JPS63286660A - 貯湯式温水器の水温検出センサ− - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、深夜電力温水器のような貯湯式温水器にお
いて、貯湯槽内の温度及び貯湯レベルを検出するための
水温検出センサーに関する。１［従来の技術］ 従来の貯湯式電気温水器の典型的な構成を第４図に示し
ている（例えば、空気調和・衛生便覧■給排衛生幅、改
訂第九版Ｐ■−９９，空気調和・衛生工学会編、昭和５
３年９月５日発行）。

第４図において、貯湯槽である缶体（１）には給水口（
３）から供給された水が満たされ、缶体（１）内の下部
に配置された電気ヒータ（２）によって水が加熱され、
缶体（１）内の上部から加熱昇温された湯が貯っていく
。この湯は缶体（１）の上部の出湯孔（４）から取り出
され、流出した湯と同量の水が給水口（３）から流入す
る。

従来の電気温水器の水温の検知は、サーミスタ等の感温
素子（７）を図のように缶体（１）の外周に貼付したり
、あるいは保護管に入れた感温素子を缶体゛（１）内に
挿入し、缶体（１）の特定の高さ位置における温度を検
知していた。図の従来では、感温素子（７）は缶体（１
）の最下部近くに配置されており、リード線（８）でＵ
ｌｌ四回路６）に接続されている。

缶体（１）内の水は加熱されて上部から湯になっている
が、感温素子（７）のある位置まで設定温度以上の湯が
貯ると、測温回路（６）がその変化を検出し、電気ヒー
タ（２）への通電を停止する。また、湯が消費されて新
たな水が流入すると、感温素子（７）のある位置の温度
が下がり、測温回路（６）がその変化を検出し、電気ヒ
ータ（２）への通電を開始する。

［発明が解決しようとする問題点］ 上述したように従来の貯湯式温水器では、感温素子（７
）で缶体（１）の局部的な位置での温度を検出する構成
であるた′め、この感温素子（７）の出力から缶体（１
）内にどの程度の量の湯が貯っているのかの情報を得る
ことはできない。そのため温水器の追い焚き制御などは
ごく単純な方式でしか行えなかった。

貯湯式温水器は、比較的能力の小さい熱源で長時間かけ
て鏝体内の水を加熱昇温しでおき、例えば風呂の浴槽に
給湯する場合など、一時的に大量の湯を供給できるとこ
ろに特徴がある。そして、缶体内にどの程度の温度の湯
がどの程度貯っているのかを常に把握できれば、その情
報に基づいて出湯量の調整や追い焚きの制御を適切に行
うことで、非常に経済的な運用を図ることができる。し
かし従来の温度検出方式では上記情報を得ることができ
ない。

この発明は上述した従来の問題点に鑑みなされたもので
、その目的は、缶体内にどの程度の温度の湯がどの程度
貯っているのかの情報（缶体内の温度分布情報）を簡単
な構成で検出できるようにした貯湯式温水器の水温検出
センサーを提供することにある。

［間ｍ点を解決するための手段］ そこでこの発明では、帯状フィルムの表面に抵抗温度係
数の大きい金属薄膜層を形成するとともに、この帯状金
属薄膜層の両端部分に抵抗測定用の端子部を設け、この
帯状フィルムを貯湯槽である缶体の外表面に上下方向に
貼付する構成とした。

［作用］ 上記帯状金属薄膜層の抵抗値は上記缶体内の温度分布に
対応して変化する。缶体内の温度分布は、給水−加熱一
出湯一給水一加熱という通常の動作の繰り返しの中では
予想された態様で変化する。

従って、上記金属薄膜層の抵抗値から缶体内の湯温及び
湯量を推定することができる。

［実施例］ 第１図において、缶体（１）、電気ヒータ（２）、給水
口（３）、出湯孔（４）の構成は既に説明した第４図の
従来例と同じである。（５）が本発明に係る帯状の水温
検出センサーであり、１丘体（１）の外表面に上下方向
に貼付されている。

このセンサー（５）の両端部がリード線（８）で測温回
路（６）に接続されている。

第２図に水温検出センサー（５）の詳細な構成を示して
いる。（１０）は帯状の高分子フィルムで、これの表面
に抵抗ｌＨ度度数数大きな銅またはアルミニウム等の金
属を一定幅で帯状に蒸着し、この帯状蒸着金属相（９）
の両端部分に端子部（１１）　、　　（１２）を設け、
ここにリード線（８）を接続している。

ここで蒸着金属層（９）の体積抵抗率がρ。、抵抗温度
係数をα、長さが１、断面積をａ、基準温度からの温度
差をΔθ、端子部（１１）　、　　（１２）間の抵抗値
をＲとすると、次式が成り立つ。

