(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する容器と、前記容器内の液体を加熱または保温する加熱手段と、所定期間の使用状態を学習し、この学習結果に基づいて使用時間帯を高温保温、不使用時間帯を低温保温に切り換える学習手段と、予め外部設定手段で補正値を設定して低温保温から高温保温へ切り換わる時に高温保温の到達温度を補正する温度補正手段とを備え、前記学習手段により低温保温から高温保温へ切り換わる時に前記加熱手段を断続通電制御して電力をコントロールする電力制御手段を有する電気湯沸かし器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭毎の使用パターンを学習し、この使用パターンで動作する電気湯沸かし器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電気湯沸かし器は、タイマー機能を用いて深夜等使用状況が低い時には、使用者がタイマーを設定することにより、一定時間だけ低い保温温度設定に切り換え消費電力の低減を図っていた。
【０００３】
また、例えば特開平７−２１３４２７号公報に記載のもののように、複数の時刻を設定する時刻設定手段と、複数の湯温を設定する湯温設定手段を設け、使用者が予め使用パターンを設定することで、複数の時間毎に保温温度設定を切り換え消費電力の低減を図っていた。
【０００４】
【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、使用者が設定した時間に加熱させるタイマーなので、他の電器機器例えば電器炊飯器を動作させるかどうかは使用者が分っていた。ところが、家庭毎の使用パターンを学習し、この学習パターンにより自動的に加熱させるものではいつ加熱するかが分らないのでブレーカが落ちるという問題を有していた。
【０００５】
また、使用時間帯に沸騰させず高温保温に素早く到達しなければならないという問題を有していた。
【０００６】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、家庭毎の使用パターンを学習し、この基本使用パターンに基づいて自動的に使用・不使用時で保温温度設定を切り換え消費電力の低減を図り、更に、自動的に低温保温から高温保温へ切り換わる場合にブレーカが落ちることがなく、素早く保温温度に到達することができる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。
【０００７】
【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、液体を収容する容器と、前記容器内の液体を加熱または保温する加熱手段と、所定期間の使用状態を学習し、この学習結果に基づいて使用時間帯を高温保温、不使用時間帯を低温保温に切り換える学習手段と、予め外部設定手段で補正値を設定して低温保温から高温保温へ切り換わる時に高温保温の到達温度を補正する温度補正手段とを備え、前記学習手段により低温保温から高温保温へ切り換わる時に前記加熱手段を断続通電制御して電力をコントロールする電力制御手段を有するようにしたものである。
【０００８】
この構成により、家庭毎の使用パターンを学習し、この基本使用パターンに基づいて自動的に使用・不使用時で保温温度設定を切り換え消費電力の低減を図り、更に、機種ごとに高温保温の到達温度を設定することができ、自動的に低温保温から高温保温へ切り換わる場合に素早く保温温度に到達し、電力を適切にコントロールしてブレーカが落ちることがなく使用することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、液体を収容する容器と、前記容器内の液体を加熱または保温する加熱手段と、所定期間の使用状態を学習し、この学習結果に基づいて使用時間帯を高温保温、不使用時間帯を低温保温に切り換える学習手段と、予め外部設定手段で補正値を設定して低温保温から高温保温へ切り換わる時に高温保温の到達温度を補正する温度補正手段とを備え、前記学習手段により低温保温から高温保温へ切り換わる時に前記加熱手段を断続通電制御して電力をコントロールする電力制御手段を有するようにしたものである。
【００１０】
この構成により、家庭毎の使用パターンを学習し、この基本使用パターンに基づいて自動的に使用・不使用時で保温温度設定を切り換え消費電力の低減を図り、更に、機種ごとに高温保温の到達温度を設定することができ、自動的に低温保温から高温保温へ切り換わる場合に素早く保温温度に到達し、電力を適切にコントロールしてブレーカが落ちることがなく使用することができる。
【００１１】
【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は液体を収容する容器、２は容器１に当接し、容器内の液体を加熱する第１の加熱手段と同様に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。
【００１２】
３は容器１に当接され、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容器１内の液体の沸騰検知をする。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
