(57)【要約】【課題】簡単構造、低コスト、低消費電力の省エネ型電気給湯器および電気給湯法を提供することを目的とする。【解決手段】電気給湯器１０において、貯湯タンク１２の上部１２Ａ及び下部１２Ｃにそれぞれ上部加熱部１４及び冷温水混合部１６を設け、上部加熱部の熱湯が所定値に達したときに、該熱湯を冷温水混合部に導入して冷水と混合して温水を生成する。次に、該温水を拡散部材２４を介して貯湯タンクの下部及び中間部に均一に導入して、冷温水を生成して上部加熱部に供給することで、効率的に熱湯を生成可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に出湯口を有する貯湯タンクと、前記貯湯タンクの上部に配置された上部加熱部と、前記貯湯タンクの下部に配置されていて複数の開口部を有する温水拡散部材を備えた冷温水混合部と、前記上部加熱部と前記冷温水混合部との間に接続された熱湯循環パイプと、前記熱湯循環パイプに配置された循環ポンプと、前記貯湯タンクの上部に配置された温度センサと、前記温度センサの検出温度が所定値に達したときに前記循環ポンプを駆動して前記上部加熱部の熱湯を前記冷温水混合部に循環させて前記熱湯と冷水とを混合して得た温水を前記拡散部材を介して前記貯湯タンクの下部から前記上部加熱部に循環させる電気給湯器。
【請求項２】
請求項１において、前記上部加熱部が前記貯湯タンクの上部に配置された複数の連通口を有する仕切板と、前記貯湯タンクの上部と前記仕切板との間に形成された加熱室と、前記加熱室内に収納された電気ヒータとを備える電気給湯器。
【請求項３】
上部に出湯口を有する貯湯タンクを準備する工程と、前記貯湯タンクの上部に上部加熱部を準備する工程と、前記貯湯タンクの下部に配置されていて複数の開口部を有する温水拡散部材を備えた冷温水混合部を準備する工程と、前記上部加熱部に電力を供給して熱湯を生成する工程と、前記熱湯の温度を検出する工程と、前記熱湯の温度が所定値に達したときに前記上部加熱部の熱湯を前記冷温水混合部に循環する工程と、前記冷温水混合部で前記熱湯と冷水とを混合して温水を生成する工程と、前記温水を前記温水拡散部材を介して前記貯湯タンクの下部から中間部にかけて冷水と接触させて冷温水を生成する工程と、該冷温水を前記上部加熱部に供給することを特徴とする電気給湯法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
【０００１】この発明は電気給湯器に関し、とくに、省エネ型即熱式電気給湯器および電気給湯法に関する。
【従来技術】
【０００２】特開平０９−２８０６５５号には貯湯タンクの下部に分離板を配置して貯湯タンクの下方に下部加熱部を形成し、該加熱部内にヒータを収納し、該分離板から貯湯タンクの上方にかけて延びる導湯管を配置し、該導湯管の下端部に開閉弁を設置し、前記下部加熱部の熱湯が所定温度に達した時点で、開閉弁を開放して熱湯を前記導湯管を介して前記貯湯タンクの上部にガイドするような構成を備えた即熱式電気温水器が開示されている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  この構成では、前記下部加熱部が前記分離板を介して、常時、貯湯タンク下部の大量の冷水と常時、接触状態にあるため、下部加熱部の加熱エネルギーの一部は冷貯湯タンクの下部の水に吸収されていた。さらに、下部加熱部の上側でこれと隣接して給水口が開口しているため、給水口から供給された新鮮な冷水が下部加熱部内に直接流入して内部の温水の温度を低下させる。下部加熱部内では熱湯が所定温度に達したときに、開閉弁を開放して、該熱湯を貯湯タンク上部へ供給しているが、上述のように、下部加熱部内に常時、冷水が流入するため、開閉弁が開放されるまでの時間が長くなって、出湯口がある貯湯タンク上部には熱湯が比較的長い時間供給されない。したがって、貯湯タンクの上部の給水が熱湯になるまでの加熱時間が極めて長くなり、一度湯を使い切った後に、湯を沸かして取り出すまでの待機時間が１時間近くに達して、極めて長いという問題があった。この問題を解決すべく、分離板の下側にエアー溜まりからなる断熱機構を設けているが、充分な断熱効果は得られず、上記待機時間を短縮することは困難であった。従って、一度湯を使い切った後に、湯を沸かして取り出すまでに電気ヒータに連続的に大電流が流れるために、大量の電力を消費することになり、地球温暖化対策の観点から、早急な省エネ対策が望まれていた。さらに、前記電気温水器は構造が複雑で部品点数が多く、製造コストも必然的に高いという欠点があった。
