JP2008295637A - 電気湯沸かし器 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザのニーズに応じて保温モードでの保温形態を選択可能とし、かつ、簡単な構成であるにも拘わらず省エネを実現可能とする。
【解決手段】内容器２に収容した液体を加熱する加熱手段１２による加熱を、少なくとも、湯沸かしモードと保温モードで行わせる。保温モードは、少なくとも、加熱手段１２による加熱を通常保温電力で行う通常保温モードと、通常保温電力よりも小さい省エネ保温電力で行う省エネ保温モードとで構成する。加熱制御手段１８により、湯沸かしモードで、内容器２に収容した液体が設定温度まで加熱された後、設定温度よりも低い温度で通常保温する保温モードに移行させる。湯沸かしモードから通常保温モードに移行する際、第１通常保温又は省エネ保温モードのいずれか一方を選択可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気湯沸かし器に関するものである。

従来、電気湯沸かし器として、内容器と、液体温度を設定する保温温度設定手段と、保温時に内容器を加熱する保温加熱手段と、液体温度を検出する液体温度検出手段と、検出された液体温度が、保温温度設定手段によって設定された保温温度となるように、保温加熱手段を制御する保温加熱制御手段とを備え、所定時間以上操作がない場合、保温制御モードを、保温温度設定手段の保温温度設定状態に関係なく、所定の省エネモードに移行させるようにしたものが公知である（例えば、特許文献１参照）。

また、他の電気湯沸かし器として、入力手段より信号が入力されると、タイマー保温モ−ドとなり、制御手段により、所定時間だけ通常保温モ−ドの第１所定保温温度よりも低い第２所定温度で内容器内の液体を保温し、所定時間の経過後は第３所定温度まで加熱ヒ−タによってすばやく温度上昇させるようにしたものが公知である（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−１９００１７号公報 特開平１１−２１６０６４号公報

しかしながら、前者の電気湯沸かし器では、所定時間の間、操作がなければ、省エネモードに移行するようにしているだけであり、保温制御モードにより保温される間は、継続して加熱手段による加熱が続行される。

また、後者の電気湯沸かし器でも、湯沸かしが完了し、保温モードに移行した後も、加熱手段による加熱が続行される。

つまり、いずれの電気湯沸かし器であっても、保温モードに移行してからの所定時間の間は、予め設定された所定温度となるように温度調節されるだけである。

そこで、本発明は、ユーザのニーズに応じて保温モードでの保温形態を選択可能とし、かつ、簡単な構成であるにも拘わらず省エネを実現可能な電気湯沸かし器を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
内容器に収容した液体を加熱する加熱手段と、
前記液体の温度を検出する液体温度検出手段と、
前記加熱手段による加熱を、少なくとも、湯沸かしモードと保温モードで行わせる加熱制御手段と、
を備えた電気湯沸かし器であって、
前記保温モードは、少なくとも、前記加熱手段による加熱を通常保温電力で行う通常保温モードと、前記通常保温電力よりも小さい省エネ保温電力で行う省エネ保温モードとを有し、
前記加熱制御手段は、前記湯沸かしモードで、前記内容器に収容した液体が設定温度まで加熱された後、前記設定温度よりも低い温度で通常保温する保温モードに移行させ、
前記湯沸かしモードから前記通常保温モードに移行する際、前記通常保温モード又は前記省エネ保温モードのいずれか一方を選択可能とする通常保温選択手段を、さらに備えたものである。

この構成により、ユーザの好みにより、通常保温選択手段を操作すれば、湯沸かしモードから保温モードに移行する際、少なくとも、通常保温モード又は省エネ保温モードのいずれか一方を選択することができる。通常保温モードを選択した場合、液体温度の低下度合いを抑えて長期に亘って良好な通常保温状態を維持できる一方、省エネ保温モードを選択した場合、通常保温モードに比べて液体温度の低下度合いが大きくなるものの、消費電力を抑えることができる。

