(57)【要約】【課題】復電に伴う電池から商用電源への電源切替時に、電気機器の作動が停止することを、サイズの拡大及び部品コストの増大を抑制して防止した電源切替装置を提供する。【解決手段】出力電力切替部１４は、商用電源４０から供給される第１交流電力Ｗｏ１を電気機器接続部１７から出力する第１出力状態と、インバータ１３で生成された第２交流電力Ｗｏ２を電気機器接続部１７から出力する第２出力状態とを切替える。電力供給制御部１０は、第１出力状態において商用電源４０の停電が検知されたときに第２出力状態に切替え、その後、商用電源４０の停電が検知されない状態になったときに、電力センサ１６の検出レベルＷｓが判定レベルＷｔｈ以上であるときには、検出レベルＷｓが判定レベルＷｔｈよりも低くなってから第１出力状態に切替える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池に接続するための電池接続部と、
商用電源に接続するための商用電源接続部と、
電気機器に接続するための電気機器接続部と、
前記電池接続部を介して前記電池から供給される直流電力から、交流電力を生成する交流電力生成部と、
前記商用電源から前記商用電源接続部を介して供給される第１交流電力を前記電気機器接続部から出力する第１出力状態と、前記交流電力生成部により生成された第２交流電力を前記電気機器接続部から出力する第２出力状態とを切替える出力電力切替部と、
商用電源の停電を検知する停電検知部と、
前記電気機器接続部から前記電気機器に出力される電力又は電流のレベルを検出する出力レベル検出部と、
前記第１出力状態において前記停電検知部により前記商用電源の停電が検知されたときに、前記出力電力切替部により前記第２出力状態に切替え、その後、前記停電検知部により前記商用電源の停電が検知されない状態になったときに、前記出力レベル検出部による電力又は電流の検出レベルが所定の判定レベル以上であるときには、該検出レベルが該判定レベルよりも低くなってから、前記出力電力切替部により前記第１出力状態に切替える電力供給制御部と
を備えたことを特徴とする電源切替装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源切替装置において、
前記判定レベルを変更する判定レベル変更部を備えたことを特徴とする電源切替装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電源切替装置において、
前記交流電力生成部及び前記出力電力切替部は、前記電気機器が給湯装置である場合に、該給湯装置の作動に必要な電力を供給可能に構成され、
前記判定レベルは、前記電気機器接続部に前記給湯装置が接続されて、前記給湯装置が給湯運転を実行しているときに前記電気機器接続部から前記給湯装置に供給される電力又は電流のレベルに設定されていることを特徴とする電源切替装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用電源と電池電源とを切り替えて、電気機器に電力を供給する電源切替装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、商用電源から供給される電力により作動する仕様の給湯装置において、停電が生じた場合にも使用できるようにするために、電池を内蔵させて、停電が発生した時には、電池からの供給電力によって作動するようにした構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された給湯装置においては、電池からの供給電力によって作動しているときには、商用電源からの供給電力によって作動しているときよりも、消費電力を抑制するように運転条件を制限して、給湯可能な時間が長くなるようにしている。
【０００４】
また、給湯装置にキャパシタを備えて、商用電源から電力が供給されている間にキャパシタを充電しておき、停電が発生したときにキャパシタからリモコンに電力を供給して、リモコンの表示部のバックライトを非常灯として点灯させるようにした構成が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−３６６５２号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３７１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された給湯装置のように商用電源から供給される電力によって作動することを前提とした電気機器について、停電に備えて大容量の電池を内蔵させる構成に代えて、商用電源と電池に接続されて、商用電源から供給される電力（商用交流電力）と電池から供給される直流電力から生成した商用交流電力に準ずる交流電力（疑似交流電力）とを選択的に出力する電源切替装置を採用し、この電源切替装置を介して電気機器を商用電源に接続することが考えられる。
【０００７】
この場合、電源切替装置は、停電が発生していないときは商用交流電力を電気機器に出力し、停電中は疑似交流電力を電気機器に出力する。そして、商用電源の復電時に、電源切替装置は、電気機器への出力を疑似交流電力から商用交流電力に切替えるが、この切替時に一時的に電気機器への電力供給が遮断されて電気機器の作動が停止する。
