JPH04266725A - 電気湯沸器 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヒーターにより水を沸
騰させた後、所定の温度で保温する機能を有するジヤー
ポツト等の電気湯沸器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ジヤーポツトの保温温度を高くす
るため、湯沸し開始後水温の温度変化がなくなると沸騰
とみなし、沸騰時の水温に基づいて保温温度を設定し保
温制御している。

【０００３】しかし、検出した沸点温度のばらつきを考
慮すると、保温温度をあまり高い温度に設定している場
合、連続沸騰という危険な自体を招く恐れがあり、この
ような恐れを回避するために沸点から５℃程度低い温度
に設定していた。つまり、沸騰検知が困難なのではなく
て、沸点検出の精度があまり良くなく、水温の検出レベ
ルのばらつきに起因する。これは、温度検出手段の取付
け位置が容器底部に密着し、容器内の水温を間接的に検
出する構造になつており、さらにそれを取巻くようにヒ
ーターが取付けられ、ヒーターの熱の影響を受けやすい
ためである。

【０００４】また、図８，９の如く、容器内の水量によ
つて沸騰時の容器の温度が若干異なり、特に少量の場合
、負荷が軽いため沸騰後も検出温度が一定値にならず漸
増していく。したがつて、この温度のばらつきを考慮す
ると、保温制御する場合、沸騰時の温度と保温温度との
差を小さく設定できなかつた。

【０００５】なお、図８は小容量時の温度特性を、図９
は大中容量時の温度特性を示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、ジヤー
ポツトの沸騰時の温度と保温温度との差を小さく設定で
きない、すなわち保温温度を高く設定できないため、熱
い湯がほしい場合、再沸騰させる必要が生じ、操作に手
間がかかる上、沸騰までの時間も長くかかる等の問題が
ある。

【０００７】本発明は、上記に鑑み、温度検出手段から
検出された水温の変化から沸騰状態を認識し、さらに沸
点に近い高温で保温制御を行える電気湯沸器の提供を目
的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、図１，２の如く、容器内の水を加温する湯沸しヒ
ーター５ａと、該湯沸しヒーター５ａで加温された容器
内の水を保温する保温ヒーター５ｂと、容器内の水の温
度を検出する温度検出手段１と、前記湯沸しヒーター５
ａおよび保温ヒーター５ｂへの通電を切り換えるヒータ
ー駆動手段４と、前記温度検出手段１からの出力信号に
基づきヒーター駆動手段４を制御する制御回路３とを備
えた電気湯沸器において、前記制御回路３は、電源投入
時にヒーター駆動手段４により湯沸しヒーター５ａに通
電して湯沸し動作を開始する湯沸し手段１０と、該湯沸
し手段１０による湯沸し動作中に、温度検出手段１の出
力信号に基づき水温の温度変化量が所定値以下か否か判
別する温度変化量判別手段１１と、該温度変化量判別手
段１１にて温度変化量が所定値以下であると判別された
とき、沸騰状態であると判断し、ヒーター駆動手段４に
より湯沸しヒーター５ａへの通電を停止して一定時間保
温ヒーター５ｂへ通電し、温度変化量が所定値以上であ
ると判別されたとき、沸騰状態でないと判断し、ヒータ
ー駆動手段４により湯沸しヒーター５ａへの通電を継続
する沸騰制御手段１２と、該沸騰制御手段１２により沸
騰検知し一定時間経過後に、温度検出手段１の出力信号
に基づく一定時間経過後の検出温度から予め決定してあ
る値を差引いて保温温度を設定する保温温度設定手段１
３と、該保温温度設定手段１３で設定された保温温度と
、温度検出手段１の出力信号に基づく検出温度とを比較
する温度比較手段１４と、該温度比較手段１４の比較結
果が検出温度≧保温温度のとき、ヒーター駆動手段４に
より保温ヒーター５ｂへの通電を停止し、検出温度＜保
温温度のとき、ヒーター駆動手段４により保温ヒーター
５ｂへの通電を継続する保温制御手段１５とが有せしめ
られたものである。

【０００９】

【作用】上記課題解決手段において、容器に水をいれ電
源６を投入すると、制御回路３の湯沸し手段１０は、ヒ
ーター駆動手段４により湯沸しヒーター５ａに通電し、
湯沸し動作を開始する。

【００１０】湯沸し動作中、温度変化量判別手段１１に
て水温の温度変化量をとらえる。このとき、温度変化量
判別手段１１が温度変化量が所定値以下であると判別す
ると、沸騰制御手段１２が沸騰検知し、ヒーター駆動手
段４により湯沸しヒーター５ａへの通電を停止して一定
時間保温ヒーター５ｂへ通電する。

