(57)【要約】【課題】液体タンク内部の液位を複数の段数に区分して検出するに際し、液位の段数よりも少ない数の磁気センサで検出を行える液位検出装置を提供する。【解決手段】ＩＨクッキングヒータ１は、電熱と蒸気で調理を行うロースター部９を有する。ロースター部９に蒸気を供給する蒸気発生装置１２はボイラタンク１５を備え、ボイラタンク１５に水位検出装置５０が設けられている。水位検出装置５０は、ボイラタンク１５に連通するフロート収納管５１と、フロート収納管５１内に入れられたマグネット付きフロート５２と、フロート収納管５１外に、高さ方向に整列する形で上下に間隔を置いて配置された複数の磁気センサ５４、５５と、これらの磁気センサからの検出信号の組み合わせに基づきボイラタンク１５内の水位を判定する水位判定部４１と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体タンクと、
前記液体タンクに連通するフロート収納管内に入れられたマグネット付きフロートと、
前記フロート収納管外に、高さ方向に整列する形で上下に間隔を置いて配置された複数の磁気センサと、
前記複数の磁気センサからの検出信号の組み合わせに基づき前記液体タンク内の液位を判定する液位判定部と、
を備えることを特徴とする液体タンクの液位検出装置。
【請求項２】
前記液体タンクの底部には液体を沸騰させる発熱体が設けられ、前記フロート収納管への連通部には沸騰により生じた泡がフロート収納管に侵入しないようにするガード部材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液体タンクの液位検出装置。
【請求項３】
前記フロート収納管は前記液体タンクの内部に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の液体タンクの液位検出装置。
【請求項４】
前記フロート収納管は前記液体タンクの外部に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の液体タンクの液位検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体タンクの液位検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体タンクの内部の液位検出には様々な手法がある。マグネット付きフロートもその一つである。マグネット付きフロートを用いる液位検出装置の例を特許文献１、２に見ることができる。
【０００３】
特許文献１に記載された液位検出装置は、非磁性体からなる中空の案内部材を上下方向に沿って配置し、この案内部材により上下方向の移動を案内されるマグネット付きフロートを設け、案内部材の内部にはマグネットの磁力で駆動される複数の磁気センサを上下方向に等間隔で配置し、さらに、前記複数の磁気センサの変化を順次スキャンしてその位置を読み取る回路と、この回路の出力を遠隔地に伝送する回路を備えている。
【０００４】
特許文献２に記載された液位検出装置は、洗濯槽内の水位の変動に応じて上下動するフロートにマグネットを取り付け、このマグネットによって開閉動作するリードスイッチを上下方向に複数個配列した構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１−２５７２２３号公報
【特許文献２】実開昭６２−１６８８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マグネットの磁束によって接点がＯＮ／ＯＦＦする磁気センサやリードスイッチのような部品は、マグネットまでの距離と接点動作との相関性が自身の感度により左右される。部品の仕様上、感度のバラツキが大きいため、液位を大雑把にしか判定できない。感度を向上させようと思えば特別仕様となり、コスト増につながる。