JP3525911B2

JP3525911B2 - 電気湯沸し器及びその流量補正方法

Info

Publication number: JP3525911B2
Application number: JP2001138924A
Authority: JP
Inventors: 義仁辻永
Original assignee: Tiger Corp
Current assignee: Tiger Corp
Priority date: 2001-05-09
Filing date: 2001-05-09
Publication date: 2004-05-10
Anticipated expiration: 2021-05-09
Also published as: JP2002330872A

Description

【発明の詳細な説明】【技術分野】

【０００１】本発明は、例えば予め設定された量（例え
ば３００ｃｃ）だけ給湯して止る定量供給や、給湯量が
随時表示される計量供給が行えるように構成された電気
ポット等の電気湯沸し器に係り、詳しくは、液体の貯留
に起因した汚れにより、定量値や計量値に誤差が生じる
ことを補正して、定量又は計量供給を良好に行わせるよ
うにする技術に関するものである。

【背景技術】

【０００２】電気湯沸し器の一例である電気ポットとし
ては、従来、特開平１０−３２８０２８号公報に示され
たものが知られている。これは、単位時間当たりの吐出
量が定まっている電動ポンプと、給湯流路の最高位置に
配された流体センサ（水の有無を検出するもの）とを設
け、この流体センサが水の通過を検出した時点からの電
動ポンプの作動時間を制御することにより、外部への供
給量を定めることが可能なものである。

【発明が解決しようとする課題】

【０００３】電気湯沸かし器は、水等の液体をタンク内
に投入し、電気ヒータで加熱することで湯にして貯留す
るものであり、液体としては水道水であることが殆どで
ある。水道水には、殺菌や消毒のために種々の薬剤等
（例：カルキ）が混入されているため、それら混入物が
タンクや排出経路等の液体通過部分に時間の経過に伴っ
て堆積して行くことになり、それによって定量や計量供
給に悪影響を及ぼすようになることが分かってきてい
る。

【０００４】即ち、混入物によって壁面等の汚染が進行
すると、排出経路の断面積が減少して流通抵抗が増える
とか、電動ポンプの単位時間当たりの吐出量が減少する
等によって流量検出値に誤差が生じるようになり、正確
な定量若しくは計量供給ができなくなる。つまり、液体
の貯留に起因した汚染による測定誤差が無視できないも
のとなって、何らかの対策が必要になってきたのであ
る。特に、流量検出手段として光式のセンサを用いる場
合では、汚れによって受光量が変化し、本来の検出感度
が発揮されない等、直接的な影響が出るものであり、改
善の余地が残されていた。

【０００５】本発明の目的は、貯留対象である液体に含
まれているミネラル等の溶解物質が、排出経路やタンク
等の液体通過部分に析出して堆積することによる汚れが
生じても、正確な定量又は計量供給が行えて、より精度
の向上する定量又は計量型の電気湯沸かし器を提供する
点にある。

【課題を解決するための手段】

【０００６】請求項１の構成は、液体を貯留自在なタン
クと、このタンク内の液体を外部に取出すための出口
と、タンク内の液体を出口へ強制的に移送する送出手段
とを備え、タンクと出口とを連通させる排出経路に、該
排出経路を通る液体の単位時間当たりの流量又は流量変
化を連続的に検出する流量検出手段を設けるとともに、

【０００７】液体が通過する部分である液体通過部分に
おける汚染具合を検出する汚れ検出手段を設け、この汚
れ検出手段の検出結果に基づいて、流量検出手段の検出
値を補正する補正手段を設けてあることを特徴とする。

【０００８】請求項１の構成によれば、液体通過部分の
汚染具合を検出する汚れ検出手段を設け、排出経路に設
置された流量検出手段による検出値を、液体通過部分の
汚れ具合に応じて補正するようにしてあるから、例え
ば、汚れによって通過経路が狭くなり、単位時間当たり
の吐出量が通常よりも少なくなる場合には、検出値を大
きい側に補正することにより、実際に即した流量検出が
行えるようになる。又、通過経路の流速を見て流量を検
出するような場合では、汚れによって通過面積が絞られ
ると、単位時間当たりの吐出量は同じでも、液体の流速
は速くなることから検出値は大きい側に誤差を含んだも
のとなるので、このような場合には検出値を小さい側に
補正することにより、正確な流量検出を行えるようにな
る。

【０００９】請求項２の構成は、請求項１の構成におい
て、流量検出手段は、排出経路を流れる液体によって回
転駆動される状態に排出経路に配置された羽根車と、該
羽根車によって遮光されたＯＦＦ状態と遮光されないＯ
Ｎ状態とが、羽根車の回転によって繰返される光センサ
とで構成されていることを特徴とするものである。

【００１０】請求項２の構成によれば、排出経路におけ
る液体の流れによって羽根車を回転させ、光センサがそ
の単位時間当たりの回転数を検出することで流量検出す
るものであるから、排出経路の流れの変化に羽根車の回
転数が遅滞無く追従することが可能になり、種々の要因
による排出経路での単位時間当たりの流量変化を的確に
捕らえる対応ができて、より精度の良い流量検出が可能
になる。これにより、計量供給の場合には供給量の表示
信頼度が増し、定量供給の場合には供給量の精度が向上
するようになる。そして、光を遮る状態と遮らない状態
とが現出自在な羽根車の回転で光センサをＯＮ−ＯＦＦ
させるデジタル処理であるから、液体の流れに何らの影
響を与えることが無く、流量検出することに起因した流
量変化が一切生じない点で、良好な検出精度の維持に寄
与できるようになる。

