(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水タンクと、
前記温水タンク内の水を加熱する加熱ヒータと、
前記加熱ヒータの動作を制御する温度制御部と、
前記温水タンク近傍に設けられ、前記温水タンク内部の温度に応じて動作するサーモスタットと、
前記サーモスタットを加熱する保温ヒータを備え、
前記サーモスタットが所定の第一温度未満では、前記加熱ヒータに電流を流すように動作し、
前記サーモスタットが所定の第一温度以上になると、前記加熱ヒータとの接続を遮断し、保温ヒータに電通することを特徴とする貯湯式温水器
【請求項２】
所定の第一温度よりも高温の所定の第二温度以上になると電流を遮断する手動復帰式サーモスタットが前記サーモスタットとは別途設けられていることを特徴とする請求項１に記載の貯湯式温水器
【請求項３】
前記サーモスタットが、
サーモスタットケースと、
前記サーモスタットケースから夫々外部に露出した第一の端子、第二の端子、第三の端子と、
前記所定の第一温度で動作するバイメタルと、
前記第一の端子と電気的に接続された第一の接点と、
前記第二の端子と電気的に接続された第二の接点と、
前記第三の端子と電気的に接続された第三の接点と、
前記第二の接点を、前記第一の接点に向かって付勢するばねと、を備え、
前記保温ヒータは、前記第三の端子と前記第三の接点との間に設けられ、
前記第三の接点は、前記第二の接点をはさんで、前記第一の接点と相対する位置に設けられ、
前記バイメタルが反転動作時に、前記第二の接点を前記第一の接点から引き離し、前記第三の接点へ接触する方向へ押圧するピンを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の貯湯式温水器
【請求項４】
サーモスタットケースと、
前記サーモスタットケースから夫々外部に露出した第一の端子、第二の端子、第三の端子と、
前記所定の第一温度で動作するバイメタルと、
前記第一の端子と電気的に接続された第一の接点と、
前記第二の端子と電気的に接続された第二の接点と、
前記第三の端子と電気的に接続された第三の接点と、
前記第三の端子と、前記第三の接点との間に、電気的に接続された保温ヒータと、
前記第二の接点を、前記第一の接点に向かって付勢するばねと、を備え、
前記第三の接点は、前記第二の接点をはさんで、前記第一の接点と相対する位置に設けられ、
前記バイメタルが反転動作時に、前記第二の接点を前記第一の接点から引き離し、前記第三の接点へ接触する方向へ押圧するピンを備えることを特徴とするサーモスタット
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温水器に係り、特に空焚きを抑制する温水器に関する発明である。 
【背景技術】
【０００２】
従来から、貯湯式の温水器において、水が供給されていない状態でヒータが動作し続ける所謂空焚きや、温度制御部のトラブルによる過剰な温度上昇を防止する（過昇防止）ために、バイメタル式のサーモスタットを用いて所定条件時にヒータを停止するような機構が知られている。（例えば、特許文献１）
【０００３】
しかしながら、単純にバイメタル式のサーモスタットを設置しただけでは、ヒータ停止後に一定時間が経過して自然と温度が低下してしまうと、再度過剰な温度上昇が発生してしまう恐れがあった。そのために、特許文献２に記載のバイメタル式のサーモスタットにおいては、保温ヒータを内蔵することで、バイメタル式のサーモスタットの温度下降を抑制して、ヒータ停止状態を維持させるように構成されている。しかしながら、特許文献２に記載の発明では、通常時にも保温ヒータに電流が流れる構成となっている為、発熱してしまい、バイメタルが動作してしまう恐れがあると考えられる。
【０００４】
また、サーモスタットの動作時にも保温ヒータを介して、ヒータに電流が流れてしまう。このため、温度制御部のトラブルで過剰な温度上昇に至った場合は、ヒータの動作を停止できない恐れがある。また、空焚きによる温度上昇の場合には、温水器全体が冷却されると温度制御部が再度ヒータを動作させてしまい、空焚きが繰り返される恐れがあった。
【０００５】
その他に、手動復帰式のサーモスタットも知られているが、多くの場合は取り合いの制約上、外部から操作しにくい場所に設置する必要があるため、使い勝手が悪いものとなってしまっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１１６３６１
【特許文献２】実登３０４９３１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、温水器の過剰な温度上昇を確実に抑制しながら、正常状態に復帰した場合自動的にヒータが動作可能である温水器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明においては、温水タンクと、前記温水タンク内の水を加熱する加熱ヒータと、前記加熱ヒータの動作を制御する温度制御部と、前記温水タンク近傍に設けられ、前記温水タンク内部の温度に応じて動作するサーモスタットと、前記サーモスタットを過熱するサーモスタット保温用ヒータを備え、前記サーモスタットが所定の第一温度未満では、前記過熱ヒータに電流を流すように動作し、前記サーモスタットが所定の第一温度以上になると、前記加熱ヒータとの接続を遮断し、保温ヒータに電通することを特徴とする。