前記保温モードは、さらに、前記通常保温選択手段によって切替可能で、前記加熱手段による加熱を中止した自然冷却による第２の省エネ保温モードを有し、
前記第２の省エネ保温モードに移行後の、前記温度検出手段で検出される液体温度の変化に基づいて、液体温度の変化を予測する液体温度予測手段をさらに備え、
前記加熱制御手段は、前記液体温度予測手段で予測される液体温度が、第２の設定温度まで低下すると予測される時間が経過するまでは、スリープモードに移行し、その後、前記加熱手段による加熱制御を再開させるのが好ましい。

この構成により、湯沸かしモードから保温モードに移行した後は、加熱手段への通電を停止する上、加熱制御手段もスリープモードに移行させるので、電力が消費されることは殆どなくなり、非常に省エネ性に優れたものとすることができる。また、予測される液体温度が第２の設定温度まで低下したと判断される時間が経過すれば、自動的に加熱制御が再開されるので、必要以上に液体温度が低下して実用に適さないといった不具合が発生することもない。

また、前記保温モードは、さらに、前記通常保温選択手段によって切替可能で、前記加熱手段による加熱を中止した自然冷却による第２の省エネ保温モードを有し、
前記加熱手段により内容器に収容される液体を加熱し、その温度上昇度合いから容量を推測する液体容量推測手段と、
前記液体容量推測手段によって検出された液体の容量と、前記第２の省エネ保温モードに移行直後の液体の温度とから液体温度の変化を予測する液体温度予測手段と、
をさらに備え、
前記加熱制御手段は、前記液体温度予測手段で予測される液体温度が、第２の設定温度まで低下すると予測される時間が経過するまでは、スリープモードに移行し、その後、前記加熱手段による加熱制御を再開させるのが好ましい。

この構成により、湯沸かしモードから通常保温モードに移行した際の液体温度さえ検出すれば、それまでに推測した容量に基づいて、即座にスリープモードに移行することができ、消費電力を必要最小限に抑えることができる。

なお、前記第２の設定温度には、長時間その温度以下となれば、雑菌が繁殖する恐れがある要注意温度を使用してもよい。また、第２の設定温度を要注意温度よりも上方に設定しておくことにより、予測される液体温度が要注意温度よりも下がる危険性を確実に回避可能とするのが好ましい。

前記液体温度予測手段で予測される液体温度が第２の設定温度まで低下したと予測された時点で、前記温度検出手段で、実際の液体温度を検出し、予測される液体温度と実際の液体温度を比較することにより、予測される液体温度の変化度合いを修正する修正手段を、さらに備えるのが好ましい。

この構成により、より一層、予測される液体温度を実際の液体温度に近付けることができ、周囲の温度の違いや、内容器自身の保温性能を加味して、その後の加熱制御を適切な時期に再開させることが可能となる。

予測される液体温度の変化度合いの修正方法としては、例えば、予測される液体温度と実際の液体温度の差が、予め設定した温度範囲を超えることにより段階的に変更したり、一定の割合で液体温度が低下すると仮定して、湯沸かしモードから通常保温モードに移行した際の実際の温度と、その後に再度測定された実際の液体温度と、それまでに経過した時間とから液体温度の低下度合いを変更したりする方法が採用可能である。

前記通常保温選択手段により省エネ保温モードが選択されたことを表示する表示手段と、
前記表示手段に、予測される液体温度の変化を時刻と共に表示させる表示制御手段と、
をさらに備えるのが好ましい。

前記通常保温選択手段により省エネ保温モードが選択されたことを表示する表示手段と、
前記表示手段に、表示させる際の時刻に基づいて、予測される液体温度を表示させる表示制御手段と、
をさらに備えるのが好ましい。

これらの構成により、ユーザが表示手段を見れば、予測される液体温度の変化を視覚により把握可能となり、スリープモードであるにも拘わらず、給湯する際の液体温度が分かり、給湯した液体の温度でユーザが不愉快な思いをするのを回避することができる。

本発明によれば、ユーザの好みにより、通常保温モード又は省エネ保温モードのいずれか一方を選択できるので、必要に応じてモードを切り替えて、保温温度又は省エネのいずれか一方を優先させることが可能となる。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。

