JP2013042838A - 電気湯沸かし器 - Google Patents

Abstract

【課題】使用時間、不使用時間を検知して不使用時間を低温保温することで消費電力を抑える学習機能による自動制御において、近年の高断熱保温性能を有する電気湯沸かし器においては、不使用時間が短時間の場合は、温度低下する時間も低温保温する時間も短くなるため省電力効果が低くなる逆転現象が起こるという課題があった。
【解決手段】不使用時間のうち第一所定時間より短い不使用時間については省電力保温を行わないように判断し、且つ保温温度選択手段３による選択温度に応じて第一所定時間を変更して以降の省電力保温を省電力保温手段７により制御する。
【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、容器内の液体の温度制御を自動的に行う省電力機能を備えた電気湯沸かし器に関するものである。

従来、省エネ機能を備えた電気湯沸かし器では、１日を所定の単位時間に区切り、その単位時間毎に使用時間、不使用時間を判定し、累積記憶した情報に基づいて自動で使用時間は保温する温度を高温とし、不使用時間は低温保温するようにして保温消費電力を低減するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２１０３２８号公報

しかしながら、前記従来の構成では、不使用時間が連続して長時間に及ぶ場合は、低温保温する温度に向かって温度下降する時間や低温保温する時間が長くなるため、保温電力は低く抑えられ、その後不使用時間終了時に低温から高温に向かって高出力のヒータで再び湯沸かしする時に費やされる消費電力を加えてもその間に高温保温を継続した場合の消費電力よりも省電力効果が大きい。

しかし、不使用時間が短時間の場合は、温度低下する時間も低温保温する時間も短くなるため省電力効果は小さくなる。そのため、近年の高断熱保温性能を有する電気湯沸かし器においては高温保温を継続した方が、消費電力が低くなる逆転現象が起こるという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、不使用時間の長短と保温選択温度により、省電力効果が得られない場合は、省電力保温動作を行わないように判断して制御する電気湯沸かし器を提供することを目的とする。

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、給湯手段による給湯動作があると使用状態であると検知する使用検知手段と、所定単位時間毎に前記使用検知手段による検知がある時間を使用時間とし、使用検知手段による検知が無い時間を不使用時間として記憶する記憶手段と、記憶手段から得られた使用実績に基づき使用時間を保温温度選択手段による選択温度で保温し、不使用時間を選択温度よりも低い所定温度で省電力保温するように加熱手段を制御して以降の不使用時間の保温電力を低減させる省電力保温手段とを備え、省電力保温手段は、不使用時間のうち第一所定時間より短い不使用時間については省電力保温を行わないように判断し、且つ保温温度選択手段による選択温度に応じて第一所定時間を変更して以降の省電力保温の制御を行うものである。

これによって、使用実績に基づき判定した不使用時間の全てに対して省電力保温を行うのでは無く、保温選択温度で選択した保温温度によって調整した第一所定時間より短い不使用時間は省電力保温を行わないことで不使用時の消費電力低減を図ることができ、且つ、選択温度が低い場合は、選択温度が高い場合より第一所定時間を長く変更することにより省電力保温するよりは保温継続した方が保温時の消費電力が低減できる不使用時間の判断を選択温度に応じて行うことができる。

本発明の電気湯沸かし器は、使用実績に基づき判定した不使用時間の全てに対して省電力保温を行うのでは無く、選択温度に応じた第一所定時間より短い不使用時間の省電力保温を行わないように判定することで、保温時の消費電力効果がさらに得られることができる。

本発明の実施の形態１における電気湯沸かし器の構成図 本発明の実施の形態１における電気湯沸かし器の選択温度９８℃における省電力保温手段の制御を示す図 本発明の実施の形態１における電気湯沸かし器の選択温度９８℃における省電力保温手段の省電力効果を示す図 本発明の実施の形態１における電気湯沸かし器の選択温度９０℃における省電力保温手段の制御を示す図 本発明の実施の形態１における電気湯沸かし器の選択温度９０℃における省電力保温手段の省電力効果を示す図

第１の発明は、液体を収容する容器と、前記容器内の液体の温度を検知する温度検知手段と、前記容器内の液体を加熱する加熱手段と、前記容器内の液体を複数の温度で保温するよう選択する保温温度選択手段と、前記容器内の液体を給湯する給湯手段と、前記給湯手段による給湯動作があると使用状態であると検知する使用検知手段と、所定単位時間毎に前記使用検知手段による検知がある時間を使用時間とし、前記使用検知手段による検知が無い時間を不使用時間として記憶する記憶手段と、前記記憶手段から得られた使用実績に基づき前記使用時間を前記保温温度選択手段による選択温度で保温し、前記不使用時間を選択温度よりも低い所定温度で省電力保温するように前記加熱手段を制御して以降の不使用時間の保温電力を低減させる省電力保温手段とを備え、前記省電力保温手段は、前記不使用時間のうち第一所定時間より短い不使用時間については省電力保温を行わないように前記加熱手段を制御し、且つ前記保温温度選択手段による選択温度に応じて前記第一所定時間を変更して以降の省電力保温の制御を行うものである。

