(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する給湯器を提供する。【解決手段】バーナー１１と、供給された水をバーナー１１の熱によって所定温度に加熱する熱交換器１２と、商用電源１３からの電力供給によって作動する複数の電動機器とが一つの筐体１４内に納められ、通常時、商用電源１３を電力供給元とする給湯器１０において、筐体１４内に、商用電源１３からの電力供給によって充電される二次電池２９と、二次電池２９から電力を供給されて作動するインバータ３１とを設け、停電時には、二次電池２９から出力される直流電力をインバータ３１により交流電力に変換し複数の電動機器の一部又は全部に供給して作動させる。【選択図】図１
2013088059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナーと、供給された水を前記バーナーの熱によって所定温度に加熱する熱交換器と、商用電源からの電力供給によって作動する複数の電動機器とが一つの筐体内に納められ、通常時、前記商用電源を電力供給元とする給湯器において、
前記筐体内に、前記商用電源からの電力供給によって充電される二次電池と、該二次電池から電力を供給されて作動するインバータとを設け、停電時には、前記二次電池から出力される直流電力を該インバータにより交流電力に変換し前記複数の電動機器の一部又は全部に供給して作動させ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、前記二次電池は前記バーナーの使用時に該バーナーに空気を送るファンの上流側に配置されて、該ファンによって空冷されることを特徴とする給湯器。
【請求項３】
請求項２記載の給湯器において、前記バーナーが不使用時であっても、前記二次電池が所定温度以上になったのを検知して前記ファンを作動することを特徴とする給湯器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の給湯器において、前記インバータの出力を外部の機器に供給するサービス用コンセントを設け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、バーナーによって水を加熱して湯を供給する給湯器に関する。
【背景技術】
【０００２】
バーナーの熱を利用して水を加熱し、給湯栓（蛇口やシャワー）に湯を供給する給湯器は、バーナーに空気を供給するファンや、操作用のリモコン等、電力が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、バーナーと、供給された水を前記バーナーの熱によって所定温度に加熱する熱交換器と、商用電源からの電力供給によって作動する複数の電動機器とが一つの筐体内に納められ、通常時、前記商用電源を電力供給元とする給湯器において、前記筐体内に、前記商用電源からの電力供給によって充電される二次電池と、該二次電池から電力を供給されて作動するインバータとを設け、停電時には、前記二次電池から出力される直流電力を該インバータにより交流電力に変換し前記複数の電動機器の一部又は全部に供給して作動させる。
【０００６】
本発明に係る給湯器において、前記二次電池は前記バーナーの使用時に該バーナーに空気を送るファンの上流側に配置されて、該ファンによって空冷されるのが好ましい。
【０００７】
本発明に係る給湯器において、前記バーナーが不使用時であっても、前記二次電池が所定温度以上になったのを検知して前記ファンを作動するのが好ましい。
【０００８】
本発明に係る給湯器において、前記インバータの出力を外部の機器に供給するサービス用コンセントを設けたのが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る給湯器は、商用電源からの電力供給によって充電される二次電池と、二次電池から電力を供給されて作動するインバータとを設け、停電時には、二次電池から出力される直流電力をインバータにより交流電力に変換し複数の電動機器の一部又は全部に供給して作動させる。従って、商用電源からの電力供給が止まった停電時にも湯を供給することが可能である。
また、二次電池及びインバータは、熱交換器及び電動機器が納められた筐体内に設けられているので、二次電池及びインバータと電動機器を制御するための回路とを接続する電気接続線及び信号接続線に防水設計を施す必要がなく、設計の簡略化を図ることができる。
【００１０】
本発明に係る給湯器において、二次電池がバーナーの使用時にバーナーに空気を送るファンの上流側に配置されて、ファンによって空冷される場合、二次電池が高温状態となるのを防ぐファンとバーナー用のファンを兼用することができ、給湯器を構成する部品点数の低減化及び省エネ化を図ることが可能である。
【００１１】
本発明に係る給湯器において、バーナーが不使用時であっても、二次電池が所定温度以上になったのを検知してファンを作動する場合、二次電池が高温状態となるのを確実に抑制し、二次電池の寿命を延ばすことが可能である。
【００１２】
本発明に係る給湯器において、インバータの出力を外部の機器に供給するサービス用コンセントを設けた場合、二次電池に蓄えられていた電力を、停電時に外部機器を作動させるために有効利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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】
【００１４】
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、バーナー１１と、供給された水をバーナー１１の熱によって所定温度に加熱する熱交換器１２と、商用電源１３からの電力供給によって作動する複数の電動機器とが一つの筐体１４内に納められ、通常時、商用電源１３を電力供給元とする。以下、詳細に説明する。
