JPH05296567A - 電気温水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波電磁誘導加熱装置で加熱して浴槽の追
い焚きをする。 【構成】 容器１の外下部に磁性材からなる熱交換器３
を配し、熱交換器上部３１と容器上部１ａを上部管体４
で、熱交換器下部３２と容器下部１ｂを下部管体５でそ
れぞれ接続し、かつ下部管体５途中に電動開閉弁６、３
方切替え弁９、ポンプ１４を配し、容器１の中位置部８
を電動開閉弁６と３方切替え弁９の間に中部管体７で接
続する。また加熱管４２を有する浴槽加熱器４１を往管
４３で上部管体４と、復管４４で３方切替え弁９とでそ
れぞれ接続し、加熱手段１０として高周波電磁誘導コイ
ルを設け、熱交換器３自体を発熱させて容器１の湯２を
高温湯とする。これにより浴槽加熱器４１で浴槽４０の
湯の追い焚きも可能で、ガスや灯油を燃料とするものと
同等の使い勝手が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、浴槽や台所、洗面所等
にお湯を供給するとともに浴槽の湯の追い焚き機能付き
電気温水器の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】浴槽や台所、洗面所等に給湯を行なうと
ともに浴槽の湯の追い焚きも行なう給湯器はガスや灯油
をエネルギー源にしており、また電気をエネルギー源に
して加熱を行なっている電気温水器は給湯専用で使用さ
れているのが一般的である。

【０００３】電気をエネルギー源にしているものは、深
夜電力を用いて数百リットルの湯を貯湯しておく深夜電
力タイプの電気温水器が大半である。

【０００４】電気温水器は、灯油やガスを燃料にしてい
るものに比べて排気ガスが出ない等のメリットがあるた
め、高層の集合住宅等で多く使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】深夜電力タイプの電気
温水器の加熱は夜間行なわれるため、湯沸かしの終った
直後の朝が最も高温である。しかし、一般的に風呂等で
大量の湯を必要とするのは夕方や夜（ヒーターへの通電
が開始される前）であり、湯温が最も低いときである。
従って入浴中に湯温を高めようとして、差し湯を行なっ
ても容易に湯温は上がらず湯量のみが増加してしまい、
ガスや灯油を燃料にしたもののように浴槽の湯の追い焚
きが出来ない。

【０００６】上記問題を解決するために、電気温水器の
上下にそれぞれヒーターを配し、深夜電力を用いて全体
を加熱する場合は下側のヒーターへ通電し、かつ、昼間
電力を上側のヒーターへ通電し、いつでも高温の湯がえ
られるようにしたものが考案され商品化されている。

【０００７】しかし、この種のものはシーズヒーターを
水没させて使用しているのが一般的である。従ってヒー
ターは高度な耐蝕性が要求される。このためヒーターの
外表面材も耐蝕性の高いステンレス材等が使用されてい
るが、シーズヒーターは製造工程でステンレスの鋭敏化
温度を超える高温領域を通過するため、製造工程の管
理、品質の安定化を計るのに難しい問題がある。

【０００８】また、シーズヒーターで耐蝕性がクリヤー
出来ない場合は、シーズヒーターに耐蝕性の高い材質で
カバーをかぶせて、シーズヒーターが水没しない構造も
考案されているが、この方法は湯の加熱が間接加熱にな
り加熱効率が低下する問題がある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、容器の外下部に磁性材
からなる熱交換器を配置し、熱交換器上部と容器上部を
上部管体で接続し、熱交換器下部と容器下部を電動開閉
弁、３方切替え弁、ポンプを有する下部管体で接続し、
容器の中位置部を電動開閉弁と３方切替え弁との間に中
部管体で接続するとともに、容器の外部に浴槽加熱器を
配し、浴槽加熱器と上部管体を往管で、浴槽加熱器と３
方切替え弁を復管でそれぞれ接続し、前記熱交換器を高
周波電磁誘導コイルによる加熱方式で直接加熱する。熱
交換器で加熱された高温水が浴槽加熱器で浴槽の湯と熱
交換し浴槽の湯の追い焚きをする機能をもつ構成とし
て、加熱エネルギーは大量の湯を沸かすときは安価な深
夜電力を用いて加熱し、いつでも高温の湯が得られるよ
うに昼間電力も併用出来るようにした。

