(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯を貯留するタンクと、このタンク内の湯の水位を所定に保持すべく清水を補給する清水補給手段と、前記タンク内に貯留された湯を加熱するヒータと、前記タンク内の湯温を検知する温度センサとを備え、この温度センサによる検知温度を設定温度と比較しつつ前記ヒータのオンオフを制御して湯温を所定値に保持するようにした貯湯装置において、
前記タンク内の湯が沸騰したこと並びにその沸騰温度を検知する沸騰検知手段と、前記沸騰の検知に基づいて前記ヒータをオフとするヒータ制御手段と、前記沸騰温度に基づいて前記設定温度を補正する設定温度補正手段とを具備し、
かつ前記沸騰検知手段にはタイマが付設され、前記タンク内の湯温が所定温度に至ったのち前記ヒータが所定時間継続してオン状態にあることが前記タイマにより計時されることにより、前記沸騰が検知されるようになっており、
さらに清水が補給されたことを検知する清水補給センサが備えられ、前記タイマの計時中に前記清水補給センサにより清水が補給されたことが検知されると、前記タイマの計時をリセットする手段が設けられていることを特徴とする貯湯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給茶機等に装備される貯湯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
給茶機では、ヒータを装備した貯湯タンクを備え、お茶を生成するための湯を得るようにしている。この貯留された湯は通常、タンクに備えられた温度センサにより湯温を検知する一方、予め設定温度を定めておき、図５に示すように、湯温が設定温度を所定値上回ったところでヒータをオフし、逆に湯温が設定温度を所定値下回ったところでヒータをオンすることによって、貯留された湯の温度をほぼ設定温度に保持するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一方、標高の高い所等、気圧が低い所ほど水の沸点が低下することが知られている。標高と沸点との関係を示すと、以下のようである。
0003683435.tif 000002
通常、貯湯タンクに貯留される湯の加熱温度は９４℃程度に設定され、従ってヒータのオフ温度は設定温度に１．５℃を加えた９５．５℃、一方のオン温度は、設定温度から１．５℃を減じた９２．５℃とされている。
【０００４】
しかるに給茶機が標高の高い所で使用され、そこでの水の沸点がヒータのオフ温度（９５．５℃）を下回る温度（例えば９３℃）であったとすると、図６に示すように、沸騰に至った後もヒータがオフとはされず、沸騰状態が継続されることになる。そうすると、給茶機の機体の内外に水蒸気による結露並びに結露水の滴下が多量に発生するという問題があった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、貯留された湯の沸騰が継続されることを防止するところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、湯を貯留するタンクと、このタンク内の湯の水位を所定に保持すべく清水を補給する清水補給手段と、前記タンク内に貯留された湯を加熱するヒータと、前記タンク内の湯温を検知する温度センサとを備え、この温度センサによる検知温度を設定温度と比較しつつ前記ヒータのオンオフを制御して湯温を所定値に保持するようにした貯湯装置において、前記タンク内の湯が沸騰したこと並びにその沸騰温度を検知する沸騰検知手段と、前記沸騰の検知に基づいて前記ヒータをオフとするヒータ制御手段と、前記沸騰温度に基づいて前記設定温度を補正する設定温度補正手段とを具備し、かつ前記沸騰検知手段にはタイマが付設され、前記タンク内の湯温が所定温度に至ったのち前記ヒータが所定時間継続してオン状態にあることが前記タイマにより計時されることにより、前記沸騰が検知されるようになっており、さらに清水が補給されたことを検知する清水補給センサが備えられ、前記タイマの計時中に前記清水補給センサにより清水が補給されたことが検知されると、前記タイマの計時をリセットする手段が設けられている構成としたところに特徴を有する。
【０００７】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
予め定められた設定温度よりも水の沸点が低い場合、すなわち通常であれば貯留された湯が沸騰したにも拘わらずヒータがオフ制御されない状況にあっても、湯が沸騰したことが沸騰検知手段により検知されると、ヒータ制御手段によりヒータが強制的にオフされる。併せて、設定温度補正手段により沸騰温度に基づいて設定温度が補正され、以降は湯が沸騰に至る前にヒータがオフとされる制御が行われて、湯はその沸騰を見ることなく補正された設定温度に保持される。
