JPS6123256Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 貯湯式の電気温水器は深夜電力によつて湯を沸
かし、温水容器を保温して昼間にその湯を使用す
るものである。

本考案はこれらの温水器の残湯表示回路に関す
るものである。

従来の技術 第１図は従来の残湯表示回路を示し、図中Ｇは
直流電源、T₁，T₂，T₃は温水容器の側面の給水
口から温水取出口の間に取り付けられたサーモス
タツト、R₁，R₂，R₃はそれぞれのサーモスタツ
トT₁，T₂，T₃と直列接続された抵抗、Ｌは残湯
表示メータのコイルである。サーモスタツトと抵
抗のそれぞれの直列回路は並列接続され、この並
列回路とメータのコイルＬとが直流電源Ｇに直列
接続されている。この場合に温水容器中の全ての
湯が所定の湯温となつているとサーモスタツト
T₁，T₂，T₃は全てオン状態となつて、この時に
メータの振れが最大となるように抵抗R₁，R₂，
R₃の合成抵抗値が決められている。

一般に温水容器の給水口は下部に、また温水取
出口は上部に配置されているので、温水を使用し
た量だけ下部の給水口から水が補給され、温水容
器中の温水と水とはハツキリと分離されている。
従つてこの状態から湯を使いはじめると給水口よ
り水が入り込み、温水と水の分離点がサーモスタ
ツトT₁の取り付け位置を通過するまでは第２図
の如く残湯量表示メータの振れは最大を示してお
り、サーモスタツトT₁の取り付け位置を通過す
ると、サーモスタツトT₁はオフ状態となり、メ
ータの振れは抵抗R₂，R₃の合成抵抗値で決定さ
れる所まで段階的に変化する。さらに温水と水の
分離点が上昇すると同様にサーモスタツトT₂，
T₃が順次オフ状態となり、メータの振れは最大
表示から段階的に減少するよう変化していく。

考案が解決しようとする問題点 しかしこのように残湯量の表示が段階的とな
り、しかも温水と水との分離点が次段のサーモス
タツトを通過するまでは湯量が減少しても一定の
残湯量を表示しており、さらにサーモスタツトの
熱容量に起因した応答遅れにより温水と水との分
離点がサーモスタツトを通過してからしばらくし
てサーモスタツトがオフとなるまでは残湯量の表
示が変わらない等、実情に即さず非常に使用勝手
が悪いという問題があつた。

また、実公昭50−31571号のごとく、湯温の変
化を、感温線を利用して、その感温体に流れる電
流を直接表示計に流して残湯を表示させる技術で
は、感温体の温度に対する変化率が小さいため、
精度よく表示計に示されないという問題があつ
た。

さらに又夏、冬等で温水温度の設定を切換えて
使用すり時、夏場温水温度を低くすると給水口か
ら入り込む水の温度と湯風との温度差が小さくな
り、残湯表示回路のサーモスタツトの動作が増々
遅れたり、あるいは動作不安定となり、水温によ
つては動作しない場合もあつた。

問題点を解決するための手段 本考案は上記問題点に鑑み感温体に流れる電流
変化をトランジスタにより電流増幅して、メータ
リレーを駆動させ、増幅電流を切替スイツチを用
いて、切替えるよう構成したものである。

作 用 本考案の残湯表示回路は残湯量をその量に応じ
て連続的な変化で示すことができ、実際に温水容
器内に残つている湯量を正しく把握してその使用
勝手を良好にしたものである。

実施例 以下、本考案の一実施例を図によつて説明す
る。第４図は本考案の残湯表示回路の一例であ
り、図中６は温水容器下部側面の給水口から上部
の温水取出口の間に取り付けられた感温体で、こ
れは２つの電極２，４が負特性の感温層３を介し
て対向するよう設けられたものである。R₄はト
ランジスタQ₁のベース電位を決める抵抗素子Ａ
で感温体６と直列に接続されて直列回路Ｉを構成
している。トランジスタQ₁はそのコレクタに残
湯表示用のメータコイルＬが、またエミツタに温
水容器に取り付けられ温水温度を設定するサーモ
スタツト（図示せず）に対応したR₅，R₆の抵抗
素子群Ｂとその切換スイツチSWとが直列接続さ
れて直列回路を構成している。上記それぞれの
直列回路，は感温体６がトランジスタQ₁の
ベース・コレクタ間に位置するように並列接続さ
れ、感温体６とR₄の抵抗素子Ａの接続中点はト
ランジスタQ₁のベースに接続され、上記並列回
路の両端には直流電源Ｇが接続されている。第５
図はこの残湯表示回路に用いた感温体６の構成図
であり、図中１はポリエステル等の芯糸、２，４
は電極線、３は温度により抵抗等の変化する負特
性の感温層、５はポリ塩化ビニール等の絶縁外被
であり、第４図の２，３，４は第５図の電極線
２，４、感温層３に対応し、又電極線２，４は第
４図の接続点ａ，ｂのどちらに接続されてもよ
い。第６図は感温体６が温水容器に取り付けられ
た状態図であり、７は温水容器、８は給水口、９
は温水取出口、１０は第４図の接続点ａ，ｂへの
接続リード線である。この時切換スイツチSWが
抵抗R₅側に接続されていると、残湯量表示メー
タの振れ、すなわちメータコイルＬに流れる電流
Ｉ_Lは次の式により算出される。

