(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給湯用の水を内部に貯える貯湯タンク（１）と、
この貯湯タンク（１）内の水を加熱する加熱手段（２）と、
時刻情報を設定可能であり、この時刻情報に基づいて、少なくとも電力コストに応じて定まる所定時間帯に前記加熱手段（２）を発熱制御する制御装置（２００）とを備える貯湯式電気給湯器において、
前記制御装置（２００）は、前記時刻情報が設定されていない場合には、前記所定時間帯の制御とは別個に、前記貯湯タンク（１）内の水の一部所定量を加熱するように前記加熱手段（２）を発熱制御することを特徴とする貯湯式電気給湯器。
【請求項２】
前記制御手段（２００）は、前記時刻情報が設定されていない場合に、前記貯湯タンク（１）内の加熱された前記水が使用されるまでは、前記加熱手段（２）による前記貯湯タンク（１）内の水の再加熱を禁止するように制御することを特徴とする請求項１に記載の貯湯式電気給湯器。
【請求項３】
前記貯湯タンク（１）内の水の流出を検知する給湯検知手段（７２）と、
音により警告を発する警告音発生手段（１２０）とを有し、
前記制御手段（２００）は、前記時刻情報が設定されていない場合に、前記給湯検知手段（７２）により前記貯湯タンク（１）内の水の流出を検知したときには、前記警告音発生手段（１２０）を発音するように制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の貯湯式電気給湯器。
【請求項４】
表示により警告を発する警告表示手段（１１０）を有し、
前記制御手段（２００）は、前記時刻情報が設定されていない場合には、前記警告表示手段（１１０）を警告表示するように制御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１つに記載の貯湯式電気給湯器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、貯湯式電気給湯器に関し、特に安価な深夜電力などのように少なくとも電力コストに応じて定まる所定時間帯に湯を沸き上げて貯湯する貯湯式電気給湯器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、時間帯別電灯契約に対応した貯湯式電気給湯器がある。
【０００３】
時間帯別電灯契約の場合、常時電力が供給されるが時間帯により電気料金が異なるため、この契約に対応した貯湯式電気給湯器は、主に電気料金が安価な深夜に貯湯タンク内で湯を沸き上げることができるように、給湯器の制御装置内に時計機能を有し、所定時刻になると主たる沸き上げ制御を行なうようになっている。
【０００４】
このような貯湯式電気給湯器は、初期電源投入直後で時計機能の時刻設定がされていないときや、停電後（バックアップ機能がある場合には長時間停電後）等で時計機能の時刻設定がキャンセルされたときには、時刻未設定状態で運転されることになる。そして、時刻未設定状態で運転される場合には、貯湯タンク内の水を全く沸き上げしない方式のものや、時刻を認識できないまま貯湯タンク内の水を全量沸き上げする方式のものが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、前者の方式の場合には、深夜時間帯以外の時間帯の電力により沸き上げを行なうことはないので、高額な電気代がかかることはないが、深夜時間帯にも沸き上げを行なわないので、全く湯が使用できず使用者が不都合を感じることがあるという問題がある。
【０００６】
また、後者の方式の場合には、湯は使用できるものの、時刻未設定状態すなわち時刻不明状態でも沸き上げを行なうため、深夜時間帯以外の電気料金が高額な時間帯であっても、貯湯タンク内の水を全量沸き上げる、すなわち使用者が通常１回に使用する量よりも多量の水を沸き上げるので、高額な電気代が必要以上にかかるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記点に鑑みてなされたもので、時刻未設定状態であっても、使用者が湯が使用できないという不都合を感じることなく、高額な電気代がかかることを防止できる貯湯式電気給湯器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、制御装置（２００）は、時刻情報が設定されていない場合には、貯湯タンク（１）内の水の一部所定量を加熱するように加熱手段（２）を発熱制御することを特徴としている。
【０００９】