図１は、本実施形態に係る電気湯沸かし器の概略を示す。この電気湯沸かし器は、外a装体１に内容器２を収容し、上方開口部を蓋体３で閉鎖したものである。

外装体１の上方開口部は肩部材４で構成されている。肩部材４の一部は前方に突出し、その下面には注水口５が形成され、上面には操作パネル６が形成されている。操作パネル６には、図２に示すように、給湯スイッチ７、再沸騰スイッチ８、省エネスイッチ９などの各種スイッチと、表示パネル１０とが設けられている。

内容器２の底面には、同心上に加熱手段である加熱ヒータ１１及び保温ヒータ１２がそれぞれ設けられている。また、内容器２の底面中央部には液体温度検出手段である温度センサ１３が設けられている。さらに、内容器２の底面外周側には、吸込管１４を介して遠心ポンプ１５が接続されている。遠心ポンプ１５は吐出管１６を介して水位管１７に接続され、その先端は、外装体１の肩部に設けた注水口５に連通している。

図３に示すように、前記各種スイッチからの入力信号や温度センサ１３での検出温度は、制御装置１８に入力される。制御装置１８は、これら入力信号に基づいて、後述する処理等を実行し、表示パネル１０への表示、加熱ヒータ１１及び保温ヒータ１２への通電、遠心ポンプ１５の駆動等を制御する。

次に、前記構成の電気湯沸かし器の動作について、図４に示すフローチャートに従って説明する。

内容器２内に液体（主に、水）が収容された状態で、電源が投入されると（ステップＳ１）、加熱ヒータ１１への通電（ここでは１２Ｗ）を開始して湯沸かしモードを開始する（ステップＳ２）。そして、温度センサ１３での検出温度に基づいて、収容した液体が沸騰して第１設定温度（ここでは、９８℃）に到達したと判断すれば（ステップＳ３）、湯沸かしモードから保温モードへと移行する。

保温モードでは、モード切替スイッチによりいずれのモードが選択されたのかを判断する（ステップＳ４）。

通常保温モードが選択された場合、加熱ヒータ１１への通電を停止し（ステップＳ５）、保温ヒータ１２による加熱制御を開始する（ステップＳ６）。保温ヒータ１２による加熱は温度センサ１３で検出される液体温度に基づいて、従来同様、印加電圧をデューティー制御することにより行う。そして、液体温度を一定温度（ここでは、９０℃）に維持する。

一方、省エネ保温モードが選択された場合、液体の温度に関係なく、保温ヒータ１２への通電を一定値（ここでは、６Ｗ）とする（ステップＳ７）。これにより、保温ヒータ１２での消費電力を抑制することが可能となる。

このように、前記第１実施形態に係る電気湯沸かし器では、ユーザがモード切替スイッチを操作することにより、内容器２に収容した液体を通常通り保温するのか、省エネを優先して消費電力を抑えるのかを選択することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態とは、省エネ保温モードでの処理が相違する。以下、図５を参照しつつ、相違点のみについて説明する。なお、図５で、図４と同一ステップ番号を付与しているものは、第１実施形態と同一の処理を意味し、その説明を省略する。

省エネ保温モードでは、加熱ヒータ１１への通電を停止するだけでなく（ステップＳ１１）、保温ヒータ１２への通電も停止状態に維持する。つまり、内容器２に収容した液体を自然冷却させる。このとき、温度センサ１３で検出される、初期温度と、省エネ保温モードに移行してから所定時間経過後の温度とを読み込む（ステップＳ１２）。そして、この温度変化と経過時間とに基づいて、液体温度の変化度合いを演算する（ステップＳ１３）。これにより、省エネ保温モードでの、その後の液体温度の変化を予測する（ステップＳ１４）。温度の変化度合いを直接検出するようにしているので、液体容量、湯沸かし器の周囲の雰囲気温度、内容器２の保温性能等の影響を受けることなく、正確に所定時間経過後の液体温度を予測することができる。

