JP4743664B2 - 電気温水器システム - Google Patents

Description

本発明は、電気温水器と、該電気温水器への通電ラインに設けられたタイムスイッチとからなる電気温水器システムに係り、特にタイムスイッチに内蔵された温度検出手段の検知信号に基づいて電気温水器内の電動弁を作動させて凍結防止を図る電気温水器システムに関する発明である。

従来の凍結防止システムとしては、特開平４−３１９１３３号公報に記載されている寒冷地用便器洗浄装置がある。かかる寒冷地用便器洗浄装置は、便器に対して洗浄水を吐出する駆動弁と、該駆動弁を開いて前記洗浄水を便器に吐出させる制御部とを具備しており、さらに、前記洗浄水が凍結するような低温期になった時に凍結防止制御信号を出力する低温期検出手段と、前記凍結防止制御信号を入力した時から前記駆動弁を駆動して前記洗浄水を間欠吐出させ、洗浄水の凍結防止制御する凍結防止制御手段とを有する副制御部とを備える。なお、制御部と副制御部とは信号線によって接続されている。（例えば、特許文献１参照。）。
このような場合、制御部と副制御部間の信号伝達は信号線によって行なっており、給電線の他に信号線を必要とするため、配線工事が煩雑であった。

特開平４−３１９１３３号公報（第２頁、第１図）

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、タイムスイッチに内蔵された温度検出手段の検知信号に基づいて電気温水器内の電動弁を作動させる際、専用の信号線を設ける必要をなくし、配線工事を簡単とすることである。

上記目的を達成するために請求項１記載の電気温水器システムにおいては、電気温水器と、該電気温水器への通電ラインに設けられたタイムスイッチとからなる電気温水器システムであって、前記電気温水器は、電気ヒーターと、該電気ヒーターによって加熱された温水を貯える温水タンクと、該温水タンク内の湯温を検出する湯温検出手段と、該湯温検出手段の検出値に基づいて前記電気ヒーターを制御して所定の温度へ沸き上げる湯温制御部と、前記温水タンクから出湯する温水供給路を開閉する電動弁と、該電動弁を開閉させる吐水制御部とを備え、前記タイムスイッチは、設定された時刻にオンないしオフ信号を発生するタイマー部と、該タイマー部からの出力に基づいて前記湯温制御部への通電をオンオフするヒータースイッチ部と、近傍の雰囲気温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段からの検出信号に基づいて前記吐水制御部への通電をオンオフする弁スイッチ部とを備え、前記電気温水器の吐水制御部は、前記弁スイッチ部からの通電がオフからオンに切替わることを検知すると前記電動弁を一定時間開弁することを特徴とする。

また、請求項２記載の電気温水器システムは、前記タイムスイッチにおいて、前記弁スイッチ部は前記タイマー部からの出力に係わらず通電オン状態が維持されることを特徴とする。

また、請求項３記載の電気温水器システムは、前記タイムスイッチにおいて、電気ヒータースイッチ部と前記弁スイッチ部とをそれぞれ複数個有し、これら複数のヒータースイッチ部と弁スイッチ部とに複数の電気温水器を接続可能としたことを特徴とする。

また、請求項４記載の電気温水器システムは、前記タイムスイッチにおいて、前記複数個のヒータースイッチ部へ供給されるトータル電流を検出する電流検出手段を設け、該電流検出手段からの出力が所定値を超えると、予め定められた優先度に基づいて前記複数個のヒータースイッチ部への通電をオンオフすることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、タイムスイッチに内蔵された温度検出手段の検知信号に基づいて電気温水器内の電動弁を作動させる際、専用の信号線を設ける必要はなく、給電線のみで構成することができ、配線工事が簡単となる。

