JPH07167496A - 電気温水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱装置内の電気ヒータを不要にできる電気
温水器を提供する。 【構成】 沸かした湯を蓄える貯湯タンク１１と、内部
に中空部が設けられた金属体であって、この中空部を囲
むように誘導加熱用の加熱コイル３２が設けられた加熱
装置３０と、加熱コイル３２に加熱用電力として交流信
号を加える電力供給部２０と、加熱装置３０の中空部の
上部と貯湯タンク１１の上部とを連結する上部管１２
と、加熱装置３０の中空部の下部と貯湯タンク１１の下
部とを連結する下部管１３とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電気で沸かした湯を
貯湯タンクに蓄える電気温水器に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気温水器は、沸かした湯を貯湯タンク
に蓄えるものである。この電気温水器には、例えば外部
加熱方式のものがある。

【０００３】外部加熱方式の電気温水器は、湯を沸かす
ための電気ヒータを内部に具備する加熱装置を、貯湯タ
ンクの外に備える。そして、この加熱装置で沸かした湯
を貯湯タンクに蓄える。これにより、貯湯タンクの上部
には、湯として利用価値のある高温水を蓄え、貯湯タン
クの下部には、湯として利用価値の低い低温水を蓄え
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、先に述べた電
気温水器には、次のような問題点があることが判明し
た。

【０００５】電気温水器の加熱装置は、内部に電気ヒー
タを備えるので、電気ヒータの取り付け機構が加熱装置
に必要となる。このために、加熱装置の構造が複雑にな
り、加熱装置の保守点検、特に加熱装置の内部に在る電
気ヒータの保守点検が煩雑になる。

【０００６】この発明の目的は、このような欠点を除
き、加熱装置内の電気ヒータを不要にできる電気温水器
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】その目的を達成するた
め、第１の発明は、沸かした湯を蓄える貯湯タンクと、
内部に中空部が設けられた金属体であって、この中空部
を囲むように誘導加熱用の加熱コイルが設けられた加熱
装置と、加熱コイルに加熱用電力として交流信号を加え
る電力供給部と、加熱装置の中空部の上部と貯湯タンク
の上部とを連結する上部管と、加熱装置の中空部の下部
と貯湯タンクの下部とを連結する下部管とを有する。

【０００８】第２の発明は、沸かした湯を蓄える貯湯タ
ンクと、貯湯タンクの上部と下部とを連結すると共に、
少なくとも一部が金属の管で作られている上下管と、上
下管の金属部分に設けられた誘導加熱用の加熱コイル
と、加熱コイルに加熱用電力として交流信号を加える電
力供給部とを有する。

【０００９】

【作用】第１の発明により、電力供給部からの交流信号
が加熱コイルに加えられると、金属製の加熱装置自体が
誘導加熱で発熱し、加熱装置の中空部内の湯を沸かす。
沸かされた湯は、自然対流により貯湯タンクに流れる。
同時に、貯湯タンク内の水が加熱装置の中空部に流れ
る。この繰り返しにより、貯湯タンクには、必要量の湯
が蓄えられる。

【００１０】第２の発明により、電力供給部からの交流
信号が加熱コイルに加えられると、上下管の金属部分が
誘導加熱で発熱する。これにより、上下管の金属部分に
在る水が加熱される。加熱された湯は、自然対流により
貯湯タンクに流れる。同時に、貯湯タンク内の水が上下
管の金属部分に向かって流れる。

【００１１】

【実施例】次に、この発明の実施例について説明する。

【００１２】［実施例１］図１は、この発明の実施例１
を示す概略図である。この電気温水器は、外部加熱方式
で湯を沸かすものであり、貯湯タンク１１、上部管１
２、下部管１３、電力供給部２０および加熱装置３０を
備える。この電気温水器は、所定温度の湯、例えば８５
［℃］の湯を沸き上げて蓄える。

【００１３】電気温水器の貯湯タンク１１は、加熱装置
３０で沸かした湯を蓄える。このとき、貯湯タンク１１
は、湯として利用価値のある高温水１０１として、８５
［℃］の湯を上部に蓄える。また、湯として利用価値の
低い低温水１０２として、水または８５［℃］より低い
湯を下部に蓄える。

【００１４】上部管１２は、貯湯タンク１１の上部と加
熱装置３０の上部とを連結し、下部管１３は、貯湯タン
ク１１の下部と加熱装置３０の下部とを連結する。

【００１５】電力供給部２０は、加熱用電力として交流
信号、例えば高周波信号を発生して、加熱装置３０に加
える。このとき、電力供給部２０は、トライアックなど
の双方向の特性を持つ電力制御素子を用いて、発生する
高周波信号の位相を制御し、供給する電力を連続的に制
御してもよい。

