(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
お湯を蓄えるタンクと、前記タンクの上部からお湯を取り出す出湯配管と、前記タンク下部より水を供給する給水配管と、前記タンクの上部に設けたヒータと、前記タンク上部の湯温を検出する湯温検出器と、前記タンクの下部と上部を接続した沸き上げ配管と、前記沸き上げ配管に介在し前記タンク下部の水をタンク上部に汲み上げる沸き上げポンプと、前記タンク下部の水温を検出する給水温検出器と、前記タンク内の残湯量を検出する残湯量検出器と、前記タンク内の水の沸き上げ制御を行う制御器と、前記制御器は給電契約に基づいて沸き上げ開始時間を決める計時手段と、前記残湯量検出器の情報により沸き上げ湯量の過不足を判定し、不足と判定したときは沸き上げ湯量を増やし、過剰と判定したときは沸き上げ湯量を減らす沸き上げ量学習手段と、前記湯温検出器の検出温度によって前記タンク内に上部から沸き上げ温度のお湯が層をなして蓄積するように前記ヒータと沸き上げポンプの通電を制御する通電制御手段と、沸き上げ開始時間になったら前記沸き上げ湯量に対応した沸き上げ温度を決定し、前記通電制御手段を起動する沸き上げ制御手段と、前記残湯量検出器で検出した残湯量が判定値より少なくなったら通電制御手段を起動し、残湯量が判定値以上の所定値まで回復したら前記通電制御手段を停止させる湯切れ追い焚き制御手段とを備え、沸き上げ量学習手段は前記湯切れ追い焚き制御手段で沸き上げた累積時間を計時し、累積時間に対応した量だけ次回の深夜電力時間帯における全量沸き上げ以降の全量沸き上げ湯量をアップすることを特徴とする電気温水器。
【請求項２】
沸き上げ量学習手段は給水温検出器が所定値より高い場合は沸き上げ湯量の更新を行わないようにし、前記所定値は前回沸き上げた温度より低く水温より高い温度に設定した請求項１記載の電気温水器。
【請求項３】
給電契約が昼間電力も使用できる場合、沸き上げ制御手段は沸き上げ量学習手段で決定された沸き上げ湯量に対応した沸き上げ温度を決定し通電制御手段を起動し、前記沸き上げ湯量が沸き上げ最高温度で対応できる量を超えた場合は沸き上げ最高温度を沸き上げ温度として通電制御手段を起動しタンク全量を沸き上げを行った後、深夜時間帯終了以降に沸き上げサーミスタが前記沸き上げ最高温度より低い所定温度以下になったら再度通電制御手段を起動して追加沸き上げを行い、追加沸き上げの累積値が沸き上げ湯量に対応した時間になったら追加沸き上げを終了するようにした請求項１または２記載の電気温水器。
【請求項４】
沸き上げ量学習手段の機能をＯＮ／ＯＦＦする学習ＯＮ／ＯＦＦ手段と、前記学習ＯＮ／ＯＦＦ手段がＯＦＦのとき沸き上げ湯量を手動で変更できる沸き上げ湯量設定手段とを有する操作部を設けた請求項１〜３のいずれか１項記載の電気温水器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は深夜電力を利用して電気ヒータで給湯用のお湯を沸かす電気温水器の沸き上げ湯量の設定に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の電気温水器は特公昭６４−７２９８号公報に記載されているようなものが一般的であった。この電気温水器は図８に示すように給水配管１よりタンク２内に供給された水をヒータ３で加熱し、お湯にして出湯配管４から給湯するようになっている。
【０００３】
制御器５は沸き上がり温度設定装置によって決定された沸き上げ温度になるよう通電制御装置によってヒータ３の通電を制御して沸き上げをおこなう。
【０００４】
通電時間測定装置によって計測された通電時間データを過去数日分記憶装置に記憶し、通電時間演算装置で過去数日分の通電時間の最大値をもとに余裕度等を加味して沸き上げ時間を計算し、沸き上げサーミスタ６で検出した給水温度、タンク容量、ヒータ容量等とともに通電制御装置で用いる沸き上げ温度を算出するように構成されている。
【０００５】
