JPH11148722A - 温水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で熱効率がいい温水器を提供すること。 【解決手段】 タンクＴと、タンクＴ内を二つの室８、
９に区分する隔壁７と、両室８、９を連通する通路１１
ａ、１１ｂと、タンクＴに形成するとともにいずれか一
方の室８に連通する流入口１４と、いずれか他方の室９
に連通する流出口１２と、上記両室８、９に設けたヒー
ター１５とを備え、流入口１４および流出口１２のそれ
ぞれを、通路１１ａ、１１ｂからずらした位置に形成し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、床暖房装置や暖
房用畳に温水を供給するのに最適な温水器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３に示す従来の温水器は、ケース１内
に、タンク６と、このタンク６内の流体を吸い出すポン
プＰと、排出流体を加熱するヒーターＨとを設けてい
る。上記タンク６には流出口２を形成し、この流出口２
にポンプＰの吸い込み側４を接続している。そして、こ
のポンプＰの吐出側５には、パイプ２０を介して図示し
ていない暖房装置を接続している。また、パイプ２０の
途中には、ヒーターＨを設けている。そして、このヒー
ターＨを流体が通過することによって、その流体を加熱
するようにしている。なお、上記暖房装置を循環した流
体は、タンク６に形成した流入口３からタンク６内に戻
るようにしている。

【０００３】上記の装置では、ポンプＰを作動すると、
タンク６内の流体を、タンク６→ポンプＰ→ヒーターＨ
→図示していない暖房装置→タンク６の順に循環させ
る。そして、このように循環する流体をヒーターＨによ
って加熱することで、図示していない暖房装置に高温流
体を供給し、暖房を行うようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置は、流
れる流体をヒーターＨで加熱するようにしたので、短い
時間で流体を加熱しなければならず、それだけヒーター
Ｈには高い能力が要求される。しかし、ヒーターＨの能
力を上げれば上げるほど、多くの電力を必要とするの
で、不経済になるという問題があった。また、ケース１
内には、ヒータＨを収納するだけのスペースが必要とな
り、温水器が大型化してしまうという問題があった。こ
の発明の目的は、小型化でき、熱効率をよくすることの
できる温水器を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、タンク
と、このタンク内を二つの室に区分する隔壁と、上記両
室を連通する通路と、タンクに形成するとともにいずれ
か一方の室に連通する流入口と、いずれか他方の室に連
通する流出口と、上記両室に設けたヒーターとを備え、
上記流入口および流出口のそれぞれを、上記通路からず
らした位置に形成したことを特徴とする。第２の発明
は、通路を、タンクの一側面側に位置させ、流入口およ
び流出口をタンクの他側面側に位置させたことを特徴と
する。第３の発明は、ヒーターを両室に配置するととも
に、一方の室内においては、上側部と下側部とを平行に
し、それら上側部と下側部とは、垂直方向に湾曲させた
垂直湾曲部を介して連続させ、これら上側部および下側
部は、一方の室のほぼ全体にいきわたる長さを保つ一
方、この下側部であって、上記垂直湾曲部と反対側を、
水平方向に湾曲させるとともに、この水平湾曲部を側面
通路にはわせてヒーターを他方の室内に導き、水平湾曲
部を他方の室内の下側部に連続させ、さらに、この水平
湾曲部とは反対側の下側部を垂直に湾曲させて垂直湾曲
部とするとともに、この垂直湾曲部に上側部を連続さ
せ、この上側部をタンク外部に導き出し、かつ、上記両
垂直湾曲部は、流入口および流出口付近に位置させたこ
とを特徴とする。第４の発明は、通路を、タンクの天井
側に位置させ、流入口および流出口を通路よりも下側に
位置させたことを特徴とする。第５の発明は、タンクの
底面の一部を底上げして隔壁を形成したことを特徴とす
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１、２に、この発明の実施例を
示す。図１に示すように、ケース１内には、タンクＴを
設けている。このタンクＴには、図２に示すように、そ
の底面を底上げした隔壁７を形成し、この隔壁７によっ
てタンクＴ内を第１室８と第２室９とに区分している。
そして、隔壁７は、タンクＴの天井との間に間隔を保
ち、その間隔部分を上面通路１１ａとしている。また、
隔壁７は、その端部７ａとタンクＴの側面１０との間に
も間隔を保ち、その間隔部分を側面通路１１ｂとしてい
る。したがって、これら通路１１ａ、１１ｂを介して、
第１室８と第２室９とは連通することになる。

