JP2001518600A - 熱効率向上のために比例帯温度制御を備える温水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 水タンクと、水タンク内部に貫入しタンク内の水を加熱する電気抵抗加熱エレメント（２５）を有する温水器。温水器は、電気抵抗加熱エレメント（２５）に電力をバースト状で導通させる比例帯温度コントローラ（１００）を含む。各電力バーストの後には、温度コントローラが電気抵抗加熱エレメント（１２５）に電力を導通させない期間が続く。一実施形態では、各電力バーストは、１サイクルの約９５％以下の間継続し、１サイクルは、１つの電力バーストと、温度コントローラ（１００）が電力を導通させない期間とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 発明の分野 本発明は、一般的に、電気的に加熱する温水器に関する。特に、本発明は、か
かる温水器における水を加熱する方法および装置の改良に関する。更に特定すれ
ば、本発明は、電気抵抗加熱エレメントへの電力をパルス化し、温水器における
加熱エレメントの加熱効率を改善する方法および装置に関する。

【０００２】 ここでは、電気抵抗加熱エレメントによって水を加熱する家庭用温水器に関し
て説明する。本発明のの説明および本発明による改良は、電気抵抗加熱エレメン
トを採用する温水器全般に適用されるものである。

【０００３】 発明の背景 本願において想定する湯沸器（ｈｏｔ ｗａｔｅｒ ｈｅａｔｅｒ）は、典型
的に、永久的に封入され垂直方向に装着された円筒形の水タンクと、円筒形シェ
ルであって、水タンクと同軸であり半径方向に離間され、水タンクの外壁とシェ
ルの内壁との間に環状空間が形成されるシェルと、環状空間の少なくとも一部に
あり、水タンクに対して熱絶縁性を与える絶縁材料とを備えている。環状空間内
に直接に膨張させたポリマ発泡体は、効果的な絶縁体である。特に、発泡剤を加
えたポリオルおよびイソシアネート反応剤を、一般に、環状空間内部の適所で反
応させてポリウレタン発泡体を形成する。ポリウレタン発泡体は、容易に膨張し
、空いた空間を充填し、硬質の独立気泡発泡体絶縁材料へと容易に硬化する。環
状空間内部に膨張した発泡体を収容するために、発泡体堰板（発泡体ダム）のよ
うな手段を備えている。

【０００４】 水タンクは、入口、出口およびドレイン取付具のような様々な付属物を有する
。特に、水タンクには、水加熱用および温度制御用の手段が設けられている。典
型的に、電気加熱温水器では、水加熱手段は、電気抵抗加熱エレメントを備えて
いる。加熱エレメントは、水タンクの壁部にある取付具を貫通して延び、抵抗加
熱エレメントがタンクの内側に位置し、抵抗加熱エレメントを電力源に接続する
手段が水タンクの外側に位置するようにしている。

【０００５】 電気加熱温水器の温度制御手段は、一般に、機械的なサーモスタットを備えて
おり、タンク内の水が選択された設定点温度未満であることが検知されたときに
、電気抵抗加熱エレメントに電力を通過させるようにスイッチを作動させ、また
、タンク内の水が設定点温度以上である場合に、電力が電気抵抗加熱エレメント
を通過するのを停止させるようにスイッチを作動させる。かかる温度制御手段で
は、電気抵抗加熱エレメントを通過する電力は、最大電流を通過させる完全なオ
ン、または完全なオフの何れかである。

【０００６】 温水器に一般的に用いられている機械式サーモスタットは、金属製のバイメタ
ル・ディスクを備え、これが水タンクの外壁に接触するように取り付けられ、水
タンク内の水温を検知する。バイメタル・ディスクは、設定点温度よりも冷たい
場合には、平面である。しかしながら、設定点温度において、バイメタル・ディ
スクは凸型の半球形状へとスナップ（ｓｎａｐ、素早く動く）し、ディスクは設
定点未満の温度に冷却するまで、その形状を維持する。設定点未満の温度では、
バイメタル・ディスクは、平面位置にスナップ・バックする（素早く戻る）。バ
イメタル・ディスクの機械的ヒステリシスのため、ディスクが平面位置にスナッ
プ・バックする温度は、バイメタル・ディスクが凸型半球形状にスナップする設
定点温度よりもかなり低くなってしまう（５ないし１０°Ｃ）。バイメタル・デ
ィスクは、電気的に絶縁されたプッシュ・ロッドによって、フェノール樹脂製の
ハウジング内にある電気スイッチに接続され、ハウジングは水タンクの外壁に取
り付けられている。電気スイッチは、電気抵抗加熱エレメントを電力源に接続す
る電気ライン内にある。

【０００７】 ねじ切りしたスタッドが、バイメタル・ディスクと接触するようにハウジング
に取り付けられており、バイメタル・ディスクの張力を手動調節して、所望の設
定点温度においてバイメタル・ディスクが平面位置から凸型半球形状にスナップ
するように調整可能となっている。

【０００８】 バイメタル・ディスクが冷たい水温を検知し、ディスクが平面位置にある場合
、プッシュ・ロッドは電気スイッチを閉じ、電力が電気抵抗加熱エレメントを通
過できるようにすることによって、水タンク内の水を加熱する。水が加熱すると
、バイメタル・ディスクは、設定点温度において凸型半球形状にスナップし、プ
ッシュ・ロッドは電気スイッチを開き、電気抵抗加熱エレメントへの電力を遮断
する。タンク内の水が十分に冷えてバイメタル・ディスクが平面位置に戻るまで
、電気スイッチは開いたままであり、電力を遮断し、そして、電気スイッチは閉
じ、電力を電気抵抗ヒータに流し込む。電力は、最大容量でオンか、または完全
なオフの何れかである。

