JP2689028B2 - 風呂用電気温水器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は風呂用電気温水器、さら
に詳しくは電気温水器を用いて浴槽内の湯の温度を自動
的に一定に保つ技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来の電気温水器を風呂に使用
した例を示すブロック図で、図において、１は貯湯タン
クで、この貯湯タンク１の下部には発熱体２が装着され
ている。３はサーミスタ等で構成され貯湯タンク１内の
湯温を測定する湯温測定手段、４は沸き上げ湯温を設定
する湯温設定手段、５は演算手段で、湯温設定手段４で
設定された湯温と湯温測定手段３で測定したタンク１内
の湯温とから沸き上げ温度と通電開始時間を演算する。
６は発熱体制御手段で、演算手段５の演算結果および湯
温測定手段３で測定したタンク１内の湯温に基づいて発
熱体２のＯＮ／ＯＦＦを制御する。７は深夜電力用電
源、８は深夜電力の供給の有無を検出する深夜電力検出
手段、９は浴槽、１０は貯湯タンク１内の湯を浴槽９へ
給湯する蛇口１０を示す。なお、湯温設定手段４，演算
手段５，発熱体制御手段６，深夜電力検出手段８は、１
つの制御回路１００内に構成されている。

【０００３】図８は図７の主要部の回路構成を示す回路
図で、図において、図７と同一符号は同一または相当部
分を示し、１１は制御回路１００内のマイクロコンピュ
ータであり、このマイクロコンピュータ１１は、ＣＰＵ
１２、メモリ１３、入力回路１４、出力回路１５、Ａ／
Ｄ変換器１６、およびアナログマルチプレクサ１７から
形成されている。

【０００４】１８は制御回路１００内で図７に示す発熱
体制御手段６を構成する発熱体制御回路で、抵抗１９，
２０、トランジスタ２１、リレー２２，２３、およびダ
イオード２４，２５から形成されている。リレー２２の
励磁コイルは、一端が正極端子＋Ｖと接続され、他端が
トランジスタ２１を介してＧＮＤと接続され、トランジ
スタ２１のベースは抵抗１９を介してマイクロコンピュ
ータ１１内の出力回路１５と接続されており、抵抗２０
はトランジスタ２１のベースとエミッタとの間に接続さ
れている。

【０００５】リレー２２の接点は、一端が正極端子＋Ｖ
ａと接続され、他端がリレー２３の励磁コイルを介して
ＧＮＤと接続されており、リレー２２およびリレー２３
の各励磁コイルの両端にはダイオード２４，２５が接続
されている。リレー２３の接点は、発熱体２と深夜電力
電源７に対し直列に接続されている。

【０００６】抵抗２６は可変抵抗からなる湯温設定手段
４と直列に接続され、その両端が正極端子＋ＶとＧＮＤ
とに接続され、抵抗２６と湯温設定手段４との接続部が
マイクロコンピュータ１１内のアナログマルチプレクサ
１７に接続されている。抵抗２７はサーミスタからなる
湯温測定手段３と直列に接続され、その両端は正極端子
＋ＶとＧＮＤとに接続され、抵抗２７と湯温測定手段３
との接続部がマイクロコンピュータ１１内のアナログマ
ルチプレクサ１７に接続されている。

【０００７】２８は図７に示す深夜電力検出手段８を構
成する深夜電力検出回路であり、抵抗２９，３０、ダイ
オード３１、ホトトランジスタ３２から形成されてお
り、ホトトランジスタ３２の発光側は抵抗２９を介して
電源７に直列に接続され、ホトトランジスタ３２の発光
側の両端にはダイオード３１が並列に接続されている。
また、ホトトランジスタ３２の受光側の一端は、抵抗３
０を介して正極端子＋Ｖに、他端はＧＮＤに接続され、
抵抗３０とホトトランジスタ３２の受光側との接続部
が、マイクロコンピュータ１１内の入力回路１４に接続
されている。

【０００８】次に動作について説明する。図９は従来の
装置の動作を示すフローチャートで、図において、３３
〜４２はそれぞれ各ステップを示す。スイッチ（図示せ
ず）が入れられることにより、制御回路１００が動作
し、ステップ３３で深夜電力の有無が検出される。そし
て深夜電力が供給されている場合にはテップ３４でタン
ク１内の湯温を測定し、ステップ３５で設定湯温を読み
取り、ステップ３５でタンク１内の湯を設定湯温まで沸
き上げるために必要な正味通電時間を演算し、ステップ
３７で深夜電力供給時間帯のどの時刻から通電を開始す
るかを算出する。

