JPH11141990A - 電気温水器の空焚き防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒータ３２を破損させることなく、空焚き状
態を判別する。 【解決手段】 所定の試験通電時間ｔa だけヒータ３２
を試験通電させる判別手段１１を設ける。判別手段１１
は、試験通電後のヒータ３２の近傍のタンクの外面の温
度上昇を監視し、ヒータ３２の空焚き状態を判別するこ
とができ、ヒータ３２の通電時間を試験通電時間ｔa だ
けに限定することにより、空焚き時のヒータ３２の温度
上昇を小さく抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、タンク内のヒー
タを破損させることなく、電気温水器の空焚き状態を適
確に検出することができる電気温水器の空焚き防止装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気温水器には、ヒータの空焚き状態を
検出する空焚き防止装置を組み込むことがある（たとえ
ば特開平２−１３０３４３号公報）。

【０００３】このものは、温度センサを介してタンクの
ヒータ取付用のフランジの温度上昇を監視する監視手段
を備えている。そこで、このものは、ヒータ制御手段を
介してタンク内のヒータを連続通電させ、一定時間後の
温度上昇が過大であることが検出されると、タンク内に
水が貯留されていないと判断し、ヒータの通電を中止さ
せることができる。なお、ヒータには、手動復帰形の温
度過昇防止装置が付設されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術による
ときは、監視手段は、連続通電中のヒータによるタンク
の温度上昇を監視しているため、ヒータからの熱伝導の
遅れ時間等により、タンク内に水がない場合であって
も、それを検出するに必要なヒータの通電時間が過大と
なり、ヒータが過大に温度上昇してヒータ自体が破損し
てしまうおそれがある上、温度過昇防止装置が作動する
ため、それを手動復帰させなければ再起動ができず、再
起動操作が煩雑であるという問題があった。

【０００５】そこで、この発明の目的は、ヒータを所定
の試験通電時間だけ試験通電させることによって、ヒー
タを破損させてしまうおそれがなく、再起動操作が極め
て簡単である電気温水器の空焚き防止装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めのこの発明の構成は、タンク内のヒータを所定の試験
通電時間だけ試験通電させる判別手段を備えてなり、判
別手段は、試験通電後のヒータの近傍におけるタンクの
外面の温度上昇を監視して空焚き状態を判別することを
その要旨とする。

【０００７】なお、判別手段は、タンクにヒータを取り
付けるフランジの外面の温度を測定することができ、所
定の監視時間に亘って試験通電後の温度上昇を監視する
ことができる。

【０００８】また、判別手段は、試験通電の開始時に測
定する温度を基準温度として温度上昇を算出することが
でき、監視時間内において所定の時間間隔ごとに温度上
昇を監視することができる。

【０００９】

【作用】かかる発明の構成によるときは、判別手段は、
所定の試験通電時間だけヒータを試験通電させた後、ヒ
ータの近傍におけるタンクの外面の温度上昇を監視する
ことによって、ヒータを過大に過熱させることなく、タ
ンク内の水の有無を判別してヒータの空焚き状態を判別
することができる。ヒータの近傍のタンクの外面の温度
は、ヒータが空焚き状態であると、試験通電の終了後で
あっても、ヒータからの熱伝導によって大きく温度上昇
し、判別手段は、それを適確に検出することができるか
らである。なお、ヒータの試験通電時間は、空焚き時に
おいて、ヒータ近傍のタンクの外面の温度が明らかに上
昇し、しかも、ヒータに付設する温度過昇防止装置が作
動することがない最短時間に定めればよく、たとえば２
０〜３０秒程度に設定することができる。

【００１０】判別手段は、ヒータをタンクに取り付ける
フランジの外面の温度を測定することにより、ヒータの
空焚き状態を一層適確に判別することができる。なお、
フランジは、タンクと別体であるため、温度測定用の温
度センサを取り付けてもタンクの水漏れのおそれがな
く、しかも、タンクの外面においてヒータに最も近く、
空焚き時において最も大きな温度上昇を示す。ただし、
このときのフランジは、ヒータと一体であってもよく、
別体であってもよい。

【００１１】所定の監視時間に亘って温度上昇を監視す
る判別手段は、監視時間の経過により、ヒータを連続通
電させる通常の沸上げ動作に円滑に移行させることがで
きる。なお、監視時間は、ヒータに対するタンクの外面
の温度上昇の時間遅れを考慮して、約３〜５分程度に設
定すればよい。

【００１２】判別手段は、試験通電の開始時に測定する
温度を基準温度とすることにより、基準温度からの温度
上昇を算出することができ、外気温に拘らず、ヒータの
空焚き状態を一層正確に検出することができる。ただ
し、試験通電の開始時とは、試験通電の開始直前または
開始直後のいずれであってもよいものとする。

