JPH0833236B2 - 電気温水器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電気温水器の制御装置の改良に関するもので
ある。

［従来の技術］ 第14図は従来の電気温水器の構成を示すブロック図、
第15図はその要部の電気回路図である。第14図において
１は貯湯タンクで、下部に発熱体２が配置されている。
３は貯湯タンク１の側壁に取り付けられ、給水温度と沸
き上げ温度を測定する湯温測定手段、４は使用湯量を設
定する湯量設定手段、５は湯温測定手段３と湯量設定手
段４の情報に基いて、正味通電時間と通電開始時刻及び
沸き上げ湯温を演算する演算手段である。また６は深夜
電力電源、７は深夜電力の供給の有無を検出する深夜電
力検出手段、８は演算手段５と深夜電力検出手段７及び
湯温測定手段３の情報に基いて、発熱体２のON/OFFを制
御する発熱体制御手段である。

第15図において、９はマイクロコンピュータで、CPU1
0、メモリ11、入力回路12、出力回路13、A/D変換器14及
びアナログマルチプレクサ15により構成されている。16
は発熱体制御手段８を構成する回路を示すもので、抵抗
17、18、トランジスタ19、リレー20、21、及びダイオー
ド22、23から構成され、リレー20のコイルはトランジス
タ19を介して正極端子＋Ｖとアース端子との間に接続さ
れ、トランジスタ19のベースは抵抗17を介してマイクロ
コンピュータ８の出力回路13に接続されている。またリ
レー20の常開接点は、正極端子＋V1とリレー21のコイル
を介してアース端子に接続されており、両リレー20、21
のコイルの両端にはそれぞれダイオード22、23が並列に
接続されている。また発熱体２はリレー21の常開接点と
深夜電源６との間に直列に接続されている。

温度測定手段３はサーミスタなどからなり、湯量設定
手段４は可変抵抗器からなるものである。抵抗24は湯量
設定手段４と直列に接続され、この直列回路は正極端子
＋Ｖとアース端子間に接続されていて、抵抗24と湯量設
定手段４との接続部はアナログマルチプレクサ15に接続
されている。また抵抗25は湯温測定手段３と直列に接続
され、その直列回路は正極端子＋Ｖとアース端子間に接
続されており、抵抗25と湯温測定手段３との接続部はア
ナログマルチプレクサ15に接続されている。

深夜電力検出手段７を構成する回路26は、抵抗27、2
8、ダイオード29、ホトトランジスタ30とからなり、ホ
トトランジスタ30の発光側は抵抗27を介して電源６に直
列に接続され、またその両端部にはダイオード29が並列
に接続されている。一方ホトトランジスタ30の受光側の
一端は抵抗28を介して正極端子＋Ｖに接続され、他端は
アース端子に接続されており、受光側と抵抗28の接続部
は、マイクロコンピュータ９の入力回路12に接続されて
いる。

次に上記のように構成された従来装置の動作を第16図
のフローチャートにより説明する。なおこのフローチャ
ートはマイクロコンピュータ９のメモリ11に記憶された
発熱体２、の制御手段を示すものである。

スタートと同時に深夜電力供給の有無を調べ（ステッ
プ51）、深夜電力の供給がある場合は、ホトトランジス
タ30を介してマイクロコンピュータの入力回路12に信号
が入力され、経過時間カウント用のタイマをスタートさ
せる（ステップ52）。次いで湯温測定手段３により給水
温度Tw℃を測定し（ステップ53）、使用湯量Ｖの読取り
を行う（ステップ54）。この時ステップ54における使用
湯量は、一般的に使用する湯温が42℃前後であるため、
42℃における使用湯量とする。

湯温42℃における使用湯量をＶ（１）とすると、正味
通電時間Ｈは次式で計算できる（ステップ55）。

ここで P :発熱体容量 860:1Kwhの発熱量 0.9:効率 である。

ついで沸き上げ温度Ｔを次式で演算する（ステップ5
7）。

ここでVtは貯湯タンクの貯湯容量である。

ついで上記データに基いてマイクロコンピュータ９の
CPU10で通電開始時刻の計算を行う（ステップ56）。深
夜電力供給時間を８時間とすれば、通電開始時刻Hpは次
の式で計算できる Hp＝８−Ｈ ついでタイマによる経過時間が通電開始時刻になった
かどうかを判定し（ステップ58）、通電開始時間に至れ
ばマイクロコンピュータ９の出力回路13からの出力信号
を発熱体制御回路16のトランジスタ19に印加し、リレー
20、21をONして電源回路を開成し、発熱体２への通電を
開始する（ステップ59）。