【０００４】本発明は上記問題点を解消して、構造が簡単で、低コストであり、しかも、極めて低消費電力で熱湯を供給することが可能な省エネ型電気給湯器および電気給湯法を提供することを目的とする。
【問題を解決するための手段】
【０００５】  本願の第１発明によれば、上部に出湯口を有する貯湯タンクと、前記貯湯タンクの上部に配置された上部加熱部と、前記貯湯タンクの下部に配置されていて複数の開口部を有する温水拡散部材を備えた冷温水混合部と、前記上部加熱部と前記冷温水混合部との間に接続された熱湯循環パイプと、前記熱湯循環パイプに配置された循環ポンプと、前記貯湯タンクの上部に配置された温度センサと、前記温度センサの検出温度が所定値に達したときに前記循環ポンプを駆動して上部加熱部の熱湯を前記冷温水混合部に循環させて前記熱湯と冷水とを混合して得た温水を前記拡散部材を介して前記貯湯タンクの下部から前記上部加熱部に循環させることを特徴とする。
【０００６】本願第１発明の電気給湯器によれば、貯湯タンクの上部に上部加熱部を設けるとともに、貯湯タンクの下部に冷温水混合部を設け、上部加熱部の熱湯が所定温度になったときに、該熱湯を前記冷温水混合部に循環させて冷水と混合して温水を生成し、この温水を温水拡散部材を介して、満遍なく、貯湯タンクの下部及び中間部の冷水に接触させながら加温して得た温水を前記上部加熱部に再度、循環させたため、上部加熱部への冷水の流入を防止して、貯湯タンクの上部で極めて短時間に熱湯を取り出せるようにしたものである。
【０００７】本願第２発明の電気給湯法によれば、上部に出湯口を有する貯湯タンクを準備する工程と、前記貯湯タンクの上部に上部加熱部を準備する工程と、前記貯湯タンクの下部に配置されていて複数の開口部を有する温水拡散部材を備えた冷温水混合部を準備する工程と、前記上部加熱部に電力を供給して熱湯を生成する工程と、前記熱湯の温度を検出する工程と、前記熱湯の温度が所定値に達したときに前記上部加熱部の熱湯を前記冷温水混合部に循環する工程と、前記冷温水混合部で前記熱湯と冷水とを混合して温水を生成する工程と、前記温水を前記温水拡散部材を介して前記貯湯タンクの下部から中間部にかけて冷水と接触させて冷温水を生成する工程と、該冷温水を前記上部加熱部に供給することを特徴とする。
【０００８】本願第２発明の電気給湯法によれば、上部加熱部の熱湯が所定温度になったときに、貯湯タンクの上部の熱湯を貯湯タンクの下部の冷温水混合部に循環させて熱湯と冷水とを混合して温水を生成し、この温水を温水拡散部材を介して、満遍なく、貯湯タンクの下部から中間部の冷水に接触させて加温して得た冷温水を再度、上部加熱部に供給して、貯湯タンクの上部で極めて低消費電力で熱湯を取り出すことを可能としたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】  以下、本発明の望ましい実施例の省エネ型電気給湯器につき、図１を参照しながら説明する。電気給湯器１０は上部１２Ａ及び下部１２Ｃにそれぞれ接続された出湯口１２ａおよび給水口１２ｂを有する貯湯タンク１２を備える。貯湯タンク１２は出湯口１２ａに隣接して貯湯タンク１２の上部１２Ａに配置された上部加熱部１４と、貯湯タンク１２の下部１２Ｃに配置された冷温水混合部１６とを備える。上部加熱部１４は貯湯タンク１２の上部に配置された複数の連通口１８を有する仕切板１８と、貯湯タンク１２と仕切板１８との間に形成された加熱室２０と、加熱室２０内に収納された電気ヒータ２２とを備える。【００１０】冷温水混合部１６は、その上部に配置されて貯湯タンクの下部１２Ｃと中間部１２Ｂに開口する複数の開口部２４ａを有する温水拡散部材２４を備える。図１において、給水口１２ｂの端部は冷温水混合気１６に接続されている。上部加熱部１４と冷温水混合部１６との間には熱湯循環パイプ２６が連結され、後述の如く、上部加熱部１４の熱湯が冷温水混合部１６に導入される。このため、熱湯循環パイプ２６には循環ポンプ２８が配置され、後述の如く、制御される。【００１１】貯湯タンク１２の上部１２Ａには温度センサ３０が配置されていて上部加熱部１４内の熱湯の温度を検出する。さらに、貯湯タンク１２の下部１２Ｃには温度センサ３２が配置されていて貯湯タンク１２の下部１２Ｃの水の温度を検出する。これら温度センサ３０，３２の検出温度信号はコントローラ３６に供給される。コントローラ３６には温度センサ３０，３２に対応した第１，第２温度制御マップが収納されている。