JP3687668B2 - 電気湯沸かし器 - Google Patents

Description

本発明は一般家庭または事務所等で使用される電気湯沸かし器に関し、特に湯沸かし容器に併設して貯水タンクを備えたものに関する。

従来、この種の電気湯沸かし器としては、湯沸かし容器の下部に貯水タンクを配し、湯沸かし容器内の湯が所定量までに減少したとき、それを検知し、湯沸かし容器と貯水タンクとを連結する給水管を介して貯水タンクの水を湯沸かし容器に自動的に補給していた（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−２９３０４６号公報

しかしながら、前記従来の構成では、湯沸かし容器内へ水を供給するため湯沸かし容器内側に設けられた開口部である給水口の位置が湯沸かし容器の満水位より上方にあるので、湯沸かし容器の水面上に蓄積された蒸気が給水口から逆流するという問題があり、貯水タンクの材料の耐熱性が必要になりコストアップになるとともに保温時の消費電力も大きくなるという問題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、簡単な構成で、湯沸かし容器の水面上に蓄積された蒸気の貯水タンクへの移動を抑え、貯水タンク側の温度上昇を抑制し、使用時の保温に消費される電力を削減する電気湯沸かし器を提供することを目的としている。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電気湯沸かし器は湯沸かし容器と貯水タンクとを併設し、貯水タンクから湯沸かし容器に水を補充するにあたって、貯水タンク内の上部に設けられた注水口に送水された液体の一部または全部は、貯水タンクと湯沸かし容器とを連結する給水路に重力により導かれ、給水口から湯沸かし容器内に供給される構成とするとともに、必要に応じて湯沸かし容器の側面に配置し前記給水路の端部の開口である給水口を湯沸かし容器に収容された液体により蒸気の貯水タンクへの流入経路を塞ぐことができるようにしたものである。

また、給水手段により給水された液体を受けるとともに注入口に液体を導く水受け部を有し、水受け部は貯水タンク内に液体を溢水可能としたものである。

以上のように、本発明によれば、簡単な構成で、湯沸かし容器の上部から貯水タンク方向への蒸気の流出を抑え、湯沸かし容器内の熱が貯水タンクを介して外部に発散される量を抑制し、特に、保温時に消費される電力を抑制する電気湯沸かし器を提供する事ができる。かつ、給水手段の給水量の変化あるいはバラツキの影響を緩和して、給水口から湯沸かし容器内への液体の供給を安定化させることができる。

また、湯沸かし容器に所定量以上給水されることをなくすことが可能になる。

請求項１に記載の発明は、液体を収容する貯水タンクと、液体を収容し加熱する湯沸かし容器と、前記貯水タンクの液体を前記湯沸かし容器に送るための給水路と、前記貯水タンク内の上部に設けられた注入口に前記貯水タンクの液体を給水する給水手段と、前記湯沸かし容器の液面を検知する水位検知手段とを有し、前記注水口に送水された液体の一部または全部は前記給水路に重力により導かれ前記湯沸かし容器内に供給されるとともに、前記湯沸かし容器内の液面が、前記湯沸かし容器の側面に配置し前記給水路の端部の開口である前記給水口の上端以上の高さの前記湯沸かし容器の収納上限である満水位とする第一の水位となるように、前記水位検知手段が第一の水位より低い前記給水口上端以上の第二の水位以下を検知すると、所定時間後、前記湯沸かし容器内への給水を開始する前記給水手段による給水量を制御可能としてなる構成とし蒸気の前記貯水タンクへの流入経路を遮断する。

この構成により、湯沸かし容器内の液面が第一水位以下になり、給水口が液面上に露出した場合には、給水口から給水路、そして貯水タンクの注水口を経由して、貯水タンク内に通じる経路が形成され、湯沸かし容器の上方に蓄積された蒸気が貯水タンク内に流入し、その蒸気が貯水タンク内で結露して湯沸かし容器内の熱が外部に逃げて、保温電力が増加する恐れがあるが、必要に応じて、液面が第一の水位となるように給水手段を制御して、液体により給水口を塞ぎ蒸気の貯水タンクへの流入経路を遮断することができる。

