(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部には水道管に接続した流量調整手段を有する流入管および排水手段を有する排水管を、外周部には高周波磁界を発生する加熱コイルを、内部には加熱コイルが発生する高周波磁界を受けて発熱する発熱体を、上部には給水管を備えた筒状の加熱管と、前記加熱コイルに高周波電流を供給する電力供給手段と、加熱管の上部または給水管に設けた温度検知手段と、給水管から給水する水の温度を設定する温度設定手段と、使用者に設定条件の適否を報知する報知手段と、前記温度検知手段の信号を受けて排水手段または電力供給手段または流量可変手段を制御する制御手段とを備えた給湯器。
【請求項２】
制御手段は、温度検知手段の検知温度が温度設定手段に設定された温度よりも低いときは、流量可変手段を制御して所定時間の間流入管からの水の流入を遮断し加熱コイルによる加熱を継続させる請求項１記載の給湯器。
【請求項３】
制御手段は、電力供給手段による電力を供給を行っていない時点での温度検知手段の検知温度が温度設定手段に設定された温度よりも低く、かつ、電力供給手段が動作しているときの温度検知手段の検知温度が温度設定手段に設定されている温度よりも高いときは、流量可変手段を制御して水の流入を遮断し、排水手段によって加熱管内の水を排水させる請求項１記載の給湯器。
【請求項４】
制御手段は、運転を終了した時点で加熱管内の水を排水させる請求項１記載の給湯器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水道水を加熱して所望の温度の湯を供給する給湯器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般家庭用として使用している給湯器には、瞬間湯沸器・風呂湯沸器・セントラルヒーティング装置などがある。これらはいずれも、燃料としてガスあるいは石油を使用しているものである。このため、燃料であるガスあるいは石油を供給・貯蔵するための配管・貯槽などの付帯設備を必要としている。また、燃焼時に酸素欠乏状態や、燃料の漏洩による引火などを防止するための安全設備も必要となる。
【０００３】
前記各装置とは別に、設備面でもっと簡単な、熱源としてヒータを使用する電気給湯器がある。この中には、湯を何段階かの温度に保って貯湯する形式のものも開発されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の電気給湯器は、複数段階の温度に保って貯湯できるとしても、利用できる温度範囲が限られているものである。つまり、飲料水として、食器洗い用として、あるいは緑茶・コーヒ・紅茶用等の広い温度範囲で使用したい場合には使い勝手の悪いものとなっている。すなわち、大量に貯湯した水の温度が用途に適した温度に低下するまであるいは上昇するまでの間、待つ必要があるものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記従来の構成が有している課題を解決するために、本発明は、使用者が必要に応じて供給する水量を調整することによって、所望の温度の水を供給できる給湯器としているものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、温度設定手段に設定する温度を変更した場合にも、所定温度の水を供給できる給湯器としている。
【０００７】
請求項２に記載した発明は、温度検知手段の検知温度が温度設定手段に設定された温度よりも低いときは、流量可変手段を制御して所定時間の間流入管からの水の流入を遮断し加熱コイルによる加熱を継続させて、設定温度を変更しても所定温度の水を節水化して供給できる給湯器としている。
【０００８】
請求項３に記載した発明は、温度検知手段の検知水温が温度設定手段に設定された温度よりも低く、かつ、電力供給手段が動作しているときの温度検知手段の検知温度が温度設定手段に設定されている温度よりも高い間は、流量可変手段を制御して水の流入を遮断し、排水手段によって加熱管内の水を排水させるようにして、設定温度を変更しても所定温度の水を供給できるようにした給湯器としている。
【０００９】
請求項４に記載した発明は、運転を終了した時点で加熱管内の水を排水するようにして、次の運転開始時には新しい水を使用して所定温度の水を供給できる給湯器としている。
【００１０】
【実施例】
（参考例１）
