JPH0222591Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は沸騰検出装置を備えた電気湯沸器に関
する。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

家庭や事務所などにおいて湯湯用として用いら
れる電気湯沸器において、湯水を溜めるタンクに
湯水を加熱する電気ヒータを設け、タンクに湯水
を供給する給水管を設けるとともにタンクから加
熱された湯水を取り出す出湯管を設け、さらにタ
ンク内部に湯水が許容量以上溜つた時に湯水をタ
ンク外部に排出するオーバフロー管を設けたもの
がある。

従来、この型式の電気湯沸器において湯水の温
度を調節するために、タンク内部の湯水の温度を
検知する通常の温調サーモスタツトを設け、温調
サーモスタツトが湯水の温度に応じて電気ヒータ
の通電を制御するものがある。

しかし、この電気湯沸器では、前記温調サーモ
スタツトの温度設定がラフであり温度制御の信頼
性に問題がある。

そこで、従来の電気湯沸器では、オーバフロー
管のタンクの外部に突出する部分の管壁に沸騰検
知サーモスタツトを取付け、沸騰検知サーモスタ
ツトがオーバフロー管の管壁の温度を検知して電
気ヒータ通電を制御するものがある。

すなわち、タンク内の湯水が沸騰して蒸気が発
生すると、この蒸気がタンク内部からオーバフロ
ー管の内部に進入する。蒸気が進入するとオーバ
フロー管の管壁が蒸気の熱により加熱されて管壁
の温度が通常の温度から上昇する。こ管壁の温度
が上昇したことを沸騰検知サーモスタツトで検知
し、タンク内の湯水が沸騰したことを推定して電
気ヒータをオフにして湯水に対する加熱を停止す
る。そして、オーバフロー管の管壁の温度が通常
の温度に低下した時に、これを沸騰検知サーモス
タツトが検知し、タンク内の湯水の沸騰が停止し
たことを推定して電気ヒータをオンにして、湯水
に対する加熱を停止するものである。

なお、沸騰検知サーモスタツトの検知温度範囲
は例えば45℃〜60℃である。これは次の理由によ
る。45℃はオーバフロー管のタンクから延出した
部分（沸騰サーモスタツトを設けた部分）の通常
の温度および周囲の温度を考慮して設定する。

タンク内の湯水が沸騰して発生した蒸気はオー
バフロー管の内部に進入して管壁に接触すると冷
却されて温度降下し凝縮する。このため、オーバ
フロー管のタンクから延出した部分（沸騰検知サ
ーモスタツトを設けた部分）では蒸気により熱せ
られて上昇する温度は約60℃程度である。

しかし、この電気湯水器には次に述べる問題が
ある。

沸騰検知サーモスタツトがオーバフロー管の温
度上昇を検出して電気ヒータをオフにしてタンク
の湯水の加熱を停止すると、管壁の温度が蒸気の
温度降下に合せて沸騰検知サーモスタツトの動作
上限温度から通常の温度まで短時間で降下する。

このため、電気ヒータがオフされた後に、短時
間の間に沸騰検知サーモスタツトがオーバフロー
管の温度降下を検出して電気ヒータをオンにし、
再びタンクの湯水を加熱する。そして、タンクの
湯水は電気ヒータにより加熱されて短時間で沸騰
して蒸気を発生する。

このように従来の電気湯沸器は湯水の温度制御
に伴う電気ヒータの電源回路の開閉が短い間隔で
頻繁に行なわれ、これに伴いタンク内の湯水が短
い間隔で沸騰を頻繁に繰返す。これによりタンク
の湯水から多くの蒸気が発生し、蒸気発生のため
の潜熱が消費されるので熱量的に大変不経済であ
る。

