(57)【要約】【課題】装置のコスト上昇を招かず、しかもなるべく精度良く沸騰検知が可能な沸騰検知手段を備えた低コストで信頼性の高い給湯装置を提供する。【解決手段】温水タンク３と、それに水を供給する給水手段６と、その水を加熱する加熱手段１６と、温水タンク３内の上限水位を検知するフロートスイッチ１７と、温水タンク３内の湯の温度を検知する温度センサ１５と、それらを制御する制御手段３０とが設けられ、フロートスイッチ１７により温水タンク３内の上限水位が保持され、温度センサ１5によりその内部の湯温が設定温度に保持される給湯装置において、フロートスイッチ１７が上限水位を検知した後に温水タンク３内へ水の供給がなく、かつ加熱手段１６が稼働中であり、その後の設定時間内にフロートスイッチ１７が上限水位を設定回数繰り返して検知した場合に、温水タンク３内の湯が沸騰したものとして判定する沸騰検知手段を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯を貯留する温水タンクと、前記温水タンクに水を供給するた給水手段と、前記温水タンク内の水を加熱する加熱手段と、前記温水タンク内の上限水位を検知するフロートスイッチと、前記温水タンク内の湯の温度を検知する温度センサと、それらを制御する制御手段とが設けられ、前記フロートスイッチによる前記上限水位検知結果に基づいて前記給水手段が制御されることにより前記温水タンク内の上限水位が保持され、前記温度センサの検知温度に基づいて前記加熱手段が制御されることにより前記温水タンク内の湯温が設定温度に保持される給湯装置において、前記フロートスイッチが上限水位を検知した後に前記温水タンク内への水の供給がなく、かつ前記加熱手段が稼働中であって、その後の設定時間内に前記フロートスイッチが前記上限水位を設定回数繰り返して検知した場合に、前記温水タンク内の湯が沸騰したものとして判定する沸騰検知手段を備えたことを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
前記温度センサの温度検知結果に基づいて、前記温水タンク内の湯の沸騰を検知する沸騰検知手段をさらに備えたものであることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カップ式自動販売機や飲料ディスペンサ、給茶機等に適用され、コーヒー、紅茶等の飲料の調理に用いる湯を保温して貯留する給湯装置であって、特に湯の沸騰検知手段を備えた給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこのような湯の沸騰検知手段を備えた装置としては、先に出願公開された特開２０００−２８７８４４号公報（特許文献１）に記載されるような湯沸し器が知られている。この特許文献1に記載される湯沸し器は、液体を収容する容器と、その容器内の液体を加熱または保温する加熱手段と、その容器内の液体の温度を検知する温度検知手段と、その温度検知手段の検知温度により沸騰したことを検出する沸騰検出手段を備えたものであって、その温度検知手段が自動湯沸しを行う境界温度以下を検知すると、加熱手段を駆動して湯沸しを開始させ、その温度検知手段の入力により所定の温度上昇勾配より温度勾配が緩やかになったことを沸騰検知手段が検知して沸騰と判定し、加熱手段の駆動を停止させるもので、その温度検知手段がその出力部に急激な温度変化を吸収する遅延回路を設けたものである。これによれば、容器内の液体が加熱されその容器内に対流が生じ、温度検知手段がその対流に起因する温度上昇勾配が揺らいだ液温を検知する場合に、温度検知手段の検知温度を遅延回路により均すことで、安定した温度上昇勾配を沸騰検知手段に供給し、液温の揺らぎによる沸騰の誤検知を防止することができるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２８７８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載される湯沸し器は、温度検出手段が容器内の液温を計測し、液体の温度上昇勾配が鈍化した場合に液体が沸騰したものとして沸騰検知手段が判定するが、実際には容器内の液体の量や加熱手段の出力によって液体の温度上昇勾配は異なるから、その沸騰を精度良く検知するのは相当に難しく、また沸騰検知手段の構成もそれ故に複雑で高価なものとなることが多かった。特に、容器内に液体が満杯状態で収容される場合は、その沸騰の検知が遅れると、沸騰した液体や蒸気が機外に溢れ出して、火傷や装置の故障等の事故が発生する危険性が増す虞があった。
【０００５】
本発明は、このような問題に対応するため、比較的に簡単な構成で、装置のコスト上昇を招かず、しかもなるべく精度良く沸騰検知が可能な沸騰検知手段を備えた低コストで信頼性の高い給湯装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、湯を貯留する温水タンクと、前記温水タンクに水を供給するための給水手段と、前記温水タンク内の水を加熱する加熱手段と、前記温水タンク内の上限水位を検知するフロートスイッチと、前記温水タンク内の湯の温度を検知する温度センサと、それらを制御する制御手段とが設けられ、前記フロートスイッチによる前記上限水位検知結果に基づいて前記給水手段が制御されることにより前記温水タンク内の上限水位が保持され、前記温度センサの検知温度に基づいて前記加熱手段が制御されることにより前記温水タンク内の湯温が設定温度に保持される給湯装置において、前記フロートスイッチが上限水位を検知した後に前記温水タンク内への水の供給がなく、かつ前記加熱手段が稼働中であって、その後の設定時間内に前記フロートスイッチが前記上限水位を設定回数繰り返して検知した場合に、前記温水タンク内の湯が沸騰したものとして判定する沸騰検知手段を備えたものである。