これによって、使用検知手段により使用時間と不使用時間を判定し、省電力保温手段はその不使用時間に省電力保温した場合に消費する保温下降時と所定温度での保温と不使用時間終了時の選択温度まで昇温する湯沸かし電力の合計よりその不使用時間を選択温度で高温保温した方が省電力効果が高くなる場合について、予め与えられている選択温度に応じた第一所定時間より短い場合は省電力保温を行わないようにすることができるため、使用実績に基づき判定した不使用時間の全てに対して省電力保温を行うのでは無く、省電力保温するよりは保温継続することで保温時の消費電力をさらに低減できるようにすることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の省電力保温手段を、保温温度選択手段による選択温度が低い場合は、選択温度が高い場合より第一所定時間を長くするようにすることにより、
その選択温度に応じた省電力効果が得られる時間を増やすことができる。

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１）
図１は、本発明の実施の形態における電気湯沸かし器の構成図を示すものである。図１において、本体９内に液体を収容する有底筒状の定格容量４Ｌの容器１があり、湯沸かし用の９２５Ｗと保温用の７５Ｗの２種類のヒータで構成された加熱手段８を備えている。容器１の底部には温度検知手段２を当接させており、容器１内の湯温を検知する。容器１内のお湯を吐出口１１から外部に給湯するための電動ポンプ１２は容器１の下方に設置されている。使用者が容易に操作できる上方前面の操作部には、お湯を給湯するためのスイッチである給湯手段４と、保温温度を９８℃、９０℃から選択して設定するスイッチである保温温度選択手段３が設置されている。

次に、使用検知手段５は、給湯手段４が操作され電動ポンプ１２が動作されたことを検知するものである。記憶手段６は、単位時間を１時間として、使用検知手段５からの使用時間および不使用時間の検知データを１時間単位のデータとして記憶する。省電力保温手段７は、記憶手段６の記憶データに基づき使用時間を保温温度選択手段３により選択された保温温度で保温し、不使用時間を約６２℃の低温で保温する。

以上のように構成された電気湯沸かし器について、以下その動作、作用を説明する。

本実施の形態の記憶手段６と省電力保温手段７の制御方法について図２を参照しながら更に詳細に説明する。

図２は本発明の実施の形態１における電気湯沸かし器の選択温度９８℃における省電力保温手段の制御を示す図であり、（ａ）は、一例として１日２４時間の時刻について単位時間１時間毎に給湯手段４により給湯された回数を示すグラフと、２４時間を２４個のデータアドレスに割り当てた時の給湯回数を示す表である。朝、昼、晩の食事時間帯に給湯回数が増え、それ以外の時間帯は不定期に給湯され、夜間は使用されていないデータとなっている。このときの保温温度選択手段３による保温温度選択は９８℃である。図２（ｂ）は、使用検知手段５により、１回以上の給湯があった時間を使用データ「１」、給湯が無かった時間を使用データ「０」として記憶手段６の時間に対応するデータアドレスに記憶されたものである。

図２（ｃ）は、省電力保温手段７により、記憶手段６のデータアドレスに記憶された使用データに基づく不使用時間のうち第一所定時間より短い不使用時間については省電力保温を行わないように使用データに変更を行ったデータである。

本実施の形態では、保温温度の選択が９８℃の時は第一所定時間を１時間としているため不使用時間が１時間以下であるデータアドレス１０、１２、１８の使用データ「０」を「１」に変更している。この変更データに基づき省電力保温手段７が加熱手段８を制御して実績取得した翌日に保温制御した結果が図２（ｄ）の温度チャートになる。

また、図２（ｄ）において、ｔ１〜ｔ６部の波線部はデータアドレス１０、１２、１８の使用データを変更せずに「０」のままとした場合に動作する省電力保温の温度カーブを示している。温度カーブｔ１、ｔ３、ｔ５は保温温度６２℃に向かって温度降下している状態である。温度カーブｔ２、ｔ４、ｔ６は不使用時間が終了し設定温度９８℃に向かって湯沸かしを行っている状態である。

