JPH0326214A - 定量出湯装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電気保温ポット等に使用される定量出場装置
に関する。

（従来の技術） 例えば挽いたコーヒ豆に湯を供給してコーヒ液を抽出す
る場合、コーヒ液の濃さを一定にするためには供給する
湯量を一定にする必要がある。

このようなことから例えば電気保温ポットにおいて１回
の操作によって定量の湯が出湯できるように定量出湯装
置を備えたものがある。

すなわち従来は、第７図に示すように容器１内に収容さ
れている湯２を出湯ポンプ３によって吸込み、出湯パイ
プ４を介して出湯させる構成で、第８図に示すように出
湯スイッチ５のオン操作によってタイマ回路６を動作さ
せ、そのタイマ回路６でポンプ駆動回路７を動作させて
出湯ボンブ３を一定時間だけ動作させ定量出湯を行わせ
るようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところで出湯ボンプ３には第８図の（ａ）に示すように
ボンブ出湯特性にバラッキがあり、従って使用する出湯
ボンブによって単位時間当りの出湯量が異なる問題があ
る。

また出湯ボンプ３に生じるキャビテーションが湯温によ
って変化するため第８図の（ｂ）に示すように高温時に
出ｆｄｍが減少するという問題がある。

さらに容器１内の湯の水位が異なると湯の出口での圧力
が食化するため第８図の（Ｃ）に示すように水位によっ
て出湯量が変化する問題がある。

しかし従来装置では単に出湯ボンプ３を一定時間動作さ
せるだけであったので、上述した各問題に起因する出湯
量変化によって正確に定量の湯を出湯できない問題があ
った。

また従来装置では出湯ボンブ３の動作時にポンプがロッ
ク状態等の異常状態になってもそれを検知してボンブ動
作を停止させることができず、その結果ポンプが焼損す
る虞があった。

そこで本発明は、常に定員の湯を正確に出湯でき、しか
も電動機構に異常が生じたときには電動機構の動作を停
止させることができる定量出湯装置を提供しようとする
ものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、容器内の湯を電動機構によって吸込み出湯パ
イプを介して出渇させる出湯手段と、出湯パイプ内の所
定距離隔てた２地点の渇の到達を検知する検知手段と、
この検知手段にて検知された２地点の湯の到達時間差か
ら定量出湯のための電動機横の動作時間を演算する演算
手段と、この演算手段によって算出された動作時間だけ
電動機構を駆動する電動機構駆動手段と、この電動機構
駆動手段による電動機構の駆動が開始されてから一定時
間を経過しても検知手段が湯の到達を検知しないとき電
動機構の動作を停止させる停止制御手段を設けたもので
ある。

（作用） このような構成の本発明においては、電動機構が動作す
ると容器内の湯が出湯パイプを介して外部に出湯される
。そして出湯パイプ内の２地点に到達する湯の時・間差
から電動機構の動作時間が算出され、電動機構はその動
作時間だけ動作されることになる。

すなわち電動機構の出湯能力をｖＰとし、定量出湯量を
Ｖ，とすると、電動機構の動作時間ＴＡは、 ＴＡ＝Ｖｃ　　／　Ｖｐ　　　　　　　　　　　　　　
　−（１）となる。ここで出湯パイプ内における２地点
Ａ１Ｂ間の内容積をｖＡＢとして上記（１）式を変形す
ると、 Ｔ　Ａ　ｍ　Ｖ（　　／　ＶＡＢＸ　ＶＡＢ／　Ｖ　ｐ
　　　　　　−　（２）となる。

また電動機構の動作によって湯がＡ地点からＢ地点に到
達する時間ｔは、 ｔ　＝ＶＡｎ／Ｖｐ　　　　　　　　　　　−（３）と
なる。ここで上記〈３）式に上記（２）式を代入すると
、 ＴＡ−ＭＸｔ　　　　　　　　　　　　　・（４）とな
る。ここでＭは、Ｍ　＝　Ｖ　ｃ　／　Ｖ　ＡＪで決定
される定数であるので、Ａ，Ｂの２地点間に湯が到達す
る時間差ｔをカウントすることによって定量出湯ｊＩ　
Ｖ　ｃを出湯するための電動機構の動作時間ＴＡが求め
られることになる。