Ｉ_L＝（Ｅ・Ｒ_４／ＲＴ_ｈ＋Ｒ_４−Ｖ_BE）／R₅……
Ｅ：直流電源Ｇの電圧 RT_h：感温体６の抵抗 Ｖ_BE：トランジスタQ₁のベース・エミツタ
電圧 直流電源Ｇの電圧Ｅ、トランジスタQ₁のベー
ス・エミツタ電圧Ｖ_BE、感温体６の抵抗値RT_hと
サーミスタＢ定数が決まると、まず温水容器７中
が全て水の状態の時（感温体６の抵抗値RT_hが大
きいRT_hpの時）メータの振れが零（Ｉ_L＝０）と
なるように式によりR₄の値を決定する。

Ｅ・R₄／（RT_hp＋R₄）＝Ｖ_BE …… 次に温水容器７中が全て所定の湯温（湯温設定
用のサーモスタツトの動作温度が高く湯温の高い
時、切換えスイツチSWを抵抗R₅側に接続してい
る）となつている時（感温体６のRT_h→RT_hn）
は前記式よりメータの振れが最大Ｉ_Lnとなる様
に式によりR₅の値が決定される。

Ｉ_Ln＝（Ｅ・Ｒ_４／ＲＴ_ｈｎ＋Ｒ_４−Ｖ_BE）／R₅…
… 又湯温設定用サーモスタツトの動作温度が低く
湯温の低い時は切換えスイツチSWを抵抗R₆側に
する。

この時、温水容器７中が全て所定の湯温となつ
ていると（感温体６の抵抗値RT_hが小さいRT_hs
の時）、前記式よりメータの振れが最大Ｉ_Lnと
なる様に式によりR₆の値が決定される。

Ｉ_Ln＝（Ｅ・Ｒ_４／ＲＴ_ｈｓ＋Ｒ_４−Ｖ_BE）R₆……
温水容器７中が全て所定の湯温となつた後、温
水を使いはじめると、給水口６より温水容器７中
に入り込んだ水と温水容器７中の温水との分離点
が上昇し、感温体６の取り付け位置まではメータ
の振れは最大を示して動かず、その分離点が感温
体６の取り付け位置領域内に入ると、メータの振
れは感温体６の抵抗値に応じて減少していく。例
えばその分離点が感温体６の下から1/4の点にく
ると感温体６の下側の1/4は水温の抵抗値RT_h1と
なり、又残りの3/4は湯温の抵抗値RT_h2となつて
いるので、感温体６としての合成の抵抗値
RT_h′は RT_h′＝（１／１／ＲＴ_ｈ１＋１／ＲＴ_ｈ２＜RT_hn，R
T_hs と大きくなり、式からわかる様にメータの振れ
は小さくなる。この様に温水を使いはじめ水と温
水の分離点が感温体６を下から上に移動するにつ
れてメータの振れはその温水容器７中の残湯量に
対応して連続的に小さくなり、使用勝手が極めて
良くなる。又サーモスタツト等の機械的な温度検
知方式と比べ、この種の感温体は構造的にその熱
容量を小さくすることが可能であり、水と温水と
の分離点の移動による応答性は第３図に示す如く
極めて良好である。

第７図から第１１図は本考案の残湯表示回路の
他の実施例を示すものである。

第７図において、第４図と同一番号個所は同一
部品をあらわし、R₄の抵抗素子Ａと直列にトラ
ンジスタQ₁と同極性のダイオードＤが接続され
ている。この回路の基本動作は第４図のそれと同
様である。トランジスタQ₁のベース・エミツタ
電圧Ｖ_BEは雰囲気温度の変化によつて変動し、前
記式よりわかるようにメータの振れが変化して
しまう。これを防ぐ目的でダイオードＤを用いて
いる。例えば雰囲気温度が変化し、トランジスタ
Q₁のベース・エミツタ電圧Ｖ_BEが大きくなる
と、ダイオードＤの順方向電圧降下もその割合い
で大きくなり、ダイオードＤと抵抗R₄の両端電
圧が大きくなる。すなわちトランジスタQ₁のベ
ース・エミツタ、抵抗R₅またはR₆及び切換スイ
ツチSWの直列回路の両端電圧も大きくなり、こ
の電圧よりトランジスタのベース・エミツタ電圧
Ｖ_BEを差し引いた電圧、つまりR₅，R₆の抵抗素
子Ｂの両端電圧は変化せず、メータコイルＬを流
れる電流、すなわちメータの振れは変化しない。

