(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内の液体を加熱する加熱手段と、加熱手段に電源を供給する加熱制御手段と、商用電源電圧の値を検知する電源モニターとを有し、制御手段は、加熱制御手段による加熱手段の通電時に、電源モニターによる商用電源電圧値が、予め与えられた加熱時基準値から予め与えられた加熱時所定値以上低下した場合、加熱制御手段による加熱手段の通電を停止するよう制御する電気湯沸かし器であって、前記電気湯沸かし器の通電が途中で停止されることなく沸騰検知まで終了した場合に、加熱動作中に計測した前記商用電源電圧値の最低値を新しい前記加熱時基準値として有効であると判断させ、この新しい前記加熱時基準値で次回の湯沸かしを行い、加熱動作が開始されたにも関わらず沸騰検知ができなかった場合は、通電が途中で停止されたものとして、加熱中に決定した電源モニターによる商用電源電圧の最低値は前記加熱時基準値として無効とし記憶しないようにして、前記電気湯沸かし器の加熱動作時において、他の機器の動作を優先させることで電源ブレーカーの遮断を防止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、湯を沸かして保温する電気湯沸かし器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下従来の一般的な電気湯沸かし器について説明する。図６に構成ブロック図を示す。１は電気湯沸かし器の本体、２は加熱する液体を収容する容器、３は容器２に液体を入れる時に開閉する蓋本体、４は容器２内の液体の温度を検知する温度センサー、５は高ワットの主ヒーターと低ワットの補助ヒーターからなる加熱手段、６は加熱手段５に電源を供給するリレーとその駆動回路からなる加熱制御手段、７は加熱制御手段の動作を制御する制御手段、８は使用者が動作を指示するスイッチからなる操作手段である。操作手段８により保温時の再沸騰や保温温度の設定やタイマーの設定を指示することができる。
【０００３】
このような電気湯沸かし器において通常、容器２内の水を加熱手段５の主ヒーターと補助ヒーターで加熱し、温度センサー４により沸点が検知されると制御手段７は加熱制御手段６により加熱手段５の補助ヒーターのみに切り替えて、設定された温度を維持するように温調制御する。
【０００４】
また、保温中の湯を沸騰したい場合は操作手段８の再沸騰スイッチを押すと、制御手段７は加熱制御手段６により加熱手段５の主ヒーターで加熱し、温度センサー４により沸点が検知されると加熱手段５の補助ヒーターに切り替えて、設定された温度を維持するように温調制御する。
【０００５】
また、タイマー設定を行う場合は、操作手段８のタイマー設定スイッチを押してタイマー時間を設定する。制御手段７は、タイマー中は加熱手段５の主ヒーターの通電を停止し、補助ヒーターによる温調制御を行う。この場合、保温温度は約６０度としている。タイマーが終了すると、制御手段７は加熱制御手段６により加熱手段５の主ヒーターで加熱し、温度センサー４により沸点が検知されると加熱手段５の補助ヒーターに切り替えて、タイマー移行前に設定されていた保温温度を維持するように温調制御する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年の電気湯沸かし器は１ＫＷ以上の高出力であるため、他の高出力の機器、例えば電気炊飯器などと同じ電源ブレーカーを使用すると電源ブレーカーを遮断してしまう恐れがある。使用者がその場に居れば、すぐに電源ブレーカーを復帰させることができ影響も少ないが、就寝中などであれば影響は大きい。例えば、電気湯沸かし器が湯沸かし中である時に電気炊飯器のタイマー設定時刻が重なってしまうと、電気炊飯器がタイマー復帰した時電源ブレーカーが遮断し、使用者が朝起床した時ご飯が炊けていないという不具合がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、容器内の液体を加熱する加熱手段と、加熱手段に電源を供給する加熱制御手段と、商用電源電圧の値を検知する電源モニターを有し、制御手段は、加熱制御手段による加熱手段の通電時に、電源モニターによる商用電源電圧値が、予め与えられた加熱時基準値から予め与えられた加熱時所定値以上低下した場合、加熱制御手段による加熱手段の通電を停止するよう制御する電気湯沸かし器であって、前記電気湯沸かし器の通電が途中で停止されることなく沸騰検知まで終了した場合に、加熱動作中に計測した前記商用電源電圧値の最低値を新しい前記加熱時基準値として有効であると判断させ、この新しい前記加熱時基準値で次回の湯沸かしを行い、加熱動作が開始されたにも関わらず沸騰検知ができなかった場