JPH0445170B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電気貯湯容器に関し、特に予定の時刻
に所定の温度の湯が自動的に得られるようにした
電気貯湯容器に関するものである。

（従来の技術） 従来のこの種の電気貯湯容器は、予定の時刻を
タイマーでセツトし、このタイマーがオフした時
点からヒータに通電して内容液を加熱し、沸騰状
態を得、その後所定の温度に保温するようになつ
ている（第８図）。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の方式ではタイマーにより設定した設
定時間の経過後から内容液を加熱して湯沸し動作
を行い沸騰させるものであるから、所定の温度の
湯が得られる時点が設定した予定時刻から大きく
遅れる。この遅れは経験や補正データによつて設
定時間を所定の温度の湯が欲しい実際時間から積
極的にずらせておくことで対処することができ
る。しかし所望時間を端的に設定することはでき
ないし、所定の温度の湯が得られる時間と設定時
間とのずれはそのままであるから使用者にとまど
いを起こさせることにもなる。

そこで本発明は所定の温度の湯が設定した時間
通りに自動的に得られる電気貯湯容器を提供する
ことを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記のような目的を達成するために、
内容液を加熱するヒータと、このヒータを通電制
御する制御手段と、計時を行うタイマと、時間設
定手段と、内容液の温度を検出する温度検出手段
とを備え、制御手段はタイマの計時開始後、時間
設定手段による設定時間が経過する前の所定時点
で、内容液の温度変化とそのときの加熱状態とに
よつて内容液温度の変化特性を判定するととも
に、この温度変化特性と現時点での内容液温度と
から、タイマの計時開始から設定時間が経過する
時点で、内容液が所定温度となる湯沸かし条件を
特定し、この特定条件に基づいて通電制御し、設
定時間が経過した時点にて内容液が所定温度とな
るようにしたことを特徴とするものである。

（作用） 本発明の上記構成によれば、所定の温度の湯を
得たい時間が時間設定手段によつて設定される
と、制御手段はタイマの計時から所定時間が経過
する前の所定時点で湯沸かし条件を特定する。

この条件の特定は、内容液の温度変化とそのと
きの加熱状態とによつて内容液温度の変化特性を
判定するとともに、この温度変化特性と現時点で
の内容液温度とからタイマの計時開始から設定時
間が経過する時点で、内容液が所定温度となる条
件を算出するもので、内容液の液量や、室温等の
影響を加味した実際の昇温特性に合致した湯沸か
し条件を特定することができ、制御手段は、この
特定した湯沸かし条件にてヒータを通電制御する
と云う制御プログラムの実行だけで、設定時間が
経過した時点にて内容液を確実に所定温度となる
ようにすることができる。

（実施例） 第１図から第５図に示す本発明の第１の実施例
につき説明する。

本実施例は第１図に示すように、内容器２の底
部下面にヒータ１を取付け、これをマイクロコン
ピユータ（以下マイコンという）６６を含む制御
回路９１により通電制御して内容液を適時に、ま
た適温に加熱し、保温できるようにしてある。

内容器２は外装ケース３に収容保持され器体４
を形成している。内容器２の口部２ａは外装ケー
ス３の上端に合成樹脂製の肩部材５によつて連結
され、肩部材５の後部鉤型軸受９に軸６によつて
外蓋７が開閉および着脱自在に枢着されている。
外蓋７の下面には内容器２の口部２ａに施される
内蓋８が取付けられ、外蓋７と一体的に開閉され
る。

外蓋７内には、外蓋７の上面押圧板１０によつ
て押動操作されるベローズポンプ１１が設けら
れ、内蓋８とベローズポンプ底板１２との間に設
けられる給気通路１３を通じて内容器２内に加圧
空気を送り込み、内容液を加圧するようになつて
いる。給気通路１３は分岐孔１４を通じて外蓋７
の上面へ抜ける蒸気抜き通路１５が設けられ、ヒ
ータ１による保温や沸騰の際に発生する蒸気を外
部に逃し内容器２内が異常昇圧しないようになつ
ている。

前記分岐孔１４は、ベローズポンプ１１の押圧
操作に連動して下動される弁３６によつて、ベロ
ーズポンプ底板１２の給気口１６と切換え閉塞さ
れ、内容液加圧時に加圧空気が蒸気抜き通路１５
へ逃げたり、貯湯状態のとき蒸気がベローズポン
プ１１内に侵入したりすることが起きないように
なつている。

