JPH0674565A - 貯湯式電気温水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 演算手段に異常が発生した場合においても、
湯の沸き上げを可能にする。 【構成】 演算手段７の動作を監視し、異常を検出する
監視手段１８と、演算手段７および出力手段３と代替し
得る機能の補助用温度制御手段としてのバイメタル式サ
ーモスタット２２と、監視手段１８が異常を検出しない
場合には、出力手段３の開閉接点４を電気ヒータ５に直
列に接続し、監視手段１８が異常を検出した場合には、
出力手段３の開閉接点４を電気ヒータ５から切り離すと
共に、バイメタル式サーモスタット２２を電気ヒータ５
に直列に接続する切換手段２とを設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、夜間電力などによって
湯を沸き上げて貯えておく、貯湯式電気温水器の改良に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】貯湯式電気温水器は、夜間の特定時間帯
における割安な電力を使用して、夜間に湯を沸き上げて
貯えておき、昼間の使用に供する電気温水器であり、近
年広く使用されるようになってきている。

【０００３】図８は、従来の貯湯式電気温水器の一例を
示すブロック図である。夜間電力通電時間帯に入るとオ
ンになる不図示の夜間電力用タイムスイッチにより、電
力用電源端子３１に電力が通電される。電力用電源端子
３１には出力手段３２によりオン、オフされる開閉接点
３３を経由して電気ヒータ３４が接続されており、電力
用電源端子３１に電力が通電されると、時間帯検出手段
３５がこれを検出して演算手段３６に入力する。演算手
段３６は設定手段３７による設定沸き上げ温度条件、温
度センサ３８による残湯量、給水温度などに基づいて通
電開始時間を演算し、通電開始時間に出力制御手段３９
および出力手段３２を介して開閉接点３３をオンさせ、
沸き上がり温度に達すると、開閉接点３３をオフさせ
て、電気ヒータ３４への通電を制御する。

【０００４】また、演算手段３６は、夜間電力通電時間
帯以外の昼間帯においても、常時所定の時間間隔で水温
のほか残湯量などを検知し、残湯量の表示を表示制御手
段４０および表示手段４１により行わしめる。そのた
め、電力が常時供給される制御用電源端子４２および制
御用電源部４３を具備している。

【０００５】ＡＤ変換器４４は、温度センサ３８の検出
アナログ値を演算手段３６からの指令により所定時間間
隔でディジタル信号に変換して演算手段３６に入力す
る。

【０００６】第１メモリ４５は、演算手段３６の各種動
作指令、水温値などを記憶し、第２メモリ４６は、設定
された沸き上がり温度の制御パターンおよび給水温度に
対応した沸き上がり温度などを記憶する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の貯湯
式電気温水器では、湯を沸き上げる電気ヒータ３４と電
力用電源端子３１間に、マイクロプロセッサなどが用い
られる演算手段３６により出力手段３２を介して開閉制
御（オンオフ）される開閉接点３３が挿入されている
が、もし何らかの原因により演算手段３６に異常が発生
した場合には、演算手段３６の修理が完了するまでの
間、貯湯式電気温水器をまったく使用することができな
くなり、ユーザに大きな不便を与えることになる。

【０００８】本発明の目的は、上述の課題を解決し、演
算手段に異常が発生した場合においても、湯の沸き上げ
が可能な貯湯式電気温水器を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、演算手段の動作を監視し、異常を検出する監視手段
と、開閉接点を有し、演算手段および出力手段と代替し
得る機能の補助用温度制御手段と、監視手段が異常を検
出しない場合には、出力手段の開閉接点を電気ヒータに
直列に接続し、監視手段が異常を検出した場合には、出
力手段の開閉接点を電気ヒータから切り離すと共に、補
助用温度制御手段の開閉接点を電気ヒータに直列に接続
する切換手段とを設けている。

【００１０】また、請求項２記載の本発明は、出力手段
の開閉接点と直列に接続された開閉接点を有し、演算手
段および出力手段に対して、設定沸き上げ温度が高いこ
とを除いて代替し得る機能の補助用温度制御手段と、演
算手段の動作を監視し、異常を検出した場合には、出力
手段の開閉接点を強制的にオンにさせる監視手段とを設
けている。

【００１１】

【作用】請求項１記載の本発明では、演算手段の動作に
異常が生じた場合、監視手段によりこれを検出し、切換
手段の動作により演算手段および出力手段に代えて補助
用温度制御手段に切り換えられ、該補助用温度制御手段
の開閉接点のオン、オフにより湯の沸き上げが行われ
る。

