(57)【要約】【課題】  ヒータが水没するまで通電することなく、貯湯タンク１２内の水が電気分解することなく、また水質の変化による誤検知もなく、ヒータの空焚きを防止する貯湯式電気温水器を提供する。【解決手段】  貯湯タンク１２の開口部を覆うように着脱可能に固定されたフランジ２２と、フランジ２２に貯湯タンク１２内に突出するように設けられたヒータ２３と、フランジ２２のヒータ突出側の面近傍に設けられた案内軸２４に軸方向に移動可能に取り付けられた磁性材の浮き子２５と、フランジ２２のヒータ突出側の反対面にヒータ２３より高い位置に設けられ、貯湯タンク１２内への水道水の注水により浮き子２５が前記位置まで上昇したときに浮き子２５の磁束を検知して信号を出力する磁気センサ２６と、磁気センサ２６からの信号が入力されたときにヒータ２３への通電を制御する制御部１６とを備えた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンクと、
該貯湯タンクの内部に突出するように設けられたヒータと、
前記貯湯タンクの側壁内面近傍に貯湯タンクの軸方向に移動可能に設けられた磁性材の浮き子と、
前記貯湯タンクの側壁外面に前記ヒータより高い位置に設けられ、前記貯湯タンク内への水道水の注水により前記浮き子が前記位置まで上昇したときに浮き子の磁束を検知して信号を出力する磁気センサと、
該磁気センサからの信号が入力されたときに前記ヒータへの通電を制御する制御部と
を備えたことを特徴とする貯湯式電気温水器。
【請求項２】
貯湯タンクと、
該貯湯タンクの内部に突出するように設けられたヒータと、
前記貯湯タンクの側壁外面近傍に貯湯タンク内の水道水を導入可能に設けられ、前記貯湯タンクの軸方向に移動可能な磁性材の浮き子を有する浮き子収納部と、
該浮き子収納部の外周部に前記ヒータより高い位置に設けられ、前記浮き子収納部に導入された前記貯湯タンク内の水道水により前記浮き子が前記位置まで上昇したときに浮き子の磁束を検知して信号を出力する磁気センサと、
該磁気センサからの信号が入力されたときに前記ヒータへの通電を制御する制御部と
を備えたことを特徴とする貯湯式電気温水器。
【請求項３】
側壁に開口部を有する貯湯タンクと、
前記開口部を覆うように前記貯湯タンクに着脱可能に固定されたフランジと、
該フランジに前記貯湯タンク内に突出するように設けられたヒータと、
前記フランジのヒータ突出側の面近傍に貯湯タンクの軸方向に移動可能に設けられた磁性材の浮き子と、
前記フランジのヒータ突出側の反対面に前記ヒータより高い位置に設けられ、前記貯湯タンク内への水道水
の注水により前記浮き子が前記位置まで上昇したときに浮き子の磁束を検知して信号を出力する磁気センサと、
該磁気センサからの信号が入力されたときに前記ヒータへの通電を制御する制御部と
を備えたことを特徴とする貯湯式電気温水器。
【請求項４】
側壁に開口部を有する貯湯タンクと、
前記開口部を覆うように前記貯湯タンクに着脱可能に固定されたフランジと、
該フランジに前記貯湯タンク内に突出するように設けられたヒータと、
前記フランジのヒータ突出側の反対面に前記貯湯タンク内の水道水を導入可能に設けられ、前記貯湯タンクの軸方向に移動可能な磁性材の浮き子を有する浮き子収納部と、
該浮き子収納部の外周部に前記ヒータより高い位置に設けられ、前記浮き子収納部に導入された前記貯湯タンク内の水道水により前記浮き子が前記位置まで上昇したときに浮き子の磁束を検知して信号を出力する磁気センサと、
該磁気センサからの信号が入力されたときに前記ヒータへの通電を制御する制御部と
を備えたことを特徴とする貯湯式電気温水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯タンクに設けられたヒータによる空焚きを防止する貯湯式電気温水器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気温水器は、ヒータに熱伝導良好に接触させた感熱ケースを設け、この感熱ケース内にサーモスタット等の感熱部材が挿入され、空焚きによりヒータが異常昇温を起こしたときに、感熱部材が回路を切断してヒータへの通電を停止させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
