(57)【要約】【課題】ヒータを挿抜自在に保持するヒータホルダを備え、信頼性の高いものを比較的低い製造コストで作製することが容易な電気温水器を得ること。【解決手段】貯湯タンク１０と、貯湯タンク内に配置されて貯湯タンク内の水を加熱するヒータ４０と、ヒータを挿抜自在に保持して貯湯タンクの外側から該貯湯タンクに取り付けられるヒータホルダ５０とを備えた電気温水器を構成するにあたり、ヒータホルダを耐食材料製の内側ホルダ５１と高強度材料製の外側ホルダ５５とに分け、これら内側ホルダと外側ホルダとを連結具６１により一体化して貯湯タンクに着脱自在に装着する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンクと、該貯湯タンク内に配置されて該貯湯タンク内の水を加熱するヒータと、該ヒータを挿抜自在に保持して前記貯湯タンクの外側から該貯湯タンクに取り付けられるヒータホルダとを備えた電気温水器において、
前記ヒータホルダは、
前記ヒータの一端側が挿通される第１筒状部および該第１筒状部の長手方向の一端に形成されて径方向外側に張り出した第１フランジ部を有し、前記第１筒状部の長手方向の他端が前記貯湯タンク内に挿入される耐食性材料製の内側ホルダと、
前記第１筒状部を挿通した前記ヒータの一端が挿入される第２筒状部および該第２筒状部の長手方向の一端に形成されて径方向外側に張り出した第２フランジ部を有し、該第２フランジ部を前記第１フランジ部側と対向させて前記内側ホルダの外側に配置される高強度材料製の外側ホルダと、
を有し、
前記内側ホルダと前記外側ホルダとは、連結具により一体化されて前記貯湯タンクに着脱自在に装着されていることを特徴とする電気温水器。
【請求項２】
前記内側ホルダは、プラスチックから成ることを特徴とする請求項１に記載の電気温水器。
【請求項３】
前記外側ホルダは、金属または合金から成ることを特徴とする請求項１または２に記載の電気温水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯タンク内にヒータが取り付けられた電気温水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
湯を貯湯タンクに一旦貯留して、該貯湯タンクから給湯管路を介して所望箇所に給湯する貯湯式給湯機の１つに、ヒータを貯湯タンク内に配置して該ヒータにより貯湯タンク内の水を湯に沸き上げる電気温水器がある。この電気温水器では、従来、取付板にヒータの一端側をロウ付けまたは溶接した後、ヒータの他端側をタンク内に挿入した状態で当該取付板を貯湯タンクに固定していたが、製造工程の簡略化やヒータないし取付板の交換時の作業性を向上させるために、ヒータを取付板（ヒータホルダ）に挿抜自在に固定した電気温水器も開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、貯湯タンク内の水を加熱する発熱体（ヒータ）と、該ヒータを貯湯タンクに取り付けるための鋳物製またはプラスチック製の取付板（ヒータホルダ）とを備え、取付板に形成した貫通穴にヒータの一端側を挿通させてネジ止めすることによりヒータを取付板に挿抜自在に固定した電気温水器が記載されている。この電気温水器では、取付板にヒータをネジ止めするので、ロウ付けや溶接する場合に比べて製造工程が簡略化される。また、ヒータないし取付板を交換する際に要する手間が軽減されるので作業性が向上する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−４６８３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
