JP2010054130A

JP2010054130A - 浴室暖房乾燥装置

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Publication number: JP2010054130A
Application number: JP2008220197A
Authority: JP
Inventors: Toshio Inoue; 利男井上
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2010-03-11
Anticipated expiration: 2028-08-28
Also published as: JP4969535B2

Abstract

【課題】昇温能力の向上と導入コストの抑制とをバランス良く達成する。
【解決手段】電気ヒータ式の浴室暖房乾燥装置１であって、蓄電池３０と、直流電力により駆動されて発熱する直流ヒータ１０と、交流電力により駆動されて発熱する交流ヒータ２０と、蓄電池３０に充電された直流電力により直流ヒータ１０を駆動する直流ヒータ駆動回路５０と、商用電力により交流ヒータ２０を駆動する交流ヒータ駆動回路６０と、所定時間帯の商用電力により蓄電池３０を充電させ、所定時間帯以外の時間帯に直流ヒータ駆動回路５０及び交流ヒータ駆動回路６０により直流ヒータ１０及び交流ヒータ２０を駆動させるマイコン１００と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気ヒータ式の浴室暖房乾燥装置に関する。

暖かい部屋から寒い部屋に移動したり、熱いお湯につかる等すると、急激な温度変化によって人体に負担（ヒートショック）を与える。例えば、血圧が急激に変化したり脈拍が早くなる等の負担が人体にかかり、その結果心筋梗塞や脳血管障害等の健康被害が引き起こされることがある。我が国では、ヒートショックにより、冬場の浴室で年間１万人を超す死亡事故（うち７割が高齢者）が起きているとの報告もあるが、ヒートショックが発生する原因としては、入浴時に浴槽につかるという我が国の国民の習慣のみならず、我が国の建築物の作り（窓の大きさや配置、部屋割り、南向き信仰等）も多分に影響しているものと推測されている。

我が国では、これまで欧米諸国に対してヒートショックに対する建築物側の対応が遅れていると言われており、さらに、高齢化社会に既に突入している現在となっては、本ヒートショックに対する対応が急務となっている。そこで、その対応の一つとして浴室暖房乾燥装置が電力会社等より提案されている。浴室暖房乾燥装置は、浴室の天井部分や壁面等に設置され、温風を吹き出すことによって浴室内を暖房する浴室暖房機能と、浴室内に吊り下げられた洗濯物等を乾燥させる浴室乾燥機能と、を有している。

浴室暖房乾燥装置には、温水式のものと電気ヒータ式のものとがある。温水式とは、熱交換器内に温水を循環させて、吸気ファンにより取り込んだ空気を加熱して送風ファンによって浴室内に温風を吹き出す方式である。尚、温水式には、ガス式と電気式とがある。電気ヒータ式とは、電気ヒータの熱によって浴室内を暖める方式である（例えば、以下に示す特許文献１を参照）。

温水式（電気式）の場合、安価な深夜電力を利用することでランニングコストを抑えることができる等の長所もあるが、既存の住宅に導入しようとする場合には浴室周辺への温水配管の設置が必要となる等大規模なリフォームが必要となりイニシャルコストが高価となる。また、温水（電気式）式の場合、湿気が多くカビの発生しやすい浴室等では、吸気ファンや熱交換器の老朽化を促進する虞があり、浴室向けの暖房装置としては不向きといわれている。

一方、電気ヒータ式の場合、温水式と比べて、新たに給湯配管や給湯器を追加する必要がなく、また、既存の浴室換気扇に取り付ける等の後付容易であるため、イニシャルコストは安価に済ませることができる。また、暖房機能の面で浴室内の空気を吸気する必要がないため、浴室向けの暖房装置としては適している。
特開２００２−２２１３３１号公報

ところで、電気ヒータ式の浴室暖房乾燥装置としては、１００Ｖ仕様のものと２００Ｖ仕様のものとが市販されている。図５には、両仕様の性能を比較する目的で、浴室１坪相当のユニットバスで浴槽温度５℃から昇温した場合の浴室内の温度変化の一例を示している。この場合、１００Ｖ仕様（消費電力は約１．５ｋＷ）では温度上昇に時間がかかり、湯温（約４０℃）程度までの昇温は不可能である。また、浴室の仕様として浴室が広い、タイル張りである、窓が大きい等の場合や、場所が寒冷地である場合等では、１００Ｖ仕様ではヒートショック対策としては昇温能力が不十分である。

