(57)【要約】【課題】ユーザーが任意に設定することで、使用状況に応じた最適な湯量の確保ができる貯湯式給湯機を提供する。【解決手段】貯湯タンク２０と、前記貯湯タンク２０の下部から水を取り出し上部に戻すポンプ装置２３と、前記ポンプ装置２３で供給された水を加熱する加熱装置２４と、前記加熱装置で加熱された湯の温度を検出する温度センサー２５と、前記ポンプ装置２３及び加熱装置２４の制御を行う制御装置２８とを備え、前記制御装置２８は、深夜電力時間帯に沸き上げる湯量を、最高湯温でタンク全量を沸き上げる設定から、最低湯温でタンクの一部を沸き上げる設定まで、複数段に切り替える切替手段２７を設けた構成としてある。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンクと、前記貯湯タンクの下部から水を取り出し上部に戻すポンプ装置と、前記ポンプ装置で供給された水を加熱する加熱装置と、前記加熱装置で加熱された湯の温度を検出する温度センサーと、前記ポンプ装置及び加熱装置の制御を行う制御装置とを備え、前記制御装置は、深夜電力時間帯に沸き上げる湯量を、最高湯温でタンク全量を沸き上げる設定から、最低湯温でタンクの一部を沸き上げる設定まで、複数段に切り替える切替手段を設けた貯湯式給湯機。
【請求項２】
制御装置は、切替手段で貯湯タンクの一部を沸かす設定とした場合、深夜電力時間帯の加熱装置の駆動時間を制限して行う構成とした請求項１記載の貯湯式給湯機。
【請求項３】
貯湯タンクに残湯検出用温度センサーを設け、切替手段で貯湯タンクの一部を沸き上げる設定とした場合、前記残湯検出用温度センサーの情報により、加熱装置の停止を制御する構成とした請求項１記載の貯湯式給湯機。
【請求項４】
制御装置は、残湯検出用温度センサーの信号に基づき、毎日の湯の過不足を検出し、深夜電力時間帯に沸き上げる湯量の設定を自動的に切り替えるように構成した請求項１〜３のいずれか１項記載の貯湯式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に深夜時間帯に動作して湯を沸き上げ、貯湯する貯湯式給湯機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の貯湯式給湯機として、電気温水器を例に図４を用いて説明する。
【０００３】
図１において、１が貯湯タンク、２が貯湯タンク１の上部に位置せしめた出湯口、３が貯湯タンク１の下部に位置せしめた給水口、４が水の温度を上昇させる加熱ヒーター、５が貯湯タンク１の下部に配置された貯湯タンク１内の温度を検出する温度検出手段、６が電気温水器の湯温を設定するための湯温設定切替装置で、スイッチやボリューム等によって複数段の設定が切り替えられるように構成している。７はこの電気温水器の制御部で、８が前記温度検出手段５の温度判定部、９が加熱ヒーター駆動部である。
【０００４】
上記構成において、深夜電力の通電が開始されると、湯温設定切替装置６によってユーザーが設定した湯温を制御部７に取り込み、加熱ヒーター駆動部９によって加熱ヒーター４が駆動される。加熱ヒーター４は、貯湯タンク１の下部に位置するため、貯湯タンク１内の水は一様に加熱される。そして、温度検出手段５によって取り込まれた温度が温度判定部８で設定された湯温を比較され、その温度に達したら、加熱ヒーター駆動部９を介して加熱ヒーター４が停止する。
【０００５】
通常、湯温設定切替装置６にて切り替えできる湯温は、電気温水器の場合、９０℃から７０℃の範囲が一般的であり、ユーザーは貯湯タンク１で沸かす湯の温度を、季節等によって切り替えを行うものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平０５−１０６９１５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の貯湯式給湯機では、湯温の設定が９０℃から７０℃の範囲で設定は出来るものの、深夜時間帯に貯湯タンク全量を沸かすことになり、さらに湯の使用量が少ないユーザーや、湯の使用量が減少する夏期には、余分な湯を沸かすことになり、電気代が多くかかってしまうという課題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、貯湯タンクと、前記貯湯タンクの下部から水を取り出し上部に戻すポンプ装置と、前記ポンプ装置で供給された水を加熱する加熱装置と、前記加熱装置で加熱された湯の温度を検出する温度センサーと、前記ポンプ装置及び加熱装置の制御を行う制御装置とを備え、前記制御装置は、深夜電力時間帯に沸き上げる湯量を、最高湯温でタンク全量を沸き上げる設定から、最低湯温でタンクの一部を沸き上げる設定まで、複数段に切り替える切替手段を設けた構成としてある。
【０００９】
