(57)【要約】【課題】汎用性が高く使い勝手の良い電気温水器を提供する。【解決手段】電気温水器は、複数のヒータ３を内蔵する缶体と、該缶体から供給される温水の温度を検出する温度センサ４と、温度センサ４により検出される温水の温度が設定された温度となるようにヒータ３をオン／オフする制御手段５とを備え、定格最大出力の値が段階的に複数定められている商用電源を電源とするものであり、前記定格最大出力の複数の値のうちのいずれかを指示する指示手段６が設けられ、制御手段５は、指示手段６の指示する値に応じて、複数のヒータ３を組み合わせることにより、定格最大出力を設定する。制御手段５は、設定された定格最大出力にヒータの合計出力が一致するようなヒータの組合せが複数組存在する場合には、温水の加熱時に通電するヒータの組合せを所定のタイミングで複数組の組合せのうちの他の組合せに変更する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のヒータを内蔵する缶体と、該缶体から供給される温水の温度を検出する温度センサと、前記温度センサにより検出される温水の温度が設定された温度となるように該ヒータをオン／オフする制御手段とを備え、定格最大出力の値が段階的に複数定められている商用電源を電源とする電気温水器であって、
前記定格最大出力の複数の値のうちのいずれかを指示する指示手段を設け、
前記制御手段は、前記指示手段の指示する値に応じて、前記複数のヒータを組み合わせることにより、定格最大出力を設定することができることを特徴とする電気温水器。
【請求項２】
前記制御手段は、設定された定格最大出力にヒータの合計出力が一致するようなヒータの組合せが複数組存在する場合には、温水の加熱時に通電するヒータの組合せを所定のタイミングで前記複数組の組合せのうちの他の組合せに変更することを特徴とする請求項１に記載の電気温水器。
【請求項３】
前記制御手段は、通電するヒータの組合せとして選定されている組合せのヒータのオン／オフ回数が所定数になったときを、前記所定のタイミングとして、通電するヒータの組合せを変更することを特徴とする請求項２に記載の電気温水器。
【請求項４】
前記指示手段は、前記定格最大出力の複数の値を切り替え可能なディップスイッチから構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちのいずれか１項に記載の電気温水器。
【請求項５】
前記指示手段は、前記定格最大出力の複数の値のうちのいずれかの値を決定する着脱自在の記憶手段から構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちのいずれか１項に記載の電気温水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒータで加熱することにより所定温度の温水を得る電気温水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気ヒータを内蔵する缶体と、該缶体から供給される温水の温度を検出する温度センサと、温度センサにより検出される温水の温度が設定された温度となるように該電気ヒータをオン／オフする制御手段とを備えた電気温水器が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この種の電気温水器の使用にあたっては、使用者と電力会社との間で、電気温水器の定格最大出力の電源に応じて供給電力の契約を行うことができる場合がある。この供給電力によって電気料金が段階的に定められており、このような場合には、各使用者によって電気温水器の契約電力も定格最大出力もまちまちとなる。
【０００４】
従来の電気温水器は定格最大出力が一定であったため、メーカは、使用者のそれぞれの電力契約に合わせて、定格最大出力の異なる複数種類の電気温水器を用意しなければならなかった。また、使用者は、電気温水器を一度設置すると、リフォームなどにより電気温水器の最大出力を大きくする必要が生じた場合には、電気温水器を交換する必要があった。
