JPH06133865A

JPH06133865A - 電気湯沸器

Info

Publication number: JPH06133865A
Application number: JP4284841A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Yoshida; 裕一義田; Kunio Hamada; 邦夫浜田; Kazuyuki Shimada; 一幸島田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-10-23
Filing date: 1992-10-23
Publication date: 1994-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】電源コンセントから切り放されて電源が切断
されても、容器内の液体を動力で汲み出すことができる
ようにする。【構成】コンデンサ３６と、充電手段５０とを備え、
制御回路１３は、加熱源４と商用交流電源１４とにより
容器２内の液体５１を加熱し、加熱開始から沸騰するま
での間に充電回路５０による電力蓄積手段３６の充電を
完了させ、沸騰後の操作つまみ１１の汲み出し操作に対
応して、電力蓄積手段３６の蓄積電力でモータ１０を駆
動し、電動ポンプ７を回転させて液体５１を吐出するよ
うに制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は容器内に収容された水を
加熱および保温する電気湯沸器に関するものであって、
その電源供給が断たれたとき、たとえば停電時の対策に
係わる。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気式の湯沸器は手軽に水を加熱
保温できる家庭用品として愛用され、電動ポンプを利用
して容器内の水を吐出させるなど、使い勝手よく工夫さ
れているが、停電時の使い勝手が課題である。

【０００３】以下、従来の電気湯沸器について、図面を
参照しながら説明する。図５は従来の電気湯沸器の構成
を示す部分断面ブロック図である。図において、本体容
器１内に液体５１を収納する上面開口の容器２を備え、
容器２の上部を覆う蓋３が本体容器１の上部に配置され
ている。また、容器２の外下部には容器２の内部の液体
５１を加熱する加熱源４と、容器２内の液体温度を検知
するための温度センサ５とが配置されている。容器２の
底部近傍に液体５１の排出口６が設けられ、電動ポンプ
７を経由して導水管８により水路が形成され、その先端
に外部導出口９が設けられる。電動ポンプ７はモータ１
０により駆動されて液体５１を外部導出口９から吐出さ
せる。本体容器１の上部には、容器２内の液体５１を汲
み出すための操作つまみ１１と、その操作により接続ま
たは切断するスイッチ１２とを備えている。スイッチ１
２の切り替え信号、温度センサ５の信号が制御回路１３
に入力され、また、制御回路１３には商用交流電源１４
が入力される。なお、制御回路１３は本体容器１の内部
に格納されているが、図５では説明の簡単のために外部
に記載した。

【０００４】上記構成において動作を説明すると、制御
回路１３は商用交流電源１４により電力を加熱源４に供
給し、温度センサ５で検出した液体温度を参照しながら
容器２を加熱制御して、沸騰や保温動作を制御してい
る。使用者が液体５１を汲み出すために操作つまみ１１
を操作すると、スイッチ１２の接続信号が制御回路１３
に入力され、制御回路１３はモータ１０により電動ポン
プ７を回転させ、液体５１が外部導出口９から吐出す
る。なお、商用交流電源１４は電源コンセント（図示せ
ず）に接続された電源コード（図示せず）により供給さ
れるが、前記電源コードは本体容器１に設けられた接続
器具（図示せず）で脱着可能に取り付けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の電気
湯沸器では、電源コンセントを本体容器から取り外すと
電動ポンプの電源が切断されて、つまみ操作をしても水
を吐出できない。電源コンセントの設置されていない場
所での使用にも同様の問題があった。

【０００６】本発明は上記の課題を解決するもので、電
源コンセントを取り外しても、また電源コンセントの設
置されていない場所でも、湯を汲み出せる電気湯沸器を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために、液体を収容する容器と、前記液体を商用
交流電源で加熱沸騰させる加熱ヒータおよび保温する保
温用ヒータとを有する加熱源と、操作者が前記液体の汲
み出しを指示入力する操作部と、前記液体を容器外へ吐
出させる吐出手段と、全体の動作を制御する制御手段を
備えた電気湯沸器において、電力蓄積素子と、その電力
蓄積素子を商用交流電源で充電する充電手段とを設け、
前記制御手段は前記液体の加熱を開始してから沸騰する
までの時間中に前記電力蓄積素子の充電を完了し、前記
操作部における汲み出し操作に対応して前記電力蓄積素
子の蓄積電力で前記吐出手段を駆動して前記容器中の液
体を吐出させるように制御する電気湯沸器である。