【０００９】 製造におけるばらつきや、バイメタル・ディスクのヒステリシスのために、デ
ィスクが平面位置から凸型半球状位置にスナップする温度は、２５°Ｆ（１４°
Ｃ）程も変動する可能性がある。張力を、ねじ切りスタッドによって、バイメタ
ル・ディスクに加えて、バイメタル・ディスクが平面位置から凸型半球状位置に
スナップする設定点温度を調節することができる。ねじ切りスタッドは校正され
ず、選択した設定点温度においてバイメタル・ディスクの動作を行わせるように
するための張力調節は、試行錯誤（ｔｒｉａｌ ａｎｄ ｅｒｒｏｒ）により行
う。バイメタル・ディスク熱電対を採用する機械式温度制御は、所望の設定点温
度を「オーバーシュートする（ｏｖｅｒｓｈｏｏｔ、行き過ぎる）」ことが多く
、所望の設定点温度を越えても、電気抵抗加熱エレメントに水タンク内の水の加
熱を継続させてしまう。

【００１０】 前述の機械式温度制御手段、および電気抵抗加熱エレメントは、水タンクの外
壁に接触し、水タンクの外壁とシェルとの間の環状空間内に達する。これらの部
品は、保守（ｓｅｒｖｉｃｉｎｇ）のために接近可能でなければならない。シェ
ルの壁に１つ以上の開口を設け、温度制御手段および電気抵抗加熱エレメントへ
の接近を可能にする。各開口周囲にダム（ｄａｍ）構造を設け、温度制御手段お
よび電気抵抗加熱エレメントが絶縁発泡体と接触することから保護し、発泡体が
シェルの壁にある開口を通じて環状空間から流出するのを防止する。

【００１１】 電気加熱温水器には、安全装置が設けられている。高温安全遮断スイッチが電
力ラインに設置されており、水タンク内の温度が安全レベルを上回る場合に、電
気抵抗加熱エレメントへの電力を遮断する。また、水タンクには高温安全弁が備
えられており、水の沸騰点（１００℃）付近で開くように設定されており、沸騰
した水からの水タンク内の圧力上昇を防止する。

【００１２】 発明の概要 本発明によれば、水加熱サイクルの大部分にわたって短いパルスまたはバース
ト状で電力を供給することによって、温水器の電気抵抗加熱エレメントへの電力
を変調する。電力の変調により、温水器内の水の加熱効率の向上を図る。短いパ
ルスまたはバースト状で電力を温水器の抵抗加熱エレメントに供給することによ
り、従来技術の機械式温度コントローラの場合と実質的に同じレートで、等しい
量の水を選択した温度に加熱することが可能となり、しかも水を加熱するために
用いる電力が大幅に少なくて済む。典型的な住宅設備において水を加熱し蓄積す
るために用いる電気温水器は、多くの場合、単一の電気エネルギ消費器具として
は最大である。従って、水を加熱するために用いる電力の大幅な削減は、大幅な
エネルギおよびコストの節約となる。

【００１３】 住宅用加熱エレメントへの電力を短いバーストに変調する好適な方法は、比例
帯温度コントローラの使用によるものである。比例帯温度コントローラは、温水
器のタンク内の水温を検知し、選択した設定点温度からの水温の差分的分離（ｄ
ｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）に応じたレートで、抵抗加熱
エレメントへの電力を制御する電子デバイスである。比例帯温度コントローラは
、電気抵抗加熱エレメントへの電力を変調する際、周期的に電気エネルギを供給
し、各サイクルにおいて、短いバーストで電気エネルギを導通させ、その後に電
気エネルギを導通させない短い期間が続く。水タンク内の水温と設定点温度との
間の差分的分離が大きい場合、各サイクルにおいて電力を導通させる期間は、電
力を導通させない期間と比較して、長くなる。水温が選択した設定点温度に近づ
くにつれて、各サイクルにおける抵抗加熱エレメントに電力を導通させる期間は
短くなる。各サイクルの期間は調節可能であり、典型的に１秒未満とするとよい
。また、典型的に、１サイクル中の各電気バーストの期間は、水温が設定点温度
に近づくに連れて、サイクル期間の約９５％から約５０％に減少する。

【００１４】 水温が設定点温度に達すると、比例帯温度コントローラは、抵抗加熱エレメン
トへの電力の導通を完全に停止する。次いで、水温が設定点未満に低下すると、
比例帯温度コントローラは、再び、短いバーストのサイクルで抵抗加熱エレメン
トに電力を導通させる。

【００１５】 比例帯温度コントローラは、電力損失が非常に小さく効率的であり、しかも水
温が設定点温度に達したときに、精度高く電力の導通を停止する。加えて、比例
帯温度コントローラは、従来技術の機械式温度コントローラと比較して、製造お
よび設置が安価である。また、指示ランプ、可聴アラーム、および温度ディスプ
レイ等のような追加物（ａｄｄ−ｏｎ）を容易に比例帯温度コントローラに接続
することができ、これらを接続する温水器の操作性および利便性を高めることが
できる。

【００１６】 本発明のその他の特徴および利点は、以下の詳細な説明、請求の範囲および図
面を検討することにより、当業者には明白となろう。

【００１７】 本発明の一実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その用途が、以下の説
明に明記され図面に例示される構造および構成部品の配列または工程の詳細に限
定されるものではないことが理解されよう。本発明は、他の実施形態も可能であ
り、種々の別の方法で実施、即ち、実現が可能である。また、ここで用いる文章
や用語は説明目的のものであり、限定として見なすべきでないことも理解されよ
う。

【００１８】 好適な実施形態の説明 前述のように、電気抵抗加熱エレメントを有する温水器において比例帯温度コ
ントローラを用いることにより、予め選択した設定点温度に温水器内の水を加熱
しつつ、従来技術の機械式温度コントローラを同一の温水器に用いて同一の設定
点温度に同一の重量の水を加熱する場合に消費する電力よりも消費電力が削減す
るという、思い掛けない利点が得られた。