【００１５】
給湯器１０には、図１に示すように、給水管１５から給水される熱交換器１２と、熱交換器１２を通過する水に熱を与えるバーナー１１が設けられている。
バーナー１１には、バーナー１１に液体燃料（本実施の形態では灯油）を送るポンプ１６が接続されており、バーナー１１の火力は、ポンプ１６の運転レベルによって調整される。
また、バーナー１１の近傍には、バーナー１１に空気を供給するファン１７が設けられ、バーナー１１の使用時は、ファン１７が作動してバーナー１１に空気を送る。本実施の形態では、バーナー１１、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。なお、バーナー１１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。
【００１６】
熱交換器１２の湯の出側は、蛇口１９及びシャワー２０に設定温度の湯を供給する給湯流路２１に連結され、給湯流路２１には、浴槽１８ａに湯を供給する湯張り流路１８が連結されている。
給湯流路２１には、熱交換器１２から送られてきた湯に水を混合する混合弁２３と熱交換器１２から流れ出た湯の流量を調整する比例弁２４が設けられている。
熱交換器１２からの湯が設定温度を超えている場合、混合弁２３で熱交換器１２からの湯に水が混合され、蛇口１９やシャワー２０に供給される湯の温度を下げる。比例弁２４は、給湯流路２１を流れる湯の流量を調整することによって、蛇口１９やシャワー２０に供給される湯の温度が揺らぐのを抑制する。
【００１７】
給水管１５には、熱交換器１２あるいは混合弁２３に供給される水の温度を計測する温度センサ２５が設けられ、熱交換器１２の下流側には、熱交換器１２から流れ出る湯の温度を計測する温度センサ２６が設けられている。混合弁２３における湯と水の混合比は、温度センサ２５、２６の各計測温度を基にして決定される。
また、給湯流路２１には、混合弁２３から出た湯の温度を計測する温度センサ２７が設けられ、蛇口１９やシャワー２０に供給される湯の温度が設定温度であるか否かを検出する。
【００１８】
湯張り流路１８には、開閉弁２２が設けられ、浴槽１８ａへの湯張りを行う際にはこの開閉弁２２が開かれ、湯張り流路１８に湯を流して浴槽１８ａに湯を供給する。そして、浴槽１８ａへの湯張りが終了すると、開閉弁２２は閉じられる。なお、開閉弁２２の下流側には、図示しない逆流防止手段が設けられているので、断水時に浴槽１８ａの水が給水管１５に逆流するのを防止することができる。
【００１９】
給湯器１０には、バーナー１１、ポンプ１６、ファン１７、開閉弁２２、混合弁２３、比例弁２４及び温度センサ２５〜２７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部２８が接続されている。
制御部２８は、商用電源１３と電動機器を電気的に接続する電力供給回路２８ａ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２８ｂ（演算装置の一例）を備え、通常時、即ち商用電源１３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２８ａを介して商用電源１３から電力が供給される。
【００２０】
マイクロコンピュータ２８ｂは、図２に示すように、バーナー１１、ポンプ１６、ファン１７、開閉弁２２、混合弁２３、比例弁２４及び温度センサ２５〜２７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。
マイクロコンピュータ２８ｂも電動機器の１つであり、マイクロコンピュータ２８ｂにも、他の電動機器と同様に商用電源１３からの電力が電力供給回路２８ａを介して供給される。
【００２１】
給湯器１０には、図１に示すように、二次電池２９が設けられ、停電時、即ち商用電源１３からの電力供給が停止した時には、電動機器に対して二次電池２９から電力が供給される。
二次電池２９は、交流電力を直流電力に変換するコンバータ３０を介して商用電源１３に電気的に接続され、通常時、商用電源１３からの電力供給によって充電される。二次電池２９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。
【００２２】
二次電池２９の電力出力側には、インバータ３１が設けられている。インバータ３１は、停電時に二次電池２９から電力を供給されて作動し、二次電池２９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３１から出力される交流電力は電力供給回路２８ａを介して電動機器に供給される。
なお、インバータ３１に対しては、商用電源１３から直接的に電力を供給されることはない。以下、単に電動機器というときはインバータ３１を含まないものとする。
【００２３】
インバータ３１と制御部２８の間には、電力供給回路２８ａへの電力の送り元を切り替えるリレースイッチ３２が設けられている。リレースイッチ３２は、図２に示すように、マイクロコンピュータ２８ｂに信号接続されており、マイクロコンピュータ２８ｂからの指令信号によって作動し、電力供給回路２８ａへの電力の送り元を切り替える。
具体的には、リレースイッチ３２は、通常時、商用電源１３を電力供給回路２８ａに電気的に接続し、商用電源１３からの電力が電力供給回路２８ａを介して電動機器に供給されるようにする。停電時には、二次電池２９と電力供給回路２８ａがリレースイッチ３２によって電気的に接続され、二次電池２９からの電力がインバータ３１を介して電動機器に供給される状態となる。
【００２４】
また、二次電池２９は、図１に示すように、インバータ３１を介してサービス用コンセント３３に電気的に接続されている。給湯器１０は、停電時に、インバータ３１から出力される交流電力をサービス用コンセント３３を介して外部の機器に供給することができる。
