JP2506319Y2 - 電気湯沸器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、罐体に供給した水を電気ヒータで適宜加熱
して、所定の温度の湯を貯留、供給する電気湯沸器に関
するものである。

（従来の技術） 罐体に供給した水を電気ヒータで適宜加熱して、所定
の温度の湯を貯留、供給する電気湯沸器は、電気ヒータ
に通電を開始してから、罐体の中に貯留されている常温
の水が沸騰するまでに要する時間は、電気湯沸器の貯湯
量，電気ヒータの電力，設置場所の温度，設置場所の高
度，気圧等によって異なるが、70〜120分程度である。

（考案が解決しようとする課題） ところが、水が沸騰するまでの時間がこのように長い
にも拘らず、従来の電気湯沸器は、水が何時沸き上がる
のかが分からないので、水が沸き上がるのを苛々して待
つ羽目になったり、タイマにより所望の時間に沸き上が
るようにすることも困難になったりして、使用者にとっ
て使用し難いという問題があった。

本考案は、このような問題に鑑みてなされたもので、
罐体の中の水が沸騰するまでの時間を表示できるように
した電気湯沸器を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本考案の電気湯沸器は、貯留されている水或いは湯の
温度変化に応じたレベルの水温検出信号を出力する水温
検出センサと、水温が上昇し始めたのを検出した予測開
始点から、水温が予測開始点の水温から単位温度だけ上
昇した基準点の水温及び予測開始点から基準点まで水温
が上昇するのに要した時間を読み込んだ後は、水温が単
位温度ずつ上昇する毎に、水温が単位温度ずつ上昇した
抽出点の水温及び予測開始点から当該抽出点までの時間
を読み込んで、基準点と当該抽出点との間の温度勾配
と、基準点から当該抽出点まで水温が上昇するのに要し
た時間とから、当該抽出点から水が沸騰するであろうと
予測される沸騰予測点まで上昇するのに要する沸上がり
予測時間を演算した上、当該演算結果を予測時間信号と
して出力する微係数演算回路と、電気ヒータに通電して
いるにも拘らず、水温が単位時間毎に緩やかに下降して
いるときには、電気ヒータが断線したものと判別して、
ヒータ断線予測信号を出力するヒータ断線判別回路と、
ヒータ断線予測信号が出力されているときに、予測時間
信号が出力されない状態が所定の時間継続すると、ヒー
タ断線信号を出力するヒータ断線検出回路と、水が沸騰
して、予測時間信号が零の状態が所定の時間継続する
と、異常加熱信号を出力する異常加熱検出回路と、予測
時間信号が出力されると、あとどの位の時間で水が沸き
上がるかを表示し、ヒータ断線信号が出力されると、電
気ヒータの電気系統が故障している旨を表示し、異常加
熱信号が出力されると、水が異常沸騰している旨を表示
する表示装置とで構成されている。

（作用） このように構成された本考案の電気湯沸器は、水が何
時沸き上がるのかが分かるようになって、水が沸き上が
るのを苛々して待つようなことがなくなる上、タイマに
より所望の時間に沸き上がるようにすることも容易にな
るので、使用者にとって使用し易くなる。

（実施例） 以下、図面を参照しながら、本考案の実施例を詳細に
説明する。

第１図は本考案の一実施例の罐体構造を示すもので、
１は水或いは湯を貯留する罐体、２は給水源（図示しな
い）から罐体１に水を供給する給水管で、この給水管２
の給水口は罐体１の底近くに設置されている。３は罐体
１の中の水位が上限水位を越えないように水の供給を制
御するフロート弁で、このフロート弁３は罐体１の中の
給水管２の上部に取り付けられている。４は罐体１に貯
留されている湯を蛇口（図示しない）に供給する給湯管
で、この給湯管４の給湯口は下限水位よりも若干低い位
置に設置されている。５は罐体１の中に設置した電気ヒ
ータ、６は温度制御回路（図示しない）から通電信号が
入力すると閉じるヒータスイッチで、このヒータスイッ
チ６は電気ヒータ５と電源７との間に接続されている。
８は貯留されている水或いは湯の温度変化に応じたレベ
ルの水温検出信号を出力する水温検出センサで、この水
温検出センサ８は貯留されている水或いは湯の上層部に
位置するように設置されている。９は貯留されている水
或いは湯に没しているときに水位検出信号を出力する水
位検出センサで、この水位検出センサ９は下限水位の位
置に設置されている。