一方、２００Ｖ仕様の場合、昇温能力は高くなるが、その分消費電力（約２．５ｋＷ）が大きくなるため、設置が困難となる。また、近年エアコン性能の向上に伴ってランニングコストの安価なエアコン暖房が一般化してきたために冬場の寒い時期には消費電力が大きくなる傾向があり、これに加えて更に浴室暖房に大きな消費電力を必要とすると、契約電力の変更やこれに伴う受電設備の改修が必要となるだけでなく、家庭における一般的な従量制の電気料金契約ではその導入が困難となる。尚、この場合には、受電設備の改修費用が必要となるだけでなく、電気料金単価も高くなり、さらに、上記の電気料金契約では、１００Ｖ仕様と同様に、安価な深夜電力を使わないので、ランニングコストが高価になる。

つまり、電気ヒータ式の浴室暖房乾燥装置の場合、１００Ｖ仕様の低い能力で対応可能な場合にはイニシャルコストが安価ではあるが、昇温能力を向上させようとすると、２００Ｖ仕様のように消費電力を大きくせざるを得ず、この結果、受電設備の改修費用やランニングコスト等の導入コストが高価になるという課題があった。

本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、昇温能力の向上と導入コストの抑制とをバランス良く達成する暖房装置を提供することである。

上記の課題を解決するための主たる本発明は、電気ヒータ式の浴室暖房乾燥装置であって、蓄電池と、直流電力により駆動されて発熱する直流ヒータと、交流電力により駆動されて発熱する交流ヒータと、前記蓄電池に充電された直流電力により前記直流ヒータを駆動する直流ヒータ駆動回路と、商用電力により前記交流ヒータを駆動する交流ヒータ駆動回路と、所定時間帯の商用電力により前記蓄電池を充電させ、前記所定時間帯以外の時間帯に前記直流ヒータ駆動回路及び前記交流ヒータ駆動回路により前記直流ヒータ及び前記交流ヒータを駆動させる制御部と、を有することを特徴とする。

また、上記の浴室暖房乾燥装置であって、前記直流ヒータは、複数の発熱体を有し、前記直流ヒータ駆動回路は、前記蓄電池に充電された直流電力を前記複数の発熱体の各々に供給する電源ライン上に設けられた複数の電源スイッチを有すること、としてもよい。

また、上記の浴室暖房乾燥装置であって、前記直流ヒータ駆動回路は、前記複数の電源スイッチ各々に対し共通に直列接続した抵抗素子と、前記複数の電源スイッチ各々に対し並列に接続する複数の補助スイッチと、前記複数の補助スイッチ各々に対し共通に直列接続した直流遮断スイッチと、を有し、前記制御部は、前記直流ヒータを駆動させる場合、前記電源スイッチ、前記補助スイッチ及び前記直流遮断スイッチが開いた状態から前記電源スイッチを閉じ、前記直流ヒータを停止させる場合、前記電源スイッチが閉じた状態から前記補助スイッチを閉じた後、前記電源スイッチ、前記直流遮断スイッチ、前記補助スイッチ、の順に開くこと、としてもよい。

また、上記の浴室暖房乾燥装置であって、前記抵抗素子は、前記蓄電池の放電電流を検出するシャント抵抗素子であること、としてもよい。

また、上記の浴室暖房乾燥装置であって、前記制御部は、前記直流ヒータの発熱量に応じて、前記直流ヒータ駆動回路に対し、前記複数の発熱体の少なくともいずれかを駆動させること、としてもよい。

また、上記の浴室暖房乾燥装置であって、前記商用電力の電圧が１００Ｖであること、としてもよい。

また、上記の浴室暖房乾燥装置であって、前記交流ヒータは、遠赤外線ヒータであること、としてもよい。

また、上記の浴室暖房乾燥装置であって、前記蓄電池は、リチウムイオン蓄電池であること、としてもよい。

本発明によれば、昇温能力の向上と導入コストの抑制とをバランス良く達成する浴室暖房乾燥装置を提供することができる。

＝＝＝浴室暖房乾燥装置の全体構成＝＝＝
図１は、本実施形態に係る電気ヒータ式の浴室暖房乾燥装置１の全体構成を示した図である。

浴室暖房乾燥装置１は、直流ヒータ１０、交流ヒータ２０、蓄電池３０、整流器４０、充電器４２、直流ヒータ駆動回路５０、交流ヒータ駆動回路６０、循環ファン７０、循環モータ７２、循環モータ駆動回路７４、マイコン（マイクロコンピュータの略称）１００、リモコン（リモートコントロールの略称）受信器１１０より構成される。尚、浴室暖房乾燥装置１は、商用電源２１０を受電する家庭用の分電盤２２０より商用電力（ＡＣ１００Ｖ）が供給されるものとする。