以下本発明の第１の参考例について説明する。図１は本参考例の構成を示す説明図である。１は、水道管２から流量調整手段３を介して供給される水道水を加熱する筒状の加熱管で、上部には所定温度とした水を外部に供給する給水管７を、底部には前記流量調整手段３を接続した流入管４・水道管２を接続している。また外周部には、高周波磁界を発生する加熱コイル５を、内部には加熱コイル７が発生する高周波磁界を受けて発熱する発熱体６を備えている。加熱管１は本参考例では樹脂で構成しているが、誘導加熱を受けない物質であれば特に材質を限定する必要はない。流量調整手段３としては本参考例では止水栓を使用しているが、流量を調節できれば特に種類を限定する必要はないものである。また発熱体６は筒状の金属によって構成しており、図２に示しているように流入管４から流入した水が通過する多数の穴を有している。なお本参考例では発熱体６は水が通過する多数の穴を有する円筒状の金属としているが、発熱体６を網目状の穴を有するとしても、パイプ状のあるいは球状・粒状としても、板を単体あるいは複数組み合わせても、磁性体あるいは非磁性体としても誘導加熱を受ける構成のものであれば支障はない。
【００１１】
８は加熱コイル５に高周波電流を供給する電力供給手段で、商用電源をスイッチングして高周波に変換するインバータ回路によって構成している。９は給水管７に設けている温度検知手段で、サーミスタ等によって構成しており、加熱管１によって加熱された水の温度を検知している。また１０は使用者が設定する温度設定手段で、給水管７から給水する水の温度を設定するものである。１１は、ブザー等による音声報知部１１ａと発光素子等による表示部１１ｂとから構成している報知手段で、温度調節不可能または流量過多または設定温度が高すぎる等を報知しているものである。温度設定手段１０と温度検知手段９の信号とは、制御手段１２に伝達されており、制御手段１２はこの信号を受けて報知手段１１と電力供給手段８を制御しているものである。
【００１２】
以下本参考例の動作について説明する。使用者が温度設定手段１０を操作して使用したい水の温度を設定し、図示していないスイッチを押すと、装置は動作を開始する。すなわち、流量調整手段３によって流量を調整された水道水が流入管４から加熱管１内に導入される。同時に電力供給手段８が動作を開始して、商用電源を高周波に変換して、加熱コイル５に高周波電流を供給する。加熱コイル５はこの高周波電流を受けて高周波磁界を発生する。この高周波磁界は加熱管１内の水の流路中に設けている発熱体６と鎖交する。発熱体６この高周波磁界を受けると誘導加熱されて高温に発熱する。発熱体６は水が通過する多数の穴を有しており、流入管４から導入された水はこの発熱によって加熱される。従って発熱体６を通過した時点で水は高温となっている。
【００１３】
この水の温度は給水管７に設けている温度検知手段９によって検知されており、制御手段１２はこの温度が温度設定手段１０に設定された温度と等しくなるように制御している。
【００１４】
すなわち、制御手段１２には温度検知手段９が検知する温度情報と、温度設定手段１０に設定されている温度情報とが入力されている。こうして、温度検知手段９が検知した水の温度の方が温度設定手段１０に設定されている温度より低い場合には、電力供給手段８が加熱コイル５に供給する供給電力が大きくなるように、また高い場合にはこの供給電力を小さくするように、等しい場合には現在の供給電力を維持するように制御する。また温度検知手段９が検知した水温が、電力供給手段８に最大電力を加熱コイル５に供給しても温度設定手段１０に設定されている温度まで昇温できないと判断した場合には、報知手段１１に必要な表示或いは報知を行わせる。つまり、現在の設定温度では温度調節不可能であること、または現在の流量設定が多すぎること、または設定温度が高すぎること等を報知するものである。
【００１５】
こうして使用者が例えば、流量調整手段３を絞って水道水流量を少なくするように設定すれば、給水管７からは温度設定手段１０に設定されている温度の水を給水できるものである。また、温度設定手段１０に設定する温度を低くしても、同様に設定された温度の水を給水できるものである。
【００１６】
以上のように本参考例は、使用者が調整する流量調整手段３を介して流入管４から導入した水を、電力供給手段８からの電力供給を受ける加熱コイル５によって発熱体６を誘導加熱することによって、短時間で温度設定手段１０に設定されている温度の水を給水管７から供給できるようにしているものである。また、この温度設定手段１０に設定できる温度は、常温から沸騰温度までの広範囲なものであり、極めて使い勝手の良い給湯器としているものである。
【００１７】
