JP3960296B2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は自動給水される給湯装置に関するものである。

従来の給湯装置は図６に示すように、水を貯蔵する容器１０３を有する本体と、容器１０３内の水を加熱するヒーター１０４と、水道管１０１から分岐部材１０２にて分岐し容器１０３へ給水する給水経路１０５と、容器１０３への給水を断通させる給水弁１０６と、給水経路１０５内に設けた流量センサ１０７とを有し、容器１０３への給水は流量センサ１０７にて計量した一定量の水が複数回数出るように給水弁１０６を開閉させる給湯装置となっている（例えば、特許文献１参照）。

また、図６に示すように給水された水を一度溜める給水バッファ１０８に溜め、給水バッファ１０８底部より通水パイプ１０９を通して容器１０６底面に徐々に滴下通水され、少量の水がゆっくり連続的に容器１０３の底部に供給され、かつヒーター１０４は通電し続けているので容器１０３への給水時も水温が急に下がることがない構成となっている。
特開２００３−１１４０５４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、図６に示したように容器１０３内の湯を使用して水量が減少すると、水量センサ１１０が水量を検出し、自動で給水弁１０６を開き、水道管１０１から給水パイプ１１１を通して容器１０３内に断続的に水量センサ１１０が上限位置を検出するまで自動給水され、水がヒーター１０４で加熱・保温されることにより、最終的には最大貯水量に達するまで湯沸かしが継続され、最大貯水量で保温される。

このように上記構成の従来の給湯装置では、使用後も常に一定の最大貯水量で保温するため、最大貯水量に相当する最大の沸かし電力及び保温電力を消費してしまうという課題があった。

本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、使用状況に合わせ任意に沸かし時及び保温時の電力量を低減することができる給湯装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために本発明は、自動で給水する機能を有する給湯装置であって、前記容器内の最大貯水量を選択的に可変できるようにし、最適な水量を選択できるようにすることで、自動給水の給湯装置の利便性を保ちながら電力量を低減する給湯装置である。

また、容器内に、最大貯水量によって可動する移動式内蓋を備えた給湯装置とすることにより、容器内で貯湯量が少ないときには内蓋を下げて放熱を減少させることで、保温電力量を減少させることができる。

また、容器内の水位に追随して可動するフロート式の内蓋を備えた給湯装置とすることにより、容易に容器内において湯の水位に伴い内蓋を移動させることができるようになり、放熱を減少させることで、保温電力量を減少させることができる。

本発明の給湯装置は、自動給水の給湯装置の便利性を保ちながら電力量を低減することができる。

第１の発明は、水を貯蔵する容器と、容器内に、最大貯水量によって可動する移動式内蓋と、前記容器内の水を加熱するヒーターと、前記容器へ給水する給水経路と、前記容器への給水を断通させる給水弁と、前記容器内の水を導出するポンプと、加熱された水を前記ポンプで外部へ導く出湯経路と、前記容器内の複数の水位を検知する水位検知手段と、前記容器内の水温を検知する温度検知手段とを備え、前記容器への給水を前記水位検知手段の検知結果に応じて前記給水弁を制御し最大貯水量まで自動で給水する機能を有するとともに、前記容器内の最大貯水量を選択的に可変できる給湯装置であって、前記容器内の最大貯水量を選択的に可変できる給湯装置としたことにより、最適な水量を選択できるようになり、無駄な湯沸かしや保温電力が削減できる。

また、容器内で貯湯量が少ないときには内蓋を下げて放熱を減少させることで、保温電力量を減少させることができる。

第２の発明は、水を貯蔵する容器と、前記容器内の水位に追随して可動するフロート式の内蓋と、前記容器内の水を加熱するヒーターと、前記容器へ給水する給水経路と、前記容器への給水を断通させる給水弁と、前記容器内の水を導出するポンプと、加熱された水を前記ポンプで外部へ導く出湯経路と、前記容器内の複数の水位を検知する水位検知手段と、前記容器内の水温を検知する温度検知手段とを備え、前記容器への給水を前記水位検知手段の検知結果に応じて前記給水弁を制御し最大貯水量まで自動で給水する機能を有するとともに、前記容器内の最大貯水量を選択的に可変できる給湯装置とすることにより、容易に容器内において湯の水位に伴い内蓋を移動させることができるようになり、放熱を減少させることで、保温電力量を減少させることができる。

