JP4385491B2 - 電気温水器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、貯湯槽を有し、沸き上げた温水を浴槽や一般蛇口に給湯する電気温水器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来のこの種の電気温水器の構成を示す配管系の回路図である。
【０００３】
図７において、１は水源から給水される水の圧力を減圧する減圧弁、２は水または温水を貯める貯湯槽、３は貯湯槽２内の水を沸き上げる発熱体、４は貯湯槽２内の水の温度を検出する沸き上げ湯温センサ、５は沸き上げにより体積膨張した温水を逃がすための逃し弁、６は貯湯槽２内の温水と水を適温に混合するための電動湯水混合弁、７は電動湯水混合弁６に補正をかけるための給湯湯温センサ、８は逃し弁５と給湯湯温センサ７とを有し貯湯槽２内の温水を電動湯水混合弁６に供給する混合温水管、９は水源からの給水を電動湯水混合弁６に供給する混合給水管、１０は水源からの給水を貯湯槽２に供給する給水管、１１は浴槽、１２は浴槽１１への給湯回路を開閉する電磁弁、１３は浴槽１１への給湯量を測定する浴槽給湯流量センサ、１４は一般蛇口が開かれたか否かを検出する蛇口給湯流量センサ（又はフローセンサ）、１５は台所の蛇口、１６は洗面の蛇口、１７は浴室のカラン兼シャワー、１８は全体の制御を司る制御部、１９は台所リモコン、２０は浴室リモコンである。前記１〜１０，１２〜１４，１８の構成部材はユニット２１としてまとめられ、室外に配置されている。
【０００４】
次に、従来の電気温水器の動作について説明する。なお、ここでは台所の蛇口１５、洗面の蛇口１６、及び浴室のカラン兼シャワー１７を、まとめて「一般蛇口」と称し、「一般蛇口からの給湯」とは、これらが単一で使われる場合や複数同時に使われる場合の双方を含むものとする。まず水源から給水された水は減圧弁１により減圧され、給水管１０を通って貯湯槽２に流れ込む。貯湯槽２の中は、常に水または温水で満水状態となっている。深夜電力等を利用して発熱体３に通電されると貯湯槽２内の水が加熱される。
【０００５】
貯湯槽２の沸き上げ湯温は台所リモコン１９で予め設定されており、この設定された沸き上げ湯温（例えば９０℃）を沸き上げ湯温センサ４が検出すると、制御部１８は発熱体３への通電を停止させる。加熱している間、貯湯槽２内の水が膨張するが、この膨張した水は、安全器として働く逃し弁５から排水される。
【０００６】
「一般蛇口からの給湯動作」
一般蛇口からの給湯湯温は、予め台所リモコン１９又は浴室リモコン２０で設定されており、例えば台所の蛇口１５を開くと、制御部１８は、設定されている蛇口給湯湯温となるように電動湯水混合弁６を制御し、貯湯槽２内の温水と水を適温に混合するとともに、給湯湯温センサ７の入力値に基づき電動湯水混合弁６に補正をかける。なお、蛇口給湯湯温は、最高設定湯温に上限値（例えば６０℃）を設け、瞬間火傷を防止するような配慮がなされている。
【０００７】
浴槽１１への給湯湯温は、予め浴室リモコン２０で設定される。浴槽１１への給湯動作としては、いくつかの動作パターンがあるが、湯張り、高温差し湯の２つのパターンは次のような動作である。
【０００８】
「湯張り動作」
浴室リモコン２０で、湯張りスイッチを押し、湯張りの指令を出すと、制御部１８は、給湯湯温センサ７の検出温度が浴室リモコン２０で設定されている浴槽湯温となるように電動湯水混合弁６を制御するとともに、電磁弁１２を開いて浴槽１１への湯張りを開始させる。浴槽１１への湯張り開始後、浴槽給湯流量センサ１３により、積算流量をカウントし、浴室リモコン２０で予め設定された浴槽湯量に到達するまで、湯張りを継続する。積算流量が、設定された浴槽湯量に到達すると、電磁弁１２を閉じさせて湯張りを完了する。
【０００９】
「高温差し湯動作」
