JPH0664055U - Antifreeze heater for water heater - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案の目的は、優れた加熱効率を有し、し
かも簡単な構成で低コストで実現することが可能な給湯
器用凍結防止ヒータを提供することにある。 【構成】 本考案の凍結防止ヒータ１は、厚さ０．３ｍ
ｍのリン青銅板から構成され、平面状に形成された発熱
体素子装着部２ａ及び該装着部の下方に略円弧状に形成
され通水パイプに嵌着するための保持部２ｂを有する基
体２と、この基体２の発熱体素子装着部２ａに保持固定
され、シリコーンゴムシート５により絶縁処理されてな
るセラミックヒータ（発熱体素子）３とから構成されて
いる。 (57) [Summary] [Object] An object of the present invention is to provide an antifreezing heater for a water heater, which has excellent heating efficiency and can be realized at a low cost with a simple structure. [Structure] The antifreezing heater 1 of the present invention has a thickness of 0.3 m.
A base 2 which is made of a phosphor bronze plate of m and has a heating element mounting portion 2a formed in a planar shape and a holding portion 2b which is formed in a substantially arc shape below the mounting portion and which is fitted to a water pipe. And a ceramic heater (heating element) 3 which is held and fixed to the heating element mounting portion 2a of the base 2 and is insulated by the silicone rubber sheet 5.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、給湯器の通水パイプに装着して使用され、パイプ内の水の凍結を防 止する凍結防止ヒータに係り、特に優れた加熱効率を有するとともに、低コスト で実現できるように工夫したものに関する。 The present invention relates to a freeze prevention heater that is used by being attached to a water supply pipe of a water heater to prevent freezing of water in the pipe, and has a particularly excellent heating efficiency and is devised so that it can be realized at low cost. Regarding what you did.

【０００２】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

良く知られているように給湯器は屋外に設置されて使用されるものであるため 、外気温が零下になったような場合に通水パイプ内の水が凍結して、通水が不可 能となる恐れがある。そこで従来から、この通水パイプに凍結防止ヒータを取り 付け、通水パイプを温めて加熱することにより該パイプ内の水の凍結防止を図っ ていた。 As is well known, since water heaters are installed and used outdoors, the water in the water pipe freezes when the outside temperature drops to zero, making water flow impossible. There is a risk that Therefore, conventionally, an antifreezing heater is attached to this water passage pipe to warm and heat the water passage pipe to prevent the water in the pipe from freezing.

【０００３】 この種の凍結防止ヒータとしては、従来より種々のものが提案されているが、 その一例として図４に示すような構成のものがある。この凍結防止ヒータ１１は 、上面に後述する発熱体素子を収容するための凹状埋込部１２を有するとともに 、下面が通水パイプの外形円に略等しい曲率に形成されたセラミックケース１３ と、このセラミックケース１３の凹状埋込部１２に耐熱充填剤１４によって埋設 された円柱状の巻線抵抗素子からなる発熱体素子１５と、から構成されている。 発熱体素子１５の両端にはリード線１５ａが接続されており、このリード線１５ ａは前記ケース１３の長手方向両壁面に形成された溝部１３ａからそれぞれ外部 に導出されている。尚、符号１６は前記リード線１５ａの引出口を密閉するため の封止剤である。Various types of antifreeze heaters have been proposed in the past, and an example thereof is shown in FIG. The antifreezing heater 11 has a recessed embedded portion 12 for accommodating a heating element, which will be described later, on the upper surface thereof, and a ceramic case 13 having a lower surface formed to have a curvature substantially equal to the outer shape circle of the water passage pipe. It is composed of a heating element 15 which is a columnar winding resistance element and is embedded in a recessed embedded portion 12 of a ceramic case 13 by a heat resistant filler 14. Lead wires 15a are connected to both ends of the heating element 15, and the lead wires 15a are led out to the outside from groove portions 13a formed on both wall surfaces of the case 13 in the longitudinal direction. Reference numeral 16 is a sealant for sealing the outlet of the lead wire 15a.

【０００４】 上記構成の凍結防止ヒータ１１は、図５に示すように通水パイプ６に専用の取 付部品１７によって固定され使用されている。As shown in FIG. 5, the antifreezing heater 11 having the above-described structure is used by being fixed to the water pipe 6 by a dedicated mounting part 17.