【００１１】請求項３の構成は、請求項１又は２の構成
において、補正手段は、液体通過部分に液体が存在して
た時間に比例して検出値の補正量を大きくするものに構
成されていることを特徴とする。

【００１２】請求項３の構成によれば、液体の存在時間
が少ないと補正量も少なくなり、液体の存在している時
間が多いと補正量も多くなるように制御されるものであ
る。これは、液体に含まれる溶解物質の析出は、時間の
経過に従って多くなって行き、堆積量も増えて行くとい
う実状に合致することになり、湯沸かし器としての使用
時間の多少に拘わらずに正確な流量検出が行えるように
なる。これにより、計量供給又は定量供給の制御精度
を、使用時間の多少に拘わらずにより向上させることが
可能になる。

【００１３】請求項４の構成は、請求項１又は２の構成
において、送出手段が電動ポンプであり、補正手段は、
電動ポンプの駆動時間に比例して検出値の補正量を大き
くするものに構成されていることを特徴とするものであ
る。

【００１４】請求項４の構成によれば、次のような作用
が得られる。電気湯沸かし器は、加熱して貯留している
湯を外部供給することが主たる使用状態であり、送出手
段として電動ポンプを用いている場合では、湯を外部供
給するときには必ず電動ポンプを駆動することになる。
つまり、湯沸かし器としての通算使用時間は、電動ポン
プの駆動時間を把握することに置き換えて（換算して）
求めることが可能になるから、それによって請求項３の
構成による前記作用を発揮することができる。

【００１５】ある構成は、請求項１又は２の構成におい
て、補正手段は、検出値の補正量を、予かじめ設定され
た経過時間に対する変化率によって大きくするものに構
成されていることを特徴とするものである。

【００１６】上記構成によれば、次のような作用が得ら
れる。タンク内に貯留する液体は水道水が殆どである
が、この水道水の成分は、水源や天候、環境等の違いに
より、都道府県が異なると微妙に異なっているものであ
る。故に、使用する地方や地域によって液体通過部分の
汚れ方は異なるから、湯沸かし器としての使用開始から
の経過時間に対する変化率を予め設定しておき、その予
かじめ設定された経過時間に対する変化率によって検出
値の補正量を大きくすることにより、地域や地方といっ
た使用場所の種々の異なりに対応して、正確な流量補正
を行うことが可能になる。この作用は、水道水だけでな
く、例えばミネラルウォーターや硬水といった天然水等
の場合でも同様に得ることができる。

【００１７】請求項５の構成は、請求項３若しくは４の
構成において、補正手段は、液体通過部分の汚れを落と
すための洗浄操作が完了した状態を基準として行われる
ものに構成されていることを特徴とするものである。

【００１８】請求項５の構成によれば、次のような作用
が得られる。タンク等の液体通過部分の汚れが顕著にな
るに従って補正値を大きくするものではあるが、一般に
電気湯沸かし器では、汚れがある程度進行すると、クエ
ン酸等の薬剤を用いて液体通過部分を洗浄して、堆積し
た析出物を除去することが行われる。故に、湯沸し器と
しての使用開始からの通算時間のみを基準とすると、洗
浄されたことが考慮されないで都合が悪いから、洗浄操
作が完了した状態を基準として補正手段が行われるもの
に構成することによって、実際の使用状況に即した補正
が行えるようになり、結果として補正精度を向上させる
ことが可能となる。

【００１９】請求項６の構成は、請求項１〜５の構成に
おいて、補正手段は、流量検出手段による検出値の複数
を平均化処理して得られた平均値を用いるものに構成さ
れていることを特徴とするものである。

【００２０】請求項６の構成によれば、補正手段による
流量検出値の補正が、複数の検出値を平均化処理して得
られた平均値を用いるから、単一の検出値を用いる場合
に比べて検出値の信頼性に優れるので、補正精度の向上
に寄与できるようになる。例えば、汚れ方が均一ではな
く、測定箇所によってはそのときの平均的な汚れよりも
厳しく汚れているとか、逆に汚れ方が緩いといったこと
が起きうるので、複数の検出値を平均して用いる方が、
より偏差の少ないものとなるからである。

【００２１】請求項７の構成は、請求項１〜６の構成に
おいて、汚れ検出手段は、液体通過部分に存在する液体
の透過率を検出する透過率センサを設けて構成されてい
ることを特徴とするものである。

【００２２】請求項７の構成によれば、透過率センサに
よって液体の透過率を検出させるようにしたので、液体
に含まれる溶解物質が経路の壁面に付着して堆積して行
く程に、透過率が悪化することを的確に捉えることがで
きるようになる。この汚れ具合を精度良く検出できるこ
とにより、流量検出手段の検出値をより制度良く補正す
ることが可能になる。

【００２３】請求項８の構成は、請求項７の構成におい
て、透過率センサが、請求項２に記載された光センサに
よって構成されていることを特徴とする。

【００２４】請求項８の構成によれば、流量検出手段と
して設けられている光センサによって透過率センサが兼
用できるので、必要なセンサ数を１個減らすことができ
て、その分のコストダウンが行えるようになる。

