JPH09444A - 電気ポット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コストが安い電源回路を有し、かつ室温や電
源電圧が低くても所定の保温温度が直ぐに得られる電気
ポットを提供する。 【構成】 交流電源に直列接続された整流素子と保温ヒ
ーターと平滑用コンデンサーと、平滑用コンデンサーに
接続された制御素子と、平滑用コンデンサーに並列接続
された制御回路とを備え、制御回路は平滑用コンデンサ
ーの両端電圧の大小に応じて制御素子を各々オン、オフ
するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は湯を沸かす電気ポットに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、このタイプの電気ポットは例えば
特公平６−８５７３６号公報に開示されている。この公
報によると、交流電源にリレーおよび湯沸かしヒーター
が直列接続され、交流電源に電源回路を介して制御回路
が接続されている。そして、温度センサー回路からの入
力により、制御回路から制御信号がリレーに出力し、湯
沸かしヒーターと保温ヒーターがオンしている。その後
に湯が沸騰すると、湯沸かしヒーターがオフし、例えば
消費電力３２Ｗの保温ヒーターのみがオンしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この様な電気ポットで
は、制御回路用に比較的電圧変動が少なくかつ低電圧の
直流電圧が要求されるため、上述の電源回路はトランス
と整流回路と平滑回路と定電圧回路から構成され、コス
トが高くなる第１の欠点がある。

【０００４】更に上述した様に、保温時には保温ヒータ
ーのみを連続通電しているが、室温や電源電圧が低下し
た時は保温電力不足となり水温が低下し、保温温度（例
えば９５℃）が得られない第２の欠点がある。更に水温
が低下し、自動湯沸かし温度（例えば８８℃）以下にな
ると、自動的に再沸騰動作が繰り返され、無駄な電力を
消費する欠点も生じる。故に本発明はこの様な従来の欠
点を考慮して、コストが安い電源回路を有し、かつ室温
や電源電圧が低くても所定の保温温度が直ぐに得られる
電気ポットを提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、交流電源に直列接続された整流素子と保
温ヒーターと平滑用コンデンサーと、平滑用コンデンサ
ーに接続された制御素子と、平滑用コンデンサーに並列
接続された制御回路とを備え、制御回路は平滑用コンデ
ンサーの両端電圧の大小に応じて制御素子を各々オン、
オフするものである。

【０００６】本発明は更に望しくは電気ポット内の水の
温度を検知しかつ制御回路に接続された温度センサーを
設け、温度センサーが保温温度未満又は以上の水温を検
知するのに応じて、制御回路は制御素子を所定の半波内
で各々オン、オフするものである。

【０００７】

【作用】本発明は上述の様に、交流電源からの電圧が整
流素子により整流され保温ヒーターにより降圧され、平
滑用コンデンサーの両端電圧は上昇する。この様に両端
電圧が所定値より高くなると、制御回路は制御素子をオ
ンし、電流は制御素子の方を流れるため、平滑用コンデ
ンサーへの充電電流が流れなくなり、両端電圧は低下す
る。そして、両端電圧が所定値より低くなると制御回路
は制御素子をオフし、平滑用コンデンサーが充電し、両
端電圧は再び上昇する。この様に、制御回路は平滑用コ
ンデンサーの両端電圧を略一定に保つ様に制御素子をオ
ン、オフするので平滑用コンデンサーに並列接続された
制御回路へ略一定の電圧を供給できる。

【０００８】本発明は更に望しくは、水温センサーが保
温温度未満の水温を検知すると、制御回路は制御素子を
所定の半波内でオンする。故に制御素子に接続された保
温ヒーターの通電率は高くなり、水温は急速に上昇し、
室温や電源電圧が低くても、所定の保温温度が直ぐに得
られる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の実施例に係る電気ポットを図
１と図２に従い説明する。図１はこの電気ポットの断面
図、図２はこの電気ポットの回路図である。これらの図
に於て、フレーム１は円筒状のものであり、容器２はフ
レーム１に内装された有底筒状のものである。ヒーター
セット３は内容液（水等）を収納する容器２の底部に密
着して取付けられた保温ヒーター４と湯沸かしヒーター
５からなる。裏蓋６はフレーム１の下部に固定され、容
器２の底壁との間に収納空間７が設けられている。

【００１０】給湯パイプ８はその一端が容器２に連通
し、他端がフレーム１の外に導出している。給湯ポンプ
９は給湯パイプ８の経路に位置し、収納空間７内に配置
固定され、直流モーター１０により駆動される。収納ボ
ックス１１は保温ヒーター４と湯沸かしヒーター５と給
湯ポンプ９の制御を行う制御部品を収納している。