【０００８】

【作用】本発明は上記の構成において、制御回路は、加
熱源に通電し始めてから沸騰するまでの間に電力蓄積素
子を充電手段により充電してそれを完了し、その蓄積電
力で吐出手段を駆動するするように制御する。

【０００９】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の一実施例の電気湯沸
器の構成を示す一部断面ブロック図である。なお、従来
例と同じ構成要素には同一番号を付与して説明を省略す
る。

【００１０】本発明の実施例の電気湯沸器が従来例と異
なる構成要件は、電力蓄積素子としてのコンデンサ３６
と充電手段５０とを新たに備え、また、制御回路１３が
充電手段５０を制御してコンデンサ３６を充電し、ま
た、そのコンデンサ３６の蓄積電力によりモータ１０を
駆動するように制御することである。なお、図１におい
て、制御回路１３、コンデンサ３６および充電手段５０
は本体容器１の内部に配設されるが、説明のために外部
に取り出した状態で描いてある。また、図２は本発明の
実施例の電気湯沸器の構成を示す電気回路図である。図
２において、高温の加熱用ヒータ４ａと低温の保温用ヒ
ータ４ｂとを備えた加熱源４と、容器２内の液体５１を
吐出させるためのモータ１０と、電力蓄積手段であるコ
ンデンサ３６と、充電手段５０と、操作つまみ１１で開
閉するスイッチ１２と、商用交流電源１４とが制御回路
１３に接続される。制御回路１３は商用交流電源１４を
入力して直流駆動電圧Ｖｄｄを出力する回路駆動電源
（図示せず）により駆動される。

【００１１】以下、上記構成要素の相互関係と動作につ
いて説明する。制御手段１３において、マイクロコンピ
ュータ（以下、マイコンと称す）２７は抵抗２２、２
３、２６を介してトランジスタ１９、２１、２５を導通
し、それぞれリレーコイル１５ｂ、リレーコイル１６
ｂ、サイリスタ１７に通電し、加熱用ヒータ４ａはリレ
ー接点１５ａにより商用交流電源１４に接続され、ま
た、保温用ヒータ４ｂはリレー接点１６ａとサイリスタ
１７により商用交流電源１４に接続されて通電する。ト
ランジスタ１９が導通したとき、リレーコイル１６ｂの
励磁作用によりリレー接点１６ａは端子イから端子ロに
切り替えられるとともに、接点１６ｃが開路される。ま
た、トランジスタ２１が導通したときはリレーコイル１
５ｂの励磁作用によりリレー接点１５ａが導通し、加熱
用ヒータ４ａに加熱電流が流れる。トランジスタ２５が
導通したときは抵抗２４を介してサイリスタ１７が導通
し、保温用ヒータ４ｂに保温電流が流れる。なお、ダイ
オード１８とダイオード２０はそれぞれトランジスタ１
９とトランジスタ２１の開放時のサージ電圧吸収用ダイ
オードである。

【００１２】また、フォトカップラ２９のトランジスタ
部２９ａのオン・オフ信号と、サーミスタで構成された
温度センサ５と抵抗３０とによる温度信号がマイコン２
７に入力される。トランジスタ１９が非導通のときは、
リレー接点１６ａは端子ロに接続され、また、接点１６
ｃが開路する。このとき、ダイオード３１、３２、３
３、３４によるダイオードブリッジで構成された充電手
段５０が、商用交流電源１４から保温用ヒータ４ｂを介
して交流電圧を入力し、それを整流してコンデンサ３６
を充電する。コンデンサ３６の充電電圧が上昇し、ツエ
ナーダイオード３５がツエナー電圧に達するとツエナー
電流がフォトカプラ２９のダイオード部２９ｂに流
れ、その発光作用によりフォトカップラのトランジスタ
部２９ａが導通する。

【００１３】操作つまみ１１を押すとスイッチ１２の接
点が導通し、コンデンサ３６に蓄えられた電荷による電
流がトランジスタ３９とツエナーダイオード４０で構成
した電圧安定化回路を介してモータ１０に流れることに
より、電動ポンプ７を駆動する。このとき、モータ１０
の端子間に印加される電圧ｖ₁ はツエナーダイオード４
０のツエナー電圧によって決まる。したがって、コンデ
ンサ３６の電圧はｖ₁より高い必要がある。なお、抵抗
３８は電流制限用抵抗である。