【００２５】請求項９の方法は、液体を貯留自在なタン
ク内の液体を、送出手段によって出口へ移送自在な電気
湯沸かし器の流量補正方法において、

【００２６】タンクと出口とを連通させる排出経路に、
該排出経路を通る液体の単位時間当たりの流量又は流量
変化を連続的に検出する流量検出手段を設け、

【００２７】液体が貯留される液体通過部分における汚
染具合に基づいて、流量検出手段の検出値を補正するこ
とを特徴とする。

【００２８】請求項９の方法は、請求項１の構成を方法
化したものであり、請求項１の構成による前記作用と同
等の作用を得ることができる。

【発明を実施するための最良の形態】

【００２９】以下、本発明の実施の形態を図面に基づい
て説明する。

【００３０】図１に電気湯沸し器の一例である電気ポッ
トが示されている。この電気ポットは、内部に上方から
凹入する有底筒状が形成された容器本体１８と、貯湯用
空間１ａの上方を覆う蓋体１９とを設けて構成されてい
る。

【００３１】容器本体１８は、有底筒状の外ケース２０
と、貯湯用空間１ａを囲う内容器(タンクの一例）１
と、外ケース２０と内容器１との各上端側を互いに連接
する肩ケース２１とを備え、外ケース２０と肩ケース２
１とは夫々合成樹脂にて作成されている。肩ケース２１
は、その外周側が外ケース２０の上端に連なる断面形状
として容器本体１８の上部側外装体を構成するように形
成されている。肩ケース２１の前面側（図１の紙面上に
おける左側）の上方には、前方に膨出した注水部２１Ａ
に形成されており、その内部の下端側に後述の給湯出口
２２が配設されている。

【００３２】内容器１は、夫々ステンレス鋼板で成る内
筒２３と外筒２４とによって形成されている。内筒２３
は、円筒状の胴部２３ａと底板部２３ｂとを有して、そ
の内部が貯湯用空間１ａとなる有底筒状に形成されてい
る。胴部２３ａの上端側には、径方向に凸入した絞り部
２３ｃが形成されるとともに、そのやや下側に内方に突
出した満水目盛２３ｄが一体形成されている。外筒２４
の胴部２４ａの上端は、内筒の胴部２３ａの上端に気密
に接合されて、内筒２３と外筒２４との間に密閉空間２
５を形成してあり、この密閉空間２５が真空処理される
（真空でなくても良い）。

【００３３】底板部２３ｂの中央部下面には、サーミス
タ等から成る底センサ（容器温度センサ）２６が下側か
ら当接するように配置されており、貯湯用空間１ａの温
度を検出する。そして、この底センサ２６を囲うように
ヒータユニット２７が設けてある。ヒータユニット２７
の下側には、内容器１の底を下側から覆う遮熱板２８が
装備されており、その遮熱板２８の下側に電動ポンプ
（送出手段Ｇの一例）２が配置されている。

【００３４】電動ポンプ２は、底板部２３ｂを貫通する
状態に設けられた吸引管２ａと、排出経路４に接続され
る吐出管２ｂとを備えて、内容器１の底と外ケース２０
の底２０ａとの間の底空間部２９に配置されている。
尚、この底空間部２９には、上面が遮熱板３０ａで覆わ
れた電装ケース３０も設置されており、その中にマイコ
ンや制御回路基板等の電装品が収納されている。

【００３５】電動ポンプ２と給湯出口２２とを繋ぐ排出
経路４は、吐出管２ｂに接続される下液量管４ａと、流
量検出手段５と、下液量管４ａと、上液量管４ｂと、転
倒止水弁３１と、注出管４ｃと、給湯出口２２を下端に
備えた出口管４ｄとから構成されている。透明ガラス管
で成る下液量管４ａの外周側には、貯湯用空間１ａの残
量を検出するための電子水量センサ３２が配設されてい
る。

【００３６】電動ポンプ２の単位時間当たりの吐出量を
変更するには、供給電圧を高めて電動ポンプ２の駆動速
度を上げて流量を増し、供給電圧を低めて電動ポンプ２
の駆動速度を落として流量を減らす電圧制御手段と、電
動ポンプをパルス電流によって回転駆動するようにして
おき、その１パルス当たりにおける実通電時間を長くし
て電動ポンプ２の駆動速度を上げて流量を増し、１パル
ス当たりにおける実通電時間を短くすることで電動ポン
プ２の駆動速度を落として流量を減らすパルス制御手段
とがある。

【００３７】蓋体１９は、合成樹脂製の上板３３と下板
３４とを一体化して成り、肩ケース２１の後端側に設け
られたヒンジ機構３５を介して、開閉自在及び着脱自在
に容器本体１８に支持されるとともに、内容器１の上面
側開口を覆う閉じ位置で容器本体１８にロックするため
のロック機構３６を備えている。蓋体１９の略中央位置
には、手動による押し操作によって給湯する公知のエア
ー供給機構Ｅ（送出手段Ｇの一例）を構成するための押
板３７が上下スライド移動自在に装備されている。エア
ー供給機構Ｅは、エアー型ベローズ３８、エアー経路３
９、空気・蒸気経路４０、転倒止水弁４１等を備えてい
る。このエアー供給機構Ｅが付いていない電気ポットで
も良い。

【００３８】次に、本電気ポットに採用されている定量
供給装置Ａについて説明する。定量供給装置Ａは、予め
設定した量だけ給湯したら自動的に止まるように機能す
るものであり、以下にその構成について説明する。

【００３９】図６に示すように、定量供給装置Ａは、所
望量の目標給湯量を設定する流量設定器３と、電動ポン
プ２と給湯出口２２とを繋ぐ排出経路４に装備された流
量検出手段５と、制御装置４２とから構成され、制御装
置４２は、流量検出手段５の検出情報に基づいて給湯出
口２２から排出された湯（液体の一例）の量を、流量設
定器３で設定された目標給湯量に合致させる定量制御機
能を有している。