【００１１】温度センサー１２は容器２の外底面に密着
して取付けられ、蓋体１３はフレーム１の上部に回転自
在に設けられ、給湯スイッチ１４は電気ポットの上部に
設けられている。そして、再沸騰スイッチ１５は下部に
設けられている。

【００１２】次に電気回路を図２に従い説明する。サー
ジアブソーバー１６とコンデンサーが並列して交流電源
１７に接続され、リレー接点１８が湯沸かしヒーター５
に直列接続され、その直列回路が交流電源１７に並列接
続されている。

【００１３】制御素子１９は例えばＴＲＩＡＣからな
り、保温ヒーター４に直列接続され、その直列回路が交
流電源１７に並列接続されている。ツェナーダイオード
２０のカソードは抵抗２０ａとコンデンサーを介して第
１リード線２１に接続され、アノードは第２リード線２
２に接続されている。

【００１４】上述の抵抗とコンデンサーの中間点は一方
が制御素子１９のゲートに接続され他方がトランジスタ
ー２３のエミッターに接続されている。トランジスター
２３のコレクターは抵抗を介して接地され、トランジス
ター２３のベースの一方は抵抗を介して第１リード線２
１に接続され、ベースの他方は抵抗を介して、マイクロ
コンピューター等からなる制御回路２４の端子Ｐ１に接
続されている。

【００１５】平滑用コンデンサー２５の一端は制御素子
１９の一端すなわち第１リード線２１に接続され、平滑
用コンデンサー２５の他端は第２リード線２２に接続さ
れている。整流素子２６は例えばダイオードからなり、
そのアノードは平滑用コンデンサー２５の他端すなわち
第２リード線２２に接続され、そのカソードは制御素子
１９の他端に接続されている。この様に、交流電源１７
の一端と平滑用コンデンサー２５と整流素子２６と保温
ヒーター４と交流電源１７の他端は直列接続され、閉回
路を構成している。

【００１６】給湯スイッチ１４とモーター回路２７は直
列接続され、その直列回路の両端は各々第１リード線２
１と第２リード線２２に接続されている。リレー回路２
８はリレーとダイオードが並列接続されたものであり、
リレー回路２８の一端はトランジスター２９のコレクタ
ーに接続され、他端は第２リード線２２に接続されてい
る。

【００１７】トランジスター２９のエミッターは第１リ
ード線２１に接続され、トランジスター２９のベースは
抵抗を介して第１リード線２１に接続され、そのベース
は抵抗を介して制御回路２４の端子Ｐ２に接続されてい
る。

【００１８】電圧検出回路３０はトランジスター３１と
ツェナーダイオード３２等からなりトランジスター３１
のエミッターは第１リード線２１に接続され、コレクタ
ーは抵抗を介して接地されている。そしてトランジスタ
ー３１のベースは抵抗を介してツェナーダイオード３２
のカソードに接続され、ツェナーダイオード３２のアノ
ードは第２リード線２２に接続されている。また、トラ
ンジスター３１のコレクターは抵抗を介して制御回路２
４の端子Ｐ３に接続されている。

【００１９】この様に、第１電源回路３３は保温ヒータ
ー４と制御素子１９と平滑用コンデンサー２５と整流素
子２６等により構成されている。また第２電源回路３４
はツェナーダイオード３５とトランジスター３６とコン
デンサー３７等により構成されている。すなわちツェナ
ーダイオード３５のカソードは第１リード線２１に接続
され、アノードはトランジスター３６のベースに接続さ
れ、そのアノードは抵抗を介して第２リード線２２に接
続されている。トランジスター３６のエミッターはコン
デンサー３７の一端と共通化され接地している。コンデ
ンサー３７の他端は第１リード線２１に接続されてい
る。

【００２０】温度センサー１２の一端はリード線３８に
接続され、温度センサー１２の他端は抵抗３９を介して
制御回路２４の端子Ｐ４に接続されている。温度センサ
ー１２の他端と抵抗３９の中間点は抵抗４０を介して接
地されている。

【００２１】ゼロクロス検出回路４１は例えばダイオー
ド４２と抵抗４４とトランジスター４５から構成され、
ダイオード４２のアノードは抵抗を介して交流電源１７
の他端に接続され、そのカソードはリード線４３を介し
てリード線３８に接続されている。抵抗４４はダイオー
ド４２の両端に並列接続され、トランジスター４５のエ
ミッターはリード線４３に接続され、そのベースはダイ
オード４２のアノードに接続されている。トランジスタ
ー４５のコレクターは抵抗を介し接地され、またそのコ
レクターは別の抵抗を介し制御回路２４の端子Ｐ５に接
続されている。