前記加圧される内容液を内容器２の外部上方へ
案内する導出路１７が、基端を内容器２の底部に
接続して設けられ、内容器２と底部で通じかつ上
端が外部に開放されていることにより、内容器２
内の内容液４２が常時流入して同一レベルを保つ
ようになつている。導出路１７の上端には合成樹
脂製エルボ２０を接続してある。このエルボ２０
は肩部材５の嘴状に一側へ張り出した嘴状部５ａ
の裏側に固着した逆Ｕ字管２３に接続している。
逆Ｕ字管２３はエルボ２０との接続部直ぐ上に転
倒時止水弁２５を内蔵しており、逆Ｕ字管２３の
先端の下向き吐出口１９はその前面側に下端から
内容器２の満水位置よりも上位にまで達するスリ
ツト２６が形成されている。器体４の嘴状部５ａ
の下には、嘴状部５ａを包囲する形のパイプカバ
ー２７が設けられ、嘴状部５ａおよび器体４の外
装ケース３に嵌め付けてある。パイプカバー２７
の底部には、逆Ｕ字管２３の吐出口１９からの吐
出液を大気への開放状態で受入れて下方へ流出さ
せる注液ガイド管２４を下方から着脱自在に取付
けてある。

この大気への開放状態での受入れには前記スリ
ツト２６も関係し、サイフオン・スプラツシユお
よび急激な注出の場合の内容液噴き出しを確実に
防止する。注液ガイド管２４は、肩部材５の嘴状
部５ａの部分に着脱可能に嵌め付けられ、吐出口
１９からの吐出液をやや大きな口径で無理なく受
け入れ、以後適度に絞りながら静かに下方に流下
させる。

給気通路１３には転倒時止水弁２９が設けられ
ている。

なお、肩部材５の一部に裏側から蒸気センサ３
７を突出させて、蒸気抜き通路１５内に臨み、蒸
気温度により内容液の沸騰を検出するようになつ
ている。

内容液の導出路１７の立上がり部は液位検出部
１７ｂとし、絶縁材料で形成してある。具体的に
はガラスでもよいが樹脂の方が誘電率がよく静電
容量変化を得やすいし、液面周囲の表面張力によ
る盛上がりが原因した液面レベルの不特定性を抑
えることができる。液位検出部１７ｂは合成樹脂
製の直状接続管１７ｃ、金属製曲管１７ａ、合成
樹脂製エルボ１７ｄ、金属製接続口１７ｅを介し
て内容器２の底部に接続されている。

ここで液位検出部１７ｂの外周にはアルミニウ
ム箔４１を巻付けて第１の電極とし、液位検出部
１７ｂ内の内容液に電気的につながる前記曲管１
７ａを第２の電極とし、第１の電極４１の第２の
電極１７ａに通じた液位検出部１７ｂ内の内容液
４２とが、液位検出部１７ｂの絶縁周壁を介し対
峙し、その対峙領域の大きさ、つまり内容液４２
の液位高さに応じた静電容量を得られるようにし
てある。

この液位に応じた静電容量の違いは、第１、第
２の各電極４１，１７ａを第３図に示すようにマ
イコン６６に水量検出回路Ａを介し接続すること
で、マイコン６６に入力するようにしている。こ
れによりマイコン６６はその静電容量の違いに応
じた入力によつて内容液の液位を判定し、その判
定に応じてマイコン６６に表示回路Ｂを介し接続
している外部表示用の発光ダイオード４２₁，４
２₂…４２₆を駆動し、液位を外部表示するように
してある。

発光ダイオード４２₁〜４２₆は外装体１の前部
に嵌め付けた樹脂製パネル４３に有する表示窓４
４を通じ点灯表示するようにしてある。最下位の
発光ダイオード４２₁は安全最低水位に対応し給
水を促す表示、最上位発光ダイオード４２₆は満
水位、他の発光ダイオード４２₂〜４２₅は各中間
液位をそれぞれ表示する。

またこれら発光ダイオード４２₁〜４２₆のうち
の幾つかが、タイマーを利用した湯沸しを行うタ
イマー湯沸しの場合、所定温度の内容液を得たい
所望の時点を時間設定する場合の時間表示にも兼
用するようにしてある。この時間設定のためにマ
イコン６６にタイマースイツチ６７がスイツチ回
路を介し接続されている。またこのスイツチ回路
Ｃにはタイマー湯沸しの場合の所望する温度を指
定する切換スイツチ６９も接続されている。切換
スイツチ６９は湯沸しを行つた直後位いの温度93
〜95℃程度となる高温設定と、それより少し低い
80℃設定とが可能なようにしている。

