JP2002306337A

JP2002306337A - 電気湯沸かし器

Info

Publication number: JP2002306337A
Application number: JP2001110977A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Komada; 雅道駒田; Kazuyuki Shimada; 一幸島田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2001-04-10
Publication date: 2002-10-22

Abstract

(57)【要約】【課題】バックアップ電源充電時の電力ロスを容器内
の液体を加熱することに利用すること。【解決手段】液体を収容する容器２と、容器２内の液
体を加熱する加熱ヒーター４と、商用電源の入力部であ
る商用電源供給手段９と、商用電源供給手段９から商用
電源が入力されない時、機器に電源を供給するバックア
ップ電源１０を備え、前記バックアップ電源１０の充電
を、商用電源から前記加熱ヒーター４を介して行うこと
で、充電時の消費電力の大半を加熱ヒーター４で消費さ
せ、電力ロスを容器内の液体を加熱することに利用でき
る電気湯沸かし器となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【従来の技術】電気湯沸かし器において、近年では電動
ポンプによってお湯の給湯をおこなうことのできる製品
が主流となってきている。この電動給湯タイプの電気湯
沸し器を更に使い勝手向上させるため、商用電源のない
場所でも、バックアップ電源で電動給湯や湯温表示でき
るコードレス機能を保持した製品も発売されてきてい
る。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のコ
ードレス機能を有する電気湯沸かし器、特に２次電池や
大容量コンデンサをバックアップ電源とする商品におい
ては、バックアップ電源への充電時、制御回路の消費電
力が大きくなり省エネ効果の少ない構成となっていた。

【０００３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の電気湯沸かし器は、商用電源供給手段から
商用電源が入力されない時、制御電源に電源を供給する
バックアップ電源を備え、バックアップ電源の充電を、
加熱ヒーターを介して商用電源により行う構成としたも
のである。

【０００４】これにより、充電時の消費電力の大半を加
熱ヒーターで消費させ、電力ロスを容器内の液体を加熱
することに利用することができるものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、液体を収
容する容器と、前記容器内の液体を加熱する加熱ヒータ
ーと、制御電源により動作する制御部と、商用電源の入
力部である商用電源供給手段と、前記商用電源供給手段
から商用電源が入力されない時、前記制御電源に電源を
供給するバックアップ電源を備え、前記バックアップ電
源の充電を、前記加熱ヒーターを介して商用電源により
行う電気湯沸かし器とすることで、充電時の消費電力の
大半を加熱ヒーターで消費させ、電力ロスを容器内の液
体を加熱することに利用でき、且つ、充電を行うための
制御回路を安価にすることができる。

【０００６】請求項２記載の発明は、特に、請求項１に
記載のバックアップ電源の充電を、前記出力小の加熱ヒ
ーターを介して商用電源により行うことで、充電時の消
費電力の大半を加熱ヒーターで消費させ、電力ロスを容
器内の液体を加熱することに利用する省エネ効果の向上
ができ、且つ、充電を行うための制御回路を安価にする
ことができる。

【０００７】請求項３記載の発明は、特に、請求項１も
しくは２に記載の構成で、容器内の液体を吐出させる電
動ポンプを備え、商用電源が入力されない時バックアッ
プ電源により電動ポンプを駆動することにより、商用電
源のない場所で、給湯動作をすることができる。

【０００８】請求項４記載の発明は、特に、請求項３に
記載の構成で、商用電源が供給されている時、加熱ヒー
ターを介して商用電源により電動ポンプに電源供給する
ことで、電動ポンプ駆動時の回路の低消費電力化ができ
且つ電動ポンプの駆動を行うための制御回路を安価にす
ることができる。

【０００９】請求項５記載の発明は、特に、請求項３ま
たは４に記載の構成で、商用電源により電動ポンプを駆
動しているとき、バックアップ電源への充電動作を停止
することで、制御電源の構成部品に流れる過電流を安価
に防止することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図１〜３を参
照しながら説明する。（実施例１）図１は実施例１における構成図である。図
１において、本体１内に上面開口の水を収容する容器２
があり、容器２の上部を覆う蓋３が配置されている。ま
た、容器２内の水を加熱する加熱ヒーター４と、容器２
内の水温を検知する温度センサー５と、容器２内のお湯
を、吐出口８から外部に導くための電動ポンプ７と、電
動ポンプ７の駆動源となるモ−タ−６が下方に、商用電
源を入力する商用電源供給手段９と、商用電源入力がな
い時に機器の電源となるバックアップ電源１０が側方
に、使用者が容易に操作できる出湯スイッチ１１と機器
の動作モードや容器２内の温度を表示する表示手段１２
が上方に配置されている。ここで加熱源４は、容器２内
の水を沸騰させる大きな出力をもつもの、例えば１００
０Ｗの主ヒ−タ−と、容器２内の水を保温する比較的小
さな出力をもつもの、例えば７５Ｗの補助ヒ−タ−とで
構成されている。

