(57)【要約】【課題】二次電池を備え、停電時には二次電池に蓄えられた電力を用いて作動し湯を供給する給湯器を提供する。【解決手段】通常時に商用電源１１からの電力供給によって充電される二次電池１２を備え、停電時に二次電池１２からの電力供給によって電動機器を作動し給湯を行う給湯器１０であって、通常時、二次電池１２は、定期的に放電モードとなって蓄えていた電力を放出する。従って、停電時に二次電池１２からの電力を用いて給湯を行うことができ、通常時の二次電池１２の定期的な放電によって二次電池１２の寿命を延ばすことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常時に商用電源からの電力供給によって充電される二次電池を備え、停電時に前記二次電池からの電力供給によって電動機器を作動し給湯を行う給湯器であって、
通常時、前記二次電池は、定期的に放電モードとなって蓄えていた電力を放出することを特徴とする給湯器。
【請求項２】
請求項１記載の給湯器において、前記二次電池は複数あって、該複数の二次電池をそれぞれ異なる時期に前記放電モードにし、電力を蓄えた該二次電池を少なくとも１つ確保した状態で、順次、電力の放出を行うことを特徴とする給湯器。
【請求項３】
請求項１又は２記載の給湯器において、前記放電モードとなった前記二次電池から放出される電力は、前記電動機器に供給されることを特徴とする給湯器。
【請求項４】
請求項３記載の給湯器において、前記二次電池を前記放電モードにする時間帯Ａ及び該二次電池を充電する時間帯Ｂがそれぞれ設定可能であることを特徴とする給湯器。
【請求項５】
請求項４記載の給湯器において、前記時間帯Ａを電力利用抑制時間に設け、前記時間帯Ｂを電力利用推奨時間に設ける設定がなされたことを特徴とする給湯器。
【請求項６】
請求項４記載の給湯器において、前記時間帯Ｂを深夜電力時間に設け、前記時間帯Ａを深夜電力時間外に設ける設定がなされたことを特徴とする給湯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を加熱して湯を供給する給湯器に関する。
【背景技術】
【０００２】
水を加熱し、給湯栓（蛇口やシャワー）に湯を供給する給湯器は、バーナーや、バーナーに空気を供給するファンや、操作用のリモコン等、電力を供給されて作動する電動機器を多く備えている（例えば、特許文献１参照）。
給湯器は、商用電源からの電力によって、これらの電動機器を作動させ、給湯栓に対して所定温度の湯を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１６３７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、商用電源からの電力供給は、災害、事故等によって停止することがあり、従来の給湯器では、商用電源からの電力供給が停止した際に、給湯栓に湯を供給することができないという問題があった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、二次電池を備え、停電時には二次電池に蓄えられた電力を用いて作動し湯を供給する給湯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】
【０００５】
前記目的に沿う本発明に係る給湯器は、通常時に商用電源からの電力供給によって充電される二次電池を備え、停電時に前記二次電池からの電力供給によって電動機器を作動し給湯を行う給湯器であって、
通常時、前記二次電池は、定期的に放電モードとなって蓄えていた電力を放出する。
【０００６】
本発明に係る給湯器において、前記二次電池は複数あって、該複数の二次電池をそれぞれ異なる時期に前記放電モードにし、電力を蓄えた該二次電池を少なくとも１つ確保した状態で、順次、電力の放出を行うのが好ましい。
【０００７】
本発明に係る給湯器において、前記放電モードとなった前記二次電池から放出される電力は、前記電動機器に供給されるのが好ましい。
