(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
沸かした湯を貯める貯湯タンクと、沸かした湯が所定温度になると開状態になる温度流量制御弁を上部の流出口に具備する加熱管と、前記貯湯タンク下部と前記加熱管下部とを連結する下部管と、前記加熱管の流出口と前記貯湯タンク上部とを連結する上部管とを備える電気温水器において、
前記加熱管内に設けられ、前記加熱管内の湯を沸かすための２つの電気ヒータと、
通電開始時から所定時間までの間だけ、前記一方の電気ヒータに電力を供給すると共に他方の電気ヒータを非通電状態にし、所定時間後に前記２つの電気ヒータに電力を供給する制御手段とを有することを特徴とする電気温水器。
【請求項２】
沸かした湯を貯める貯湯タンクと、沸かした湯が所定温度になると開状態になる温度流量制御弁を上部の流出口に具備する加熱管と、前記貯湯タンク下部と前記加熱管下部とを連結する下部管と、前記加熱管の流出口と前記貯湯タンク上部とを連結する上部管とを備える電気温水器において、
前記加熱管内に設けられ、所定の電力の供給により湯を沸かす電気ヒータと、
通電開始時から所定時間までの間だけ所定の電力より少ない電力を前記電気ヒータに供給し、所定時間後に所定の電力を前記電気ヒータに供給する制御手段とを有することを特徴とする電気温水器。
【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１または２記載の電気温水器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、電気ヒータで沸かした湯を貯湯タンク内に貯める電気温水器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気温水器には、外部加熱方式のものがある。外部加熱方式の電気温水器は、貯湯タンクとは別に設けた加熱管で湯を沸かす。このような、電気温水器の一例を図６に示す。この電気温水器は、沸かした湯を貯える貯湯タンク１と、湯を沸かす加熱管５０と、貯湯タンク１の上部と加熱管５０の上部とを連結する上部管２と、貯湯タンク１の下部と加熱管５０の下部とを連結する下部管３とを備える。
【０００３】
また、加熱管５０の上部の流出口５０Ａには、図７に示すように、温度流量制御弁としてワックス弁５１を設け、下部には、湯を沸かすＵ字形の電気ヒータ５２を設けている。
【０００４】
加熱管５０のワックス弁５１は、図８（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５１Ｄとを備える。そして、温度検出部５１Ｂが検出した湯温が所定温度になると、図８（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。
【０００５】
このような電気温水器では、ワックス弁５１が全閉状態になっているときに、電気ヒータ５２が加熱管５０の水を沸かす。この湯温が所定温度に達すると、ワックス弁５１がこの湯温を検出して全開状態になる。これにより、加熱管５０内の湯は、自然対流により貯湯タンク１に移動する。つまり、加熱管５０の湯は、矢印Ａに示すように、上部管２を通り貯湯タンク１の上部に流れ込む。貯湯タンク１は、この湯を上部に貯える。同時に、貯湯タンク１の下部の水は、矢印Ｂに示すように、下部管３を通り加熱管５０内に流れ込む。これにより、加熱管５０内の湯温が下がり、ワックス弁５１が全閉状態になり、再び先の動作を繰り返す。
【０００６】
このように、貯湯タンク１内には、所定温度の高温水１０１の層と、低温水１０２の層とが成形され、利用者は、高温水１０１を使用する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ワックス弁のような温度流量制御弁を用いた外部加熱方式の電気温水器には、次のような問題点があることが判明した。
【０００８】
この電気温水器では、ワックス弁５１は、検出した温度が所定温度になると開く構造であるが、所定温度を検出してから弁が開くまでに遅延時間がある。
【０００９】
貯湯タンク１内に高温水１０１の層と低温水１０２の層とを成形する電気温水器では、高温水１０１から低温水１０２への熱の移動が発生する。この結果、貯湯タンク１内の低温水１０２の量が少なくなると、低温水１０１の温度が高くなる。温度が高くなった低温水１０２が流れ込んだ加熱管５０内で、加熱が始まると、図９に示すように、通電開始の時間Ｔ1から短時間内で、つまりワックス弁５１の遅延時間内で、湯温が１００度以上になり、湯が沸き過ぎることがある。
【００１０】