浴室リモコン２０で、高温差し湯スイッチを押し、高温差し湯の指令を出すと、制御部１８は、給湯湯温センサ７の検出温度が高温（例えば６０℃）になるように電動湯水混合弁６を制御するとともに、電磁弁１２を開いて浴槽１１への高温差し湯を開始させる。浴槽１１への高温差し湯開始後、浴槽給湯流量センサ１３により、積算流量をカウントし、一定量（例えば２０Ｌ）に到達すると、電磁弁１２を閉じさせて高温差し湯を完了する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電気温水器は、以上のように設定されている蛇口給湯湯温となるよう、電動湯水混合弁６にて貯湯槽２内の温水と水を適温に混合し出湯するが、一般蛇口を開栓して適宜時間出湯した後一般蛇口を閉めると、貯湯槽２と混合温水管８と電動湯水混合弁６と混合給水管９と給水管１０とからなる循環回路での対流現象、すなわち循環回路中の混合給水管９内に混合温水管８中の熱い湯が流れ込み、最出湯する際に本来混合給水管９から電動湯水混合弁６に水が供給されるべき所に、湯が供給されるために大きなオーバーシュートが発生するという課題があった。そこで、この従来の電気温水器では、電動湯水混合弁６に閉止機能を設けて、出湯停止時は制御部１８がこの電動湯水混合弁６を循環回路の閉止位置まで駆動し、対流現象を防止していた。しかしながら上記従来の電気温水器では、出湯開始時に電動湯水混合弁６を閉止位置から所望の湯水混合比率となる弁位置まで駆動するため制御遅れが生じ、一時的に出湯温度が設定湯温に対して大きく上回るオーバーシュートまたは大きく下回るアンダーシュートが発生し湯温が安定しにくいという課題があった。特にオーバーシュートに関しては、高温出湯になり危険性が増す可能性がある。また、対流現象防止のための閉止機能と出湯時の制御応答性を両立させるためには、構成要素数の多い複雑で高コストの電動湯水混合弁を用いなければならないという課題もあった。
【００１１】
そこでさらに、図８に示すように上記対流現象を防止するために混合給水管９に逆止弁２２を設けて、上記対流現象を防止するようにしたものが提案されている。
【００１２】
しかしながら上記電気温水器では、逆止弁９のもつ流量−圧力損失特性により混合給水管９側の圧力損失（以降、抵抗と称する）の流量による変化率が混合温水管８側と大きく異なる。すなわち、混合温水管８側に比して混合給水管９側の抵抗は、小流量時は逆止弁２２の開弁圧の影響により抵抗が特に大きくなる。これにより、出湯中に出湯量の変化があった場合、特に一般蛇口からの給湯中に他の蛇口の開栓または閉栓（多栓の開閉）が有り出湯量が急変した場合、混合給水管９側と混合温水管８側の抵抗バランスが変化するために電動湯水混合弁６に流入する温水と水の流量バランスが変化し、一時的に出湯温度が設定湯温に対して大きく上回るオーバーシュートまたは大きく下回るアンダーシュートが発生し湯温が安定しにくいという課題もあった。
【００１３】
また、浴槽給湯流量センサ１３および蛇口給湯流量センサ１４には一般に、流路中に設けた羽根車がその流速に応じて回転することを利用し、羽根車の回転数を光センサや磁気センサを用いて検出し、流量に略比例した周波数のパルスを出力するタイプのものが多く用いられる。しかしながら、流量センサから出力されたパルス信号を流量に変換し流量確定や出湯確定を行うために、制御部１８内でパルス間の周期をタイマー等により読み取る方式を用いた場合には振動などの外乱や電気的ノイズによる出湯の誤確定を生じ易いという課題があった。一方、所定時間（例えば１秒間）のパルス数をカウントして所定パルス数以上であれば出湯確定し流量も確定する方式を用いた場合には、小流量でパルス周波数が小さいときの出湯確定のための十分な所定時間を取ると、カウントしている所定時間（１秒間）の間は出湯確定または流量確定ができず制御応答性が悪くなり、出湯量急変時に電動湯水混合弁６を駆動して温水と水の混合比率を調整し直す対応が素早くできないという課題もあった。