【特許文献１】特開平５−１８６０９号公報  （第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記不具合を解消するために成されたものであり、汎用性が高く使い勝手の良い電気温水器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するために、本発明の電気温水器は、複数のヒータを内蔵する缶体と、該缶体から供給される温水の温度を検出する温度センサと、前記温度センサにより検出される温水の温度が設定された温度となるように該ヒータをオン／オフする制御手段とを備え、定格最大出力の値が段階的に複数定められている商用電源を電源とする電気温水器であって、前記定格最大出力の複数の値のうちのいずれかを指示する指示手段を設け、前記制御手段は、前記指示手段の指示する値に応じて、前記複数のヒータを組み合わせることにより、定格最大出力を設定することができることを特徴とする。
【０００７】
かかる本発明によれば、指示手段の指示により、複数種類の定格最大出力のうちのいずれかの出力を設定することができる。従って、複数種類の定格最大出力の電源に対して１種類の電気温水器を利用することができ、汎用性が高くなる。その結果、メーカは、契約電力の種類の異なる使用者たちに対して１種類の電気温水器を用意すればよいので、設計コストや製造コストを低減できる。また、使用者は、契約電力を変更するような電気温水器の出力増大を必要としたときに、定格最大出力の設定を変更するだけで電気温水器を交換する必要がなくなるので、使い勝手がよくなる。
【０００８】
ところで、複数のヒータを組み合わせて、ある定格最大出力値に一致するヒータの組合せを単純に選択した場合、その値によっては、電気温水器に備えられた複数のヒータのうちの一部のヒータにしか通電されない場合が考えられる。このような場合には、一部のヒータが他のヒータに比べて長時間通電されることによりヒータ及びヒータ通電用のリレーの劣化が激しくなる。その結果、ヒータ及びリレー間に寿命の差が生じてしまう。
【０００９】
そこで、本発明の電気温水器では、前記制御手段は、設定された定格最大出力にヒータの合計出力が一致するようなヒータの組合せが複数組存在する場合には、温水の加熱時に通電するヒータの組合せを所定のタイミングで前記複数組の組合せのうちの他の組合せに変更することを特徴とする。
【００１０】
かかる本発明によれば、設定された定格最大出力を実現するようなヒータの組合せが複数組存在する場合には、一部のヒータのみに通電されることを極力防止し、その結果、ヒータ及びヒータ通電用のリレーの寿命を平均化することができる。従って、汎用性を保ちつつ、ヒータ及びリレーの交換等を必要とする時期になるまでの耐用年数を長期化できる。
【００１１】
また、本発明の電気温水器では、前記制御手段は、通電するヒータの組合せとして選定されている組合せのヒータのオン／オフ回数が所定数になったときを、前記所定のタイミングとして、通電するヒータの組合せを変更するようにしてもよい。
【００１２】
かかる本発明によれば、制御手段は、温水の温度が設定された温度となるようにヒータをオン／オフするように構成されているものなので、特別な構成を設けることなく、ヒータの組合せを変更するタイミングを計ることができる。
【００１３】
ここで、前記指示手段としては、以下の２つの形態が考えられる。すなわち、第１の形態は、前記定格最大出力の複数の値を切り替え可能なディップスイッチから構成されるものであり、第２の形態は、前記定格最大出力の複数の値のうちのいずれかの値を決定する着脱自在の記憶手段から構成されるものである。
【００１４】