ついで湯温測定手段３により貯湯タンク１内の湯温Tm
℃を測定し（ステップ60）、ついで沸き上げ温度Ｔ℃と
湯温Tm℃とを比較し（ステップ61）、湯温Tmが沸き上げ
温度Ｔに到達したときは、出力回路13からの出力信号を
遮断し、リレー21を解放して発熱体２への電源回路をOF
Fにし（ステップ62）制御を終了する。

従来の電気温水器は上記のように構成され動作するの
である。

［発明が解決しようとする課題］ ところで上記従来の電気温水器においては、その沸き
上げは電力会社指定の特定の深夜電力供給時間帯内に限
られるため、沸き上げ時間は制約をうけることとなる。
しかし近年社会生活の変化に伴い給湯ニーズも多様化し
ているため、このように沸き上げ時間に制約のあるのは
毎日の生活リズムに適合するものとは言えない。それに
冠婚葬祭時など使用湯量が多い場合は、沸き上げの時間
に制約があると湯量が不足し勝ちとなる。このように、
従来の温水器は、今日の湯の使用実態に適合するものと
はとても考えられず、予てよりその改善が求められてい
た。

本発明は従来装置の上記問題点を解消するためになさ
れたもので、発熱体への通電を任意時間に設定できると
ともに、使用湯量の多い場合は追い焚きも可能な電気温
水器を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 第１の発明に係る電気温水器は、貯湯タンクと、貯湯
タンクの下部に設置された発熱体と、貯湯タンクへの給
水温度及び貯湯タンクの湯温を測定する湯温測定手段
と、使用湯量または使用湯量に関連する沸き上げ湯温を
設定する沸き上げ設定手段と、発熱体に対して通電可能
時間帯を設定する通電時間帯設定手段と、通電時間帯設
定手段と湯温測定手段及び沸き上げ設定手段からの情報
に基づき発熱体に対する正味通電時間及び通電開始時刻
を演算する演算手段と、発熱体への通電を制御する発熱
体制御手段と、追い焚きを設定する追い焚き設定手段と
を備えている。そして、発熱体制御手段は、演算手段、
湯温測定手段及び追い焚き設定手段からの情報に基づい
て、発熱体への通電を制御し、かつ、通電時間帯設定手
段により設定された発熱体に対する通電可能時間帯以外
の時間帯における発熱体への通電が１回だけであり、再
設定すれば部発熱体への通電が繰り返しできる。

第２の発明に係る電気温水器は、貯湯タンクと、貯湯
タンクの下部に設置された発熱体と、貯湯タンクへの給
水温度及び貯湯タンクの湯温を測定する湯温測定手段
と、貯湯タンク内の残湯量を検出する残湯量検出手段
と、使用湯量または使用湯量に関連する沸き上げ湯温を
設定する沸き上げ設定手段と、発熱体に対して通電可能
時間帯を設定する通電時間帯設定手段と、通電時間帯設
定手段と湯温測定手段、残湯量検出手段及び沸き上げ設
定手段からの情報に基づき発熱体に対する正味通電時間
及び通電開始時刻を演算する演算手段と、発熱体への通
電を制御する発熱体制御手段と、残湯量検出手段の情報
に応じて発熱体による追い焚きを自動的に開始するよう
に設定する自動追い焚き設定手段とを備えている。そし
て、発熱体制御手段は、演算手段、湯温測定手段、残湯
量検出手段及び自動追い焚き設定手段からの情報に基づ
いて、発熱体への通電を制御し、通電時間帯設定手段に
より設定された発熱体に対する通電可能時間帯以外の時
間帯における発熱体への通電が１回だけであり、再設定
すれば発熱体への通電が繰り返しできる。