そして上記通電時間演算装置が過去数日の給湯負荷に対応する通電時間で沸き上げ温度を設定して沸き上げるので、過去の沸き上げ時間が長いときつまり多くお湯を使った場合は沸き上げ温度を高くして実質的湯量を多く確保し、湯切れを起こさないようにするとともに、使用量が少なくなったら沸き上げ温度を低くして無駄に多量のお湯を沸かさないようになっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の電気温水器装置では、過去数日の通電時間をもとにタンク容量、ヒータ容量、給水温度等から沸き上げ温度を算出しなければならないので、過去数日間の通電時間のデータを保持したり複雑な演算処理が必要になるという課題があった。
【０００７】
過去数日間の通電時間のデータを保持することについては現在はマイクロコンピュータ（以降マイコンと記載）のＲＡＭ容量も大きくなり通常時ではさほど大きい課題ではないが、停電バックアップ用にＥＥＰＲＯＭ等のバックアップメモリを持っているものについてはこの通電時間データをバックアップする必要がありこのような構成では特に大きな課題となっていた。
【０００８】
また過去数日間のデータをもとに最大の使用湯量を算出して沸き上げ温度を決定するので一回でも突発的に使用量が大幅に増えると数日間は沸き上げ温度がもとにもどらず放熱ロスによる無駄が数日間つづく課題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため深夜電力を使用してタンク全量沸き上げを開始する際に残湯湯量が所定値より多かったら湯余りとし、この状態が数日続いたら沸き上げ湯量設定を所定量下げる。
【００１０】
深夜時間帯に入ってタンク全量沸き上げ開始する時間までの間、残湯量が所定値より少なくなったら湯量不足として沸き上げ湯量設定を所定値上げる。
【００１１】
このことにより、お湯の使用量に応じて沸き上げ湯量が自動的に調整されるようにしたものである。
【００１２】
また、タンク上部から層をなして沸き上げ温度のお湯を蓄積する電気温水器（以降積層電気温水器と記述）に残湯量が所定値より少なくなったらヒータと沸き上げポンプの通電を制御して所定量のお湯を追加沸き上げする機能（以降湯切れ追い焚き機能と記述）を設けた。
【００１３】
上記積層電気温水器で時間帯別電灯契約のときは、湯切れ追い焚き機能が作動した時間によって沸き上げ湯量のアップ幅を決定するようにした。
【００１４】
さらにアップ幅が一定値以上になった場合で、その後数日残湯湯量が所定値以上の状態が続くと沸き上げ湯量をアップする前の値に戻すようにし、この時の判断のための連続日数を湯余りが連続し沸き上げ湯量を所定量さげるときの連続日数より短く設定するようにした。
【００１５】
上記発明によれば残湯量を判定値大小比較することで湯余り、湯量不足を判定し、湯量不足のときは即時に沸き上げ湯量を所定量アップし、湯余りの状態が連続した場合は連続日数によって沸き上げ湯量を所定量ダウンするため、マイコンの処理を演算処理等のない簡単なプログラムで実現できる。
【００１６】
数日間の通電時間データのような大量のデータを保持しておく必要がなく、湯余りが継続した連続日数情報と前回湯余りだったかどうかの情報の２つを保持するだけで沸き上げ湯量を自動調整できるので、不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を用いた停電バックアップ構成を容易にすることができる。
【００１７】
湯量不足のときも不足した量だけ沸き上げ湯量を上げるのではなく、タンク容量、残湯判定値の量に対応した適切な量にアップ量を設定できるため、突発に大量のお湯を使用してもアップ量が適切に押さえられその分無駄を省くことができる。
【００１８】
積層電気温水器で時間帯別電灯契約の時は湯切れ追い焚きを行い、その累積運転時間によってアップ量を決定するため、不足量に対応した適切なアップ量をきめ細かく設定することができる。
【００１９】
