JP2012139447A - 電気ポット - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造により内容器内の水量を検知できる電気ポットを提供すること。
【解決手段】水を入れる内容器と、前記内容器を加熱する加熱手段と、を有する電気ポットであって、前記内容器の底部に一端が連結されるパイプと、前記パイプの他端に連結される圧力検知手段を有し、前記圧力検知手段の検知圧力により、前記内容器内の水量、または前記内容器内の水の沸騰を判定する構成。
【選択図】図１

Description

本願発明は、加熱手段を有する電気ポットであって、特に、内容器内の水量または内容器内の水の沸騰を検知可能な電気ポットに関するものである。

電気ポットは、内容器の底部に設けたヒータ等の加熱手段で内容器内に入れた水を加熱し、必要時に加熱した湯を取り出して利用する家庭用電気器具として広く知られている。

ところで電気ポットを含め一般に家庭用電気器具は、ユーザーにとって利便性が向上する機能がいろいろ提案され、且つ実際に製品に付加されている。電気ポットも同様であり、例えば、電気ポットにおいて、内容器内の水量を容易に知る技術が提案されている。

その一例を図６に示す。電気ポットは、内容器３が収納される容器本体１と、容器本体１の上方開口を閉蓋する蓋体２を有する。容器本体１内には、水を入れる内容器３、内容器３の底部に設けられるヒータ４、内容器３の底部と注ぎ口６とを連通する給湯管５、給湯管５上に設けられ内容器３内の湯を外部に給湯する電動ポンプ７及び表示部８等を有し、また、前記蓋体２には、内容器３内で発生する蒸気を外部に逃がす蒸気排出通路９等を有している。

そして、内容器３の底部には、重量センサ１０が設けられる。この重量センサ１０は、内容器３及び内容器３内の水の重さを検知し、表示部８にその数値を表示するようになっており、ユーザーは、表示部８での表示により内容器３内の水量を知ることができる。

しかしながら、上記従来の検知装置は、内容器３の底部に設け、水量も含め内容器全体の重さを検知するもので構造が大型且つ複雑になり、更にはコストが嵩むという問題を有している。

また、電気ポットにおいても消費電力を低減することは喫緊の課題であり、そのための手段として、例えば、水の沸騰時期を内容器内の急激な圧力上昇を検知し、沸騰とほぼ同時にヒータへの通電を遮断することが考えられるが、電気ポットの蓋体２には、上記したように外部に連通する蒸気排出通路９が設けられており、内容器内の急激な上昇圧力を正確に検知することはできず、また、特に電気ポットにおいて、簡単な構造により水の沸騰を検知してヒータへの通電を遮断するものは未だ提案されていないように思われる。

特開平７−２５０７６１号公報

本願発明の目的は、簡単な構造により内容器内の水量を検知するとともに、内容器内での水の沸騰を検知して、沸騰とほぼ同時にヒータへの通電を遮断することができる電気ポットを提供することである。

上記目的を達成するため、本願発明は以下の構成を採用する。

請求項１に係る発明では、水を入れる内容器と、前記内容器を加熱する加熱手段と、を有する電気ポットであって、前記内容器の底部または底部下方に一端が連結されるパイプと、前記パイプの他端に連結される圧力検知手段を有し、前記圧力検知手段の検知圧力により、前記内容器内の水量を判定する構成。

請求項２に係る発明では、請求項１の構成に加え、前記圧力検知手段は、前記内容器の満水位置より上方に設けられる構成。

請求項３に係る発明では、前記圧力検知手段に圧力を伝達する経路上に、すり鉢状のエアトラップを設ける構成。

請求項４に係る発明では、前記圧力検知手段は、電気ポットの正面側に設けられる構成。

請求項１に係る発明では、内容器の底部または底部下方に連結されるパイプに圧力検知手段、例えば圧力センサを設け、内容器内の水量に応じたパイプ内の圧力を検知する構成により、検知構造を簡単なものとすることができ、且つ内容器内の水量（例えば、満水量或いは残量等）をより正確に検知することができる。その結果、電気ポットの利便性を高めることができる。また、内容器内の水の沸騰を検知して、電気ヒータへの通電をオフすることもできるようになり、その結果、省エネに資することができる。

請求項２に係る発明では、圧力検知手段を内容器の満水位置より上方に設けることにより、圧力検知手段に対する加熱手段の熱影響を低減することができるとともに、圧力検知手段に水が当たりその検知能力が低下する弊害を低減することができる。

請求項３に係る発明では、圧力検知手段に圧力を伝達する経路上にエアトラップを設けることにより、圧力検知手段に伝達されるノイズ等の圧力変動を低減して検知精度を高めることができるとともに、圧力検知手段に水が当たる弊害をより低減することができる。