また電動機構駆動手段により電動機構が駆動されても一
定時間以上検知手段が湯の到達を検知しないときには電
動機構に異常が発生したと判断して電動機構の動作を停
ＩＬさせる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は電気保温ポットの構成を示すもので、１１は筺
体、１２はこの筺体１１内に収納された容器である。前
記容器１２の下方外側而にはヒタ１３が設けられ前記容
器１２内の水１４を加熱するようになっている。

前記容器１２の底部には排湯口１５が設けられ、その排
渇口１５から排湯バイプ１６が延出され、その排湯パイ
プ１６の先端に電動機構である出湯ボンブ１７の吸込み
口が接続されている。

前記出湯ボンブ１７の吐出し口には出湯パイプ１８の一
端が接続されている。前記出湯パイブ１８は透光性の材
料からなり、前記容器１２の底部位置からその容器１２
の側面に沿って上昇するように立設され、かつ他端側が
前記筺体１１内の上部にて逆Ｕ字形状に曲折されその先
端が下方に向いて給湯口１つとなっている。

前記容器１２の側面上部には満水位置を外部に表示する
ための透光性の窓２０が設けられている。

前記出湯パイプ１８の立設部位の上部にはパイプ内の湯
の到達位置を検知する検知手段２１が設けられ、また下
部には前記容器１２内の水１４が少なく給水が必要なこ
とを検知する給水センサー２２が設けられている。

前記検知手段２１及び給水センサー２２は具体的には第
２図に示すように構成されている。すなわち前記検知手
段２１は出湯バイプ１８の所定距離隔てた２地点間に光
センサーを配置したもので、低い方のＡ地点には第１の
流量センサーとして発光素子２３ａと受光素子２３ｂが
出湯バイプ１８を間に介して対向配置され、また高い方
のＢ地点には第２の流量センサーとして発光素子２４ａ
と受光素子２４ｂが出湯パイプ１８を間に介して対向配
置されている。

また前記給水センサー２２は出湯パイプ１８の下方のＣ
地点間に光センサーを配置したもので、発光素子２５ａ
と受光素子２５ｂが出湯パイプ１８を間に介して対向配
置されている。

前記出湯パイプ１８のＢ地点とＣ地点との間には球状の
浮子２６が上下動に収納されており、その浮子２６の上
下の移動範囲が丁度Ｂ地点とＣ地点となるように上スト
ッパー２７と下ストッパー２８が取付けられている。

また、第１図において２９は出湯スイッチ、３０は制御
回路を収納した制御ボックス、３１は電源コードを接続
するためのコネクタである。

第３図は要部回路構或を示すもので、３２は制御部本体
を構成するマイクロコンピュータである。

前記発光素子２３ａと受光素子２３ｂの一端は＋電源に
接続され、他端はそれぞれ抵抗３３．３４を介して接地
されている。また前記発光素子２４ａと受光素子２４ｂ
の一端は十電源に接続され、他端はそれぞれ抵抗３５．
３６を介して接地されている。さらに前記発光素子２５
ａと受光素子２５ｂの一端は十電源に接続され、他端は
それぞれ抵抗３７．３８を介して接地されている。

そして前記受光素子２３ｂと抵抗３４との接続点を前記
マイクロコンピュータ３２の入力ボートＩＮ，に接続し
、前記受光素子２４ｂと抵抗３６との接続点を前記マイ
クロコンビュータ３２の入力ボートＩＮ２に接続し、前
記受光素子２５ｂと抵抗３８との接続点を前記マイクロ
コンピュータ３２の人力ボートＩＮ４に接続し、かつ前
記出湯スイッチ２つを前記マイクロコンピュータ３２の
入カポー｝ＩＮ３に接続している。

前記マイクロコンピュータ３２の出力ボートＯＵＴ　１
には前記出湯ポンプ１７を駆動ル１１御するポンプ駆動
回路３９が接続され、出力ポートＯＵＴ２には湯沸かし
中ランプ、沸騰ランプ、給水ランプ等の表示ランプ４０
が接続されている。

前記マイクロコンピュータ３２には流量カウンタ４１、
出湯ＳＷフラグ、ＴＡフラグ等の各種フラグメモリ４２
、タイマー４３が設けられている。

前記マイクロコンピュータ３２は第５図に示す制御を行
うようにプログラム設定されている。すなわち前記給水
センサー２２が給水状態を検知しているときには前記出
湯スイッチ２９の操作を不能にしている。