【００１１】図２は、図１の構成を有する実施例１の制
御回路図である。図２において、商用電源２０は、商用
電源供給手段であるマグネット式コネクタ９を介して制
御回路に電源を供給しており、主ヒ−タ−４ａが主ヒ−
タ−駆動用スイッチ２１を介して、補助ヒ−タ−４ｂが
補助ヒ−タ−駆動用スイッチ２２を介して接続されい
る。また商用電源２０は、補助ヒ−タ−４ｂ、スイッチ
２３、整流用ダイオード２４、定電流回路の構成部品で
ある抵抗器２８、トランジスタ２９、逆流防止用ダイオ
ード３３を介してバックアップ電源１０にも接続されて
いる。電解コンデンサ２５とツェナーダイオード２６は
ダイオード２４とともに商用電源２０から補助ヒーター
４ｂを介して非安定化電源Ｖｕを整流、変圧して生成さ
せる回路部品であり、ツェナーダイオード２７は抵抗器
２８、トランジスタ２９とともに定電流回路を構成する
ものであり、商用電源２０から補助ヒ−タ−４ｂを介し
て得られた電源を定電流化してバックアップ電源１０を
充電する。

【００１２】例えば、Ｖｕ＝１０Ｖ、ツェナーダイオー
ド２７電圧を２．７Ｖ、抵抗器２８を１００Ωとする
と、充電電流Ｉｊは、Ｉｊ＝（ＶＺＤ−Ｖｂｅ）/Ｒか
ら、トランジスタ２９のＶｂｅ＝０．７Ｖとすると、Ｉ
ｊ＝２００ｍＡとなり、Ｖｕ＝１０Ｖとすると、Ｖｕ以
降の回路消費電力はＶｕ×Ｉｊにより２Ｗとなる。

【００１３】一方、充電時の補助ヒーターにおける消費
電力は、Ｐｈ＝（ＶＡＣ−Ｖｕ）×Ｉｊから、（１００
−１０）×０．２より１８Ｗとなる。

【００１４】上記１例からすると、本構成におけるバッ
クアップ電源１０の充電時の回路消費電力は２０Ｗであ
り、実際の充電に必要な電力２Ｗの約１０倍損失してい
るようにみえる。しかしながら、実際には補助ヒーター
４ｂでの消費電力１８Ｗは単純に浪費しているわけでは
なく、容器内のお湯の温度上昇に使用され、そのエネル
ギーは容器内のお湯に帰されている。このことが、実施
例１における最大の特徴であり、バックアップ電源充電
時の電力損失を容器内のお湯の加熱に利用できる省エネ
効果の大きな電気湯沸し器を提供できる。また、商用電
源２０から電圧降下させＶｕを生成し且つ充電電流の電
流制限をするための抵抗器として補助ヒーター４ｂを使
用する構成であるため安価な構成の電気湯沸し器を提供
できる。

【００１５】また、実施例１においてバックアップ電源
１０は、昇圧回路３６介してモーター、表示素子、温度
センサー、駆動回路等の負荷回路３７、マイクロコンピ
ュータ３８に電源を供給する構成となっており、商用電
源２０が供給されない時にもバックアップ電源１０を電
源として、お湯を吐出するためのモーターの駆動や温度
センサーによる温度検知、表示素子への温度表示を行う
ことができる。マイクロコンピュータ３８は主ヒ−タ−
駆動用スイッチ２１、補助ヒ−タ−駆動用スイッチ２
２、スイッチ２３、昇圧回路３６のオン/オフ制御と、
抵抗器３４、３５の分圧として得られたバックアップ電
源１０の充電レベルに応じて抵抗器３０、トランジスタ
３１、抵抗器３２を介した定電流充電動作の制御を行う
ことに加えてモーター、表示素子、温度検知の制御を行
っている。マイクロコンピュータ３８はバックアップ電
源１０からの電源供給だけでなく、商用電源２０からも
整流、変圧後電源供給される構成となっており、商用電
源の有無にかかわらず制御動作を行っている。また、負
荷回路３７も同様に商用電源の有無にかかわらず、温度
センサ、モーター、表示素子に電源供給される。

