(57)【要約】【課題】電気ヒータの出力や貯湯タンク容量を増やさずに使用できる湯量を増やした貯湯式貯湯式電気温水器を提供する。【解決手段】電動弁４が閉状態にあるときに湯温検出手段１４の検出結果により電気ヒータ１３の制御をする第１の電気ヒータ制御手段３１ａと別に、電動弁４が開状態にあるときに湯温検出手段１４の検出結果により電気ヒータ１３の制御をする第２の電気ヒータ制御手段３１ｂをもつことで、湯の使用開始後速やかに電気ヒータ１３の通電を開始する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気ヒータを備えた貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯温を検出するための湯温検出手段と、給水源からの水を前記貯湯タンクに導く給水管と、前記貯湯タンク内の温水を吐水部に導く出湯管と、前記給水管もしくは前記出湯管に配設される電動弁と、操作スイッチもしくは人体感知手段からの信号により前記電動弁に開閉信号を出力する吐水制御手段とを備えた電気温水器において、前記電動弁が閉状態にあるときに前記湯温検出手段の検出結果により前記電気ヒータの制御をする第１の電気ヒータ制御手段と、前記電動弁が開状態にあるときに前記湯温検出手段の検出結果により前記電気ヒータの制御をする第２の電気ヒータ制御手段をもつことを特徴とした電気温水器。
【請求項２】
電気ヒータを備えた貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯温を検出するための湯温検出手段と、給水源からの水を前記貯湯タンクに導く給水管と、前記貯湯タンク内の温水を吐水部に導く出湯管と、前記給水管もしくは前記出湯管に配設される水量検出手段とを備えた電気温水器において、前記水量検出手段の検出する水量が所定の水量未満であるときに前記湯温検出手段の検出結果により前記電気ヒータの制御をする第１の電気ヒータ制御手段と、前記水量検出手段の検出する水量が所定の水量以上であるときに前記湯温検出手段の検出結果により前記電気ヒータの制御をする第２の電気ヒータ制御手段をもつことを特徴とした電気温水器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気ヒータを備えた貯湯タンクを有する貯湯式電気温水器に関するものである。
【従来の技術】
【０００２】
貯湯式電気温水器としては、図５に示すようなものがあり、手洗い器等に設置された自動水栓１７へ適温水を供給する。
給水源（図示せず）から供給される水は、貯湯式電気温水器１の給水口２から定流量弁３、電動弁４、給水管５を通って貯湯タンク６に至る。貯湯タンク６では、供給された水は電気ヒータ１３で温められ、温められた湯は出湯管７、逆流防止弁８ａを介して混合弁１０に至る。
また、電動弁４を通った水は、給水管５からバイパス管９に分岐し逆流防止弁８ｂを介し混合弁１０に至る。混合弁１０で適温に混合された湯は、給湯管１１、給湯口１２、給湯配管１６を介し、自動水栓１７に至り、吐出口２７から吐出される。なお、混合弁１０では出湯管７からきた湯の温度がある程度変動してもバイパス管９からの水との混合比を形状記憶合金などを利用した弁機構により変えることにより吐出する湯の温度を略一定に保つことができる。
そして、従来の貯湯式電気温水器においては、電気ヒータ１３は、図７に示すフローチャートのように、ステップＳ１１で貯湯タンク６に取り付けられた温度検出器１４で検出した温度が所定の温度ＴＬ未満であるか否かを判断し、所定の温度ＴＬ未満であれば通電され（ステップＳ１２）、次にステップＳ１３で前記検出した温度が所定の温度ＴＨを超えたか否かを判断し、所定の温度ＴＨを超えると通電を停止する（ステップＳ１４）。これにより、貯湯タンク６内の湯は略一定温度に保たれている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記構成により、使用者が自動水栓１７に取り付けられた操作スイッチ１８をＯＮすると、貯湯式電気温水器１の制御装置１５を介して電動弁４が開き、水及び湯が押し出され混合弁１０で適温となった温水が、吐出口２７より吐出される。そして、使用者が操作スイッチ１８をＯＦＦすると、適温水の吐出は停止する。