【００１２】請求項２記載の本発明では、演算手段の動
作に異常が生じた場合、監視手段によりこれを検出し
て、出力手段の開閉接点を強制的にオンにさせ、これに
より演算手段および出力手段に代わる補助用温度制御手
段の開閉接点のオン、オフが電気ヒータへの通電を制御
し得る状態になり、補助用温度制御手段の開閉接点のオ
ン、オフにより湯の沸き上げが行われる。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明の第一の実施例である貯湯式
電気温水器のブロック図である。電力用電源端子１には
切換手段２の接点２ａおよび出力手段３の開閉接点４を
経由して電気ヒータ５が接続されている。電力用電源端
子１に電力が通電されると、時間帯検出手段６がこれを
検出して、マイクロプロセッサなどが用いられる演算手
段７に入力する。演算手段７は設定手段８による設定沸
き上がり温度条件、温度センサ９による残湯量、給水条
件などに基づいて通電開始時間を演算し、通電開始時間
になると、出力制御手段１０（トランジスタなど）およ
び出力手段３（リレーのコイル）が開閉接点４をオンさ
せ、電気ヒータ５の通電を開始する。沸き上がり温度に
達すると、演算手段７は出力制御手段１０および出力手
段３を介して開閉接点４をオフさせる。かくして、不図
示の貯湯槽内の水が所定の温度に沸き上がる。

【００１４】また、演算手段７は、常時所定の時間間隔
で水温のほか残湯量などを検知し、残湯量の表示を表示
制御手段１１および表示手段１２により行わしめる。そ
のため、電力が常時供給される制御用電源端子１３およ
び制御用電源部１４を具備している。

【００１５】温度センサ９は、貯湯槽内の複数のレベル
における水温あるいは湯温を測定する。温度センサ９か
らの信号は演算手段７の指令により所定時間間隔でＡＤ
変換器１５にてディジタル値に変換されて、演算手段７
に送られる。演算手段７は温度センサ９からの複数レベ
ルの水温あるいは湯温の情報により貯湯槽内の水温およ
び残湯量を検知し、通電開始時間の演算および通電終了
の演算により、出力手段３を介して開閉接点４をオン、
オフし、電気ヒータ５への通電を制御して、貯湯槽内の
水を所定の温度に沸き上げると共に、表示制御手段１１
を介して発光ダイオード、液晶表示器などにより構成さ
れる表示手段１２に、残湯量などの必要な表示を行なわ
しめる。

【００１６】第１メモリ１６は、演算手段７の各種動作
指令や水温などを記憶し、また、第２メモリ１７は、設
定手段８により設定された沸き上がり温度の制御パター
ンおよび給水温度に対する沸き上がり温度などを記憶す
る。

【００１７】なお、演算手段７、出力制御手段１０、表
示制御手段１１、ＡＤ変換器１５、第１メモリ１６、お
よび、第２メモリ１７は、通常１個のマイクロコンピュ
ータとして構成される。

【００１８】監視手段１８は、演算手段７の動作を常時
監視する。演算手段７は、シーケンスプログラムが正常
に動作しているときは一定周期のパルスを発生するよう
にプログラムされており、したがって、演算手段７が正
常に動作しているときは、一定周期のパルスを監視手段
１８に出力しており、監視手段１８は、演算手段７が暴
走した時に、そのシステムにリセットをかけるフェイル
セイフ機能を有するウオッチドックタイマ１９（図２）
により、このパルスを常時監視している。

【００１９】図２は、監視手段１８の構成例を示すブロ
ック図である。演算手段７の暴走現象などにより、発生
されたパルス周期が乱れたり、演算手段７の異常により
パルスが発生しなくなると、監視手段１８のウオッチド
ックタイマ１９が異常と判断して、内蔵の発振器により
リセットパルスを発生して、演算手段７に対して送出
し、演算手段７のシーケンスプログラムを再起動させ
る。それでも演算手段７が正常な一定周期のパルスが発
生しない場合は、監視手段１８は再びリセットパルスを
演算手段７に送出し、演算手段７のシーケンスプログラ
ムを再度起動させる。なお、リセットパルスは、定めら
れた周期で送出されるように設定されている。