上記発明によれば、ポンプ装置によって上部に送った水を加熱装置にて加熱することで、上部から湯を貯える積層沸き上げ構成とし、従来のように貯湯タンク全量を湯温を変えながら沸き上げる以外に、ポンプ装置によって上部に送る水の量を制限することで全量沸き上げの前に停止させ、タンクの一部を沸き上げることも可能にしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の貯湯式給湯機は、貯湯タンクと、前記貯湯タンクの下部から水を取り出し上部に戻すポンプ装置と、前記ポンプ装置で供給された水を加熱する加熱装置と、前記加熱装置で加熱された湯の温度を検出する温度センサーと、前記ポンプ装置及び加熱装置の制御を行う制御装置とを備え、前記制御装置は、深夜電力時間帯に沸き上げる湯量を、最高湯温でタンク全量を沸き上げる設定から、最低湯温でタンクの一部を沸き上げる設定まで、複数段に切り替える切替手段を設けたことを特徴としたものであり、ポンプ装置によって上部に送った水を加熱装置にて加熱することで、上部から湯を貯える積層沸き上げ構成とし、従来のように貯湯タンク全量を湯温を変えながら沸き上げる以外に、ポンプ装置によって上部に送る水の量を制限することで全量沸き上げの前に停止させ、タンクの一部を沸き上げることも可能にしたものである。例えば、湯量の設定を低めにすると、最低湯温でさらにタンクの一部のみを沸き上げることが可能となり、使用湯量の少ないユーザーや、夏期等にでも、無駄な沸き上げをせず、最も経済的に使用できる貯湯式給湯機を提供できる。
【００１１】
また、請求項２記載の貯湯式給湯機は、切替手段で貯湯タンクの一部を沸かす設定とした場合、深夜電力時間帯の加熱装置の駆動時間を制限して行う構成としたものであり、簡単なタイマー回路を備えるだけで、タンクの一部を沸き上げる動作が実現できる。
【００１２】
また、請求項３記載の貯湯式給湯機は、貯湯タンクに残湯検出用温度センサーを設け、タンクの一部を沸き上げる設定とした場合、前記残湯検出用温度センサーの情報により、加熱装置の停止を制御する構成としたもので、タンクの湯の量を温度センサーにて直接検出することから、より確実で精度の良い湯量の制御が実現できる。
【００１３】
また、請求項４記載の貯湯式給湯機は、残湯検出用温度センサーの信号に基づいて、毎日の湯の過不足を検出し、深夜電力時間帯に沸き上げる湯量の設定を自動的に切り替えるように構成したもので、湯量の設定をユーザーに切り替えてもらう必要がなく、自動的に最適な湯量を沸かす動作が実現できる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１５】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の貯湯式給湯機の構成図である。
【００１６】
図において、２０が貯湯タンク、２１が貯湯タンク２０の上部に位置せしめた出湯口、２２が貯湯タンク２０の下部に位置せしめた給水口、２３が循環ポンプ、２４が水の温度を上昇させる加熱ヒーター、２５が貯湯タンク２０外の上部に配置された貯湯タンク２０内の温度を検出する温度検出手段、２６が貯湯タンク２０外の下部に配置された貯湯タンク２０内の温度を検出する温度検出手段、２７が湯量を設定するための湯量設定切替装置で、スイッチやボリューム等によって複数段の設定が切り替えられるように構成している。
【００１７】
２８は制御部、２９は湯量設定切替装置２７の信号を受けて、沸き上げる湯の温度と量を決める湯温・湯量設定部、３０は前記温度検出手段２５および２６の温度判定部、３１が加熱ヒーター駆動部、３２がタイマーである。
【００１８】
なお、本実施例では貯湯タンク２０の上部に加熱手段となる加熱ヒータ２４を内蔵させた電気温水器の構成で説明したが、加熱手段は内蔵させた加熱ヒータ２４に限定されるものではなく、循環ポンプ２３の経路に熱交換器を介してヒートポンプユニットを接続した構成でもよいものである。
【００１９】
上記構成において、使用者がお湯を使用する度に出湯口２１からお湯が排出され、等量の水が給水口２２より給水されるものである。そしてお湯と水にある程度の温度差があれば、その境界部分に混合層を形成することで、貯湯タンク２０内の上部がお湯、下部が水の状態を保ち、積層沸き上げ状態となり、お互いが混ざることなく出湯温度を安定した湯温で供給することができる。この貯湯式給湯機の沸き上げ制御は、以下の手順で行われる。
【００２０】
まず、深夜電力が通電を開始すると、湯量設定切替装置２７でユーザーが設定した湯量レベルが制御部２８に取り込まれる。本実施例では、湯量設定切替装置２７の設定段数を５段階とする。制御部２８では、湯温・湯量設定部２９にて、５段階の湯量レベルを湯温と湯量の設定に分解する。
【００２１】
以下にその詳細を示す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
次に、温度検出手段２６の温度が、上記設定湯温より低ければ、加熱ヒーター駆動部３１を介して加熱ヒーター２４への通電が行われ、貯湯タンク２０の上部の水の加熱が開始される。この時、同時に制御部２８内では、タイマー３２をスタートさせておく。
【００２４】
ここで、湯量レベル「１」の場合の動作を説明する。
【００２５】