直流ヒータ１０は、直流電力により駆動されて発熱する複数の発熱体を有したヒータである。尚、複数の発熱体は、例えば、ニクロム線をコイル状に巻回したものや、薄いシート状の金属箔等がある。また、複数の発熱体は、直流ヒータ１０として必要とされる所定の消費電力を分割した電力各々を消費電力とするものである。

本実施形態では、複数の発熱体は、図１に示すように４つの発熱体ＲＤ１〜ＲＤ４とするが、当該個数に限定されない。また、所定の消費電力を分割とは、等分による分割の場合と、所定の比率による分割の場合と、がある。等分による分割の場合、例えば、直流ヒータ１０として１ｋＷ必要とすると、発熱体ＲＤ１〜ＲＤ４各々の消費電力は、１ｋＷを４等分した０．２５ｋＷとすることができる。所定の比率による分割の場合、例えば、直流ヒータ１０として１ｋＷ必要とすると、発熱体ＲＤ１〜ＲＤ４各々の消費電力は、順に
４００Ｗ、３００Ｗ、２００Ｗ、１００Ｗとすることができる。このように分割することで発熱体ＲＤ１〜ＲＤ４を組み合わせて出力を得ることができるため、等分による分割の場合は、２５０Ｗ、５００Ｗ、７５０Ｗ、１ｋＷの出力を、所定の比率の場合は、１ｋＷまで１００Ｗ刻みの出力を得ることができる。

交流ヒータ２０は、交流電力により駆動されて発熱する発熱体ＲＡを有したヒータである。発熱体ＲＡは、直流ヒータ１０と同様に、ニクロム線のタイプや金属箔のタイプ等がある。尚、交流ヒータ２０は、遠赤外線ヒータであることが好ましい。遠赤外線ヒータによれば、赤外線の輻射熱を直接被加熱対象に照射して内部浸透加熱することができ、浴室の温度が上昇する時間を必要とせず、速やかに赤外線が照射された体の部分を加熱することが可能となる。

蓄電池３０は、鉛蓄電池、ニッケル水素蓄電池、リチウムイオン蓄電池等の種々の蓄電池を採用できる。尚、蓄電池３０は、深夜時間帯の深夜電力を利用して充電され、その充電電力を深夜時間帯以外の時間帯（夕刻頃の浴室利用時）まで保持しておく必要がある。また、浴室暖房乾燥装置１は通常毎日利用される浴室向けの暖房用途であり、蓄電池３０の充放電は日々行われることが想定される。そこで、蓄電池３０としては、その他の蓄電池と対比して、メモリ効果（本来よりも少ない容量を自らの容量として記憶する現象）が小さく、自己放電特性（充電エネルギーの保持特性）に優れ、継ぎ足し充電や非満充電保管に適するリチウムイオン蓄電池の採用が好ましい。

整流器４０は、分電盤２２０から供給された商用電力を直流電力に変換する機構である。充電器４２は、分電盤２２０から供給される交流電力（交流電流）を適切な電圧の直流電力に変換し蓄電池３０を充電させる機構である。充電器４２は、例えば、制御信号ＣＬＣに基づき開閉する電源スイッチにより構成することができる。

直流ヒータ駆動回路５０は、蓄電池３０に充電された直流電力により直流ヒータ１０を駆動する回路である。直流ヒータ駆動回路５０は、蓄電池３０に充電された直流電力を直流ヒータ１０の発熱体ＲＤ１〜ＲＤ４各々に供給させる電源ライン５２ａ〜５２ｄ上に設けた電源スイッチ（ＳＷ１１、ＳＷ２１、ＳＷ３１、ＳＷ４１）と、電源スイッチ（ＳＷ１１〜ＳＷ４１）各々と並列に接続する補助スイッチ（ＳＷ１２、ＳＷ２２、ＳＷ３２、ＳＷ４２）と、を有する。

また、直流ヒータ駆動回路５０は、補助スイッチ（ＳＷ１２〜ＳＷ４２）各々と蓄電池３０側で共通に直列接続した直流遮断スイッチＳＷ５を有する。尚、直流遮断スイッチＳＷ５は、シャント抵抗素子５６の蓄電池３０側の一端と接続される電源ライン５４上に設けられ、電源ライン５４の他端より分岐される電源ライン５３ａ〜５３ｄ上の補助スイッチ（ＳＷ１２〜ＳＷ４２）各々と直列接続されている。