また給水センサー２２が給水状態を検知していないとき
で出湯ＳＷフラグ一〇のときに前記出湯スイッチ２つが
操作されると出湯ｓｗフラグ−１にしてからボンブ駆動
回路３９を動作し、かつ前記タイマー４３をＯＮするよ
うにしている。そして第１の流量センサーの出力がＬ１
すなわちローレベルになったか否かをチェックする。こ
れは受光素子２３ｂが発光素子２３ａからの光を一時的
に受光しなくなったかをチェックすることになる。

第１の流量センサー出力がローレベルになると流量カウ
ンタ４１のカウント動作を開始させる。

そして第２の流量センサーの出力がＬ１すなわちローレ
ベルになったか否かをチェックする。これは受光素子２
４ｂが発光素子２４ａからの光を受光しなくなったかを
チェックすることになる。

第２の流量センサー出力がローレベルになると流量カウ
ンタ４１のカウント動作を停止させる。

また前記第１の流量センサー出力がローベルにならない
ままタイマー４３が一定時間をカウン上したり、前記第
１の流量センサー出力が一時的にローレベルになっても
前記第２の流量センサー出力がローレベルにならないま
まタイマー４３が一定時間をカウントしたときには前記
出湯ボンプ１７に異常が発生したと判断して前記ポンプ
駆動回路３つの動作を停止させ、さらに前記表示ランプ
４０を使用して例えば各ランプを点滅させるなどの異常
表示を行わせるようにしている。

前記流量カウンタ４１のカウント動作を停止させると、
続いてＴＡフラグ−１かをチェックする。

これは出湯ポンブ１７の動作時間が既に算出済みである
か否かをチェックしている。ＴＡフラグ一〇であればＴ
Ａ−Ｍ　（定数）Ｘ流量カウンタのカウント値（１）の
演算を行って出湯ポンプ１７の動作時間ＴＡを算出する
。モしてＴＡフラグ−１にする。

算出された時間ＴＡは内部に設けられた時計回路の出力
によって減算する。モしてＴＡ−０になるとＴＡフラグ
、出湯ＳＷフラグをそれぞれ０クリアし、ポンプ駆動回
路３９の動作を停止させる。

このような構戊の本実施例においては、容器１２内に湯
が十分に入っている状態で出湯スイッチ２つを撮作する
とポンプ駆動回路３９が動作され出湯ボンプ１７が動作
を開始する。しかして容器１２出の湯は出湯ボンブ１７
によって出湯パイプ１８内に吐出される。

湯が出湯パイブ１８内を流れると当初Ａ地点よりも低く
Ｃ地点よりも高い位置にあった浮子２６は湯によって押
し上げられる。これにより浮子２６はＡ地点を通過する
ようになる。しかして発光素子２３ａからの受光素子２
３ｂに受光されていた光は浮子２６によって一時的に遮
光されるようになる。こうして流量カウンタ４１がカウ
ント動作を開始するようになる。そして浮子２６はやが
てＢ地点に到達するようになる。これにより発光素子２
４ａからの光は浮子２６に遮光されて受光素子２４ｂに
受光されなくなる。こうして流量カウンタ４１のカウン
ト動作は停ＩＦ．される。

こうして出湯バイプ１８内の湯がＡ地点からＢ地点に到
達するまでの時間が流量カウンタ４１によってカウント
されることになる。

そしてこのカウント値ｔと予め設定されていた定数Ｍ　
ｆ：ｔＬハＶｃ　　（定量出湯ｆｆｉ）　／　ＶＡＢ　
（Ａ地点とＢ地点との間のパイプ１８の内容積）で決ま
る定数｝とから出場ポンブ１７の動作時間ＴＡが算出さ
れ、その時間ＴＡだけ出湯ボンプ１７が動作される。

こうして給湯口１９からは一定量の湯が給湯されること
になる。

このようにＡ地点とＢ地点の２点間の湯の到達時間の差
から出渇ボンブ１７の動作時間を求めているので、例え
ば単位時間当りの出湯量が多いときには出湯バイプ１８
内を流れる湯の流量が多いので、流量カウンタ４１のカ
ウント値【は小さくなり出湯ポンプ１７の動作時間は第
４図のＡ■に示すようにＴ１と短くなる。また単位時間
当りの出湯量が少ないときには出湯パイプ１８内を成れ
る湯の流量が少なくなるので、流量カウンタ４１のカウ
ント値ｔは大きくなり出湯ボンプ１７の動作時間は第４
図の◎に示すようにＴ，と長くなる。

