JP3144326B2 - 電気湯沸かし器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、収容液体を加熱・
保温し、出湯などに使用される液体ポンプを使用した電
気湯沸かし器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の電気湯沸かし器は、例え
ば図１５〜図１８に示すような構成になっていた。すな
わち、この種の液体ポンプ５０は遠心型のインペラ５１
が用いられており、放射状に配列された翼片５２を有す
るものであった。そして、電気湯沸かし器の容器５３内
の湯はこのインペラ５１の中心部に吸引され、外周方向
の吐出口５４に導水され、出湯口５５に案内されるよう
にしたものである。また、出湯口５５の出口に流量調整
機構５７を設けて出湯量の調整ができるようにしてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の電気湯沸かし器では、液体を一旦沸騰させたのち９
５℃前後の所定の温度で保温するようにしていた。とこ
ろが、このような電気湯沸かし器では、液体ポンプの電
圧を変化させて出湯の調整をしていた。この出湯量の調
整は、モータを最大電圧にして出湯経路の出口に設けら
れたケースに調整弁により出湯の調整をしたり、昨今で
は図１８に示すように、コストを安価にするため、出湯
量の調整は電圧の大と小で２段階の調整を有したものが
出てきた。

【０００４】この場合、前者の構成は構成が複雑となり
コスト高になつていた。後者の構成は、少量出湯時に液
体ポンプのケース内に気泡が巻き込まれた場合、キャビ
テイションを起こし、泡噛みして出湯できなくなってい
た。

【０００５】また、沸騰中や沸騰直後の湯をポンプで吐
出させようとすると、ポンプケース内に気泡が発生し、
インペラにより撹拌され回転されるため、さらに気泡が
成長しポンプケース内にいっぱいとなり、容器内の湯は
供給されなくなり、かつ湯を排出できなくなっていた。

【０００６】その理由は、沸騰や沸騰直後の湯の中には
微細な気泡が混在していることにある。つまり、この気
泡がポンプケース内を通過する際に成長し、ポンプケー
ス内に溜まりインペラが気泡により空回りすようになる
わけである。

【０００７】また、液体ポンプ式のポンプでも小水量で
は、満水状態と比べると吐出量が減少し吐出するまでに
時間を要し、かつ満水状態の吐出量と給水量付近では、
吐出量が満水と比べると少なくなり、使い勝手の悪い電
気湯沸かし器となっていた。本発明では このような課
題を解決して、確実な出湯ができる電気湯沸かし器を提
供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、 液体を収容する内容器と、この内容器の
導水口に接続する遠心ポンプ方式の液体ポンプと、この
液体ポンプを制御する回路と、液体ポンプのモーターへ
の電源を正と負に切り換える手段を有し、この液体ポン
プのポンプケースの中心部に吸引口と回転方向の外周部
に接線方向に吐出口とを設け、この液体ポンプが吐出方
向に回転時は吐出量を多くし、液体ポンプが逆回転時は
吐出量が少なくなるように、吐出口を介しての出湯時に
液体ポンプの回転方向を選択可能としたことを特徴とす
る電気湯沸かし器とするものである。

【０００９】そして、上記構成により、調整弁調整機構
を必要とせず、１つのポンプで回転方向を替える事で流
量の変化をさせる事ができ、出湯量を簡単な構成で実現
できるものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
液体を収容する内容器と、この内容器の導水口に接続す
る遠心ポンプ方式の液体ポンプと、この液体ポンプを制
御する回路と、液体ポンプのモーターへの電源を正と負
に切り換える手段を有し、この液体ポンプのポンプケー
スの中心部に吸引口と回転方向の外周部に接線方向に吐
出口とを設け、この液体ポンプが吐出方向に回転時は吐
出量を多くし、液体ポンプが逆回転時は吐出量が少なく
なるように、吐出口を介しての出湯時に液体ポンプの回
転方向を選択可能とするようにしたものである。

