JPS60155856A - 温水加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は衛生洗浄装置等に用いらｎる温水加熱装置の高
温制御の安全性改善に関する。

従来例の構成とその問題点 従来、衛生洗浄装置に用いら、ｒＬでいる温水加熱装置
は、貯湯式が主流であったが出湯開始後は便２、＋　゛ 川音の好みに合せた温度調節ができないという欠点があ
り、こｆｌｋ改善するために貯湯式に瞬間式ケ併用し出
湯時の温度調節を可能としたものが考えらｎている。

ここで、湯温の制御機構が故障した場合、貯湯式の場合
には貯湯タンクに設けたサーマルブレーカ−あるいは温
度ヒーーズ等の応答速度の遅い過昇温防止機構でも十分
であ゛つた。しかしながら瞬間式においては温度制御機
構が故障した場合、すぐに高温の湯が生じ、そｎが人体
に噴出さｎるという危険があり、この異當高温出湯？素
早くまた確実に防止する必要があった。

発明の目的 本発明はこの従来の課題を解決するもので、瞬間式の加
熱手段として熱応答性の優ｎたセラミックヒータ自体の
温度上昇を検知し、セラミ・ンクヒータの温度」二昇ケ
抑えることにより応答性が速くしかも確実に動作する安
全装置を構成することケ目的とする。

発明の構成 ３゛＝　“ この目的？達成するために本発明は、セラミ・ツクヒー
タの発熱抵抗体と共に焼成さｎだ検知抵抗体？用いてセ
ラミックヒータ自体の温度」−昇を検知し、この温度が
非加熱流体の流動条件により定まるあるン晶度以」二に
」二層しないよう、セラミ・ツクヒータへの電気入カケ
抑える構成としたものである。本構成によりセラミック
ヒータ自体の異゛潜な温度」−昇が応答性良くまた正確
に抑えらｎるため様々な条件下において異常な高温出湯
を防止することができる。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図？用いて説明
する。

第１図は本実施例で用いるセラミックヒータを示したも
のであり、発熱抵抗体Ａ１および検知抵抗坏Ａ２τセラ
ミックシート八〇とセラミック基体Ａ４との間で挟持し
、一体に成形した後に焼成してセラミック発熱素子Ａ　
５　ｆ：　構成する。セラミックシートＡ３あるいはセ
ラミック基体Ａ４［例えばアルミナ系のセラミック材で
構成さｒており、１！Ｉ開昭ＧＯ−１５５８５Ｇ（２） またセラミツクシ・−１・Ａ３は１ｍｍ以下の厚さで焼
成さｎるため外表面への熱移動はきわめて速く行わ几、
熱応答性の非常に優！″したものとなっている。

またこの実施例に示さｎるように発熱抵抗体Ａ１と検知
抵抗体Ａ２は互いに近接して設けであるため、検知抵抗
体Ａ２げ発熱抵抗体Ａ１の温度」−昇全確実にとらえる
ことができる。

つぎに第２図、第３図金相いて全体構成を説明する。

ジスターンタンク１に貯水さｎた水は給水パイプ２ケ経
てポンプ３の吸入「」４に達し、加圧さｎ。

て吐出口５よＶ貯湯タンク６に設けた入水管７０入水１
］８に至る。

入水管７の出水口９は貯湯タンク６の下層部に固定した
バッフ／ｌ／仮１０のさらに下方にあり、入水管７よジ
貯湯タンク６内に流入する水は、貯湯タンク６の底面に
あたった後バッフル板１０の整流作用によＶ均一な押し
めげ給湯が実現きｎる。

貯湯タンク６の蓋１１にはセラミック発熱素子Ａ５から
なるセラミックヒータ１２と、貯湯タン５ベー゛ り６の下層部に流入口１３、」二層部に流出口１４ケ持
つ熱交換流路１５を有する熱交換器１６全−停に設けて
いる。

