(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯を沸かして保温する湯沸かし容器と、前記湯沸かし容器を加熱する加熱手段と、前記湯沸かし容器内の水量を検知する水量検知手段と、水を収容する給水容器と、前記給水容器の水を前記湯沸かし容器に給水する給水手段とを備えた電気湯沸かし器であって、前記給水手段が動作すると前記加熱手段を停止または加熱量を減少させ、前記水量検知手段が第１の水量を検知すると前記加熱手段を駆動または加熱量を増加させ、第１の水量より多い第２の水量を検知すると前記給水手段を停止し、温度検知手段を有し、前記給水手段が動作する期間は、前記温度検出手段による前記湯沸かし容器の水なし状態の検出を行わないことを特徴とする電気湯沸かし器。
【請求項２】
湯を沸かして保温する湯沸かし容器と、前記湯沸かし容器を加熱する加熱手段と、前記湯沸かし容器内の水量を検知する水量検知手段と、水を収容する給水容器と、前記給水容器の水を前記湯沸かし容器に給水する給水手段とを備えた電気湯沸かし器であって、前記給水手段が動作すると前記加熱手段を停止または加熱量を減少させ、前記水量検知手段が第１の水量を検知すると前記加熱手段を駆動または加熱量を増加させ、第１の水量より多い第２の水量を検知すると前記給水手段を停止し、前記給水手段が動作を終了すると、前記温度検出手段による前記湯沸かし容器の水なし状態の検出を行うことを特徴とする電気湯沸かし器。
【請求項３】
前記温度検出手段による前記湯沸かし容器の水なし状態の検出を開始するタイミングを、前記給水手段が動作を終了してから所定時間経過後に行うことを特徴とする請求項２に記載の電気湯沸かし器。
【請求項４】
湯を沸かして保温する湯沸かし容器と、前記湯沸かし容器を加熱する加熱手段と、前記湯沸かし容器内の水量を検知する水量検知手段と、水を収容する給水容器と、前記給水容器の水を前記湯沸かし容器に給水する給水手段とを備えた電気湯沸かし器であって、前記給水手段が動作すると前記加熱手段を停止または加熱量を減少させ、前記水量検知手段が第１の水量を検知すると前記加熱手段を駆動または加熱量を増加させ、第１の水量より多い第２の水量を検知すると前記給水手段を停止し、前記給水手段と前記加熱手段が同時動作するのを禁止するスイッチを有し、前記スイッチを有効にすると前記給水手段が動作を終了してから、前記加熱手段の動作を開始することを特徴とする記載の電気湯沸かし器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は湯沸かし容器と給水容器とを備えた電気湯沸かし器に関し、特に、給水・湯沸かし動作に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、消費湯量が多い場合でも湯切れを起こしにくいようにするため、湯沸かし容器とこの湯沸かし容器に自動給水するための水を収納する給水容器とを備えた電気湯沸かし器が提案されている。
【０００３】
この電気湯沸かし器によれば、湯沸かし容器内の湯が減った場合に給水容器より水を供給し、湯切れを起こさないように使用毎に満水まで給水するというものであった。
【０００４】
そして、湯沸かし容器の水なし状態の検出は、水位管に設けた水位センサにより水なし状態を検出するものと、ヒータで加熱した時に湯沸かし容器底面に設けた温度センサにより急激な温度上昇を検出して水なし状態を検出するものがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の電気湯沸かし器では、給水動作と加熱動作を同時に行う場合に、水位センサによるものでは、水位管の曇りや、水面の揺らぎ、故障等で水なし（空焼き）状態を誤検出するという問題を有していた。
【０００６】
同様に、温度センサによるものも、湯沸かし容器のお湯と給水容器から自動給水された水が混ざることにより、水温の揺らぎが大きくなって、水があるのに温度センサが急激な温度上昇を検出して水なし状態を誤検出するという問題を有していた。