【０００９】ここで、タンク内の湯温をＴｗ（℃）、設
定湯温をＴ（℃）、発熱体２の容量をＰ（ｋｗ）とすれ
ば、正味通電時間Ｈ（ｈｒ）は、 Ｈ＝Ｖ×（Ｔ−Ｔｗ）／（８６０×Ｐ×０．９）となる。 （但し、Ｖは貯湯タンク１の容量，８６０は１ｋｗの発
熱量，０．９は効率を表す）また、深夜電力供給時間は
一般に２３時から翌朝７時までの８時間であり、通電開
始時刻Ｈｐは、Ｈｐ＝２３時＋（８−Ｈ）で算出でき
る。

【００１０】マイクロコンピュータ１１内のタイマ（図
示せず）では時刻を計測しており、通電開始時刻になる
と（ステップ３８）、次のステップ３９へ移り、発熱体
２へ通電を開始する。ステップ３９で発熱体２へ通電が
行われ、タンク１内の湯が加熱されると、ステップ４０
でタンク１内の湯温が測定され（この測定値をＴｍ
（℃）とする）、次のステップ４１で設定湯温Ｔ（℃）
と測定湯温Ｔｍ（℃）とが比較され、Ｔｍ（℃）がＴ
（℃）に到達した時点で発熱体２への通電を遮断し（ス
テップ４２）、安い深夜電力を使った一日の沸き上げを
終了する。そして翌日は再びステップ３３〜４２で沸き
上げが行われる。そして入浴時には、蛇口１０を開いて
貯湯タンク１内に沸き上げられた湯を浴槽９内に張って
入浴が行われる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、上記のような従来の風呂用電気温水器では、複数
人が入浴しようとする場合に浴槽内の湯温を一定に保つ
ことが難しく、そのため熱や水の無駄が生じるという点
にある。

【００１２】すなわち、浴槽内に湯を張る時には、貯湯
タンクからの高温の湯と冷水とで浴槽内の湯を入浴に適
する温度にすることができ、この点では無駄は生じない
が、入力が繰り返し行われると浴槽内の湯温が冷えてし
まうため、途中で浴槽内の湯の温度を高めてやる必要が
ある。浴槽内の湯の温度を高めるためには、蛇口からタ
ンク内の高温の湯を補給してやれば良いが、浴槽内は既
に所定量の冷えた湯が満たされているため、冷えた湯を
浴槽内から排水しなければならず、この排水のため熱お
よび水の無駄が生じる。また、蛇口から出る湯の温度は
高温のため、入浴に適する状態にするには浴槽内を良く
掻き混ぜたり、後から水を補給したりする操作を伴い、
この操作が煩わしいという問題点があった。

【００１３】本発明はかかる課題を解決するためになさ
れたもので、熱や水の無駄を防ぎ、且つ貯湯タンク内の
湯を設定された湯温に維持しながら、入浴が繰り返し行
われる場合も浴槽内の湯温を自動的に一定に保つ風呂用
電気温水器を得ることを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の風呂用電気温水
器は、貯湯タンク内に、浴槽内に張られた湯の追い焚き
が可能な熱量の湯が貯められている場合に限り、貯湯タ
ンク内の高温の湯を浴槽内へ循環させ、浴槽内で熱交換
を行い浴槽内の湯の追い焚きを行うことを最も主要な特
徴としている。

【００１５】

【作用】従って、浴槽内の湯が冷えた場合でも排湯を行
うことなく湯温の調整が可能となり、更に各種の設定手
段，測定手段，制御手段を付加することにより、更に熱
効率良く自動運転が行える装置とすることができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面について説明
する。図１は本発明の一実施例を示す風呂用電気温水器
の構成を示すブロック図で、図において、図７と同一符
号は同一又は相当部分を示し、５１は貯湯タンク１内の
残湯量を検出する残湯量検出手段、５３は現在時刻を設
定する現在時刻設定手段、５４は浴槽内の追い焚きを設
定する追い焚き設定手段、５５は浴槽内の湯温を設定す
る浴槽内湯温設定手段、５６は通電制御手段、５７は浴
槽内に取り付けられた熱交換器、５８は貯湯タンク１内
の湯を強制的に循環させる循環ポンプ、５９は浴槽内に
設置された浴槽内水位検出手段、６０は浴槽内の湯温を
検出する浴槽内湯温測定手段、６１は仕切り板を示す。