【０００８】
本発明に係る給湯器において、前記二次電池を前記放電モードにする時間帯Ａ及び該二次電池を充電する時間帯Ｂがそれぞれ設定可能であるのが好ましい。
【０００９】
本発明に係る給湯器において、前記時間帯Ａを電力利用抑制時間に設け、前記時間帯Ｂを電力利用推奨時間に設ける設定がなされたのが好ましい。
ここで、電力利用抑制時間とは、電力供給会社が電力の消費を抑制する時間として定めたものであり、電力利用推奨時間とは、電力供給会社が電力の消費を推奨する時間として定めたものである。
【００１０】
本発明に係る給湯器において、前記時間帯Ｂを深夜電力時間に設け、前記時間帯Ａを深夜電力時間外に設ける設定がなされたのが好ましい。
ここで、深夜電力時間とは、単位時間辺りの消費電力に対する電気料金が安価な時間である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る給湯器は、通常時に商用電源からの電力供給によって充電される二次電池を備え、停電時に二次電池からの電力供給によって電動機器を作動し給湯を行う。従って、停電時に、二次電池に充電されている電力を使用して給湯を行うことができる。
また、通常時に、二次電池が、定期的に放電モードとなって蓄えていた電力を放出するので、二次電池の寿命を長くすることが可能である。これは、二次電池が一般的に、長時間、充放電がなされないと寿命が短くなることによる。
【００１２】
本発明に係る給湯器において、二次電池が複数あって、複数の二次電池をそれぞれ異なる時期に放電モードにし、電力を蓄えた二次電池を少なくとも１つ確保した状態で、順次、電力の放出を行う場合、電力を蓄えた二次電池が存在しない状況を回避し、停電が発生した際に電動機器を作動させるために必要な電力を確実に確保することが可能である。
【００１３】
本発明に係る給湯器において、放電モードとなった二次電池から放出される電力が、電動機器に供給される場合、二次電池から放出される電力を有効に利用することが可能である。
【００１４】
本発明に係る給湯器において、二次電池を放電モードにする時間帯Ａ及び二次電池を充電する時間帯Ｂがそれぞれ設定可能である場合、商用電源から供給される電力を積極的に使用する時間帯及び商用電源から供給される電力の使用を抑制する時間帯を決定することができ、商用電源から供給される電力を計画的に使用することが可能である。
【００１５】
本発明に係る給湯器において、時間帯Ａを電力利用抑制時間に設け、時間帯Ｂを電力利用推奨時間帯に設ける設定がなされた場合、電力供給会社の意向に沿った電力の使用を行うことが可能であり、電力の安定供給に寄与できる。
【００１６】
本発明に係る給湯器において、時間帯Ｂを深夜電力時間に設け、時間帯Ａを深夜電力時間外に設ける設定がなされた場合、電気料金の低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る給湯器の説明図である。
【図２】マイクロコンピュータの信号接続を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る給湯器１０は、通常時に商用電源１１からの電力供給によって充電される二次電池１２を備え、停電時に二次電池１２からの電力供給によって電動機器を作動し給湯を行う。以下、詳細に説明する。
【００１９】
給湯器１０は、図１に示すように、バーナー１３と、給水管１４に接続された熱交換器１５を有し、給水管１４から熱交換器１５に供給された水をバーナー１３によって加熱する。
バーナー１３は、バーナー１３に接続されたポンプ１６によって液体燃料（本実施の形態では灯油）が供給され、液体燃料を燃焼して発生させた燃焼ガスによって熱交換器１５を通過する水を加熱する。バーナー１３の火力は、ポンプ１６を介して供給される液体燃料の量によって調整されるので、ポンプ１６の運転レベルを調節することによって、熱交換器１５を通過する水の加熱量を変えることができる。