【０００７】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、湯沸かし容器の水なし状態の誤検出を防止し、給水動作中でも加熱動作を行うことで湯沸かし時間を短縮し、安全で使い勝手の良い電気湯沸かし器を実現することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電気湯沸かし器は、湯を沸かして保温する湯沸かし容器と、前記湯沸かし容器を加熱する加熱手段と、前記湯沸かし容器内の水量を検知する水量検知手段と、水を収容する給水容器と、前記給水容器の水を前記湯沸かし容器に給水する給水手段とを備えた電気湯沸かし器であって、前記給水手段が動作すると前記加熱手段を停止または加熱量を減少させ、前記水量検知手段が第１の水量を検知すると前記加熱手段を駆動または加熱量を増加させ、第１の水量より多い第２の水量を検知すると前記給水手段を停止し、温度検知手段を有し、前記給水手段が動作する期間は、前記温度検出手段による前記湯沸かし容器の水なし状態の検出を行わないようにしたものである。
【０００９】
この構成により、湯沸かし容器の水なし状態の誤検出を防止し、給水動作中でも加熱動作を行うことができ、湯沸かし時間を短縮することができる。さらに、水あり状態の誤検出を防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、湯を沸かして保温する湯沸かし容器と、前記湯沸かし容器を加熱する加熱手段と、前記湯沸かし容器内の水量を検知する水量検知手段と、水を収容する給水容器と、前記給水容器の水を前記湯沸かし容器に給水する給水手段とを備えた電気湯沸かし器であって、前記給水手段が動作すると前記加熱手段を停止または加熱量を減少させ、前記水量検知手段が第１の水量を検知すると前記加熱手段を駆動または加熱量を増加させ、第１の水量より多い第２の水量を検知すると前記給水手段を停止するようにしたものである。
【００１１】
この構成により、湯沸かし容器の水なし状態の誤検出を防止し、給水動作中でも加熱動作を行うことができ、湯沸かし時間を短縮することができる。さらに、水あり状態の誤検出を防止することができる。
【００１２】
請求項２に記載した発明は、湯を沸かして保温する湯沸かし容器と、前記湯沸かし容器を加熱する加熱手段と、前記湯沸かし容器内の水量を検知する水量検知手段と、水を収容する給水容器と、前記給水容器の水を前記湯沸かし容器に給水する給水手段とを備えた電気湯沸かし器であって、前記給水手段が動作すると前記加熱手段を停止または加熱量を減少させ、前記水量検知手段が第１の水量を検知すると前記加熱手段を駆動または加熱量を増加させ、第１の水量より多い第２の水量を検知すると前記給水手段を停止し、前記給水手段が動作を終了すると、前記温度検出手段による前記湯沸かし容器の水なし状態の検出を行う構成により、湯沸かし容器の水なし状態の誤検出を防止し、給水動作中でも加熱動作を行うことができ、湯沸かし時間を短縮することができる。さらに、水あり状態の検出をより確実にしているので、安全性を向上することができる。
【００１３】
請求項３に記載した発明は、前記温度検出手段による前記湯沸かし容器の水なし状態の検出を開始するタイミングを、前記給水手段が動作を終了してから所定時間経過後に行う構成により、湯沸かし容器のお湯と給水容器から自動給水された水が混ざる時の水温の揺らを防止することができる。
【００１４】
請求項４に記載した発明は、湯を沸かして保温する湯沸かし容器と、前記湯沸かし容器を加熱する加熱手段と、前記湯沸かし容器内の水量を検知する水量検知手段と、水を収容する給水容器と、前記給水容器の水を前記湯沸かし容器に給水する給水手段とを備えた電気湯沸かし器であって、前記給水手段が動作すると前記加熱手段を停止または加熱量を減少させ、前記水量検知手段が第１の水量を検知すると前記加熱手段を駆動または加熱量を増加させ、第１の水量より多い第２の水量を検知すると前記給水手段を停止し、前記給水手段と前記加熱手段が同時動作するのを禁止するスイッチを有し、前記解除スイッチを有効にすると前記給水手段が動作を終了してから、前記加熱手段の動作を開始する構成により、湯沸かし容器の水なし状態の誤検出を防止し、給水動作中でも加熱動作を行うことができ、湯沸かし時間を短縮することができる。さらに、同時動作する時より消費電力を小さくすることでブレーカを落ちることを防止し、利便性が向上することができる。