また、特許文献１、２に記載された液位検出装置は、いずれも液位を複数の段数に区分して検出可能であるが、そのために液位の段数と同数の磁気センサやリードスイッチを用いており、部品点数が多くコスト高になる構造であった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、液体タンク内部の液位を複数の段数に区分して検出するに際し、特別仕様部品を必要とすることなく、液位の段数よりも少ない数の磁気センサで検出を行える液位検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の好ましい実施形態によれば、液体タンクの液位検出装置は、液体タンクと、前記液体タンクに連通するフロート収納管内に入れられたマグネット付きフロートと、前記フロート収納管外に、高さ方向に整列する形で上下に間隔を置いて配置された複数の磁気センサと、前記複数の磁気センサからの検出信号の組み合わせに基づき前記液体タンク内の液位を判定する液位判定部と、を備える。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の液体タンクの液位検出装置において、
前記液体タンクの底部には液体を沸騰させる発熱体が設けられ、前記フロート収納管への連通部には沸騰により生じた泡がフロート収納管に侵入しないようにするガード部材が配置されている。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の液体タンクの液位検出装置において、
前記フロート収納管は前記液体タンクの内部に設けられる。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の液体タンクの液位検出装置において、
前記フロート収納管は前記液体タンクの外部に設けられる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、複数の磁気センサからの検出信号の組み合わせに基づき液体タンク内の液位を判定するものであるから、磁気センサの数自体よりも多数の段数に区分した液位を検出することができる。これにより、部品コストを押し上げることなくきめ細かい液位検出を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る液体タンクの液位検出装置を備えた加熱調理器の斜視図である。
【図２】図１の加熱調理器の内部構造を示す模式図である。
【図３】図１の加熱調理器の概略構造を示す断面図である。
【図４】液体タンクの概略構造を示す側面図である。
【図５】液体タンクの概略構造を示す上面図である。
【図６】図１の加熱調理器のブロック構成図である。
【図７】第１の液位判定フローを示すフローチャートである。
【図８】第２の液位判定フローを示すフローチャートである。
【図９】液体タンクの他例の概略構造を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図に基づき本発明の実施形態を説明する。本発明に係る液体タンクの液位検出装置は加熱調理器に組み込まれる。本実施形態の加熱調理器はＩＨ（誘導電磁加熱）クッキングヒータ１である。
【００１５】
ＩＨクッキングヒータ１は、キッチンユニットにビルトインされるキャビネット１ａを有する。キャビネット１ａのトッププレート２には、前方（使用者に近い側）寄りに右ＩＨヒータ３と左ＩＨヒータ４が配置され、その間の後方寄りの位置には小型の中央ＩＨヒータ５が配置される。トッププレート２の後部には右側に吸気口６が配置され、左側に排気口７が配置される。トッププレート２の前端部は上記３個のＩＨヒータの操作を行うＩＨ用操作部８となっている。
【００１６】
キャビネット１ａの内部には、電熱と蒸気で調理を行うロースター部９が設けられる。ロースター部９を構成する加熱庫１０はキャビネット１ａの左寄りに位置しており、その右側に蒸気発生装置１２が配置されている。キャビネット１ａの前面パネル１１には、蒸気発生装置１２よりも右側の位置に、ロースター用操作部１９が設けられる。ロースター用操作部１９は液晶表示部１７と操作キー部１８を有する。
【００１７】