【００４０】図３、図４に示すように、流量検出手段５
は、排出経路４を通る湯の単位時間当たりの流量を検出
するものであり、上方に向けて流れる湯によって回転駆
動される状態に排出経路４に配置された羽根車機構６に
装備された羽根車１１と、この羽根車１１の単位時間当
たりの回転数を検出する回転数センサとで構成されてい
る。回転数センサは、羽根車１１によって遮光されたＯ
ＦＦ状態と遮光されないＯＮ状態とが、羽根車１１の回
転によって繰返される光センサＳに構成されている。

【００４１】羽根車機構６は、下液量管４ａと上液量管
４ｂとを連通するように介装された略円筒状の本体管７
と、本体管７の上下に設けられた接続管部７Ａ，７Ｂに
支承されたシャフト８と、羽根車１１とで構成されてい
る。尚、１２はスラストワッシャである。

【００４２】本体管７は、互いに同じ部品である上下の
接続管部７Ａ，７Ｂと、これらに亘って嵌合された透明
なガラス管７Ｃとで構成されており、接続管部７Ａ，７
Ｂは、段付き管７ａと、シャフト８を回転自在に内嵌自
在な穴状の軸受７ｂと、この軸受７ｂを段付き管７ａに
内装するための３枚の支持フィン７ｃとを備えて構成さ
れている。羽根車１１は、シャフト８に回転自在に外嵌
されるボス部１１ａと、湯流れ方向に対して傾斜した３
枚のプロペラ９と、プロペラ９の上側に位置する２枚の
遮光フィン１０とを一体形成して構成されている。

【００４３】光センサＳは、発光器１３と、これの光を
受光自在な受光器１４と、これらを支持する配線プリン
ト基板１５と、配線プリント基板１５を支持するセンサ
ホルダ１６と、センサカバー１７とを備えて構成されて
いる。センサホルダ１６とセンサカバー１７とは、本体
管７を被う状態で着脱自在であり、ガラス管７Ｃの外周
において嵌め込んで一体化することで、ガラス管７Ｃに
相対移動しない状態に外嵌取付けできるようになってい
る。その外嵌取付け状態では、発光器１３と受光器１４
とで決定される光道Ｌが、上接続管部７Ａと羽根車１１
との上下間において剥き出し状態のシャフト８のすぐ傍
を通る状態に設定されている。

【００４４】つまり、電動ポンプ２が駆動されて湯が送
られてくると、下から上に向かう湯の流れがプロペラ９
に作用して、図５に示すように、ボス部１１ａが上接続
管部７Ａのスラストワッシャ１２に接触する状態に羽根
車１１を瞬時に押し上げつつ回転駆動させる。すると、
光道Ｌに干渉する高さ位置にて遮光フィン１０が回転す
る状態になり、回転する遮光フィン１０，１０による光
の遮断及び開通が繰り返されることによる連続したＯＮ
−ＯＦＦ信号により、光センサＳは羽根車１１の単位時
間当たりの回転数を検出できるようになっている。

【００４５】そして、電動ポンプ２が停止して湯の流れ
が無くなると、揚力が無くなって羽根車１１が下側のス
ラストワッシャ１２に接触する高さ位置に下降して、遮
光フィン１０が光道Ｌと干渉しない状態になるとともに
回転が停止する。この羽根車１１の回転が停止した場合
には、光道Ｌを遮るものが存在しなくなって受光器１４
が受光し続けるので、光センサＳのＯＮ状態が所定時間
以上続行される場合には、給湯出口２２からの湯排出
（液体供給）が為されていないと見なす停止制御手段５
３を制御装置４２に備えてある。

【００４６】又、タンク１内に貯留されている湯の喫水
線Ｆが光道Ｌより下の高さ位置にあると、ガラス管７Ｃ
によって光が屈折することから減光されたような状態に
なり、そのことを受光器１４が感知して光センサＳから
中間ＯＮ信号として出力し、湯の喫水線Ｆが光道Ｌより
も上側にあると、その湯の存在によって光の屈折が軽減
され、光センサＳはＯＮ信号を出力することから、光セ
ンサＳによって液面の位置が所定高さ位置にあるか否か
を検出する液位センサとしても機能できるようになって
いる。従って、所定高さ位置をタンク１内の水又は湯の
上限位置とすれば、タンク１の満タン検出として用いる
ことが可能である。

【００４７】流量設定器３は、図２に示す如く、注水部
２１Ａの上面に配備の表示装置４３と、増量設定スイッ
チ４４と、減量設定スイッチ４５とで構成されている。
即ち、増量設定スイッチ４４を押すと、その押し続けて
いる間は、そのときに表示装置４３の液晶数字部４３ａ
に示されている給湯量から、例えば１ｃｃ（ｍｌ）毎で
順次数字が増えて行き、減量設定スイッチ４５を押す
と、その押し続けている間は、そのときに表示装置４３
の液晶数字部４３ａに示されている給湯量から、例えば
１ｃｃ毎で順次数字が減って行くように構成されてい
る。

【００４８】尚、タイマー及び計量スイッチを兼ねる増
減量設定スイッチ４４，４５、後述の給湯スイッチ４
６、及びその他の各スイッチ類（再沸騰スイッチ４９、
保温選択スイッチ５０、ロック解除スイッチ５１、おや
すみスイッチ５２等）、並びに表示装置４３は、図６に
示すように、いずれも制御装置４２に接続されている。

