とを連結する下部管と、加熱管の流出口と貯湯タンク上部とを連結する上部管とを備える電気温水器において、加熱管内に設けられ、加熱管内の湯を沸かすための2つの電気ヒータと、通電開始時から所定時間までの間だけ、一方の電気ヒータに電力を供給すると共に他方の電気ヒータを非通電状態にし、所定時間後に2つの電気ヒータに電力を供給する制御手段とを有する。
【0014】
また、第2の発明は、沸かした湯を貯める貯湯タンクと、沸かした湯が所定温度になると開状態になる温度流量制御弁を上部の流出口に具備する加熱管と、貯湯タンク下部と加熱管下部とを連結する下部管と、加熱管の流出口と貯湯タンク上部とを連結する上部管とを備える電気温水器において、加熱管内に設けられ、所定の電力の供給により湯を沸かす電気ヒータと、通電開始時から所定時間までの間だけ所定の電力より少ない電力を電気ヒータに供給し、所定時間後に所定の電力を電気ヒータに供給する制御手段とを有する。
【0015】
【作用】
第1の発明により、加熱管の電気ヒータへの通電開始時には、制御手段が1つの電気ヒータにだけ電力を供給するので、通電開始時に発生する加熱管の湯の沸騰が防止される。
【0016】
また、第2の発明により、加熱管の電気ヒータへの通電開始時には、制御手段が、所定の電力より少ない電力を電気ヒータに供給するので、通電開始時に発生する加熱管の湯の沸騰が防止される。
【0017】
【実施例】
次に、この発明の実施例を、図面を用いて説明する。
【0018】
[実施例1]
図1は、この発明の実施例1を示す概略図である。実施例1の電気温水器は、貯湯タンク1、上部管2、下部管3、加熱管10および制御手段20を備える。さらに、制御手段20は、電源部21、制御部22および切替え部23を備える。
【0019】
この電気温水器の貯湯タンク1、上部管2および下部管3は、図6の従来の電気温水器と同じものなので、説明を省略する。
【0020】
加熱管10の上部の流出口10Aには、図2に示すように、温度流量制御弁としてワックス弁11が設けられている。さらに、加熱管10内の下部には、U字形の2つの電気ヒータ12,13が設けられている。電気ヒータ12の電気容量は、電気ヒータ13の電気容量とほぼ等しく、電気ヒータ12と電気ヒータ13との合計の電気容量が従来の電気ヒータの1つ分の容量となっている。これらの電気ヒータ12,13に電力を供給するための電線12A,13Aは、制御手段20の切替え部23にそれぞれ接続されている。
【0021】
制御手段20の電源部21は、電気ヒータ12,13に供給するための電力を切替え部23に供給する。
【0022】
制御部22は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などで構成され、湯を沸かすための設定などに基づいて、切替え部23を制御をする。制御部22に設定されるものとして、通電開始時刻、通電時間、沸かす湯量などがある。
【0023】
切替え部23は、制御部22の制御により、電源部21からの電力を電気ヒータ12に供給するのか、この電力を電気ヒータ12,13の両方に供給するのか、または、両方の電気ヒータ12,13をオフの状態にするのかの制御をする。
【0024】
次に、実施例1の動作を説明する。
【0025】
電気ヒータ12,13に対する通電開始時刻になると、制御部22は、図3に示すように、片方の電気ヒータ12への通電を開始する(ステップS1)。そして、電気ヒータ12への給電をN分間だけ続ける(ステップS2)。ここで、N分間は、通常、5分から10分の間である。ステップS2で、N分間の通電が終了すると、両方の電気ヒータ12,13への通電を開始する(ステップS3)。この後、制御部は、設定された湯量、つまり設定量の湯が沸いたかどうかを調べ(ステップS4)、設定量の湯が沸くと両方の電気ヒータ12,13をオフにし(ステップS5)、湯を沸かすための制御を終了する。
【0026】
このようにして、制御部22は、通電開始時刻になったとき、最初のN分間だけ、片方の電気ヒータ12に電力を供給するので、通電開始時に発生する、加熱管10内での湯の沸き過ぎを防止できる。
【0027】
また、加熱管10内の湯の沸き過ぎを防止するので、ワックス弁11の特性の劣化を防止でき、寿命を延ばすことができる。
【0028】
[実施例2]
図4は、この発明の実施例2を示す概略図である。実施例2の電気温水器は、貯湯タンク1、上部管2、下部管3、加熱管30および制御手段40を備える。また、制御手段40は、電源部41、制御部42および電力制御部43を備える。
【0029】
実施例2の貯湯タンク1、上部管2および下部管3は、実施例1と同じであるので、これらの説明を省略する。また、電源部41は、実施例1の電源部21と同様であるので、この説明も省略する。
【0030】
加熱管30には、ワックス弁31が設けられていると共に、図7と同じように、1つの電気ヒータ32が設けられている。
【0031】
制御部42は、湯を沸かすための設定などに基づいて、電力制御部43を制御をする。制御部42に設定されるものとして、通電開始時刻、通電時間、沸かす湯量などがある。
【0032】
電力制御部43は、制御部42の制御により、電源部41からの電力の制御をする。つまり、電力制御部43は、定格より少ない電力を電気ヒータ32に供給するのか、定格電力を電気ヒータ32に供給するのか、または、電気ヒータ32をオフの状態にするのかの制御をする。
【0033】
次に、実施例2の動作を説明する。
【0034】
通電開始時刻になると、制御部42は、図5に示すように、定格より少ない電力を電気ヒータ32に供給し(ステップS11)、この状態をN分間だけ続ける(ステップS12)。ステップS12が終了すると、定格容量の電力を電気ヒータ32に供給する(ステップS13)。この後、制御部は、設定された湯量が沸いたかどうかを調べ(ステップS14)、設定量の湯が沸くと電気ヒータ32をオフにし(ステップS15)、湯を沸かすための制御を終了する。
【0035】
このようにして、制御部42は、通電開始時刻になったとき、最初のN分間だけ、定格より少ない電力を電気ヒータ32に供給するので、通電開始時に発生する、加熱管30内での湯の沸き過ぎを防止できる。
