JP2887957B2 - 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】本発明は貯湯式の電気温水器に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気温水器は、たとえば図３に示
すように下部に入水口６、上部に出湯口５とを備えた貯
湯タンク１と、貯湯タンク１内の下部に設け、貯湯タン
ク１内の水を加熱するヒータ１５と、夜間時間帯を検出
する夜間時間帯検出手段１１と、使用者に追い焚きを設
定される追い焚きスイッチ２４と、貯湯タンク１内の湯
温を検出する温度センサ２２と、温度センサ２２の検出
温度を入力し、一定の温度となるようにヒータ１５への
通電を制御する温度制御手段２３と、夜間時間帯検出手
段１１からの信号と追い焚きスイッチ２４からの信号を
入力して温度制御手段２３への通電を制御する通電制御
手段１４を有する構成となっていた。上記のうち、夜間
時間帯検出手段１１と、通電制御手段１４および温度制
御手段２３はマイクロコンピュータによって構成されて
いる。また、電源１３には夜間時間帯に昼間時間帯より
も料金が安くなる時間帯別料金制度を適用した電源が供
給される。

【０００３】上記構成の電気温水器は、夜間時間帯検出
手段１１により夜間時間帯を検出しているときには、通
電制御手段１４により温度制御手段２３へ通電され、温
度制御手段２３は温度センサ２２の検出温度に従ってヒ
ータ１５への通電を制御し、貯湯タンク１内の湯を予め
設定されている温度に沸き上げる。

【０００４】昼間時間帯になり、使用者が湯を使用する
と、入水口６から水が供給されると同時に沸き上がった
貯湯タンク１内の湯は補給された水の分だけ上に押し上
げられる。この際、追い焚きスイッチ２４がオフのとき
には、通電制御手段１４により温度制御手段２３への通
電がオフされ、沸き上げ後ヒータ１５への通電は行われ
ない。しかし、追い焚きスイッチ２４をオンにして追い
焚きを設定されているときには、通電制御手段１４によ
り、温度制御手段２３への通電が行われ、予め設定され
た温度で常に追い焚きが行われる。

【０００５】以上のようにして、追い焚きスイッチ２４
がオフのときには、昼間時間帯よりも安い料金の夜間時
間帯に貯湯タンク１内の湯を沸き上げ、来客などにより
夜間時間帯のみで沸き上げる湯量では不足が生ずるとき
には、あらかじめ追い焚きスイッチ２４をオンにしてお
くことによって昼間時間帯においても追い焚きが行わ
れ、湯切れをしないようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このような構成では沸き上げ及び追い焚きを貯湯タンク
下部に設置された１本のヒータで行っているため以下の
ような課題があった。

【０００７】通常の使用時、すなわち、追い焚きが設定
されていない状態で貯湯タンク１内の湯をあまり使用し
ていなければ、昼間時間帯に湯量の増加がわかった時点
で追い焚きスイッチ２４により追い焚きを設定すれば、
夜間時間帯で沸き上がっている湯を使いきる前に、使用
された分だけ常に追い焚きが行われ、湯切れすることは
ない。しかし、貯湯タンク１内の湯をほとんど使いきっ
ているときに湯量が不足することがわかり、追い焚きス
イッチ２４をオンにしても、貯湯タンク１の下部にヒー
タ１５が設置されているため、貯湯タンク１全体の湯を
追い焚きすることになり、使用可能な温度に沸き上がる
まで長時間かかるため、追い焚きが間にあわず湯切れを
起こす事態が発生する。

【０００８】また、電気温水器を経済的に使用しようと
すれば、夜間時間帯に入る直前に残湯がない状態が好ま
しいといえるが、このように使用していると、夜間時間
帯に入った当初は湯が使えないことになる。夜間時間帯
は午後１１時、若しくは午前０時に始まるのが普通であ
り、この時間帯に湯が使えないのは現代の生活において
は極めて不便である。従って、この夜間時間帯まで湯を
残しておく必要があり、不経済な使用をせざるをえない
ようになっていた。

【０００９】さらに、夜間の沸き上げでは毎日少量だけ
湯が不足するときなどは、湯切れを起こさないように追
い焚きスイッチ２４を常にオンしておくため、常に使用
した分だけ追い焚きが行われ、夜間時間帯よりも料金の
高い昼間時間帯に常に貯湯タンク１内の大部分が沸き上
がってしまい、不経済である。