【０００８】
このように、復電時に電気機器の作動が停止すると、例えば電気機器が給湯装置であって、使用者が湯を使っているときに給湯装置の作動が停止したときには、それまで供給されていた湯が水に変わって、使用者に冷たさによる不快感を与えてしまう。
【０００９】
そこで、電気機器に供給する電力を生成交流電力から商用交流電力に切替えるときにも、電気負荷への電力供給が継続されるように、キャパシタ等のバックアップ電源を備えることが考えられるが、この場合には、バックアップ電源の搭載スペースを確保するために電源切替装置のサイズが大きくなると共に部品コストも増大するという不都合がある。
【００１０】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、商用電源の復電に伴う電池から商用電源への切替え時に電気機器の作動が停止することを、サイズの拡大及び部品コストの増大を抑制して防止した電源切替装置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】
【００１１】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、本発明の電源切替装置は、
電池に接続するための電池接続部と、
商用電源に接続するための商用電源接続部と、
電気機器に接続するための電気機器接続部と、
前記電池接続部を介して前記電池から供給される直流電力から、交流電力を生成する交流電力生成部と、
前記商用電源から前記商用電源接続部を介して供給される第１交流電力を前記電気機器接続部から出力する第１出力状態と、前記交流電力生成部により生成された第２交流電力を前記電気機器接続部から出力する第２出力状態とを切替える出力電力切替部と、
商用電源の停電を検知する停電検知部と、
前記電気機器接続部から前記電気機器に出力される電力又は電流のレベルを検出する出力レベル検出部と、
前記第１出力状態において前記停電検知部により前記商用電源の停電が検知されたときに、前記出力電力切替部により前記第２出力状態に切替え、その後、前記停電検知部により前記商用電源の停電が検知されない状態になったときに、前記出力レベル検出部による電力又は電流の検出レベルが所定の判定レベル以上であるときには、該検出レベルが該判定レベルよりも低くなってから、前記出力電力切替部により前記第１出力状態に切替える電力供給制御部と
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
かかる本発明によれば、前記出力電力切替部により、前記商用電源から供給される前記第１交流電力が前記電気機器接続部から出力される前記第１出力状態と、前記交流電力生成部により生成された前記第２交流電力が前記電気機器接続部から出力される前記第２出力状態とが切替えられる。
【００１３】
そして、前記電力供給制御部により、前記第１出力状態において前記商用電源の停電が検知されたときに前記第２出力状態に切替えられるが、その後、前記第２出力状態において前記商用電源の停電が検知されていない状態になったときに、無条件に前記第１出力状態に切替えずに、前記出力レベル検出部による電力又は電流の検出レベルが前記判定レベル以上であるときには、該検出レベルが前記判定レベルよりも低くなってから、前記第１出力状態に切替える。
【００１４】
これにより、前記第２出力状態で前記電気機器に前記判定レベル以上の電力又は電流が供給され、前記電気機器が作動中であると判断できるときに、前記第２出力状態から前記第１出力状態に切替えられて前記電気機器への電力供給が中断し、前記電気機器が停止してしまうことを防止することができる。
【００１５】
そして、この場合には、前記第２出力状態から前記出力状態に切替える間の前記電気機器への電力供給を維持するためのキャパシタ等のバックアップ電源は不要である。そのため、バックアップ電源を備えることによる前記電源切替装置のサイズの拡大及び部品コストの増大を抑制して、前記商用電源の復電による前記電池から前記商用電源への切替え時に、前記電気機器の作動が停止することを防止することができる。
【００１６】
また、前記判定レベルを変更する判定レベル変更部を備えたことを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、前記電気機器の作動時の消費電力又は消費電流に合わせて、前記判定レベル変更部により前記判定レベルを設定することによって、前記第２出力状態から前記第１出力状態に切替わるときに、前記電気機器の作動が停止することをより確実に防止することができる。
【００１８】
また、前記交流電力生成部及び前記出力電力切替部は、前記電気機器が給湯装置である場合に、該給湯装置の作動に必要な電力を供給可能に構成され、
