JPS6235582B2 - - Google Patents

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JPS6235582B2
JPS6235582B2 JP56053734A JP5373481A JPS6235582B2 JP S6235582 B2 JPS6235582 B2 JP S6235582B2 JP 56053734 A JP56053734 A JP 56053734A JP 5373481 A JP5373481 A JP 5373481A JP S6235582 B2 JPS6235582 B2 JP S6235582B2
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JP
Japan
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hot water
temperature
storage tank
water storage
temperature sensor
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JP56053734A
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JPS57169532A (en
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Nobutoshi Kirihara
Juichiro Yamauchi
Hisashi Hida
Yoshasu Yamaura
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24H9/2007—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
    • F24H9/2014—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using electrical energy supply
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、電気温水器の制御装置に関する。
(従来の技術) 従来、この種の装置は、温度センサとしてバイ
メタルを用い制御しているものが多い。
(発明が解決しようとする問題点) そのため沸き上げ温度を連続的に可変し所望す
る温度に調整することができないという不便さが
あるものであり、また残湯量の表示も上記温度セ
ンサ及びその制御回路とは別個に、専用のセンサ
とその表示駆動回路で設けねばならないという欠
点があつた。
本発明はかかる点にあつて、単一の温度センサ
によつて所望の沸き上げ温度における残湯量の表
示と槽内水温の制御とを行うようにして、構成の
簡素化、及びコストダウンを図らんとするもので
ある。
(問題点を解決するための手段) 本発明の電気温水器の制御装置は、貯湯槽の槽
高さと略同一の長さからなり、湯温の上昇に対し
て正の抵抗値変化を有する温度センサが貯湯槽外
壁の高さ方向に固着され、該温度センサの出力値
は可変抵抗素子によつて設定した沸き上げ温度の
大きさに対して実質的に負の線形関係で増幅出力
され、該出力値は貯湯槽内の残湯量を表示する信
号となされ、さらに前記出力値と所定レベルとが
比較され、該比較結果は貯湯槽内に設けた加温用
ヒータの作動、停止を自動切換する信号となされ
るものである。前記「実質的に」とは、増幅手段
を構成するオペアンプ等の増幅率を決める帰還抵
抗として前記可変抵抗素子を用いた場合の他、該
オペアンプの出力抵抗に前記可変抵抗素子を用い
た場合を含む意味である。
(作 用) 可変抵抗素子によつて沸き上げ温度を設定する
と、温度センサの出力値を該可変抵抗素子の抵抗
値で設定される沸き上げ温度の大きさに対して実
質的に負の線形関係で増幅出力させた信号は残湯
量を表示する信号となる。また、この信号は比較
手段によつて所定レベルと比較され、比較結果は
加温ヒータの作動、停止を制御する信号となる。
(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
第1図において、1は下部に水供給口2を上部
に湯吐出口3を有した貯湯槽で、槽内には加温用
ヒータ4が挿設され、また外壁にはその高さ方向
に槽高さと略同一長さをもつた温度センサ5が固
着されている。この温度センサ5は槽内の湯温の
上昇に応じて抵抗値が大きくなる例えば銅線、ニ
ツケル線、白金線等の正の抵抗値変化を有するも
