JPH084559B2 - 電気貯湯容器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内容液を沸騰させるモードを持った電気ポッ
ト等各種の電気貯湯容器に関するものである。

（従来の技術） この種の電気貯湯容器は従来、通常沸騰動作と保温動
作とを行い、給水や水の補給によって内容液が保温温度
未満である場合に、沸騰動作によって内容液を一旦沸騰
させた後保温動作に切換て内容液を以後所定温度に保温
するようになっている。

（課題を解決するための手段） 本発明は、内容液が保温時の下限温度よりも低い場合
に内容液をヒータの加熱により沸騰させる沸騰動作モー
ドと、上記内容液の沸騰動作後ヒータの通電を遮断し所
定時間後に再度通電して、このヒータの遮断及び通電の
繰り返しにより沸騰状態を継続し、この遮断及び通電に
よる遮断または通電回数をカウントしてこのカウント数
が所定回数に達したとき沸騰状態を継続したと判定して
前記保温動作モードに移行する沸騰状態継続モードとを
それぞれ有したことを特徴とするものである。

（作用） 沸騰後の沸騰動作モード時、沸騰状態を所定時間継続
させるための湯沸しヒータの遮断及び通電によるこの湯
沸しヒータの遮断又は通電回数をカウントして、このカ
ウント数により沸騰状態を継続することができるため、
沸騰状態の継続のための特別の温度設定や時間設定手段
を不要とし、上記沸騰状態を持続させながらかつそれを
利用することによりカルキ除去等を行うことができる。

（実 施 例） 第１図〜第７図に示す本考案の第１の実施例について
説明すれば、外装ケース３内にヒータ１を底部に持った
内容器２を収容して電気ポットの器体４を形成してい
る。外装ケース３と内容器２とは上端部で肩部材５によ
って、また下端部で連結金具（図示せず）および底部材
18によって一体化されている。器体４の上端には外蓋７
が施されている。外蓋７は肩部材５の後部に設けられた
軸受９に軸６によって着脱自在に枢支され、軸６を中心
として回動により器体４を開閉する。

外蓋７内にはその上面押圧板10によって押圧操作され
るベローズポンプ11と、その中央に配され、押圧板10の
操作に連動して上下動される弁36とが設けられている。
弁36はベローズ下板12の吐出口16と、この吐出口16が通
じている内容器２への給気路13の途中から分岐し外蓋７
外に通じている蒸気抜き通路15の分岐孔14とを、押圧板
10の操作に連動して交互に閉じる。通常押圧板10が上動
復帰していることにより弁36は吐出口16を閉じているの
で内容器２内は給器路13、分岐孔14、蒸気抜き通路15に
より外部に通じた状態にあり、沸騰または保温中の内容
液42から発生する蒸気はそのルートで外部に抜けた内容
器２内は昇圧しない。押圧板10が押圧されると弁36は下
動して吐出口16を開くと同時に分岐孔14を閉じるので、
前記押圧操作によるベローズポンプ11からの加圧空気は
吐出口16、給気路13を通じて内容器２内に入り内容液を
加圧する。なお中蓋８には前記給気のための開口8aが形
成されている。

前記加圧される内容液を内容器２の外部上方に案内す
る導出路17が、基端を内容器２の底部に接続して設けら
れている。（第１図）。この導出路17は内容器２とその
底部で通じ、かつ内容器２の側周に沿って立ち上がって
上端が器体４の肩部材５部で器体外へ下向きの内容液の
吐出口ユニット23に接続されて常時大気に解放されてお
り、内容器２内の内容液が常時自然流入して内容器２内
と同一レベルを保つ。吐出口ユニット23は途中に転倒時
止水弁25を内蔵しており、吐出口ユニット23の先端の下
向き吐出口19はその全面側に下端から内容器２の満水位
置よりも上位にまで達するスリット26が形成されてい
る。

器体４の嘴状部5aの下には、嘴状部5aを包囲する形の
パイプカバー27が設けられ、嘴状部5aおよび器体４の外
装ケース３に嵌め付けてある。パイプカバー27の底部に
は、吐出口ユニット23の吐出口19からの吐出液を大気へ
開放状態で受け入れて下方へ流出させる注液ガイド管24
を下方から着脱自在に取付けてある。

この大気への開放状態での受け入れには前記スリット
26も関係し、サイホン、スプラッシュ現象および急激な
注出の場合の内容液噴き出しを確実に防止する。注液ガ
イド管24は、肩部材５の嘴状部5aの部分に着脱可能に嵌
め付けられ、吐出口19からの吐出液をやや大きな口径で
無理なく受け入れ、以後適度に絞りながら静かに下方に
流下させる。