この後、ワックス弁５１が開状態になり、湯が加熱管５０から貯湯タンク１に自然対流で移動すると共に、加熱管５０内でも湯が移動する。これにより、時間Ｔ2で、加熱管５０内の湯温が下がる。この後、ワックス弁５１自身の温度が高くなっていると共に、対流により加熱管５０内の水を沸かすので、湯の沸き過ぎは発生しない。つまり、時間Ｔ3の後で湯温が高くなると、ワックス弁５１が開状態になり、時間Ｔ4の後で湯温が低くなると、ワックス弁５１が閉状態になることを繰り返す。
【００１１】
先に述べたように、加熱管５０内の湯が沸騰すると、湯温を１００度以下にするという、電気温水器の規定を外れ、さらに、沸き過ぎた湯によりワックス弁５１の特性の変化を招いたり、寿命を短くするという問題が発生する。
【００１２】
この発明の目的は、このような欠点を除き、通電開始時に発生する、加熱管内の湯の沸き過ぎを防止できる電気温水器を提供することにある。
【００１３】
【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、沸かした湯を貯める貯湯タンクと、沸かした湯が所定温度になると開状態になる温度流量制御弁を上部の流出口に具備する加熱管と、貯湯タンク下部と加熱管下部とを連結する下部管と、加熱管の流出口と貯湯タンク上部とを連結する上部管とを備える電気温水器において、加熱管内に設けられ、加熱管内の湯を沸かすための２つの電気ヒータと、通電開始時から所定時間までの間だけ、一方の電気ヒータに電力を供給すると共に他方の電気ヒータを非通電状態にし、所定時間後に２つの電気ヒータに電力を供給する制御手段とを有する。
【００１４】
また、第２の発明は、沸かした湯を貯める貯湯タンクと、沸かした湯が所定温度になると開状態になる温度流量制御弁を上部の流出口に具備する加熱管と、貯湯タンク下部と加熱管下部とを連結する下部管と、加熱管の流出口と貯湯タンク上部とを連結する上部管とを備える電気温水器において、加熱管内に設けられ、所定の電力の供給により湯を沸かす電気ヒータと、通電開始時から所定時間までの間だけ所定の電力より少ない電力を電気ヒータに供給し、所定時間後に所定の電力を電気ヒータに供給する制御手段とを有する。
【００１５】
【作用】
第１の発明により、加熱管の電気ヒータへの通電開始時には、制御手段が１つの電気ヒータにだけ電力を供給するので、通電開始時に発生する加熱管の湯の沸騰が防止される。
【００１６】
また、第２の発明により、加熱管の電気ヒータへの通電開始時には、制御手段が、所定の電力より少ない電力を電気ヒータに供給するので、通電開始時に発生する加熱管の湯の沸騰が防止される。
【００１７】
【実施例】
次に、この発明の実施例を、図面を用いて説明する。
【００１８】
［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。実施例１の電気温水器は、貯湯タンク１、上部管２、下部管３、加熱管１０および制御手段２０を備える。さらに、制御手段２０は、電源部２１、制御部２２および切替え部２３を備える。
【００１９】
この電気温水器の貯湯タンク１、上部管２および下部管３は、図６の従来の電気温水器と同じものなので、説明を省略する。
【００２０】
加熱管１０の上部の流出口１０Ａには、図２に示すように、温度流量制御弁としてワックス弁１１が設けられている。さらに、加熱管１０内の下部には、Ｕ字形の２つの電気ヒータ１２，１３が設けられている。電気ヒータ１２の電気容量は、電気ヒータ１３の電気容量とほぼ等しく、電気ヒータ１２と電気ヒータ１３との合計の電気容量が従来の電気ヒータの１つ分の容量となっている。これらの電気ヒータ１２，１３に電力を供給するための電線１２Ａ，１３Ａは、制御手段２０の切替え部２３にそれぞれ接続されている。
【００２１】
制御手段２０の電源部２１は、電気ヒータ１２，１３に供給するための電力を切替え部２３に供給する。
【００２２】
制御部２２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などで構成され、湯を沸かすための設定などに基づいて、切替え部２３を制御をする。制御部２２に設定されるものとして、通電開始時刻、通電時間、沸かす湯量などがある。
【００２３】
切替え部２３は、制御部２２の制御により、電源部２１からの電力を電気ヒータ１２に供給するのか、この電力を電気ヒータ１２，１３の両方に供給するのか、または、両方の電気ヒータ１２，１３をオフの状態にするのかの制御をする。
【００２４】
次に、実施例１の動作を説明する。
【００２５】
