(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯湯タンクと、給水源からの水を前記貯湯タンクへ供給する給水経路に設けられた給水弁及び定流量弁と、前記貯湯タンク内の水を加熱する発熱部と、前記給水経路から前記貯湯タンクへの給水によって押し出された前記貯湯タンク内の湯を流出させるため前記貯湯タンクに接続された出湯経路と、前記貯湯タンク内の湯温を所定の保温温度に保つために前記発熱部への通電を制御する機能及び外部からの信号に基づいて前記給水弁を開閉する機能を有する制御手段と、を備え
前記給水弁の開状態を計時するタイマを前記制御手段に設け、単位時間当たりの前記タイマの累積時間が少ない時間帯は前記貯湯タンク内を前記保温温度より低温に保つために前記発熱部に対し節電通電を行うことを特徴とする貯湯式電気温水器。
【請求項２】
前記給水弁の開弁時に前記貯湯タンクから排出される湯と給水源から供給される水とを混合する混合弁を備えたことを特徴とする請求項１記載の貯湯式電気温水器。
【請求項３】
前記単位時間よりも長い第二単位時間を前記制御手段に設定し、前記第二単位時間内における前記タイマの累積時間の長短に基づいて、前記節電通電を行うか否かの判断基準となる閾時間を設定することを特徴とする請求項１または２記載の貯湯式電気温水器。
【請求項４】
前記第二単位時間を２４時間に設定し、当該２４時間における前記タイマの累積時間が所定時間より短いときはパーソナル利用と判断し、前記節電通電を行うか否かの判断基準となる前記閾時間をパブリック利用の場合よりも短く設定することを特徴とする請求項３記載の貯湯式電気温水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁弁を内蔵した比較的小型の貯湯式電気温水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
洗面台などの下方などに配置される貯湯式電気温水器として、従来、湯を使用する時間帯をマイコンが自動的に記憶し、使用頻度が低い時間帯はタンクの貯湯温度を節電温度（例えば、６０℃）に下げることによって節電を行う、いわゆる「おまかせ節電」機能を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６４０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の貯湯式電気温水器の場合、給水源から貯湯タンクへ供給される水の温度が季節の影響などで変動すると、水の供給量と貯湯タンク内の湯温の変化量との関係も変動するため、サーミスタによる温度検知方式では貯湯タンク内の湯の使用量を正確に把握することができない。このため、少量の湯が使用されても節電通電が解除されることがあり、節電効果が低くなるといった不具合が生じる。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、サーミスタを追加することなく湯の使用を正確に検知することにより「おまかせ節電」を実施する時間帯を的確に設定し、優れた節電効果を得ることのできる貯湯式電気温水器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の貯湯式電気温水器は、貯湯タンクと、給水源からの水を前記貯湯タンクへ供給する給水経路に設けられた給水弁及び定流量弁と、前記貯湯タンク内の水を加熱する発熱部と、前記給水経路から前記貯湯タンクへの給水によって押し出された前記貯湯タンク内の湯を流出させるため前記貯湯タンクに接続された出湯経路と、前記貯湯タンク内の湯温を所定の保温温度に保つために前記発熱部への通電を制御する機能及び外部からの信号に基づいて前記給水弁を開閉する機能を有する制御手段と、を備え
前記給水弁の開状態を計時するタイマを前記制御手段に設け、単位時間当たりの前記タイマの累積時間が少ない時間帯は前記貯湯タンク内を前記保温温度より低温に保つために前記発熱部に対し節電通電を行うことを特徴とする。
【０００７】
このような構成とすれば、サーミスタを追加しなくても、貯湯タンク内の湯の使用を確実に検知することができ、また、湯の使用量が少ない場合は、そのまま節電通電を継続して、節電効果を高めることができる。従って、「おまかせ節電」（節電通電）を実施する時間帯を的確に設定し、優れた節電効果を得ることができる。
【０００８】
給水源から貯湯タンクへ供給される水の温度が季節等の影響で変動すると、水の供給量と貯湯タンク内の湯温の変化量との関係が変動するため、従来のサーミスタによる温度検知方式では貯湯タンク内の湯の使用量を正確に把握することができなかったが、本発明は、給水弁の開状態を計時するので、湯の使用量を正確に把握することができる。なお、給水源から貯湯タンクへの給水経路に単位時間当たりに流量を一定に保つ定流量弁を設ければ、給水弁の開状態を計時することによって湯の使用量をさらに正確に把握することができる。
