JPH0380486B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分野＞ この発明は液体加熱容器に関し、さらに詳細に
いえば、空炊き防止機能を有する液体加熱容器に
関する。

＜従来技術＞ 従来は、外装ケース内に中容器を設け、さらに
中容器内の下部に発熱体を設けて、中容器の内部
の湯を沸騰させ、又は高温に保持し続けることが
できるようにした、いわゆる電気ポツトが液体加
熱容器として知られている。

このような電気ポツトにおいては、水又は熱湯
に浸した状態で発熱体を設けているため、電気絶
縁性を考慮して水密構造が複雑化し、また大型化
するきらいがあつた。また、発熱体を中容器の外
部に取りつけたものも知られているが、間接加熱
のため直接加熱に比し熱効率の面でいく分問題が
あつた。

このような点を考慮して、本件特許出願人は、
注出パイプと一体的にセラミツクヒータを設けた
液体加熱容器について特許出願を行なつたが、内
部温度が設定最適湯温以上に昇温した場合、或は
内部温度が異常に昇温した場合（空炊き状態時）
にもセラミツクヒータにそのまま通電するという
問題があつた。

＜目的＞ この発明は、セラミツクヒータの中容器を内部
に設けて加熱効率を向上させ、温度センサをセラ
ミツクヒータの近傍に設けて温度変化を正確かつ
迅速に検出して空炊きを有効に防止し、或は湯温
を有効に制御し得るようにし、さらにセラミツク
ヒータを汲上可能水面より下方に位置させて空炊
きを防止し、安全性を向上させることを目的とす
る。

＜構成＞ かかる目的を達成するための、この発明の液体
加熱容器は、外装ケース内に中容器を有し、かつ
中容器内に注出パイプを有する液体加熱容器にお
いて、注出パイプの下端を中容器の底部近傍に臨
ませているとともに、温度センサを、上記注出パ
イプの下端位置に設け、かつ、液体加熱用のセラ
ミツクヒータを、上記注出パイプの、温度センサ
の上方位置で、かつ注出パイプの汲上可能水面よ
り下方に位置させたことを特徴としている。

＜実施例＞ 以下、実施例を示す添付図面によつて詳細に説
明する。

第１図は液体加熱容器としての電気ポツトの一
実施例を示す縦断側面図である。

１は電気ポツトの外装ケースであり、２は真空
二重瓶により構成された中容器であり、３は中容
器２に挿通された注出パイプであり、４は注出パ
イプ３と連通された吐出パイプであり、５はセラ
ミツクヒータであり、６は外装ケース１の上部に
開閉可能に設けた蓋ユニツトである。

さらに詳細に説明すれば、外装ケース１は、所
定口径の筒状に形成されており、下端開口部に中
容器２支持用の支持体１１を抜け止め状にはめ込
み、さらに支持体１１を座盤１２上に回転自在に
支持させている。尚、１３は電灯線と接続するた
めのソケツトであり、１４はマグネツトプラグで
あり、１５は上記筒状体の上端開口部にはめ込ま
れて中容器２の上端開口部を不動状に支持する下
口部材である。また、１６はスイツチング素子を
セラミツクヒータ通電遮断状態に保持する手段で
ある。

吐出パイプ４は、下口部材１５の所定位置を貫
通し、一端を下口部材１５の中央開口に臨ませる
とともに他端を下口部材１５の外部下方に臨ませ
るようにしている。但し、中央開口に臨む部分に
ついては、下向き湾曲管４１を設け、吐出パイプ
４と下向き湾曲管４１とを連通する連結管４３を
設けることにより、注出パイプ３の取つけを容易
に行ない得るようにしている。

注出パイプ３は、セラミツクによつて構成され
た筒体であり、上端部を下向き湾曲管４１にはめ
込み、下端部が中容器２の内底面より少し上方に
位置するように位置決めしている。

そして、第２図に示すように注出パイプ３の下
端部において、セラミツク層５１の間に感温抵抗
体５２を一体焼結することにより温度センサとし
ての感温素子５３を形成し、感温素子５３の上方
において、セラミツク層５１の間に抵抗体５４を
一体焼結することによりセラミツクヒータ５を形
成し、さらにセラミツクヒータ５より少し上方に
おいて、注出パイプ３の側壁を貫通する汲上孔３
２を設けている。また、注出パイプ３の下端部に
底壁を設けて、この底壁に水抜き孔３８を設けて
いる。