【００１０】また、貯湯タンク１内の湯の大部分が残湯
として残ってしまうことを避けるために、ヒータを上方
と下方の２本配し、追い焚きは上方の１本にて行うよう
にして残湯を少なくするものが考えられる。しかしこの
場合、残湯を極力少なくし、急な湯量の増加があったと
きにでもすぐ沸き上がるように上方のヒータを出湯口の
近傍に設置すると追い焚き量を多くとりたいときには湯
量が不足してしまうし、逆に湯量を優先して、たとえば
貯湯タンク１の半分くらいの位置に上方のヒータを設置
すると、常に残湯が貯湯タンク１の半分は、残ることに
なり、経済的にあまり有利とはならない。

【００１１】本発明はかかる課題を解消するためになさ
れたもので、湯切れがなく、しかも経済的な電気温水器
を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の電気温水器は、下部に入水口、上部に出湯口を
備えた貯湯タンクと、前記貯湯タンク下部に設置され、
前記貯湯タンク内の水を加熱する第１のヒータと、前記
第１のヒータ近傍に設置され、前記貯湯タンク内の水温
を検出する第１の温度センサと、前記第１のヒータより
上方に設置され、前記貯湯タンク内の水を加熱する第２
のヒータと、前記第２のヒータ近傍に設置され、前記貯
湯タンク内の水温を検出する第２の温度センサと、前記
第２のヒータより上方に設置され、前記貯湯タンク内の
水を加熱する第３のヒータと、前記第３のヒータ近傍に
設置され、前記貯湯タンク内の水温を検出する第３の温
度センサと、前記第１、第２、第３の温度センサからの
温度信号によって前記第１、第２、第３のヒータのうち
から上方に設置されたヒータを優先するように通電を切
り換える通電切り換え手段と、夜間時間帯を検出する夜
間時間帯検出手段と、この夜間時間帯検出手段の信号に
より前記第１、第２、第３のヒータへの通電をオンする
夜間通電手段と、前記夜間通電手段に関係なく前記第２
のヒータへの通電をオンオフする第１の追い焚きスイッ
チと、同様に前記第３のヒータへの通電をオンオフする
第２の追い焚きスイッチとを備え、前記第１の追い焚き
スイッチと第２の追い焚きスイッチは使用様態に応じて
任意に選択できるとともに、追い焚き加熱時は常に前記
第３のヒータを優先して通電しながら追い焚きするよう
にしてある。

【００１３】

【作用】本発明は上記した構成により、夜間時間帯検出
手段により夜間時間帯を検出しているときには夜間通電
手段が通電をオンし、第１、第２、第３の温度センサか
らの温度信号を入力した通電切換手段が第１、第２、第
３のヒータへ上方に設置されたヒータを優先するように
通電を切り換えることにより貯湯タンク上方から湯が沸
き上がる。また、第１の追い焚きスイッチ及び、第２の
追い焚きスイッチをオンしているときは夜間時間帯以外
のときにも第２のヒータ及び第３のヒータへの通電をオ
ンし、第２、第３の温度センサからの温度信号を入力し
た通電切替手段が第２、第３のヒータへ上方に設置され
たヒータを優先するように通電を切り換えるため出湯口
に近い貯湯タンク上方から湯が沸き上がる。また、上記
第１の追い焚きスイッチ及び第２の追い焚きスイッチは
任意に選択できるため、追い焚き時間を優先させるか、
追い焚き量を優先させるかの目的に合わせて追い焚き動
作を選択することができる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の一実施例を、図面を参照しなが
ら説明する。図１に本発明の一実施例としての電気温水
器のブロック図を示す。