【００１５】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の実施例１について図面を用いて説明する。図１は本発明の実施例における電気湯沸かし器のブロック図である。図１において、１は収容した液体を沸かして保温する湯沸かし容器、２は湯沸かし容器１に当接し、湯沸かし容器内の液体を加熱する第１の加熱手段と同様に湯沸かし容器内の液体を加熱・保温する第１の加熱手段よりも電力出力の小さな第２の加熱手段を示している。
【００１６】
３は湯沸かし容器１に当接され、湯沸かし容器１内の液体の温度を検知する温度検知手段、５は沸騰検知手段で、前記温度検知手段３から得られる温度上昇勾配が所定の温度上昇勾配（本実施例では３０秒／０．５℃とする）よりも勾配が緩やかになったことで湯沸かし容器１内の液体の沸騰検知をする。
【００１７】
６は制御手段であり、前記温度検知手段３が沸騰境界温度（本実施例では約９０℃とする）未満を検知すると前記加熱手段２を駆動し、その後、沸騰検知手段５によって沸騰を検知し、前記加熱手段２を停止させるように構成されている。
【００１８】
８は保温中の液体を強制的に再加熱させる再加熱手段であり、前記制御手段６は前記加熱手段２を駆動し、その後、沸騰検知手段５によって沸騰を検知し、前記加熱手段２を停止させるように構成されている。
【００１９】
１０は出湯手段で、出湯スイッチ１０ｂと湯沸かし容器１の底部から外部まで液体を送り出す水位管１０ｈとこの水位管中に構成され液体を外部まで送り出すポンプ１０ｉから構成されている。
【００２０】
７は水量検知手段であり、水位管１０ｈと水位管１０ｈに対向して取り付けた赤外線発光素子と受光素子で構成している。そして、湯沸かし容器１と液面が同じになる水位管１０ｈの液面レベルを検知することにより、湯沸かし容器の水位を検知する。７ａは満水位置に設置した満水検知、７ｂは湯沸かし容器１の空焼き防止するために加熱手段を停止する位置に設置した給水検知、７ｃは満水検知７ａと給水検知７ｂとの間に設置し、傾斜されても前記湯沸かし容器の空焼き状態を防ぎ、安全が確保できる中間検知である。
【００２１】
４は湯沸かし容器に給水するための水を収容する給水容器、９は給水容器４の水を給水管１５を介して湯沸かし容器１に給水する給水手段で、給水モータ９ａより構成している。
【００２２】
１４は報知手段であり、湯沸し中や保温中等の動作を表示、報知するものである。
【００２３】
図２は本発明の実施例における電気湯沸かし器の回路図である。図２において、１１は交流電源、１２は直流電源である。前記第１の加熱手段および第２の加熱手段を構成する加熱手段２は、湯沸かし容器内の液体を加熱する第１の発熱体２ａと、第１の発熱体２ａよりも加熱電力が小さく湯沸かし容器内の液体を加熱する第２の発熱体２ｂと、これに交流電源１１と直列に接続されたリレー接点２ｃ、２ｄと、このリレー接点２ｃ、２ｄの制御を行うリレーコイル２ｅ、２ｆで構成され、このリレーコイルに電流を流し、前記リレー接点を閉じるようになっている。
【００２４】
前記温度検知手段３は、温度を抵抗値に変換する感温素子３ａと、この感温素子３ａと抵抗３ｂとで分圧電圧値をつくり、これを２進符号に変換するＡＤ変換器３ｃに入力される。ＡＤ変換器３ｃは約３０〜１２０℃の範囲を単位温度幅（本実施例では約０．５℃とする）の温度刻みにし、この単位温度上昇するごとの信号を出力している。
【００２５】
前記再加熱手段８は、保温中の液体を強制的に再加熱するための入力でスイッチ８ａ、抵抗８ｂ、８ｃで構成される。
【００２６】
前記報知手段１４は、ブザー１４ａによって沸騰終了などを報知し、ＬＥＤ１４ｂは湯沸し中に表示し、１４ｃは保温中に表示する。
【００２７】