また、導出口から外部に給湯中に、給水口から湯沸かし容器内に給水して導出口から給湯される湯温の低下を抑制することができ、また、水位が給水口の上端より下に下がった場合でも、所定時間後には湯沸かし容器内への給水が開始され、第一の水位になるまで給水されるので給水口が液面上に長時間露出するのを防止するとともに、第二の水位より高い第一の水位まで給水するので後で使用する時の給水量を増加させておくことができる。

また、満水位に保持しておくことは、供給能力を最大にしておくことから好ましい。

請求項２に記載の発明は、液体を収容する貯水タンクと、液体を収容し加熱する湯沸かし容器と、前記貯水タンクの液体を前記湯沸かし容器に送るための給水路と、前記貯水タンク内の上部に設けられた注入口に前記貯水タンクの液体を給水する給水手段と、前記給水手段により給水された液体を受けるとともに前記注入口に液体を導く水受け部と、前記湯沸かし容器の液面を検知する水位検知手段とを有し、前記水受け部は前記貯水タンク内に液体を溢水可能とし、前記注入口に送水された液体の一部または全部は前記給水路に導かれ前記湯沸かし容器内に供給されるとともに、前記湯沸かし容器内の液面が、前記給水路の前記湯沸かし容器側端部の開口である給水口の上端以上である第一の水位となるように前記給水手段による給水量を制御可能としてなる構成とした。

この構成により、湯沸かし容器内の液面が第一水位以下になり、給水口が液面上に露出した場合には、給水口から給水路、そして貯水タンクの注水口を経由して、貯水タンク内に通じる経路が形成され、湯沸かし容器の上方に蓄積された蒸気が貯水タンク内に流入し、その蒸気が貯水タンク内で結露して湯沸かし容器内の熱が外部に逃げて、保温電力が増加する恐れがあるが、必要に応じて、液面が第一の水位となるように給水手段を制御して、液体により給水口を塞ぎ蒸気の貯水タンクへの流入経路を遮断することができる。かつ、給水手段の給水量の変化あるいはバラツキの影響を緩和して、給水口から湯沸かし容器内への液体の供給を安定化させることができる。

また、湯沸かし容器に所定量以上給水されることをなくすことが可能になる。

請求項３に記載の発明は、特に、給水口の上端より高く設けられ湯沸かし容器の液体の収納下限である最低水位以下となると湯沸かし容器の加熱を停止または抑制し、第二の水位に水量が到達すると加熱動作を再開する制御可能としてなる構成とした。

湯沸かし容器の液体の収納下限である最低水位以下となると湯沸かし容器の加熱を停止または抑制することにより、湯沸かし容器の空炊きによる機器の損傷を防止することができる。また、第二の水位に水量が到達すると加熱動作を再開するので、水の温度の立ち上げ時間を短縮することができる。

以下本発明の実施例について、図１〜図３を参照しながら説明する。

（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例における電気湯沸かし器の断面図である。図１において示すように、本体内には、湯沸かし容器１、蓋体７、制御部１０、給水路１７、導出路５、ポンプ４、給水ポンプ駆動モータ１３ａおよび水位センサ９が設けられている。湯沸かし容器１に対して着脱自在に、貯水タンク１１が併設されている。貯水タンク１１内には、給水ポンプ１３と揚水路１４を具備する給水手段１２、貯水タンク１１外部に連通する注入口１６の周りに形成された水受け部１５、タンク弁１９、および水位ストッパー２８が設けられている。