［作用］ 第１の発明においては、湯温測定手段は貯湯タンクへ
の給水温度及び貯湯タンクの沸き上げ下部の湯温を測定
し、湯温を監視する。また、沸き上げ設定手段により、
任意の湯温と湯量を設定でき、通電時間帯設定手段によ
り発熱体の通電時間帯の設定ができる。

また、演算手段は、通電時間帯設定手段と湯温測定手
段及び沸き上げ設定手段からの情報に基づき、発熱体に
対する正味通電時間及び通電開始時刻を演算する。そし
て、発熱体制御手段は、通電時間帯設定手段により設定
された発熱体の通電時間帯、演算手段により演算された
発熱体に対する正味通電時間及び通電開始時刻、並びに
湯温測定手段により測定された湯温に基づいて、発熱体
の通電を制御する。したがって、深夜電力供給時間帯と
関係なく任意に発熱体への通電時間帯が設定できる。

冠婚葬祭などで使用湯量の多い場合には、追い焚き設
定手段により強制的に沸き上げを行うことが可能であ
る。

また、通電時間帯設定手段により設定された発熱体に
対する通電可能時間帯以外の時間帯においては、発熱体
への通電は１回だけであるが、再設定すれば発熱体への
通電が繰り返しできる。

第２の発明においては、第１の発明と同様に通電時間
帯設定手段により発熱体への通電時間帯を深夜電力供給
時間帯と関係なく任意に設定できる。更に、この第２の
発明においては、残湯量が所定量以下になれば自動的に
給水されるが、残湯量検出手段が貯湯タンク内の残湯量
を検出しそれが所定量以下になると、自動追い焚き設定
手段は、発熱体制御手段を介して発熱体を通電制御して
給水を加熱し、自動的に追い焚きを開始させる。

また、通電時間帯設定手段により設定された発熱体に
対する通電可能時間帯以外の時間帯においては、発熱体
への通電は１回だけであるが、再設定すれば発熱体への
通電が繰り返しできる。

［発明の実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示す電気温水器のブロッ
ク図であり、図中１〜８は従来装置と同一または相当部
品を示すものとし、4Aは使用湯量または使用湯量に関連
する沸き上げ湯温を設定する沸き上げ設定手段、31は通
電時間帯設定手段、34は強制的に追い焚きを設定する追
い焚き設定手段である 第２図は上記実施例の電気回路図であり、図中35は常
時使用可能な電源、36はマイクロコンピュータ９の出力
回路13からの出力信号を増幅する表示回路、37は表示用
回路36の出力信号と出力回路13からの出力信号に基づい
て表示をする表示手段である。

4Aは可変抵抗からなる沸き上げ設定手段、40、41、4
2、43は抵抗でそれぞれスイッチからなる追い焚き設定
手段34、通電時間帯設定手段31と直列に電源＋Ｖとアー
ス端子に接続され、各スイッチと抵抗の接続部はマイク
ロコンピュータ９の入力回路12に接続されている。

第３図は本実施例の操作部と表示部とを示す正面図で
あり、44、45、46はスイッチからなる通電時間設定手段
で、44は切換えスイッチ、45は時間を、46は分を設定す
るためのスイッチである。また47、48及び49はそれぞれ
現在時刻、通電開始時刻及び通電停止時刻を示すラン
プ、50は時刻を表示する表示灯等である。

図において、電源を入れると表示部は現在時刻のラン
プ47を点灯し、表示灯50は00:00を示す。表示切換スイ
ッチ44を操作すると、現在時刻ランプ47は消灯し、通電
開始時刻48が点灯する。さらに切換スイッチ44を操作す
ると通電開始時刻48は消灯し、通電停止時刻49が点灯す
る。さらに切換スイッチ44を操作すると通電停止時刻49
は消灯し、現在時刻47が点灯し元に戻る。通電開始時刻
及び通電停止時刻の設定に当たっては、前者に関しては
通電開始時刻のランプ48を、後者に関しては通電停止時
刻のランプ49を点灯して、上記時間設定スイッチ45及び
分設定スイッチ78を操作して行う。