【００１９】 比例帯温度コントローラは、水温検知デバイス（サーミスタ）と、温度設定点
デバイス（可変レオスタット）と、電力を抵抗加熱エレメントに切り替えるゲー
ト・サイリスタと、水温検知デバイスおよび温度設定点デバイスからの信号に応
答してサイリスタを制御する論理回路とを備える電子デバイスである。論理回路
は、水温検知デバイスおよび設定点温度からの、設定点温度からの水温の差を示
す電圧入力を受け取る。論理回路は、水温検知デバイスおよび温度設定点デバイ
スからの電圧入力に応答し、ゲート・サイリスタに信号を送る。水温検知デバイ
スと温度設定点デバイスとの温度差が大きい場合、論理回路は、ＡＣ電流の各サ
イクルの大部分、約９４％、の間、電気を導通させるようにゲート・サイリスタ
に信号を送り、各ＡＣサイクルの約６％の間、電気の導通を停止するようにゲー
ト・サイリスタに信号を送る。水と設定点との温度差が狭まるに連れて、水温は
比例制御帯域に入り、そこでは、論理回路はゲート・サイリスタに対する制御を
強め始め、抵抗加熱エレメントへの電力を制限する。水温が比例制御帯域に入る
と、論理回路は新たな制御サイクル期間を定め、各サイクルの８５％の間、電力
を導通させ、各サイクルの１５％の間、導通を停止するようにサイリスタに信号
を送る。水温が設定点温度に更に近づくに連れて、論理回路は各サイクル期間に
おける導通を短くするようにサイリスタに信号を送る。水温が設定点温度に到達
すると、論理回路はサイリスタを閉じ、水温が再び設定点温度未満に低下するま
で、抵抗加熱エレメントに電力を供給しない。設定点温度あたりでの不適当な繰
り返し動作（ｕｎｄｕｅ ｃｙｃｌｉｎｇ）を防止するためには、サイリスタに
電力を導通させ水を再度設定点温度へ加熱するように再度び信号を送る前に、水
温が設定点温度よりも５℃ないし１０℃下がることを必要とするように、論理回
路を設定する。

【００２０】 この比例帯温度コントローラを用いた温水器における水の加熱効率の向上は完
全には理解されていない。理論的には、抵抗加熱エレメントに供給される電力の
本質的に全てが熱に変換され、その熱が抵抗熱エレメントを取り巻く水に移転さ
れるはずである。同一電力量であれば、同一重量の水を同一温度数だけ加熱する
はずである。以下の例に示すように、比例帯温度コントローラを有する温水器は
、タンクの水を選択した設定点温度に加熱する際に、従来技術の機械式温度コン
トローラを有する同じ温水器よりも、約１０％必要な電力が少なくて済む。 僅かなオーバーシュートを生ずるのみで水を設定点温度にする比例帯温度コント
ローラの向上された精度が、機械式温度コントローラに対する効率向上の部分的
な理由とはなるが、それで全てを説明するとは思われない。

【００２１】 断言しようという訳ではないが、比例帯温度コントローラを用いる場合の加熱
効率の向上は、抵抗加熱エレメントから水への熱移転に影響を及ぼす水タンク内
の物理的状態によるものと考える。比例帯温度コントローラは、水タンク内の水
が選択された設定点温度に達するまで、短いバーストで電力を抵抗加熱エレメン
トに導通させ、その後に電力を導通させない短い期間が続く。比例帯温度コント
ローラは、水が設定点温度に達すると、抵抗加熱エレメントへの電力導通を精度
高く停止する。一方、従来技術の機械式温度コントローラは、水を加熱している
際、最大電力で連続的に電力を抵抗加熱エレメントに導通させる。水が設定点温
度に到達したとき、バイメタル熱電対の機械的特性のために、機械式温度コント
ローラはオーバーシュートし、抵抗加熱エレメントへの電力導通を停止する前に
水を設定点温度を越える温度に加熱してしまう。

【００２２】 家庭用温水器に用いられるような抵抗加熱エレメントは、数秒の内に８００°
Ｆ（約４２７℃）ないし９００°Ｆ（約４８２℃）の範囲の温度に加熱する。水
は、かかる高熱の抵抗加熱エレメントと接触すると蒸発し、抵抗加熱エレメント
周囲に水蒸気層を形成し、抵抗加熱エレメントから水への熱移転を妨げる。機械
式温度コントローラでは、抵抗加熱エレメントは、バイメタル熱電対が電力を遮
断するまで、そのように加熱され高温に留まる。機械式温度コントローラによっ
て制御される抵抗加熱エレメントからの過剰な熱は、水タンクの壁に放射される
可能性があり、あるいは水蒸気によって水タンクの上部まで搬送され、ここで過
剰な熱は、温度を検知するバイメタル熱電対から離れて位置する水の最上層に吸
収される可能性がある。

【００２３】 比例帯温度コントローラでは、抵抗加熱エレメントは電力の各バーストの間に
加熱され、バースト間の期間中に水との接触により冷却される。このように、電
力の各バースト間に抵抗加熱エレメントが冷却されるので、抵抗加熱エレメント
の上昇させられる温度が低減し、高熱の抵抗加熱エレメントの周囲の水蒸気の蓄
積が減少する。結果的に、抵抗熱エレメントから水への熱移転が増大する。離散
した短いバーストで温水器内の抵抗加熱エレメントに電力を供給し、各バースト
の後に電力を遮断する期間を設けることによって、温水器における抵抗加熱エレ
メントから水への熱転移効率が向上する。

【００２４】 比例帯温度コントローラは公知であり、コーヒー・メーカーのような機器にお
ける水温制御を含む多くの商用用途において広く用いられている。比例帯温度コ
ントローラは、私の知る範囲では、温水器内の大量の水の温度を制御するために
は、これまで用いられていない。