【００１４】図３は本発明の電気湯沸器の動作を示すフ
ローチャートである。ステップ１において電気湯沸器を
商用交流電源１４に接続すると、ステップ２に移行し
て、マイコン２７はトランジスタ２１を導通させ、リレ
ー接点１５ａを介して加熱用ヒータ４ａに交流電力を供
給して加熱を開始するとともに、トランジスタ１９を導
通させ、リレー接点１６ａを端子ロに接続してダイオー
ドブリッジ３１〜３４の入力端を保温ヒータ４ｂを介し
て商用交流電源１４に接続する。前記ダイオードブリッ
ジによる充電手段５０で整流された直流電圧がコンデン
サ３６の充電を開始する。コンデンサ３６の電圧が充電
の進行とともに上昇し、ステップ３でツエナーダイオー
ド３５のツエナー電圧に達すると、ツエナー電流がフォ
トカップラ２９のダイオード部２９ｂを流れるので、フ
ォトカップラ２９のトランジスタ部２９ａが導通し、そ
のコレクタの電圧低下が信号としてマイコン２７に入力
する。いま、コンデンサ３６の電圧がツエナーダイオー
ド３５のツエナー電圧で決まる所定の電圧になった時
点で充電が完了したとする。

【００１５】ステップ４でマイコン２７はフォトカップ
ラ２９のオン信号を充電完了の信号として付けると、ト
ランジスタ１９は非導通となってリレー接点１６ａを端
子イに切り替え、また、リレー接点１６ｃが接続され
る。したがって、充電手段５０が商用交流電源１４から
切断されてコンデンサ３６の充電が停止するとともに、
コンデンサ３６はスイッチ１２に接続される。ステップ
４で容器２内の液体５１が沸騰するまでに充電が完了し
たことになる。つぎに、ステップ５でトランジスタ２５
を導通させてサイリスタ１７を導通させ、保温用ヒータ
４ｂの火力も加熱に参加させる。

【００１６】つぎに、ステップ６で温度センサ５により
液体温度をチェックしており、加熱が進行して液体温度
が上昇して沸騰したことを検知するとステップ７に移行
して、トランジスタ２１とトランジスタ２５とを非導通
とすることにより、リレー接点１５ａを開路して加熱用
ヒータ４ａの通電を停止するとともに、リレー接点１６
ａを接点イに切り替えて保温用ヒータ４ｂを充電回路か
ら切り放す。この段階で加熱が停止されて保温動作に移
行する。ステップ８において使用者が操作つまみ１１を
押して汲み出しを要求するとスイッチ１２が接続され、
ステップ１１に移行してコンデンサ３６の電荷がトラン
ジスタ３９を介してモータ１０に流れ、その回転により
電動ポンプ７が液体５１を吐出させる。使用者が操作つ
まみ１１を押さなければステップ９に移行して液体温度
を常にチェックし、所定の保温温度以下でなければステ
ップ７に戻ってヒータは開路したままとし、所定の保温
温度以下であればステップ１０に移行してトランジスタ
２５を導通し、サイリスタ１７により保温用ヒータ４ｂ
に通電して加熱し、ステップ９に戻って温度をチェック
する。なお、水の沸騰は、単位時間当りの温度上昇値を
常に検知し続け、その温度上昇値が所定温度以下になっ
たことで検知することができる。また、コンデンサ３６
の充電が不十分で所定の電圧に達していないときは、リ
レー接点１６ｃは開路のままであるのでモータ１０は動
作しない。上記の動作により、商用交流電源１４を切断
しない限り保温動作が継続し、その間、使用者はいつで
も液体５１を汲み出すことができる。

【００１７】商用交流電源１４を切断したときは、制御
回路１３の駆動電圧Ｖｄｄが消滅して制御が停止する
が、このときトランジスタ１９も非導通となるので、リ
レー接点１６ａは端子イに接続、接点１６ｃは接続状態
になり、操作つまみ１１の操作でスイッチ１２を接続す
れば、コンデンサ３６の蓄積電荷でモータ１０を回転さ
せ、電動ポンプ７で液体５１を汲み出すことができる。