【０００７】上記タンクＴの底面には、第２室９に連通
する流出口１２を形成している。そして、図１に示すよ
うに、この流出口１２にパイプ１３を接続して、タンク
ＴをポンプＰの吸い込み側４に接続している。さらに、
このポンプＰの吐出側５を、図示していない暖房装置に
接続している。このようにして、タンクＴ内の流体を図
示しいない暖房装置に供給するようにしている。また、
タンクＴの側面には、第１室８に連通する流入口１４を
形成し、この流入口１４に、図示していない暖房装置の
戻り側を接続している。このようにして、暖房装置内を
循環した流体を、タンクＴに戻すようにしている。

【０００８】なお、上記流出口１２および流入口１４
は、上記いずれの通路１１ａ、１１ｂからもその位置を
ずらしている。すなわち、図１に示すように、流出口１
２は、タンクＴの底面に形成し、流入口１４は、隔壁７
の上面よりも低いタンクＴの側面に形成している。そし
て、これら両口１２、１４を、タンクＴの側面１６にな
るべく近い位置に設けている。このようにすると、流出
口１２および流入口１４は、側面通路１１ｂから離れた
位置になる。したがって、流出口１２および流入口１４
と通路１１ｂとの距離が長くなり、タンクＴ内の流路を
それだけ長く確保することができる。また、流入口１４
から第１室８に導いた流体は、隔壁７にぶつかるので、
上面通路１１ａから直接第２室９に流れ込まない。

【０００９】一方、上記のようにしたタンクＴ内には、
銅やステンレスなどの金属製のパイプ内に電熱線を組み
込んだ棒状のヒーターを、曲げ加工して両室８、９に組
み込んでいる。このヒーター１５は、一方の室８内にお
いては、上側部１５ａと下側部１５ｂとを平行にすると
ともに、それら上側部１５ａと下側部１５ｂとは、垂直
方向に湾曲させた垂直湾曲部１５ｃを介して連続させて
いる。なお、これら上側部１５ａおよび下側部１５ｂ
は、第１室８のほぼ全体にいきわたる長さを保ってい
る。さらに、この下側部１５ｂであって、上記垂直湾曲
部１５ｃと反対側を、水平方向に湾曲させるとともに、
この水平湾曲部１５ｄを介して、このヒーター１５を第
２室９内に導いている。すなわち、この水平湾曲部１５
ｄは、側面通路１１ｂにはわせるとともに、第２室９内
の下側部１５ｅに連続させている。そして、水平湾曲部
１５ｄとは反対側を垂直に湾曲させて垂直湾曲部１５ｆ
とするとともに、この湾曲部１５ｆに上側部１５ｇを連
続させ、この上側部１５ｇをタンク外部に導き出してい
る。上記のように水平湾曲部１５ｄを側面通路１１ｂに
はわせているので、そこを流れる流体も温められる。

【００１０】なお、上記垂直湾曲部１５ｃおよび１５ｆ
のそれぞれは、流入口１４および流出口１２付近に位置
させている。したがって、これら流入口１４および流出
口１２付近でのヒーター１５の表面積が大きくなる。そ
のために、例えば流入口１４側では、流入してくる低温
流体を効率よく温められる。また、流出口１２側では、
必ず温められた流体が流出することになる。上記のよう
にしたヒーター１５は、電源Ｖに接続している。