またこのとき、電力供給手段８が供給可能な最大電力を加熱コイル５に供給しても温度設定手段１０に設定されている温度にまで昇温できないと判断した場合に、報知手段１１に温度調節不可能または流量過多または設定温度過高を報知させるようにしているため、使用者に適切な使用条件を設定させることができ、使用条件を変更した後、設定温度の水を供給できる給湯器を実現できるものである。
【００１８】
（参考例２）
次に図３に基づいて本発明の第２の参考例について説明する。本参考例では、温度検知手段１３を流入管４に設けており、流入する水の温度を検知するようにしている。また、流量調整手段３に加えて流量を検知できる流量検知手段１４を流入管４に設けている。流量検知手段１４としては、例えば磁石を備えた羽根車とホール素子とを使用した構成のものが使用できる。つまり、流れる水によって羽根車が回転し、羽根車に設けた磁石が回転するものである。この磁石の回転をホール素子によって検知し、水の流量を検知できるものである。温度検知手段１３の検知温度情報と、流量検知手段１４の検知流量の情報とは制御手段１６に伝達されている。制御手段１２は、この信号と使用者が設定する温度設定手段１０の信号を受けて報知手段１１と電力供給手段８を制御している。
【００１９】
以下、本参考例の動作について説明する。本参考例では温度検知手段１３は流入管４に設けており、流入する水道水の温度を検知しているものである。従ってこの温度検知手段１３の検知温度が仮に温度設定手段１０に設定されている温度よりも高い場合には、制御手段１６は報知手段１１に設定温度が低すぎる旨を報知させる。つまり加熱前の流入水の温度の方が、温度設定手段１０に設定されている加熱後の温度よりも高ければ冷却が必要であり本装置は動作できないものである。
【００２０】
また制御手段１６は、温度検知手段１３の検知温度と流量検知手段１４の検知流量と電力供給手段８で供給可能な最大電力とから演算して得られた供給可能な水の最高温度と温度設定手段１０に設定されている温度とを比較し、温度設定手段１０に設定されている温度の方が高い場合には報知手段１１に、温度調節不可能または流量過多または設定温度過高を報知させるものである。こうして使用者が、流量調整手段３を使用して流量を絞るか、温度設定手段１０に設定する温度を低めるように修正すると、所定温度に加熱した水を給水管７から給水できるものである。つまり、前記演算によって電力供給手段８が加熱コイル５に対して適切な電力を供給するものである。
【００２１】
また本参考例では、制御手段１６は、流量検知手段１４の検知流量が０．１ｌ／ｍｉｎ以下の場合には流量が過小であるとして、電力供給手段８を動作させないようにしている。もちろん０．１ｌ／ｍｉｎという条件はこれに限るものではなく、要は加熱管１内が空炊き状態とならないような設定であれば良いものである。
【００２２】
以上のように本参考例によれば、流入する水の温度、水の流量を確実に把握することができ、加熱条件の設定が不適切である場合に確実に不適切であることを報知できるものである。
【００２３】
（実施例１）
次に本発明の第１の実施例について図４に基づいて説明する。本実施例では、流入管４に、流量可変手段１７と排水手段１８を設けた排水管１９を接続している。流量可変手段１７は本実施例では比例制御弁を使用しているが、流量を調節できるものであれば特に種類を限定する必要はないものである。また排水手段１８としては本実施例では電磁弁を使用しているが、信号により管穴を開閉制御できるものであれば特に種類を限定する必要はないものである。また本実施例では、温度検知手段９は給水管７に設けている。温度検知手段９の温度情報と温度設定手段１０の設定温度信号とは、制御手段２０に伝達されている。制御手段２０は、この信号を受けて流量可変手段１７・排水手段１８と電力供給手段８を制御しているものである。
【００２４】
以下本実施例の動作について説明する。例えば使用者が温度設定手段１０に設定した温度を高めるように設定変更した場合は、温度検知手段９の検知温度は設定変更された温度よりも低くなっているものである。このとき制御手段２０は流量可変手段１７を制御して流入する水を所定時間の間遮断しておいて、電力供給手段８を動作させ、加熱コイル５に電力を供給させるものである。つまり所定時間の間、加熱管１内に滞留させた水を発熱体６によって加熱することによって、所定の温度とした水が給水管７から供給できるようにしてものである。もちろん所定時間が経過した時点で、直ちに流量可変手段１７を再制御して、水道水を流入管４に供給するものである。従って新しく供給された水と、加熱管１内に滞留した水とが温度設定手段１０に設定された温度となって、給水管７から供給されるものである。
【００２５】
