JPH0519852U - 電気温水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 貯湯タンク内の水温変化に拘らず、加熱管内
のカロリーバランスを保って沸き上げ、良好な沸き上げ
特性を得ることができる貯湯式の電気温水器を提供す
る。 【構成】 電気ヒータ３０が内装され、貯湯タンク１１
の外部下方或は内部下方に設置された加熱管２０と、上
部管２１と、下部管２２と、電気ヒータ３０により加熱
された加熱管２０内の湯の温度を検出し、一定温度に達
した湯のみ加熱管２０から上部管２１へと吐出させる制
御装置（温度流量調整弁２４）と、貯湯タンク１１の下
部に配置されて、貯湯タンク１１内の水或は湯の温度を
検出する検出器（温度検出器２５）と、温度検出器２５
により得られた貯湯タンク１１内の水或は湯の温度情報
に応じて、貯湯タンク１１内の水或は湯の沸き上げに必
要な出力に電気ヒータ３０を制御するヒータ制御装置３
１とを有する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、貯湯タンク内の水或は湯を電気ヒータにより加熱する電気温水器 の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、図７に示すように、貯湯タンク１内の水或は湯を電気ヒータ２により加 熱して貯湯タンク１上部に設けた給湯口１ａから給湯すると共に、電気ヒータ２ が内装され、貯湯タンク１の外部下方或は内部下方に設置された加熱管３と、一 端を貯湯タンク１の上部に連通させると共に他端を加熱管３の一端に連通させた 上部管４と、一端を貯湯タンク１の下部に連通させると共に他端を加熱管３の他 端に連通させた下部管５とを有する電気温水器６が知られている。

【０００３】 このような電気温水器としては、一定温度に達した湯のみ加熱管３から上部管 ４へと吐出させる温度・流量調整弁７等による制御装置を用いたもの、或は、上 部管４から吐出する湯量が一定温度となるように、電気ヒータ２の出力を制御す る制御装置を用いたものがある。

【０００４】 ところで、電気ヒータ２の出力を制御する制御装置のみを用いた場合、１０ｋ ｗ以上の電気出力が必要とされ、機器の価格問題、電気の取り引き上の問題が生 ずるので、自ずと温度・流量調整弁７等を用いた制御装置を有する電気温水器が 用いられていた。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の温度・流量調整弁７のみを用いたものにあっては、全量 沸き上げ後４〜５日放置した場合の高温残湯時等には、貯湯タンク１内に充満し ている水或は湯の温度が高くなり、加熱管３を通過する流速が遅くなることに加 えて電気ヒータ２の容量が一定のため、加熱超過となって加熱管３内でのカロリ ーバランスが崩れてオーバーヒートしてしまい、ある水温以下でないと良好な沸 き上げ特性が得られないという問題点がある。

【０００６】 なお、図８に、電気温水器６において、貯湯タンク１内に充満している水或は 湯の温度が高い場合の、電気ヒータ２通電経過時間毎の貯湯タンク１内温度の変 化を示す。

【０００７】 この考案は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ は、貯湯タンク内の水温変化に拘らず、加熱管内のカロリーバランスを保って沸 き上げ、良好な沸き上げ特性を得ることができる貯湯式の電気温水器を提供する ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、この考案に係る電気温水器は、貯湯タンク内の水或 は湯を電気ヒータにより加熱して前記貯湯タンク上部に設けた給湯口から給湯す る電気温水器であって、前記電気ヒータが内装され、前記貯湯タンクの外部下方 或は内部下方に設置された加熱管と、一端を前記貯湯タンクの上部に連通させる と共に他端を前記加熱管の一端に連通させた上部管と、一端を前記貯湯タンクの 下部に連通させると共に他端を前記加熱管の他端に連通させた下部管と、前記加 熱管の上方に設けられ、前記電気ヒータにより加熱された前記加熱管内の湯の温 度を検出し、一定温度に達した前記湯のみ前記加熱管から前記上部管へと吐出さ せる制御装置と、前記貯湯タンクの下部に配置されて、前記貯湯タンク内の水或 は湯の温度を検出する検出器と、前記検出器により得られた前記貯湯タンク内の 水或は湯の温度情報に応じて、前記貯湯タンク内の水或は湯の沸き上げに必要な 出力を得るために前記電気ヒータを制御するヒータ制御装置とを有することを特 徴としている。

