JP2799547B2 - 自動炊飯装置における給水装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動炊飯装置に関する
ものであり、特に、自動炊飯装置における給水装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】業務用米飯を供給するために、種々の自
動炊飯装置が開発され使用されてきている。この種の業
務用自動炊飯装置は、貯米庫、洗米槽および炊飯器を組
み合わせて備えており、炊飯に当たっては、貯米庫から
所定量の米と水とを洗米槽に供給して先ず洗米し、洗米
の終了後に水加減をして米と共に洗米槽から炊飯器へと
移して、炊飯を行なえるように構成されている。

【０００３】炊飯の仕上がりを良好なものとするために
は、前述したような一連の動作において、供給する水の
量を正確に制御する必要がある。このような給水量の制
御を行なうために、従来種々な方法が採用されている。
例えば、給水路に電磁弁を設けて、電磁弁の開弁時間を
タイマで制御する方法、フロートスイッチ、電極式水位
計と電磁弁とを組み合わせて水位制御を行なう方法等が
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法のうち、タイマを使用するものでは、水圧の変動
により単位時間流量が変動するから実際に供給される水
量に誤差が生じてしまうし、また、水位制御を行なうも
のでは、フロートスイッチや電極式水位計の誤動作を生
じ易く水位の安定制御が難しく、したがって、実際に供
給される水量に誤差が生じ易い。

【０００５】このような問題点を解消するものとして、
給水路に電磁弁と流量センサとを設けて、流量センサの
検出出力が設定値に達するまで電磁弁を開いて給水を行
なうようにする方法が提案されている。しかし、このよ
うな方法でも、流量センサの検出精度が、単位時間当り
の流量に対して一定でないので、給水量に誤差がどうし
ても生じてしまう。例えば、羽根車式の流量センサを使
用する場合には、単位時間当りの流量が大きくなる程実
際の流量に対して大きめの検出出力を発生し、単位時間
当りの流量が小さくなる程実際の流量に対して小さめの
検出出力を発生する傾向がある。したがって、水圧の変
動により単位時間当りの流量が変動する場合には、給水
量の測定値に誤差が生じてしまう。

【０００６】本発明の目的は、前述したような従来技術
の問題点を解消し、給水量を正確に制御できるような、
自動炊飯装置における給水装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による自動炊飯装
置における給水装置は、自動炊飯装置において所望量の
水を供給するため、給水源から自動炊飯装置への水の供
給路に設けられた給水弁および流量センサと、該給水弁
の開閉を制御するための制御手段とを備えており、前記
流量センサは、単位時間当りの流量に比例した頻度でパ
ルス信号を発生し、前記制御手段は、前記給水弁を開と
した時から前記流量センサから所定数のパルス信号を受
け取る毎に、その間に要した時間に基づいて実際に供給
された水量を決定し、該水量を、前記所望量から累減し
ていくことにより、給水量が前記所望量に達する時点を
決定して、該時点において前記給水弁を閉とするように
作動する。

【０００８】本発明の好ましい実施態様によれば、前記
制御手段は、給水指令を受けるとき前記給水弁を開とす
る指令を発生する給水弁開指令発生手段と、前記流量セ
ンサからのパルス信号を受けてパルス数を計数する計数
手段と、前記計数手段が基準パルス数を計数する毎に前
記計数手段をリセットすると同時にその間に要した時間
を計測する時間計測手段と、該計測された時間に基づい
てその間に実際に供給された水量を決定する水量決定手
段と、前記計数手段および水量決定手段の動作を繰り返
させて前記水量決定手段によって決定された水量を、設
定給水量から累減して、残給水量を求める水量累減手段
と、比較流量を算出する比較流量算出手段と、前記水量
累減手段による残給水量と比較流量とを比較する比較手
段と、該比較手段によって残給水量が比較流量以下とな
ったことが判定されたときの残給水量から残給水時間を
算出する残給水時間算出手段と、残給水時間の経過後に
給水弁を閉とする指令を発生するタイマー手段とを備え
る。

【０００９】本発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、前記比較流量算出手段は、前記給水弁による瞬間流
量、並びに前記給水弁およびこれに関連する給水路の応
答速度を考慮して前記比較流量を算出する。