１０は出湯手段で、出湯スイッチ１０ｂと容器１の底部から外部まで液体を送り出す導水路１０ｈとこの導水路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。
【００１６】
７は学習手段で、所定期間（本実施例では１４日間とする）の出湯動作、湯沸し動作、水が給水された場合等の使用状態を記憶し、この結果に基づいて１日分の基本使用パターンを設定する。
【００１７】
前記制御手段６は前記学習手段７で学習した基本使用パターンに従って前記加熱手段２を自動制御する。
【００１８】
９は電力制御手段で、前記学習手段７により低温保温から高温保温へ切り換わる時に前記加熱手段２の電力をコントロールする。
【００１９】
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。
【００２０】
１５は学習モード設定手段で、前記使用パターンに基づく保温温度の自動制御を行う学習モードと、一定の保温温度制御を行う非学習モードとを切り換える。これらの制御内容は前記報知手段１４に表示する。
【００２１】
１６は効果表示設定手段で、前記学習手段７による自動制御を行った時の消費電力、休止時間等の効果を前記報知手段１４に表示させる。
【００２２】
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、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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
前記学習モード設定手段１５は、通常の湯沸しモードと学習モードとを切り換えるための入力でスイッチ１５ａ，抵抗１５ｂ，１５ｃで構成される。
【００２６】
前記効果表示設定手段１６は、休止時間を表示するための入力でスイッチ１６ａ，抵抗１６ｂ，１６ｃで構成される。
【００２７】
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は保温中に表示し、１４ｄは学習モード中に表示し、１４ｅは学習効果である休止時間を表示する。
【００２８】
前記出湯手段１０は、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。
【００２９】
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。
【００３０】
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学習手段７、前記沸騰検知手段５、前記制御手段６および前記電力量制御手段９の動作を実現している。
【００３１】
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前記学習手段７の動作を示したものである。以下、この動作を説明する。
【００３２】
図３ａにおいて、学習手段７で、出湯動作、湯沸し動作、水が給水された場合等の使用状態を１日単位時間毎（本実施例では１０分間とする）に使用時間帯を１、不使用時間帯を０として所定期間（本実施例では１４日間とする）積算して記憶する。
【００３３】
この使用状態の入力は以下のようになされる。
【００３４】
出湯動作の場合は出湯スイッチ１０ｂが押されるので、出湯スイッチ１０ｂがオンの状態は「使用時間帯として１」、出湯スイッチ１０ｂが押されていないオフの状態は「不使用時間帯として０」を記憶する。
【００３５】
湯沸し動作の場合は再加熱スイッチ８ａが押されるので、再加熱スイッチ８ａがオンの状態は「使用時間帯として１」、再加熱スイッチ８ａが押されていないオフの状態は「不使用時間帯として０」を記憶する。
【００３６】
水が給水された場合は容器１内の液体の温度が低下するので、前記温度検出手段３が温度低下を検知すると「使用時間帯として１」、それ以外は「不使用時間帯として０」を記憶する。
【００３７】
次に、所定期間が終了するとそれぞれの時間帯毎に積算された１４日間のデータを所定時間毎に使用・不使用判定を行う。この場合、積算値が所定日数（本実施例では２日とする）以上使用があった時間帯を「使用時間帯として１」、それ以外を「不使用時間帯として０」となるように基本使用パターン（本実施例では１日分で１４４データからなる）をつくる。
【００３８】
そして、図３ｂのように前記制御手段６は基本使用パターンに従って、１の使用時間帯では高温保温（本実施例では９５℃とする）、０の不使用時間帯では低温保温（本実施例では６０℃とする）となるように前記加熱手段２を自動制御する。
【００３９】
図４は、本発明の実施例１におけるマイコン１３に記憶されたプログラム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。
【００４０】
まず、１００で前記学習モード設定手段１５の設定により学習モードなら１０２へ、それ以外なら１０１の通常の湯沸しを第１の発熱体２ａを用いて実行する。
【００４１】
次に、１０２で不使用時間帯から使用時間帯に変化した場合、１０３でブレーカが落ちることがなく高温保温に到達させるために第１の発熱体２ａより加熱電力が少ない第２の発熱体２ｂを用いて加熱を行い、１０４の高温保温状態とする。１０２で使用時間帯に変化しない場合は１０５の低温保温状態とする。
【００４２】
ここで、１０３で上記以外ブレーカが落ちないように高温保温へ到達させるための電力をコントロールするには、第１の発熱体２ａを断続通電（本実施例では１０オン、１０オフとする）することで加熱電力を制御しても良い。