これによると、制御装置（２００）が時刻未設定状態であっても、貯湯タンク（１）内の水の一部所定量は沸き上げられる。従って、使用者が湯が使用できないという不都合を感じることはない。また、時刻が不明であるため電気料金が安価な深夜時間帯以外に沸き上げを行なうこととなっても、一部所定量を沸き上げるだけである。従って、貯湯タンク（１）内の水を全量沸き上げることはないので、高額な電気代がかかることを防止できる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明では、制御手段（２００）は、時刻情報が設定されていない場合に、貯湯タンク（１）内の加熱された水が使用されるまでは、加熱手段（２）による貯湯タンク（１）内の水の再加熱を禁止するように制御することを特徴としている。
【００１１】
これによると、貯湯タンク（１）内の一部所定量の水を沸き上げた後、この沸き上げた水が使用されなければ、再沸き上げを行なうことはない。従って、未使用状態が続いた場合には無駄な沸き上げを行なうことはないので、高額な電気代がかかることを一層防止することができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明では、貯湯タンク（１）内の水の流出を検知する給湯検知手段（７２）と、音により警告を発する警告音発生手段（１２０）とを有し、制御手段（２００）は、時刻情報が設定されていない場合に、給湯検知手段（７２）により貯湯タンク（１）内の水の流出を検知したときには、警告音発生手段（１２０）を発音するように制御することを特徴としている。
【００１３】
これによると、時刻未設定時、使用者が湯を使用しようとしたときに、警告音発生手段（１２０）の警告音により、使用者に時刻未設定状態であることを報知することができる。時刻未設定時には常時警告音を発するのではなく、使用者が近くに居ると推定されるときに警告音を発するので、使用者に対し効果的な報知ができる。また、常時警告音を発するのではないので、必要以上の喧しさを防止することができる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明では、表示により警告を発する警告表示手段（１１０）を有し、制御手段（２００）は、時刻情報が設定されていない場合には、警告表示手段（１１０）を警告表示するように制御することを特徴としている。これによると、時刻未設定時には常時警告表示することができる。
【００１５】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態の貯湯式電気給湯器の概略構成を示す模式図である。
【００１８】
１は耐食性に優れた金属製（例えばステンレス製）の貯湯タンクであり、外周部に図示しない断熱材が配置されており、高温の給湯用水を長時間に渡って保温することができるようになっている。貯湯タンク１は縦長形状であり、その底面には導入口１１が設けられ、この導入口１１には貯湯タンク１内に水道水を導入する導入管１２が接続されている。
【００１９】
導入管１２には温度検出手段である給水サーミスタ２１が設けられており、導入管１２内の温度情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。また、導入管１２の給水サーミスタ２１が設けられた位置より下流側と後述する混合弁１６とは給水配管１５により繋がれている。
【００２０】
一方、貯湯タンク１の最上部には導出口１３が設けられ、導出口１３には貯湯タンク１内の高温の水を導出するための導出管１４が接続されている。１６は混合弁であり、導出管１４と給水配管１５との合流点に配置されている。そして、混合弁１６は開口面積比を調節することにより、導出管１４からの高温の水と給水配管１５からの水道水との混合比を調節できるようになっている。
【００２１】
なお、混合弁１６はサーボモータ等の駆動源により弁体を駆動する電動弁であり、後述する制御装置２００からの制御信号により作動するとともに、作動状態を制御装置２００に出力するようになっている。
【００２２】
混合弁１６の出口側にはカラン、シャワー、風呂等への給湯通路である配管１７が接続している。配管１７には温度検出手段である給湯サーミスタ７１と給湯検知手段である流量カウンタ７２が設けられており、給湯サーミスタ７１は配管１７内の温度情報を、流量カウンタ７２は配管１７内の流量情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。
【００２３】