【００１０】

【実施例】次に、添付図面に基づいて、本発明の実施例
について本発明をより詳細に説明する。

【００１１】図１は、本発明の自動炊飯装置における給
水装置の構成を概略的に示すブロック図であり、図５
は、図１の給水装置を適用した自動炊飯装置の全体構成
の一例を示す正面図である。図５に示した自動炊飯装置
は、上段部に、炊飯すべき米を貯蔵しておくための貯米
庫１を備えており、中段部に、貯米庫１から所望量の米
を受けて洗米するための洗米槽２を備えており、下段部
に、洗米槽２からの洗米されて水加減された所望量の米
を受けて炊飯するための炊飯器６を備えている。洗米槽
２の内部には、洗米羽根３が配設されており、下部に
は、洗米された後の水加減された米を炊飯器６へと排出
させるための排出弁４が設けられている。また、図１に
示されるように、洗米槽２の上部には、洗米槽２内へ給
水するための給水口７が配設されている。炊飯器６は、
炊飯台５の上に載置されて洗米槽２の下へ出し入れ自在
とされている。

【００１２】自動炊飯装置全体の構成については、本発
明の重要部分ではないので、これ以上詳述しない。次
に、図１に概略示されるように、本発明の給水装置は、
図５のような自動炊飯装置に内蔵されるもので、洗米槽
２の給水口７を通して洗米槽２内へ所望量の水を供給す
るため、給水源１１に接続される給水弁１２および流量
センサ１３を備えており、また、給水弁１２の開閉制御
を行なうための制御回路１４を備えている。後述するよ
うな動作制御を実施するために、この制御回路１４に
は、給水指令手段１５、給水量設定手段１６、および基
準パルス数設定手段１７が関連付けられている。

【００１３】本給水装置において使用する給水弁１２と
しては、種々な型の開閉弁を使用することができるが、
この実施例では、電磁弁としている。また、流量センサ
１３としても、種々な型のセンサを使用することができ
るが、この実施例では、羽根車式の流量センサを使用し
ている。この羽根車式の流量センサの構造は、例えば、
計量室へ接線状に入る噴射水流によって羽根車が通過流
量にほぼ比例した回転をし、その羽根車に付けたマグネ
ットの回転を、磁気センサが検出し、流量に比例した数
のパルス信号を出力しうるようにしたものである。

【００１４】したがって、給水弁１２を通して洗米槽２
内に給水された水量を測定するためには、このような流
量センサから出力されてくるパルス数を計数すればよい
と考えられる。しかしながら、このような羽根車式の流
量センサにおいては、単位時間当りの流量に対し、パル
ス定数の値が一定でないという問題がある。ここで、パ
ルス定数とは、流量センサ内の羽根車が１回転すると
き、センサより流出する流量を意味しており、羽根車が
１回転すると１パルスを出力するものである。図３は、
羽根車式の流量センサのパルス定数対流量特性の一例を
示している。この特性例からも分かるように、単位時間
当りの流量が大きくなる程、パルス定数が小さくなる傾
向にあり、図３の特性例では、５リットル／分から２０
リットル／分の間で、パルス定数は、0.３cc／p から0.
４cc／p だけ異なってくる。このようにパルス定数が流
量によって変動する理由としては、多分、羽根車式の流
量センサは、流量センサ内部を流れる流体（水）の運動
エネルギにより羽根車を回転するためと考えられる。こ
のような流量センサの特性のため、流量センサからのパ
ルスを単純に計数するだけでは、水圧変動等に伴う流量
の変化に対応して、正確な給水量を測定するというよう
なことはできないものと考えられる。

【００１５】この点にかんがみ、本発明者は、このよう
な流量センサの特性を補償して、正確に給水量を決定で
きるように、流量センサ１３からのパルス信号を処理し
て給水弁１２を制御できるような制御回路１４を構成し
たのであり、その構成例について以下、特に、図２のフ
ローチャートおよび図４のルックアップテーブルを参照
して詳述する。制御回路１４は、例えば、マイクロプロ
セッサを含むマイクロコンピュータ等によって構成され
うるものであり、この実施例では、マイクロプロセッサ
を使用する場合について説明する。