ロースター用操作部１９の裏側であって、蒸気発生装置１２の右側の位置には、図２に示す通り、下から順に、右ＩＨヒータ３用のＩＨインバータ回路基板２４、中央ＩＨヒータ５用のＩＨインバータ回路基板２５、及び左ＩＨヒータ４用のＩＨインバータ回路基板２６が、上下方向に間隔を置いて設置されている。
【００１８】
加熱庫１０の前面開口と、蒸気発生装置１２へのアクセス開口は、引き出し式のドア１４によって閉ざされる。ドア１４はキャビネット１の中から延び出す左右１対のレールユニット１３ａ、１３ｂで支持されており、前後方向にスライドさせることができる。食品Ｆを載置するため加熱庫１０に入れられたトレイ４０もドア１４と共に前後方向にスライドする。キャビネット１の前面には、ドア１４の開閉状態を検知するドア開閉検知部１４ａが設けられる。ドア開閉検知部１４ａはスイッチにより構成される。
【００１９】
加熱庫１０の内部には、天井部に上ヒータ２０が配置され、底部に下ヒータ２１が配置される。上ヒータ２０と下ヒータ２１はいずれもシーズヒータである。上ヒータ２０を囲む金属板により上ヒータ室２２が構成され、下ヒータ２１を囲む金属板により下ヒータ室２３が構成される。
【００２０】
上ヒータ室２２には上ヒータ温度センサ２９が配置され、下ヒータ室２３には下ヒータ温度センサ３０が配置される。これに加えて、加熱庫１０の内部には加熱庫温度センサ３１（図６参照）が配置される。
【００２１】
加熱庫１０の奥には、排気口７に接続する排気ダクト７ａが設けられている。排気ダクト７ａの中には排気ファン７ｂが配置されている。
【００２２】
蒸気発生装置１２はボイラタンク１５を有する。ボイラタンク１５はヒータ部１６に載置されている。特許請求の範囲の表現に置き換えると、ボイラタンク１５が液体タンクであり、その中に入れられる水が液体であり、ヒータ部１６が発熱部である。また後述する水位検出装置が液位検出装置であり、水位判定部が液位判定部である。
【００２３】
図３に示す通り、ボイラタンク１５の頂部からは蒸気チューブ２７が延び出す。蒸気チューブ２７は上ヒータ室２２に接続される。上ヒータ室２２の床面には蒸気供給孔２８が多数形成されている。
【００２４】
ロースター用操作部１９の内部にはロースター制御部３２が設けられている。図６にロースター制御部３２による制御システムを示す。
【００２５】
ロースター制御部３２はマイクロコンピュータを中核として構成され、タイマ２４、メモリ３６、及び水位判定部４１を含む。ロースター制御部３２は様々な構成要素から出力信号を受け取り、また様々な構成要素に対し制御信号を出力する。
【００２６】
ロースター制御部３２に信号を出力する構成要素には、既出の操作キー部１８、ドア開閉検知部１４ａ、上ヒータ温度センサ２９、下ヒータ温度センサ３０、加熱庫温度センサ３１の他、ボイラタンク１５に対し設けられる磁気センサ５４、５５が含まれる。
【００２７】
ロースター制御部３２から制御信号を受けて動作を行う構成要素には、既出の液晶表示部１７及び排気ファン７ｂの他、上ヒータ２０を制御する上ヒータ制御回路３７、下ヒータ２１を制御する下ヒータ制御回路３８、及びヒータ部１６を制御するヒータ部制御回路３９が含まれる。
【００２８】
ＩＨクッキングヒータ１の動作は次の通りである。ＩＨクッキングを行う場合は、右ＩＨヒータ３、左ＩＨヒータ４、中央ＩＨヒータ５の中で選択したものにＩＨクッキング用の調理器具（鍋、フライパン）を載せ、ＩＨ用操作部８を操作してＩＨ加熱を実行する。
【００２９】
ロースタークッキングを行う場合は、ドア１４を開き、トレイ４０に食品Ｆを載せ、ドア１４を閉じてからロースター用操作部１９を操作して加熱を実行する。
【００３０】
ローストモードが選択されていれば、上ヒータ２０と下ヒータ２１に通電され、その輻射熱で食品は加熱される。食品から発生する油煙は、排気ファン７ｂを運転することにより、排気口７から排出される。
【００３１】
蒸気加熱モードが選択されていれば、ヒータ部１６に通電され、ボイラタンク１５の中の水の沸騰により発生した蒸気が上ヒータ室２２に送り込まれる。蒸気は蒸気供給孔２８から吹き出し、食品Ｆを包み込む。
【００３２】