第３の発明は、特に第１または第２の発明において、断熱材を有する内蓋で構成した給湯装置とすることにより、放熱を減少させることで、さらに保温電力量を減少させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における、給湯装置の全体図を示すものである。

第１の実施の形態について説明する。

キッチンユニット２内に配された水道管１より分岐部材３によって分岐されている。給湯装置の加熱ユニット本体４の内部には水道水を収容している容器５と、容器５の底部には収容した水道水を過熱するための加熱手段であるところのヒーター６が取付けられている。

容器５内の水温を検知するための温度検知手段７（以下「湯温センサー」と称す）が設けられ、制御回路８によって湯温センサー７からの情報を取り込んでヒーター６をＯＮ−ＯＦＦ制御することによって湯沸かし及び所定の水温での保温を行う。

容器５への給水を断通させる給水弁９と、給水経路１０を介して容器５に給水する。

容器５内の湯を、水栓ユニット１１に圧送するポンプ１２は、その吸込み口は容器５の底部に配された吸込み管Ａ１３と吸込み管Ｂ１４の２箇所設けられ、吸込み口切換弁１５を切り換えることでどちらかの吸込み管から吸込むかを選択することができる。

そして、ポンプ１２は、出湯経路１６を介して水栓ユニット１１の出湯口１７に接続されている。

水栓ユニット１１に設けられた出湯スイッチ１８を操作してポンプ１２を運転及び吸込み口切換弁１５を切り換ることにより容器５内の湯がどちらかの吸込み口から導出されて、これを飲用或いは調理用として使用できるのである。

ここで、容器５内での複数の水位を検知する水位検知手段１９（以下「水位センサー」と称す）は、導電性材質からなるコモン電極棒２０をはじめとする複数の電極棒を有している。

容器５内の水面の昇降によって、コモン電極棒２０と水を介して電気的な接続の有無、つまりコモン電極棒２０と各電極棒間に流れる電流の変化を制御回路で判断することによって水位を検知する。

給水は、自動で行われるが、一時的に貯めて、容器５内に徐々に水を投入するための給水バッファ２１で、水受け部２２とそれに接合されている滴下パイプ２３から構成されており、給水された水道水は一旦水受け部２２に貯められた後、滴下パイプ２３を通って容器５の底部に徐々に投入される。

滴下パイプ２３下端の開口２４の位置は吸込み管Ａ１３上端の開口２５の位置よりも低い位置に設定してあるため保温中或いは湯沸かし中の湯の導出と、給水とが同時であっても、ポンプ１２が、給水されたばかりの冷たい水を吸込むことがないため、湯を使いながら湯沸しすることが実使用上問題なく行えるので、待ち時間を殆どなくすことができるのである。

また、容器５の底部に吸込み管Ｂ１４上端の開口２６を略底部（吸込み管Ａ１３上端の開口２５の位置よりも低い位置）に設け、吸込み管Ｂ１４はポンプ１２及び吸込み口切換弁１５を経て、出湯経路１６に接続している。

そして、開口２６が容器５の略底部に設けられているため、容器５内の湯を排水するときに残水の量を低減することができるのである。

図２は水位センサー１９を容器５内側より見た図、図３は水位センサー１９を図２のＡから見た図である。

水位センサー１９の本体部（図示せず）は電気絶縁性及び、耐熱・耐蒸気性に優れた種類の樹脂材料からなり、コモン電極棒２０をはじめとする複数の電極棒をインサート成形し、水位センサー１９の本体部と電極棒は一体となった状態になっている。