液体温度の変化が予測されれば、スリープモードに移行する（ステップＳ１４）。すなわち、スリープモードでは、各ヒータへの通電を停止しているだけでなく、制御装置１８への通電を必要最小限なものとし、経過時間のカウントのみを実行可能とする。そして、液体温度が、予め設定した第２設定温度（ここでは、８０℃）に到達したと予測される時間が経過すれば（ステップＳ１５）、保温ヒータ１２への通電を再開し、液体温度を第２設定温度に維持されるようにデューティー制御する（ステップＳ１６）。

このように、省エネ保温モードでは、制御装置１８はタイマーのみが駆動するスリープモードに移行し、各ヒータへの通電は完全に停止されるので、非常に省エネ特性に優れた機能を発揮させることができる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、第２実施形態とは、液体温度の変化を予測する方法が相違する。以下、図６を参照しつつ、相違点のみについて説明する。なお、図６で、図４と同一ステップ番号を付与しているものは、第１実施形態と同一の処理を意味し、その説明を省略する。

すなわち、湯沸かしモードで加熱ヒータ１１への通電を行う際、単位時間当たりの温度上昇度合いに基づいて、内容器２に収容された液体の容量の判別を行う（ステップＳ２１）。この判断は、液体温度が第１設定温度から第２設定温度まで上昇するのに要する時間に基づいて行う。第１設定温度としては、比較的高温の温度（例えば、水であれば８０℃）を使用する。これにより、内容器２に液体を補給するのが、空の状態で行う場合であっても、既に高温の液体が収容されている場合であっても容量判別を適切に行うことができる。

液体の容量が判別されているので、省エネ保温モードでは、初期温度と、液体容量とに基づいて、その後の温度の低下度合いを算出し（ステップＳ２２）、所定時間経過後の液体温度を予測する（ステップＳ２３）。そして、制御装置１８をスリープモードに移行する（ステップＳ２４）。このように、省エネ保温モードでは、初期温度のみを検出できれば、その後、液体温度の検出は不要となる。したがって、省エネ保温モードに移行した当初から制御装置１８をスリープモードに移行させることができるので、第２実施形態に比べてさらに優れた省エネ特性を発揮させることが可能となる。

（第４実施形態）
第４実施形態では、第２、３実施形態とは、液体温度の予測結果を、次回の予測に利用する際に修正可能か否かで相違する。以下、相違点のみについて説明する。

すなわち、前記第２、３実施形態では、液体温度の予測結果が、実際の液体温度とほぼ等しいとして処理を行うようにしたが、第４実施形態では、液体温度の予測結果と、実際の液体温度との差が、予め設定した許容範囲を超えている場合、次回から液体温度の予測方法を修正するようにしている。許容範囲を設定したのは、予測方法が頻繁に修正されることを防止するためである。予測温度の具体的な修正方法は、例えば、次のようにすることができる。湯沸かしモードから省エネ保温モードに移行した直後の液体温度と、その後に保温ヒータ１２による通電を再開した際の実際の液体温度と、その間の経過時間とに基づいて、温度の変化度合いを算出する。そして、前回予測した際に得られた温度の変化度合いと、今回算出し直した温度の変化度合いとの差を補正値として、次回の算出結果を補正すればよい。

（第５実施形態）
第５実施形態では、表示パネル１０に予測した液体温度を表示させるようにしている。例えば、前記ステップＳ１４、Ｓ２３で予測した液体温度の変化を、３０分後、１時間後などのように、グラフで表示することができる。この場合、経過時間ではなく、時刻を表示させるようにすると、現在何度であるのかを把握しやすくなる点で好ましい。また、表示は、所定時間経過毎に、予測される液体温度のみを表示させるようにしてもよい。これにより、ユーザは、一目で現在の液体温度を把握することが可能となる点でより一層好ましい。この場合、表示形態を、通常の温度表示とは相違させて表示させるのが好ましい。例えば、点線やセピア色等で表示させれば、ユーザが予測温度であることを簡単に把握することができる。

なお、前記２、３実施形態では、検出される温度の変化度合い（温度勾配）によって容量を判別するようにしたが、圧力センサによって検出するようにしてもよい。また、音波や光を液面に向かって照射し、その反射波を受光するまでの時間によって水位を判断し、容量を判別するようにすることも可能である。