第１の形態では、電気温水器の設置等を行なう者がディップスイッチを切り替える操作をするだけで、電気温水器の定格最大出力を容易に変更することができるので、使い勝手が良い。また、上記第２の形態を採用する場合は、メーカ側が定格最大出力を設定でき、電気温水器の設置後は、記憶手段を交換しなければ定格最大出力を変更できないので、使用者により誤って変更されることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。図１は本実施形態の電気温水器の回路図、図２は、図１示の電気温水器のヒータの組合せを説明するための説明図、図３は図１示の電気温水器の制御を示すフローチャート、図４は別の実施形態の電気温水器の回路要部を示す構成図である。
【００１６】
図１を参照して、本実施形態の電気温水器１は、不図示の循環回路に介設された缶体（図示しない）の湯水をポンプ２により循環させて、該電気温水器１に接続される床暖房パネル等により暖房等に用いている。また、この温水の加熱は上記缶体に設けられたヒータ３により行われる。
【００１７】
ヒータ３は、出力が３ｋＷ、２ｋＷ、１ｋＷのものが２個（ｉ，ｉｉ）ずつ合計6個、上記缶体にそれぞれ内蔵されると共に、それぞれリレーＲｙ１〜Ｒｙ６を介して商用２００Ｖの単相交流電源に接続されている。なお、上記缶体の出口側には、サーミスタ等からなる温度センサ４が備えられ、又、ポンプ２はリレーＲｙ７を介して商用１００Ｖの単相交流電源に接続されている。
【００１８】
上記ポンプ２及びヒータ３を制御するコントローラ５は、マイクロコンピュータやメモリ等から構成され、ユーザによる操作および温度センサ４の検出温度に基づいて、リレーＲｙ１〜Ｒｙ７を開閉して、設定温度の温水を循環回路内に循環させる。
【００１９】
また、コントローラ５には、指示手段６としてのロータリーディップスイッチが接続されており、コントローラ５は、ヒータ３の合計出力が、ロータリーディップスイッチ６の指示する数値（又は記号）に応じた定格最大出力に一致するように、ヒータ３を組み合わせる。このロータリーディップスイッチ６は、電気温水器１の設置時や定格最大出力を変更する場合に使用される。さらに、コントローラ５は、設定された定格最大出力に基づいて、通電するヒータ３を平均的に使用する処理（ヒータ平均使用処理）を行なう。なお、コントローラ５には所定の操作部（図示しない）が接続され、温水の温度を設定できるようになっている。
【００２０】
次に、ヒータ平均使用処理について説明する。電気温水器１は、定格最大出力を１ｋＷ〜１２ｋＷに設定可能に構成されており、使用者の電力契約に応じて予め所定の定格最大出力に設定されている。具体的には、例えば、初期設置時や定格最大出力を変更する場合に、ロータリーディップスイッチ６の矢印目盛りを５の目盛りに合わせることにより、電気温水器１の定格最大出力（設定出力）は５ｋＷとなる。
【００２１】
図２を参照して、設定出力が例えば５ｋＷの場合には、ヒータ３として３ｋＷのもの１個（ｉ又はｉｉ）と１ｋＷのもの２個（ｉ及びｉｉ）とから成る組合せ（図２示の５−１組）により、該設定出力（５ｋＷ）を実現することができる。また、設定出力を５ｋＷとする組合せとして、３ｋＷのもの１個（ｉ又はｉｉ）と２ｋＷのもの１個（ｉ又はｉｉ）とから成るヒータ３の組合せ（図２示の５−２組）、２ｋＷのもの２個（ｉ及びｉｉ）と１ｋＷのもの１個（ｉ又はｉｉ）とから成る組合せ（図２示の５−３組）も存在する。つまり、個々のヒータ出力の組合せとしては、上記３つの組合せが存在する。さらに、上記３つの組合せで選んだ同出力のヒータ（ｉ，ｉｉ）を入れ替えた組合せ（５−１′組、５−２′組、５−３′組）も考えられるので、設定出力が５ｋＷの場合には、合計６つの組合せが存在することとなる。
【００２２】
同様にして、設定出力が１ｋＷ〜１１ｋＷの場合には、その設定出力を実現するためのヒータ３の組合せが図２に示すように複数存在している。そして、コントローラ５は、これら設定出力に応じたヒータ３の組合せを記憶し、後述するように所定のタイミングで組合せを変更するようにプログラムされている。
【００２３】
