JP2011196589A - 電気給湯機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の突入電流低減回路は、電源が投入されている間、リレー接点を接続するためのリレーコイルに電流が供給、２４時間電源を切らない電気給湯機のような機器では負荷が動作していない待機時にもリレーの電力が長時間無駄に消費される。
【解決手段】本発明は、商用電源に接続された電源スイッチと、前記電源スイッチに電流制限素子を介して接続された整流平滑回路と、前記電流制限素子と並列に接続されたリレー接点と、前記整流平滑回路に接続された制御手段とからなり、前記リレー接点は、前記制御手段からの信号により開閉され、前記電源スイッチがオンし通電されてから所定時間後かつ制御動作時にリレーをオンし、待機時にはリレーをオフする制御手段を備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源投入時の整流平滑回路に流れる突入電流を低減させる制御装置に関するものである。

従来の突入電流低減方法は、たとえば、特開平１１−２２５４３２号公報に記載されたものがある。前記突入電流低減方法は、商用電源を投入または遮断する電源スイッチと、変圧器の一次側巻線との間の電路を介して流れる突入電流を低減するために、前記電路に直列に接続された電流制限素子と、前記電流制限素子に並列に接続され、前記電源スイッチの投入後、所定時間後に前記電流制限素子を短絡するリレー接点とから構成されている。
前記突入電流低減方法は、電源スイッチの投入により、前記電流制限素子内を突入電流が流れるが、前記電流制限素子の抵抗成分により、突入電流の低減が図られる。そして、所定時間後に前記電流制限素子に並列に接続されているリレー接点をオンすることにより、負荷電流がリレー接点側を流れるため、前記電流制限素子の電力損失を無くすことができる。

特開平１１−２２５４３２号公報

しかし、上記の突入電流低減方法は、負荷電流の大小にかかわらず、電源が投入されている間、リレー接点を接続するためのリレーコイルに電流が供給され続けていることになり、２４時間電源を切らない電気給湯機のような機器では負荷が動作していない待機時にもリレーの電力が長時間無駄に消費される。また、リレーが連続通電となるため経年変化により劣化し、リレー自体の寿命を短くしていた。

本発明は上記課題を解消し、負荷が動作していない待機時にはリレーオフにして待機電力を低減できると共にリレー自体も長寿命となる制御装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明は、商用電源に接続された電源スイッチと、前記電源スイッチに電流制限素子を介して接続された整流平滑回路と、前記電流制限素子と並列に接続されたリレー接点と、前記整流平滑回路に接続された制御手段とからなり、前記リレー接点は、前記制御手段からの信号により開閉され、前記電源スイッチがオンし通電されてから所定時間後かつ制御動作時にリレーをオンし、待機時にはリレーをオフする制御手段を備えたものである。

本発明は、電源投入時の突入電流低減と待機時の消費電力低減を図った電気給湯機の制御装置を提供することができる。

実施の形態１における電気給湯機の制御装置の回路ブロック図 実施の形態１における電気給湯機の制御装置の動作フロチャート

第１の発明の電気給湯機の制御装置は、商用電源に接続された電源スイッチと、前記電源スイッチに電流制限素子を介して接続された整流平滑回路と、前記電流制限素子と並列に接続されたリレー接点と、前記整流平滑回路に接続された制御手段とからなり、前記リレー接点は、前記制御手段からの信号により開閉され、前記制御手段は、前記電源スイッチがオンし通電されてから所定時間後かつ制御動作時にリレーをオンし、待機時にはリレーをオフすることを特徴とし、電源投入時には電流制限素子により突入電流は制限され回路が保護され、突入が低減された後、かつ負荷動作時にリレーをオンし電流制限素子を短絡することで電流制限素子消費電力を０にしかつ整流平滑回路以降へ大電流を供給することができる。また、待機時にはリレーをオフすることでリレー駆動の電力を減らすと同時にリレーの通電時間も減り長寿命にできる。本制御装置は、負荷電流を検出する回路や電流制限素子より手前から別電源を制御手段に供給する必要も無く簡単な回路構成で実現できる。