樹脂パネル４３の下部にはヒータ１により内容
液を適時沸騰させるスイツチ回路Ｃの再沸騰スイ
ツチ４５を操作する操作ボタン４５ａおよびタイ
マースイツチ６７の操作ボタン６７ａがそれぞれ
設けられているし、沸騰表示用、保温表示用、タ
イマ動作表示用、および電源オン表示用の各発光
ダイオード４６，４７，７９および８０が窓４９
を通じ外部表示するように設けられている。そし
てそれらが設けられている部分は透明な樹脂カバ
ーシート４８によつて面一状態に覆い、それらに
必要は表示はカバーシート４８の裏面に印刷して
ある。各ダイオード４６，４７，７９，８０も表
示回路Ｂを介しマイコン６６に接続され制御され
る。

内容器２の底部下面の中央には、ヒータ１の中
央に形成された貫通孔の部分を利用して感温制御
素子６８が内容液の温度を検出する温度検出手段
として設けられ、内容液温度を検出し、検出した
温度情報をマイコン６６に入力して内容液を所定
温度に保温するのに用いている。

マイコン６６はヒータ１の通電を制御する通電
制御手段として働く他信号ブザー６５の動作等も
制御するが、CPUとROMとを持つもので、計時
動作は内部タイマー７７によつて行う。そして基
板１６７に制御回路９１の回路部分とともに装備
されており、クロツク発生回路Ｄからのクロツク
信号を基準に動作する。さらにプラグ外れに対処
するプラグ外れ回路Ｅも接続されている。

この基板１６７は、外装ケース３の下端に取付
けた環状の底板７１の一部に一体形成し下向きに
開口する制御ボツクス７２に下方より収容してネ
ジ７０によりネジ止めしている。

底板７１の外周部には回転底盤７２が装着され
ている。回転底盤７２は環状の外壁７３と環状の
内装壁７４とが下端部どうしを連結された環状を
なし、底板７１とその下面に指示金具７５を介し
取付けた係止環７６との間で回動可能に保持され
ている。なお支持金具７５は底板７１に、また係
止環７６は指示金具７５に夫々取付けられてい
る。

マイコン基板１６７上の回路を含む制御回路９
１は第３図に示すブロツク図の通りであり、マイ
コン６６に必要な各種外部電子部品や動作部品と
結線されている。なおヒータ１はメインヒータ１
ａとサブヒータ１ｂとの組合せとされている（第
４図）。

制御回路９１からの第１の電極４１への接続端
子１０１は、第１の電極４１の外面に当てがつて
液位検出部１７ｂに被せたシユリンク樹脂膜１０
２によつて押付け、第１の電極４１との接触を確
固に保つようにしてある。

またシユリンク樹脂膜１０２の上からはさらに
前記端子１０１の基部対応箇所に樹脂バンド１０
３で締付け、端子１０１が抜け外れないようにし
ている。

第２の電極１７ａへの接続端子１０４は、第２
の電極１７ａにスポツト溶接した金属片１０５に
接続してある。

以下マイコン６６を利用したタイマー動作によ
る湯沸し制御について述べる。

発光ダイオード４２₁〜４２₆は通常、内容液の
液量を表示している。しかし現時刻以降の所望の
時刻に所定の温度の内容液を得たい場合、例えば
夜就寝時に次の朝の適当な時刻に所定温度の湯が
欲しい場合それまでの時間を設定することにな
り、時間設定手段としてのタイマースイツチ６７
が操作される。このときマイコン６６はタイマー
スイツチ６７のオン信号を受けて各発光ダイオー
ド４２₁〜４２₆の水量検出回路との関連制御を解
き、タイマー湯沸しのための時間表示状態に切換
える。この時間表示の処理は例えば第５図に示す
サブルーチンに従つてなされる。最初９時間に対
応するダイオード４２₆を点滅表示し、タイマー
スイツチ６７がオンされ続けられると点滅表示す
るものが６時間に対応するダイオード４２₄、３
時間に対応するダイオード４２₂へと順次変化し
ていき、これを繰返す。この点滅表示に併せて点
滅させられるダイオードよりも以下にあるものを
全て点灯する。これにより各状態での時間表示が
明瞭になる。具体的な表示状態は任意である。こ
の表示状態においてタイマースイツチ６７がオフ
されると、このオフされた時点でダイオード４２
_６，４２₄，４２₂のうちの点滅させられていたも
のに対応する表示時間がタイマー設定時間Ｔとし
て設定され、またそのときの表示に安定する。