【００４３】
また、スイッチング素子を用いた半導体回路等により前記加熱手段２の出力を制御しても良い。
【００４４】
なお、本実施例では、通常の湯沸しを第１の発熱体２ａのみで行うように制御しているが第２の発熱体２ｂも併用して湯沸しさせる構成も可能である。
【００４５】
なお、不使用時間帯での低温保温を６０℃としたが時間毎に変更し、夜間であまりお湯を使用しない場合は６０℃、昼間で良くお湯を使用する場合は８５℃に保温温度設定とすることも可能である。これにより、お湯が使用される可能性が高い時に保温温度設定が低温でも、所望のお湯を提供することができる。
【００４６】
なお、本実施例では図で示してはいないが、学習中に停電が起こった場合にはバックアップ電源により内部タイマーを動作させて学習を継続させる構成となっている。
【００４７】
なお、本実施例では、出湯動作は出湯スイッチ１０ｂの状態がオンであるときに記憶するようにしているが、ロック解除スイッチ１０ｅの状態がオンであるときに記憶することやモータ１０ａの動作状態を記憶することも可能である。
【００４８】
以上のように本実施例において、家庭毎の使用パターンを学習し、この基本使用パターンに基づいて自動的に使用・不使用時で保温温度設定を切り換え消費電力の低減を図り、更に、自動的に低温保温から高温保温へ切り換わる場合にブレーカが落ちることがなく使用することができる。
（実施例２）
以下、本発明の実施例２について説明する。図５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。
【００４９】
図５において、２０は外部設定手段で、外部から機種ごとに到達温度の補正値を設定する。２１は温度補正手段で、前記学習手段７によって低温保温から高温保温へ切り換わる時に、高温保温の到達温度を前記外部設定手段２０から得られた到達温度の補正値を用いる。
【００５０】
図６は本発明の実施例２における電器湯沸し器の回路図である。図６において、２０は外部設定手段で、抵抗２０ａと抵抗２０ｂ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２０ｃに入力される。ＡＤ変換器２０ｃは約０〜５  ℃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、補正値の温度信号を出力している。
【００５１】
前記報知手段１４で、１４ｆのＬＥＤは前記学習手段７によって低温保温から高温保温へ切り換わる動作モードで表示する動作中表示手段である。
【００５２】
図７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前記温度補正手段２１の動作を示したものである。以下、この動作を説明する。
【００５３】
始めに、学習モードで不使用時間帯から使用時間帯に変化した場合、前記動作中表示手段１４ｆのＬＥＤを点灯せ、加熱手段２の断続通電（本実施例では１０オン、１０オフとする）を行う。
【００５４】
次に、前記温度補正手段２１は前記外部設定手段２０から得られた到達温度の補正値（本実施例では約２℃とする）を高温保温設定値（本実施例では約９５℃とする）に加えた温度を到達温度とし、この到達温度になると加熱手段２の断続通電を停止する。それから前記動作中表示手段１４ｆのＬＥＤを消灯させて補正値を加える前の高温保温設定にし、高温保温状態にする。
【００５５】
なお、前記温度補正手段２１は、水量によって補正値を変えてもよい。
【００５６】
以上のように本実施例において、家庭毎の使用パターンを学習し、自動的に低温保温から高温保温へ切り換わる場合にブレーカが落ちることがなく、素早く保温温度に到達することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、家庭毎の使用パターンを学習し、この基本使用パターンに基づいて自動的に使用・不使用時で保温温度設定を切り換え消費電力の低減を図り、更に、機種ごとに高温保温の到達温度を設定することができ、自動的に低温保温から高温保温へ切り換わる場合に電力を適切にコントロールしてブレーカが落ちることがなく、素早く保温温度に到達することができる。
【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、電気湯沸かし器の基本使用パターンの動作を示す図
【図４】同、電気湯沸かし器の動作を示すフローチャート
【図５】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６】同、電気湯沸かし器の回路図
【図７】同、電気湯沸かし器の基本使用パターンの動作を示す図
【符号の説明】
１  容器
２  加熱手段
６  制御手段
７  学習手段
９  電力制御手段
１４  報知手段
２０  外部設定手段
２１  温度補正手段
【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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【図６】
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【図７】
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