【００１６】図１に示した給水装置においては、制御回
路１４は、洗米槽２内への給水を行なうための給水指令
を受けるとき、給水弁１２を開として、水道等の給水源
１１から流量センサ１３を通して、洗米槽２内への給水
を開始させ、洗米槽２内に所望量の水が供給されたとき
に、給水弁１２を閉じて給水を停止させるように作動す
る。この実施例においては、制御回路１４の構成および
動作は、次のようである。

【００１７】先ず、図２のフローチャートにおけるステ
ップ２１にしたがって、給水量選択スイッチまたは適当
なキーボード等によって構成されてよい給水量設定手段
１６を用いて、洗米槽２へ供給すべき水の所望量、すな
わち、給水量（水加減量）を設定する。ここでは、その
設定給水量は、５リットルとする。また、ステップ２２
に示すように、基準パルス数選択スイッチまたは適当な
キーボード等によって構成されてよい基準パスル数設定
手段１７を用いて基準パルス数を設定する。ここでは、
設定される基準パルス数は、１０パルスとする。

【００１８】これらの設定を行った後、ステップ２３に
示すように、給水指令手段１５から給水指令を発する。
この給水指令手段１５も、適当なスイッチまたはキーボ
ードのキーで構成されてよい。給水指令手段１５から給
水指令を受けた制御回路１４は、給水弁１２をただちに
開とするような制御を行なう。

【００１９】制御回路１４は、同時に、ステップ２４に
示すように、流量センサ１３からのパルス信号を計数
し、基準パルス数（ここでは、１０パルス）を受け取る
までに要した時間を計測する。そして、制御回路１４
は、ステップ２５にて示すように、その計測時間から、
その間に供給された水量を求めるのであるが、本実施例
では、次のようにしてその水量を決定するようにしてい
る。

【００２０】本発明者は、基準パルス数を計数するに要
した時間（以下、１０パルス時間という）に対する実際
に流れたであろう水量（以下、１０パルス流量という）
を実験により求め、図４に例示したようなルックアップ
テーブルを作成し、制御回路１４を構成するマイクロコ
ンピュータに記憶させておき、このようなルックアップ
テーブルを使用して、実際に流れた水量を決定できるよ
うに構成している。図４に例示したルックアップテーブ
ルは、流量センサ１３からの１０パルス当りに対する流
量のデータをまとめたものであり、実際には、流量セン
サの測定誤差があるので、このようなルックアップテー
ブルを８種類程用意しておき、どの種類のルックアップ
テーブルを選択するかは、製品検査時に設定できるよう
にする。これらルックアップテーブルの選択は、デップ
ＳＷ等により可能とすることができる。こうすることに
より、配管中に水垢等が蓄積し流量が少なくなっても、
ある程度デップＳＷの切り替えにより測定流量を一定に
保つことが可能となる。図４のルックアップテーブルの
見方について説明しておくと、例えば、図４の左欄の最
上部に示されている、「１４００ms ８1.６９cc」が意
味するところは、流量センサ１３からのパルス信号を１
０パルス計数するのに必要とした時間が１４００msであ
るときには、その間に実際に流れた水量が８1.６９ccで
あるということである。

【００２１】すなわち、制御回路１４は、このような流
量センサ１３からのパルス信号を計数して、１０パルス
数に達する毎に、その間に要した時間（１０パルス時
間）を基に、選択した１種類のルックアップテーブル
（ここでは、図４に例示した如き中央のルックアップテ
ーブルを選択している）を参照して、その間に実際に流
れたであろう水量（１０パルス流量）を決定し、ステッ
プ２６にて、その決定した水量を、設定給水量から累減
して、残給水量（残水加減量）を求める。ここで、残給
水量（残水加減量）とは、あとどれだけの量を給水すれ
ば設定給水量（水加減量）を給水できたことになるかを
表すものである。すなわち、残給水量の計算式は、次の
ようなものである。 残給水量＝（１サイクル前の残給水量）−（１０パルス
流量） 制御回路１４は、ステップ２７にて示すように、ステッ
プ２６にて求められた残給水量を比較流量と比較して、
その残給水量が比較流量以下となったかどうかを判断す
る。残給水量が比較流量より多い場合には、ステップ２
４、ステップ２５およびステップ２６による動作を繰り
返していく。