【００１０】

【作用】上記構成により、容器の中位置部から中部管
体、熱交換器、上部管体、容器上部への湯の循環経路が
形成されるので、昼間給湯が行なわれ湯温が低下して
も、昼間電力を使用して高周波電磁誘導加熱により熱交
換器自体が発熱し、容器内上部の少量の低温の湯のみ加
熱昇温させるので、ランニングコストが安価で、かつ、
いつでも高温の湯が供給出来る。

【００１１】また、浴槽の湯の追い焚きも浴槽加熱器で
容器の高温水と熱交換して浴槽の湯が直接加熱出来るの
で効率良く加熱され、いつでもガスや灯油を燃料とした
ものと同等の使い勝手が得られる。

【００１２】さらに、高周波電磁誘導加熱方式とするこ
とにより、熱交換器と高周波電磁誘導コイルは所定の距
離を置いて分離出来るため電気的に絶縁が確実となり安
全であり、浴槽に湯を張っていない時の空焚きの心配も
ない。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１を用いて説明
する。

【００１４】１は内部に湯２を貯湯しておく密閉円筒形
状をした容器である。３は熱交換器で、磁性材で構成し
容器１の外下部に配されている。４は上部管体で、容器
上部１ａと熱交換器上部３１を接続している。５は下部
管体で、容器下部１ｂと熱交換器下部３２を電動開閉弁
６、３方切替え弁９、ポンプ１４を介して接続してい
る。７は中部管体で、容器１の中位置部８と下部管体５
の電動開閉弁６と３方切替え弁９の間の３方接続部１５
に接続している。１０は熱交換器３を加熱する高周波電
磁誘導コイルからなる加熱手段で、熱交換器３の側面に
設けてある。１１は熱交換器３と加熱手段１０の間に介
在させた絶縁材で、加熱手段１０から熱交換器３等への
漏電を防止するものである。１２は制御部、１３は電源
である。１６は容器１低位置部の湯温を検知する第１湯
温センサーで、給水管２０の近傍に設けられている。１
７は容器１中間部の湯温を検知する第２湯温センサー、
１８は熱交換器上部３１の湯温を検知する高温センサー
である。１９は容器１及び熱交換器３などへ所定圧力以
上の水圧が加わらないように水圧の調整を行なう減圧弁
である。２１は水位検知センサーで、容器１内に水が供
給されていることを検知する。２２は容器１内の高温水
を下流の蛇口２３やシャワー２４へ供給する給湯管であ
る。２５は圧力安全弁で、容器１内の圧力を所定の圧力
に保つ。２６はエアー抜き弁で、湯中に溶けている空気
が高温水から分離してできたものを大気中に放出する。
２７は浴槽４０の湯の追い焚き等のコントロールを行な
う風呂リモコンで、浴槽４０の近傍に設置されている。
４１は浴槽の湯を加熱する浴槽加熱器で、熱交換器３で
加熱された高温水を循環させる加熱管４２を配した水々
熱交換器になっている。４３は上部管体４から分岐した
湯を浴槽加熱器４１の加熱管４２へ送る往管、４４は加
熱管４２からの湯を３方切替え弁９へ導く復管である。
４５は浴槽上部管、４６は浴槽下部管で、それぞれ浴槽
４０と浴槽加熱器４１と接続している。