【００１６】加熱装置３０は、図２，３に示すように、
内部に中空部３１Ａが設けられている円筒形状の加熱管
３１と、加熱管３１の側面に設けられた加熱コイル３２
とを備える。加熱管３１は、上部管１２が接続される流
出口３１Ｂを上部に備え、下部管１３が接続される流入
口３１Ｃを下部に備える。加熱コイル３２は、接続線３
３で電力供給部２０と接続されている。

【００１７】加熱管３１は、鉄やステンレスなどの金属
材料で作られ、電力供給部２０からの高周波信号が加熱
コイル３２に加えられると、うず電流損やヒステリシス
損を発生する。これらのうず電流損やヒステリシス損に
より、加熱管３１の側壁の温度が上昇し、中空部３１Ａ
内の水が加熱される。温度の上昇した温水が上に移動
し、沸かした湯の自然対流が発生する。この自然対流に
より、沸かした湯は、上部管１２から貯湯タンク１１の
上部に流れる。同時に、貯湯タンク１１内の低温水１０
２は、下部管１３から加熱管３１の中空部３１Ａに流れ
込む。このとき、流入口３１Ｃからの低温水が自然対流
で流出口３１Ｂに上昇するまでに、８５［℃］の湯とな
るように、加熱コイル３２の長さＬ１が決められてい
る。このように、加熱装置３０は、誘導加熱により低温
水を加熱するものである。

【００１８】次に、実施例１の動作について説明する。

【００１９】電気温水器が湯を沸かすとき、電力供給部
２０が高周波信号を、加熱装置３０の加熱コイル３２に
加える。加熱コイル３２がこの高周波信号により高周波
磁界を発生すると、加熱管３１は、高周波磁界によるう
ず電流損やヒステリシス損で、熱を発生し、加熱管３１
内の低温水を加熱する。加熱により、低温水は、中空部
３１Ａ内を上昇し、８５［℃］の湯に沸き上げられる。

【００２０】この８５［℃］の湯は、自然対流により、
加熱管３１の流出口３１Ｂから上部管１２に流れ、貯湯
タンク１１の上部に高温水１０１として蓄えられる。同
時に、貯湯タンク１１の低温水１０２は、下部管１３を
通り、流入口３１Ｃから中空部３１Ａ内に流れ込む。

【００２１】これらの一連の動作により、貯湯タンク１
１内には、必要量の高温水１０１が蓄えられる。

【００２２】利用者が電気温水器の高温水１０１を使う
とき、上部管１２に接続された蛇口（図示を省略）など
から高温水１０１を取り出す。このとき、使用された高
温水１０１に相当する量の水が、下部管１３に接続され
た水道管（図示を省略）などから貯湯タンク１１に流れ
込む。

【００２３】このように、実施例１により、加熱装置３
０は、中空部３１Ａの外側に加熱コイル３２を備え、電
気ヒータを不要にするので、電気ヒータを内部に取り付
けるための機構が不要になる。この結果、加熱装置３０
の保守や点検を簡単にすることを可能し、また、加熱装
置３０の信頼性を向上できる。

【００２４】［実施例２］実施例２では、図１に示す電
気温水器の加熱装置３０の代わりに、図４に示す加熱装
置４０を用いる。この加熱装置４０は、中空部４１Ａの
流出口４１Ｂに温度流量制御弁としてワックス弁５１を
備える。

【００２５】ワックス弁５１は、図５（ａ）に示すよう
に、先端に伸縮部５１Ａを持つ温度検出部５１Ｂと、ス
プリング５１Ｃにより付勢されて全閉状態にある弁部５
１Ｄとを備える。そして、温度検出部５１Ｂが検出した
湯温が設定温度、例えば８５［℃］になると、図５
（ｂ）に示すように、スプリング５１Ｃの付勢力に対し
て伸縮部５１Ａが延び、弁部５１Ｄが全開状態になる。

【００２６】加熱装置４０の他の構造、つまり加熱管４
１や加熱コイル４２などは、実施例１の加熱コイル３１
や加熱管３２と同様であるので、説明を省略する。

【００２７】次に、実施例２の動作について説明する。

【００２８】電気温水器が湯を沸かすとき、電力供給部
２０が高周波信号を加熱コイル４２に加える。ワックス
弁５１は、全閉状態にあるので、加熱装置４０の中空部
４１Ａ内で、低温水の自然対流が発生し、低温水が中空
部４１Ａを循環しながら沸き上げられる。中空部４１Ａ
内の低温水が８５［℃］に沸き上げられると、ワックス
弁５１の温度検出部５１Ｂがこの湯温を検出して、伸縮
部５１Ａが伸び、弁部５１Ｄが開状態になる。

【００２９】これにより、加熱管４１内の湯は、ワック
ス弁５１を通過し、上部管１２から貯湯タンク１１内に
流れ、高温水１０１として蓄えられる。同時に、貯湯タ
ンク１１内の低温水１０２が下部管１３から加熱管４１
内に流れ込む。