合は、通電が途中で停止されたものとして、加熱中に決定した電源モニターによる商用電源電圧の最低値は前記加熱時基準値として無効とし記憶しないようにして、前記電気湯沸かし器の加熱動作時において、他の機器の動作を優先させることで電源ブレーカーの遮断を防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、容器内の液体を加熱する加熱手段と、加熱手段に電源を供給する加熱制御手段と、商用電源電圧の値を検知する電源モニターを有し、制御手段は、加熱制御手段による加熱手段の通電時に、電源モニターによる商用電源電圧値が、予め与えられた加熱時基準値から予め与えられた加熱時所定値以上低下した場合、加熱制御手段による加熱手段の通電を停止するよう制御する電気湯沸かし器であって、前記電気湯沸かし器の通電が途中で停止されることなく沸騰検知まで終了した場合に、加熱動作中に計測した前記商用電源電圧値の最低値を新しい前記加熱時基準値として有効であると判断させ、この新しい前記加熱時基準値で次回の湯沸かしを行い、加熱動作が開始されたにも関わらず沸騰検知ができなかった場合は、通電が途中で停止されたものとして、加熱中に決定した電源モニターによる商用電源電圧の最低値は前記加熱時基準値として無効とし記憶しないようにして、前記電気湯沸かし器の加熱動作時において、他の機器の動作を優先させることで、電源ブレーカーの遮断を防止することができる。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。尚、実施例において前述の従来例について説明した構成部分と同じ部分については同一符号を付しその説明を省略する。
【００１０】
（実施例１）
図１において、９は商用電源電圧の値を検出する電源モニターである。図２に電源モニターの回路図を示す。ＤＣ５Ｖの定電圧直流電源ＶＤＤと商用交流電源の片側の相を同じ基準とした回路において、抵抗Ｒ１〜Ｒ３、ツェナーダイオードＺＤ、ダイオードＤ１，Ｄ２から構成しており、Ｖ点を制御手段７に入力している。Ｖ点の波形は図３に示すように交流電圧の半波がダイオードＤ２でクリップされた波形である。また、Ｖ点における電圧Ｖｉｎは以下の数式にて表される値になる。
【００１１】
【数１】
0004023040.tif 000002
【００１２】
なお、Ｒ１＝５６０ＫΩ、Ｒ２＝３００ＫΩ、Ｒ３＝３９ＫΩ、Ｖｚ＝１１２Ｖ、ＶＤＤ＝５Ｖとしている。
【００１３】
制御手段７は交流電源の半波ごとに交流のゼロクロス点から次のゼロクロス点までのピーク値を測定しＡＤ変換する。これにより、電圧ＶｉｎはＤＣ５Ｖを２５５のビットに分割した値に変換される。図４に商用交流電源電圧とＡＤ変換値の対比表を示す。例えば、商用交流電源電圧が実効値で１００Ｖの時のＶ点の電圧Ｖｉｎは２．５４Ｖとなり、これをＡＤ変換した値は１３０ビットなる値になる。制御手段７は予め決められた検出しきい値により商用交流電源電圧値を検知する。例えば、検出値が１１０ビットの時は電源電圧９６Ｖと判断する。制御手段７は１０回のＡＤ変換値の平均により商用交流電源電圧値を決定する。商用交流電源が５０Ｈｚの場合１回の測定時間が約２０ｍｓであるため、１０回の平均値により値を決定するのに約０．２秒必要とする。以後、制御手段７は測定を継続し、約０．２秒ごとに最新の電圧値を決定する。
【００１４】
このような電源モニター９を備えた電気湯沸かし器において、制御手段７には予め加熱時基準値として９８Ｖ、加熱時所定値として４Ｖに相当する値が与えられている。
【００１５】
まず、使用者は容器２に水を入れて電源を投入すると、制御手段７は加熱制御手段６により加熱手段５の主ヒーターと補助ヒーターに通電を開始する。そして、制御手段７は約０．２秒で商用交流電源電圧を電源モニター９により決定する。決定された電圧値が仮に９６Ｖのときは、加熱時基準値から加熱時所定値を引いた値９４Ｖ以上であるため、制御手段７は加熱制御手段６により加熱手段５の通電を継続する。以後温度センサー４により沸点が検知されるまで通電を継続する。
【００１６】
そして、制御手段７は引き続き約０．２秒毎に最新の商用交流電源電圧を電源モニター９により決定する。その後、電源モニター９により決定された商用交流電源電圧値が仮に９２Ｖに低下したときは、加熱時基準値から加熱時所定値を引いた値９４Ｖ未満であるため、制御手段７は加熱手段５の通電を停止し待機する。
【００１７】
この動作は電気湯沸かし器と同じ電源ブレーカーを使用した他の高出力機器が動作を開始したこと想定させているもので、例えば早朝などに、電気湯沸かし器のタイマー時刻が来て湯沸かしを開始した後に、遅れて炊飯器のタイマー時刻が来て、炊飯を開始した場合や、湯沸かし中に電子レンジで食品のあたためを開始した場合などである。
