JPS5939557Y2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はコーヒー自動販売機、フードミキサー等の温
水利用機器に組込まれ随時給湯をなす給湯装置に係り、
特に出湯される湯温を規制する手段の改良に関する。

一般にこの種の給湯装置はタンク内の水を適宜な加熱手
段により加熱すると共に、自動温度調節器によって湯温
を常時はぼ一定の温度に保つ如く構成されている。

なお自動温度調節器としては、湯温の絶対値を温度検出
器で検出し、湯温か上限レベルに達すると加熱動作を停
止させ、下限レベルまで低下すると加熱動作を再開する
方式のものが一般的である。

上記構成の従来装置では加熱が間欠的に行なわれること
から、相当幅の温度範囲で湯温か上下変動するのを免れ
得ないうえ、自動温度調節器の設置位置のバラツキ、自
動温度調節器の検出精度等により、機体が異なると出湯
される湯の温度にかなり大きなバラツキが生じる。

殊にタンクの下方から給水された水を加熱し攪拌せずに
上方へ押上げる押上げ型加熱方式の給湯装置にあっては
、タンク上方に貯溜される湯の温度とタンク下方に存在
する湯の温度とは給水時等において大きな差を有するの
が必然的であるから貯溜されている湯の残量が少くなっ
た場合において著しく低温の湯が排出されるおそれがあ
る。

ところで衛生面より考慮した場合には、給湯装置から出
湯される調理用の湯の温度は８５℃以上であることが望
ましい。

一方、湯温か９６℃以上になると、沸騰の危険がある。

したがって出湯する湯の温度は８５℃〜９６℃の狭い範
囲に規制する必要がある。

このような狭い範囲に湯温を規制することは従来の給湯
装置では殆んど不可能といえる。

すなわち、前述したように出湯される湯温には相当のバ
ラツキが生じるのを免れ得ないうえ、一度に多量の出湯
が行なわれ引き絖いて給水がなされたような場合には、
加熱が間に合わず、８５℃以下の低温な湯が出湯されて
しまうことになる。

これを規制するためには人為的監視により常時厳格な管
理を要する。

しかし、このような管理を行なうことは人件費等を考慮
すると副成無理であり、自動販売機等に使用することは
できない。

また温度制御範囲の狭い高精度な温度制御装置を付設す
ることは給湯装置を著しく高価格なものとするばかりで
なく、既設の自動販売機等に簡単に適用し難い難点があ
る３この考案は、このような事情を考慮してなされたも
ので、その目的は自動温度調節機による制御温度範囲を
狭ばめなくとも出湯の温度をたとえば８５〜９６℃の範
囲に自動的に規制することができ、しかも簡単な構成で
安価に制作可能な給湯装置を提供することである。

