JPH0630122Y2 - 加熱装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はコーヒー製造装置，酒かん器等に利用されるヒ
ータ、あるいは一般の電気コンロ等の加熱装置に関する
ものである。

（従来の技術） この種の加熱装置では、その上方に載置される容器内の
水位を検出したり、容器自体の有無を検出する等して容
器の空炊きを防止することが安全措置として重要であ
る。

また、特にサイフォン式のコーヒー製造装置では、下容
器内の水が沸騰して上容器に上昇した時点を検出するこ
とがコーヒー濃度調整において重要であるため、下容器
内の水位を検出することが行なわれている。このサイフ
ォン式コーヒー製造装置の水位検出方法としては、従
来、次の方法がある。

まず、第１の方法は、下容器の底外面に温度検出器を接
触させ、この温度検出器が沸騰温度を検出した時点をも
って、下容器内の熱湯が上容器に上昇して水位が降下し
たことを検出する方法である。

また、第２の方法は、上容器側面に温度検出器を接触さ
せ、この温度検出器が湯温を検出した時点をもって、下
容器の水位が降下したことを検出する方法である。

第３の方法は、下容器の比較的底部の側方に発光素子を
設けるとともに、該発光素子と反対側に受光素子を設け
て、下容器内に水が有る場合にのみ発光素子からの光線
が水中で屈折して受光素子に到達し得るように形成する
ことにより、受光素子が発光素子からの光を受光しない
ときをもって、下容器内の水位が発光素子及び受光素子
の高さより低くなったことを検出する方法である。

一方、容器の有無を検出する方法としては、容器をヒー
タの上に載置した際に例えばオンするリミットスイッチ
等の検出器を設けて、当該検出器がオフのときをもって
容器無しと検出する方法が、一般に採用されている。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、前記コーヒー製造装置の水位検出方法の
うち、第１の方法では、沸騰しても略１００℃にまでし
か到達しない下容器底外面の温度を検出するため、熱湯
の上昇完了時点に対する検出精度が悪く、検出が遅れた
場合にはコーヒーは過抽出となって濃くなり、検出が早
すぎた場合には抽出不足となって薄くなる。また、下容
器に入れた水量によっても検出精度が変化し、一般に少
量になるほど検出が遅れて過抽出になる傾向がある。

第２の方法では、第１の方法よりも精度は良いが、上容
器に熱湯が上昇した後の上容器の温度上昇を検出するも
のであるから、上昇した直後の時点を検出することがで
きずに遅れが生じ、一般的に過抽出になる傾向がある。

第３の方法は、下容器の熱湯が上容器に上昇したことを
直ちに検出することができるので前記２つの方法より精
度は良いが、発光素子が必要であり、回路構成が複雑と
なる。また、発光素子が比較的微少な出力であることか
ら、太陽の光線等が直接受光素子に当たると、あたかも
水があるかのような誤動作生じることがある。これを防
止するために、受光をパルス状にすることも考えられる
が、受光素子とのタイミングの整合を取る必要が有り、
たとえ整合をとってヒータへの通電を遮断することがで
きても正常な水位の検出はできない。さらに、発光素子
の出力が微弱であるため、下容器が汚れていると水位を
検出することができない等の問題がある。

また、前記のような容器有無検出方法では、水位検出装
置の他に別途、容器有無検出専用の検出器を設ける必要
があり、装置が複雑で高価になるという問題がある。

本考案は斯かる問題点に鑑みてなされたもので、容器の
水位又は容器の有無を簡単な構成で、しかも高精度で検
出し得る検出手段を備えた加熱装置を提供することを目
的とする。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本考案は、加熱源としてハロ
ゲンヒータを使用し、該ハロゲンヒータの上方に載置し
た容器を加熱する加熱装置において、前記ハロゲンヒー
タより上方で、かつ、前記容器の側方にハロゲンヒータ
からの光線を受光する受光部と、該受光部からの信号に
基づいてハロゲンヒータへの電流を制御する制御部とか
らなる水位又は容器有無検出手段を備えたものである。

（作用） 容器が透明である場合、検出すべき所定の水位と略同一
の高さに受光部を設けておく。ハロゲンヒータからの輻
射光線は容器を透過し、さらに容器内の水を通過しつつ
水に吸収される。これにより、容器内の水は加熱されて
温度上昇し、沸騰する。水に吸収されなかったハロゲン
ヒータの光線は容器内壁面で反射するため、外部に放射
することなく水面を通過して水面上で周囲に散乱する。

このとき、水面が受光部より高いときは、水面で散乱し
た光線は受光部に達しないため、受光部は“Ｌ”信号を
出力する。水面が受光部と同一レベルになると、水面で
散乱した光線のうち一部が受光部に入射する。これによ
り、受光部が“Ｈ”信号を出力するので、所定の水位が
検出される。この信号を受けて制御部はハロゲンヒータ
への電流を制御する。

