JPH08110097A - 押上式電気温水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数個の温水タンクを並列回路に配管接続し
て、一部のタンクのみに加熱ヒータを取り付け、複数個
のタンク内の温水全体を加熱し、タンクと別の熱源装置
や循環ポンプ、温度制御弁を必要とせず、比較的コスト
も安く、熱源装置の異常過熱等の危険もなく、効率的に
温水を利用する。 【構成】 複数個の温水タンク２ａ，２ｂ，２ｃを配列
配置し、この温水タンク間を流路６ａ，６ｂが並列回路
となるように接続し、かつ任意の温水タンクに加熱ヒー
タ７を取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は温水タンク下方から冷水
を入れ、温水タンク上方から温水を出湯する複数の温水
タンクをその水路を並列的に接続し、温水タンク数より
少ない加熱ヒータにて全温水タンク内を効率的に加熱す
ると共に、出湯も無駄なく行う押上式電気温水器に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】電気温水器を複数台並べて使用する場
合、タンク内の温水を有効に利用するために、一般には
温水タンクの水配管流路を直列に、つまり、給水口に近
い第１のタンクの出湯口を第２のタンクの給水口に、第
２のタンクの出湯口を第３のタンクの給水口とし、温水
は第３のタンクから順次、第２，第１のタンク内の温水
が蛇口から出湯するように接続する。しかしこのような
タンクの水配管流路を直列に接続する配管方法において
は、タンク及び接続配管の流水抵抗が大きくなり、給水
圧力が低い場合にお湯の出る量が少なくなり、所望の湯
量が確保できなくなる等の欠点がある。この欠点を解決
するため、温水タンクを並列に接続する方法が提案され
る。この様な場合、並列配置される複数個の温水タンク
それぞれに加熱ヒータを取り付けるか、図４に示す如く
温水タンクと別に加熱ヒータを内蔵した熱源装置を設け
てタンクとの間を循環し、タンク内にお湯を溜める方法
がある。又、並列配置される複数個の温水タンクそれぞ
れに加熱ヒータを設けることもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般には、この様なシ
ステムでは並列配置される複数個の温水タンクのそれぞ
れに加熱ヒータを設けて、加熱ヒータによりタンク内の
温度を上から下まで均一に昇温、即ち加熱ヒータをタン
ク下方に取り付けることにより、タンク内で対流が生じ
タンク内の温水は均一に昇温するようにしている。しか
しこの様な温水器では、加熱ヒータ及び加熱ヒータを制
御する制御部品、例えば温度調節器や温度過昇防止装置
等をタンクの数だけ設けるためコスト高となる。またタ
ンクと別の熱源装置（ヒータ付）を組み合わせて循環に
よりタンク内にお湯を溜める方法においては、温水タン
クと別の熱源装置や温度制御弁、さらには循環のために
ポンプを必要となりコスト高となると共に、熱源装置内
の温水は出湯されず熱量が無駄になる。さらに自然循環
を利用する場合においては、熱源装置（一般的に容量の
小さなタンクまたは管になる）を下方に設けたり、温度
が上昇すると弁が開く温度制御弁を取り付けてタンク上
方から昇温した温水を溜める方法となるが、いずれの場
合においてもポンプや温度制御弁が故障したときに熱源
装置が異常過熱しやすい等の欠点がある。

【０００４】本発明は複数個の温水タンクを並列回路に
配管接続して、一部のタンクのみに加熱ヒータを取り付
け、複数個のタンク内の温水全体を加熱し、タンクと別
の熱源装置や循環ポンプ、温度制御弁を必要とせず、比
較的コストも安く、熱源装置の異常過熱等の危険もな
く、効率的に温水を利用することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになしたもので、概略同一寸法のタンクの複数
個を配列し、各タンク間の水配管流路を並列に接続し
て、一部のタンクのみに加熱ヒータを取り付け、また使
い勝手を改善するために加熱ヒータを設けたタンクと、
他のタンクとを接続する管路に温度制御弁を設け、さら
にタンク内の温水を有効に出湯するため、それぞれのタ
ンク流路である給水口または出湯口の一部流路断面積が
異なるようにしたことを要旨とするものである。