【００２２】リード線３８の一端は第１リード線２１に
接続され、リード線３８の他端は制御回路２４の端子Ｐ
６、Ｐ７に接続されている。そして、第１リード線２１
は保温ランプ４６と抵抗を介して端子Ｐ８に、そして湯
沸かしランプ４７を介して端子Ｐ９に、また再沸騰スイ
ッチ１５を介して端子Ｐ１０に接続されている。これら
の部品により本実施例の電気ポットが構成されている。

【００２３】次に、この電気ポットの動作を図２乃至図
４に従い説明する。図３は制御回路２４のフローチャー
ト、図４は図３の続きである。これらの図に於て、最初
に容器２内に水を入れ、電気ポットの電源プラグを電源
コンセント（いずれも図示せず）に挿入する。

【００２４】交流電源１７が正電位になると、交流電源
１７から第１リード線２１と平滑用コンデンサー２５と
第２リード線２２と整流素子２６と保温ヒーター４を介
して交流電源１７へと電流が流れ、平滑用コンデンサー
２５の両端電圧が上昇を始める。しかし、平滑用コンデ
ンサー２５の両端電圧がまだ低い時は、制御素子１９は
オフのままである。

【００２５】次に、平滑用コンデンサー２５の両端電圧
が上昇し、ツェナーダイオード２０のツェナー電圧、例
えば１５Ｖ以上になると、抵抗２０ａとツェナーダイオ
ード２０と整流素子２６の経路で電流が流れ、制御素子
１９がオンする。

【００２６】その結果、制御素子１９に主に電流が流
れ、平滑用コンデンサー２５へ殆ど電流が流れなくなる
ので、平滑用コンデンサー２５の両端電圧は下降する。
平滑用コンデンサー２５の両端電圧がツェナーダイオー
ド２０のツェナー電圧以下になると、制御素子１９への
ゲート電流が流れなくなり、制御素子１９は次のゼロク
ロス点（交流電源１７の交流電圧が正電位からゼロ電位
へ変わる点）でオフとなる。

【００２７】この様にして、電源を投入してから制御回
路２４が立ち上がるまでの期間（リセット期間）は約
０．１〜０．５秒であり、この期間に於て平滑用コンデ
ンサー２５と整流素子２６と保温ヒーター４からなる直
列回路と、制御素子１９と保温ヒーター４からなる直列
回路が順番にオンされる。その結果、平滑用コンデンサ
ー２５の両端電圧は略一定に維持される。

【００２８】次に、上述のリセット期間が終了すると、
制御回路２４のみの制御による動作が開始する。そして
電気ポットの容器２内の水温が温度センサー１２により
「低温」である事が検知されると、図３に於て制御回路
２４の湯沸かし動作がスタートする。

【００２９】最初に制御回路２４は、「負→正のゼロク
ロスか否か」を判定する（ステップＳ１）。すなわち、
ゼロクロス検出回路４１は交流電源１７から発生する電
源電圧が負電位からゼロ電位に変化した事を検知し、そ
の信号を制御回路２４の端子Ｐ５へ出力する。

【００３０】次に上記判定がＹＥＳと判定されると（ス
テップＳ１）、図３の「Ｐ３はＨｉか否か」が判定され
る（ステップＳ２）。すなわち制御回路２４は電圧検出
回路３０に接続された端子Ｐ３の電位を読み込む。つま
り図２に於て、電圧検出回路３０はツェナーダイオード
３２のツェナー電圧をツェナーダイオード２０のツェナ
ー電圧より低い約１１Ｖに設定している。

【００３１】その結果、平滑用コンデンサー２５の両端
電圧が約１１Ｖ以上の時は、トランジスター３１とツェ
ナーダイオード３２との間に電流が流れトランジスター
３１がオンする。そして、制御回路２４の端子Ｐ３には
「Ｈｉ」信号が入力され、ツェナーダイオード３２の両
端電圧が約１１Ｖ未満の時は、トランジスター３１がオ
フし、端子Ｐ３には「Ｌｏ」信号が入力される。

【００３２】この様に制御回路２４がリセット状態から
解除された段階では、平滑用コンデンサー２５の両端電
圧は約１５Ｖである。故に、端子Ｐ３は「Ｈｉ」レベル
であり、制御回路２４は平滑用コンデンサー２５の両端
電圧が約１１Ｖ以上であると判定する。