さらに、直流ヒータ駆動回路５０は、電源スイッチ（ＳＷ１１〜ＳＷ４１）各々と蓄電池３０側で共通に直列接続したシャント抵抗素子５６を有する。尚、蓄電池３０とシャント抵抗素子５６との間には、異常な大電流が流れた際に直流ヒータ駆動回路５０の保護等のために過電流防護素子のヒューズＦｕｓｅが設けられる。

シャント抵抗素子５６は、直流ヒータ１０のような大電流を消費する負荷の電流検出に適しており、蓄電池３０の放電電流（つまり直流ヒータ１０全体の消費電流）を両端電圧として検出する。尚、シャント抵抗素子５６に限定されず通常の抵抗素子を用いてもよい。

尚、シャント抵抗素子５６の両端電圧として検出された検出電圧ＶＤ２は、ＡＤ変換器（不図示）等を介してマイコン１００に供給される。これにより、マイコン１００は、シャント抵抗素子５６の検出電圧ＶＤ２に基づき直流ヒータ１０全体の消費電流を算出する。更に、マイコン１００は、蓄電池３０の出力電圧ＶＤ１を用いて、直流ヒータ１０全体の出力を演算して直流ヒータ１０の制御を行うとともに蓄電池３０の残容量を把握することが可能となる。

交流ヒータ駆動回路６０は、分電盤２２０から供給された商用電力により交流ヒータ２０を駆動する回路である。

循環ファン７０は、浴室や当該浴室に隣接した部屋の空気を循環通風させるファンである。循環ファンモータ７２は、循環ファン７０を回転駆動させるモータである。循環ファンモータ駆動回路７４は、分電盤２２０から供給された商用電力により循環ファンモータ７２を駆動する回路である。

マイコン１００は、整流器４０から供給される直流電力によって動作することができ、浴室暖房乾燥装置１全体の制御を司るプロセッサである。但し、本浴室暖房乾燥装置１は蓄電池３０を用いて直流ヒータ１０を駆動していることから、停電時にも直流ヒータ１０が作動することになる。このため、停電時にも制御可能とするために、マイコン１００用の電源として停電補償用の蓄電池（不図示）が備わっているものとする。

マイコン１００は、充電器４２に対し充電開始又は停止を指令する制御信号ＣＬＣ、直流ヒータ駆動回路５０に対し電源スイッチ（ＳＷ１１〜４１）、補助スイッチ（ＳＷ２１〜４２）、直流遮断スイッチＳＷ５の開閉を指令する制御信号ＣＬＤ、交流ヒータ駆動回路６０に対し動作又は停止を指令する制御信号ＣＬＡ、循環モータ駆動回路７４に対し動作又は停止を指令する制御信号ＣＬＭを出力する。尚、詳細は後述するが、マイコン１００は、現時刻が深夜時間帯であるか否かを判定するために時計機能１０２を備えている。

リモコン受信器１１０は、リモコン１１２と有線通信及び／又は無線通信することができ、リモコン１１２からの指令を受信する。尚、リモコン１１２は、浴室暖房乾燥装置１を運転又は停止させるかの指令や、浴室暖房乾燥装置１の運転モードとして、浴室暖房モード、浴室乾燥モード等を選択することができる。

浴室暖房モードとは、入浴前の予備的な暖房を行うモードであり、本モードを実行する際に直流ヒータ１０及び交流ヒータ２０を駆動させることになる。また、浴室乾燥モードとは、雨天時に浴室を利用して洗濯物を乾かしたり、浴室の湿気を除去するためのモードであり、本モードを実行する際に直流ヒータ１０及び交流ヒータ２０に加えて、循環ファン７０を駆動させる。

＜＜浴室暖房乾燥装置の動作＞＞
＝＝＝概要＝＝＝
図２は、浴室暖房乾燥装置１の主要な制御の概要を示したフローチャートである。以下、図２に示す処理の流れについて説明する。

マイコン１００は、時計機能１０２によって、現時刻が深夜時間帯であるか否かの判定を行う（Ｓ２００）。尚、深夜時間帯とは、電力会社の料金体系により規定された安価な深夜電力を利用可能な所定時間帯のことである。深夜時間帯の場合（Ｓ２００：ＹＥＳ）、マイコン１００は、充電器４２に対して充電開始を指令する制御信号ＣＬＣを出力する。これにより、充電器４２は、深夜電力を利用して蓄電池３０を充電させる（Ｓ２０１）。そして、蓄電池３０が満充電された（Ｓ２０２：ＹＥＳ）ことを受けて充電処理を終了しＳ２００に戻る。尚、充電器４２は、充電制御を行っている充電電圧および充電電流等に基づいて蓄電池３０の充電量を検出しており、この検出結果を示す信号をマイコン１００が受信することで、マイコン１００は蓄電池３０が満充電されたか否かの判定を行うことができる。