【００２５】 図面の図１は温水器１０の断面図を示し、温水器１０は、永久的に密閉された
水タンク１１、水タンク１１を包囲するシェル１２、及び水タンク１とシェル１
２との間の環状空間を充填する発泡絶縁物１３を備えている。注水ライン、即ち
、ディップ・チューブ１４が水タンク１１の上部から入り、水タンク１１の底部
付近に冷たい水を追加する。出水ライン１５が水タンク１１から引き出され、水
タンク１１の頂部付近から温水を導き出す。抵抗加熱エレメント１６は、水タン
ク１１の壁を貫通して延びている。制御ボックス１７内にある比例帯制御回路は
抵抗加熱エレメント１６に接続されている。サーミスタ１８は、水タンク１１の
外壁と接触し、水タンク１１内の水の温度を検知する。このサーミスタ１８は、
電気ワイヤ１９を通じて論理回路に接続されている。Ａ．Ｃ．電力はライン２０
を通じてゲート・サイリスタに供給される。カスタム化可能なオペレータ・イン
ターフェース３０が温水器の外側に取り付けられており、それが制御ボックス１
７と通信し、加熱エレメントの制御のための安全性を確保した接近（アクセス）
を可能にする。オペレータ・インターフェースは、加熱エレメントの直接制御ま
たは遠隔制御を行うように動作可能である。

【００２６】 図面の図２は、本発明の方法に従って温水器内の水を加熱するための、好適な
比例帯温度制御回路１００の概略図である。図２において、抵抗加熱エレメント
１２５は、温水器内の水を加熱する４，５００ワット加熱エレメントである。温
度設定点デバイス１０１は可変レオスタットであり、約９０°Ｆ（約３２℃）な
いし１８０°Ｆ（約８２℃）の範囲で温度設定点を設定する。サーミスタ１０２
は、温水器内の水の温度を検知するためのものである。代替の実施形態では、タ
ンク全域に複数のサーミスタを配置し、複数の位置において水温を測定すること
も可能である。それらのサーミスタの出力を平均化することも可能である。

【００２７】 ゲート・サイリスタ１０３は、モトローラ社（Ｍｏｔｏｒｏｌａ，Ｉｎｃ．）
が製造するＴＲＩＡＣであり、抵抗加熱エレメント１２５への電力を制御する。
論理チップ１０４は、モトローラ社が製造する比例帯温度コントローラＵＡＡ１
０１６Ａである。ライン１０５および１０６を通じて比例帯温度制御回路１００
に、２４０ボルト電力を供給する。以下で説明する光電カプラ１０８は、比例帯
温度制御回路が再度活性化する前に、設定点温度から低下させなければならない
水温の量を制御する。

【００２８】 約−８ボルトの安定化電源電圧が、ツエナー・ダイオード１０７および抵抗器
１０９を介してライン１０６からライン１１０に送られ、比例帯温度制御回路に
送られる。温度設定点デバイス１０１および温度センサ１０２を通じての電圧の
降下は、点１１１において信号電圧を生成する。この信号電圧は、設定点温度と
検知した水温との間の温度差に比例する。検知された電圧は、ライン１１２を通
じて、論理チップ１０４内部にある電圧比較器１１３の一方の脚部に伝達される
。抵抗器１１４および１１５による電圧降下によって大きさが決定される基準電
圧が、点１１６に発生する。論理チップ１０４内の鋸歯発生器１１８が発生する
鋸歯電圧が、点１１９において、基準電圧に重ねられる。鋸歯電圧によって変形
された基準電圧は、ライン１１７を通じて電圧比較器１１３の第２の脚部に達す
る。

【００２９】 基準電圧に重ねられた鋸歯電圧は、電圧比較器１１３の第２脚部における電圧
を、鋸歯パターンで、約０．８５秒の周期にわたって最低電圧から最高電圧まで
変化させる。電圧比較器１１３では、第１脚部の信号電圧を第２脚部の変形され
た基準電圧と比較する。比較結果は、ライン１２０を通じて論理回路１２１に伝
達される。論理回路１２１では信号が発生し、その信号が、ライン１２２、増幅
器１２３およびライン１２４を通過して、サイリスタ１０３を制御する。比較器
１１３の第１脚部における信号電圧が、比較器１１３の第２脚部における基準電
圧の最大値よりも大きい場合、サイリスタ１０３への信号は、電力を導通させて
抵抗加熱エレメント１２５を通じて流れさせて、水タンク内の水を加熱する。論
理チップ１０４は、ライン１２４の信号が、サイリスタ１０３に各ＡＣ電流サイ
クルの９６％に対して電気を導通させ、各電流サイクルの４％に対して導通を停
止させるように構成されている。

【００３０】 電圧比較器１１３の第１脚部における信号電圧は、温度センサ１０２が検知す
る水温が、設定点温度デバイス１０１上で選択された設定点温度に近づくと、電
圧比較器１１３の第２脚部における基準電圧の最大値よりも小さな値に低下する
。信号電圧が基準電圧の最大値と基準電圧値の平均との間の範囲にある場合、温
度制御回路１００は比例帯制御範囲にある。従って、信号電圧が電圧比較器の第
２脚部における基準電圧の値よりも大きい場合、論理回路１２１は、電力を抵抗
加熱エレメント１２５に導通させることをサイリスタ１０３に通知するように、
増幅器１２３に信号を送る。次いで、鋸歯電圧が、電圧比較器の第２脚部におけ
る基準電圧を、電圧比較器の第１脚部における信号電圧の値よりも大きな値に増
大させると、論理回路１２１は、抵抗加熱エレメント１２５への電力導通を停止
することをサイリスタ１０３に通知するように、増幅器１２３に信号を送る。電
圧比較器の第１脚部における信号電圧が、電圧比較器１１３の第２脚部における
基準電圧の平均値に近づくに連れ、サイリスタ１０３は、発生した鋸歯電圧の各
サイクルにおいての導通させる割合を減少させていく。温度センサ１０２が検知
する水温が、温度設定点デバイス１０１の設定点温度に等しくなると、電圧比較
器１１３の第１脚部における信号電圧は、電圧比較器１１３の第２脚部における
平均基準電圧に等しくなり、論理回路１２１は、増幅器１２３へ、サイリスタ１
０３をオフに切り替えるように信号を発し、抵抗加熱エレメント１２５への電力
を遮断する。サイリスタ１０３は、温度センサ１０２が検知する水温が、設定点
温度よりも規定量だけ低下するまで、非導通状態に留まる。これについては、以
下で説明する。