尚、ａは水温検出センサ８の出力端子である（第２図
参照）。

第２図は本考案の一実施例のブロック図を示すもの
で、第１図の符号と同一符号のものは同一部分を示して
おり、又、10はクロック信号を出力するタイマ、11は、
罐体１の中に貯留されている水の温度（以下「水温」と
いう）が上昇し始めたのを検出した時点（この時点を以
下「予測開始点」という）から、水温が予測開始点の水
温から単位温度だけ上昇した時点（この時点を以下「基
準点」という）の水温及び予測開始点から基準点まで水
温が上昇するのに要した時間を読み込んだ後は、水温が
単位温度ずつ上昇する毎に、水温が単位温度ずつ上昇し
た時点（この時点を以下「抽出点」という）の水温及び
予測開始点から当該抽出点までの時間を読み込んで、基
準点と当該抽出点との間の温度勾配と、基準点から当該
抽出点まで水温が上昇するのに要した時間とから、当該
抽出点から水が沸騰するであろうと予測される時点（こ
の時点を以下「沸騰予測点」という）まで上昇するのに
要する時間（以下「沸上がり予測時間」という）を演算
した、即ち、 ｆ_nを沸上がり予測時間（但し、ｎ＝1,2,3,……,y）、 ｔ_yの水の沸騰温度（但し、設置場所の高度等によって
異なるので、電気湯沸器の設置時に予め設定してお
く）、 ｔ₀を基準点（予測開始後Ｓ₀時間）の水温 ｔ_nを抽出点（予測開始後Ｓ_n時間）の水温（但し、ｎ＝
1,2,3,……,y） としたときに、 の式を演算した上、当該演算結果を予測時間信号として
出力する微係数演算回路で、この微係数演算回路11は、
水温が下降すると、読み込んだ基準点の水温ｔ₀及び予
測開始点から基準点までの時間Ｓ₀を消去して、演算不
能になる。12は、電気ヒータ５に通電しているにも拘ら
ず、水温が単位時間（例えば１分）毎に緩やかに下降し
ているときには、電気ヒータ５が断線したものと判別し
て、ヒータ断線予測信号を出力するヒータ断線判別回
路、13は、ヒータ断線判別回路12からヒータ断線予測信
号が出力されているときに、微係数演算回路11が沸上が
り予測時間を演算して出力することができない状態が所
定の時間（例えば20分）継続すると、ヒータ断線信号を
出力するヒータ断線検出回路、14は、微係数演算回路11
から出力される沸上がり予測時間が零分（ｆ_y＝０）の
状態が、所定の時間（例えば20分）継続すると、異常加
熱信号を出力する異常加熱検出回路、15は文字によって
運転状態を使用者に告知するディスプレイ等の表示装
置、16は音によって運転状態を使用者に告知するブザー
等の警告音出力装置である。

次に、このように構成された本実施例の動作につい
て、第３図及び第４図の水温グラフにより、説明する。

電気湯沸器の電源スイッチ（図示しない）を投入した
ときに、水温が予め設定した保温温度ｔ_x（例えば90
℃）より低ければ、ヒータスイッチ６が閉じて、電気ヒ
ータ５に通電されるので、罐体１の中の水が加熱され
て、水温はｔ（例えば室温）から第３図に示す如く上昇
し始める。そして、水温が予め設定した沸騰温度ｔ
_y（例えば100℃）に達すると、ヒータスイッチ６が開い
て、電気ヒータ５へ通電が遮断されるので、水温は沸騰
温度ｔ_yから第３図に示す如く下降し始める。