【００１６】なお、実施例１の説明の中でバックアップ
電源は特定していないが、充電可能なエネルギー素子、
例えばニッケル水素、ニッケルカドミウム等の２次電池
やコンデンサ等であればいずれの場合も前述した同等の
効果が得られる。

【００１７】また、実施例１では補助ヒーターを介して
商用電源によりバックアップ電源を充電する構成として
いるが、主ヒーターを介してバックアップ電源を充電す
る構成としても、充電時、Ｖｕ生成時の制限電流が増え
ることを除いては同等の効果が得られる。

【００１８】また、実施例１では定電流でバックアップ
電源を充電する構成としているが、定電圧でバックアッ
プ電源を充電する構成としても同等の効果が得られる。

【００１９】また更に、実施例１では商用電源が供給さ
れていない時、バックアップ電源を昇圧してマイクロコ
ンピュータ、負荷回路に電源供給する構成としている
が、バックアップ電源を降圧して供給もしくはバックア
ップ電源から逆流阻止用ダイオードを介して供給したと
しても、マイクロコンピュータ、負荷回路の動作電圧以
上の電圧が供給されれば同等の効果が得られる。

【００２０】また、実施例１では非安定化電源Ｖｕをダ
イオード、電解コンデンサ、ツェナーダイオードにより
半波整流、平滑により生成する構成としているが、ディ
スクリート部品による全波整流、平滑によるものであっ
ても、１チップＡＣ−ＤＣコンバータＩＣによるもので
あっても同等の効果が得られる。

【００２１】また、商用電源からマイクロコンピュー
タ、負荷回路への電源供給手段は特筆してないが、スイ
ッチング電源、トランス電源、抵抗ドロップ電源等いず
れであっても同等の効果が得られる。

【００２２】また、本構成では補助ヒ−タ−の駆動は特
筆していないが、補助ヒ−タ−駆動する時は、スイッチ
２２をオン、スイッチ２３をオフして充電動作を停止さ
せようとも、スイッチ２２、２３のオン動作を交互に繰
り返すようにしたとしても同等の効果が得られる。スイ
ッチ２２、２３のオン動作を交互に繰り返す制御の場合
は、充電動作を短縮できる。

【００２３】（実施例２）実施例２の構成図は、実施例
１と同一であり、制御回路図図３はバックアップ電源１
０の定電流充電回路と並列にモーター６駆動回路を設け
たことのみ実施例１と異なる。以下、図３を用いてその
相違する点に着目して説明する。

【００２４】図３において商用電源２０は、補助ヒ−タ
−４ｂ、スイッチ２３、整流用ダイオード２４、定電流
回路の構成部品である抵抗器２８、トランジスタ２９、
逆流防止用ダイオード３３を介してバックアップ電源１
０に接続されていることに加えて、補助ヒ−タ−４ｂ、
スイッチ２３、整流用ダイオード２４、出湯スイッチ１
１、モーター駆動用トタンジスタ３９を介してモーター
にも接続されている。図３に示すように、商用電源２０
の供給時に、補助ヒーター４ｂを介して生成するＶｕか
らバックアップ電源１０の充電用電源とモーター電源の
双方供給することが実施例２の最大の特長であり、補助
ヒーター４ｂを利用した電源でバックアップ電源の充電
動作とモーター駆動動作を両立できるため、簡素で安価
な構成の電気湯沸し器を提供することができる。

【００２５】また、出湯スイッチ１１がオンし、そのこ
とをマイクロコンピュータ３８が認識すると、マイクロ
コンピュータ３８の働きで抵抗器３４、３５による入力
レベルにかかわらず抵抗器３２を介してトランジスタ３
１をオフしバックアップ電源の充電動作を停止させ、そ
の後抵抗器４０を介してトランジスタ３９をオンするこ
とでモーターを駆動させる。このように、充電動作とモ
ーター駆動動作を同時に行わせない制御を行うことで、
電源の過電流を防ぎＶｕの低下、ダイオード２４の発熱
を防ぐことができる。

【００２６】また、商用電源２０が入力されない時は、
バックアップ電源１０より昇圧回路３６を介してモータ
ー６に電源が供給される構成であり、バックアップ電源
１０によるモーター駆動をおこなうことができる。尚、
昇圧回路内には逆流防止用ダイオードを有する構成であ
るため、商用電源供給時に意図しないバックアップ電源
への充放電はない。