第２の発明の電気給湯機の制御装置は、前記制御手段に遠隔操作するリモコンと、給湯を検出する流量センサと、制御負荷が接続され、前記制御手段は前記リモコン、前記流量センサ、前記制御負荷のどれかが動作した時に前記リレーをオンし、前記リモコン、前記流量センサ、前記制御負荷がすべて待機状態となった時にリレーをオフすることを特徴とし、リモコン、流量センサ、制御負荷のどれかが動作した時には、それぞれに十分な電流を供給でき、すべて待機となった時にはリレーの駆動電力を減らすことができる。

第３の発明の電気給湯機の制御装置は、前記制御手段は、前記リモコン、前記流量センサ、前記制御負荷がすべて待機状態となった時から所定時間後にリレーをオフすることを特徴とし、リモコン、流量センサ、制御負荷のどれかが動作・待機を繰り返しても、その度にリレーをオン・オフせずに所定時間後にオフするのでリレーの動作回数の低減が図れ寿命が短くなるのを防ぐことができる。

第４の発明の電気給湯機の制御装置は、前記制御手段が、前記流量センサ待機状態から所定時間後、かつ前記リモコン、前記流量センサ、前記制御負荷がすべて待機状態となった時にリレーをオフすることを特徴とし、制御手段が予測できない給湯動作による流量センサの動作・待機の繰り返しのみにリレーのオフを遅延させ、繰り返しの少ないリモコンの待機および、制御手段が制御している制御負荷の待機時リレーのオフ遅延を行なわないのでリレーのオフによる電力低減の時間をより長くすることができる。

（実施の形態１）
図１は本実施の形態における電気給湯機の制御装置の回路ブロック図である。
１は商用電源、２は電源スイッチ、３は電流ヒューズ、４は電流制限素子、５は交流を整流するダイオードブリッジ、６はダイオードブリッジで整流された電圧を平滑する平滑コンデンサ、７は制御手段、８は制御手段７を遠隔操作するリモコン、９はお湯の温度を制御したりお湯を沸かす制御負荷、１０は電流制御素子４を短絡するリレー接点で、制御手段７からの信号で動作する。

次に、制御手段６の動作を説明する。図２は本発明の実施例の電気給湯機の制御装置の動作フローチャートである。
（ステップ１）電源スイッチ入で２へ進む。
（ステップ２）電源入り後所定時間が所定値を超えているかを判定し、所定値を越えていればステップ３へ進み、所定値以下であればステップ１へ戻る。
（ステップ３）流量センサ待機かどうかを判定し、待機であればステップ４へ進み、待機でなければステップ９へ進む。
（ステップ４）リモコン待機かどうかを判定し、待機であればステップ５へ進み、待機でなければステップ９へ進む。
（ステップ５）制御負荷待機かどうかを判定し、待機であればステップ６へ進み、待機でなければステップ９へ進む。
（ステップ６）リレーのオフ遅延時間をカウントし、ステップ７へ進む。
（ステップ７）リレーのオフ遅延時間が所定値を超えているかを判定し、所定値を越えていればステップ８へ進み、所定値以下であればステップ１０へ進む。
（ステップ８）リレーをオフし、ステップ３に戻る。
（ステップ９）リレーのオフ遅延時間を初期化し、ステップ１０へ進む。
（ステップ１０）リレーをオンし、ステップ３に戻る。

電源投入後、所定時間が経過するまでは、ステップ１→ステップ２→ステップ２のフローとなり、リレー動作は行わない。

所定時間が経過後リモコンが動作すると、ステップ２→ステップ３→ステップ４→ステップ５→ステップ９→ステップ１０→ステップ３のフローとなり、リレー遅延時間を初期化し、リレーをオンにする。