【０００５】[0005]

【考案が解決しようとする課題】 しかしながら、前記従来の構成によると次のような問題点があった。まず、加 熱効率が悪いという問題である。この問題は、前記従来の凍結防止ヒータが発熱 体素子として、巻き芯に抵抗線を巻き付けた構造のものを使用していることに起 因している。つまり、巻線抵抗素子は、その嵩が大きいため、それに伴って該素 子を収容するケースも大きめのもの（熱容量が大きい）が必要となる。そのため 、熱がケースに奪われてしまい、通水パイプに効率良くが伝わらなくなってしま うのである。また、別の問題として非経済的であるという点が挙げられる。これ は、発熱体素子を収容するケースとしてかなり大きめのものを必要とすることや 、ヒータを通水パイプに取り付ける際に専用金具等の取付部品を必要とすること などによる材料コスト、部品コストの上昇によるものであった。However, the above-described conventional configuration has the following problems. First, there is the problem of poor heating efficiency. This problem is caused by the fact that the conventional antifreezing heater uses a heating element having a structure in which a resistance wire is wound around a winding core. That is, since the winding resistance element is bulky, a case for accommodating the element is also required to have a large size (a large heat capacity) accordingly. As a result, heat is taken away by the case, and it cannot be efficiently transmitted to the water passage pipe. Another problem is that it is uneconomical. This requires a rather large case for housing the heating element, and requires mounting parts such as special metal fittings when mounting the heater to the water passage pipe, which reduces material and part costs. It was due to the rise.

【０００６】 本考案はこのような従来の欠点を解決するためになされたもので、その目的と するところは、優れた加熱効率を有し、しかも簡単な構成で低コストで実現する ことが可能な給湯器用凍結防止ヒータを提供することにある。The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and an object thereof is to have excellent heating efficiency and to realize it with a simple structure at low cost. Another object is to provide a freezing prevention heater for a hot water heater.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

前記目的を達成するべく本考案による給湯器用凍結防止ヒータは、平面状に形 成された発熱体素子装着部及び該装着部の下方に略円弧状に形成され通水パイプ に嵌着するための保持部を有する基体と、前記基体の前記発熱体素子装着部に配 置された発熱体素子と、から構成されたものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the antifreezing heater for a water heater according to the present invention is provided with a heating element element mounting portion formed in a flat shape and a substantially circular arc shape below the mounting portion for fitting into a water passage pipe. It is composed of a base having a holding portion and a heating element arranged on the heating element mounting portion of the base.

【０００８】 本考案において使用される基体としては、熱伝導性とバネ性に優れたリン青銅 板、ステンレス板等の金属板が挙げられる。また、発熱体素子としては、セラミ ックス基板上に抵抗発熱体層と電極層を形成した、いわゆるセラミックヒータを 用いることが好ましい。尚、前記基体を構成する保持部は通水パイプの外周部の 少なくとも５０％を覆うものであることが好ましい。５０％に満たないと、通水 パイプへの保持力が低下してしまう。Examples of the substrate used in the present invention include a metal plate such as a phosphor bronze plate and a stainless plate having excellent thermal conductivity and spring properties. Further, as the heating element, it is preferable to use a so-called ceramic heater in which a resistance heating layer and an electrode layer are formed on a ceramic substrate. In addition, it is preferable that the holding portion forming the base body covers at least 50% of the outer peripheral portion of the water passage pipe. If it is less than 50%, the holding power to the water passage pipe will be reduced.