【００１３】判別手段は、所定の時間間隔ごとに温度上
昇を監視し、過大な温度上昇を検出することにより、監
視時間の経過前であっても、ヒータの空焚き状態を外部
に表示することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を以って発明の実施の
形態を説明する。

【００１５】電気温水器の空焚き防止装置１０は、判別
手段１１を備えてなる（図１）。

【００１６】判別手段１１には、温度センサＴＳからの
温度Ｔが入力されている。なお、温度センサＴＳは、電
気温水器３０のタンク３１に取り付けるフランジ３３に
付設されており（図２）、フランジ３３の外面の温度Ｔ
を検出することができる。なお、タンク３１には、下部
の給水管３１ａ、上部の給湯管３１ｂが形成されてお
り、ヒータ３２は、フランジ３３を介し、タンク３１の
下部に組み込まれている。また、ヒータ３２には、図示
しない手動復帰形の温度過昇防止装置が付属しているも
のとする。

【００１７】判別手段１１の出力は、試験通電指令信号
Ｓt としてヒータ制御手段２２に引き出され（図１）、
異常信号Ｓ2 として、警報ランプやブザー等の警報器２
３に引き出されている。また、判別手段１１の別の出力
は、正常信号Ｓ1 として、図示しない沸上げ制御装置に
引き出されている。なお、判別手段１１には、設定器１
１ａ、時間設定器１１ｂが付設されている。設定器１１
ａには、規定温度差ΔＴo が設定され、時間設定器１１
ｂには、試験通電時間ｔa 、監視時間ｔb 、時間間隔ｔ
c が設定されている。ヒータ制御手段２２の出力は、タ
ンク３１内のヒータ３２に接続されている。なお、ヒー
タ制御手段２２には、図示しない沸上げ制御装置からの
沸上げ制御信号Ｓb が入力されており、空焚き防止装置
１０には、沸上げ制御装置からの試験指令信号Ｓa が入
力されている。

【００１８】かかる電気温水器の空焚き防止装置１０
は、沸上げ制御装置からの試験指令信号Ｓa により、判
別手段１１を介し、図３のプログラムフローチャートに
従って作動する。ただし、沸上げ制御装置は、ヒータ３
２による通常の沸上げ動作ごとに、その開始直前におい
て試験指令信号Ｓa を発生してもよく、電気温水器３０
を設置した後、ヒータ３２に初めて通電するとき、停電
等によって遮断された電源が回復したとき、ヒータ３２
の空焚き状態が検出され、電源の入切操作により再起動
されたときなどにおいてのみ、試験指令信号Ｓa を発生
してもよい。

【００１９】図３のプログラムは、まず、試験通電指令
信号Ｓt をヒータ制御手段２２に出力し（図３のプログ
ラムステップ（１）、以下、単に（１）のように記
す）、ヒータ制御手段２２を介してヒータ３２に試験通
電を開始する（図４の時刻ｔ＝ｔo ）。次に、プログラ
ムは、温度センサＴＳを介して試験通電直後のフランジ
３３の外面の温度Ｔを測定し、温度Ｔを基準温度Ｔa と
して記憶するとともに（２）、時間設定器１１ｂに設定
する試験通電時間ｔa の経過を待って（３）、試験通電
指令信号Ｓt を停止してヒータ３２の試験通電を終了さ
せる（（４）、図４の時刻ｔ＝ｔ1 ）。

【００２０】つづいて、プログラムは、フランジ３３の
温度Ｔを測定し（５）、フランジ３３の温度上昇ΔＴ＝
Ｔ−Ｔa を算出して温度上昇ΔＴ≦ΔＴo であるか否か
をチェックする（６）。その後、プログラムは、温度上
昇ΔＴ≦Ｔo であり（６）、時間設定器１１ｂからの監
視時間ｔb の経過前である限り（７）、時間間隔ｔcご
とに（８）、同一動作を繰り返す（（８）、（５）〜
（８））。なお、規定温度差ΔＴo は、たとえば５deg
に設定し、時間間隔ｔc は、たとえば１〜１０秒程度に
設定すれば十分である。すなわち、プログラムは、監視
時間ｔb に亘って、所定の時間間隔ｔc ごとにフランジ
３３の温度Ｔを測定し、温度上昇ΔＴ＝Ｔ−Ｔa を監視
することができる。