尚、５６，５７は注出パイプ３の側壁に埋設し
たリード線であり、リード線５６によつてソケツ
ト１３とセラミツクヒータ５とを電気的に接続
し、リード線５７によつて感温素子５３と後記す
る制御回路とを電気的に接続するものである。

但し、リード線５６，５７は互に等間隔で注出
パイプ３に埋設されているが、リード線５６，５
７が注出パイプ３から引き出される部分において
は、これらリード線５６，５７を互に接近させて
おり、しかも、リード線５６，５７引き出し部に
おいて、これらリード線５６，５７を注出パイプ
３と一体的に抱持するゴム製等の防水バンド３９
を設けている。また、リード線５６，５７引き出
し部をシリコンゴムで被覆している。

蓋ユニツト６は、中容器２の上端開口部を閉塞
する栓体６１と、ベローズ型エアポンプ６２と、
ロツクレバー６３とを有しており、その後端部
（第１図中右側）において下口部材１５と上下回
動可能に連結している。

尚、６４，６５は押え蓋であり、押え蓋６４は
押え蓋６５の中央開口部に位置し、かつばね６６
によつて押し上げられることによつてベローズ型
エアポンプ６２の上端開口部を開放し、中容器２
内の異常昇圧を防止するようにしている。

第３図は電気ポツトの電気回路図であり、固定
抵抗７１，７２によつて基準電圧を与えられ、固
定抵抗７３と感温素子５３とによつて比較電圧を
与えられる比較器７４の出力端子にリセツトスイ
ツチ７５およびリレーコイル７７を直列接続して
いる。そして、リレーコイル７７によつて駆動さ
れる常閉端子７８を感温素子５３と直列接続し、
他の常閉端子７９をセラミツクヒータ５と直列接
続し、常開端子８０とブザー等の警報素子８１と
リセツトスイツチ７６とを直列接続している。
尚、感温素子５３は正の抵抗一温度特性を有して
おり、またリセツトスイツチ７５，７６は互に連
動する常閉型のスイツチである。

以上の構成の電気ポツトの作用は次のとおりで
ある。

蓋ユニツト６を開いて中容器２の内部に水を入
れ、次いでマグネツトプラグ１４をソケツト１３
に差し込めば、セラミツクヒータ５に通電して水
を加熱、昇温させることができる。したがつて、
セラミツクヒータ５に所定時間通電した後は蓋６
５とともに押え蓋６４を押し下げることによつて
ベローズ型エアポンプ６２を作動させ、これによ
つて中容器２内の湯を、注出パイプ３および吐出
パイプ４を通して外部に取り出すことができ、極
めて使い勝手がよい電気ポツトである。

また、湯の取りだしを行なえば、中容器２の内
部の湯の量が減少するが、注出パイプ３の汲上孔
３２が湯面の上部に露呈した場合には、ベローズ
型エアポンプ６２による中容器２内部の内圧上昇
が汲上孔３２から注出パイプ３および吐出パイプ
４を通して大気中に逃がされるので、それ以上湯
面が低下することはなく、セラミツクヒータ５を
湯中に浸漬した状態に保持し、注出パイプ３、下
向き湾曲管４１、栓体６１等の異常昇温を未然に
防止することができる。

以上は正常時の動作であり、空炊きを確実に防
止することができる。

中容器２の内部に水を全く入れない状態でセラ
ミツクヒータ５に通電すれば、空炊き状態とな
り、感温素子５３による検出温度が100℃以上と
なる。

したがつて、比較器７４によつてリレーコイル
７７に通電し、セラミツクヒータ５への通電を遮
断するとともに、警報素子８１に通電して異常状
態を報知する。

但し、この場合において、リレーコイル７７へ
の通電により常閉端子７８がOFFとなるので、
感温素子５３による検出温度が低下してもリレー
コイル７７への通電を断続し、セラミツクヒータ
５を通電遮断状態に保持する。