次に、使用者が温度設定手段１０の設定温度を低めるように変更した場合について説明する。この場合は、温度検知手段９の検知温度は、温度設定手段１０に設定されている温度よりも高くなっている。また、制御手段２０はあらかじめ電力供給手段８が加熱コイル５に電力を供給していない状態での水の温度を、温度検知手段９の検知温度から把握している。つまり、加熱管１に流入する水の温度を把握している。この水の温度が、新たに温度設定手段１０に設定された温度よりも低い場合には、流量可変手段１７を制御して流入する水を遮断し、同時に排水手段１８を制御して加熱管１内の水を排水管１９から排水するものである。こうして、加熱管１内の水が無くなった時点で、再び流量可変手段１７を制御して水道水を流入管４から加熱管１内に導入し、電力供給手段８を駆動するものである。こうして、所定温度に加熱された水が給水管７から給水されるものである。
【００２６】
また前記把握した水の温度が温度設定手段１０に新たに設定された温度より高い場合には、温度設定不適として報知手段１１に温度設定を高めるように報知するものである。
【００２７】
また本実施例では制御手段２０は、運転を終了した後、流量可変手段１７を制御して流入管４に流入する水道水を遮断し、同時に排水手段１８を駆動して、加熱管１内に滞留した水を排水管１９から外部に排水するものである。
【００２８】
以上のように本実施例によれば、流量可変手段１７・排水手段１８を使用することによって温度設定手段１０に設定された温度の水だけを給水することができるものである。また排水手段１８を加熱管１の下部に設けているため、加熱管１内に水を滞留させずに排水して、新しい水で運転を開始することができるものである。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明は、底部には水道管に接続した流量調整手段を有する流入管および排水手段を有する排水管を、外周部には高周波磁界を発生する加熱コイルを、内部には加熱コイルが発生する高周波磁界を受けて発熱する発熱体を、上部には給水管を備えた筒状の加熱管と、前記加熱コイルに高周波電流を供給する電力供給手段と、加熱管の上部または給水管に設けた温度検知手段と、給水管から給水する水の温度を設定する温度設定手段と、使用者に設定条件の適否を報知する報知手段と、前記温度検知手段の信号を受けて排水手段または電力供給手段または流量可変手段を制御する制御手段とを備えた構成として、温度設定手段に設定する温度を変更した場合にも、所定温度の水を供給できる給湯器を実現できるものである。
【００３０】
請求項２に記載した発明は、制御手段は、温度検知手段の検知温度が温度設定手段に設定された温度よりも低いときは、流量可変手段を制御して所定時間の間流入管からの水の流入を遮断し加熱コイルによる加熱を継続させる構成として、温度設定を変更しても、節水化したまた設定温度の水を供給できる給湯器を実現するものである。
【００３１】
請求項３に記載した発明は、制御手段は、電力供給手段による電力を供給を行っていない時点での温度検知手段の検知温度が温度設定手段に設定された温度よりも低く、かつ、電力供給手段が動作しているときの温度検知手段の検知温度が温度設定手段に設定されている温度よりも高いときは、流量可変手段を制御して水の流入を遮断し、排水手段によって加熱管内の水を排水させる構成として、温度設定を変更しても所定温度の水を確実に供給できる給湯器を実現できるものである。
【００３２】
請求項４に記載した発明は、制御手段は、運転終了後加熱管内部の水を排水管に排水させるように制御するようにして、次の運転開始時には新しい水を使用して所定温度の水を供給でき、滞留水の無い給湯器を実現できるものある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の参考例である給湯器の構成を示す説明図
【図２】  同、発熱体の構成を示す斜視図
【図３】  本発明の第２の参考例である給湯器の構成を示す説明図
【図４】  本発明の第１の実施例である給湯器の構成を示す説明図
【符号の説明】
１  加熱管
２  水道管
３  流量調整手段
４  流入管
５  加熱コイル
６  発熱体
７  給水管
８  電力供給手段
９  温度検知手段
１０  温度設定手段
１１  報知手段
１２  制御手段
１３  温度検知手段
１４  流量検知手段
１６  制御手段
１７  流量可変手段
１８  排水手段
１９  排水管
２０  制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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