なお、流量カウンタ７２が配管１７内の水の流れを検出したときには、カラン、シャワー、風呂等のいずれかで湯が使用されようとしているということである。このとき制御装置２００は、設定温度に応じて、まず給水サーミスタ２１からの温度情報と後述する出湯サーミスタ３２からの温度情報とから混合弁１６の開口面積比を概略調節し、その後給湯サーミスタ７１からの温度情報に基づいて給湯温度が設定温度となるように混合弁１６の開口面積比を微細制御するようになっている。
【００２４】
貯湯タンク１の下部側面には、貯湯タンク１内の水を吸入するための吸入口１８が設けられ、貯湯タンク１の上部側面には、貯湯タンク１内に湯を吐出する吐出口１９が設けられている。吸入口１８と吐出口１９とは循環回路２０で接続されており、循環回路２０の一部はヒートポンプユニット２内に配置されている。循環回路２０のヒートポンプユニット２内に配置された部分には、図示しない熱交換器が設けられており、吸入口１８から吸入した貯湯タンク１内の水を高温冷媒との熱交換により加熱し、吐出口１９から貯湯タンク１内に戻すことにより貯湯タンク１内の水を沸き上げることができるようになっている。
【００２５】
ヒートポンプユニット２は、本実施形態における加熱手段である。なお、ヒートポンプユニット２は後述する制御装置２００からの制御信号により作動するとともに、作動状態を制御装置２００に出力するようになっている。
【００２６】
貯湯タンク１の下部外壁面には、貯湯タンク１内下部の水温を検出する入水サーミスタ３１が設けられており、導入口１１から導入された水の温度情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。また、貯湯タンク１の上部外壁面には、貯湯タンク１内上部の水温を検出する出湯サーミスタ３２が設けられており、導出口１３から導出される水の温度情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。
【００２７】
なお、加熱手段であるヒートポンプユニット２が循環回路２０に設けられた図示しない熱交換器により循環回路２０内の水を加熱するときには、制御装置２００は、入水サーミスタ３１からの温度情報に基づいてヒートポンプユニット２を作動制御するようになっている。
【００２８】
さらに、貯湯タンク１の外壁面には複数の（本例では５つの）水位サーミスタ３３〜３７が縦方向にほぼ等間隔に配置され、貯湯タンク１内に満たされた水の各水位レベルでの温度情報を後述する制御装置２００に出力するようになっている。本例では容量３００Ｌの貯湯タンク１の外壁面に５つの水位サーミスタ３３〜３７を設け、容量５０Ｌ刻みの水位レベルの温度情報を出力し、貯湯タンク１内上方の沸き上げられた水と貯湯タンク１内下方の沸き上げられる前の水との境界面を５０Ｌ刻みで検出できるようになっている。
【００２９】
１００は制御条件設定・表示手段である操作盤であり、各種操作スイッチの信号を後述する制御装置２００に出力するとともに、制御装置２００からの制御信号により表示部１１０の表示を行なうようになっている。
【００３０】
また、２００は制御手段である制御装置であり、各サーミスタ２１、３１〜３７、７１からの温度情報、流量カウンタ７２からの流量情報および操作盤１００に設けられた操作スイッチからの信号等に基づいて、後述する手順に従ってヒートポンプユニット２、混合弁１６および操作盤１００の表示部１１０等を制御するように構成されている。
【００３１】
なお、操作盤１００は、浴室内や台所等の湯を使用する場所の近傍に設置され、操作盤１００以外は、屋外等の適所に設置されている。
【００３２】
次に、上記構成に基づき貯湯式電気給湯器の作動を説明する。
【００３３】
図２は、制御装置２００の全体概略制御動作を示すフローチャートである。貯湯式電気給湯器を設置し図示しない電源スイッチをオンしたり、停電後電源が再投入されると、制御装置２００は、まず、沸き上げ禁止解除を行なう（ステップＳ１０１）。そして次に、時刻情報である現在時刻が設定されているかどうか判断する（ステップＳ１０２）。
【００３４】
現在時刻が設定されていない場合には、操作盤１００に信号を出力し、表示部１１０の時計表示を点滅させる（ステップＳ１０３）。本例では、制御装置２００が現在時刻を認識できないので時計表示をＰＭ１２：００とし、これを点滅させる。この表示部１１０の時計表示の点滅表示が、本実施形態における警告表示手段である。
【００３５】