【００１７】なお、通電制御手段５６は、湯温設定手段
４と現在時刻設定手段５３と湯温測定手段３からの情報
に基づいて、上述した正味通電時間Ｈ（ｈｒ）および通
電開始時刻Ｈｐを算出し、この算出結果と、水位検出手
段５９と追い焚き設定手段５４と浴槽内湯温設定手段５
５と浴槽内湯温測定手段６０からの情報により、発熱体
制御手段６と循環ポンプ５８とを制御するように構成さ
れている。

【００１８】図２は図１に示す実施例における主要部の
回路構成を示す回路図で、図において、図１，図８と同
一符号は同一又は相当部分を示し、６２はマイクロコン
ピュータ１１内の出力回路１５からの出力信号を増幅す
る表示用回路、６３は表示用回路６２の出力と出力回路
１５の出力に基づいて動作状態を表示する表示手段であ
る。

【００１９】７１は発熱体制御回路で、図８に示す発熱
体制御回路１８に相当する回路であり、リレー２３の接
点は発熱体２と時間帯別電灯の電源７０と直列に接続さ
れている。

【００２０】７２は循環ポンプ５８の制御用回路で、抵
抗７３，７４、トランジスタ７５、リレー７６、ダイオ
ード７７から形成されており、トランジスタ７５のベー
スは抵抗７３を介してマイクロコンピュータ１１の出力
回路１５と接続され、抵抗７４はトランジスタ７５のベ
ースとエミッタとの間に接続されている。トランジスタ
７５のエミッタはＧＮＤに、コレクタはリレー７６の励
磁コイルを介して正極端子＋Ｖに接続されており、リレ
ー７６の励磁コイルの両端にはダイオード７７が並列に
接続されている。また、リレー７６の接点は循環ポンプ
５８と時間帯別電灯の電源７０と直列に接続されてい
る。

【００２１】７８，８０，８１，８２，８３は抵抗で、
それぞれ湯温測定手段３、浴槽内湯温測定手段６０、可
変抵抗器からなる湯温設定手段４、浴槽内湯温設定手段
５５、浴槽内水位検出手段５９と直列に、正極端子＋Ｖ
とＧＮＤとの間に接続され、各手段３，４，５１，５
５，５９，６０と各抵抗７８，８０〜８３との間の接続
部は、マイクロコンピュータ１１のアナログマルチプレ
クサ１７に接続されている。

【００２２】また、８４，８５，８６は抵抗で、それぞ
れスイッチからなる追い焚き設定手段５４および現在時
刻設定手段５３と直列に正極端子＋ＶとＧＮＤに接続さ
れ、各スイッチと抵抗との接続部は、マイクロコンピュ
ータ１１内の入力回路１４に接続されている。

【００２３】図３は本実施例の操作部と表示部とを示す
正面図で、図において、８７，８８はそれぞれ現在時刻
設定手段５３を構成するスイッチで、８７は時間を設定
するためのスイッチ、８８は分を設定するためのスイッ
チである。８９は追焚きを設定するためのスイッチを示
す。また、９０は貯湯タンク１内の沸き上げ湯温を設定
する湯温設定手段４を構成している可変抵抗器、９１は
浴槽９内の湯温を設定する浴槽内湯温設定手段５５を構
成する可変抵抗器、９２は現在時刻を表示する表示灯を
示す。

【００２４】なお、表示灯９２に現在時刻の設定を行う
には、スイッチ（図示せず）が入れられて電源が投入さ
れると、表示灯９２が「００：００」を表示するので、
スイッチ８７を押して表示灯９２の上位の桁（時間）を
「００」から「０１」，「０２」，「０３」・・・と変
化させ、さらにスイッチ８８を押して表示灯９２の下位
の桁（分）を「００」から「０１」，「０２」，「０
３」・・・と変化させて現在時刻を設定する。

【００２５】次に動作について説明する。図４はマイク
ロコンピュータ１１のメモリ１３に記憶された、発熱体
２の制御と、浴槽９の追い焚き制御とを示すフローチャ
ートで、図に示す番号はそれぞれ各ステップを示し、図
９と同一番号は同一または相当ステップを示す。

【００２６】スイッチ（図示せず）が入れられることに
より、制御回路１０１が動作し、表示灯９２が「００：
００」を表示するので、ステップ１２０で現在時刻を設
定する。次に湯温設定手段４で設定された貯湯タンク１
内の沸き上げの設定湯温（Ｔ１）を読み取り（ステップ
３５）、次のステップ９３で浴槽内湯温設定手段５５で
設定された浴槽内の追い焚きの設定湯温（Ｔ２）を読み
取る。そしてステップ９４で追い焚き設定手段５４によ
り追い焚きが設定されているか否かを調べ、追い焚きが
設定されてない場合ステップ９５に移り、現在時刻がマ
イクロコンピュータ１１内のメモリ１３に記憶されてい
る主通電時間帯（例えば、時間帯別電灯の電気料金が安
い２３時から翌朝の７時まで）か否かを判断し、主通電
時間帯と判断された場合には、上述したステップ３４，
３６，３７，３８を実行する。また、主通電時間帯でな
ければ、ステップ９４，９５を繰り返し、追い焚きが設
定されるのを待つ。

