(57)【要約】【課題】出力が小さい保温用ヒータの稼働時間をなるべく短くして、その寿命が尽きることを防止し、保守点検が容易で使い勝手の良い給湯装置を提供する。  【解決手段】湯タンク5と、その内部の水を加熱するメインヒータ１５と、メインヒータ１５に比べて発熱量が小さなサブヒータ１６と、これらを制御して湯タンク５内の水を所定の保温温度ＨＴに保温する水温制御手段４０を備え、メインヒータ１５とサブヒータ１６により湯タンク５内の水を加熱し、サブヒータ１６により湯タンク５内の水を保温温度ＨＴに保温するた給湯装置において、湯タンク５内の水温が保温温度ＨＴより相当程度低い仕切温度ＳＴ以下の場合に、メインヒータ１５とサブヒータ１６とによりその水を加熱し、その水温が仕切温度ＳＴに到達したとき、サブンヒータ１６の通電を遮断し、保温温度ＨＴに到達するまでメインヒータ１５により湯タンク５内の水を加熱する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を貯留する湯タンクと、前記湯タンク内の水を加熱可能なメインヒータと、前記メインヒータと同様に前記湯タンク内の水を加熱可能であって、前記メインヒータに比べて発熱量が小さなサブヒータと、前記メインヒータ及び前記サブヒータにより前記湯タンク内の水を加熱制御し、その水温を所定の保温温度に保温する水温制御手段を備え、前記湯タンク内の水温が前記保温温度より低い場合は、前記メインヒータと前記サブヒータとにより前記湯タンク内の水を加熱し、その水温が前記保温温度に到達したとき、前記メインヒータの通電を遮断し、前記サブヒータの通電を適宜に制御して前記湯タンク内の水を前記保温温度に保温する給湯装置において、
前記湯タンク内の水温が前記保温温度より相当程度低い仕切温度以下の場合に、前記メインヒータと前記サブヒータとにより前記湯タンク内の水を加熱し、その水温が前記仕切温度に到達したとき、前記サブヒータの通電を遮断し、前記保温温度に到達するまで前記メインヒータにより前記湯タンク内の水を加熱することを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
前記仕切温度は、前記湯タンク内の水が前記仕切温度にある場合に、それを前記メインヒータと前記サブヒータの両方により前記保温温度に加熱するに必要な加熱時間と、前記メインヒータのみにより前記保温温度に加熱するのに必要な加熱時間との差が１０分以内となる所定の温度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、ジュースやコーヒー、紅茶等の飲料の調理に用いる湯を保温して貯留し、適宜な温度で供給する給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種に類する給湯装置としては、先に出願公開された特開２００３−２６９７９４号公報（特許文献１）に記載されるようなものが知られている。この特許文献1に記載される給湯装置は、水を貯留する加熱容器と、その加熱容器内の水を加熱する主ヒータと、加熱容器内の加熱された湯を保温する補助ヒータと、加熱容器内の水温を検出するサーミスタ等とを備え、加熱容器内に水が供給されると、主ヒータと補助ヒータを駆動して加熱容器内の水を加熱し、加熱容器内の水が９５℃（保温温度）以上に達したことがサーミスタにより検知されると、主ヒータと補助ヒータが停止され、その後にサーミスタの検知温度が９２℃（保温温度の下限）未満となると、補助ヒータのみを駆動して加熱容器内の湯を高温に保温するように構成されたものである。これによれば、加熱容器内の水を高温（保温温度）に加熱する場合は、主ヒータと補助ヒータの両方を駆動して加熱するので加熱時間を短くすることができ、加熱された湯を高温に保温する場合は、主ヒータに比べて発熱量の小さい補助ヒータを駆動して保温するから、消費電力量を少なくすることができる。すなわち、加熱時間が短く、消費電力量が少ない給湯装置を提供することができるというものである。
【特許文献１】特開２００３−２６９７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１に記載される給湯装置において、主ヒータは加熱容器内の水を高温に加熱させるのに必要な出力をもつもの、例えば８００Ｗ程度の大きな出力のものであり、補助ヒータは加熱された湯を保温温度に維持するために必要な比較的小さな出力をもつもので、主ヒータの十分の一程度の例えば出力７０Ｗ程度のもので構成されている。そうすると、補助ヒータの出力は、主ヒータに比べて遥かに小さいので、その劣化が早く、寿命時間が短い。したがって、主ヒータと補助ヒータを同じように稼動させると、主ヒータに比べて補助ヒータの寿命が先に尽きるため、この修理、交換により、保守点検が繁雑になる問題があった。
