JP2007289553A - 電気湯沸かし器 - Google Patents

Abstract

【課題】電源ブレーカ動作を回避しつつ、湯沸かし時間を限りなく短縮することができる電気湯沸かし器を提供することを目的とする。
【解決手段】第１、第２の保温制御温度から１つを選択し加熱手段５を通電制御する保温制御部８と、第２の温度で保温制御中に液体追加があったか否かを検知する液体追加検知手段９と、第２から第１へ保温制御温度を移行するときに液体追加を検知すると沸騰まで加熱制御する省電力自動制御手段１０と、加熱中の電源電圧変動を検知する電圧変動検知手段１３と、加熱手段５の連続通電時間を決定する連続通電時間決定手段２１と、加熱手段５への通電率を制御する回避制御手段１４とを備え、電圧変動検知手段１３からの検知情報に基づき加熱手段５の加熱制御を可変可能とした。これにより、電源ブレーカ動作を回避しつつ、湯沸かし時間を限りなく短縮でき、効率的で使い勝手の良いものとなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、使用者の使用状況を学習し、学習した結果に基づき、液体（湯）の温調制御を自動的に行う電気湯沸かし器に関するものである。

従来、この種の電気湯沸かし器は、使用者の使用実態を学習し、学習データに基づき、使用時間帯は使用者の所望する湯温維持動作を、不使用時間帯はお湯への加熱動作を停止もしくは抑制しているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この電気湯沸かし器によれば、不使用時間帯はお湯への加熱動作を自動的に停止もしくは抑制しているので、手間なくかつ精度良く省エネ自動運転ができるものである。
特開２００３−２８４６４４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、不使用時間帯から使用時間帯へ移行するときの液体の加熱中は、電源ブレーカ動作を回避するために、常時、固定されたオンオフデューティー制御により加熱手段への通電を行っている。しかし、各家庭の電化製品の使用状況によっては、電源ブレーカ動作の回避が不要な場合もあり、このようなときは固定されたオンオフデューティー通電制御では加熱時間が長くなってしまい、使い勝手が良くなかった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電源ブレーカ動作を回避しつつ、湯沸かし時間を限りなく短縮して、効率的で使い勝手の良い電気湯沸かし器を提供することを目的とするものである。

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、第１の所定温度と第１の所定温度よりも低い第２の所定温度との少なくとも２通りの保温制御温度を有し、使用者の使用パターンに基づいて保温制御温度の中から１つを選択し、選択された保温制御温度に基づき加熱手段を通電制御する保温制御部と、この保温制御部が第２の所定温度で保温制御中に液体の追加があったか否かを検知する液体追加検知手段と、使用者の使用パターンに基づいて保温制御部が第２の所定温度から第１の所定温度へ保温制御温度を移行するときに液体追加検知手段により液体の追加を検知すると液体を沸騰まで加熱制御する省電力自動制御手段と、加熱手段による加熱中の電源電圧変動を検知する電圧変動検知手段と、加熱手段の連続フル通電の連続通電時間を決定する連続通電時間決定手段と、加熱手段への通電率を制御する回避制御手段とを備え、電圧変動検知手段からの検知情報に基づき連続通電時間決定手段と回避制御手段とによる加熱手段の加熱制御を可変可能としたものである。

これによって、電圧変動検知手段による電源電圧変動の検知情報に基づき、加熱手段の加熱制御が可変でき、オンオフのデューティー通電は行わず終始連続通電する、または連続通電は行わず終始オンオフのデューティーで通電する、あるいは連続通電とオンオフのデューティー通電の最適組み合わせとすることが可能となり、電源ブレーカ動作を回避しつつ、湯沸かし時間を限りなく短縮することができ、効率的で使い勝手の良い電気湯沸かし器を提供することができる。