また、容器自体が無ければ、ハロゲンヒータの光線が直
接受光部に入射するため、受光部は“Ｈ”信号を出力
し、容器が無いことが検出される。

容器が不透明である場合は、容器内部にハロゲンヒータ
の光線が透過しないので、水位検出はできないが、前記
同様に容器の有無が検出される。

（実施例） 次に、本考案の一実施例を添付図面に従って説明する。

第１図は本考案に係る加熱装置を備えたサイフォン式コ
ーヒー製造装置を示し、大略、基台部１の片半分に搭部
２を立設した装置本体３と、該装置本体３の基台部１に
載置される容器４とからなっている。

装置本体３の基台部１には、ハロゲンヒータ５と受光部
６と制御部７とからなる加熱装置が組み込まれ、搭部２
の搭頂にはミル装置が組み込まれている。

ハロゲンヒータ５は、可視光線及び赤外線を発光するも
ので、基台部１に固定した環状の台枠８内に水平に架設
されている。このハロゲンヒータ５の上方には、着色ガ
ラス製の円形の載置板９が前記台枠８にパッキン１０を
介して嵌着されている。この載置板９は、少なくとも赤
外線は透過するが、可視光線は遮光するようなものでも
よい。赤色に着色された載置板９を用いると、ランプで
加熱しているような雰囲気を出すことができる。

ハロゲンヒータ５の下方には、当該ハロゲンヒータ５と
対向する側が曲面で形成されたアルミニウム製の反射板
１１が台枠８に取り付けられ、この反射板１１の裏側に
は遮熱板１２が台枠８に取り付けられている。また、前
記台枠８の内面には、縦方向に適当数の溝１４が形成さ
れ、反射板１１と遮熱板１２の間の空間にこもった熱
が、遮熱板１２に設けた通気穴１５及びこの溝１４を通
って容器４に向かって流出するようになっている。

受光部６は、ハロゲンヒータ５より上方で、かつ、容器
４の側方の搭部２の下部に、下容器２１に近接して面す
るように取り付けられている。この受光部６の具体的な
取付け高さは、下容器２１の最低水量レベルＬＷＬより
下方で、容器４のサイフォン管２２の下端より上方とな
っている。そして、この受光部６は、前記ハロゲンヒー
タ５の一定以上の強さの光線を受けると、制御部７に
“Ｈ”信号を出力するようになっている。

制御部７は、前記受光部６、後述するミル蓋スイッチ２
０及び図示しない操作パネルに設けた各種スイッチから
の信号に基づいて、マイクロコンピュータによりハロゲ
ンヒータ５、図示しない保温ヒータ及び後述するミルモ
ータ１７を制御するようになっている。

ミル装置は、ミルケース１６内に収容されるコーヒー豆
をミルモータ１７により回転するミル刃１８で粉砕し
て、得られたコーヒー粉をフィルタ１９を通過させて容
器４に投入するようになっている。なお、２０はミルケ
ース１６を蓋するミル蓋１６ａの開閉を検出するための
ミル蓋スイッチである。

一方、容器４は、下容器２１と、該下容器２１内に嵌入
するサイフォン管２２を有する漏斗状で、サイフォン管
２２の上方をフィルタ２３で仕切った上容器２４とから
なり、上容器２４を下容器２１にゴムパッキン２５を介
して着脱可能にした従来周知の構成のものである。

以上の構成からなるサイフォン式コーヒー製造装置にお
いて、コーヒー豆をミルケース１６に入れてミル蓋１６
ａを閉め、フィルタ２３を装着した上容器２４と水を入
れた下容器２１とを一体にした容器４を載置板９上に置
いた後、図示しない操作パネルのスタートキーを押す
と、制御部７はハロゲンヒータ５に約１秒間通電して容
器４あるいは容器４内の水の有無を検出し（検出動作に
ついては後述する。）、両方が有りと判断した場合に、
一定時間ミルモータ１７を駆動させる。これにより、ミ
ル刃１８が回転してコーヒー粉が上容器２４内に放出さ
れる。

続いて、制御部７は、ハロゲンヒータ５に通電を開始す
る。これにより、ハロゲンヒータ５からの輻射光線は反
射板１１で反射して上方に進み、載置板９及び下容器２
１の底壁を透過して下容器２１内に進入し、水中を通過
中に水に吸収される結果、下容器２１内の水が加熱され
る。

ここで、仮に、容器４が載置板９の上に無かったり、取
り除かれたりすると、第３図に示すように、載置板９を
透過したハロゲンヒータ５の光線の一部が直接受光部６
に入射する結果、受光部６は“Ｈ”信号を制御部７に出
力する。これにより、制御部７はハロゲンヒータ５への
通電を停止するので、安全である。

