JPS6317964Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 最近深夜の余剰電力を利用する電気温水器の普
及に伴い、深夜電力の時間帯である午後11時頃に
なると各家庭の電気温水器のタイムスイツチが略
一斉に入り、その切れる時刻は各家庭によつて電
気温水器の昼間使用量に差があり従つて残湯量に
差があるため必ずしも一定しないが深夜時間帯の
終り時刻よりも可成り早い。電力会社の実測値に
よれば、通電時間は概ね夏期で２〜３時間、冬期
で５〜６時間であるので、電源が切れる時刻は夏
期で午前１時〜２時、冬期で午前４時〜５時であ
る。しかし深夜時間帯は午後11時から午前７時ま
での８時間であるので、結局夏冬を平均して朝方
の午前４時〜７時の間は電力の需要が低下し、反
対に午後11時から午前３時頃までは需要がピーク
となり発電及び送電の効率の低下が問題となつて
いる。

上記したことの原因として、通常の電気温水器
は350の場合、給水温度の10℃を沸上り温度の
85℃にまで上げるものとして深夜時間の８時間で
水の全量が沸上るようにヒーター容量を決定して
設計されている。従つて各家庭で残湯があれば通
電時間がそれに比例して短くなるわけである。

本考案は上記従来の問題点を解決することを目
的とするものであり、以下図面について具体的に
説明する。

本考案の１実施例において使用する電気温水器
を示す第１図において、電気温水器の缶体１は鋼
鉄で作られ、その内面はホーロー加工されてい
る。缶体１の下部に給水口２が、頂面中央に給湯
口３が夫々設けられ、これらは何れもステンレス
のパイプである。缶体１内の下部に加熱源たるシ
ーズ式パイプヒーター４が設けられ、これは缶体
１の外面下部のフランジ面１０に取付けられる。

缶体１の外面には上から順に４個の感温抵抗
５，６，７，８が、即ち互に異なるレベル位置
に、略等間隔に、缶内の湯量を略４等分するよう
な関係の位置に取付けられる。これらの感温抵抗
はここでは正特性サーミスタである。またフラン
ジ面１０には空だき防止用の温度ヒユーズ９が取
付けられ、これは一定の高温になると溶断する。
４個の抵抗５〜８は任意適当に組合わされて１つ
の抵抗回路を構成するが、その１例は第２図に示
すような直列接続である。ヒユーズ９はこれらの
直列抵抗５〜８に更に直列に接続される。抵抗５
〜８の組合せ回路の他の１例は第３図に示すよう
な並列接続であり、この場合にもこの並列抵抗回
路と直列にヒユーズ９が接続される。第２図又は
第３図の何れにおいても、４個の抵抗５〜８の全
部が低値ならばこの抵抗回路の綜合抵抗値はそれ
に対応して低く、何れか１個の抵抗が温度上昇に
より高くなると回路の綜合抵抗値はそれに相応し
て高くなり、高温の抵抗が２個以上に増えるとそ
れに相応して更に順次高くなる。

本考案における回路接続の１例を示す第４図に
おいて、交流電源端子１１−１２間にヒーター４
とトライアツク１６が直列にして接続される。こ
のトライアツクは電子スイツチング素子の１例と
して用いられる。トライアツク１６の通電時間を
位相的に制御するために以下の諸素子が用いられ
る。即ちトライアツク１６と並列に抵抗R₁と全
波整流ブリツジ回路D₁〜D₄の交流側が直列にな
つて接続され、その直流側には抵抗R₂とツエナ
ダイオードZdが直列になつて接続される。この
Zdと並列に可変抵抗回路VR１３とコンデンサC₁
との直列回路及び抵抗R₃とUJT１４との直列回
路が接続され、VR１３とC₁の接合点はUJT１４
のエミツタへ接続される。この可変抵抗回路VR
は第２図又は第３図に示すように前記の４個の感
温可変抵抗５〜８を組合せた回路であり、またヒ
ユーズ９もその中に含ませてある。UJT１４の
一方のベース回路にパルストランス１５の一次側
が接続され、その二次側は抵抗R₅を経てトライ
アツク１６の制御極へ接続され、また上記二次側
と並列に抵抗R₄が接続される。なおトライアツ
ク１６と並列にその保護用として抵抗R₆とコン
デンサC₂の直列回路が接続される。