また，他の従来の電気温水器は、水位検知手段をヒータの上部に設置し、水位検知手段の信号を受けてヒータの通電を制御する制御装置を備え、ヒータの通電前に水位検知手段により水位検知を行い、水位が検知されないときは、制御装置によってヒータへの通電を行わないようすることで、ヒータによる空焚きを防止している（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３２７９６１（第３頁、図１）
【特許文献２】特開２００１−３４３１６１（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した特許文献１の電気温水器は、ヒータに通電しているときのヒータ温度の変化を検知するものであり、ヒータが水没しているかどうかに拘わらず、通電が行われている。また、焚き上げにより高温水が貯湯されていて貯湯タンク内の水位が低下した場合、ヒータ温度の変化の検知が遅れ、ヒータの通電を瞬時に停止することができないため、ヒータが通常満水時の温度よりも高温になり、ヒータの劣化の原因になる虞があった。
また、特許文献２の電気温水器は、ヒータの上部に設置した水位検知手段の電極に通電して導電率を検知しているので、通電による水の電気分解の発生や電極の消耗、水質変化による抵抗値等により信号の出力値に幅が生じ、検知範囲外の場合には誤検知してしまうという課題があった。
【０００５】
本発明は、前述のような課題を解決するためになされたもので、ヒータが水没するまで通電することなく、貯湯タンク１２内の水が電気分解することなく、また水質の変化による誤検知もなく、ヒータの空焚きを防止する貯湯式電気温水器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る貯湯式電気温水器は、貯湯タンクと、貯湯タンクの内部に突出するように設けられたヒータと、貯湯タンクの側壁内面近傍に貯湯タンクの軸方向に移動可能に設けられた磁性材の浮き子と、貯湯タンクの側壁外面にヒータより高い位置に設けられ、貯湯タンク内への水道水の注水により浮き子が前記位置まで上昇したときに浮き子の磁束を検知して信号を出力する磁気センサと、磁気センサからの信号が入力されたときにヒータへの通電を制御する制御部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明においては、貯湯タンクの側壁内面近傍に貯湯タンクの軸方向に移動可能に設けられた磁性材の浮き子と、貯湯タンクの側壁外面にヒータより高い位置に設けられ、貯湯タンク内への水道水の注水により浮き子が前記位置まで上昇したときに浮き子の磁束を検知して信号を出力する磁気センサとを備えたので、従来技術のように、貯湯タンク内の水が電気分解することなく、また水質の変化による誤検知もなく、さらにはヒータへ通電することなく貯湯タンク内の水位を検知することができ、また、磁気センサからの信号が入力されたときにヒータへの通電を制御するようにしたので、空焚きを防止することが可能になるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１を示す貯湯式電気温水器の概略構成図、図２は貯湯式電気温水器に用いられたヒータユニットの拡大斜視図である。
本実施の形態の貯湯式電気温水器は、ケーシング１１と、このケーシング１１内に設けられた貯湯タンク１２と、貯湯タンク１２の底部と連結され、水道水を注水する給水管１３と、貯湯タンク１２の頂部と連結され、給水管１３からの注水による圧力で押し出される湯を供給する給湯管１４と、貯湯タンク１２の側壁下部に取り付けられ、貯湯タンク１２内の湯温を検出する温度センサ１５と、制御部１６と、貯湯タンク１２の側壁上部及び側壁下部にそれぞれ取り付けられたヒータユニット２１とを備えている。
【０００９】
