JP2010063619A - 加熱容器 - Google Patents

Abstract

【課題】水量に拘わらず正確な沸騰判断を行うことが可能な加熱容器を提供する。
【解決手段】液体を収容する容器１７と、容器１７の底に配設した加熱手段（沸騰ヒータ２２）と、容器１７の底に配設した第１温度検出手段（底温度センサ２４）と、容器１７の外側面上部に配設した第２温度検出手段（横温度センサ２５）と、第１および第２温度検出手段２４，２５の検出温度Ｔｂ，Ｔｓに基づいて加熱手段２２を制御して液体を加熱する沸騰処理を実行する制御手段（マイコン４６）とを備え、沸騰処理では、第１温度検出手段２４の検出温度Ｔｂに基づいて第１沸騰完了時間ｔｒ１，ｔｎ１を設定する第１沸騰判断工程と、主として第２温度検出手段２５の検出温度Ｔｓに基づいて第２沸騰完了時間ｔｒ２，ｔｎ２を設定する第２沸騰判断工程とを並行処理し、第１または第２沸騰完了時間が経過すると、加熱手段２２による加熱を停止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気ポットや加湿器などの液体を加熱する加熱容器に関するものである。

この種の加熱容器は、外装体の内部に液体を収容する容器を備え、該容器の底に加熱手段としてヒータを配設することにより、前記容器を介して液体（水）を加熱して沸騰させた後、所定温度に保温するものである。そして、電気ポットでは、加熱したお湯をポンプによって吐出可能とし、加湿器では、加熱したお湯から発生する蒸気を室内に供給可能に構成している。また、電気ポットは、操作パネルに設けた再沸騰スイッチが操作されると、保温中の液体を再び沸騰させる再沸騰処理を実行する構成としている。

このような加熱容器に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
特開平８−１３１３３３号公報

この特許文献１には、容器の底に第１温度センサを配設するとともに、容器の外側面上部に第２温度センサを配設した電気ポットが記載されている。第１温度センサは、保温処理を行う際の温度情報を制御手段に出力するものである。第２温度センサは、沸騰処理を行う際の温度情報を制御手段に出力するもので、定格満水位置より上部に位置するように配設されている。

このように構成した特許文献１の電気ポットは、沸騰処理の実行時にはヒータによって容器をフルパワーで加熱するため、容器の底の周囲が高温となる。しかし、この沸騰処理では、容器の上部に位置する第２温度センサによって内部の液体が沸騰したか否かを判断するため、ヒータの熱の影響を受けることなく、略正確な沸騰判断を行うことができる。

しかしながら、この特許文献１の電気ポットは、第２温度センサを満水位置より上部に配設することにより、お湯の蒸気温度を検出している。また、ユーザは、常に満量水位で沸騰処理を実行させるわけではない。そして、少量での沸騰処理時には水面から第２温度センサまでの距離が長く、満量での沸騰処理時には水面から第２温度センサまでの距離が短い。そのため、水量によって検出精度に偏りが生じる。それにも拘わらず、特許文献１では、一定の設定値を検出しなければ、沸騰したと判断しないため、少量運転時に過剰な加熱を行う場合がある。

本発明は、従来の問題に鑑みてなされたもので、水量に拘わらず正確な沸騰判断を行うことが可能な加熱容器を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するため、本発明の第１の加熱容器は、液体を収容する容器と、前記容器の底に配設した加熱手段と、前記容器の底に配設した第１温度検出手段と、前記容器の外側面上部に配設した第２温度検出手段と、第１および第２温度検出手段の検出温度に基づいて前記加熱手段を制御して液体を加熱する沸騰処理を実行する制御手段とを備え、前記制御手段による沸騰処理では、前記第１温度検出手段の検出温度が予め設定した底設定値以上になると第１沸騰完了時間を設定する第１沸騰判断工程と、前記第２温度検出手段の検出温度の上昇度が予め設定した判定値以上になったことを少なくとも１回検出したときに、前記第１温度検出手段の検出温度が予め設定した底基準値以上を検出した場合に、第２沸騰完了時間を設定する第２沸騰判断工程と、を並行処理し、第２沸騰判断工程で、前記第１温度検出手段の検出温度が底基準値以上である場合には第２沸騰完了時間が経過すると前記加熱手段による加熱を停止し、前記第１温度検出手段の検出温度が底基準値未満である場合には第１沸騰完了時間が経過すると前記加熱手段による加熱を停止する構成としている。

ここで、「検出温度の上昇度」とは、所定時間毎に温度を検出し、蓄積した複数（例えば２０個）の温度情報の最大値と最小値の温度差を意味する。また、この上昇度と判定値との比較による判断は、１回の検出で沸騰したと判断しても良いが、２回以上連続して検出することにより、沸騰したと判断することが好ましい。そして、２回以上連続して検出したときに沸騰を判断する場合、例えば、２０回目の温度検出を行ったときに、第１回目の比較判断を行う。その後、２１回目の温度検出を行ったときに１回目の温度情報を破棄し、２回目から２１回目までの２０個の温度情報に基づいて比較判断を行うものである。

このように構成した第１の加熱容器は、容器の底に配設した第１温度検出手段による第１沸騰判断工程と、容器の外側面上部に配設した第２温度検出手段による第２沸騰判断工程とを並行処理する。そして、第２沸騰判断工程での判断条件が成立した場合には、第２沸騰判断工程で設定した第２沸騰完了時間の経過後に沸騰処理を停止し、第２沸騰判断工程での判断条件が成立しない場合には、第１沸騰判断工程で設定した第１沸騰完了時間の経過後に沸騰処理を停止する。そのため、水量や使用環境により検出温度に誤差が生じても、確実に沸騰状態で加熱手段を停止させ、過剰加熱を防止することができる。

