(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク内のヒータを所定の試験通電時間だけ試験通電させる判別手段を備えてなり、該判別手段は、沸上げ制御装置からの試験指令信号により、試験通電後のヒータの近傍におけるタンクの外面の温度上昇を監視して空焚き状態を判別し、空焚き状態でないとき、沸上げ制御装置を通常の沸上げ動作に移行させることを特徴とする電気温水器の空焚き防止装置。
【請求項２】
前記判別手段は、タンクにヒータを取り付けるフランジの外面の温度を測定することを特徴とする請求項１記載の電気温水器の空焚き防止装置。
【請求項３】
前記判別手段は、所定の監視時間に亘って試験通電後の温度上昇を監視することを特徴とする請求項１または請求項２記載の電気温水器の空焚き防止装置。
【請求項４】
前記判別手段は、試験通電の開始時に測定する温度を基準温度として温度上昇を算出することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載の電気温水器の空焚き防止装置。
【請求項５】
前記判別手段は、監視時間内において所定の時間間隔ごとに温度上昇を監視することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか記載の電気温水器の空焚き防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、タンク内のヒータを破損させることなく、電気温水器の空焚き状態を適確に検出することができる電気温水器の空焚き防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気温水器には、ヒータの空焚き状態を検出する空焚き防止装置を組み込むことがある（たとえば特開平２−１３０３４３号公報）。
【０００３】
このものは、温度センサを介してタンクのヒータ取付用のフランジの温度上昇を監視する監視手段を備えている。そこで、このものは、ヒータ制御手段を介してタンク内のヒータを連続通電させ、一定時間後の温度上昇が過大であることが検出されると、タンク内に水が貯留されていないと判断し、ヒータの通電を中止させることができる。なお、ヒータには、手動復帰形の温度過昇防止装置が付設されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来技術によるときは、監視手段は、連続通電中のヒータによるタンクの温度上昇を監視しているため、ヒータからの熱伝導の遅れ時間等により、タンク内に水がない場合であっても、それを検出するに必要なヒータの通電時間が過大となり、ヒータが過大に温度上昇してヒータ自体が破損してしまうおそれがある上、温度過昇防止装置が作動するため、それを手動復帰させなければ再起動ができず、再起動操作が煩雑であるという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、ヒータを所定の試験通電時間だけ試験通電させることによって、ヒータを破損させてしまうおそれがなく、再起動操作が極めて簡単である電気温水器の空焚き防止装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、タンク内のヒータを所定の試験通電時間だけ試験通電させる判別手段を備えてなり、判別手段は、沸上げ制御装置からの試験指令信号により、試験通電後のヒータの近傍におけるタンクの外面の温度上昇を監視して空焚き状態を判別し、空焚き状態でないとき、沸上げ制御装置を通常の沸上げ動作に移行させることをその要旨とする。
【０００７】
なお、判別手段は、タンクにヒータを取り付けるフランジの外面の温度を測定することができ、所定の監視時間に亘って試験通電後の温度上昇を監視することができる。
【０００８】
また、判別手段は、試験通電の開始時に測定する温度を基準温度として温度上昇を算出することができ、監視時間内において所定の時間間隔ごとに温度上昇を監視することができる。
【０００９】
【作用】
かかる発明の構成によるときは、判別手段は、所定の試験通電時間だけヒータを試験通電させた後、ヒータの近傍におけるタンクの外面の温度上昇を監視することによって、ヒータを過大に過熱させることなく、タンク内の水の有無を判別してヒータの空焚き状態を判別することができる。ヒータの近傍のタンクの外面の温度は、ヒータが空焚き状態であると、試験通電の終了後であっても、ヒータからの熱伝導によって大きく温度上昇し、判別手段は、それを適確に検出することができるからである。なお、ヒータの試験通電時間は、空焚き時において、ヒータ近傍のタンクの外面の温度が明らかに上昇し、しかも、ヒータに付設する温度過昇防止装置が作動することがない最短時間に定めればよく、たとえば２０〜３０秒程度に設定することができる。