給気通路13には転倒時止水弁29が設けられている。

内容液の導出路17の立上がり部は液位検出部17bと
し、絶縁材料で形成してある。具体的にはガラスでもよ
いが樹脂の方が融電率がよく静電容量変化を得やすい
し、液面周囲の表面張力による盛り上がりが原因した液
面レベルの不特定性を抑えることができる。液位検出部
17bは合成樹脂製の直上接続管17c、金属製曲管17a、合
成樹脂製エルボ17d、金属製接続口17e、を介して内容器
２の底部に接続されている。

ここで液位検出部17bの外周にはアルミニウム箔41を
巻付けて第１の電極とし、液位検出部17b内の内容液に
電気的につながる前記曲管17aを第２の電極とし、第１
の電極41と第２の電極17aに通じた液位検出部17b内の内
容液42とが、液位検出部17aの絶縁周壁を介し対峙した
静電容量センサ201をなし、その対峙領域の大きさ、つ
まり内容液42の液位高さに応じた静電容量を得られるよ
うにしてある。

この液位に応じた静電容量の違いは、センサ201を第
３図に示すように制御回路91のマイコン66に入力するよ
うにしてある。これによりマイコン66はその静電容量の
違いに応じた入力によって内容液の液位を判定し、その
判定に応じてマイコン66に表示回路Ｂを介し接続してい
る外部表示用のLED42₁、42₂・・・42₆を駆動し、液位を
外部表示するようにしある。特に空炊き防止上給水が必
要な程度にまで液位が下がったときは給水表示のLED80
を点灯させて給水を促すようにしてある。なお液位の判
定には静電容量と液位の関係を必要段階にテーブル化し
ておき、このテーブルに基づいて判別するのが簡単であ
る。LED42₁〜42₆、80のそれぞれは器体４全面の表示パ
ネル43に設けられている。

またパイプカバー27の全面には表示パネル203が設け
られている。この操作パネル203にはカルキ除去、沸
騰、保温の各表示LED204、205、206および再沸騰キー21
1も設けられている。

マイコン66には前記各LED42₁、42₆の他、LED80、204
〜206も表示回路Ｂとして接続され、キー211もスイッチ
操作部212としてマイコン66に接続されている。

一方ヒータ１は保温ヒータ1aと湯沸しヒータ1bとに分
設してヒータ駆動回路92に接続され、制御回路91のリレ
ーRY1、RY2によって制御するようにしてある。このため
このためにリレーRY1、RY2の接点Ｒ−１、Ｒ−２がヒー
タ1a、1bに図の如く接続されている。ここでヒータ1a、
1bは第２図に示すようにマイカ基盤51に交互に巻付けら
れ、マイカ板52、53の間に挟んで金属ケース54で包み込
まれ、外観上１つのヒータ１をなしているが、マイコン
66によるリレーRY1、RY2の制御でどのような組み合わせ
でも通電することができる。

この制御のために各リレーRY1、RY2はマイコン66の制
御を受けるトランジスタTR1、TR2によって通電、遮断さ
れるようになっている。

ところで本実施例のヒータ１にあっては、保温ヒータ
1aは、マイコン66による制御上60W、湯沸かしヒータ1b
は740Wのものとしている。本実施例ではこれを採用する
のに、第７図に示す湯沸かしや再沸騰を行う場合、湯沸
しヒータ1bにより加熱するが、高速な沸騰を目指して90
℃程度までは使用ヒータの容量を両ヒータ1a、1bによる
800Wとし、所定の沸騰前温度である90℃を越えたところ
で外蓋７や器体４の樹脂まわりの熱劣化防止を意図して
ヒータ1bによる740Wに切換えるようにする。また保温を
行う場合、ヒータ1aによる60Wとして内容液を80℃程度
に保温するように通電、遮断する。

湯沸かし状態の通電は温度センサ68（第１図）が検知
している内容液温度が保温温度よりも低く湯沸かしが必
要な温度である場合と、保温状態において最沸騰キー21
1がオンされたときに行われ、温度センサ68が沸騰温度
を検知したとき保温状態に戻される。

保温状態の通電は、温度センサ68が所定の保温下限温
度を検知したとき保温ヒータ1aを通電し、所定の保温上
限温度を検知したとき保温ヒータ1aの通電を停止する。
これらの制御のため温度センサ68もA/D変換回路202を介
しマイコン66に接続されている。

さらにマイコン66の制御では、操作パネル203におい
て最沸騰キー211がオンされる都度保温LED206、沸騰LED
205、カルキ除去のLED204がそれぞれ順次単独に点灯さ
れていき、点灯が所定時間以上継続したLEDに対応する
モードが設定され実行される。しかし再沸騰キー211が
再度操作されると前記同様にして動作モードの設定を変
更することができる。