本実施形態に係る電気湯沸かし器の概略を示す正面図である。 図１の操作パネルを示す正面図である。 図１のブロック図である。 図３の制御装置での処理内容を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る制御装置での処理内容を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る制御装置での処理内容を示すフローチャートである。

符号の説明

１…外装体
２…内容器
３…蓋体
４…肩部材
５…注水口
６…操作パネル
７…給湯スイッチ
８…沸騰スイッチ
９…省エネスイッチ
１０…表示パネル
１１…加熱ヒータ
１２…保温ヒータ
１３…温度センサ
１４…吸込管
１５…遠心ポンプ
１６…吐出管
１７…水位管
１８…制御装置

Claims (6)

1. 内容器に収容した液体を加熱する加熱手段と、
   前記液体の温度を検出する液体温度検出手段と、
   前記加熱手段による加熱を、少なくとも、湯沸かしモードと保温モードで行わせる加熱制御手段と、
   を備えた電気湯沸かし器であって、
   前記保温モードは、少なくとも、前記加熱手段による加熱を通常保温電力で行う通常保温モードと、前記通常保温電力よりも小さい省エネ保温電力で行う省エネ保温モードとを有し、
   前記加熱制御手段は、前記湯沸かしモードで、前記内容器に収容した液体が設定温度まで加熱された後、前記設定温度よりも低い温度で通常保温する保温モードに移行させ、
   前記湯沸かしモードから前記通常保温モードに移行する際、前記通常保温モード又は前記省エネ保温モードのいずれか一方を選択可能とする通常保温選択手段を、さらに備えたことを特徴とする電気湯沸かし器。
2. 前記通常保温モードは、さらに、前記通常保温選択手段によって切替可能で、前記加熱手段による加熱を中止した自然冷却による第２の省エネ保温モードを有し、
   前記通常保温モードに移行後の、前記温度検出手段で検出される液体温度の変化に基づいて、液体温度の変化を予測する液体温度予測手段をさらに備え、
   前記加熱制御手段は、前記液体温度予測手段で予測される液体温度が、第２の設定温度まで低下すると予測される時間が経過するまでは、スリープモードに移行し、その後、前記加熱手段による加熱制御を再開させることを特徴とする請求項１に記載の電気湯沸かし器。
3. 前記通常保温モードは、さらに、前記通常保温選択手段によって切替可能で、前記加熱手段による加熱を中止した自然冷却による第２の省エネ保温モードを有し、
   前記加熱手段により内容器に収容される液体を加熱し、その温度上昇度合いから容量を推測する液体容量推測手段と、
   前記液体容量推測手段によって検出された液体の容量と、前記通常保温モードに移行直後の液体の温度とから液体温度の変化を予測する液体温度予測手段と、
   をさらに備え、
   前記加熱制御手段は、前記液体温度予測手段で予測される液体温度が、第２の設定温度まで低下すると予測される時間が経過するまでは、スリープモードに移行し、その後、前記加熱手段による加熱制御を再開させることを特徴とする請求項１に記載の電気湯沸かし器。
4. 前記液体温度予測手段で予測される液体温度が第２の設定温度まで低下したと予測された時点で、前記温度検出手段で、実際の液体温度を検出し、予測される液体温度と実際の液体温度を比較することにより、予測される液体温度の変化度合いを修正する修正手段を、さらに備えたことを特徴とする請求項２又は３に記載の電気湯沸かし器。
5. 前記通常保温選択手段により省エネ保温モードが選択されたことを表示する表示手段と、
   前記表示手段に、予測される液体温度の変化を時刻と共に表示させる表示制御手段と、
   をさらに備えたことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の電気湯沸かし器。
   
6. 前記通常保温選択手段により省エネ保温モードが選択されたことを表示する表示手段と、
   前記表示手段に、表示させる際の時刻に基づいて、予測される液体温度を表示させる表示制御手段と、
   をさらに備えたことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の電気湯沸かし器。

Images