【００１８】以下、充電を水の沸騰までに完了するため
の条件について説明する。図４は本発明の第１の実施例
の電気湯沸器におけるコンデンサ３６の充放電特性図で
ある。図４において、容器２内に注入された水を加熱開
始してから沸騰状態となるまでの時間をｔ₂ とし、この
間にコンデンサ３６に保温用ヒータ４ｂを介して充電電
流が流れて充電が丁度完了するとする。時間ｔ₂ で充電
が完了して直ちに水の汲み出しを開始し、すべての水を
吐出するのに要する時間をｔ₃ とするとき、時刻（ｔ₂
＋ｔ₃）におけるコンデンサ３６の電荷量は、（Ｃ₀・ｖ
₂−Ｉ・ｔ₃）となる。

【００１９】このとき、モータ１０にはトランジスタ３
９とツエナーダイオード４０による電圧安定化回路を介
して給電して通しているので、コンデンサ３６の電圧は
モータの駆動電圧ｖ₁ 以上必要である。したがって、つ
ぎの関係が成立する。

【００２０】（Ｃ₀・ｖ₂−Ｉ・ｔ₃）〉Ｃ₀・ｖ₁ すなわち、（Ｃ₀・ｖ₂−（ｖ₁／ｒ₁）・ｔ₃〉Ｃ₀・ｖ₁ Ｃ₀・ｖ₂〉Ｃ₀・ｖ₁＋（ｖ₁／ｒ₁）・ｔ₃ ｖ₂〉ｖ₁＋（ｖ₁・ｔ₃）／（Ｃ₀・ｒ₁）ただし、ｖ₁：モータの安定動作を確保する最低駆動
電圧ｒ₃：モータの動作時間Ｃ₀：コンデンサの静電容量ｒ₁：モータの入力インピーダンス一方、電圧ｖ₂は関数ｆ（ｔ₂、Ｒ）によって決定され
る。ただし、Ｒ：保温ヒータの抵抗値ｔ₂：水が沸騰状態になるまでの時間したがって、ｆ（ｔ₂、Ｒ₁）〉ｖ₁＋（ｖ₁・Ｔ₃）／
（Ｃ₀・ｒ₁）を満足するように保温ヒータの抵抗値Ｒ
を決定すればよい。

【００２１】以上のように本実施例の電気湯沸器にによ
れば、電力を蓄積する電力蓄積手段であるコンデンサ３
６と、商用交流電源１４を整流して充電する充電手段５
０とを設け、制御手段１３が水を加熱して沸騰するまで
に充電を完了させ、沸騰後はコンデンサ３６に蓄積した
電力で電動ポンプ用のモータ１０を駆動させるよう制御
することにより、商用交流電源１４を切り放しても水を
汲み出すことができる。また、コンデンサ３６の充電を
水が沸騰するまでの比較的長時間中に行うので、充電時
間に余裕があり、したがって、モータ１０の駆動電流よ
りも小さい電流で充電でき、モータ１０の駆動電流が大
きい場合にも小さい電流で充電できる。

【００２２】また、実施例において、保温用ヒータ４ｂ
を充電の電圧降下用直列抵抗に利用するとともに、その
発熱を加熱の一部に活用したことにより、電圧降下用抵
抗が不要となるとともに、その発熱を加熱に利用できる
効果がある。

【００２３】また、実施例において、電力蓄積素子とし
て電荷を蓄積するコンデンサ３６を用いたことにより、
化学変化を用いた素子のように充放電の寿命を懸念する
ことがない。

【００２４】（実施例２）以下、本発明の第２の実施例
の電気湯沸器について図面を参照しながら説明する。な
お、本実施例の電気湯沸器の構成要素は図１、図２に示
した第１の実施例の電気湯沸器と同じであり、詳細な説
明を省略する。本実施例は容器内の満水をすべて吐出さ
せるに充分な充電量を、沸騰させるまでの時間中に完了
できるように設定した他の例である。

【００２５】図４において、コンデンサ３６に保温用ヒ
ータ４ｂを通して充電電流が流れ、時間ｔ₀ に達する
と、ツエナーダイオード３５にツエナー電流が流れ、充
電が停止する。このとき、コンデンサ３６の端子間電圧
をｖ₀ 、静電容量をＣ₀ として、コンデンサ３６の電荷
量Ｑ₀は、Ｑ₀＝Ｃ₀・ｖ₀となる。また、モータ１０の駆
動電圧をｖ₁ 、入力インピーダンスをｒ₁ とすると、モ
ータ１０に流れる電流Ｉは、Ｉ＝ｖ₁／ｒ₁となる。ツエ
ナーダイオード４０の電流値ｉ₀ はモータ１０に流れ
る電流値Ｉに対してｉ₀《Ｉとし、容器２内に満たされ
た水をすべてモータ１０により吐出するのに必要な時間
をｔ₁として、時間ｔ1の間にモータ１０に流れる電荷量
Ｑ₁ は、Ｑ₁ ＝Ｉ・ｔ₁＝（ｖ₁／ｒ₁）・ｔ₁となる。