第８図はR₄の抵抗素子Ａと直列に可変抵抗VR
を接続したもので、その基本動作は第４図のそれ
と同様である。感温体６、抵抗R₄，R₅，R₆、ト
ランジスタQ₁のベース・エミツタ電圧Ｖ_BEには
それぞれバラツキがあるため、これを放置したま
まとすると、残湯表示回路毎にメータの振れが変
化してしまう。従つて可変抵抗VRを調整してト
ランジスタQ₁のベース・エミツタ、抵抗R₅また
はR₆の直列回路に加わる電圧を調整し、メータ
コイルＬに流れる電流を調整して温水容器７中が
全て温水の時、メータの最大振れが一定となる様
にしている。

第９図はR₅，R₆の抵抗素子Ｂと切換スイツチ
SWの直例回路と直列に可変抵抗VRが接続されて
おり、その基本動作は第４図のそれを同様であ
る。この回路も第８図と同様にそれぞれの回路部
品のバラツキによりメータの振れが変化するのを
調整するためのものであり、可変抵抗VRを調整
して温水容器７中が全て温水の時、メータの最大
振れが一定となる様にしている。

第１０図はR₄の抵抗素子Ａと直列にトランジ
スタQ₁と同様性となる様なダイオードＤ及び可
変抵抗VRが接続されており、その基本動作は第
４図と同様であつて、第７図、第８図の両回路の
効果を兼ねそなえている。

第１１図はR₄の抵抗素子Ａと直列にトランジ
スタQ₁と同極性となる様にダイオードＤを接続
し、又R₅，R₆の抵抗素子ＢとスイツチSWとの直
列回路に可変抵抗VRを直列接続したもので、そ
の基本動作は第４図と同様であり、第７図、第９
図の両回路の効果を兼ねそなえている。

第１２図、第１３図は感温体６の他の構成例を
示すものである。

第１２図において、１１はポリエステル等の平
坦な基板、１２は銅箔等からなる２つの電極、１
３は感温塗膜であり、第６図の如く温水容器７に
取り付け、２つの電極１２をリード線で第４図の
接続点ａ，ｂに接続することにより同様の効果が
得られる。

第１３図において、１４はポリエステル、ポリ
塩化ビニール等の絶縁層、１５は銅等のシート状
電極、１６は２つの電極１５の端子、１７は感温
層であり、その接続と動作は第１２図のそれを同
様である。

第１４図は第４図に示すNPN型トランジスタ
Q₁の代りにPNP型トランジスタQ₂を使用した残
湯表示回路であり、その動作は第４図と同様であ
ることは言うまでもない。

考案の効果 以上より明らかなように、感温体に流れる電流
を増幅して、この増幅された電流でメーターコイ
ルを駆動し、また夏冬時の温水温度の設定を切換
えて使用できるため、確実に残湯量を表示でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の残湯表示回路図、第２図は従来
の残湯表示回路の残湯量とメータの振れとの関係
を示す図、第３図は本考案の残湯表示回路の残湯
量とメータの振れとの関係を示す図、第４図は本
考案の一実施例における残湯表示回路を示す図、
第５図は本考案における残湯表示回路の感温体の
構造を示す図、第６図は本考案における残湯表示
回路の感温体の温水容器への取り付け丈態で示す
図、第７図から第１１図及び第１４図は本考案残
湯表示回路の他の実施例を示す回路図、第１２
図、第１３図は本考案における残湯表示回路に用
いた他の感温体の構造を示す図である。 ２，４……電極線、３……負の温度抵抗特性を
もつた感温層、５……絶縁外被、６……感温体、
７……温水容器、８……給水口、９……温水取出
口、R₄……抵抗素子Ａ、R₅，R₆……抵抗素子群
Ｂ、SW……切換スイツチ、Ｄ……ダイオード、
VR……可変抵抗。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ２つの電極が負の温度抵抗特性をもつた感温
   層を介して対向した感温体を温水容器の給水口
   から温水取出口までの間に配設し、この感温体
   と抵抗素子Ａとを直列接続して直列回路Ｉと
   し、その接続点をトランジスタのベースに接続
   し、さらにトランジスタのエミツタには抵抗素
   子群Ｂとその切換スイツチを、コレクタにはメ
   ータコイルをそれぞれ接続して残湯表示回路。 (2) 抵抗素子Ａと、これと直列にトランジスタと
   同極性となるようにダイオードを接続してなる
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の残湯表示
   回路。 (3) 抵抗素子Ａに、これと直列に可変抵抗を接続
   してなる実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   残湯表示回路。 (4) 抵抗素子群Ｂ及びその切換スイツチの直列回
   路の任意の個所に可変抵抗を直列接続してなる
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の残湯表示
   回路。 (5) ダイオードと抵抗素子Ａの直列回路の任意の
   個所に可変抵抗を直列接続してなる実用新案登
   録請求の範囲第２項記載の残湯表示回路。 (6) 抵抗素子群Ｂとその切換スイツチとの直列路
   の任意の個所に可変抵抗を直列接続し、かつ抵
   抗素子Ａにはダイオードを接続してなる実用新
   案登録請求の範囲第４項記載の残湯表示回路。