貯湯タンク内にヒータを配置するために用いられる取付板の貯湯タンク側の面は、貯湯タンク内の湯水に接触する。湯が貯留されているときの貯湯タンク内の水圧は比較的高いので、信頼性の高い電気温水器を得るうえからは、比較的高温の湯に接触しても腐食しにくい耐食性と、比較的高い水圧がかかっても変形ないし破損しない高強度性とを兼ね備えた取付板を使用する必要がある。特許文献１に記載された電気温水器では、鋳物製またはプラスチック製の取付板を使用しているが、鋳物製の取付板はハンドリング性が比較的低い。また、プラスチック製の取付板は、その肉厚を厚くすることで高強度のものを得ることができるが、耐食性の高いものを得るためにはプラスチックの中でも比較的高価なものを使用しなければならず、材料費が嵩む。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、ヒータを挿抜自在に保持するヒータホルダを備え、信頼性の高いものを比較的低い製造コストで作製することが容易な電気温水器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成する本発明の電気温水器は、貯湯タンクと、貯湯タンク内に配置されて貯湯タンク内の水を加熱するヒータと、ヒータを挿抜自在に保持して貯湯タンクの外側から貯湯タンクに取り付けられるヒータホルダとを備えた電気温水器において、ヒータホルダは、ヒータの一端側が挿通される第１筒状部および第１筒状部の長手方向の一端に形成されて径方向外側に張り出した第１フランジ部を有し、第１筒状部の長手方向の他端が貯湯タンク内に挿入される耐食性材料製の内側ホルダと、第１筒状部を挿通したヒータの一端が挿入される第２筒状部および第２筒状部の長手方向の一端に形成されて径方向外側に張り出した第２フランジ部を有し、第２フランジ部を第１フランジ部側と対向させて内側ホルダの外側に配置される高強度材料製の外側ホルダとを有し、内側ホルダと外側ホルダとは、連結具により一体化されて貯湯タンクに着脱自在に装着されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電気温水器では、外側ホルダに高価な耐食性材料を用いる必要がないため、高価な耐食性材料の使用量を少なくしてもヒータホルダの耐食性および高強度性を確保することができ、結果として信頼性の高い電気温水器を比較的低い製造コストで容易に作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の電気温水器の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は下記の実施の形態に限定されるものではない。
【００１０】
図１は、本発明の電気温水器の一例を概略的に示す部分断面図である。同図に示す電気温水器８０は、貯湯タンク１０、給水管路２０、給湯管路３０、ヒータ４０、ヒータホルダ５０、制御装置７０を備えている。以下、電気温水器８０の各構成要素について説明する。
【００１１】
貯湯タンク１０は、底部に接続された給水管路２０から供給される水を貯留すると共に、該水がヒータ４０で加熱されて沸き上げられた湯を貯留するものであり、常に満水状態に保たれる。図１においては、貯湯タンク１０に貯留される湯水Ｗをスマッジングで表している。この貯湯タンク１０の側面下部にはヒータ挿入孔１１が形成されており、貯湯タンク１０の外周にはヒータ挿入孔１１を取り囲むホルダ取付部１２が設けられている。
【００１２】
給水管路２０は市水などの水を貯湯タンク１０に供給する管路であり、水圧を所定値以下にする減圧弁（図示せず）を含んでいる。給水管路２０は水道などの水源（図示せず）と貯湯タンク１０の底部とを繋ぎ、貯湯タンク１０の底部には、減圧弁により所定値以下に減圧された水が流入する。
【００１３】
給湯管路３０は、貯湯タンク１０に貯留された湯を所定の給湯先（図示せず）に供給する管路である。この給湯管路３０は貯湯タンク１０の頂部と上記の給湯先とを繋ぎ、その途中には流量調整弁（図示せず）が設けられている。流量調整弁は、制御装置７０と有線または無線により接続されており、給湯運転時に制御装置７０により動作制御されて給湯管路３０内の湯の流量を調整する。
【００１４】
ヒータ４０は、上述のヒータ挿入孔１１から貯湯タンク１０内に挿入、配置されて該貯湯タンク１０内の水を加熱するものであり、例えば、外部電源（図示せず）に接続された抵抗体（図示せず）と、該抵抗体を被覆する碍子などの絶縁体（図示せず）とを含んで構成された電気ヒータが用いられる。このヒータ４０は、後述するヒータホルダ５０に一端側が挿入されて該ヒータホルダ５０により挿抜自在に保持される。ヒータ４０の動作は制御装置７０により制御される。
【００１５】