【０００６】

【作 用】複数個の温水タンクを配列し、各タンク間の
水配管流路を並列に接続して、一部のタンクのみに加熱
ヒータを取り付け、また使い勝手を改善するために加熱
ヒータを設けたタンクと、他のタンクとを接続する管路
に温度制御弁を設け、さらにタンク内の温水を有効に出
湯するため、それぞれのタンク流路である給水口または
出湯口の一部流路断面積が異なるようにしているので、
温水タンク内が冷水の状態で加熱ヒータに通電すると、
加熱ヒータを取り付けた温水タンク内では加熱ヒータ周
囲の冷水が昇温して上昇流が発生し、上方にある冷水は
下方に下がるため対流が生じて、温水タンク内全体がほ
ぼ均一の温度で昇温する。一方加熱ヒータのない温水タ
ンク内の水温は、熱源がないため加熱ヒータを取り付け
たタンク内の水温より低い。しかし各温水タンク間は配
管で並列に接続されているから、加熱ヒータを取り付け
た温水タンク内の水温と加熱ヒータのない温水タンク内
水温との差異によって生ずる比重差により、加熱ヒータ
を取り付けたタンク内下方には加熱ヒータのない温水タ
ンク内冷水が流入し、流入した量に等しい量の温水タン
ク上方の温水が加熱ヒータのない温水タンク側上方に流
出し、各温水タンク間で自然循環が始まる。この状態を
継続しながら温水タンク内の水温を徐々に昇温させる。
循環量は各温水タンク間の温度差（比重差）と、加熱ヒ
ータのない温水タンク内の湯水分離位置と加熱ヒータを
取り付けた温水タンク下部との落差によって決まる。加
熱ヒータのない温水タンク内の水温は上部では加熱ヒー
タを取り付けた温水タンク内水温とほぼ同じとなり、当
初の冷水と湯水分離状態のまま湯水分離位置が下方に移
行しながら温水が溜まる。厳密には温水タンク上部と湯
水分離位置との中間温度は、上部より若干温度が低くな
る。湯水分離位置が温水タンク下方に達すると、循環量
が減少して加熱ヒータを取り付けた温水タンク内水温が
さらに上昇して温水タンク表面に取り付けた温度調節器
がＯＦＦとなり加熱ヒータの通電を停止する。通電停止
後の各温水タンク内湯水分離位置は、各温水タンク間の
僅かな温度差によって生ずる比重差によりすべてがバラ
ンスして同位置となる。沸き上がり後に出湯すると、各
温水タンク下部にに冷水が流入して温水タンク上方より
温水が出湯する。各温水タンク流路には若干の流水抵抗
差があるため、抵抗の小さい温水タンクからお湯がなく
なり、流水抵抗の大きい温水タンク内に温水が残ってい
るにもかかわらず、流水抵抗の小さい温水タンクから冷
水がでて蛇口に出湯する水温は低くなることが考えられ
るが、一般には温水器は断続的に使用するため、流水を
停止した時間で各温水タンクの湯水分離位置は同じ位置
となるため、実用上の問題はない。前述の加熱ヒータの
ない温水タンク内に温水が溜まる過程で、温水タンク上
部と湯水分離位置との中間温度が上部より低くなること
を防止するために、加熱ヒータを取り付けた温水タンク
と加熱ヒータを設けない温水タンクとの管路に温度制御
弁を設けると、加熱ヒータを取り付けた温水タンク内の
温度が一定温度になってから温度制御弁を開いて各温水
タンク間の循環が始まるため、循環開始から沸き上がり
までの時間も短くなり、温水タンク上部と湯水分離位置
との中間温度は温水タンク上部に極めて近似する温度と
なる。さらに沸き上がり後の出湯時における各温水タン
クの出湯量を均一にするため、各温水タンクの流路に流
水抵抗の異なる流路断面積を設け、接続管を含めた温水
タンク流路の流水抵抗を各温水タンク同一とすること
で、連続出湯した場合においても蛇口からでる温水の温
度低下は全温水タンクの温水がなくなるまで生じない。

【０００７】

【実施例】以下本発明の押上式電気温水器を図面に示す
実施例にもとづいて説明する。図において１は複数個の
温水タンク２ａ，２ｂ，２ｃよりなる温水システム全体
へ冷水を供給する給水管で、給水管１の途中に温水タン
ク部へ供給する給水圧を定圧に制御する減圧弁３が設け
られている。温水タンク２ａ，２ｂ，２ｃは概略同一寸
法で、それぞれ下方に給水口４ａ，４ｂ，４ｃが、上方
には出湯口５ａ，５ｂ，５ｃが設けてあり、各温水タン
ク２ａ，２ｂ，２ｃ間を接続管６ａ，６ｂによって流路
が並列回路となるよう接続されている。

【０００８】温水タンク２ａには加熱ヒータ７と電気的
に接続された温度調節器８を設ける。図示の実施例では
温水タンク２ａに加熱ヒータ７と温度調節器８を設けて
いるが、他の温水タンクのいずれかに取り付けてもよ
い。９は出湯管で後流に蛇口（図示せず）を設ける。