バーナー１３の近傍には、バーナー１３に空気を送るファン１７が設けられ、バーナー１３の使用時は、ファン１７が作動しバーナー１３に空気を供給する。なお、バーナー１３には、点火装置の一例である、図示しないイグナイターが設けられている。また、本実施の形態では、バーナー１３、ポンプ１６及びファン１７が一体となったバーナー装置１７ａが用いられている。
【００２０】
熱交換器１５の湯の出側は、蛇口２０及びシャワー２１に湯を供給する給湯流路２２が連結され、給湯流路２２には、浴槽１８に湯を供給する湯張り流路１９が連結されている。
給湯流路２２には、熱交換器１５から送られてきた湯に水を混合する混合弁２４と熱交換器１５から流れ出た湯の流量を調整する比例弁２５が設けられている。
熱交換器１５からの湯が設定温度を超えている場合、混合弁２４で熱交換器１５からの湯に水が混合され、蛇口２０やシャワー２１に供給される湯の温度を下げる。比例弁２５は、給湯流路２２を流れる湯の流量を調整することによって、浴槽１８への湯張り開始時等に蛇口２０やシャワー２１に供給される湯の温度が揺らぐのを抑制する。
【００２１】
給水管１４には、熱交換器１５や混合弁２４に供給される水の温度を計測する温度センサ２６が設けられ、熱交換器１５の下流側には、熱交換器１５から流れ出る湯の温度を計測する温度センサ２７が設けられている。混合弁２４における湯と水の混合比は、温度センサ２６、２７の各計測温度を基にして決定される。
また、給湯流路２２には、混合弁２４から出た湯の温度を計測する温度センサ２８が設けられ、蛇口２０やシャワー２１に供給される湯の温度が設定温度であるか否かは、この温度センサ２８の計測温度によって検知することができる。
【００２２】
湯張り流路１９には、開閉弁２３が設けられている。浴槽１８への湯張りを行う際には開閉弁２３が開かれ、湯張り流路１９を介して浴槽１８に湯が供給される。
湯張り流路１９は、温度センサ２８の下流側で給湯流路２２に連結され、浴槽１８への湯張りが行われている間、浴槽１８に送られる湯の温度は、温度センサ２８によって計測される。バーナー１３の燃焼レベルは、温度センサ２８の計測温度を基に調整され、浴槽１８に所定温度の湯が張られるようにする。
そして、浴槽１８への湯張りが終了すると、開閉弁２３は閉じられる。
なお、開閉弁２３の下流側には、断水時に浴槽１８の湯が逆流するのを防止する図示しない逆流防止手段が設けられている。
【００２３】
給湯器１０には、バーナー１３、ポンプ１６、ファン１７、開閉弁２３、混合弁２４、比例弁２５及び温度センサ２６〜２８をはじめとする多くの電動機器（電力を供給されて作動する機器）が設けられ、これらの電動機器には制御装置３０が接続されている。
制御装置３０は、商用電源１１と電動機器を電気的に接続する電力供給回路３０ａ及び各種プログラムが搭載されたマイクロコンピュータ３０ｂ（演算器の一例）を備え、通常時、即ち商用電源１１が電力を供給可能な状態の時、電動機器には、電力供給回路３０ａを介して商用電源１１からの電力が供給される。
【００２４】
マイクロコンピュータ３０ｂは、電力供給回路３０ａを介して商用電源１１からの電力が供給される。
マイクロコンピュータ３０ｂは、図２に示すように、バーナー１３、ポンプ１６、ファン１７、開閉弁２３、混合弁２４、比例弁２５及び温度センサ２６〜２８に信号接続され、指令信号を送信することによって、これらの電動機器を作動させることができる。
【００２５】
給湯器１０には、図１に示すように、二次電池１２が設けられ、停電時、即ち商用電源１１からの電力供給が停止した時、電動機器及びマイクロコンピュータ３０ｂに対して二次電池１２から電力が供給される。
二次電池１２は複数あって、並列接続されている。この複数の二次電池１２は、交流電力を直流電力に変換するコンバータ３１を介して商用電源１１に電気的に接続され、通常時、商用電源１１からの電力供給によって充電される。二次電池１２としては、鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池等を採用することができる。