【００２７】そしてステップ３８では通電開始時刻を待
ち、通電開始時刻になった場合、ステップ１００で発熱
体２への通電を開始する。発熱体２への通電が開始され
貯湯タンク１内の湯が加熱されると、次のステップ１０
１で湯温測定手段４により湯温Ｔｍ１を測定し、貯湯タ
ンク１内の湯温が浴槽内設定湯温Ｔ１より高くなったか
否かを比較し（ステップ１０２）、Ｔｍ１の方が高けれ
ばステップ１０３で発熱体２への通電を停止する。

【００２８】また、ステップ９４で追い焚きの設定があ
れば、ステップ１０４へ移り、水位検出手段５９で浴槽
９内の水位を読み取り、次のステップ１０５で読み取っ
た水位が所定量以上あるか否かを判断し、水位が所定値
以上であれば次のステップ１２１で残湯量測定を行い、
次のステップ１２２で残湯量が水槽９の追い焚きを行っ
ても充分な熱量の湯があるかどうかを判定し、充分な湯
がある場合は次のステップ１０６で循環ポンプ５８を動
作させる。ステップ１２２で貯湯タンク１内に充分な湯
が残っていない場合は循環ポンプ５８の運転は行わず、
ステップ３５に戻る。

【００２９】次にステップ１０７で浴槽内湯温測定手段
６０により浴槽９内の湯温Ｔｍ２を測定し、ステップ１
０８でＴｍ２がＴ２以下ならばステップ１０９で貯湯タ
ンク１内の湯温Ｔｍ１を湯温測定手段３で測定し、ステ
ップ１１０で湯温Ｔｍ１が設定湯温Ｔ１以下であればス
テップ１１１で発熱体２への通電を開始する。また、ス
テップ１１０で湯温Ｔｍ１が設定湯温Ｔ１以上と判断さ
れた場合には、ステップ１１２へ移り発熱体２への通電
を停止する。そしてステップ１１１，１１２を実施後は
ステップ１０７へ戻り、上述の動作を繰り返す。

【００３０】また、ステップ１０８で浴槽内測定湯温Ｔ
ｍ２が設定湯温Ｔ２より高い場合にはステップ１１３へ
移り、循環ポンプ５８を停止し、次のステップ１１４で
発熱体２への通電を停止し、ステップ３５へ戻り、設定
湯温の読み取りから繰り返す。

【００３１】また、ステップ１０５で浴槽内に一定量の
水位がない場合には、貯湯タンク１内の高温の湯の循環
による熱損出を防止するため、循環ポンプ５８は動作さ
せず、ステップ３５へ戻り設定湯温の読み取りから繰り
返す。

【００３２】本実施例における風呂用電気温水器は以上
のように構成され、貯湯タンク１内の湯温を設定湯温に
維持しながら、浴槽９内の湯温を設定湯温に保つことが
できる。また、浴槽９内の水位の検出を行い、一定量以
上の水位がなければ循環ポンプ５８を停止させるように
して無駄な熱損失を防いでいる。

【００３３】また、貯湯タンク１内の残湯量を検出する
残湯量検出手段５１を設けているので、浴槽９内に水位
が所定値以上ある場合でも、残湯量検出手段５１により
貯湯タンク１内の残湯の有無（すなわち、浴槽９の追い
焚きを行っても充分な熱量の湯）がある場合に限り、次
のステップ１０６で循環ポンプ５８を動作させ、もし残
湯がなければ循環ポンプ５８を動作させず、浴槽９内の
湯の温度をタンク１からの冷えた湯でさらに冷やしてし
まうという事態を防止できる。

【００３４】図５，図６は本発明の第２の実施例を示す
図で、この実施例は図に示すように、タンク１に設けら
れる発熱体を、従来の位置にある発熱体２を下部発熱体
とし、この発熱体の上部に上部発熱体５０を設け、制御
回路１０２内に下部発熱体制御手段６と上部発熱体制御
手段５２とを設けたもので、熱交換により失われた熱を
上部発熱体５０を用いて上部だけ加熱して、短時間にタ
ンク１内の湯温の回復を図るものであり、これはタンク
１内の湯を他の用途、例えば台所で使用するような場合
でも、タンク１全体を下部発熱体２で沸き上げるより短
時間で必要な熱量を沸き上げることができる。