【００１１】そして、保温温度設定手段１３にて、一定
時間経過後の温度検出手段１の検出温度からある値を差
引いて保温温度を設定し、保温動作に移行する。

【００１２】その後、温度比較手段１４により、保温動
作中逐次水温を検知し、その検知した温度と保温温度と
を比較する。このとき、比較結果が検出温度≧保温温度
であれば、ヒーター駆動手段４により保温ヒーター５ｂ
への通電を停止し、検出温度＜保温温度であれば、保温
ヒーター５ｂの通電を継続する。

【００１３】このように、制御回路３は、温度変化がな
くなつた時点を沸騰とみなし、このときの温度情報に基
づいて保温温度を設定するのではなく、温度検出手段１
により得られた温度変化量が所定値以下となつたときに
沸騰とみなし、沸騰検知までの湯沸しヒーター５ａの加
熱出力より低い出力で保温ヒーター５ｂによる加熱を続
け、沸騰検知して一定時間経過後に安定した状態での温
度検出手段１により得られた検出温度に基づいて、保温
ヒーター５ｂによる保温温度を一定時間経過後の検出温
度より若干低い目に設定するから、保温温度設定時に湯
沸しヒーター５ａの影響を受けることなく保温温度を設
定できる。

【００１４】したがつて、保温温度を沸点に近い高温に
設定でき、沸騰時の温度と保温温度の差を小さくできる
。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図７に
基づいて説明する。

【００１６】図１は本発明の一実施例に係る電気湯沸器
の機能ブロツク図、図２は同じくそのフローチヤート、
図３は温度特性図、図４は同じくその電気回路の等価回
路図、図５は温度検出手段の回路図、図６は操作部を示
す図、図７は出湯回路図である。

【００１７】本実施例の電気湯沸器（ジヤーポツト）は
、図４の如く、容器内の水温を検出するよう内容器の底
部に配されたサーミスター等の温度センサー１ａと、こ
れに接続された温度検出回路１ｂからなる温度検出手段
１と、該温度検出手段１の出力側に接続されたＡ／Ｄ変
換回路２と、該変換回路２の出力側、すなわち前記温度
検出手段１の出力側に接続された制御回路（マイクロコ
ンピユーター）３と、該制御回路３の出力側に接続され
後述する湯沸しヒーター駆動用のリレー４ａと、保温ヒ
ーター駆動用のトライアツク４ｂとからなるヒーター駆
動手段４と、該駆動手段４に接続され内容器底部の湯沸
しヒーター５ａと内容器側部の保温ヒーター５ｂとから
なる加熱手段５とを備えている。なお、図４中、６は交
流電源である。

【００１８】前記制御回路３は、温度検出手段１により
得られた温度変化量が所定値以下となつたときに沸騰と
みなす機能と、沸騰検知後それまでの湯沸しヒーター５
ａの加熱出力より低い出力で保温ヒーター５ｂによる加
熱を続け、一定時間経過後に温度検出手段１より得られ
た温度より若干低い目に設定した保温温度で保温ヒータ
ー５ｂの制御を行う機能とが有せしめられている。

【００１９】すなわち、制御回路３は、図１の如く、電
源投入時にヒーター駆動手段４により湯沸しヒーター５
ａに通電して湯沸し動作を開始する湯沸し手段１０と、
該湯沸し手段１０による湯沸し動作中に、温度検出手段
１の出力信号に基づき水温の温度変化量が所定値以下か
否か判別する温度変化量判別手段１１と、該温度変化量
判別手段１１にて温度変化量が所定値以下であると判別
されたとき、沸騰状態であると判断し、ヒーター駆動手
段４により湯沸しヒーター５ａへの通電を停止して一定
時間保温ヒーター５ｂへ通電し、温度変化量が所定値以
上であると判別されたとき、沸騰状態でないと判断し、
ヒーター駆動手段４により湯沸しヒーター５ａへの通電
を継続する沸騰制御手段１２と、該沸騰制御手段１２に
より沸騰検知し一定時間経過後に、温度検出手段１の出
力信号に基づく一定時間経過後の検出温度から予め決定
してある値を差引いて保温温度を設定する保温温度設定
手段１３と、該保温温度設定手段１３で設定された保温
温度と、温度検出手段１の出力信号に基づく検出温度と
を比較する温度比較手段１４と、該温度比較手段１４の
比較結果が検出温度≧保温温度のとき、ヒーター駆動手
段４により保温ヒーター５ｂへの通電を停止し、検出温
度＜保温温度のとき、ヒーター駆動手段４により保温ヒ
ーター５ｂへの通電を継続する保温制御手段１５とを備
えている。