この第１の加熱容器では、前記第２沸騰判断工程では、前記第１温度検出手段の検出温度が底基準値以上を検出すると、更に第２温度検出手段の検出温度が横基準値以上を検出するまで待機した後に、第２沸騰完了時間を設定することが好ましい。このようにすれば、加熱不足を防止できる。また、第２温度検出手段が故障している場合に、第１温度検出手段だけで沸騰検出を行わせることができる。

また、前記第１沸騰判断工程では、沸騰処理の実行直後の第１温度検出手段の検出温度に基づいて、第１沸騰完了時間の設定を変更することが好ましい。この構成は、加熱容器の１つである電気ポットにおいて、保温処理の後に続いて実行される再沸騰処理の場合に好適である。そして、このようにすれば、再沸騰処理での過剰加熱を防止できる。

さらに、本発明の第２の加熱容器は、液体を収容する容器と、前記容器の底に配設した加熱手段と、前記容器の底に配設した第１温度検出手段と、前記容器の外側面上部に配設した第２温度検出手段と、第１および第２温度検出手段の検出温度に基づいて前記加熱手段を制御して液体を加熱する沸騰処理を実行する制御手段とを備え、前記制御手段による沸騰処理では、前記第１温度検出手段の検出温度が予め設定した底設定値以上になると第１沸騰完了時間を設定する第１沸騰判断工程と、前記第２温度検出手段の検出温度が予め設定した横設定値以上になると第２沸騰完了時間を設定する第２沸騰判断工程と、を並行処理し、これら沸騰判断工程のうち、加熱時間が短い沸騰完了時間が経過すると前記加熱手段による加熱を停止する構成としている。

この第２の加熱容器は、第１の加熱容器と同様に、第１温度検出手段による第１沸騰判断工程と、第２温度検出手段による第２沸騰判断工程とを並行処理する。そして、これらの沸騰判断工程のうち、加熱時間が短く設定された沸騰完了時間の経過後に沸騰処理を停止する。そのため、水量や使用環境により検出温度に誤差が生じても、確実に沸騰状態で加熱手段を停止させ、過剰加熱を防止することができるという同様の作用および効果を得ることができる。

この第２の加熱容器では、前記第１沸騰判断工程では、第１底設定値と、該第１底設定値より温度が高い第２底設定値とを有し、第１温度検出手段による検出温度が、第１底設定値から第２底設定値まで昇温するのに要した時間に基づいて、前記第１沸騰完了時間の設定を変更することが好ましい。
また、前記第２沸騰判断工程では、第１横設定値と、該第１横設定値より温度が高い第２横設定値とを有し、第１温度検出手段による検出温度が、第１横設定値から第２横設定値まで昇温するのに要した時間に基づいて、前記第２沸騰完了時間の設定を変更することが好ましい。
このようにすれば、容器内に収容された液体容量を判断し、それに応じた沸騰完了時間を設定できるため、更に確実に沸騰状態で加熱手段を停止させ、過剰加熱を防止できる。

これら第１および第２の加熱容器では、前記制御手段は、沸騰処理と並行して少なくとも第１または第２温度検出手段の異常の有無を検出する異常検知処理を実行し、この異常検知処理では、沸騰処理の開始後に予め設定した待機時間が経過した後に、第１温度検出手段による検出温度と第２温度検出手段による検出温度とを、予め設定した異常判定値と比較することにより判断することが好ましい。そして、異常有りと判断した場合には、加熱手段を停止し、異常状態をユーザに知らせるための報知処理を実行することが好ましい。このようにすれば、温度検出手段が故障することによる過剰加熱を防止できるため、安全性を確保できる。

本発明の加熱容器では、容器の外側面上部に配設した第２温度検出手段により、加熱手段の熱の影響を受けることなく、略正確な液体温度を検出することができる。しかも、第１温度検出手段による第１沸騰判断工程と、第２温度検出手段による第２沸騰判断工程とを並行処理し、いずれかの沸騰判断工程で設定した沸騰完了時間を適用し、その沸騰完了時間が経過すると沸騰処理を停止する。そのため、水量や使用環境により第１または第２温度検出手段の検出温度に誤差が生じても、確実に沸騰状態で加熱手段を停止させ、過剰加熱を防止できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る加熱容器である電気ポットを示す。この電気ポットは、ポット本体１０の上部に蓋体１４を開閉可能に配設したもので、容器１７の底に配設した底温度センサ２４と、容器１７の外側面上部に配設した横温度センサ２５とを用いて、通常の沸騰処理および再沸騰処理での沸騰状態を検出するようにしたものである。

前記ポット本体１０は、筒状をなす金属製の胴体１１と、胴体１１の上端開口に配設した樹脂製の肩体１２と、胴体１１の下端開口に配設した樹脂製の底体１３とからなる外装体を備えている。そのうち、肩体１２の背面側には、容器１７の上端開口を密閉する蓋体１４を開閉可能に取り付けるヒンジ接続部１５が設けられている。また、このヒンジ接続部１５と対向する正面側にはノーズ部１６が設けられている。

この外装体の内部には、液体を収容する容器１７と、加熱手段であるヒータ２２，２３と、温度検出手段である一対の温度センサ２４，２５とが配設されている。また、容器１７の外周部には、筒状断熱部材２８と端部断熱部材３１Ａ，３１Ｂとが配設されている。さらに、容器１７の底には、内部の液体（水）の給湯手段であるポンプ３２が配設されている。

前記容器１７は、上端を開口し下端を閉塞した単層有底筒状のもので、その開口端が肩体１２の開口部に装着されている。この容器１７の底には、ヒータ２２，２３を配設するヒータ配設部１８が上向きに膨出するように設けられている。このヒータ配設部１８の中央には、更に底温度センサ２４を配設するための底当接部１９が、上向きに膨出するように設けられている。また、容器１７の外側面上部には、組付状態でヒンジ接続部１５の側に位置するように、容器１７の定格満水量の位置を示す水位線２０が設けられている。さらに、容器１７の外側面上部には、ノーズ部１６の側に位置するように、横温度センサ２５を配設する横当接部２１が設けられている。この横当接部２１は、水位線２０と略同一の高さに位置するように、平面視で外周面に対する接線と平行に延びる平面状に形成されている。