一方、深夜時間帯以外の時間帯の場合（Ｓ２００：ＮＯ）、マイコン１００は、リモコン１１２からリモコン受信器１１０を介して浴室暖房モードの指令を受け付けたか否かを判定する。浴室暖房モードの指令を受け付ける場合とは、例えば、浴室暖房乾燥装置１を設置した住居に住む人が、夕刻頃に浴室を利用する場合に、リモコン１１２を操作して浴室暖房モードを選択する場合などである。

マイコン１００は、リモコン受信機１１０より浴室暖房モード又は浴室乾燥モードの指令を受け付けると（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、直流ヒータ駆動回路５０及び交流ヒータ駆動回路６０に対し直流ヒータ１０及び交流ヒータ２０をともに駆動させる制御を行う（Ｓ２０４）。そして、浴室暖房モード又は浴室乾燥モードを終了させるとき（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、直流ヒータ駆動回路５０及び交流ヒータ駆動回路６０に対し直流ヒータ１０及び交流ヒータ２０を駆動停止させる制御を行い（Ｓ２０６）、Ｓ２００に戻る。

上記の処理によって、浴室暖房モード又は浴室乾燥モードの際に必要な消費電力を、直流ヒータ１０と交流ヒータ２０とに分けることができる。そして、直流ヒータ１０は、蓄電池３０に充電された安価な深夜電力を利用して駆動することができ、一方、交流ヒータ２０は、直流ヒータ１０の消費電力分、深夜時間帯以外の商用電力を節約することができる。従って、浴室暖房乾燥装置１は、昇温能力の向上とランニングコストの抑制とをバランス良く実現することができる。

＝＝＝直流ヒータの駆動停止＝＝＝
直流ヒータ１０の駆動を停止する場合、蓄電池３０から直流ヒータ駆動回路５０を介した直流電力の供給を遮断する。尚、直流電流は、交流電流のように電流零点を有しないため、大電流の遮断は困難である。つまり、スイッチを切り離した場合は空間にアーク放電が発生して電流が流れ続けるが、直流大電流の場合には交流電流のように自動的にアーク放電が中止されることがないため、接点にアーク放電への耐性が求められるとともに強制的にアークを消弧するための仕組みが必要となる。このため、一般に、直流遮断のためのスイッチは非常に高価となっている。

そこで、上記のとおり、発熱体ＲＤ１〜ＲＤ４各々に直流電力を供給する電源スイッチ（ＳＷ１１〜ＳＷ４１）及びシャント抵抗素子５６に対して、補助スイッチ（ＳＷ１２〜４２）及び直流遮断スイッチＳＷ５を並列に設けた構成としている。そして、図３に示される開閉シーケンスに従って各スイッチの開閉を行うことで、発熱体ＲＤ１〜ＲＤ４各々に供給される直流電力の遮断に際し、直流遮断スイッチＳＷ５を共用化できる。

以下では、図３に示す、直流ヒータ１０の駆動を停止する場合における各スイッチの開閉シーケンスを詳細に説明する。尚、図３に示す時刻Ｔ０〜Ｔ１６は、各スイッチの開閉シーケンスの一周期毎の始期を表している。また、同図に示すＯＮ／ＯＦＦは各スイッチの閉／開を表している。さらに、同図に示すＣＬＤ０〜ＣＬＤ１６は、各スイッチの開閉シーケンスの一周期毎に、マイコン１００から出力される制御信号ＣＬＤを表している。

時刻Ｔ０以前では、直流ヒータ駆動回路５０は、マイコン１００から送られてくる制御信号ＣＬＤ０（直流ヒータ１０の駆動指令、各スイッチの開閉指令等を含む）により直流ヒータ１０の駆動を行っている。このとき、電源スイッチ（ＳＷ１１〜ＳＷ４１）は閉じており、補助スイッチ（ＳＷ１２〜ＳＷ４２）及び直流遮断スイッチＳＷ５は開いている。従って、蓄電池３０に充電された直流電力は、シャント抵抗素子５６、電源スイッチ（ＳＷ１１〜ＳＷ４１）を介して、発熱体ＲＤ１〜ＲＤ４各々に分配供給される。