上記、アップ量が所定値以上の時で、その後数日湯余りが続いたら沸き上げ湯量をアップするまえの設定にもどすため、突発的に大量にお湯が使用され翌日からの沸き上げ湯量が大幅にアップしても、その後の湯余りを短期間で判断して設定をもとに戻すため、沸き上げ湯量が多く設定されたまま設定がもとにもどるまでの過剰沸き上げによる無駄を防止するとともに、間違って大幅に沸き上げ湯量をアップしてもすぐに元に戻るのでアップ幅を押さえて設定する必要がなく、定常使用量が大幅にアップした場合にも沸き上げ湯量が徐々にしかアップしないことによる湯量不足を最低限に押さえることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、お湯を蓄えるタンクと、前記タンクの上部からお湯を取り出す出湯配管と、前記タンク下部より水を供給する給水配管と、前記タンクの上部に設けたヒータと、前記タンク上部の湯温を検出する湯温検出器と、前記タンクの下部と上部を接続した沸き上げ配管と、前記沸き上げ配管に介在し前記タンク下部の水をタンク上部に汲み上げる沸き上げポンプと、前記タンク下部の水温を検出する給水温検出器と、前記タンク内の残湯量を検出する残湯量検出器と、前記タンク内の水の沸き上げ制御を行う制御器と、前記制御器は給電契約に基づいて沸き上げ開始時間を決める計時手段と、前記残湯量検出器の情報により沸き上げ湯量の過不足を判定し、不足と判定したときは沸き上げ湯量を増やし、過剰と判定したときは沸き上げ湯量を減らす沸き上げ量学習手段と、前記湯温検出器の検出温度によって前記タンク内に上部から沸き上げ温度のお湯が層をなして蓄積するように前記ヒータと沸き上げポンプの通電を制御する通電制御手段と、沸き上げ開始時間になったら前記沸き上げ湯量に対応した沸き上げ温度を決定し、前記通電制御手段を起動する沸き上げ制御手段と、前記残湯量検出器で検出した残湯量が判定値より少なくなったら通電制御手段を起動し、残湯量が判定値以上の所定値まで回復したら前記通電制御手段を停止させる湯切れ追い焚き制御手段とを備え、沸き上げ量学習手段は前記湯切れ追い焚き制御手段で沸き上げた累積時間を計時し、累積時間に対応した量だけ次回の深夜電力時間帯における全量沸き上げ以降の全量沸き上げ湯量をアップする構成としてある。
【００２１】
そして、沸き上げ量学習手段が残湯量検出器の情報により前回の沸き上げ湯量の過不足を判定し、不足と判定したときは沸き上げ湯量を増やし、過剰と判定したときは沸き上げ湯量を減らすため、過去数日間の沸き上げ時間を保持する必要もなく、沸き上げ時間から沸き上げ湯量を演算し新たな沸き上げ温度を決定するという複雑な処理をすることなく、簡単な処理でお湯の使用量に対応した沸き上げ湯量を自動的に設定することができる。
【００２２】
そして、お湯が使用され残湯量が判定値１より少なくなると湯切れ追い焚き制御手段が通電制御手段を起動し、お湯を積層沸き上げで判定値１以上の所定値まで沸き上げるので、突発的に多量のお湯を使用しても湯切れを起こすことなく対応することができる。
【００２３】
また、湯切れ追い焚きした累積時間を計時し、累積時間に対応した量だけ沸き上げ湯量をアップするので、大幅にお湯が足りなかった場合、わずかにお湯が足りなかった場合それぞれに対応してアップ量が可変されるため、不足量に対しアップ量が少なくて次の日も湯量不足になり不経済な昼間電力を使うことになったり、不足量に対しアップ量が多すぎて無駄に沸かしすぎることを防止することができる。
【００２４】
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成に加え、給水温検出器が所定値より高い場合は沸き上げ湯量の更新を行わないようにした沸き上げ量学習手段を有し、前記所定値は前回沸き上げた温度より低く水温より高い温度に設定してある。
【００２５】
そして、給水温検出器の温度が下がっていないことから沸き上げ量学習手段がお湯が使用されていないことを判断し、沸き上げ湯量を更新しないようにしているため、一定期間留守等でお湯を使用しない場合、湯余りが連続することで沸き上げ湯量が下がってしまい、使用を開始したとき湯量不足になってしまうことを防止することができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２の構成に加え、給電契約が昼間電力も使用できる場合、沸き上げ量学習手段で決定された沸き上げ湯量に対応した沸き上げ温度を決定し通電制御手段を起動し、前記沸き上げ湯量が沸き上げ最高温度で対応できる量を超えた場合は沸き上げ最高温度を沸き上げ温度として通電制御手段を起動しタンク全量を沸き上げを行った後、深夜時間帯終了以降に湯温検出器が前記沸き上げ最高温度より低い所定温度以下になったら再度通電制御手段を起動して追加沸き上げを行い、追加沸き上げの累積値が沸き上げ湯量に対応した時間になったら追加沸き上げを終了するようにした沸き上げ制御手段を有する構成としてある。