【００４９】従って、液晶数字部４３ａを見ながら増減
量設定スイッチ４４，４５を操作して、所望の給湯量
（２００ｃｃ等）を設定し、ロック解除スイッチ５１を
操作してロック解除、それから給湯スイッチ４６を押し
操作すれば、液晶数字部４３ａに設定された量だけ給湯
出口２２から湯が排出されるように、自動的に電動ポン
プ２が駆動及び停止制御される定量供給が行えるのであ
る。つまり、制御装置４２は、流量検出手段５の検出情
報に基づく取出し量が、湯の目標取出し量を設定自在な
流量設定器３によって予め設定された目標値に合致する
よう、電動ポンプ２を作動させるものとして機能するの
である。

【００５０】図１、図６に示すように、内容器１内の湯
の状態を検出する状態検出手段Ｄを備え、流量検出手段
５による検出値を、そのときの液体の状態に応じた補正
係数Ｋを乗じて補正する第１補正手段４８を制御装置４
２に設けてある。状態検出手段Ｄとしては、貯湯用空間
１ａの湯温度を検出する湯温センサ４７（前述の底セン
サ２６で兼用させても良い）と、流量検出手段５とであ
る。

【００５１】湯温センサ４７によって検出された湯の温
度により、温度補正係数ｋ１が次のように制御装置４２
に設定されている。この補正は、温度によって湯の粘度
が変わることに起因して行われる。湯温温度補正係数ｋ１９０度以上０．９６０〜９０度１．０６０度未満１．１例えば、湯温が９５度において、流量検出手段５の検出
流量値が１０ｃｃ／ｓｅｃであるときには、第１補正手
段４８によって１０×０．９＝９ｃｃ／ｓｅｃに補正さ
れ、又、湯温５５度において、検出流量値が８ｃｃ／ｓ
ｅｃであるときには、第１補正手段４８によって８×
１．１＝８．８ｃｃ／ｓｅｃに補正されるのである。

【００５２】羽根車１１の回転数、即ち、光センサＳの
１回のＯＮ−ＯＦＦサイクルに要する時間Δｔの長さに
よる流量補正係数ｋ２が次のように制御装置４２に設定
されている。これは、羽根車１１の回転数が速くなると
（流量が多くなると）、光センサＳの追従性能が追いつ
かなくなり、実際よりも少ない目に検出してしまうこと
に起因している。例えば、羽根車１１の回転数が比較的低速であってΔｔ
が０．８であるときに、流量検出手段５の検出流量値が
４ｃｃ／ｓｅｃであれば、第１補正手段４８によって４
×１．０１＝４．０４に補正され、又、羽根車１１の回
転数が比較的速くΔｔが０．１であるときに、流量検出
手段５の検出流量値が１５ｃｃ／ｓｅｃであれば、第１
補正手段４８によって１５×１．１０＝１６．５に補正
されるのである。

【００５３】参考に、実際の給湯制御作動について記し
ておく。流量検出手段５の上側に装備されている転倒止
水弁３１には、約４０ｃｃの空隙が存在しており、その
分の流量を目標給湯量に加算する制御が自動的に行われ
ている。つまり、排出経路４における出口２２と流量検
出手段５との間に転倒止水弁３１を介装し、出口２２か
ら排出された液体の量を、転倒止水弁３１内に貯留され
る液体の量を見越して制御する見做し制御機能を制御装
置４２に備えてある。又、排出経路４としての最も高い
部分を越えるまでは湯が出ないので、その分の流量補正
も行われている。フィードバック制御を行うものではあ
るが、羽根車１１の１回転当たりの流量から、目標給湯
量が設定されると直ちに電動ポンプ２に通電するパルス
電流のパルスカウント数が対応して求められるようにし
てあり、制御作動の迅速化を図ってある。

【００５４】電動ポンプ２が回転し始める給湯スタート
時には、羽根車１１がゆっくりと回転し始めるので、最
初の数十〜数百ｍ・ｓｅｃの間は光センサＳのＯＮ−Ｏ
ＦＦをカウントしないように制御されている。又、タン
ク１内の湯が無くなったときに、給湯操作して電動ポン
プ２を動かすと、その振動によって羽根車１１がチャタ
リングを起こすことがあるが、そのときに、偶然に遮光
フィン１０が光道Ｌを跨ぐ範囲で振動するような状態に
なると、湯が流れていないのにＯＮ−ＯＦＦ信号が連続
検出されて、給湯信号が出る誤作動につながるので、光
センサＳにおける極く短い周期でのＯＮ−ＯＦＦ信号は
カットする制御も組み込まれている。

【００５５】次に、汚れによる検出精度の誤差を補正す
る流量補正手段について説明する。タンク１に入れるの
は一般的には水道水であるが、水道水には、カルキ、消
毒剤等の種々の溶解物質が含まれているため、使ってい
るうちにそれらの溶解物質が析出してタンク内壁等に付
着し、堆積するようになる。その堆積物によってタンク
内壁や排出経路内壁であるガラス管７Ｃ等の液体通過部
分ａが次第に汚れていくので、そうなると光センサＳに
おける光の透過率が次第に悪くなって、発光器１３の発
する光が受光器１４に届き難くなったり、乱反射して誤
検出したりといった具合に、遮光のＯＮ−ＯＦＦが、つ
まりは、光センサＳの動作が不安定になって正確な流量
検出ができなくなるのである。即ち、汚れが進行するに
従って実際の流量よりも検出流量が少ない目になり、そ
の誤差がし次第に大きくなってゆくのである。