【0036】
【発明の効果】
以上、説明したように、第1の発明は、加熱管に電気ヒータを2つ設け、通電開始時に、1つの電気ヒータにだけ電力を供給するので、通電開始時に発生する湯の沸き過ぎを防止できる。
【0037】
また、第2の発明は、通電開始時に、電気ヒータに供給する電力を減らすので、通電開始時に発生する湯の沸き過ぎを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を示す概略図である。
【図2】実施例1の加熱管の一例を示す断面図である。
【図3】実施例1の制御部の制御を示すフローチャートである。
【図4】この発明の実施例2を示す概略図である。
【図5】実施例2の制御部の制御を示すフローチャートである。
【図6】従来の電気温水器を示す図である。
【図7】従来の電気温水器の加熱管の断面図である。
【図8】ワックス弁の一例を示す図である。
【図9】加熱管内での湯の沸き過ぎを示す図である。
【符号の説明】
1 貯湯タンク
2 上部管
3 下部管
10 加熱管
10A 流出口
20 制御手段[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an electric water heater that stores hot water boiled by an electric heater in a hot water storage tank.
[0002]
[Prior art]
Some electric water heaters are of an external heating type. The externally heated electric water heater boils hot water in a heating pipe provided separately from the hot water storage tank. FIG. 6 shows an example of such an electric water heater. The electric water heater includes a hot water storage tank 1 for storing the hot water, a
[0003]
As shown in FIG. 7, a
[0004]
As shown in FIG. 8A, the
[0005]
In such an electric water heater, when the
[0006]
Thus, a layer of high-
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, it has been found that an externally heated electric water heater using a temperature flow control valve such as a wax valve has the following problems.
[0008]
In this electric water heater, the
[0009]
In the electric water heater that forms a layer of the high-
[0010]
Thereafter, the
[0011]
As described above, when the hot water in the
[0012]
An object of the present invention is to provide an electric water heater that can prevent the boiling of hot water in a heating pipe from occurring at the start of energization, excluding such disadvantages.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the object, a first invention is a hot water storage tank for storing boiling water, a heating pipe having a temperature flow control valve at an upper outlet, which is opened when the boiling water reaches a predetermined temperature, In an electric water heater including a lower pipe connecting a lower part of a hot water storage tank and a lower part of a heating pipe, and an upper pipe connecting an outlet of the heating pipe and an upper part of the hot water storage tank, the electric water heater is provided in the heating pipe to boil water in the heating pipe. Power to one electric heater and the other electric heater to a non-conductive state only for a predetermined time from the start of energization, and to supply power to the two electric heaters after a predetermined time Control means for performing the operation.