【０００９】

【作用】

上記構成を有する電気温水器は、ヒータ制御装置により、貯湯タンク内の水或 は湯の沸き上げに必要な出力に電気ヒータが制御されることから、貯湯タンク内 の水温変化に拘らず、加熱管内のカロリーバランスを保って良好な沸き上げ特性 を得ることができる。

【００１０】

【実施例】

以下に、本考案に係る電気温水器の実施例を図面を参照しつつ説明する。

【００１１】 図１に示す電気温水器１０において、１１は貯湯タンクであり、貯湯タンク１ １には、太陽熱等により加熱された水道水や、残湯等による比較的高温のお湯が 貯められる。なお、加熱する水は、水道水の他井戸水等でもよい。

【００１２】 貯湯タンク１１は、下端部に給水口１１ａを、上端部に給湯口１１ｂをそれぞ れ有しており、貯湯タンク１１内の下部には、給水口１１ａに臨ませて整流板１ ２が設けられている。

【００１３】 貯湯タンク１１の外部には、下方に、一端を給水口１１ａに連通させた給水管 １３が配置され、上方に、一端を給湯口１１ｂに連通させた給湯管１４が配置さ れている。給水管１３の他端には水道管（図示せず）が接続され、給湯管１４の 他端には湯栓（図示せず）が接続されている。

【００１４】 この貯湯タンク１１の外部下方には、貯湯タンク１１最下部に相当する貯湯タ ンク１１の側方に位置させると共に貯湯タンク１１に沿わせて略直立状態に、加 熱管２０が設置されている。

【００１５】 加熱管２０は、図２に示すように、上端開口２０ａ及び下端開口２０ｂを有す る円筒状に形成されており、内部には、縦軸に沿って電気ヒータ３０が配設され ている。上端開口２０ａは上部管２１を介して給湯口１１ｂに、下端開口２０ｂ は下部管２２を介して給水口１１ａにそれぞれ連通している。加熱管２０内下部 には、給水口１１ａに臨ませて整流板２０ｃが設けられている。

【００１６】 電気ヒータ３０は、下端に取付座２３を有する逆向きＵ字状に形成されており 、取付座２３は、加熱管２０の外部に露出している。この取付座２３を介して外 部の電源部Ｅ（図３参照）から電気ヒータ３０に通電される。電気ヒータ３０は 、棒状に形成してもよい。

【００１７】 加熱管２０の上方（上部管２１の下端）には、加熱管２０の上部開口２０ａか ら上部管２１への流路途中に、例えばバイメタルからなる温度流量調整弁２４が 設けられている。

【００１８】 温度流量調整弁２４は、電気ヒータ３０により加熱されて温められた加熱管２ ０内の湯の温度を検出し、略８５℃の一定温度に達した湯のみを吐出させるよう に開閉が設定されている。温度流量調整弁２４から吐出された湯は、上部管２１ を経て貯湯タンク１１内へと送り出される。

【００１９】 この温度流量調整弁２４は、所定温度の湯のみを加熱管２０から貯湯タンク１ １内へと送り出す制御装置として機能している。

【００２０】 貯湯タンク１１の下部には、貯湯タンク１１内の水或は湯の温度を検出する検 出器としての温度検出器２５が設置されており、この温度検出器２５により得ら れた貯湯タンク１１内の下部に位置する水或は湯の温度情報は、ヒータ制御装置 ３１に出力される。

【００２１】 図３に示すヒータ制御装置３１は、例えば温度リレーにより形成されており、 温度検出器２５により得られた水或は湯の温度情報に応じて、貯湯タンク１１内 の水或は湯を所定の温度に沸き上げるのに必要な熱量を得るために、電源部Ｅか らの電気ヒータ３０への投入電力量を制御して電気ヒータ３０の出力を制御して いる。