【００１１】従って吐出方向に回転時は通常の吐出量で
出湯し、逆方向に回転することにより、出湯量を少なく
し湯の出方を調整できるものである。

【００１２】本発明の請求項２記載の発明は、前記イン
ペラの羽根の角度を中心部の吸引口より外周に向かって
吐出口と逆方向に傾斜しかつ羽根を２枚羽根としたもの
である。これにより、羽根の枚数を最小限にしてキャビ
テイションを防止し、沸騰直後にも液体ポンプのケース
内の気泡を排出し出湯が確実にができるものである。

【００１３】本発明の請求項３記載の発明は、容器内の
液体を沸騰を検知する沸騰検知手段と沸騰完了時からの
時間を計測する計測手段を設け、液体ポンプの出湯の印
加電圧を沸騰直後の任意の時間の間はモータのほぼ最大
の電圧としその後、定だめられた通常の電圧で出湯させ
るようにして、液体ポンプの電圧の制御手段を設けたも
のである。

【００１４】従って沸騰直後でポンプケース内に気泡が
かんだ時等の液体ポンプのインペラが空転状態になる前
に、モータの電圧をアップして気泡を排出し、出湯量の
確保ができるものである。

【００１５】本発明の請求項４記載の発明は、液体ポン
プの電流値を検出する手段と印加電圧を制御する制御手
段とを備え、電流値に応じて液体ポンプの電源電圧を制
御し、出湯し始めの電流値が小さい時は電圧を上昇し
て、電流値が大きい時は電圧を少なくするよう制御する
液体ポンプを備えたものである。

【００１６】従ってモータの電流値小さいとき、すなわ
ち水量が少ない時はモータの電圧をアップして、出湯量
のアップができ、容器内の水量にかかわらず吐出量を一
定にできかつ、湯止まりを防止できるものである。

【００１７】本発明の請求項５記載の発明は、出湯時に
液体ポンプの回転方向を任意の時間の間逆転したのち、
正規方向に回転をするようにしたことにより、液体ポン
プのケース内の気泡を容器内に開放し容器内の湯をポン
プケース内に供給し、湯止まりすることなく出湯するこ
とができるようにしたものである。

【００１８】本発明の請求項６記載の発明は、容器内の
水位を検知する検知手段と出湯時に液体ポンプの電圧を
制御する制御手段を備え、水位に応じて液体ポンプの電
圧を変化させるようにしたものである。

【００１９】従って水量に応じた電圧で小水量でも出湯
量がほぼ一定で満水状態と同じ吐出量を得ることができ
る。

【００２０】

【実施例】（実施例１） まず、本発明の第１の実施例について図１〜図５を参照
しながら説明する。図に示すように、容器１は有底筒状
の容器で外装体２の内部に設け、容器１の底面４裏側に
は、発熱体３を設けている。容器１の底面裏側には、温
度検知装置５を装着している。この温度検知装置５は、
温度センサ−６を容器１底面に押圧付勢する取り付けば
ね７で装着固定している。

【００２１】８は遠心ポンプ方式の液体ポンプで、容器
１内の湯は容器１の下方に設けている。この液体ポンプ
８で容器１内の導水口１Ａより吸引口１０を経て吐出口
１１により強制的に送り出され、出湯口１２から吐出さ
れるものである。液体ポンプ８はモータなどの駆動源９
の回転を磁気伝達手段を介して吸引口１０と吐出口１１
を有するポンプケース１３内のインペラ１３に伝達する
ようにしている。

【００２２】さらに、磁気透過性の隔壁１５を間におい
て、駆動側ケース１６とポンプケース１３が軸方向に連
結してある。一方の駆動側ケース１６内には、磁性材１
７を具備し、かつ上記駆動源と直結した駆動板１８が設
けてある。また、ポンプケース１３はインペラ１４を内
包し、前面中央部には吸引口１０を外周の一部には吐出
口１１をそれぞれ有している。また、ポンプケース１３
は出湯路の一部を構成している。