【００１５】本実施例の電気温水器は、上部に出湯口
５、下部に入水口６を備えた全容量３６０リットルの貯
湯タンク１と、貯湯タンク１の下部で貯湯タンク１内の
水の全容量を加熱することができる位置に設置された第
１のヒータ２と、第１のヒータ２近傍に設置され貯湯タ
ンク１内の水温を検出する温度センサ１９と、第１の温
度センサ１９からの温度信号によって第１のヒータ２へ
通電をオンオフする第１の温度制御手段１６とを備えて
いる。また貯湯タンク１は第１のヒータ２より上方で貯
湯タンク１内の水の３／８を加熱する位置に設置された
第２のヒータ３と、第２のヒータ３近傍に設置され貯湯
タンク１内の水温を検出する第２の温度センサ２０と、
第２の温度センサ２０からの温度信号によって第２のヒ
ータ４へ通電をオンオフする第２の温度制御手段１７を
備えている。さらに貯湯タンク１は第２のヒータ３より
上方で貯湯タンク１内の水の１／８を加熱する位置に設
置された第３のヒータ４と、第３のヒータ４近傍に設置
され貯湯タンク内の水温を検出する第３の温度センサ２
１と、第３の温度センサ２１からの温度信号によって第
３のヒータ４へ通電をオンオフする第３の温度制御手段
１８とを備えている。そして、貯湯タンク１は第１、第
２、第３の温度センサ１９，２０，２１からの温度信号
によって第１、第２、第３のヒータ２，３，４へ上方に
設置されたヒータを優先するように通電を切り換える通
電切り換え手段１０と、夜間時間帯を検出する夜間時間
帯検出手段１１と、夜間時間帯のときは第１、第２、第
３のヒータ２，３，４への通電をオンする夜間通電手段
１２と、使用者により設定され第２のヒータ３への通電
をオンオフする第１の追い焚きスイッチ７と、使用者に
より設定され第３のヒータ４への通電をオンオフする第
２の追い焚きスイッチ９とで構成されている。上記構成
のうち第１の温度制御手段１６と、第２の温度制御手段
１７と、第３の温度制御手段１８と、夜間時間帯検出手
段１１と、夜間通電手段１２と、通電切り換え手段１０
はマイクロコンピュータを用いて構成されている。第
１、第２、第３のヒータ２，３，４は同型のもので、３
６０リットルの湯を８時間で沸き上げる能力のものを用
いている。また、電源１３には、従来例と同じく昼間時
間帯よりも夜間時間帯の方が料金の安くなる時間帯別料
金制度を適用した電力が供給される。

【００１６】上記構成において動作を説明する。通電切
り換え手段１０は常時第１、第２、第３の温度センサ１
９，２０，２１からの温度信号を入力して上方に設置さ
れたヒータへの通電を優先するように接点１０ａ、１０
ｂ、１０ｃのいずれかを選択する。たとえば図２ｃに示
す状態の場合、斜線の部分が沸き上がった湯であるとす
ると第２のヒータ３への通電を行うように図１中回路１
０ｂを選択するように動作している。

【００１７】いま、夜間時間帯検出部１１により、たと
えば深夜１１時から朝７時までの８時間の間に入り夜間
時間帯が検出されているときには、夜間通電手段１２が
通電をオンするために回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃが連
動して閉じる。このとき、前述の通り通電切り換え手段
１０により、上方のヒータへの通電を優先させるように
回路が選択されていて、そのヒータを制御する温度制御
部へ電源が供給される。たとえば、残湯がまったくない
図２ｄのような状態であったとすると、まず通電切り換
え手段１０は最上部のヒータである第３のヒータ４への
通電を優先させるように、回路１０ｃを選択している。
従って第３の温度制御部１８への通電が行われ、第３の
温度制御手段１８は、温度センサ２１からの温度信号に
従って、あらかじめ設定された温度で沸き上がるよう第
３のヒータ４への通電を制御するので、時間の経過に従
って図２ｃの状態となる。

【００１８】図２ｃの状態となったときには、通電切り
換え手段１０は前述のとおり、回路１０ｂに切り換えを
行うので、第２の温度制御手段１７への通電が行われ、
時間の経過に伴い図２ｂの状態となり、同様にして、通
電切り換え手段１０によって第１の温度制御手段１６へ
の通電が行われ、最後には図２ａのように従来と同じ
く、貯湯タンク１全体が沸き上がる。通常、夜間の沸き
上げによって湯量が十分まかなえるときには第１の追い
焚きスイッチ７及び、第２の追い焚きスイッチ９をオフ
しておけば、安価な夜間電力のみを使用し、湯を沸き上
げることができ、しかも、出湯口５の近くに設置された
第３のヒータ４から優先的に通電されるため、残湯がま
ったく無い場合でも夜間時間帯に入ってから１／８＝４
５リットルの湯量を１時間で沸き上げることができる
し、３時間では第２のヒータ３により３／８＝１３５リ
ットルの湯を得ることができる。

