(57)【要約】【課題】小型化を図りつつ出湯性能を向上させる貯湯式電気温水器を提供すること。【解決手段】入水流路２と、出湯流路３と、加熱手段ｈと、前記加熱手段ｈに接して設けられ、前記入水流路２と前記出湯流路３との間に並列接続されて延在する複数本の金属製の円管状の貯湯部５と、を備えたことを特徴とする貯湯式電気温水器を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入水流路と、
出湯流路と、
加熱手段と、
前記加熱手段に接して設けられ、前記入水流路と前記出湯流路との間に並列接続されて延在する複数本の金属製の円管状の貯湯部と、
を備えたことを特徴とする貯湯式電気温水器。
【請求項２】
前記加熱手段は、前記複数本の貯湯部のそれぞれの鉛直下方に設けられたことを特徴とする請求項１記載の貯湯式電気温水器。
【請求項３】
前記加熱手段は、前記貯湯部における前記入水流路に接続された一端部の近傍に接していることを特徴とする請求項１または２に記載の貯湯式電気温水器。
【請求項４】
前記貯湯部の外周面は、熱伝導媒体を介して前記加熱手段に密着されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の貯湯式電気温水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯式電気温水器に関し、特に狭い場所にも設置可能な貯湯式電気温水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
貯湯式電気温水器を高さが小さいスペースに設置するためには、貯湯タンクを薄くする必要がある（例えば、特許文献１参照）。しかし、薄型扁平箱形のタンク形状にした場合、耐水圧性が低く、設置場所が低水圧の給水源の場所に限定されてしまう。
【０００３】
また、建物内のデッドスペースを有効活用するために、複数の貯湯タンクを並列配置し、かつこれらの間で流路を直列に接続した連成貯湯タンクが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
しかし、特許文献２のように、内部にヒータを設けたまっすぐな複数本の貯湯タンクを連成配置したものでは、これら貯湯タンクを横に寝かせるようにして設置した場合、設置面からは加熱されないため、それぞれの貯湯タンク内のヒータより下方の部分が低温になって、貯湯タンクからの高温の湯の出湯性能が低下する。
【特許文献１】特開２００２−８９９６１号公報
【特許文献２】特開平１０−１７００７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、小型化を図りつつ出湯性能すなわち高温の湯を安定して供給する性能を向上させた貯湯式電気温水器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、入水流路と、出湯流路と、加熱手段と、前記加熱手段に接して設けられ、前記入水流路と前記出湯流路との間に並列接続されて延在する複数本の金属製の円管状の貯湯部と、を備えたことを特徴とする貯湯式電気温水器が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、小型化を図りつつ出湯性能を向上させる貯湯式電気温水器が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
【０００９】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る貯湯式電気温水器の模式図である。
【００１０】
本実施形態に係る貯湯式電気温水器は、板状の加熱手段ｈと、この加熱手段ｈの一方の面に接して設けられた複数本の円管（パイプ）状の貯湯部５と、を備える。
【００１１】
加熱手段ｈとしては、例えば、セラミックヒータ、あるいは、真鍮、鉄、アルミニウムなどにシーズヒータを鋳込み板状に加工した鋳込みヒータなどを用いることができる。
【００１２】
貯湯部５は、例えば、ステンレスや銅などからなる。複数の貯湯部５は、入水流路２と出湯流路３との間に並列に接続されている。具体的には、各貯湯部５の一端部に、入水流路２と接続される入水部が設けられ、他端部に出湯流路３と接続される出湯部が設けられている。各貯湯部５は、まっすぐに延在し、曲がりくねっていない。また、各貯湯部５は、直径（及び内径）や長さなどの寸法も概ね等しくされている。各貯湯部５は、加熱手段ｈに対して、その外周面の少なくとも一部が接していればよく、各貯湯部５どうしは互いに接していてもよいし、離間していてもよい。