なお、操作スイッチ１８を光電センサ等の人体感知手段としてもよい。
ここで、温度検出器の検知温度と時間の関係を図８で説明する。
ａ点で湯の使用を開始しても給水管５から供給された水が温度検出器１４の高さに到達するまで温度検出器１４の検出温度はほとんど変化しない。そして、水が温度検出器１４の高さに到達するとｂ点−ｃ点のように前記検出温度が下がり、やがてｃ点で前記検出温度が所定の温度ＴＬ未満になると電気ヒータ１３の通電を始める。
電気ヒータ１３の出力は通常家庭用の電源で使用することを想定して１ＫＷ未満であることが多く、その場合手洗いや洗面での湯の使用により貯湯タンク６から出て行く熱量に対し電気ヒータ１３から供給される熱量がはるかに小さいため、電気ヒータ１３の通電を開始しても湯の使用を続けている限り前記検出温度は下がり続ける。このとき、吐水口２７から吐水される湯の温度は、前記検出温度が混合弁１０により設定された温度ＴＭに対し高い場合には混合弁１０によるバイパス管９からの水との混合比の調整によりほぼ設定温度ＴＭ付近に保たれるが、前記検出温度が前記設定温度ＴＭより低くなると、混合弁１０がバイパス管９からの水を全閉にしても吐水口２７での湯温が前記設定温度ＴＭより低くなる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−９４１７７号公報（第２−３頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、従来の貯湯式電気温水器においては、水が温度検出器１４に到達するまでの時間（図８のｄ１）と、水が温度検出器１４に到達してから検出温度が下がるまでの遅れ時間（図８のｄ２）の合計時間の分、湯の使用開始から電気ヒータ１３の通電開始まで時間がかかることになり、その分湯を連続して使用したときには吐出口２７から適温で出湯できる時間（図８のｄ３）が短くなるという問題があった。その対策として電気ヒータの出力を増やせば家庭用の電源コンセントの利用ができなくなり、貯湯タンク容量を増やせば貯湯式電気温水器のサイズが大きくなるので台所や洗面化粧台に入らなくなったり収納スペースが減ってしまう。
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、電気ヒータの出力や貯湯タンク容量を増やさずに適温で出湯できる時間を長くした貯湯式電気温水器を提供する事にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及びその作用・効果】
上記目的を達成するために請求項１記載の電気温水器は、電気ヒータを備えた貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯温を検出するための湯温検出手段と、給水源からの水を前記貯湯タンクに導く給水管と、前記貯湯タンク内の温水を吐水部に導く出湯管と、前記給水管もしくは前記出湯管に配設される電動弁と、操作スイッチもしくは人体感知手段からの信号により前記電動弁に開閉信号を出力する吐水制御手段とを備えた電気温水器において、前記電動弁が閉状態にあるときに前記湯温検出手段の検出結果により前記電気ヒータの制御をする第１の電気ヒータ制御手段と、前記電動弁が開状態にあるときに前記湯温検出手段の検出結果により前記電気ヒータの制御をする第２の電気ヒータ制御手段をもつこととしたので、湯の使用開始後従来品に較べ速やかに電気ヒータの通電を開始することができ、その分吐出部から適温で出湯できる時間を長くすることができる。
【０００７】
請求項２記載の電気温水器は、電気ヒータを備えた貯湯タンクと、前記貯湯タンク内の湯温を検出するための湯温検出手段と、給水源からの水を前記貯湯タンクに導く給水管と、前記貯湯タンク内の温水を吐水部に導く出湯管と、前記給水管もしくは前記出湯管に配設される水量検出手段とを備えた電気温水器において、前記水量検出手段の検出する水量が所定の水量未満であるときに前記湯温検出手段の検出結果により前記電気ヒータの制御をする第１の電気ヒータ制御手段と、前記水量検出手段の検出する水量が所定の水量以上であるときに前記湯温検出手段の検出結果により前記電気ヒータの制御をする第２の電気ヒータ制御手段をもつこととしたので、湯の使用開始後従来品に較べ速やかに電気ヒータの通電を開始することができ、その分吐出部から適温で出湯できる時間を長くすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面により詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るブロック図である。