前記容器１７のヒータ配設部１８には、第１加熱手段である沸騰ヒータ２２と、第２加熱手段である保温ヒータ２３とが上向きに積層配置されている。沸騰ヒータ２２は、沸騰処理および再沸騰処理時に動作（通電）されるものである。保温ヒータ２３は、保温処理時に動作されるものである。

前記容器１７の底当接部１９には、第１温度検出手段としてサーミスタからなる底温度センサ２４が配設されている。また、横当接部２１には、第２温度検出手段としてサーミスタからなる横温度センサ２５が配設されている。これら温度センサ２４，２５は、容器１７の壁面を介して内部の液体温度を検出するもので、各当接部１９，２１に対して面接触状態をなすように、軸方向に付勢した状態で配設されている。なお、横温度センサ２５は、図２に示すように、肩体１２に対して取付金具２６を配設し、この取付金具２６と横当接部２１との間に付勢手段であるコイルバネ２７を介して配設することにより、横当接部２１に対して付勢状態で配設されている。

図１に示すように、筒状断熱部材２８は、内筒材２９および外筒材３０を備え、これらの両端縁を接合し、内部空間を真空排気した真空二重ジャケットからなる。端部断熱部材３１Ａ，３１Ｂは、ウレタンなどの熱伝導度が低く、弾性を有する材料からなる。これら端部断熱部材３１Ａ，３１Ｂは、容器１７の外側面の略上下両端に位置するように、該容器１７と筒状断熱部材２８との間に配設されている。これにより、横温度センサ２５は、筒状断熱部材２８と端部断熱部材３１Ａ，３１Ｂとで囲繞された空間内に配設される。その結果、沸騰処理および再沸騰処理時には、高温となる沸騰ヒータ２２からの熱の影響を避けることができる構成である。

前記ポンプ３２は、図２に示すように、容器１７の底外周部に設けた通水孔（図示せず）に配設されたものである。このポンプ３２の吐出側には揚水管３３が接続され、この揚水管３３が肩体１２のノーズ部１６に配設したベンセット３４に接続されている。そして、ポンプが動作されると、容器１７内の液体が揚水管３３を介してベンセット３４に給水され、このベンセット３４の吐出口３５から吐出される。

また、肩体１２のノーズ部１６には、操作パネル部３６が設けられている。この操作パネル部３６は、図３に示すように、容器１７内のお湯の温度や保温設定温度の選択状態を表示する液晶表示３７を備えている。この液晶表示３７の周囲には、入力手段である給湯スイッチ３８、ロック解除スイッチ３９、再沸騰スイッチ４０、保温設定スイッチ４１、および、タイマースイッチ４２が配設されている。また、ロック解除スイッチ３９の近傍には、給湯スイッチ３８の操作により容器１７内の液体の給湯が可能な状態であることを示すＬＥＤからなるロック解除表示４３が設けられている。

前記構成の電気ポットは、容器１７の底に基板ケース４４が配設され、この基板ケース４４内に電源ユニットと一緒に制御基板４５が配設されている。そして、制御基板４５に実装した制御手段であるマイコン４６により制御される。具体的には、マイコン４６は、図示しない電源コードを商用電源に接続することにより電力が投入されると、または、底温度センサ２４から入力される検出温度に基づいて、容器１７内の液体を沸騰させる通常沸騰処理を実行し、引き続いて保温処理を実行する。また、保温処理中に操作パネル部３６の再沸騰スイッチ４０の操作を検出すると、保温中の液体を再度沸騰させる再沸騰処理を実行し、引き続いて保温処理を実行する。

本実施形態の通常沸騰処理（第２の発明）では、底温度センサ２４の検出温度Ｔｂに基づいた第１通常沸騰判断工程と、横温度センサ２５の検出温度Ｔｓに基づいた第２通常沸騰判断工程とを並行処理する。各通常沸騰判断工程では、それぞれの工程で沸騰状態を判断し、それぞれの工程で通常沸騰完了時間ｔｎ１，ｔｎ２を設定する。そして、各工程で設定した通常沸騰完了時間ｔｎ１，ｔｎ２のうち、加熱時間が短い通常沸騰完了時間ｔｎ１，ｔｎ２を採用し、その通常沸騰完了時間ｔｎ１，ｔｎ２が経過すると沸騰ヒータ２２による加熱を停止する構成としている。

なお、第１通常沸騰判断工程では、底温度センサ２４の検出温度Ｔｂが、予め設定した底設定値以上になると略沸騰が完了したと判断し、残りの加熱時間、即ち第１通常沸騰完了時間ｔｎ１を設定する。また、本実施形態では、第１通常沸騰完了時間ｔｎ１を加熱容量に応じて設定変更するために、第１底設定値Ｔｂｎ１（約９２℃）と、第１底設定値Ｔｂｎ１より温度が高い第２底設定位置Ｔｂｎ２（約９８℃）とが予め設定されている。そして、底温度センサによる検出温度Ｔｂが、第１底設定値Ｔｂｎ１から第２底設定値Ｔｂｎ２まで昇温するのに要した時間ｔｂに基づいて、加熱容量を判断し、その予測加熱容量に基づいて第１通常沸騰完了時間ｔｎ１を設定する。因みに、第１通常沸騰完了時間ｔｎ１は、容量が多い場合に長く、容量が少ない場合に短いものである。

