JPH04254148A - 温水器の加熱制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、温水器の加熱制御装置
に係り、さらに詳しくは、昼間時間帯においてタンク内
の水を過不足なく沸き上げることのできる温水器の加熱
制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の電気温水器の制御装置の一
例を示す模式図である。この電気温水器の加熱制御装置
は、時間帯別電力により、昼夜の別にかかわらず加熱可
能で、夜間時間帯の沸き上げだけでは使用湯量に満たな
い場合に昼間時間帯で沸き上げるようにしたものである
。図において、１は湯を貯蔵するタンク、２はタンク１
内の水を加熱する発熱体である。３は発熱体２への通電
をＯＮ−ＯＦＦする電磁リレー、４は発熱体用の電源で
ある。５は発熱体２によって加熱されたタンク１内の湯
温を測定する湯温検知センサー、７はタンク１内の残湯
量を検知する残湯検知センサーである。８ａは湯温検知
センサー５により検出した湯温に基いて電磁リレー３を
制御し、発熱体２への通電を制御してタンク１内の湯を
加熱する発熱体制御回路である。９はタンク１内に水を
給水するための給水管、１０はタンク１内の湯を採湯す
るための給湯管である。

【０００３】次に、上記のように構成した従来の温水器
の加熱制御装置の作用を説明する。なお、夜間時間帯で
タンク１内の湯は全て沸き上がっているものとし、ここ
では昼間時間帯の沸き上げについて説明する。いま、湯
を使用するために給湯管１０より採湯すると、採湯した
湯と同量の水が給水管９よりタンク１内に給水される。 タンク１内では湯と水は比重の違いにより分離し、湯は
タンク１内の上部に位置し水はタンク１内の下部に位置
する。このようにして採湯した採湯量がある一定量にな
ると、残湯検知センサー７の位置が水になり、残湯検知
センサー７による検出湯温が急速に低下する。残湯検知
センサー７が検出湯温の変化を捕らえると、発熱体制御
回路８ａの指令によって電磁リレー３がＯＮになり、発
熱体２に通電されてタンク１内の水が加熱される。この
際、残湯検知センサー７の位置を適切に選ぶことにより
、残湯検知センサー７より上部にある湯に影響を与える
ことなく、残湯検知センサー７より下部にある水のみを
加熱出来る。すなわち、１回の沸き上げで残湯検知セン
サー７までの水のみを沸き上げることが出来る。したが
って、この沸き上げを夜間の沸き上げでは不足する分に
相当する回数だけ実行すると、過不足なく必要な量の湯
を昼間時間帯に沸き上げることが出来る。

【０００４】また、時間帯別電力により昼夜の別にかか
わりなくタンク内の水を沸き上げるようにした温水器と
して、特開昭６１−７０３３８号公報に開示された発明
がある。この発明は２個の発熱体を設け、必要な熱量に
対して第１発熱体の沸き上げでは不足する場合に、第２
発熱体に通電して必要な熱量を得るようにしたもので、
第１発熱体は深夜電力供給時間帯のみに沸き上げ可能で
あり、第２発熱体は時間帯にかかわらずいつでも沸き上
げ可能に構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成した
従来の温水器の加熱制御装置では、一定量の採湯を検出
するために専用の残湯検知センサー７を設けなければな
らず、製品のコストが高くなるという問題があった。ま
た、沸き上げ中に採湯したときは、採湯分も沸き上げて
しまうために１回の沸き上げ量が多くなり、必要量以上
の沸き上げを行ってしまうという問題があった。

【０００６】一方、特開昭６１−７０３３８号公報に開
示された温水器は、第１発熱体と第２発熱体の２個の発
熱体が必要であり、さらに、上部温度検出手段と下部温
度検出手段の２個の温度検出手段を必要とするなど、構
造が複雑で高価になるという問題がある。

【０００７】本発明は上記のような課題を解決するため
になされたもので、一定量の採湯を検出するための専用
のセンサーを設けることなく、１個の発熱体と１個の湯
温検知センサーのみで昼間時間帯において過不足のない
沸き上げを行うことが出来る温水器の加熱制御装置を得
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる温水器の
加熱制御装置は、湯を貯蔵するタンクと、タンク内の水
を加熱する１個の発熱体と、発熱体によって加熱された
湯温と給水水温を測定する１個の湯温検知手段と、必要
沸き上げ量を設定する沸き上げ量設定手段と、湯温検知
手段と沸き上げ量設定手段からの信号によって発熱体を
制御する発熱体制御手段と、発熱体の制御と連動し発熱
体の加熱時間を測定する加熱時間計測手段とを備えたも
のである。

