JPS63201449A - 速熱形電気温水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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）は貯湯タンク（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１発熱
体（２）に通電を開始すると、その周辺の上は加熱され
、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）の上部がら順次蓄えられ、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）の操作により採湯口から採湯
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、下部はが
なり低い温度（例えば約５５℃）になる。

［発明が解決しようとする問題点コ 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、発熱体が挿入され
だ円筒上部の湯温を測定する温度センサと、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、時間積算用のタイマと、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、
湯温センサの出力から湯量を判定する湯量判定手段と、
沸き上げ湯量を設定する湯量設定回路と、この回路及び
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、その出力から発熱体を制御する発熱体制御
回路とを設けたものである。

［作　用コ 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温度センサ、（１２Ａ）〜
（１２Ｇ）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）は温度セ
ンサ（１１）の出力に基づいて湯温か一定沸き上げ温度
（例えば８５℃）になったかを判定する湯温判定手段、
（１５）は湯量センサ（１２Ａ）　〜（１２Ｃ）　（７
）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
方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、（］９）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（１６）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＋Ｖｃｃ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、湯温センサ（
１１）と直列に接続されて正極端子＋Ｖｃｃと接地間に
接続されている。（２９）は湯量検出回路で、抵抗（３
０）〜（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＋Ｖｃｃと接地
間に接続されている。（３３）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＋Ｖｃｃ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、ＣＰ　Ｕ　
（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（１９）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
（１８）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Ｖｓ（Ｑ）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）で出方回路（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）が点弧され。

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＝○とする。ステップ（５４）では
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Ｔｐ（’Ｃ）
とする。ステップ（５５）で温度Ｔｐ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（４
０）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）を消弧して、発熱体
（２）への通電を停止すると共にタイマ（１７）も停止
する。８５℃以下であれば、ステップ（５７）で発熱体
（２）への通電を持続するか、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。

■＝■ｏ＋ｖｚ　　　　　　　　　・・・・・■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 Ｔｖ：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、到達すれば沸き上げ量Ｖを湯量
センサ（１２Ａ）〜（１２Ｇ）の位置に対応する容量ｖ
工に補正する。これは、上記０式による沸き上げ量Ｖｚ
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（５
１）で設定した湯量Ｖｓ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（６
２）で発熱体（２）への通電を停止し、この制御は終了
する。

口発明の効果］ 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）は温度センサ、（１２Ａ）〜（１２Ｇ）
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−或は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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球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、上記円筒上部の湯温を測定する温度センサと、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、時間を積算するタイマと、上記
   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、この湯量設定回路、上記温度判定
   手段、上記湯量判定手段、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の演算及び沸き
   上げ湯量の補正を行う演算手段と、この演算手段の出力
   に基づいて上記発熱体を制御する発熱体制御回路とを備
   えたことを特徴とする速熱形電気温水器。