前記判定レベルは、前記電気機器接続部に前記給湯装置が接続されて前記給湯装置が給湯運転を実行しているときに、前記電気機器接続部から前記給湯装置に供給される電力又は電流のレベルに設定されていることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、前記第２出力状態で前記停電検知部により前記商用電源の停電が検知されない状態になったときに、前記出力レベル検出部による電力又は電流の検出レベルが前記判定レベル以上であって、前記給湯装置が給湯運転を実行していると判断できるときには、前記第２出力状態が維持される。そのため、給湯運転の実行中に前記第２出力状態から前記第１出力状態に切替えられて前記給湯装置への電力供給が中断し、給湯運転が停止することが回避される。これにより、それまで供給されていた湯が水に変わって、使用者に冷たさによる不快感を与えることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の電源切替装置の構成及び使用形態の説明図。
【図２】図１に示した電源切替装置の作動フローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施形態について、図１〜図２を参照して説明する。
【００２２】
図１を参照して、本実施形態の電源切替装置１は、熱源機３０（本発明の電気機器に相当する）、自動車５０に搭載されたバッテリ５１（本発明の電池に相当する）、及び商用電源４０に接続して使用される。
【００２３】
熱源機３０は、例えば、上水道から供給される水を設定温度まで加熱して浴室や台所等に供給する給湯機能と、浴室の浴槽に溜められた湯水を加熱する追焚き機能と、温水端末（床暖房機、温水温風暖房機等）に対して温水を循環供給する温水暖房機能とを備えた複合タイプの給湯装置である。
【００２４】
熱源機３０は、商用電源４０から供給される交流電力（例えばＡＣ１００Ｖの交流電力）によって作動する仕様となっている。そのため、熱源機３０を商用電源４０に直接接続して作動させた場合は、商用電源４０の停電が生じたときに熱源機３０を作動させることができなくなる。
【００２５】
電源切替装置１は、このように商用電源４０の停電が生じているときに、熱源機３０をバッテリ５１からの出力電力によって作動させるために使用され、バッテリ５１から供給される直流電力によって商用電源４０から出力される交流電力（第１交流電力）に準じた交流電力（第２交流電力）を生成して出力する機能を有している。
【００２６】
図１に示したように、熱源機３０を電源切替装置１を介して商用電源４０に接続することによって、商用電源４０の停電が生じているときに、電源切替装置１から第２交流電力を出力して熱源機３０を作動させることができる。
【００２７】
電源切替装置１は、電気機器（本実施形態では熱源機３０）と接続するための電気機器接続部１７、電池（本実施形態では自動車５０のバッテリ５１）と接続するための電池接続部１８、及び商用電源４０と接続するための商用電源接続部１９を備えている。
【００２８】
電気機器接続部１７には、熱源機３０の電源コード３５の先端に接続されたプラグ３６が挿入され、電源切替装置１から電源コード３５を介して熱源機３０に電力が供給される。電池接続部１８には、自動車５０のシガーソケット（図示しない）等を介してバッテリ５１に接続された電源コード５５の先端に接続されたプラグ５６が挿入され、バッテリ５１から電源コード５５を介して電源切替装置１に直流電力が供給される。商用電源接続部１９には、一端のプラグ４６が商用電源４０に接続された電源コード４５の他端のプラグ４７が挿入され、商用電源４０から電源コード４５を介して交流電力が供給される。
【００２９】
また、電源切替装置１は、電源切替装置１を作動状態と停止状態とに切替えるためのスイッチ１１、後述する電力の判定レベルＷｔｈを変更するための判定レベル変更部１２（ＤＩＰスイッチ等により構成される）、電源切替装置１の作動を制御する電力供給制御部１０、電池接続部１８を介してバッテリ５１から供給される直流電力から第２交流電力Ｗｏ２を生成するインバータ１３（本発明の交流電力生成部に相当する）、商用電源接続部１９を介して商用電源４０から供給される第１交流電力Ｗｏ１と第２交流電力Ｗｏ２とが入力され、第１交流電力Ｗｏ１と第２交流電力Ｗｏ２のいずれかを選択して電気機器接続部１７に出力する出力電力切替部１４（リレー等により構成される）、商用電源４０の停電を検知する停電検知部１５、及び出力電力切替部１４から電気機器接続部１７を介して熱源機３０に供給される電力のレベルを検出する電力センサ１６（本発明の出力レベル検出部に相当する）を備えている。
【００３０】
インバータ１３は、熱源機３０の作動に必要な交流電力を生成可能に構成されている。
【００３１】
出力電力切替部１４は、電気機器接続部１７をインバータ１３に接続する第１ポジション（図中ａのポジション）と、電気機器接続部１７を商用電源接続部１９に接続する第２ポジション（図中ｂのポジション）と、電気機器接続部１７をインバータ１３及び商用電源接続部１９から遮断する第３ポジション（図中ｎのポジション）という、三つのポジションに切替えられる接点１４ａを有している。
【００３２】
電力供給制御部１０は、図示しないＣＰＵ、メモリ、インターフェース回路等によって構成され、メモリに保持された電源切替装置１の制御用プログラムをＣＰＵで実行することにより、電力供給制御部１０の作動を制御する。
【００３３】