【００３５】なお上記第１，第２の実施例の構成は、各
種の機器を備え多種の機能を付加して高率および使い勝
手のよい風呂用電気温水器を実現しているが、使用目的
によっては上述の実施例から各種の機器および機能を外
しても良く、これらの場合にも本願発明の成立を妨げる
ものではない。以下、各種の機器および機能を外した場
合について具体的に述べる。

【００３６】上記各実施例から湯温設定手段４を外した
場合。この場合は図２に示すメモリ１３に固定した沸き
上げ温度を設定しておくことで上記実施例と同様の効果
を奏する。

【００３７】上記各実施例から浴槽内水位検出手段５９
を外した場合。この場合は入浴者が浴槽内の水位を判断
して追い焚きを行うか否かを決定することで上記実施例
と同様の効果を奏する。

【００３８】上記各実施例から湯温検出手段４を外した
場合。この場合にはタンク１の沸き上げ温度が一定温度
に固定されるだけで上記実施例と同様の効果を奏する。

【００３９】上記各実施例から浴槽内湯温設定手段５５
を外した場合。この場合メモリ１３に浴槽内の追い焚き
開始温度を記憶させておくことで、上記実施例と同様の
効果を奏する。

【００４０】上記各実施例から浴槽内湯温測定手段６０
を外した場合。この場合には入浴者が湯温を確認して追
い焚きを行うか否かを決定することで、上記実施例と同
様の効果を奏する。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の風呂用電気
温水器は、貯湯タンク内に、浴槽内に張られた湯の追い
焚きが可能な熱量の湯が貯められている場合に限り、貯
湯タンク内の高温の湯を浴槽内へ循環させ、浴槽内で熱
交換を行い浴槽内の湯の追い焚きを行うことで、熱や水
の無駄を防ぎ入浴が繰り返し行われる場合でも浴槽内の
湯温を一定に保つことができる。また、各種の設定手
段，測定手段，制御手段を付加することにより、更に熱
効率良く自動運転が行える装置とできる等の利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック図であ
る。

【図２】図１に示す実施例の主要部の回路構成を示す回
路図である。

【図３】図１に示す実施例の操作部および表示部を示す
正面図である。

【図４】図１に示す実施例の動作を示すフローチャート
である。

【図５】本発明の第２の実施例を示すブロック図であ
る。

【図６】図５に示す第２の実施例の主要部の回路構成を
示す回路図である。

【図７】従来の電気温水器の構成を示すブロック図であ
る。

【図８】従来の電気温水器の主要部の回路構成を示す回
路図である。

【図９】従来の電気温水器の動作を示すフローチャート
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松山 哲也 群馬県新田郡尾島町大字岩松800番地 三菱電機株式会社 群馬製作所内 (56)参考文献 特開 昭62−73033（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−131941（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱体制御手段により制御される発熱体
   で貯湯タンク内の水を加熱して高温の湯を貯湯タンク内
   に貯め、入浴時には上記貯湯タンク内の湯を浴槽内に放
   出して湯を張る風呂用電気温水器において、 コンピュータ制御により上記貯湯タンク内に貯められた
   湯を上記浴槽内へ循環させる手段、 上記浴槽内に熱交換器を設け上記手段により循環させた
   湯の熱を利用して熱交換を行い上記浴槽内に張られた湯
   の追い焚きを行う手段、上記浴槽内の水位を検出する水位検出手段、 上記貯湯タンク内の残湯量を検出する残湯量検出手段を
   備え、上記水位検出手段及び残湯量検出手段により、上記浴槽
   内に一定量以上の水位があり、かつ 上記貯湯タンク内
   に、上記浴槽内に張られた湯の追い焚きが可能な熱量の
   湯以上ある場合に限り、上記追い焚きを実行することを
   特徴とする風呂用電気温水器。
2. 【請求項２】 上記貯湯タンクの上部に上部発熱体，下
   部に下部発熱体を設け、上部発熱体と下部発熱体とを個
   別に制御しながら上記貯湯タンクを加熱することを特徴
   とする請求項１または請求項２の風呂用電気温水器。
3. 【請求項３】 各種の設定手段，測定手段，制御手段を
   付加することにより、自動運転により随時追い焚きを実
   行し、浴槽内の湯の温度を所望温度に保つことを特徴と
   する請求項１，請求項２または請求項３の風呂用電気温
   水器。