ここで、不使用時間を省電力保温を行った温度カーブｔ１、ｔ２に費やす消費電力と、その間選択温度９８℃で保温継続した場合に費やす消費電力について実測値による比較検証結果を図３に基づいて説明する。

図３は、本発明の実施の形態１における電気湯沸かし器の選択温度９８℃における省電力保温手段の省電力効果を示す図であり、容器１に定格容量の７０％である２．８Ｌの湯を保温した場合の消費電力を測定したデータである。（Ａ）欄の湯温は選択温度９８℃から降下した時の温度、（Ｂ）欄の温度降下はその温度に降下する時間とその温度に到達するまでに要した消費電力である。降下時には保温ヒータは入らないので消費する電力は制御回路等が動作するための電力となる。

本実施の形態では０．８５Ｗである。（Ｃ）欄の再湯沸かしはその時の降下温度から選択温度９８℃に向かって湯沸かしした時に要する湯沸かし時間と消費電力であり、本実施の形態では９２５Ｗのヒータで湯沸かしを行っており、加熱効率は約９２％程度のヒータである。（Ｄ）欄の経過時間は（Ｂ）温度降下と（Ｃ）再湯沸しに要した時間の合計である。（Ｅ）欄の合計は（Ｂ）温度降下と（Ｃ）再湯沸しに要した消費電力の合計であり、この合計が省電力保温時の消費電力となる。（Ｆ）欄の選択温度で保温継続は、（Ｄ）経過時間の間を選択温度９８℃で保温継続した場合に要した消費電力である。

本実施の形態では９８℃保温の保温電力は１４Ｗである。（Ｇ）欄の省電力効果は、（Ｆ）選択温度で保温継続から（Ｅ）合計を引いた差であり、消費電力が＋のときは選択温度９８℃で保温継続した方が消費電力が低いことを表している。

本実施の形態では、（Ａ）湯温が９４℃まで降下させるよりは保温継続した方が消費電力が低い結果となっている。この時の経過時間は１．２６時間であった。また、９３℃以下に温度降下させた場合は選択温度９８℃で保温継続させた方が消費電力が大きくなる結果であった。

この結果より、１．２６時間以内の不使用時間は、省電力保温を行うより選択温度で保温継続した方が消費電力は少なくなるため、選択温度９８℃のときの第一所定時間を１時間と決めて、１時間以内の不使用時間は使用時間に変更するように省電力保温手段７は記憶手段６の使用データを変更するようにしている。

本実施の形態で使用した電気湯沸かし器においては図３の結果であるが、容器１の断熱性能が違えば降下時間が変わってくる。また、湯沸かしヒータの電力や加熱効率、保温電力などの条件により省電力効果が得られる第一所定時間が変わるため、使用する電気湯沸かし器によって第一所定時間の調整が必要となってくる。

図４は本発明の実施の形態１における電気湯沸かし器の選択温度９０℃における省電力保温手段の制御を示す図であり、（ａ）は、保温温度選択手段３による選択温度が９０℃のときの１日２４時間について単位時間１時間毎に給湯手段４により給湯された回数を示す図である。

図４（ｂ）は、前述選択温度９８℃の時と同様に使用検知手段５により、１回以上の給湯があった時間を使用データ「１」、給湯が無かった時間を使用データ「０」として記憶手段６の時間に対応するデータアドレスに記憶されたものである。

図４（ｃ）は、省電力保温手段７により、記憶手段６のデータアドレスに記憶された使用データに基づく不使用時間のうち第一所定時間より短い不使用時間については省電力保温を行わないように使用データに変更を行ったデータである。本実施の形態では、保温温度の選択が９０℃の時は第一所定時間を２時間としているため不使用時間が２時間以下であるデータアドレス１０、１２、１８、２１、２２の使用データ「０」を「１」に変更している。

この変更データに基づき省電力保温手段７が加熱手段８を制御して保温した結果が図４（ｄ）の温度チャートになる。また、図４（ｄ）において、前述と同様にｔ７、ｔ８部の波線部はデータアドレス２１、２２の使用データを変更せずに「０」のままとした場合に動作する少電力保温の温度カーブを示している。

温度カーブｔ７は保温温度６２℃に向かって温度降下している状態である。温度カーブｔ８は不使用時間が終了し設定温度９０℃に向かって再沸騰している状態である。ここで、不使用時間を省電力保温を行った温度カーブｔ７、ｔ８に費やす消費電力と、その間選択温度９０℃で保温継続した場合に費やす消費電力について測定値による比較検証結果を図５に基づいて説明する。

