JPH06105133B2

JPH06105133B2 - 速熱形電気温水器

Info

Publication number: JPH06105133B2
Application number: JP62032693A
Authority: JP
Inventors: 美和伊藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-02-16
Filing date: 1987-02-16
Publication date: 1994-12-21
Anticipated expiration: 2009-12-21
Also published as: JPS63201449A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、貯湯タンク上部に一定温度の湯を蓄える速
熱形電気温水器に関するものである。

［従来の技術］第４図及び第５図は、従来の速熱形電気温水器を示す図
で、第４図は構成図、第５図は電気回路図である。

図中、（１）は貯湯タンク、（２）が貯湯タンク（１）
内に上下に沿って挿入された棒状の発熱体、（３）は発
熱体（２）が挿入された円筒、（４）は貯湯タンク
（１）の下部に設けられ沸き上げを制限する自動温度調
節器、（５）は貯湯タンク（１）の下部に接続され水を
供給する給水管、（６）は貯湯タンク（１）の上部に接
続され湯を送出する出湯管で、バルブ（７）を経て採湯
口（８）に至っている。（９）は発熱体（２）と自動温
度調節器（４）の直列回路が接続された発熱体用電源で
ある。

従来の速熱形電気温水器は上記のように構成され、発熱
体（２）に通電を開始すると、その周辺の水は加熱さ
れ、発熱体（２）と円筒（３）の間を上昇する。貯湯タ
ンク（１）上部の低温の水は円筒（３）の外周領域を通
って下降し、貯湯タンク（１）下部の水は発熱体（２）
と円筒（３）の間へ流入し、発熱体（２）によって加熱
されて上昇する。このようにして、沸かされた湯は貯湯
タンク（１）の上部から順次蓄えられ、これが下部まで
到達すると、自動温度調節器（４）が動作し、接点が開
放して発熱体（２）への通電は停止される。これで沸き
上げが完了し、バルブ（７）の操作により採温口から採
湯される。

発熱体（２）と円筒（３）の間の上昇速度は、貯湯タン
ク（１）内の湯量、すなわち発熱体（２）の下端から水
と湯の境目までの高さによって変わる。貯湯タンク
（１）内に湯がたまって来るほど上昇速度は遅くなる
が、発熱体（２）は連続加熱されるため円筒（３）の出
口の湯温は次第に上昇する。沸き上げ完了時は貯湯タン
ク（１）下部の温度を例えば85℃にしようとすると、円
筒（３）の出口は沸騰状態となる。逆に貯湯タンク
（１）上部の温度を一定温度85℃にしようとすると、下
部はかなり低い温度（例えば55℃）になる。

［発明が解決しようとする問題点］上記のような従来の速熱形電気温水器では、貯湯タンク
（１）内の湯温の分布が大きいため、一定温度に沸かせ
ないとか、任意量の沸き上げができないとかの問題点が
ある。

この発明は上記問題点を解決するためになされたもの
で、貯湯タンク内の湯温を一定温度に沸かすことができ
ると共に、任意量の沸き上げができるようにした速熱形
電気温水器を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］この発明に係る速熱形電気温水器は、発熱体を制御する
発熱体制御回路と、発熱体が挿入された円筒上部の湯温
を測定する上部温度センサと、湯量を検出する湯量セン
サと、給水温度を測定する給水温度センサと、発熱体へ
の通電時間積算用のタイマと、上部温度センサの出力か
ら湯温が一定温度以上になったかを判定する温度判定手
段と、湯量センサの出力から湯量を判定する湯量判定手
段と、給水温度センサの出力を温度に換算する給水温度
換算手段と、沸き上げ湯量を設定する湯量設定回路と、
温度判定手段の出力が設定値以上である場合、又は湯量
判定手段の出力が湯量設定回路で設定した値以上である
場合は発熱体への通電を停止するとともに、上記各手段
の出力から沸き上げ湯量及びその補正をする演算手段と
を設けたものである。

［作用］この発明においては、発熱体によって加熱された湯の温
度を円筒上部で測定し、この温度が一定になるように発
熱体を制御することにより、貯湯タンクの上部から一定
温度の湯を蓄えると共に、発熱体への通電時間と給水温
度から沸き上げ量を演算によって求め、湯量を検出して
上記演算で求めた沸き上げ量を補正する。