【００２３】また、インペラ１４は固定軸１９の外周面
上を回転するようにしてあり、図２〜図４に示す通りで
ある。すなわち、一側面に複数の羽根１４Ａを放射状に
形成したインペラ１３本体は略キャップ状の形状をな
し、羽根形成面と反対側に円輪状の磁性収納空間を持
つ。この磁性材収納空間の駆動源９側の開口部はキャッ
プにより閉じられている。

【００２４】２０は磁性材収納空間に内設された先の駆
動側の磁性材と対応する磁性体である。また上記の複数
枚の羽根１４Ａは内端が中心部近傍まで達する翼片で出
構成されている。２１はマイクロコンピュータを有した
制御回路で前記液体ポンプの回転方向を制御するスイッ
チング回路を具備している。２２は液体ポンプからの湯
を昇水する昇水パイプである。２３は導水経路に介在さ
せた逆止弁、２４は容器の蓋体、２５は蓋体を開けるつ
まみである。また、２６は操作基板で出湯表示ＬＥＤ２
７Ａや再沸騰ＬＥＤ２７Ｂや出湯用の出湯スイッチ２８
や再沸騰用のスイッチを有している。さらに、２９は出
湯操作部２９Ａや再沸湯操作部２９Ｂを有する表示部で
ある。制御回路２１は、温度検知装置５からの電気信号
で発熱体３への通電を制御している。なお、図１４に本
発明の電気湯沸かし器の全体斜視図を示す。

【００２５】上記構成において、その動作を説明する。
容器１内に液体を収容し、通電を開始すると発熱体３が
加熱され容器１内の液体が加熱されるとともに、容器１
下部に装着した温度検知装置５により所定の液温に制御
される。

【００２６】ここで、第１の実施例については、内容器
１の導水口１Ａに接続して吸引口１０と吐出口１１とイ
ンペラ１４を具備した液体ポンプ８の回転方向を制御回
路の切換スイッチにより吐出方向の回転と吐出方向の回
転と逆方向に回転させることにより流量調節をするよう
にしたものである。

【００２７】すなわち、一般的にはインペラ１４の回転
方向は導水側に回転して通常約４０〜５０ｍＬ／Ｓの吐
出量を確保する。また逆方向の回転では約１５〜２５ｍ
Ｌ／Ｓの出湯量に出湯調整をする事ができる。本発明で
は吐出量の多では前記回転方向とし、吐出量の少ではイ
ンペラ１４の回転を逆方向として、吐出量を少なくす
る。

【００２８】この時、印加電圧は一定としている。従っ
て、印加電圧を一定にしていることにより少量吐出量で
も回転数がアツプしているため、気泡は排出され易く構
成できるものである。

【００２９】また正転、逆転の電圧を変化させることに
より、さらに出湯量調整の範囲を広げることができる。
図６は本発明の表示操作部を示したものであるが、多量
出湯と少量出湯をＬＥＤランプ２７で表示し、出湯ボタ
ン２９で構成している。

【００３０】なお、出湯スイッチを複数個設定すれば、
さらに複数種類の出湯調整をする事ができる。

【００３１】（実施例２） 次に、本発明の第２の実施例について図７〜８を参照し
ながら説明する。１３はポンプケース１２内に収容され
ているインペラで吸引口１０より外周に向けて除除に吐
出口１１側と逆方向に傾斜させている。

【００３２】インペラ１４の羽根１４Ａの角度を中心部
の吸引口１１より外周に向かって吐出口１１と逆方向に
傾斜して、かつ２枚羽根とした構成であるが、このタイ
プは出湯量は低下するが、羽根の少ない分湯の吸引が円
滑になされ、気泡の撹拌も羽根が少ない分、効率よく吐
出口側より気泡がポンプケース１３内に一杯になる前に
気泡が排出され、湯止まりもなくすことができる。また
２枚羽根にする事により吐出量が減少するが、この場
合、電圧をアップして回転数をアップし、通常の吐出量
を確保して対応する。