第４図はマイクロコンピュータのメモリ11に記憶され
た発熱体制御を示すフローチャートである。従来例と同
一または相当ステップは同一符号を付し、説明は省略す
る。

まず電源を入れると同時に現在時刻を設定し（ステッ
プ70）、ついで主通電開始時刻、つまり通電時間帯開始
時刻の設定（ステップ71）、さらに主電通停止時刻、つ
まり通電時間帯停止時刻の設定（ステップ72）を行う。
ついで上記ステップ71により設定した主通電時間帯開始
時刻への到達を判定し（ステップ73）、到達していれば
従来例と同様に給水温度Twを測定し（ステップ52）、使
用湯量Ｖを読取って（ステップ54）、その情報を基に正
味通電時間Ｈを演算する（ステップ55）。続いて通電開
始時刻Hpを演算する（ステップ74）には、通電開始時刻
をステップ71で例えば23:00に設定し、通電停止時刻を
ステップ72により7:00に設定すれば、正味通電可能時間
は８時間であり、正味通電時間はＨであるから、通電開
始時刻Hpは次式 Hp＝23:00＋（８−Ｈ） で求めることができる。

つづいて通電開始時刻への到達を判定し（ステップ5
8）、到達すれば発熱体２に通電して（ステップ59）給
水を加熱し、湯温Tm1を測定して（ステップ60）、湯温T
m1を沸き上げ温度Ｔと比較し（ステップ61）、Tm1が沸
き上げ温度Ｔに達すれば発熱体２をOFFにする（ステッ
プ62）。

ステップ73において、主通電開始時刻に到達していな
い場合は、追い焚き設定の有無を判定し（ステップ8
4）、設定してあれば湯温Tm2を測定し（ステップ78）、
湯温Tm2を沸き上げ温度Ｔと比較し（ステップ79）、Tm2
が沸き上げ温度Ｔに達していなければ発熱体２に通電し
（ステップ80）給水を加熱し、達していれば発熱体２を
OFFにする（ステップ81）。つぎに主通電開始時刻に到
達していなければステップ78に戻って発熱体２のON/OFF
を繰り返し、到達していれば発熱体２をOFFにし（ステ
ップ83）追い焚きを完了する。

本実施例においては、深夜電力供給時間帯と無関係に
任意の時間に通電開始及び停止時間を設定して、発熱体
２に通電して給水を加熱することができる。また通電時
間帯でなくても、追い焚き設定手段により、強制的に発
熱体に通電して給水を加熱することもできる。

なお本実施例において、追い焚きの際、主通電開始時
間に到達前は発熱体２のON/OFFを繰り返すのは湯の使用
量が少ない場合は電力消費の無駄となる。これを避ける
ため追い焚きは１回に限定することも可能である。第５
図はその動作のフローチャートで、追い焚きが設定され
ている場合、沸き上げ温度を例えば90℃にセットし（ス
テップ85）、発熱体２をONにして給水を加熱し、湯温Tm
1が沸き上げ温度Ｔに到達すれば発熱体２をOFFにして追
い焚きを完了する。すなわち追い焚きは１回限りとして
発熱体２のON/OFFは繰り返さない。

追い焚きを繰り返すか１回限りとするかは、湯の使用
条件によって決定すべきで、湯の使用頻度が多く高温の
湯の供給を望む場合は、追い焚きは繰り返したほうがよ
いが、湯の使用頻度が少なく無駄な電力消費を抑えたい
場合は追い焚きは１回限りとすべきである。

第６図は第１図の実施例において追い焚き設定手段34
に変えて自動追い焚き設定手段33と所定残湯量の有無を
検出する残湯量検出手段32を備えた他の実施例のブロッ
ク図である。

第７図はその電気回路図であり、39は抵抗でスイッチ
からなる自動追い焚き設定手段35と直列に電源＋Ｖとア
ース端子に接続され、スイッチと抵抗の接続部はマイク
ロコンピュータ９の入力回路12に接続されている。

