水加熱ヒータ及び水加熱ヒータを用いた電気温水器

【課題】ニッケルめっきを使用することなく耐蝕性に優れた水加熱ヒータ及びその製造方法を得ること、またこの水加熱ヒータを用いた電気温水器を得ること。
【解決手段】水加熱ヒータ１は、絶縁粉末３を介して発熱線２を埋没した銅合金４よりなる金属パイプと、この金属パイプの外表面に錫めっきを施し、この錫めっきにその融点を超えない範囲で熱処理を行って形成した錫及び銅の合金層５を備えている。
また、電気温水器は、湯を貯える貯湯タンク１１と、この貯湯タンク１１の内部に貯留された水を加熱する上記の水加熱ヒータ１と、この水加熱ヒータ１のヒータフランジ６に設けられ水加熱ヒータ１の空焼きを防止するための温度過昇防止器７とを備えている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水加熱用ヒータ及びこの水加熱ヒータを用いた電気温水器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の銅合金製の水加熱ヒータの発熱部表面は、防食のためにニッケルめっきを施こしてあり、さらにニッケルめっきの上に錫めっきを施こしていた。ニッケルめっきのみでは、アルカリ性の水質には耐蝕性があるが、酸性の水質では耐蝕性が得られず、ニッケルめっきの上にさらに錫めっきを施すことで酸性の水質でも耐蝕性が得られる。
【０００３】
なお、水のない状態で通電され、水加熱ヒータの表面温度が高温になったときでも、銅合金と錫との間にニッケルめっきが存在しているため、性能の劣化を防止することができる。ニッケルめっきがない場合は、高温により銅合金と錫が合金化され、融点が低下してヒータが変形することがあり、そのためにニッケルめっきを必ず行なう必要があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】実開平５−５５４９２号公報（第１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、環境問題等により、重金属の使用量を削減する傾向にあり、重金属を使用するニッケルめっきを使用しない防食処理が必要となってきた。
【０００６】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、ニッケルめっきを用いることなく耐蝕性に優れた水加熱ヒータ及びその製造方法を得ること、並びにこの水加熱ヒータを使用することにより空焼きされても性能劣化が生じることのない電気温水器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る水加熱ヒータは、絶縁粉末を介して発熱線を埋没した銅合金よりなる金属パイプと、この金属パイプの外表面に錫めっきを施し、この錫めっきにその融点を超えない範囲で熱処理を行って形成した錫及び銅の合金層とからなるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る水加熱ヒータは、ニッケルを使用することなく、錫めっきに熱処理を行なって錫と銅の安定した合金層を形成したもので、錫めっきだけを設けた場合よりも耐蝕性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る水加熱ヒータの要部の縦断面図である。図１において、水加熱ヒータ１は、発熱線２の周囲を絶縁粉末３で覆い、絶縁粉末３の周囲を銅合金４よりなる金属パイプで覆い、さらにその外表面に銅錫合金層５を設けたものである。この銅錫合金層５は、銅合金４よりなる金属パイプの外表面に錫めっきを施し、錫の融点を超えない温度で熱処理して形成したものである。
【００１０】
上記のように構成した水加熱ヒータ１の製造方法を説明する。発熱線２の周囲を絶縁粉末３で覆って発熱線２を絶縁粉末３内に埋設し、これらを金属パイプ製の銅合金４によって被う。この銅合金４の外表面に錫めっきを、１μｍ以上、望ましくは１０μｍ程度施こし、その後、錫の融点である２３１．９℃を越えない温度で、望ましくは２２１．９℃から２２６．９℃の間の温度で加熱処理し、前記温度にて１０秒以上、望ましくは１０分程度放置し、その後、大気中において自然冷却を行なう。