【００１１】次に、この実施例の作用について説明す
る。ポンプＰを作動すると、タンクＴ内の流体は、流出
口１２→ポンプＰ→暖房装置→流入口１４→タンクＴの
第１室８の順に流れて循環する。そのため、タンクＴ内
には、第１室８側から第２室９側への流れが生じる。こ
のときの各室８、９内における流体の流れを以下に説明
する。流入口１４からタンクＴの第１室８に流れ込んだ
低温流体は、密度が高く、高温流体に比べて重いので、
タンクＴの底に移動しようとする。逆に、ヒーター１５
で温められた高温流体は、密度が低く、低温流体に比べ
て軽いので、液面方向に移動しようとする。したがっ
て、その温度差によって、第１室８の流体は、上下方向
に対流することになる。

【００１２】このような対流が生じている第１室８に
は、流入口１４から低温流体が流れ込んでいる。この低
温流体は、タンクＴの側面から流入しているので、その
流れは、上記対流と直角に交わることになる。したがっ
て、上下方向の流れと横方向の流れとが相まって第１室
８の流体が撹拌される。このように流体が撹拌されるこ
とによって、第１室８内の流体が均一に加熱される。そ
して、この第１室８では、側面通路１１ｂを流入口１４
と反対側のタンクＴの側面１０側に設けることによって
流路を長く確保しているので、流入口１４から流れ込ん
だ流体は、側面通路１１ｂに達するまでに効率よく加熱
される。また、側面通路１１ｂから第２室９に導かれた
流体は、この第２室９でも長い流路を流れることによっ
て加熱される。このようにして、流入口１４から導いた
流体は、流出口１２に達するまでに十分に加熱される。

【００１３】一方、上面通路１１ａを介しても、第１室
８から第２室９への流体の流れが生じる。この流れは短
絡的なものであるが、上面通路１１ａはタンクＴの上方
に位置するので、そこを流れる流体は、液面側の流体、
すなわち、十分に温められた流体である。したがって、
十分に温められた流体だけが、第２室９側の流出口１２
方向に効率よく流れる。

【００１４】この実施例によれば、タンクＴ内にヒータ
ー１５を設けたので、ケース１にヒーター１５を収納す
るスペースが要らなくなり、温水器を小型化することが
できる。しかも、第１、２室８、９の流体を内部から直
接加熱しているので、ヒーター１５の熱が効率よく流体
に伝わる。したがって、熱効率を向上させることができ
る。また、タンクＴ内を隔壁７によって２つの室８、９
に区分けするとともに流入口１４と流出口１２とを別々
の室に連通しているので、タンクＴ内に導いた低温流体
が、加熱されずに流出したりしない。さらに、上面通路
１１ａを設けることによって、第１室８の液面付近の高
温流体だけを、第２室９側に効率よく流すことができ
る。

【００１５】一方、循環する流体をヒーターによって加
熱する場合、ヒーターは、ある程度の熱量を必要とす
る。ヒーターの熱量は、ヒーターの表面温度とその表面
積とによって決まる。ただ、ヒーターの表面温度は、そ
れを高くするのにも限度がある。例えば、その表面温度
を高くすれば、このヒーターの周囲の流体は、短時間で
加熱される。しかし、水を主体にする流体では、その熱
伝導率が低いので、ヒーター周囲の流体の温度上昇の割
に、全体の温度がそれほど上がらない。そして、ヒータ
表面の流体が沸騰してしまうと、気化熱が奪われて、そ
の分流体の温度が下がるという問題もある。そのため、
ヒーターの熱量を大きくし、その表面温度を必要以上に
高くしたとしても、電力消費量ばかり多くなって、熱効
率が悪いものになってしまう。そこで、ヒーターの熱量
を上げるためには、ヒーターの表面積を大きくせざるを
得ない。このように表面積を大きくすれば、当然のこと
として、ヒーターが大型化し、タンクも大型化してしま
う。しかし、装置全体の小型化を考慮すると、このタン
クの大型化は、望ましいことではない。

