(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段を有する貯湯容器と、前記貯湯容器内の水温度を検出する温度検出手段と、前記貯湯容器内の水量を判定する水量判定手段と、前記加熱手段の電力をオン、オフ制御する制御手段とを備え、前記水量判定手段の判定した水量に応じて加熱手段のオン、オフ制御を開始する温度を決定する開始温度判定手段を有する電気湯沸かし器。
【請求項２】
水量判定手段の判定した水量に応じて加熱手段のオン、オフ制御を行う時間を決定する総時間判定手段を備えた請求項１に記載の電気湯沸かし器。
【請求項３】
水量判定手段から得られた水量に応じた温度上昇勾配が所定値以下になると加熱手段のオン、オフ制御を停止する沸騰検知手段を備えた請求項１または２に記載の電気湯沸かし器。
【請求項４】
水量判定手段から得られた水量に応じて加熱手段のオン、オフ制御をするかどうかを判断する制御判定手段を備えた請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電気湯沸かし器。
【請求項５】
加熱手段を有する貯湯容器と、前記貯湯容器内の水温度を検出する温度検出手段と、前記貯湯容器内の水量を判定する水量判定手段と、制御手段とを備え、前記制御手段は前記水量判定手段から得られた水量に応じて前記加熱手段の電力を制御するとともに、前記水量判定手段の判定した水量が前記貯湯容器の定格水量より少ない時は沸騰するまで前記加熱手段をフル通電し、それ以外は、前記貯湯容器内の湯の温度が所定温度になるまで前記加熱手段をフル通電し、所定温度到達した後は前記加熱手段をオン、オフ制御する構成とした電気湯沸かし器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭内で使用される沸騰を制御した電気湯沸かし器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の電気湯沸かし器としては特開平０３−１９１９３１号公報に記載されたようなものがあった。図７は前記公報に記載された電気湯沸かし器の模式図である。図７において、８１は貯湯容器であり、８２は貯湯容器内の水を加熱するヒータである。８３はリレーであり、加熱制御手段８４からのオン、オフ情報により商用電源８５からの電力をオン、オフさせてヒータ８２に供給している。また、８６は貯湯容器８１の温度を検出する温度検出手段であり、８７は温度検出手段の情報と所定温度とを比較する温度比較手段である。８８は制御手段で温度比較手段からの情報を基にリレー８３をオンにするかオフにするかの情報を加熱制御手段８４に伝達する。また、８９は計時手段である。
【０００３】
制御手段８８は、温度検出手段８６、温度比較手段８７が所定の温度を検知すると加熱制御手段８４にオフ信号を伝え、また計時手段８９に計時を開始させる。計時手段８９の値が第１の所定の時間（３秒）以上になると加熱制御手段８４にオン信号を送り、計時手段８９に再度計時を開始させる。計時手段８９の値が第２の所定の時間（５秒）以上になると加熱制御手段８４にオフ信号を伝えるような制御を行う。そして、制御手段８８は、以上のオン、オフを一周期として２４周期繰り返す。
【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は貯湯容器内の水量が変わっても、所定の温度より一定期間ヒータのオン、オフ制御を繰り返すため、多水量でオン、オフ制御の総時間を調整すると少水量で沸騰時間が長くなり蒸気量が多く放出される。また、少水量でオン、オフ制御の総時間を調整すると多水量では沸騰しない状態でヒータがオフになってしまうという問題を有していた。
【０００５】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、貯湯容器内の水量に応じて適切な沸騰時間で湯沸かしができる電気湯沸かし器を提供することを目的とする。
【０００６】
【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貯湯容器内の水量を判定する水量判定手段を設け、この水量判定手段から得られた水量に応じて沸騰直前の電力をオン、オフ制御するようにした。これにより、水量が変わっても最適な沸騰時間にできる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、加熱手段を有する貯湯容器と、前記貯湯容器内の水温を検出する温度検出手段と、前記貯湯容器内の水量を判定する水量判定手段と、前記加熱手段の電力をオン、オフ制御する制御手段とを備えたことにより、貯湯容器の水量に応じて最適な沸騰時間を設定することができる。さらに、水量判定手段の判定した水量に応じて加熱手段のオン、オフ制御を開始する温度を決定する開始温度判定手段を備えることにより、水量に応じて加熱手段のオン、オフ制御を開始する温度を決定することができるので、最適な沸騰時間を設定できる。
【０００８】
請求項２に記載した発明は、水量判定手段の判定した水量に応じて加熱手段のオン、オフ制御を行う時間を決定する総時間判定手段を備えることにより、水量に応じて加熱手段のオン、オフ制御を行う総時間を決定できるので、最適な沸騰時間を設定できる。