ヒータユニット２１は、図２に示すように、貯湯タンク１２の側壁上部及び側壁下部に設けられた開口部（図示せず）を覆うようにパッキン（図示せず）を介してボルト（図示せず）で固着された非磁性材のフランジ２２と、フランジ２２に貯湯タンク１２の内部に突出するように取り付けられたヒータ（シーズヒータ）２３と、ヒータ２３の基部に取り付けられた電源接続用の端子部２３ａと、Ｕ字状の棒からなり、その両端部がフランジ２２のヒータ突出側の面に固着され、フランジ２２と平行する部位の両端にストッパ２４ａを有する案内軸２４と、この案内軸２４のストッパ２４ａの間に軸方向に移動可能に設けられた磁性材の浮き子２５と、フランジ２２のヒータ基部側の面に取り付けられた例えばリードスイッチ等からなる磁気検知用の磁気センサ２６とからなっている。この磁気センサ２６は、ヒータ２３の設置位置よりも高い位置に設けられ、浮き子２５の磁束を検知したときに信号を制御部１６に出力する。案内軸２４の上部側のストッパ２４ａによる浮き子２５の停止位置は、磁気センサ２６の設置位置とほぼ同じである。
【００１０】
前述した制御部１６は、貯湯タンク１２の側壁上部及び側壁下部にそれぞれ設けられた磁気センサ２６からの信号を検知したときに、貯湯タンク１２の側壁上部及び側壁下部に設けられた各ヒータ２５に通電する。この通電により貯湯タンク１２内の湯温が予め任意に設定された設定温度に達すると各ヒータ２５への通電を遮断し、湯温が設定温度より低くなったときは、設定温度になるように各ヒータ２５に通電する。また、側壁上部及び側壁下部の磁気センサ２６からの信号を検知できなかったときは、貯湯タンク１２内に水道水が注水されていないと判断してその旨の警報を報知し、側壁下部の磁気センサ２６からの信号のみしか検知できなかったときは、貯湯タンク１２内が満水状態でないと判断してその旨の警報を報知する。
【００１１】
前記のように構成された貯湯式電気温水器においては、コントローラの運転スイッチ（図示せず）が入れられると、制御部１６は、まず、貯湯タンク１２の側壁下部に設けられた磁気センサ２６からの信号が入力されたかどうかを判定する。第１の所定時間を経過する前にその磁気センサ２６からの信号が入力されたときは、貯湯タンク１２内に水道水が注水されていると判断して、側壁上部に設けられた磁気センサ２６からの信号が入力されたかどうかを判定する。第１の所定時間より長い第２の所定時間を経過する前にその磁気センサ２６からの信号が入力されたときは、貯湯タンク１２内がほぼ満水状態になっていると判断して、貯湯タンク１２の側壁上部及び側壁下部にそれぞれ設けられた各ヒータ２３に通電する。この通電により貯湯タンク１２内の湯温がコントローラにより任意に設定された設定温度に達したかどうかを判定し、湯温が設定温度に達していないときは各ヒータ２５への通電を継続し、湯温が設定温度に達したときは、各ヒータ２５への通電を遮断する。そして、湯温が設定温度より低くなったときは、設定温度になるように各ヒータ２５に通電する。
【００１２】
また、制御部１５は、コントローラの運転スイッチが入れられてから第１の所定時間を経過しても、貯湯タンク１２の側壁下部に設けられた磁気センサ２６からの信号が入力されなかったときは、貯湯タンク１２内に水道水が注水されていないと判断して、その旨の警報をコントローラを通じて報知し、各ヒータ２３への通電を行うことなく運転を終了する。また、制御部１５は、運転スイッチが入れられてから第１の所定時間を経過する前に、側壁下部の磁気センサ２６からの信号が入力されたときは、貯湯タンク１２内に水道水が注水されていると判断して、側壁上部に設けられた磁気センサ２６からの信号が入力されたかどうかを判定する。第２の所定時間を経過しても、その磁気センサ２６からの信号が入力されなかったときは、貯湯タンク１２内が満水状態でないと判断して、その旨の警報をコントローラを通じて報知し、前記と同様に各ヒータ２３への通電を行うことなく運転を終了する。
【００１３】
以上のように実施の形態１によれば、フランジ２２のヒータ突出側の面に固着された案内軸２４に軸方向に移動可能に設けられた磁性材の浮き子２５と、フランジ２２のヒータ基部側の面に取り付けられた磁気検知用センサ２６とを貯湯タンク１２の側壁上部及び側壁下部にそれぞれ設けたので、前述した従来技術のように、貯湯タンク１２内の水が電気分解することなく、また水質の変化による誤検知もなく、さらにはヒータへ通電することなく貯湯タンク１２内の水位を検知することができ、また、それぞれの磁気センサ２６からの信号が入力されたときに各ヒータ２３に通電するようにしたので、空焚きを防止することが可能になるという効果がある。