［実施例］第１図はこの発明による速熱形電気温水器の一実施例を
示す全体構成図で、（１）〜（３）（５）〜（８）は従
来装置と同様のものである。

図中、（11）はその感温部が発熱体（２）と円筒（３）
の間の上端部に配置された上部温度センサ、（12A）〜
（12C）は貯湯タンク（１）内の湯量を検出する湯量セ
ンサ、（13）は貯湯タンク（１）の下部に配置され給水
温度を検出する給水温度センサ、（14）は上部温度セン
サ（11）の出力に基づいて湯温が一定沸き上げ温度（例
えば85℃）になったかを判定する温度判定手段、（15）
は湯量センサ（12A）〜（12C）の出力に基づいて貯湯タ
ンク（１）内の湯量を判定する湯量判定手段、（16）は
給水温度センサ（13）の出力を温度に換算する給水温度
換算手段、（17）は発熱体（２）への通電時間を積算す
るタイマ、（18）は沸き上げ湯量を設定する湯量設定回
路、（19）は発熱体（２）を制御する発熱体制御回路、
（20）は温度判定手段（14）の出力に基づいて発熱体制
御手段（19）を制御すると共に、給水温度換算手段（1
6）の出力とタイマ（17）の出力に基づいて沸き上げ湯
量を演算し、かつそれを湯量判定手段（15）の出力に基
づいて補正する演算手段である。

第２図は第１図の実施例の電気接続を示す回路図であ
る。

図中、湯量設定回路（18）は正極端子＋V_CCと接地間に
接続された抵抗（26）と可変抵抗（27）の直列回路から
なっている。（28）は抵抗で、上部温度センサ（11）と
直列に接続されて正極端子＋V_CCと接地間に接続されて
いる。（29）は湯量検出回路で、抵抗（30）〜（32）及
び湯量センサ（12A）〜（12C）からなり、それぞれ直列
回路が正極端子＋V_CCと接地間に接続されている。（3
3）は抵抗で、給水温度センサ（13）と直列に接続され
て正極端子＋V_CCと接地間に接続されている。そして、
上記各直列回路の接続点はそれぞれアナログマルチプレ
クサ（34）に接続され、その出力はアナログ／ディジタ
ル（以下A/Dという）変換器（35）に入力されている。
（36）はマイクロコンピュータ（以下マイコンという）
で、CPU（37）、メモリ（38）、タイマ（17）、入力回
路（39）及び出力回路（40）を有し、入力回路（39）は
A/D変換器（35）に接続されている。発熱体制御回路（1
9）は出力回路（40）に接続された抵抗（41）と、発光
側が抵抗（41）に接続されたホトカプラ（42）と、その
受光側の一端に抵抗（43）を介してゲート端子が接続さ
れた双方向サイリスタ（44）と、ホトカプラ（42）の受
光側の他端と双方向サイリスタ（44）の間に接続された
直流電源（45）からなっている。そして、発熱体（２）
は発熱体用電源（９）と双方向サイリスタ（44）に閉回
路で接続されている。

次に、上記実施例の動作を第３図を参照して説明する。
第３図はマイコン（36）のメモリ（38）に記憶されたプ
ログラムを示すフローチャートである。

まず、電源が投入されると、ステップ（51）で可変抵抗
（27）の操作により湯量が設定される湯量設定回路（1
8）からの入力により、湯量設定の読み取りを開始す
る。設定湯量をV_S（ｌ）とする。次に、ステップ（52）
で給水温度センサ（13）からの入力により給水温度を測
定する。ステップ（53）で出力回路（40）から出力が発
せられ、ホトカプラ（42）の受光側が導通して双方向サ
イリスタ（44）が点孤され、発熱体（２）への通電を開
始する。同時にタイマ（17）をクリアして時間の積算を
開始する。ここで、沸き上げ量の初期値をV₀＝０とす
る。ステップ（54）では上部温度センサ（11）からの入
力により、上昇する湯の円筒（３）出口温度を測定す
る。測定温度をT_P（℃）とする。ステップ（55）で温度
T_Pが一定温度85℃よりも高温であれば、ステップ（56）
で出力回路（40）の出力を止め、ホトカプラ（42）の受
光側を不導通とし、双方向サイリスタ（47）を消孤し
て、発熱体（２）への通電を停止すると共にタイマ（1
7）も停止する。85℃以下であれば、ステップ（57）で
発熱体（２）への通電を接続するか、又は開始する。同
時にタイマ（17）も積算する。ステップ（58）で給水温
度センサ（13）及びタイマ（17）からの入力により発熱
体（２）への通電開始からの沸き上げ湯量を演算する。
沸き上げ湯量Ｖは次式で表わされる。