また、タンクなどに多くのスケールが付着し湯
沸器の寿命を短くしている。

〔考案の目的〕

本考案は前記事情に基づいてなされたもので、
湯水が短い間隔で頻繁に沸騰することを防止して
経済性を高めた電気湯沸器を提供するものであ
る。

〔考案の概要〕

本考案の電気湯沸器は、タンク、電気ヒータ、
出湯管、給水管およびオーバフロー管を備えたも
のにおいて、温調サーモスタツトと、オーバフロ
ー管に取付けた沸騰検知サーモスタツトと、温調
サーモスタツトのヒータ電源開放動作と前記沸騰
検知サーモスタツトのヒータ電源閉成動作とが組
合さつた時に前記電気ヒータの電源回路を閉成
し、前記温調サーモスタツトのヒータ電源開放動
作と前記沸騰検知サーモスタツトのヒータ電源開
放動作が組合さつた時に前記電気ヒータの電源回
路を開放し、前記温調サーモスタツトのヒータ電
源閉成動作と沸騰検知サーモスタツトのヒータ電
源閉成動作が組合さつた時に前記電気ヒータの電
源回路を閉成する制御回路と、この制御回路によ
り形成される通電路を開閉するスイツチとを具備
するものである。

〔考案の実施例〕

以下本考案を図面で示す実施例について説明す
る。

第１図および第２図は本考案の一実施例を示す
もので、第１図は電気湯沸器の構造を、第２図は
電気ヒータの電気回路を示している。

図中１は湯水２を溜めるタンク、３はタンク１
の内底部に設けられた湯水２を加熱する電気ヒー
タ、４はフロート５を備えたタンク給水用のポー
ルタツプ、６は電気ヒータ３に加熱された湯水２
をタンク１外部へ取り出す出湯管、７はタンク１
内部の許容量以上の湯水２をタンク１外部に排出
するオーバフロー管である。図中１１はタンク１
内部の通常の湯温を制御する温調サーモスタツト
で、これはタンク１底部に設けて感熱部１１ａを
タンク１内部に突出してある。１２はタンク１内
部の湯の沸騰を検出する自動復帰形の沸騰検知サ
ーモスタツトで、これはタンク１底部に設けてあ
る。このサーモスタツト１２の感熱部１２ａはタ
ンク１底部の下方に突出するオーバフロー管７の
管壁部に取付けてある。１３は空焼を防止するた
めの手動復帰形の過昇温防止サーモスタツトであ
る。なお、温調サーモスタツト１１の設定温度範
囲は30〜90℃。沸騰検知サーモスタツト１２の設
定温度は45〜60℃（60℃は温水温度100℃に対応
したオーバフロー管７の温度である。）、過昇温防
止サーモスタツト１３の温度設定範囲は110℃で
ある。

次に電気ヒータ３の電源回路について述べる。

３相電源の各相Ｒ，Ｓ，Ｔの端子には、電磁接
触器１４の常用の接点１４Ａを介して各々電気ヒ
ータ３が接続される。Ｒ相端子とＴ相端子との間
には、温調サーモスタツト１１、過昇温防止サー
モスタツト１３および電磁接触器１４が直列に接
続される。温調サーモスタツト１１の両端間に、
沸騰スイツチSW、沸騰検知サーモスタツト１２
および電磁接触器１４の常開の補助接点１４ａの
直列回路が接続してある。沸騰スイツチSWはタ
ンク１の下方に設けられる。なお、WL、RLお
よびGLは電気ヒータ３、過昇温防止サーモスタ
ツト１３および沸騰検知サーモスタツト１２の動
作を表示する表示灯である。

このように構成した電気湯沸器における動作に
ついて第４図を参照して説明する。温調サーモス
タツト１１が投入されると、通常過昇温防止サー
モスタツト１３は閉じているために電磁接触器１
４、過昇温防止サーモスタツト１３および温調サ
ーモスタツト１１を結ぶ回路が閉じる。このため
電磁接触器１４が動作して接点１４Ａおよび補助
接点１４ａを閉じる。さらに、沸騰スイツチSW
を投入すると、沸騰スイツチSW、沸騰検知サー
モスタツト１２および電磁接触器１４の補助接点
１４ａを結ぶ回路が閉じる。電磁接触器１４の接
点１４Ａが閉じると電気ヒータ３がオン状態にな
り、タンク１内部の湯水２を加熱する。湯水２が
温調サーモスタツト１１の上限設定温度まで上昇
すると、温調サーモスタツト１１が開放する。