【００２７】
そして、沸き上げ湯量が少ない範囲では沸き上げ制御手段が沸き上げ温度を可変して対応し、沸き上げ湯量が多くなり最高沸き上げ温度にしても対応できなくなったら、沸き上げ制御手段が最高沸き上げ温度で全量沸き上げた後、お湯が使用される度に追加して全量沸き上げを行い、追加沸き上げの累積時間を可変して沸き上げ湯量に対応するため、より広い範囲の沸き上げ湯量に対応することができる。
【００２８】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の構成に加え、沸き上げ量学習手段の機能をＯＮ／ＯＦＦする学習ＯＮ／ＯＦＦ手段と、前記学習ＯＮ／ＯＦＦ手段がＯＦＦのとき沸き上げ湯量を手動で変更できる沸き上げ湯量設定手段とを有する操作部を設けたものである。
【００２９】
そして、使用結果により沸き上げ湯量を変更する学習機能では対応できなかった１日だけの短期間の突発湯量変化に対し、事前に手動設定で沸き上げ湯量を変更することで対応できるようにしている。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００３１】
（参考例）
図１は本発明の実施例１の電気温水器を示す機能ブロック図、図２は同電気温水器の操作部の外観図、図３は時間帯別電灯契約時の湯量設定と沸き上げ制御の関係図、図４は深夜電力契約時の湯量設定と沸き上げ制御の関係図である。
【００３２】
図１において、１は給水配管、２はタンク、３はヒータ、４は出湯配管、５は制御器、６は沸き上げサーミスタを用いた湯温検出器で、出湯配管４から出湯するとそれに伴い給水配管１からタンク２内に水が給水され、タンク２内では比重差からお湯が上部、水が下部に分離した状態で溜まっている。
【００３３】
制御器５によりヒータ３の通電を制御してタンク２内の水を所定の温度まで沸き上げる。このとき沸き上げ温度の検出は沸き上げサーミスタ６で行う。
【００３４】
また、残湯検出器１１は２つのサーミスタ（上側を１１ａ、下側を１１ｂ）で構成されタンク２の縦方向２ポイントの温度を検出することで残湯量を検出する。具体的には各サーミスタで検出した温度が６０℃以上の時はそのポイントまでお湯があり、４５℃を下回った時点でお湯無しとしている。４５℃と６０℃の間は判定結果がチャタリングしないようにするためのヒスである。
【００３５】
１２は操作部で、図２の沸き上げ湯量を手動で設定する沸き上げ湯量設定手段である湯量設定スイッチ１３、湯量の自動設定と手動設定を切り換える学習ＯＮ／ＯＦＦ手段である自動設定スイッチ１４、時計時刻を設定する時刻設定スイッチ１５、湯量設定表示手段である湯量設定表示１６、残湯表示１７、自動設定スイッチ１４で自動設定モードになっていることを示す学習ＯＮ／ＯＦＦ表示手段である自動モード表示１８、時刻を表示する時計時刻表示１９、ヒータ３が通電中であることを表示する通電表示２０から構成される。
【００３６】
制御器５は時刻を計時し、深夜時間帯、昼間時間帯、全量沸き上げ時間等の情報を出力する計時手段、残湯量、操作部１２の設定等の情報に基づき沸き上げ湯量を決定する沸き上げ量学習手段２２、沸き上げ量学習手段２２によって決定された沸き上げ量によって沸き上げ温度、追加沸き上げ時間等を決定する沸き上げ制御手段、沸き上げ温度、追加沸き上げ時間等をもとにヒータ３の通電を制御する通電制御手段２４より構成されている。これらの構成要素はマイコンのソフトで実現している。
【００３７】
次に動作、作用について説明すると、まず計時手段２１は操作部１２の時刻設定スイッチ１５で設定された時刻をもとに給電契約で定められた時刻で深夜時間帯、昼間時間帯、全量沸き上げ時間を出力する。全量沸き上げ時間については給電契約で定められた基準に基づきピークシフト演算を行って決定する。ここではその詳細な説明は省略する。
【００３８】