【００１９】次に、来客などにより、あらかじめ湯量の
増加がわかっている場合は、必要な湯量に応じて第１の
追い焚きスイッチ７及び第２の追い焚きスイッチ９をオ
ンにしておけば、夜間通電手段１２の状態に関わらず第
２のヒータ３または第３のヒータ４への通電をオンし、
第２の温度制御部１７または第３の温度制御手段１８と
第２の温度センサ２０及び第３の温度センサ２１によっ
て、図２ｃまたは図２ｂの湯量までを常に第３のヒータ
４を優先して通電しながらを追い焚きする。このとき、
夜間時間帯検出手段１１が夜間時間帯を検出していなけ
れば、回路１２ａが開いているため第１のヒータ２へは
通電されない。

【００２０】本実施例では、第１のヒータ２で貯湯タン
ク１の全容量３６０リットルを８時間で沸き上げる設定
とし、第３のヒータ４の位置を貯湯タンク１全容量の１
／８＝４５リットルに、第２のヒータ３の位置を貯湯タ
ンク３／８＝１３５リットルに設定してあるので、日
常、常に夜間沸き上げでは湯量が不足する場合にでも必
要なだけの追い焚き量が選択可能であるため、料金の高
い昼間電力での沸き上げを極力少なくでき、経済的であ
る。湯切れが心配なときは常に第２の追い焚きスイッチ
９をオンしておけば、第３のヒータ４まで湯を使用しな
い限り追い焚きが行われないため経済性を損なわないま
ま第３のヒータ４以上の湯を必ず確保できるので湯切れ
がまったくなくなる。また、湯切れに気がついてから、
第２の追い焚きスイッチ９をオンしてもオンしてから１
時間で４５リットルの湯が使用可能となり、例えばシャ
ワー１回を浴びることができるため、湯が全く使用でき
ない状態を回避することができる。

【００２１】次に請求項２に記載した実施例を示す。電
気温水器の構成は、上記実施例で説明した電気温水器の
構成のうち、通電切り換え手段１０の動作が異なってお
り、上記実施例のものでは、常に上方に設置されたヒー
タを優先するのに対し、本実施例では湯量が減って第３
のヒータ４での追い焚きが完了してはじめて第２のヒー
タ３への通電を行うようにしたものである。

【００２２】上記構成では、第１の追い焚きスイッチ７
及び第２の追い焚きスイッチ９をオンしていても、湯を
使用し図２ａの状態から図２ｂの状態になり、さらに図
２ｃの状態となっても第２のヒータ３での追い焚きは行
われず、第３のヒータ４での追い焚きを１度でも行った
ときはじめて第２のヒータ３での追い焚きを行うもので
ある。すなわち、本実施例では残湯が４５リットルをき
ってから第３のヒータ４での沸き上げが完了して図２ｃ
の状態になってから第２のヒータ３への通電を行うよう
に動作するものである。

【００２３】湯の使用量が多いと判断して第１の追い焚
きスイッチ７及び第２の追い焚きスイッチ９をオンして
おいたとき、または両方の追い焚きスイッチをオンした
まま忘れていた場合や、湯切れを心配して両方の追い焚
きスイッチをオンしていた場合などでも、貯湯タンク１
内の湯を図２ｃ以上に使わない限り第２のヒータ３での
追い焚きが行われないため、残湯が少なくなる。

【００２４】なお、本実施例は時間帯別料金制度を適用
した電力を使用例を示したが、夜間電力と昼間電力を別
に供給されるものに適用できることはいうまでもない。

【００２５】また、本実施例では総容量３６０リットル
でそれぞれのヒータ位置の比率を容量の１／８、３／
８、８／８としたが、この比率は固定されるものではな
いこともいうまでもないことである。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明からあきらかなように、本発
明によれば、ヒータを３本高さの異なる位置に設置し、
上方のヒータに優先して通電する構成とし、追い焚き時
には上方の２本のヒータへ通電を行う構成としたため、
以下のような効果を有する。

【００２７】出湯口に近い貯湯タンク上方に設置したヒ
ータを優先して通電するので、残湯がまったくない場合
でも、湯が必要な時点で第１の追い焚きスイッチと第２
の追い焚きスイッチをオンすれば少量の湯を短時間で沸
き上げることができ、万一湯切れをおこしてもすぐに湯
が確保できるため、湯切れの心配をなくすことができ
る。湯切れの心配をしなくていいので、追い焚きスイッ
チは通常のオフの状態で使用することができ、不要な追
い焚きをすることがなく経済的にできる。