湯量レベル「１」では、湯温の設定が９０℃であるので、温度検出手段２５で取り込まれる温度が９０℃に到達した時点で、循環ポンプ２３が運転を開始し、貯湯タンク２０下部にある水が上部より供給される。そして、温度検出手段２５の温度が８９℃に下がると、循環ポンプ２３が停止する。以下、上記動作を繰り返し、循環ポンプ２３は９０℃と８９℃の間で運転／停止を繰り返し、貯湯タンク２０内では徐々に９０℃の湯が上部から下部に向かって押し下げられていく。こうして、タンク全量が９０℃になると、温度検出手段２６の温度が９０℃となり、温度判定部３０にて「タンク全量」の沸き上げが完了したことを判定し、加熱ヒーター２４及び循環ポンプ２３を停止し、沸き上げ動作は終了する。
【００２６】
次に、湯量レベル「３」の場合の動作を説明すると、湯量レベル「３」のときは上記湯量レベル「１」と同様の動作を行う。ただし、湯温の設定が７０℃であるので、循環ポンプ２３の運転／停止の温度が７０℃と６９℃の間となり、また、沸き上げ動作の終了が７０℃に変わることになる。
【００２７】
次に湯量レベル「５」の場合の動作を説明すると、湯量レベル「５」の場合も、「３」と場合と同様に、循環ポンプ２３は７０℃と６９℃の間で運転／停止を繰り返すことになる。同時に加熱ヒーター２４の駆動タイミングでスタートさせておいたタイマー３２の計時時間が、貯湯タンク２０全量を沸かす時間の６０％の時間に到達した時点で、沸き上げを終了する。こうすることによって、貯湯タンク２０の６０％のみを沸かすことが可能となる。
【００２８】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２の貯湯式給湯機の構成図である。
【００２９】
実施例１と異なる点は、貯湯タンク２０の側面に温度検出手段３３及び３４を追加しているところである。これによって、実施例１では、加熱ヒーター２４の運転時間をタイマー３２で計測して沸き上げ終了を検出していたのに対し、本実施例では、温度判定部３０で温度検出手段を３３あるいは３４の温度を判定し、この位置まで湯が下がってきたことを検出して沸き上げ終了とする。こうすることによって、より正確な目標湯量を確保することが出来る。また、実施例１のタイマー３２と、温度検出手段３３、３４とを組み合わせ、温度検出手段３３または３４が湯を検出してから一定時間後に沸き上げを終了する、といった動作を追加すれば、さらに細分化した湯量設定が可能となる。
【００３０】
図３は本発明の実施例３の貯湯式給湯機の構成図である。
本実施例では、湯量設定切替装置２７の代わりに使用湯量学習演算部３５を制御部２８内に設けた。この使用湯量学習演算部３５にて、毎日の使用湯量を検出し、それに応じて自動的に湯量レベルを選択するようにする。こうすることで、ユーザーがいちいち湯量設定を切り替えることなく、機器側で最適な湯量レベルを選択するため、さらに使い勝手の良いものとすることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、深夜電力時間帯に沸き上げる湯量を、最高湯温でタンク全量を沸かす設定から、最低湯温でタンクの一部を沸かす設定まで、複数段に切り替えることができるため、湯の使用量の多いユーザーから家族数が少なく、湯の使用量が少ないユーザーまで広く対応が出来る給湯機を実現できる。特に、夏期の湯の使用量が非常に少なくなるときに、タンクの一部のみを沸かして湯量を制限できるため、無駄な湯の沸かしすぎがなく、経済的である。
【００３２】
また、タンクの一部を沸かすやり方として、加熱装置の駆動時間を制限して行うため、マイコン内蔵のタイマーを使えば、特別なコストをかけずに簡単に実現することが出来る。
【００３３】
また貯湯タンクに残湯検出用温度センサーを設け、タンクの一部を沸かす設定として、前記残湯検出用温度センサーの情報により、加熱装置の停止を制御するようにするため、確実にタンクのセンサー位置の部分まで沸かすことができる。特に、沸き上げ途中で湯を使用されたとしても、それに関係なくセンサーの位置までの湯量を確保でき、より精度の良い動作を実現できる。
【００３４】
また、制御装置は残湯検出用温度センサーの信号をもとに、毎日の湯の過不足を検出し、深夜電力時間帯に沸き上げる湯量の設定を自動的に切り替えるようにしたため、ユーザーが湯量を切り替えなくても自動的に適切な湯量が選択され、使い勝手の面でも良いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の貯湯式給湯機のシステム図
【図２】本発明の実施例２の貯湯式給湯機のシステム図
【図３】本発明の実施例３の貯湯式給湯機のシステム図
【図４】従来の貯湯式給湯器のシステム図
【符号の説明】
２０  貯湯タンク
２３  循環ポンプ（ポンプ装置）
２４  加熱ヒーター（加熱装置）
２５  温度センサー
２７  湯量設定切替装置（切替手段）
２８  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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