請求項４に係る発明では、圧力検知手段を電気ポットの正面側に設ける構成。ところで、電気ポットは、一般に後方側（表示部とは反対側）に残りの水または湯を捨てる位置が定められており（表示部等に水等がかからないようにするため）、この水等を捨てる位置側に圧力検知手段を設けると、水等を捨てる際、圧力検知手段に連結されるパイプ内に水等が入り、その後の検知機能に悪影響を与えるという問題が発生するところ、上記構成によりそのような問題の発生を防止することができる。

本願発明の電気ポットの全体概略断面図 本願発明の他の電気ポットの全体概略断面図 本願発明の更に他の電気ポットの全体概略断面図 水量と電圧（水圧に相当）との関係を示す特性図 時間と電圧（沸騰圧に相当）との関係を示す特性図 従来例の電気ポットの概略断面図

図１は、電気ポットに本願発明を適用した断面図を示し、図２及び図３に、本願発明の他の例の断面図を示す。なお、表示部側を正面側または前方側と呼び、その反対側のヒンジ部側を後方側と呼ぶ。

電気ポット２０は、例えば貯湯用の内容器２３を備えた容器本体２１と、該容器本体２１を開閉する蓋体２２と、内容器２３内の水を加熱する加熱手段である電気ヒータ２４と、内容器２３内の湯を外部へ給湯するための給湯管２５と、該給湯管２５を介して湯を送り出す電動ポンプ２６等とを有する。

前記容器本体２１は、外周面を構成する合成樹脂製の外ケース２７と、内周面を構成する内容器２３と、底面を横成する合成樹脂製の底板２８を有し、内容器２３と外ケース２７との間に空間部２９を形成する。

前記内容器２３は、ステンレス製の有底円筒形状の部材であり、その底部には、雲母板に発熱体を保持させてなるマイカヒータ等の加熱手段である電気ヒータ２４が設けられる。なお、内容器２３は、内筒と外筒との間に真空空間を形成してなる真空二重構造体からなるものであってもよい。

また、内容器２３の底部中央には、内容器２３内の湯温を検出する湯温センサ３０が、内容器２３の底部に当接する形態で設けられる。内容器２３の内部上方には、満水位置を示す満水位置目盛３１が開蓋状態で上方から目視可能に表示されている。

前記蓋体２２は、合成樹脂製の上板と下板とからなり、その後方側にはヒンジ部３２を有し、このヒンジ部３２を介して容器本体２１に対し開閉自在且つ着脱自在に支持される。また、蓋体２２内には、蓋体２２の上面に形成される蒸気口３３と内容器２３内とを連通する蒸気排出通路３４を有し、内容器２３内で発生した蒸気を蒸気口３３より外部に排出する。

前記内容器２３の底部には湯取出口３５を有し、この湯取出口３５の下方には電動ポンプ２６が設けられる。そして、湯取出口３５と電動ポンプ２６とは吸込管３６を介して連結される。

電動ポンプ２６は、吐出管３７を介して前方側の空間部２９に略垂直状に設けられる給湯管２５の一端に連結され、給湯管２５の他端は、前方側で下向きに開口する注ぎ口３８に連通する。その結果、電動ポンプ２６により吸い出される内容器２３内の湯は、給湯管２５を介して注ぎ口３８より給湯される。

前記内容器２３の下方の空間部２９には、電装品箱３９を有し、この電装品箱３９内には前記電動ポンプ２６を駆動させる制御装置等が取り付けられる回路基板４０が設けられる。

容器本体２１の前方側或いは正面側の傾斜上面には表示部４１を有する。この表示部４１には、電動ポンプ２６による給湯を行うための給湯スイッチ等の各種スイッチ４２及び液晶表示器４３が設けられており、これら各種スイッチ４２及び液晶表示器４３は、表示部４１の下方に略平行に設けられる操作基板４４に取り付けられる。

図１の圧力検知手段等について説明する。内容器２３の底部には底部開口５０が設けられ、この底部開口５０には、パイプ５１の一端が連結され、パイプ５１の他端には圧力検知手段である圧力センサ５２が連結される。

前記底部開口５０は、例えば略５ｍｍ程度の細孔であり、図１では内容器２３の底部に下方に向いて開口される。しかしながら、この底部開口５０は、内容器２３の底部の側方に水平に開口するようなものでもよい。

前記パイプ５１は、例えば略５ｍｍ程度の細径を有するシリコン或いは金属製の圧力により伸縮しない管部材であり、その全体は図１に示すように先端部が鉤形状でそれ以外がほぼ直管状である。そして、その一端の鉤形状をした端部は、底部開口５０に連結され、その他端のほぼ直管状の端部は、前記満水位置目盛３１より上方の前記表示部４１近傍まで延伸される。