【０００４】
本発明は、このような問題に対応するため、比較的に寿命時間が短い補助ヒータの稼働時間をなるべく短くして、その寿命が尽きることを防止し、保守点検が容易で使い勝手の良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】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、水を貯留する湯タンクと、前記湯タンク内の水を加熱可能なメインヒータと、前記メインヒータと同様に前記湯タンク内の水を加熱可能であって、前記メインヒータに比べて発熱量が小さなサブヒータと、前記メインヒータ及び前記サブヒータにより前記湯タンク内の水を加熱制御し、その水温を所定の保温温度に保温する水温制御手段を備え、前記湯タンク内の水温が前記保温温度より低い場合は、前記メインヒータと前記サブヒータとにより前記湯タンク内の水を加熱し、その水温が前記保温温度に到達したとき、前記メインヒータの通電を遮断し、前記サブヒータの通電を適宜に制御して前記湯タンク内の水を前記保温温度に保温する給湯装置において、前記湯タンク内の水温が前記保温温度より相当程度低い仕切温度以下の場合に、前記メインヒータと前記サブヒータとにより前記湯タンク内の水を加熱し、その水温が前記仕切温度に到達したとき、前記サブヒータの通電を遮断し、前記保温温度に到達するまで前記メインヒータにより前記湯タンク内の水を加熱するものである。
【０００６】
これによれば、前記湯タンク内の水を保温温度に加熱する場合に、前記サブヒータの稼働時間を短くすることができる。
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、前記仕切温度は、前記湯タンク内の水が前記仕切温度にある場合に、それを前記メインヒータと前記サブヒータの両方により前記保温温度に加熱するのに必要な加熱時間と、前記メインヒータのみにより前記保温温度に加熱するに必要な加熱時間との差が１０分以内となる所定の温度であるものである。
【０００７】
これによれば、消費電力を少なくして、加熱時間を、従来のメインヒータとサブヒータの両方の加熱によるものと、それほど変わらないものとすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように請求項１に係る発明によれば、湯タンク内の水を保温温度に加熱する場合に、サブヒータの稼働時間を短くすることができるから、その寿命時間が尽きる時期を先に延ばして、その修理、交換を少なくして保守点検が容易な給湯装置を提供することができる。
また、請求項２に係る発明によれば、消費電力を少なくして、加熱時間を従来のメインヒータとサブヒータの両方の加熱によるものとそれほど変わらないものとすることができるから、性能を維持しながら、消費電力が少なく、保守点検が容易な使い勝手の良い給湯装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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は本発明の実施形態の給湯装置を適用する飲料供給装置を模式的に示す概略構成図である。  図１に示すように、本発明の給湯装置３を備える飲料供給装置（飲料ディスペンサ、給茶機等）１は、湯タンク５等からなる給湯装置３と、飲料原料を貯留し、これを後述の飲料抽出部２０に供給するキャニスタ部２５と、キャニスタ部２５から供給された飲料原料に給湯装置３から湯を注いで飲料を調理、抽出する飲料抽出部２０と、飲料抽出部２０で抽出された飲料を一時貯留してカップ等の容器に注ぐディフューザ２８と、カップ等の容器を載置する載置台３０と、飲料抽出部２０から排出される原料滓や排水を溜めるカストレイ３１と、飲料を抽出するとき操作する抽出ボタン３６と、装置内部の湯気や飛沫を外部に排出する湯気引きファン３７と、各装置の動作を制御するマイクロコンピュータ等を有する電装ボックス３８等とを備えている。
【００１０】
また、飲料抽出部２０は、飲料原料と湯を投入して飲料を抽出するためのシリンダ２１と、そのシリンダ２１内に空気を送って内部の飲料原料と湯を空気泡で攪拌混合するエアポンプ２２等とを備えている。なお、このエアポンプ２２は、飲料を抽出する場合にシリンダ２１内を加圧し、その下部に配置されるフィルタ２３を介して抽出される飲料をディフューザ２８に送出する機能も有する。