【０００９】
請求項３に記載した発明は、水量判定手段から得られた水量に応じて温度上昇勾配が所定値以下になると加熱手段のオン、オフ制御を停止する沸騰検知手段をそなえることにより、加熱中に水を追加しても最適な沸騰時間を得ることができる。
【００１０】
請求項４に記載した発明は、水量判定手段から得られた水量に応じて加熱手段の平均電力を下げる制御をするかどうかを判断する制御判定手段をそなえることで、最適な沸騰時間を実現できる。
【００１１】
請求項５に記載した発明は、加熱手段を有する貯湯容器と、前記貯湯容器内の水温度を検出する温度検出手段と、前記貯湯容器内の水量を判定する水量判定手段と、制御手段とを備え、前記制御手段は前記水量判定手段から得られた水量に応じて前記加熱手段の電力を制御する構成とすることにより、最適な沸騰時間を実現できる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１３】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１における電気湯沸かし器の模式図である。図１において、１は貯湯容器でヒータ２により貯湯容器内の水を加熱する。３はリレーであり、リレー駆動手段４からのオン、オフ情報により、商用電源５からの電力をオン、オフさせてヒータ２に供給する。６は貯湯容器１内の水の温度を検出する温度検出手段で、７は温度検知手段の検知に基づいて貯湯容器２内の水の温度が所定温度区間を経過する時間を計測して貯湯容器内の水量を判定する水量判定手段である。８は水量判定手段７から得られた水量に応じて沸騰直前のオン、オフ制御を開始する温度を決定する開始温度判定手段である。９は温度検出手段からの情報と開始温度判定手段からの情報で湯沸かし制御をする制御手段である。
【００１４】
以下、本実施例の湯沸かし動作について図２を用いて説明する。まず、図示していない電源コードを商用電源に接続して湯沸かし動作を開始する。制御手段９は水の温度がオン、オフ制御を開始する沸騰直前の所定温度Ｔｃ、例えば、少水量では９２℃、また多水量では９６℃まではヒータ２をフル通電し、Ｔｃに到達した後はヒータ２をオン、オフ制御して通電するようにリレー駆動手段４を制御する。
【００１５】
次に、各手段の動作について説明する。
【００１６】
水量判定手段７は貯湯容器１内の温度が所定温度区間、例えばＴａ［８３℃］からＴｂ［８９℃］になるまでの経過時間ｔを計測する。このとき、例えば水量が少ないＬ１リットルでは経過時間はｔ１［ｓ］であり、水量が多いＬ２リットルでは経過時間はｔ２［ｓ］となるので、この所定温度区間の経過時間から貯湯容器１内の水量を判定することができる。
【００１７】
また、開始温度判定手段８は水量判定手段７で判定した貯湯容器１内の水量に応じて沸騰直前のオン、オフ制御を開始する所定温度Ｔｃを決定する。例えば、前述の水量の少ないときの経過時間ｔ１［ｓ］ではＴｃ１［９２℃］とし、水量の多いときの経過時間ｔ２［ｓ］ではＴｃ２［９６℃］とする。このように、水量が多い程、オン、オフ制御の開始する温度を高くする。
【００１８】
また、制御手段９は水の温度が開始温度判定手段より得られた所定温度、例えば水量の多いときの所定温度Ｔｃ２［９６℃］になると所定時間ｈ［１８０ｓ］だけヒータ２をオン、オフ制御するようにリレー駆動手段４を制御する。そして、オン、オフ制御する所定時間が過ぎるとヒータ２の通電を停止する。
【００１９】
このように水量に応じてオン、オフ制御の開始温度を決めているので余分な蒸気の発生を防ぐことができる。
【００２０】
なお、オン、オフの間隔は従来例と同じでもよいが実験により最適なものにしたらよい。
【００２１】
なお、本実施例では、所定温度、所定温度区間および所定時間という表現を用いているが、これはこれらの値が貯湯容器の容量、形状、ヒータ出力などの設計上の要因によって異なるものであり、機種ごとに求める必要があるからである。なお、これらの表現の意味は以下の実施例においても同様である。
【００２２】
（実施例２）
以下、本発明の実施例２について説明する。図３は本発明の実施例２における電気湯沸かし器の模式図である。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。
【００２３】
本実施例と実施例１との相違点は、実施例１が水量に応じてオン、オフ制御を開始する温度を異にしその制御時間を同じとしたのに対して、本実施例ではオン、オフ制御を開始する温度を一定にしその時間を変えるようにした点である。すなわち、図３に示すように水量に応じて沸騰直前の所定温度よりオン、オフ制御する時間を決定する総時間判定手段１０を設けた点である。
【００２４】
以下本実施例の湯沸かし動作について図４を用いて説明する。
【００２５】