【００１０】
判別手段は、ヒータをタンクに取り付けるフランジの外面の温度を測定することにより、ヒータの空焚き状態を一層適確に判別することができる。なお、フランジは、タンクと別体であるため、温度測定用の温度センサを取り付けてもタンクの水漏れのおそれがなく、しかも、タンクの外面においてヒータに最も近く、空焚き時において最も大きな温度上昇を示す。ただし、このときのフランジは、ヒータと一体であってもよく、別体であってもよい。
【００１１】
所定の監視時間に亘って温度上昇を監視する判別手段は、監視時間の経過により、ヒータを連続通電させる通常の沸上げ動作に円滑に移行させることができる。なお、監視時間は、ヒータに対するタンクの外面の温度上昇の時間遅れを考慮して、約３〜５分程度に設定すればよい。
【００１２】
判別手段は、試験通電の開始時に測定する温度を基準温度とすることにより、基準温度からの温度上昇を算出することができ、外気温に拘らず、ヒータの空焚き状態を一層正確に検出することができる。ただし、試験通電の開始時とは、試験通電の開始直前または開始直後のいずれであってもよいものとする。
【００１３】
判別手段は、所定の時間間隔ごとに温度上昇を監視し、過大な温度上昇を検出することにより、監視時間の経過前であっても、ヒータの空焚き状態を外部に表示することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
電気温水器の空焚き防止装置１０は、判別手段１１を備えてなる（図１）。
【００１６】
判別手段１１には、温度センサＴＳからの温度Ｔが入力されている。なお、温度センサＴＳは、電気温水器３０のタンク３１に取り付けるフランジ３３に付設されており（図２）、フランジ３３の外面の温度Ｔを検出することができる。なお、タンク３１には、下部の給水管３１ａ、上部の給湯管３１ｂが形成されており、ヒータ３２は、フランジ３３を介し、タンク３１の下部に組み込まれている。また、ヒータ３２には、図示しない手動復帰形の温度過昇防止装置が付属しているものとする。
【００１７】
判別手段１１の出力は、試験通電指令信号Ｓt としてヒータ制御手段２２に引き出され（図１）、異常信号Ｓ2 として、警報ランプやブザー等の警報器２３に引き出されている。また、判別手段１１の別の出力は、正常信号Ｓ1 として、図示しない沸上げ制御装置に引き出されている。なお、判別手段１１には、設定器１１ａ、時間設定器１１ｂが付設されている。設定器１１ａには、規定温度差ΔＴo が設定され、時間設定器１１ｂには、試験通電時間ｔa 、監視時間ｔb 、時間間隔ｔc が設定されている。ヒータ制御手段２２の出力は、タンク３１内のヒータ３２に接続されている。なお、ヒータ制御手段２２には、図示しない沸上げ制御装置からの沸上げ制御信号Ｓb が入力されており、空焚き防止装置１０には、沸上げ制御装置からの試験指令信号Ｓa が入力されている。
【００１８】
かかる電気温水器の空焚き防止装置１０は、沸上げ制御装置からの試験指令信号Ｓa により、判別手段１１を介し、図３のプログラムフローチャートに従って作動する。ただし、沸上げ制御装置は、ヒータ３２による通常の沸上げ動作ごとに、その開始直前において試験指令信号Ｓa を発生してもよく、電気温水器３０を設置した後、ヒータ３２に初めて通電するとき、停電等によって遮断された電源が回復したとき、ヒータ３２の空焚き状態が検出され、電源の入切操作により再起動されたときなどにおいてのみ、試験指令信号Ｓa を発生してもよい。
【００１９】
図３のプログラムは、まず、試験通電指令信号Ｓt をヒータ制御手段２２に出力し（図３のプログラムステップ（１）、以下、単に（１）のように記す）、ヒータ制御手段２２を介してヒータ３２に試験通電を開始する（図４の時刻ｔ＝ｔo ）。次に、プログラムは、温度センサＴＳを介して試験通電直後のフランジ３３の外面の温度Ｔを測定し、温度Ｔを基準温度Ｔa として記憶するとともに（２）、時間設定器１１ｂに設定する試験通電時間ｔa の経過を待って（３）、試験通電指令信号Ｓt を停止してヒータ３２の試験通電を終了させる（（４）、図４の時刻ｔ＝ｔ1 ）。
【００２０】
