JP3178306B2 - 電気湯沸かし器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、容器内に収容された液
体を加熱・保温する電気湯沸かし器に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下に、従来のこの種の電気湯沸かし器
について説明する。

【０００３】図８に示すように、容器21の底部には加熱
手段22と保温手段23をドーナツ状に当接し、その中心に
容器21内の温度を検知する温度センサ24を当接した温度
検知手段を備えていた。そのため、温度センサ24への熱
伝導はやや遅れる構成になっている。しかも、温度セン
サ24は加熱手段22，保温手段23の雰囲気による影響を少
なくし、かつ容器21内の温度を確実に検知できるように
するため、容器21内に少し突き出した構成となってい
た。

【０００４】そして、加熱が開始されると加熱手段22に
通電し、容器21内の温度上昇を測定し、単位温度上昇す
るのに要する時間が所定値より小さければ、容器21内に
水を入れていない状態で加熱を開始した空焼き状態であ
ると判断し、加熱手段22を停止させていた。つまり、容
器21内に水を入れていない状態で加熱手段22による加熱
を行うと、容器21は加熱手段22により急激に温度上昇
し、単位温度上昇するのに要する時間が短くなることを
利用している。

【０００５】また、空焼き状態を検知する方法として、
特開昭63-294815号公報に示す方法がある。つまり、加
熱開始から５分以内に加熱手段22をオフさせて、その間
の温度上昇度合によって空焼きを検知していた。なお、
加熱開始から加熱手段22をオフさせるのは、空焼き状態
で加熱手段22に５分以上通電すると容器が過加熱して変
色を生じるためである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
湯沸かし時間の短縮を図るために加熱手段の電力が大き
くなってきており、輻射熱による温度センサー24の雰囲
気温度が上昇し、影響も大きくなってきている。

【０００７】図９は輻射熱による温度センサー24の温度
上昇を示す。図に示すように、温度が低い部分では、雰
囲気温度が急激に上昇するので、温度センサー24は雰囲
気温度の影響を大きく受けて検出温度も急激に上昇す
る。一方、温度が高い部分では、雰囲気温度の温度上昇
も緩やかになり、温度センサー24は雰囲気温度の影響を
受けにくくなり、温度センサー24の検出温度は容器21内
の液体の温度(水温）に近づいていくとともに、検出温
度の温度上昇も緩やかになる。

【０００８】このような温度上昇特性を持つ温度センサ
ー24に対して、例えば湯沸かし開始時の温度に関係な
く、一定の温度上昇だけで空焼きを検知しようとする
と、高温で加熱開始したときと低温で加熱開始したとき
では温度上昇が異なるため、高温の時ほど空焼き検知に
時間がかかり、加熱手段を停止した時には、それまでに
供給された電力が大きいため温度がさらに上昇し（通常
400℃以上）、温度センサーを構成する感温素子および
容器が変形したり、容器内が変色するという問題があっ
た。

【０００９】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、加熱開始時の温度によって空炊き検知するための
温度上昇の比較値を変えてやり、かつ加熱手段をオンオ
フ通電させることで、温度検知手段の温度上昇開始時の
容器の温度上昇を抑えると同時に、早期に空炊きを的確
に検知して、過熱による温度検知手段の異常および容器
の変形や変色するのを防ぎ、品質性能が劣化しない電器
湯沸かし器を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の第１の課題解決手段は、液体を収容する容器
と、前記容器内の液体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、前記加熱手段
へ通電する通電手段と、湯沸かしあるいは保温時に前記
通電手段を駆動する駆動手段と、容器内の液体の加熱を
開始させる加熱開始手段を備え、前記加熱開始手段の入
力により加熱が開始されると、最初に加熱手段への通電
をオンオフ通電させて、このオンオフ通電終了後の前記
温度検知手段の検知温度によって比較値を決定する設定
手段と、前記温度検知手段の入力により温度勾配を測定
する測定手段と、この温度勾配を比較値と比較し、前記
通電手段の動作を制御する比較手段とを備えたものであ
る。

【００１１】第２の課題解決手段は、第１の課題解決手
段に加え、温度検知手段が所定温度以上低下を検知する
と、オンオフ通電を行わず加熱手段を駆動する制御手段
を備えたものである。

