(57)【要約】【課題】加温前の水と加温された水との成層が明確に形成されるように給水することができ、貯湯タンク内に安定した温度の温水を常時貯湯する。【解決手段】発熱体３と、湯温センサ４及び過昇防止サーモ５を配置した貯湯タンク２と、貯湯タンク２の低部に、補給する水が下方へ流入するように配置した給水管８と、を備え、この給水管８は、所定間隔に噴出孔１０を開けたパイプ９を各噴出孔１０が下側に向くように、貯湯タンク２の低部側壁面６からその内部に向けて突出するように配置した。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体（３）と、湯温センサ（４）及び過昇防止サーモ（５）を配置した貯湯タンク（２）と、
該貯湯タンク（２）の低部に、補給する水が下方へ流入するように配置した給水管（８）と、を備えた、ことを特徴とする貯湯式電気温水器の給水構造。
【請求項２】
前記給水管（８）は、所定間隔に噴出孔（１０）を開けたパイプ（９）を各噴出孔（１０）が下側に向くように、該貯湯タンク（２）の低部側壁面（６）からその内部に向けて突出するように配置した、ことを特徴とする請求項１の貯湯式電気温水器の給水構造。
【請求項３】
前記給水管（８）のパイプ（９）は、先端側の内径が前記貯湯タンク（２）の側壁面（６）に取り付けている側の内径より短いものである、ことを特徴とする請求項１の貯湯式電気温水器の給水構造。
【請求項４】
前記給水管（８）のパイプ（９）の内径は、前記貯湯タンク（２）の側壁面（６）に取り付けている位置から先端側へ向けて徐々に短くなるように構成した、ことを特徴とする貯請求項１の湯式電気温水器の給水構造。
【請求項５】
前記給水管（８）のパイプ（９）に開けた各噴出孔（１０）の径は、前記貯湯タンク（２）の側壁面（６）に取り付けた位置側の噴出孔（１０）から先端側の噴出孔（１０）に向けて徐々に大きくなるように構成した、ことを特徴とする請求項１の貯湯式電気温水器の給水構造。
【請求項６】
前記貯湯タンク（２）の低部側壁面（６）に、給水管（８）を外方へ突出するように水平に配置し、該給水管（８）の上部に、補給する水が下方へ流入するように、補給パイプ（２２）を垂直に連結するように構成した、ことを特徴とする請求項１の貯湯式電気温水器の給水構造。
【請求項７】
前記貯湯タンク（２）の低部から略円筒形状の給水部（２１）を外方へ突出するように水平に形成し、該給水部（２１）の上部に、補給する水が下方へ流入するように、補給パイプ（２２）を垂直に連結した、ことを特徴とする請求項１の貯湯式電気温水器の給水構造。
【請求項８】
前記貯湯タンク（２）の低部から略円筒形状の給水部（２１）を外方へ突出するように水平に形成し、かつ該給水部（２１）の一部を上方へ立ち上げ、該給水部（２１）の上方へ立ち上げた部分に補給パイプ（２２）を水平に連結した、ことを特徴とする請求項１の貯湯式電気温水器の給水構造。
【請求項９】
前記貯湯タンク（２）は扁平形状である、ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７又は８の貯湯式電気温水器の給水構造。
【請求項１０】
複数の前記貯湯タンク（２）を連結し得るように構成した、ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８又は９の貯湯式電気温水器の給水構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、貯湯タンク内に発熱体を設けた貯湯式電気温水器に係り、特に貯湯タンク内に水を補給するための貯湯式電気温水器の給水構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電気温水器５１は、図１０に示すように、ニクロム線を銅管に収めたり、又はニクロム線と銅管の間にアルミナのような熱の伝導体を詰めた発熱体５２を堅牢な鋼板製の貯湯タンク５３の中に装置したものである。その給湯温度は、サーモスタット５４により一定に維持するようになっている。
【０００３】