のが用いられる。6はこの温度センサ5の抵抗値
変化に基づいて本発明の所要作用をなす制御部
で、増幅器7と設定温度調整部8と残湯量表示部
9と比較回路10と電磁開閉器駆動制御部11と
電磁開閉器駆動部12とよりなつている。13は
前記電磁開閉器駆動部12により制御される電磁
開閉器である。14は電気防食用電極、15は防
食用電源である。
第2図は前記制御部6の具体例を示したもの
で、増幅器7及び比較回路10はオペアンプ
OP1,OP2を主体として構成されている。ただ
し、OP1は増幅用として、OP2は比較用として用
いられている。設定温度調整部8は一般の可変抵
抗器VRからなつており、それを前記オペアンプ
OP1のマイナス側入力端子と出力端子間に接続し
て抵抗値を調整することにより増幅器7の増幅率
を変化できるようにしている。すなわち、今温度
センサ5の両端電圧をVs、オペアンプOP1の出力
信号の電圧値をVoとし、R3の抵抗値を無視すれ
ば、増幅率Aは次式で表される。
Vs=Vo(R2/R2+VR) ……(1) したがつて、 A=Vo/Vs=1+VR/R2 ……(2) つまり増幅率AはVRの抵抗値に基づき直線的
に変化する。ただし、VRの表示板(図外)上の
設定温度目盛をVRの抵抗値と反比例するように
目盛つておくことにより、設定温度を高くすれば
増幅率Aは低く、逆に設定温度を低くすれば増幅
率Aは高くなるようにしてある。したがつて、増
幅器7の出力端子にあらわれる電圧Voは貯湯槽
1内の湯温を設定温度で割つた値という物理的な
意味をもつ。すなわち、貯湯槽1内の湯温に変化
がなくても、設定温度が高ければ出力信号電圧
Voは小さな値となるし、設定温度が低ければ出
力信号電圧Voは大きな値となる。この場合、出
力信号電圧Voの最大値は後述する電磁開閉器1
3の作動により、貯湯槽1内の湯温と設定温度と
が等しくなるときであるが、この最大値を実施例
では5Vに定めている。
残湯量表示部9は電圧計Mを主体として構成さ
れ、前記出力信号電圧Voを表示する。この電圧
計Mはそのフルスケール(例えば5V)を100%と
してパーセントで目盛られている。したがつて、
該電圧計Mは、設定温度に対する貯湯槽1内の湯
温の比較をパーセントで表示することとなる。た
だし、この表示値は後述する如く、設定温度にお
ける貯湯槽1内の残湯量に等しくなる。
比較回路10のオペアンプOP2には、そのプラ
ス側端子に直流電圧(+V)を分圧して得た基準
電圧(Va=5V)が加えられ、マイナス側端子は
前記出力信号電圧Voが加えられている。このオ
ペアンプOP2の出力端には、Va>Voのときハイ
レベルの出力があらわれ、Va≦Voとなつたとき
ローレベルの出力に転ずる。
電磁開閉器駆動制御部11は、エミツタ接地型
トランジスタTrとリレーRyとからなつており、
前記比較回路11の出力がハイレベルのときトラ
ンジスタTrがオンし、リレーRyに通電する。リ
レーRyの通電により、電磁開閉器駆動制御部1
2を構成するリレー接点ryをスイツチオンし、
電磁開閉器13を励磁する。これによつて加温用
ヒータ4が発熱し、貯湯槽1内の湯水を加温す
る。加温停止はオペアンプOP2の出力がローレベ
ルに転ずることにより行われる。
上記構成において、貯湯槽1の槽高さ及び温度
センサ5の長さを1mとし、温度センサ5として
20℃における抵抗値を1000Ω、温度係数を
4000PPM/℃という特性をもつたものを使用す
る。そして、設定温度調整部8を操作して沸き上
げ温度を90℃に調整しておく。ただし、温度セン
サ5が20℃の水温を検知しているとき、電圧計M
が0%を表示するように一律に調整されているも
のとする。
今、貯湯槽1内の湯水が90℃まで加温されて加
温用ヒータ4が加温停止状態にあるときに、全貯
湯量の30%の湯を使用し、水供給口2よりその30
%に相当する20℃の水が供給されたとすると、貯
湯槽1内は撹拌されていないから、水の層と湯水
混合層と湯の層とに分離する。この場合、湯水混
合層を全貯湯量の20%と仮定し、水と湯が同量ず
つ混合されているとするなら、各層の比率は水の
層20%、湯水混合層20%(水温55℃)、湯の層60
%となる。温度センサ5は前記各層に対応する長
さ分が該当する層の温度を検知するから、水の層
の部分は200Ω、湯水混合層の部分は228Ω、湯の
層の部分は768Ωとなり、全長の抵抗値は1196Ω
となる。沸き上げ温度(90℃)における温度セン
サの抵抗値は1280Ωであり、また20℃におけるそ
れは1000Ωであるから、沸き上げ温度を100%、
20℃を0%とした場合、前記低抗値1196Ωは70%
となる。また、同様に60%の湯を使用し、それに