なお、このパイプ５１の形状は必要に応じて変えることができ、例えば、上記したように底部開口５０が内容器２３の底部の側方に水平に開口するようなものでは、先端部がＬ形状で、それ以外がほぼ直管状であってもよい。

圧力検知手段である前記圧力センサ５２は、例えば半導体より形成され、圧力を受けると変形する部材であり、圧力作用時にその変形量を電圧に変換して出力し、制御装置はその電圧値に応じた値を水量として表示器４１に表示する。

圧力センサ５２は、表示部４１内に設けられる操作基板４４に取り付けられ、圧力センサ５２の受圧部５２ａには、パイプ５１の他端が連結される。その結果、圧力センサ５２の取付位置は、満水位置目盛３１より上方になる。

このように、圧力センサ５２を操作基板４４に取り付けることにより、別途専用の取付部材が不要になる。しかし、その取付位置は操作基板４４以外であってもよい。

圧力センサ５２を満水位置目盛３１より上方に位置させることにより、圧力センサ５２と電気ヒータ２４とを引き離すことができ、電気ヒータ２４の熱による圧力センサ５２への悪影響、即ち圧力センサ５２の検知精度が低減する悪影響を低減することができる。

圧力センサ５２は防水ではなく、例えわずかであっても水に濡れると機能が低下或いは停止するところ、上記の構造により、例えパイプ５１内に水が侵入したとしても、圧力センサ５２まで達する恐れはほとんどなくなるため、圧力センサ５２が濡れて機能が低下或いは停止する弊害を防止することができる。しかし、圧力センサ５２の取付位置は、圧力検知が可能であるかぎりにおいては満水位置目盛３１より下方であってもよい。

水量の検知について説明する。内容器２３内に水を入れると、水は底部開口５０よりパイプ５１内に侵入しようとするが、パイプ５１は細管で密閉されているため、内部の空気は排出されず、水はパイプ５１内にほとんど侵入することはない。その結果、水量に応じたヘッド圧がパイプ５１内の空気を介して圧力センサ５２の受圧部５２ａに作用する。その圧力変化、即ち出力電圧の変化は、図４に示すように水量に比例する。

即ち、内容器２３内に水が入れられていくと、出力電圧が増加してゆき、表示部４１にその時の電圧に比例した水量が表示されることになる。そして、内容器２３内の水が満水位置目盛３１に達すると図示しない警報ブザー或いは声によりユーザーに知らせ、ユーザーは水の導入を停止することになる。

圧力センサ５２は、電気ポット２０の使用時においては、内容器２３内の水等の残量表示としても利用でき、残量がわずかになった場合、ユーザーは表示を見て、必要な水量を追加して加熱することができる。

圧力センサ５２は、電気ポット２０の正面側に設けられる。この理由は、一般に電気ポット２０の後方側（表示部とは反対側）に設定される湯を捨てる位置から残りの水等を捨てる場合、前記パイプ５１も天地が逆になり、底部開口５０近傍に水があるとその水がパイプ５１内に侵入する恐れが生じるためである。上記構成により底部開口５０近傍から水を遠ざけることができ、水がパイプ５１内に入り、その後の検知に悪影響を与える弊害を防止することができる。

ところで、電気ポット２０で内容器２３内の水を加熱すると水が沸騰する。水が沸騰すると内容器２３内の圧力は上昇する。しかし、内容器２３内の上方空間は、蒸気排出通路３４を介して外部と連通しており、内容器２３内の上方空間の圧力は低減され、内容器２３内の上方空間の圧力が増大し、内容器２３内の湯が給湯管２５を介して注ぎ口３８から自然吐出することはない。

しかしながら、内容器２３内に満水位置目盛３１以上に水を入れて加熱し、水が沸騰すると、その沸騰水により蒸気排出通路３４の下端部が閉鎖され、内容器２３の上方空間の圧力が急上昇し、内容器２３内の湯が給湯管２５を介して注ぎ口３８から自然吐出する弊害が生じる。このような弊害が生じる理由は、沸騰時以降も加熱が続行されるためであり、沸騰時を検知して電気ヒータ２４の通電をオフすることができれば、このような自然吐出をなくすことができるようになる。

本出願人は、上記のような内容器２３内の水の沸騰時に、パイプ５１内の圧力が図５に示すように急上昇することを見いだした。そして、この知見に基づき、パイプ５１内で急激な圧力上昇が発生した場合、その時期を沸騰時として判定し、電気ヒータ２４の通電をオフするようにした。このような圧力センサ５２で沸騰時を検知して電気ヒータ２４の通電をオフすることにより、上記自然吐出をなくすことができ、更には消費電力を低減することができる。

