JP2003054698A - 定量注出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】水位が中間にある時、その中間水位後の低水位
の水頭圧に応じて注出弁の開放時間を夫々に補正し、適
温の湯の杯数を多くし、かつ、定量性もを確保させるよ
うにすることを目的とする。 【解決手段】給水パイプ６に給水弁７と流量センサ８と
を設ける。高水位で給水弁７の開閉を制御する上フロー
トスイッチ３と、低水位で給水弁７の開閉を制御する下
フロートスイッチ４とを設ける。水位が高水位にある時
は上フロートスイッチ３で給水弁７を開閉し、水位が上
フロートスイッチ３と下フロートスイッチ４との中間に
ある時は、給水量を減らして湯温低下を抑えて水位を低
下させ、水位が所定値以下に低下した時は下フロートス
イッチ４で給水弁７を開閉するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】本発明は、例えば給茶機において、適温の
湯の杯数を多くし、かつ、定量性をも確保できるように
した定量注出装置に関する。 【０００２】 【従来技術】従来、例えば給茶機は、ヒータを備えてそ
の入り切りで貯溜されたタンク内の湯をほぼ一定の湯温
に保持し、湯の注出口が、タンクの流出口に注出弁を介
して茶葉を収容する茶漉しの設けられた注出位置に臨ん
でいる。そして、注出スイッチを操作すると、注出弁が
所定時間開放されて茶漉しに向けて湯が注出されるよう
になっている。ここで注出口からの注出量は、貯溜され
た湯の水頭圧と、注出弁の開放時間により定まるもの
で、従来では注出動作が行われたらその都度高水位で動
作する上フロートスイッチで給水弁を開閉してタンク内
に水を補給して常に所定の高水位を保ち、すなわち、水
頭圧を一定に保持しつつ電磁弁を一定時間ずつ開放して
一定の注出量を確保し、お茶を定量ずつ注出するように
なっていた。 【０００３】しかし、このような従来の給茶機では、水
位を高水位のみで制御するため、お茶の注出が頻繁に行
なわれる繁忙期では、注出の都度水の補給を行なってい
ると、ヒータによる加熱が間に合わず湯温が次第に低下
し低温のお茶を注出する不具合があった。ちなみに、図
５に示すように湯温９０℃で沸かして適温７０℃以上と
し、１杯の注出量を１００ｍｌとした場合、適温での注
出杯数が６０杯が限度であった。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】そこで、このように、
お茶の注出が頻繁に行なわれる繁忙期では、図６に示さ
れるように、注出するごとに同量の水を１杯ごと給水す
る制御からしばらく給水を停止して湯温が上昇するごと
に少量の水を補給する制御とすることで、給水する絶対
量を減らして湯温の低下を抑える方法がとられた。そし
て、このような制御を繰り返しタンクの水位が低水位ま
で低下すると、低水位で給水弁を開閉する下フロートス
イッチで注出するごとに同量の水を１杯ごとに給水する
制御とすることで適温の湯の杯数を多くとることができ
た。しかし、このような方法であると水位の低下に伴な
う水頭圧の減少によって、注出する湯量が低下してしま
う不具合があった。ちなみに湯温９０℃で沸かして適温
７０℃以上とし、１杯の注出量を１００ｍｌとした場合
の注出杯数が１６０杯となったが、実際の注出量は最初
１００ｍｌであるが最終的には８５ｍｌまでに減少して
しまう。 【０００５】したがって、お茶の湯の注出量を一定に保
持するために、貯溜された湯の水位、すなわち、繁忙期
の中間水位、繁忙期後の低水位の夫々の水頭圧に応じて
注出弁の開放時間を補正する必要がある。 【０００６】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、繁忙期の中間水位、繁忙期後の低水位の水頭圧に