【００２６】
複数の二次電池１２からなる電池群３２の電力出力側には、インバータ３３が設けられている。インバータ３３は、停電時に二次電池１２から電力を供給されて作動し、電池群３２から出力される直流電力を交流電力に変換する。インバータ３３から出力される交流電力は電力供給回路３０ａに供給される。
通常時、インバータ３３には電力が供給されず、インバータ３３は停止状態となっている。
【００２７】
インバータ３３と制御装置３０の間には、電力供給回路３０ａへの電力の送り元を切り替えるスイッチ３４が配置されている。
スイッチ３４は、商用電源１１から供給されていた電源が遮断されると、インバータ３３と電力供給回路３０ａを電気的に接続する。そして、スイッチ３４は、インバータ３３と電力供給回路３０ａを電気的に接続している状態で商用電源１１からの電力供給が再開されると、商用電源１１と電力供給回路３０ａを電気的に接続する。スイッチ３４をこのように切り替えることによって、通常時、商用電源１１からの電力が電力供給回路３０ａに供給され、停電時に、電池群３２からの電力がインバータ３３を介して電力供給回路３０ａに供給されるようにする。
【００２８】
また、電池群３２は、図１に示すように、インバータ３３を介してサービス用コンセント３５に電気的に接続されている。給湯器１０は、停電時に、電池群３２からの直流電力をインバータ３３で交流電力に変換し、その変換した交流電力をサービス用コンセント３５を介して外部の機器に供給することができる。
なお、電池群３２、コンバータ３１及びインバータ３３は、制御装置３０、バーナー１３、ファン１７等と共に筐体３６内に配置されている。
【００２９】
筐体３６内には、ファン１７の作動によって外部から空気が取り込まれる給気路３７が形成され、電池群３２は、この給気路３７においてファン１７の上流側に配置されている。そのため、各二次電池１２は、ファン１７が作動中に給気路３７を流れる空気によって空冷される。
複数の二次電池１２の１つには、電力供給回路３０ａに電気的に接続された温度センサ３８が取付けられている。温度センサ３８はマイクロコンピュータ３０ｂに信号接続された電動機器の１つであって、商用電源１１から電力を供給されて作動し、二次電池１２の表面温度を計測する。
【００３０】
マイクロコンピュータ３０ｂは、通常時、温度センサ３８から得た二次電池１２の表面温度が所定温度（例えば６０〜９０℃の範囲で予め定められた温度）以上であった際に、バーナー１３が不使用時であっても、ファン１７を作動して二次電池１２を空冷する。
従って、二次電池１２は、高温状態が継続するのを抑制される。
二次電池は一般的に高温状態が継続すると短命になるので、このファン１７による空冷は、二次電池１２の寿命を長くするのに有効である。
本実施の形態では、停電時に、二次電池１２から温度センサ３８に対して電力が供給されず（即ち、二次電池１２の表面温度は計測されない）、ファン１７の作動はバーナー１３を使用しているときのみに限定され、二次電池１２に充電された電力の消費を抑制する設計となっている。
【００３１】
マイクロコンピュータ３０ｂには、図２に示すように、リビングやキッチンに配置される給湯リモコン３９及び浴室内に配置される浴室リモコン４０が信号接続されている。給湯器１０の使用者は、給湯リモコン３９及び浴室リモコン４０を操作して、浴槽１８の湯張り温度や、蛇口２０及びシャワー２１に供給する湯の温度を設定することができる。給湯リモコン３９及び浴室リモコン４０は、入力された温度等を表示する画面及び操作用の複数の入力ボタンを有している。
なお、給湯リモコン３９及び浴室リモコン４０も、図１に示すように、電力供給回路３０ａに電気的に接続された電動機器であり、通常時は、商用電源１１から電力を供給され、停電時には、二次電池１２から電力を供給されて作動する。
【００３２】