同様に、下容器２１内に水が無かった場合でも、第４図
に示すように、載置板９及び下容器２１を透過して下容
器２１内に進入したハロゲンヒータ５の光線の一部が、
さらに下容器２１の側壁を透過して受光部６に入射する
結果、受光部６が“Ｈ”信号を出力し、これを受けて制
御部７がハロゲンヒータ５への通電を停止するので空炊
きが防止される。

最低水量レベルＬＷＬ以上の水が入った容器４が正しく
載置板９上に置かれている場合、第５図に示すように、
一旦下容器２１内に進入したハロゲンヒータ５の光線
は、下容器２１の内壁面で反射するため、下容器２１の
外側に放射することなく上方に進行し、水面を通過した
後、周囲に散乱する。したがって、最低水量レベルＬＷ
Ｌ以上に正しく水が入れられているときは、水面より下
方に位置する受光部６には僅かな光線しか入射しないた
め、受光部６は“Ｌ”信号を出力する。これにより、ハ
ロゲンヒータ５への通電は遮断されずに加熱が続行され
る。

下容器２１内の水温が低い間は、蒸気がサイフォン管２
２に設けた通気穴２６よりサイフォン管２２内を通って
上容器２４から外部に流出するため、下容器２１内の圧
力上昇はなく、水面は殆ど降下しない。そして、下容器
２１内の水の温度が沸点に近付き通気穴２６による減圧
作用が加熱による蒸気圧の上昇に追い付かなくなると、
そのときの蒸気圧により下容器２１内の熱湯はサイフォ
ン管２２を上昇してゆき、通気穴２６を塞いで急激に上
昇してフィルタ２３を通過し、上容器２４内に流入して
コーヒー粉を浸漬する。

このとき、第６図に示すように、下容器２１の水面が受
光部６より下方に降下すると、水面で散乱するハロゲン
ヒータ５の光線の一部が受光部６に入射する結果、受光
部６は“Ｈ”信号を制御部７に出力する。これにより、
制御部７は下容器２１内の熱湯が上昇完了したことを検
知し、ハロゲンヒータ５への通電を停止する。

この後、制御部７は、下容器２１が冷えて蒸気圧が低下
し、上容器２４内のコーヒー液がフィルタ２３を透過し
てサイフォン管２２を通って下容器２１内に抽出される
までの所定時間待機する。そして、ハロゲンヒータ５へ
の電流を位相制御あるいはゼロクロス制御して赤外線放
射量を減少させることにより、ハロゲンヒータ５を保温
用として使用し、コーヒー液を保温する。また、別個独
立の保温用ヒータを反射板１１の裏面に取り付けて、コ
ーヒー液抽出後にこの保温用ヒータに通電することによ
り、反射板１１を介してコーヒー液を保温することがで
きる。

このように、水面より散乱するハロゲンヒータ５の光線
を受光部６が受けることにより、下容器２１内の水位が
降下した時点を最初の水量や周囲温度の如何にかかわら
ず、確実に高精度で検出できるので、その時点からハロ
ゲンヒータ５への通電停止時までの時間を制御すること
により、熱湯とコーヒー粉の接触時間、すなわちコーヒ
ー温度を正確に調整することができる。

なお、前記実施例は、サイフォン式コーヒー製造装置に
適用したが、酒かん器等の透明な液体を収容する加熱容
器の加熱装置としても適用できる。また、本考案に係る
加熱装置を電気コンロとして用いる場合でも、前記実施
例と同様、その上に載置される容器の有無、あるいは容
器が透明で中に水が収容されるときには水位を検出する
ことができる。

（考案の効果） 以上の説明から明らかなように、本考案によれば、容器
加熱手段を兼用するハロゲンヒータの光線を水位等検出
用の発光手段としているので、発光素子等の専用の発光
手段を必要とせず、構造簡単であり、安価となる。ま
た、ハロゲンヒータの強力な光線を受光部が受けるよう
にしているので、容器が汚れていたりしても正確に検出
できる。さらに、検出すべき所定の水位の水面で散乱し
たハロゲンヒータの光線を受光部が受けて水位検出を行
なうようにしているので、従来のような温度検出器で間
接的に水位を検出するものと比べて、確実で高精度であ
る等の効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図は本考案に係る加熱装置を備えたコーヒ
ー製造装置のそれぞれ正面断面図，側面断面図、第３
図，第４図，第５図，第６図はそれぞれ容器無し時、水
無し時、加熱初期、沸騰時のハロゲンヒータの光線の進
行状態を示す断面図である。 ４……容器、５……ハロゲンヒータ、 ６……受光部、７……制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ａ４７Ｊ 31/42

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱源としてハロゲンヒータを使用し、該
   ハロゲンヒータの上方に載置した容器を加熱する加熱装
   置において、前記ハロゲンヒータより上方で、かつ、前
   記容器の側方にハロゲンヒータからの光線を受光する受
   光部と、該受光部からの信号に基づいてハロゲンヒータ
   への電流を制御する制御部とからなる水位又は容器有無
   検出手段を備えたことを特徴とする加熱装置。