【００２０】ここで、温度検出手段１の詳細を図５に基
づいて説明する。この温度検出手段１は、第一温度検出
部２１と第二温度検出部２２とを備えて成る。第一温度
検出部２１は、サーミスタ１ａと抵抗Ｒ１との分圧値を
抵抗Ｒ２を介してマイクロコンピユータ３内に入力する
よう構成され、マイクロコンピユータ３内では、入力さ
れた分圧値を−１０℃〜１２０℃の範囲内で分解能０．
５℃で検出するよう構成される。したがつて、第一温度
検出部２１では、湯沸しヒーター５ａによる湯沸し時の
温度上昇を検出するとき、および空炊きその他精度をそ
れ程必要としない温度検出に使用される。

【００２１】第二温度検出部２２は、サーミスタ１ａと
抵抗Ｒ１およびＲ３との分圧値を抵抗Ｒ４を介してオペ
アンプ２３の一側入力端に入力し、オペアンプ２３の他
側入力端に抵抗Ｒ５，Ｒ６の分圧値を入力し、その差を
増幅してマイクロコンピユータ３に入力するよう構成さ
れ、マイクロコンピユータ３内では、増幅入力された例
えば２０秒間隔の温度情報を記憶し、その温度情報に基
づいて保温制御を行なうか、あるいは先の温度情報と比
較しながら、その差により温度変化量を検出するよう構
成される。この第二温度検出部２２におけるマイクロコ
ンピユータ３内では９０℃〜１１０℃の範囲内で分解能
が約０．０８Ｖで検出される。したがつて、第二温度検
出部２２では、沸騰検出、保温制御等、高精度の温度検
出が必要なとき使用される。なお、第二温度検出部２２
において、抵抗Ｒ１とＲ３は並列に接続され、抵抗Ｒ３
とマイクロコンピユータ３内のスイツチＳＷとが直列に
接続されている。そして、前記スイツチＳＷをＯＮした
ときにオペアンプ２３からの温度情報を入力するよう構
成される。なお、第一，第二温度検出部２１，２２にお
けるＡ／Ｄ変換器２のＡ／Ｄ変換タイミングは両者間に
位相差を設けて例えば夫々１秒間隔のタイミングで入力
する。また、サーミスタ１ａは内容器の底部中央に配置
し、その周囲に湯沸しヒーター５ａが配されている。

【００２２】次に、図６，７に基づいて出湯制御回路を
説明する。図６は操作部を示し、この操作部２４には、
沸騰スイツチ２５、保温スイツチ２６、および、出湯量
を可変できる三個のスイツチＳＷ１〜ＳＷ３を有してい
る。この三個の強出湯キーＳＷ１、中出湯キーＳＷ２、
弱出湯キーＳＷ３により、図７に示す回路例のモーター
Ｍの印加電圧調整を行う、すなわち出湯量の調整ができ
る。その操作と回路動作は図７のように強出湯スイツチ
ＳＷ１を押すことにより、図７のトランジスタＱ１がＯ
Ｎし、モーターＭに電圧が印加され、モーターが回転す
る。中出湯スイツチＳＷ２を押せば、トランジスタＱ２
がＯＮし抵抗Ｒ１０でドロツプされた電圧がモーターＭ
に印加され、スイツチＳＷ１を押した時より、モーター
印加電圧は小さくモーターの回転数が落ち出湯量が少な
くなる。また、弱出湯スイツチＳＷ３についても同様で
抵抗Ｒ１１の抵抗値によりさらにモーター印加電圧が低
くなり出湯量が少なくなる。

【００２３】なお、図７中、ＺＤはツエナーダイオード
、Ｃはコンデンサ、Ｑ４はトランジスタである。

【００２４】上記電気湯沸器の加温・保温動作を図２に
より説明する。容器に水をいれ電源６を投入すると、制
御回路３の湯沸し手段１０は、ヒーター駆動手段４のリ
レー４ａをＯＮして湯沸しヒーター５ａに通電し、湯沸
し動作を開始する。