注入口１６にはバネで付勢し注入口１６を常時塞ぐようにしてシリコンゴムなどの軟質製のゴムからなるタンク弁１９が設けられている。これは貯水タンク１１に水を補給し運搬するときに振動により注入口１６から水がこぼれないようにしたものである。しかるに湯沸かし容器１の側面に貯水タンク１１を配する本実施例のような構成では水の補給は上部より行うのが補給しやすい。そのため、貯水タンク１１の上部にタンク蓋１１ａが設けてあり、補給時にはこのタンク蓋１１ａを取り上部より給水する。ところがこのような方法で給水すると、給水の一部がタンク弁１９に直接かかることになる。タンク弁１９は先に述べたように軟質性のゴムより構成されているため、タンク弁１９に繰り返し給水が直接かかると損傷しその役割を充分果たせなくなる恐れがある。そこで本実施例ではタンク弁１９の上方にカバー２０を設けている。

以上のように構成された湯沸かし器において、湯沸かし容器１は、収容している水２を底部に付設した加熱手段である発熱体３により所定温度まで加熱し、または所定温度に保温する。湯沸かし容器１内の水２は導出手段であるポンプ４によって導出路５を通り導出口６より器体外へ導出される。７は蓋体で湯沸かし容器１の上部開口部を覆っており、蓋体７には湯沸かし容器１内で発生した蒸気を器体外に導く蒸気口８を設けている。

９は水位検知手段である水位センサで、満水位検知素子９ａ、給水位検知素子９ｂおよび加熱停止水位検知素子９ｃという、３つの水位検知素子を具備しており、各水位検知素子は発光素子および受光素子が組み合わされて構成され、各水位に到達しているか否かの検知を行っている。満水位検知素子９ａは、湯沸かし容器１内の水２の水量が、湯沸かし容器１内に収容する水２の上限水位である満水位Ａ１（第一の水位）になっているかどうかを検知する。給水位検知素子９ｂは、水２の水量が湯沸かし容器１内への給水を開始する水位（第二の水位）に達したことを検知する。加熱停止水位検知素子９ｃは、水２の水量が湯沸かし容器１内に収容する水２の下限水位（本実施例では湯沸かし容器１底面のわずか上の水位）に達したこと検知する。加熱停止水位検知素子９ｃは湯沸かし容器１内への給水が充分されていないとき等、空焚きを防止するために、水２の水量が下限水位に達すると発熱体３による加熱動作を停止するために設けられている。

制御部１０は、給水検知素子９ｂの検知信号に基づき、湯沸かし容器１内の水２の水量が第二の水位まで低下すると給水ポンプ駆動モータ１３ａを駆動して、給水ポンプ駆動モータ１３ａと磁気結合させ連動するようにした貯水タンク１１に設けた給水ポンプ１３（給水手段１２）を作動する。給水ポンプ１３が作動すると、貯水タンク１１に収容されている水２が揚水路１４（給水手段１２）を通り、揚水路出口１４ａ（給水手段１２）から水受け部１５に注がれ、水受け部１５の底部に設けた注入口１６から貯水タンク１１の外に排出される。

貯水タンク１１が、本体に装着されている場合には、ばねにより注入口１６を閉とすべく付勢されているタンク弁１９が持ち上げられ、注入口１６が開となっているので、貯水タンク１１の注入口１６から排出された水２は給水路１７の上端に注入されることになる。

水受け部１５に給水手段１２により給水された水２の単位時間あたりの供給量は、注水口１６から排出される単位時間あたりの排出量よりも多くしているので、その差の給水された水２は、溢水部１５ａから貯水タンク１１内に帰還する。即ち、貯水タンク１１内の水２の一部は、給水手段１２を経路として貯水タンク１１内を循環することになる。この結果として、注水口１６から排出される水量は、給水手段１２の給水量に、大きく依存することがなくなる。

上記のように、湯沸かし容器１内の水位が第二の水位以下になると、給水路１７には安定した水量の水が注入されるので、湯沸かし容器１内に給水口１７ａより安定した水量の水２が自動的に追加される。

