JPH04344067A - 電気温水器の加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シーズヒータなどの電
熱線を用いて給湯水を加熱する構成の貯湯式電気温水器
の加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の電気温水器の加熱装置（
以後総称してヒータと呼ぶ）１は、図３に示すように、
電熱線２を覆う管状の金属材料（以後総称してヒータパ
イプと呼ぶ）３に、金属の被膜（以後総称してメッキと
呼ぶ）４を１層だけほどこすか、またはメッキ４をしな
い状態（この場合ヒータパイプ３がステンレス鋼管のよ
うな合金であることが多い）で図４に示す蓄熱槽５に組
み込まれている。

【０００３】蓄熱槽５は、下部に設けた給水口８から給
水を行い、蓄熱槽５に蓄えた一定温度の給湯水を押し上
げて上部にある給湯口９から給湯するようにしている。 なおヒータ１は蓄熱槽５の下部に設けてあるので、ヒー
タ１より上の給湯水の温度はほぼ一定に保たれている。 すなわち、ヒータ１の近傍では給湯水の温度の比重差に
よる自然対流が常におきている。

【０００４】そして上記１層のメッキ４の被膜、または
合金材料からなるヒータパイプ３の防食に有効な成分が
ヒータパイプ３の表面に被膜を形成して、その被膜が長
期間給湯水に没し、かつ高温な状態におかれるヒータパ
イプ３を孔食などの金属腐食から防食するとともに、ヒ
ータパイプ３の孔食による再生不能に至る（絶縁劣化な
ど）ヒータ１の不良を防ぐようにしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のヒータの構成では、実用上水質の多様性に対応できな
いため、確実な防食作用が期待できなかった。すなわち
、給湯水中に含まれる塩素イオンのばらつき、給湯水の
硬度に左右されるヒータパイプ３の表面に付着する析出
物の量および給湯水のｐＨなどの腐食ファクターの複合
が思わぬ金属腐食の促進を促すという問題があった。

【０００６】特に比較的硬度が高く、かつ塩素イオンの
濃度が高い地域における、ヒータパイプ３の孔食は短期
間に発生し、絶縁劣化による漏電で電気温水器自体の機
能を失う（一般に電気温水器には安全性確保のため漏電
遮断器が装着されている）ばかりでなく、感電に至った
場合、人命に影響するという致命的な不良に発展しかね
ない問題を有していた。これは、１層のメッキ４にピン
ホールや亀裂があった場合、腐食因子が容易にヒータパ
イプへ達してしまうためである。

【０００７】本発明は上記問題を解決するもので、水質
・使用条件を選ばず、民生用にいかなる水質の防食にも
対応し、長期間に渡って安全に給湯水を沸き上げること
ができる電気温水器の加熱装置を提供することを目的と
している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の電気温水器の加熱装置は、以下の構成を備え
たものである。

【０００９】給湯水を貯える蓄熱槽と、前記蓄熱槽の内
部に前記蓄熱槽に貯えられた給湯水を加熱する加熱装置
とを備え、前記加熱装置は内部に電熱線を有し、その電
熱線を内包する外殻に異なる材質からなる、２つの層の
被膜をほどこしたものである。

【００１０】また、前記電熱線を内包する外殻は管状の
金属材料でまた２つの層からなる被膜の材料は前記管状
の金属材料より電気的に陽極の金属材料でそれぞれ構成
され、前記２つの被膜のうち前記管状の金属材料に接す
る側の被膜には低温の温度環境においても前記管状の金
属材料と容易に相互の特性を変化させるような融合をし
ない金属材料よりなる第１の被膜を、給湯水と接する側
の被膜には前記給湯水に没したとき容易に酸化し表面に
酸化膜を形成しうる金属材料よりなる第２の被膜をそれ
ぞれ用いたものである。

【００１１】

【作用】本発明は上記構成によって、給湯水中に含まれ
る塩素イオンのばらつき、給湯水の硬度に左右される外
殻（ヒータパイプ）の表面に付着する析出物の量および
給湯水のｐＨなどの腐食ファクターの複合に対応し、ヒ
ータパイプの金属腐食の促進を未然に防ぎ、多様な水質
条件に対して、再生不能な品質不良を確実に防止するこ
とができる。

【００１２】すなわち、腐食の主要因である塩素イオン
などヒータパイプを塩化化合物として溶解していくイオ
ンのアタック（腐食作用）から、２層の被膜でヒータパ
イプ表面との接触を防ぐ。また被膜の層にピンホールや
亀裂が存在していても、層の表面に給湯水の中で酸化膜
を形成するため酸化膜が塩素イオンなどの侵入を防止す
る作用をする。あわせて層を形成する材料にヒータパイ
プよりも電気的に陽極の材料を用いることで、前記２層
（酸化膜を含めて３層）の膜が万が一破壊されても、ヒ
ータパイプを覆っている材料が犠牲陽極となり、ヒータ
パイプよりも先に溶出しだすので、ヒータパイプ自身が
溶けだすことがなく、そのうちに前記の酸化膜が形成さ
れ再び塩素イオンによるアタック（腐食）を防ぐように
なる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面を参照して
説明する。なお従来例と同一のものは同一の符号を用い
説明を省く。