時刻Ｔ０〜Ｔ１の期間では、直流ヒータ駆動回路５０は、マイコン１００から送られてくる制御信号ＣＬＤ１（ＯＦＦ）により直流ヒータ１０の駆動を停止させる制御を開始する。具体的には、直流ヒータ駆動回路５０は、時刻Ｔ０以前の各スイッチの開閉状態から、マイコン１００から送られてくる制御信号ＣＬＤ１に含まれる開閉指令に基づき、補助スイッチＳＷ１２及び直流遮断スイッチＳＷ５を閉じる。

この結果、蓄電池３０から発熱体ＲＤ１に向けた直流電力の供給経路は、シャント抵抗素子５６、電源スイッチＳＷ１１を介在させる電源ライン５２ａと、直流遮断スイッチＳＷ５、補助スイッチＳＷ１２を介在させた電源ライン（５４、５３ａ）との２系統になる。尚、電源ライン５２ａは、シャント抵抗素子５６を介在させるため電源ライン（５４、５３ａ）と比較してインピーダンスが大きい。このため、電源ライン５２ａに流れる直流電流は減少して電流零点に近い状況となり、アークの発生が抑えられ、電源スイッチＳＷ１１を開くことが容易な状態となっている。

時刻Ｔ１〜Ｔ２の期間では、直流ヒータ駆動回路５０は、マイコン１００から送られてくる制御信号ＣＬＤ２に含まれる開閉指令に基づき、電源スイッチＳＷ１１を開く。この結果、電源ライン５２ａを介した蓄電池３０から発熱体ＲＤ１に向けた直流電力の供給が遮断される。尚、電源ライン５４を介した蓄電池３０から発熱体ＲＤ１に向けた直流電力の供給は継続している。

時刻Ｔ２〜Ｔ３の期間では、直流ヒータ駆動回路５０は、マイコン１００から送られてくる制御信号ＣＬＤ３に含まれる開閉指令に基づき、直流遮断スイッチＳＷ５を開く。この結果、電源ライン５４を介した蓄電池３０から発熱体ＲＤ１に向けた直流電力の供給が遮断する。

時刻Ｔ３〜Ｔ４の期間では、直流ヒータ駆動回路５０は、マイコン１００から送られてくる制御信号ＣＬＤ４に含まれる開閉指令に基づき、補助スイッチＳＷ１２を開く。この結果、補助スイッチＳＷ１２、直流遮断スイッチＳＷ５は時刻Ｔ０以前の元の状態に戻る。

以降の期間では、上記の発熱体ＲＤ１向けの直流遮断の処理と同様に、発熱体ＲＤ２、発熱体ＲＤ３、発熱体ＲＤ４の順に直流電力の供給の遮断が行われる。

時刻Ｔ４〜Ｔ８の期間では、蓄電池３０から発熱体ＲＤ２に向けた直流電力の供給が遮断される。具体的には、補助スイッチＳＷ２２及び直流遮断スイッチＳＷ５を閉じてから（時刻Ｔ４〜Ｔ５の期間）、電源スイッチＳＷ２１（時刻Ｔ５〜Ｔ６の期間）、直流遮断スイッチＳＷ５（時刻Ｔ６〜Ｔ７の期間）、補助スイッチＳＷ２２（時刻Ｔ７〜Ｔ８の期間）を順に開く処理を行う。

時刻Ｔ８〜Ｔ１２の期間では、蓄電池３０から発熱体ＲＤ３に向けた直流電力の供給が遮断される。具体的には、補助スイッチＳＷ３２及び直流遮断スイッチＳＷ５を閉じてから（時刻Ｔ８〜Ｔ９の期間）、電源スイッチＳＷ３１（時刻Ｔ９〜Ｔ１０の期間）、直流遮断スイッチＳＷ５（時刻Ｔ１０〜Ｔ１１の期間）、補助スイッチＳＷ３２（時刻Ｔ１１〜Ｔ１２の期間）を順に開く処理を行う。

時刻Ｔ１２〜Ｔ１６の期間では、蓄電池３０から発熱体ＲＤ４に向けた直流電力の供給が遮断される。具体的には、補助スイッチＳＷ４２及び直流遮断スイッチＳＷ５を閉じてから（時刻Ｔ１２〜Ｔ１３の期間）、電源スイッチＳＷ４１（時刻Ｔ１３〜Ｔ１４の期間）、直流遮断スイッチＳＷ５（時刻Ｔ１４〜Ｔ１５の期間）、補助スイッチＳＷ４２（時刻Ｔ１５〜Ｔ１６の期間）を順に開く処理を行う。