【００１３】
入水流路２から各貯湯部５の一端部（入水部）に入水した水は、加熱手段ｈによって例えば８５℃程度に加熱され貯湯部５内に貯められる。すなわち、本実施形態では、複数本の円管（パイプ）状の貯湯部５から貯湯タンクを構成している。
【００１４】
そして、湯の使用時には、入水流路２から各貯湯部５の一端部（入水部）に水が入水され、これにより各貯湯部５における他端部（出湯部）近傍の湯が、他端部（出湯部）から出湯流路３に押し出されて、使用者の元に出湯される。
【００１５】
本実施形態では、各貯湯部５は円管（パイプ）状であるので、特許文献１に開示されているような偏平タンクに比べて耐圧性能が高い。また、本実施形態においては、入水流路２から各貯湯部５内に給水された水は、複数本の貯湯部５内を並列に流れるため、複数本の貯湯タンクを直列に流れる場合（特許文献２）に比べて、圧力損失を抑制でき、また、給水中から給水後を通じて、すべての貯湯部５の温度低下の程度を同じにすることができ、板状の加熱手段ｈからの熱量が無駄なく使われ加熱効率がよい。
【００１６】
また、比較的小さい直径（例えば、１０〜５０ｍｍほどの直径）の複数本の円管（パイプ）状の貯湯部５を並列させることで、貯湯容量を確保しつつ、全体としてみれば薄型のタンクを構成することができる。
【００１７】
このような貯湯タンクの設置形態としては、例えば、加熱手段ｈを下にした寝かせ置きが考えられる。この寝かせ置きの場合、例えば、公共の洗面施設における洗面カウンターの下に、外部に露出させずに設置することができ、公共空間における意匠性が高まる。また、貯湯タンクを、例えば家庭における洗面台やキッチンの下の収納スペースに設置する場合には、薄型化により、洗面台下やキッチン下の収納スペースを圧迫せず、収納性が向上する。
【００１８】
また、加熱手段ｈを下にして寝かせ置きに設置した場合には、貯湯部５内の水を貯湯部５の設置面から加熱することができ、高温流体の上昇により低温になりがちな設置面近傍領域の温度低下を抑制でき、加熱手段ｈによる水の沸き上げ効率が向上する。
【００１９】
また一方、貯湯部５の軸方向（延在方向）を鉛直方向に向けた縦置きに設置してもよい。この場合、入水流路２に接続された各貯湯部５の一端部（入水部）を下に、出湯流路３に接続された他端部（出湯部）を上にした状態で設置すれば、高温流体の上昇により、出湯部近傍の湯の温度低下を抑制できるので、出湯部からの湯の押し出し効率が高まり、より長い時間、より高温の湯を出湯させることができる。また、この縦置きの場合、例えば、洗面施設における鏡の裏に設置することで、各貯湯部５からの熱を利用して鏡の曇り止めも効果も得られる。
【００２０】
一方、特許文献２に開示された連成貯湯タンクの場合には、縦置きにした場合、流路が折り返されているために、各貯湯タンクのうちで入水部が上になるものが生じる。入水部が上になった貯湯タンクにおいては、高温流体よりも冷水が先に押し出されるため、取り出される湯の温度が低下する場合がある。
【００２１】
本発明者は、内径を様々に変えた一本の直管において約３．５リットルの水を８５℃まで沸き上げた後、一端部（入水部）から１．４３リットル／分で給水した比較実験を行った。表１は、本実験における各種設定条件等を表す。
【表１】
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【００２２】
また、表１において、入水方向と熱拡散方向とが「一致」とは、図５に表されるように、貯湯部５の軸方向（延在方向）を鉛直方向（重力作用方向）に対して略平行にした縦置きに設置し、貯湯部５の下端側から給水を行った場合を表す。  
入水方向と熱拡散方向とが「逆」とは、図６に表されるように、貯湯部５の軸方向（延在方向）を鉛直方向（重力作用方向）に対して略平行にした縦置きに設置し、貯湯部５の上端側から給水を行った場合を表す。  
入水方向と熱拡散方向とが「垂直」とは、図７に表されるように、貯湯部５の軸方向（延在方向）を鉛直方向（重力作用方向）に対して略垂直にした寝かせ置きに設置した場合を表す。
【００２３】
図８は、内径２６ｍｍの貯湯部を図５〜７に表される３形態で給水した場合、および内径３５ｍｍの貯湯部を図５〜７に表される３形態で給水した場合の貯湯部内における温度分布を表す図である。
【００２４】
図８に表した結果から、内径が２６ｍｍの貯湯部では、図５〜７に表されるすべての形態で、ほぼ均一な湯の押し出しが可能であることが分かる。すなわち、出湯部から所望の高温の湯が、より長い時間安定して出湯しやすい。  