【００３１】 電圧比較器１１３の第１脚部における信号電圧および電圧比較器１１３の第２
脚部における基準電圧は、サイリスタ１０３を適正に制御して水を所望の温度に
加熱する増幅器１２３への信号を論理回路１２１が生成できるような値を有さな
ければならない。温度設定点デバイス１０１は可変レオスタットであり、その抵
抗は手動で調節して設定点温度を変化させることができる。温度センサ１０２は
サーミスタであり、その抵抗は、検知した水の温度が上昇するに連れて減少する
。抵抗器１２６および１２７の値は、点１１１における信号電圧が、設定点温度
と検知水温との間の差に比例するように選択する。点１１６における基準電圧は
、抵抗器１１４および１１５の値によって決定され、点１１９において基準電圧
に重ねられる鋸歯電圧の大きさは、抵抗器１２８および１２９の値によって決定
される。これら抵抗器の値は、比例帯温度制御回路１００のための選択された個
々の温度設定点デバイス１０１、温度センサ１０２、および論理チップ１０４の
特性に対応するように調節しなければならない。

【００３２】 前述のように、光電カプラ１０８が比例帯温度制御回路１００に含まれており
、検知した水温が設定点温度付近にある場合に、サイリスタ１０３の不適当な繰
り返し動作を防止する。検知した水温が設定点温度に等しい場合、論理回路１２
１は、サイリスタ１０３を遮断して抵抗加熱エレメント１２５への電力導通を停
止するように増幅器１２３に信号を送る。光カプラ１０８がない場合、検知した
水温が、例えば、１℃未満の少量だけ設定点温度よりも低下したときに、論理回
路１２１は、検知される水温が再度設定点温度に加熱されるまで、増幅器１２３
にサイリスタ１０３を開いて抵抗加熱エレメント１２５に電力を導通させるよう
に信号を送る。この動作の結果、サイリスタ１０３は迅速にオフおよびオンを繰
り返し、検知される水温をできるだけ設定点温度に近づけるように制御する。

【００３３】 ライン１３０および１３１によって抵抗加熱エレメント１２５にまたがって電
気的に接続されている光電カプラ１０８は、電流が抵抗加熱エレメント１２５を
通過しているときの実際の温度よりも、検知温度が約５℃高くなって現れるよう
に動作する。従って、温度センサ１０２が検知する水温が設定点温度に達したと
き、サイリスタ１０３は、抵抗加熱エレメント１２５および光電カプラ１０８に
電流を導通させるのを停止させられる。光電カプラ１０８に電流が流れないので
、点１１１における信号電圧は、温度センサ１０２を通じての電圧降下、ならび
に設定点デバイス１０１、抵抗器１２６、および抵抗器１２７を通じての電圧降
下によって決定される。抵抗１２７は、検知温度における約５℃の温度変化によ
って生ずる電圧降下と等価の電圧降下を発生する。結果的に、検知温度は実際よ
りも約５℃高くなって現れ、検知温度は、電圧比較器１１３の第１脚部における
信号電圧が、検知温度が設定点温度未満であることを示す前に、５℃余分に低下
しなければならない。電圧比較器１１３が論理回路１２１に、検知温度が設定点
温度未満であることを知らせると、論理回路１２１は、増幅器１２３に、サイリ
スタ１０３を開いて電流を抵抗加熱エレメント１２５に流すように信号を送る。
電流が抵抗加熱エレメント１２５に流れると、電流はライン１３０および１３１
を通じて光電カプラ１０８に流れる。電流が光電カプラ１０８に流れると、抵抗
器１２７をバイパスし、見掛け上の検知水温への５℃のバイアスは取り除かれる
。次に、論理回路１２１は、検知水温が再び設定点温度に達するまで、サイリス
タ１０３を開くように増幅器１２３に信号を送る。この光電カプラ１０８の動作
によって、サイリスタ１０３が再度電力を抵抗加熱エレメント１２５に導通させ
る前に、検知温度を設定点温度よりも約５℃低下させることが可能となり、かつ
、抵抗加熱エレメント１２５から電力を遮断する前に、検知水温を設定点温度に
加熱することが可能となる。この動作によって、検知水温が設定点温度付近にあ
る場合に、抵抗加熱エレメント１２５に繰り返し電流が流れるのを防止する。

【００３４】 代替の実施形態では、温度制御回路１００は、プログラム可能なリアル・タイ
ム・クロックを含むこともでき、加熱エレメントの制御サイクルに、ピークまた
はオフ・ピーク・エネルギ要求期間や、あるいは休暇期間動作サイクルをプログ
ラムすることができる。加えて、圧力センサ、温度センサ、ミネラル堆積センサ
および／または水の存在を検出するセンサを追加することも可能である。制御回
路は、所定の条件または制限を検出した時に温水器および／または加熱エレメン
トから電力を切断するようにプログラムすることもある。更に、制御回路は、使
用水量、あるいはピークエネルギ要求期間かまたはオフ・ピーク・エネルギ要求
期間かというような種々の条件に応答して設定点を自動的に調節する手段を含む
ことも可能である。

【００３５】 例 第１例では、４，５００ワットの抵抗加熱エレメントを有する電気温水器を作
動させ、２４０ボルトＡＣ電流を用いて６０°Ｆ（約１５．６℃）から１２０°
Ｆ（約４８．９℃）に水を加熱した。最初の実験では、本願の導入部において記
載したような、市販のバイメタル・サーモスタットを用いて、水温を検知し、抵
抗加熱エレメントへの電流を制御した。２回目の実験では、図２に示し且つ本願
において説明したような比例帯温度制御回路を用いて、水温を検知し、抵抗加熱
エレメントへの電流の流れを制御した。２回の比較実験の結果を、図面の図３に
示す。