【００２２】比較流量は、例えば、次のような計算式か
ら求められる値とする。 比較流量＝瞬間流量×1.２＋弁クローズ流量 ここで、瞬間流量は、給水弁１２の開状態で１秒間当り
の流量に等しいかそれより大きい値に選定されるのがよ
く、例えば、ステップ２７にて残給水量が比較流量以下
となったと判定された直前のサイクルにおける１０パル
ス流量程度の値とするか、または、その直前何サイクル
かの１０パルス流量の平均値程度とすることが考えられ
る。また、弁クローズ流量は、ステップ２９にて、給水
弁１２の閉指令が出されてから後に、流量センサ１３を
通して洗米槽２内へと流れ込んでしまうと予想される流
量に等しいかそれより大きい値に選定されるのがよい。
この弁クローズ流量も実験により求めてテーブルとして
用意しておく。

【００２３】制御回路１４は、ステップ２７にて、残給
水量が比較流量以下となったと判定されるとき、ステッ
プ２８にて、残給水量を、これから給水するに要する時
間（残給水時間）を算出する。その計算式は、次のよう
なものとする。 残給水時間＝（１０パルス時間／１０パルス流量）×
（残給水量−弁クローズ流量） ここで、例えば、弁クローズ流量を４８ccと選定し（最
後のサイクル中の１０パルス時間に対する値とする）、
瞬間流量を８１ccと選定したとすると、比較流量は、１
４5.２ccとなる。そして、ステップ２７にて求められた
残給水量が、１４０ccとなったとし、その直前のサイク
ルにおける１０パルス時間が１０１５msで、１０パルス
流量が８0.７６ccであったとする。これらの値を前記計
算式に当てはめて計算してみると、残給水時間は、1.１
６秒となる。なお、この計算式における１０パルス時間
および１０パルス流量は、直前サイクルにおける各値に
限らず、例えば、直前何サイクルかにおける各平均値と
することも考えられる。

【００２４】制御回路１４は、ステップ２７にて残給水
量が比較流量以下になったことが判定された時点で、直
ぐにタイマーを作動して、ステップ２８にて算出された
残給水時間、例えば、1.１６秒の経過後すぐに、ステッ
プ２９に示すように、給水全閉指令を発生して、給水弁
１２を閉じさせるような制御を行なう。

【００２５】このように、本発明の給水装置において
は、給水弁を開いて給水を行っている間の大部分に亘っ
て、流量センサからの流量を表すパルスを基準パルス数
だけ計数する毎に、それに要した時間に基づき、実験で
求めた実際の流量を決定して、この流量を累積していく
ことにより、洗米槽２へ供給された水量を計測するもの
であるので、水圧等の変化のために単位時間当りの流量
が変化してもその変化に対応して実際の流量を決定する
ことができる。したがって、本発明の給水装置によれ
ば、水圧等による単位時間当りの流量の変化によってパ
ルス定数が変動してしまうような流量センサを使用して
も、そのようなパルス定数の変動に影響されずに、常
に、正確な設定給水量を達成することができるのであ
る。

【００２６】以上述べたような動作を行なうための制御
回路１４の主たる構成要素であるマイクロコンピュータ
が果たす機能を機能実現手段として整理すると、制御回
路１４は、給水指令を受けるとき給水弁１２を開とする
指令を発生する給水弁開指令発生手段と、流量センサ１
３からのパルス信号を受けてパルス数を計数する計数手
段と、この計数手段が基準パルス数を計数する毎に計数
手段をリセットすると同時にその間に要した時間を計測
する時間計測手段と、計測された時間に基づいてその間
に実際に供給された水量を決定する水量決定手段と、計
数手段および水量決定手段の動作を繰り返させて水量決
定手段によって決定された水量を、設定給水量から累減
して、残給水量を求める水量累減手段と、比較流量を算
出する比較流量算出手段と、水量累減手段による残給水
量と比較流量とを比較する比較手段と、比較手段によっ
て残給水量が比較流量以下となったことが判定されたと
きの残給水量から残給水時間を算出する残給水時間算出
手段と、残給水時間の経過後に給水弁１２を閉とする指
令を発生するタイマー手段とを備えることになる。