またＩｌｔ位時間当りの出湯量が中ぐらいのときには流
量カウンタ４１のカウント値ｔはそれ程大きくなく出湯
ボンプ１７の動作時間は第４図の■に示すようにＴ２、
すなわちＴ，＜７２＜Ｔ，となる。

すなわちＡ地点とＢ地点の２点間の湯の到達時間の差か
ら出湯ポンブ１７の動作時間を求めているので、たとえ
出湯ポンプ１７の特性のバラツキがあっても、また容器
内の湯の温度や水が変化してもそれらの影響を受けずに
常に定量の場を確丈に出湯できる。

また出湯ポンブ１７がロック状態となるような異常状態
が発生したときには出湯ポンプ１７から湯が出湯パイプ
１８内に吐出されない。しかしてポンプ駆動回路３９が
動作してからタイマー４３が一定時間をカウントしても
浮子２６はＡ地点を通過することはない。

従ってこのときにはポンプ駆動回路３つの動作が停止さ
れて出湯ポンブ１７の動作が停止され、かつ表示ランプ
４０によって異常発生が知らされる。

こうして出湯ポンプ１７に異常が発生したときには出湯
ボンブ１７の動作を停止させることができるので、出湯
ボンプ１７が焼損事故を起こす虞はない。また表示ラン
ブ４０によって異常発生が使用者に知らされるので、使
用者は異常発生に対して直ちに対処することができる。

次に本発明の他の実施例を図面を参照して説明する。な
お、前記実施例と同一の部分には同一符号を付して詳細
な説明は省略する。

これは第６図に示すように容器１２に対して出湯バイプ
１８とは別に容器１２の上側部と底部とを連通する連通
パイプ４４を設け、この連通パイプ４４の下部、すなわ
ち前記容器１２の底部近傍に対応する位置に給水センサ
ー２２を設けたものである。

このような構成であっても容器１２内の水１４が給水状
態となっているか否かを給水センサー２２によって検知
することができる。

なお、前記各実施例では検知手段として発光素子からの
光を浮子で遮光するものについて述べたが必ずしもこれ
に限定されるものではなく、パイプ内に湯があるときと
湯が無いときのプリズム効果による光軸のずれを利用し
て湯の到達を検知するものであってもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、出湯パイプの２地
点間の湯の到達時間の差から出湯動作を行う電動機構の
動作時間を決めることによって常に定量の湯を正確に出
湯でき、しかも電動機構に異常が生じたときには電動機
構の動作を停止させることができて電動機構を保護でき
る定量出湯装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は電気保温ポットの構成図、第２図は湯の到達を検
知する検知部及び給水状態の検知部の構成を示す部分拡
大図、第３図は要部回路ブロック図、第４図は単位時間
当りの出湯量と出湯ポンプの動作時間との関係を示すグ
ラフ、第５図はマイクロコンピュータによる出湯制御を
示す流れ図、第６図は本発明の他の実施例を示す概略構
成図、第７図乃至第９図は従来例を示すもので、第７図
は概略構成図、第８図は要部回路ブロック図、第９図は
各種要因による出湯量特性を示すグラフである。 １２・・・容器、　　１７・・・出湯ポンプ（電動機構
）、１８・・・出湯パイプ、　２１・・・検知手段、２
３ａ，２４ａ・・・発光素子、 ２３ｂ，２４ｂ・・・受光素子、 ２６・・・浮子、　２９・・・出湯スイッチ、３２・・
・マイクロコンピュータ、 ３９・・・ポンプ駆動回路、 ４１・・・流量カウンタ、　４３・・・タイマー第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 容器内の湯を電動機構によって吸込み出湯パイプを介し
   て出湯させる出湯手段と、前記出湯パイプ内の所定距離
   隔てた２地点の湯の到達を検知する検知手段と、この検
   知手段にて検知された２地点の湯の到達時間差から定量
   出湯のための前記電動機構の動作時間を演算する演算手
   段と、この演算手段によって算出された動作時間だけ前
   記電動機構を駆動する電動機構駆動手段と、この電動機
   構駆動手段による前記電動機構の駆動が開始されてから
   一定時間を経過しても前記検知手段が湯の到達を検知し
   ないとき前記電動機構の動作を停止させる停止制御手段
   を設けたことを特徴とする定量出湯装置。