第８図は、第６図の実施例の動作を示すフローチャー
トである。

まず電源を入れると同時に現在時刻を設定し（ステッ
プ70）、ついで主通電開始時刻、つまり通電時間帯開始
時刻の設定（ステップ71）、さらに主電通停止時刻、つ
まり通電時間帯停止時刻の設定（ステップ72）を行う。
ついで上記ステップ71により設定した主通電時間帯開始
時刻への到達を判定し（ステップ73）、到達しておれば
従来例と同様に給水温度Twを測定し（ステップ52）、使
用湯量Ｖを読取って（ステップ54）、その情報を基に正
味通電時間Ｈを演算する。（ステップ55）。続いて通電
開始時刻Hpを演算する（ステップ74）には、通電開始時
刻をステップ71で例えば23:00に設定し、通電停止時刻
をステップ72により7:00に設定すれば、正味通電可能時
間は８時間であり、正味通電時間はＨであるから、通電
開始時刻Hpは次式 Hp＝23:00＋（８−Ｈ） で求めることができる。

つづいて通電開始時刻への到達を判定し（ステップ5
8）、到達すれば発熱体２に通電して（ステップ59）給
水を加熱し、湯温Tm1を測定して（ステップ60）、湯温T
m1を沸き上げ温度Ｔと比較し（ステップ61）、Tm1が沸
き上げ温度Ｔに達すれば発熱体２をOFFにする（ステッ
プ62）。

ステップ73において、通電開始時刻に到達していない
場合は、自動追い焚き設定の有無を判定し（ステップ7
5）、設定してあれば残湯量検出手段32により残湯量を
検出して（ステップ76）、残湯量が所定量以下であるか
否かを判定し（ステップ77）、残湯量が所定量以下であ
る場合は、湯温Tm2を測定し（ステップ78）、湯温Tm2を
沸き上げ温度Ｔと比較し（ステップ79）、Tm2が沸き上
げ温度Ｔに達していなければ発熱体２に通電し（ステッ
プ80）給水を加熱し、達していれば発熱体２をOFFにす
る（ステップ81）。つぎに主通電開始時刻に到達してい
なければステップ78に戻って発熱体２のON/OFFを繰り返
し、到達していれば発熱体２をOFFにし（ステップ83）
追い焚きを完了する。

なお本実施例において、追い焚きの際、主通電開始時
刻に到達前は発熱体２のON/OFFを繰り返すことになる。
第９図は本実施例の追い焚きを１回限りにする動作のフ
ローチャートである。

本実施例においては、深夜電力供給時間帯と無関係に
任意の時間に通電開始及び停止時間を設定して、発熱体
２に通電して給水を加熱擦ることができる。また通電時
間帯でない場合、残湯量を検出して、残湯量が所定量以
下であれば自動的に発熱体２に通電して追い焚きするこ
とができる。その追い焚きは、使用条件によって繰返す
ことも、１回限りにすることも可能である。

第10図は第６図の実施例に追い焚き設定手段を加えた
他の実施例のブロック図，第11図はその電気回路図、第
12図はこの実施例において通電時間帯外の時間で追い焚
きが繰り返される動作を示すフローチャートである。

第13図はこの実施例において通電時間帯外の時間で追
い焚きが１回限りとする動作を示すフローチャートであ
る。

この実施例においては、深夜電力供給時間帯と無関係
に任意の時間に通電開始及び停止時間を設定して、発熱
体２に通電して給水を加熱することができる。さらに、
自動追い焚き設定手段に加え追い焚き設定手段を備える
ことにより、残湯量を検出して、残湯量が所定量以下で
あれば自動的に発熱体２に通電して追い焚きすることが
でき、湯の使用頻度の高い場合には、随時強制的に追い
焚きすることが可能であり、その追い焚きは、使用条件
によって繰返すことも、１回限りにすることも可能であ
る。

この実施例においては、電気温水器に各種の機器を備
え多種の機能を付与して、極めて効率のよくかつ使い勝
手のよい電気温水器としている。

［発明の効果］ 第１の発明に係る電気温水器は、沸き上げ設定と手段
通電時間帯設定手段と追い焚き設定手段を備え沸き上げ
湯温または湯量を設定でき、任意の時間に発熱体に通電
でき、随意随時に追い焚きができるようにしてあるの
で、毎日の生活のリズムに合わせて湯を使用できるよう
になり、冠婚葬祭時などの特に湯を多量に消費する時で
も、湯の不足する恐れはなくなった。また、追い焚きの
ための発熱体への通電１回だけであり、再設定すれば通
電を繰り返すことが可能なので、湯の使用状況に応じて
選択でき、便利である。