【０００７】
これによれば、前記温水タンク内の湯が前記加熱手段により加熱され沸騰したとき、その内部に気泡が発生して液面が上下に変動し、その液面の変動に準じて前記フロートスイッチが前記上限水位を繰り返して検知することを利用して、その湯の沸騰状態を検知することができる。したがって、沸騰検知手段として、水位検知手段であるフロートスイッチを利用することができるから、特に沸騰検知装置を設けることなく前記温水タンク内の湯の沸騰を検知することができる。また、気圧によって変化する沸騰温度に係わりなく湯の沸騰を検知することができるから、その沸騰検知を正確に行うことができる。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の給湯装置において、さらに前記温度センサの温度検知結果に基づいて前記温水タンク内の湯の沸騰を検知する沸騰検知手段を備えたものである。
これによれば、前記容器内の湯の水位に係りなく湯の沸騰を検知することができる。また、前記容器内の水位が上限水位に有る場合は、前記フロートスイッチによる沸騰検知と前記温度センサによる沸騰検知の何れかにより沸騰を検知することができるから、容器内の湯が上限水位にある場合に、その沸騰検知をより確実にすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように請求項１に係る発明によれば、沸騰検知手段として、水位検知手段であるフロートスイッチを利用して、温水タンク内の湯の沸騰を検知することができるから、特別に沸騰検知装置を備えること必要としない。すなわち装置のコスト上昇を招かない沸騰検知手段を備えた給湯装置を提供することができる。また、気圧によって変化する沸騰温度に係わりなく湯の沸騰を検知することで、その沸騰検知を正確に行うことができるから、信頼性の高い給湯装置を提供することができる。
【００１０】
また、請求項２に係る発明によれば、前記容器内の湯の水位に係りなく湯の沸騰を検知することができ、また前記容器内の水位が上限水位にある場合は、前記フロートスイッチによる沸騰検知と前記温度センサによる沸騰検知の何れかにより沸騰を検知することができるから、沸騰した湯や蒸気が機外に溢れ出す事故を確実に防止し、安全性に優れた信頼性の高い給湯装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態の給湯装置を模式的に示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態の給湯装置の制御構成を示す制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１はカップ式自動販売機や飲料ディスペンサ等に適用される本発明の実施形態の給湯装置を模式的に示す概略構成図、図２は本発明の実施形態の給湯装置の制御構成を示す制御ブロック図である。図に示すように、本発明の給湯装置１は、湯を保温して貯留する温水タンク３と、温水タンク３上部の蓋部４に接続されて温水タンク３に上方から水を供給する給水管５と、給水管５に設けられた給水弁（給水手段）６と、温水タンク３の内部に設けられ、その上部の蓋部４に接続された給水管５から供給される水を、温水タンク３の底部に導く導水管７と、温水タンク３の側壁上部に接続されその内部の湯を外部に放出する出湯管８と、出湯管８に設けられた出湯弁９と、温水タンク３の上部に接続され、その上部から溢れる湯や蒸気を外部に排出するためのオーバーフロー管１０と、温水タンク３の底部に設けられ、その内部の湯を破棄するための排水管１１と、排水管１１に設けられた排水弁１２と、温水タンク３内の湯温を検知するための湯温センサ（温度センサ）１５と、温水タンク３内の湯を加熱する加熱ヒータ（加熱手段）１６と、温水タンク３内の水位に応じて変動するフロート１３によってその上限水位及び下限水位を検知するフロートスイッチ１７と、これらを制御する制御部（制御手段）３０等を備えている。
【００１３】
次に、このように構成される給湯装置１の動作について説明する。先ず、給水管５に設けられた給水弁６が開かれ、例えば水道水等の水源に接続された給水管５から水が温水タンク３内に供給される。そして、フロートスイッチ１７により温水タンク３内の水位が下限水位を超えたことが検知されると、加熱ヒータ１６が通電可能となり、湯タンク３内の水の加熱が開始される。そして、フロートスイッチ１７により温水タンク内の水位が上限水位に到達したことが検知されると、給水弁６が閉じられて温水タンク３内への給水が停止される。
【００１４】