電力供給制御部１０には、スイッチ１１の操作信号ＳＷと、判定レベル変更部１２により設定されている電力の判定レベルＷｔｈを示す信号と、停電検知部１５による停電検知信号Ｂｓと、電力センサ１６による電力検出信号Ｗｓとが入力される。また、電力供給制御部１０から出力される制御信号によって、インバータ１３と出力電力切替部１４の作動が制御される。
【００３４】
次に、図２に示したフローチャートに従って、電力供給制御部１０による商用電源４０とバッテリ５１の切替え処理について説明する。電力供給制御部１０は、図１に示したように、電池接続部１８にバッテリ５１が接続され、商用電源接続部１９に商用電源４０が接続され、電気機器接続部１７に熱源機３０が接続された状態で、使用者によりスイッチ１１が操作（作動開始装置）されたときに、図２に示したフローチャートによる処理を実行する。
【００３５】
図２のＳＴＥＰ１で、電力供給制御部１０は、停電検知部１５により商用電源４０の停電が検知されているか否かを判断する。商用電源４０の停電が検知されていないときはＳＴＥＰ２に進み、電力供給制御部１０は、出力電力切替部１４を第１ポジションとして、商用電源４０から供給される第１電力Ｗｏ１が電気機器接続部１７に出力される第１出力状態にしてＳＴＥＰ３に進む。第１出力状態では、熱源機３０は、商用電源４０から出力される第１交流電力Ｗｏ１によって作動する。
【００３６】
一方、ＳＴＥＰ１で、停電検知部１５により商用電源４０の停電が検知されているときにはＳＴＥＰ１０に分岐する。ＳＴＥＰ１０で、電力供給制御部１０は、出力電力切替部１４を第２ポジションとして、インバータ１３で生成された第２交流電力Ｗｏ２が電気機器接続部１７から出力される第２出力状態にする。第２出力状態では、熱源機３０は、バッテリ５１から出力される直流電力から生成された第２交流電力Ｗｏ２によって作動する。
【００３７】
続くＳＴＥＰ１１で、商用電源４０が復電して、停電検知部１５により商用電源４０の停電が検知されない状態になったときにＳＴＥＰ１２に進む。ＳＴＥＰ１２で、電力供給制御部１０は、電力センサ１６により検出される電力レベルＷｓが、判定レベルＷｔｈ以上であるか否かを判断する。
【００３８】
ここで、判定レベルＷｔｈは、判定レベル変更部１２により、熱源機３０が給湯運転を実行しているときに、電源切替装置１から熱源機３０に供給される電力レベルに設定されている。そのため、熱源機３０が給湯運転を実行しているときはＳＴＥＰ１２で処理が待機され、第２出力状態が維持される。
【００３９】
そして、電力センサ１６により検出される電力レベルＷｓが判定レベルＷｔｈよりも低くなったときにＳＴＥＰ１３に進む。ＳＴＥＰ１３で、電力供給制御部１０は、出力電力切替部１４を第１ポジションにして、商用電源４０から供給される第１交流電力Ｗｏ１が電気機器接続部１７から出力される第１出力状態に切替え、ＳＴＥＰ３に進む。
【００４０】
ＳＴＥＰ３で、電力供給制御部１０は、停電検知部１５により商用電源４０の停電が検知されているか否かを判断する。そして、商用電源４０の停電が検知されたときにＳＴＥＰ１０に進む。
【００４１】
電力供給制御部１０は、ＳＴＥＰ１１〜ＳＴＥＰ１３の処理により、ＳＴＥＰ１１で商用電源４０の復電が認識されても、出力電力切替部１４を無条件で第１出力状態に切替えることはしない。そして、ＳＴＥＰ１２で、電力センサ１６により検出される電力レベルＷｓが判定レベルＷｔｈよりも低くなって、熱源機３０が給湯運転を停止していることが確認できるまでの間は、出力電力切替部１４を第２ポジションにして第２出力状態を維持する。
【００４２】
そのため、熱源機３０が給湯運転を実行している時に、出力電力切替部１４が第２出力状態から第１出力状態に切替えられて熱源機３０への交流電力の供給が中断し、この中断により熱源機３０の作動が停止して給湯運転が中断されることが回避される。そして、これにより、給湯運転の中断によって給湯栓（図示しない）から供給されていた湯が水に変わり、湯を使っていた使用者に対して冷たさによる不快感を与えることを防止することができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、本発明の電気機器として熱源機３０を示したが、商用電源から供給される交流電力によって作動する電気機器であれば、電源切替装置１に接続して本発明による効果を得ることができる。
【００４４】
また、本実施形態では、判定レベル変更部１２により判定レベルＷｔｈの変更が可能な構成としたが、判定レベル変更部１２を備えない構成としてもよい。
【００４５】
また、本実施形態では、本発明の出力レベル検出部として、出力電力を検出する電力センサ１６を用いたが、出力電流を検出する電流センサを用いてもよい。この場合には、判定レベルは電流について設定される。
【符号の説明】
【００４６】
１…電源切替装置、１０…電力切替制御部、１２…判定レベル変更部、１３…インバータ（交流電力生成部）、１４…出力電力切替部、１５…停電検知部、１６…電力センサ、１７…電気機器接続部、１８…電池接続部、１９…商用電源接続部、３０…熱源機（電気機器）、４０…商用電源、５１…バッテリ（電池）。
【図１】
2016010224.tif 000003
【図２】
2016010224.tif 000004