第２の発明に係る電気温水器は残湯量検出手段と自動
追い焚き設定手段を備え、貯湯タンク内の貯湯量が所定
量以下になると自動的に発熱体に通電して追い焚きを開
始するように構成されているので、追い焚きを忘れても
通常時は湯不足になる恐れはなくなった。また、追い焚
きのための発熱体への通電１回だけであり、再設定すれ
ば通電を繰り返すことが可能なので、湯の使用状況に応
じて選択でき、便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である電気温水器のブロック
図、第２図はその電気回路図、第３図は表示部及び操作
部の正面図、第４図及び第５図は動作のフローチャー
ト、第６図は他の実施例のブロック図、第７図はその電
気回路図、第８図及び第９図は動作のフローチャート、
第10図は他の実施例のブロック図、第11図はその電気回
路図、第12図及び第13図は動作のフローチャート、第14
図は従来の電気温水器のブロック図、第15図はその電気
回路図、第16図は動作のフローチャートである。 図中１は貯湯タンク、２は発熱体、３は湯温測定手段、
４は湯量設定手段、4Aは沸き上げ設定手段、５は演算手
段、８は発熱体制御手段、31は通電時間帯設定手段、32
は残湯量検出手段、33は自動追い焚き設定手段、34は追
い焚き設定手段である。 なお図中同一符号は同一または相当部品を示すものであ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】貯湯タンクと、 該貯湯タンクの下部に設置された発熱体と、 上記貯湯タンクへの給水温度及び貯湯タンクの湯温を測
   定する湯温測定手段と、使用湯量または使用湯量に関連
   する沸き上げ湯温を設定する沸き上げ設定手段と、 上記発熱体に対して通電可能時間帯を設定する通電時間
   帯設定手段と、 該通電時間帯設定手段と上記湯温測定手段及び沸き上げ
   設定手段からの情報に基づき発熱体に対する正味通電時
   間及び通電開始時刻を演算する演算手段と、 上記発熱体への通電を制御する発熱体制御手段と、 追い焚きを設定する追い焚き設定手段とを備え、 上記発熱体制御手段は、上記演算手段、湯温測定手段及
   び追い焚き設定手段からの情報に基づいて、発熱体への
   通電を制御し、かつ、上記通電時間帯設定手段により設
   定された発熱体に対する通電可能時間帯以外の時間帯に
   おける上記発熱体への通電が１回だけであり、再設定す
   れば上記発熱体への通電が繰り返しできることを特徴と
   する電気温水器。
2. 【請求項２】貯湯タンクと、 該貯湯タンクの下部に設置された発熱体と、 上記貯湯タンクへの給水温度及び貯湯タンクの湯温を測
   定する湯温測定手段と、 上記貯湯タンク内の残湯量を検出する残湯量検出手段
   と、 使用湯量または使用湯量に関連する沸き上げ湯温を設定
   する沸き上げ設定手段と、 上記発熱体に対して通電可能時間帯を設定する通電時間
   帯設定手段と、 該通電時間帯設定手段と上記湯温測定手段、残湯量検出
   手段及び沸き上げ設定手段からの情報に基づき発熱体に
   対する正味通電時間及び通電開始時刻を演算する演算手
   段と、 上記発熱体への通電を制御する発熱体制御手段と、 上記残湯量検出手段の情報に応じて発熱体による追い焚
   きを自動的に開始するように設定する自動追い焚き設定
   手段とを備え、 上記発熱体制御手段は、上記演算手段、湯温測定手段、
   残湯量検出手段及び自動追い焚き設定手段からの情報に
   基づいて、発熱体への通電を制御し、 上記通電時間帯設定手段により設定された発熱体に対す
   る通電可能時間帯以外の時間帯における上記発熱体への
   通電が１回だけであり、再設定すれば上記発熱体への通
   電が繰り返しできることを特徴とする電気温水器。