【００３３】（実施例３） 次に、本発明の第３の実施例について図９を参照しなが
ら説明する。６は容器１内の湯温を検知するセンサーで
容器底面に取り付けられている。５は制御回路でマイク
ロコンピュータ５Ａなどを有して、容器内の液体の沸騰
を検知する沸騰検知手段５Ｂと時間を計測する計測手段
５Ｃと前記液体ポンプの電圧を制御する手段３０を有し
ている。

【００３４】容器１内の液体の沸騰を検知する沸騰検知
手段５Ｂと、沸騰検知後の時間を計測する手段５Ｃと、
モータ９の印加電圧を制御する手段３０と、液体ポンプ
８の出湯の印加電圧を、沸騰直後任意の時間モータ９の
印加電圧を数秒間最大とし、その後通常の電圧で出湯さ
せるようにしたものである。

【００３５】例えば、特に沸騰直後や沸騰から５〜６分
前後は、キャビテーションが発生し易く、従ってこの間
はモータ９の電圧を数秒間最大とし、液体ポンプ８内の
気泡を排出した後通常の電圧にして湯止まりを防止して
出湯量を確保することができる。

【００３６】（実施例４） 次に、本発明の第４の実施例について図１０を参照しな
がら説明する。３１は液体ポンプ８の電流値を検出する
手段で３２はモータ９の電源電圧を制御する制御回路で
ある。

【００３７】本実施例においては、液体ポンプ８の電流
値を検出すると、その電流値に応じて電圧を決定するマ
イクロコンピュータを有する制御回路により、あらかじ
め電流値に比例して電圧を決定するようにプログラムさ
れているものである。

【００３８】従って、出湯し始めの電流値が小さい時は
電圧を大きくし、電流値が大きい時は電圧を少なくす
る。仮に、定格水量の満水時は、導水口９への押し込み
が大きくなり吐出量が多くなり電流値は大きくなる。

【００３９】特に、水量が少ないときはポンプの電流値
は小さくなる理由は、容器内の水位が低くなると、液体
ポンプ８の吸引口１０への水圧による押し込みが少なく
なり吐出量が少なくなるからである。

【００４０】従って、水量が少ないときは電流値が少な
くなると、電圧をアップして液体ポンプ８かかる電圧を
上昇させてモータ９に印加して吐出量をアップするもの
である。

【００４１】（実施例５） 次に、本発明の第５の実施例について図１１を参照しな
がら説明する。図に示すように、液体ポンプ８は実施例
１と同じである。液体ポンプ８は吸引口１０と吐出口１
１を設けたポンプケース１３にインペラ１４を内包して
いる。上記構成で、出湯時に液体ポンプの回転方向を最
初に逆転した後、正規方向に回転をするようにしてい
る。

【００４２】したがって、まずインペラ１４を逆転して
から正規の回転方向にするためポンプケース１３内に溜
まった気泡は容器側と吐出口側に排出される。

【００４３】これにより、沸騰直後は湯止まりしやすい
が、気泡を排出するため最初から最後まで吐出できるも
のである。

【００４４】（実施例６） 次に、本発明の第６の実施例について図１２、図１３を
参照しながら説明する。３４は容器１内の水位を検知す
る検知手段で、例えば水位を検知する手段として管の内
部に電極を設けて、水位と電極に生じる電位差による静
電容量の差を判定する。３５はマイクロコンピュータを
有する制御回路でその数値によって制御回路のマイクロ
コンピュータで処理し、出湯時に液体ポンプ８の電圧を
制御する制御手段３６を備え、水位に応じて液体ポンプ
の電圧を変化させるようにし、例えば満水時には、電圧
を小さくして出湯させ、水量が少なくなるとその水量を
例えば水管に設けた水位検知装置３４Ａからの出力を検
知手段により検知し、制御装置により処理し、電圧を設
定する。その電圧を液体ポンプ８の駆動電源９に供給し
液体ポンプ８を駆動する。