【００１８】
通常、家庭用の電源ブレーカーの電流容量は２０Ａが多く、待機電力数Ｗクラスの機器と１３００Ｗクラスの炊飯器と１０００Ｗクラスの電気湯沸かし器が同時に使用されていれば電源ブレーカーは遮断する。そのため、本実施例による電源ブレーカー遮断防止機能により、他の機器の動作を優先させることで電源ブレーカーの遮断を防止するものである。
【００１９】
本実施例では、電源ブレーカー遮断防止機能が動作し加熱手段５の通電を停止すると、電源モニター９による商用交流電源電圧値は、当然電気湯沸かし器自身による電圧低下分がなくなるため、例えば９２Ｖまで低下した電圧が９６Ｖまで上昇する。電源ブレーカー遮断防止機能動作中に電源モニター９による商用交流電源電圧値が加熱時基準値から加熱時所定値以上低下していなくても制御手段７は加熱手段５の通電を自動的に再開しないようにしている。そして例えば、使用者が炊飯器が炊飯を終了し保温に切り替わっていることを確認すれば、操作手段８の再沸騰スイッチを押すことにより、制御手段７は加熱制御手段６により加熱手段５の主ヒーターと補助ヒーターに通電を再開するようにしている。以後同様に温度センサー４により沸点が検知されるまで通電を継続する。
【００２０】
（実施例２）
本実施例の特徴とするところは、制御手段７が、加熱制御手段６による加熱手段５の通電を行っている時の電源モニター９による商用電源電圧値を、新たに加熱時基準値として記憶するものである。
【００２１】
実施例１と同様に制御手段７には予め加熱時基準値として９８Ｖ、加熱時所定値として４Ｖに相当する値が与えられている。そして、使用者が容器２に水を入れて電源を投入すると、制御手段７は加熱制御手段６により加熱手段５の主ヒーターと補助ヒーターに通電を開始する。そして、約０．２秒で商用交流電源電圧を電源モニター９により決定する。決定された電圧値が仮に９６Ｖのときは、加熱時基準値から加熱時所定値を引いた値９４Ｖ以上であるため、制御手段７は加熱制御手段６により加熱手段５の通電を継続する。以後、約０．２秒毎に電源モニター９により最新の商用交流電源電圧を決定しながら温度センサー４により沸点が検知されるまで通電を継続する。沸点が検知されると、制御手段７は加熱制御手段６により加熱手段５の主ヒーターと補助ヒーターの通電を３分間停止する。その後保温動作を行うのであるが、仮に沸騰検知までの加熱中に決定した電源モニター９による商用交流電源電圧値の最低値がやはり９６Ｖであれば、この３分間の間に制御手段７は加熱時基準値を９８Ｖから９６Ｖに置き換えて新たな加熱時基準値として記憶する。
【００２２】
これは、電気湯沸かし器が電源が途中で遮断されることなく沸騰検知まで終了した場合に、加熱動作中に計測した加熱時の商用電源電圧値の最低値が新しい加熱時基準値として有効であると判断させているものである。以後、この新しい加熱時基準値で次回の湯沸かしを行う。この場合に、仮に加熱動作が開始されたにも関わらず沸騰検知ができない場合は、電源が途中で遮断されたものとして、加熱中に決定した電源モニター９による商用電源電圧の最低値は加熱時基準値として無効とし、記憶しないようにしている。
【００２３】
これにより、電源ブレーカーから機器用のコンセントまでの屋内配線の長さや配線の太さ、または、その電源を使用している他の機器など各家庭で違う条件に適応した電気湯沸かし器の加熱時の電源電圧を把握することができる。
【００２４】
尚、制御手段７が不揮発性メモリーなどを有していれば、電気湯沸かし器を移動するなどの際電源を切った場合でも最新の加熱時基準値を失うことなく、記憶し続けることができる利点がある。
【００２５】
（実施例３）
本実施例の特徴は、電源ブレーカー遮断防止機能動作時に加熱手段５の通電を停止し待機するのではなく、出力を落として通電し続けるところにある。
【００２６】
制御手段７は加熱制御手段６により加熱手段５の主ヒーターと補助ヒーターに通電を行っている時に電源モニター９により決定された商用交流電源電圧値が、加熱時基準値から加熱時所定値以上低下した場合、制御手段７は加熱手段５の高出力の主ヒーターの通電を停止し低出力の補助ヒーターのみの通電を継続するようにしている。これにより、電気湯沸かし器の出力は約９２５Ｗから約７５Ｗに低下するため他の高出力機器と同時使用できる可能性が大きくなる。
【００２７】
本実施例では、電源ブレーカー遮断防止機能動作時の加熱手段５の出力は約７５Ｗと低いため、湯沸かし途中の湯を沸騰させることはできないが、湯温を徐々に上昇させることができるため、改めて湯沸かしを行う時に沸騰までの時間を短縮することができる。
【００２８】
本実施例では、加熱手段５の補助ヒーターによる通電継続としたが、主ヒーターが位相制御などにより出力値が可変となる構成であれば、低出力で主ヒーターの通電を継続してもよい。この場合でも電源ブレーカー遮断防止に同様の効果が得られる。