図５は本発明の実施の形態１における電気湯沸かし器の選択温度９０℃における省電力保温手段の省電力効果を示す図である。

図５において、（Ａ）湯温は選択温度９０℃から降下した時の温度、（Ｂ）温度降下はその温度に降下する時間とその温度に到達するまでに要した消費電力である。降下時には保温ヒータは入らないので消費する電力は制御回路等が動作するための電力となる。

本実施の形態では０．８５Ｗである。（Ｃ）再沸騰はその時の降下温度から選択温度９０℃に向かって湯沸かしした時に費やす湯沸し時間と消費電力である。（Ｄ）経過時間は（Ｂ）温度降下と（Ｃ）再沸騰に要した時間の合計である。（Ｅ）合計は（Ｂ）温度降下と（Ｃ）再沸騰に要した消費電力の合計であり、この合計が省電力保温時の消費電力となる。（Ｆ）選択温度で保温継続は、（Ｄ）経過時間の間を選択温度９８℃で保温継続した場合に要した消費電力である。本実施の形態では９０℃保温の保温電力は１３Ｗである。（Ｇ）省電力効果は、（Ｆ）選択温度で保温継続から（Ｅ）合計を引いた差であり、消費電力が＋のときは選択温度９０℃で保温継続した方が消費電力が低いことを表している。

本実施の形態では、（Ａ）湯温が８３℃まで降下させるよりは保温継続した方が消費電力が低い結果となっている。この時の経過時間は２．２時間であった。また、８２℃以下に温度降下させた場合は選択温度９０℃で保温継続させた方が消費電力が大きくなってしまう。

この結果より、２．２時間以内の不使用時間は、省電力保温を行うより選択温度で保温継続した方が消費電力は少なくなるため、選択温度９０℃のときの第一所定時間を２時間と決めて、２時間以内の不使用時間は使用時間に変更するように省電力保温手段７は記憶手段６の使用データを変更するようにしている。通常、保温温度が低い方が保温電力は低くなるため、本実施の形態では選択温度が低い程第一所定時間を長く設定するようにしている。

以上のように、本実施の形態においては、給湯手段４による給湯動作を使用検知手段５で検知し、使用時間と不使用時間を記憶手段６に記憶し、省電力保温手段７は、記憶手段６から得られた使用実績に基づいて、使用時間は保温温度選択手段３による選択温度で保温し、不使用時間を選択温度よりも低い所定温度で保温する省電力保温を行う。さらに、不使用時間のうち第一所定時間より短い不使用時間については省電力保温を行わないようにし、且つ保温温度選択手段３による選択温度に応じて第一所定時間を変更するようにしたことにより、第一所定時間より短い不使用時間は省電力保温を行わないように判定し、且つ、選択温度が低い場合は、選択温度が高い場合より第一所定時間を長く変更することができるので不使用時の消費電力を低減する時間を増やすことができる。

以上のように、本発明にかかる電気湯沸かし器は、使用状態を検知し、不使用時の消費電力低減を保温温度などの条件に応じて制御することが可能となるので、長時間の保温を伴うような加熱調理機器等の用途にも適用できる。

１ 容器
２ 温度検知手段
３ 保温温度選択手段
４ 給湯手段
５ 使用検知手段
６ 記憶手段
７ 省電力保温手段
８ 加熱手段

Claims (2)

1. 液体を収容する容器と、前記容器内の液体の温度を検知する温度検知手段と、前記容器内の液体を加熱する加熱手段と、前記容器内の液体を複数の温度で保温するよう選択する保温温度選択手段と、前記容器内の液体を給湯する給湯手段と、前記給湯手段による給湯動作があると使用状態であると検知する使用検知手段と、所定単位時間毎に前記使用検知手段による検知がある時間を使用時間とし、前記使用検知手段による検知が無い時間を不使用時間として記憶する記憶手段と、前記記憶手段から得られた使用実績に基づき前記使用時間を前記保温温度選択手段による選択温度で保温し、前記不使用時間を選択温度よりも低い所定温度で省電力保温するように前記加熱手段を制御して以降の不使用時間の保温電力を低減させる省電力保温手段とを備え、前記省電力保温手段は、前記不使用時間のうち第一所定時間より短い不使用時間については省電力保温を行わないように前記加熱手段を制御し、且つ前記保温温度選択手段による選択温度に応じて前記第一所定時間を変更して以降の省電力保温の制御を行う電気湯沸かし器。
2. 省電力保温手段は、保温温度選択手段による選択温度が低い場合は、選択温度が高い場合より第一所定時間を長くするようにした請求項１に記載の電気湯沸かし器。

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