この熱交換流路１５の流入口１３ば、熱交換器１６と一
体に設けた流入路１７で貯湯タンク上層に連通している
。

熱交換流路１５の流出口１４は流出路１８で出湯「１１
９と連通している。出湯の温度検出用のサーミスタＡ２
０は、この流出路１８に挿入されている。

ざらに出湯［１１９より出湯する湯は、流路切換部２１
により、洗浄ノズ／ｌ／２２に連通する出湯流路２３と
接続さｎるか、あるいは貯湯タンク６の湯を循環加熱す
る循環加熱流路２４＝ｉ流几るかが選択さｎる。

循環加熱流路２４ｖｉ、流路切換部２１が出湯口１９と
出湯流路２３２遮断し、出湯口１９とポンプ３の吸入口
４に至る流路を連通させることにより生ずる出湯ｎ１９
、ポンプ３、貯湯タンク６の入水口８ヶ結ぶ閉回路で構
成さ九る。

循環加熱時の貯湯温度検出は、貯湯タンク６内に設けた
貯湯温度検出用のサーミスタＢ２５で行わｎる。

つぎにこの温水加熱装置の動作シーケンスについて述べ
る。本実施例による温水加熱装置に基本的に、中間温度
で貯湯するモードと、出湯温度まで瞬間加熱するモード
に分ｎる。

貯湯モード時に、ます流路切換部２１は制御部２６によ
り循環加熱流路２４ケ形成するように動作する。貯湯さ
ｎている湯の温度が設定温度よりも低下した場合、制御
１部２６は貯湯温度検出用のサーミスタＢ２５による湯
温低下の検出、ポンプ３の運転による循環加熱流路２４
の循環開始、電気ヒータ１２の通電開始による加熱開始
という一連の制御を行なう。そして貯湯温度が設定温度
に達したときは、とｎとに逆に電気ヒータ１２の通電停
止、ポンプ３の運転停止という手順で循環加熱動作に終
了する。

瞬間加熱モード時は、ます流路切換部２１は制御部２６
より循環加熱流路２４側を遮断し、出湯流路２３と出湯
口１９とを接続するように動作する。

つぎに出湯温度ケある値に設定す几ば、制御部２６にポ
ンプ３の運転、電気ヒータ１２への通電が行うとともに
、出湯温度孕サーミスタＡ２０によＶ検出して出湯温度
が設定ｌ都度となるように電気ヒータ１２への電気入力
を制御する。

さらに、セラミックヒータ１２の検知抵抗体Ａ２は制御
部２６に設けらｎた異常温度検知回路２６Ａと接続さｎ
ており、セラミックヒータ１２の温度が所定の温度Ｔｃ
以上に」二らぬように制御する。

したがって、この状態でサーミスタＡ２０が断線した場
合全光えｎば、サーミスタＡ２０の抵抗が見かけ上無限
大となるため、セラミックヒータ１２には無条件にフル
パワーが入力さｎる。したがって吐出流量が少ない場合
など、かなり高温の湯が吐出する可能性がある。このよ
うな場合、セラミックヒータ１２自体の温度も急激に上
昇することから検知抵抗体Ａ２の抵抗値も大幅に」−昇
し、異常温度検知回路２６Ａが作動してセラミックヒー
タ１２への電気入力全抑制し、このような異常温度」二
層全防止することができる。

ここで異常温度検知回路２６Ａの温度設定について述べ
石。このセラミックヒータ１２の検知抵抗体Ａ２の温度
は、入水温度、流量、ヒータ入力と主としてこの３つの
要素により決定される。ところで、出湯温度が一定とな
るようにヒータ入力を制御する場合、検知抵抗体Ａ２の
温度（セラミックヒータ１２の表面温度に近い温度を示
していると考えらｎる）は一定となる傾向がある。

