JP3693682B2 - 電気温水器 - Google Patents
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Description
【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内の水を沸かす。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、対流力により上部管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。この電気温水器では、貯湯タンク1の低温水102の量が少なくなると、自然対流による湯の移動が遅くなる。つまり、高温水101の対流力が弱くなる。
【0008】
高温水101の対流力が弱くなると、ワックス弁51が開状態になっても、湯の対流力が強いときに比べて、貯湯タンク1への湯の移動時間が長くなる。この結果、加熱管50内の湯は、電気ヒータ52で所定温度以上に加熱され、加熱管50内で沸騰する。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。
【0009】
この発明の目的は、このような欠点を除き、湯の対流力が弱くなったときでも、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。
【0010】
【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、貯湯タンク上部の湯温を検出する温度検出手段と、温度検出手段が検出した湯温が設定温度より低いときに、2つの電気ヒータに通電し、温度検出手段が検出した湯温が設定温度より高くなると、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する制御手段とを有する。
【0011】
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、貯湯タンク上部の湯温を検出する温度検出手段と、温度検出手段が検出した湯温が設定温度より低いときに、所定の電力を電気ヒータに供給し、温度検出手段が検出した湯温が設定温度より高くなると、所定の電力より少ない電力を電気ヒータに供給する制御手段とを有する。
【0012】
【作用】
第1の発明により、貯湯タンクの湯の量が多くなり、湯の対流力が弱くなると、加熱管内の湯の温度がさらに上昇する。温度検出手段がこの温度上昇を検出する。制御手段は、温度検出手段が検出した温度が設定温度より高くなると、一方の電気ヒータにだけ電力を供給するので、湯の温度上昇が緩やかになる。この間に、加熱管内の湯が沸騰せずに貯湯タンクに移動する。
【0013】
また、第2の発明により、温度検出手段が、対流力不足による湯の温度上昇を検出すると、制御手段は、所定の電力より少ない電力を電気ヒータに供給する。これにより、加熱管内の湯が沸騰せずに貯湯タンクに移動する。
【0014】
【実施例】
次に、この発明の実施例を、図面を用いて説明する。
【0015】
[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、温度検出手段としての温度センサ4、加熱管10および制御手段20を備える。また、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。
【0016】
この電気温水器の貯湯タンク1と上部管2と下部管3とは、図6の電気温水器と同じものなので、説明を省略する。
【0017】
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。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。電気ヒータ12,13に電気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。
【0018】
温度センサ4は、貯湯タンク1の上部に取り付けられ、貯湯タンク1内の上部の湯温を検出する。そして、検出した湯温を制御部22に送る。この温度センサ4として、サーミスタやIC温度センサなどがある。
【0019】
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。
【0020】
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。制御部22は、温度センサ4が検出した湯温があらかじめ設定された温度より低いと、切替え部23を制御して、電気ヒータ12,13に電力を供給する。また、温度センサ4が検出した湯温が設定温度より高いと、電気ヒータ12だけに電力を供給し、電気ヒータ13を非通電状態にする。
【0021】
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にだけ供給するのか、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切り替えをする。
【0022】
次に、実施例1の動作を説明する。
【0023】
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のフローチャートに示す制御に従って、両方の電気ヒータ12,13への通電を開始する(ステップS1)。これにより、湯が沸き、所定温度の高温水101が自然対流で貯湯タンク1の上部に貯えられる。
【0024】
設定量の湯が沸くと、制御部22は、電気ヒータ12,13をオフにして(ステップS2)、湯を沸かすための制御を終了する。
【0025】
また、ステップS2で、設定量の湯が沸かない場合に、高温水101が位置103(図1)付近にくると、自然対流による対流力が弱くなる。
【0026】
これにより、加熱管10内の湯が沸いて、ワックス弁51が開状態になっても、湯は、加熱管10から貯湯タンク1に速やかに移動せず、電気ヒータ12,13でさらに加熱される。これにより、湯温が上昇し、この温度上昇した湯が貯湯タンク1の上部に移動する。温度センサ4は、この湯温を検出して、制御部22に送る。
【0027】
制御部22は、温度センサ4で検出した湯温が設定温度T1以上になると(ステップS3)、切替え部23を制御して、電気ヒータ13への電力供給を停止する(ステップS4)。これにより、加熱管10内部での湯に対する加熱が緩やかになり、加熱管10内の湯の沸き過ぎが防止される。そして、湯は、沸騰することなく、自然対流で貯湯タンク1に貯えられる。
【0028】
設定された量の湯が沸くと(ステップS5)、制御部22は、切替え部23を制御して、電気ヒータ12への電力供給を停止する(ステップS6)。
【0029】
このようにして、制御部22は、対流力が弱くなったとき、加熱管10からの湯の温度に基づいて、電気ヒータ12と電気ヒータ13との通電を制御するので、加熱管10内での湯の沸き過ぎを防止できる。これにより、湯を沸騰させることなく、設定された量の湯を貯湯タンク1内に貯めることができる。
【0030】