【００２７】また、本発明者は、流量センサ１３を出て
から給水口７までの配管系において管径を小さくする等
の手段を施して配管損失を大きくすると、給水量をより
正確に計測し易くなることを種々な実験により確かめて
いる。すなわち、ある程度の配管損失を与えないと、同
一の流量においても測定値のバラツキが大きくなり、ま
た、パルス定数の流量に対する変動も大きくなることが
確認できた。したがって、本発明の実施にあたっても、
流量センサの後の配管系の配管損失をある程度高めるよ
うな設計とするのが好ましい。

【００２８】

【発明の効果】給水弁と流量センサとの簡単な構成にも
かかわらず、水圧変動等による単位時間当りの流量が変
化するような場合でも、それによる流量センサの感度変
動を補償して、常に正確に給水量を制御できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動炊飯装置における給水装置の構成
を概略的に示すブロック図である。

【図２】図１の給水装置の動作を説明するためのフロー
チャートを示す図である。

【図３】本発明の給水装置の実施例に使用する羽根車式
の流量センサのパルス定数対流量特性の一例を示す図で
ある。

【図４】図１の給水装置の動作において使用されるルッ
クアップテーブルの一例を示す図である。

【図５】図１の給水装置を適用した自動炊飯装置の全体
構成の一例を示す正面図である。

【符号の説明】

１ 貯米庫 ２ 洗米槽 ３ 洗米羽根 ４ 排出弁 ５ 炊飯台 ６ 炊飯器 ７ 給水口 １１ 給水源 １２ 給水弁 １３ 流量センサ １４ 制御回路 １５ 給水指令手段 １６ 給水量設定手段 １７ 基準パルス数設定手段

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動炊飯装置において所望量の水を供給
   するための給水装置であって、給水源から自動炊飯装置
   への水の供給路に設けられた給水弁および流量センサ
   と、該給水弁の開閉を制御するための制御手段とを備え
   ており、前記流量センサは、単位時間当りの流量に比例
   した頻度でパルス信号を発生し、前記制御手段は、前記
   給水弁を開とした時から前記流量センサから所定数のパ
   ルス信号を受け取る毎に、その間に要した時間に基づい
   て実際に供給された水量を決定し、該水量を、前記所望
   量から累減していくことにより、給水量が前記所望量に
   達する時点を決定して、該時点において前記給水弁を閉
   とすることを特徴とする自動炊飯装置における給水装
   置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、給水指令を受けるとき
   前記給水弁を開とする指令を発生する給水弁開指令発生
   手段と、前記流量センサからのパルス信号を受けてパル
   ス数を計数する計数手段と、前記計数手段が基準パルス
   数を計数する毎に前記計数手段をリセットすると同時に
   その間に要した時間を計測する時間計測手段と、該計測
   された時間に基づいてその間に実際に供給された水量を
   決定する水量決定手段と、前記計数手段および水量決定
   手段の動作を繰り返させて前記水量決定手段によって決
   定された水量を、設定給水量から累減して、残給水量を
   求める水量累減手段と、比較流量を算出する比較流量算
   出手段と、前記水量累減手段による残給水量と比較流量
   とを比較する比較手段と、該比較手段によって残給水量
   が比較流量以下となったことが判定されたときの残給水
   量から残給水時間を算出する残給水時間算出手段と、残
   給水時間の経過後に給水弁を閉とする指令を発生するタ
   イマー手段とを備える請求項１記載の自動炊飯装置にお
   ける給水装置。
3. 【請求項３】 前記比較流量算出手段は、前記給水弁に
   よる瞬間流量、並びに前記給水弁およびこれに関連する
   給水路の応答速度を考慮して前記比較流量を算出する請
   求項２記載の自動炊飯装置における給水装置。