以下、この考案の詳細をコーヒー等の自動販売機に使用
される給湯装置に適用した一実施例によって明らかにす
る。

第１図は自動販売機の斜視図で、直方体状の機体１の前
面には、選択ボタン２、コイン投入口３、コイン返却レ
バー４、商品取出口５等が設けられている。

また機体１の内部には、温水タンク６、制御ボックス１
等が収容されている。

第２図は第１図に示されている温水タンク６の主要部を
切欠して示した断面図である。

この第２図において、８は温水タンク壁である。

このタンク基８の図中右下端部には給水口９が設けてあ
り、この給水口９から適時給水がなされる。

上記給水口９の内方には整流板１０が設けてあり、供給
された水を整流してタンク６内に導くようになっている
。

上記温水タンク６の内部の下方頌域には加熱器としての
１字状発熱体１１が設置されている。

この発熱体１１の側力には温度検出器１２が設けられて
いる。

この温度検出器１２は筒体の中に温度感知器１３を挿入
したものであり、毛細管１４により自動温度調節器１５
に結合されている。

前記温水タンク壁８の右壁面上刃には出湯口１６が設げ
られており、この出湯口１６に接続された管体には出湯
バルブ１７が取付けられている。

この出湯バルブ１７は後述する出湯バルブ制御回路によ
って開閉制御される。

上記出湯口１６より所定距離りだげ下方の位置に出湯規
制スイッチとしての適職サーモ１８が設けである。

この適温サーモ１８は、出湯口１６より所定距離りだげ
下方位置に存在する湯の温度を検出し、その温度が出湯
許容限界レベルまで低下したときに接点を開放する。

実施例においては出湯許容限界レベルは６２℃に設定さ
れている。

１９はフロートで、水面が規定水位に達すると給水を停
止させ、規定水位以下になると自動給水を行なわせる。

第３図は前記温度検出器１２や適堝サーモ１８等からの
検出信号によって作動する制御回路を示す図である。

この制御回路は前記制御ボックス１内に収容されており
、前記出湯バルブ１７、発熱体１１等の制御を行なう。

第３図において、２０は商用交流電源であり、この電源
には電源スィッチ２１を介して線路ＶＷが接続されてい
る。

また、この線路Ａ、Ｗには図示しないが、前記フロー）
１９に連動して開閉制御されるフロートスイッチと前記
給水口９に接続された給水管に設けた給水バルブとの直
列回路が接続され、温水タンク６内の水面が規定水位に
達するとフロートスイッチの接点を開放し、給水を停止
するように構成されているとともに、この線路ｖ、Ｗ間
には、前記自動温度調節器１５の常閉側接点１５ｂを介
して前記発熱体１１のヒータ２２、および温度過昇防止
器２３が直列に接続されている。

上記温度過昇防止器２３は、前記温水タンク６の一部に
取付けられ、タンク６が過熱状態になりつる危険レベル
に達したときに接点を開いて上記ヒータ２２の通電を断
つ。

また線路■。Ｗ間には、上記自動温度調節器１５の常−
接点’１５ａを介して自己保持リレー２４の励磁コイル
２４ｃが接続されている。

この励磁コイ／Ｉ／２４ｃの自動温度調節器側の一端と
線路Ｖとの間には自己保持用の第１の常開接点２４ａ１
と前記適温サーモ１８が直列に接続されている。

上記リレー２４の第２の常開接点２４ａ２は出湯制御器
２５の駆動回路２６ＶＣ介挿接続されている。

上記出湯制御器２５は線路ｖ、Ｗ間に接続されており、
上記駆動回路２６が閉路状態のとき、スイッチング素子
２１をオン状態にする。

このスイッチング素子２７は前記出湯バルブ１７のバル
ブ開放用駆動コイル１７ｃと直列に線路Ｖ、Ｗ間に接続
されている。

次に上記の如く構成された本装置の動作を第４図の波形
図を適時参照して説明する。

タンク６内に給水がなされた状態において時刻ｔ１で第
４図Ａの如く前記電源スィッチ２１を投入すると、前記
発熱体１１のヒータ２２が通電し発熱を開始する。

前記温水タンク６内の水は上記ヒータ２２の発熱により
加熱され、温湯は温水タンク６の上方に押し上げられる
。

このため前記湯口１６の位置における湯温は第４図Ｅの
如く次第に上昇していく。

時刻ｔｚにおいて、出湯口１６よりＬだげ下方に設げら
れた適温サーモ１８近傍の湯温がこの適温サーモ１８の
上限設定温度ｍ□ （たとえば７０℃）に達すると、適
温サーモ１８が作動し、第５図Ｂの如く接点を閉じる。

しかしながら、この接点が閉じても自己保持リレー２４
の第１常開接点２４ａ１は開いているので、制御動作に
はこの時点では影響せず第４図の湯温Ｅは上昇を続ける
。

時刻ｔ３において、湯温か前記自動塩度調節器１５の上
限レベルすなわち上限設定温度ｎ□ （たとえば９６℃
）に達すると、自動温度調節器１５が作動し、第４図Ｃ
の如く接点が常閉側１５ｂから常開側１５ａに切替わる
。

接点が常開側１５ａに切替ることによって、リレー２４
の励磁コイル２４ｃに第４図りの如く通電がなされ、自
己保持用の第１常開接点２４ａ□と第２常開接点２４ａ
２が閉状態になる。

したがって前記自己保持リレー２４が自己保持されると
ともに、出湯制御器２５が動作する。

したがってスイッチング素子２７がオン状態になり出湯
バルブ１７のコイル１７ｃが付勢されるので、同バルブ
１７は開放状態となり出湯準備が完了する。

一方、常閉側接点１５ｂが開状態になるので、ヒータ２
２の通電が断たれ、加熱は停止する。

したがって湯温は第４図のＥの如く低下し始める。

時刻ｔ４において、上記自動温度調節器１５の下限設定
温度ｎ２ （たとえば８５℃）まで湯温か低下すると再
び上記自動温度調節器１５が作動し、接点が常閉側１５
ｂに切替わるので、前記発熱体１１のヒータ２２が再通
電され、湯水が加熱される。