ボイラタンク１５から発生する蒸気は飽和蒸気であり、上ヒータ２０と下ヒータ２１が非通電状態であるか、通電されていたとしても小電力の場合は、飽和蒸気による蒸し調理が行われる。上ヒータ２０と下ヒータ２１に所定の大電力が通電されていれば、飽和蒸気は過熱蒸気にまで昇温され、過熱蒸気による調理が行われる。
【００３３】
蒸気加熱モードでは、加熱庫１０の内部の空気が蒸気で置換され、加熱庫１０内は酸素濃度の低い状態になるので、酸化による食味の劣化を防ぐことができる。特に、過熱蒸気を用いる調理の場合は、食品Ｆの脂肪分や塩分を減らすことができるという効果ももたらされる。
【００３４】
ボイラタンク１５が空焚きにならないように、ボイラタンク１５の内部の水位を的確に把握する必要がある。そのために設けられる水位検出装置の構成を、図４と図５に基づき説明する。
【００３５】
水位検出装置５０は次の構成要素を含む。すなわち、ボイラタンク１５に連通するフロート収納管５１、フロート収納管５１に入れられたマグネット付きフロート５２、ボイラタンク１５の外側に配置された磁気センサ支持板５３、及び磁気センサ支持板５３に支持された第１の磁気センサ５４と第２の磁気センサ５５、及び水位判定部４１である。磁気センサ５４、５５は三角形のシンボルで表されている。マグネット付きフロート５２のマグネットは、フロートに内蔵されていてもよく、フロートの外面に取り付けられていてもよい。
【００３６】
ボイラタンク１５、フロート収納管５１、及び磁気センサ支持板５３はいずれも非磁性体である。フロート収納管５１は、ボイラタンク１５の内部に、タンク内側壁に寄り添う形で垂直に配置される。フロート収納管５１の下端側面にはボイラタンク１５の内部に連通する連通部５１ａが設けられる。
【００３７】
連通部５１ａの外側には、沸騰により生じた泡がフロート収納管５１に侵入しないようにするガード部材５１ｂが配置されている。ガード部材５１ｂは、ボイラタンク１５の底面との間に隙間を残す形で連通部５１ａを包囲するスカート状の部材であって、フロート収納管５１と同種の材料で形成される。このようにガード部材５１ｂを設けることにより、水が沸騰して生じた泡がフロート収納管５１に侵入してマグネット付きフロート５２を上下動させ、磁気センサによる検知が不安定になるといった事態を避けることができる。
【００３８】
磁気センサ支持板５２は、フロート収納管５１に近接する位置に、フロート収納管５１と平行する形で垂直に配置される。第１の磁気センサ５４と第２の磁気センサ５５は高さ方向に整列する形で上下に間隔を置いて配置されるものであり、第１の磁気センサ５４は磁気センサ支持板５２の下寄りの位置に取り付けられ、第２の磁気センサ５５は磁気センサ支持板５２の上寄りの位置に取り付けられる。
【００３９】
図４において、第１の磁気センサ５４の動作領域をＲ１で示し、第２の磁気センサ５５の動作領域をＲ２で示す。動作領域Ｒ１、Ｒ２は一部重なり合う。マグネット付きフロート５２は、ボイラタンク１５に水が全く存在しない渇水状態と、矢印Ａで示す満水レベルの間を上下し、その過程で、第１の磁気センサ５４のみによって、または第１の磁気センサ５４と第２の磁気センサ５５の両方によって、または第２の磁気センサ５５のみによって、検知される。
【００４０】
水位判定部４１は、第１の磁気センサ５４と第２の磁気センサ５５から検出信号を受け取り、第１の磁気センサ５４のＯＮ／ＯＦＦ状態と、第２の磁気センサ５５のＯＮ／ＯＦＦ状態の組み合わせから、水位が図４のレベルＡ（満水レベル）、レベルＢ、レベルＣ、レベルＤのいずれにあるかを判定する。それに伴ってロースター制御部３２は、蒸気発生装置１２が蒸気発生中である場合には、ヒータ部１６の出力を制御する。液位の判定とヒータ部１６の出力制御は次のようにして行われる。
【００４１】
第１の磁気センサ５４がＯＦＦで第２の磁気センサ５５がＯＮの場合：水位は満水レベルＡの近傍にあり、ボイラタンク１５の中には必要十分量の水が存在する。ロースター制御部３２はヒータ部１６をフル出力で稼働させる。
【００４２】