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、水を加熱昇温する加熱手段と、加熱した温水を貯めておく貯湯槽と、水源からの水を供給する供給源となる給水部と、前記貯湯槽とは混合温水管により接続されるとともに前記給水部とは逆止弁を介して混合給水管により接続され、貯湯槽で沸き上げた温水と水源からの水とを混合する湯水混合手段と、前記湯水混合手段に接続され適温に混合された温水を一般蛇口へ供給する給湯配管と、前記給水部から貯湯槽につながる給水管と、前記湯水混合手段の下流側に給湯湯温センサと、前記一般蛇口へ供給される湯量を検出する流量センサとを備え、給水部から給水管を経て貯湯槽、混合温水管、湯水混合手段に至る配管路の途中に、前記湯水混合手段を挟んだ両側回路の流路抵抗バランスを略一定に保つ抵抗バランス安定化手段を設け、前記一般蛇口へ温水を供給する時は、前記給湯湯温センサの検出温度が設定温度となるように前記湯水混合手段の混合比率を補正し、前記流量センサで検出する流量が閾値を跨いで変化した時は、前記給湯湯温センサで検出する温度の湯温変動の増大が生じないように、前記湯水混合手段の混合比率を強制的に湯又は水側に所定量だけ調節するものである。
【００１５】
上記発明によれば、給湯配管からの出湯量が変化した場合、それに応じて混合される給水量、温水量も変化するが、給水側も温水側もどちらにも逆止弁があるので、湯水混合手段を挟んだ両側回路の流路抵抗バランスが崩れることを最小限に抑えることができ、混合手段の混合比率調整量が小さくて済むので、制御性が良くなり湯温変動による不快感防止や安全性確保が容易となり、使用感を大幅に改善できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は上記課題を解決するために以下の構成よりなる。すなわち第１の構成としては、水を加熱昇温する加熱手段と、加熱した温水を貯めておく貯湯槽と、水源からの水を供給する供給源となる給水部と、前記貯湯槽とは混合温水管により接続されるとともに前記給水部とは逆止弁を介して混合給水管により接続され、貯湯槽で沸き上げた温水と水源からの水とを混合する湯水混合手段と、前記湯水混合手段に接続され適温に混合された温水を供給する給湯配管と、前記給水部から貯湯槽につながる給水管とを備え、給水部から給水管を経て貯湯槽、混合温水管、湯水混合手段に至る配管路の途中に、前記湯水混合手段を挟んだ両側回路の流路抵抗バランスを略一定に保つ抵抗バランス安定化手段を設けて構成したものである。
【００１７】
そして、給湯配管からの出湯量が変化した場合、それに応じて混合される給水量、温水量も変化するが、給水側も温水側もどちらにも逆止弁があるので、湯水混合手段を挟んだ両側回路の流路抵抗バランスが崩れることを最小限に抑えることができ、混合手段の混合比率調整量が小さくて済むので、制御性が良くなり湯温変動による不快感防止や安全性確保が容易となり、使用感を大幅に改善できる。
また、出湯量により湯側と水側の流路抵抗バランスが異なっていても、出湯量の急変時は強制的に湯水混合手段の混合比率を所定量だけ調整するので、給湯温検知手段の信号によるフィードバック制御よりも高速に制御可能となり、制御遅れによる湯温変動の増大や過敏反応による変動増大のどちらも防ぐことができ、湯温変動による不快感防止や安全性確保が容易となり、使用感を大幅に改善できる。
【００１８】
また第２の構成としては、抵抗バランス安定化手段として、給水部と貯湯槽を接続する給水管の途中に第二の逆止弁を設けて構成したものである。そして、流路抵抗バランスの悪化を抑えることで湯温の制御性を良化し使用感を大幅に改善するとともに、第二の逆止弁を通る水が高温の湯ではなく沸き上げ前の給水であるので温度低下を図ることができ、耐高温水用の材料を用いることなくコストダウンが図れ、部品としての耐久性や信頼性が向上する。
【００１９】