ヒータホルダ５０は、ヒータ４０を挿抜自在に保持して貯湯タンク１０の外側から該貯湯タンク１０に着脱自在に装着される部材であり、ヒータ４０の一端側が挿入される筒状部Ｐと、筒状部Ｐの長手方向略中央から径方向外側に張り出したフランジ部Ｆとを有する。貯湯タンク１０への装着時には、フランジ部Ｆが前述のホルダ取付部１２に対向する。このヒータホルダ５０は電気温水器８０での特徴的な構成部材であるので、後に図２を参照して当該ヒータホルダ５０の構成を詳述する。
【００１６】
制御装置７０は、制御部７１とリモートコントローラ７２とを有しており、制御部７１は、主制御部と記憶部（共に図示せず）とを含んでいる。制御部７１は、記憶部に格納された情報やリモートコントローラ７２から使用者により入力された情報ないし指令に基づいて、水を湯に沸き上げて貯湯タンク１０に貯留する沸上運転、貯湯タンク１０に貯留した湯を給湯管路３０を介して所望箇所に給湯する給湯運転などを制御する。上記の情報としては、例えば沸上開始時刻、沸上温度、沸上湯量、給湯温度などが挙げられ、これらの情報は制御部７１の記憶部に格納される。また、リモートコントローラ７２から入力される指令としては、例えば給湯温度変更、沸上運転中止、沸上湯量変更などを指示する指令が挙げられる。
【００１７】
電気温水器８０を構成する貯湯タンク１０、ヒータ４０、ヒータホルダ５０および制御部７１はユニットケースＵＣ内に納められており、給水管路２０および給湯管路３０の各々は一部がユニットケースＵＣの外部まで延在しており、リモートコントローラ７２はユニットケースＵＣの外部、例えば家屋の内部に配置される。
【００１８】
上述した構成を有する電気温水器８０は、制御部７１の制御の下に沸上運転および給湯運転を行う。沸上運転は、上述した沸上開始時刻になると開始される。沸上運転が開始されると、制御部７１による制御の下にヒータ４０に通電されて該ヒータ４０が発熱し、貯湯タンク１０内の水が湯に沸き上げられる。貯湯タンク１０内に所定量の湯が蓄えられると、制御部７１による制御の下にヒータ４０への通電が停止されて沸上運転が終了する。給湯運転は、給湯管路３０に接続されている給湯栓（図示せず）が使用者により開にされると開始される。このとき、給湯管路３０に設けられている流量調節弁（図示せず）の動作が制御部７１により制御されて、給湯先での給湯流量が調節される。
【００１９】
このように動作する電気温水器８０は、ヒータホルダ５０に特徴を有しているので、以下、図１で用いた参照符号を適宜引用しつつ図２を参照して、ヒータホルダ５０について詳述する。
【００２０】
図２は、ヒータホルダを概略的に示す部分断面図である。図２では、ヒータホルダ５０の筒状部Ｐの長手軸の方向を矢印Ｄａで表している。図２に示すように、ヒータホルダ５０は、貯湯タンク１０側に配置される内側ホルダ５１と、該内側ホルダ５１の外側に配置される外側ホルダ５５とに分かれて構成されている。
【００２１】
内側ホルダ５１は、ヒータ４０の一端側が挿通される第１筒状部５１ｐと、該第１筒状部５１ｐの長手方向の一端に形成されて径方向外側に張り出した第１フランジ部５１ｆとを有しており、これら第１筒状部５１ｐおよび第１フランジ部５１ｆは耐食性材料、例えばエンジニアリングプラスチックや耐食性の高い汎用プラスチックや高耐食性金属などにより形成されている。当該内側ホルダ５１での第１筒状部５１ｐの長手方向の他端は貯湯タンク１０内に挿入され、第１フランジ部５１ｆでの貯湯タンク１０側の面はホルダ取付部１２に対向する。第１筒状部５１ｐでの貯湯タンク１０側の内周には所定数（図示の例では２つ）のパッキン５３が装着されており、第１フランジ部５１ｆには該第１フランジ部５１ｆをその厚さ方向に貫通する複数の連結具挿入孔（図示せず）が形成されている。
【００２２】
また、外側ホルダ５５は、上記第１筒状部５１ｐを挿通したヒータ４０の一端が挿入される第２筒状部５５ｐと、該第２筒状部５５ｐの長手方向の一端に形成されて径方向外側に張り出した第２フランジ部５５ｆとを有しており、これら第２筒状部５５ｐおよび第２フランジ部５５ｆは高強度材料、例えば鉄などの金属や黄銅などの合金などにより形成されている。当該外側ホルダ５５は、第２フランジ部５５ｆを上記第１フランジ部５１ｆ側と対向させて内側ホルダ５１の外側に配置される。第２筒状部５５ｐにはヒータ４０を固定するヒータ固定具５７、例えばネジが外周面側から螺入されており、第２フランジ部５５ｆには該第２フランジ部５５ｆをその厚さ方向に貫通する複数の連結具挿入孔（図示せず）が形成されている。