貯湯式電気温水器１は、吐水のオンオフ制御及び流量制御を行うための電動弁４と、貯湯タンク６内の水を加熱するための電気ヒータ１３と、貯湯タンク内の温水温度を検出するための温度検出器１４と、電気ヒータ１３等を制御するための制御装置１５とで構成されている。
また、制御装置１５は、自動水栓１７に設けられた操作スイッチ１８の操作信号を取り込むための入力回路２８ａと、電動弁４を駆動するための出力回路２９ａと、入力回路２８ａに取り込まれた信号をもとに出力回路２９ａへの制御信号を発生させるための電動弁制御回路３０とで構成されている。
さらに、制御装置１５は、温度検出器１４の検出値を取り込むための入力回路２８ｂと、電気ヒータ１３を駆動するための出力回路２９ｂと、第一の電気ヒータ制御手段３１ａと、第二の電気ヒータ制御手段３１ｂと、前記電気ヒータ制御手段３１ａ、３１ｂのいずれかを選択するための制御切替回路３２とで構成されている。
【０００９】
以上の構成により、自動水栓１７の操作スイッチ１８からの操作信号は、貯湯式電気温水器１の制御装置１５の入力回路２８ａを介し電動弁制御回路３０で電動弁開閉信号に変換され、出力回路２９ａと伝わり電動弁４を開または閉とするとともに、前記電動弁開閉信号は制御切替回路３２に対し送られる。
一方、温度検出器１４の検出温度は、入力回路２８ｂを介し第一の電気ヒータ制御手段３１ａおよび第二の電気ヒータ制御手段３１ｂに送られ、それぞれで電気ヒータ１３の入切信号に変換され、ともに制御切替回路３２に送られる。
制御切替回路３２では前記電動弁開閉信号により、第一の電気ヒータ制御手段３１ａからの電気ヒータ入切信号と第二の電気ヒータ制御手段３１ｂからの電気ヒータ入切信号のいずれかを選択し出力回路２９ｂを介し電気ヒータ１３を入切する。
【００１０】
図２は本発明の一実施形態に係るフローチャートである。
まず、ステップＳ１で電動弁４の開もしくは閉を判断する。
電動弁４が閉の時は、ステップＳ２で温度検出器１４の検出したタンク温度がＴＬ１より低いか否かを判断し、ＴＬ１より低ければステップＳ３で電気ヒータ１３を入とし、次にステップＳ４で前記タンク温度がＴＨ１を超えているか否かを判断し、ＴＨ１を超えていればステップＳ５で電気ヒータ１３を切とする。
また、ステップＳ１で電動弁４が開の時は、ステップＳ６で温度検出器１４の検出したタンク温度がＴＬ２より低いか否かを判断し、ＴＬ２より低ければステップＳ７で電気ヒータ１３を入とし、次にステップＳ８で前記タンク温度がＴＨ２を超えているか否かを判断し、ＴＨ２を超えていればステップＳ９で電気ヒータ１３を切とする。
なお、ＴＬ２は前記ＴＨ１よりわずかに低い温度とし、ＴＨ２はＴＨ１より高い温度とする。
【００１１】
次に図３により、電気ヒータ１３が通電されていないときに湯の使用があった場合の動作を詳細に説明する。
湯が使用されていないとき、すなわち電動弁４が閉状態であるときは、電気ヒータ１３の制御は第一の温度制御範囲（ＴＬ１−ＴＨ１）で制御されているため通常前記タンク温度はＴＬ１からＴＨ１の間にあり、図３に示すａ点で電動弁４を開けて湯の使用を始めると電気ヒータ１３の制御が第二の温度範囲（ＴＬ２−ＴＨ２）での制御に切り替わり、前記タンク温度がＴＬ２未満であるので即座に電気ヒータ１３が入になる。
温度検出器１４近傍に給水管５から流入する水が達するまでは温度検出器１４の検出温度は徐々に上昇し、やがて給水管５から流入する水が温度検出器１４の高さまで達しｂ点以降前記検出温度が下がり始め、やがて湯の使用開始からｄ３に示す時間の経過後、前記検出温度が設定温度ＴＭ未満になり吐水口２７から吐水する湯の温度が設定温度ＴＭ未満となる。
【００１２】