タンクに貯留された湯が沸騰し続けることが防止され、もって水蒸気による結露並びに結露水の滴下の発生が防止される。
【０００８】
また、タンク内の湯温が所定温度に至ったところでタイマがスタートし、タイムアップするまでヒータがオン状態にあると、タンク内の湯が沸騰状態にあると見なされる。
ここで、タイマがスタートしたのちタイムアップするまでの間に清水が補給されると、湯温が一旦低下するため、タイムアップまでヒータがオン状態にあったとしても、沸騰に至らない場合があり得る。そうした場合、タイムアップした時点の湯温が沸騰温度と見なされて、実際の沸騰温度よりも低い温度に基づいていたずらに低い設定温度に補正される結果となる。
その点この発明では、タイマの計時中に清水が補給されたことが清水補給センサにより検知されると、タイマがリセットされる。すなわちタイマの計時動作が一旦キャンセルされ、湯温が改めて所定温度に上昇したところでタイマが再スタートするように機能する。したがって、湯が沸騰に至ったこと並びに沸騰温度を誤差無く検知することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１ないし図４に基づいて説明する。この実施形態では、給茶機に装備された貯湯装置を例示している。
まず、図１により給茶機並びに貯湯装置の概略の構造と作用を説明する。給茶機には、湯を貯留するための貯湯タンク１が備えられており、その上面には、給水弁２を介設した給水管３が臨んでいるとともに、内部には、上限水位と下限水位とを検知する水位センサ４Ａ，４Ｂが設けられている。貯湯タンク１の底部にはヒータ５が設けられているとともに、内部には温度センサ６が設けられている。側壁の底部側には、給湯弁７の介設された給湯管８が突設され、その先端に設けられたシャワー式の吐出口９が、茶葉を入れた茶漉器１０の上方に臨んでいる。また、マイクロコンピュータ等を搭載した制御部１５が設けられている。
【００１０】
運転中は、温度センサ６で検知された湯温と、湯温設定部１６に予め設定された湯の設定温度（例えば９４℃）とが比較されつつヒータ５のオンオフが制御され、貯湯タンク１内に貯留された湯の温度がほぼ設定温度に保持される。そして、注出スイッチ１２を操作すると、給湯弁７が所定時間開放されて所定量の湯が吐出され、茶漉器１０を通過することでお茶として容器Ｘ内に注出される。湯の吐出に伴って水位が下がり、下限水位に達したことが下側の水位センサ４Ｂで検知されると、給水弁２が開いて清水が補給され、上限水位まで達したことが上側の水位センサ４Ａで検知されると補給が停止され、この繰り返しにより、貯湯タンク１内の水位が一定（上限水位）に保持されるようになっている。
【００１１】
さて本実施形態では、給茶機が標高の高い所等の水の沸点が低い場所に設置された場合に、貯湯タンク１内の湯が継続して沸騰しないようにした機能が備えられており、以下それについて説明する。
上記した制御部１５には、沸騰制御部２０が付設されている。この沸騰制御部２０には、図２に示すようにタイマ２１、沸騰検知部２２、ヒータ制御部２３、設定温度補正部２４及びリセット部２５が格納されている。上記した給水弁２には、その開弁に伴って補給開始信号を送出する清水補給センサ２６が付設され、温度センサ６とともに沸騰制御部２０の入力側に接続されている。また、沸騰制御部２０の出力側にはヒータ５と、温度設定部１６とが接続されている。
【００１２】
続いて、本実施形態の作動を図３のフローチャート並びに図４のタイミングチャートを参照して説明する。この実施形態では、給茶機の使用場所での沸点が９３℃で、湯の予め定められた設定温度が９４℃である場合を例示する。したがって、初めのヒータオフ温度は９５．５（９４＋１．５）℃、ヒータオン温度は９２．５（９４−１．５）℃となっている。
【００１３】
給茶機の運転中には、図３に示す沸騰防止制御ルーチンが実行される。湯温が初期のヒータオフ温度（９５．５℃）を下回り（ステップＳ１が「ＮＯ」）、また９０℃を下回っていると（ステップＳ２が「ＮＯ」）、ステップＳ３においてヒータ５がオンされて、貯湯タンク１内の湯が加熱される。図４のタイミングＡのように、湯温が９０℃まで上昇すると、ステップＳ４においてタイマ２１がスタートする。それ以降も所定時間が経過するまでは、ヒータ５のオン状態が継続され、それに伴い湯温がさらに上昇する。図４に示すように、湯温が９３℃になったところで沸騰するが、ヒータオフ温度はそれ以上（９５．５℃）であるため、ヒータ５のオン状態がさらに継続されて沸騰状態が続く。
【００１４】
図４のタイミングＢに示すように、タイマ２１がスタートしてから所定時間（１２分）が経過すると（ステップＳ５が「ＹＥＳ」）、沸騰検知部２２によりその沸騰温度（９３℃）が記憶されるとともに、ステップＳ６において、ヒータ制御部２３から信号が出されてヒータ５が強制的にオフとされる。