前記出湯手段１０は、湯沸かし容器内の液体を外部に送り出す電動ポンプ１０ｉを駆動させるモータ１０ａとこのモータ１０ａと直列に接続された出湯スイッチ１０ｂ、トランジスタ１０ｃおよびこのトランジスタ１０ｃをオン状態にする信号を出力するロック解除スイッチ１０ｅから構成されている。
【００２８】
出湯はロック解除スイッチ１０ｅをオンでトランジスタ１０ｃをオンとなるロック解除状態で、出湯スイッチ１０ｂがオンの時に出湯できるようになっている。従って、ロック解除スイッチ１０ｅをオフでトランジスタ１０ｃがオフしたロック状態では出湯スイッチ１０ｂをオンにしても出湯できないようになっている。更に、出湯終了から一定時間（本実施例では１０秒とする）次の出湯が行われなければ前記トランジスタ１０ｃは再びオフ状態となり出湯スイッチ１０ｂをオンするだけでは出湯できないようになっている。
【００２９】
前記水量検知手段７は、赤外線発光素子と受光素子で構成され、満水検知をすると水位検知７ａがオン、給水検知をすると水位検知７ｂがオン、中間検知をすると水位検知７ｃがオンする。
【００３０】
前記給水手段９は、給水モータ９ａとトランジスタ９ｂより構成されている。前記給水容器４の水を前記湯沸かし容器１に給水する場合はトランジスタ９ｂをオン状態にすることで給水モータ９ａを駆動させることで行う。
【００３１】
１３はマイクロコンピュータ（以後マイコンと略する）でプログラムを実行することで、前記沸騰検知手段５、前記制御手段６および給水・湯沸かしの動作を実現している。
【００３２】
図３は、本発明の実施例におけるマイコン１３に記憶されたプログラムの給水・湯沸かしの動作をフローチャートに示したものである。以下、この動作を説明する。
【００３３】
まず、１００で制御手段６は水量検知手段９の検知水量が給水検知７ｂすると、１０１で加熱手段２をオフし、１０２で給水モータ９ａをオンさせ給水を開始する。そして、１０３で水位が中間検知７ｃになると、１０４で加熱手段２をオンし加熱を開始する。さらに給水を続け水位が上昇し、１０５で満水検知７ａに到達すると給水モータ９ａをオフし給水動作を終了する。
【００３４】
この後も給水された水は温度検知手段３により沸騰を検知するまで加熱手段２を加熱し、１０７で沸騰検知をすると、１０８で加熱手段２をオフする。以降は保温動作を行う。この状態から湯沸かし容器１のお湯は適宜使用され、その水位は低下していく。出湯して水位が給水検知７ｂになると出湯終了後、再び給水を開始する。
【００３５】
なお、本実施例で前記給水モータ９ａがオン期間、前記湯沸かし容器１が空焚きにならないように加熱手段２のオンオフを繰り返して加熱量を減らすこともできる。この場合、更に安全性が向上する。
【００３６】
以上のように本実施例において、本体を傾斜されても前記湯沸かし容器の空焼き状態を防ぎ、安全が確保できる水量から加熱動作を行うので、水あり状態の検出を確実にしているので、安全性を向上することができる。更に、給水動作中でも加熱動作を行うことができるので湯沸かし時間を短縮することができる。
【００３７】
なお、本実施例では前記水量検出手段７の水位位置を満水検知７ａ、給水検知７ｂ、中間検知７ｃの３点としているが、水位位置を満水検知７ａ、給水検知７ｂの２点にしても良い。この場合、前記給水モータ９ａが動作中には前記水量検出手段７が満水検知７ａするまで前記加熱手段をオンしないようなる。
【００３８】
また、前記水量検出手段７の中間検知７ｃを計時手段のタイマで実現しても良い。これにより低コストで湯沸かし容器の水なし状態の誤検出を防止することができる。
【００３９】
なお、本実施例では前記給水モータ９ａを用いて前記給水容器４から前記湯沸かし容器１へ水を給水するとしているが、前記給水容器４が前記湯沸かし容器１より高い位置に設置している場合は給水弁等でも良い。
【００４０】
（実施例２）
以下、本発明の実施例２について説明する。図４は本発明の実施例２における電器湯沸し器のブロック図である。なお、本実施例と実施例１との基本構成はほぼ同じなので説明は省略し、異なる点を中心に説明する。また、実施例１と同じ構成要素には、同じ符号を付しその説明は省略する。