【００１２】

【作用】第１の課題解決手段では、加熱開始時に加熱手
段をオンオフ通電させ、そのあ との温度検知手段の検出
温度により比較値を決定し、この比較値と温度勾配とを
比較し、温度勾配が比較値を超えれば空焼き状態と判断
し、加熱手段による加熱を停止する。つまり、空焼き状
態では最初にオンオフ通電させることで容器の温度を低
く抑えてかつ温度検知手段を温度上昇しやすい状態にす
ることでより早くから焼き状態では温度検知手段で検知
する温度勾配が通常の場合により大きくなるが、検知し
ている温度により温度検知手段の特性が異なるため、空
焼き状態かを判断する温度勾配（比較値）を検知してい
る温度により変える必要がある。そこで、温度の高低に
応じて比較値を変え、空焼きを判断する精度を高めてい
る。

【００１３】第２の課題解決手段では、温度検知手段で
所定温度以上の低下を検知すると、制御手段は加熱開始
手段による加熱の開始を行う。つまり、湯沸かしあるい
は保温中に水を追加投入した場合、温度検知手段で所定
温度以上の低下を検知することになる。水の追加投入に
よる温度低下が大きくなると、比較値を変更して空焼き
判定を正確に行う必要があるので、加熱開始手段を再度
動作させ、設定手段による比較値の決定を再度行う。

【００１４】

【実施例】（実施例１） 以下、本発明の第１の実施例について図１を参照しなが
ら説明する。

【００１５】図１は本発明の第１の実施例の電気湯沸か
し器のブロック図で、１は液体を収容する容器、２は容
器１の底部に当接し、容器１内の液体を加熱する加熱手
段で、具体的にはヒータ等の発熱体がある。また、加熱
手段２を誘導加熱源としてもよい。３は容器１底部に当
接され、容器１内の液体の温度を検知する温度検知手
段、４は加熱手段２へ通電する通電手段である。

【００１６】９は加熱開始手段で、容器１内の液体の加
熱を開始させる方法の全てに適合し、例えば、強制的に
加熱を開始させる開始スイッチであったり、また、温度
検知手段３の入力が所定の温度（例えば90℃）未満にな
ると自動的に加熱を開始させる自動沸騰手段であった
り、さらに、保温温度より低下すると加熱を開始させる
温度調整装置であったりする。

【００１７】５は駆動手段、６は設定手段、７は測定手
段であり、各手段は以下のような動作を行う。駆動手段
５は、加熱開始手段９によって加熱開始すると、設定手
段６を駆動すると同時に通電手段４に通電し、容器１内
の液体が沸騰するのを検知するまで通電手段４により加
熱手段２に通電する。

【００１８】設定手段６は、加熱手段２の駆動時におけ
る温度検知手段３の入力により、容器１内の液体の有無
を判別するため、温度区分ごとに単位温度上昇に要する
時間（以下、比較値と称す）を設定している。本実施例
では、温度を３区分し、80℃未満の温度区分では0.6
秒、80〜90℃の温度区分では1.2秒、90℃以上の温度区
分では2.0秒としている。

【００１９】測定手段７は、温度検知手段３の入力によ
り得られた温度から所定の単位温度（本実施例では約0.
5℃） 毎の上昇する時間を測定するものである。この測
定手段７と設定手段６の出力を入力する比較手段８は、
測定手段７の測定時間と設定手段６で設定された比較値
を比較し、測定時間の方が比較値より短いことを検知す
ると、空焼きと判定して通電手段４を停止させるもので
ある。

【００２０】図２は本発明の第１の実施例の電気湯沸か
し器の回路図である。図２において、10は交流電源、11
は直流電源である。前記加熱手段２は、容器１内の液体
を加熱する第１の発熱体2aと、第１の発熱体2aよりも加
熱電力が小さく容器１内の液体を加熱保温する第２の発
熱体2bで構成される。通電手段４は加熱手段２のそれぞ
れの発熱体2a,2bと交流電源10との間には、リレ−接点4
a，4bを直列に接続している。リレ−接点4a，4bの制御
を行なうリレ−コイル4c，4dに電流が流れると、リレ−
接点4a,4bが閉じるようになっている。

【００２１】温度検知手段３は、温度を抵抗値に変換す
る感温素子3aと、この感温素子3aの値を２進符号に変換
するAD変換器3bで構成されている。加熱開始手段９の加
熱開始スイッチは、この入力により通電手段４を強制的
に再通電させることが可能となるもので、スイッチ9aと
抵抗9b，9cで構成され、スイッチのオンオフで信号を送
る。12は表示手段で、容器１内の状態が加熱中，保温
中，あるいは空焼き検知中などを外部に知らせるもの
で、ＬＥＤなどを用いて構成している。13はマイクロコ
ンピュータ（以後マイコンと略する）である。