【０００９】

【作用】昼間時間帯で沸き上げなければならない湯量を
熱的に換算し、その熱量を得るために必要な電力量を算
出することにより、昼間時間帯に通電しなければならな
い時間数を求め、その時間数に応じた発熱体の加熱によ
って過不足のない沸き上げをおこなう。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の実施例を示す模式図である。 なお、図４の従来例と同一又は相当部分には同じ符号を
付し、説明を省略する。２はタンク１内の水を加熱する
昼夜の両時間帯で使用可能な１個の発熱体、５は発熱体
２によって加熱された湯温と給水水温の両者を測定する
湯温検知センサーである。６は発熱体２に通電された時
間を測定する通電時間測定回路、８は通電時間測定回路
６と湯温検知センサー５からの信号によって電磁リレー
３を制御し、発熱体２への通電を制御する発熱体制御回
路である。

【００１１】図２は通電時間測定回路６と発熱体制御回
路８の実施例のブロック図である。発熱体制御回路８に
おいて、１１は沸き上げ量を設定するための沸き上げ量
設定器、１２は湯温検知センサー５による検出湯温と沸
き上げ量設定器１１からの信号を選択するアナログマル
チプレクサ、１３はアナログマルチプレクサ１２からの
入力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、１４
は各種処理を行うＣＰＵ、１５はＣＰＵ１４を動作させ
るための記憶装置である。なお、１９はＣＰＵ１４から
の指令に基ずいて電磁リレー３のＯＮ−ＯＦＦをおこな
うバッファ回路、２０は湯温検知センサー５と直列に接
続された抵抗である。

【００１２】通電時間測定回路６において、１６は通電
時間を測定するための基準となるパルス信号を発生する
基準クロック発生回路、１７は基準クロック発生回路１
６の出力信号をＣＰＵ１４からの指令に基ずいて開閉す
るアナログスイッチ、１８はアナログスイッチ１７を通
して送られてくる基準クロック発生回路１６からのパル
ス信号をカウントして通電時間を計測する通電時間カウ
ンタである。

【００１３】次に、上記のように構成した本発明の作用
を図３のフローチャートを参照にして説明する。まず、
夜間沸き上げ終了時（ステップＳー１）に、昼間時間帯
に通電した時間数を計測する通電時間カウンタ１８をク
リアする（ステップＳー２）。このとき、タンク１内の
湯は全て沸き上がっているものとする。次に沸き上げ量
設定手段１１によって設定された必要沸き上げ量から、
夜間沸き上げ分を差引いて昼間時間帯に沸き上げなけれ
ばならない量Ｑを算出し、その量と給水水温から沸き上
げ設定湯温Ｔａを設定する（ステップＳー３）。このと
き、昼間時間帯に沸き上げなければならない量がない場
合はそのまま終了し、昼間時間帯に沸き上げなければな
らない量がある場合は（ステップＳー４）、その沸き上
げ量より通電に必要な時間数Ｈｄを算出する（ステップ
Ｓー５）。

【００１４】ここで、タンク１内の湯を採湯すると、湯
温検知センサー５による検出湯温Ｔｍが低下する。この
検出湯温Ｔｍを沸き上げ設定湯温Ｔａより若干低い湯温
Ｔｂと比較し（ステップＳー７）、湯温検知センサー５
の検出湯温ＴｍがＴｂより低い場合は、ＣＰＵ１４はバ
ッファ１９を通じて電磁リレー３をＯＮさせることによ
り発熱体２へ通電し（ステップＳー８）、タンク１内の
湯を加熱する。このとき同時にアナログスイッチ１７を
開く信号を出力し、これより発熱体２への通電中、通電
時間カウンタ１８へ基準クロック発生回路１６からの信
号を入力することにより、発熱体２への通電時間をカウ
ントする（ステップＳー９）。この間、湯温検知センサ
ー５の検出湯温Ｔｍと沸き上げ設定湯温Ｔａを比較し（
ステップＳー１０）、検出湯温Ｔｍが沸き上げ設定湯温
Ｔａ以上となったときは発熱体２への通電を停止し（ス
テップＳー１１）、同時に通電時間カウンタ１８のカウ
ントも停止する。次に、昼間時間帯に通電しなければな
らない必要通電時間数と通電時間カウンタで計測した時
間数とを比較し（ステップＳー６）、通電時間数が必要
通電時間数以上となるまで同様の動作を繰り返し、通電
時間数が必要通電時間数以上となったときは終了する。