【００２０】監視手段１８は、リセットパルスを計数部
２０により計数し、所定の回数のリセット動作によって
も演算手段７の動作が正常に復しない場合には、計数部
２０から保持部２１に信号を送出し、保持部２１が監視
手段１８の出力として切換手段２に切換信号を出力し、
リレーなどにより構成される切換手段２を強制動作させ
て、切換手段２の可動接片２ｃを接点２ｂ側に切り換え
させ、開閉接点４による温度制御を停止させ、接点２ｂ
に接続されるバイメタル式サーモスタット２２（本発明
の補助用温度制御手段に相当）により温度制御を行わし
める。これにより、通常とほぼ同様の温度制御による湯
の沸き上げが可能となる。なお、バイメタル式サーモス
タット２２は、図１に点線で囲まれた温度制御手段２３
と代替し得る機能を有するものである。

【００２１】図３は、本発明の第一の実施例の変形例で
ある貯湯式電気温水器のブロック図であり、この変形例
においては、切換手段２により切り換えられる補助用温
度制御手段の開閉接点として、図１のバイメタル式サー
モスタット２２の代わりに開閉接点２４を設け、図３に
おいて点線で囲まれた温度制御手段２３とまったく同じ
構成による補助用温度制御手段２５により開閉接点２４
を制御させるようにしたものであり、温度制御手段２３
および温度センサ９と、補助用温度制御手段２５および
温度センサ２６の二組を同時並行的に常時動作させてい
る。これにより、図１に示すようなバイメタル式サーモ
スタット２２を使用する場合に比較してコストは上昇す
るが、温度制御手段２３が異常となった場合において
も、正常時と同様の温度制御による湯の沸き上げを行う
ことができる。

【００２２】図４は、同じく本発明の第一の実施例の他
の変形例である貯湯式電気温水器のブロック図であり、
この変形例では、時間帯検出手段６と同様に、温度制御
手段２３および補助用温度制御手段２５が温度センサ９
を共用しているところが図３の例と異なるだけであり、
あとは図３の例と全く同様である。

【００２３】このように、温度制御手段２３と補助用温
度制御手段であるバイメタル式サーモスタット２２また
は補助用温度制御手段２５と、開閉接点４とバイメタル
式サーモスタット２２または開閉接点２４とを二重に具
備し、これらを並列に配置して、演算手段７の異常時
に、温度制御手段２３と開閉接点４の組合せによる温度
制御動作を、バイメタル式サーモスタット２２あるいは
補助用温度制御手段２５と開閉接点２４の組合せによる
温度制御動作に強制的に切り換えることにより、貯湯式
電気温水器を使用するユーザに、お湯が沸かないことに
よる不便さを与えることを防止できる。

【００２４】図５は、本発明の第二の実施例である貯湯
式電気温水器のブロック図である。電力用電源端子１に
は、出力手段３の開閉接点４、および、補助用温度制御
手段であるバイメタル式サーモスタット２２を経由し
て、電気ヒータ５が接続されている。電力用電源端子１
に電力が通電されると、時間帯検出手段６がこれを検出
して演算手段７に入力する。演算手段７は設定手段８に
よる設定沸き上がり温度条件、温度センサ９による残湯
量、給水温度などに基づいて通電開始時間を演算し、通
電開始時間になると、出力制御手段１０（トランジスタ
など）および出力手段３（リレーのコイル）を介して開
閉接点４をオンさせ、電気ヒータ５の通電を開始する。
沸き上がり温度に達すると、演算手段７は出力制御手段
１０および出力手段３を介して開閉接点４をオフさせ
る。かくして、不図示の貯湯槽内の水が所定の温度に沸
き上がる。

【００２５】また、演算手段７は、常時所定の時間間隔
で水温のほか残湯量などを検知し、残湯量の表示を表示
制御手段１１および表示手段１２により行わしめる。そ
のため、電力が常時供給される制御用電源端子１３およ
び制御用電源部１４を具備している。

【００２６】温度センサ９は、貯湯槽内の複数のレベル
における水温あるいは湯温を測定する。温度センサ９か
らの信号は演算手段７の指令により所定時間間隔でＡＤ
変換器１５にてディジタル値に変換されて演算手段７に
送られる。演算手段７は温度センサ９からの複数レベル
の水温あるいは湯温の情報により貯湯槽内の水温および
残湯量を検知し、通電開始時間の演算および通電終了の
演算により、出力手段３を介して開閉接点４をオン、オ
フし、電気ヒータ５への通電を制御して、貯湯槽内の水
を所定の水温に沸き上げると共に、表示制御手段１１を
介して表示手段１２に、残湯量などの必要な表示を行な
わしめる。