【００１５】上記構成からなる本実施例の作用について
説明する。

【００１６】まず安価な深夜電力を用いて加熱する場
合、制御部１２のスイッチ（図示せず）を入れると電動
開閉弁６は通電して回路を開き、３方切替え弁９は非通
電で下部管体５側の回路は開き、復管４４側の回路を閉
じている。容器１に水が満たされたことは水位検知セン
サー２１が検知して制御部１２へフィードバックし、ポ
ンプ１４に通電され運転されると同時に加熱手段１０に
通電されて熱交換器３が発熱して内部の水は加熱され
る。加熱された水は密度が小さく比重が小さくなり上昇
し、ポンプ１４が運転されているので水の流れはスムー
ズになり熱交換器上部３１から上部管体４を通って容器
上部１ａへ供給され、容器１内の底部の水が下部管体５
を通って熱交換器３へと送り込まれ、この循環作用を繰
り返して容器１内の上部から高温水となって貯湯され
る。容器１内全体の湯温が上昇すると第１湯温センサー
１６がこれを検知して制御部１２へフィードバックして
ポンプ１４と加熱手段１０への通電を停止するとともに
電動開閉弁６への通電も停止して回路を閉じる。この状
態で放置すると上部管体４や熱交換器３は冷却されこれ
らの中の湯も冷却されるが電動開閉弁６が閉じられてい
るため冷えた湯が容器１内に流入することはない。また
上部管体４と中部管体７は熱交換器３を介して容器上部
１ａと中位置部８を接続して互いに容器１に対して開放
しているが、熱交換器３部分が最下部となるため低温と
なった湯は熱交換器３部分に停滞し容器１内に流入する
ことはなく加熱完了後も容器１内の湯２は冷却されるこ
となく貯湯される。

【００１７】給湯管２２先端の蛇口２３やシャワー２４
で湯２が使用されると、使用された湯量と同量の水が減
圧弁１９、給水管２０を通って容器１内に給水される。
この時冷水が湯２を下から押し上げるようにして湯２が
給湯される。冷水は比重が大きいため湯２と対流を起こ
すこともなく、また水の熱伝導率は金属の熱伝導率の数
十分の一であり湯２の熱が冷水に熱伝導で放熱すること
は微少である。冷水が容器１内に給水され第１湯温セン
サー１６がこれを検知すると前記同様の作用で加熱が行
なわれる。

【００１８】次に、深夜電力が使用出来ない時間帯で、
給湯が行なわれ高温水が減少して第２湯温センサー１７
が湯温が低下したことを検知すると、これを制御部１２
へフィードバックして加熱手段１０およびポンプ１４へ
の昼間電力の通電が開始される。この時下部管体５途中
の電動開閉弁６は閉じ、３方切替え弁９は非通電で下部
管体５側の回路が開き復管４４側の回路を閉じている。
したがって、容器１内の温度の低下した湯２は中位置部
８から中部管体７、３方接続部１５、３方切替え弁９、
ポンプ１４を通って熱交換器３へ送られ、加熱された湯
は上部管体４を通り容器上部１ａへ送られる。ポンプ１
４による強制循環を繰り返して湯沸かしが行なわれ第２
湯温センサー１７が高温を検知するまで続けられる。す
なわち容器１の中位置部８より上の湯２はいつも高温に
保たれる。第２湯温センサー１７が高温を検知して湯沸
かしを停止しても、前記同様の作用により熱交換器３内
の低温となった湯は容器１内に流入することはない。