尚、時刻Ｔ１６の時点で、時刻Ｔ０以前では全て閉じていた電源スイッチＳＷ１１、ＳＷ２１、ＳＷ３１、ＳＷ４１が全て開いた状態となる。また、補助スイッチＳＷ１２、ＳＷ２２、ＳＷ３２、ＳＷ４２、直流遮断スイッチＳＷ５についても時刻Ｔ０以前の開いた状態に戻ることになる。これにより、直流ヒータ１０の全ての発熱体ＲＤ１〜ＲＤ４に対して、蓄電池３０からの直流電力の供給が遮断される。

上記のとおり、直流ヒータ１０に設けるべき発熱体を４つの発熱体ＲＤ１〜ＲＤ４に分割し、発熱体ＲＤ１〜ＲＤ４各々に直流電力を供給する電源スイッチ（ＳＷ１１〜ＳＷ４１）を配置した構成としている。本構成により、直流ヒータ１０として必要される消費電力が電源スイッチ（ＳＷ１１〜ＳＷ４１）各々に分散されるため、電源スイッチ（ＳＷ１１〜ＳＷ４１）各々は、自身が分担する消費電力に応じた直流遮断能力で済ませることができる。

また、電源スイッチ（ＳＷ１１〜ＳＷ４１）に対して補助スイッチ（ＳＷ１２〜ＳＷ４２）を並列に設け、補助スイッチ（ＳＷ１２〜ＳＷ４２）各々に対し共通に直流遮断スイッチＳＷ５を直列接続している。そして、電源スイッチ（ＳＷ１１〜ＳＷ４１）を開く前段階として、直流遮断スイッチＳＷ５及び補助スイッチ（ＳＷ１２〜ＳＷ４２）を閉じるようにしている。この結果、電源スイッチ（ＳＷ１１〜ＳＷ４１）に流れる直流電流は、直流遮断スイッチＳＷ５及び補助スイッチ（ＳＷ１２）の方に転流するために減少する（電流零点に近づく）ことになり、アークの発生を抑えつつ電源スイッチ（ＳＷ１１〜ＳＷ４１）を容易に開くことが可能となる。また、電源スイッチ（ＳＷ１１〜ＳＷ４１）としては、あえて高価な直流遮断スイッチを採用する必要がなくなる。

また、発熱体ＲＤ１〜ＲＤ４各々に供給される直流電力の遮断を順番に（個別に）行うため、直流遮断スイッチＳＷ５に必要とされる直流遮断能力を抑えることができる。従って、高価な直流遮断スイッチＳＷ５を採用する必要がなくなる。

＝＝＝直流ヒータの発熱量の制御＝＝＝
直流ヒータ１０を駆動する際に、発熱体ＲＤ１〜ＲＤ４全てを発熱させる形態のみならず、直流ヒータ１０として指定された発熱量に応じて発熱体ＲＤ１〜ＲＤ４のいずれかを発熱させる形態であってもよい。例えば、浴室乾燥モードの場合には発熱体ＲＤ１〜ＲＤ４の全てを発熱させ、浴室暖房モードの場合には発熱体ＲＤ１〜ＲＤ４のいずれかを発熱させるようにしてもよい。

図４は、直流ヒータ１０の発熱量の制御を説明するタイミングチャートである。尚、同図に示される例は、発熱体ＲＤ１〜ＲＤ４のうち発熱体ＲＤ１のみを発熱させて（以下、１／４ＯＮモードと呼ぶ。）その後に発熱体ＲＤ１の発熱を停止させる場合である。

時刻Ｔ０以前では、直流ヒータ駆動回路５０は、マイコン１００から送られてくる制御信号ＣＬＤ０（直流ヒータ１０の駆動停止指令、各スイッチの開閉指令等を含む）により直流ヒータ１０の駆動を停止している。このとき、電源スイッチ（ＳＷ１１〜ＳＷ４１）、補助スイッチ（ＳＷ１２〜ＳＷ４２）及び直流遮断スイッチＳＷ５は全て開いている。

時刻Ｔ０〜Ｔ１の期間では、直流ヒータ駆動回路５０は、マイコン１００から送られてくる制御信号ＣＬＤ１（１／４ＯＮモード）により直流ヒータ１０の発熱体ＲＤ１を発熱させる制御を行う。具体的には、直流ヒータ駆動回路５０は、時刻Ｔ０以前の各スイッチの開閉状態から、マイコン１００から送られてくる制御信号ＣＬＤ１に含まれる開閉指令に基づき、電源スイッチＳＷ１１を閉じる。