また、セラミツクヒータ５の通電遮断状態を解
除する場合には、手動操作によつてリセツトスイ
ツチ７５を一時的にOFFとすればよい。この場
合に、水を入れ忘れた状態でリセツトスイツチ７
５を操作したのであれば、再び空炊き状態となる
ため、上記と同様にセラミツクヒータ５への通電
を遮断するとともに、警報素子８１を作動させる
ことができる。

以上の実施例によれば、下端を中容器２の底部
近傍に臨ませた注出パイプ３の、上記下端位置に
温度センサとしての感温素子５３を設けるととも
に、この注出パイプ３の、感温素子５３の上方位
置で、かつ注出パイプ３の汲上孔３２より下方に
セラミツクヒータ５を設けているので、中容器２
の底部に残つた湯の温度まで確実に感知して空炊
き防止を確実に行なうことができる。また、汲上
孔３２が湯面より上に出て、湯の取り出しができ
なくなつた状態においても、セラミツクヒータ５
を湯に浸した状態に保持し、空炊きを有効に防止
することができる。しかも一旦空炊き状態を検出
した後は、リセツトスイツチを操作しない限りセ
ラミツクヒータ５を通電遮断状態に保持し続ける
ことができるので、極めて安全性が高い。

さらに、セラミツクヒータ５を感温素子５３の
直上に設け、セラミツクヒータ５による直接加熱
および感温素子５３により直接感知を行なうの
で、加熱効率を高く維持し、かつ温度変化検出性
能を向上させることができ、温度変化を正確かつ
速やかに感知して液温制御を確実に行なうことが
できる。

また、注出パイプ３を構成するセラミツク製の
パイプ自体が、感温素子５３およびセラミツクヒ
ータ５の取付手段を兼ねるので、特別の取付手段
を設ける必要がなく、取り付けが容易であるとい
う効果をも奏する。

また、以上の実施例において汲上孔３２と水抜
き孔３８との大小関係については何ら言及してい
ない。しかし、水抜き孔３８が汲上孔３２より大
きければ、ベローズ型エアポンプ６２を駆動して
中容器２の内圧を上昇させた場合に、かなりの量
の湯が水抜き孔３８から注出パイプ３および吐出
パイプ４を通して取り出されることとなる。そし
て、セラミツクヒータ５が水面上方に位置する状
態にまで湯を取り出して空炊き状態をひき起すお
それがある。

したがつて、注出パイプ３の下端部を閉塞する
ことにより、上記問題点を解消することができる
ようになるが、注出パイプ３を抜き取る場合等に
注出パイプ３の内部の湯を抜き取ることが困難と
なり、或は殆ど不可能となるので、水抜き孔３８
の大きさは、汲上孔３２よりも小さく、水抜き作
業に支障を及ぼすほどには小さくない所定口径と
することが好ましい。

第４図は他の実施例を示す電気回路図であり、
抵抗７１，７２によつてゼロボルトスイツチ８３
（京セラ株式会社製μPC1701C）の非反転入力端
子４に基準電圧を与えるとともに感温素子５３と
抵抗７３によつてゼロボルトスイツチ８３の反転
入力端子３に比較電圧を与え、ゼロボルトスイツ
チ８３のパルス出力端子６からのパルス信号をト
ライアツク８２のゲート端子に印加し、トライア
ツク８２と直列にセラミツクヒータ５を接続して
いる。そして、コンパレータ出力端子２を抵抗７
１，７２の接続点に接続している。

したがつて、この実施例によつても空炊き状態
の検出、空炊き防止、空炊き状態検出後における
セラミツクヒータ５への通電遮断状態保持を行な
うことができる。

第５図は、注出パイプ３と温度センサ５３との
関係を示す中央縦断面図であり、第２図の実施例
と異なる点は、温度センサ５３を注出パイプ３の
通液路下部に設けた点、および温度センサ５３の
構成のみである。

即ち、この実施例において温度センサ５３は、
所定温度を臨界値としてスイツチングするサーマ
ルリードスイツチ、熱応動変位型スイツチ、形状
記憶合金製スイツチ等で構成され、密閉箱５３ａ
に内蔵した状態で水抜き孔３８を設けた注出パイ
プ３底壁上に支持されているとともに、セラミツ
クヒータ５への通電制御用スイツチング素子を兼
ねさせている。そして、密閉箱５３ａから引き出
されるリード線５７をシリンコンゴム等で被覆す
るとともに、リード線５７および密閉箱５３ａを
一体的に抱持するゴム製等の防水バンド５３ｂを
設けることにより防水処理を施し、さらに、注出
パイプ３の上端部或は連結管４３の所定位置に形
成した挿通孔（図示せず）を通してリード線５７
を中容器２の外部に引き出すようにしている。