また、請求項２に記載の発明のよれば、電動弁はタイマーで設定された時刻に関係なく常時開閉可能であり、いつでも吐水をして手洗い等をすることが可能である。

また、請求項３に記載の発明のよれば、１台のタイムスイッチにて複数台の電気温水器のコントロールを行なうことが可能である。

また、請求項４に記載の発明のよれば、１つのコンセントを用いてブレーカーを落とすことなく、複数台の電気温水器を設置することが可能である。

以下本発明の実施の形態を、図面により詳細に説明する。
図１は本発明の洗面器とのセット状態を示す施工図、図２は本発明の一実施例を示す電気温水器の模式的説明図である。図１に示すように、電気温水器１は、洗面器５の下の壁面に固定されて使用されるものであり、電気温水器１の側面にはタイムスイッチ２が取り付けられている。

電気温水器１の内部構成について、図２に基づき説明する。温水タンク２１には、温水タンク２１内の水を加熱するための電気ヒーター３４が取り付けられており、温水タンク２１に取り付けられた湯温検出手段３３によりタンク内の湯の温度を検出し、所定の温度になるように電気ヒーター３４の通電を湯温制御部２３にて制御する。また、図１に示すように、洗面器５には使用者の手を検知することにより自動で吐水・止水を行なう出湯水栓３が固定されており、この出湯水栓３に手を差し出すと、センサー４により手を検知し、センサーコード９を介して電気温水器１に内蔵された吐水制御部２２へ信号が入力される。そして、吐水制御部２２は電動弁２４を開くよう信号を出力し、電動弁２４が開くと、水は止水栓６より給水連結管８を通って電気温水器１へ供給される。電気温水器１の給水口２７より供給された水は、電動弁２４を通過後に給水バイパス管３０とタンク給水管２８に分岐される。そして、タンク給水管２８を通った水は温水タンク２１の底より給水され、温水タンク２１内で加熱されて蓄えられた湯を押し出してタンク出湯管３１より混合バルブ２５へ出湯される。混合バルブ２５はＳＭＡ（形状記憶合金）を内蔵したサーモスタット式ミキシングバルブであり、混合バルブ２５に入った湯は、給水バイパス管３０からくる水と混合され、約３６℃の湯になり出湯管３２を経由して出湯口２６より出湯され、出湯連結管１０を通って出湯水栓３より湯が吐水される。なお、図１に示すように、タイムスイッチ２は電気温水器１の側面に取り付けられ、吐水制御部用電源供給コード１１及び湯温制御部用電源供給コード１２で電気温水器１と電気的に接続される。また、タイムスイッチ２へはタイムスイッチ用コンセント７へ接続したタイムスイッチ用電源供給コード１３より電源が供給される。

図３は、本発明の一実施例を示す電気温水器システムの機能ブロック図であり、タイムスイッチ２と、２台の電気温水器１ａ、１ｂで構成されている。これらの電気温水器１ａ、１ｂはそれぞれ吐水制御部２２ａ、２２ｂ及び湯温制御部２３ａ、２３ｂを備え、吐水制御部用電源供給コード１１ａ、１１ｂおよび湯温制御部用電源供給コード１２ａ、１２ｂにてタイムスイッチ２と接続されている。また、タイムスイッチ２は、設定された時刻にオンないしオフ信号を発生するタイマー部４９と、このタイマー部４９からの出力に基づきヒータースイッチ部４５ａ、４５ｂをオンオフして電気温水器１ａ、１ｂに内蔵された湯温制御部２３ａ、２３ｂへの通電オンオフを湯温制御部用電源供給コード１２ａ、１２ｂを通じて行なうためのヒータースイッチ部制御手段５０とを備える。さらに、ヒータースイッチ部制御手段５０へは電流検出手段４３が接続され、該電流検出手段４３の出力に基づいて、非優先側コンセント４７ｂへとつながるヒータースイッチ部４５ｂをオンオフする。このとき、優先側コンセント４７ａに湯温制御部用電源供給コード１２ａにて接続された電気温水器１ａの湯温制御部２３ａへの電源は供給されたままとなる。従って、タイムスイッチ１台で２台の電気温水器をタイマー運転させることが出来るとともに、電流検出値に基づいて非優先とした電気温水器の運転を停止させることが出来る。