しかし、内径が３５ｍｍの貯湯部では、縦置きで入水方向と熱拡散方向とが逆の場合に湯水の混合が生じており、出湯部から所望の高温の湯が、より長い時間安定して出湯しにくい。また、設置方向により出湯部近傍の湯の温度分布に差が生じやすい。
【００２５】
図９は、内径３０ｍｍ及び３５ｍｍの直管において約３．５リットルの水を８５℃まで沸き上げた後、一端部（入水部）から１．４３リットル／分で給水したときの出湯温度の時間変化を表すグラフ図である。横軸は時間（秒）を、縦軸は出湯部からの出湯温度（℃）を表す。また、各曲線の番号は、表１に表した実験番号に対応する。
【００２６】
この図９の結果より、内径３０ｍｍの貯湯部を用いた場合でも、図６に表したように入水方向と熱拡散方向とが逆となるように配置した場合（Ｎｏ．８）には、出湯性能は顕著に低下し、総貯湯量である約３．５リットルの７０パーセント程度しか高温水を出湯できないことが分かる。
【００２７】
つまり、図８と図９に表した結果から、内径２６ｍｍ以下であれば配置方向にはほぼ関係なく安定して高温水を出湯させることが可能であるが、内径が３０ｍｍ以上の場合には、入水方向と熱拡散方向とが逆向きの場合に出湯性能が低下してしまうことが分かる。
【００２８】
ここで、本発明において用いる複数の貯湯部５を、特許文献２に開示されているように、互いに直列に接続することも考えられる。つまり、隣接する貯湯部５の入水分と出湯部とをそれぞれ接続し、一端の貯湯部５の入水部に入水して他端の貯湯部５の出湯部から湯を取り出すようにすることもできる。
【００２９】
しかし、複数の円管状の貯湯部５をこのように直列接続とした場合、これらを縦置きにすると、それぞれの貯湯部５に対する入水方向は交互に反転する。そして、図８及び図９を参照して説明したように、入水方向と熱拡散方向とが逆となる貯湯部５において、出湯性能が低下するという問題が生ずる。  
これに対して、本実施形態においては、これら複数の貯湯部５を並列接続するので、縦置きにした場合でも、全ての貯湯部５において入水方向と熱拡散方向とを一致させることができる。その結果として、高い出湯性能が得られる。
【００３０】
さらに、特許文献２に開示されているように、それぞれの貯湯部にヒータを内蔵させることとすると、貯湯部を細い円管とした場合にヒータの数が多くなり、構造的にもコストの面でも不利となる。ちなみに、貯湯量を約３．５リッターとし、貯湯部５の内径を押し出し方向によらず均一な押し出しが可能な２６ｍｍとし、長さを３０ｃｍとすると、２２本の貯湯部５が必要となる。これら２２本の貯湯部５のそれぞれにヒータを内蔵させると、構造的に複雑になりコストも上がってしまう。
【００３１】
また一方、貯湯部にヒータを内蔵させた場合、ヒータよりも下方の水は加熱できず、いわゆる「死水」の割合が増えてしまう。またさらに、これらヒータを内蔵させた複数の貯湯部を直列に接続した場合、貯湯タンクの総容量の途中まで出湯すると、入水部側の貯湯部は冷水により温度が低下し、出湯側の貯湯部は温度が高いままとなる。したがって、各貯湯部に内蔵されたヒータをそれぞれ個別に制御しなければならず、複雑な制御機構が必要とされる点でも不利である。  
またさらに、複数の貯湯部を直列に接続した場合、水抜きもしにくいという問題も生ずる。
【００３２】
これに対して、本実施形態においては、複数の貯湯部５を並列に接続し且つこれらを外側からヒータで加熱する。  
並列に接続することにより、全ての貯湯部５に対して同一方向から入水させることができるので、熱拡散方向と入水方向とを一致させることができる。また、ヒータを貯湯部５の外側に配置することにより、構造的にシンプルになりコストも下げることができる。さらに、貯湯部５の下側から加熱することにより、「死水」が生ずることもない。またさらに、全ての貯湯部５において温度の分布は同一であるので、外側に設けたひとつのヒータにより加熱制御できる。つまり、各貯湯部５に内蔵させたヒータを個別に制御するという複雑な制御系は不要となり、この点でも有利である。
【００３３】
またさらに、本実施形態によれば、複数の貯湯部５を並列に接続することにより、直列接続した場合と比較して圧力損失を小さくでき、給水圧が低い設置場所においても安定して動作する貯湯式電気温水器を実現できる。また、円管状の貯湯部５を並列に接続する場合、これら貯湯部５を互いに密着して並べることが可能となり、直管をジグザグ状に曲げて直列構成とした場合よりもコンパクトに集積した貯湯タンクを実現できる。またさらに、並列接続であれば、各貯湯部５の水抜きも簡単且つ確実に実施できる。
