JPH0411775B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、家庭などで用いられる貯湯式の電気
温水器に係り、特に、安価な深夜電力を有効に利
用する電気温水器に関する。

（従来の技術） 従来、実開昭52−98857号公報に記載されてい
るように、給水管を下部に接続し湯出管を上部に
接続した貯湯タンクの外部にヒータを内蔵した熱
交換器を配設し、この熱交換器の流出口を循環管
を介して貯湯タンクの上部に接続するとともに、
上記熱交換器の流入口を別の循環管を介して貯湯
タンクの下部に接続した電気温水器が知られてい
る。この電気温水器は、貯湯タンクから循環管、
熱交換器および循環管を経て再び貯湯タンクに至
る循環流を発生させて、貯湯タンク内の水を徐々
に沸上げるようにしている。

ところで、電気料金の安い深夜に貯湯タンク内
の水を全部沸上げておいたとしても、昼間の使用
などに伴つて貯湯タンク内の湯の温度は低下する
ことから、昼間にも適宜加熱を行なわなければな
らない。ところが、上記従来の電気温水器では、
電気料金の高い昼間にも、貯湯タンク内全体の水
を循環させて加熱するため、効率が悪いととも
に、不経済である。

また、実公昭61−43180号公報に記載されてい
るように、給水管を下部に接続し湯出管を上部に
接続した貯湯タンク内に、深夜電力で発熱する主
ヒータを設けるとともに、昼間電力で発熱し消費
電力のより小さい補助ヒータを設けた電気温水器
が知られている。この電気温水器は、深夜に主ヒ
ータで水を沸上げておき、昼間に補助ヒータで湯
の温度低下を補い、料金の高い昼間電力をなるべ
く用いずに、昼間の使用時に所定の温度の湯が得
られるようにしたものである。

しかしながら、この従来の電気温水器では、２
つのヒータを用いており、ヒータの制御回路も複
雑になるため、高価になるなどの問題がある。

（発明が解決しようとする問題点） 上述のように、貯湯タンク外に熱交換器を設け
た従来の電気温水器では、昼間にも貯湯タンク内
全体の水を循環させて加熱する構造となつていた
ため、効率が悪いとともに不経済であり、また、
貯湯タンク内に２つのヒータを設けた電気温水器
では、高価になるなどの問題があつた。

本発明は、上述のような問題点を解決しようと
するもので、深夜電力で効率がよくかつ経済的に
使用でき、安価に得られる電気温水器を提供する
ものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の電気温水器は、給水管を下部に接続し
湯出管を上部に接続した貯湯タンクの外部に深夜
電力と昼間電力兼用のヒータを内蔵した熱交換器
を配設し、この熱交換器の流出口を循環管を介し
て上記貯湯タンクの上部に接続し、上記熱交換器
の流入口を上記貯湯タンクの下部に接続した循環
管および上記貯湯タンクの中間部とに接続した循
環管とに夜間電力通電時には上記貯湯タンクの下
部を上記熱交換器の流入口に連通させるとともに
昼間電力通電時には上記貯湯タンクの中間部を上
記熱交換器の流入口に連通させる切換弁を介して
それぞれ接続したものである。

（作 用） 本発明の電気温水器では、例えば、電気料金の
安い深夜電力の通電時には、切換弁により、貯湯
タンクの下部と熱交換器とを連通させ、貯湯タン
クの中間部は熱交換器と遮断する。そして、熱交
換器内のヒータにより水が加熱されるとともに、
貯湯タンクからこの貯湯タンクの下部に接続され
た循環管、熱交換器および貯湯タンクの上部に接
続された循環管を介して、再び貯湯タンクに至る
循環流が生ずる。このとき、貯湯タンク内の全体
が循環流の経路となるので、貯湯タンクの内全体
の水を沸上げ、大容量の湯が得られる。一方、電
気料金の高い昼間電力の通電時には、切換弁によ
り貯湯タンクの中間部と熱交換器とを連通させ、
貯湯タンクの下部は熱交換器と遮断する。このと
きは、貯湯タンク内の上側のみが循環流の経路と
なるので、主に貯湯タンク内の上側の水のみが沸
上げられ湯温の低下を補つたり、湯不足を生じた
際の小容量を必要とする場合に用いられる。