【００２１】プログラムは、温度上昇ΔＴ≦ΔＴo のま
ま監視時間ｔb が経過したときは（（７）、図４の時刻
ｔ＝ｔ2 ）、ヒータ３２が空焚き状態でないと判断し、
正常信号Ｓ1 を沸上げ制御装置に出力して終了する
（９）。そこで、このときの沸上げ制御装置は、ヒータ
制御手段２２に沸上げ制御信号Ｓb を出力することによ
り、通常の沸上げ動作に移行し、ヒータ３２を介してタ
ンク３１内の水を沸き上げることができる（図４の時刻
ｔ＞ｔ2 ）。一方、プログラムは、監視時間ｔb 内にお
いて温度上昇ΔＴ＞ΔＴo を検出すると（（６）、図４
の時刻ｔ＝ｔ1a）、タンク３１内に水が貯留されておら
ず、ヒータ３２が空焚き状態にあると判断し、異常信号
Ｓ2 を警報器２３に出力する（１０）。そこで、警報器
２３は、ヒータ３２の空焚き状態を外部に警報表示する
ことができる。一方、沸上げ制御装置は、判別手段１１
からの正常信号Ｓ1 がないため、通常の沸上げ動作に移
行することがない。

【００２２】なお、警報器２３が作動した場合は、給水
管３１ａを介してタンク３１に水を貯留し、電源を入切
操作することによって沸上げ制御装置からの試験指令信
号Ｓa を再出力させて空焚き防止装置１０を再動作さ
せ、ヒータ３２が空焚き状態にないことを確認して通常
の沸上げ動作に移行させることができる。すなわち、電
気温水器３０は、電源を入切操作するだけの簡単な操作
により、安全に自動再起動させることができる。ただ
し、沸上げ制御装置は、電源を入切操作するに代えて、
簡単な手動操作形のリセットスイッチを操作することに
より、試験指令信号Ｓa を再出力するようにしてもよ
い。

【００２３】以上の説明において、図３のプログラムス
テップ（１）、（２）は、前後の順序を入れ替えてもよ
い。すなわち、判別手段１１は、ヒータ３２の試験通電
の直前のフランジ３３の温度Ｔを基準温度Ｔa としても
よく、したがって、基準温度Ｔa は、試験通電の直前、
直後の双方を含む試験通電の開始時における温度Ｔを採
用することができる。

【００２４】また、電気温水器３０がタンク３１の上下
にヒータ３５、３２を有する２ヒータ形式であるとき
（図５）、空焚き防止装置１０は、上部のヒータ３５を
試験通電させ、温度センサＴＳを介し、上部のヒータ３
５を取り付けるフランジ３６の温度Ｔを測定するものと
する。なお、ヒータ３２、３５は、それぞれフランジ３
３、３６と一体であってもよく、別体であってもよい。
また、ヒータ３２、３５がフランジ３３、３６を有しな
いとき、温度センサＴＳは、ヒータ３２、３５の近傍に
おいてタンク３１の外面の温度Ｔを検出すればよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、所定の試験通電時間だけヒータを試験通電させ、試
験通電後にヒータの近傍におけるタンクの外面の温度上
昇を監視する判別手段を採用することによって、判別手
段は、試験通電によるタンクの外面の温度上昇が大きく
なることを検出してヒータの空焚き状態を適確に検出す
ることができ、ヒータの通電時間を試験通電時間だけに
限定することができるから、空焚き時であってもヒータ
を破損させるおそれがなく、温度過昇防止装置を作動さ
せることもないから、再起動時の操作が極めて簡単であ
るという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 全体構成ブロック系統図

【図２】 電気温水器の概略図

【図３】 プログラムフローチャート

【図４】 動作説明線図

【図５】 他の実施の形態を示す図２相当図

【符号の説明】

Ｔ…温度 Ｔa …基準温度 ΔＴ…温度上昇 ｔa …試験通電時間 ｔb …監視時間 ｔc …時間間隔 １０…空焚き防止装置 １１…判別手段 ３１…タンク ３２、３５…ヒータ ３３、３６…フランジ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タンク内のヒータを所定の試験通電時間
   だけ試験通電させる判別手段を備えてなり、該判別手段
   は、試験通電後のヒータの近傍におけるタンクの外面の
   温度上昇を監視して空焚き状態を判別することを特徴と
   する電気温水器の空焚き防止装置。
2. 【請求項２】 前記判別手段は、タンクにヒータを取り
   付けるフランジの外面の温度を測定することを特徴とす
   る請求項１記載の電気温水器の空焚き防止装置。
3. 【請求項３】 前記判別手段は、所定の監視時間に亘っ
   て試験通電後の温度上昇を監視することを特徴とする請
   求項１または請求項２記載の電気温水器の空焚き防止装
   置。
4. 【請求項４】 前記判別手段は、試験通電の開始時に測
   定する温度を基準温度として温度上昇を算出することを
   特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載の電
   気温水器の空焚き防止装置。
5. 【請求項５】 前記判別手段は、監視時間内において所
   定の時間間隔ごとに温度上昇を監視することを特徴とす
   る請求項１ないし請求項４のいずれか記載の電気温水器
   の空焚き防止装置。