【０００９】
ここで、前記給水弁の開弁時に前記貯湯タンクから排出される湯と給水源から供給される水とを混合する混合弁を備えることが望ましい。このような構成とすれば、貯湯タンクに貯留された湯の使用量を抑制しながら所定場所へ給湯することができるため、比較的長時間に渡って、所定の給湯温度を維持することができる。
【００１０】
また、前記単位時間よりも長い第二単位時間を前記制御手段に設定し、前記第二単位時間内における前記タイマの累積時間の長短に基づいて、前記節電通電を行うか否かの判断基準となる閾時間を設定することができる。
【００１１】
このような構成とすれば、設置場所（利用状況）に適した閾時間を設定することが可能となるため、設置場所（利用状況）に即した優れた節電効果を得ることができる。
【００１２】
この場合、前記第二単位時間を２４時間に設定し、当該２４時間内における前記タイマの累積時間が所定時間より短いときはパーソナル利用と判断し、前記節電通電を行うか否かの判断基準となる前記閾時間をパブリック利用の場合よりも短く設定することが望ましい。
【００１３】
このような構成とすれば、人間の生活リズムである２４時間を第二単位時間とすることにより、設置場所（利用状況）における使用者の行動パターンを正確に把握することできるため、設置場所（利用状況）に最適な閾時間を設定することができ、節電効果の実効を図ることができる。ここで、「パーソナル利用」とは当該貯湯式電気温水器を、その使用者が限定される建物（例えば、一般の住宅や老人ホーム）に設置したときの利用状態をいい、「パブリック利用」とは当該貯湯式電気温水器を不特定多数が使用する公共施設に設置したときの利用状態をいう。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、サーミスタを追加せずに、貯湯タンク内の湯の使用を正確に検知することにより「おまかせ節電」（節電通電）を実施する時間帯を的確に設定し、優れた節電効果を得ることのできる貯湯式電気温水器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態である貯湯式電気温水器の構成を示す図、図２は図１に示す貯湯式電気温水器における使用頻度の算出過程を示す図、図３は湯使用状態判定ルーチンを示すフローチャート、図４は節電設定ルーチンを示すフローチャート、図５は閾値設定ルーチンを示すフローチャートである。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態の貯湯式電気温水器１０は、貯湯タンク１１と、給水源（図示せず）からの水を貯湯タンク１１へ供給する給水経路３０に設けられた給水弁である電磁弁１９と、貯湯タンク１１内の水を加熱する電導発熱部であるヒータ１２と、貯湯タンク１１内の湯温を検知するサーミスタ１３と、制御手段１４と、を備えている。制御手段１４は、サーミスタ１３の検知温度に基づいて、貯湯タンク１１内の湯温が所定の保温温度となるようにヒータ１２への通電を制御する機能と、湯側スイッチ１５ｈ、水側スイッチ１５ｃからの信号に基づいて電磁弁１９，２０をそれぞれ開閉する機能と、を有する。
【００１７】
前述したように、貯湯タンク１１へ水を補給するための給水経路３０が止水栓１７から貯湯タンク１１の底部に接続されている。給水経路３０の途中には、下流側に向かって定流量弁２１，逆止弁１８及び電磁弁１９が配置されている。また、給水経路３０の途中から分岐した混合バイパス経路３１の下流側が混合バルブ２４に接続されている。定流量弁２１は、止水栓１７から供給される水の単位時間当たりの流量を一定に保つ機能を有している。
【００１８】
貯湯タンク１１の上部には湯を流出させるための出湯経路３５の基端部が接続され、その下流側は逆止弁２２を経由して混合バルブ２４に接続されている。また、混合バイパス経路３１の途中から分岐したバイパス経路３３が逆止弁２３を経由して、逆止弁２２と混合バルブ２４との間の出湯経路３５に接続されている。
【００１９】
混合バルブ２４の下流側から水栓１６に向かって吐水経路３６が設けられ、逆止弁１８と電磁弁１９との間の給水経路３０から分岐した給水経路３２の下流側が電磁弁２０を経由して吐水経路３６に接続されている。また、前述したように、電磁弁１９，２０を開閉するための湯側スイッチ１５ｈ、水側スイッチ１５ｃが水栓１６の近傍に設けられている。
【００２０】