電気ヒータ１２，１３に対する通電開始時刻になると、制御部２２は、図３に示すように、片方の電気ヒータ１２への通電を開始する（ステップＳ１）。そして、電気ヒータ１２への給電をＮ分間だけ続ける（ステップＳ２）。ここで、Ｎ分間は、通常、５分から１０分の間である。ステップＳ２で、Ｎ分間の通電が終了すると、両方の電気ヒータ１２，１３への通電を開始する（ステップＳ３）。この後、制御部は、設定された湯量、つまり設定量の湯が沸いたかどうかを調べ（ステップＳ４）、設定量の湯が沸くと両方の電気ヒータ１２，１３をオフにし（ステップＳ５）、湯を沸かすための制御を終了する。
【００２６】
このようにして、制御部２２は、通電開始時刻になったとき、最初のＮ分間だけ、片方の電気ヒータ１２に電力を供給するので、通電開始時に発生する、加熱管１０内での湯の沸き過ぎを防止できる。
【００２７】
また、加熱管１０内の湯の沸き過ぎを防止するので、ワックス弁１１の特性の劣化を防止でき、寿命を延ばすことができる。
【００２８】
［実施例２］
図４は、この発明の実施例２を示す概略図である。実施例２の電気温水器は、貯湯タンク１、上部管２、下部管３、加熱管３０および制御手段４０を備える。また、制御手段４０は、電源部４１、制御部４２および電力制御部４３を備える。
【００２９】
実施例２の貯湯タンク１、上部管２および下部管３は、実施例１と同じであるので、これらの説明を省略する。また、電源部４１は、実施例１の電源部２１と同様であるので、この説明も省略する。
【００３０】
加熱管３０には、ワックス弁３１が設けられていると共に、図７と同じように、１つの電気ヒータ３２が設けられている。
【００３１】
制御部４２は、湯を沸かすための設定などに基づいて、電力制御部４３を制御をする。制御部４２に設定されるものとして、通電開始時刻、通電時間、沸かす湯量などがある。
【００３２】
電力制御部４３は、制御部４２の制御により、電源部４１からの電力の制御をする。つまり、電力制御部４３は、定格より少ない電力を電気ヒータ３２に供給するのか、定格電力を電気ヒータ３２に供給するのか、または、電気ヒータ３２をオフの状態にするのかの制御をする。
【００３３】
次に、実施例２の動作を説明する。
【００３４】
通電開始時刻になると、制御部４２は、図５に示すように、定格より少ない電力を電気ヒータ３２に供給し（ステップＳ１１）、この状態をＮ分間だけ続ける（ステップＳ１２）。ステップＳ１２が終了すると、定格容量の電力を電気ヒータ３２に供給する（ステップＳ１３）。この後、制御部は、設定された湯量が沸いたかどうかを調べ（ステップＳ１４）、設定量の湯が沸くと電気ヒータ３２をオフにし（ステップＳ１５）、湯を沸かすための制御を終了する。
【００３５】
このようにして、制御部４２は、通電開始時刻になったとき、最初のＮ分間だけ、定格より少ない電力を電気ヒータ３２に供給するので、通電開始時に発生する、加熱管３０内での湯の沸き過ぎを防止できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上、説明したように、第１の発明は、加熱管に電気ヒータを２つ設け、通電開始時に、１つの電気ヒータにだけ電力を供給するので、通電開始時に発生する湯の沸き過ぎを防止できる。
【００３７】
また、第２の発明は、通電開始時に、電気ヒータに供給する電力を減らすので、通電開始時に発生する湯の沸き過ぎを防止できる。
【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】実施例１の加熱管の一例を示す断面図である。
【図３】実施例１の制御部の制御を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施例２を示す概略図である。
【図５】実施例２の制御部の制御を示すフローチャートである。
【図６】従来の電気温水器を示す図である。
【図７】従来の電気温水器の加熱管の断面図である。
【図８】ワックス弁の一例を示す図である。
【図９】加熱管内での湯の沸き過ぎを示す図である。
【符号の説明】
１      貯湯タンク
２      上部管
３      下部管
１０    加熱管
１０Ａ  流出口
２０    制御手段
【図１】
0003539503.tif 000002
【図２】
0003539503.tif 000003
【図３】
0003539503.tif 000004
【図４】
0003539503.tif 000005
【図５】
0003539503.tif 000006
【図６】
0003539503.tif 000007
【図７】
0003539503.tif 000008
【図８】
0003539503.tif 000009
【図９】
0003539503.tif 000010