【００１６】この実施例では、できるだけ大きい表面積
を持ったヒータ形状にするとともに、このヒータの表面
をたえず流体が流れるタンク形状にして、効率よく流体
を温めることでタンクを小型化している。つまり、この
実施例では、タンクＴの両室８、９を、前記したように
タンクＴの底面を底上げした隔壁７で区画しているの
で、この隔壁７の体積分だけ、タンクＴ内の容積を小さ
くできる。タンクＴ内の容積を小さくできるので、当然
のこととして、ヒーター１５の熱量をそれほど上げなく
ても、流体を早く温めることができる。しかも、両室
８、９にヒーター１５を上下に配置しているので、室
８、９において、流体をむらなく温めることができる。
また、第１室８にヒーター１５の上側部１５ａを設けた
ということは、第１室８から上面通路１１ａを通って第
２室９に流入する流体が、十分に温められながら流通す
るということになる。さらに、側面通路１１ｂにおいて
も、その底部に水平湾曲部１５ｄをはわせているので、
この側面通路１１ｂを通って第２室９に流入する流体が
十分に温められることになる。

【００１７】したがって、第２室９には、必ず所望の温
度に温められた流体が流れ込むことになる。しかも、こ
の第２室９には、上記したように下側部１５ｅと上側部
１５ｇとを備えているので、そこでもさらに温められ
る。このように第１室８から第２室９へいたる過程で、
流体が段階的に温められるので、熱効率がよくなる。そ
の上、前記したように流入口１４および流出口１２の付
近に湾曲部１５ｃ、１５ｆを位置させたので、熱効率が
いっそうよいものとなる。

【００１８】なお、この実施例では、タンクＴの底面の
一部を底上げして隔壁７を形成しているが、この隔壁７
は別部材としてもよい。ただし、この実施例のようにタ
ンクＴの底面を底上げして隔壁７を形成すれば、タンク
Ｔと一体形成することができるので、別部材にする場合
に比べて、製造コストを低減することができる。また、
通路１１ａ、１１ｂとしては、この実施例のものに限ら
ず、例えば、隔壁７に貫通孔を形成して、その貫通孔を
通路としてもかまわない。さらに、この実施例では、通
路として上面通路１１ａと側面通路１１ｂとを設けてい
るが、通路は側面通路１１ｂだけでもよい。

【００１９】

【発明の効果】第１の発明によれば、タンク内にヒータ
ーを設けたので、ヒーターを収納するスペースが要らな
くなり、その分、温水器を小型化できる。しかも、タン
ク内の流体を内部から直接加熱しているので、ヒーター
の熱が効率よく流体に伝わり、熱効率を向上させること
ができる。また、隔壁によってタンク内を２つの室に区
分し、一方の室に流入口を連通し、他方の室に流出口を
連通している。しかも、これら流入口および流出口の位
置を、両室を連通する通路の位置からずらしている。こ
のようにすれば、流入口から一方の室に導いた低温流体
が、他方の室に直接流入しない。したがって、タンク内
に導いた低温流体が、加熱されずに流出口から流出した
りしない。さらに、流体の流れに沿ってヒータを設けて
いるので、ヒータの表面を流体が効率よく流れる。その
ため、ヒータの表面で流体が沸騰したりせず、ヒータの
熱が効率よく流体に伝わる。