ここに、860:単位消費電力量当たりの発熱量 kW:発熱体（２）の容量 t:発熱体（２）への通電時間 85:沸き上げ温度 T_W：給水温度ステップ（59）で湯量検出回路（29）からの入力により
湯量センサ（12A）〜（12C）に沸き上げた湯が到達した
かを判定し、到達すればステップ（60）で沸き上げ量Ｖ
を湯量センサ（12A）〜（12C）の位置に対応する湯量V₁
に補正する。これは、上記式による沸き上げ量V_Zは、
発熱体電源（９）電圧の変動によって変動し、必ずしも
正確な沸き上り量を示していないことがあるため、湯量
センサ（12A）〜（12C）の出力によって湯量の演算結果
を補正し、沸き上げ量の精度を上げるものである。同時
に、タイマ（17）をクリアし、積算を再開する。ステッ
プ（61）で沸き上げ量Ｖがステップ（51）で設定した湯
量V_Sに達したかを判定し、達していなければ、ステップ
（54）に戻り、ステップ（54）〜（61）を繰り返えす。
達していれば、ステップ（62）で発熱体（２）への通電
を停止し、この制御は終了する。

［発明の効果］以上説明したとおりこの発明では、発熱体によって加熱
された湯の温度を円筒上部で測定し、この温度が一定に
なるように発熱体を制御することにより、貯湯タンクの
上部から一定温度の湯を蓄えると共に、沸き上げ量を演
算によって求め、湯量を検出して上記演算で求めた沸き
上げ量を補正するようにしたので、設定された湯量を貯
湯タンクの上部から精度高く沸き上げることができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はこの発明による速熱形電気温水器の一
実施例を示す図で、第１図は全体構成図、第２図は電気
回路図、第３図はマイコンの動作を示すフローチャー
ト、第４図及び第５図は従来の速熱形電気温水器を示す
図で、第４図は全体構成図、第５図は電気回路図であ
る。図中、（１）は貯湯タンク、（２）は発熱体、（３）は
円筒、（11）は上部温度センサ、（12A）〜（12C）は湯
量センサ、（13）は給水温度センサ、（14）は温度判定
手段、（15）は湯量判定手段、（16）は給水温度換算手
段、（17）はタイマ、（18）は湯量設定回路、（19）は
発熱体制御回路、（20）は演算手段である。なお、図中同一符号は同一或は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】貯湯タンク内に棒状の発熱体とこの発熱体
が挿入された円筒とを上記貯湯タンクの上下に沿って配
置し、上記発熱体に通電して上記貯湯タンクの下部から
供給される水を加熱して上記貯湯タンクの上部に湯を蓄
えるものにおいて、上記発熱体を制御する発熱体制御回
路と、上記円筒上部の湯温を測定する上部温度センサ
と、上記貯湯タンク内の湯量を検出する湯量センサと、
上記貯湯タンクの下部に設けられ給水温度に対応する出
力を発する給水温度センサと、上記発熱体への通電時間
を積算するタイマと、上記上部温度センサの出力に基づ
いて上記円筒上部の湯温が一定温度以上になったかを判
定する温度判定手段と、上記湯量センサの出力に基づい
て上記貯湯タンク内の湯量を判定する湯量判定手段と、
上記給水温度センサの出力を温度に換算する給水温度換
算手段と、沸き上げ湯量を設定する湯量設定回路と、上
記温度判定手段の出力が設定値以上である場合又は上記
湯量判定手段の出力が上記湯量設定回路で設定した値以
上である場合は上記発熱体制御回路により上記発熱体へ
の通電を停止するとともに、上記湯量設定回路、上記給
水温度換算手段及び上記タイマの出力に基づいて沸き上
げ湯量を演算し、この沸き上げ湯量を上記湯量判定手段
の出力に基づいて補正する演算手段とを備えたことを特
徴とする速熱形電気温水器。