【００５６】そこで、図３、図６に示すように、光セン
サＳを、液体が通る部分である液体通過部分における汚
染具合を検出する汚れ検出手段Ｙとして兼用し、この光
センサＳの検出結果に基づいて、流量検出手段５として
の検出値を補正する第２補正手段５７を制御装置４２に
設けてある。具体的には、電気湯沸かし器としての製造
完了時（工場での出荷時）に、蒸留水、純水等の不純物
の混ざっていない液体をいれた状態で電動ポンプ２を設
定時間（例えば５秒間）駆動してからセットスイッチ５
９を操作すると、そのときの流量検出手段５による検出
流量ｍと、単位時間当たりの吐出量が予め測定されて分
かっている電動ポンプ２の前記設定時間の吐出量Ｍとを
比較し、そのときのｍ／Ｍ（検出流量ｍ／吐出量Ｍ）が
基準補正係数Ｋ３として制御装置４２に装備された不揮
発性メモリ等による記憶部５８に自動的に記憶されるの
である。

【００５７】そして、第２補正手段５７は、液体通過部
分に液体が存在している時間に比例して流量検出手段５
の検出値の補正量を大きくするものに構成されている。
即ち、前述の電子水量センサ３２が水の存在を検出して
いるＯＮ時間を電気湯沸し器としての使用時間とみなし
て、その通算ＯＮ時間がタイマー手段６０によって計時
されており、その経過時間に比例して決まる第２補正係
数ｋ３により、検出手段５の検出値を補正するようにな
る。つまり、実質的に水（湯）が入っている状態の時間
が測定されるものであり、水が無いが電源コンセントは
入っているという状態は通算時間には加味されない実状
に適合した制御が行われる。

【００５８】例えば、単位時間当たりの増加率（予かじ
め設定された、経過時間に対する変化率の一例）をｚと
すると、タイマー手段６０による通算使用時間がｔのと
きの流量検出手段５による単位時間当たり検出値がｂで
あると、そのときの補正された制御上の検出値ｃは、ｃ＝ｂ×ｔ×ｚとして求められるのであり、ｔ×ｚを第２補正手段５７
による第２補正係数ｋ３と定義される。例えば、ｂ＝１
００、ｚ＝１．１、ｔ＝２０であるとしたきには、ｋ３
＝２２、ｃ＝２２０になる。

【００５９】但し、含まれるミネラル分が異なる等、タ
ンク１内に入れられる水の水質が都道府県によって若干
異なることから、電気湯沸し器を実際に使う地域即ち都
道府県によって増加率ｚがことなるので、選択スイッチ
６１を押し操作して都道府県を選択して、先ず増加率ｚ
を設定してからセットスイッチ５９を操作することにな
る。つまり、選択スイッチ６１を押すと、液晶数字部４
３ａに都道府県が「北海道、青森、岩手、……」といっ
た具合に一定時間毎に入れ替わってゆくので、適合する
都道府県が表示されたときにもう一度選択スイッチ６１
を押すとそのときに表示されている都道府県に適した増
加率ｚが設定される。

【００６０】又、第２補正手段５７は、液体通過部分の
汚れを落とすための洗浄操作が完了した状態を基準とし
て行われるものに構成されている。前述のように、使用
時間が長くなるに連れてタンク内壁等が汚れてゆくの
で、所定の長時間使用すると、ユーザーがクエン酸を用
いて液体通過部分を洗浄し、堆積物を取り除いて汚れを
落とすことが行われる。そこで、ユーザーは、洗浄が終
了すると、次に電源を入れた際には、先ずセットスイッ
チ５９を操作して、第２補正手段５７の機能を一旦リセ
ットさせ、第２補正係数ｋ３を基準補正係数Ｋ３に、か
つ、タイマー手段６０による通算使用時間ｔを０に夫々
リセットし、そこから再び第２補正手段５７が開始され
るようにする。つまり、選択スイッチ６１は、洗浄後等
におけるリセットスイッチとしても機能するものであ
る。

【００６１】例えば、兵庫県において使用する場合で
は、電源を入れてから、先ず選択スイッチ６１を操作し
て「兵庫県」を選択して設定し、次いでセットスイッチ
５９を操作して第２補正手段５７を起動させ、それから
通常の使用状態に入るようになる。第２補正手段５７の
流量補正機能により、液体通過部分ａが汚れて流量検出
手段５の検出値が実際よりも少ない目になっても、その
ときの通算使用時間から求められる適切な流量補正が働
き、「２００ｃｃ」等の設定された量のお湯を吐出して
自動的に止まる定量供給機能が正確に機能するのであ
る。そして、１ヶ月間等の所定時間が経過して、クエン
酸洗浄を行うと、その完了時に再びセットスイッチ５９
を操作し、第２補正手段５７をリセットさせるのであ
る。

【００６２】尚、コンセントを抜いて外部電源をＯＦＦ
としても、タイマー手段６０や、使用時間に比例した第
２補正係数ｋ３を覚えておく等の記憶部分を作動させ続
けるために、ボタン電池等の二次電池６２を内蔵してあ
る（ＥＥＰＲＯＭ等でも良い）。又、液体通過部分ａと
は、排出経路４や電動ポンプ２内の水通過経路だけでな
く、タンク１や転倒止水弁３１等の水（液体）を貯留す
る所等、液体が通りうる全ての箇所と定義する。