【００３６】 実験１では、ねじ切りスタッドによってバイメタル・サーモスタットの張力を
調節し、１２０°Ｆ（約４８．９℃）の設定点温度で、バイメタル・サーモスタ
ットが平面形状から半球形状にスナップするようにした。バイメタル・サーモス
タットは、電気抵抗加熱エレメントよりも約３インチ（約７６．２ｍｍ）高い位
置において、温水器の水タンクの外壁と接触するように配置した。バイメタル・
サーモスタットは、絶縁ロッドを介して、抵抗加熱エレメントに電力を供給する
ラインにある電気スイッチに接続した。水タンクには６０°Ｆ（約１５．６℃）
の水を満たし、抵抗加熱エレメントに給電するラインに電力を接続した。バイメ
タル・サーモスタットは、平面位置に留まり、電気スイッチは閉じていた。電流
は、水が約１２２°Ｆ（約５０℃）に加熱されるまで、約２７分間１９．７アン
ペアのレートで抵抗加熱エレメントを流れた。次いで、バイメタル・サーモスタ
ットは半球形状にスナップし、スイッチを活性化して抵抗加熱エレメントへの電
流を遮断した。この最初の実験の水温と時間とのグラフを図３に示す。

【００３７】 実験２では、本願において図２に示し且つ先に説明したような比例帯温度制御
回路を用いた。温度設定点デバイス１０１は１２０°Ｆ（約４８．９℃）の設定
点に校正し、サーミスタ温度検知デバイス１０２を、水タンクの抵抗加熱エレメ
ント１２５よりも約３インチ（約７６．２ｍｍ）上に取り付けた。サイリスタ１
０３を抵抗加熱エレメント１２５に接続した。温水器の水タンクから排水し、新
たに６０°Ｆ（約１５．６℃）の水で満たし、比例帯温度制御回路１００を主電
源に接続した。比例帯温度制御回路１００は最初に１８．８アンペアの電気を抵
抗加熱エレメント１２５に供給した。即ち、実験１の機械式サーモスタットが供
給するアンペアの約９５％である。約４分後（４８°Ｆ（約８．９℃）で）、比
例帯温度制御回路１００は、抵抗加熱エレメント１２５に供給する電気を１８．
６アンペア、即ち、実験１の機械式サーモスタットが供給するアンペアの約９１
％に減少させた。約２１分後（１０４°Ｆ（約４０℃）で）、検知水温が比例帯
温度範囲に入り、比例帯温度制御回路１００は、抵抗加熱エレメント１２５への
電力をゆっくりと減少させ始め、２７分後の、検知水温が設定点温度に達し、比
例帯温度回路１００が抵抗加熱エレメント１２５への電流を遮断するまで、減少
させた。

【００３８】 図３の分析から、実験１および実験２では、同量の時間で同量の水を実質的に
同一温度に加熱したことがわかる。しかしながら、実験１では、１９．７アンペ
アの電気が必要であったのに対し、実験２では加熱期間にわたって約１８．６ア
ンペアの電気が必要なだけであった。即ち、抵抗加熱エレメント１２５に短いバ
ーストで電気を供給してその後に電気を遮断した短い期間が続く、本発明の比例
帯温度制御回路を装備した温水器において水を加熱すると、同一の温水器で機械
式温度コントローラを用いて同量の水を同一温度に加熱する場合よりも、必要な
電力が９％少なくて済むことになる。これは予期せぬ結果である。

【００３９】 比例帯温度制御回路によって負荷にパルス状電流を供給することにより、印加
電流に応答して水温を素早く僅かに上昇および低下させることが可能になる。各
サイクル毎にヒータ・エレメントに印加する電流を短く中断することによって、
ヒータ・エレメントから水への放射エネルギの転送効率を一層高めることが可能
となる。

【００４０】 第２例として、典型的な湯沸器の動作サイクルの間に消費者が使用するであろ
う実際のエネルギ量を判定するための試験を行った。図４を参照すると、機械式
サーモスタットおよび比例帯制御ロジックを含む電子式サーモスタットについて
、実際のキロワット毎時（ｋＷｈ）と時間とをグラフにしてある。

【００４１】 図４は、典型的な加熱サイクルの間、比例帯制御ロジックを使用したことの直
接的な結果として、使用したエネルギが約３％少ないことを示す。この割合は、
温水器の性能に悪影響を与えることなく、トライアック（ｔｒｉａｃ）の発火象
限の導通角度を変化させることによって、約５ないし５．５％上昇させることが
可能である。

【００４２】 加えて、比例帯制御ロジックを用いてヒータ・エレメントへの電流を制限する
ことにより、およびヒータにパルス状で電流を供給することにより、温度設定点
に徐々に近づけ、所望の温度をオーバーシュートしないことにより、更に１５％
のエネルギ削減がもたらされる。

【００４３】 電流変調と、温度設定点のオーバーシュート防止との組み合わせによって、バ
イメタルの機械式サーモスタットを用いた同様のヒータの運転コストよりも約２
０％の総合的なエネルギ節約が消費者にもたらされる。

【００４４】 １２５°Ｆ（約５１．７℃）ないし１３０°Ｆ（約５４．４℃）の適当な温度
を超過して水を過熱することは、一般にエネルギの浪費である。典型的な厚さ２
インチ（約５０．８ｍｍ）の絶縁層は、約１３０°Ｆ（約５４．４℃）又はそれ
以上の温度では、熱を効率的に維持する能力を失う。スタンバイ・モードにおけ
るこのエネルギ損失は無駄であり、潜在的に、ヒータが必要以上に頻繁に動作を
繰り返す可能性がある。

【００４５】 本発明の比例帯制御回路は、オーバーシューティングを防止し、水温が５°Ｆ
（約２．８℃）程度のみ低下することを許容して、水温を所望の設定点に戻すた
めに必要な差分だけ動作を繰り返すようにする。

【００４６】 比例帯制御回路の別の利点は、その可燃性の蒸気のある環境における好適性で
ある。例えば、かかる環境は、ガレージ、工場、又は地下の貯蔵区域内に存在す
る可能性があり、そのような場所には、溶剤、ガソリン、プロパン、またはその
他の燃焼性が高いまたは爆発性の蒸気が存在する。機械式サーモスタットおよび
接触形切替機器は、電気的に接触したり離れたりすると、切り替える電流量によ
ってはアークを発生するおそれがある。電気アークは、可燃蒸気が十分に揮発性
である場合、その蒸気に点火するおそれがある。対照的に、比例帯制御回路は完
全に固体であり、動く部品を有さず、可燃性蒸気に点火することはない。