【００４５】水量が少ないときは、電圧を上昇させて出
湯させるように設定する。従って水量が少ないとき満水
と同等の吐出量が確保できるものである。使い勝手も良
くなるものである。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、調整弁調整機構を必要とせず、
１つのポンプで回転方向を替える事で流量の変化をさせ
る事ができ、出湯量を簡単な構成で実現できるものであ
る。

【００４７】請求項２記載の発明によれば、羽根の枚数
を２枚にし、かつ、吸引口より外周に向かって逆方向に
傾斜している為、沸騰直後のポンプケース内の泡噛みに
よる出湯止まりを防止できるものである。

【００４８】請求項３記載の発明によれば沸騰直後の任
意の間をモータの最大電圧としているため、沸騰直後の
泡噛みによるキャビテイションを防止し、沸騰直後の出
湯を確実にできるものである。

【００４９】請求項４記載の発明によれば、ポンプの電
流値が小さいときはポンプのモータの電圧を上昇させ、
出湯量の補正をして常に一定量の吐出を可能にでき、使
い勝手の良い湯沸かし器を提供するものである。

【００５０】請求項５記載の発明によれば、吐出始めを
吐出方向と逆方向に回転させるため、最初にポンプケー
ス内の気泡を容器内に排出してから出湯を開始するため
に、湯止まりする事無く出湯できる。

【００５１】請求項６記載の発明によれば、容器内の水
位に応じて出湯電圧を決めているため、水量に応じた吐
出が可能となり、水量が少ないと吐出量を多くして水量
の圧力差を補正するので、使い勝手の良い電気湯沸かし
器を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の電気湯沸かし器の断面
図

【図２】同、電気湯沸かし器の液体ポンプの部分切り欠
き側面図

【図３】同、電気湯沸かし器の液体ポンプの平面図

【図４】同、電気湯沸かし器の液体ポンプのインペラの
平面図

【図５】同、電気湯沸かし器の液体ポンプのインペラの
断面図

【図６】同、電気湯沸かし器の操作表示部を示す図

【図７】本発明の第２の実施例の電気湯沸かし器の液体
ポンプのインペラの平面図

【図８】同、電気湯沸かし器の液体ポンプのインペラの
断面図

【図９】本発明の第３の実施例の電気湯沸かし器におけ
る回路ブロック図

【図１０】本発明の第４の実施例の電気湯沸かし器の回
路ブロック図

【図１１】本発明の第５の実施例の電気湯沸かし器の断
面図

【図１２】本発明の第６の実施例の電気湯沸かし器の断
面図

【図１３】同、電気湯沸かし器の回路ブロック図

【図１４】本発明の電気湯沸かし器の斜視図

【図１５】（ａ）従来の電気湯沸かし器の液体ポンプの
平面図 （ｂ）同、電気湯沸かし器の液体ポンプの断面図

【図１６】従来の電気湯沸かし器の液体ポンプの部分切
り欠き側面図

【図１７】従来の電気湯沸かし器の断面図

【図１８】従来の電気湯沸かし器の操作表示部を示す図

【符号の説明】

１ 容器 ３ 発熱体 ５ 温度検知装置 ６ 温度センサー ８ 液体ポンプ １０ 吸引口 １１ 吐出口 １２ 出湯口 １３ インペラ ２０、３５ 制御回路 ２９Ａ 出湯操作部 ５Ａ 沸騰検知手段 ５Ｂ 時間計測手段 ３０ 駆動電圧印加手段 ３１ 電流値検出手段 ３２ 制御手段 ３４ 水位検知手段 ３６ 電圧制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ａ４７Ｊ 27/00 １０９ Ａ４７Ｊ 27/00 １０９Ｚ