【０００９】上述の如く構成する温水器において、ヒー
タ７に通電すると温水タンク２ａ内の水が昇温し、温水
タンク２ｂ，２ｃ内の水温との間に温度差が生ずるた
め、比重差によって出湯口５ａ，５ｂ，５ｃ、接続管６
ｂ、温水タンク２ａ，２ｂ，２ｃ、給水口４ａ，４ｂ，
４ｃ、接続管６ａ間で循環が行われ、温水タンク２ａの
温水が温水タンク２ｂ，２ｃの上部へ移動し、逆に温水
タンク２ｂ，２ｃ内の冷水が温水タンク２ａに移動す
る。

【００１０】この状態が温度調節器８がＯＦＦするまで
継続し、温水を沸き上げる。上記実施例は温水タンクに
取り付ける加熱ヒータを一つの場合を述べたが、加熱ヒ
ータの数が温水タンクの数より少なければよく、図１に
おいて温水タンク数３ヶに対し加熱ヒータ２ヶでもよ
い。

【００１１】図２に示す実施例において１０は温度制御
弁で、加熱ヒータ７を設けた温水タンク２ａと加熱ヒー
タを設けない温水タンク２ｂ，２ｃの間の接続管６ｂの
途中に配置している。温度制御弁１０は温度が一定に昇
温すると開弁し、接続管６ｂの流路を開放する。

【００１２】１１は逆止弁で、温度制御弁１０の弁と並
列管路に設けている。温度制御弁１０の温度設定を高温
にセットすると、温水タンク２ａ内の温度が高くなって
から温度制御弁１０の弁を開くため、温水タンク２ｂ，
２ｃ内に流入する温度が高温水だけ流入する。逆止弁１
１は沸き上げ時、温水タンク２ａの温水が温水タンク２
ｂ，２ｃへ流入するのを防止し、蛇口を開いたときには
温水タンク２ｂ，２ｃから出湯管９へ流すための弁であ
る。

【００１３】図３に示す実施例において１２ａ，１２
ｂ，１２ｃはオリフィスで、それぞれ流水抵抗が異なる
寸法で構成してあり、接続管を含めた各温水タンク系路
の流水抵抗が等しくなるように寸法が決めているので、
出湯すると各温水タンク内の湯水分離位置が同一の高さ
のまま上方へ移行する。このため、温水タンク内の温水
はすべて有効に出湯する。ここではオリフィス１２ａ，
１２ｂ，１２ｃの例を述べたが、管径の一部を変更して
流路断面積を変えたものでもよい。

【００１４】

【発明の効果】本発明の押上式電気温水器は複数の温水
タンク流路を並列に接続して配列して、一部の温水タン
クにのみ加熱ヒータを取り付けてすべての温水タンク内
の水を自然循環させてお湯を沸き上げるようにしている
ため、従来技術の製品に比べて加熱ヒータが少なくて済
み、コストが安くできるとともに、部品の故障等による
異常過熱が生ずることがなくなる利点がある。また加熱
ヒータを設けた温水タンクと、過熱ヒータを設けない温
水タンクとの間に温度制御弁を設けているので、加熱ヒ
ータを設けない温水タンク内の上部と湯水分離位置との
中間の温度低下を防止でき、温水タンク内の温度が上部
と近似した高温に沸き上げることができる。さらに各温
水タンク流路の流路に流水抵抗の異なる流路断面積を設
けることで、接続管を含めた各温水タンク流路全体の流
水抵抗が等しくなり、温水タンク全体の温水を有効に出
湯できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の押上式電気温水器の一実施例を示す全
体システム図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す全体システム図であ
る。

【図３】本発明の他の実施例を示す全体システム図であ
る。

【図４】従来例を示す全体システム図である。

【符号の説明】 １ 給水管 ２ａ 温水タンク ２ｂ 温水タンク ２ｃ 温水タンク ４ａ 給水口 ４ｂ 給水口 ４ｃ 給水口 ５ａ 出湯口 ５ｂ 出湯口 ５ｃ 出湯口 ６ａ 接続管 ６ｂ 接続管 ７ ヒータ ８ 温度調節器 １０ 温度制御弁 １１ 逆止弁 １２ａ オリフィス １２ｂ オリフィス １２ｃ オリフィス

フロントページの続き (72)発明者 木下 武美 大阪府茨木市東太田４丁目５番11号 日立 冷熱株式会社茨木工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の温水タンクを配列配置し、この
   温水タンク間を流路が並列回路となるように接続し、か
   つ任意の温水タンクに加熱ヒータを取り付けたことを特
   徴とする押上式電気温水器。
2. 【請求項２】 加熱ヒータを取り付けた温水タンクと、
   加熱ヒータを取り付けない温水タンク間に温度が所定の
   温度まで上昇すると開弁する温度制御弁を設けたことを
   特徴とする請求項１記載の押上式電気温水器。
3. 【請求項３】 複数個の温水タンク各々の流路であるタ
   ンク入口または出口に、流水抵抗の異なる流路断面積を
   設けたことを特徴とする請求項１記載の押上式電気温水
   器。