なおタイマー設定時間Ｔの表示はタイマーの計
時が進行するのに対応して残り時間を順次表示し
ていくようにすることもできる。

またタイマースイツチ６７がオンされると、切
換スイツチ６９が切換えられている側に対応した
温度がタイマー湯沸しの場合の所望温度として設
定される。これと違う温度を設定したい場合は切
換スイツチ６９を他の側に切換えるとよい。

タイマースイツチ６７によつてタイマー時間Ｔ
が設定され、所定温度が設定されると、マイコン
６６は設定時間経過後の時刻に沸騰済みの所定温
度例えば80℃程度の湯を得るに必要な湯沸し開始
時間t₁を演算して必要な湯沸かし条件として特定
し、以後第４図の如く制御する。具体的にはタイ
マー７７によるカウントを開始し、時間t₁までカ
ウントしたとき湯沸しヒータ１ａおよび保温ヒー
タ１ｂをオンして湯沸し状態にする。このとき湯
沸表示用ダイオード４６を点滅させて湯沸し動作
中であることを表示する。沸騰が検知されると両
ヒータ１ａ，１ｂをオフして自然降温状態にす
る。このとき沸騰表示用ダイオード４６は消灯
し、保温表示用ダイオード４７を点滅させて所定
温度への移行中であることを表示する。自然降温
により所定温度に達すると保温表示用ダイオード
４７の点滅を点灯に切換えて所定温度になつたこ
とを表示する。この時点がちようど設定時間Ｔの
経過時点に相当し、80℃程度の沸騰済みの熱湯が
その時点で得られる。以後保温ヒータ１ｂをオ
ン、オフし内容液を所定温度に保つ。

なお設定時間Ｔで所定温度に達したときブザー
音を“ピツ”と鳴らして前記点灯表示に併せ設定
時間でかつ所定温度の湯が得られることを表示す
る。これによりその湯に居ない人でもそれを確認
することができる。

保温が続行されている状態で再沸騰スイツチ４
５が押されると、沸騰表示用ダイオード４６を点
灯し、保温表示用ダイオード４７を消灯する。こ
れによつて湯沸し動作になつたことを表示する。
内容液が沸騰すると保温状態に移行し沸騰表示用
ダイオード４６を消灯して保温表示用ダイオード
４７を点灯させる。これに併せブザーを“ピー”
“ピー”“ピー”と鳴らして再沸騰が完了したこと
を表示する。以後は内容液が保温温度まで降温し
てから保温ヒータ１ｂオフ、オンの繰返しによる
保温制御を行う。

一旦セツトしたタイマー湯沸し状態は再沸騰ス
イツチの操作か、電源オフかによつて解除する
（第５図）。

以上の実施例では設定時間Ｔの経過時点で内容
液が沸騰を終えているのかどうか確認できない。
これは人にとつて沸騰による殺菌や放臭が完了し
たかどうか不安を持つ原因になる。そこで沸騰が
行われた事実を保温状態において表示するように
すればそのような不安が解消される。これには専
用表示部を設けてもよいが、沸騰表示用ダイオー
ド４６を湯沸し中は点滅させ沸騰後は点灯し続け
るようにしてもよい。

なお内容液を沸騰させるに要する時間、および
沸騰した内容液が保温温度まで降温する時間は、
内容液の量によつて大きく異なる。また季節や時
刻による外気温の違いも影響する。したがつてそ
れらの違いはタイマー設定時間Ｔの経過時点での
内容液の温度にバラツキが生じる原因になる。

これらに対処するには、それら必要な情報を既
に知られる方法で検出して自動的に適度に設定す
るか、あるいは人手によつて適度に設定するかす
ればよい。その１つの方法を示せば、先ず第５図
の湯沸し状態において一定時間での昇温の変化を
検出して昇温の度合いを演算することにより、そ
の時点での液量や気温を云つた各種条件を含む昇
温特性UC₁を、湯沸かし中と云つた特定の加熱状
態での内容液の温度の変化特性として知るように
する。次いで知り得た昇温特性UC₁によつて降温
特性DC₁をも演算する。この演算ではタイマー設
定時間Ｔ後の時刻による補正をも必要に応じ行う
ことができる。そしてこれら昇温特性UC₁降温特
性DC₁からタイマー設定時間Ｔ後に所定温度の湯
を得るに必要な湯沸し動作開始時期を演算する。
開始後はこうして得られた湯沸し動作開始時期に
湯沸しが開始されるようヒータを通電制御すれば
よい。