このような本発明によれば、サーモスタットの動作を二極式の純粋な入切だけでなく、三極式とすることによって通常時には保温ヒータに電流が流れない構成とすることができるようになる。このため、保温ヒータの加熱によるサーモスタットの誤動作を抑制することが可能となる。また、サーモスタット動作時には加熱ヒータとの接続が遮断される為、温度制御部が故障した場合も確実にヒータを停止させることができ、空焚きが繰り返し行われることも防止することが出来るようになる。
【発明の効果】
【０００９】
また、本発明においては、好ましくは更に所定の第一温度よりも高温の第二温度以上になると電流を遮断する手動復帰式サーモスタットが前記サーモスタットとは別途設けられている。
このように構成することによって、万が一サーモスタットが故障（保温ヒータの故障や、バイメタルの破損など）した場合であっても、手動復帰式のサーモスタットによって、過剰な温度上昇を防止することが可能となる。また、手動復帰式のサーモスタットの作動温度（第二温度）を、自動復帰式のサーモスタットの作動温度（第一温度）よりも高温にすることで、自動復帰式のサーモスタットが動作した場合には、通常運転への復帰に手動操作を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例における貯湯式温水器１の電源オフ時の概略図
【図２】本発明の実施例における貯湯式温水器１の電源オン時の概略図
【図３】本発明の実施例における貯湯式温水器１が所定温度に達した際の概略図
【図４】本発明の実施例における空焚き防止バイメタルサーモスタット８の所定温度未満の状態の概略図
【図５】本発明の実施例における空焚き防止バイメタルサーモスタット８の所定温度以上の状態の概略図
【図６】本発明の実施例における貯湯式温水器１が空焚きされた際の概略図
【図７】本発明の実施例における貯湯式温水器１が空焚き時に空焚き防止バイメタルサーモスタット８が動作しなかった際の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に本発明の実施例における貯湯式温水器１の概略図を示す。貯湯式温水器１は図示していない給水源と接続された温水タンク２を有しており、この温水タンク２内部には加熱ヒータ４が備えられている。主電源１０を入れることによって、図２に示すようにＡＣ電源３からこの加熱ヒータ４へ電流が流れ、温水タンク２内部に貯留した水を加熱することで湯を生成する仕組みとなっている。加熱された湯は温水タンク２から、図示していない外部の水栓装置などに供給されることによって、利用される。
【００１２】
温水タンク２の近傍には温調用バイメタルサーモスタット６（温度制御部）が設けられている。この温調用バイメタルサーモスタット６は、所定の温度（例えば６０℃）に達すると、図３に示すように二点間の電気的接続を遮断する。これにより、加熱ヒータ４の動作は停止し、温水タンク２内部の水の温度上昇は停止する。
【００１３】
加熱ヒータ４の動作停止後、一定時間が経過することによって、温水タンク２内部の水が所定温度（例えば５０℃）以下となると、温調用バイメタルサーモスタット６は、二点間の電気的接続を復元（図２）するように構成されている。これにより、加熱ヒータ４が再度動作を開始して、温水タンク２内部の水の温度が上昇しはじめる。この動作を繰りかえすことによって、温水タンク２内部の温度は常に一定に保たれる仕組みとなっている。
【００１４】
しかしながら、給水源からの給水が絶たれている、温水タンク２に漏水が生じているなどの様々な事情で温水タンク２が空、若しくは極端に水量が少ない状態となってしまうと、加熱ヒータ４が動作した際に所謂空焚きの状態となり、急激に温水タンク２内部の温度が上昇してしまう恐れがある。このときも、温調用バイメタルサーモスタット６は動作するため、一時的に加熱ヒータ４は停止されるが、温度が低下すると再度、空焚きの状態となってしまう。
【００１５】
本発明において、空焚きや何らかの異常が発生し、温水タンク２内部の温度が過剰に上昇することを抑制するために、温水タンク２近傍に空焚き防止バイメタルサーモスタット８が設けられている。
【００１６】
この空焚き防止バイメタルサーモスタット８は、第一の端子８１、第二の端子８２、第三の端子８３の三つの端子を有しており、第一の端子８１は主電源１０を介してＡＣ電源３に、第二の端子８２は温調用バイメタルサーモスタット６及び加熱ヒータ４を介してＡＣ電源３に、第三の端子８３は温調用バイメタルサーモスタット６及び加熱ヒータ４と並列に設けられた並列回路１４を介してＡＣ電源３に接続されている。
【００１７】
空焚き防止バイメタルサーモスタット８の詳細を図４に示す。空焚き防止バイメタルサーモスタット８は全体がサーモスタットケース８０で被われており、前述した第一の端子８１、第二の端子８２、第三の端子８３の三つの端子が外部に露出している。
【００１８】