ところが、これ以降、電気湯沸器の電源スイッチが遮
断されるまでは、水温が保温温度ｔ_xまで下降すると、
ヒータスイッチ６が閉じて、電気ヒータ５に通電する動
作と、水温が沸騰温度ｔ_yまで上昇すると、ヒータスイ
ッチ６が開いて、電気ヒータ５に通電する動作とを交互
に繰り返すので、水温は第３図に示す如く保温温度ｔ_x
と沸騰温度ｔ_yとの間に保持される。

ところで、このような水温の変化に対して、微係数演
算回路11は、先ず、水温が上昇し始めたのを検出した時
点（この時点を以下「予測開始点」という）で、時間の
計数を開始する。

次に、微係数演算回路11は、水温が予測開始点の水温
ｔから単位温度（例えば１℃）だけ上昇した時点（この
時点を以下「基準点」という）における水温ｔ₀〔例え
ば（ｔ＋１）〕及び予測開始点から基準点までの時間Ｓ
₀を読み込む。

これ以降、微係数演算回路11は、水温が単位温度（例
えば１℃）ずつ上昇する毎に、抽出点の水温ｔ_n及び予
測開始点から水温ｔ_nの抽出点までの時間Ｓ_nを読み込ん
で、（１）式で演算した上、その演算結果を予測時間信
号として出力する動作を繰り返すので、表示装置15は沸
上がり予測時間ｆ_nを逐次表示する。

前述の動作について更に詳述すると、先ず、水温が、
予測開始点の水温ｔから単位温度（例えば１℃）だけ上
昇して、ｔ₀〔例えば（ｔ＋１）〕になると、微係数演
算回路11は、基準点の水温ｔ₀と、水温が予測開始点か
ら基準点まで上昇するのに要した時間Ｓ₀とを読み込
む。

次に、水温がｔ₀から単位温度（例えば１℃）だけ上
昇して、水温がｔ₁〔例えば（ｔ＋２）〕になると、微
係数演算回路11は、この抽出点の水温ｔ₁と、水温が予
測開始点から水温ｔ₁の抽出点まで上昇するのに要した
時間Ｓ₁とを読み込んで、 の式を演算した上、その演算結果を予測時間信号として
出力するので、表示装置15は水温ｔ₁の抽出点における
沸上がり予測時間ｆ₁を表示する。

又、水温がｔ₁から単位温度（例えば１℃）だけ上昇
して、水温がｔ₂〔例えば（ｔ＋３）〕になると、微係
数演算回路11は、この抽出点の水温ｔ₂と、水温が予測
開始点から水温ｔ₂の抽出点まで上昇するのに要した時
間Ｓ₂とを読み込んで、 の式を演算した上、その演算結果を予測時間信号として
出力するので、表示装置15は水温ｔ₂の抽出点における
沸上がり予測時間ｆ₂を表示する。

更に、水温がｔ₂から単位温度（例えば１℃）だけ上
昇して、水温がｔ₃〔例えば（ｔ＋４）〕になると、微
係数演算回路11は、この抽出点の水温ｔ₃と、水温が予
測開始点から水温ｔ₃の抽出点まで上昇するのに要した
時間Ｓ₃とを読み込んで、 の式を演算した上、その演算結果を予測時間信号として
出力するので、表示装置15は水温ｔ₃の抽出点における
沸上がり予測時間ｆ₃を表示する。

以下、同様に、水温が単位温度（例えば１℃）だけ上
昇する毎に、微係数演算回路11は、水温ｔ_nの抽出点に
おける沸上がり予測時間ｆ_nを演算した上、その演算結
果を予測時間信号として出力するので、表示装置15は沸
上がり予測時間ｆ_nを逐次表示する。