この電気温水器５１は、電気料金の安い夜間電力を利用して沸かした温水を貯湯タンク５３に貯蔵しておき、昼間の使用ピーク時にその温水を使用するものである。このような電気温水器５１は住宅用に多く使用されている。
【０００４】
従来の貯湯タンク５３の形状は、図示するように、縦型円筒形状のものが主流である。最近は狭い住宅空間を考慮して、円筒形状の貯湯タンクを横置き配置したもの、更に扁平形状に形成した貯湯タンクも提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の円筒形状の貯湯タンク５３では、その内部の温水を使用して減量したときに、給水管５５から冷たい水を補給するときに、温水と冷水が混合して温水の温度が不均一になり、温度成層が形成されないことがあった。このように温度成層が形成されていない貯湯タンク５３から供給される温水は、熱湯とぬるま湯が交じり合ったものとなり、快適に温水を使用できないという問題を有していた。
【０００６】
なお、縦型の円筒形状の貯湯タンク５３では、下部から給水する冷たい水を、均等に分散させるために円板形状の当て板５６を貯湯タンク５３の内部に設けることが提案されている。しかし、図１１に示すように、マンションやアパート等の集合住宅のような狭い空間に配置する電気温水器の貯湯タンク６１のように、全体に小型又は扁平形状の構造では、上述した当て板５６を組み込むことが困難であるために、給湯管６２からの供給速度が速いとき、即ち給水管６３から冷たい水を補給する速度が速いときは、給水の層流域が狭く、逆に乱流域が広くなりやすいという問題を有していた。
【０００７】
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、加温前の水と加温された水との成層が明確に形成されるように給水することができ、貯湯タンク内に安定した温度の温水を常時貯湯することができる貯湯式電気温水器の給水構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気温水器の給水構造によれば、発熱体（３）と、湯温センサ（４）及び過昇防止サーモ（５）を配置した貯湯タンク（２）と、該貯湯タンク（２）の低部に、補給する水が下方へ流入するように配置した給水管（８）と、を備えた、ことを特徴とする貯湯式電気温水器の給水構造が提供される。
【０００９】
前記給水管（８）は、所定間隔に噴出孔（１０）を開けたパイプ（９）を各噴出孔（１０）が下側に向くように、該貯湯タンク（２）の低部側壁面（６）からその内部に向けて突出するように配置したものである。前記給水管（８）のパイプ（９）は、先端側の内径が前記貯湯タンク（２）の側壁面（６）に取り付けている側の内径より短いものである。
前記給水管（８）のパイプ（９）内径は、前記貯湯タンク（２）の側壁面（６）に取り付けた位置から先端側へ向けて徐々に短くなるように構成することができる。
前記給水管（８）のパイプ（９）に開けた各噴出孔（１０）の径は、前記貯湯タンク（２）の側壁面（６）に取り付けた位置側の噴出孔（１０）から先端側の噴出孔（１０）に向けて徐々に大きくなるように構成することができる。
【００１０】
上記構成の発明では、貯湯タンク（２）の低部に、補給する水が下方へ流入するように給水管（８）を配置することにより、加温前の水と加温中の水との成層が明確に形成されるように給水することができる。そこで、浴槽へ給湯するように短時間に大量の水を補給するときにも、安定した温度の温水を貯湯することができる。
【００１１】
前記貯湯タンク（２）の低部側壁面（６）に、給水管（８）を外方へ突出するように水平に配置し、該給水管（８）の上部に、補給する水が下方へ流入するように、補給パイプ（２２）を垂直に連結するように構成することができる。
前記貯湯タンク（２）の低部から略円筒形状の給水部（２１）を外方へ突出するように水平に形成し、該給水部（２１）の上部に、補給する水が下方へ流入するように、補給パイプ（２２）を垂直に連結することができる。
前記貯湯タンク（２）の低部から略円筒形状の給水部（２１）を外方へ突出するように水平に形成し、かつ該給水部（２１）の一部を上方へ立ち上げ、該給水部（２１）の上方へ立ち上げた部分に補給パイプ（２２）を水平に連結することができる。