以下、コントローラ５によるヒータ平均使用処理の流れを図３を参照して説明する。なお、予め電気温水器１の出力（例えば５ｋＷ）が設定され、ユーザの操作によって温水の温度（例えば８０℃）が設定されているものとする。
【００２４】
コントローラ５は、ユーザにより不図示の運転スイッチがオン操作（ステップＳ１）されると、ポンプ２を作動させて（ステップＳ２）、循環回路内に湯水を循環させ、設定出力に応じて、３ｋＷ（ｉ）と１ｋＷ（ｉ及びｉｉ）のヒータ３から成る組（図２示の５−１組）を選択する（ステップＳ３）。
【００２５】
次いで、コントローラ５は、温度センサ４の検出温度が設定温度（８０℃）以下か否かを判別する（ステップＳ４）。８０℃以下ならば、上記５−１組のヒータ３に通電する（ステップＳ５）。そして、ユーザにより運転スイッチがオフ操作（ステップＳ６）されるまで、ステップＳ４の温度判別が実行され続ける。なお、運転スイッチがオフ操作されると、選定されているヒータ３の通電を停止し（ステップＳ７）、その状態でポンプを所定時間（例えば１分間）作動させて（ステップＳ８）から、ポンプ２を停止させて（ステップＳ９）、処理を終了する。
【００２６】
一方、上記ステップＳ４において、温度センサ４の検出温度が８０℃を超えている場合には、選定されている組のヒータ３のリレーＲｙがオフされているか否かを判別し（ステップＳ１０）、該リレーＲｙがオフしていない場合にはこれをオフする（ステップＳ１１）と共に、初期値０のカウント変数Ｃをインクリメント（１を加算）する（ステップＳ１２）。
【００２７】
次いで、ステップＳ１３によってカウント用変数Ｃを用いてステップＳ１１のリレーＲｙのオフ回数が１０回になるまでは温度判別のステップＳ４へ戻る。なお、ステップＳ１０において、選定されている組のヒータ３のリレーＲｙがオンされている場合には、ステップＳ１３によりカウント変数Ｃが１０であるか否かを判別する。
【００２８】
上記ステップＳ１３において、コントローラ５は、カウント変数Ｃが１０であるときに、カウントをクリアし（Ｃ＝０，ステップＳ１４）、通電するヒータの組合せを変更して（ステップＳ１５）、温度判別のステップＳ４の処理へ戻る。
【００２９】
ここで、コントローラ５は、上記ステップＳ１５において、ヒータ３の組合せを上記５−１組から、例えば、３ｋＷ（ｉ）と２ｋＷ（ｉ）のヒータから成る組（図２示の５−２組）に変更する。また、５−２組に変更後に、ヒータ３の組合せを変更する場合には、２ｋＷ（ｉ，ｉｉ）と１ｋＷ（ｉ）のヒータから成る組（図２示の５−３組）、３ｋＷ（ｉｉ）と１ｋＷ（ｉ及びｉｉ）のヒータから成る組（５−１′組）、３ｋＷ（ｉｉ）と２ｋＷ（ｉｉ）のヒータから成る組（５−２′組）、２ｋＷ（ｉ，ｉｉ）と１ｋＷ（ｉｉ）のヒータから成る組（５−３′組）の順序で組合せを変更した後、再び上記５−１組に変更するようにして処理を繰り返す。
【００３０】
なお、組合せが同一であれば変更順序はこれに限定されず、例えば、上記５−１組に続いて５−１′組、５−２組、５−２′組・・・、としてもよい。
【００３１】
上記具体例では、設定出力５ｋＷの場合に、ヒータ３の組合せを初期状態（５−１組）から変更して再び初期状態（５−１組）に戻すまで（１サイクル）の間に、ヒータ３の組合せが異なる６つの遷移状態が存在している。そして、３ｋＷ（ｉ，ｉｉ）のヒータに通電される遷移状態は２回、その他の４個のヒータに通電される遷移状態は３回なので、各ヒータ３は略均等に通電されることとなる。
【００３２】
以上説明したように、上記実施形態によれば、電気温水器１の定格最大出力を契約電力に応じて設定することができる。また、定格最大出力を大きくする必要が生じた場合にも電気温水器を交換することなく対処することができ、汎用性を高めることができる。また、電気温水器１の６つのヒータ３が略平均的に使用されるので、従来のように一部のヒータだけに通電されることによるヒータ及びヒータ通電用リレーの劣化を防止することができる。従って、一部のヒータ及びリレーの消耗を早めることなく、その結果、電気温水器の耐用年数を長期化することができる。
【００３３】