そして、水温が沸騰温度ｔ_yになると、微係数演算回
路11は、この抽出点即ち沸騰点の水温ｔ_yと、水温が予
測開始点から水温ｔ_yの抽出点、即ち沸騰点まで上昇す
るのに要した時間Ｓ_yとを読み込んで、 の式を演算した上、その演算結果、即ち零を出力するの
で、表示装置15は水が沸き上がったことを表示する。

その後、電気ヒータ５への通電が遮断されて、水温が
沸騰温度ｔ_yから単位温度（例えば１℃）だけ下降し
て、水温がｔ_y-1〔例えば（ｔ_y−１）〕になると（第４
図参照）、微係数演算回路11は、読み込んだ基準点の水
温ｔ₀及び予測開始点から基準点までの時間Ｓ₀とを消去
してしまうので、演算ができなくなって、水の沸上がり
時間が予測不能となる。しかし、電気湯沸器の電源スイ
ッチが一旦遮断されて、水温が保温温度Ｔ_xよりも低く
なっているときに、電気湯沸器の電源スイッチが再投入
されて、電気ヒータ５に通電され、水温が上昇し始める
と、微係数演算回路11は、沸上がり予測動作を開始する
が、沸上がり予測時間ｆ_nを出力するようになるのは、
前述の如く、最初の抽出点の水温ｔ₁と、水温が予測開
始点から水温ｔ₁の抽出点まで上昇するのに要した時間
Ｓ₁とを読み込んでからである（第４図参照）。

詰まり、微係数演算回路11は、水温が上昇して、最初
の抽出点の水温ｔ₁と、水温が予測開始点から水温ｔ₁の
抽出点まで上昇するのに要した時間Ｓ₁とを読み込んだ
時点から、水温が沸騰温度ｔ_yから単位温度だけ下降す
る直前までは、沸上がり時間が予測できる（第４図参
照）。

しかしながら、水温が沸騰温度ｔ_yから単位温度だけ
下降した時点から、水温が再度上昇して、最初の抽出点
の水温ｔ₁と、水温が予測開始点から水温ｔ₁の抽出点ま
で上昇するのに要した時間Ｓ₁を読み込む直前までは、
水の沸上がり時間は予測できない（第４図参照）。

ところで、電気ヒータ５への通電中に水温が下降する
のは、給湯と給水とが同時に行われた場合と、電気ヒー
タ５の電気系統が故障した場合とがある。

即ち、給湯と給水とが同時に行われているときには、
罐体１の中の水に生じた対流により、下層部に供給され
た冷たい水の一部が、電気ヒータ５によって加熱された
温かい水によって上層部に運ばれるために、上層部の水
温が下降するものであって、水温検出センサ８の付近の
水温は保温温度ｔ_xから10℃程度急激に下降した後、徐
々に上昇するという特性がある。

又、電気系統の故障により、電気ヒータ５に通電され
ないときには、湯が自然放熱するために、水温は緩やか
に下降し続けるという特性がある。

従って、ヒータ断線判別回路12は、単位時間毎に下降
する水温の温度勾配の違いから、電気ヒータ５の電気系
統が故障しているか、否かを判別することができる。

依って、水温が急激に下降しているときには、微係数
演算回路11は予測時間信号を出力しないが、ヒータ断線
判別回路12もヒータ断線予測信号を出力しないので、ヒ
ータ断線検出回路13はヒータ断線信号を出力しない。こ
のため、表示装置15には故障等の表示は何等されず、
又、警告音出力装置16も鳴動しない。そして、水温が上
昇し始めると、微係数演算回路11は、前述の如く、沸上
がり予測時間の演算を開始する。

ところが、水温が緩やかに下降しているときには、微
係数演算回路11は予測時間信号を出力しないが、ヒータ
断線判別回路12がヒータ断線予測信号を出力するので、
ヒータ断線検出回路13は、微係数演算回路11から予測時
間信号が出力されない状態が所定の時間継続すると、ヒ
ータ断線信号を出力する。このため、表示装置15は電気
ヒータ５の電気系統が故障している旨を表示すると共
に、警告音出力装置16を鳴動させる等して、使用者の注
意を喚起する。