沸き上げ量学習手段２２は操作部１２の自動設定スイッチ１４で自動モードがＯＦＦになっているときは、湯量設定スイッチ１３で設定された湯量設定を沸き上げ湯量としてそのまま出力する。
【００３９】
自動モードがＯＮのときは残湯量検出器１１ａで湯無しを検出したら、その時点で湯量設定が上限設定でなければ湯量設定を１段階アップする。この処理は深夜時間帯に入って全量沸き上げ開始時間まで常時行われる。
【００４０】
上記処理を常時行うことにより湯量設定がアップされたとき計時手段で決定する全量沸き上げ開始時間をリアルタイムに早めることができる。
【００４１】
また、沸き上げ開始時間になって残湯量検出器１１ｂでお湯有りを検出したら湯余りカウンタを＋１し、湯有りを検出しなかったら湯余りカウンタを０にする。
【００４２】
カウントした結果湯余りカウンタが７になったら湯余りカウンタを０にし、湯量設定が下限設定でなければ湯量設定を１段階ダウンする。
【００４３】
つまり、自動モードＯＮ時は１回でも湯量不足になったら湯量設定を１段アップし、湯余りが７日間続いたら湯量設定を１段ダウンするようになっている。
【００４４】
ただし、前回の全量沸き上げから追加沸き上げが全く入らず、沸き上げサーミスタ６の温度が４５℃以上の時はお湯が使用されなかったとして沸き上げ量学習手段２２は上記学習処理は行わない。
【００４５】
自動モードＯＮ時は上記処理の結果決定した湯量設定を沸き上げ湯量として出力する。自動モードＯＮ時の湯量設定、湯余りカウンタは自動モードＯＦＦ時は別途保持し、自動モードＯＮしたときは前回状態から継続するようにする。
【００４６】
また、自動モードＯＮからＯＦＦになったときは、ＯＮ時の湯量設定をそのまま残し、その湯量設定を基準に湯量設定スイッチで変更できるようにする。
【００４７】
次に、沸き上げ制御手段２３では沸き上げ量学習手段２２から出力された沸き上げ湯量をもとに沸き上げ温度、追加沸き上げ等の制御条件を決定し、それをもとに通電制御手段２４を起動する。
【００４８】
図３は６段階の沸き上げ湯量設定に対して沸き上げ温度と通電制御手段２４を起動してタンク２内の水を沸き上げる方法を時系列に示したものである。
【００４９】
沸き上げ湯量が１〜３では７０℃、８０℃、９０℃と沸き上げ温度を変更して実質的湯量を変えている。
【００５０】
また沸き上げ湯量が４〜６では沸き上げ温度９０℃で全量沸き上げた後、沸き上げサーミスタ６の温度が４５℃を下回ったらお湯が使用されたと判断し、通電制御手段２４を起動して追加沸き上げを行う。追加沸き上げを行っている累積時間を計時し、沸き上げ湯量４〜６に対応して累積時間がそれぞれ１時間、２時間、３時間に達したら追加追い炊きを終了する。
【００５１】
通電制御手段２４が起動されたら、ヒータ３への通電をＯＮし、沸き上げサーミスタ６の温度が沸き上げ制御手段２３で決定された沸き上げ温度に達したらヒータ３への給電を停止する。
【００５２】
操作部１２では自動設定スイッチ１４で自動モードＯＦＦとなっているときのみ湯量設定スイッチ１３により湯量設定を変更することができる。
【００５３】
自動モードＯＮ／ＯＦＦに関わらず、その時点での湯量設定が湯量設定表示１６に６段階のバーで表示される。
【００５４】
また、残湯表示１７は残湯量検出器１１ａ、１１ｂともに湯有りを検出しているとき上下の残湯表示が点灯し、残湯量検出器１１ａのみが湯有りを検出しているとき上の残湯表示のみが点灯し、残湯量検出器１１ａ、１１ｂともに湯有りを検出していないときは上下の残湯表示が消灯するようになっている。
【００５５】
このように沸き上げ量学習手段２２では残湯量検出器１１の情報の大小比較により湯余りか湯量不足か判断し、湯量不足時は湯量設定をアップし、湯余りが７日間連続したら湯量設定をダウンするという簡単な処理で使用湯量に対応して沸き上げ湯量を自動調節できる。
【００５６】
また湯量不足時は１回で湯量設定をアップすることで湯量不足発生の回数を抑え、湯余りについては複数回連続した後湯量設定をダウンするので一時的に使用湯量が少なくなって再び使用湯量がもどった際にも湯切れを起こすことが少ない。特に連続回数の判定値を７とすると一般的に人の生活パターンが７日周期になっているので湯切れする可能性を少なくしつつ、最適に湯量設定を低下させるのでさらに効果をアップすることができる。