また、タイムスイッチ２は、その近傍の雰囲気温度を検出するための温度検出手段４２と、この温度検出手段４２からの検出信号に基づいて、凍結防止のために出湯水栓３から吐水させるための弁スイッチ部４４をオンオフさせる弁スイッチ部制御手段４１を備える。弁スイッチ部４４には電気温水器１ａ、１ｂ内の吐水制御部２２ａ、２２ｂが吐水制御部用電源供給端子４８ａ、４８ｂを通してそれぞれ接続されている。本実施例では、弁スイッチ４４を電気温水器１ａの吐水制御部２２ａと、電気温水器１ｂの吐水制御部２２ｂとに対して一つとしたが、各吐水制御部用にそれぞれの弁スイッチ部としてもよい。その場合は、それぞれの電気温水器の凍結防止性能に対応して温度検出手段４２からの検出信号の異なる条件で凍結防止動作をさせることが出来る。なお、温度検出手段４２を電気温水器１ａ、１ｂの内部に設けることも可能であるが、吐水制御部２２ａ、２２ｂまたは湯温制御部２３ａ、２３ｂへ新たな制御回路を追加する必要があり、制御部の再設計が必要となる。

さらに、電源は、タイムスイッチ用電源供給コード１３をタイムスイッチ用コンセント７へ接続することにより供給され、供給された電源は電流検出手段４３、電流ヒューズ４６、ヒータースイッチ部４５ａ、４５ｂを経由して電気温水器１ａ、１ｂの湯温制御部２３ａ、２３ｂへ供給されるとともに、弁スイッチ部４４を経由して電気温水器１ａ、１ｂの吐水制御部２２ａ、２２ｂへも供給される。従って、吐水制御部２２ａ、２２ｂと湯温制御部２３ａ、２３ｂへの電源供給ルートは別々に構成されているため、タイマーで設定された時刻に関係なく、吐水制御部２２ａ，２２ｂへは吐水制御部用電源コード１１ａ、１１ｂによって常時通電可能であり、よって、電気温水器１ａ，１ｂに設けられた電動弁２４は常時開閉可能であり、いつでも吐水をして手洗い等をすることが可能である。

次に、図４に基づいて、ヒータースイッチ部制御手段５０にて行なわれるヒータースイッチ部４５ａ，４５ｂに対する動作指令の判断フローについて説明する。
まず、ステップＳ１にてタイマー部４９の出力がＯＮであるか否かを判断し、タイマー部４９の出力がＯＮであると判断した場合は、ヒータースイッチ部４５ａ、４５ｂをＯＮして、電気温水器１ａ、１ｂの湯温制御部２３ａ、２３ｂへ電源を供給する（ステップＳ２）。次に、ステップＳ３にて電流検出手段４３で検出された電流値が所定値（例えば、１５Ａ）以上であるか否かを判断する。ステップＳ３にて電流検出手段４３で検出された電流値が所定値（例えば、１５Ａ）以上であると判断すると、ステップＳ４にてヒータースイッチ部４５ｂをＯＦＦして、電気温水器１ｂの湯温制御部２３ｂへの電源供給を停止する。その結果、電気温水器１ｂの電気ヒーター３４へ通電されることがなくなる。次に、ステップＳ５にて電流検出手段４３で検出された電流値が所定値（例えば、１Ａ）以下であるか否か、すなわち電気温水器１ａの電気ヒーターがＯＦＦである（温水タンク内のお湯が所定温度に沸き上がった状態）か否かを判断する（ステップＳ５）。なお、所定値の１Ａ以下という設定は、電流検出手段４３等における漏れ電流や電気温水器１ａ、１ｂの待機時（電気ヒーターＯＦＦ時）の消費電流を考慮しての値としている。ステップＳ５にて電流検出手段４３で検出された電流値が１Ａ以下（電気温水器１ａの電気ヒーターがＯＦＦ）であると判断すると、ステップＳ６にてヒータースイッチ部４５ｂをＯＮして、電気温水器１ｂの湯温制御部２３ｂへの電源供給を開始する。その結果、電気温水器１ｂの電気ヒーターへ通電が開始されてステップＳ１へ戻る。ステップＳ５にて電流検出手段４３で検出された電流値が１Ａを超えている、すなわち電気温水器１ａの電気ヒーターがＯＮである（温水タンク内のお湯を所定温度まで沸き上げ中の状態）と判断すると、ステップＳ４へ戻り、ヒータースイッチ部４５ｂをＯＦＦのままとしておく。また、ステップＳ３にて電流検出手段４３で検出された電流値が１５Ａ未満であると判断すると、ヒータースイッチ部４５ａ、４５ｂをＯＮのままとして、ステップＳ１へ戻る。なお、ステップＳ１にてタイマーがＯＦＦであると判断すると、ヒータースイッチ部４５ａ、４５ｂをＯＦＦとして、電気温水器１ａ、１ｂの湯温制御部２３ａ、２３ｂへの電源供給を停止してステップＳ１へ戻る。