つまり、抵抗値Ｒは断面積ａ、に逆比例するため、金属
層（９）を薄膜状にして抵抗値を大きくすることにより
、リード線（８）の抵抗等の影響を受けにくく、測温回
路（６）の製作が容易になるなど、センサーとしての精
度及び特性が向上する。

なお、高分子フィルム（１０）は電気絶縁層として有効
に機能する。。

金属層（９）の抵抗値から次のようにして缶体（１）内
の残湯量及び温度レベルを求めることができる。

第３図に示すように、缶体（１）内の全体が設定沸き上
げ温度θ　になっているときは、缶体（１）の全有効長
さしまで温度θ８になっており、蒸桁金属層（９）の全
抵抗Ｒはθ　ＸＬで表さＳ　　　　　Ｓ れる面積に比例する。缶体（１）の一部分が設定温度θ
　になっているときの全抵抗Ｒ１は、図の一点鎖線で囲
まれた部分の面積に比例する量で表される。これらの抵
抗値から、給水温度θＩｎの水が缶体（１）全体に満た
されているときの全抵抗Ｒ１に相当する値はθ、。×し
て表される面＃ＡＡｉｎｎ に比例するので、このＲを上記Ｒ及びＲ，！かＩｎ　　
　　　　　ｓ ら差し引いた値の比をとって、給水温度に相当する熱量
分を引いた全熱量にかければ、残湯量Ｑ、ｉ！を求める
ことができる。従って、残’ＩＪｍＱ１は次式（ロ）ま
たは（ハ）で換算される。

ここで設定温度Ｑ　は８５℃または６０℃などと決めら
れており、その時の全抵抗値は（イ）式によって求まる
ので、Ｑ　も既知となる。また給水温度θ、は年間を通
して比較的安定しているので、ＩＩ 年間の平均温度で代表させることにより、面積ＡＩｎに
相当する抵抗値Ｒ１ｎを推定することができる。このよ
うに面積Ａ　に相当する抵抗値Ｒ，２をＪｉｌ＋温回路
（６）で測定し、さらにその値から残湯ｍ　Ｑ　、！を
求めることができる。また残湯部分の温度レベルθ１は
、設定温度及び給水温度がイつかっているので、（ロ）
、（ハ）式におけるＱ　の代りにθ　−θ　を、Ｑ、！
の代りにθ１−θ１ｏを代ｓ　　　　　ｉｎ 入することによって求められる。

なお、上記実施例では金属を蒸着した高分子フィルムを
用いたが、アルミニウム箔のような帯状の金属薄膜を用
いても良い。また、温水器の加熱源には電気ヒータの他
、ガスや石油の高温燃焼ガスによるヒータもある。

［発明の効果コ 以上詳細に説明したように、この発明にあっては、金属
薄膜層を形成した帯状フィルムを缶体の外表面に上下方
向に貼付して水温検出センサーとするので、金属薄膜層
の抵抗値から缶体内にどの程度の温度の湯がどの程度貯
っているかという情報を得ることができ、この情報によ
って貯湯式温水器の合理的、経済的な運用を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した電気温水器の概略構成図、第
２図は本発明の一実施例による水温検出センサーの概略
構成図、第３図は同センサーによる測定原理の説明図、
第４図は従来の電気温水器の概略構成図である。 図において、（１）は缶体、（２）は電気ヒータ、（３
）は給水口、（４）は出湯孔、（５）は本発明の水温検
出センサー、（６）は測温回路、（７）は従来の感温素
子、（８）はリード線、（９）は蒸着金属層（金属薄膜
層）、（１０）は帯状フィルム、（１１）、　　（１２
）は端子部である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人　弁理士　大　岩　増　雄 （他　２名） 第１図 第２図 Ｎ３３゛工 ｌ　　　長　　さ 第４　図 手続補正書“Ｉｇｔ１’） １、事件の表示　　　特願昭　、。−１２２□１４号２
、発明の名称 貯湯式温水器の水温検出センサー ３、補正をする者 代表者志岐守哉 ４、代理人 ５．１ｌｉｉＩ′Ｅの対象 明細書の発明の詳細な説明の欄。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）帯状フィルムの表面に抵抗温度係数の大きい金属
   薄膜層を形成するとともに、この帯状金属薄膜層の両端
   部分に抵抗測定用の端子部を設け、この帯状フィルムを
   貯湯槽である缶体の外表面に上下方向に貼付することを
   特徴とする貯湯式温水器の水温検出センサー。