【００３３】次に制御回路２４は「Ｐ３はＨｉか」をＹ
ＥＳと判定すると（ステップＳ２）「制御素子を正電位
でオン」する（ステップＳ３）。すなわち図２に於てツ
ェナーダイオード３２の両端電圧が約１１Ｖ以上とな
り、端子Ｐ３に「Ｈｉ」信号が入力されたと制御回路２
４が判定すると、制御回路２４は交流電圧が正電位にあ
る半波内に於て端子ＰＩに「Ｌｏ」信号（トリガパル
ス）を出力する。

【００３４】その結果、トランジスター２３はオンし、
制御素子１９にゲート電流が流れ、制御素子１９はオン
する。そのために、平滑用コンデンサー２５側に電流は
流れなくなり、平滑用コンデンサー２５の両端電圧の低
下が始まる。また、制御回路２４は「Ｐ３がＨｉか」を
ＮＯと判定すると（ステップＳ２）、「制御素子を正電
位でオフ」する（ステップＳ４）。

【００３５】すなわち図２に於て、ツェナーダイオード
３２の両端電圧が約１１Ｖ未満となり、端子Ｐ３に「Ｌ
ｏ」信号が入力されると、端子Ｐ１にトリガ信号を出力
しない。その結果、トランジスタ２３はオフし、制御素
子１９もオフする。そのために、平滑用コンデンサー２
５側に電流は流れ、平滑用コンデンサー２５の両端電圧
は上昇する。

【００３６】次に、制御回路２４は湯沸かし中に保温ヒ
ーター４をフル通電するために「制御素子を負電位でオ
ン」する（ステップＳ５）。すなわち図２に於て、交流
電圧が負電位にある半波内にて、制御回路２４は端子Ｐ
１に「Ｌｏ」信号（トリガパルス）を出力する。その結
果、トランジスター２３はオンし、制御素子１９はオン
し、保温ヒーター４はオン（通電）する。

【００３７】そして「湯沸かしヒーターがオン」する
（ステップＳ６）。すなわち図２に於て、制御回路２４
の端子Ｐ２から「Ｌｏ」信号が出力し、トランジスター
２９がオンし、リレー回路２８がオンし、リレー接点１
８がオンし、湯沸かしヒーター５がオンする。

【００３８】次に、温度センサー１２が検知する水温が
「沸騰か」がＮＯと判定されると（ステップＳ７）、ス
テップＳ１の直前に戻り、上述のステップＳ１〜Ｓ７を
繰り返す。そして、制御回路２４が「沸騰か」をＹＥＳ
と判定すると、Ａに続く。

【００３９】そして図４に示す様に、Ａに続いて「湯沸
かしヒーターをオフ」する（ステップＳ８）。以上の説
明により湯沸かし動作を終了する。この様に湯沸かし動
作に於ては、制御回路２４が平滑用コンデンサー２５の
両端電圧の大小に応じて、制御素子１９を各々オン、オ
フさせている。すなわちコンデンサー２５の両端電圧に
対応するＰ３入力がＨｉ又はＬｏかに応じて、交流電圧
の正電位に於て、制御回路２４は制御素子１９を各々オ
ン又はオフとなる様に制御している。

【００４０】次に、図３で説明した内容と同様に、「負
→正のゼロクロスか」がＹＥＳと判定され（ステップＳ
９）、「Ｐ３はＨｉか」がＹＥＳと判定されると（ステ
ップＳ１０）、「制御素子を正電位でオン」する（ステ
ップＳ１１）。また「Ｐ３はＨｉか」がＮＯと判定され
ると（ステップＳ１０）、「制御素子を正電位でオフ」
する（ステップＳ１２）。

【００４１】そして、「温度センサーが保温温度以上
か」否かがＹＥＳと判定されると（ステップＳ１３）、
「制御素子を負電位でオフ」する（ステップＳ１４）。
すなわち図２に於て、温度センサー１２が検知した水温
が保温温度（例えば９５℃）以上である事を制御回路２
４が判定すると、交流電圧が所定の（例えば負電位の）
半波内に於て、制御回路２４は端子Ｐ１に「Ｈｉ」信号
を出力する。その結果、トランジスター２３はオフし、
制御素子１９はオフし、保温ヒーター４をオフする。

【００４２】次に、「他の処理」（ステップＳ１５）を
行なう。すなわち、再沸騰スイッチ１５が押されたか否
かの判定と、保温ランプ４６の点灯と、空炊きか否かの
判定が行われる。そして、ステップＳ８の直前に戻り、
ステップＳ８〜Ｓ１５を繰り返す。

【００４３】この様に、温度センサー１２が保温温度以
上の水温を検知すると、制御回路２４は制御素子１９を
所定の半波内でオフする。故に制御素子１９に接続され
た保温ヒーター４の通電率は低くなり、水温は緩やかに
低下する。故に室温又は電源電圧が比較的高い時、所定
の保温温度が維持され、かつ保温ヒーター４の消費電力
は抑制される。