ここで、挿通孔にはパツキング（図示せず）を
介在させて、水又は湯の漏出を防止している。ま
た、前記密閉箱５３ａは下面に脚５３ｃを形成す
ることにより、水抜き孔３８を閉塞することのな
いようにしている。但し、セラミツクヒータへの
通電制御用スイツチング素子を別個に設けること
ができることはいうまでもない。

したがつて上記各実施例と同様に空炊き状態の
検出、空炊き防止、空炊き状態検出後におけるセ
ラミツクヒータ５への通電遮断状態保持を行なう
ことができる。

第６図は、マイクロコンピユータを用いた実施
例の電気回路図であり、直列接続した固定抵抗７
３および感温素子５３の接続点電圧Ｖ１、直列接
続したコンデンサ８４、および中容器２の側壁を
挾んで設けた１対の電極（図示せず）により構成
される可変コンデンサ８５の接続点電圧Ｖ２を、
Ｉ／Ｏポート８６を通してCPU８７に入力し、
さらに、セラミツクヒータ５への通電を制御する
トライアツク８２のゲート端子、警報素子８１へ
の通電を制御するスイツチングトランジスタ８８
のベース端子、およびLEDアレイ８９を駆動す
る駆動回路９０の制御端子に、CPU８７の出力
信号をＩ／Ｏポート８６を通して印加するように
している。尚、CPU８７はROM，RAM，
CLOCK等を内蔵している。

この場合の作用は第７図のフローチヤートに示
すとおりであり、ステツプにおいてセラミツク
ヒータ５への通電を行なつた後、ステツプにお
いて中容器２の内部の水又は湯の量が汲上げ可能
な量か否かを判断する。そして、汲上げ可能な量
であれば、ステツプにおいて水又は湯の温度が
設定温度に達したか否かを判断し、設定温度に達
しておればステツプにおいてセラミツクヒータ
５への通電を遮断し、達していなければ再びステ
ツプ以下の動作を反復する。

また、ステツプにおいては水又は湯の量が汲
上げ可能な量でないと判断された場合には、ステ
ツプにおいてセラミツクヒータ５への通電を遮
断するとともに、ステツプにおいて警報素子８
１を駆動することにより、空炊きを確実に防止す
るとともに、水又は湯の量が少なくなつたことを
報知する。その後、ステツプにおいて再び中容
器２内部の水又は湯の量が汲上げ可能な量に達し
たか否かを判別し、達していなければ、セラミツ
クヒータ５への通電遮断および警報素子８１の駆
動を継続する。警報を聞いて、中容器２に水又は
湯を入れればステツプにおいて中容器２内の水
又は湯の量が汲上げ可能な量に達したと判断され
るのでステツプにおいて警報素子８１の駆動を
停止し、再びステツプ以下の動作を反復する。

即ち、中容器２内に水又は湯が充分に入つてい
る場合には、温度センサ５３の検出温度に対応さ
せてセラミツクヒータ５に通電し、或は通電を遮
断することにより、湯を常に設定温度に維持し続
けることができる。しかし、中容器２内に少ない
量の水又は湯しか入つていない場合には警報素子
８１を作動させて注意を喚起するとともにセラミ
ツクヒータ５への通電を遮断して空炊きを確実に
防止することができる。

したがつて、セラミツクヒータ５への通電遮断
状態をリセツトする場合、中容器２内に水又は湯
を入れるのみでよく、手動式でリセツトする場合
と異なり、水又は湯の量が少ないままでリセツト
するという不都合を皆無とすることができる。