【００２７】なお、実施例２の説明の中でバックアップ
電源は特定していないが、充電可能なエネルギー素子、
例えばニッケル水素、ニッケルカドミウム等の２次電池
やコンデンサ等であればいずれの場合も前述した同等の
効果が得られる。

【００２８】また、実施例２では補助ヒーターを介して
商用電源によりバックアップ電源の充電とモーター駆動
を行う構成としているが、主ヒーターを介してバックア
ップ電源を充電する構成としても、充電時、Ｖｕ生成時
の制限電流が増えることを除いては同等の効果が得られ
る。

【００２９】また、実施例２では定電流でバックアップ
電源を充電する構成としているが、定電圧でバックアッ
プ電源を充電する構成としても同等の効果が得られる。

【００３０】また更に、実施例２では商用電源が供給さ
れていない時、バックアップ電源を昇圧してマイクロコ
ンピュータ、負荷回路、モーターに電源供給する構成と
しているが、バックアップ電源を降圧して供給もしくは
バックアップ電源から逆流阻止用ダイオードを介して供
給したとしても、マイクロコンピュータ、負荷回路、モ
ーターの動作電圧以上の電圧であれば同等の効果が得ら
れる。

【００３１】また、実施例２では非安定化電源Ｖｕをダ
イオード、電解コンデンサ、ツェナーダイオードにより
半波整流、平滑により生成する構成としているが、ディ
スクリート部品による全波整流、平滑によるものであっ
ても、１チップＡＣ−ＤＣコンバータＩＣによるもので
あっても同等の効果が得られる。商用電源また更
に、商用電源からマイクロコンピュータ、負荷回路への
電源供給手段は特筆してないが、スイッチング電源、ト
ランス電源、抵抗ドロップ電源等いずれであっても同等
の効果が得られる。

【００３２】また、実施例２では充電動作とモーター駆
動動作を同時に行わない制御を行うとして説明したが、
充電電流とモーター電流の総和が電源に対して過負荷で
なければ、前述した制御は行わないとしても、簡素で安
価な構成を実現できる。

【００３３】また、本構成では補助ヒ−タ−の駆動は特
筆していないが、補助ヒ−タ−駆動する時は、スイッチ
２２をオン、スイッチ２３をオフして充電動作を停止さ
せようとも、スイッチ２２、２３のオン動作を交互に繰
り返すようにしたとしても同等の効果が得られる。スイ
ッチ２２、２３のオン動作を交互に繰り返す制御の場合
は、充電動作を短縮できる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、バックア
ップ電源の充電を加熱ヒーターを介して商用電源により
行うことで、充電時の消費電力の大半を加熱ヒーターで
消費させ、電力ロスを容器内の液体を加熱することに利
用することができる省エネ性能を向上させた電気湯沸か
し器を提供できる。

【００３５】また、充電時の電流制限を加熱ヒ−タ−で
兼用した構成であるため、安価な構成の電気湯沸かし器
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１、２の実施例を示す構成図

【図２】本発明の第１の実施例の制御回路図

【図３】本発明の第２の実施例の制御回路図

【符号の説明】

４加熱ヒーター７電動ポンプ９商用電源供給手段１０バックアップ電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4B055 AA34 BA27 BA37 CA71 CC04 CC10 CC17 CD61 DB02 DB21 GB29 GD01

Claims

【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
体を加熱する加熱ヒーターと、制御電源により動作する
制御部と、商用電源の入力部である商用電源供給手段
と、前記商用電源供給手段から商用電源が入力されない
時、前記制御電源に電源を供給するバックアップ電源を
備え、前記バックアップ電源の充電を、前記加熱ヒータ
ーを介して商用電源により行うことを特長とする電気湯
沸かし器。
【請求項２】加熱ヒーターは、出力の異なる大小２種
類のヒーターを備え、バックアップ電源の充電は、前記
加熱ヒーターの出力小のヒーターを介して商用電源によ
り行う請求項１に記載の電気湯沸し器。
【請求項３】容器内の液体を吐出させる電動ポンプを備
え、商用電源が入力されない時、バックアップ電源によ
り前記電動ポンプを駆動する請求項１または２に記載の
電気湯沸し器。
【請求項４】商用電源が供給されている時、加熱ヒータ
ーを介して商用電源により電動ポンプに電源供給する請
求項３に記載の電気湯沸し器。
【請求項５】商用電源により電動ポンプを駆動している
とき、バックアップ電源への充電動作を停止する請求項
３または４に記載の電気湯沸し器。