【００１２】
前記貯湯タンク（２）は扁平形状に形成し、複数の前記貯湯タンク（２）を連結し得るように構成することができる。
【００１３】
貯湯タンク（２）を扁平形状に形成することで、建物内における建材と一体化して配置し、又は未利用の空間に格納することができる。このように、貯湯タンク（２）を複数にすることで、冬季ではユニット化した複数の貯湯タンク（２）全部に温水を貯蔵して使用するが、温水の使用量が冬季に比べて減少する夏季では、複数の貯湯タンク（２）の一部のみを使用するときでも安定した状態で温水を供給することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の給水構造を構成する貯湯式電気温水器の貯湯タンクの内部構造を示すものであり、（ａ）は正断面図であり、（ｂ）は側断面図である。
本発明の貯湯式電気温水器１の貯湯タンク２は、例えば１２０リットル程度の温水を貯蔵できるように、全体を薄型の扁平形状に形成し、その周囲に断熱材７を貼り付けたものである。この貯湯タンク２は、合成樹脂製のブロー成型により製造する。例えば、ＰＰＥ（ポリフェノールエチレン）等の合成樹脂材を用いる。本発明では  建築構造体への負担を軽減するために、貯湯タンク２を軽量化してある。但し、タンクとして常時０．１ＭＰａの耐圧力、常時８５℃から最高１００℃程度の耐熱性能を有する合成樹脂材であれば、このＰＰＥに限定されず他の合成樹脂材に種々変更できる。
【００１５】
貯湯タンク２の内部には、電気料金の安い夜間電力を利用して湯を沸かすための発熱体３と、湯温センサ４、過昇防止サーモ５を配置してある。貯湯タンク２外部には、略扁平形状の壁面６の周囲に真空断熱材等の断熱材７で包み込んだものである。この断熱材７は、１３時間放置後の温度低下が２０度未満を満足する程度の素材が必要である。なお、貯湯タンク２の内部構造は、発熱体３、湯温センサ４や過昇防止サーモ５等の配置は、図示例の構造に限定されない。
【００１６】
図２は本発明の給水構造の第一の実施の形態を示すものであり、（ａ）は正断面図であり、（ｂ）は側断面図である。
この第一の実施の形態の給水構造では、貯湯タンク２の低部側壁面６に給水管８のパイプ９を水平に配置したものである。このパイプ９には、所定間隔に噴出孔１０を開け、この各噴出孔１０が下側に向くように、貯湯タンク２の低部側壁面６からその内部に向けて突出するように配置したものである。この給水管８のパイプ９は、補給する水を各噴出孔１０から下方へ流入することができる。このパイプ９の全長や内径は、貯湯タンク２の容量や供給温水量に応じて決定されるものである。
【００１７】
図３は第一の実施の形態の変形例を示すものであり、（ａ）は正断面図であり、（ｂ）は給水管の底面図である。
給水管８は、貯湯タンク２の低部において、補給する水が下方へ流入するように配置したものであれば、上述した構成に限定されない。図３に示すように、給水管８のパイプ９は、先端側の内径が貯湯タンク２の側壁面６に取り付けている側の内径より短くすることができる。このように給水管８のパイプ９の内径を調整することで、補給水を安定した状態で給水することができる。
【００１８】
図４は第一の実施の形態の変形例を示す給水管の底面図である。図５は第一の実施の形態の変形例を示す給水管の底面図である。
給水管８のパイプ９の内径は、貯湯タンク２の壁面６に取り付けている位置から先端側へ向けて徐々に短くなるように構成することができる。また、給水管８のパイプ９に開けた各噴出孔１０の径は、貯湯タンク２の壁面６に取り付けた位置側の噴出孔１０から、パイプ９の先端側の噴出孔１０に向けて徐々に大きくなるように構成することができる。このように構成することでも、更に補給水を安定した状態で給水することができる。
【００１９】
図６は第二の実施の形態の変形例を示すものであり、（ａ）は正断面図であり、（ｂ）は給水管の側断面図である。