相当する水を供給したとすると、温度センサ5の
抵抗値は1112Ωとなり、比率は40%となる。この
ような比率計算は、増幅器7の増幅率Aが上述し
た如く設定温度に基づいて調整されているため
に、温度センサ5の抵抗値変化に基づく湯温検知
信号を増幅器7に入力することにより自動的に行
われる結果、前記比率に相当する出力信号電圧
Voを生じる。したがつて、電圧計Mは温度セン
サ5の抵抗値が1196Ωのときは70%、1112Ωのと
きは40%という貯湯槽1内の未使用分として残つ
ている湯量つまり残湯量を表示することとなる。
一方、前記増幅器7の出力信号電圧Voは比較
回路10に加えられ、基準電圧(所定レベル)
Vaと比較される。この場合、Va>Voであるか
ら、電磁開閉器駆動制御部11、電磁開閉器駆動
部12が作動し、電磁開閉器13が励磁されて、
加温用ヒータ4が発熱する。この発熱は貯湯槽1
内の湯温が90℃に達するまで行われ、90℃に達す
ると停止する。また。90℃に達したとき電圧計M
は100%を表示する。なお、説明の便宜上沸き上
げ温度を90℃として説明したが、この沸き上げ温
度は設定温度調整部8を操作することにより、所
望の温度に設定することができ、その場合でもそ
の設定された沸き上げ温度を100%とする残湯量
を表示するものであるし、またその沸き上げ温度
まで貯湯槽1内の湯水を加温制御する。
第3図は他の回路例を示すもので、増幅器7の
増幅率は一定とし、可変抵抗VRにより比較回路
10のオペアンプOP2のマイナス側端子及び残湯
表示器9への入力電圧を同レベルとなるようにし
たものである。
オペアンプOP2のマイナス側端子の電圧レベル
は可変抵抗VR、残湯表示部9の抵抗R4と電圧計
Mの内部抵抗の合成抵抗との分圧比によつて決定
される。
設定温度調整部8の可変抵抗VRを大きくする
と、沸き上げ温度が高くなり増幅器7の出力電圧
も高くなる。逆に、可変抵抗VRを小さくする
と、沸き上げ温度が低くなり増幅器7の出力電圧
が小さくなつて、可変抵抗VRによつてオペアン
プOP2のマイナス側端子の電圧レベルを可変する
ことができる。すなわち、設定温度調整部8の可
変抵抗VRの設定値により、オペアンプOP2のプ
ラス側端子とマイナス側端子のレベルが逆転する
温度を調整でき、沸き上げ温度を連続的に可変す
ることができる。
残湯表示部9の作動は第2図と同様である。
温度センサ5は空気中の湿気を電解質として漏
洩電流による電食の問題がある。一般に金属から
電流が流れると、その部分は金属の種類と電流の
量に応じて金属イオンが流出し、腐食することが
知られている。
第3図においては、増幅器7の抵抗R1、温度
センサ5の直列回路を回路アースとマイナス電源
の間に接続することにより、温度センサ5を貯湯
槽1より負の電位としたもので、漏洩電流は貯湯
槽1→空気中の湿気→温度センサ5と流れ、温度
センサ5からは金属イオンの流出はなくなり、防
食の効果が得られる。
(発明の効果) 以上述べたように、本発明によれば、貯湯槽の
外壁に固着した一本の温度センサによつて、所望
の沸き上げ温度における残湯量の表示と沸き上げ
温度の連続的な調整とを行うことができるもので
あるから、構成部品数は少なく、簡素な構成とな
し得るとともに、大幅なコストダウンが図り得る
等々の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第2図及び第3図は第1図の具体例を示す回路図
である。 1……貯湯槽、5……温度センサ、7……増幅
器、Vo……出力信号、Va……基準信号。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 貯湯槽の槽高さと略同一の長さからなり、湯
    温の上昇に対して正の抵抗値変化を有する温度セ
    ンサが貯湯槽外壁の高さ方向に固着され、該温度
    センサの出力値は可変抵抗素子によつて設定した
    沸き上げ温度の大きさに対して実質的に負の線形
    関係で増幅出力され、該出力値は貯湯槽内の残湯
    量を表示する信号となされ、さらに前記出力値と
    所定レベルとが比較され、該比較結果は貯湯槽内
    に設けた加温用ヒータの作動、停止を自動切換す
    る信号となされることを特徴とする電気温水器の
    制御装置。
JP56053734A 1981-04-09 1981-04-09 Temperature controller in electric water heater Granted JPS57169532A (en)

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