【００４７】 以上、本発明の特定の実施形態についてここに示しかつ説明したが、本発明の
精神および範囲から逸脱することなく、変更や修正も可能である。例えば、モト
ローラ社のＵＡＡ１０１６Ａ論理チップ以外の論理チップを用いて、サイリスタ
１０３のオン−オフ・サイクルを制御することも可能である。また、温度検知デ
バイス１０２として用いたサーミスタ以外の感温デバイスも採用可能である。ま
た、モトローラ社のＴＲＩＡＣ以外のサイリスタを、サイリスタ１０３として用
いることも可能である。従って、特許請求の範囲に含まれる限定以外には、本発
明の限定を意図しないものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明の温度コントローラの構成を、温水器の他の構成部品に関連付
けて示した、温水器の断面図である。

【図２】 図２は、本発明の好適な温度コントローラの電気回路図である。

【図３】 図３は、従来技術の機械式温度コントローラと、本発明の比例帯温度コントロ
ーラとのエネルギ使用データのグラフである。

【図４】 図４は、従来技術の機械式温度コントローラと、本発明の比例帯温度コントロ
ーラとのエネルギ消費レート・データのグラフである。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年２月２１日（２０００．２．２１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項４１】 請求項３８記載の温水器において、前記の不適当なサイク
ルを防止する手段が、前記論理回路には前記検知温度を前記所定量だけ実際より
も高く見せるように動作する、温水器。

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１１月１７日（２０００．１１．１７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＵ，ＩＤ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ， ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ｗ Ｆターム(参考） 3K058 AA01 AA11 AA81 AA87 BA11 CA14 CA23 CA33 CA61 CB02 CB15 CB22 CB27 CC03 CE15 CF01 GA05 4B055 AA37 BA08 BA10 BA22 CC03 CC18 CD02 CD14 CD16 CD32 CD33 CD41 DA03 DB02 GB09 GB45 GC04 GC25 GC34 GD04