【００４１】
図４において、２０は水なし状態検知手段で、前記温度検知手段３から得られる温度上昇勾配が所定の温度上昇勾配（本実施例では０．５秒／０．５℃とする）よりも勾配が急激になったことで前記湯沸かし容器１内の水なし状態の検出を行う。
【００４２】
２１はＬＣＤ、ＬＥＤ等の動作状態表示手段で、前記給水手段、前記加熱手段の動作状態を表示する。２２は前記給水手段と前記加熱手段が同時動作するのを禁止するスイッチである。
【００４３】
図５は、本発明の実施例２におけるマイコン１３に記憶されたプログラムの給水・湯沸かしの動作をフローチャートに示したものである。以下、この動作を説明する。
【００４４】
まず、２００で制御手段６は水量検知手段９の検知水量が給水検知７ｂすると、２０１で加熱手段２をオフする。加熱手段２がオフすると２０２で前記水なし状態検知手段による水なし状態の検出を停止する。２０３で給水モータ９ａをオンさせ給水を開始する。そして、２０４で水位が中間検知７ｃになると、２０５で加熱手段２をオンし加熱を開始する。さらに給水を続け水位が上昇し、２０６で満水検知７ａに到達すると給水モータ９ａをオフし給水動作を終了する。
【００４５】
この後、２０８で加熱手段２をオフし、２０９で水温の揺らぎがなくなる所定時間（本実施例では、ヒータの電力７００Ｗ、湯沸かし容器の水量１．５リットルで２０秒とする）待って、２１０で加熱手段２をオンし再加熱を行う。この時に、２１１で前記水なし状態検知手段による水なし状態の検出を開始する。
【００４６】
そして、沸騰を検知するまで加熱手段２を加熱し、２１２で沸騰検知をすると、２１３で加熱手段２をオフする。以降は保温動作を行う。
【００４７】
なお、本実施例において給水・湯沸かしの動作中に動作状態表示手段２１で、前記給水モータ９ａと前記加熱手段２の動作状態を表示することにより、使用者が現在の状況を確認でき利便性が向上することができる。
【００４８】
また、スイッチ２２をオンにすると前記給水モータ９ａと前記加熱手段２が同時動作するのを禁止する。すなわち、前記給水モータ９ａが動作を終了してから、前記加熱手段２の動作を開始するようになる。これにより、同時動作する時より消費電力を小さくすることでブレーカを落ちることを防止し、利便性が向上することができる。
【００４９】
以上のように本実施例において、前記温度検出手段による前記湯沸かし容器の水なし状態の検出は、前記給水手段が動作する期間は検出を行わない、前記給水手段が停止中は検出を行うので、水あり状態の検出をより確実にしているので、安全性を向上することができる。また、給水動作終了時の水温の揺らぎの影響を防止することができる。更に、給水動作中でも加熱動作を行うことができるので湯沸かし時間を短縮することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように、請求項１から４に記載の発明によれば、湯沸かし容器の水なし状態の誤検出を防止し、給水動作中でも加熱動作を行うことで湯沸かし時間を短縮し、安全で使い勝手の良い電気湯沸かし器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１における電気湯沸かし器のブロック図
【図２】  同電気湯沸かし器の回路図
【図３】  同電気湯沸かし器の動作を示すフローチャート
【図４】  本発明の実施例２における電気湯沸かし器のブロック図
【図５】  同電気湯沸かし器の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１  湯沸かし容器
２  加熱手段
３  温度検出手段
４  給水容器
６  制御手段
７  水量検知手段
９  給水手段
２０  水なし状態検知手段
【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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