【００５７】
湯量設定１〜３は沸き上げ温度を可変し、４〜６は９０℃沸き上げで全量沸き上げ後の追加沸き上げ累積時間を変化させて対応するので、より広い範囲の設定湯量に対応できる。
【００５８】
さらに、湯量設定４〜６では全量沸き上げた後、設定に対応した量だけ追加沸き上げを行うので実質湯量はタンク容量よりおおくすることができる。つまり、電気温水器購入時、来客等一時的に使用湯量が増加した時を想定して大きめの容量のものを購入する必要がなく、設置スペースの面でもイニシャルコストの面でもメリットが大きい。
【００５９】
また、湯量設定を６段階の設定に割り付け、自動モード時、手動設定時（自動モードＯＦＦ時）共通の設定とし、湯量設定表示１６も共通の表示を行うので、来客等で一時的に使用湯量が多くなることが予想される場合、自動モードＯＮのときの設定湯量を参考に手動設定で湯量を適切に設定できる。
【００６０】
さらに、数日間留守をしてお湯を全く使用しなかった場合も、湯余りとして間違った学習をすることがなく、誤判定による無駄をなくすことができる。
【００６１】
なお、ここでは沸き上げ量学習手段２２で自動モードＯＮからＯＦＦのときはＯＮ時の湯量設定がそのまま残り、そこから手動でアップ／ダウンする構成を説明したが、自動モードＯＮ／ＯＦＦそれぞれに湯量設定を別々に持ち、自動モードのＯＮ／ＯＦＦによって対応した湯量設定を沸き上げ湯量として出力することで自動モードＯＦＦ時も前回設定した手動設定を継続できる方法もある。
【００６２】
また、ここでは給電契約が時間帯別電灯契約の場合を示したが、当然のことながら深夜電力契約時には昼間電力を使用できないので湯量設定としては１〜３の３段階の設定で図４のようになる。
【００６３】
以上のように、湯量設定のダウン判定の残湯量判定値をアップ判定の残湯量判定値より大きく設定し、判定値の間にアップ／ダウンしない領域を設けているので定常使用湯量の変動で設定湯量が頻繁にアップ／ダウンしないという効果がある。
【００６４】
さらにダウン判定は残湯量が判定値より多い場合が複数回続いたら湯量設定をダウンするので、定常的に使用湯量が減少しないと湯量設定のダウンは行われず、誤判定により電気温水器の大きな課題の一つである湯切れを起こしにくいという効果がある。
【００６５】
また、ダウン判定時の連続回数を７としているので、人の基本的な生活リズムである１週間単位に同期し、より確実で最適な学習結果を得ることができるという効果がある。
【００６６】
また、湯量設定を２段階以上アップしたあと湯余りが続いたら短期間でもとの設定に戻すので、突発的に使用湯量が大幅に多かった場合も一旦アップした設定がなかなか元に戻らないという問題がなく、大幅な使用量アップにも即応性があり、より無駄を省くことができるという効果がある。
【００６７】
また、学習ＯＮ／ＯＦＦ手段を設け、手動でも湯量設定できるようにしたので、学習機能で対応できない１日だけの使用量増加に対して学習ＯＦＦにし手動で湯量設定を設定することで対応可能になるという効果がある。
【００６８】
また、沸き上げ量学習手段がＯＦＦしている間は学習機能を停止するとともにそれまでの学習経過を保持し、沸き上げ量学習手段がＯＮしたら前回の学習経過を継続して湯量設定のアップ／ダウンを行うようにしたので、沸き上げ量学習手段がＯＦＦしているときの突発使用湯量を反映して学習結果が変化することがなく、沸き上げ量学習手段のＯＦＦがときどき入っても学習応答性を妨げることがないという効果がある。
【００６９】
（実施例１）
図５は本発明の実施例１の電気温水器を示す機能ブロック図、図６は時間帯別電灯契約時の湯量設定と沸き上げ制御の関係図、図７は深夜電力契約時の湯量設定と沸き上げ制御の関係図である。
【００７０】
実施例１において、参考例と異なるのは電気温水器を積層電気温水器にした点で、具体的にはヒータ３をタンク２の上部に設け、タンク２の下部と上部を沸き上げ配管３０で接続し、タンク２下部の水をタンク２上部に循環させる沸き上げポンプ３１を沸き上げ配管３０の途中に設け、沸き上げサーミスタ１０をタンク２上部に設け、タンク２下部には給水サーミスタを用いた給水温検出器３２を設け、制御器５には湯切れ追い焚き制御手段３３を設けた点である。