つまり、本実施形態においては湯の使用開始とともに電気ヒータの通電が始まるため、従来湯の使用開始から電気ヒータ通電開始までかかった時間分電気ヒータによる加熱ができ、その分吐出部から適温で出湯できる時間を長くすることができる。
【００１３】
これを図４の計算例で見ると、出湯可能時間計算値すなわち吐水口から適温で出湯できる時間の計算値が、従来品６．２分に対し考案品は７．４分と約２割長くなっている。なお、この計算例では便宜上貯湯タンク６内の湯温が均一なっているとの仮定で計算している。
【００１４】
図６は、本発明を図５に見られるような自動水栓１７をもたない貯湯式電気温水器に適用したものである。
給水源（図示せず）から供給される水は、貯湯式電気温水器３１の給水口２から減圧弁１９、水量検出手段２０、給水管５を通って貯湯タンク６に至る。貯湯タンク６では、供給された水は電気ヒータ１３で温められ、温められた湯は出湯管７、逆流防止弁８ａ、給湯管１１、給湯口１２、給湯配管１６を介し、混合水栓２４に至る。混合水栓２４には給水源（図示せず）に接続された給水配管２３から水も供給されており、給湯栓２５および給水栓２６の開度を調整することで湯水を適温に混合し吐水口２７から適温水を吐出する。なお、逆流防止弁８ａの先には逃し弁２１があり、貯湯タンク６の中の水を加熱した際の体積膨張分を排水口２２から排出することで貯湯タンク６が高圧になることを防いでいる。
【００１５】
この構成の動作は、図２のフローチャートにおいてステップＳ１の電動弁開閉の判断を水量検出手段での水量検出の有無判断とすることで同様の動作となる。
なお、本実施例では、第一の電気ヒータ制御手段を第一の温度制御範囲（ＴＬ１−ＴＨ１）での制御とし、第二の電気ヒータ制御手段を第二の温度範囲（ＴＬ２−ＴＨ２）での制御としたが、第二の電気ヒータ制御手段を常時電気ヒータオンとする制御としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るブロック図
【図２】本発明の一実施形態に係るフローチャート
【図３】本発明の一実施形態に係る温度検出器の検知温度と時間の関係を示す図
【図４】実使用を想定した計算例
【図５】貯湯式電気温水器の構成図
【図６】貯湯式電気温水器の別の構成図
【図７】従来の貯湯式電気温水器の動作を示すフローチャート
【図８】従来の貯湯式電気温水器の温度検出器の検知温度と時間の関係を示す図
【符号の説明】
１、３１        貯湯式電気温水器
２              給水口
３              定流量弁
４              電動弁
５              給水管
６              貯湯タンク
７              出湯管
８ａ、８ｂ      逆流防止弁
９              バイパス管
１０            混合弁
１１            給湯管
１２            給湯口
１３            電気ヒータ
１４            温度検出器
１５            制御装置
１６            給湯配管
１７            自動水栓
１８            操作スイッチ
１９            減圧弁
２０            水量検出手段
２１            逃し弁
２２            排水口
２３            給水配管
２４            混合水栓
２５            給湯栓
２６            給水栓
２７            吐水口
２８ａ、２８ｂ  入力回路
２９ａ、２９ｂ  出力回路
３０            電動弁制御回路
３１ａ          第一の電気ヒータ制御手段
３１ｂ          第二の電気ヒータ制御手段
３２            制御切替回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004184016.tif 000008
【図７】
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【図８】
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