【００１４】
なお、前記の実施の形態１では、貯湯タンク１２の側壁上部及び側壁下部にそれぞれヒータユニット２１を設けたことを述べたが、貯湯タンク１２の側壁上部のみにヒータユニット２１を設けてもよい。この場合、そのヒータユニット２１に設けられた浮き子２５の磁束を磁気センサ２６が検知して信号を出力したときにそのヒータユニット２１に設けられたヒータ２３に通電する。
【００１５】
また、フランジ２２にヒータ２３、浮き子２５、磁気センサ２６等を設けて、ヒータユニット２１として説明したが、フランジ２２を用いることなく、各部品を貯湯タンク１２の側壁に設けるようにしてもよい。ヒータ２３を貯湯タンク１２の側壁上部に内部に突出するように設け、浮き子２５が軸方向に移動可能になるように案内軸２４を貯湯タンク１２の側壁上部の内面に設け、磁気センサ２６を貯湯タンク１２の側壁上部の外面にヒータ２３より高い位置に設ける。
【００１６】
この構成により、前記と同様に、貯湯タンク１２内の水が電気分解することなく、また水質の変化による誤検知もなく、さらにはヒータへ通電することなく貯湯タンク１２内の水位を検知することができ、また、それぞれの磁気センサ２６からの信号が入力されたときに各ヒータ２３に通電するので、空焚きを防止することが可能になる。
【００１７】
また、ヒータ２３、浮き子２５、磁気センサ２６等を、貯湯タンク１２の側壁下部にも設けて、両方の磁気センサ２６からの信号が入力されたときに各ヒータ２３に通電するようにしてもよい。
【００１８】
実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２を示す貯湯式電気温水器におけるヒータユニットの断面図である。なお、図１及び図２で説明した実施の形態１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
図３に示す貯湯式電気温水器のヒータユニット３１は、実施の形態１と同様に貯湯タンク１２の側壁上部及び側壁下部にそれぞれ設けられており、貯湯タンク１２の側壁に設けられた開口部１２ａを覆うようにパッキン（図示せず）を介してボルト（図示せず）で固着された非磁性材のフランジ３２と、フランジ３２のヒータ基部側の面に支持部３７を介して固定され、外周部に径方向に形成された一対の突起片３３ａを有する非磁性材のパイプ状の浮き子収納部３３と、Ｌ字状に折り曲げられてなり、一端部がパッキン３４ａを介在して浮き子収納部３３の開口に嵌入され、他端部がフランジ３２に設けられた貫通穴３２ａに嵌入された２本の導水路３４と、浮き子収納部３３の内周面に一端が固着されて軸方向に延びて形成され、先端部にストッパ３５ａが形成された案内軸３５と、この案内軸３５に軸方向に移動可能に設けられた磁性材のリング状の浮き子３６と、浮き子収納部３３の外周部に形成された一対の突起片３３ａに嵌合された磁気センサ２６とからなっている。
【００１９】
前述したフランジ３２は例えば円形のプラスチックからなり、支持部３７は、フランジ３２に設けられ前面に雌ねじ（図示せず）が形成された一対の突起部３７ａと、パイプ３３に固定され両端部に取付穴（図示せず）が設けられた支持板３７ｂとからなり、この支持板３７ｂは、ネジ３８によって突起部３７ａに取り付けられている。導水路３４の一端部には、外周面につば部３４ｂが形成されている。これは、浮き子収納部３３の開口に嵌入する際にパッキン３４ａがずれないようにするためである。磁気センサ２６は、実施の形態１と同様に、浮き子３６の磁束を検知したときに信号を制御部１６に出力する。
【００２０】
実施の形態２においては、貯湯タンク１２内への水道水の注水により、その水位がヒータ２３の位置より高くなると、浮き子収納部３３に連結された下方の導水路３４から水が侵入して浮き子収納部３３内に流入し、浮き子３６を浮かせる。そして、さらに貯湯タンク１２内の水位が高くなっていくと、浮き子収納部３３内の水は、貯湯タンク１２内の水位と同じ高さで上昇していき、上方の導水路３４からの水の流入により静止状態となる。一方、浮き子３６は、水の流入に伴って案内軸３５に案内されて上昇し、ストッパ３５ａによって停止する。この時、磁気センサ２６は、浮き子３６の磁束を検知して信号を制御部１６に出力する。この信号が、貯湯タンク１２の側壁上部及び側壁下部に設けられた両方の磁気センサ２６から出力されたとき、制御部１６は、貯湯タンク１２内がほぼ満水状態になっていると判断して、貯湯タンク１２の側壁上部及び側壁下部にそれぞれ設けられた各ヒータ２３に通電する。