【０００９】[0009]

【作用】 上記構成による本考案の給湯器用凍結防止ヒータは、基体が熱伝導性に優れた 金属板で構成されているので、発熱体素子の熱を効率良く通水パイプに伝えるこ とができる。また、基体の発熱体素子装着部下面に形成した保持部が略円弧形状 であり、かつ優れたバネ性を有することから通水パイプへの取り付けも嵌着によ り容易に行うことができ、作業性が向上するとともに、取付部品が省略できてコ ストも安くなる。また、発熱体素子として薄板状のセラミックヒータを用いたた め、該凍結防止ヒータのコンパクト化が可能となり、凍結防止ヒータ自身の熱吸 収を抑えパイプへの加熱効率を高めることができるとともに、材料費も低減させ ることが可能で経済的にも優れたものとなる。In the antifreezing heater for a water heater of the present invention having the above-described structure, since the base body is made of the metal plate having excellent thermal conductivity, the heat of the heating element can be efficiently transmitted to the water passage pipe. . Further, since the holding portion formed on the lower surface of the heating element element mounting portion of the base body has a substantially arc shape and has excellent spring property, it can be easily attached to the water passage pipe by fitting. The workability is improved and the cost can be reduced because the mounting parts can be omitted. Further, since the thin plate-shaped ceramic heater is used as the heating element, the antifreeze heater can be made compact, and the heat absorption of the antifreeze heater itself can be suppressed and the heating efficiency to the pipe can be improved. It is possible to reduce the material cost and it is economically superior.

【００１０】[0010]

【実施例】【Example】

以下、図１乃至図３を参照して本考案の一実施例を詳しく説明する。本実施例 による凍結防止ヒータ１は図１に示すような構成になっている。まず符号２は、 発熱体素子３を取り付けるための発熱体素子装着部２ａ（縦１０ｍｍ、横２５． ５ｍｍ）と、該発熱体素子装着部２ａの下方に連続して形成されているとともに 、所望の内径を有し略円弧状に折曲加工された保持部２ｂ（長さ１１ｍｍ、幅１ ５ｍｍ）とを有した基体である。この基体２は熱伝導性とバネ性に優れた厚さ０ ．３ｍｍのリン青銅板の打ち抜きにより構成されている。符号２ｃは前記発熱体 素子装着部２ａの四隅に連続して設けられた爪部であり、この爪部２ｃをプレス 機等により折曲げることにより発熱体素子装着部２ａ上に配置された発熱体素子 ３が強固に保持固定される。尚、前記基体２の厚さ（Ｌ）は、厚すぎると熱伝導 性が劣るとともにコストが高くなり好ましくなく、また薄すぎると保持部２ｂの バネ性が劣り通水パイプへの保持力が低下してしまい好ましくない。通常、０． ２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度であれば良いが、本実施例では熱伝導性とバネ性とのバ ランスをとって０．３ｍｍとした。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. The freeze prevention heater 1 according to the present embodiment has a structure as shown in FIG. First, reference numeral 2 is formed continuously with a heating element mounting portion 2a (vertical 10 mm, horizontal 25.5 mm) for mounting the heating element 3 and below the heating element mounting portion 2a. And a holding portion 2b (having a length of 11 mm and a width of 15 mm) which has an inner diameter of and is bent into a substantially arc shape. The substrate 2 has a thickness of 0 .. It is constructed by punching out a 3 mm phosphor bronze plate. Reference numeral 2c is a claw portion continuously provided at the four corners of the heat generating element mounting portion 2a, and the heat generating element arranged on the heat generating element mounting portion 2a by bending the claw portion 2c with a press or the like. The element 3 is firmly held and fixed. If the thickness (L) of the base body 2 is too thick, the heat conductivity is poor and the cost is high, and if it is too thin, the springiness of the holding portion 2b is poor and the holding power to the water passage pipe is reduced. It is not preferable because it does. Normally 0. It may be about 2 mm to 0.5 mm, but in the present embodiment, the balance between the thermal conductivity and the spring property is set to 0.3 mm.