本発明の電気湯沸かし器は、電源ブレーカ動作を回避しつつ、湯沸かし時間を限りなく短縮することができ、効率的で使い勝手の良い電気湯沸かし器を提供することができる。

第１の発明は、第１の所定温度と第１の所定温度よりも低い第２の所定温度との少なくとも２通りの保温制御温度を有し、使用者の使用パターンに基づいて保温制御温度の中から１つを選択し、選択された保温制御温度に基づき加熱手段を通電制御する保温制御部と、この保温制御部が第２の所定温度で保温制御中に液体の追加があったか否かを検知する液体追加検知手段と、使用者の使用パターンに基づいて保温制御部が第２の所定温度から第１の所定温度へ保温制御温度を移行するときに液体追加検知手段により液体の追加を検知すると液体を沸騰まで加熱制御する省電力自動制御手段と、加熱手段による加熱中の電源電圧変動を検知する電圧変動検知手段と、加熱手段の連続フル通電の連続通電時間を決定する連続通電時間決定手段と、加熱手段への通電率を制御する回避制御手段とを備え、電圧変動検知手段からの検知情報に基づき連続通電時間決定手段と回避制御手段とによる加熱手段の加熱制御を可変可能とした電気湯沸かし器としたものである。これによって、電圧変動検知手段による電源電圧変動の検知情報に基づき、加熱手段の加熱制御が可変でき、オンオフのデューティー通電は行わず終始連続通電する、または連続通電は行わず終始オンオフのデューティーで通電する、あるいは連続通電とオンオフのデューティー通電の最適組み合わせとすることが可能となり、電源ブレーカ動作を回避しつつ、湯沸かし時間を限りなく短縮することができ、効率的で使い勝手の良い電気湯沸かし器を提供することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、保温制御部が第２の所定温度から第１の所定温度へ保温制御温度を移行するときに液体追加検知手段により液体の追加を検知しなければ第１の所定温度よりも高い第３の所定温度まで加熱する追加未検知加熱手段を備えたことにより、第１の所定温度での保温安定時間を短縮でき、かつ、使用者が他機器との併用使用時に電源ブレーカの動作を意識する必要もなくなり、使い勝手をよくすることができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、回避制御手段により通電率を制御する加熱中であることを表示する回避制御加熱中表示手段を有することにより、通電率を制御する加熱中であることを使用者に知らせることができる。したがって、使用者は電力量の高い機器でなければ、併用使用を回避する必要もなくなり、使い勝手をよくすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態）
図は、本発明の実施の形態における電気湯沸かし器を示している。

図１において、電気湯沸かし器の機器本体１は、加熱する液体（湯）を収容する容器２と、容器２に取り付けて容器２内の液体の温度を検知する温度検知手段３と、容器２内の液体をポンプにより排出する排出手段４と、９２５Ｗ、７５Ｗの２つののヒータからなる加熱手段５とを有している。

そして、使用検出手段６は、加熱手段５と排出手段４からの入力により容器２内の液体の使用実態を検出するものである。記憶手段７は、使用検出手段６からの出力を所定周期（本実施の形態では２０分周期）で入力し、複数の記憶エリアに順次蓄積していくもので、使用者の使用実態を学習し、使用時間帯と不使用時間帯を記憶している。

保温制御部８は、第１の所定温度と第１の所定温度よりも低い第２の所定温度との少なくとも２通りの保温制御温度を有し、使用者の使用パターン（記憶手段７からの入力）に基づいて複数の保温制御温度の中から１つを選択し、選択された保温制御温度に基づき加熱手段５を通電制御するものである。本実施の形態では、第１の所定温度は使用者による設定温度である９８℃、第２の所定温度は６０℃としている。また、温度検知手段３からの入力および選択された保温温度との関係に基づき、加熱手段５の７５Ｗヒータをオンオフさせて温調制御し、保温モード中に温度検知手段３からの入力に基づき、容器２内の水が、選択された保温温度よりも５℃低くなると、沸騰モードに移行して加熱手段５の９２５Ｗヒータをオンし、沸騰すると保温モードへ移行する。

液体追加検知手段９は、保温制御部８が第２の所定温度で保温制御中に液体の追加があったか否かを検知するものである。具体的には、保温制御部８が容器２内の液体を６０℃で保温制御中に６０℃を下回らない液体の追加（本実施の形態では湯温が５℃低下する時間が１０秒未満）があったか否かを検知する。

省電力自動制御手段１０は、使用者の使用パターンに基づいて、保温制御部８が第２の所定温度から第１の所定温度へ保温制御温度を移行するときに、液体追加検知手段９により液体の追加を検知すると、液体を沸騰まで加熱制御するものである。具体的には、保温制御部８が６０℃から９８℃の保温制御に移行するときに、液体追加検知手段９からの入力により、６０℃の保温制御中に液体の追加があったならばおまかせ沸騰モードに移行し、加熱手段５の９２５Ｗヒータにより容器２内の液体を沸騰まで加熱する。沸騰設定入力手段１１は、その操作により加熱手段５の９２５Ｗヒータをオンさせるものである。