しかし、沸騰スイツチSW、沸騰検知サーモス
タツト１２および補助接点１４ａの回路が閉じて
いるので電気ヒータ３はオフにならない。湯水２
が沸騰点まで温度上昇して沸騰すると、この沸騰
により生じた水蒸気がオーバフロー管７を通つて
タンク１外部へ排出される。このため、オーバフ
ロー管７は蒸気により加熱されて管壁の温度が上
昇する。ここで、沸騰検知サーモスタツト１２は
蒸気により加熱されたオーバフロー管７の管壁温
度が60℃に上昇すると、この温度を検知して開放
動作する。これによりタンク１の湯水２が沸騰点
に達したことを検知できる。そして、電磁接触器
１４は非導通状態となり接点１４Ａおよび補助接
点１４ａを開放する。これにより電気ヒータ３が
オフ状態となり湯水２の沸騰が停止する。その後
オーバフロー管７の蒸気が冷却されて凝縮し温度
降下することにより、オーバフロー管７の管壁温
度が低下すると、沸騰検知サーモスタツト１２が
閉じる。しかし、電磁接触器１４の補助接点１４
ａが開放しているので、電磁接触器１４が動作せ
ず電気ヒータ３がオン状態にならない。次いで、
湯水２の温度が温調サーモスタツト１１の設定温
度範囲まで下降すると、温調サーモスタツト１１
が閉じる。これにより電磁接触器１４が動作して
接点１４Ａおよび補助接点１４ａを閉じるので、
電気ヒータ３がオン状態となり再び湯水２を加熱
する。また、補助接点１４ａが閉じることによ
り、沸騰スイツチSW、沸騰検知サーモスタツト
１２および補助接点１４ａの回路が閉じ、湯水２
が再び沸騰点まで温度上昇する場合に備える。

従つて、タンク１内部の湯水２は沸騰点まで温
度上昇すると、一旦温調サーモスタツト１１の設
定温度範囲まで温度降下し、その後に沸騰点まで
温度上昇することになる。

すなわち、この電気湯沸器は、温調サーモスタ
ツト１１がヒータ電源開放動作している時に沸騰
検知サーモスタツト１２がヒータ電源開放動作す
ることによつて電気ヒータ３の電源回路を開放
し、その後沸騰検知サーモスタツト１２がヒータ
電源閉成動作しても電気ヒータ３の電源回路の開
放を保持し、温調サーモスタツト１１がヒータ電
源閉成動作することにより電気ヒータ３の電源回
路を閉成するものである。

このようにするとタンク１内部の湯水２は電気
ヒータ３により加熱されて沸騰点と温調サーモス
タツト１１の設定温度との間の範囲に温度が保持
され、且つ湯水２が沸騰する間隔が大きくなる。