【００２２】 ヒータ制御装置３１の制御方法としては、水或は湯の温度情報に応じて電気ヒ ータ３０の発熱量を変化させる電気ヒータ出力制御方法、又は水或は湯の温度情 報に応じて電気ヒータ３０を間欠運転させる電気ヒータ間欠運転制御方法があり 、電気ヒータ出力制御方法には、図４に示すように、ヒータ出力を直線状に変化 させる他、二段階或は三段階等の複数段階に切り換える方法がある。

【００２３】 とりわけ、複数段階に切り換える電気ヒータ出力制御方法にあっては、図５に 示すように、ヒータ出力を定格と定格の１／２に切り換える二段階切換制御、或 は定格と定格の１／２及び定格の１／３に切り換える三段階切換制御が、制御装 置の簡素化及び低価格化の上から実用的である。なお、二段階切換制御の場合、 タンク残湯温度略４５度を切換点としている。

【００２４】 次に、上記構成を有する電気温水器の作用を説明する。

【００２５】 貯湯タンク１１内には、電力需要の少ない深夜電力時間帯（例えば、２３時か ら７時まで）に沸かした湯が貯められており、この湯を使用すると、水道水圧に より、その使用量に対応する量の水が給水口１１ａを経由して貯湯タンク１１内 に自動的に補給される。

【００２６】 但し、下部管２２、加熱管２０及び上部管２１内の水或は湯は、温度流量調整 弁２４の閉により静止している。

【００２７】 貯湯タンク１１内に貯えられている湯を使い、貯湯タンク１１内の下部の一部 が水で満たされて給湯及び給水が止められた状態になったとき、貯湯タンク１１ 、下部管２２、加熱管２０及び上部管２１の系内において加熱が始まる。

【００２８】 加熱され一定温度に達した湯は、貯湯タンク１１内に貯湯される。

【００２９】 この場合、貯湯タンク１１内下部が通常の温度の給水で満たされているので、 加熱のため電気ヒータ３０を通電状態とすると、温度流量調整弁２４が開閉を繰 り返し、しばらくすると温度流量調整弁２４はある一定の開度で保たれ、安定し た８５℃のお湯は、上部管２１を経て貯湯タンク１１内へと送り出され、貯湯タ ンク１１内最上部層に位置する。

【００３０】 ところで、残湯等により貯湯タンク１１内下部に充満している水或は湯の温度 が高くなった場合、加熱管２０を通過する流速が遅くなることに加えて電気ヒー タ３０の容量が一定のため、温度流量調整弁２４が全開となって吐出温度の調整 をしようとする。

【００３１】 しかしながら、調整にも限界があり、温度流量調整弁２４が全開状態に達する と吐出温度の制御が不可能となって加熱超過となり、加熱管２０内でのカロリー バランスが崩れてオーバーヒートするおそれがあるが、温度検出器２５により得 られた水或は湯の温度情報に応じて、貯湯タンク１１内の水或は湯を所定の温度 に沸き上げるのに必要な最適熱量を得るために、ヒータ制御装置３１により電気 ヒータ３０の出力が制御されることから、加熱管２０内でのカロリーバランスが 保たれてオーバーヒートを防止することができる。

【００３２】 以後、貯湯タンク１１内下部が通常の温度の冷水で満たされている場合と同様 の動作で、貯湯タンク１１内最上部に高温水を供給する。

【００３３】 そして、湯栓を開けることにより、給湯口１１ｂから給湯管１４へと貯湯タン ク１１内最上層部の高温の湯が供給される。

【００３４】 このように、温度検出器２５により得られた水或は湯の温度情報に応じて、ヒ ータ制御装置３１が電気ヒータ３０の出力を制御することから、貯湯タンク１１ 内の水温変化に拘らず、加熱管２０内のカロリーバランスを保って良好な沸き上 げ特性を得ることができる。

【００３５】 図６に、電気温水器１０において、貯湯タンク１１内の充満している水或は湯 の温度が高い場合の、電気ヒータ３０通電経過時間毎の貯湯タンク１１内温度の 変化を示す。