[0014]
Further, the second invention provides a hot water storage tank for storing the hot water, a heating pipe having a temperature flow control valve at an upper outlet which opens when the hot water reaches a predetermined temperature, In an electric water heater comprising a lower pipe connecting the lower pipe and an upper pipe connecting an outlet of the heating pipe and an upper part of the hot water storage tank, an electric heater provided in the heating pipe and boiling hot water by supplying a predetermined electric power And control means for supplying power less than a predetermined power to the electric heater only for a predetermined time from the start of energization and supplying predetermined power to the electric heater after a predetermined time.
[0015]
[Action]
According to the first aspect, at the start of energization to the electric heater of the heating tube, the control unit supplies power to only one electric heater, so that boiling of the hot water in the heating tube at the start of energization is prevented.
[0016]
Further, according to the second aspect, at the start of energization of the electric heater of the heating tube, the control means supplies less electric power to the electric heater than the predetermined electric power, so that the boiling of the hot water of the heating tube generated at the start of energization is prevented. Is done.
[0017]
【Example】
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
[Example 1]
FIG. 1 is a schematic diagram showing Embodiment 1 of the present invention. The electric water heater according to the first embodiment includes a hot water storage tank 1, an
[0019]
The hot water storage tank 1, the
[0020]
As shown in FIG. 2, a wax valve 11 is provided as a temperature flow control valve at an
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
The switching
[0024]
Next, the operation of the first embodiment will be described.
[0025]
When it is time to start energizing the
[0026]
In this way, when the power supply start time comes, the
[0027]
Further, since the boiling of the hot water in the
[0028]
[Example 2]
FIG. 4 is a schematic
[0029]
Since the hot water storage tank 1, the
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
Next, the operation of the second embodiment will be described.
[0034]
When the energization start time comes, as shown in FIG. 5, the
[0035]
In this way, when the power supply start time comes, the
[0036]
【The invention's effect】
As described above, in the first invention, two electric heaters are provided in the heating pipe and power is supplied to only one electric heater at the start of energization, so that excessive boiling of hot water generated at the start of energization is prevented. it can.
[0037]
Further, according to the second invention, the electric power supplied to the electric heater is reduced at the start of energization, so that it is possible to prevent excessive boiling of hot water generated at the start of energization.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of a heating tube according to the first embodiment.
FIG. 3 is a flowchart illustrating control of a control unit according to the first embodiment.
FIG. 4 is a schematic view showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart illustrating control of a control unit according to the second embodiment.
FIG. 6 is a view showing a conventional electric water heater.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a heating pipe of a conventional electric water heater.
FIG. 8 is a diagram showing an example of a wax valve.
FIG. 9 is a diagram showing excessive boiling of hot water in the heating tube.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hot
Claims (3)
前記加熱管内に設けられ、前記加熱管内の湯を沸かすための2つの電気ヒータと、
通電開始時から所定時間までの間だけ、前記一方の電気ヒータに電力を供給すると共に他方の電気ヒータを非通電状態にし、所定時間後に前記2つの電気ヒータに電力を供給する制御手段とを有することを特徴とする電気温水器。A hot water storage tank for storing the boiling water, a heating pipe provided with an upper flow outlet having a temperature flow control valve that opens when the boiling water reaches a predetermined temperature, and connecting the lower part of the hot water storage tank and the lower part of the heating pipe. In an electric water heater comprising a lower pipe and an upper pipe connecting an outlet of the heating pipe and an upper part of the hot water storage tank,
Two electric heaters provided in the heating tube for boiling hot water in the heating tube;
Control means for supplying electric power to the one electric heater and turning off the other electric heater for a predetermined time from the start of energization and for supplying electric power to the two electric heaters after a predetermined time An electric water heater characterized in that:
前記加熱管内に設けられ、所定の電力の供給により湯を沸かす電気ヒータと、
通電開始時から所定時間までの間だけ所定の電力より少ない電力を前記電気ヒータに供給し、所定時間後に所定の電力を前記電気ヒータに供給する制御手段とを有することを特徴とする電気温水器。A hot water storage tank for storing the boiling water, a heating pipe provided with an upper flow outlet having a temperature flow control valve that opens when the boiling water reaches a predetermined temperature, and connecting the lower part of the hot water storage tank and the lower part of the heating pipe. In an electric water heater comprising a lower pipe and an upper pipe connecting an outlet of the heating pipe and an upper part of the hot water storage tank,
An electric heater provided in the heating pipe, for boiling hot water by supplying a predetermined electric power,
Control means for supplying power less than a predetermined power to the electric heater only for a predetermined time from the start of energization, and supplying predetermined power to the electric heater after a predetermined time. .
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