【００２３】
これら内側ホルダ５１および外側ホルダ５５は、第２フランジ部５５ｆの外側から該第２フランジ部５５ｆの各連結具挿入孔に挿入されて第１フランジ部５１ｆの連結具挿入孔を貫通するネジなどの連結具６１により一体化される。図示の例では、連結具６１が内側ホルダ５１と外側ホルダ５５とを一体化させる部材として機能する他に、これら内側ホルダ５１と外側ホルダ５５とを貯湯タンク１０のホルダ取付部１２に着脱自在に装着するための部材としても機能する。
【００２４】
なお、内側ホルダ５１と外側ホルダ５５とをホルダ取付部１２に装着するのに先だって、内側ホルダ５１の第１筒状部５１ｐにヒータ４０の一端側が挿通され、当該第１筒状部５１ｐを挿通したヒータ４０の一端が外側ホルダ５５の第２筒状部５５ｐに挿入される。また、内側ホルダ５１の第１フランジ部５１ｆとホルダ取付部１２との間に、例えばリング状のパッキン６２が配置される。
【００２５】
このようにして内側ホルダ５１と外側ホルダ５５とをホルダ取付部１２に装着することにより、内側ホルダ５１と外側ホルダ５５とが一体化してヒータホルダ５０が組み立てられる。第１筒状部５１ｐと第２筒状部５５ｐとによりヒータホルダ５０での筒状部Ｐが構成され、第１フランジ部５１ｆと第２フランジ部５５ｆとによりヒータホルダ５０でのフランジ部Ｆが構成される。貯湯タンク１０内の湯水Ｗのヒータホルダ５０内への浸入は、第１筒状部５１ｐの内周に設けられたパッキン５３により防止され、ヒータ挿入孔１１からの湯水Ｗの流出は、第１フランジ部５１ｆとホルダ取付部１２との間に配置されたパッキン６２により防止される。
【００２６】
内側ホルダ５１は上記の湯水Ｗと接し、電気温水器８０が沸上げ運転を行うと比較的高温の湯と接触することになるが、前述のように内側ホルダ５１は耐食性材料により作製されるので、該耐食性材料を適宜選定することにより、その腐食を容易に防止することができる。また、湯水Ｗと接する内側ホルダ５１には比較的高い水圧がかかるが、内側ホルダ５１は連結具６１により外側ホルダ５５と一体化されており、外側ホルダ５５は前述のように高強度材料により作製されるので、該高強度材料やその肉厚を適宜選定することにより内側ホルダ５１を外側ホルダ５５で補強することができる。例えば、内側ホルダ５１の第１フランジ部５１ｆを薄肉化しても、該第１フランジ部５１ｆが湯水Ｗの水圧によって変形ないし破損してしまうのを外側ホルダ５５により容易に防止することができる。外側ホルダ５５は湯水Ｗと接触しないので、該外側ホルダ５５に高価な耐食性材料を用いる必要はない。
【００２７】
したがって、ヒータホルダ５０では、特許文献１の電気温水器におけるようにヒータホルダ（取付板）全体に耐食性材料を用いると共に強度を高くするために当該ヒータホルダの肉厚を厚くする場合と比較して、高価な耐食性材料の使用量を少なくしても所望の耐食性および高強度性を確保することができる。所望の耐食性および高強度性を確保したままヒータホルダ５０の材料費を抑えることができる。結果として、電気温水器８０では、信頼性の高いものを比較的低い製造コストで容易に作製することができる。
【００２８】
一般に、電気温水器に対しては、空焚き等によってヒータの温度が異常に上昇したときにその温度上昇を検知して運転停止や異常の報知といった措置を自動的に講じる安全対策が求められており、該安全対策を講じるために、ヒータの温度を検知する温度センサが設けられる。ヒータホルダ全体をプラスチックの一体成型物により作製した場合には、プラスチックの熱伝導性が低いことから、ヒータに熱伝導板を取り付け、該熱伝導板を所望箇所にまで引き出してきて温度センサによりヒータの温度を検知しなければならず、ヒータの構造が複雑化する。これに対し、電気温水器８０では、ヒータホルダ５０のフランジ部Ｆが第１フランジ部５１ｆと第２フランジ部５５ｆとにより構成されるので、ヒータ４０に熱伝導板を取り付けなくても当該フランジ部Ｆに温度センサを取り付けてヒータ４０の温度を検知することができ、ヒータ４０の構造を簡単なものにすることができる。したがって、電気温水器８０では、安全性の高いものを比較的低い製造コストで作製することが容易である。
【００２９】