【００３６】 そして、追い焚き時には加熱管２０内において水の加熱が短時間に行なわれる こととなり、貯湯タンク１１の上層部に８５℃程度の高温度の湯の成層を効率良 くつくることができ、湯切れ後においても僅かな時間で高温の湯の供給が可能と なる。

【００３７】 なお、下部管２２の長さを可能な限り短くすると共に加熱管２０を可能な限り 貯湯タンク１１最下部に相当する位置に配置することにより、対流回転力を増加 させることができ、理想的な沸き上げ特性を得ることが可能となる。

【００３８】

【考案の効果】

この考案に係る電気温水器は、貯湯タンク内の水或は湯を電気ヒータにより加 熱して前記貯湯タンク上部に設けた給湯口から給湯する電気温水器であって、前 記電気ヒータが内装され、前記貯湯タンクの外部下方或は内部下方に設置された 加熱管と、一端を前記貯湯タンクの上部に連通させると共に他端を前記加熱管の 一端に連通させた上部管と、一端を前記貯湯タンクの下部に連通させると共に他 端を前記加熱管の他端に連通させた下部管と、前記加熱管の上方に設けられ、前 記電気ヒータにより加熱された前記加熱管内の湯の温度を検出し、一定温度に達 した前記湯のみ前記加熱管から前記上部管へと吐出させる制御装置と、前記貯湯 タンクの下部に配置されて、前記貯湯タンク内の水或は湯の温度を検出する検出 器と、前記検出器により得られた前記貯湯タンク内の水或は湯の温度情報に応じ て、前記貯湯タンク内の水或は湯の沸き上げに必要な出力に前記電気ヒータを制 御するヒータ制御装置とを有することを特徴としている。

【００３９】 このため、温度検出器により得られた水或は湯の温度情報に応じて、ヒータ制 御装置が電気ヒータの出力を制御することから、貯湯タンク内の水温変化に拘ら ず、加熱管内のカロリーバランスを保って良好な沸き上げ特性を得ることができ る。また、貯湯タンクの上層部に高温度の湯の成層を効率良くつくることができ 、短時間で高温の湯の供給ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係る電気温水器を示す説明図であ
る。

【図２】加熱管の内部説明図である。

【図３】電気温水器の概略構成図である。

【図４】貯湯タンク残湯温度とヒータ出力との関係を示
す図である。

【図５】二段階切換制御の場合の貯湯タンク残湯温度と
ヒータ出力との関係を示す図である。

【図６】貯蔵タンク内の湯の温度分布図である。

【図７】従来の電気温水器を示す説明図である。

【図８】貯蔵タンク内の湯の温度分布図である。

【符号の説明】

１０ 電気温水器 １１ 貯湯タンク １１ｂ 給湯口 ２０ 加熱管 ２１ 上部管 ２２ 下部管 ２４ 温度流量調整弁（制御装置） ２５ 温度検出器（検出器） ３０ 電気ヒータ ３１ ヒータ制御装置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 貯湯タンク内の水或は湯を電気ヒータに
   より加熱して前記貯湯タンク上部に設けた給湯口から給
   湯する電気温水器であって、 前記電気ヒータが内装され、前記貯湯タンクの外部下方
   或は内部下方に設置された加熱管と、 一端を前記貯湯タンクの上部に連通させると共に他端を
   前記加熱管の一端に連通させた上部管と、 一端を前記貯湯タンクの下部に連通させると共に他端を
   前記加熱管の他端に連通させた下部管と、 前記加熱管の上方に設けられ、前記電気ヒータにより加
   熱された前記加熱管内の湯の温度を検出し、一定温度に
   達した前記湯のみ前記加熱管から前記上部管へと吐出さ
   せる制御装置と、 前記貯湯タンクの下部に配置されて、前記貯湯タンク内
   の水或は湯の温度を検出する検出器と、 前記検出器により得られた前記貯湯タンク内の水或は湯
   の温度情報に応じて、前記貯湯タンク内の水或は湯の沸
   き上げに必要な出力を得るために前記電気ヒータを制御
   するヒータ制御装置とを有することを特徴とする電気温
   水器。