それとともにステップＳ７において、設定温度補正部２４により設定温度の補正がなされる。具体的には、上記の沸騰検知部２２に記憶された沸騰温度（９３℃）がヒータオフ温度となるように新たな設定温度が演算される。設定温度は１℃ずつ補正可能となっているから、この場合は新たな設定温度が９１℃となって湯温設定部１６に設定される。それに伴い、新たなヒータオフ温度は９２．５（９１＋１．５）℃、ヒータオン温度は８９．５（９１−１．５）℃となる。
それ以降は、図４に示すように、湯温が８９．５℃まで下がるとヒータ５がオンし、湯温が９２．５℃まで上がるとヒータ５がオフとなることが繰り返され、湯温は、沸騰温度（９３℃）に至ることなく、ほぼ新たな設定温度（９１℃）に保持される。
【００１５】
なお、図４のタイミングＣに示すように、タイマ２１がスタートしてカウントされている最中に清水が補給されると、清水補給センサ２６からの信号を受けてリセット部２５によりタイマ２１がリセットされる。この場合は、清水の補給が完了したのち、再び湯温が９０℃に上昇したところでタイマ２１が再スタートし、上記した沸騰検知が行われることになる。
【００１６】
以上のようにこの実施形態によれば、水の沸点が低い場所に給茶機が設置され、通常であれば貯湯タンク１内の湯が沸騰したにも拘わらずヒータ５がオフ制御されない状況にあっても、湯が沸騰したことが検知されると、ヒータ５が強制的にオフされるとともに、そのときの沸騰温度に基づいて設定温度が下降補正され、以降は湯が沸騰に至る前にヒータ５がオフとされる制御が行われて、湯はその沸騰を見ることなく補正された設定温度に保持される。
【００１７】
すなわち貯湯タンク１に貯留された湯が沸騰し続けることが防止され、また一旦沸騰が検知されて設定温度が補正されたのちは二度と沸騰することが無くなるから、水蒸気が機体の内外に大量に結露したり結露水が滴下することが防止される。
また、沸騰による湯の蒸発が防止されるから、ヒータ５の空焚きも防がれる。さらに、高温状態における長時間のヒータ通電が無くなるから、ヒータ５の過度の発熱が抑制され、ヒータ５の故障の原因を減らすことができる。
また、ヒータ５が水没式の場合は、ヒータ５の表面が高温になり過ぎると、水道水に含まれるカルキが付着して損傷の原因となりやすいが、上記のようにヒータ５が長時間高温に晒されることが阻止されるから、損傷を未然に防止することができる。
【００１８】
なお、タイマ２１がスタートしたのちタイムアップするまでの間に清水が補給されると、湯温が一旦低下するため、タイムアップまでヒータ５がオン状態にあったとしても、沸騰に至らない場合があり得る。そうした場合、タイムアップした時点の湯温が沸騰温度と見なされて、実際の沸騰温度よりも低い温度に基づいていたずらに低い設定温度に補正される結果となる。
その点この実施形態では、清水が供給されたことが清水供給センサ２６により検知されると、タイマ２１の計時動作が一旦キャンセルされ、湯温が改めて所定温度（９０℃）に上昇したところでタイマ２１が再スタートするように機能する。したがって、湯が沸騰に至ったこと並びに沸騰温度を誤差無く検知することができる。
【００１９】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）沸騰を検知すべくタイマをスタートさせる湯温と、タイマがタイムアップする時間とは、上記実施形態に例示した数値に限らず、必要に応じて適宜に変更し得るものである。
（２）また沸騰を検知する別の方法として、湯温を一定時間間隔ごとに見ており、所定の検知時間内での湯温の変化が所定以下であったら沸騰状態と見なすといった方法を採用してもよい。
（３）本発明は、給茶機に装備された貯湯装置に限らず、タンク内に貯めた湯の温度をヒータをオンオフ制御して設定温度に保持する形式の貯湯タンク全般に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係る給茶機の概略図とブロック図
【図２】  沸騰制御部のブロック図
【図３】  沸騰防止制御のフローチャート
【図４】  そのタイムチャート
【図５】  従来例に係る湯温とヒータ制御の関係を示すグラフ
【図６】  沸点がヒータオフ温度を下回っている場合のタイムチャート
【符号の説明】
１…貯湯タンク  ５…ヒータ  ６…温度センサ  １５…制御部  １６…湯温設定部  ２０…沸騰制御部  ２１…タイマ  ２２…沸騰検知部  ２３…ヒータ制御部  ２４…設定温度補正部  ２５…リセット部  ２６…清水供給センサ
【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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【図６】
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