【００１１】
このように水加熱ヒータ１は、錫めっきに熱処理を行なって銅と錫との安定した銅錫合金層５を形成するもので、ニッケルを使用する必要もなく、また錫めっきのみからなる水加熱ヒータ１よりも耐蝕性に優れ、安定している。
【００１２】
実施の形態２．
図２は本発明の実施の形態２に係る電気温水器の構成図、図３は図２の水加熱ヒータの斜視図である。図２において、電気温水器本体１０内には湯を貯える貯湯タンク１１が設けられ、その底部には給水管１２が接続され、上部には給湯管１３が接続されている。貯湯タンク１１内の下部近傍には、貯湯タンク１１に貯えられた水を加熱するための水加熱ヒータ１が設けられ、ヒータフランジ６によって貯湯タンク１１に取り付けられている。ヒータフランジ６には、水加熱ヒータ１の空焼きを防止するための温度過昇防止器７が取り付けられ、ヒータフランジ６の上方にはサーモスタット１２が取り付けられている。
【００１３】
なお、水加熱ヒータ１は、ほぼＵ字状に折り曲げたヒータをさらに折り曲げて形成したもので、端部に位置するＵ字部１ａと、Ｕ字部１ａの平面とほぼ直角に折り曲げられた第１の折り曲げ部１ｂと、第１の折り曲げ部１ｂをＵ字部１ａと逆側にほぼ直角に折り曲げられた第２の折り曲げ部１１ｃによって形成されている。そして、第２の折り曲げ部１１ｃの端部近傍には、その直線部にほぼ直交してヒータフランジ６が取り付けられている。
【００１４】
上記のように構成した電気温水器の作用を説明する。電気温水器本体１０の貯湯タンク１１に給水管１２より注水して、貯湯タンク１１を水で満たし、水加熱ヒータ１に通電して貯湯タンク１１内の水を加熱し、湯を沸かす。貯湯タンク１１に取り付けたサーモスタット１２によって湯温の上昇を検知し、設定湯温に達したら、水加熱ヒータ１への通電を停止する。設定湯温に達した湯は、給湯管１３より給湯される。
【００１５】
貯湯タンク１１内に水がない状態で水加熱ヒータ１に通電して空焼きすると、水加熱ヒータ１が通常の湯を沸かす温度より高くなるので、水を加熱する場合の温度との違いを、ヒータフランジ６に取付けた温度過昇防止器７が検知すると、水加熱ヒータ１への通電を停止する。
【００１６】
このように、水加熱ヒータ１に水のない状態で通電しても、ヒータフランジ６に取り付けた空焼き防止用の温度過昇防止器７によって、融点が低い銅錫合金を設けた水加熱ヒータ１の発熱部の温度が高温にならないようにしてあるので、水加熱ヒータ１が空焼きされ、変形、断線などの性能劣化が生じるのを防止し、電気温水器本体１０の発煙、発火を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る水加熱ヒータの要部の縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る電気温水器の構成図である。
【図３】図２の水加熱ヒータの斜視図である。
【符号の説明】
【００１８】
１水加熱ヒータ、２発熱線、３絶縁粉末、４銅合金、５銅錫合金層、６ヒータフランジ、７温度過昇防止器、１０電気温水器本体、１１貯湯タンク。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁粉末を介して発熱線を埋没した銅合金よりなる金属パイプと、該金属パイプの外表面に錫めっきを施し、該錫めっきにその融点を超えない範囲で熱処理を行って形成した前記錫及び銅の合金層とからなることを特徴とする水加熱ヒータ。
【請求項２】
金属パイプの外表面に１μｍ以上の錫めっきを施し、該錫めっきに、２３１．９℃を超えない温度範囲で１０秒以上熱処理を行なうことを特徴とする請求項１記載の水加熱ヒータ。
【請求項３】
前記錫めっきに、２２１．９℃から２２６．９℃の温度範囲で熱処理を行なうことを特徴とする請求項２記載の水加熱ヒータ。
【請求項４】
湯を貯える貯湯タンクと、該貯湯タンクの内部に貯留された水を加熱する水加熱ヒータと、該水加熱ヒータのヒータフランジに設けられ該水加熱ヒータの空焼きを防止するための温度過昇防止器とを備え、前記水加熱ヒータに請求項１記載の水加熱ヒータを用いたことを特徴とする電気温水器。

【図１】