JPS5940012B2 - 電気やかん等の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気やかんや湯沸し器具等において容器内部の
水が沸騰したことを確実に感知し、制御する沸騰応動の
制御装置に関するものである。

一般に、電気やかん等の湯沸し器具は、その使用目的か
らして、水が沸騰してから電源スィッチが自動的で確実
に切れることが望まれる。

すなわち、１００°Ｃ（１気圧の場合）で数秒間保って
からスイッチを切ることが飲湯として、またスイッチの
設計上からして望ましいものである。

しかしながら湯の温度を１００℃で数秒間保った後、ス
イッチを切ることは湯温か沸騰温度で平衡し、それ以上
上昇しないことから容易なことではない。

従来では水中に設けた発熱体より下方の水温が沸騰現象
により比較的急激に温度上昇するこき、および発熱体か
らの伝導熱を利用し、サーモスタット等により制御を行
なっていたが、この方式ではサーモスタット等の設定温
度幅を極端にせばめ、厳密に管理して制御していたのが
実状であり、そのようにしても、実際に使用される地域
での気圧、電圧、水量、水温および室温の影響を大きく
受けるため、沸騰後確実にスイッチを動作させることが
困難で沸騰前にスイッチが切れる等動作がばらついてい
た。

また装造組立ての複雑化によるコストアップを招いてい
た。

また、沸騰時の蒸気や泡のみを利用した方式では、空焼
時の安全性を図るために特別な空焼防止装置を備えなけ
ればならず、構成が複雑になり、コストアップを招いて
いた。

また、水中発熱体の一部を覆う空室の上下に透孔を設は
発熱体によって生ずる蒸気により、両速孔よりの浸入水
のバランスをくづし温度制御する方式が提案されたが、
この構造では、発熱体が水中式であるため、沸騰時の被
感熱局部の温度上昇が少なく、また下刃に透孔を有する
ため、被感熱面をふくむ完全な空室状況は作りがたく、
従って電圧変動によりスイッチが沸騰後も切れなかった
り、あるいは沸騰前に切れる等のばらつきが大きく、実
用化が困難であった。

本発明は沸騰時の気泡を区画室内に確実に充満させるこ
とによって生ずる急激な温度上昇を利用し、感熱部材の
温度を急激で高温にまで立ち上がらせることにより、温
度制御を極めて容易にし、−力、空焼時には感熱部材に
近接した発熱体の伝導熱を利用し、発熱体の保護及び火
災等の危険性をなくすものである。

以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して説明する
。

図において、１はやかん等の本体、２は蓋つまみ、３は
蓋、４は熱伝導性の良好な金属材料よりなる感熱カバー
で、本体１よりなる容器とは別に底部の開口を連通孔と
、下刃には拡がった区画室を形成している。

５はバッキングで、区画室内にあって沸騰以前では区画
室と容器内部とを連通し、沸騰時には、区画室が小孔を
除いて密閉に近い状態になるように浮上可能に設置して
おりシリコンゴムなと柔軟性ある材料で作られているた
め、必要に応じて着脱は自在である。

６は一定温度でキュリ一点を有する感熱部材であるとこ
ろの温度制御用のフェライトで、感熱カバー４の下面に
固定している。

７は本体１の底部に装備したシーズヒーク等の発熱体で
、適当な発熱表面を得るためらせん状又は曲折状に成形
されており、本実施例では感熱カバー４と一体に本体１
底部にろう付けされている。

また、発熱体７はその先端の端子部に固定接点８を固着
している。

９は上記フェライト６と対向するようにマグネットホル
ダー１０にて保持したマグネットである。

前記マグネットホルダー１０と感熱カバー４の間にはマ
グネット９とフェライト６との吸着を離す方向に付勢す
るコイルスプリング１１を介在させている。

１２は本体１に装備したスイッチ部分の各機構を覆うよ
うに設けた覆い部材、１３は一端側を軸１４に軸支した
レバーで、他端側にはマグネットホルダー１０を取付け
、前記一端部には操作ボクン１５を固着している。

−力、角１６、絶縁陶器１７からなる電源コンセントの
裏面には、端部に前述の固定接点８と対応する接点１８
ａを固着した弾性を有するブレード１８を取付け、かつ
、前記レバー１３の中央部分に固着した絶縁子１９によ
り、マグネット９がフェライト６に吸着されていない時
は、接点１８ａを固着したブレード１８を押し下げ接点
８，１８ａ間を開路するように構成している。

ここで、上記区画室を構成する感熱カバー４の一部には
、発熱体７の少なくとも一部が接触している。

上記構成において、次に動作を説明すると、沸騰させる
べき水を本体１内に入れ、−上記電源コンセントに器具
用プラグを接続し、操作ボタン１５の上部を矢印ａの方
向に押すと、マグネット９はフェライト６に向って移動
し、このマグネット９とフェライト６は、コイルスプリ
ング１１の付勢力に抗して吸着し、第１図のように接点
８，１８ａ間が閉じ、発熱体７による加熱が始まる。