したがって第４図のＥの如く湯温か再び上昇し始める。

時刻ｔ５における本装置の動作は時刻ｔ３の場合と１抑
未であり、時刻ｔ６における動作は時刻ｔ４の動作と同
様である。

上述した。

・ような動作を反復することによって、・・・前記出湯
口１６近傍の湯温は所定の温度範囲（たと・えは８５°
〜９６℃）に保たれる。

ところで、多量の湯が前記湯水タンク６より取出された
場合、たとえば昼食時等においてお茶、コーヒ等に多量
の湯が用いられた場合にはタンク６内の湯の残量が急激
に少なくなる。

このような場合における本装置の動作を時刻ｔ７以降の
動作として説明する。

今、前記出湯バルブ１７を介して湯が連続して出湯され
水面が所定レベル以下になったとする。

そう−ｒると前記給水口９から上記温水タンク６内に自
動的に給水がなされる。

したがって、温水タンク６内の湯温か低下し、上記自動
温度調節器１５の接点は常閉側接点１５ｂに切替わる。

一方、給水された水によって押上げ方式の温水タンク６
内の貯湯は上方へ押上げられていく。

このとき貯湯の下方部分が一部撹拌され、第２図の如く
湯と水が入交った湯水混合層２８が形成される。

つまりこの層２８を境として上部は湯の層２９となり、
下部は水の層３０となる。

上記湯水混合層２８が適温サーモ１８の設置位置に近づ
くにつれ、出湯口近傍の湯温は急速に低下していく。

この状態においてヒータ２２は接点１５ｂにより発熱状
態になってはいるがその影響は顕著に現われない。

しタカって湯温は時刻ｔ８で上昇することができず自動
温度調節器１５の下限設定温度ｎ２を通過してさらに低
下を続ける。

時刻ｔ９において、適温サーモ１８の近傍の湯温か出湯
口近傍の出湯許容限界温度レベルに相当する温度すなわ
ち適温サーモ１８の下限設定温度ｍ２（たとえば６２℃
）まで低下すると適温サーモ１８の接点が開状態になる
。

これによって励磁コイル２４ｃの通電が断たれ自己保持
が解除になる。

したがって前記駆動回路２６を形成する自己保持リレー
２４の第２常開接点２４ａ２が開状態になり出湯制御器
２５が動作を停止する。

このため前記スイッチング素子２７がオフ状態となり、
出湯バルブ１１からの出湯が禁止される。

低温の湯の出湯が上述の如く禁止された状態において、
湯水タンク６の水面が給水により規定水面まで回復する
と給水は停止され加熱が始まる。

したがって、第４図Ｅの如く時刻ｔ９以後湯温は上昇し
、時刻ｔ１ｏで前記適温サーモ１８の接点が閉じ１時刻
ｔｌｌにおいて自動温度調節器１５の接点が常閉側１５
ｂから常開側１５ａに切替わる。

かくして初期状態と同様に一旦自動温度調節器１５の上
限設定温度ｎｌ まで温度上昇したのち、リレー２４が
再び自己保持状態となる。

以下時刻ｔ１２．ｔ１３．ｔ１４．ｔ１５等における本
装置の動作は前述した時刻ｔ４．ｔ５ｓｔ６ｓｊ７ に
おける動作と同様である。

かくして本装置においては著しく低温の湯の出湯が確実
に禁止されるので衛生面上望ましい。

さらに湯温レベル検出器で直接温度制御するものではな
く、この検出器の温度設定値は自動温度調節器の下限温
度設定値以下に設定しであるので、両者の干渉が避けら
れ、安定な動作が得られる。

また、湯温レベル検出器の温度設定値が上記下限設定値
以下に押えであることは、二重に湯温の低温管理を行っ
ていることになり、自動温度調節器の設定位置のバラツ
キあるいは検出精度のバラツキによりその下限設定温度
に多少のバラツキが生じても、さらに一時的に多量の出
湯がなされても、誤って低温度の湯水が排出されること
はない。