（実施例） 以下、本発明の電気温水器の一実施例を図面に
基づいて説明する。

１は貯湯タンクで、この貯湯タンク１の下側底
部には給水管２の一端部が接続されており、この
給水管２の他端部は水道などの給水源（図示せ
ず）に接続されている。また、上記貯湯タンク１
の上側頂部には湯出管３の一端部が接続されてお
り、この湯出管３の他端部は開閉自在の湯出口た
とえば蛇口（図示せず）に接続されている。

４は熱交換器で、上記貯湯タンク１の外部でか
つこの貯湯タンク１の下部に対応する高さに配設
されているとともに、深夜電力および昼間電力兼
用のヒータ５を内蔵している。そして、この熱交
換器４の流出口４ａには第１の循環管６の一端部
が接続されており、この第１の循環管６の他端部
は上記貯湯タンク１の上側頂部近傍に位置して上
記湯出管３に接続されている。また、上記熱交換
器４の流入口４ｂには第２の循環管７の一端部が
接続されており、この第２の循環管７の他端部は
三方弁からなる切換弁８の流出口８ａに接続され
ている。

また、この切換弁８は深夜電力通電時間帯にお
ける通電時には開放しそれ以外の昼間電力通電時
には閉じられる第１の流入口８ｂおよび上記昼間
電力通電時には開放し夜間電力通電時には閉じら
れる第２の流入口８ｃを有している。そして、第
１の流入口８ｂに第３の循環管９の一端部が接続
され、この第３の循環管９の他端部は上記貯湯タ
ンク１の下側底部に接続されている。一方、上記
第２の流入口８ｃには第４の循環管１０の一端部
が接続されており、この第４の循環管１０の他端
部は上記貯湯タンク１の高さ方向における中間部
に接続されている。なお、この貯湯タンク１への
第４の循環管１０の接続部は上記熱交換器４より
も上方に位置している。

次に、上記実施例の作用について説明する。

貯湯タンク１内には、給水源より給水管２を介
して水が供給される。

深夜電力を通電する場合には、切換弁８の第１
の流入口８ｂを開き、第２の流入口８ｃは閉じて
おく。この状態で熱交換器４のヒータ５に通電す
ると、水が加熱され、第１図の矢印で示すよう
に、貯湯タンク１、第３の循環管９、第２の循環
管７、熱交換器４、第１の循環管６、貯湯タンク
１を循環する自然対流としての循環流が生ずる。
そして、この循環流は貯湯タンク１内の全体を通
るので、貯湯タンク１内全体の水が昇温され徐々
に沸上げられる。

そして、昼間には、主に上述のようにして深夜
に沸上げられ貯湯タンク１内に貯溜された大容量
の湯を使用することになる。すなわち、蛇口など
を開くと、貯湯タンク１から湯出管３を介して湯
が供給される。

しかし、湯の使用などに伴つて貯湯タンク１内
の水温は低下するから、昼間にも加熱する必要が
ある。このような場合には、深夜電力の通電は遮
断され切換弁８は第１の流入口８ｂを閉じ、第２
の流入口８ｃを開いた状態にあるので、この状態
でヒータ５に通電すると、水が加熱され、第２図
の矢印で示すように、貯湯タンク１、第４の循環
管１０、第２の循環管７、熱交換器４、第１の循
環管６、貯湯タンク１に沿つて循環する。この循
環流は貯湯タンク１内の上部のみを通るので、こ
の貯湯タンク１内の上部の水のみが昇温され沸上
げられる。