加熱が始まると、発熱体７に当接した感熱カバー４を介
してフェライト６の温度が上昇するが、この時、感熱カ
バー４内の水Ａにより、フェライト６の温度上昇は緩和
される。

通電後しばらくすると、感熱カバー４内の水Ａは、本体
１内の水Ｂより量が少ないため、本体１内の水Ｂより早
く水温が上昇する。

そして感熱カバー４内のあたたまった水Ａは、対流作用
により本体１内の水Ｂと入れかわり、感熱カバー４を介
しフェライト６は冷却され、フェライト６は冷却と加熱
をくりかえす。

その後、本体１内の水温が９７〜９８℃になると激しく
気泡が発生し、発熱体７に当接した感熱カバー４内でも
同じように多量に気泡が発生する。

そして、この気泡により感熱カバー４内の水Ａはバッキ
ング５を押し上げ、今まで発熱体７から熱を受けていた
感熱カバー４は、内部の沸騰水が閉じ込められるため急
激に温度上昇するが、危険防止のためにその上限を設定
できる小孔をバッキング５に設けである。

この急激な温度上昇は感熱カバー４に固着したフェライ
ト６に伝熱されてフェライト６はキュリ一点に達する。

この時点でコイルスプリング１１の付勢力によりマグネ
ット９はフェライト６から自動的に外れレバー１３に設
けた絶縁子１９がブレード１８を押し下げて固定接点８
と接点１８ａとの接触を断ち、発熱体７の発熱が停止し
湯沸しは終了する。

実験によれば、第２図においてｒＤＪが小さい程、「バ
ッキングの容積■が大きい程」、「バッキングの重量Ｗ
」が小さい程、また「ｄが小さい程」沸騰時のわずかな
泡立ちでフェライト６の温度は急激に立上がる関係にあ
り、この「Ｄ」。

「■」、「Ｗ」、「ｄ」の各寸法により電源をＯＦＦす
るポイント（時間）を選定できる。

第３図は土間実施例における各部の温度上昇曲線を示し
ており、イは発熱体７．川まフェライト６、ハは感熱カ
バー４内の水の各温度上昇曲線である。

曲線口は、最初なめらかに上昇し、沸騰前にのこぎり歯
のような温度カーブで平衡を保つが、これは最初のうち
は感熱カバー４内の水Ａの本体１内の水Ｂへの対流が容
易に進むが、沸騰前になるとバッキング１５が感熱カバ
ー内で揺動するためである。

また、沸騰直後からフェライト６は急上昇をするため、
曲線口のＰからＱの間で、フェライト６の温度設定をす
ればよく、製造時におけるフェライトの動作温度のばら
つきを大きくすることが可能である。

また、沸騰直前のフェライト６の温度点ｒＰＪは、発熱
体７のワット数、即ち、発熱体７に加わる電圧に比例し
て上昇するか、同時に安定温度点ｒＱＪも比例して上昇
し、フェライト６の急激な温度上昇曲線は電圧変動が生
じても変らず、電圧の変動は吸収できる。

また、従来の熱感知構造では、沸騰後のフェライトの温
度上昇幅は５〜１５ｄｅｇ程度のものがほとんどであっ
たが、本実施例においては沸騰直後に５０ｄｅｇ以上の
温度幅を得ることができ、フェライト等の熱感知片のバ
ラツキや気圧変動に沸騰温度差をも吸収でき確実に動作
する構成として実用化が可能となったものである。

以上のように本発明によれは、沸騰時に生じる気泡によ
り区画室内のバッキングを持ち上げ、区画室内を密閉に
近い状態にすることが可能となるため、気圧、水温、水
量、室温および電圧等の影響を受けにくく、沸騰後確実
に電源をオフすることができ、また、空焼時には発熱体
の発熱により感熱部材は急激に温度上昇し、電源をオフ
することができるものであり、特別な空焼防止装置を必
要としないで、また、簡単な構成によって、安価で高性
能の制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における電気やかんの断面図
、第２図は同要部の断面図、第３図は同要部の温度上昇
曲線を示す図である。 １・・・・・・やかん本体、４・・・・・・感熱カバー
、５・・・・・・パツキン、６・・・・・・フェライト
（感熱部材）７・・・・・・発熱体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 容器底部に開口と、その下方に連なり拡がる区画室
   を設け、沸騰以前には区画室内と容器内を連通し、沸騰
   時に浮上して前記間−を閉成するバッキングを前記区画
   室内に配し、前記容器底部と区画室の一部に発熱体を接
   触させ、かつ区画室の底部には前記発熱体への通電制御
   を行う感熱部材を設けた電気やかん等の制御装置。