【００２１】
以上のように実施の形態２によれば、フランジ３２のヒータ基部側の面に支持部３７を介して固定された浮き子収納部３３に、貯湯タンク１２内の水を導水路３４を通じて取り入れるようにし、貯湯タンク１２内の水位が高くなるに連れ浮き子収納部３３内の浮き子３６を上昇させて、磁気センサ２６に浮き子３６の磁束を検知させるようにしたので、前述した従来技術のように、貯湯タンク１２内の水が電気分解することなく、また水質の変化による誤検知もなく、さらにはヒータへ通電することなく貯湯タンク１２内の水位を検知することができ、また、それぞれの磁気センサ２６からの信号が入力されたときに各ヒータ２３に通電するようにしたので、空焚きを防止することが可能になるという効果がある。
【００２２】
また、前述したように、外周部に磁気センサ２６が設けられ、内部に水の流出入に応じて軸方向に移動する浮き子３６を有する浮き子収納部３３を貯湯タンク１２の外側に備えたので、部品の交換などメンテナンスが容易になるという効果がある。
【００２３】
なお、前記の実施の形態２では、貯湯タンク１２の側壁上部及び側壁下部にそれぞれヒータユニット３１を設けたことを述べたが、貯湯タンク１２の側壁上部のみにヒータユニット３１を設けてもよい。この場合、そのヒータユニット３１に設けられた浮き子収納部３３内の浮き子２５の磁束を磁気センサ２６が検知して信号を出力したときにそのヒータユニット３１に設けられたヒータ２３に通電する。
【００２４】
また、フランジ３２にヒータ２３、浮き子２５及び磁気センサ２６を有する浮き子収納部３３等を設けて、ヒータユニット３１として説明したが、フランジ３２を用いることなく、各部品を貯湯タンク１２の側壁に設けるようにしてもよい。ヒータ２３を貯湯タンク１２の側壁上部に内部に突出するように設け、浮き子収納部３３を貯湯タンク１２の側壁上部の外面に支持部３７を介して固定し、浮き子収納部３３に貯湯タンク１２内の水道水を導入可能にするために２本のＬ字状の導水路３４を用い、磁気センサ２６を浮き子収納部３３の外周部にヒータ２３より高い位置に設ける。
【００２５】
この構成により、前記と同様に、貯湯タンク１２内の水が電気分解することなく、また水質の変化による誤検知もなく、さらにはヒータへ通電することなく貯湯タンク１２内の水位を検知することができ、また、それぞれの磁気センサ２６からの信号が入力されたときに各ヒータ２３に通電するので、空焚きを防止することが可能になる。
【００２６】
また、前述したヒータ２３、浮き子２５及び磁気センサ２６を有する浮き子収納部３３、２本のＬ字状の導水路３４等を、貯湯タンク１２の側壁下部にも設けて、両方の磁気センサ２６からの信号が入力されたときに各ヒータ２３に通電するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態１を示す貯湯式電気温水器の概略構成図である。
【図２】貯湯式電気温水器に用いられたヒータユニットの拡大斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態２を示す貯湯式電気温水器におけるヒータユニットの断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１１  ケーシング、１２  貯湯タンク、１３  給水管、１４  給湯管、１５  温度センサ、１６  制御部、２１  ヒータユニット、２２  フランジ、２３  ヒータ、２４  案内軸、２４ａ  ストッパ、２５  浮き子、２６  磁気検知用センサ、３１  ヒータユニット、３２  フランジ、３３  パイプ、３４  導水路、３５  案内軸、３６  浮き子、３７  支持部、３８  ネジ。
【図１】
2007024394.tif 000003
【図２】
2007024394.tif 000004
【図３】
2007024394.tif 000005