【００１５】また、本発明においては、発熱体２へ通電
中に仮に通電時間数が必要通電時間数以上になっても、
湯温検知センサー５での検出湯温Ｔｍが沸き上げ設定湯
温Ｔａ以上にならなければ発熱体２への通電は停止しな
いため、沸き上げ設定湯温Ｔａに沸き上がる前に発熱体
２への通電を停止することはなく、必ず沸き上げ設定湯
温Ｔａまで沸き上がることになる。

【００１６】上記の説明ではタンク内の湯を加熱するた
めの熱源に電気ヒータを使用した場合を示したが、例え
ば石油、ガスのごとき他の熱源を用いてもよい。このと
きは、発熱体はボイラー装置となり、電磁リレーはボイ
ラーへの供給を調節するバルブ装置、発熱体用電源は石
油、ガス等の供給源となる。また、発熱体のＯＮ−ＯＦ
Ｆに電磁リレーを使用した例を示したが、これは発熱体
の電路をＯＮ−ＯＦＦ出来る素子ならなんでもよく、例
えば、半導体スイッチ（サイリスタ、トライアック）を
用いてもよい。さらに、また発熱体制御回路にはＣＰＵ
（マイコン）を用いたが、これは演算増幅器等を用いて
もよい。

【００１７】また、通電時間測定回路は、基準クロック
をアナログスイッチによるゲートでＯＮ−ＯＦＦしてカ
ウントするようにしたが、マイクロプロセッサ内の論理
でも実現できるし、あるいは、Ｄ／Ａ変換器、充放電回
路、演算増幅器等を使用してアナログ的に実現すること
もできる。さらに、基準クロックの発生手段としては、
水晶振動子、セラミック発振子等を使用して発振回路を
形成してもよいし、Ｓ／Ｗ割り込み等によりマイコンで
作成してもよく、商用周波数から作成してもよい。

【００１８】湯温検知センサーについては、温度信号を
電気信号に変換しうる素子ならば何でも使用でき、例え
ば、サーミスタ、ポジスタ、熱電対、バイメタル等があ
る。また、沸き上げ量設定手段としては、可変抵抗器に
よる他、外部から信号を与えられるものであれば何でも
よく、例えばキーボード等による方法があり、また、特
に実体としなくても、例えばマイコン内で必要熱量を演
算するようにしてもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は１個の発熱体と１個の湯温検知手段を使用し、昼間時
間帯における湯温を時間制御により沸き上げるようにし
たので、構造が簡単で製品価格を低減することができる
。また、湯温を常に沸き上げ設定温度に沸き上げるよう
に制御するため、沸き上げ途中で加熱を中止したり必要
量以上の沸き上げを行なうおそれがなく、過不足なく湯
を沸き上げることができるので経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す模式図。

【図２】本発明の要部をなす加熱時間計測手段と発熱体
制御手段の実施例のブロック図。

【図３】本発明の作用を説明するためのフローチャート
。

【図４】従来の温水器の加熱制御装置の一例を示す模式
図。

【符号の説明】

１　　タンク ２　　発熱体 ３　　電磁リレー ５　　湯温検知センサー ６　　通過時間測定回路 ８　　発熱体制御回路 １１　　沸き上げ量設定器 １２　　アナログマルチプレクサ １３　　Ａ／Ｄ変換器 １４　　ＣＰＵ １５　　記憶装置 １６　　基準クロック発生回路 １７　　アナログスイッチ １８　　通電時間カウンタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　湯を貯蔵するタンクと、該タンク内の
   水を加熱する１個の発熱体と、該発熱体によって加熱さ
   れた湯温と給水水温を測定する１個の湯温検知手段と、
   必要沸き上げ量を設定する沸き上げ量設定手段と、前記
   湯温検知手段と沸き上げ量設定手段からの信号によって
   前記発熱体を制御する発熱体制御手段と、前記発熱体の
   制御と連動し前記発熱体の加熱時間を測定する加熱時間
   計測手段とを備えたことを特徴とする温水器の加熱制御
   装置。