但し、ヒータ断線判別回路12において、電気ヒータ５
が断線したか否かを判別する間隔、即ち単位時間が長く
なると、水温が上昇し始めた点、即ち予測開始点を過ぎ
た時点の温度を検出して、温度勾配が緩やかになるた
め、ヒータ断線判別回路12がヒータ断線予測信号を出力
してしまうという問題が生じるので、この単位時間は１
分或いはそれ以下にするのが好ましい。

又、微係数演算回路11から出力される沸上がり予測時
間ｆ_yが零、即ち水温が沸騰温度ｔ_yに達している状態が
所定の時間継続すると、異常加熱検出回路14が異常加熱
信号を出力するので、表示装置15は水が異常沸騰してい
る旨を表示すると共に、警告音出力装置16を鳴動させる
等して、使用者の注意を喚起する。

尚、本願考案における水の加熱手段を電気ヒータ５と
したが、加熱手段はガス等の他の加熱手段であってもよ
い。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案の電気湯沸器は、水が何
時沸き上がるのかが分かるようになって、水が沸き上が
るのを苛々して待つようなことがなくなる上、タイマに
より所望の時間に沸き上がるようにすることも容易にな
るので、使用者にとって使用し易くなるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案の一実施例の罐体構造を示す図、第２図
は本考案の一実施例のブロック図、第３図及び第４図は
本考案の一実施例の動作を説明するための水温グラフで
ある。 １……罐体、５……電気ヒータ、６……ヒータスイッ
チ、８……水温検出センサ、11……微係数演算回路、12
……ヒータ断線判別回路、13……ヒータ断線検出回路、
14……異常加熱検出回路、15……表示装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−144614（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−109685（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−149225（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】罐体に供給した水を電気ヒータで適宜加熱
   して、所定の温度の湯を貯留、供給する電気湯沸器にお
   いて、 貯留されている前記水或いは前記湯の温度変化に応じた
   レベルの水温検出信号を出力する水温検出センサと、 水温が上昇し始めたのを検出した予測開始点から、水温
   が前記予測開始点の水温から単位温度だけ上昇した基準
   点の水温及び前記予測開始点から前記基準点まで水温が
   上昇するのに要した時間を読み込んだ後は、水温が単位
   温度ずつ上昇する毎に、水温が単位温度ずつ上昇した抽
   出点の水温及び前記予測開始点から当該抽出点までの時
   間を読み込んで、前記基準点と当該抽出点との間の温度
   勾配と、前記基準点から当該抽出点まで水温が上昇する
   のに要した時間とから、当該抽出点から前記水が沸騰す
   るであろうと予測される沸騰予測点まで上昇するのに要
   する沸上がり予測時間を演算した上、当該演算結果を予
   測時間信号として出力する動作を繰り返す微係数演算回
   路と、 前記電気ヒータに通電しているにも拘らず、水温が単位
   時間毎に緩やかに下降しているときには、前記電気ヒー
   タが断線したものと判別して、ヒータ断線予測信号を出
   力するヒータ断線判別回路と、 前記ヒータ断線予測信号が出力されているときに、前記
   予測時間信号が出力されない状態が所定の時間継続する
   と、ヒータ断線信号を出力するヒータ断線検出回路と、 前記水が沸騰して、前記予測時間信号が零の状態が所定
   の時間継続すると、異常加熱信号を出力する異常加熱検
   出回路と、 前記予測時間信号が出力されると、あとどの位の時間で
   水が沸き上がるかを表示し、前記ヒータ断線信号が出力
   されると、前記電気ヒータの電気系統が故障している旨
   を表示し、前記異常加熱信号が出力されると、前記水が
   異常沸騰している旨を表示する表示装置と が具備されている電気湯沸器。