通常時、シャワー２１及び蛇口２０への給湯と浴槽１８への湯張りは、それぞれ所定の操作によって開始され、電動機器は、適宜、マイクロコンピュータ３０ｂとデータ通信を行いながら作動する。
停電時、浴槽１８への湯張りは禁止され、シャワー２１及び蛇口２０への給湯のみが可能な状態となる。具体的には、停電時、浴槽１８への湯張りを行う際に用いられる開閉弁２３には、二次電池１２からの電力が供給されず、シャワー２１及び蛇口２０に給湯を行う際に用いられる電動機器には、必要に応じて、二次電池１２から電力が供給される。これは、停電時に、シャワー２１及び蛇口２０への給湯を優先するという設計思想によるものである。
【００３３】
本実施の形態において、停電時、二次電池１２から電力が供給される電動機器は、バーナー１３、ポンプ１６、ファン１７、混合弁２４、比例弁２５、温度センサ２６〜２８及び給湯リモコン３９（以下、これらをまとめて「所定の電動機器」ともいう）である。
この所定の電動機器に対しては、停電時、給湯リモコン３９に設けられた特定の入力ボタンを操作することによって、二次電池１２からの電力供給が開始される。
【００３４】
制御装置３０には、停電時、二次電池１２から電力が常時供給されている。電力供給回路３０ａには、インバータ３３から出力される交流電力がスイッチ３４を介して供給され、マイクロコンピュータ３０ｂには、二次電池１２からの交流電力がスイッチ３４及び電力供給回路３０ａを介して供給される。
マイクロコンピュータ３０ｂは、給湯リモコン３９において特定の入力ボタンが操作されたことを検出すると、電力供給回路３０ａの電力供給状態を切り替え、所定の電動機器に二次電池１２からの電力を供給する。
【００３５】
また、マイクロコンピュータ３０ｂは、タイマー機能を有し、所定の電動機器に二次電池１２の電力を供給し始めてからの時間を計測可能である。マイクロコンピュータ３０ｂによって計測されている時間が予め定められた時間に達すると、二次電池１２から所定の電動機器に対して行われていた電力供給は遮断され、蛇口２０及びシャワー２１への給湯が停止される。
給湯リモコン３９は、二次電池１２から所定の電動機器に対して行われていた電力供給が遮断される際、事前にアラーム音を発し、使用者に対して間もなく給湯が停止される旨を知らせる。
【００３６】
ところで、二次電池は、一般的に定期的な放電を行うことによって寿命を延ばせることが知られている。給湯器１０では、二次電池１２の寿命を延長すべく、二次電池１２は、通常時、定期的に放電モードとなって蓄えていた電力の放出を行う。
二次電池１２を放電モードにするため、給湯器１０には、図１に示すように、スイッチ３４に加えスイッチ４１及びスイッチ４２が設けられ、スイッチ３４、４１、４２は、図２に示すように、マイクロコンピュータ３０ｂに信号接続されている。
【００３７】
スイッチ４１は、図１に示すように、商用電源１１とコンバータ３１の間に設けられ、商用電源１１からコンバータ３１を介して電池群３２に電力を供給するか否かの切り替えを行う。スイッチ４２は、各二次電池１２について、二次電池１２とインバータ３３を電気的に接続するか否かの切り替えを行う。
スイッチ４１、４２は、マイクロコンピュータ３０ｂから指令信号を送信されて作動し、これらの切り替えを行う。
【００３８】
通常時に二次電池１２の充電を行う際、スイッチ４１は商用電源１１とコンバータ３１を電気的に接続し、商用電源１１からの電力がコンバータ３１を介して各二次電池１２に供給されるようにする。このとき、スイッチ４２は、全ての二次電池１２について、二次電池１２とインバータ３３の電気的な接続を寸断し、スイッチ３４は、商用電源１１と電力供給回路３０ａを電気的に接続する。
【００３９】
これに対し、二次電池１２を放電モードにする際、スイッチ４１は、商用電源１１とコンバータ３１の電気的な接続を寸断し、商用電源１１からの電力が二次電池１２に供給されないようにする。スイッチ４２は、放電モードにしようとする二次電池１２について、二次電池１２とインバータ３３を電気的に接続し、他の二次電池１２については、二次電池１２とインバータ３３の電気的な接続を寸断する。そして、このときスイッチ３４は、インバータ３３と電力供給回路３０ａを電気的に接続した状態となる。