このことは低温管理に影響を与える自動温度調節器の下
限設定温度値をより狭小な温度範囲に設定しなくともよ
く、多生の融通性が出てくる。

しかも以上の機能を複雑な制御手段を必要としないで発
揮させる。

なお本考案は上述した一実施例に限定されるものではな
い。

たとえば前記実施例では押上げ式別熱手段を用いたもの
を示したが、タンク内の湯の撹拌を行なわず、給水時に
湯水混合層２８が形成されるような加熱方式を採用して
いるもの７よらばよい。

また前記実施例では自己保持リレー２４を解除する適温
サーモ１８を線路Ｖと上記自己保持リレー２４の第１常
開接点２４ ａｌ との間に設けたが、励磁コイル２４
ｃの自動温度調節器１５側の一端と上記第１常開接点２
４ａ１との間に設けてもよい。

さらに前記実施例では自己保持リレー２４により出湯制
御器２５の動作制御を行なうようにしているが、自己保
持リレー等で出湯バルブを直接制御するようにしてもよ
い。

以上説明したように本考案はタンク内に給水された水な
加熱器で加熱し、自動温度調節器によってタンク内の温
度が上限レベルに達したとき加熱動作を停止させ、下限
レベルに達したとき加熱動作を再開させるようにしたも
のにおいて、上記調節器による加熱動作の伜止時に付勢
されて自己保時動作するリレーを設け、このリレーの自
己保持動作期間中に限り出湯バルブを開いて出湯を許容
するようにすると共に、出湯口より下方な位置における
タンク内湯温に応動する出湯規制スイッチを設け、この
スイッチによって上記湯温か出湯許容限界レベルまで低
下したとき、前記リレーの自己保持回路を解き出湯を規
制するようにしたものである。

したがって本考案によれば出湯口近傍の湯温か一旦上限
レベルに達しない限り出湯を許容するリレーが自己保持
しないので、湯温上昇途中で低温レヘルの湯が吐出され
る等の恐れがないのは勿論、たとえ一時的に多量の出湯
がなされたような場合であっても出湯規制スイッチによ
って出湯許容限界以下の出湯は禁止されることになるの
で、自動温度調節器による制御温度範囲を格別に狭めな
くても低温度管理を充分なし得、出湯の温度をたとえば
８５℃〜９６℃の範囲に自動規制しうるうえ出湯規制ス
イッチ１個を設けるのみで複雑な制御手段を全く要さな
いので簡単な構成で安価に製作可能な給温装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は本考案の一実施例を示す図で、第１
図はコーヒ等の自動販売機の外観を示す斜視図、第２図
は給湯装置の主要部を切離して示す断面図、第３図は制
御系の回路構成図、第４図は動作説明用の波形図である
。 １・・・・・・自動販売機機体、６・・・・・・温水タ
ンク、７・・・・・・制御ボックス、９・・・・・・給
水口、１１・・・・・・発熱体、１２・・・・・・温度
検出器、１５・・・・・・自動温度調節器、１６・・・
・・・出湯口、１７・・・・・・出湯バルブ、１８・・
・・・・適温サーモ、１９・・・・・・フロート、２０
・・・・・・商用交流電源、２２・・・・・・ヒータ、
２４・・・・・・自己保持リレー、２５・・・・・・出
湯制御器、２７・・・・・・スイッチング素子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. タンクと、このタンク内に給水された水を加熱する加熱
   器と、この加熱器により加熱された湯の温度に応動じ湯
   温か上限レベルに達したとき前記加熱器の加熱動作を停
   止させ下限レベルに達したとき前記加熱器の加熱動作を
   再開させる自動温度調節器と、この自動温度調節器が前
   記加熱器の加熱動作な停止したとき付勢され自己保持動
   作するリレーと、このリレーの自己保持動作期間中にお
   いて解放状態となり前記タンクからの出湯を許容する出
   湯バルブと、この出湯バルブを介してタンクから湯を吐
   出させるタンクの出湯口よりも下方な位置におけるタン
   ク内の湯温を検知しこの湯温か前記自動温度調節器にお
   ける前記下限レベルより低いレベルに設定された出湯許
   容限界レベルまで低下したとき前記リレーの自己保持回
   路を開く出湯規制スイッチとを具備したことを特徴とす
   る給湯装置。