また、圧力センサ５２で沸騰時を検知して、電気ヒータ２４の通電をオフすることにより、ユーザーがより多くの湯を必要とする場合に、満水位置目盛３１以上（満水位置目盛３１で警報ブザー等が鳴るがそれを無視するか、或いは警報ブザー等を鳴らないようにすることになる。）の水量で加熱したとしても、内容器内の圧力が上昇すると電気ヒータ２４がオフするため、上記自然吐出が生ずることなく、安心且つ安全に加熱することができるようになる。

上記の場合、電気ヒータ２４への通電を火力を徐々に上げるように制御し、水を滑らかに沸騰させるようにすることにより、上記自然吐出を防止することもできる。いずれにしても、このような場合、表示部４１に例えば満水量以上の湯沸かし制御モードスイッチを設け、ユーザーが選択可能にすればよい。

このように、圧力センサ５２は、水量検知または沸騰検知のいずれかの検知手段として利用することができるとともに、水量検知及び沸騰検知の両機能を併せ持つ検知手段として利用することもできる。

図２は、図１の変形例であり、パイプ５１の経路上にエアトラップ６０を介在したものであり、それ以外は図１のものと同様であり、同じ符号を用いる。

エアトラップ６０は、すり鉢形状のもので、その上方には上部管６１を有するとともに、その下方には下部管６２を有し、その内部にはすり鉢状の内部空間６３を有する。そして、上部管６１には、短管６４の一端が連結され、短管６４の他端は、圧力センサ５２の受圧部５２ａに連結される。また、下部管６２には、パイプ５１の他端が連結される。そして、エアトラップ６０は、満水位置目盛３１より上方に設けられる。

圧力センサ５２に圧力を伝達する経路上、或いは当該経路上であって、満水位置目盛３１より上方位置にエアトラップ６０を設けることにより、ノイズ等の圧力変動を低減することができるとともに、例えパイプ５１を介して水が侵入したとしても、侵入した水が圧力センサ５２まで達するのをより確実に防止できる。また、エアトラップ６０はすり鉢状であるため、その内部空間６３に水が溜まるのを防止することができる。即ち、エアトラップ６０は、検知精度を安定にする機能及び圧力センサの保護機能を合わせ持つものである。

図３は、図２の更なる変形例であり、パイプ５１の一端を電動ポンプ２６の吸込管３６に連結するものであり、それ以外は図１及び図２のものと同様であり、同じ符号を用いる。

図３に示すように、電動ポンプ２６の吸込管３６には短い長さの接続管６５が一体に形成されており、パイプ５１の一端は、この接続管６５に連結される。このような位置にパイプ５１の一端を連結することにより、パイプ５１内で検知する圧力は、図１及び図２のものより若干高くなるが、十分検知可能である。また、このような位置にパイプ５１の一端を連結することにより、図１及び図２のものに比べ、内容器２３の底部に底部開口５０を設けない分、連結構造を簡略化することができ、且つ製造コストを低減することができる。

本願発明は、上記実施例の構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更可能であり、例えば電気ヒータは電磁誘導加熱方式であってもよい。

２０…電気ポット ２１…容器本体
２２…蓋体 ２３…内容器
２４…電気ヒータ ２５…給湯管
２６…電動ポンプ ２７…外ケース
２８…底板 ２９…空間部
３０…湯温センサ ３１…満水位置目盛
３２…ヒンジ部 ３３…蒸気口
３４…蒸気排出通路 ３５…湯取出口
３６…吸込管 ３７…吐出管
３８…注ぎ口 ３９…電装品箱
４０…回路基板 ４１…表示部
４２…各種スイッチ ４３…液晶表示器
４４…操作基板 ５０…底部開口
５１…パイプ ５２…圧力センサ
５２ａ…受圧部 ６０…エアトラップ
６１…上部管 ６２…下部管
６３…内部空間 ６４…短管
６５…接続管

Claims (4)

1. 水を入れる内容器と、前記内容器を加熱する加熱手段と、を有する電気ポットであって、
   前記内容器の底部または底部下方に一端が連結されるパイプと、
   前記パイプの他端に連結される圧力検知手段を有し、
   前記圧力検知手段の検知圧力により、前記内容器内の水量を判定することを特徴とする電気ポット。
2. 前記圧力検知手段は、前記内容器の満水位置より上方に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電気ポット。
3. 前記圧力検知手段に圧力を伝達する経路上に、エアトラップを設けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気ポット。
4. 前記圧力検知手段は、電気ポットの正面側に設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電気ポット。

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