第４図示回路の作動について述べると、トライ
アツク１６がオフの状態においてヒーター４から
R₁→D₁〜D₄→R₂を経てZdに至る回路に端子１１
−１２の電源電圧が印加される。この電圧の各半
サイクル毎に電圧ゼロから出発して或る値に達す
るとZdは通電し、その後Zdの端子電圧は端子１
１−１２間の電圧の増大に拘らず略一定値を保持
し、この電圧が減少して再び所定の低値に達する
とZdはオフとなる。このZdの通電中、コンデン
サC₁はVR１３を通じて漸次充電され、その充電
電圧が所定の値に達するとUJT１４は通電して
C₁の電荷はトランス１５の一次側を通じて放電
し去る。そのときその二次側はR₅を経てトライ
アツク１６の制御極にパルス電流を与え、それに
よりトライアツク１６は通電する。この瞬間から
ヒーター４に加熱電流が流れ、それはこの半サイ
クルの終り近くまで続く。上記C₁の充電速度は
VR１３の抵抗値の大小により決まり、従つて
UJT１４の通電開始時点もそれにより決まる。
VR１３の値が小さいほどUJT１４の通電開始が
早いので各半サイクル中のトライアツク１６の通
電時間が長く、従つてヒーター４の平均電流が大
きい。

電気温水器の残湯量が多いとき、例えば缶体１
の下部1/4が水温15℃で、残りの缶体上部では湯
温70〜80℃であるとすれば、感温抵抗５〜８は正
特性サーミスタであるので、抵抗８の値だけが小
さく、他の抵抗５〜７の値は大きく、従つて第２
図又は第３図何れの場合でもVR１３の合成抵抗
値は大きくなる。従つて残湯量が少ないときに比
べてUJT１４の通電開始が遅くなり、トライア
ツクの通電時間が短くなり、ヒーター４の平均電
流が小さくなる。通常の沸上り温度は85℃である
ので、缶内全体の湯温が85℃のときはUJTがト
リガしないようにVR１３の抵抗値を選定してお
けば、このときヒーター４への通電はなくなる。
それより残湯量が順次減少するに従つてヒーター
４の電流は順次増大するが、缶内全量が冷水であ
る場合に比べて残湯量に応じて順次小さくなるの
で、従来のように深夜時間帯の開始と同時に各家
庭の電気温水器が一斉にフル通電するようなこと
がなくなる。

万一、感温抵抗５〜８が劣化してその機能を失
つたため電気温水器の全体の湯温が85℃以上の異
常値に上昇する事故が発生したときは、フランジ
面１０の温度は湯温より常時７〜８℃高いので、
温度ヒユーズ９の溶断温度を約100℃に選定して
おけば、湯が沸騰状態になる前にヒーター４の通
電は停止し、安全が保持される。即ち第２図又は
第３図においてヒユーズ９が切れると、第４図に
おいてVR１３が切れ、C₁の充電電流がなくなる
ので、トライアツク１６が通電開始することがな
いからである。

本考案によれば、深夜電力時間帯の開始時各家
庭の電気温水器が一斉に通電してこの時間帯の最
初の部分に全体の電力負荷が集中することを防止
し、残湯量の多少に応じて適当に負荷電流を抑制
することにより通電を引延ばして深夜電力時間帯
の全体を有効に活用することができる効果があ
る。また従来の深夜電力時間帯内で通電開始時刻
を適当に遅らす方式に比べて、或る時間多数の家
庭の大きい負荷が重なり合う恐れがある欠点をな
くする効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案における電気温水器の概要立面
図、第２図及び第３図は要部の２種の相異なる接
続態様を示す回路図、第４図は本考案による電気
回路の１例を示す結線図である。 １……缶体、２……給水口、３……給湯口、４
……ヒーター、５，６，７，８……感温抵抗、９
……温度ヒユーズ、１０……フランジ面、１１，
１２……電源端子、１３……可変抵抗回路、１４
……ユニジヤンクシヨントランジスタ、１５……
パルストランス、１６……トライアツク。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電気温水器の缶体に複数の感温抵抗を互に異な
   るレベル位置に取付け、これら感温抵抗を適当に
   組合せた抵抗回路を直列に経てコンデンサの充電
   回路を構成し、このコンデンサの充電電圧が予定
   の値に達することにより電気温水器のヒーターと
   直列に接続された電子スイツチング素子を交流電
   源の各サイクル内において通電開始させ、それに
   より電気温水器の残湯量が多いとき上記ヒーター
   の電流を抑制することを特徴とする電気温水器加
   熱装置。