【００６３】以上述べた第２補正手段５７による検出流
量の補正は、液体を貯留自在なタンク１の液体を、送出
手段Ｇによって出口２２へ移送自在な電気湯沸かし器の
流量補正方法において、

【００６４】タンク１と出口２２とを連通させる排出経
路４に、排出経路４を通る液体の単位時間当たりの流量
又は流量変化を連続的に検出する流量検出手段５を設
け、液体が貯留される液体通過部分ａにおける汚染具合
に基づいて、流量検出手段５の検出値を補正するもので
あると定義することができる。

【００６５】〔別実施形態〕《１》選択スイッチ６１により、都道府県だけでなく
市町村レベルまで選べるよう、それらの情報を制御装置
４２に予め記憶させておくようにしても良い。又、ミネ
ラル水、宮水、硬水等、タンク１に入れる液体の種類を
設定できるようにして、よりきめ細かな流量補正が行え
るようにしても良い。《２》図６に仮想線で示すように、電動ポンプ２が駆
動されている時間を測定するポンプタイマー６３を電子
水量センサ３２に代えて設け、ポンプタイマー６３の通
算時間に比例して第２補正係数ｋ３を大きくしてゆくよ
うに制御させる第３補正手段６４を第２補正手段５７に
代えて設ける構成としても良い。《３》図７に示すように、汚れ検出手段Ｙは、液体通
過部分ａに存在する液体の透過率を検出する透過率セン
サＴを設けて構成しても良い。つまり、光センサＳによ
って透過率センサＴを兼用させてあり、常時ガラス管７
ｃ内における水（湯）の透過率を検出し、それによって
流量検出手段５の検出値を補正する第４補正手段６５を
制御装置４２に設けてある。つまり、あるときの流量検
出手段５による単位時間当たりの検出値がｂで、そのと
きの透過率がｑであれば、そのときの補正された制御上
の検出値ｃは、ｃ＝ｂ／ｑとして求めることができる。

【００６６】この第４補正手段６５では、透過率を常時
検出してタイムリーに補正できるものであるから、第２
補正手段５７による場合のように、使用時間を計時して
補正の変化率を予測する機能(記憶部５８）、及び使用
地域の選択機能（選択スイッチ６１）等が不要であり、
しかも、補正精度が優れる利点がある。参考として図８
に、透過率から検出流量を補正する制御の概略フローチ
ャートを示す。《４》定量供給装置Ａに代えて、計量供給装置Ｂを備
えるようにしても良い。即ち、給湯スイッチ４６を押し
て給湯させると、その給湯開始からの湯の排出量が液晶
表示部４３ａに随時更新表示されるように制御されるも
のであり、液晶表示部４３ａを見ながら給湯操作し、所
望の量が供給された時点で給湯スイッチ４６の押し操作
を解除すれば、正確に所望量（例えば２５０ｃｃ）だけ
給湯することができるものである。又、切換スイッチ
(図示省略）を装備することにより、定量供給装置Ａと
計量供給装置Ｂとの機能が選択設定できるようにすれ
ば、一層便利である。《５》補正手段５７を、流量検出手段５による検出値
の複数を平均化処理して得られた平均値を用いるものに
構成しても良い。即ち、前述の単位時間当たり検出値ｂ
を、例えば、連続した５回の流量検出値ｂ１〜ｂ５を算
術平均した値として用いる手段であり、より測定誤差の
少ない精度の良い流量補正が行えるようになって、定量
及び計量の精度をさらに向上させることが可能になる。

【発明の効果】

【００６７】請求項１に記載の電気湯沸し器によれば、
液体通過部分の汚れ度合いに応じて流量検出値を補正す
る手段を設けたことにより、ミネラル、カルシウム、カ
ルキ等の液体に溶解している物質が析出してタンク内壁
や排出用パイプ内壁等の液体通過部分に堆積して汚す不
都合が生じても、定量供給や計量供給における制御精度
を長期に亘って維持できる等、正確な流量検出が行える
ものとして提供できるに至った。

【００６８】請求項２に記載の電気湯沸し器によれば、
排出経路の液体の流れによって回転する羽根車と、羽根
車の回転に伴ってＯＮ−ＯＦＦ作動する光センサとで流
量検出手段を構成させる工夫により、優れた検出精度を
発揮することができて、請求項１の構成による前記効果
を強化することができた。

【００６９】請求項３に記載の電気湯沸し器によれば、
請求項１又は２の構成によるいずれかの前記効果を奏す
るとともに、液体通過部分に液体が存在している時間に
比例して検出値の補正量を大きくするという、使用時間
の増加に伴って汚れも増大する実状に適合した流量検出
値の補正を行わせる工夫により、使用時間の多少に拘わ
らずに正確な流量検出が行えるようになった。

【００７０】請求項４に記載の電気湯沸し器によれば、
電動ポンプの駆動時間を把握するという、制御入力対象
として分かり易い現象を捉えることにより、使用時間に
比例して補正量を多くする制御を精度良く行うことがで
き、請求項１又は２の構成によるいずれかの前記効果を
強化することができた。

【００７１】ある構成の電気湯沸し器によれば、請求項
１又は２の構成によるいずれかの前記効果を奏するとと
もに、検出値の補正量を経過時間が増えるに従って増大
させるに関する変化率を予め設定することができるか
ら、時間経過に対する汚れ具合が、地方や地域、環境や
気象条件等種々の要因によって異なることに対応させる
ことができ、使用条件が異なっても正確な流量検出が行
える便利なものにできた。