第１の磁気センサ５４がＯＮで第２の磁気センサ５５がＯＮの場合：水位はレベルＢの近傍にあり、ボイラタンク１５内の水は減少している。ロースター制御部３２はヒータ部１６の出力をフル出力より低下させる。あるいは、フル出力のままとする。
【００４３】
第１の磁気センサ５４がＯＮで第２の磁気センサ５５がＯＦＦの場合：水位はレベルＣの近傍まで低下し、ボイラタンク１５内の水が残り少なくなった。ロースター制御部３２はヒータ部１６の出力をフル出力より低下させる。
【００４４】
第１の磁気センサ５４がＯＦＦで第２の磁気センサ５５がＯＦＦの場合：水位はレベルＤの近傍まで低下し、ボイラタンク１５内には僅かな水しか残っていない。ロースター制御部３２はヒータ部１６への通電を断ち、ロースター用操作部１９の液晶表示部１７に水補給が必要な旨の警告表示を出力させる。
【００４５】
水位判定部４１の判定フローを図７に示す。このフローチャートにおいて、第１の磁気センサ５４は「スイッチ１」と表記され、第２の磁気センサ５５は「スイッチ２」と表記されている。
【００４６】
最初に、ステップ＃１０１で第１の磁気センサ５４の状態を調べる。ＯＮであればステップ＃１０２に進み、ＯＦＦであればステップ＃１０５に進む。
【００４７】
ステップ＃１０２では第２の磁気センサ５５の状態を調べる。ＯＮであればステップ＃１０３に進み、ＯＦＦであればステップ＃１０４に進む。
【００４８】
ステップ＃１０３では次の処理が行われる。第１の磁気センサ５４も第２の磁気センサ５５もＯＮということは、水位がレベルＢの近傍にあるということであり、ボイラタンク１５内の水が減少していることを意味する。このときはヒータ部１６の出力をフル出力より低下させる（場合によってはフル出力のままとする）。
【００４９】
ステップ＃１０４では次の処理が行われる。第１の磁気センサ５４がＯＮで第２の磁気センサ５５がＯＦＦということは、水位がレベルＣの近傍にあるということであり、ボイラタンク１５内の水が残り少なくなっている（危険水位となった）ことを意味する。このときはヒータ部１６の出力をフル出力より低下させる。
【００５０】
ステップ＃１０５では第２の磁気センサ５５の状態を調べる。ＯＮであればステップ＃１０６に進み、ＯＦＦであればステップ＃１０７に進む。
【００５１】
ステップ＃１０６では次の処理が行われる。第１の磁気センサ５４がＯＦＦで第２の磁気センサ５５がＯＮということは、水位がレベルＡの近傍にあるということであり、ボイラタンク１５内に必要十分量の水が存在することを意味する。このときはヒータ部１６をフル出力とする。
【００５２】
ステップ＃１０７では次の処理が行われる。第１の磁気センサ５４も第２の磁気センサ５５もＯＦＦということは、水位がレベルＤの近傍にあるということであり、ボイラタンク１５内には僅かな水しか残っていないことを意味する。このときはヒータ部１６への通電を断ち、ロースター用操作部１９の液晶表示部１７に水補給が必要な旨の警告表示を出力させる。
【００５３】
ステップ＃１０７からステップ＃１０８に進む。ステップ＃１０８では、使用者が調理終了の指令を入力したかどうかを調べる。調理終了の指令が入力されたならば調理は終了する。調理終了の指令が入力されていなければステップ＃１０１に戻る。
【００５４】
上記実施形態では２個の磁気センサが用いられたが、液体タンクの高さが高い場合には、３個以上の磁気センサを用いる構成とすることもできる。３個の磁気センサを用いる場合のフローチャートを図８に示す。第３の磁気センサは「スイッチ３」と表記される。言うまでもないが、第３の磁気センサは第２の磁気センサよりも上に位置する。
【００５５】
最初に、ステップ＃１１１で第１の磁気センサの状態を調べる。ＯＮであればステップ＃１１２に進み、ＯＦＦであればステップ＃１１５に進む。
【００５６】
ステップ＃１１２では第２の磁気センサの状態を調べる。ＯＮであればステップ＃１１３に進み、ＯＦＦであればステップ＃１１４に進む。
【００５７】
ステップ＃１１３では次の処理が行われる。第１の磁気センサも第２の磁気センサもＯＮということは、ボイラタンク内の水が減少していることを意味する。このときはヒータ部の出力をフル出力より低下させる（場合によってはフル出力のままとする）。