また第３の構成としては、水を加熱昇温する加熱手段と、加熱した温水を貯めておく貯湯槽と、水源からの水を供給する供給源となる給水部と、前記貯湯槽とは混合温水管により接続されるとともに前記給水部とは逆止弁を介して混合給水管により接続され、貯湯槽で沸き上げた温水と水源からの水とを混合する湯水混合手段と、前記湯水混合手段に接続され適温に混合された温水を供給する給湯配管と、前記給湯配管に設けられた給湯温検知手段と、前記給湯温検知手段の信号により前記湯水混合手段の混合比率を変化させる制御手段と、前記給水部から貯湯槽につながる給水管とを備え、給水部から逆止弁までの混合給水管の途中に圧力変化緩衝手段を設けて構成したものである。そして、多栓が開閉されるなど給湯配管からの出湯量が急変した場合、それに応じて混合される給水量、温水量も変化するが、圧力変化緩衝手段の作用により湯水混合手段へ流入する温水と水は、貯湯槽からの温水と同様に圧力変動が緩和されるので、湯水混合手段に水側だけ先に流量変化が伝わることを防止でき、瞬間的な湯温変動に制御が過敏に反応し湯温変動を増大させることを防ぐので、湯温変動による不快感防止や安全性確保が容易となり、使用感を大幅に改善できる。
【００２０】
また第４の構成としては、圧力変化緩衝手段は、略垂直に設けた上端先止めの直管において垂直下方を流入口とし、上端より所定の容積部を確保した長さだけ下方に略水平方向に分岐する流出口を設けて構成したものである。そして、垂直配管だけで圧力変化緩衝手段を構成できるので、スペースをとらず配置も容易となり、コンパクトな電気温水器を提供することができる。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の電気温水器の配管系を示す回路図である。図１において、３１は水源から給水される水の圧力を減圧し給水部ともなる減圧弁、３２は水または温水を貯める貯湯槽、３３は減圧弁３１を通った水源からの給水を貯湯槽３２に供給する給水管、３４は貯湯槽３２内の水を沸き上げる加熱手段である発熱体、３５は貯湯槽３２内の水の温度を検出する沸き上げ湯温センサ、３６は沸き上げにより体積膨張した温水を逃がすための逃し弁、３７は貯湯槽３２内で沸き上げた温水と水を適温に混合するための湯水混合手段である電動湯水混合弁、３８は逃し弁３６を備え貯湯槽３２と電動湯水混合弁３７をつなぐ混合温水管、３９は減圧弁３１と電動湯水混合弁３７をつなぐ混合給水管、４０は給水を減圧弁３１から電動湯水混合弁３７への一方向へ流すように混合給水管３９に設けた第一の逆止弁、４１は第一の逆止弁４０の上流に設けた圧力変化緩衝手段であるバッファタンク、４２は貯湯槽３２の温水を電動湯水混合弁３７への一方向へ流すように混合温水管３８に設けた抵抗バランス安定化手段である第二の逆止弁、４３は浴槽、４４は浴槽４３への給湯回路を開閉する給湯開閉手段である電磁弁、４５は電動湯水混合弁３７からの温水を電磁弁４４を経て浴槽４３へ流す浴槽給湯配管、４６は台所の蛇口、４７は洗面の蛇口、４８は浴室のカラン兼シャワー、４９は一般蛇口が開かれたか否かを検出する開栓検知手段であるフローセンサ、５０は電動湯水混合弁３７からフローセンサ４９を経て一般蛇口である台所の蛇口４６、洗面の蛇口４７、浴室のカラン兼シャワー４８へ温水を流すための一般蛇口給湯配管、５１は給湯配管である浴槽給湯配管４５および一般蛇口給湯配管５０の共通部分に設けられた給湯温検知手段である給湯湯温センサ、５２は全体の制御を司る制御部、５３は一般蛇口給湯温度の設定手段である台所リモコン、５４は一般蛇口給湯温度設定手段にも浴槽給湯温度設定手段にも切り替えられる浴室リモコンである。
【００２４】
次に、この実施例１の電気温水器の動作について説明する。なお、ここでも台所の蛇口４６、洗面の蛇口４７、及び浴室のカラン兼シャワー４８を、まとめて「一般蛇口」と称し、「一般蛇口からの給湯」とは、これらが単一で使われる場合や複数同時に使われる場合の双方を含むものとする。まず水源から給水された水は減圧弁３１により減圧され、給水管３３を通って貯湯槽３２に流れ込む。貯湯槽３２の中は常に水または温水で満水状態となっている。深夜電力等を利用して発熱体３４に通電されると貯湯槽３２内の水が加熱される。
【００２５】
貯湯槽３２の沸き上げ湯温は台所リモコン５３で予め設定されており、この設定された沸き上げ湯温（例えば９０℃）を沸き上げ湯温センサ３５が検出すると、制御部５２は発熱体３４への通電を停止させる。加熱している間、貯湯槽３２内の水が膨張するが、この膨張した水は、安全器として働く逃し弁３６から排水される。
【００２６】
一般蛇口からの給湯湯温は、予め台所リモコン５３又は浴室リモコン５４で設定されている。また蛇口給湯湯温は、最高設定湯温に上限値（例えば６０℃）を設け、瞬間火傷を防止するような配慮がなされている。
