JPH0416114Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は発熱体により水を加熱して温水を供
給、貯溜する電気温水器に関するものである。

（従来の技術） 従来、洗面、浴用、厨房用等に給湯、貯湯する
ため、電力、ガス、石油、太陽熱等の熱源を使用
した各種の給湯、貯湯機器が提供されている。

これらの給湯、貯湯機器のうち、深夜電力を使
用すればランニングコストが安価となることか
ら、電気温水器の需要が高まつている。

この種の電気温水器では、空焚き時の耐熱性確
保のため、本体は金属材料で形成されるととも
に、防食のため、内面にガラス、エポキシ、ホー
ロー等のライニングが施されている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、金属製本体は加工性が悪いう
え、重くて製作、運搬が困難である。また、内面
ライニングを施してもピンホール等からピツチン
グが生じて錆が発生するうえ、継手部のライニン
グ処理が困難であることから、フランジ等の継手
部を極力減らす構造を採用しなければならない等
の問題があつた。

本考案は斯かる問題点に鑑みてなされたもの
で、軽量で製作が容易な耐食性の高い電気温水器
を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 前記問題点を解決するため、本考案は、合成樹
脂製のタンク本体と、該タンク本体の上下方向に
複数個配設され、タンク本体内の水を加熱して所
定温度に維持するセラミツク発熱体と、各セラミ
ツク発熱体ごとに設けられ、当該セラミツク発熱
体への電流が所定値になつたときに通電を遮断す
る保護装置とを備えたものである。

（作用） セラミツク発熱体は温度変化により抵抗が変化
するため、当該セラミツク発熱体への電流が変動
する。従つて、仮に水面がセラミツク発熱体より
下がつて空焚き時状態になつた場合、セラミツク
発熱体の温度が上昇して電流が所定値になると、
保護装置が作動して当該セラミツク発熱体への通
電が遮断されるため、空焚き時のタンク本体の異
常発熱が押さえられ、合成樹脂製のタンク本体で
あつても空焚き時の高温耐熱性を考慮する必要が
ない。また、本考案に係る電気温水器において、
全てのセラミツク発熱体に通電すると、タンク内
の水は部分的に迅速に加熱される。加熱された水
は自然対流により上方に流動して最上部の水が先
に所定温度に達するため、最上部のセラミツク発
熱体がまずオフし、続いて下方のセラミツク発熱
体がオフする。加熱により温度が低下した場合、
あるいは温水の使用により下部に給水が流入した
場合には、下方の温水の温度がまず低下するの
で、最下部のセラミツク発熱体が先にオンし、続
いて順次上方のセラミツク発熱体がオンする。こ
のように、セラミツク発熱体による加熱が迅速か
つ効率よく行なわれる。

（実施例） 次に、本考案の一実施例を添付図面に従つて説
明する。

第１図は、本考案に係る電気温水器のタンク本
体１を示し、該タンク本体１は、ポリエーテルエ
ーテルケトン（PEEK）、ポリフエニレンスルフ
イド（PPS）、ポリエーテルスルホン（PES）又
はポリフエニレンオキシド（PPO）等の難燃性、
耐熱性に優れた熱可塑性樹脂で形成されている。
また、タンク本体１は上部本体１ａ，中部本体１
ｂ及び下部本体１ｃの３分割で成形され、これら
はフランジ接合により一体に組み立てられるとと
もに、下部本体１ｃに給水口２と、上部本体１ａ
に給湯口３とが設けられている。

そして、各本体１ａ，１ｂ，１ｃの下方には、
セラミツク抵抗体を備えた電気ヒータ４ａ，４
ｂ，４ｃが取り付けられ、給水口２より給水され
たタンク本体１内の水を加熱するようになつてい
る。

この電気ヒータ４ａ，４ｂ，４ｃには、一定電
圧が印加されて通電されるが、セラミツク抵抗体
への電流が所定位置以下になれば通電を遮断する
保護回路５ａ，５ｂ，５ｃが設けられている。