【００２８】また、電気温水器を経済的に使用しようと
すれば、夜間時間帯に入る直前に残湯がない状態が好ま
しいといえるが、このように使用していると、従来のも
のでは、夜間時間帯に入った当初は湯が使えないことに
なる。しかし、本発明によれば夜間時間帯の沸き上げ時
も、貯湯タンク上方から沸き上げが行われるため、湯切
れの心配が無く、しかも経済的な使用が可能となる。

【００２９】通常の沸き上げでは安価な夜間電力でタン
ク全体を沸き上げ、湯量が不足する場合の追い焚き時に
は第２のヒータと、第３のヒータにより夜間電力で沸き
上げるよりも少量の湯を容量に応じて追い焚きできるた
め、経済的にできる。特に本発明では第１の追い焚きス
イッチ及び第２の追い焚きスイッチは任意に選択できる
ため、追い焚き時間を優先させるか、追い焚き量を優先
させるかの目的に合わせて追い焚き動作を選択すること
ができる。このように、追い焚きの目的に応じて追い焚
きスイッチの選択が可能であるため、使い勝手も極めて
向上するものである。

【００３０】さらに請求項２を使用すれば、第２のヒー
タでの追い焚きを第３のヒータでの追い焚き完了時のみ
としたので、残湯が少なくなった場合だけ第２のヒータ
での追い焚きが行われ、第１、第２の追い焚きスイッチ
をオンしたままでも不要な残湯がのこらずきわめて経済
的な使用を可能にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明電気温水器の実施例のブロック図

【図２】（ａ）は同電気温水器の容量全部を沸き上げた
時の動作図 （ｂ）は同じく３／８を沸き上げた時の動作図 （ｃ）は同じく１／８を沸き上げた時の動作図 （ｄ）は同じく容量全部が沸き上げられていない時の動
作図

【図３】従来の電気温水器のブロック図

【符号の説明】

１ 貯湯タンク ２ 第１のヒータ ３ 第２のヒータ ４ 第３のヒータ ７ 第１の追い焚きスイッチ ９ 第２の追い焚きスイッチ １０ 通電切り換え手段 １１ 夜間時間帯検出手段 １２ 夜間通電手段 １９ 第１の温度センサ ２０ 第２の温度センサ ２１ 第３の温度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F24H 1/18 302 F24H 1/18 301

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部に入水口、上部に出湯口を備えた貯
   湯タンクと、前記貯湯タンク下部に設置され、前記貯湯
   タンク内の水を加熱する第１のヒータ、前記第１のヒー
   タ近傍に設置され、前記貯湯タンク内の水温を検出する
   第１の温度センサと、前記第１のヒータより上方に設置
   され、前記貯湯タンク内の水を加熱する第２のヒータ
   と、前記第２のヒータ近傍に設置され、前記貯湯タンク
   内の水温を検出する第２の温度センサと、前記第２のヒ
   ータより上方に設置され、前記貯湯タンク内の水を加熱
   する第３のヒータと、前記第３のヒータ近傍に設置さ
   れ、前記貯湯タンク内の水温を検出する第３の温度セン
   サと、前記第１、第２、第３の温度センサからの温度信
   号によって前記第１、第２、第３のヒータのうちから上
   方に設置されたヒータを優先するように通電を切り換え
   る通電切換手段と、夜間時間帯を検出する夜間時間帯検
   出手段と、この夜間時間帯検出手段の信号により前記第
   １、第２、第３のヒータへの通電をオンする夜間通電手
   段と、前記夜間通電手段に関係なく前記第２のヒータへ
   の通電をオンオフする第１の追い焚きスイッチと、同様
   に前記第３のヒータへの通電をオンオフする第２の追い
   焚きスイッチとを備え、前記第１の追い焚きスイッチと
   第２の追い焚きスイッチは使用様態に応じて任意に選択
   できるとともに、追い焚き加熱時は常に前記第３のヒー
   タを優先して通電しながら追い焚きするようにした電気
   温水器。
2. 【請求項２】 通電切り換え手段は追い焚き時の第２の
   ヒータへの通電を、第３のヒータへ一度通電を行ったと
   きのみ行うようにした請求項１記載の電気温水器。