従って、一般にコンセントの定格電流は１５Ａであり、一つのコンセントに複数の電気温水器を接続した場合、同時に電気ヒーターがＯＮした際の合計電流が１５Ａを超える場合には新たなコンセントの設置が必要となるが、本発明によって、２台の電気温水器の電気ヒーター容量がそれぞれ例えば１．１ＫＷ（ＡＣ１００Ｖ、１１Ａ）の場合であっても、同時に電気ヒーター３４への通電が行なわれることはなく、１５Ａを超えないので、１つのコンセント（定格電流１５Ａ）を用いてブレーカーを落とすことなく、２台の電気温水器を設置することが可能である。

次に、図５に基づいて、弁スイッチ部制御手段４１にて行われる凍結防止動作を説明する。
まず、ステップＳ１１にて温度検出手段４２で検出された雰囲気温度が所定値（例えば、１℃）未満であるか否かを判断し、温度検出手段４２で検出された雰囲気温度が所定値（例えば、１℃）未満であると判断した場合は、凍結の恐れがあると判断し、吐水制御部用電源供給コード１１ａ、１１ｂを通じて吐水制御部２２ａ、２２ｂへ接続された弁スイッチ部４４を所定時間（例えば、０．１秒間）ＯＦＦする（ステップＳ１２）。その結果、図６に示すように、吐水制御部２２ａ、２２ｂへ供給されている吐水制御部電源が瞬時停電状態となり、この瞬時停電状態を電気温水器１ａ，１ｂ内の吐水制御部２２ａ、２２ｂが検知して、電気温水器内のそれぞれの電動弁２４が開弁され、各電気温水器に接続されたそれぞれの出湯水栓３よりお湯が所定時間（例えば、５秒間）吐出され、凍結を防止する。次に、ステップＳ１３にて所定時間（例えば、３０秒間）の経過を待ち、その後、ステップＳ１４にて温度検出手段４２で検出された雰囲気温度が所定値（例えば、４℃）以上であるか否かを判断する。ステップＳ１４にて温度検出手段４２で検出された雰囲気温度が所定値（例えば、４℃）未満であると判断すると、まだ、凍結の可能性があると判断し、この時の雰囲気温度に基づいて弁スイッチ部４４を再度ＯＦＦするインターバル時間を算出し、ステップＳ１６にて、算出されたインターバル時間から前記の３０秒間を差し引いた時間の経過を待ち、ステップＳ１２へ戻り、再度、吐水制御部用電源供給コード１１ａ、１１ｂを通じて吐水制御部２２ａ、２２ｂへ接続された弁スイッチ部４４を所定時間（例えば、０．１秒間）ＯＦＦする。なお、このインターバル時間は、雰囲気温度が低いほど凍結の可能性がより高いと判断して短く算出されるので、短時間の間に、再度、弁スイッチ部４４が所定時間（例えば、０．１秒間）ＯＦＦされることとなり、凍結を確実に防止することが出来る。ステップＳ１４にて温度検出手段４２で検出された雰囲気温度が所定値（例えば、４℃）以上であると判断すると、凍結の可能性はないと判断し、そのままステップＳ１１へ戻る。また、ステップＳ１１にて雰囲気温度が１℃以上であると判断した場合も、凍結の可能性はないと判断し、そのままステップＳ１１へ戻る。