【００３４】
以下、本発明の他の実施形態について説明する。なお、前述したものと同様の要素については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３５】
［第２の実施形態］
図２は、本発明の第２の実施形態に係る貯湯式電気温水器の模式図である。
【００３６】
加熱手段ｈは、貯湯部５の軸方向（延在方向）の全体にわたって設けなくてもよく、少なくとも貯湯部５における入水流路２に接続された一端部（入水部）の近傍に接して設ければよい。
【００３７】
貯湯部５は金属製で熱伝導率がよいため、その一箇所が加熱手段ｈに接しているだけで、加熱手段ｈに接していない部分にも熱が伝導し、貯湯部５内の水を均一に沸き上げることができる。特に、入水部の近傍に加熱手段ｈが直接接していることで、貯湯部５への入水後に入水部近傍に貯まった比較的低温の水から沸き上げることができ、効率がよい。  
また、出湯部側を持ち上げて貯湯部全体を傾斜配置すると、対流を促進でき、さらに効率よく沸き上げが可能となる。
【００３８】
［第３の実施形態］
図３は、本発明の第３の実施形態に係る貯湯式電気温水器の模式図である。  
図４は、同貯湯式電気温水器を貯湯部の軸方向からみた模式図である。
【００３９】
本実施形態では、入水流路２に水抜き栓６を設けている。図４に表されるように、加熱手段ｈを下にした寝かせ置きの状態で設置した場合に、入水流路２を、貯湯部５の底面と同等かそれよりも下方の位置に設けると、入水流路２に給水圧が作用していない状態で水抜き栓６を開にすることで、入水流路２を介して、貯湯部５内の湯水を抜くことが可能となる。
【００４０】
また、縦置きに設置する場合には、水抜き栓６が下方になるように設置すれば、この縦置き設置の状態でも、入水流路２に給水圧が作用していない状態で水抜き栓６を開にすることで、入水流路２を介して、貯湯部５内の湯水を抜くことが可能となる。
【００４１】
また、図４に表されるように、貯湯部５の外周面を、熱伝導性接着剤７（例えば、熱伝導セメントなど）などの熱伝達媒体を介して、加熱手段ｈに密着させて取り付ければ、加熱手段ｈから貯湯部５への伝熱面積が拡張されるので、貯湯部５内の水を、より効率的に沸き上げることができる。
【００４２】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、それらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００４３】
板状の加熱手段ｈの両面に貯湯部５を接触させて設けてもよい。また、２枚の板状の加熱手段ｈで貯湯部５を挟み込むようにして、加熱手段ｈと貯湯部５とを接触させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る貯湯式電気温水器の模式図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る貯湯式電気温水器の模式図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る貯湯式電気温水器の模式図である。
【図４】同第３の実施形態に係る貯湯式電気温水器を貯湯部の軸方向からみた模式図である。
【図５】貯湯部を縦置きに設置し、下端部側から入水させる具体例を表す模式図である。
【図６】貯湯部を縦置きに設置し、上端部側から入水させる具体例を表す模式図である。
【図７】貯湯部を寝かせ置きに設置した具体例を表す模式図である。
【図８】内径２６ｍｍの貯湯部を図５〜７に表される３形態で給水した場合、および内径３５ｍｍの貯湯部を図５〜７に表される３形態で給水した場合の貯湯部内における温度分布を表す図である。
【図９】内径３０ｍｍ及び３５ｍｍの直管において約３．５リットルの水を８５℃まで沸き上げた後、一端部（入水部）から１．４３リットル／分で給水したときの出湯温度の時間変化を表すグラフ図である。
【符号の説明】
【００４５】
２…入水流路、３…出湯流路、５…貯湯部、６…水抜き栓、７…接着剤、ｈ…加熱手段
【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９】
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【図８】
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