従つて、従来の場合に比して湯水２が頻繁に沸
騰するために要する熱量が減少して経済性が向上
するとともに、スケールがタンクなどに付着する
度合が減少する。

なお、沸騰検知サーモスタツト１２は手動復帰
形のものを用いるようにしてもよい。

第３図は他の実施例における電気ヒータ３の電
源回路を示している。図中２１は温調部で、これ
は温調サーモスタツトTH、湯温設定ダイアル
VR、抵抗R₁，R₂で構成される。この温調部２１
は湯温設定ダイアルVRで湯温を設定し、温調サ
ーモスタツトTHで湯温を測定するものである。
IC₁はオペレーシヨナルアンプで、これは湯温設
定ダイアルVRで設定した湯温と温調サーモスタ
ツトTHで測定した湯温を比較しその差を出力す
るものである。２２は出力部で、これは沸騰検知
サーモセンサBT、沸騰スイツチSW、温調リレ
ーMR、オペレーシヨナルアンプIC₂、ダイオー
ドD₁，D₂，D₃、スイツチングトランジスタTR₁、
抵抗R₃，R₄，R₅，R₆，R₇，R₈，R₉で構成され
る。この出力部２２ではオペレーシヨナルアンプ
IC₂がオペレーシヨナルアンプIC₁からの温調信号
と沸騰検知サーモセンサBTで検知した温度とを
比較してその差を出力する。この出力はダイオー
ドD₁〜D₃からなるDTL回路に送られ、このDTL
回路はスイツチングトランジスタTR₁を制御し、
これにより温調リレーMRをオン−オフする。沸
騰サーモセンサBTおよびオペレーシヨナルアン
プIC₂は、抵抗R₉，R₇およびダイオードD₃により
フイードバツクがかけられ、沸騰検知サーモスタ
ツトBTが復帰しても、温調回路が復帰するまで
温調リレーMRはオンせず、電気ヒータ３の回路
は通電されない。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案の電気湯沸器は、通
常の温度制御を行なう温調サーモスタツト沸点の
制御を行なう沸騰検知サーモスタツトと制御回路
とを組合せて、湯沸器全体として大きなヒステリ
シス特性をもたせ、この大きなヒステリシス特性
によつてタンク内の湯水の温度制御に伴う電気ヒ
ータの電源回路の開閉の間隔を広げ、湯水の沸騰
の間隔を広げることができる。従つて、湯水の温
度制御に伴う熱量の消費が少なくなり経済的であ
り、またスケールがタンクなどに付着する割合が
小さくなり電気湯沸器の寿命が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の電気湯沸器の一実施例を示す
縦断面図、第２図は同実施例における電気ヒータ
の電源回路を示す回路図、第３図は他の実施例に
おける電気ヒータの電源回路を示す回路図、第４
図は第１図に示す実施例における湯水温度とサー
モスタツト、電気ヒータの動作との関係を示す線
図である。 １……タンク、２……湯水、３……電気ヒー
タ、５……ボールタツプ、６……出湯管、７……
オーバフロー管、１１……温調サーモスタツト、
１２……沸騰検知サーモスタツト、１３……過昇
温防止器、１４……電磁接触器、１４Ａ……接
点、１４ａ……補助接点。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 湯水を溜めるタンクと、このタンクに設けられ
   た前記湯水を加熱する電気ヒータと、このタンク
   に設けられ前記湯水を前記タンクから取出す出湯
   管と、前記湯水を前記タンクに供給する給水管
   と、前記タンク内の前記湯水が許容量以上になつ
   た時に前記タンクの外部に逃がすオーバーフロー
   管と、このオーバーフロー管のタンク外部に突出
   した部分に取付けられ前記タンク内の前記湯水が
   沸騰して発生した蒸気が前記オーバーフロー管に
   入りオーバーフロー管の管壁温度が上昇した時に
   前記湯水の沸騰に対応した管壁温度を検出して前
   記電気ヒータの電源回路を開放し且つ管壁温度が
   低下した時にこの管壁温度を検出して前記電気ヒ
   ータの電源回路を閉成する沸騰検知サーモスタツ
   トと、前記タンクの前記湯水の沸騰点以下で設定
   された温度範囲で動作し前記湯水が上限温度まで
   温度上昇したことを検出して前記電気ヒータの電
   源回路を開放するとともに、前記湯水が下限温度
   まで温度降下したことを検出して前記電気ヒータ
   の電源回路を閉成する温調サーモスタツトと、こ
   の温調サーモスタツトのヒータ電源開放動作と前
   記沸騰検知サーモスタツトのヒータ電源閉成動作
   とが組合さつた時に前記電気ヒータの電源回路を
   閉成し、前記温調サーモスタツトのヒータ電源開
   放動作と前記沸騰検知サーモスタツトのヒータ電
   源開放動作が組合さつた時に前記電気ヒータの電
   源回路を開放し、前記温調サーモスタツトのヒー
   タ電源閉成動作と前記沸騰検知サーモスタツトの
   ヒータ電源閉成動作が組合さつた時に前記電気ヒ
   ータの電源回路を閉成する制御回路と、この制御
   回路により形成される通電路を開閉するスイツチ
   とを具備してなる電気湯沸器。