【００４４】次に「温度センサーが保温以上か」がＮＯ
と判定されると（ステップＳ１３）「制御素子を負電位
でオン」する（ステップＳ１６）。すなわち図２に於
て、温度センサー１２が検知した水温が保温温度未満で
ある事を制御回路２４が判定されると、交流電圧が所定
の（例えば負電位の）半波内に於て、制御回路２４は端
子Ｐ１に「Ｌｏ」信号（トリガパルス）を出力する。そ
の結果、トランジスター２３はオンし、制御素子１９は
オンし、保温ヒーター４をオンする。次に、他の処理
（ステップＳ１５）を行い、ステップＳ８〜Ｓ１５を繰
り返す。

【００４５】この様に、温度センサー１２が保温温度未
満の水温を検知すると、制御回路２４は制御素子１９を
所定の半波内で（例えば交流電源の負電位の期間内で）
オンする。故に制御素子１９に接続された保温ヒーター
４の通電率は高くなり、水温は急速に上昇し、室温又は
電源電圧が低くても、所定の保温温度が直ぐに得られ
る。

【００４６】また温度センサー１２が保温温度以上の水
温を検知した場合には、交流電源電圧が負電位の時に、
制御素子１９をオフし、保温ヒーター４の両端電圧を小
さくするので、通電率は小さく、消費電力は抑制され
る。

【００４７】上述の様に本実施例の電気ポットの構成に
よると、保温時に於て、各回路２７と２８と２４への安
定電圧が供給できると共に、保温ヒーター４への通電率
を変えることができるという特徴を有する。

【００４８】

【発明の効果】本発明は上述の様に、交流電源からの電
圧が整流素子により整流され保温ヒーターにより降圧さ
れ、平滑用コンデンサーの両端電圧は上昇する。この様
に両端電圧が所定値より高くなると、制御回路は制御素
子をオンし、電流は主に制御素子を流れ、平滑用コンデ
ンサーへの充電電流が流れなくなり、両端電圧は低下す
る。

【００４９】そして、両端電圧が所定値より低くなると
制御回路は制御素子をオフし、平滑用コンデンサーが充
電し、両端電圧は再び上昇する。この様に、制御回路は
平滑用コンデンサーの両端電圧を略一定に保つ様に制御
素子をオン、オフするので、平滑用コンデンサーに並列
接続された制御回路へ略一定の電圧を供給できる。

【００５０】本発明は更に望しくは、水温センサーが保
温温度未満の水温を検知すると、制御回路は制御素子を
所定の半波内でオンする。故に制御素子に接続された保
温ヒーターの通電率は高くなり、水温は急速に上昇し、
室温や電源電圧が低くても、所定の保温温度が直ぐに得
られる。その結果、水温が低下し、自動湯沸かし温度以
下となり自動的に再沸騰動作を繰り返す事が防止され、
無駄な電力を消費しない。

【００５１】そして本発明は、温度センサーが保温温度
以上の水温を検知すると、制御回路は制御素子を所定の
半波内でオフする。故に制御素子に接続された保温ヒー
ターの通電率は低くなり、水温は緩やかに低下する。故
に室温又は電源電圧が高い時に、所定の保温温度が維持
され、かつ保温ヒーターの消費電力は抑制される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る電気ポットの断面図であ
る。

【図２】前記電気ポットの電気回路図である。

【図３】前記電気ポットのフローチャートである。

【図４】前記電気ポットのフローチャートであり、図３
の続きである。

【符号の説明】

４ 保温ヒーター １９ 制御素子 ２４ 制御回路 ２５ 平滑用コンデンサー ２６ 整流素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有中 昭雄 鳥取県鳥取市南吉方３丁目201番地 鳥取 三洋電機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源に直列接続された整流素子と保
   温ヒーターと平滑用コンデンサーと、その平滑用コンデ
   ンサーに接続された制御素子と、前記平滑用コンデンサ
   ーに並列接続された制御回路とを備え、前記制御回路は
   前記平滑用コンデンサーの両端電圧の大小に応じて前記
   制御素子を各々オン、オフする事を特徴とする電気ポッ
   ト。
2. 【請求項２】 前記電気ポット内の水の温度を検知しか
   つ前記制御回路に接続された温度センサーを設け、前記
   温度センサーが保温温度未満又は以上の水温を検知する
   のに応じて、前記制御回路は前記制御素子を所定の半波
   内でそれぞれオン、オフする事を特徴とする請求項１の
   電気ポット。