【００２７】
「一般蛇口からの給湯動作」
例えば台所の蛇口４６を開くと、制御部５２は、設定されている蛇口給湯湯温となるように電動湯水混合弁３７を制御し、貯湯槽３２内の温水と水を適温に混合するとともに、給湯湯温センサ５１の入力値に基づき電動湯水混合弁３７を駆動し混合比率に補正をかける。
【００２８】
浴槽４３への給湯湯温は、予め浴室リモコン５４で設定される。浴槽４３への給湯動作としては、湯張り、高温差し湯、足し湯、注水の４つのパターンがある。
【００２９】
「湯張り動作」
湯張りを行うには、まず浴室リモコン５４で、湯張りスイッチを押す。これにより湯張りの指令が出力され、制御部５２が、給湯湯温センサ５１の検出温度が浴室リモコン５４で設定されている浴槽給湯温度となるように電動湯水混合弁３７を制御するとともに、電磁弁４４を開いて浴槽４３への湯張りを開始させる。浴槽４３への湯張り開始後、制御部５２内でタイマーを作動させ、浴室リモコン５４で予め設定された湯張り量に相当する時間に到達するまで、湯張りを継続する。湯張り動作時間が、設定された湯張り時間に到達すると、電磁弁４４を閉じさせて湯張りを完了する。
【００３０】
「高温差し湯動作」
浴槽４３内の温水の温度が下がった時に高温差し湯を行うには、まず浴室リモコン５４で、高温差し湯スイッチを押し差し湯温設定６０℃を選択する。これにより高温差し湯の指令が出力され、制御部５２が、給湯湯温センサ５１の検出温度が高温（例えば６０℃）になるように電動湯水混合弁３７を制御するとともに、電磁弁４４を開いて浴槽４３への高温差し湯を開始させる。浴槽４３への高温差し湯開始後、制御部５２内でタイマーを作動させ、所定の高温差し湯時間に到達すると、電磁弁４４を閉じさせて高温差し湯を完了する。
【００３１】
「足し湯動作」
浴槽４３内の温水の量が減った時に足し湯を行うには、まず浴室リモコン５４で、足し湯スイッチを押す。これにより足し湯の指令が出力され、制御部５２が、給湯湯温センサ５１の検出温度が浴室リモコン５４で設定されている浴槽給湯温度となるように電動湯水混合弁３７を制御するとともに、電磁弁４４を開いて浴槽４３への足し湯を開始させる。浴槽４３への足し湯開始後、制御部５２内でタイマーを作動させ、所定の足し湯時間に到達すると、電磁弁４４を閉じさせて足し湯を完了する。
【００３２】
「注水動作」
注水を行うには、まず浴室リモコン５４で、注水スイッチを押す。これにより注水の指令が出力され、制御部５２が、電動湯水混合弁３７を水側一杯に開き、水源の水を直接給水するように制御するとともに、電磁弁４４を開いて浴槽４３への注水を開始させる。浴槽４３への注水開始後、制御部５２内でタイマーを作動させ、所定の注水時間に到達すると、電磁弁４４を閉じさせて注水を完了する。
【００３３】
ここで、例えば台所の蛇口４６と浴室のカラン兼シャワー４８から例えば給湯湯温４０℃の一般蛇口給湯が同時に行われている最中に、台所の蛇口４６が閉栓され出湯停止されたとする。このとき一般蛇口給湯配管５０中を流れる出湯流量は瞬時に減少し、それに応じて混合される給水流量、温水流量も減少する。多栓の閉栓により出湯量が減少するときは、蛇口の圧力損失が増大し給湯配管内の圧力は急上昇しようとするが、減圧弁３１から電動湯水混合弁３７に至る温水側の回路には大きな容積を有する貯湯槽３２があるので、圧力の急変を貯湯槽３２が吸収、緩和してしまう。また、これと同時に、出湯量の減少に応じて給水流量が減少すると第一の逆止弁４０の前後の圧力差が減少し、逆止弁開弁圧に接近して第一の逆止弁４０が半開き状態になるので、ここでの抵抗が増大し混合給水管３９から電動湯水混合弁３７への給水が流れにくくなる。
【００３４】
したがって多栓の閉栓時には、圧力急変を緩和された温水側よりも給水側の方が、瞬間的に先に電動湯水混合弁３７に流入しようとするが、この実施例１の構成では温水側の貯湯槽３２と同様に、給水側にも混合給水管３８に設けたバッファタンク４１が圧力変動を緩和するので、湯水混合手段に給水側だけ先に流入することを防止でき、瞬間的な湯温変動に制御が過敏に反応し湯温変動を増大させることを防ぐ。