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を収容する内容器と、この内容器の
   導水口に接続する遠心ポンプ方式の液体ポンプと、この
   液体ポンプを制御する回路と、液体ポンプのモーターへ
   の電源を正と負に切り換える手段を有し、この液体ポン
   プのポンプケースの中心部に吸引口と回転方向の外周部
   に接線方向に吐出口とを設け、この液体ポンプが吐出方
   向に回転時は吐出量を多くし、液体ポンプが逆回転時は
   吐出量が少なくなるように、吐出口を介しての出湯時に
   液体ポンプの回転方向を選択可能とした電気湯沸かし
   器。
2. 【請求項２】 液体を収容する内容器と、この内容器の
   導水口に接続する遠心ポンプ方式の液体ポンプと、この
   液体ポンプのポンプケースの中心部に吸引口と回転方向
   の外周部に吐出口とを設け、この液体ポンプの回転方向
   を吐出方向の回転と吐出方向と逆方向とに回転可能と
   し、液体ポンプのインペラの羽根の傾斜の角度を中心部
   の吸引口より外周の方向に向かって吐出口と逆方向に傾
   斜させるとともに２枚羽根とした電気湯沸かし器。
3. 【請求項３】 液体を収容する内容器と、この内容器の
   導水口に接続する遠心ポンプ方式の液体ポンプと、この
   液体ポンプのポンプケースの中心部に吸引口と回転方向
   の外周部に吐出口とを設け、この液体ポンプの回転方向
   を吐出方向の回転と吐出方向と逆方向とに回転可能と
   し、容器内の液体の沸騰を検知する沸騰検知手段と、沸
   騰検知後の時間を計測する計測手段と、モータの印加電
   圧を制御する手段とを備え、液体ポンプの出湯の印加電
   圧を沸騰直後から任意の時間の間を数秒間をモータのほ
   ぼ最大電圧とし、その後通常の出湯電圧で出湯させるよ
   うにした電気湯沸かし器、または液体を収容する内容器
   と、この内容器の導水口に接続する遠心ポンプ方式の液
   体ポンプと、この液体ポンプのポンプケースの中心部に
   吸引口と回転方向の外周部に吐出口とを設け、この液体
   ポンプの回転方向を吐出方向の回転と吐出方向と逆方向
   とに回転可能とし、液体ポンプのインペラの羽根の傾斜
   の角度を中心部の吸引口より外周の方向に向かって吐出
   口と逆方向に傾斜させるとともに２枚羽根とし、容器内
   の液体の沸騰を検知する沸騰検知手段と 、沸騰検知後の
   時間を計測する計測手段と、モータの印加電圧を制御す
   る手段とを備え、液体ポンプの出湯の印加電圧を沸騰直
   後から任意の時間の間を数秒間をモータのほぼ最大電圧
   とし、その後通常の出湯電圧で出湯させるようにした電
   気湯沸かし器。
4. 【請求項４】 液体を収容する内容器と、この内容器の
   導水口に接続する遠心ポンプ方式の液体ポンプと、この
   液体ポンプのポンプケースの中心部に吸引口と回転方向
   の外周部に吐出口とを設け、この液体ポンプの回転方向
   を吐出方向の回転と吐出方向と逆方向とに回転可能と
   し、液体ポンプの電流値を検出する手段と印加電圧を制
   御する制御手段とを備え、前記電流値に応じて液体ポン
   プの電源電圧を制御する電気湯沸かし器。
5. 【請求項５】 液体を収容する内容器と、この内容器の
   導水口に接続する遠心ポンプ方式の液体ポンプと、この
   液体ポンプのポンプケースの中心部に吸引口と回転方向
   の外周部に吐出口とを設け、この液体ポンプの回転方向
   を吐出方向の回転と吐出方向と逆方向とに回転可能と
   し、出湯時に液体ポンプの回転方向を任意の時間の間逆
   転したのち、正規方向に回転をするようにした電気湯沸
   かし器。
6. 【請求項６】 容器内の水位を検知する検知手段と、出
   湯時に液体ポンプの電圧を制御する制御手段とを備え、
   水位に応じて液体ポンプの電圧を変化させるようにした
   請求項４項記載の電気湯沸かし器