【００２７】第１メモリ１６は、演算手段７の各種動作
指令や水温などを記憶し、また、第２メモリ１７は、設
定手段８により設定された沸き上がり温度の制御パター
ンおよび給水温度に対する沸き上がり温度などを記憶す
る。

【００２８】なお、演算手段７、出力制御手段１０、表
示制御手段１１、ＡＤ変換器１５、第１メモリ１６、お
よび、第２メモリ１７は、通常１個のマイクロコンピュ
ータとして構成される。

【００２９】監視手段１８は、演算手段７の動作を常時
監視する。演算手段７の暴走現象などにより発生された
パルス周期が乱れたり、演算手段７の異常によりパルス
が発生しなくなると、監視手段１８が演算手段７を異常
と判断して、演算手段７に対してリセットパルスを送出
し、演算手段７のシーケンスプログラムを再起動させ
る。それでも演算手段７が正常な一定周期のパルスが発
生しない場合は、監視手段１８は再びリセットパルスを
演算手段７に送出し、演算手段７のシーケンスプログラ
ムを再度起動させる。所定の回数のリセット動作によっ
ても演算手段７の動作が正常に復しない場合には、監視
手段１８は出力手段３に信号を直接送出してこれを動作
させ、開閉接点４を強制的にオン動作させることによ
り、バイメタル式サーモスタット２２による貯湯槽の沸
き上げ動作に変更させる。

【００３０】この場合、バイメタル式サーモスタット２
２による温度制御は、湯の沸き上げ温度が温度制御手段
２３による沸き上げ温度より高く設定されており、通常
の温度制御状態においては、バイメタル式サーモスタッ
ト２２が常時オンとなっているので、沸き上げ動作に全
く関与しない。したがって、演算手段７が異常となった
場合には、貯湯槽の湯温は通常の場合に比べて高めに沸
き上げられる。

【００３１】図６は、本発明の第二の実施例の変形例で
ある貯湯式電気温水器のブロック図であり、この変形例
においては、補助用温度制御手段の開閉接点として、図
５のバイメタル式サーモスタット２２の代わりに開閉接
点２４を設け、図６において点線で囲まれた温度制御手
段２３とまったく同じ構成による補助用温度制御手段２
５により開閉接点２４を制御させるようにしたものであ
り、温度制御手段２３および温度センサ９と、補助用温
度制御手段２５および温度センサ２６の二組をそれぞれ
同時並行的に常時動作させている。なお、補助用温度制
御手段２５の設定沸き上がり温度は、温度制御手段２３
のそれよりは高く設定されている。これにより、図５に
示すような、バイメタル式サーモスタット２２を使用す
る場合に比較してコストは上昇するが、温度制御手段２
３が異常となった場合においても沸き上がり温度が高く
なることを除いて、正常時と全く同様の温度制御を行わ
しめることができる。

【００３２】図７は、同じく本発明の第二の実施例の他
の変形例である貯湯式電気温水器のブロック図であり、
この変形例では、時間帯検出手段６と同様に、温度制御
手段２３および補助用温度制御手段２５が温度センサ９
を共用しているところが図６の例と異なるだけであり、
あとは図６の例と全く同様である。

【００３３】このように、温度制御手段２３と補助用温
度制御手段であるバイメタル式サーモスタット２２また
は補助用温度制御手段２５と、開閉接点４とバイメタル
式サーモスタット２２または開閉接点２４とを二重に具
備し、これらを直列に配置して、演算手段７の異常時
に、温度制御手段２３と開閉接点４の組合せによる温度
制御動作を、バイメタル式サーモスタット２２あるいは
補助用温度制御手段２５と開閉接点２４の組合せによる
温度制御動作に変更することにより、貯湯式電気温水器
を使用するユーザに、お湯が沸き上がらないことによる
不便さを与えることを防止できる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の本
発明によれば、演算手段の動作を監視し、異常を検出す
る監視手段と、開閉接点を有し、演算手段および出力手
段と代替し得る機能の補助用温度制御手段と、監視手段
が異常を検出しない場合には、出力手段の開閉接点を電
気ヒータに直列に接続し、監視手段が異常を検出した場
合には、出力手段の開閉接点を電気ヒータから切り離す
と共に、補助用温度制御手段の開閉接点を電気ヒータに
直列に接続する切換手段とを設け、以て、演算手段の動
作に異常が生じた場合、監視手段によりこれを検出し、
切換手段の動作により演算手段および出力手段に代えて
補助用温度制御手段に切り換えるようにしたから、演算
手段に異常が発生した場合においても、湯の沸き上げを
行うことができる。