この場合のヒータ１の通電制御方式は種々な昇
温線に沿うように行うことができる。

また簡単には一番影響の大きい液量を適数の段
階に区分して情報とし、それに基いて湯沸し動作
時期を決定するようにしても有効である。

さらに第４図仮想線で示すようにタイマー設定
時間Ｔが設定されてカウントを開始する初期に試
し加熱を行い、そのとき検出した昇温特性UC₂あ
るいはそれに加え降温特性DC₂によつて湯沸し動
作開始時期を決定するようにすることもできる。
この場合異常昇温があれば液量不足や空炊きとし
て警告してもよく、この警告はタイマー設定時間
Ｔが設定された直後操作者がまだ寝入つたり、外
出してしまつたりしない時期に行えるので、操作
者が寝ている間や外出している間に空炊き状態が
発生するようなことが解消される。

第６図、第７図は今１つの簡略な制御方式を採
つた別の実施例を示している。

本実施例では図に示すようにタイマー設定時間
Ｔの所定時間前、例えば最悪の昇温条件でも沸騰
前所定温度が得られる30分前に、所定温度例えば
93℃に内容液を沸騰しし、沸騰時点まで保温して
おく。これにより液量等により沸騰までの所要時
間に変動があつても最大５分位いと影響のない湯
沸し条件を沸騰前に特定しておける。

そしてこの保温状態から沸騰まで短時間である
こともあつて、タイマー設定時間Ｔに達した時点
で湯沸き動作を再開し沸騰まで加熱する。

これによつてタイマー設定時間Ｔが経過したほ
ぼその時点で所定の沸騰状態が得られる。

もつともタイマー設定時間Ｔの経過前所定時点
で沸騰を完了しておくこともできる。

（発明の効果） 本発明によれば、所定の温度の湯を得たい時間
が時間設定手段によつて設定されると、制御手段
がタイマの計時から所定時間が経過する前の所定
時点で、内容液の温度変化とそのときの加熱状態
とによつて内容液温度の変化特性を判定するとと
もに、この温度変化特性と現時点での内容液温度
とからタイマの計時開始から設定時間が経過する
時点で、内容液が所定温度となる条件を特定し、
これが内容液の液量や、室温等の影響を加味した
実際の昇温特性に合致した湯沸かし条件を特定す
るものとなり、制御手段が、この特定した湯沸か
し条件にてヒータを通電制御すると云う制御プロ
グラムの実行だけで、設定時間が経過した時点に
て内容液を確実に所定温度となるようにするの
で、特別なセンサ等を必要としない簡単かつ安価
な装置によつて、どのような使用条件の場合にも
設定時間が経過した時点で所定温度の内容液を間
違いなく得ることができ、しかも消費熱量を必要
最小限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１つの実施例を示す縦断面
図、第２図は正面図、第３図は制御回路の主要回
路図、第４図は湯沸し制御の動作線図、第５図は
タイマー設定・表示サブルーチンのフローチヤー
ト、第６図は本発明の今１つの実施例を示す湯沸
し制御の動作線図、第７図は湯沸し制御のフロー
チヤート、第８図は従来例を示す湯沸し制御の動
作線図である。 １……ヒータ、６６……マイコン、６７……タ
イマースイツチ、６８……感温制御素子、７７…
…内部タイマ、９１……制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内容液を加熱するヒータと、このヒータを通
   電制御する制御手段と、計時を行うタイマと、時
   間設定手段と、内容液の温度を検出する温度検出
   手段とを備え、制御手段はタイマの計時開始後、
   時間設定手段による設定時間が経過する前の所定
   時点で、内容液の温度変化とそのときの加熱状態
   とによつて内容液温度の変化特性を判定するとと
   もに、この温度変化特性と現時点での内容液温度
   とから、タイマの計時開始から設定時間が経過す
   る時点で、内容液が所定温度となる湯沸かし条件
   を特定し、この特定条件に基づいて通電制御し、
   設定時間が経過した時点にて内容液が所定温度と
   なるようにしたことを特徴とする電気貯湯容器。