以上の内容液の加熱制御について第４図〜第６図に示
す各サブルーチンのフローチャートに基づいて具体的に
説明する。

第４図に示す加熱制御サブルーチンにおいて、先ず沸
騰継続キー211によって沸騰継続をなすカルキ除去が選
択されたかどうか判別し（ステップ＃１）、選択されて
いなければ内容液が80℃未満か、沸騰継続キー211によ
って沸騰継続が選択されている場合（ステップ＃２、＃
３）だけステップ＃５に移行して沸騰動作が行われる。
ステップ＃１で沸騰継続によるカルキ除去が選択されて
いるとカルキ除去Ｆ（フラグ）が‘1'にセットされた後
（ステップ＃４）、ステップ＃５での沸騰動作サブルー
チンが実行される。この沸騰動作モード時はリレーRY
1、RY2がトランジスタTR1、TR2によってオンされてリレ
ー接点Ｒ−１、Ｒ−２をオンし、沸騰に近い所定の沸騰
前温度に達するまではヒータ1a、1bをフルに通電する状
態である高容量通電状態で行われる。このときの高容量
のヒータ容量は800Wであり、内容液の温度は急速に立ち
上がる。内容液が所定の沸騰前温度である90℃に達した
以降はリレーRY1がトランジスタTR1によりオフされてリ
レー接点Ｒ−１をオフするので、ヒータ1aへの通電が遮
断し以後ヒータ容量740Wでの加熱に切り換わる。

ヒータ容量は低下するが、90℃から沸騰までの昇温は
比較的速い上に、過熱による外蓋７や器体４の樹脂まわ
りの熱劣化を防止することができる。

ステップ＃６で沸騰終了が判別されるとステップ＃７
に移行し、沸騰継続をなすカルキ除去Ｆが‘1'かどうか
判別する。ステップ＃２またはステップ＃３から沸騰動
作に入った場合、沸騰継続によるカルキ除去Ｆが‘1'で
ないのでステップ＃８に移行して沸騰終了動作とブザー
BZによる沸騰の報知とが行われた後、保温動作に切り換
わる。このときリレーRY1がトランジスタTR1によってオ
ンされるのに対し、リレーR2がトランジスタTR2によっ
てオフされる。これによってリレー接点Ｒ−１がオン、
Ｒ−２がオフの状態なのでヒータ1aのみが通電状態とな
る。したがってヒータ1aのみによる60Wとなりこの状態
での通電、遮断を繰り返して内容液を80℃程度の範囲に
保温する。

ここでステップ＃２からの沸騰動作は給水または水の
補給による初期沸騰（第７図破線）に当たるが、ステッ
プ＃３からの沸騰動作は沸騰を経た保温動作からのもの
で沸騰継続（第７図再沸騰）に当たる。

ステップ＃７で沸騰継続をなすカルキ除去がＦが‘1'
であるとステップ＃10に移行して３分間沸騰が継続され
るようにマイコン66が制御する。この沸騰の継続によっ
て内容液中の塩素化合物であるトリハロメタンと言った
発散物質を充分に発散させることができる。いわゆるカ
ルキ除去効果を発揮する。もっともこの沸騰の継続時間
は使用者側で水質や用途、好み等に合わせて適宜設定で
きるようにすることができる。またここでの沸騰持続中
の加熱もヒータ1bによるヒータ容量740Wの状態で行われ
るから、沸騰が継続しても外蓋７や器体４の樹脂まわり
を熱劣化させることはない。なお沸騰の継続は一旦沸騰
した後であることによりかなり小容量のヒータでも可能
である。

沸騰が所定時間継続されるとステップ＃11でカルキ除
去Ｆが‘0'にリセットされステップ＃８に戻る。

なお前記沸騰動作、保温動作の各サブルーチンの詳細
は第５図、第６図のフローチャートで示している。

第８図、第９図は本考案の第２の実施例を示し、沸騰
直前から沸騰までヒータの通電容量を数段階に低下させ
ていき、より高速沸騰を確保しながらしかも沸騰に伴う
昇温、昇圧、液面の揺れと言ったことによる悪影響を確
実に防止する事ができるようにしている。

第９図は沸騰動作時の内容液温度の変化と使用ヒータ
の通電容量とを示し、内容液が90℃に達するまではヒー
タの使用通電容量を800Wにし、95℃に達すると600Wに落
とす。そして一旦沸騰が確認された時点以降も沸騰を持
続してカルキ除去を行う場合は、ヒータの使用通電容量
を半分の400Wに落とすようにしている。内容液が一旦沸
騰した後はヒータ容量を極く小さくしても発散物質を発
散させる程度の沸騰は持続され、カルキ除去を達成する
ことができる。