同様に、第２通常沸騰判断工程では、横温度センサ２５の検出温度Ｔｓが、予め設定した横設定値以上になると略沸騰が完了したと判断し、残りの加熱時間、即ち第２通常沸騰完了時間ｔｎ２を設定する。そして、第２通常沸騰完了時間ｔｎ２を加熱容量に応じて設定変更するために、第１横設定値Ｔｓｎ１（約９０℃）と、第１横設定値Ｔｓｎ１より温度が高い第２横設定位置Ｔｓｎ２（約９５℃）とが予め設定されている。そして、横温度センサ２５による検出温度Ｔｓが、第１横設定値Ｔｓｎ１から第２横設定値Ｔｓｎ２まで昇温するのに要した時間ｔｓに基づいて、加熱容量を判断し、その予測加熱容量に基づいて第２通常沸騰完了時間ｔｎ２を設定する。勿論、第２通常沸騰完了時間ｔｎ２は、容量が多い場合に長く、容量が少ない場合に短いものである。

また、本実施形態の再沸騰処理（第１の発明）では、通常沸騰処理と同様に、底温度センサ２４の検出温度Ｔｂに基づいた第１再沸騰判断工程と、横温度センサ２５の検出温度Ｔｓに基づいた第２再沸騰判断工程とを並行処理する。各再沸騰判断工程では、それぞれの工程で沸騰状態を判断し、それぞれの工程で再沸騰完了時間ｔｒ１，ｔｒ２を設定する。そして、再沸騰処理では、第２再沸騰判断工程で判断条件が成立した場合には、この第２再沸騰判断工程で設定した第２再沸騰完了時間ｔｒ２が経過すると沸騰ヒータ２２による加熱を停止させる。一方、第２再沸騰判断工程で判断条件が成立しない場合には、第１再沸騰判断工程で設定した第１再沸騰完了時間ｔｒ１が経過すると沸騰ヒータ２２による加熱を停止させる構成としている。

なお、第１再沸騰判断工程では、底温度センサ２４の検出温度Ｔｂが、予め設定した底設定値Ｔｂｒ（９８℃）以上になると略沸騰が完了したと判断し、残りの加熱時間、即ち第１再沸騰完了時間ｔｒ１を設定する。また、本実施形態では、第１再沸騰完了時間ｔｒ１を過剰加熱を防止するために、再沸騰処理の実行（開始）直後の底温度センサ２４の検出温度Ｔｂに基づいて、第１再沸騰完了時間ｔｒ１の設定を変更する構成としている。

また、第２再沸騰判断工程では、横温度センサ２５の検出温度Ｔｓに基づいて第１から第３の判断を実行し、全ての条件が成立した場合に第２再沸騰完了時間ｔｒ２を設定する。一方、第２の判断が成立しない場合、即ち、全ての条件が成立しなかった場合には、第２再沸騰完了時間ｔｒ２の設定は行わないものである。

具体的には、第１の判断は、横温度センサ２５によって所定時間（０．５秒）毎に温度Ｔｓを検出し、蓄積した複数（例えば２０個）の温度情報の最大値と最小値の温度差から温度の上昇度を算出する。そして、その温度の上昇度が予め設定した判定値Ｈ（１℃）以上になったことを４回連続して検出するまで待機するものである。例えば、横温度センサ２５による検出温度Ｔｓのサンプリングを開始し、２０回目の温度検出を行ったときに、第１回目の比較判断を行う。その後、２１回目の温度検出を行ったときに１回目の温度情報を破棄し、２回目から２１回目までの２０個の温度情報に基づいて比較判断を行う。また、２２回目の温度検出を行ったときに２回目の温度情報を破棄し、３回目から２２回目までの２０個の温度情報に基づいて比較判断を行う。これを繰り返し、上昇度が４回連続して判定値Ｈを越えた場合に、第２の判断に移行する。

第２の判断は、第１の判断が成立したときの底温度センサ２４による検出温度Ｔｂが、予め設定した底基準値ＴＢｂ以上であるか否かを判断するものである。そして、検出温度Ｔｂが底基準値ＴＢｂ以上である場合には第３の判断に移行し、検出温度Ｔｂが底基準値ＴＢｂ未満である場合には第２再沸騰判断工程を中止する。

第３の判断は、第１および第２の判断が成立した場合に、横温度センサ２５の検出温度Ｔｓが横基準値ＴＢｓ以上を検出するまで待機するものである。そして、検出温度Ｔｓが横基準値ＴＢｓ以上になると、第２再沸騰完了時間ｔｒ２を設定する。

さらに、本実施形態では、通常沸騰処理と並行して電気ポットの異常の有無を検出するセンサ異常検知処理を実行する構成としている。このセンサ異常検知処理は、通常沸騰処理の開始後に予め設定した待機時間（３分）が経過した後、底温度センサ２４による検出温度Ｔｓと横温度センサ２５による検出温度Ｔｓとを、予め設定した異常判定値ＴＥｂ１，ＴＥｓ１と比較することにより判断するものである。具体的には、底温度センサ２４による検出温度Ｔｓが底下限異常判定値ＴＥｂ１（８５℃）以下で、横温度センサ２５による検出温度Ｔｓが横上限異常判定値ＴＥｓ１（９５℃）以上であり、この状態が５秒継続すると、底温度センサまたは横温度センサ２５が故障していると判断し、沸騰ヒータ２２による加熱を停止する。

しかも、本実施形態では、保温処理と並行して蓋開放異常検知処理を実行する構成としている。具体的には、保温処理の実行中に、底温度センサ２４の検出温度Ｔｂが底上限異常判定値ＴＥｂ２（沸騰開始温度８５℃）以上で、横温度センサ２５の検出温度Ｔｓが横下限異常判定値ＴＥｓ２（６５℃）以下を検出した場合には、蓋体１４によって容器１７が密閉されていないと判断し、その状態を制御基板４５に実装した圧電ブザー（図示せず）を動作させ、ユーザに報知する構成としている。

次に、マイコン４６による制御について具体的に説明する。

ユーザが電源コードを商用電源に接続すると、マイコン４６は、図４に示すように、まず、ステップＳ１で、底温度センサ２４の検出温度Ｔｂが沸騰開始温度未満になっているか否かを判断する。