そして、満水位検知素子９ａが、水２の水位が満水位Ａ１に到達したのを検知すると、制御部１０がこれを認識して、給水ポンプ駆動モータ１３ａの駆動を停止するので、給水ポンプ１３が停止し水の湯沸かし容器１内への補充は中止される。給水口１７ａの開口上端は湯沸かし容器１の第二の水位（図１のＡ２で示す水位）より下方に設けられているので、ポンプ４により導出口６から水２が導出されることにより、水位が低下しても、給水口１７ａは液面の上に露出されることがない。従って、給水口１７ａ、給水路１７、注水口１６を経由して貯水タンク１１内に、湯沸かし容器１内の液面上に蓄積した蒸気が流入するのを防止することができる。

なお、湯沸かし容器１内への水２の供給量の制御方法は上述のように、水位センサ９により水位を検知して、その検知結果に従って給水ポンプ１３を駆動したり停止する方法に限定されるものではなく、例えば、必要な時間給水ポンプ１３を駆動し必要な水量が得られるようにしても良い。また、水受け部１５は貯水タンク１１の一部として一体形成してもよいし、別部品としても良い。

また、給水ポンプ１３により揚水して注入口１６に導くとともに、揚水路１４から注入口１６に至る途中において、揚水路１４で揚水された水を溢水可能とすることにより、湯沸かし容器１に所定量以上給水されることをなくすことが可能になる。この溢水構成は揚水路出口１４ａと給水受け部１５との間に大気に開放された空間を設けることにより容易に得られる。この溢水部を設けることにより、貯水タンク１１から湯沸かし容器１への給水時に、通常は水位センサ９によって水２が満水検知９ａまで給水されたことをフロート１８の位置を検知して給水ポンプ１３を停止させるが、水位センサ９が何らかの異常により水位を誤検知したり、制御部１０の異常などにより給水ポンプ１３が停止しない場合でも、湯沸かし容器１内の水量が給水受け部１５以上に達すると、水２は給水受け部１５の上端から貯水タンク１１内に溢水するため、それ以上湯沸かし容器１へ給水されることはない。

また、溢水のさせ方としては給水受け部１５の一部に切り欠き部１５ａを設けこの部分より溢水するようにすると、溢水方向が一定になるとともに、揚水路出口１４ａと給水受け部１５との間に空間を設ける必要はなくなる。

以上のように、本実施例によれば、貯水タンク１１と、本体に設けられた湯沸かし容器１と、給水路１７と、貯水タンク１１内の上部に設けられた注入口１６に貯水タンク１１の液体を給水する給水手段１２と、湯沸かし容器１の液面を検知する水位センサ９とを有し、注水口１６に送水された液体の一部または全部は重力により給水路１７に導かれ湯沸かし容器１内に供給されるとともに、湯沸かし容器１内の液面が、給水路１７の湯沸かし容器１側端部の開口である給水口１７ａの上端以上の高さの水位である満水位Ａ１（第一の水位）となるように給水手段１２による給水量を制御できるので、湯沸かし容器１内の液面が第一水位以下になり、給水口１７ａが液面上に露出した場合には、給水口１７ａから給水路１７、そして貯水タンク１１の注水口を経由して、貯水タンク１１内に通じる経路が形成され、湯沸かし容器１の上方に蓄積された蒸気が貯水タンク１１内に流入し、その蒸気が貯水タンク１１内で結露する恐れがあるが、必要に応じて、液面が第一の水位となるように給水手段を制御して、液体により給水口１７ａを塞ぎ蒸気の貯水タンク１１への流入経路を遮断することができる。

また、本実施例によれば、水位センサ９が満水位Ａ１（第一の水位）より低い給水位Ａ２（第二の水位）を検知すると満水位Ａ１（第一の水位）に液面が到達するように給水手段１２による給水量を制御してなるとともに、給水位Ａ２（第二の水位）を給水口１７ａの上端以上に設定しているので、常に給水口１７ａを液面下に設定することができる。