【００２５】湯沸し動作中、温度検出手段１の第一温度
検出部２１で水温を常時観測する。このとき、抵抗Ｒ３
につながるスイツチＳＷをＯＦＦ状態で、つまりサーミ
スタ１ａと抵抗Ｒ１の分圧で温度情報を入力する。水温
が９０℃以上になると今度は第二温度検出部２２で温度
変化量をとらえる。このとき、スイツチＳＷをＯＮしサ
ーミスタ１ａの温度情報をオペアンプ２３で増幅し、マ
イクロコンピユータ３内に入力する。そしてあるサンプ
リング間隔で検出された温度検出手段１の温度センサー
１ａの時系列の値Ｔｅ（１）…Ｔｅ（ｎ）に対し、Ｔｅ
（ｎ）−Ｔｅ（ｎ−１）＜δ（δは一定値）となれば、
そこで温度が飽和して沸騰状態であると認識する。ただ
し、誤動作防止のため、一回で判断せず、数回判定して
沸騰と認識する方が望ましい。

【００２６】このとき、温度変化量判別手段１１がＴｅ
（ｎ）−Ｔｅ（ｎ−１）＜δであることを判別すると、
沸騰制御手段１２が沸騰状態であると判断する。一方、
温度変化量判別手段１１がＴｅ（ｎ）−Ｔｅ（ｎ−１）
≧δであることを判別すると、沸騰状態でないと判断し
て湯沸しヒーター５ａによる加温を継続する。このよう
に、温度変化量で検出すると、例えば、気圧の低い高地
で湯沸器を使用して水温が１００℃に満たない状態で沸
騰しても確実に検知できる。

【００２７】そして、沸騰制御手段１２が沸騰検知する
と、ヒーター駆動手段４のリレー４ａをＯＦＦして湯沸
しヒーター５ａへの通電を停止し、トライアツク４ｂを
ＯＮして一定時間（例えば２分３０秒間）保温ヒーター
５ｂへ通電し、保温温度設定手段１３にて一定時間経過
後の温度センサー１ａの検出温度（第二温度検出部２２
で検出した温度）に基づいて保温温度を設定して、保温
動作に移行する。この一定時間経過後の検出温度に基づ
いて保温温度を設定するのは、温度センサー１ａが保温
ヒーター５ｂの近傍になく湯沸しヒーター５ａの近傍に
位置しその熱の影響を受けるためであり、湯沸しヒータ
ー５ａを停止し検出温度が収束するのを待つてから設定
する。保温温度は、沸騰検知してから一定時間経過後の
検出温度から予め決定してある値（例えば３℃）を差引
くことにより求められる。

【００２８】そして、温度比較手段１４により、保温動
作中逐次第二温度検出部２２で水温を検知し、その検知
した温度と設定保温温度とを比較し、保温制御手段１５
がその結果に基づいてトライアツク４ｂをＯＮ／ＯＦＦ
し、保温ヒーター５ｂへの通電を制御することにより、
設定した保温温度に保つことになる。

【００２９】すなわち、温度比較手段１４による比較結
果が検出温度≧保温温度のとき、トライアツク４ｂをＯ
ＦＦして保温ヒーター５ｂへの通電を停止し、検出温度
＜保温温度のとき、トライアツク４ｂをＯＮし続けて保
温ヒーター５ｂの通電を継続する。

【００３０】このように、制御回路３は、温度検出手段
１により得られた温度変化量が所定値以下となつたとき
に沸騰とみなしているから、気圧の低い高地で使用して
水が１００℃よりも低い温度で沸騰してもこれを検出し
て湯沸しヒーター５ａを停止させることができる。さら
に、沸騰検知後は、湯沸しヒーター５ａのように温度セ
ンサー１ａに輻射熱による影響を与えることのない保温
ヒーター５ｂで加熱を続けて、水温を沸点近くに維持し
、その沸騰検知から一定時間経過後の湯沸しヒーター５
ａからの熱的影響のおさまつた安定した状態での温度検
出手段１により得られた検出温度に基づいて、その検出
温度より若干低い目に、保温ヒーター５ｂによる保温温
度を設定するから、保温温度を沸点に近い高温に設定で
き、沸騰時の温度と保温温度の差を小さくできる。した
がつて、従来、気圧の低い高地で使用された場合に水が
１００℃よりも低い温度で沸騰し、保温温度を余り高い
温度に設定していると連続沸騰という危険な事態を招く
おそれがあり、このようなおそれを回避するために、９
２〜９４℃という比較的低い保温温度に設定していたの
を、本発明では、このようにする必要がなく、熱い湯が
すぐ使用でき、また再沸騰させる際に要する時間も短縮
できる。