ステップＳ１０３で時計表示を点滅表示したら、流量カウンタ７２からの流量情報に基づいて給湯が開始されているかどうか判断し（ステップＳ１０４）、給湯が開始されていると判断した場合には沸き上げ禁止解除を実行する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５を実行した場合、もしくはステップＳ１０４で給湯が開始されていないと判断した場合には、現在沸き上げ禁止状態であるかどうか判断する（ステップＳ１０６）。
【００３６】
沸き上げ禁止状態であると判断した場合には、ステップＳ１０２にリターンする。沸き上げ禁止状態でないと判断した場合には、水位サーミスタ３３〜３７からの温度情報に基づいて、貯湯タンク１内の沸き上げられた水の残量が最低貯湯量より少ないかどうか判断する（ステップＳ１０７）。ここで、最低貯湯量は、操作盤１００により給湯１回分相当量を目安に設定したものでもよいし、過去の給湯量１回分の実績値等から制御装置２００が学習し設定するものであってもよい。
【００３７】
例えば、最低貯湯量が１００Ｌと設定されている場合には、水位サーミスタ３４からの温度情報により、水位サーミスタ３４の水位レベル（貯湯タンク１内の上方側に１００Ｌの容積がある水位レベル）の温度が所定値（本例では、５０℃）以上であるかどうか判断し、５０℃以上の場合には貯湯タンク１内の沸き上げられた水の残量が最低貯湯量１００Ｌ以上と判断し、５０℃未満の場合には貯湯タンク１内の沸き上げられた水の残量が最低貯湯量１００Ｌより少ないと判断する。
【００３８】
ステップＳ１０７で貯湯タンク１内の沸き上げられた水の残量が最低貯湯量より少ないと判断した場合には、最低貯湯量の沸き上げ制御を行なう（ステップＳ１０８）。すなわち前記の例の場合には、沸き上げられた水の量が１００Ｌとなるまで、ヒートポンプユニット２を作動させ、吸入口１８から吸入した水を加熱した後吐出口１９から吐出する。
【００３９】
最低貯湯量までの沸き上げを完了したら、沸き上げ禁止設定を行ない（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０２にリターンする。ステップＳ１０７で貯湯タンク１内の沸き上げられた水の残量が最低貯湯量より少なくないと判断した場合にも、ステップＳ１０２にリターンする。
【００４０】
ステップＳ１０２で現在時刻が設定されている場合には、沸き上げ禁止解除を行ない（ステップＳ１１０）、その後、通常の沸き上げ制御を実行する（ステップＳ１１１）。通常の沸き上げ制御が実行されると、制御装置２００は、時計機能の時刻に基づいて、電力供給者との時間帯別電灯契約における電気料金が安価な時間帯（例えば午後１１時〜午前７時の間の所謂深夜時間帯）に、貯湯タンク１内の水の沸き上げを行なう。
【００４１】
このとき沸き上げを行なう量は、貯湯タンク１内の全ての水量（本例では３００Ｌ）であってもよいし、過去の１日の使用実績値より学習した量（例えば２５０Ｌ）であってもよい。また、電気料金が安価な時間帯に沸き上げた水を電気料金が安価な時間帯以外に使用し、前述の最低貯湯量未満となった場合には、最低貯湯量を保持するように沸き上げを行なう。
【００４２】
ここで、保持する貯湯量を前述の最低貯湯量としたが、それ以外の設定量、例えば５０Ｌとしてもよい。ステップＳ１１１で通常の沸き上げ制御を実行したら、ステップＳ１０２にリターンする。
【００４３】
上述の構成および作動によれば、制御装置２００は、時刻未設定状態であっても、貯湯タンク１内の水のうち最低貯湯量を沸き上げた状態とする。従って、使用者が時刻を設定し忘れても、湯が使用できないという不都合を感じることはない。
【００４４】
また、時刻が不明であるため電気料金が安価な深夜時間帯以外に沸き上げを行なうこととなっても、最低貯湯量を沸き上げるだけである。従って、貯湯タンク１内の水を全量沸き上げることはない。さらに、貯湯タンク１内の水のうち最低貯湯量を沸き上げた後、この沸き上げた水が使用されなければ、沸き上げ禁止状態を継続するので、再沸き上げを行なうことはない。従って、未使用状態が続いても無駄な再沸き上げを行なうことはない。これらのようにして、高額な電気代がかかることを防止することができる。
【００４５】
また、これに加えて、時刻未設定時には常時表示部１１０の時計表示を点滅表示して、使用者に時刻未設定であることを警告表示することができる。
【００４６】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図３および図４に基づいて説明する。
【００４７】
本第２の実施形態は、第１の実施形態と比較して、時刻未設定時には、使用者に対しブザーによる警告を行なう構成としたものである。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【００４８】