第８図はさらに他の実施例を示す電気回路図で
あり、温度センサ５３と直列に電流リレー９１を
接続した点が異なる。

さらに詳細に説明すれば、電流リレー９１の常
開端子９２をセラミツクヒータ５と直列接続し、
他の常開端子９３を電流リレー９１と直列接続
し、常閉端子９４を警報素子８１と直列接続して
おり、さらに手動操作式の常開型リセツトスチツ
チ７５を常開端子９３と並列接続し、常閉型リセ
ツトスイツチ７６を常閉端子９４と直列接続して
いる。尚、リセツトスイツチ７６はリセツトスイ
ツチ７５と連動するよう構成されている。

したがつて、リセツトスイツチ７５をONとす
れば、常開端子９３によつて電流リレー９１が自
己保持され、常開端子９２を通してセラミツクヒ
ータ５に通電して、中容器２内部の水を加熱、昇
温させることができる。

また、中容器２内の水位がセラミツクヒータ５
より低くなれば、温度センサ５３による検出温度
が100℃以上となり、温度センサ５３の抵抗値が
増加して電流リレー９１に流れる電流値が臨界値
以下となるので、常開端子９２がOFFとなつて
セラミツクヒータ５への通電を遮断するととも
に、常閉端子９４がONとなつて警報素子８１を
作動させる。

そして、常開端子９３が同時にOFFとなるの
で、セラミツクヒータ５への通電遮断状態を保持
し、温度センサ５３による検出温度が低下しても
セラミツクヒータ５へは通電しない。このセラミ
ツクヒータ５への通電遮断状態を解除する場合に
は、リセツトスイツチ７５をONとすればよく、
上記と同様にして加熱、昇温を行なわせることが
できる。

尚、この発明の液体加熱容器は上記の実施例に
限定されるものでは全くなく、温度センサとして
空炊き防止センサおよび／又は温度制御センサを
使用することができ、またたとえば注出パイプに
対してセラミツクヒータを取りつけた場合におい
て注出パイプを吐出パイプとともに取り外し可能
とすることも可能であり、また真空二重瓶に代え
て金属製中容器を用いることもでき、さらには注
出パイプの上部をステンレスパイプとし、残余の
部分をセラミツク製のパイプとすることもでき
る。また、液体加熱容器としては、上記実施例記
載の電気ポツトに限定されず、従来公知の魔法瓶
の注出パイプを、セラミツクヒータおよび温度セ
ンサを一体焼結した注出パイプとしたものでもよ
く、その他この発明の要旨を変更しない範囲内に
おいて種々の設計変更を施すことができることは
勿論である。

＜効果＞ 以上のようにこの発明の液体加熱容器は、下端
を中容器の底部近傍に臨ませた注出パイプの、上
記下端位置に温度センサを設けるとともに、この
注出パイプの、温度センサの上方位置で、かつ注
出パイプの汲上可能水面より下方に液体加熱用の
セラミツクヒータを設けているので、中容器の底
部に残つた液体の温度まで確実に感知して空炊き
防止を確実に行なうことができるとともに、液体
の取り出しができなくなつた状態においてもセラ
ミツクヒータを液体に浸した状態に保持し、空炊
きを有効に防止することができ、安全性が高い。
しかも、セラミツクヒータを温度センサの上方近
傍に設けたので、温度変化を正確かつ速やかに感
知して液温制御を確実に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の液体加熱容器の一実施例を
示す縦断側面図、第２図は注出パイプ３の一部切
欠斜視図、第３図は液体加熱容器の電気回路図、
第４図は他の実施例を示す電気回路図、第５図は
感温素子５３を支持した注出パイプ３の要部縦断
面図、第６図は液体加熱容器の他の実施例を示す
電気回路図、第７図はフローチヤート、第８図は
さらに他の実施例を示す電気回路図。 １……外装ケース、２……中容器、３……注出
パイプ、５……セラミツクヒータ、３２……汲上
孔、５３……温度センサとしての感温素子、７７
……保持手段としての常閉端子、７９……スイツ
チング素子としての常閉端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 外装ケース内に中容器を有し、かつ中容器内
   に注出パイプを有する液体加熱容器において、注
   出パイプの下端を中容器の底部近傍に臨ませてい
   るとともに、温度センサを、上記注出パイプの下
   端位置に設け、かつ、液体加熱用のセラミツクヒ
   ータを、上記注出パイプの、温度センサの上方位
   置で、かつ注出パイプの汲上可能水面より下方に
   位置させたことを特徴とする液体加熱容器。