貯湯タンク１１内の湯が所定温度（例えば、８０℃）に保持されている状態で湯側スイッチ１５ｈをＯＮすると電磁弁１９が開き、給水経路３０を経由して貯湯タンク１１の底部へ水が送り込まれるとともに、混合バイパス経路３１を経由して混合バルブ２４へ水が送られる。給水経路３０からの給水によって押し出された貯湯タンク１１内の湯が、その上部に接続された出湯経路３５を通って流出し、混合バルブ２４において混合バイパス経路３１からの水と混合された後、適温となった湯が吐水経路３６を通って水栓１６から吐出される。また、湯側スイッチ１５ｈをＯＦＦすると、電磁弁１９が閉止され貯湯タンク１１への給水が止まるので、水栓１６からの湯の吐出が停止する。
【００２１】
このように、湯側スイッチ１５ｈをＯＮ、ＯＦＦ操作すると、貯湯タンク１１内の湯と混合バイパス経路３１から送給される水とが、混合バルブ２４において所定割合で混合されることによって形成された適温の湯が水栓１６から吐出、停止される。また、水側スイッチ１５ｃをＯＮ，ＯＦＦ操作すると電磁弁２０が開閉し、給水経路３０，３２及び吐水経路３６を経由した水が水栓１６から吐出、停止される。
【００２２】
一方、貯湯式電気温水器１０においては、制御手段１４に、電磁弁１９の開状態を計時するタイマ（図示せず）が設けられ、単位時間当たりの前記タイマの累積時間が少ない時間帯は貯湯タンク１１内の湯温を所定の保温温度（例えば、８０℃）よりも低温（例えば、６０℃）に保つため、ヒータ１２に対し節電通電（以下、「おまかせ節電」という。）が行われる。
【００２３】
なお、給水源から貯湯タンク１１へ供給される水の温度が季節等の影響で変動すると、水の供給量と貯湯タンク１１内の湯温の変化量との関係が変動するため、従来の温度検知方式では貯湯タンク１１内の湯の使用量を正確に把握することができなかったが、本実施形態の貯湯式電気温水器１０においては、給水弁である電磁弁１９の開状態を計時するので、湯の使用量を正確に把握することができる。また、止水栓１７からの給水経路３０に単位時間当たりの流量を一定に保つ定流量弁２１を設けているため、給水弁である電磁弁１９の開状態を計時するだけで、湯の使用量を極めて正確に把握することができる。
【００２４】
図１に示すように、貯湯式電気温水器１０は、電磁弁１９の開弁時に貯湯タンク１１から排出される湯と、給水源から供給される水と、を混合する混合バルブ２４を備えている。従って、貯湯タンク１１に貯留された湯の使用量を抑制しながら水栓１６へ給湯することが可能となり、比較的長時間に渡って、所定の給湯温度を維持することができる。
【００２５】
さらに、制御手段１４には、サーミスタ１３の検知温度に基づいてヒータ１２の通電制御を行う制御回路（図示せず）と、使用頻度を演算、学習するマイコン（図示せず）と、が設けられ、電磁弁１９の累積開時間を指標として、使用の有無を判断する。この場合、数日分の情報を学習して使用頻度を時間帯別に算出する。そして、時間帯別の使用頻度に応じて、貯湯タンク１１内の湯の沸かし上げ温度を時間帯別に変更する。
【００２６】
例えば、図２に示すように、１日（２４時間）を３２の時間帯に分割して「０．７５時間」を単位時間とし、この単位時間ごとの電磁弁１９の累積開時間を実績情報として記憶する。そして、８日分の実績情報を蓄積し、これに基づいて、各時間帯を未使用時帯または使用時帯のいずれかに分類する。未使用時帯と判断された時間帯においてはおまかせ節電が実行され、貯湯タンク１１内の湯温は低温（例えば、６０℃）に保たれ、使用時帯と判断された時間帯は所定の保温温度（例えば、８０℃）に保たれる。これに関する詳しい内容については、後述する図３〜図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００２７】
従来のおまかせ節電システムの場合、温度調整用及びおまかせ節電用の二つのサーミスタが必要であったが、本実施形態の貯湯式電気温水器１０のように、定流量弁２１を備え、電磁弁１９の開時間を計測する方式とすれば使用した湯の量が正確に把握できるため、節電効果が向上するだけでなく、一つのサーミスタ１３のみで機能するので、おまかせ節電用のサーミスタが不要となる。
【００２８】
ここで、図３に基づいて、湯使用状態判定ルーチンについて説明する。図３は湯使用状態判定ルーチンを示すフローチャートである。湯使用状態判定ルーチンがスタートすると（Ｓ２０）、電磁弁１９が開いているか否かの判断が行われ（Ｓ２１）、開放中と判断されたときはタイマＴ１が動作を開始し（Ｓ２２）、電磁弁１９の開時間を計時し、リターンする（Ｓ２４）。一方、電磁弁１９が開いているか否かの判断（Ｓ２１）において、閉止中と判断されたときはタイマＴ１がストップし、積算タイマ１にＴ１が加算され、積算タイマ２にＴ２が加算され（Ｓ２３）、その後、タイマＴ１がリセットされ（Ｓ２５）、リターンする（Ｓ２４）。