図３は、第２実施形態の貯湯式電気給湯器の要部概略構成を示す模式図である。
【００４９】
図３に示すように、操作盤１００は警告音発生手段であるブザー１２０を内蔵しており、制御装置２００の出力信号により作動して発音するようになっている。
【００５０】
次に、上記構成に基づき貯湯式電気給湯器の作動を説明する。
【００５１】
図４は、本実施形態の制御装置２００の概略制御動作を示すフローチャートの要部である。
【００５２】
第１の実施形態と同様に、ステップＳ１０３までを実行したら、流量カウンタ７２からの流量情報に基づいて給湯が開始されているかどうか判断する（ステップＳ１０４）。給湯が開始されていると判断した場合には、ステップＳ２０１に進みブザー１２０を所定時間発音し（本例では断続的に３秒間発音し）、その後、沸き上げ禁止解除を実行する（ステップＳ１０５）。
【００５３】
ステップＳ１０５を実行した場合、もしくはステップＳ１０４で給湯が開始されていないと判断した場合には、第１の実施形態と同様にステップＳ１０６以降を実行する。
【００５４】
上述の構成および作動によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。これに加えて、時刻未設定時に、使用者が湯を使用しようとしたときには、ブザー１２０の警告音により、使用者に時刻未設定状態であることを報知することができる。時刻未設定時には常時警告音を発するのではなく、使用者が湯を使用しようとする場合、すなわち操作盤１００の近くに居ると推定されるときに警告音を発するので、使用者に対し効果的な報知ができる。また、時刻未設定状態のときに常時警告音を発するのではないので、必要以上に喧しいこともない。
【００５５】
（他の実施形態）
上記各実施形態において、時刻未設定時には、表示部１１０の時計表示を点滅表示するものであったが、時計表示の点滅表示以外の警告表示であってもよい。例えば、表示部１１０に警告ランプ等を設け、時刻未設定時にはこれを点灯するものであってもよい。また、警告表示を行なわないものであってもよい。
【００５６】
また、上記各実施形態において、加熱手段としてヒートポンプユニット２を用いて貯湯タンク１内の水を沸き上げるものであったが、貯湯タンク１内の水が加熱できるものであればこれに限らない。例えば、図５に示すように、貯湯タンク１内に電気ヒータ３００を設け、これを発熱制御して貯湯タンク１内の水を沸き上げるものであってもよい。
【００５７】
また、上記第２の実施形態において、警告音発生手段としてブザー１２０を設けたが、警告音を発するものであれば、これに限定するものではない。
【００５８】
また、上記各実施形態において、給湯時には、貯湯タンク１内の沸き上げた水と水道水とを混合弁１６にて適宜混合し、配管１７から給湯するものであったが、給水配管１５と混合弁１６を設けずに、貯湯タンク１内の沸き上げた水を直接配管１７から給湯するものであってもよい。
【００５９】
また、上記各実施形態において、５０Ｌ、５０℃等の実数値は例示であって、貯湯式電気給湯器の諸特性等に応じて適宜設定し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における貯湯式電気給湯器の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における制御装置２００の全体概略制御動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態における貯湯式電気給湯器の要部概略構成を示す模式図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における制御装置２００の概略制御動作を示すフローチャートの要部である。
【図５】他の実施形態における貯湯式電気給湯器の要部概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１  貯湯タンク
２  ヒートポンプユニット（加熱手段）
３３、３４、３５、３６、３７  水位サーミスタ
７２  流量カウンタ（給湯検知手段）
１００  操作盤
１１０  表示部
１２０  ブザー（警告音発生手段）
２００  制御装置（制御手段）
【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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