【００１１】 発熱体素子３は、縦１０ｍｍ、横２５．５ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのアルミナ系 セラミックス基板３ａ上に抵抗体層３ｂがプリント形成されているとともに、該 抵抗体層３ｂの両端にフッ素ゴム絶縁被覆電線からなるリード線３ｃが半田付け により接続されて構成されたセラミックヒータである。この発熱体素子３は、前 記抵抗体層３ｂ上にコーティングされた非結晶ガラス薄膜３ｄと、これらの上面 に一液型の熱硬化性シリコーンゴムＬＴＶからなる耐熱性接着剤４によって接着 配置された厚さ０．３ｍｍのシリコーンゴムシート５とにより絶縁処理されてい る。尚、本実施例ではリード線としてフッ素ゴム絶縁被覆電線を使用したが、耐 熱性に優れたものであれば、シリコーンゴム絶縁被覆電線やフッ素樹脂絶縁被覆 電線などを使用しても良い。また、発熱体素子上に配置したシリコーンゴムシー トに代えて、ガラステープ、テフロンテープ等の耐熱性と絶縁性に優れたテープ を使用しても良い。こうすれば、シリコーンゴムＬＴＶ等の耐熱性接着剤を省略 することができ、より一層コストの低減を図ることができる。The heating element 3 has a resistor layer 3b formed by printing on an alumina-based ceramic substrate 3a having a length of 10 mm, a width of 25.5 mm, and a thickness of 0.8 mm, and both ends of the resistor layer 3b. This is a ceramic heater configured by connecting lead wires 3c made of a fluororubber insulation-coated electric wire by soldering. The heating element 3 is adhered and arranged on the upper surface of the amorphous glass thin film 3d coated on the resistor layer 3b by a heat-resistant adhesive 4 made of a one-component thermosetting silicone rubber LTV. It is insulated with a 0.3 mm thick silicone rubber sheet 5. In this embodiment, a fluorine rubber insulation covered electric wire is used as the lead wire, but a silicone rubber insulation covered electric wire, a fluorine resin insulation covered electric wire or the like may be used as long as it has excellent heat resistance. Further, in place of the silicone rubber sheet arranged on the heating element, a tape having excellent heat resistance and insulation such as glass tape or Teflon tape may be used. By doing so, a heat resistant adhesive such as silicone rubber LTV can be omitted, and the cost can be further reduced.

【００１２】 ここで、上記実施例による凍結防止ヒータ１を図２に示すように通水パイプ６ に取り付けた場合のパイプの昇温特性を測定した。測定条件は、抵抗値１４６． １Ωの凍結防止ヒータ１を、直径１２．７２ｍｍ，長さ２００ｍｍの銅製通水パ イプ６の中央部に嵌着し、水のない状態で凍結防止ヒータに電流を流して発熱さ せ、電力値変化におけるパイプの各部の温度変化を測定した。測定点は、凍結防 止ヒータ１の上部（Ａ点），凍結防止ヒータ１と通水パイプ６との接触点（Ｂ点 ），凍結防止ヒータの中心から１００ｍｍ離れた通水パイプ上（Ｃ点）である。 尚、比較のために図４に示した従来の凍結防止ヒータ１１についても同条件の下 、図５のように測定を行なった。Here, the temperature rise characteristics of the pipe when the antifreezing heater 1 according to the above-mentioned embodiment was attached to the water passage pipe 6 as shown in FIG. 2 were measured. The measurement condition is a resistance value of 146. A 1Ω antifreeze heater 1 was fitted into the center of a copper water pipe 6 with a diameter of 12.72 mm and a length of 200 mm, and an electric current was applied to the antifreeze heater to generate heat in the absence of water. The temperature change of each part of the pipe due to the change was measured. The measurement points are the upper part of the antifreeze heater 1 (point A), the contact point between the antifreeze heater 1 and the water passage pipe 6 (point B), and the water pipe 100 mm away from the center of the antifreeze heater (point C). ). For comparison, the conventional freeze prevention heater 11 shown in FIG. 4 was also measured under the same conditions as shown in FIG.

【００１３】 図３はその測定結果を示す図である。同図において、実線は本考案の凍結防止 ヒータの測定値、点線は従来の凍結防止ヒータの測定値を示す。これによれば、 本考案による凍結防止ヒータを用いた場合は、従来品に比べ、同電力値において 高い温度が得られているとともに、測定点Ａ，Ｂ，Ｃ各点のグラフが近接してい ることが判る。よって、通水パイプへの熱伝導性が向上し加熱効率に優れている と言える。FIG. 3 is a diagram showing the measurement results. In the figure, the solid line shows the measured value of the antifreezing heater of the present invention, and the dotted line shows the measured value of the conventional antifreezing heater. According to this, when the antifreezing heater according to the present invention is used, a higher temperature is obtained at the same electric power value as compared with the conventional product, and the graphs at the measurement points A, B and C are close to each other. I understand that Therefore, it can be said that the thermal conductivity to the water pipe is improved and the heating efficiency is excellent.