【００２２】図３は本発明の第１の実施例のマイコン13
に記憶されたプログラムの温度制御部分のフローチャー
トを示したもので、これを実行することで駆動手段５，
設定手段６，測定手段７，比較手段８の制御方法を実現
している。以下、この動作を説明する。

【００２３】保温の温度制御中（ステップ１，２）や電
源投入時などで温度が所定の温度以下であったり、加熱
開始スイッチが入力されたりすると（ステップ３）、加
熱手段２を駆動（ステップ４）し、それと同時にこの時
の温度検知手段３の検知温度により、空焼き判定の比較
値を設定する（ステップ５）。

【００２４】そして、温度検知手段３の入力により測定
手段７が単位温度上昇するごとの時間を測定し、比較手
段８でこの比較値と単位温度上昇に要した時間とを比較
して（ステップ６，７，８）、比較値の方が大きいとき
には前記加熱手段を停止させ（ステップ９）、比較値の
方が小さいときには、測定手段８をクリアし（ステップ
12）、新たな単位温度上昇する時間を計時する。一方、
ステップ７で単位温度上昇が検知されないときには、ス
テップ10で沸騰を検知したかどうか判定される。

【００２５】本実施例において、沸騰検知は沸点に到達
すると温度上昇がなくなることを利用して、空焼き検知
とは逆に測定手段７がクリアされずに、ある特定時間
（本実施例では20秒とする。）経過したことで検知する
ものであり、ステップ10で沸騰検知すれば、加熱手段２
を停止させてステップ１に戻り、沸騰検知してなけれ
ば、ステップ６でさらに測定手段７が計時を続けるよう
に構成してある。

【００２６】以上のように第１の実施例によれば、簡単
な構成で湯沸し開始時の温度によって温度上昇勾配の比
較値を変えることで、速やかに容器内に水のないことを
検知することができる。

【００２７】（実施例２） 本発明の第２の実施例について図４および図５を参照に
しながら説明する。なお、第１の実施例で説明したもの
と同一構成部材については同一番号を用いて、その説明
を省略する。

【００２８】図４は本発明の第２の実施例の電気湯沸か
し器のブロック図で、第１の実施例と異なるところは、
オンオフ手段10が追加されているところで、加熱開始手
段９の入力により加熱を開始すると、通電手段４を第１
の所定時間（本実施例では10秒とする）通電し、その
後、第２の所定時間（本実施例では８秒間とする）通電
を停止させる。そして第１の所定時間と第２の所定時間
経過した後で、駆動手段５を駆動するように構成してい
る。

【００２９】図５は第２の実施例のマイコン13に記憶さ
れたプログラムの温度制御部分のフロ−チャ−トを示し
たもので、これによって動作を説明する。

【００３０】図３と同様に、保温の温度制御中（ステッ
プ21，22）や電源投入時などで温度が所定の温度以下で
あったり、加熱開始スイッチが入力されたりすると（ス
テップ23）、加熱手段２を駆動（ステップ24）し、この
駆動している時間が第１の所定時間経過するのを測定す
る（ステップ25，26）。第１の所定時間を経過すると、
加熱手段２を停止させ（ステップ27）、ステップ28，29
で第２の所定時間経過するまで時間を計時する。第２の
所定時間が計時されると、加熱手段２を再駆動（ステッ
プ30）すると同時に、この時の温度検知手段３の検知温
度により、空焼き判定の比較値を設定する。

【００３１】そして、温度検知手段３の入力により測定
手段７が単位温度上昇するごとの時間を測定し、比較手
段８でこの比較値と温度上昇時間を比較して（ステップ
32，33，34）、比較値の方が大きいときには加熱手段２
を停止させ（ステップ35）、比較値の方が小さいときに
は、測定手段８をクリアし（ステップ38）、新たな単位
温度上昇するのに要する時間を計時する。

【００３２】一方、ステップ33で単位温度上昇が検知さ
れないときには、ステップ36ですでに前述している方法
で沸騰を検知したかどうか判定し、ステップ36で沸騰検
知すれば、加熱手段２を停止させてステップ21に戻り、
沸騰検知してなければ、ステップ32でさらに測定手段が
計時を続けるように構成してある。