応じて注出弁の開放時間を夫々に補正し、適温の湯の杯
数を多くし、かつ、定量性もを確保させるようにするこ
とを目的とするものである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】請求項１記載の定量注出
装置は、液体を貯溜したタンクと、このタンク内の液体
を加熱するヒータと、前記タンクの流出口に設けられ液
体を所定量ずつ順次流出させる注出弁と、前記タンクに
液体を補給する給水パイプと、この給水パイプに設けら
れた給水弁と流量センサと、前記タンクの高水位で前記
給水弁の開閉を制御する上フロートスイッチと、低水位
で前記給水弁の開閉を制御する下フロートスイッチとを
有し、水位が高水位にある時は上フロートスイッチで給
水弁を開閉し、水位が前記上フロートスイッチと下フロ
ートスイッチとの中間にある時は、給水量を減らして湯
温低下を抑えて水位を低下させ、水位が所定値以下に低
下した時は下フロートスイッチで給水弁を開閉するよう
にしたものにおいて、前記水位が前記上フロートスイッ
チと下フロートスイッチとの中間位置にある時は、流量
センサによる給水量と注出量との差を演算する水位演算
手段により水位を算出し、この水位演算手段の演算結果
に基づいて水位が低下するほど前記注出弁の開放時間を
増加させるように注出弁の開放時間を補正する第１の注
出弁開時間補正手段を有すると共に、水位が低水位にあ
る時は高水位の水頭値Ｈ１と低水位の水頭値Ｈ２から演
算した演算結果に基づく１／（Ｈ２／Ｈ１）の１／２乗
倍の注出弁の開放時間を補正する第２の注出弁開時間補
正手段とを具備したことを特徴とする。そして、この構
成により水位が中間にある時、低水位にある時の夫々の
水頭圧に応じた注出弁の開放時間を夫々補正し、適温の
湯の杯数を多くし、かつ、定量性をも確保できる。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を参照して説明する。 【０００９】 【実施例】図１は本発明の例えば給茶機の構成図を示す
もので、１は水を貯溜するためのタンクで、このタンク
１内には貯溜した水を沸かすためのヒータ２が設けられ
ている。３は高水位検知用の上フロートスイッチ、４は
低水位検知用の下フロートスイッチである。５はタンク
１内の湯温を検出するための湯温センサ、６はタンク１
内に水を供給するための給水パイプ、７は水の給水制御
を行なう給水弁、８は給水の流量を検出する流量センサ
で夫々前記給水パイプ６に設けられている。９は流出口
で注出パイプ１０が取り付けられ、この注出パイプ１０
に注出弁１１が設けられている。１２はカップで注出パ
イプ１０より供給される湯およびお茶の原料を受けるよ
うに配置される。１３は制御装置である。 【００１０】そして制御装置１３は図１ないし図２に示
されるように、上フロートスイッチ３により高水位を保
ちながら湯温センサ５の湯温信号に基づきヒータ２を入
り切りし、タンク１内の湯を沸かし、下フロートスイッ
チ４で低水位を保ちなが湯温センサ５の湯温信号に基づ
きヒータ２を入り切りし、ヒータ２により湯を沸かすよ
うになっている。また、流量センサ８による給水量と流
出口より流出される注出量との差を演算する水位演算手
段１４により水位を算出し、この水位演算手段１４の演
算結果に基づいて水位が低下するほど前記注出弁１１の
開放時間を増加させるように注出弁１１の開放時間を補
正する第１の注出弁開時間補正手段１５を有するととも
に、水位が低水位にある時は高水位の水頭値Ｈ１と低水
位の水頭値Ｈ２から演算した演算結果に基づく１／（Ｈ
２／Ｈ１）の１／２乗倍の注出弁１１の開放時間を補正
する第２の注出弁開時間補正手段１６を有している。 【００１１】次に、本実施の形態の作用を説明する。制
御装置１３の機能による定量注出動作について、図３の