この第二の実施の形態の給水構造は、貯湯タンク２の低部の側壁面６に、給水管８を外方へ突出するように水平に配置し、この給水管８の上部に、補給する水が下方へ流入するように、補給パイプ１１を垂直に連結するように構成したものである。この給水管８の流入方向と直交するように連結した補給パイプ１１によって、貯湯タンク２内へ外部から補給する水は、貯湯タンク２の底部へ流入されるようになる。
【００２０】
図７は第二の実施の形態の他の変形例を示すものであり、（ａ）は正断面図であり、（ｂ）は給水管の側断面図である。
この給水構造は、貯湯タンク２の低部から略円筒形状の給水部２１を外方へ突出するように水平に形成し、この給水部２１の上部に、補給パイプ２２を垂直に連結することができる。この実施の形態では、給水管８に代えて貯湯タンク２の一部を構成する給水部２１に水を上方から補給することにより、この補給する水を貯湯タンク２の底部へ流入させることができる。
【００２１】
図８は第二の実施の形態の更に他の変形例を示すものであり、（ａ）は正断面図であり、（ｂ）は給水管の側断面図である。
この給水構造は、貯湯タンク２の低部から略円筒形状の給水部２１を外方へ突出するように水平に形成し、かつこの給水部２１の一部を上方へ立ち上げ、この給水部２１の上方へ立ち上げた部分に補給パイプ２２を水平に連結したものである。
【００２２】
図９は複数の貯湯タンクをバルコニーの手摺部に一体化するように形成した実施の形態を示す斜視図である。
上述したような給水構造を有する電気温水器１は、貯湯タンク２は扁平形状に形成し、これら複数台を連結することができる。このように構成した電気温水器１は、集合住宅等における建物の建材と一体化するように配置し、又は未利用の空間に一体化するように配置することができる。図示例は、貯湯タンク２を設置する空間として建物の外部に属するバルコニー３１の手摺３２に設置したものである。
【００２３】
なお、本発明は、補給する水が下方へ流入するように給水管８又は給水部２１からなる給水構造を貯湯タンク２に配置した構成であれば、上述した発明の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の貯湯式電気温水器の給水構造は、貯湯タンクの低部に補給する水が下方へ流入することにより、加温前の水と加温中の水との成層が明確に形成され、短時間に大量の温水を供給して同時に水を補給するときにも、安定した温度の温水を貯湯し、かつ供給することができる、等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の給水構造を構成する貯湯式電気温水器の貯湯タンクの内部構造を示すものであり、（ａ）は正断面図であり、（ｂ）は側断面図である。
【図２】本発明の給水構造の第一の実施の形態を示すものであり、（ａ）は正断面図であり、（ｂ）は側断面図である。
【図３】本発明の第一の実施の形態の変形例を示すものであり、（ａ）は正断面図であり、（ｂ）は給水管の底面図である。
【図４】第一の実施の形態の変形例を示す給水管の底面図である。
【図５】第一の実施の形態の変形例を示す給水管の底面図である。
【図６】第二の実施の形態の変形例を示すものであり、（ａ）は正断面図であり、（ｂ）は給水管の側断面図である。
【図７】第二の実施の形態の他の変形例を示すものであり、（ａ）は正断面図であり、（ｂ）は給水管の側断面図である。
【図８】第二の実施の形態の更に他の変形例を示すものであり、（ａ）は正断面図であり、（ｂ）は給水管の側断面図である。
【図９】複数の貯湯タンクをバルコニーの手摺部に一体化するように形成した実施の形態を示す斜視図である。
【図１０】従来の当て板を具備する縦型の円筒形状の貯湯タンクを示す説明断面図である。
【図１１】扁平形状に形成した貯湯タンクを示す正断面図である。
【符号の説明】
１  貯湯式電気温水器
２  貯湯タンク
３  発熱体
４  湯温センサ
５  過昇防止サーモ
８  給水管
９  パイプ
１０  噴出孔
２１  給水部
２２  補給パイプ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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