以降の処理としては、同図に示すように時刻Ｔ２まで１／４ＯＮモードが継続しており、時刻Ｔ２において発熱体ＲＤ１の発熱を停止させる場合、同図に示す時刻Ｔ２〜Ｔ５では、図３に示した時刻Ｔ１〜Ｔ４と同様に電源スイッチＳＷ１１を開くことで、時刻Ｔ０以前の各スイッチの開閉状態に戻るようにしている。

以上、本実施形態について説明したが、前述した実施例は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。

本発明の実施の形態に係る浴室暖房乾燥装置の構成を示した図である。本発明の実施の形態に係る浴室暖房乾燥装置の主要な制御の概要を示したフローチャートである。本発明の実施の形態に係る直流ヒータの駆動を停止する場合の浴室暖房乾燥装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。本発明の実施の形態に係る直流ヒータの発熱量を制御する場合の浴室暖房乾燥装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。従来の１００Ｖ仕様と２００Ｖ仕様各々の電気ヒータ式の浴室暖房乾燥装置の昇温能力の差を示した図である。

符号の説明

１浴室暖房乾燥装置
１０直流ヒータ
ＲＤ１〜ＲＤ４、ＲＡ発熱体
２０交流ヒータ
３０蓄電池
５０直流ヒータ駆動回路
ＳＷ１１、ＳＷ２１、ＳＷ３１、ＳＷ４１電源スイッチ
ＳＷ１２、ＳＷ２２、ＳＷ３２、ＳＷ４２補助スイッチ
ＳＷ５直流遮断スイッチ
５６シャント抵抗素子
１００マイコン（制御部）
２１０商用電源

Claims

電気ヒータ式の浴室暖房乾燥装置であって、
蓄電池と、
直流電力により駆動されて発熱する直流ヒータと、
交流電力により駆動されて発熱する交流ヒータと、
前記蓄電池に充電された直流電力により前記直流ヒータを駆動する直流ヒータ駆動回路と、
商用電力により前記交流ヒータを駆動する交流ヒータ駆動回路と、
所定時間帯の商用電力により前記蓄電池を充電させ、前記所定時間帯以外の時間帯に前記直流ヒータ駆動回路及び前記交流ヒータ駆動回路により前記直流ヒータ及び前記交流ヒータを駆動させる制御部と、
を有することを特徴とする浴室暖房乾燥装置。
請求項１に記載の浴室暖房乾燥装置であって、
前記直流ヒータは、複数の発熱体を有し、
前記直流ヒータ駆動回路は、
前記蓄電池に充電された直流電力を前記複数の発熱体の各々に供給する電源ライン上に設けられた複数の電源スイッチを有すること、
を特徴とする浴室暖房乾燥装置。
請求項２に記載の浴室暖房乾燥装置であって、
前記直流ヒータ駆動回路は、
前記複数の電源スイッチ各々に対し共通に直列接続した抵抗素子と、
前記複数の電源スイッチ各々に対し並列に接続する複数の補助スイッチと、
前記複数の補助スイッチ各々に対し共通に直列接続した直流遮断スイッチと、
を有し、
前記制御部は、
前記直流ヒータを駆動させる場合、前記電源スイッチ、前記補助スイッチ及び前記直流遮断スイッチが開いた状態から前記電源スイッチを閉じ、
前記直流ヒータを停止させる場合、前記電源スイッチが閉じた状態から前記補助スイッチを閉じた後、前記電源スイッチ、前記直流遮断スイッチ、前記補助スイッチ、の順に開くこと、
を特徴とする浴室暖房乾燥装置。
請求項３に記載の浴室暖房乾燥装置であって、
前記抵抗素子は、前記蓄電池の放電電流を検出するシャント抵抗素子であること、
を特徴とする浴室暖房乾燥装置。
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の浴室暖房乾燥装置であって、
前記制御部は、前記直流ヒータの発熱量に応じて、前記直流ヒータ駆動回路に対し、前記複数の発熱体の少なくともいずれかを駆動させること、
を特徴とする浴室暖房乾燥装置。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の浴室暖房乾燥装置であって、
前記商用電力の電圧が１００Ｖであること、
を特徴とする浴室暖房乾燥装置。
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の浴室暖房乾燥装置であって、
前記交流ヒータは、遠赤外線ヒータであること、を特徴とする浴室暖房乾燥装置。
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の浴室暖房乾燥装置であって、
前記蓄電池は、リチウムイオン蓄電池であること、を特徴とする浴室暖房乾燥装置。