【００１１】
このように構成される飲料供給装置１において、抽出ボタン３６が操作されると、キャニスタ部２５を駆動するキャニスタモータ２６が駆動され、所定量の飲料原料が飲料抽出部２０のシリンダ２１内に供給される。そして、湯タンク５の湯をシリンダ２１に供給する給湯管７に設けられた湯弁８が開かれ、さらにその上流側に配置された湯ポンプ９が駆動されて、湯タンク５内に所定の温度で貯留された湯がシリンダ２１内に供給される。そして、シリンダ２１内で飲料原料の蒸らしや、エアポンプ２２による湯と飲料原料の攪拌混合等の飲料調理動作が行われ飲料が調理される。飲料の調理が終了するとシリンダ２１内がエアポンプ２２により加圧されフィルタ２３を介して抽出された飲料がディフューザ２８に送出される。ディフューザ２８内に溜められた飲料は、ここで気泡等が消されて、載置台３０上のカップ等の容器に注がれる。このようにして利用者等に作りたての飲料が供給される。
【００１２】
図２は本発明の実施形態の給湯装置３を構成する湯タンク５の構成を示す断面図である。この給湯装置３の湯タンク５は、防錆部材であるステンレス等の部材から成り、図に示されるように上部を開放した筒状に形成されている。そして、その側部の外周は断熱部材６により覆われ、上部の開放部には断熱構造を有する蓋部１１が開閉自在に備えられている。また、湯タンク５の底部には、その中央部に内部に貯留される水の温度を検出する水温センサ１２が設けられ、その周囲の底部外面には内部の水を加熱するメインヒータ(出力７００Ｗ)１５と、メインヒータ１５により加熱された水を所定の温度に保温するために設けられ、メインヒータ１５よりも発熱量が小さなサブヒータ（出力６０Ｗ）１６が備えられている。さらに、湯タンク５の底部には、メインヒータ１５とサブヒータ１６の空焚きを防止する空焚き防止センサ１７が備えられている。また、湯タンクの底部には湯を飲料抽出部２０に供給する給湯管７が接続され、その給湯管７には図1に示すように排水コック１３を配設した排水管１０が分岐して設けられている。
【００１３】
次に、このように構成される飲料供給装置１の給湯装置３の加熱、保温動作について説明する。図３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、図４は本発明の実施形態の給湯装置の加熱、保温動作を示すフローチャート、図５は本発明の実施形態の給湯装置の加熱、保温動作時の湯タンク内の湯温と各ヒータの動作との関係を示すタイムチャートである。ここで、図３に示される水温制御手段４０は、電装ボックス３８内に設けられるマイクロコンピュータ等により構成され、給湯装置３の動作を制御するものである。以下、図４のフローチャートを参照して処理動作を説明する。
【００１４】
先ず、湯タンク５の内部に水が給水され、その上部の蓋部１１が閉められて閉塞されると、ステップ１（Ｓ１）で、湯タンク５内の水温ＷＴが所定の仕切温度ＳＴ（例えば４０℃）より高いか否かが判別される。この水温ＷＴが仕切温度ＳＴより高くない（低い）場合（図５のＡ点）は、ステップ２（Ｓ２）で、メインヒータ１５とサブヒータ１６への通電を開始して湯タンク５内の水を加熱する。そして、再びステップ１（Ｓ１）に戻る。さらに、ステップ１（Ｓ１）で、湯タンク５内の水温ＷＴが所定の仕切温度ＳＴより高い場合（図５のＢ点）は、ステップ３（Ｓ３）で、メインヒータ１５にのみ通電が開始（サブヒータの通電は停止）され、湯タンク５内の水が加熱される。そして、ステップ４（Ｓ４）で、湯タンク５内の水温ＷＴが所定の保温温度ＨＴ（例えば９７℃）より高くなったか否かが判別される。ここで、水温ＷＴが保温温度ＨＴより高い場合（図５のＣ点）は、ステップ５（Ｓ５）で、メインヒータ１５の通電が停止され、湯タンク５内の水の加熱が停止される。この状態で、湯タンク５から飲料抽出部２０等への給湯の準備が完了する。
【００１５】
そして、ステップ６（Ｓ６）で、湯タンク５内の水温ＷＴが保温下限温度ＫＴ（例えば９５℃）より低くなったか否かが判別される。ここで、湯タンク５内の水温ＷＴが保温下限温度ＫＴより低い場合（図５のＤ点）は、ステップ７（Ｓ７）で、サブヒータ１６に通電が開始され、再び湯タンク５内の水が加熱される。そして、ステップ８（Ｓ８）で、再び湯タンク５内の水温ＷＴが保温温度ＨＴより高くなったか否かが判別され、ここで水温ＷＴが保温温度ＨＴより高い場合（図５のＥ点）は、ステップ９（Ｓ９）で、サブヒータ１６の通電が停止され、再びステップ６（Ｓ６）に戻り、湯タンク５内の水温ＷＴが保温下限温度ＫＴより低くなったか否かが判別される。このようにして、湯タンク５内の水温ＷＴが、ほぼ保温下限温度ＫＴから保温温度ＨＴの間の温度に維持される。