なお、上記実施例とは異なり、給水位Ａ２（第二の水位）を給水口１７ａの上端より下方に設定した場合には、給水口１７ａが液面上に露出する場合があるが、その状況にあることは、Ａ１（第一の水位）以下となっていることを検知すること、あるいはポンプ４の駆動の有無あるいは駆動時間など、ポンプ４による給湯状態を検知する給湯検知手段を設けて識別あるいは推定することができる。従って、前記給湯検知手段の検知結果に応じて、例えば、ポンプ４の駆動の有無で満水位Ａ１（第一の水位）より低い水位に液量がなっていると判断すれば即座にまたは所定時間後に給水手段１２の駆動を開始する、あるいは、ポンプ４の駆動時間で導出口６からの給湯量を推定して外部への給湯量があらかじめ設定した値に到達したと判断すれば、満水位Ａ１（第一の水位）までポンプ１３の駆動開始をすることにより、給水口１７ａが液面上に露出する時間を限定することができる。

また、本実施例によれば、給水手段１２により給水された液体を受けるとともに注水口１６に液体を導く水受け部１５を有し、水受け部１５は貯水タンク１１内に液体を溢水可能としたので、給水手段１２からの液体の供給量と注入口１６から貯水タンク１１外に導出される液体（すなわち給水路１７内に注入される液体の流量）の差は、水受け部１７で溢水され貯水タンク１１内に戻ることになるので、給水手段１２の給水量の変化あるいはバラツキの影響を緩和して、給水口１７ａから湯沸かし容器１内への液体の供給を安定化させることができ、かつ給水路１７を経由した湯沸かし容器１内の蒸気の貯水タンク１１内への流入を防止することができるものである。

（実施例２）
図２は本発明の第２の実施例における電気湯沸かし器の断面図を示すものである。実施例１の図１と異なる点は、図１においては、加熱停止水位検知素子９ｃにより検知される湯沸かし容器１内の水２の下限水位Ａ３が、給水口１７ａより低い位置に設定されていたが、本実施例においては、図２に示すように対応する加熱停止水位検知素子２９ｃは、対応する下限水位Ｂ３が給水口１７ａの上端より高くなるように設けられていることと、制御部３０の制御動作が図１の制御部１０と異なる点である。

制御部３０は、給水位検知素子２９ｂが水位が給水位Ｂ２以下になったことを検知すると、待機時間２分経過後に給水手段駆動モータ１３ａを駆動して給水手段１２により湯沸かし容器１内に貯水タンク１１内の水２を供給する。

また、待機時間２分が経過する前に、水位が下限水位Ｂ３に到達すると発熱体３の加熱動作を停止するとともに、給水手段１２による湯沸かし容器１内への給水を開始する。その後、給水位検知素子２９ｂ以上に水位が回復したことを確認すると発熱体３による加熱を開始する。そして、満水位検知素子２９ａが満水位Ｂ１に水位が到達したのを検知すると給水手段１２による給水動作を停止する。

以上のように、本実施例によれば、給水位検知素子２９ｂが給水位Ｂ２（第二の水位）以下を検知すると、前記第一の水位に液体が到達するように給水手段１２による給水を２分後開始してなるので、導出口６から外部に給湯中に、給水口１７ａから湯沸かし容器１内に給水して導出口６から給湯される湯温の低下を抑制することができる。

また、水位が湯沸かし容器の液体の収納下限である最低水位Ｂ３にまで下がった場合には、発熱体３の加熱動作が停止される（加熱出力を保温時に使用する程度以下の低出力にしても良い）と同時に直ちに給水が開始されて満水位Ｂ１まで給水されるので、空炊きによる湯沸かし容器の損傷を防止するとともに、最低水位Ｂ３以下の高さにある給水口１７ａが液面上に露出するのを防止することができ、湯沸かし容器１の上方に蓄積された蒸気の流入を防ぐことができる。

また、満水位Ｂ１に達するまでに給水開始後水２の水位が所定の水位（この場合給水水位Ｂ２）に水量が到達したのを確認すると発熱体３による加熱動作を再開するので、水２の温度の立ち上げ時間を短縮することができる。