定量注出動作を説明するフローチャート及び図４の湯
温、給水弁の開閉状態及びタンク水位を示すチャート図
を参照して説明する。 【００１２】まず、給水弁７を開にしてタンク１内に給
水し高水位検知用の上フロートスイッチ３で高水位Ｈ１
を保持する。そして、ヒータ２に通電してタンク１内の
水を高水位で沸かす。次に注出が開始（ステップ１）さ
れると短時間に連続注出有りか否かを判断する（ステッ
プ２）。短時間に連続注出がないと判断されれば上フロ
ートスイッチ３で通常の注出制御を行なう（ステップ
３）。また、例えば２０分間に４０杯以上の注出がある
等の検出方法で検出し短時間に連続注出有りと判断され
ると、次に下フロートスイッチ４がオンしているか否か
を判断する（ステップ４）。 【００１３】下フロートスイッチ４がオンしていないと
判断されると湯温が例えば８０℃以下に低下しているか
否かを判断する（ステップ５）。湯温が８０℃以下に低
下していないと判断されると上フロートスイッチ３で通
常の注出制御を行なう（ステップ６）。湯温が８０℃以
下に低下していると判断されると給水制御を今までの注
出動作をするごとにそれと同量の水を１杯ごとに給水す
る制御から給水を停止し、湯温が８６℃まで上昇したか
否かを判断し（ステップ７）湯温が８６℃まで上昇して
いると判断されると一定量の水を流量センサ８で計測し
て給水する制御（ステップ８）とすることで給水する水
の絶対量を減らして湯温の低下を抑える。そして、湯温
が８６℃であると判断されると、図４のチャート図
（ロ）のように給水動作があり湯温が８０℃まで低下
し、再び給水が停止して湯温が８６℃になるように図４
のチャート図（イ）のように繰り返し制御されるととも
に水位がチャート図（ハ）のように徐々に低下する。 【００１４】そして、このように上フロートスイッチ３
がオフ状態で湯温が８０℃以上を保持している期間に行
われる注出動作は、間欠給水動作を繰り返し行なうこと
でタンク１内の水位が徐々に低下し、高水位Ｈ１に比べ
て水頭値が徐々に減少するため水頭圧が徐々に減少し給
水が無い時には１杯分の注出量が徐々に減少し、給水が
ある時だけは（給水量-１杯分の注水量）分だけ増加す
ることになる。 【００１５】そして、このような注出動作に対して注出
弁１１の開放時間を補正することにより定量性が確保で
きる。すなわち、流量センサ８による検出される給水量
と注出弁１１の注出量との差を演算する水位演算手段１
４によりタンク１内の水位がＨ３と算出されると水頭値
Ｈ３から演算した演算結果に基づく１（Ｈ３／Ｈ１）の
１／２乗倍注出弁１１の開放時間を第１の開放時間補正
手段１５により補正される（ステップ９）。 【００１６】次に、タンク１内の水位が注出動作の繰り
返すことにより図４のチャート図（ハ）のように徐々に
低下して低水位Ｈ２まで低下し、下フロートスイッチ４
がオフと判断されると、以後は下フロートスイッチ４に
より検知して注出するごとにそれと同量の水を１杯ごと
に給水する制御に切り換えて制御する。しかし、このよ
うにタンク１内の水位が低水位Ｈ２まで低下すると前述
したようにタンク１内の水位が高水位Ｈ１に比べて水頭
値が減少するため水頭圧が減少し１杯分の注出量が減少
することになる。 【００１７】そして、このような注出動作に対しても注
出弁１１の開放時間を補正することより定量性が確保で
きる。すなわち、流量が水頭値の１／２乗に比例するこ
とから、制御装置１３の第２の注出弁開時間補正手段１
６が、高水位の水頭値Ｈ１と低水位の水頭値Ｈ２から演
算した演算結果に基づく１／（Ｈ２／Ｈ１）の１／２乗
倍の注出弁１１の開放時間を補正することにより行われ
る（ステップ１０）。その後は湯温が７０℃以下か否か
が判断される（ステップ１１）。７０℃以下でないと判
断されれば注出動作は（ステップ１０）に戻って繰り返
し行われる。また、湯温が７０℃以下と判断されれば注