【００３５】
またこの直後、多栓の閉栓により給水側の抵抗が第一の逆止弁４０の特性の影響で増大し、電動湯水混合弁３７につながる混合温水管３８と混合給水管３９の抵抗バランスが崩れて給水流量だけが減少しようとするが、この実施例１の構成では温水側にも混合温水管３８に設けた第二の逆止弁４２があるので、電動湯水混合弁３７を挟んだ両側回路の流路抵抗バランスが崩れることを最小限に抑えることができ、電動湯水混合弁３７の混合比率調整量が小さくて済むので制御性が良くなり、オーバーシュートやアンダーシュートといった湯温変動による不快感防止や安全性確保が容易となり、捨て湯などもなくなり使用感を大幅に改善できる。
【００３６】
なお、本実施例では圧力変化緩衝手段であるバッファタンクとして、略水平の容積部の左右に流入口と流出口を有したもので構成した回路図を用いて説明したが、図２に示すように縦長に設けた容積部５５の下部に流入口５６を設け、容積部５５の上部から挿入したパイプ５７の下端に流出部５８を設けて、容積部５５内に空気層が存在することで圧力変化の緩衝効果を向上しようとしたものを用いても良い。
【００３７】
（実施例２）
図３は本発明の実施例２の電気温水器の配管系を示す回路図であり、図４は同電気温水器の出湯または流量の確定方法を示すフローチャート、図５は同電気温水器の出湯または流量の確定方法を示す模式図、図６は同電気温水器の流量急変があった場合の湯水混合手段の制御方法を示すフローチャートである。図３において図１と同符号のものは相当する構成要素であり、詳細な説明は省略する。図において、５９は一般蛇口が開かれたか否かを検出する開栓検知手段であるとともに流量検知手段でもあるパルス出力型の流量センサである。制御部５２の内部には、流量センサ５９から出力されるパルス信号の数をＴ＝０．１秒間カウントするカウンター６０と、カウンターで繰り返し読みとったＴ＝０．１秒間毎のパルス数の１０個分を格納できる１０個の格納部６１ａ、・・・、６１ｊと、パルス数が１２個以上の場合に出湯を確定する確定部６２とが設けられている。また制御部５２には所定の流量を閾値として、この閾値を大から小、または小から大へと跨ぐ急変があった場合に、確定部６２で確定した流量値と急変閾値とを比較し急変を確定する急変確定部６３を有している。
【００３８】
また、６４は、外径がおよそ５〜１００mm、好ましくは混合給水管３９と同寸外径の略垂直に設けた上端先止めの直管であり、直管６４の下方には減圧弁３１につながる流入口６５を有し、上端より所定の容積部６６を確保した長さだけ下方に略水平方向に分岐する流出口６７を有して、圧力変化緩衝手段として構成され混合給水管３９の第一の逆止弁４０上流に設けられている。６８は、給水が減圧弁３１から貯湯槽３２に流れる方向に給水管３３に設けられた第二の逆止弁である。
【００３９】
次に、この実施例２の電気温水器の動作について説明する。
【００４０】
「一般蛇口からの給湯動作」
例えば台所の蛇口４６を開くと、流量センサ５９から流量に略比例した周波数でパルス信号が出力される。制御部５２では、流量センサ５９からのパルス信号が入力される度にカウンター６０でパルス数を１増やし、周期Ｔ＝０．１秒間のパルス数をカウントする。蛇口を開く前の格納部６１ａ、・・・、６１ｊには、パルス信号が入力されていなかったので１０個全てパルス数ゼロが格納されていたが、蛇口の開栓とともに周期Ｔ＝０．１秒毎にパルス数がカウンター６０から格納部６１ａに格納され、６１ａにあったパルス数は６１ｂに、６１ｂにあったものは６１ｃにと、順送りに格納値が移動される。確定部６２では１０個の格納部６１ａ、・・・、６１ｊの全てのパルス数の総和を求め、周期Ｔ＝０．１秒毎の移動積算値であるこのパルス数の総和と、所定の出湯確定値（例えば１２個）とを比較し、パルス数の総和が１２個以上であった場合は出湯を確定する。出湯が確定されると制御部５２は、設定されている蛇口給湯湯温となるように電動湯水混合弁３７を制御し、貯湯槽３２内の温水と水を適温に混合するとともに、給湯湯温センサ５１の入力値に基づき電動湯水混合弁３７を駆動し混合比率に補正をかける。