第一の端子８１はサーモスタットケース８０内部の第一の接点８１１と、第二の端子８２はサーモスタットケース８０内部の第二の接点８２１と、第三の端子８３はサーモスタットケース８０内部の第三の接点８３１と、夫々電気的に接続されている。第一の接点８１１は板バネ８１２の先端に設けられており、板バネ８１２によって、第二の接点８２１へ向かって付勢され、第一の接点８１１と第二の接点８２１は電気的に接続されている状態となっている。このため、第一の端子８１と第二の端子８２との間に、図４中点線で示したような電気回路が形成されている。
【００１９】
第一の接点８１１を挟んで、第二の接点８２１と相対する位置に第三の接点８３１が設けられている。この第三の接点８３１は保温ヒータ８６を介して、第三の端子８３と電気的に接続されている。定常状態においては、第三の接点はいずれの端子とも電気的に接続されていない為、保温ヒータ８６に電流は流れない。この保温ヒータ８６は、温度が上がるにつれ電気抵抗値が正の係数をもって変化する、所謂ＰＴＣ特性を有するヒータである。つまり、温度が上がると電気が流れにくくなり、発熱量が抑えられる。これにより、電気を流し続けてもある一定の温度で安定する性質を有している。
【００２０】
また、サーモスタットケース８０内部にはバイメタル８４が設けられている。このバイメタル８４は、熱膨張率の異なる二種以上の金属板を張り合わせたもので、温度変化によって屈折する方向が変化する特性を有している。所定の第一温度（例えば８０℃）未満のときは図４に示すようにサーモスタットケース８０外部向かって凸となるような方向に屈折している。
【００２１】
所定の第一温度（例えば８０℃）に達した際の空焚き防止バイメタルサーモスタット８の詳細を図５に示す。バイメタル８４が屈折方向を変えて、サーモスタットケース８０の内部方向へ凸となるような形状となる。このとき、内部に配置されたピン８４２を介して、板バネ８１２を図中上方向に向かって押し上げる形となる。これにより、第一の接点８１１と第二の接点８２１との電気的な接続が遮断されると同時に、第一の接点８１１が第三の接点８３１と電気的に接続されることになる。つまり、第一の端子８１と第三の端子８３が電気的に接続されることになる。
【００２２】
第一の端子８１と第三の端子８３との間に電気が流れるようになると、保温ヒータ８６にも電気が流れ、発熱が開始される。以後は、この保温ヒータ８６の発熱により、バイメタル８４の屈折方向が維持され、第一の端子８１と第三の端子８３との間が電気的に接続され続けることとなる。
【００２３】
空焚き防止サーモスタット８が作動した際の貯湯式温水器１の概略図を図６に示す。第一の端子８１と第二の端子８２との電気的接続が遮断され、変わりに第一の端子８１と第三の端子８３とを接続する電気回路が形成される。つまり、図６中太線で示した回路に電気が流れることとなる。この状態においては、加熱ヒータ４には電気が流れず、並列に設けられた並列回路１４を介して電気が流れることになる。つまり、温水タンク２の加熱は停止された状態である。一方で、保温ヒータ８６には電気が流れている為、空焚き防止バイメタルサーモスタット８および内部のバイメタル８４の温度は維持され、再度加熱ヒータ４に電気が流れて作動してしまうことを防止できる。
【００２４】
一方で、主電源１０を切ると、保温ヒータ８６への電気の供給も停止される。この状態で時間が経過、もしくは温水タンク２への給水が行われるとバイメタル８４の温度も低下して、所定の第二温度（例えば７０℃）を下回り、定常状態へと復帰する。つまり、特別な操作を必要とせずに、主電源１０を切る、もしくは温水タンク２への給水を行うだけで通常状態へと復帰することが出来る。
【００２５】
貯湯式温水器１はさらに、バックアップの手動復帰式サーモスタット１２を備えている。これは空焚き防止バイメタルサーモスタット８が、経年劣化などの何らかの事情で動作しなくなった際の文字通りバックアップとして設けられている。手動復帰式サーモスタット１２は所定の第一温度（例えば８０℃）よりも高温の、所定の第三温度（例えば９０℃）になった際に電気的に遮断するように構成されている。この手動復帰式サーモスタット１２は、所定の第三温度（例えば９０℃）未満となった場合にも、温調用バイメタルサーモスタット６のように自動的に復帰するようには構成されていない。つまり、使用者が異常に気付いて、能動的に操作しないかぎりは加熱ヒータ４が動作することがないように構成されている。
【符号の説明】
【００２６】
１…貯湯式温水器
２…温水タンク
３…ＡＣ電源３
４…加熱ヒータ
６…温調用バイメタルサーモスタット（温度制御部）
８…空焚き防止バイメタルサーモスタット（サーモスタット）
８０…サーモスタットケース
８１…第一の端子
８１１…第一の接点
８２…第二の端子
８２１…第二の接点
８３…第三の端子
８３１…第三の接点
８４…バイメタル
８６…保温ヒータ
１０…主電源
１２…手動復帰式サーモスタット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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