追加未検知加熱手段１２は、保温制御部８が第２の所定温度から第１の所定温度へ保温制御温度を移行するときに、液体追加検知手段９により液体の追加を検知しなければ、第１の所定温度よりも高い第３の所定温度まで加熱するものである。すなわち、保温制御部８が６０℃から９８℃の保温制御に移行するときに、液体追加検知手段９からの入力により、６０℃の保温制御中に液体の追加が検知されなければ、加熱手段５の９２５Ｗヒータにより容器２内の液体を第３の所定温度（本実施の形態では、液量に関わらず使用者による設定温度である９８℃＋１℃の９９℃）まで加熱する機能を省電力自動制御手段１０の機能に追加したものである。

電圧変動検知手段１３は、常時、加熱手段５により加熱中の電源電圧変動を検知しているものである。回避制御手段１４は、省電力自動制御手段１０、または追加未検知加熱手段１２からの入力により、加熱手段５の９２５Ｗヒータへの通電率（本実施の形態では、１５秒オン１５秒オフ）を制御するものである。連続通電時間決定手段２１は、電圧変動検知手段１３からの入力により、オンオフのデューティー通電の前に行う連続フル通電の連続通電時間を決定し制御するものである。

これによって、電圧変動検知手段１３による電源電圧変動の検知情報に基づき、加熱手段５の加熱制御が自動で可変（更新設定）でき、オンオフのデューティー通電は行わず終始連続通電する、または連続通電は行わず終始オンオフのデューティーで通電する、あるいは連続通電とオンオフのデューティー通電の最適組み合わせとすることが可能となり、電源ブレーカ動作を回避しつつ、湯沸かし時間を限りなく短縮することができ、効率的で使い勝手の良い電気湯沸かし器を提供することができる。

回避制御加熱中表示装置２０は、回避制御手段１４により通電率を制御する加熱中であることを表示するものであり、通電率を制御する加熱中であることを使用者に知らせることができる。これにより、電力量の高い機器でなければ、他機器との併用使用を回避する必要もなくなり、使い勝手をよくすることができる。

以上のように構成された電気湯沸かし器の動作を図２に基づき更に詳細に説明する。

図２は、使用検出手段６、保温制御部８、液体追加検知手段９と省電力自動制御手段１０の制御内容を説明するフローチャートである。

図２に示すように、電気湯沸かし器に電源がオンされると、モードの分岐により（ＳＴＥＰ１）、保温モード（ＳＴＥＰ２）、沸騰モード（ＳＴＥＰ４）、またはおまかせ沸騰モード（ＳＴＥＰ３）に移行し、各モードにおいて、使用検出手段６は容器２内の液体の使用実態検出を行い、排出手段４による排出の有無および沸騰設定入力手段１１による沸騰操作の有無を示す使用状況を、２０分を単位時間として（ＳＴＥＰ９、ＳＴＥＰ１１）記憶手段７の該当エリアに書き込んでいく（ＳＴＥＰ１０、ＳＴＥＰ１２）。ただし、使用状況の書き込み方法は、２０分を単位時間としてエリア１からエリア７２まで、排出時刻と沸騰操作時刻を含む単位時間帯とその前後の単位時間帯を使用時間とし、それ以外の単位時間帯を不使用時間として分けて記憶していくものとする。

そして、保温制御部８は、リセット解除後２４時間が経過するまでは（ＳＴＥＰ１３）、９８℃保温（ＳＴＥＰ２５）、つまり、９８℃保温温度により容器２内の液体を温調し、９８℃自動沸騰温度に基づき（ＳＴＥＰ２６）、保温モード（ＳＴＥＰ２７）を維持、あるいは沸騰モード（ＳＴＥＰ２８）へ移行させる。リセット解除後２４時間が経過すれば（ＳＴＥＰ１３）、保温制御部８は、前日までの該当エリアの蓄積使用結果を記憶手段７から読み出し（ＳＴＥＰ１４）、該当時間帯の使用実態に応じて（ＳＴＥＰ１５）、不使用時間帯なら６０℃保温（ＳＴＥＰ１６）、使用時間帯で前回の時間帯が６０℃保温でないならば（ＳＴＥＰ２１）、９８℃保温制御（ＳＴＥＰ２５）を行う。

ところで、保温制御部８が６０℃保温中（ＳＴＥＰ１６）は、液体追加検知手段９は容器２内への液体追加の有無の検知を実施（ＳＴＥＰ１７）し、液体の追加が検知され、液温が６０℃保温温度より５℃低い、６０℃自動沸騰温度を下回ったなら（ＳＴＥＰ１８）沸騰モードへ移行（ＳＴＥＰ２０）するように保温制御部８へ信号を出力し、６０℃自動沸騰温度を下回らなければ（ＳＴＥＰ１８）６０℃保温中水追加フラグをセットし（ＳＴＥＰ１９）、省電力自動制御手段１０に信号を出力する。