コモン電極棒２０のはじめとする各電極棒は、容器５内に臨んでから一定の距離の間、略水平方向に伸長した後、各々の水位検知位置まで略鉛直下方に伸長している。

また、図３において、コモン電極棒２０以外の電極棒について述べる。第１の電極棒２７で容器５内の水がなくなり、空焚き状態になるのを防止する給水検知用の電極である。

第２、第３、第４、第５の電極棒は、２８、２９、３０、３１で各々の電極棒で下位、中位、やや上位、上位の水位を検知する電極である。

そして、下位、中位、やや上位、上位の水位の中から選択された最大貯水量まで給水し、制御回路８によって水位センサー１９からの情報を取り込んで給水弁９を制御するため、必要以上の無駄な水を給水することを防止し、無駄な湯沸かしや保温電力を削減することができるのである。

尚、容器５への自動給水には、最大貯水量から所定水量に減少した、あるいは所定水量に達した時点で給水する方式と、給水後は、常に最大貯水量まで給水する方式等があるが、どちらの方式でも湯沸かしや保温電力を同様に削減することができる。

また任意に選択可能な容器５内の最大貯水量及び選択した最大貯水量を表示する表示部３２と水量選択を行う操作部３３とを備えた表示操作部３４を設けることで、選択したい水量及び選択した水量も確認できるため間違いのない選択ができる。

たとえば、水栓ユニット１１に表示部３２としてＬＥＤライトあるいは液晶画面を設けて、任意に選択できる最大貯水量と選択した最大貯水量とをＬＥＤライトでの点滅表示と点灯表示のそれぞれで表示することあるいは液晶画面上にて表示することで、間違いのないスムーズな選択ができる。

尚、水位の検知手段として水位センサー１９を複数の電極により行う方式としたが、水位を検知することが可能ならば別の方式でもよく、容器５外に設けてもよい。

また、３５は第６の電極棒で、異常高水位を検知する電極である。

また、滴下パイプ２１の径以上の穴３６を有し、滴下パイプ２１がこの穴に挿入された内蓋３７が設けられている。

また、内蓋３７には水位センサー１９の電極棒に当たらないように寸法余裕も有しており、比重が１未満である樹脂あるいは浮力を受けて浮くことができる構成のステンレス材料からなり、水面に浮かべられる。

このような内蓋３７で水面を覆い水面から容器５上部空間へ伝わる熱を遮熱することにより、保温電力量を低減することができる。

そして、内蓋３７を水面に浮かべるフロート式としたことで水面の変化に付随して内蓋の位置を自動的に変えることができる。

尚、内蓋３７は、フロート式でなくても、最大水量の違いで移動できる構成であればよく、発砲ポリポロピレンのような熱伝導が低い樹脂材料からなるあるいは空気もしくは真空層からなる断熱材を有する構成であればさらに保温電力を低減することができる。

尚、また滴下パイプ２３の下端にリブ３８を設けることで、水位減少したときに内蓋３７が下がり容器５の底部で裏面にヒーター６がある高温部に接触することを防止できる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態における、給湯装置の全体図を示すものである。

実施の形態２は、実施の形態１の給水バッファ、滴下パイプがなく容器４１内に直接水を投入して、容器４１略底部に吸込み管４２を１つだけ設け、吸込み管４２はポンプ４３を経て、出湯経路４４に接続される構成とっており、これら以外の構成については、実施の形態１の給湯装置と同様であるので説明を省略する。

このような実施の形態２の給湯装置は、湯を使いながら湯沸しすることが実使用上行えないが、実施の形態１の給湯装置同様に、容器への給水を最大貯水量まで自動で給水する機能を有し、容器内の最大貯水量を選択的に可変できるため、最適な水量を選択できるようになり、無駄な湯沸かしや保温電力が削減できる。