二次電池２９、コンバータ３０、インバータ３１及びリレースイッチ３２は、熱交換器１２、電動機器及び電力供給回路２８ａと共に筐体１４内に配置されている。
サービス用コンセントは、インバータを介することなく、直接的に二次電池へ接続することもできる。この場合、サービス用コンセントには、二次電池から直流電力が供給されるので、例えば、携帯電話の充電が可能である。
【００２５】
二次電池２９は、筐体１４内に形成され、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３４に設けられ、給気路３４のファン１７の上流側に配置されている。そのため、二次電池２９は、ファン１７が作動中に給気路３４を流れる空気によって空冷される。
マイクロコンピュータ２８ｂには、電力供給回路２８ａに電気的に接続された温度センサ３５が信号接続されている。温度センサ３５は、電動機器の１つであって、商用電源１３あるいは二次電池２９から電力を供給されて作動し、二次電池２９の表面温度を計測する。
【００２６】
マイクロコンピュータ２８ｂは、通常時、温度センサ３５から得た二次電池２９の表面温度が所定温度（例えば４０℃以上で予め定められた温度）以上になったのを検知すると、バーナー１１が不使用時であっても、ファン１７を作動して二次電池２９を空冷する。従って、二次電池２９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２９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２９から温度センサ３５に対して電力が供給されず（即ち、二次電池２９の表面温度は計測されない）、ファン１７の作動はバーナー１１を使用しているときのみに限定され、二次電池２９に充電された電力の消費を抑制する設計となっている。これに対し、停電時にも二次電池２９から温度センサ３５に電力を供給し、二次電池２９の表面温度が所定温度以上になったのが検知されると、バーナー１１の燃焼を行っていない時であっても、ファン１７を作動させ二次電池２９を空冷するようにすることもできる。
【００２７】
マイクロコンピュータ２８ｂには、リビングやキッチンに配置される給湯リモコン３６及び浴室内に配置される浴室リモコン３７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３６及び浴室リモコン３７を操作して、浴槽１８ａの湯張り温度や、蛇口１９及びシャワー２０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３６及び浴室リモコン３７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、図２に示すようにマイクロコンピュータ２８ｂに信号接続されている。
なお、給湯リモコン３６及び浴室リモコン３７も、図１に示すように、電力供給回路２８ａ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１３から電力を供給され、停電時には、二次電池２９から電力を供給されて作動する。
【００２８】
通常時、シャワー２０及び蛇口１９への給湯及び浴槽１８ａへの湯張りは、所定の操作によって開始され、全ての電動機器（インバータ３１を除く）は、適宜、マイクロコンピュータ２８ｂから指令信号を送信されて作動する。
停電時、マイクロコンピュータ２８ｂは、浴槽１８ａへの湯張りを禁止し、シャワー２０及び蛇口１９への給湯のみが行える状態にする。このため、たとえ給湯リモコン３６や浴室リモコン３７で湯張りを開始するための操作がなされたとしても、開閉弁２２は開かれず、湯張りは行われない。これは、停電時に二次電池２９の電力の使用を制限し、シャワー２０及び蛇口１９への給湯を優先させるためである。
【００２９】
マイクロコンピュータ２８ｂは、タイマー機能を備え、停電時、シャワー２０又は蛇口１９への給湯を開始してから所定時間（例えば３〜１０分の間で設定可能）が経過すると、バーナー１１、ポンプ１６及びファン１７の作動を止め、シャワー２０又は蛇口１９への給湯を停止する。
本実施の形態では、給湯リモコン３６及び浴室リモコン３７は、シャワー２０又は蛇口１９への給湯が停止する前にアラーム音を発し、使用者に対して給湯を停止する旨を事前に知らせる。そして、給湯リモコン３６又は浴室リモコン３７からの入力操作がなされると、バーナー１１、ポンプ１６及びファン１７への通電を開始して、停止していた給湯を再び始める。
【００３０】
また、停電時には、給湯リモコン３６及び浴室リモコン３７は省エネモードとなり、入力ボタンによる操作が所定時間なされないと画面が消えた状態になり、入力ボタンの操作がなされると画面を点灯する。停電時、給湯リモコン３６及び浴室リモコン３７は、入力ボタンの操作がなされると、通常時に比べて輝度が低い状態で画面を点灯する。
混合弁２３及び比例弁２４は、通常時、蛇口１９及びシャワー２０に給湯される湯の温度の揺らぎを抑制するため作動するが、停電時は、停止状態となり電力消費が抑えられた状態となる。
【００３１】
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。
【符号の説明】
【００３２】
１０：給湯器、１１：バーナー、１２：熱交換器、１３：商用電源、１４：筐体、１５：給水管、１６：ポンプ、１７：ファン、１７ａ：バーナー装置、１８：湯張り流路、１８ａ：浴槽、１９：蛇口、２０：シャワー、２１：給湯流路、２２：開閉弁、２３：混合弁、２４：比例弁、２５〜２７：温度センサ、２８：制御部、２８ａ：電力供給回路、２８ｂ：マイクロコンピュータ、２９：二次電池、３０：コンバータ、３１：インバータ、３２：リレースイッチ、３３：サービス用コンセント、３４：給気路、３５：温度センサ、３６：給湯リモコン、３７：浴室リモコン
【図１】
2013088059.tif 000003
【図２】
2013088059.tif 000004