このように、雰囲気温度が所定温度（例えば、１℃）を下回ると凍結防止モードに入り、雰囲気温度が所定温度（例えば、４℃）以上になると凍結防止モードを抜ける。なお、凍結防止モード中は、弁スイッチ部４４をステップＳ１５にて算出したインターバル時間の間隔をもって所定時間（例えば、０．１秒間）ＯＦＦする動作を継続することになる。
従って、凍結防止動作のための専用の信号線を設ける必要はなく、給電線のみで構成することができ、配線工事が簡単となる。

本発明の洗面器とのセット状態を示す施工図である。 本発明の一実施例を示す電気温水器の模式的説明図である。 本発明の一実施例を示す電気温水器システムの機能ブロック図である。 本発明の電流検出動作を示すフローチャート図である。 本発明の凍結防止動作を示すフローチャート図である。 本発明の凍結防止動作における出湯水栓の吐水動作を示すタイムチャート図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ…電気温水器
２…タイムスイッチ
３，３ａ，３ｂ…出湯水栓
４…センサー
５…洗面器
６…止水栓
７…タイムスイッチ用コンセント
８…給水連結管
９…センサーコード
１０…出湯連結管
１１，１１ａ，１１ｂ…吐水制御部用電源供給コード
１２，１２ａ，１２ｂ…湯温制御部用電源供給コード
１３…タイムスイッチ用電源供給コード
２１…温水タンク
２２，２２ａ，２２ｂ…吐水制御部
２３，２３ａ，２３ｂ…湯温制御部
２４…電動弁
２５…混合バルブ
２６…出湯口
２７…給水口
２８…タンク給水管
２９…給水管
３０…給水バイパス管
３１…タンク出湯管
３２…出湯管
３３…湯温検出手段
３４…電気ヒーター
４１…弁スイッチ部制御手段
４２…温度検出手段
４３…電流検出手段
４４…弁スイッチ部
４５ａ，４５ｂ…ヒータースイッチ部
４６…電流ヒューズ
４７ａ…優先側コンセント
４７ｂ…非優先側コンセント
４８ａ，４８ｂ…吐水制御部用電源供給端子
４９…タイマー部
５０…ヒータースイッチ部制御手段

Claims (4)

1. 電気温水器と、該電気温水器への通電ラインに設けられたタイムスイッチとからなる電気温水器システムであって、前記電気温水器は、電気ヒーターと、該電気ヒーターによって加熱された温水を貯える温水タンクと、該温水タンク内の湯温を検出する湯温検出手段と、該湯温検出手段の検出値に基づいて前記電気ヒーターを制御して所定の温度へ沸き上げる湯温制御部と、前記温水タンクから出湯する温水供給路を開閉する電動弁と、該電動弁を開閉させる吐水制御部とを備え、前記タイムスイッチは、設定された時刻にオンないしオフ信号を発生するタイマー部と、該タイマー部からの出力に基づいて前記湯温制御部への通電をオンオフするヒータースイッチ部と、近傍の雰囲気温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段からの検出信号に基づいて前記吐水制御部への通電をオンオフする弁スイッチ部とを備え、前記電気温水器の吐水制御部は、前記弁スイッチ部からの通電がオフからオンに切替わることを検知すると前記電動弁を一定時間開弁することを特徴とする電気温水器システム。
2. 前記タイムスイッチにおいて、前記弁スイッチ部は前記タイマー部からの出力に係わらず通電オン状態が維持されることを特徴とする請求項１記載の電気温水器システム。
3. 前記タイムスイッチにおいて、電気ヒータースイッチ部と前記弁スイッチ部とをそれぞれ複数個有し、これら複数のヒータースイッチ部と弁スイッチ部とに複数の電気温水器を接続可能としたことを特徴とする請求項２記載の電気温水器システム。
4. 前記タイムスイッチにおいて、前記複数個のヒータースイッチ部へ供給されるトータル電流を検出する電流検出手段を設け、該電流検出手段からの出力が所定値を超えると、予め定められた優先度に基づいて前記複数個のヒータースイッチ部への通電をオンオフすることを特徴とする請求項３記載の電気温水器システム。
   

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