【００１９】また、浴槽４０への給湯は前記と同様に蛇
口２３を開くことにより容器１内の高温水が供給され
る。湯温が低下した場合は、蛇口２３を開き高温水を供
給して浴槽４０の湯温を上昇させることは出来るが湯量
が増加する。湯量を増加させずに湯温のみを上昇させる
には、風呂リモコン２７を操作して３方切替え弁９に通
電し復管４４からポンプ１４への回路を開き、容器１側
からポンプ１４への回路を閉じてポンプ１４を運転する
とともに加熱手段１０へ通電する。熱交換器３で加熱さ
れた湯は熱交換器上部３１から上部管体４の一部を通っ
て往管４３、加熱管４２、復管４４、３方切替え弁９、
ポンプ１４、熱交換器下部３２へと循環する。浴槽加熱
器４１の加熱管４２外側には温度の低い浴槽の湯が充満
しているのでここで熱交換される。熱交換によって加熱
された浴槽の湯は比重が小さくなるため上昇し、浴槽上
部管４５を通って浴槽４０内に入り、浴槽４０内の湯が
浴槽下部管４６を通って浴槽加熱器４１に送り込まれ
る。この循環を繰り返して浴槽４０内の湯量が増加され
ることなく湯温を上昇させ浴槽４０の湯の追い焚きが行
なわれる。この時、ポンプ１４が運転されているので加
熱管４２で熱交換して湯温の低下した湯は再び熱交換器
３に送られ加熱される。この作用で浴槽４０内の湯の温
度が除々に上昇して浴槽加熱器４１での熱交換量が低下
すると熱交換器３内の湯温が上昇し、熱交換器上部３１
の高温センサー１８がこれを検知して制御部１２へフィ
ードバックして加熱手段１０への通電のみが停止する。
ポンプ１４の運転を継続することにより熱交換器上部３
１の温度が低下すると再び加熱手段１０に通電して加熱
する。この作用が繰り返されて浴槽４０の湯の追い焚き
が行なわれる。

【００２０】

【発明の効果】以上本発明によれば、大量の湯は安価な
深夜電力を用いて加熱しておき、昼間湯量が減少したり
湯温が低下してきたときは昼間電力を使用し、必要最小
限の容器内上部の少量を高温湯にして給湯するようにし
たので、安価なランニングコストでいつでも高温湯が供
給出来る。

【００２１】また、加熱方式は高周波電磁誘導加熱とし
たことにより、熱交換器自体が発熱し磁性材であるステ
ンレス等も使用可能であり、容器も同材質が使用でき電
蝕等のおそれがなく長寿命となり、熱交換器と加熱手段
は所定の距離を置いて分離設置できるので電気的に絶縁
が確実となり安全である。

【００２２】また、熱交換器と容器は３本の管体で接続
されているが、下部管体途中に電動開閉弁を配してお
り、この電動開閉弁は容器全体を加熱するときのみ回路
を開放し、その他の時は閉塞しているため、非加熱時に
熱交換器で冷却された湯が容器内に流入することはな
い。

【００２３】また、上部管体と中部管体は熱交換器を介
して容器上部と中位置部を接続して互いに容器に対して
開放しているが、熱交換器部分が最下部となるので低温
となった湯はこの熱交換器部分に停滞するため容器内に
冷えた湯が流入することはない。

【００２４】さらに、浴槽の湯の追い焚きも浴槽の湯が
直接加熱出来るため、従来の電気温水器のように追い焚
きで湯量が増加することもなくいつでもガスや灯油を燃
料としたものと同等の使い勝手が得られる電気温水器を
提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電気温水器の概略断面
図である。

【符号の説明】

１ 容器 ３ 熱交換器 ４ 上部管体 ５ 下部管体 ６ 電動開閉弁 ７ 中部管体 １０ 加熱手段 １４ ポンプ ４０ 浴槽 ４１ 浴槽加熱器 ４２ 加熱管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉円筒形状の容器（１）の外下部に加
   熱手段（１０）と熱交換器（３）を設け、熱交換器上部
   （３１）と容器上部（１ａ）、熱交換器下部（３２）と
   容器下部（１ｂ）をそれぞれ上部管体（４）、下部管体
   （５）で接続し、下部管体（５）途中に電動開閉弁
   （６）、３方切替え弁（９）、ポンプ（１４）を設け、
   前記容器（１）の中位置部（８）と下部管体（５）の電
   動開閉弁（６）と３方切替え弁（９）の間へ中部管体
   （７）を接続し、かつ外部に浴槽加熱器（４１）を配
   し、浴槽加熱器（４１）内の加熱管（４２）と上部管体
   （４）を往管（４３）で、加熱管（４２）と３方切替え
   弁（９）を復管（４４）でそれぞれ接続したことを特徴
   とする電気温水器。
2. 【請求項２】 加熱手段（１０）は高周波電磁誘導コイ
   ルで、熱交換器（３）は磁性材で構成したことを特徴と
   する請求項１記載の電気温水器。