【００２９】
（実施例４）
図５に示すように本実施例の特徴とするところは、使用者が加熱時所定値を任意の値に設定できる加熱時所定値変更手段を設けたところにある。
【００３０】
実施例１と同様に制御手段７には予め加熱時基準値として９８Ｖ、加熱時所定値として４Ｖに相当する値が与えられている。
【００３１】
通常はこの初期値で制御手段７は湯沸かしを行うのであるが、例えば、電気湯沸かし器と同時に高出力機器を使用した時に電源ブレーカー遮断防止機能が正常に動作せず電源ブレーカーが遮断する場合や、電気湯沸かし器と同時に高出力機器を使用していないにもかかわらず電源ブレーカー遮断防止機能が頻繁に動作する場合などは、制御手段７の持つ加熱時所定値の初期値が電気湯沸かし器の使用場所の電源環境に適応していないことが考えられる。本実施例では、使用者は操作手段８の再沸騰スイッチとタイマー設定スイッチを同時に押しながら電気湯沸かし器に電源を投入することにより加熱時所定値を変更する加熱時所定値設定手段１１を使用することができるようになる。加熱時所定値設定手段１１により設定モードに移行すると、操作手段８のタイマー設定スイッチを押すと加熱時所定値は１ランク上がり、再沸騰スイッチを押すと加熱時所定値は１ランク下げることができるようにしている。
【００３２】
例えば、電気湯沸かし器と同時に高出力機器を使用した時に電源ブレーカー遮断防止機能が正常に動作せず電源ブレーカーが遮断する場合は、加熱時所定値を１ランク上げるように設定する。これにより、加熱時所定値は初期値の４Ｖから２Ｖに変更される。また、電気湯沸かし器と同時に高出力機器を使用していないにもかかわらず電源ブレーカー遮断防止機能が頻繁に動作する場合は、加熱時所定値を１ランク下げるように設定する。これにより加熱時所定値は初期値の４Ｖから６Ｖに変更される。以後、この新しい加熱時所定値で次回の湯沸かしを行う。
【００３３】
これにより、電源ブレーカーから機器用のコンセントまでの屋内配線の長さや配線の太さ、または、その電源を使用している他の機器など各家庭で違う条件に適応した高出力機器同時使用時の電源電圧の低下を考慮した加熱時所定値を得ることができる。
【００３４】
尚、制御手段７が不揮発性メモリーなどを有していれば、電気湯沸かし器を移動するなどの際電源を切った場合でも変更した加熱時所定値を失うことなく、記憶し続けることができる利点がある。
【００３５】
また、加熱時所定値の設定モードの移行には専用の設定スイッチを設けても良いし、液晶などの表示素子を使用し、数字を見ながら加熱時所定値を設定するようにしても良い。
【００３６】
また、加熱時所定値の１ランクの電圧値は電源モニター９による検出しきい値によるＡＣ実効値の分解度に合わせているため、検出しきい値によるＡＣ実効値の分解度を０．５Ｖにすれば、１ランクの電圧値も０．５Ｖ単位で設定できるようになり、電源ブレーカー遮断防止機能の精度を更に良くすることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように請求項１記載の発明によれば、電気湯沸かし器の加熱動作時において他の機器の動作を優先させることで電源ブレーカーの遮断を防止する使い勝手の良い電気湯沸かし器を提供できる。
【００３８】
また、電源ブレーカーから機器用のコンセントまでの屋内配線の長さや配線の太さ、または、その電源を使用している他の機器など各家庭で違う条件に適応した電気湯沸かし器の加熱動作時の電源電圧を把握し、精度良い電源ブレーカー遮断防止機能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の電気湯沸かし器の第１、２、３の実施例の構成を示すブロック図
【図２】  本発明の電気湯沸かし器における電源モニターの構成を示す回路図
【図３】  本発明の電気湯沸かし器における電源モニターの波形を示す図
【図４】  本発明の電気湯沸かし器における電源モニターの商用電源電圧値と検出しきい値の対比を示す図
【図５】  本発明の電気湯沸かし器の第４の実施例の構成を示すブロック図
【図６】  従来例の電気湯沸かし器の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１    本体
２    容器
３    蓋本体
４    温度センサー
【図１】
0004023040.tif 000003
【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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