そして、検出温度Ｔｂが沸騰開始温度未満である場合には、ステップＳ２の通常沸騰処理と、ステップＳ３のセンサ異常検知処理とを並行処理する。なお、これらの処理については、後で詳細に説明する。

ステップＳ１で検出温度Ｔｂが沸騰開始温度以上である場合、および、通常沸騰処理とセンサ異常検知処理とが完了すると、ステップＳ４の保温処理と、ステップＳ５の蓋開放異常検知処理とを並行処理する。なお、保温処理は、底温度センサ２４の検出温度Ｔｂに基づいて保温ヒータ２３をオン、オフ制御し、ユーザが設定した保温温度に温調する保温処理を実行するものである。

保温処理と蓋開放異常検知処理とが完了すると、ステップＳ６で、再沸騰スイッチ４０が操作されたか否かを検出する。そして、再沸騰スイッチ４０の操作を検出した場合にはステップＳ７の再沸騰処理を実行し、再沸騰スイッチ４０の操作を検出しない場合にはステップＳ１に戻る。なお、再沸騰処理が完了すると、同様にステップＳ１に戻る。

次に、ステップＳ２の通常沸騰処理について具体的に説明する。

この通常沸騰処理では、図５に示すように、マイコン４６は、まず、ステップＳ２−１で、沸騰ヒータに対してフルパワーで通電することにより、加熱を開始する。その後、ステップＳ２−２からステップＳ２−７の第１通常沸騰判断工程と、ステップＳ２−８からステップＳ２−１３の第２通常沸騰判断工程とを並行処理する。

まず、第１通常沸騰判断処理では、ステップＳ２−２で、底温度センサ２４の検出温度Ｔｂが第１底設定値Ｔｂｎ１になるまで待機する。そして、検出温度Ｔｂが第１底設定値Ｔｂｎ１になると、ステップＳ２−３で、計測タイマをリセットしてスタートさせた後、ステップＳ２−４で、底温度センサ２４の検出温度Ｔｂが第２底設定値Ｔｂｎ２になるまで待機する。そして、検出温度Ｔｂが第２底設定値Ｔｂｎ２になると、ステップＳ２−５で、計測タイマを停止した後、ステップＳ２−６で、その計測時間ｔｂに基づいて第１通常沸騰完了時間ｔｎ１の設定処理を実行する。その後、ステップＳ２−７で、設定した第１通常沸騰カウンタの計測を開始してステップＳ２−１４に進む。

一方、第２通常沸騰判断処理では、ステップＳ２−８で、横温度センサ２５の検出温度Ｔｓが第１横設定値Ｔｓｎ１になるまで待機する。そして、検出温度Ｔｓが第１横設定値Ｔｓｎ１になると、ステップＳ２−９で、計測タイマをリセットしてスタートさせた後、ステップＳ２−１０で、横温度センサ２５の検出温度Ｔｓが第２横設定値Ｔｓｎ２になるまで待機する。そして、検出温度Ｔｓが第２横設定値Ｔｓｎ２になると、ステップＳ２−１１で、計測タイマを停止した後、ステップＳ２−１２で、その計測時間ｔｓに基づいて第２通常沸騰完了時間ｔｎ２の設定処理を実行する。その後、ステップＳ２−１３で、設定した第２通常沸騰カウンタの計測を開始してステップＳ２−１４に進む。

ステップＳ２−１４では、第１通常沸騰カウンタがカウントアップしたか否かを判断する。そして、第１通常沸騰カウンタがカウントアップしていない場合にはステップＳ２−１５に進み、カウントアップした場合にはステップＳ２−１６に進む。ステップＳ２−１５では、第２通常沸騰カウンタがカウントアップしたか否かを判断する。そして、第２通常沸騰カウンタがカウントアップしていない場合にはステップＳ２−１５に戻り、カウントアップした場合にはステップＳ２−１６に進む。即ち、第１および第２通常沸騰カウンタのうち、設定時間が短い方がカウントアップすると、ステップＳ２−１６に進む。そして、このステップＳ２−１６では、沸騰ヒータ２２への通電を遮断し、加熱を停止してリターンする。

なお、この通常沸騰処理による沸騰検出フローは、図６に示す通りである。即ち、底温度センサ２４は、近傍の沸騰ヒータ２２の熱の影響により、実際の湯温より高い温度Ｔｂを検出する。一方、横温度センサ２５は、沸騰ヒータ２２から離れているうえ断熱部材２８，３１Ａ，３１Ｂにより区画されているため、加熱による熱の影響を受けない。しかも、熱伝導度が低い材料からなる容器１７の壁面を介して湯温を検出するため、実際の湯温より低い温度Ｔｓを検出する。そのため、通常沸騰処理では、実際の検出温度Ｔｂ，Ｔｓに、鋭意実験により見出した温度差分の補正データを加えて湯温の判断を行っている。

これに伴い、通常沸騰処理では、まず、底温度センサ２４を介して第１底設定値Ｔｂｎ１を検出した後、第２底設定値Ｔｂｎ２を検出する。この際、昇温に要した時間ｔｂに、予め設定した係数αを乗算することにより、第１通常沸騰完了時間ｔｎ１を設定し、カウントを開始させる。その後、横温度センサ２５を介して第１横設定値Ｔｓｎ１を検出した後、第２横設定値Ｔｓｎ２を検出する。この際、昇温に要した時間ｔｓに、予め設定した係数βを乗算することにより、第２通常沸騰完了時間ｔｎ２を設定し、カウントを開始させる。