この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記実施形態では、定格最大出力を５ｋＷとして説明したが、契約電力（電力料金）が異なるような例えば８ｋＷでも１２ｋＷでも良い。この場合、ロータリーディップスイッチ６の矢印目盛りを８ｋＷの時は８、１２ｋＷの時はＣにそれぞれ合わせて設定する。
【００３４】
また、上記実施形態は、同出力のヒータを２個ずつ３種類備えて、最大１２ｋＷの出力に構成したが、ヒータの種類や個数はこれに限定されず、例えば、最大１６ｋＷの出力を可能とした構成でもよく、この場合には上記ロータリーディップスイッチ６も利用できる。
【００３５】
また、ヒータの組合せを変更するタイミングとして、選定されているヒータのリレーのオン／オフの回数が１０回に達したときとしたが、その回数はこれに限定されるものではない。
【００３６】
また、選定されているヒータのリレーのオン時間が所定時間に達したときにヒータの組合せを変更するように構成してもよいが、上記実施形態のように、選定されているヒータのリレーのオフ時に変更した場合には、タイマを必要としないので構成が簡便であり、しかも電力や時間の損失を生じさせることもないので好ましい。
【００３７】
また、上記実施形態では、定格最大出力の指示手段６としてロータリーディップスイッチを設けたが、ディップスイッチは回転タイプのものに限られるものではなく、定格最大出力の複数の値を切り替え可能なものであればよい。
【００３８】
さらに、上記指示手段６は、使用者による操作が可能なディップスイッチに限定されるものではない。特に、電気温水器１の定格最大出力の変更が、契約電力の変更に連動する場合には、例えば、上記指示手段６は、定格最大出力の値を決定する着脱自在な記憶手段から構成されるようにしても良い。
【００３９】
この場合、上記記憶手段は、電源に応じた複数の定格最大出力のうちのいずれかの値を記憶保持したＲＯＭ（Read only Memory）などの不揮発性メモリから成る。そして、例えば、使用者が電気温水器１を購入すると共に、使用電力の契約を締結したときに、電気温水器１が契約電力に応じた定格最大出力となるように、該定格最大出力を指示するＲＯＭ６ａ（ＲＯＭチップ６ａ）の種類が選択される。選択されたＲＯＭ６ａは、図４に示すように、コントローラ５の基板上に設けられたコネクタ５ａに接続される。なお、図４では８ピンのＲＯＭ６ａを例示している。そして、電気温水器１の定格最大出力を変更して増大させるときに契約電力の変更に伴って、ＲＯＭ６ａを交換する。なお、メーカは、電気温水器１の定格最大出力に応じて複数種類のＲＯＭ６ａを取り揃えるようにする。上記構成によれば、メーカが定格最大出力を設定でき、電気温水器１の設置後は、ＲＯＭ６ａなどの記憶手段（指示手段）を交換しなければ定格最大出力を変更できないので、使用者により誤って変更されることがない。
【００４０】
また、本発明の電気温水器は、暖房目的や循環式の構造に限定されず、追焚き、給湯目的のものでも貯湯槽を有する構造のものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施形態の電気温水器の回路図。
【図２】図１示の電気温水器のヒータの組合せを説明するための説明図。
【図３】図１示の電気温水器の制御を示すフローチャート。
【図４】別の実施形態の電気温水器の回路要部を示す構成図。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・電気温水器、２・・・ポンプ、３・・・ヒータ、４・・・温度センサ、５・・・コントローラ、５ａ・・・コネクタ、６・・・ロータリーディップスイッチ（指示手段）、６ａ・・・ＲＯＭ（指示手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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