ここで、温水タンク３内の湯は、加熱ヒータ１６の加熱によって上限温度（例えば９７℃）に到達するとそれが湯温センサ１５により検知されて加熱が停止され、それが下限温度（例えば９５℃）に低下すると再び加熱ヒータ１６による加熱が開始されるように制御される。そして、これにより温水タンク３内の湯温は、所定の温度（例えば９７℃〜９５℃）に保持される。このように、所定の温度に保持されて温水タンク３内に貯留される湯は、出湯弁９が開かれることにより出湯管８を介して外部に放出され、コーヒー、紅茶等の飲料の調理に用いられる。そして、これにより温水タンク３内の湯量が減少して、フロートスイッチ１７により温水タンク内の水位が上限水位に到達していないことが検知されると、再び給水弁６が開かれて温水タンク３内への給水が開始される。すなわち、このようにして温水タンク３内の湯は、その水位が概ね上限水位の状態にあるように保持される。なお、温水タンク３内の湯量が、下限水位を割り込んで減少したこと（すなわち下限水位を超えていないこと）がフロートスイッチ１７により検知されると、空焚き防止のため加熱ヒータ１６への通電が遮断される。
【００１５】
また、本発明の給湯装置1は、温水タンク３内の湯が沸騰したことを検知する沸騰検知手段を備えている。この沸騰検知手段は、フロートスイッチ１７により温水タンク３内の水位が上限水位に到達したことが検知された後に、温水タンク３内への水の供給がなく、かつ加熱ヒータ１６が通電中であって、フロートスイッチ１７が先の上限水位を検知した後の設定時間（例えば１０分）内に、再び上限水位を設定回数（例えば２０回）繰り返して検知した場合に、温水タンク３内の湯が沸騰したものとして制御部３０が判定し、加熱ヒータ１６の通電を遮断するものである。これは、温水タンク３内の湯が上限水位にある状態で、湯が沸騰すると、その内部に気泡が発生して水面が波立つように揺れ動き、それによってフロート１２が浮き沈みして、フロートスイッチ１７が擬似的に上限水位を繰り返して検知するように動作することを利用するものである。なお、フロートスイッチ１７が温水タンク３内の上限水位を検知した後に、設定時間内に上限水位を設定回数繰り返して検知しなかった場合は、沸騰検知手段がリセットされ、改めてフロートスイッチ１７が温水タンク３内の上限水位を検知したときに設定時間の計時が開始される。このようにして常に温水タンク３内の沸騰が監視される。
【００１６】
これによれば、沸騰検知手段として、水位検知手段として備えられたフロートスイッチ１７を利用することができるから、特別に沸騰検知装置を装備することなく温水タンク３内の湯の沸騰を容易に検知することができる。すなわち、装置のコスト上昇を招かない沸騰検知手段を備えた給湯装置１を提供することができる。また、装置の設置場所の標高（気圧）によって変化する沸騰点温度に係わりなく湯の沸騰を検知することができるから、その沸騰検知を正確に行うことができる。したがって、信頼性の高い給湯装置を提供することができる。
【００１７】
また、本発明の給湯装置１は、フロートスイッチ１７による沸騰検知手段の他に、湯温センサ１５の温度検知結果に基づいて、温水タンク３内の湯の沸騰を検知する沸騰検知手段を備えても良い。例えば、湯温センサ１５によって検知される温水タンク３内の湯温が沸騰検知温度（例えば９８℃）に到達すれば、温水タンク３内の湯が沸騰したものと制御部３０が判定し、或いは、湯温センサ１５によって検知される温水タンク３内の湯温の温度上昇勾配が、所定の温度上昇勾配よりも緩やかになった場合にその湯が沸騰したものと制御部３０が判定し、加熱ヒータ１６の通電を遮断するものであっても良い。
【００１８】
これによれば、温水タンク３内の湯の水位に係りなく（すなわち、温水タンク３内の湯の水位が上限水位にない場合も）湯の沸騰を検知することができ、また温水タンク３内の水位が上限水位にある場合は、フロートスイッチ１７による沸騰検知と湯温センサ１５による沸騰検知の何れかにより沸騰を確実に検知することができるから、沸騰した湯や蒸気が温水タンク３から溢れ出して機外に漏れる事故を確実に防止し、安全性に優れた信頼性の高い給湯装置を提供することができる。
【００１９】
なお、本発明は、言うまでもなく本実施の形態に示す装置にのみ限定されず、その趣旨の包含する範囲で応用変更が可能である。例えば、温水タンク３や、その内部に設けられる加熱ヒータ１６、フロート１２及びフロートスイッチ１７の構成、形状等、あるいは、フロートスイッチ１７が上限水位を繰り返し検知する設定時間、設定回数、温水タンク３内の湯温の上限温度、下限温度、沸騰検知温度等の各設定値は、この実施形態に示すものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００２０】
１  給湯装置
３  温水タンク
５  給湯管
６  給水弁（給水手段）
８  出湯管
９  出湯弁
１０  オーバーフロー管
１３  フロート
１５  湯温センサ（温度センサ）
１６  加熱ヒータ（加熱手段）
１７  フロートスイッチ
３０  制御部（制御手段）
【図１】
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【図２】
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