【００３０】これらの一連の動作により、貯湯タンク１
１内には、必要量の高温水１０１が蓄えられる。

【００３１】このように、実施例２により、加熱管４１
がワックス弁５１を備えるので、加熱管４１内で発生す
る自然対流で湯を沸かす。この結果、実施例１に比べ
て、加熱装置４０および電力供給部２０を小型化でき
る。

【００３２】［実施例３］図６は、この発明の実施例３
を示す概略図である。この電気温水器は、貯湯タンク１
１、電力供給部２０、上下管６１、および加熱コイル６
２を備える。この電気温水器は、実施例１と同様に、所
定温度の湯、例えば温度が８５［℃］の湯を沸き上げて
蓄える。

【００３３】貯湯タンク１１および電力供給部２０は、
実施例１と同様であるので、説明を省略する。

【００３４】上下管６１は、金属製の管であり、貯湯タ
ンク１１の上部に設けられた流入口１１Ａと、貯湯タン
ク１１の下部に設けられた流出口１１Ｂとを連結する。

【００３５】加熱コイル６２は、図７に示すように、上
下管６１の直立部分の外側に、かつ、この直立部分の下
側に設けられている。加熱コイル６２は、接続線６３に
より電力供給部２０と接続されている。そして、電力供
給部２０からの高周波信号が加えられたとき、加熱コイ
ル６２の一端部６２Ａに位置する低温水が他端部６２Ｂ
に上昇するまでに、低温水が８５［℃］の湯に沸き上げ
られるように、加熱コイル６２の長さＬ２が決められて
いる。

【００３６】次に実施例３の動作について説明する。

【００３７】電気温水器が湯を沸かすとき、電力供給部
２０が高周波信号を加熱コイル６２に加える。これによ
り、加熱コイル６２に囲まれた上下管６１の部分が発熱
し、この部分の低温水を加熱する。これにより、湯の自
然対流が発生する。

【００３８】この自然対流により、貯湯タンク１１内の
低温水１０２は、貯湯タンク１１の流出口１１Ｂから上
下管６１を通過し、加熱コイル６２の一端部６２Ａに位
置する、上下管６１の部分まで流れる。この低温水は、
上下管６１で加熱され、加熱コイル６２の他端に位置す
る、上下管６１の部分まで上昇する間に、８５［℃］の
湯に沸き上げられる。沸き上げられた湯は、上下管６１
を通過し、貯湯タンク１１の流入口１１Ａに流れ込み、
高温水１０１として蓄えられる。

【００３９】このように、実施例３により、上下管の一
部を加熱装置の加熱管として利用するので、加熱装置の
小型化が可能になる。

【００４０】

【発明の効果】以上、説明したように、第１の発明によ
り、加熱装置は、誘導加熱により湯を沸かすので、内部
に電気ヒータを不要にする。この結果、加熱装置内部の
構造が簡単になり、加熱装置の保守点検を簡単化でき
る。

【００４１】第２の発明により、貯湯タンクの上部と下
部とを連結する上下管の一部に加熱コイルを設けて、加
熱装置として利用する。この結果、加熱装置を不要にで
き、装置の小型化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す概略図である。

【図２】加熱装置の一例を示す図である。

【図３】図２の加熱装置の断面図である。

【図４】この発明の実施例２に係る加熱装置の図であ
る。

【図５】ワックス弁の一例を示す図である。

【図６】この発明の実施例３を示す概略図である。

【図７】実施例３の加熱コイルを示す断面図である。

【符号の説明】

１１ 貯湯タンク １２ 上部管 １３ 下部管 ２０ 電力供給部 ３０ 加熱装置 ３２ 加熱コイル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 沸かした湯を蓄える貯湯タンクと、 内部に中空部が設けられた金属体であって、この中空部
   を囲むように誘導加熱用の加熱コイルが設けられた加熱
   装置と、 前記加熱コイルに加熱用電力として交流信号を加える電
   力供給部と、 前記加熱装置の中空部の上部と前記貯湯タンクの上部と
   を連結する上部管と、 前記加熱装置の中空部の下部と前記貯湯タンクの下部と
   を連結する下部管とを有する電気温水器。
2. 【請求項２】 前記上部管と前記加熱装置との連結部分
   に、検出した湯温が所定温度になると開状態になる温度
   流量制御弁を有する請求項１記載の電気温水器。
3. 【請求項３】 前記温度流量制御弁はワックス弁である
   ことを特徴とする請求項２記載の電気温水器。
4. 【請求項４】 沸かした湯を蓄える貯湯タンクと、 前記貯湯タンクの上部と下部とを連結すると共に、少な
   くとも一部が金属の管で作られている上下管と、 前記上下管の金属部分に設けられた誘導加熱用の加熱コ
   イルと、 前記加熱コイルに加熱用電力として交流信号を加える電
   力供給部とを有する電気温水器。