（参考例１）
図３は本発明の第１の参考例における電気湯沸かし器の断面図を示すものである。実施例１の図１と異なる点は、図１においては、給水路１７の湯沸かし容器１側端部の開口である給水口１７ａは湯沸かし容器１の側面に配置されているが、実施例においては、図３に示すように対応する給水路５０の配管経路が異なり湯沸かし容器１側端部の開口である給水口５０ａは湯沸かし容器１の底面に配置されている点である。

実施例１のように給水口１７ａを湯沸かし容器１の側面に配置した場合には給水路１７は湯沸かし容器１を加熱するために付設した加熱手段である発熱体３から離した位置に配管できるので発熱体３の熱の影響を受けにくくすることができるので給水路を耐熱温度の低い安価な部品で構成できる。

また、本参考例のように給水口５０ａを湯沸かし容器１の底面に配置した場合には湯沸かし容器１の水２が少ない場合、例えば図３のＡ３で示す水位であっても湯沸かし容器１の底面より低い給水路５０の底部には水２が溜まっており給水路５０を経由した湯沸かし容器１内の蒸気の貯水タンク１１内への流入を防止することができる。

本発明の実施例１における電気湯沸かし器の断面図 本発明の実施例２における電気湯沸かし器の断面図 本発明の参考例１における電気湯沸かし器の断面図

符号の説明

１ 湯沸かし容器
２ 水
３ 加熱手段（発熱体）
４ ポンプ（給湯手段）
９、２９ 水位センサ（水位検知手段）
９ａ、２９ａ 満水位検知素子（第一の水位）
９ｂ、２９ｂ 給水位検知素子（第二の水位）
９ｃ、２９ｃ 加熱停止水位検知素子（第二の水位）
１０、３０ 制御部
１１ 貯水タンク
１２ 給水手段
１３ 給水ポンプ（給水手段）
１４ 揚水路（給水手段）
１５ 水受け部
１６ 注入口（給水手段）
１７、５０ 給水路
１７ａ、５０ａ 給水口

Claims (3)

1. 液体を収容する貯水タンクと、液体を収容し加熱する湯沸かし容器と、前記貯水タンクの液体を前記湯沸かし容器に送るための給水路と、前記貯水タンク内の上部に設けられた注入口に前記貯水タンクの液体を給水する給水手段と、前記湯沸かし容器の液面を検知する水位検知手段とを有し、前記注入口に送水された液体の一部または全部は前記給水路に重力により導かれ前記湯沸かし容器内に供給されるとともに、前記湯沸かし容器内の液面が、前記湯沸かし容器の側面に配置し前記給水路の端部の開口である給水口の上端以上である前記湯沸かし容器の収納上限である満水位とする第一の水位となるように、前記水位検知手段が第一の水位より低い前記給水口上端以上の第二の水位以下を検知すると、所定時間後、前記湯沸かし容器内への給水を開始する前記給水手段による給水量を制御可能に構成して蒸気の前記貯水タンクへの流入経路を遮断する電気湯沸かし器。
2. 液体を収容する貯水タンクと、液体を収容し加熱する湯沸かし容器と、前記貯水タンクの液体を前記湯沸かし容器に送るための給水路と、前記貯水タンク内の上部に設けられた注入口に前記貯水タンクの液体を給水する給水手段と、前記給水手段により給水された液体を受けるとともに前記注入口に液体を導く水受け部と、前記湯沸かし容器の液面を検知する水位検知手段とを有し、前記水受け部は前記貯水タンク内に液体を溢水可能とし、前記注入口に送水された液体の一部または全部は前記給水路に導かれ前記湯沸かし容器内に供給されるとともに、前記湯沸かし容器内の液面が、前記給水路の前記湯沸かし容器側端部の開口である給水口の上端以上である第一の水位となるように前記給水手段による給水量を制御可能に構成してなる電気湯沸かし器。
3. 給水口の上端より高く設けられ湯沸かし容器の液体の収納下限である最低水位以下となると湯沸かし容器の加熱を停止または抑制し、第二の水位に水量が到達すると加熱動作を再開する制御可能に構成してなる請求項１に記載の電気湯沸かし器。

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