【００３１】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。

【００３２】例えば、上記実施例では、沸騰点を検出後
、湯沸しヒーター５ａを停止し、保温ヒーター５ｂによ
り一定時間加熱し続けていたが、これに代わり、沸騰点
を検出後、更に湯沸しヒーター５ａを継続して一定時間
加熱するか、またはオンオフ制御し、温度センサー１ａ
が安定した状態で保温温度を設定するように構成しても
よい。この場合、温度センサー１ａは、湯沸しヒーター
５ａの輻射熱の影響を直接受けない内容器の側部に配す
るのが望ましい。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、制御回路に、電源投入時に湯沸し動作を開始す
る湯沸し手段と、湯沸し動作中に水温の温度変化量が所
定値以下か否か判別する温度変化量判別手段と、温度変
化量の判別結果に基づき沸騰状態であると判断し、湯沸
しヒーターへの通電を停止して一定時間保温ヒーターへ
通電する沸騰制御手段と、沸騰検知し一定時間経過後に
、一定時間経過後の検出温度から予め決定してある値を
差引いて保温温度を設定する保温温度設定手段と、保温
温度と検出温度とを比較する温度比較手段と、温度比較
結果に基づき保温ヒーターへの通電を制御する保温制御
手段とを設けることで、制御回路は、温度変化量が所定
値以下となつたときに沸騰とみなし、沸騰検知までの湯
沸しヒーターの加熱出力より低い出力で保温ヒーターに
よる加熱を続け、沸騰検知して一定時間経過後に安定し
た状態での温度検出手段により得られた温度に基づいて
、保温温度を設定するから、保温温度設定時に湯沸しヒ
ーターの影響を受けることなく保温温度を設定できる。

【００３４】したがつて、保温温度を沸点に近い高温に
設定でき、沸騰時の温度と保温温度の差を小さくできる
。このため、熱い湯がすぐ使用でき、また再沸騰させる
際に要する時間も短縮できるといつた優れた効果がある
。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例に係る電気湯沸器の機
能ブロツク図である。

【図２】図２は同じくそのフローチヤートである。

【図３】図３は温度特性図である。

【図４】図４は同じくその電気回路の等価回路図である
。

【図５】図５は温度検出手段の回路図である。

【図６】図６は操作部を示す図である。

【図７】図７は出湯回路図である。

【図８】図８は従来の電気湯沸器に係る小容量時の温度
特性を示す図である。

【図９】図９は従来の電気湯沸器に係る大中容量時の温
度特性を示す図である。

【符号の説明】

１　　　　温度検出手段 ３　　　　制御回路 ４　　　　ヒーター駆動手段 ５ａ　　湯沸しヒーター ５ｂ　　保温ヒーター １０　　　　湯沸し手段 １１　　　　温度変化量判別手段 １２　　　　沸騰制御手段 １３　　　　保温温度設定手段 １４　　　　温度比較手段 １５　　　　保温制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　容器内の水を加温する湯沸しヒーター
   と、該湯沸しヒーターで加温された容器内の水を保温す
   る保温ヒーターと、容器内の水の温度を検出する温度検
   出手段と、前記湯沸しヒーターおよび保温ヒーターへの
   通電を切り換えるヒーター駆動手段と、前記温度検出手
   段からの出力信号に基づきヒーター駆動手段を制御する
   制御回路とを備えた電気湯沸器において、前記制御回路
   は、電源投入時にヒーター駆動手段により湯沸しヒータ
   ーに通電して湯沸し動作を開始する湯沸し手段と、該湯
   沸し手段による湯沸し動作中に、温度検出手段の出力信
   号に基づき水温の温度変化量が所定値以下か否か判別す
   る温度変化量判別手段と、該温度変化量判別手段にて温
   度変化量が所定値以下であると判別されたとき、沸騰状
   態であると判断し、ヒーター駆動手段により湯沸しヒー
   ターへの通電を停止して一定時間保温ヒーターへ通電し
   、温度変化量が所定値以上であると判別されたとき、沸
   騰状態でないと判断し、ヒーター駆動手段により湯沸し
   ヒーターへの通電を継続する沸騰制御手段と、該沸騰制
   御手段により沸騰検知し一定時間経過後に、温度検出手
   段の出力信号に基づく一定時間経過後の検出温度から予
   め決定してある値を差引いて保温温度を設定する保温温
   度設定手段と、該保温温度設定手段で設定された保温温
   度と、温度検出手段の出力信号に基づく検出温度とを比
   較する温度比較手段と、該温度比較手段の比較結果が検
   出温度≧保温温度のとき、ヒーター駆動手段により保温
   ヒーターへの通電を停止し、検出温度＜保温温度のとき
   、ヒーター駆動手段により保温ヒーターへの通電を継続
   する保温制御手段とが有せしめられたことを特徴とする
   電気湯沸器。