【００４１】
浴槽４３への給湯湯温は、予め浴室リモコン５４で設定される。浴槽４３への給湯動作としては、上記実施例１と同様に湯張り、高温差し湯、足し湯、注水の４つのパターンがあり、説明は省略する。
【００４２】
ここで、例えば台所の蛇口４６と浴室のカラン兼シャワー４８から例えば給湯湯温４０℃の一般蛇口給湯が同時に行われている最中に、台所の蛇口４６が閉栓され出湯停止されたとする。このとき一般蛇口給湯配管５０中を流れる出湯流量は瞬時に減少する。この実施例２の構成では、温水側の貯湯槽３２と同様に、給水側にも混合給水管３８に設けた直管６４が圧力変動を緩和するので、湯水混合手段に給水側だけ先に流入することを防止でき、瞬間的な湯温変動に制御が過敏に反応し湯温変動を増大させることを防ぐとともに、垂直配管だけで圧力変化緩衝手段を構成できるので、スペースをとらず配置も容易となり、コンパクトな電気温水器を提供することができる。
【００４３】
またこの直後、この実施例２の構成では温水側にも給水管３３に設けた第二の逆止弁６８があるので、電動湯水混合弁３７を挟んだ両側回路の流路抵抗バランスの悪化を抑えることで湯温の制御性を良化し使用感を大幅に改善するとともに、第二の逆止弁を通る水が高温の湯ではなく沸き上げ前の給水であるので温度低下を図ることができ、耐高温水用の材料を用いることなくコストダウンが図れ、部品としての耐久性や信頼性が向上する。
【００４４】
さらにこの実施例２の構成では、
（Ｔ＝０．１秒）×１０個＝１．０秒
のパルス数の積算値により出湯または流量確定するので、振動等の外乱や瞬間的な電気ノイズによる出湯や流量の誤判定を防ぐことができるとともに、１．０秒間のパルス数積算値に０．１秒毎の移動積算値を用いているので、流量確定が０．１秒毎に行うことができ、出湯量の急変検出および急変確定部６３での流量急変確定が早くなる。そしてこの場合、例えば台所の蛇口４６と浴室のカラン兼シャワー４８とからの出湯量が毎分２０Ｌであったものが、台所の蛇口４６の閉栓により毎分５Ｌに急減し、閾値（例えば毎分１０Ｌ）を跨いでいるため流量急変確定が行われると、制御部５２は強制的に電動湯水混合弁３７の混合比率を所定量（例えば混合比率０．１給水を増やす）だけ調整するので、給湯湯温センサ５１の信号によるフィードバック制御よりも高速に制御可能となる。また圧力変化緩衝手段である直管６４の効果が不十分で給水が一瞬早く電動湯水混合弁３７に流入し給湯湯温センサ５１が湯温低下を検出して出湯温を上昇させようと過敏に反応しても、給水を増やす逆方向に強制的に混合比率を調整しているので間違った出湯温上昇は生じず、制御遅れによる湯温変動の増大や過敏反応による変動増大のどちらも防ぐことができ、湯温変動による不快感防止や安全性確保が容易となり、使用感を大幅に改善できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の電気温水器は、以下に述べる効果を有するものである。
【００４６】
すなわち、請求項１記載の発明によれば、給湯配管からの出湯量が変化した場合、それに応じて混合される給水量、温水量も変化するが、給水側も温水側もどちらにも逆止弁があるので、湯水混合手段を挟んだ両側回路の流路抵抗バランスが崩れることを最小限に抑えることができ、混合手段の混合比率調整量が小さくて済むので、制御性が良くなり湯温変動による不快感防止や安全性確保が容易となり、使用感を大幅に改善できる。
また、出湯量により湯側と水側の流路抵抗バランスが異なっていても、出湯量の急変時は強制的に湯水混合手段の混合比率を所定量だけ調整するので、給湯温検知手段の信号によるフィードバック制御よりも高速に制御可能となり、制御遅れによる湯温変動の増大や過敏反応による変動増大のどちらも防ぐことができ、湯温変動による不快感防止や安全性確保が容易となり、使用感を大幅に改善できる。
【００４７】
また、請求項２記載の発明によれば、給湯配管からの出湯量が変化した場合の流路抵抗バランスの悪化を抑えることで湯温の制御性を良化し使用感を大幅に改善するとともに、第二の逆止弁を通る水が高温の湯ではなく沸き上げ前の給水であるので温度低下を図ることができ、耐高温水用の材料を用いることなくコストダウンが図れ、部品としての耐久性や信頼性が向上する。