つづいて、プログラムは、フランジ３３の温度Ｔを測定し（５）、フランジ３３の温度上昇ΔＴ＝Ｔ−Ｔa を算出して温度上昇ΔＴ≦ΔＴo であるか否かをチェックする（６）。その後、プログラムは、温度上昇ΔＴ≦ΔＴo であり（６）、時間設定器１１ｂからの監視時間ｔb の経過前である限り（７）、時間間隔ｔc ごとに（８）、同一動作を繰り返す（（８）、（５）〜（８））。なお、規定温度差ΔＴo は、たとえば５deg に設定し、時間間隔ｔc は、たとえば１〜１０秒程度に設定すれば十分である。すなわち、プログラムは、監視時間ｔb に亘って、所定の時間間隔ｔc ごとにフランジ３３の温度Ｔを測定し、温度上昇ΔＴ＝Ｔ−Ｔa を監視することができる。
【００２１】
プログラムは、温度上昇ΔＴ≦ΔＴo のまま監視時間ｔb が経過したときは（（７）、図４の時刻ｔ＝ｔ2 ）、ヒータ３２が空焚き状態でないと判断し、正常信号Ｓ1 を沸上げ制御装置に出力して終了する（９）。そこで、このときの沸上げ制御装置は、ヒータ制御手段２２に沸上げ制御信号Ｓb を出力することにより、通常の沸上げ動作に移行し、ヒータ３２を介してタンク３１内の水を沸き上げることができる（図４の時刻ｔ＞ｔ2 ）。一方、プログラムは、監視時間ｔb 内において温度上昇ΔＴ＞ΔＴo を検出すると（（６）、図４の時刻ｔ＝ｔ1a）、タンク３１内に水が貯留されておらず、ヒータ３２が空焚き状態にあると判断し、異常信号Ｓ2 を警報器２３に出力する（１０）。そこで、警報器２３は、ヒータ３２の空焚き状態を外部に警報表示することができる。一方、沸上げ制御装置は、判別手段１１からの正常信号Ｓ1 がないため、通常の沸上げ動作に移行することがない。
【００２２】
なお、警報器２３が作動した場合は、給水管３１ａを介してタンク３１に水を貯留し、電源を入切操作することによって沸上げ制御装置からの試験指令信号Ｓa を再出力させて空焚き防止装置１０を再動作させ、ヒータ３２が空焚き状態にないことを確認して通常の沸上げ動作に移行させることができる。すなわち、電気温水器３０は、電源を入切操作するだけの簡単な操作により、安全に自動再起動させることができる。ただし、沸上げ制御装置は、電源を入切操作するに代えて、簡単な手動操作形のリセットスイッチを操作することにより、試験指令信号Ｓa を再出力するようにしてもよい。
【００２３】
以上の説明において、図３のプログラムステップ（１）、（２）は、前後の順序を入れ替えてもよい。すなわち、判別手段１１は、ヒータ３２の試験通電の直前のフランジ３３の温度Ｔを基準温度Ｔa としてもよく、したがって、基準温度Ｔa は、試験通電の直前、直後の双方を含む試験通電の開始時における温度Ｔを採用することができる。
【００２４】
また、電気温水器３０がタンク３１の上下にヒータ３５、３２を有する２ヒータ形式であるとき（図５）、空焚き防止装置１０は、上部のヒータ３５を試験通電させ、温度センサＴＳを介し、上部のヒータ３５を取り付けるフランジ３６の温度Ｔを測定するものとする。なお、ヒータ３２、３５は、それぞれフランジ３３、３６と一体であってもよく、別体であってもよい。また、ヒータ３２、３５がフランジ３３、３６を有しないとき、温度センサＴＳは、ヒータ３２、３５の近傍においてタンク３１の外面の温度Ｔを検出すればよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、所定の試験通電時間だけヒータを試験通電させ、試験通電後にヒータの近傍におけるタンクの外面の温度上昇を監視する判別手段を採用することによって、判別手段は、試験通電によるタンクの外面の温度上昇が大きくなることを検出してヒータの空焚き状態を適確に検出することができ、ヒータの通電時間を試験通電時間だけに限定することができるから、空焚き時であってもヒータを破損させるおそれがなく、温度過昇防止装置を作動させることもないから、再起動時の操作が極めて簡単であるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  全体構成ブロック系統図
【図２】  電気温水器の概略図
【図３】  プログラムフローチャート
【図４】  動作説明線図
【図５】  他の実施の形態を示す図２相当図
【符号の説明】
Ｔ…温度
Ｔa …基準温度
ΔＴ…温度上昇
ｔa …試験通電時間
ｔb …監視時間
ｔc …時間間隔
１０…空焚き防止装置
１１…判別手段
３１…タンク
３２、３５…ヒータ
３３、３６…フランジ
【図１】
0003975304.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003975304.tif 000005
【図５】
0003975304.tif 000006