出動作は停止され（ステップ１２）給水沸き上げ（ステ
ップ１３）を行なう。 【００１８】なお、本発明は流出口９を１箇所に設けた
場合について説明したが、流出口９の上部に流出口１７
を設けるとともに、この流出口１７に注出パイプ１８を
設け、この注出パイプ１８に注出弁１９を設けるように
複数設けても良い。この場合の第２の注出弁開放時間補
正手段は、高水位の水頭値ｈ１と低水位の水頭値ｈ２か
ら演算した演算結果に基づく１／（ｈ２／ｈ１）の１／
２乗倍の注出弁１９の開放時間を補正することにより行
われる。 【００１９】 【発明の効果】請求項１記載の定量注出装置によれば、
中間水位時、及び、その中間水位後の低水位時の夫々の
水頭圧に応じた注出弁の開放時間を補正することによ
り、適温の湯の杯数を多くし、かつ、定量性をも確保で
きる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施形態を示す定量注出装置の構成
図である。 【図２】同上定量注出装置の制御ブロック図であ。 【図３】同上注出動作を説明するフローチャートであ
る。 【図４】同上（イ）は湯温、（ロ）は給水弁動作、
（ハ）はタンク水位を説明するチャート図である。 【図５】従来の給水弁動作と湯温との関係を説明するチ
ャート図である。 【図６】従来の給水弁動作と湯温との関係を説明するチ
ャート図である。 【符号の説明】 １ タンク ２ ヒータ ３ 上フロートスイッチ ４ 下フロートスイッチ ５ 湯温センサ ６ 給水パイプ ７ 給水弁 ８ 流量センサ ９ 流出口 １０ 注出パイプ １３ 制御装置 １４ 水位演算手段 １５ 第１の注出弁開時間補正手段 １６ 第２の注出弁開時間補正手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三井田 正夫 群馬県前橋市古市町180番地 東芝機器株 式会社内 (72)発明者 坂口 修一 群馬県前橋市古市町180番地 東芝機器株 式会社内 Ｆターム(参考） 3E082 AA01 BB04 CC02 DD02 DD05 DD12 EE01 FF05 4B004 AA18 BA04 BA35 CA04 CA08

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 液体を貯溜したタンクと、このタンク内
   の液体を加熱するヒータと、前記タンクの流出口に設け
   られ液体を所定量ずつ順次流出させる注出弁と、前記タ
   ンクに液体を補給する給水パイプと、この給水パイプに
   設けられた給水弁と流量センサと、前記タンクの高水位
   で前記給水弁の開閉を制御する上フロートスイッチと、
   低水位で前記給水弁の開閉を制御する下フロートスイッ
   チとを有し、水位が高水位にある時は上フロートスイッ
   チで給水弁を開閉し、水位が前記上フロートスイッチと
   下フロートスイッチとの中間にある時は、給水量を減ら
   して湯温低下を抑えて水位を低下させ、水位が所定値以
   下に低下した時は下フロートスイッチで給水弁を開閉す
   るようにしたものにおいて、前記水位が前記上フロート
   スイッチと下フロートスイッチとの中間位置にある時
   は、流量センサによる給水量と注出量との差を演算する
   水位演算手段により水位を算出し、この水位演算手段の
   演算結果に基づいて水位が低下するほど前記注出弁の開
   放時間を増加させるように注出弁の開放時間を補正する
   第１の注出弁開時間補正手段を有すると共に、水位が低
   水位にある時は高水位の水頭値Ｈ１と低水位の水頭値Ｈ
   ２から演算した演算結果に基づく１／（Ｈ２／Ｈ１）の
   １／２乗倍の注出弁の開放時間を補正する第２の注出弁
   開時間補正手段とを具備したことを特徴とする定量注出
   装置。