【００３５】また、請求項２記載の本発明によれば、出
力手段の開閉接点と直列に接続された開閉接点を有し、
演算手段および出力手段に対して、設定沸き上げ温度が
高いことを除いて代替し得る機能の補助用温度制御手段
と、演算手段の動作を監視し、異常を検出した場合に
は、出力手段の開閉接点を強制的にオンにさせる監視手
段とを設け、以て、演算手段の動作に異常が生じた場
合、監視手段によりこれを検出して、出力手段の開閉接
点を強制的にオンにさせ、これにより演算手段および出
力手段に代わる補助用温度制御手段の開閉接点のオン、
オフが電気ヒータへの通電を制御し得る状態になるよう
にしたから、演算手段に異常が発生した場合において
も、湯の沸き上げを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例である、貯湯式電気温水
器のブロック図である。

【図２】図１の監視手段の構成例を示すブロック図であ
る。

【図３】本発明の第一の実施例の変形例である、貯湯式
電気温水器のブロック図である。

【図４】本発明の第一の実施例の他の変形例である、貯
湯式電気温水器のブロック図である。

【図５】本発明の第二の実施例である、貯湯式電気温水
器のブロック図である。

【図６】本発明の第二の実施例の変形例である、貯湯式
電気温水器のブロック図である。

【図７】本発明の第二の実施例の他の変形例である、貯
湯式電気温水器のブロック図である。

【図８】従来の貯湯式電気温水器の一例を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１ 電力用電源端子 ２ 切換手段 ２ａ，２ｂ 接点 ２ｃ 可動接片 ３ 出力手段 ４ 開閉接点 ５ 電気ヒータ ６ 時間帯検出手段 ７ 演算手段 ８ 設定手段 ９ 温度センサ １０ 出力制御手段 １１ 表示制御手段 １２ 表示手段 １３ 制御用電源端子 １４ 制御用電源部 １５ ＡＤ変換器 １６ 第１メモリ １７ 第２メモリ １８ 監視手段 １９ ウオッチドックタイマ ２０ 計数部 ２１ 保持部 ２２ バイメタル式サーモスタット（補助用温度制御手
段） ２３ 温度制御手段 ２４ 開閉接点 ２５ 補助用温度制御手段 ２６ 温度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 覚 東京都品川区東五反田２丁目２番７号 大 崎電気工業株式会社内 (72)発明者 横沢 望 東京都品川区東五反田２丁目２番７号 大 崎電気工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貯湯槽内の水あるいは湯の温度を検知す
   る温度センサと、該温度センサからの情報に基づいて電
   気ヒータへの通電のための演算を行う演算手段と、電気
   ヒータに直列に接続された開閉接点を有し、前記演算手
   段の出力に応じて開閉接点をオン、オフする出力手段と
   を備えた貯湯式電気温水器において、前記演算手段の動
   作を監視し、異常を検出する監視手段と、開閉接点を有
   し、前記演算手段および出力手段と代替し得る機能の補
   助用温度制御手段と、前記監視手段が異常を検出しない
   場合には、前記出力手段の開閉接点を電気ヒータに直列
   に接続し、前記監視手段が異常を検出した場合には、前
   記出力手段の開閉接点を電気ヒータから切り離すと共
   に、前記補助用温度制御手段の開閉接点を電気ヒータに
   直列に接続する切換手段とを設けたことを特徴とする貯
   湯式電気温水器。
2. 【請求項２】 貯湯槽内の水あるいは湯の温度を検知す
   る温度センサと、該温度センサからの情報に基づいて電
   気ヒータへの通電のための演算を行う演算手段と、電気
   ヒータに直列に接続された開閉接点を有し、前記演算手
   段の出力に応じて開閉接点をオン、オフする出力手段と
   を備えた貯湯式電気温水器において、前記出力手段の開
   閉接点と直列に接続された開閉接点を有し、前記演算手
   段および出力手段に対して、設定沸き上げ温度が高いこ
   とを除いて代替し得る機能の補助用温度制御手段と、前
   記演算手段の動作を監視し、異常を検出した場合には、
   前記出力手段の開閉接点を強制的にオンにさせる監視手
   段とを設けたことを特徴とする貯湯式電気温水器。