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水タンクと、該水タンク内に延びる電気抵抗加熱エレメント
   とを備える温水器において、前記水タンク内の水を、初期の低温から予め選択し
   た高い設定点温度に加熱する改良された方法であって、 バースト状で電力を前記電気抵抗加熱エレメントに導通させ、電力の各バース
   トに続いて、前記電気抵抗加熱エレメントに電力を導通させない期間を続けるよ
   うにすることからなる方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の方法において、前記電気抵抗加熱エレメント
   に供給する電気は交流であり、 電力の各バーストの前記期間は、交流の各サイクルの一部分であり、 各電力バーストに続く、前記電気抵抗加熱エレメントに電力を導通させない前
   記期間が、交流の各サイクルの残り部分からなる、方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の方法において、電力の各バーストの前記期間
   が、交流の各サイクルの約９５％以下である、方法。
4. 【請求項４】 外壁を有し水を保持する水タンクと、前記水タンク内に延び
   て該タンク内の水を加熱する電気抵抗加熱エレメントとを備える温水器において
   、 前記電気抵抗加熱エレメントに電力を導通させ、前記水タンク内の水を加熱す
   る温度コントローラを備え、該温度コントローラは、前記電気抵抗加熱エレメン
   トにバースト状で電力を導通させ、各バーストの後に、前記電気抵抗加熱エレメ
   ントに電力を導通させない期間を続かせ、前記水タンク内の水を加熱する効率を
   向上させるようにした、温水器。
5. 【請求項５】 請求項４記載の温水器において、 前記温度コントローラが、 電力の１つのバーストと、それに続いての電力を導通させない期間とから成る
   サイクルを、約１秒以下に制限するため、および電力の各バーストを各サイクル
   の約９５％以下に制限するための論理回路を備える、温水器。
6. 【請求項６】 請求項５記載の温水器において、前記温度コントローラが、 前記温度コントローラが前記水タンク内の水をそこまで加熱する設定点温度を
   定める設定点温度デバイスと、 前記水タンク内の水の温度を検知する温度センサ・デバイスと、 前記論理回路内にあり、検知した前記水温と前記設定点温度との間の温度差を
   判定する温度差分手段と、 前記論理回路内にあり、検知された前記温度が前記設定点温度以上である場合
   に、前記電気抵抗加熱エレメントへの電力導通を停止する手段と を備える、温水器。
7. 【請求項７】 請求項６記載の温水器において、前記温度コントローラは比
   例帯温度コントローラであり、 検知された前記温度が、選択した比例帯範囲内において前記設定点温度に近づ
   くに連れて、前記温度コントローラを、該温度コントローラが前記電気抵抗加熱
   エレメントに電力を導通可能な状態から、該温度コントローラが前記電気抵抗加
   熱エレメントに電力を導通不可能な状態に、サイクルさせる比例帯デバイスを含
   み、各サイクルが、約１秒以下の期間を有し、前記温度コントローラが電力を導
   通可能な各サイクル期間の割合が、前記比例帯範囲内にあるときには、検知した
   前記温度が前記設定点温度に近づくに連れて減少する、温水器。
8. 【請求項８】 請求項７記載の温水器において、前記温度コントローラが、 検知した前記温度が前記設定点温度に達した後に、前記温度コントローラを、
   前記の検知した温度が前記設定点温度からの選択された差分に低下するまで非導
   通状態に設定する反サイクル・デバイスを含む、温水器。
9. 【請求項９】 温水器であって、 水を保持する永久的に密閉された水タンクと、 冷たい水を前記水タンクに追加する注水ラインと、 前記水タンクから加熱した水を引き出す出水ラインと、 前記水タンク内に延び、前記水タンク内の水を加熱する電気抵抗加熱エレメン
   トと、 前記電気抵抗加熱エレメントに電力をバースト状で導通させる制御回路であっ
   て、各バーストの後に、前記電気抵抗加熱エレメントに電力を導通させない期間
   が続き、これによって前記水タンク内の水を加熱する効率を向上させる、制御回
   路と、 を備える温水器。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の温水器において、前記タンクは上部および
    底部を有し、前記注水ラインが、前記タンクの上部に近接する点において前記タ
    ンク内部に延び且つ前記タンクの底部に近接する出口を有するディップ・チュー
    ブを含む、温水器。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の温水器において、前記出水ラインが、前
    記タンクの上部に近接する入口を有する、温水器。
12. 【請求項１２】 請求項９記載の温水器であって、更に、前記タンクを包囲
    するシェルを備え、前記タンクと前記シェルとの間に空間を規定し、且つ、該空
    間内に絶縁体を備える、温水器。
13. 【請求項１３】 請求項９記載の温水器において、電力の１つのバースト及
    びそれに続く電力を導通させない前記期間が１サイクルを規定し、前記制御回路
    が前記サイクルを約１秒以下に制限する、温水器。
14. 【請求項１４】 請求項１３記載の温水器において、前記制御回路が前記バ
    ーストを各サイクルの約９６％未満に制限する、温水器。
15. 【請求項１５】 請求項１３記載の温水器において、前記制御回路が、該制
    御回路が前記水タンク内の水をそこまで加熱する設定点温度を定める設定点温度
    デバイスと、前記水タンク内の水の検知温度を検知する温度センサと、前記検知
    水温と前記設定点温度との温度差を判定し、前記検知温度が前記設定点温度以上
    の場合に前記電気抵抗加熱エレメントへの電力の導通を停止する論理回路とを含
    む、温水器。
16. 【請求項１６】 請求項１５記載の温水器において、前記論理回路が比例帯
    温度コントローラであり、前記検知温度が所定の比例帯範囲以内にある場合に、
    各バーストの期間は、前記検知温度が前記設定点温度に近づくに連れて減少する
    、温水器。
17. 【請求項１７】 請求項１６記載の温水器において、前記制御回路が、前記
    論理回路の不適当なサイクルを防止する手段を含み、前記検知温度が前記設定点
    温度に達したときに、前記電気抵抗加熱エレメントへの電力の導通を、前記検知
    温度が前記設定点温度よりも所定量だけ低下するまで、停止するようにした、温
    水器。
18. 【請求項１８】 請求項１７記載の温水器において、前記の不適当なサイク
    ルを防止する手段が光電カプラを含む、温水器。
19. 【請求項１９】 請求項１８記載の温水器において、前記光電カプラは、前
    記電気抵抗加熱エレメントに電力が導通されたときに、電流を導通する、温水器
    。
20. 【請求項２０】 請求項１７記載の温水器において、前記の不適当なサイク
    ルを防止する手段が、前記論理回路には前記検知温度を前記所定量だけ実際より
    も高く見せるように動作する、温水器。
21. 【請求項２１】 温水器であって、 水を保持する永久的に密閉された水タンクと、該水タンクに冷たい水を追加す
    る注水ラインと、前記水タンクから水を引き出す出水ラインと、 前記タンク内に延び、前記タンク内の水を加熱する電気抵抗加熱エンレメント
    と、 前記電気抵抗加熱エレメントに電力をバースト状で導通させる制御回路であっ
    て、各バーストの後に前記電気抵抗加熱エレメントに電力を導通させない期間が
    続き、電力の１つのバーストと電力を導通させない前記期間とが１周期を規定す
    る、制御回路と、 前記制御回路が前記水タンク内の水をそこまで加熱する設定点温度を定める設
    定点温度デバイスと、 前記水タンク内の水の温度を検知する温度センサと、 検知した前記水温と前記設定点温度との間の温度差を判定し、前記の検知した
    温度が前記設定点温度以上の場合に前記電気抵抗加熱エレメントヘの電力の導通
    を停止する論理回路を含む比例帯温度コントローラと を備える温水器。
22. 【請求項２２】 請求項２１記載の温水器において、前記の検知した温度が
    所定の比例帯範囲内にある場合に、各バーストの期間は、前記の検知した温度が
    前記設定点温度に近づくに連れて短縮する、温水器。
23. 【請求項２３】 請求項２１記載の温水器であって、更に、ピークおよびオ
    フ・ピークの水の使用の時間をプログラムするプログラマブル・リアル・タイム
    ・クロックを含み、前記設定点温度を水の使用に応答して調節する、温水器。
24. 【請求項２４】 請求項２１記載の温水器であって、更に、水の使用を検出
    する手段を含み、水の使用が所定量未満の場合に前記設定点温度を調節する、温
    水器。
25. 【請求項２５】 請求項２１記載の温水器であって、更に、圧力センサを含
    み、所定の圧力に達した場合に前記温水器から電力を切断する、温水器。
26. 【請求項２６】 請求項２１記載の温水器において、所定の水温に達した場
    合に前記温水器から電力を切断する、温水器。
27. 【請求項２７】請求項２１記載の温水器であって、更に、水の存在を検出す
    る手段を含み、前記タンク内に水がない場合に前記コントローラをディスエーブ
    ルにする、温水器。
28. 【請求項２８】 請求項２１記載の温水器であって、更に、前記コントロー
    ラを操作するため且つ安全を確保した接近を可能にするオペレータ・インターフ
    ェースを含む温水器。
29. 【請求項２９】 請求項２８記載の温水器において、前記オペレータ・イン
    ターフェースに遠隔からアクセス可能である、温水器。
30. 【請求項３０】 請求項２８記載の温水器において、前記オペレータ・イン
    ターフェースが、誤動作を含むコントローラ動作の視覚的インジケーションを含
    む、温水器。
31. 【請求項３１】 請求項２１記載の温水器であって、更に、前記水タンクの
    複数の位置における水の温度を検知する複数の温度センサを含み、前記コントロ
    ーラが前記複数の温度センサに応答する、温水器。