【００７１】
なお、参考例と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００７２】
次に動作、作用を説明すると、通電制御手段２４が起動されると、ヒータ３への給電をＯＮする。するとヒータ３より上の部分が自然対流にほぼ均一に沸き上がっていく。
【００７３】
沸き上げ温度が９０℃の場合は沸き上げサーミスタ１０の温度が９０℃になったら沸き上げポンプ３１への給電をＯＮし、タンク２下部の水をタンク２上部に汲み上げて沸き上がったお湯と混ぜる。沸き上げ配管３０の上部出口には均等に混合するように循環水を広く拡散するノズルがついている。
【００７４】
沸き上げサーミスタ１０の温度が８８℃になったら沸き上げポンプ３１への給電をＯＦＦする。すると再びヒータ３上部のお湯は加熱され９０℃になった時点で再び沸き上げポンプ３１の給電がＯＮされる。
【００７５】
上記動作を繰り返すことでタンク３の上部より８８℃のお湯が押し下げられる形で層をなして蓄積されてくる。
【００７６】
８８℃のお湯がタンク２下部まで達すると、沸き上げサーミスタ１０の温度が９０℃になって沸き上げポンプ３１を駆動しても沸き上げサーミスタ１０の温度は低下しなくなる。
【００７７】
沸き上げサーミスタ３１が９２℃を検出したら全量沸き上げ終了としてヒータ３、沸き上げポンプ３１への給電を停止し、沸き上げを終了する。
【００７８】
また、湯切れ追い焚き制御手段３３は残湯検出器１１ａが湯無しを検出したら通電制御手段２４を起動して沸き上げを行う。
【００７９】
沸き上げを行っているとき残湯検出器１１ａが湯有りを検出したら、通電制御手段２４を停止させ湯切れ追い焚きを終了する。
【００８０】
図６に示すように各湯量設定に応じ、実施例１同様全量沸き上げを行った後、湯量設定４以上では追加追い炊きをおこなう。その後に残湯検出器１１ａで湯無しを検出したら次の全量沸き上げ開始までの間、湯切れ追い焚き制御手段３３によって湯切れ追い焚きを行う。
【００８１】
沸き上げ量学習手段２２は昼間時間帯に入って湯切れ追い焚き制御手段３３が湯切れ追い焚きを行った時間を計時し、昼間時間帯に入って初めて湯切れ追い焚きが入った時点で湯量設定が上限値に達していなければ湯量設定を１段アップし、その後湯切れ追い焚き累積時間が１時間に達する毎に湯量設定が上限値に達していなければ湯量設定を１段づつアップする。
【００８２】
つまり、湯切れ追い焚きが最初に入ったとき１段、累積時間が１時間で２段、２時間で３段、３時間で４段アップする。
【００８３】
また、湯切れ追い焚き時はアップするまえの湯量設定に対応した沸き上げ温度を使用し、アップした湯量設定は次の全量沸き上げ開始温度の決定と全量沸き上げ以降の沸き上げ制御に反映される。
【００８４】
湯量設定のダウンは参考例と同様に沸き上げ開始時間になって残湯量検出器１１ｂでお湯有りを検出したら湯余りカウンタを＋１し、カウントした結果湯余りカウンタが７になったら湯量設定が下限設定でなければ湯量設定を１段階ダウンする。
【００８５】
さらに湯余りカウンタ２を設け、沸き上げ開始時に湯量設定のアップが２レベル以上の時は湯余りカウンタ２を０にし、残湯量検出器１１ｂでお湯有りを検出したら湯余りカウンタ２が４以上でなかったら湯余りカウンタ２を＋１し、湯量設定のアップが２レベル未満で残湯量検出器１１ｂでお湯無しを検出したら湯余りカウンタ２を４にする。
【００８６】
また上記処理で湯余りカウンタ２が３になったら２レベル以上アップした湯量設定をもとにもどし湯余りカウンタ２を４とする。
【００８７】
ただし、前回の全量沸き上げから追加沸き上げ、湯切れ追い焚きが全く入らず、給水サーミスタ３２の温度が４５℃以上の時はお湯が使用されなかったとして沸き上げ量学習手段２２は上記学習処理は行わない。
【００８８】
このように湯切れ追い焚きが入った累積時間によって、湯量設定をアップする量を決定するので、生活パターンが変化し大幅に定常の使用湯量が増えたときも次の日から即時に対応できる。
【００８９】