ここで、各温度センサ２４，２５は、熱の影響が大きい底温度センサ２４の検出温度Ｔｂの方が検出誤差は大きい。そのため、第１通常沸騰完了時間ｔｎ１を設定するための係数αは、確実に沸騰状態となるように余裕をもって設定する必要がある。一方、横温度センサ２５の検出温度ｔｓは、沸騰ヒータ２２の熱の影響はなく、検出誤差も少ない。そのため、第２通常沸騰完了時間ｔｎ２を設定するための係数βは、実験により見出した略正確な設定が可能である。よって、通常沸騰処理を開始し、通常沸騰完了時間ｔｎ１，ｔｎ２が経過するまでの時間は、殆どの場合、第２通常沸騰完了時間ｔｎ２が経過するまでの方が短くなる。

一方、本実施形態では、一対の温度センサ２４，２５を用い、それぞれ独立して沸騰判断工程を実行するため、万が一、いずれかの温度センサ２４，２５が故障した場合でも、他方の温度センサ２４，２５で設定した通常沸騰完了時間ｔｎ１，ｔｎ２が経過すると、沸騰処理を完了させることができる。

次に、ステップＳ３のセンサ異常検知処理について説明する。

このセンサ異常検知処理は、沸騰ヒータ２２による過剰加熱の可能性が高い状態を検出できるように構成したものである。即ち、図７に示すように、保温処理の実行中に底温度センサ２４が、通常沸騰処理を開始させる低温（８５℃以下）検出状態で故障した場合、低温を検出すると（ステップＳ１）で通常沸騰処理が開始（ステップＳ２）される。これにより、容器内の液体は加熱され、故障していない横温度センサ２５の検出温度Ｔｓは次第に上昇するが、故障している横温度センサ２５の検出温度Ｔｂは上昇することはない。そのため、この通常沸騰処理は、横温度センサ２５の検出温度Ｔｓに基づいて終了することは可能であるが、完了して保温処理に移行すると、直ぐに通常沸騰処理が再開される。

そこで、本実施形態では、通常沸騰処理中に、底温度センサ２４が底下限異常判定値ＴＥｂ１以下の温度Ｔｂを検出し、横温度センサ２５が横上限異常判定値ＴＥｓ１以上の温度Ｔｓを検出し、その検出時間が予め設定した異常判断時間（５秒）継続すると、異常であると判断し、沸騰ヒータ２２による加熱を停止する構成としている。因みに、ユーザが蓋体１４を開放して容器１７内に水を足した場合、検出待機時間内では、底温度センサ２４が底下限異常判定値ＴＥｂ１以下の温度Ｔｂを検出し、横温度センサ２５が横上限異常判定値ＴＥｓ１以上の温度Ｔｓを検出することがある。そのため、通常沸騰処理を開始し、検出待機時間が経過した後に前記温度条件となることにより、異常の有無を判断する構成としている。

これにより、本実施形態では、底温度センサ２４が底下限異常判定値ＴＥｂ１以下を示した状態で故障した際の安全性を確保できる。なお、底温度センサ２４が底下限異常判定値ＴＥｂ１より高い温度を検出した状態で故障した場合には、保温処理から通常沸騰処理に移行しないため、安全面に問題はない。また、保温処理は、横温度センサ２５の検出温度Ｔｓに基づいた制御は行わないため、横温度センサ２５が故障していても安全面に問題はない。さらに、前記構成により、図８に示すように、通常沸騰処理の実行中に横温度センサ２５が横上限異常判定値ＴＥｓ１以上を示した状態で故障した場合も検出できる。

次に、ステップＳ５の蓋開放異常検知処理について説明する。

図９に示すように、保温処理中には、ユーザが蓋体１４を開放し、容器１７内の残量を直接確認する場合がある。このように、保温処理中に蓋体１４を開閉操作した場合には、横温度センサの検出温度Ｔｓは、開放により急激に下降した後、密閉により急速に上昇する。しかし、ユーザが、蓋体１４を正規状態に閉塞しなかった場合には、横温度センサ２５の検出温度Ｔｓは、急勾配で下がり続ける。一方、底温度センサ２４の検出温度Ｔｂは、保温ヒータ２３の熱および保温中の液体温度により、緩やかな下降勾配で低下する。

そこで、本実施形態では、保温処理中に、底温度センサ２４の検出温度Ｔｂが底上限異常判定値ＴＥｂ２以上を検出し、横温度センサ２５の検出温度Ｔｓが横下限異常判定値ＴＥｓ２以下を検出した場合に、蓋開放異常（閉塞不良）と判断し、報知処理を実行する構成としている。よって、ユーザによる誤使用を確実に防止できる。

次にステップＳ７の再沸騰処理について説明する。

この再沸騰処理では、図１０に示すように、マイコン４６は、まず、ステップＳ７−１で、沸騰ヒータに対してフルパワーで通電することにより、加熱を開始する。その後、ステップＳ７−２からステップＳ７−５の第１再沸騰判断工程と、ステップＳ７−６からステップＳ７−１４の第２再沸騰判断工程とを並行処理する。

まず、第１再沸騰判断処理では、ステップＳ７−２で、底温度センサ２４の検出温度Ｔｂ０を記憶した後、ステップＳ７−３で、底温度センサ２４の検出温度Ｔｂが底設定値Ｔｂｒになるまで待機する。そして、検出温度Ｔｂが底設定値Ｔｂｒになると、ステップＳ７−４で、記憶されている再沸騰処理開始当初の検出温度Ｔｂ０に基づいて第１再沸騰完了時間ｔｒ１の設定処理を実行する。その後、ステップＳ７−５で、設定した第１再沸騰カウンタの計測を開始してステップＳ７−１５に進む。

一方、第２再沸騰判断処理では、ステップＳ７−６で、横温度センサ２５の検出温度Ｔｓに基づいた第１判断を実行する。なお、この第１判断は、前述のように、横温度センサ２５による検出温度Ｔｓの上昇度が判定値Ｈ以上になったことを４回連続して検出するまで待機するものである。そして、ステップＳ７−７で、第１判断による条件が成立（クリア）した場合にはステップＳ７−８に進み、成立していない場合にはステップＳ７−６に戻る。