【００２６】以上の条件から明らかなように、コンデン
サ３６の静電容量Ｃ₀ はつぎの条件を満足すればよい。

【００２７】Ｑ₀〉Ｑ₁ すなわち、Ｃ₀・ｖ₀〉（ｖ₁／ｒ₁）・ｔ₁ したがって、Ｃ₀〉（ｖ₁・ｔ₁）／（ｖ₁・ｒ₁）このようにして、沸騰までに充電を完了するための、コ
ンデンサ３６の静電容量Ｃ₀ は、モータ１０の特性によ
り決まる値のｖ₁、ｔ₁、ｒ₁ と、コンデンサの充電電圧
ｖ₀ から決定することができる。

【００２８】以上のように本実施例の電気湯沸器によれ
ば、水を沸騰させるまでの時間中に、その水をすべて出
湯するに充分な電力を充電して確保することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明は液体を収容する容器と、前記液体を商用交流電源で
加熱沸騰させる加熱用ヒータおよび保温する保温用ヒー
タとを有する加熱源と、操作者が前記液体の汲み出しを
指示入力する操作部と、前記液体を容器外へ吐出させる
吐出手段と、全体の動作を制御する制御手段を備えた電
気湯沸器において、電力蓄積素子と、その電力蓄積素子
を商用交流電源で充電する充電手段とを設け、前記制御
手段は前記液体の加熱を開始してから沸騰するまでの時
間中に前記電力蓄積素子の充電を完了し、前記操作部に
おける汲み出し操作に対応して前記電力蓄積素子の蓄積
電力で前記吐出手段を駆動して前記容器中の液体を吐出
させるようにしたことにより、商用交流電源コンセント
から切り放したときにも、沸騰後の水をすべて汲み出す
ことができる。また、電力蓄積素子にコンデンサを用い
ると、充放電の寿命を懸念しなくてもよい効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１および第２の実施例の電気湯沸器
の構成を示す部分断面ブロック図

【図２】本発明の第１および第２の実施例の電気湯沸器
の構成を示す電気回路図

【図３】本発明の第１および第２の実施例の電気湯沸器
の動作を示すフローチャート

【図４】本発明の第１および第２の実施例の電気湯沸器
における電力蓄積素子の充放電特性図

【図５】従来の電気湯沸器の構成を示す部分断面ブロッ
ク図

【符号の説明】

２容器４加熱源４ａ加熱用ヒータ４ｂ保温用ヒータ７電動ポンプ（吐出手段）１０モータ（吐出手段）１１操作つまみ（操作部）１２スイッチ（操作部）１３制御回路（制御手段）１４商用交流電源３６電力蓄積素子５０充電手段５１液体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体を収容する容器と、前記液体を商用
交流電源で加熱沸騰させる加熱用ヒータおよび保温する
保温用ヒータとを有する加熱源と、操作者が前記液体の
汲み出しを指示入力する操作部と、前記液体を容器外へ
吐出させる吐出手段と、全体の動作を制御する制御手段
を備えた電気湯沸器において、電力蓄積素子と、その電
力蓄積素子を商用交流電源で充電する充電手段とを設
け、前記制御手段は前記液体の加熱を開始してから沸騰
するまでの時間中に前記電力蓄積素子の充電を完了し、
前記操作部における汲み出し操作に対応して前記電力蓄
積素子の蓄積電力で前記吐出手段を駆動して前記容器中
の液体を吐出させるように制御する電気湯沸器。
【請求項２】充電手段が電力蓄積素子に供給する電力
を保温用ヒータを介して商用交流電源から得るようにし
た請求項１記載の電気湯沸器。
【請求項３】電力気蓄積素子が電荷を蓄積するコンデ
ンサである請求項１または２記載の電気湯沸器。
【請求項４】蓄積電力量が、容器に満たされた液体の
すべてを吐出できる電力量となるように設定した請求項
１ないし３記載のいづれかに記載の電気湯沸器。