【００５８】
ステップ＃１１４では次の処理が行われる。第１の磁気センサがＯＮで第２の磁気センサがＯＦＦということは、ボイラタンク１５内の水が残り少なくなっている（危険水位となった）ことを意味する。このときはヒータ部の出力をフル出力より低下させる。
【００５９】
ステップ＃１１５では第２の磁気センサの状態を調べる。ＯＮであればステップ＃１１６に進み、ＯＦＦであればステップ＃１１７に進む。
【００６０】
ステップ＃１１６では次の処理が行われる。第１の磁気センサがＯＦＦで第２の磁気センサがＯＮということは、ボイラタンク内の水位が中程度であるということを意味する。このときはヒータ部をフル出力とする。
【００６１】
ステップ＃１１７では第３の磁気センサの状態を調べる。ＯＮであればステップ＃１１８に進み、ＯＦＦであればステップ＃１１９に進む。
【００６２】
ステップ＃１１８では次の処理が行われる。第２の磁気センサがＯＦＦで第３の磁気センサがＯＮということは、水位が満水レベルの近傍にあるということであり、ボイラタンク内に必要十分量の水が存在することを意味する。このときはヒータ部をフル出力とする。
【００６３】
ステップ＃１１９では次の処理が行われる。第１の磁気センサも第２の磁気センサも第３の磁気センサも全てＯＦＦということは、ボイラタンク内に僅かな水しか残っていないことを意味する。このときはヒータ部への通電を断ち、ロースター用操作部の液晶表示部に水補給が必要な旨の警告表示を出力させる。
【００６４】
ステップ＃１１９からステップ＃１２０に進む。ステップ＃１２０では、使用者が調理終了の指令を入力したかどうかを調べる。調理終了の指令が入力されたならば調理は終了する。調理終了の指令が入力されていなければステップ＃１１１に戻る。
【００６５】
図９にボイラタンク１５の他の構造例を示す。ここではフロート収納管５１がボイラタンク１５の外側に出され、連通管５６でボイラタンク１５に接続されている。フロート収納管５１がボイラタンク１５の外に出たことにより、磁気センサ支持板５３をフロート収納管５１に接近させやすくなり、磁気センサの検知力を高めることができる。
【００６６】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。例えば、液体タンクはボイラタンクである必要はなく、どのような種類のタンクであってもよい。また液体も水である必要はなく、どのような種類の液体であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は液体タンクの液位検出装置に広く利用可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１    ＩＨクッキングヒータ
１ａ  キャビネット
２    トッププレート
３    右ＩＨヒータ
４    左ＩＨヒータ
５    中央ＩＨヒータ
８    ＩＨ用操作部
９    ロースター部
１０  加熱庫
１２  蒸気発生装置
１４  ドア
１５  ボイラタンク（液体タンク）
１９  ロースター用操作部
２０  上ヒータ
２１  下ヒータ
３２  ロースター制御部
４１  水位判定部（液位判定部）
５０  水位検出装置（液位検出装置）
５１  フロート収納管
５１ａ  連通部
５１ｂ  ガード部材
５２  マグネット付きフロート
５４  第１の磁気センサ
５５  第２の磁気センサ
【図１】
2011220724.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2011220724.tif 000006
【図５】
2011220724.tif 000007
【図６】
2011220724.tif 000008
【図７】
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【図８】
2011220724.tif 000010
【図９】
2011220724.tif 000011