ステップＳ７−８では、底温度センサ２４の検出温度Ｔｂに基づいた第２判断を実行する。なお、この第２判断は、前述のように、底温度センサ２４による検出温度Ｔｂが底基準値ＴＢｂ以上になっているか否かを判断するものである。そして、検出温度Ｔｂが底基準値ＴＢｂ以上になっていない場合にはステップＳ７−１０に進み、条件が成立したか否かを示すフラグｆに１を入力（否成立）を入力し、後のステップＳ７−１１〜Ｓ７−１４をスキップしてステップＳ７−１５に進む。また、検出温度Ｔｂが底基準値ＴＢｂ以上になっている場合にはステップＳ７−１１に進む。

ステップＳ７−１１では、横温度センサ２５の検出温度Ｔｓに基づいた第３判断を実行する。なお、この第３判断は、前述のように、横温度センサ２５による検出温度Ｔｓが横基準値ＴＢｓ以上になるまで待機するものである。そして、ステップＳ７−１２で、第３判断による条件が成立した場合にはステップＳ７−１３に進み、成立していない場合にはステップＳ７−１１に戻る。

ステップＳ７−１３では、予め設定した第２再沸騰完了時間ｔｒ２の設定処理を実行する。その後、ステップＳ７−１４で、設定した第２再沸騰カウンタの計測を開始してステップＳ７−１５に進む。

ステップＳ７−１５では、ｆが０であるか否かを検出する。そして、ｆが０である場合（第２再沸騰判断工程で条件が成立した場合（判断中を含む））にはステップＳ７−１６に進み、ｆが１である場合（第２再沸騰判断工程で条件が成立しなかった場合）にはステップＳ７−１７に進む。

ステップＳ７−１６では、第２再沸騰カウンタがカウントアップしたか否かを判断する。そして、第２再沸騰カウンタがカウントアップした場合にはステップＳ７−１９に進み、第２再沸騰カウンタがカウントアップしていない場合、および、第２再沸騰カウンタが非カウント中の場合には、ステップＳ７−１５に戻る。

また、ステップＳ７−１７は、第２再沸騰判断工程で条件が成立しなかった場合であり、この場合には、第１再沸騰カウンタがカウントアップするまで待機する。そして、第１再沸騰カウンタがカウントアップすると、ステップＳ７−１８で、ｆに０を入力してステップＳ７−１９に進む。

ステップＳ７−１９では、沸騰ヒータ２２への通電を遮断し、加熱を停止してリターンする。

なお、この再沸騰処理による沸騰検出フローは、図１１に示す通りである。

まず、底温度センサ２４を介して底設定値Ｔｂｒを検出し、これにより、再沸騰開始直後の検出温度Ｔｂ０に基づいて第１再沸騰完了時間ｔｒ１を設定し、カウントを開始させる。また、横温度センサ２５による検出温度Ｔｓのサンプリングを行い、上昇度が判定値Ｈ以上になったことを４回連続して検出すると、続いて第２および第３の判断を実行し、全てが成立すると、予め設定した第２再沸騰完了時間ｔｒ２を設定し、カウントを開始させる。

このように、本実施形態の電気ポットは、通常沸騰処理および再沸騰処理のいずれも、底温度センサの検出温度Ｔｂに基づいた第１沸騰判断工程と、横温度センサ２５の検出温度Ｔｓに基づいた第２沸騰判断工程とを並行処理する。そして、通常沸騰処理では、各沸騰判断工程で設定した沸騰完了時間ｔｎ１，ｔｎ２のうち、加熱時間が短い方の時間が経過すると沸騰ヒータ２２による加熱を停止する。また、再沸騰処理では、第２沸騰判断工程での判断条件が成立した場合には第２沸騰完了時間ｔｒ２の経過後に沸騰ヒータ２２を停止し、第２沸騰判断工程での判断条件が成立しない場合には、第１沸騰完了時間ｔｒ１の経過後に沸騰ヒータ２２を停止する。そのため、水量や使用環境により検出温度に誤差が生じても、確実に沸騰状態で加熱を停止させ、過剰加熱を防止することができる。

また、通常沸騰処理では、第１設定値から第２設定値まで昇温するのに要した時間ｔｂ，ｔｓに基づいて沸騰完了時間ｔｎ１，ｔｎ２を設定する。即ち、容器１７内に収容された液体容量を判断し、それに応じた沸騰完了時間ｔｎ１，ｔｎ２を設定できるため、更に確実に沸騰状態で加熱を停止させ、過剰加熱を防止できる。

さらに、再沸騰処理では、第２沸騰判断工程にて、横温度センサ２５の検出温度Ｔｓに基づいた第１判断が成立した後に、底温度センサ２４の検出温度Ｔｂに基づいた第２判断を行う。そして、この第２判断が成立した場合には、実際の湯温と差異が少ない第２沸騰判断工程で設定した第２沸騰完了時間ｔｒ２が経過すると加熱を停止する。しかも、本実施形態では、更に横温度センサ２５の検出温度Ｔｓに基づいた第３判断を実行し、この第３判断が成立すると第２沸騰完了時間ｔｒ２を設定する。そのため、加熱不足を防止できる。

一方、第２判断が成立しなかった場合には、第１沸騰判断工程にて設定した第１沸騰完了時間ｔｒ１の経過後に沸騰ヒータ２２を停止させる。そのため、横温度センサ２５が故障している場合に、底温度センサ２４だけで沸騰検出を行わせることができるため、更に安全性を向上できる。しかも、第１沸騰判断工程では、再沸騰処理の開始直後の検出温度Ｔｂ０に基づいて第１沸騰完了時間ｔｒ１を設定するため、再沸騰処理で過剰加熱することなく、確実に沸騰の目的を達成できる。