また、各電気ヒータ４ａ，４ｂ，４ｃに対向す
る位置には、サーミスタ６ａ，６ｂ，６ｃが取り
付けられ、各々に対応する電気ヒータ４ａ，４
ｂ，４ｃをオン、オフさせて、タンク本体１内の
温水を所定の設定温度、例えば80℃に制御するよ
うになつている。

以上の構成からなる電気温水器において、ま
ず、電気ヒータ４ａ，４ｂ，４ｃの保護回路５
ａ，５ｂ，５ｃの作用について説明する。

電気ヒータ４ａ，４ｂ，４ｃのセラミツク抵抗
体は、第２図に示すように、ニクロム線等の電熱
線と異なり、温度が変化するとその抵抗値が変化
する特性を有している。保護回路５ａ，５ｂ，５
ｃは、このセラミツク抵抗体の特性を利用したも
ので、空焚き状態になるとセラミツク抵抗体は通
常加熱時よりも発熱して抵抗値が増大するため、
セラミツク抵抗体を流れる電流が減少するが、こ
の電流が所定値以下になつたことを検出して通電
を遮断する。従つて、万一水面が電気ヒータ４
ａ，４ｂ，４ｃより下がつて空焚き状態になつた
としても、セラミツク抵抗体が異常発熱する前
に、電気ヒータ４ａ，４ｂ，４ｃへの通電が遮断
されるため、熱伝導又は熱ふく射により合成樹脂
製のタンク本体１が熱変形するようなことはな
い。

次に、電気ヒータ４ａ，４ｂ，４ｃ及びサーミ
スタ６ａ，６ｂ，６ｃを用いてタンク本体１内の
水を加熱する場合の動作を、第３図、第４図に示
すタイムチヤートに従つて説明する。

第３図は、深夜電力を利用して運転する場合の
タイムチヤートを示す。深夜電力は電気料金が安
いこと、及び利用時間が制限されていることを考
慮して、当初から総ての電気ヒータ４ａ，４ｂ，
４ｃに通電して一気に加熱する。各電気ヒータ４
ａ，４ｂ，４ｃにより加熱された水は自然対流に
より上方に流動するため、最上部に位置するサー
ミスタ６ａが最先に設定温度（例えば、80℃）を
検出して、電気ヒータ４ａをオフする。続いて、
サーミスタ６ａの下方に位置するサーミスタ６ｂ
が設定温度を検出して電気ヒータ４ｂをオフし、
最後に最下部に位置するサーミスタ６ｃが設定温
度を検出して電気ヒータ４ｃをオフする。この状
態では、タンク本体１内の温水は設定温度以上に
なつており、自然対流により最上部の温水が最も
温度が高くて最下部が最も低い状態になつてい
る。従つて、放熱により温度が低下すると、最下
部のサーミスタ６ｃが、早速、制御範囲以下にな
つたことを検出し、電気ヒータ４ｃをオンする。
このようにして、以下、サーミスタ６ｃにより電
気ヒータ４ｃがオン、オフされてタンク本体１内
の温水は設定温度以上に維持される。

第４図は、深夜電力を利用して貯湯しておいた
温水を使用する場合のタイムチヤートを示す。温
水の使用により上部の温水が給湯口３より流出す
ると、給水口２より給水が流入して下部の温水は
冷やされる。このときサーミスタ６ｃが下部の水
温を検出し、最下部にある電気ヒータ４ｃをオン
して本体１の水を加熱する。さらに温水の使用量
が多い場合には、中部にあるサーミスタ６ｂが低
くなつた水温を検出し、電気ヒータ４ｂをオンし
て本体１の水を加熱する。さらに水の使用量が多
い場合には、上部にあるサーミスタ６ａが低くな
つた水温を検出し、電気ヒータ４ａをオンして本
体１の水を加熱する。

そして、温水の使用を停止した場合には、自然
対流により温水が上方に流動するため、最上部に
位置するサーミスタ６ａが最初に設定温度を検出
して、電気ヒータ４ａをオフする。続いてサーミ
スタ６ａ下方に位置するサーミスタ６ｂが設定温
度を検出して、電気ヒータ４ｂをオフし、最後に
最下部に位置するサーミスタ６ｃが設定温度を検
出して、電気ヒータ４ｃをオフする。