なお、その際、貯湯タンク１からの流出口であ
る第４の循環管１０の貯湯タンク１への接続部が
熱交換器４より上方に位置しているので、熱交換
器４内と貯湯タンク１内の上部および下部の水の
比重の関係より、熱交換器４における加熱に伴つ
て貯湯タンク１の上部を通る循環流すなわち対流
が確実に生じる。

普通一度に使用する湯の量はそれほど多くない
ので、湯出管３を接続した貯湯タンク１の上部の
水のみを沸上げておけば、十分に熱い湯を使用で
きることになる。

そして、上述のように、料金の高い昼間電力を
用いてヒータ５に通電する場合には、貯湯タンク
１内の上部の水すなわち比較的少量の水のみを循
環させるので、この水がより効率よく加熱される
とともに、消費電力も抑えることができ、経済的
である。

上記構成によれば、ヒータ５およびその制御回
路が１つでよいので、安価にできる。また、ヒー
タ５に通電される昼間電力は湯を使用する特定の
時間に限られ、常時通電する必要がないことに加
え、昼間電力として用いられる、この電力は一般
家庭の100V電源があるから深夜電力として用い
られる200V電源に対してヒータ５の負荷容量が
実質低減され、一般家庭用電源の契約電流の容量
の増大を抑制でき、少ない契約電流容量で経済的
に電気温水器を利用することができる。

また、切換弁８を四方弁として、残湯量に応じ
て熱交換器４の流入口４ｂを貯湯タンク１の下部
と中間部の高さの異なる２個所とに上記四方弁か
らなる切換弁８を介してそれぞれ接続するなど、
昼間電力使用時に循環流の経路を３つ以上にして
もよい。このように循環流の経路の数を多くすれ
ば、それだけ使用湯量の調節幅が拡がる。

（発明の効果） 本発明によれば、熱交換器の流出口を貯湯タン
クの上部に接続し、熱交換器の流入口を切換弁を
介して貯湯タンクの中間部と下部とにそれぞれ接
続し、この切換弁は夜間電力通電時には貯湯タン
クの下部を熱交換器の流入口に連通させるととも
に昼間電力通電時には貯湯タンクの中間部を熱交
換器の流入口に連通させるようにしたので、特
に、料金の高い昼間電力を通電する場合には、貯
湯タンク内の上部の水のみを循環させて昇温させ
ることができ、水を効率よく加熱できるととも
に、消費電力を抑えることができて経済的であ
り、また、ヒータおよびその制御回路も１つでよ
く、安価となり、さらに、ヒータに通電される安
価な深夜電力で大量の水を加熱でき、昼間電力を
ヒータに通電するときは湯を使用する特定の時間
に限られ、常時通電する必要がないことに加え、
深夜電力とともに用いられる昼間電力としての一
般家庭用電源の契約電流の容量の増大を抑制で
き、少ない契約電流容量で経済的に電気温水器を
利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気温水器の一実施例を示す
深夜電力の通電時の説明図、第２図はその昼間電
力の通電時の説明図である。 １……貯湯タンク、２……給水管、３……湯出
管、４……熱交換器、４ａ……流出口、４ｂ……
流入口、５……ヒータ、６……循環管、７……循
環管、８……切換弁、９……循環管、１０……循
環管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 給水管を下部に接続し湯出管を上部に接続し
   た貯湯タンクと、貯湯タンクの外部に配設される
   深夜電力と昼間電力兼用のヒータを内蔵するとと
   もに流入口および流出口を有する熱交換器とを備
   え、 上記熱交換器の流出口を循環管を介して上記貯
   湯タンクの上部に接続し、 上記熱交換器の流入口を上記貯湯タンクの下部
   に接続した循環管および上記貯湯タンクの中間部
   とに接続した循環管とに夜間電力通電時には上記
   貯湯タンクの下部を上記熱交換器の流入口に連通
   させるとともに昼間電力通電時には上記貯湯タン
   クの中間部を上記熱交換器の流入口に連通させる
   切換弁を介してそれぞれ接続したことを特徴とす
   る電気温水器。