【００７２】請求項５に記載の電気湯沸し器によれば、
請求項３〜５の構成によるいずれかの前記効果を奏する
とともに、液体通過部分の汚れを落とすための洗浄操作
が完了した状態を基準として補正手段を行わせることに
より、洗浄して汚れが取れたにも拘わらずに流量検出値
を過剰に補正する不都合が解消されて、実際の使用状況
に合致した精度の良い補正が行えるようになった。

【００７３】請求項６に記載の電気湯沸し器によれば、
請求項１〜５の構成によるいずれかの前記効果を奏する
とともに、複数の検出値を平均化処理して１つの検出値
として用いる工夫により、流量検出箇所やその測定時間
が種々に異なることがあっても正確な流量検出が行え、
信頼性に優れる利点がある。

【００７４】請求項７に記載の電気湯沸し器によれば、
請求項１〜６の構成によるいずれかの前記効果を奏する
とともに、液体の透過率を検出する透過率センサで汚れ
検出手段としたので、汚れ具合をダイレクトに検出する
ことができるから、例えば、汚れの進行を予測して補正
するような場合に比べて、より正確な汚れ具合の検出及
びその補正が行えるようになり、流量検出値の信頼性を
より向上できる利点がある。

【００７５】請求項８に記載の電気湯沸し器によれば、
請求項７の構成による前記効果を奏するとともに、流量
検出手段として装備されている光センサによって透過率
センサが兼用でき、必要な機能を備えながらコストダウ
ンできる合理的なものにできた。

【００７６】請求項９に記載の電気湯沸し器の流量補正
方法によれば、液体通過部分の汚れ度合いに応じて流量
検出値を補正する手段を設けたことにより、ミネラル
分、カルシウム等の液体に溶解している物質が析出して
タンク内壁や排出用パイプ内壁等の液体通過部分に堆積
して汚す不都合が生じても、定量供給や計量供給におけ
る制御精度を長期に亘って維持できる等、正確な流量検
出が行えるものとして提供できるに至ったという、請求
項１の構成による前記効果と同等の効果を奏することが
できた。

【図面の簡単な説明】

【００７７】

【図１】電気ポットの概略構造を示す一部切欠きの側面
図である。

【図２】蓋体の平面図である。

【図３】流量検出手段の構造を示す側面図である。

【図４】（イ）は図３の横断面図、（ロ）は回転体単品
の側面図である。

【図５】回転作動中の羽根車を示す側面図である。

【図６】定量供給装置の制御系統を示すブロック図であ
る。

【図７】定量供給装置の別制御系統を示すブロック図で
ある。

【図８】図７における流量補正手段の制御フローを示す
図である。

【符号の説明】

【００７８】１タンク４排出経路５流量検出手段１１羽根車２２出口５７補正手段ａ液体通過部分ｑ透過率ｚ変化率Ｇ送出手段Ｓ光センサＴ透過率センサＹ汚れ検出手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】液体を貯留自在なタンクと、このタンク内
の液体を外部に取出すための出口と、前記タンク内の液
体を前記出口へ強制的に移送する送出手段とを備え、前
記タンクと前記出口とを連通させる排出経路に、該排出
経路を通る液体の単位時間当たりの流量又は流量変化を
連続的に検出する流量検出手段を設けるとともに、液体が通る部分である液体通過部分における汚染具合を
検出する汚れ検出手段を設け、この汚れ検出手段の検出
結果に基づいて、前記流量検出手段の検出値を補正する
補正手段を設けてある電気湯沸かし器。
【請求項２】前記流量検出手段は、前記排出経路を流れ
る液体によって回転駆動される状態に前記排出経路に配
置された羽根車と、該羽根車によって遮光されたＯＦＦ
状態と遮光されないＯＮ状態とが、前記羽根車の回転に
よって繰返される光センサとで構成されている請求項１
に記載の電気湯沸し器。
【請求項３】前記補正手段は、前記液体通過部分に液体
が存在してた時間に比例して前記検出値の補正量を大き
くするものに構成されている請求項１又は２に記載の電
気湯沸し器。
【請求項４】前記送出手段が電動ポンプであり、前記補
正手段は、前記電動ポンプの駆動時間に比例して前記検
出値の補正量を大きくするものに構成されている請求項
１又は２に記載の電気湯沸し器。
【請求項５】前記補正手段は、前記液体通過部分の汚れ
を落とすための洗浄操作が完了した状態を基準として行
われるものに構成されている請求項３若しくは４のいず
れか１項に記載の電気湯沸し器。
【請求項６】前記補正手段は、前記流量検出手段による
検出値の複数を平均化処理して得られた平均値を用いる
ものに構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記
載の電気湯沸し器。
【請求項７】前記汚れ検出手段は、前記液体通過部分に
存在する液体の透過率を検出する透過率センサを設けて
構成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の電
気湯沸し器。
【請求項８】前記透過率センサが、請求項２に記載され
た前記光センサによって構成されている請求項７に記載
の電気湯沸し器。
【請求項９】液体を貯留自在なタンク内の液体を、送出
手段によって出口へ移送自在な電気湯沸かし器の流量補
正方法であって、前記タンクと前記出口とを連通させる排出経路に、該排
出経路を通る液体の単位時間当たりの流量又は流量変化
を連続的に検出する流量検出手段を設け、前記液体が貯留される液体通過部分における汚染具合に
基づいて、前記流量検出手段の検出値を補正する電気湯
沸し器の流量補正方法。