また、使用湯量の増大が突発的な場合も湯余りカウンタ２によって３日間湯余りが連続したら元の湯量設定に戻すので、一旦湯量設定が大幅にアップしてもすぐに元の設定にもどるので大幅な湯余り状態が長期間続く無駄を排除することができる。
【００９０】
さらに、数日間留守をしてお湯を全く使用しなかった場合も、湯余りとして間違った学習をすることがなく、誤判定による無駄をなくすことができる。
【００９１】
なお、ここでは給電契約が時間帯別電灯契約の場合を示したが、当然のことながら深夜電力契約時には昼間電力を使用できないので湯量設定としては１〜３の３段階の設定で図７のようになる。
【００９２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ヒータをタンク上部に設けた積層電気温水器において残湯量検出器の情報により沸き上げ湯量の過不足を判定し、不足と判定したときは沸き上げ湯量を増やし、過剰と判定したときは沸き上げ湯量を減らし湯量設定を自動調整するので、請求項１と同様に簡単な処理で使用湯量に応じて湯量設定を自動的に調整することを実現できるという効果がある。
【００９３】
また、請求項２に記載の発明によれば、給水サーミスタの温度によりタンク内のお湯が使用されていないことを検出したら湯量設定の学習を停止するので、請求項２同様に無駄に湯量設定がアップすることを防止し、沸かし過ぎによる無駄を排除するという効果がある。
【００９４】
また、請求項３に記載の発明によれば、昼間電力を利用し、最高沸き上げ温度で全量沸き上げを行った後、お湯が使用されタンク下部に水が給水される度に湯量設定に対応した時間だけ給水された水を沸き上げるので、最高沸き上げ温度でタンク全量沸かした場合より、実質沸き上げ量を確保できるという効果がある。
【００９５】
さらには購入時、突発使用湯量を想定してタンク容量を選ぶ必要がなく、必要最小限のタンク容量を選ぶことができるので、電気温水器で最も大きな課題である設置スペースを節約できるという効果がある。
【００９６】
また、請求項４に記載の発明によれば、湯量設定を複数段の設定として割り付け、沸き上げ量学習手段のＯＮ／ＯＦＦに関わらず、同一の湯量設定を使用して設定を変更し、沸き上げ量学習手段のＯＮ／ＯＦＦと湯量設定を表示するようにしたので、沸き上げ量学習手段がＯＮしているとき学習機能によって設定されているその時点での湯量設定が明確になり、その設定を基準に手動設定で設定する湯量設定を決定できるので、使用勝手がよくなり手動設定の不適切による湯量不足、湯余り等の不具合を解消できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考例における電気温水器の機能ブロック図
【図２】  同電気温水器の操作部の外観図
【図３】  同電気温水器の時間帯別電灯契約時の湯量設定と沸上げ制御の関係図
【図４】  同電気温水器の深夜電力契約時の湯量設定と沸き上げ制御の関係図
【図５】  本発明の実施例１における電気温水器の機能ブロック図
【図６】  同電気温水器の時間帯別電灯契約時の湯量設定と沸上げ制御の関係図
【図７】  同電気温水器の深夜電力契約時の湯量設定と沸き上げ制御の関係図
【図８】  従来の電気温水器の機能ブロック図
【符号の説明】
１  給水配管
２  タンク
３  ヒータ
４  出湯配管
５  制御器
６  沸き上げサーミスタ
１０  沸き上げサーミスタ
１１  残湯量検出器
１１ａ  残湯量検出器（上）
１１ｂ  残湯量検出器（下）
１２  操作部
１３  湯量設定スイッチ（沸き上げ湯量設定手段）
１４  自動設定スイッチ（学習ＯＮ／ＯＦＦ手段）
１５  時刻設定スイッチ
１６  湯量設定表示（湯量設定表示手段）
１７  残湯表示
１８  自動モード表示（学習ＯＮ／ＯＦＦ手段）
１９  時計時刻表示
２０  通電表示
２１  計時手段
２２  沸き上げ量学習手段
２３  沸き上げ制御手段
２４  通電制御手段
３０  沸き上げ配管
３１  沸き上げポンプ
３２  給水サーミスタ
３３  湯切れ追い焚き手段
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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