また、通常沸騰処理では、センサ異常検知工程を並行処理し、いずれかの温度センサ２４，２５が故障することによる過剰加熱を防止できるように構成しているため、製品の安全性を確保できる。しかも、保温処理では、蓋開放異常検知工程を並行処理しているため、ユーザの誤使用状態を報知することが可能であり、利便性を向上できる。

なお、本発明の加熱容器は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

例えば、前記実施形態では、通常沸騰処理では、第１および第２沸騰判断工程のいずれも、一対の設定値Ｔｂｎ１とＴｂｎ２，Ｔｓｎ１とＴｓｎ２を設定し、昇温時間ｔｂ，ｔｓに基づいて沸騰完了時間ｔｎ１，ｔｎ２を設定する構成としたが、再沸騰処理と同様の構成としてもよい。

また、前記実施形態の第１判断では、横温度センサ２５の検出温度Ｔｓの上昇度が判定値Ｈ以上を４回連続して検出した場合に、条件が成立したと判断する構成としたが、１回のみの検出で条件が成立したと判断してもよい。

さらに、前記実施形態では、本発明の加熱容器として電気ポットを適用して説明したが、加熱したお湯から発生する蒸気を室内に供給する加湿器にも適用可能であり、同様の作用および効果を得ることができる。

本発明に係る実施形態の加熱容器である電気ポットを示す断面図である。 電気ポットの内部構成を示す斜視図である。 電気ポットの操作パネル部およびその他の構成を示すブロック図である。 マイコンによる制御を示すフローチャートである。 図４の通常沸騰処理を示すフローチャートである。 図５の通常沸騰処理の沸騰検出フローを示すタイムチャートである。 保温処理中に底温度センサが故障した場合を示すタイムチャートである。 通常沸騰処理中に横温度センサが故障した場合を示すタイムチャートである。 保温処理中に蓋体を開放した場合を示すタイムチャートである。 図４の再沸騰処理を示すフローチャートである。 図１０の再沸騰処理の沸騰検出フローを示すタイムチャートである。

符号の説明

１０…ポット本体（加熱容器）
１４…蓋体
１７…容器
２２…沸騰ヒータ（加熱手段）
２３…保温ヒータ
２４…底温度センサ（第１温度検出手段）
２５…横温度センサ（第２温度検出手段）
３２…ポンプ
４６…マイコン（制御手段）

Claims (7)

1. 液体を収容する容器と、
   前記容器の底に配設した加熱手段と、
   前記容器の底に配設した第１温度検出手段と、
   前記容器の外側面上部に配設した第２温度検出手段と、
   第１および第２温度検出手段の検出温度に基づいて前記加熱手段を制御して液体を加熱する沸騰処理を実行する制御手段とを備え、
   前記制御手段による沸騰処理では、
   前記第１温度検出手段の検出温度が予め設定した底設定値以上になると第１沸騰完了時間を設定する第１沸騰判断工程と、
   前記第２温度検出手段の検出温度の上昇度が予め設定した判定値以上になったことを少なくとも１回検出したときに、前記第１温度検出手段の検出温度が予め設定した底基準値以上を検出した場合に、第２沸騰完了時間を設定する第２沸騰判断工程と、
   を並行処理し、第２沸騰判断工程で、前記第１温度検出手段の検出温度が底基準値以上である場合には第２沸騰完了時間が経過すると前記加熱手段による加熱を停止し、前記第１温度検出手段の検出温度が底基準値未満である場合には第１沸騰完了時間が経過すると前記加熱手段による加熱を停止することを特徴とする加熱容器。
2. 前記第２沸騰判断工程では、前記第１温度検出手段の検出温度が底基準値以上を検出すると、更に第２温度検出手段の検出温度が横基準値以上を検出するまで待機した後に、第２沸騰完了時間を設定することを特徴とする請求項１に記載の加熱容器。
3. 前記第１沸騰判断工程では、沸騰処理の実行直後の第１温度検出手段の検出温度に基づいて、第１沸騰完了時間の設定を変更することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加熱容器。
4. 液体を収容する容器と、
   前記容器の底に配設した加熱手段と、
   前記容器の底に配設した第１温度検出手段と、
   前記容器の外側面上部に配設した第２温度検出手段と、
   第１および第２温度検出手段の検出温度に基づいて前記加熱手段を制御して液体を加熱する沸騰処理を実行する制御手段とを備え、
   前記制御手段による沸騰処理では、
   前記第１温度検出手段の検出温度が予め設定した底設定値以上になると第１沸騰完了時間を設定する第１沸騰判断工程と、
   前記第２温度検出手段の検出温度が予め設定した横設定値以上になると第２沸騰完了時間を設定する第２沸騰判断工程と、
   を並行処理し、これら沸騰判断工程のうち、加熱時間が短い沸騰完了時間が経過すると前記加熱手段による加熱を停止することを特徴とする加熱容器。
5. 前記第１沸騰判断工程では、第１底設定値と、該第１底設定値より温度が高い第２底設定値とを有し、第１温度検出手段による検出温度が、第１底設定値から第２底設定値まで昇温するのに要した時間に基づいて、前記第１沸騰完了時間の設定を変更することを特徴とする請求項４に記載の加熱容器。
6. 前記第２沸騰判断工程では、第１横設定値と、該第１横設定値より温度が高い第２横設定値とを有し、第１温度検出手段による検出温度が、第１横設定値から第２横設定値まで昇温するのに要した時間に基づいて、前記第２沸騰完了時間の設定を変更することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の加熱容器。
7. 前記制御手段は、沸騰処理と並行して少なくとも第１または第２温度検出手段の異常の有無を検出する異常検知処理を実行し、
   この異常検知処理では、沸騰処理の開始後に予め設定した待機時間が経過した後に、第１温度検出手段による検出温度と第２温度検出手段による検出温度とを、予め設定した異常判定値と比較することにより判断することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の加熱容器。

Images