また、容器４１内にはフロート式の内蓋４５が設けられ、内蓋４５は水位センサーの電極棒に当たらないように寸法余裕を有している。

実施の形態１の給湯装置同様に、内蓋４５で水面を覆い水面から容器４１内上部空間へ伝わる熱を遮熱することにより、保温電力量を低減することができる。

尚、実施の形態１及び２とも電極棒に当たらないように寸法余裕を設けているが、容器４１の外側に水位検知部を設ける構成とすれば当然内蓋４５の寸法余裕は必要ない。

（参考の形態１）
図５は、本発明の第１の参考の形態における、給湯装置の全体図を示すものである。

参考の形態１は、給水弁５１と容器５２との間に切換弁５３を備え、給水弁５１と切換弁５３との間に水道水を浄水する浄水部５４とを備え、切換弁５３から浄水された水を外部へ導く浄水経路５５を備え、ヒーター５６の通電を任意に入切できるスイッチ５７、浄水吐出スイッチ５８とを備えたものであり、これら以外の構成は、給水バッファ５９、滴下パイプ６０、水位センサー６１、吸込み口切換弁６２、吸込口Ａ６３、ポンプ６４、吸込口Ｂ６５、湯温センサー６６、給水経路６７、出湯経路６８、出湯スイッチ６９、内蓋７０を備えており、実施の形態１の給湯装置とほぼ同じ構成である。

このような参考の形態１の給湯装置は、スイッチ５７を設けているため、スイッチ５７によりヒーター５６の通電を切った状態でも浄水吐出スイッチ５７を押すことで浄水を供給することができるようになり、湯の利用がない場合に、保温電力量をゼロにすることができる。

また、ヒーター５６の通電を切らずに常に貯湯した状態で使用することもできる。

また、自動給水する開始時間を任意に設定できるタイマー機能を備え、容器５２内に水が残っていることを水位センサー５８にて検知した場合に自動排水を実施してから容器内に水を自動供給することにより、常に貯湯していなくても利用したい時間には湯を貯湯し、湯が利用できるため電力量の低減が図れ、しかも浄水して沸きたった直後の新鮮な湯を設定した時間に提供できるようになる。

尚、湯を頻繁で大量に使用される方で常に貯湯したい場合には、タイマー機能をＯＦＦして使用することもできる。

本発明の給湯装置は、自動給水の給湯器の電力量低減に関する内容なので、ビルトインタイプに限らず、据置タイプや卓上タイプ等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における給湯装置の全体図 水位検知手段（水位センサー）を示す拡大図 図２のＡから見た水位検知手段（水位センサー）を示す拡大図 本発明の実施の形態２における給湯装置の全体図 本発明の参考の形態１における給湯装置の全体図 従来の給湯装置の全体図

符号の説明

５、４１、５２ 容器
６、５６ ヒーター
７、６６ 温度検知手段（湯温センサー）
９、５１ 給水弁
１０、６７ 給水経路
１２、４３、６４ ポンプ
１６、４４、６８ 出湯経路
１９、６１ 水位検知手段（水位センサー）
３５ 表示操作部
３７、４５、７０ 内蓋
５３ 切換弁
５４ 浄水部
５５ 浄水経路
５７ スイッチ

Claims (3)

1. 水を貯蔵する容器と、前記容器内に、最大貯水量によって可動する移動式内蓋と、前記容器内の水を加熱するヒーターと、前記容器へ給水する給水経路と、前記容器への給水を断通させる給水弁と、前記容器内の水を導出するポンプと、加熱された水を前記ポンプで外部へ導く出湯経路と、前記容器内の複数の水位を検知する水位検知手段と、前記容器内の水温を検知する温度検知手段とを備え、前記容器への給水を前記水位検知手段の検知結果に応じて前記給水弁を制御し最大貯水量まで自動で給水する機能を有するとともに、前記容器内の最大貯水量を選択的に可変できる給湯装置。
2. 水を貯蔵する容器と、前記容器内の水位に追随して可動するフロート式の内蓋と、前記容器内の水を加熱するヒーターと、前記容器へ給水する給水経路と、前記容器への給水を断通させる給水弁と、前記容器内の水を導出するポンプと、加熱された水を前記ポンプで外部へ導く出湯経路と、前記容器内の複数の水位を検知する水位検知手段と、前記容器内の水温を検知する温度検知手段とを備え、前記容器への給水を前記水位検知手段の検知結果に応じて前記給水弁を制御し最大貯水量まで自動で給水する機能を有するとともに、前記容器内の最大貯水量を選択的に可変できる給湯装置。
3. 断熱材を有する内蓋熱材で構成した請求項１または２に記載の給湯装置。

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