次に制御負荷が動作すると、ステップ３→ステップ４→ステップ９→ステップ１０→ステップ３のフローとなり、リレー遅延時間を初期化し、リレーのオンを継続する。

さらに流量センサが動作するすると、ステップ３→ステップ９→ステップ１０→ステップ３のフローとなり、リレー遅延時間を初期化し、リレーのオンを継続する。

そして、すべて待機になると、ステップ３→ステップ４→ステップ５→ステップ６→ステップ７→ステップ１０のフローとなり、リレーのオンを継続する。

次にリレー遅延時間がカウントアップすると、ステップ３→ステップ４→ステップ５→ステップ６→ステップ７→ステップ８のフローとなり、リレーはオフする。

以上のように、電源投入時にはリレーはオンせず電流制限素子を介して電源が供給され突入電流は制限される。そして、リモコン、制御負荷、流量センサのどれか１つでも動作すればリレーはオンとなり制御手段に十分な電力が供給される。さらに、リモコン、制御負荷、流量センサすべて待機状態となるとリレーの遅延時間経過でリレーがオフとなり負荷電流の供給も少なくてすみリレーをオフできる。例えば、制御手段の電源としてスイッチング電源を使用する場合には、負荷が少ない待機時に損失分も含めた消費電力が１Ｗ以下のものもあり、電流制限素子での損失は無視できる程度となり発熱も低く抑えられる。また、リレーのオン・オフ回数は、給湯であれば１日に朝、昼、夕の食事の前後とふろで４人が使用すると考えると、各使用時に１０回として１日当り１０×７＝７０回で年間で７０×３６５＝２５５５０回となり１０年使用すると２５万回を超え耐久性の良いリレーが必要となるが、遅延時間を３０分程度にすることで、各給湯時はあるていど集中して使われることを考慮すると、リレーは使用毎にオフとはならず各動作で多くても２回程度となり１日に２×７＝１４回と１／５の動作回数ですみ、一般の１０万回程度の寿命のリレーを使用できる。

上記では、ステップ４とステップ５で待機でないときにステップ９に進むフローとしたが、これをステップ１０に進むフローにすると、流量センサの待機時のみリレーの遅延時間をカウントするようにできる。例えば、ふろ湯はりや、お湯の沸き上げ動作等の負荷動作は、制御手段で内でプログラムされた動作でありいつ待機にするかどうかを制御できておりあらかじめリレーの動作を適切な回数に制御できる、またリモコンについても子供の
いたずらで動作される場合も考えられるが年中を通した回数は給湯に比べ十分少ないと考えられ、遅延動作については給湯分のみを考慮すればよいと考えられる。

なお、本実施例では電流制御素子４の規定はしていないが、ＰＴＣ、ＮＴＣ、抵抗器どれを使用しても同様の効果を得ることができる。

以上のように、本発明にかかる電気給湯機の制御装置は、電源投入時の突入電流を低減すると共に待機電力の低減とリレーの長寿命を図った電気給湯機の制御装置に利用することができる。

１ 商用電源
２ 電源スイッチ
３ 電流ヒューズ
４ 電流制限素子
５ ダイオードブリッジ
６ 平滑コンデンサ
７ 制御手段
８ リモコン
９ 制御負荷
１０ リレー

Claims (4)

1. 商用電源に接続された電源スイッチと、前記電源スイッチに電流制限素子を介して接続された整流平滑回路と、前記電流制限素子と並列に接続されたリレー接点と、前記整流平滑回路に接続された制御手段とからなり、前記リレー接点は、前記制御手段からの信号により開閉され、前記制御手段は、前記電源スイッチがオンし通電されてから所定時間後かつ制御動作時にリレーをオンし、待機時にはリレーをオフすることを特徴とする電気給湯機の制御装置。
2. 前記制御手段には遠隔操作するリモコンと、給湯を検出する流量センサと、制御負荷が接続され、前記制御手段は前記リモコン、前記流量センサ、前記制御負荷のどれかが動作した時に前記リレーをオンし、前記リモコン、前記流量センサ、前記制御負荷がすべて待機状態となった時にリレーをオフすることを特徴とする請求項１記載の電気給湯機の制御装置。
3. 前記制御手段は、前記リモコン、前記流量センサ、前記制御負荷がすべて待機状態となった時から所定時間後にリレーをオフすることを特徴とする請求項２記載の電気給湯機の制御装置。
4. 前記制御手段は、前記流量センサ待機状態から所定時間後、かつ前記リモコン、前記流量センサ、前記制御負荷がすべて待機状態となった時にリレーをオフすることを特徴とする請求項２記載の電気給湯機の制御装置。

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