そして、省電力自動制御手段１０は、保温制御部８にて該当時間帯の使用実態が使用（ＳＴＥＰ１５）で、かつ前回の時間帯が６０℃保温（ＳＴＥＰ２１）であることを検知すると、液体追加検知手段９からの入力に基づき、６０℃保温中に水の追加があった（ＳＴＥＰ２２）と検知すると、６０℃保温水追加フラグをクリア（ＳＴＥＰ２３）するように液体追加検知手段９に信号を出力した後、おまかせ沸騰モードへ移行（ＳＴＥＰ２４）するときに、沸騰検知するまでは保温制御部８を動作停止させ、６０℃保温中に水の追加が検知されていなければ（ＳＴＥＰ２２）、９８℃保温へ移行する（ＳＴＥＰ２７）ように保温制御部８に信号を出力する。

そして、省電力自動制御手段１０はおまかせ沸騰モード（ＳＴＥＰ３）では、加熱手段５の９２５Ｗヒータをオンして、容器２内の液体が沸騰するまで加熱し、沸騰検知すると（ＳＴＥＰ５）、保温モードへ移行する（ＳＴＥＰ６）よう保温制御部８に信号を出力して動作開始させる。また、保温制御部８は沸騰モード（ＳＴＥＰ４）に移行したときは、加熱手段５の９２５Ｗヒータをオンして容器２内の水が沸騰するまで加熱し、沸騰検知すると（ＳＴＥＰ７）、保温モードへ移行する（ＳＴＥＰ８）。

さらに、ＳＴＥＰ２４、ＳＴＥＰ２７における加熱手段５への通電制御について、図３に基づいて更に詳細に説明する。図３は、省電力自動制御手段１０と、追加未検知加熱手段１２と、回避制御手段１４の関係を示すフローチャートである。

保温制御部８が不使用時間帯から使用時間帯、つまり、６０℃保温から９８℃保温の温調制御に移行するときに、省電力自動制御手段１０が液体追加検知手段９から入力する信号により、６０℃保温中に６０℃を下回らない程度の水の追加を検知した場合に移行する、おまかせ沸騰モードにて、加熱手段５の９２５Ｗヒータをオンし容器２内の湯を沸騰するまで加熱したときに、省電力自動制御手段１０により、電圧変動検知手段１３の検知結果に基づき、電源ブレーカが動作しない程度の所定時間、連続通電を行い（他機器は未使用状態であるなどの検知結果によっては回避制御手段１４による断続通電は行わず終始連続通電）、所定時間経過後、さらに、電圧変動検知手段１３の検知結果に基づき、回避制御手段１４が断続通電（ＳＴＥＰ６０、ＳＴＥＰ６１、ＳＴＥＰ６２）によりリレーを１５秒ＯＦＦ（ＳＴＥＰ６３）あるいは１５秒ＯＮ（ＳＴＥＰ６４）し、モードの分岐（ＳＴＥＰ６５）で、おまかせ沸騰モード（ＳＴＥＰ６６）なら沸騰検知するまで加熱し（ＳＴＥＰ６８）、おまかせ温調モード（ＳＴＥＰ６７）なら水温が９９℃になるまで加熱し（ＳＴＥＰ６９）、それぞれ加熱が終了したなら保温モードへ移行するよう保温制御部８へ信号を出力する。

なお、本実施の形態では水量に関わらず９９℃まで加熱するとしたが、水量検知を行うことにより、水量に応じて９９℃、９８℃などと言ったように水量検知結果により加熱終了温度を変更させてもよい。

また、通電比率を１５秒オン、１５秒オフとしたが、併用電気機器の使用状況、リレーの接点寿命、ブレーカの電気特性などによっては１０秒オン、１０秒オフ、３０秒オン、１５秒オフなど、任意の通電比率にすることも可能である。また、通電比率は電源電圧検知結果に応じて常時変動することも可能である。

なお、本実施の形態では第１の所定温度を９８℃としたが、８５℃など、別の温度の場合もあり、このときの第２の所定温度は６０℃またはそれ以下でもよく、機器の構成などによってこの温度は変わる。また、第１の所定温度を９８℃と単一としたが、９８℃、８５℃、７０℃、同様に第２の所定温度も６０℃としたが、８５℃、７０℃、６０℃、５５℃といったように複数個備えて、使用者により選択可能とすることもできる。また、第１の所定温度が複数個あるならば、それぞれの設定温度に応じておまかせ温調終了温度を設定してもよい。