なお、昼間使用の場合で温水の使用量が少ない
場合は、タイマーセツトができるようにしておけ
ばよい。

例えば、AM.10：00になればサーミスタ６ｃ，
保護回路５ｃをキヤンセルして電気ヒータ４ｃを
オフし、最上部のサーミスタ６ａと中部のサーミ
スタ６ｂの２つで制御するようにする。その状態
で温水を使用すれば、まず上部の温水が給湯口３
から流出し、下部、中部の温水は給水の流入と共
に冷やされる。このとき、中部にあるサーミスタ
６ｂが低くなつた水温を検出し、電気ヒータ４ｂ
をオンして本体１の水を加熱する。さらに使用量
が多い場合には、上部にあるサーミスタ６ａが低
くなつた水温を検出して、電気ヒータ４ａをオン
して本体１の水を加熱する。そして温水の使用を
停止した場合は、自然対流により温水が上部に流
動するため、最上部に位置するサーミスタ６ａが
最初に設定温度を検出して、電気ヒータ４ａをオ
フする。続いてサーミスタ６ａの下方に位置する
サーミスタ６ｂが設定温度を検出して、電気ヒー
タ４ｂをオフする。

時間が経過してPM.4：00になれば、タイマー
によりサーミスタ６ｃ、保護回路５ｃが自動復帰
して３つのサーミスタ６ａ，６ｂ，６ｃで制御す
るようにする。その後は第４図の説明と同様とな
る。

前記タンク本体１は、合成樹脂製であつて、加
工性が良く、軽量であるため、製作、運搬が容易
であるうえ、安価で量産が可能となる。また、耐
食性、断熱性に優れているため、金属製タンクの
ように錆により赤水がでるようなこともないう
え、保温厚さを小さくすることができる。さら
に、前記電気ヒータ４ａ，４ｂ，４ｃの保護回路
５ａ，５ｂ，５ｃにより空焚きが防止されている
ので、タンク本体１は空炊き時の耐熱温度を考慮
する必要はないが、本実施例のように耐熱性、難
燃性の高い前記PEEK，PPS等の熱可塑性樹脂を
使用すれば安全である。

前記タンク本体１は、従来のガラスライニング
等を施した金属製タンクと異なり、合成樹脂製で
あるから、フランジ、ねじ等の継手部のライニン
グ処理が不要であるため、前記実施例のように本
体フランジ継手により容易に分割することがで
き、中間部の本体を適宜段数を変えて組み立てる
ことにより、容量の異なる種々の電気温水器を提
供することが可能となる。

（考案の効果） 以上の説明から明らかなように、本考案によれ
ば、タンク本体は合成樹脂製であるから、従来の
ガラスライニング製金属タンクと異なり、耐食
性、加工性が良く、軽量であり、製作、運搬が容
易であるうえ、安価で量産が可能となる。また、
セラミツク発熱体はその保護装置により空焚き時
には確実に通電が遮断されて異常発熱することは
ないため、セラミツク発熱体近傍のタンク本体の
耐熱性を確保する必要はなく、タンク本体全体が
合成樹脂製であつても安全であり、少なくとも通
常の温水程度の耐熱性を有していればよい。さら
に、セラミツク発熱体はタンク本体の上下方向に
複数個配設されているため、迅速かつ効率よく加
熱することができ、深夜電力を利用して安価に運
転することができる等の効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る電気温水器の断面図、第
２図は発熱体の温度と抵抗の関係を示す図、第３
図、第４図はそれぞれ夜間、昼間における電気ヒ
ータ及びサーミスタの動作を示すタイムチヤート
である。 １……タンク本体、４ａ，４ｂ，４ｃ……電気
ヒータ（セラミツク発熱体）、５ａ，５ｂ，５ｃ
……保護回路（保護装置）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 合成樹脂製のタンク本体と、該タンク本体の上
   下方向に複数個配設され、タンク本体内の水を加
   熱して所定温度に維持するセラミツク発熱体と、
   各セラミツク発熱体ごとに設けられ、当該セラミ
   ツク発熱体への電流が所定値になつたときに通電
   を遮断する保護装置とを備えたことを特徴とする
   電気温水器。