また、ロウ付けや溶接によってヒータを取付板に固定した場合には、ヒータに生じた酸化被膜やヒータホルダ５０に付着した溶接補助材をヒータの固定後に除去しなければならないが、電気温水器８０ではヒータ固定具５７を用いてヒータ４０をヒータホルダ５０に挿抜自在に保持させるので、製造工程が簡略化される。また、ロウ付けや溶接によってヒータを取付板に固定した場合には、取付板に熱変形が生じたり大きな残留応力が生じたりすることがあり、これらが生じたときには変形箇所の修正や残留応力の開放を行わなければならないが、電気温水器８０では上記の熱変形や残留応力が実質的に生じないので、この点からも製造工程が簡略化される。
【００３０】
そして、ヒータ４０をヒータホルダ５０に挿抜自在に保持させ、ヒータホルダ５０を貯湯タンク１０に着脱自在に装着する電気温水器８０では、ヒータ４０やヒータホルダ５０の交換を容易に行うことができるので、ヒータ４０やヒータホルダ５０の交換を繰り返して１つの製品を長期に亘って使用することも容易である。また、現地でヒータホルダ５０を組み立てて貯湯タンク１０に装着するようにすれば、ヒータホルダ５０を貯湯タンク１０に予め装着した状態で梱包して運搬する必要がなくなるので、運搬および保管の際の包装の少量化を図ることも容易になる。
【００３１】
以上、本発明の電気温水器について実施の形態を挙げて説明したが、前述のように、本発明は上述の形態に限定されるものではない。本発明の電気温水器は、耐食材料製の内側ホルダと高強度材料製の外側ホルダとを有するヒータホルダによりヒータを挿抜自在に保持し、このヒータホルダを貯湯タンクに着脱自在に装着するものであれば基本的によく、ヒータホルダ以外の構成は適宜変更可能である。例えば、貯湯タンク内に貯留された湯を熱源として用いる熱交換器により浴槽内の浴水を追い焚きする追焚き機能付きの電気温水器とすることもできる。また、ヒータホルダでの内側ホルダと外側ホルダとを除いた残りの構成についても、適宜変更可能である。
【００３２】
ヒータホルダを構成する内側ホルダおよび外側ホルダの各々での筒状部の形状は、ヒータの一端側を挿通させることができる形状であればよく、円筒状、角筒状など適宜選定可能である。同様に、内側ホルダおよび外側ホルダの各々でのフランジ部の形状は、貯湯タンクのホルダ取付部に装着できる形状であればよく、円環状、角環状など適宜選定可能である。
【００３３】
内側ホルダと外側ホルダとを連結する連結具としては、実施の形態で説明したネジの他に、例えばクランプやカシメなどであってもよい。また、上記の連結具は、内側ホルダと外側ホルダとを連結するためだけに用いることもでき、この場合には、ヒータホルダを貯湯タンクのホルダ取付部に装着するにあたりネジなどの固定具が別途用いられる。内側ホルダと外側ホルダとの間にパッキンを設けて、内側ホルダと外側ホルダとの間の水密性を向上させてもよい。本発明の電気温水器については、上述した以外にも種々の変形、修飾、組合せ等が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の電気温水器は、家庭用または業務用の電気温水器として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の電気温水器の一例を概略的に示す部分断面図である。
【図２】図１に示した電気温水器でのヒータホルダを概略的に示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  貯湯タンク
１１  ヒータ挿入孔
１２  ホルダ取付部
２０  給水管路
３０  給湯管路
４０  ヒータ
５０  ヒータホルダ
５１  内側ホルダ
５１ｐ  第１筒状部
５１ｆ  第１フランジ部
５３  パッキン
５５  外側ホルダ
５５ｐ  第２筒状部
５５ｆ  第２フランジ部
５７  ヒータ固定具
６１  連結具
６２  パッキン
７０  制御装置
７１  制御部
７２  リモートコントローラ
８０  電気温水器
Ｐ  筒状部
Ｆ  フランジ部
ＵＣ  ユニットケース
【図１】
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【図２】
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