また、学習記憶内容は２週間分を蓄積して行うため、過去に使用時間と場合分けされていた単位時間帯でも、２週間不使用となれば、不使用時間に変更される。

また、マイコンの格納エリアの空き状況によっては、本実施の形態では２０分単位でエリア数を７２としたが、１０分単位でエリア数を１４４とすることで２４時間の使用実態を格納するなど、任意の数としても良い。

また、本実施の形態では６０℃保温中に６０℃を下回らない程度の水の追加を検知していたならば、６０℃から９８℃保温の温調制御に移行するときに容器２内の湯を沸騰まで加熱するとしたが、水の追加を検知したなら即沸騰まで加熱し、６０℃から９８℃保温の温調制御に移行するときは加熱するのみで沸騰はさせないとしてもよい。

また、本実施の形態では充電池などのバックアップ電池などを用いた場合については特に述べていないが、もし、バックアップ時も継続して使用検出手段６により容器２内の湯の使用実態検出を行い、記憶手段７により学習記憶内容を記憶できるなら、バックアップ中も使用実態の記憶を継続して行うこともできる。

また、水追加検知のしきい値として、本実施の形態では湯温が５℃低下する時間が１０秒未満としたが、容器の材質、大きさなどによってはこのしきい値は変わる。したがって、この場合はその容器に適したしきい値に設定すれば良い。

また、本実施の形態では水量によらず、水追加検知のしきい値は１つであるが、マイコンの容量に余裕があるのなら、水量によって複数個のしきい値をもたせても良い。

以上のような構成により、使用者の使用実態に基づいた生活パターン、あるいは、使用者の所望する使用パターンに合わせた保温制御を行うことで、省エネ自動運転を実現することが可能なものであり、不使用時間帯から使用時間帯に移行し容器２内の湯を加熱するときに、電源ブレーカの動作を自動的に回避しつつ、湯沸かし時間を限りなく短縮することができ、使い勝手を良くすることができる。

以上のように、本発明にかかる電気湯沸かし器は、電源ブレーカ動作を回避しつつ、湯沸かし時間を限りなく短縮することができ、効率的で使い勝手の良い電気湯沸かし器を提供することができるので、ビルトインタイプの給湯器などを含む多くの家庭電化製品など、待機電力量といった省エネ力が要求されるものなどにも適用できる。

本発明の実施の形態における電気湯沸かし器の構成を示すブロック図 同電気湯沸かし器における使用検出手段と保温制御部と省電力自動制御手段の制御内容を説明するフローチャート 同電気湯沸かし器における保温制御部と回避制御手段の制御内容を説明するフローチャート

符号の説明

３ 温度検知手段
４ 排出手段
５ 加熱手段
６ 使用検出手段
７ 記憶手段
８ 保温制御部
９ 液体追加検知手段
１０ 省電力自動制御手段
１１ 沸騰設定入力手段
１２ 追加未検知加熱手段
１３ 電圧変動検知手段
１４ 回避制御手段
２０ 回避制御加熱中表示装置
２１ 連続通電時間決定手段

Claims (3)

1. 第１の所定温度と第１の所定温度よりも低い第２の所定温度との少なくとも２通りの保温制御温度を有し、使用者の使用パターンに基づいて保温制御温度の中から１つを選択し、選択された保温制御温度に基づき加熱手段を通電制御する保温制御部と、この保温制御部が第２の所定温度で保温制御中に液体の追加があったか否かを検知する液体追加検知手段と、使用者の使用パターンに基づいて保温制御部が第２の所定温度から第１の所定温度へ保温制御温度を移行するときに液体追加検知手段により液体の追加を検知すると液体を沸騰まで加熱制御する省電力自動制御手段と、加熱手段による加熱中の電源電圧変動を検知する電圧変動検知手段と、加熱手段の連続フル通電の連続通電時間を決定する連続通電時間決定手段と、加熱手段への通電率を制御する回避制御手段とを備え、電圧変動検知手段からの検知情報に基づき連続通電時間決定手段と回避制御手段とによる加熱手段の加熱制御を可変可能とした電気湯沸かし器。
2. 保温制御部が第２の所定温度から第１の所定温度へ保温制御温度を移行するときに液体追加検知手段により液体の追加を検知しなければ第１の所定温度よりも高い第３の所定温度まで加熱する追加未検知加熱手段を備えた請求項１に記載の電気湯沸かし器。
3. 回避制御手段により通電率を制御する加熱中であることを表示する回避制御加熱中表示手段を有する請求項１または２に記載の電気湯沸かし器。