【００１４】図１および図２において、１１はヒータで
内蔵した発熱線１２に通電することで図４に示す蓄熱槽
５内の給湯水を加熱することができるようになっている
。発熱線１２は材料に銅を用いたヒータパイプ１３で覆
われている。このヒータパイプ１３と発熱線１２の電気
的な絶縁を保つために、酸化マグネシウムなどを用いた
充填剤１４が両者の間に均等に（一定の密度で）充填さ
れている。

【００１５】ヒータパイプ１３の外表面には、第１の被
膜１５ａとしてＮｉ（ニッケル）メッキが施され、さら
にその外側に第２の被膜１５ｂとしてＳｎ（すず）メッ
キが施されて、２つの層からなる被膜１５を形成してい
る。

【００１６】上記構成において第２の被膜１５ｂ（Ｓｎ
メッキ）が通常給湯水と接触しているが、給湯水に没し
た直後すずは酸化され不動態被膜を形成する。これで銅
材の腐食に最も関与する塩素イオンなどの腐食からヒー
タパイプ１３を保護するようになる。

【００１７】一方第１の被膜１５ａに用いたニッケルは
銅へのメッキ加工の相性がよいうえ、低温（約２５０℃
程度）では両材料が融合しないので、ヒータパイプ１３
の表面は加熱使用中であっても初期の加工状態を維持す
ることができる。仮に、このＮｉメッキ層にＳｎを用い
た場合、銅材料に溶けこんでしまい成分が調整されてい
ない合金となり、確実な防食効果が得られない場合があ
る。

【００１８】また、第２の被膜１５ｂのすずは銅に比べ
て電気的に陽極の材料であるため、犠牲陽極の役目を担
う。したがって万が一、ＮｉメッキとＳｎメッキが部分
的に破壊されても、しばらくの間はヒータパイプ１３を
構成する銅が溶出しない。そのうち第２の被膜１５ｂの
すずメッキがヒータパイプ１３の表面を覆うように広が
り、まんべんなく酸化されるので破壊された部分にも不
動態被膜が形成・修復され、ヒータパイプ１３の腐食を
防ぐはたらきをするようになる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の電気温水器
の加熱装置によれば、下記の効果が得られる。 （１）第２の被膜を容易に酸化される金属材料としてい
るので、表面に酸化膜による不動態被膜が生成されやす
い、この不動態被膜がヒータパイプの腐食の主要因であ
る塩素イオンなどの腐食から保護するので、長期間にわ
たってヒータパイプの腐食を防止する。 （２）万が一、２つの被膜が同時に部分的に破壊されて
も、両被膜の材料はヒータパイプの材料より電気的に陽
極な金属材料としているので、犠牲陽極の役割を果たし
、ヒータパイプの材料の溶出による腐食を防止するだけ
でなく、いずれ被膜が破壊されても、破壊された表面の
被膜部分にその被膜が溶出して表面に酸化膜による不動
態被膜を形成して修復機能を発揮するようになる。 （３）第２の被膜とヒータパイプの間に形成されている
第１の被膜は、低温（約２５０℃）の環境下においても
ヒータパイプの金属材料とは融合しないようにしている
ので、この種の加熱装置のヒータパイプの表面に第１の
被膜によるメッキをして実用加熱使用しても当初の特性
を維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電気温水器の加熱装置の要
部切り欠き断面図

【図２】（ａ）同加熱装置の正面図 （ｂ）（ａ）の下面図

【図３】従来の電気温水器の加熱装置の要部切り欠き断
面図

【図４】同電気温水器の蓄熱槽の部分切り欠き断面図

【符号の説明】

５　　蓄熱槽 １１　　ヒータ（加熱装置） １２　　発熱線 １３　　ヒータパイプ（外殻） １５　　被膜 １５ａ　　第１の被膜 １５ｂ　　第２の被膜

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　給湯水を貯える蓄熱槽と、前記蓄熱槽
   の内部に前記蓄熱槽に貯えられた給湯水を加熱する加熱
   装置とを備え、前記加熱装置は内部に電熱線を有し、そ
   の電熱線を内包する外殻に異なる材質からなる２つの層
   の被膜をほどこした電気温水器の加熱装置。
2. 【請求項２】　　電熱線を内包する外殻は管状の金属材
   料でまた２つの層からなる被膜の材料は前記管状の金属
   材料より電気的に陽極の金属材料でそれぞれ構成され、
   前記２つの被膜のうち前記管状の金属材料に接する側の
   被膜には低温の温度環境においても前記管状の金属材料
   と容易に相互の特性を変化させるような融合をしない金
   属材料よりなる第１の被膜を、給湯水と接する側の被膜
   には前記給湯水に没したとき容易に酸化し表面に酸化膜
   を形成しうる金属材料よりなる第２の被膜をそれぞれ用
   いた請求項１記載の電気温水器の加熱装置。
3. 【請求項３】　　管状の金属材料は銅種の金属材料であ
   り、また２つの被膜のうち第１の被膜にニッケル種の金
   属材料を、第２の被膜にすず種の金属材料をそれぞれ用
   いた請求項２記載の電気温水器の加熱装置。