例えば、第１、第２温度制御マップではそれぞれ所定値を例えば、９０℃〜９９℃の間の適当な値に設定される。【００１２】図２はコントローラ３６の作用の基本シーケンスを示すブロック図であり、本発明の電気給湯法を示す。コントローラ３６は電源スイッチ（図示せず）が投入されると、ステップＳ１０において、電気ヒータ２２に電力を供給して、貯湯タンク１２の上部１２Ａの貯水、すなわち、上部加熱室１４内の貯水を加熱して、熱湯（高温水）を生成する。このとき、温度センサ３０の検出温度が第１制御マップの所定値に達していないときは、循環ポンプ２８をＯＦＦのまま維持する。一方、温度センサ３０の検出温度が第１制御マップの所定値に達したときは、ステップＳ１４において、循環ポンプ２８をＯＮとする。このとき、上部加熱部１４の熱湯は循環パイプ２６を介して冷温水混合部１６に循環され（ステップＳ１６）、この中にすでに滞留していた冷水と混合されて温水を生成する（ステップＳ１８）。この温水は温水拡散部材２４の複数の開口部２４ａを経て、均一に、貯湯タンク１２の下部１２Ｃ及び中間部１２Ｂに供給されて拡散され、貯湯タンク１２の下部１２Ｃ及び中間部１２Ｂの冷水を加温しながら冷温水を生成し、該冷温水を仕切板１８の連通口１８ａを介して上部加熱部１４内に供給する（ステップＳ２０）。上記サイクルが連続して行われ、貯湯タンク１２の下部１２Ｃの水も加温されて温度が上昇する。ステップＳ２２において、温度センサ３２の検出温度が第２制御マップの所定値に達したときは、循環ポンプ２８及び���ータ２２がＯＦＦとされ、全サイクルが終了する。一方、上記検出温度が所定値以下であるときは、制御フローがステップＳ１４に戻される。【００１３】図３は本発明の省エネ型電気給湯器と従来の即熱型電気温水器の貯湯タンクを３０リットルの容量とし、ヒータを１ＫＷ３本（３ＫＷ）で設定した場合の実験による温度上昇効果をそれぞれ示す。図３において、カーブＡ，Ｂは本発明の省エネ型電気給湯器の貯湯タンクの上部１２Ａ及び中間部１２Ｂの温度上昇特性をそれぞれ示し、カーブＣ、Ｄは従来の即熱型電気温水器の温度上昇特性をそれぞれ示す。さらに詳しくは、従来の電気温水器では前述のように貯湯タンクの下部加熱部に直接、冷水が供給されて温水が冷却されるため、カーブＣに示されるように、貯湯タンクの上部の温度は１５℃から徐々に上昇して、９２℃の所定温度に達するまでには約１時間もかかる。さらに、貯湯タンクの中間部の貯水は徐々にほぼ直線的に上昇する。これに対して、本発明の電気給湯器では上部加熱部でには冷水が流入しないため、貯湯タンクの上部１２Ａの貯水が急速に加熱されるため、貯湯タンクの上部１２Ａの貯水は約１０分で９２℃（所定値）の熱湯（高温水）になり、中間部１２Ｂの貯水の温度上昇もカーブＣの温度上昇よりも加温効率が良くなる。従って、従来では９２℃の熱湯を取り出せるまでに３ＫＷｈ（＝３ＫＷｘ６０／６０）の消費電力となるのに対して、本発明では僅かに０．５ＫＷｈ（＝３ＫＷｘ１０／６０）の消費電力となり、実に、−８３％の省エネが達成され、地球環境対策への貢献度が著しく高くなる。【００１４】上記実施例において、本発明は給水口が直接、冷温水混合部に開口したものとして説明されたが、給水口は拡散部材の上部側にて貯湯タンクの下部に連結するように構成しても良い。なお、貯湯タンクの上部に仕切板を設けたものとして示したが、該仕切板を必要によっては削除しても良い。また、温水拡散部材は平板からなるものとして図示されたが、複数の開口部を形成したパイプあるいは多孔質部材により構成しても良い。なお、図示されてはいないが、貯湯タンクの外周に断熱材を配置しても良い
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の省エネ型電気給湯器の望ましい実施例の概略断面図である。
【図２】本発明の電気給湯法を実行するための図１のコントローラの作用の基本シーケンスを示すブロック図である。
【図３】本発明の省エネ型電気給湯器と従来の電気温水器の温度上昇特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１６】１２  貯湯タンク
１４  上部加熱部
１６  冷温水混合部
１８  仕切板
２６  循環パイプ
２８  循環ポンプ
３０，３２  温度センサ
３６  コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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