また、加熱管10内の湯の沸騰を防止するので、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。
【0031】
[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、温度検出手段としての温度センサ4、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。
【0032】
実施例2の貯湯タンク1、上部管2、下部管3および温度センサ4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。
【0033】
加熱管30には、ワックス弁31が設けられていると共に、図6の電気温水器の加熱管と同じように、1つの電気ヒータ32が設けられている。
【0034】
制御部42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、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、例えば通電開始時刻、通電時間、沸かす湯量などがある。制御部42は、温度センサ4が検出した湯温があらかじめ設定された温度より低いと、電力制御部43を制御して、電気ヒータ32に定格電力を供給する。また、温度センサ4が検出した湯温が設定温度より高いと、定格より少ない電力を供給する。
【0035】
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。
【0036】
次の実施例2の動作について説明する。
【0037】
電気ヒータ32に対する通電開始時刻になると、制御部42は、図5のフローチャートに示す制御に従って、電気ヒータ32への通電を開始する(ステップS11)。これにより、湯が沸き、所定温度の高温水101が自然対流で貯湯タンク1の上部に貯えられる。
【0038】
設定量の湯が沸くと、制御部42は、電気ヒータ32をオフにして(ステップS12)、湯を沸かすための制御を終了する。
【0039】
また、ステップS12で、設定量の湯が沸かない場合に、高温水101が位置103(図4)付近にくると、自然対流による対流力が弱くなる。
【0040】
これにより、加熱管30内の湯が沸いて、ワックス弁31が開状態になっても、湯は、加熱管30から貯湯タンク1に速やかに移動せず、電気ヒータ32でさらに加熱される。これにより、湯温が上昇し、この温度上昇した湯が貯湯タンク1の上部に移動する。温度センサ4は、この湯温を検出して、制御部42に送る。
【0041】
制御部42は、温度センサ4で検出した湯温が設定温度T1以上になると(ステップS13)、電力制御部43を制御して、定格より少ない電力を電気ヒータ32に供給する(ステップS14)。これにより、加熱管30内部での湯に対する加熱が緩やかになり、加熱管10内の湯の沸き過ぎが防止される。そして、湯は、沸騰することなく、自然対流で貯湯タンク1に貯えられる。
【0042】
設定された量の湯が沸くと(ステップS15)、制御部42は、電力制御部43を制御して、電気ヒータ32への電力供給を停止する(ステップS16)。
【0043】
このようにして、制御部42は、対流力が弱くなっると、加熱管30からの湯の温度に基づいて、電気ヒータ32への電力供給を制御するので、加熱管30内での湯の沸き過ぎを防止できる。これにより、湯を沸騰させることなく、設定された量の湯を貯湯タンク1内に貯めることができる。
【0044】
また、加熱管30内の湯の沸騰を防止するので、ワックス弁31の特性の劣化を防止でき、寿命を延ばすことができる。
【0045】
【発明の効果】
以上、説明したように、第1の発明は、湯の対流力が弱くなった場合、加熱管内の湯が貯湯タンクに移動するとき、加熱管内の湯の温度がさらに上昇すると、一方の電気ヒータにだけ電力を供給するので、加熱管内の湯の沸騰を防止できる。
【0046】
また、第2の発明は、加熱管内の湯の温度がさらに上昇すると、電気ヒータに供給する電力を減らすので、加熱管内の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。
【符号の説明】
1 貯湯タンク
2 上部管
3 下部管
4 温度センサ
10 加熱管
10A 流出口
20 制御手段
Claims (3)
- 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、前記貯湯タンク下部と前記加熱管下部とを連結する下部管と、前記加熱管の流出口と前記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、
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、
前記貯湯タンク上部の湯温を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段が検出した湯温が設定温度より低いときに、前記2つの電気ヒータに通電し、前記温度検出手段が検出した湯温が設定温度より高くなると、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する制御手段とを有することを特徴とする電気温水器。 - 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、前記貯湯タンク下部と前記加熱管下部とを連結する下部管と、前記加熱管の流出口と前記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、
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、
前記貯湯タンク上部の湯温を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段が検出した湯温が設定温度より低いときに、所定の電力を前記電気ヒータに供給し、前記温度検出手段が検出した湯温が設定温度より高くなると、所定の電力より少ない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。 - 前記温度流量制御弁は、ワックス弁であることを特徴とする請求項1または2記載の電気温水器。
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JP21449593A Expired - Fee Related JP3693682B2 (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 電気温水器 |
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1993
- 1993-08-30 JP JP21449593A patent/JP3693682B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH0763415A (ja) | 1995-03-10 |
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