【００２０】第２の発明によれば、タンクの一側面側に
通路を位置させ、タンクの他側面側に流出口および流入
口を位置させることによって、タンク内における流入口
から流出口までの流路を長く確保している。したがっ
て、流入口からタンク内に導いた低温流体を、流出口に
達するまでに十分に温めることができる。第３の発明に
よれば、側面通路の底部に水平湾曲部をはわせているの
で、この側面通路を通って他方の室に流入する流体が十
分に温められることになる。その上、流入口および流出
口の付近に垂直湾曲部を位置させて、その付近での表面
積を大きくしているので、熱効率がいっそうよいものと
なる。第４の発明によれば、一方の室にヒーターの上側
部を設けたので、この一方の室から上面通路を通って他
方の室に流入する流体が、十分に温められながら流通す
ることになる。したがって、他方の室には、必ず所望の
温度に温められた流体が流れ込むことになる。しかも、
この他方の室には、下側部と上側部とを備えているの
で、そこでもさらに温められる。このように一方の室か
ら他方の室へいたる過程で、流体が段階的に温められる
ので、熱効率がよくなる。

【００２１】第５の発明によれば、タンクの底面の一部
を底上げして隔壁を形成したので、隔壁とタンクとを一
体成形でき、製造コストを低減することができる。ま
た、タンクの底部を底上げした分、タンク内の容積が少
なくなるので、ヒーターの熱量をそれほど大きくしなく
ても、流体を早く温めることができる。したがって、温
水器の立ち上げ時間も短くてすむ。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の温水器を示す図である。な
お、タンクＴは、図２の第２室９側における断面図であ
る。

【図２】実施例のタンクＴ示す斜視図である。なお、見
やすくするために、タンクＴの天井を取り除いた状態で
図示している。

【図３】従来の温水器を示す図である。

【符号の説明】

７ 隔壁 ７ａ 隔壁の一端 ８ 第１室 ９ 第２室 １０ タンクの一側面 １１ａ 上面通路 １１ｂ 側面通路 １２ 流出口 １４ 流入口 １５ ヒーター １５ａ 一方の室のヒーターの上側部 １５ｇ 他方の室のヒーターの上側部 １５ｂ 一方の室のヒーターの下側部 １５ｅ 他方の室のヒーターの下側部 １５ｃ 一方の室のヒーターの垂直湾曲部 １５ｆ 他方の室のヒーターの垂直湾曲部 １５ｄ ヒーターの水平湾曲部 １６ タンクの他側面 Ｔ タンク

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タンクと、このタンク内を二つの室に区
   分する隔壁と、上記両室を連通する通路と、タンクに形
   成するとともにいずれか一方の室に連通する流入口と、
   いずれか他方の室に連通する流出口と、上記両室に設け
   たヒーターとを備え、上記流入口および流出口のそれぞ
   れを、上記通路からずらした位置に形成したことを特徴
   とする温水器。
2. 【請求項２】 通路を、タンクの一側面側に位置させ、
   流入口および流出口をタンクの他側面側に位置させたこ
   とを特徴とする請求項１記載の温水器。
3. 【請求項３】ヒーターは、両室に配置するとともに、一
   方の室内においては、上側部と下側部とを平行にし、そ
   れら上側部と下側部とは、垂直方向に湾曲させた垂直湾
   曲部を介して連続させ、これら上側部および下側部は、
   一方の室のほぼ全体にいきわたる長さを保つ一方、この
   下側部であって、上記垂直湾曲部と反対側を、水平方向
   に湾曲させるとともに、この水平湾曲部を側面通路には
   わせてヒーターを他方の室内に導き、水平湾曲部を他方
   の室内の下側部に連続させ、さらに、この水平湾曲部と
   は反対側の下側部を垂直に湾曲させて垂直湾曲部とする
   とともに、この垂直湾曲部に上側部を連続させ、この上
   側部をタンク外部に導き出し、かつ、上記両垂直湾曲部
   は、流入口および流出口付近に位置させたことを特徴と
   する請求項２記載の温水器。
4. 【請求項４】 通路を、タンクの天井側に位置させ、流
   入口および流出口を通路よりも下側に位置させたことを
   特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の温水器。
5. 【請求項５】 タンクの底面の一部を底上げして隔壁を
   形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に
   記載の温水器。