【００１６】
また、ステップ８（Ｓ８）で、湯タンク５内の水温ＷＴが保温温度ＨＴより高くないと判別された場合（図５のＦ点）は、さらに、ステップ１０（Ｓ１０）で、仕切上限温度ＪＴ（例えば９２℃）より高いか否かが判別される。ここで、湯タンク５内の水温ＷＴが仕切上限温度ＪＴより高い場合は、サブヒータの通電が維持され、再びステップ８（Ｓ８）の処理が実行される。一方、湯タンク５内の水温が仕切上限温度ＪＴより高くないと判別された場合（図５のＧ点）は、湯タンク５内に水が追加されたこと等が予想されるので、ステップ１（Ｓ１）に戻った処理が実行される。すなわち、湯タンク５内の水温ＷＴが仕切温度ＳＴより高くない場合は、メインヒータ１５とサブヒータ１６に通電が開始されて湯タンク5内の水が加熱され、湯タンク５内の水温ＷＴが仕切温度ＳＴより高い場合は、メインヒータ１５にのみ通電が開始されて湯タンク5内の水が加熱される。このようにして、湯タンク５内の水温ＷＴが水温制御手段４０により制御される。
【００１７】
ここで、仕切温度ＳＴ（例えば４０℃）は、湯タンク５内の水がその温度にある場合に、メインヒータ１５とサブヒータ１６の両方により保温温度ＨＴ（例えば９７℃）に加熱するに必要な加熱時間と、メインヒータのみにより保温温度ＨＴに加熱するに必要な加熱時間との差が略１０分以内となる所定の温度であることが望ましい。すなわち、これ以上に加熱時間の差が生じる場合は、メインヒータ１５のみによる加熱時間が長く感じられ、使い勝手が悪くなる虞がある。また、仕切温度ＳＴは、保温温度ＨＴに比べて４０°以上低く設定されることが望ましい。すなわち、仕切温度ＳＴと保温温度ＨＴの温度差が少ない場合は、メインヒータ１５とサブヒータ１６の両方による加熱時間が長くなり、寿命時間が短いサブヒータ１６の稼働時間を効果的に短くすることができない。
【００１８】
以上のように、本実施の形態の給湯装置３によれば、湯タンク５内の水を保温温度ＨＴに加熱する場合に、仕切温度ＳＴを設定して、サブヒータ１６の稼働時間を短くすることができるから、その寿命時間が尽きる時期を先に延ばして、その修理、交換を少なくして保守点検が容易な給湯装置３を提供することができる。
また、仕切温度ＳＴは、湯タンク５内の水がその温度にある場合に、メインヒータ１５とサブヒータ１６の両方により保温温度ＨＴに加熱するに必要な加熱時間と、メインヒータのみにより保温温度ＨＴに加熱するに必要な加熱時間との差が１０分以内となる所定の温度に設定されることで、サブヒータ１６の稼働時間を短くして消費電力を少なくするとともに、加熱時間を従来のメインヒータ１５とサブヒータ１６の両方を用いるものとそれほど変わらないものとすることができるから、性能を維持しながら、消費電力が少なく、保守点検が容易な使い勝手の良い給湯装置を提供することができる
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、湯タンク５や、その底部に設けられるメインヒータ１５、サブヒータ１６の構成、形状等、あるいは、保温温度ＨＴ、保温下限温度ＫＴ、仕切上限温度ＪＴ、仕切温度ＳＴ等の各設定温度は、この実施形態に示すものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態の給湯装置を適用する飲料供給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を構成する湯タンクの構成を示す断面図である。
【図３】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４】本発明の実施形態の給湯装置の加熱、保温動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態の給湯装置の加熱、保温動作時の湯タンク内の湯温と各ヒータの動作との関係を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００２０】
１  飲料供給装置
３  給湯装置
５  湯タンク
１２  水温センサ
１５  メインヒータ
１６  サブヒータ
２０  飲料抽出部
２５  キャニスタ部
３８  電装ボックス
４０  水温制御手段
ＨＴ  保温温度
ＳＴ  仕切温度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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