【００１４】 尚、本考案は前記実施例に限定されるものではない。例えば、本実施例では発 熱体素子の保持固定を基体に設けられた爪部によって行ったが、爪部を省略して 、耐熱性接着剤にて発熱体素子装着部に接着固定しても良い。また、保持部の形 状や寸法は、装着する通水パイプの径に対応させて適宜設定すれば良い。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the present embodiment, the heating element is held and fixed by the claw portion provided on the substrate, but the claw portion may be omitted and the heat generating element may be bonded and fixed to the heating element mounting portion with a heat-resistant adhesive. good. Further, the shape and size of the holding portion may be appropriately set according to the diameter of the water pipe to be mounted.

【００１５】[0015]

【考案の効果】[Effect of device]

以上詳述したように本考案によれば、次のような効果を得ることができる。ま ず、発熱体素子の熱を熱伝導性に優れた金属板を介して効率良く通水パイプへ伝 えることができた。また、通水パイプへの取り付けも保持部をパイプに嵌着させ るだけで良く、取付部品が不要となった。そのため該ヒータの着脱も容易になり 、取付場所の移動も簡単に行えるほか、取付作業が大変楽になった。これらのこ とから、優れた加熱効率を有するとともに、低コストな給湯器用凍結防止ヒータ を提供することができる。 As described in detail above, according to the present invention, the following effects can be obtained. First, it was possible to efficiently transfer the heat of the heating element to the water pipe via the metal plate having excellent thermal conductivity. Moreover, it is only necessary to attach the holding part to the pipe to attach it to the water flow pipe, and no attachment parts are required. Therefore, the heater can be easily attached and detached, the location of the attachment can be easily moved, and the attachment work becomes very easy. From these, it is possible to provide a low-cost antifreezing heater for a water heater, which has excellent heating efficiency.

【００１６】[0016]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本考案の一実施例を示す図で、（ａ）は分解斜
視図、（ｂ）は断面図である。FIG. 1 is a view showing an embodiment of the present invention, in which (a) is an exploded perspective view and (b) is a sectional view.

【図２】本考案の一実施例を示す図で、通水パイプへの
取付状態を示す側面図である。FIG. 2 is a view showing an embodiment of the present invention and is a side view showing a state of attachment to a water passage pipe.

【図３】本考案及び従来例の凍結防止ヒータの昇温特性
の測定結果を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing measurement results of temperature rising characteristics of the antifreezing heaters of the present invention and the conventional example.

【図４】従来例を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は
断面図である。FIG. 4 is a view showing a conventional example, (a) is a perspective view and (b) is a sectional view.

【図５】従来例を示す図で、通水パイプへの取付状態を
示す側面図である。FIG. 5 is a view showing a conventional example, and is a side view showing an attached state to a water passage pipe.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 凍結防止ヒータ ２ 基体 ２ａ 発熱体素子装着部 ２ｂ 保持部 ２ｃ 爪部 ３ 発熱体素子 ３ａ セラミックス基板 ３ｂ 抵抗体層 ３ｃ リード線 ３ｄ 非結晶ガラス薄膜 ４ 耐熱性接着剤 ５ シリコーンゴムシート ６ 通水パイプ 1 Antifreeze Heater 2 Base 2a Heater Element Mounting Part 2b Holding Part 2c Claw Part 3 Heater Element 3a Ceramic Substrate 3b Resistor Layer 3c Lead Wire 3d Amorphous Glass Thin Film 4 Heat Resistant Adhesive 5 Silicone Rubber Sheet 6 Water Pipe

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】 平面状に形成された発熱体素子装着部及
び該装着部の下方に略円弧状に形成され通水パイプに嵌
着するための保持部を有する基体と、前記基体の前記発
熱体素子装着部に配置された発熱体素子と、から構成さ
れてなる給湯器用凍結防止ヒータ。1. A base having a heating element mounting portion formed in a flat shape and a holding portion formed in a substantially arc shape below the mounting portion and fitted into a water passage pipe, and the heat generation of the base. An antifreezing heater for a water heater, which comprises a heating element arranged in a body element mounting portion.