貯湯容器１内の水温が所定温度区間、例えばＴａ［８３℃］からＴｂ［８９℃］になるまでの経過時間ｔを計測して、水量を判定する。総時間判定手段１０は水量判定手段７で判定した貯湯容器１内の水量に応じて沸騰直前の所定温度Ｔｃ、例えば９６℃よりオン、オフ制御する総時間を決定する。例えば、オン、オフ制御する総時間ｈ＝ａ×所定温度区間の経過時間ｔ（ａは定数）として、水量に比例してオン、オフ制御する時間を決定する。このように経過時間ｔ１［ｓ］ではｈ１［ｓ］、経過時間ｔ２［ｓ］ではｈ２［ｓ］となり、水量が多い程、オン、オフ制御する総時間は大きくなる。
【００２６】
次に制御手段９はお湯の温度がＴｃ［℃］になると総時間判定手段１０より得られたオン、オフ制御する総時間だけヒータ２をオン、オフ制御するようにリレー駆動手段４を制御する。そして、オン、オフ制御する総時間が過ぎるとヒータ２の通電を停止する。
【００２７】
上述のように、水量に応じてオン、オフ制御の総時間を決めているので余分な蒸気の発生を防ぐことができる。
【００２８】
（実施例３）
以下、本発明の実施例３について説明する。図５は本発明の実施例３における電気湯沸かし器の模式図である。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。
【００２９】
図５において、１１は沸騰直前のオン、オフ制御によって温度検出手段は急激な温度変化となるので、この急激な温度変化をなめらかにするためのフィルタ回路で、抵抗とコンデンサで構成されている。１２は水量判定手段から得られた水量に応じて温度上昇勾配が所定値以下になるとオン、オフ制御を停止する沸騰検知手段である。
【００３０】
以下本実施例の湯沸かし動作について説明する。貯湯容器１内の温度が所定温度区間、例えばＴａ［８３℃］からＴｂ［８９℃］になるまでの経過時間を計測し、水量を判定する。そして水量に応じて沸騰直前のオン、オフ制御を開始する温度を決定する。所定温度Ｔｃ［℃］になると所定の総時間（１８０ｓ）だけヒータ２をオン、オフ制御するようにリレー駆動手段４を制御する。通常はオン、オフ制御する時間が過ぎるとヒータ２の通電を停止する。
【００３１】
しかし、貯湯容器１に水を追加した場合、追加した水により貯湯容器に温度分布が生じ、水温と温度検出手段の温度情報との差が大きくなることがある。この場合、沸騰せずに終了したり、温度検出位置の温度が低いため所定温度Ｔｃに達するまでの時間が遅れるため、追加した水の影響を受けない部分は実質的に長い時間沸騰が継続したりする。そこで、オン、オフ制御中に沸騰検知手段は温度検出手段よりお湯の温度情報を入力しているので、温度上昇勾配が所定値以下になるとオン、オフ制御を停止し、ヒータ２の通電を停止する。
【００３２】
これにより、沸騰せずに終了したり、長い時間沸騰が継続したりすることを防ぐことができる。
【００３３】
（実施例４）
以下、本発明の実施例４について説明する。図６は本発明の実施例４における電気湯沸かし器の模式図である。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。
【００３４】
図６において、１３は水量判定手段から得られた水量に応じてオン、オフ制御をするかどうかを判断する制御判定手段である。
【００３５】
以下、湯沸かし動作について説明する。湯沸かし制御は実施例１と同様に、貯湯容器１内のお湯の温度が所定温度区間、例えばＴａ［８３℃］からＴｂ［８９℃］になるまでの経過時間を計測し、水量を判定する。制御判定手段１３はこの判定した水量が貯湯容器１の定格水量より少ない時は沸騰するまでヒータ２をフル通電する。それ以外は所定温度Ｔｃ［℃］になるとオン、オフ制御を行う。
【００３６】
これにより少水量の時にオン、オフ制御を行わないので湯沸かし時間が短くできる。
【００３７】
なお、前記実施例では加熱手段の電力を制御する手段としてオン、オフ制御する場合を説明したが、これに限定されるものではなく、例えばヒータ回路を複数個設け、これらのヒータ回路を組替えることにより加熱手段の出力を制御しても良いし、また、スイッチング素子を用いた半導体回路などにより加熱手段の出力を制御しても良いのは勿論である。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１ないし５に記載の発明によれば、貯湯容器内の水量に応じて適切な沸騰時間で湯沸かしができる。
【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模式図
【図２】同電気湯沸かし器の湯沸かし特性図
【図３】本発明の実施例２における電気湯沸かし器の模式図
【図４】同電気湯沸かし器の湯沸かし特性図
【図５】本発明の実施例３における電気湯沸かし器の模式図
【図６】本発明の実施例４における電気湯沸かし器の模式図
【図７】従来例である電気湯沸かし器の模式図
【符号の説明】
１    貯湯容器
２    ヒータ（加熱手段）
６    温度検出手段
７    水量判定手段
８    開始温度判定手段
９    制御手段
１０  総時間判定手段
１１  フィルタ回路
１２  沸騰検知手段
１３  制御判定手段
【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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