これはセラミックヒータ１２の表面温度をＴｓ。

表面積をＳＡ、熱伝達率孕α、入水温度をＴＩＮ、出湯
温度葡Ｔｏｕ−ｒ、流量會ＱとすればＴＭＥＡＮ　＝　
（Ｔｏｕｒ　十Ｔ　Ｉ　Ｎ）／　２　−・−−−−（１
１として Ｑ　（ＴＯＵＴ−ＴＩＮ　）ααＳ（Ｔｓ−ＴＭＥＡＮ
　）・・・・・（２） なる関係が成立する。ここで熱伝達率αは乱流の場合概
略αＣＸＲｅ’°８と３けることからαＯＱとす９べ一
−ミ゛ ｎば Ｔｓ−ＴＭＥＡＮαｇ（Ｔ（＋ｕＴ−Ｔ＋Ｎ）　−・・
（３１となる。したがってＴＯＬＩＴが一定であｎばＴ
ｓも一定となる傾向があることがわかる。この関係から
、セラミックヒータ−２の表面温度に近い温度が得らｎ
る検知抵抗体Ａ２の温度をある設定温度Ｔｃ以下になる
よう制御すれば、流量等が変動しても出湯温度の上限？
抑えることができる。したかって第５図に示したように
、規定の入力に対して例えば１．１倍〜１．５倍といっ
たオーダーで入力さｎる異常入力全検知し、そｎ２抑え
るといった使い方には有効である。

セラミックヒータ−２の特徴は熱応答時間が非常に短い
ということであるが、とｎは温調囲路が故障した場合に
は逆に欠点ともなり、応答性の良い異常温度検出センサ
ーが必要であったが、本実施例に示さｆるように、セラ
ミックヒータ−２の温度変化とほぼ同速度で応答する検
知抵抗体Ａ２全全異幅度検出用のセンサーとして用いて
いるため、素早く、かつ確実に異常事態に対応できる。

１０ベーラ゛ またｊｍ常の使用状態においても、例えば出湯開始時に
は出湯温度検出用のサーミスタＡ２０は、しばらくの間
、流路に残存するセラミックヒータ１２により加熱さｎ
ていない湯温を検知するため、セラミックヒータ１２に
は立上り時はぼフルパワーが作用し、オーパーンートの
原因となっていた。しかしながら、本実施例による異常
温度検出回路２６Ａが作動す几ば、このオーパーンニー
トの上限孕抑えることが可能である。

セラミックヒータ１２は熱応答性が良い反面、スケール
付着に弱い性質がちり、７ケールが付着していくと伝熱
が息くなる結果セラミ・ツクヒータ１２の温度が上昇し
、ある限界値を越えるとセラミックヒータ１２に破壊し
てしまう。異常温度検知回路２６Ａが作動すｎば、この
限界値を越えぬようセラミ１．クヒータ１２の入力全制
御することができる。異常温度検知回路２６Ａが作動す
ｎば、セラミックヒータ１２への最大入力が制限さ九る
ため加熱性能は低下するが、セラミックヒータ１２が破
壊するという最悪の事態は避けることが１１　′”゛ できる。

発明の効果 以上のように本発明による温水加熱装置によれば次の効
果が得らｎ、る。

（１）　セラミックヒータに検知抵抗体ケ内装させこの
検知抵抗体によりセラミックヒータの温度検出全行なっ
ているため、セラミックヒータを十分な応答速度である
設定温度以下に制御することができる。

（２）　セラミックヒータにヌケールが付着し、ヒータ
ｌ都度が」二層する場合、ヒータ割７″Ｌ１浪界温度以
下にヒータ入力を制御波するため、セラミックヒータ−
の安全性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

概１賂断面図、第３図に第２７ラミ・ンクヒータの一部
切除斜視図、第４図は異常温度検出回路の動作を示す動
作説明図である。 Ａ１・・・・・・発熱抵抗棒、Ａ２・・・・・・検知抵
抗体、Ａ３・・・・・セラミ・ツクシー１−１Ａ４・・
・山セラミック基体、Ａ５・・・・・・セラミック発熱
素子、１５・・・・・・熱交換流路、２６・す・制御部
、２６Ａ・・・・・・異常温度検知回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名第２
図 芽 特開口、ＪＱ−１５５８５６（５） 、　４　面 設定温度

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発熱抵抗体と検知抵抗体をセラミックシー１−とセラミ
   ック基体の間に挟持したセラミック発熱素子と、この士
   ラミック発熱素子と作動流体とが熱交換を行う熱交換流
   路とを備え、前記検知抵抗体は前記セラミック発熱素子
   への入力を制御する制御部に設けた異常温度検知回路と
   接続されるとともに、前記異常温度検知回路の設定温度
   を正常出湯時の前記検知線温度の１，１倍から１．５倍
   の間とした温水加熱装置。