【００４８】
また、請求項３記載の発明によれば、多栓が開閉されるなど給湯配管からの出湯量が急変した場合、それに応じて混合される給水量、温水量も変化するが、圧力変化緩衝手段の作用により湯水混合手段へ流入する温水と水は、貯湯槽からの温水と同様に圧力変動が緩和されるので、湯水混合手段に水側だけ先に流量変化が伝わることを防止でき、瞬間的な湯温変動に制御が過敏に反応し湯温変動を増大させることを防ぐので、湯温変動による不快感防止や安全性確保が容易となり、使用感を大幅に改善できる。
【００４９】
また、請求項４記載の発明によれば、給湯配管からの出湯量が急変した場合の圧力変動の緩和する圧力変化緩衝手段を垂直配管だけで構成できるので、スペースをとらず配置も容易となり、コンパクトな電気温水器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の電気温水器の配管系を示す回路図
【図２】同実施例１の電気温水器の他のバッファタンクを示す断面構成図
【図３】本発明の実施例２の電気温水器の配管系を示す回路図
【図４】同実施例２の電気温水器の出湯または流量の確定方法を示すフローチャート
【図５】同実施例２の電気温水器の出湯または流量の確定方法を示す模式図
【図６】同実施例２の電気温水器の流量急変があった場合の湯水混合手段の制御方法を示すフローチャート
【図７】従来の電気温水器の構成を示す配管系の回路図
【図８】他の従来の電気温水器の構成を示す配管系の回路図
【符号の説明】
３１ 減圧弁（給水部）
３２ 貯湯槽
３３ 給水管
３４ 発熱体（加熱手段）
３７ 電動湯水混合弁（湯水混合手段）
３８ 混合温水管
３９ 混合給水管
４０ 第一の逆止弁
４１ バッファタンク（圧力変化緩衝手段）
４２ 第二の逆止弁（抵抗バランス安定化手段）
４５ 浴槽給湯配管
５０ 一般蛇口給湯配管
５１ 給湯湯温センサ（給湯温検知手段）
５２ 制御部
５９ 流量センサ（流量検知手段）
６０ カウンター
６１ａ、６１ｂ、・・・、６１ｊ 格納部
６２ 確定部
６４ 直管
６５ 流入口
６６ 容積部
６７ 流出口
６８ 第二の逆止弁

Claims (4)

1. 水を加熱昇温する加熱手段と、加熱した温水を貯めておく貯湯槽と、水源からの水を供給する供給源となる給水部と、前記貯湯槽とは混合温水管により接続されるとともに前記給水部とは逆止弁を介して混合給水管により接続され、貯湯槽で沸き上げた温水と水源からの水とを混合する湯水混合手段と、前記湯水混合手段に接続され適温に混合された温水を一般蛇口へ供給する給湯配管と、前記給水部から貯湯槽につながる給水管と、前記湯水混合手段の下流側に給湯湯温センサと、前記一般蛇口へ供給される湯量を検出する流量センサとを備え、給水部から給水管を経て貯湯槽、混合温水管、湯水混合手段に至る配管路の途中に、前記湯水混合手段を挟んだ両側回路の流路抵抗バランスを略一定に保つ抵抗バランス安定化手段を設け、前記一般蛇口へ温水を供給する時は、前記給湯湯温センサの検出温度が設定温度となるように前記湯水混合手段の混合比率を補正し、前記流量センサで検出する流量が閾値を跨いで変化した時は、前記給湯湯温センサで検出する温度の湯温変動の増大が生じないように、前記湯水混合手段の混合比率を強制的に湯又は水側に所定量だけ調節することを特徴とする電気温水器。
2. 抵抗バランス安定化手段として、給水部と貯湯槽を接続する給水管の途中に第二の逆止弁を設けた請求項１記載の電気温水器。
3. 給水部から逆止弁までの混合給水管の途中に圧力変化緩衝手段を設けた請求項１または２に記載の電気温水器。
4. 圧力変化緩衝手段は、略垂直に設けた上端先止めの直管において垂直下方を流入口とし、上端より所定の容積部を確保した長さだけ下方に略水平方向に分岐する流出口を設けた請求項３記載の電気温水器。

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