なお保温は前記実施例の場合と同様60Wとするが、こ
れに限るものではない。

この場合の具体的な制御につき第10図に示す沸騰動作
サブルーチンに基づき説明する。

沸騰動作の確認があると（ステップ＃31）使用ヒータ
の通電容量を800Wとして沸騰動作を行う（ステップ＃3
2）。次に沸騰動作での内容液の温度が90℃以上を判別
するまで（ステップ＃33）ステップ＃32での沸騰動作を
繰り返す。90℃に達すると使用ヒータの通電容量を700W
にした湯沸かし動作に切換ると共に、沸騰の判定処理を
スタートする。続いて内容液の温度が80℃以下かどうか
判別し（ステップ＃35）、そうでなければ沸騰へ向けて
の加熱が持続していることになり、次のステップ＃36で
内容液温度が95℃以上かどうか判別する。そうでなけれ
ばステップ＃34〜＃36を繰り返し、95℃以上になれば使
用ヒータの通電容量が600Wの湯沸かし動作に切り換える
（ステップ＃37）。

次いで内容液の温度が80℃以下かどうかを再度判別し
（ステップ＃38）、そうでなければ沸騰へ向けての加熱
が持続していることになり沸騰の判定（ステップ＃39）
があるまでステップ＃37〜＃39をくりかえす。沸騰が判
定されれば沸騰継続をなすカルキ除去が選択されている
かどうかを判別し（ステップ＃40）、そうでなければメ
インルーチンへリターンし保温動作に移行するようにす
る。

ステップ＃40で沸騰継続によるカルキ除去が選択され
ているとタイマＴに３分間を設定した後、その減算をス
タートするとともに使用ヒータの通電容量が400Wの沸騰
持続動作に切換え（ステップ＃41〜ステップ＃43）、タ
イマＴ＝０が判定されるまでこれを繰り返して３分間の
沸騰持続を低容量通電状態で実現する。

なおステップ＃35、＃38において、内容液温度が80℃
以下であると、沸騰動作であることが確認されているに
もかかわらず外気温の影響等何らかの理由で内容液が保
温温度以下にまで低下していることになり、沸騰と言う
初期の目的を達成していないので、これを達成すべくス
テップ＃32に戻って使用ヒータの通電容量が800Wでの湯
沸かし動作から再度沸騰動作を繰り返し行うようにす
る。

第10図は本発明の第３の実施例を示し、内容液が所定
の沸騰前温度、例えば90℃に達したとき以降使用のヒー
タの通電容量を無段階に変化するようマイコン等で制御
するようにしてある。ただし沸騰時点前に使用ヒータの
通電容量が所定のＷ数を下回らないように考慮される。
この所定のＷ数は適当な速度で沸騰を確実に達成するこ
とができる最低のＷ数である。

第11図は本発明の第４の実施例を示し、沸騰動作およ
び保温動作を１本のヒータ１によって行うようにしてあ
る。

ヒータ１はマイコン66によってトランジスタTR4を介
し導通制御を受けるトライアック301と、このトライア
ック30に並列に設けられる第１の実施例同様マイコン66
によりトランジスタを介し制御される本実施例では図示
しないリレーでオン、オフされるリレー接点Ｒ−４と
で、通電制御される。リレー接点Ｒ−４がオンの間ヒー
タ１はフル通電されて例えば800Wの通電容量での沸騰動
作を行い、沸騰前の所定温度に達したときリレー接点Ｒ
−４をオフする。これによってトライアック301が働く
状態となり、これをマイコン66でトランジスタTR4を介
し制御することによって以後内容液の沸騰に向けた加熱
を使用ヒータの通電容量の低下状態にて行い、沸騰をカ
ルキ除去のために所定時間継続させるにも適宜使用ヒー
タの通電容量を低減することができる。

また沸騰後、あるいはカルキ除去後に保温に切り換え
るにも、保温のための必要な通電容量を得るように制御
することができる。

第12図、第13図は前記第１、第２および第３図の実施
例に基づいた制御の一例を示している。本例はヒータ１
を通常の沸騰が終了するまではフル通電によって通電容
量が高容量通電状態である800Wになるようにし、所定の
沸騰前温度である90℃に達したときヒータ１の通電容量
を低下させ、その状態で沸騰させて沸騰動作後に沸騰動
作の継続をなすカルキ除去が行われる場合ヒータ１の通
電を遮断し、所定時間後である10秒後に再度10秒間通電
し、このようにヒータ１を10秒間づつ通電および遮断を
繰り返すことによって、通電容量が半分の400Wとなるよ
うにして沸騰状態の継続を得るように通電制御する。な
おカルキ除去の継続時間は、前記ヒータ１の遮断および
通電による遮断または通電回数をカウントし、カウント
数Ｎが所定回数である９に達したとき、つまり180秒経
過するのを待って沸騰状態を継続したと判定し、保温動
作への移行のためにメインルーチンへリターンするよう
にしてある。