【００４０】
スイッチ３４、４１、４２をそれぞれこのような状態にすることによって、放電モードとなった二次電池１２は放電を開始し、その二次電池１２から放出される電力は、電力供給回路３０ａを経て電動機器に供給される。従って、二次電池１２から放出される電力は電動機器の作動に使用されることになり、その間、商用電源１１から電動機器への電力供給は行われない。
【００４１】
そして、二次電池１２から所定量の電力が放出されると、スイッチ３４、４１は商用電源１１と電力供給回路３０ａ及び商用電源１１とコンバータ３１をそれぞれ電気的に接続し、二次電池１２の放電を停止すると同時に、その二次電池１２への充電が開始されるようにする。
スイッチ４２は、二次電池１２からの放電を停止する際に、全ての二次電池１２をインバータ３３との電気的な接続が寸断された状態にする。
なお、停電時に二次電池１２からの電力を電力供給回路３０ａに供給する際、スイッチ４２は、全ての二次電池１２とインバータ３３を電気的に接続する。
【００４２】
複数の二次電池１２は、通常時、それぞれ異なる時期に放電モードにされ、電力を蓄えた二次電池１２を少なくとも１つ確保した状態で、順次、電力の放出を行う。従って、電池群３２は、常時、電動機器を作動させるための電力を保持した状態にあり、停電時に全ての二次電池１２に電力がないという状況を確実に回避することが可能である。
また、二次電池１２を放電モードにする時間帯Ａ及び二次電池１２を充電する時間帯Ｂは、給湯リモコン３９又は浴室リモコン４０からの入力操作によってそれぞれ設定可能である。
ここで、二次電池１２に鉛蓄電池を用いる場合、二次電池１２に所定の電力を残した状態で放電モードは終了し、二次電池１２にリチウムイオン二次電池を採用する場合、二次電池１２に充電されていた電力は、放電モードによって全て放出される。
【００４３】
各電力供給会社は、時間経過における電力の総消費量を予測する。そして、時として、電力供給会社は、その予測を基に、電力の消費を抑制する時間（以下、「電力利用抑制時間」ともいう）及び電力の消費を推奨する時間（以下、「電力利用推奨時間」ともいう）を決定し、それらの時間を告知する。
本実施の形態では、電力供給会社の告知に応えるべく、二次電池１２を放電モードにする時間帯Ａを電力利用抑制時間に設け、二次電池１２を充電する時間帯Ｂを電力利用推奨時間に設ける設定をなすことができる。
また、電気料金が日中に比べて割安である深夜電力時間を二次電池１２を充電する時間帯Ｂに設け、二次電池１２を放電モードにする時間帯Ａを深夜電力時間外に設ける設定を行ってもよく、この場合、給湯器１０に必要な電気料金の低減化を図ることができる。
【００４４】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、バーナーは、ガス燃料式のものであってもよい。
また、各二次電池に温度センサを取付け、それぞれの二次電池の表面温度を計測するようにすることもできる。
【符号の説明】
【００４５】
１０：給湯器、１１：商用電源、１２：二次電池、１３：バーナー、１４：給水管、１５：熱交換器、１６：ポンプ、１７：ファン、１７ａ：バーナー装置、１８：浴槽、１９：湯張り流路、２０：蛇口、２１：シャワー、２２：給湯流路、２３：開閉弁、２４：混合弁、２５：比例弁、２６〜２８：温度センサ、３０：制御装置、３０ａ：電力供給回路、３０ｂ：マイクロコンピュータ、３１：コンバータ、３２：電池群、３３：インバータ、３４：スイッチ、３５：サービス用コンセント、３６：筐体、３７：給気路、３８：温度センサ、３９：給湯リモコン、４０：浴室リモコン、４１、４２：スイッチ
【図１】
2013088083.tif 000003
【図２】
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