【００２９】
次に、図４に基づいて、節電設定ルーチンについて説明する。図４は節電設定ルーチンを示すフローチャートである。節電設定ルーチンがスタートすると（Ｓ３０）、タイマ（図示せず）によって単位時間１が経過しているか否かの判断が行われ（Ｓ３１）、単位時間１が経過していると判断されたときは積算タイマＴ１の積算値と閾値との比較が行われる（Ｓ３２）。ここで、単位時間１としては、前述した０．７５時間が該当する。また、閾値としては３分程度を設定しておく。そして、積算タイマＴ１の積算値が閾値より大であると判断されたときは「使用」と設定され（Ｓ３３）、閾値より小であると判断されたときは「未使用」と設定される（Ｓ３６）。
【００３０】
この後、積算タイマＴ１がリセットされ（Ｓ３４）、その後、過去８日間中４日以上「使用」と判断されていたか否かの判断が行われる（Ｓ３５）。
【００３１】
過去８日間中４日以上使用されたか否かの判断（Ｓ３５）において、４日以上使用されたと判断されると使用時間帯と判断されて通常通電に設定された後（Ｓ３７）、リターンし（Ｓ３８）、４日以上使用されていないと判断されると非使用時間帯と判断されて節電に設定された後（Ｓ３９）、リターンする（Ｓ３８）。このような過程により、通常通電、節電通電の設定が行われる。
【００３２】
次に、図５に基づいて、閾値設定ルーチンについて説明する。図５は閾値設定ルーチンを示すフローチャートである。閾値設定ルーチンがスタートすると（Ｓ４０）、２４時間が経過しているか否かの判断が行われ（Ｓ４１）、２４時間が経過していると判断されたとき積算タイマＴ２の積算値が所定値より大であるか否かの判断が行われる（Ｓ４２）。
【００３３】
積算タイマＴ２の積算値が所定値より小さいときは閾値Ｖ１が設定され（Ｓ４３）、その後、積算タイマＴ２がリセットされ、積算タイマＴ２の積算値が所定値より大きいときは閾値Ｖ２が設定される（Ｓ４４）。その後、積算タイマＴ２がリセットされ（Ｓ４５）、リターンする（Ｓ４６）。一方、２４時間が経過しているか否かの判断（Ｓ４１）において、２４時間が経過していないと判断されたときもリターンする（Ｓ４６）。
【００３４】
このように、貯湯式電気温水器１０においては、前記単位時間よりも長い第二単位時間を制御手段１４に設定し、第二単位時間内におけるタイマの累積時間の長短に基づいて、節電通電を行うか否かの判断基準となる閾時間を設定する。従って、設置場所（利用状況）に適した閾時間を設定することが可能となり、設置場所（利用状況）に即した優れた節電効果を得ることができる。
【００３５】
この場合、第二単位時間を２４時間に設定し、当該２４時間内におけるタイマの累積時間が所定時間より短いときはパーソナル利用と判断し、前記節電通電を行うか否かの判断基準となる閾時間をパブリック利用の場合よりも短く設定する。このように、人間の生活リズムである２４時間を第二単位時間とすることにより、設置場所（利用状況）における使用者の行動パターンを正確に把握することできるため、設置場所（利用状況）に最適な閾時間を設定することが可能となり、節電効果の実効を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の貯湯式電気温水器は、個人住宅や公共施設などにおける給湯手段として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態である貯湯式電気温水器の構成を示す図である。
【図２】図１に示す貯湯式電気温水器における使用頻度の算出過程を示す図である。
【図３】湯使用状態判定ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】節電設定ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】閾値設定ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１０  貯湯式電気温水器
１１  貯湯タンク
１２  ヒータ
１３  サーミスタ
１４  制御手段
１５ｃ  水側スイッチ
１５ｈ  湯側スイッチ
１６  水栓
１７  止水弁
１８，２２，２３  逆止弁
１９，２０  電磁弁
２１  定流量弁
２４  混合バルブ
３０，３２  給水経路
３１  混合バイパス経路
３３  バイパス経路
３５  出湯経路
３６  吐水経路
【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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