第14図は前記第１〜第４の実施例に基づく本発明の第
５の実施例を示し、内容液の量に応じてカルキ除去の場
合の使用ヒータ１の通電容量を変化させるようにしてあ
る。

これによって液量が少ないときにヒータ１の通電容量
が高過ぎて電力が無駄に消費すると言ったことを防止す
ることができるし、内容液の必要以上に活発な蒸気の発
生や液面の大きな揺れと言った危険を回避することがで
きる。

この制御の一具体例につき説明する。沸騰継続をなす
カルキ除去が選択されていると、所定の沸騰前温度であ
る90℃に達した以降は、ヒータ１の通電容量を低下させ
沸騰前温度の段階で液量を判定して沸騰を終了させ、こ
の沸騰終了後に１以上であると前記第12図および第13
図の実施例と同様にヒータ１を10秒づつ通電、遮断する
ことを所定回数の６回繰り返して沸騰状態を得るように
通電制御して120秒間沸騰状態を継続し、この遮断及び
通電による遮断または通電回数をカウントして、このカ
ウント数が所定回数に達したとき沸騰状態を継続したと
判定してその後メインルーチンに戻って保温に移行する
ようにする。

また沸騰終了後に液量が１未満であると、ヒータ１
の通電の遮断から所定時間後である10秒後に５秒間通電
し、その後10秒間遮断することを所定回数の８回繰り返
して沸騰状態を得るように120秒間沸騰状態を継続し、
この遮断及び通電による遮断または通電回数をカウント
して、このカウント数が所定回数に達したとき沸騰状態
を継続したと判定してその後メインルーチンに戻って保
温に移行するようにする。

（発明の効果） 本発明によれば、沸騰後の沸騰動作モード時、沸騰状
態を所定時間継続させるための湯沸しヒータの遮断及び
通電によるこの湯沸しヒータの遮断又は通電回数をカウ
ントして、このカウント数により沸騰状態を継続するこ
とができるため、沸騰状態の継続のための特別の温度設
定や時間設定手段を不要とし、上記沸騰状態を持続させ
ながらかつそれを利用することによりカルキ除去等を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す電気ポットを縦断
して示す側面図、第２図はヒータ基盤を一部切り欠いた
状態で示す斜視図、第３図は制御回路図、第４図は加熱
制御サブルーチンのフローチャート、第５図は第４図に
おける沸騰動作サブルーチンのフローチャート、第６図
は第４図における保温サブルーチンのフローチャート、
第７図は各動作モードでの内容液温度の変化と使用ヒー
タの通電容量の関係を示すグラフ、第８図は本発明の第
２の実施例を示す内容液の温度変化と使用ヒータの通電
容量との関係を示すグラフ、第９図はその具体的な制御
を示す沸騰動作サブルーチンのフローチャート、第10図
は本発明の第３の実施例を示すグラフ、第11図は本考案
の第４の実施例を変形例を示すグラフ、第12図、第13図
は本発明の第４の実施例の具体例を示す各モードでの内
容液温度の変化と使用ヒータの通電容量との関係を示す
グラフおよびフローチャート、第14図は本発明の第５の
実施例を示す沸騰動作サブルーチンのフローチャートで
ある。 1,1a,1b……ヒータ 55,301……トライアック 66……マイコン 91……制御回路 92……ヒータ駆動回路 RY1,RY2……リレー TR1〜TR4……トランジスタ Ｒ−1,R−２……リレー接点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭63−28435（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内容液が保温時の下限温度よりも低い場合
   に内溶液をヒータの加熱により沸騰させる沸騰動作モー
   ドと、内容液の所定の温度に保温する保温動作モード
   と、上記内容液の沸騰動作後ヒータの通電を遮断し所定
   時間後に再度通電して、このヒータの遮断及び通電の繰
   り返しにより沸騰状態を継続し、この遮断及び通電によ
   る遮断または通電回数をカウントしてこのカウント数が
   所定回数に達したとき沸騰状態を継続したと判定して前
   記保温動作モードに移行する沸騰状態継続モードとをそ
   れぞれ有したことを特徴とする電気貯湯容器。