【００３３】以上のように第２の実施例によれば、簡単
な構成で加熱開始時の加熱手段をオンオフさせてやるこ
とで、温度検知手段の検知温度と容器の温度との追従性
を良くすることができ、速やかに空焼き検知を行わせる
ことができる。

【００３４】（実施例３） 本発明の第３の実施例について図６および図７を参照に
しながら説明する。なお、第１および第２の実施例で説
明したものと同一構成部材については同一番号を用い
て、その説明を省略する。

【００３５】図６は本発明の第３の実施例の電気湯沸か
し器のブロック図で、第２の実施例と異なるところは、
制御手段11が追加されているところで、制御手段11は加
熱中に特定の温度低下勾配（本実施例では約２℃とす
る）を検知すると、オンオフ手段10を再駆動させるよう
にしたものである。これによって、加熱中に容器１内に
水が追加されたことを検知して、そのときの温度に合わ
せて比較値を再設定することができるようにしてある。

【００３６】図７は第３の実施例のマイコン13に記憶さ
れたプログラムの温度制御部分のフロ−チャ−トを示し
たもので、これによって動作を説明する。図３および図
５と同様に、保温の温度制御中（ステップ41，42）や電
源投入時などで温度が所定の温度以下であったり、加熱
開始スイッチが入力されたりすると（ステップ43）、前
記加熱手段２を駆動（ステップ44）し、この駆動してい
る時間が第１の所定時間経過するのを測定する（ステッ
プ45，46）。第１の所定時間を経過すると、前記加熱手
段２を停止させ（ステップ47）、ステップ48，49で第２
の所定時間経過するまで時間を計時する。第２の所定時
間が計時されると、前記加熱手段２を再駆動（ステップ
50）すると同時にこの時の前記温度検知手段３の検知温
度により、空焼き判定の比較値を設定する。

【００３７】次に、ステップ52で前記温度検知手段３の
入力におり特定の温度低下が検知されたか否かを判断
し、温度低下が検知されておればステップ45に戻って第
１の所定時間後に前記加熱手段２を停止させるようにす
る。

【００３８】ステップ52で温度低下が検知されていなけ
れば、前記温度検知手段３の入力により前記測定手段７
が単位温度上昇するごとの時間を測定し、前記比較手段
８でこの比較値と温度上昇時間を比較して（ステップ5
3，54，55）、比較値の方が大きいときには前記加熱手
段を停止させ（ステップ56）、比較値の方が小さいとき
には、前記測定手段８をクリアし（ステップ59）、新た
な単位温度上昇する時間を計時する。一方、ステップ54
で単位温度上昇が検知されないときには、ステップ57で
すでに前述している方法で沸騰を検知したかどうか判定
し、ステップ57で沸騰検知すれば、前記加熱手段２を停
止させてステップ41に戻り、沸騰検知してなければ、ス
テップ52でさらに前記測定手段が計時を続けるように構
成してある。

【００３９】以上のように第３の実施例によれば、加熱
中の水の増加に応じて比較値を適宜変化させてやるの
で、正しく空焼きが検知できるようになっている。

【００４０】なお、第１の所定の時間通電する加熱手段
および第２の所定時間後に加熱する加熱手段の制御は、
第１の発熱体のみでも第１および第２の発熱体両方とも
通電することも可能である。

【００４１】また、第１の所定時間および第２の所定時
間は容器の底部の受感によって適宜時間を変えることが
できる。

【００４２】また、本実施例では、加熱手段２の再駆動
時の温度によって比較値を設定しているが、第１の所定
時間および第２の所定時間中に比較値を決定することも
容易に行うことができる。

【００４３】また、比較値設定の温度区分は本実施例で
は３区分としているが、これはさらに細分化することも
容易に行うことができる。

【００４４】また、本実施例では測定手段により単位温
度上昇するのに要する時間を測定して空焼き判定を行う
ようにしているが、単位温度上昇するのに要する時間に
代えて単位時間当たりの上昇温度を測定するようにして
も良く、温度勾配を測定できる構成であれば良い。

【００４５】

【発明の効果】上記実施例の説明から明かなように、請
求項１の発明によれば、設定手段により温度の高低に応
じて比較値を決定し空焼きを判断するので、温度検知手
段の特性、加熱手段の加熱容量の大容量化に対応して、
その空焼き検知精度を高めることができる。

【００４６】請求項２の発明によれば、加熱開始手段で
加熱動作を開始するとその時の温度で決定した比較値で
空焼き検知を行うので、空焼き状態になり得る加熱開始
時点からの空焼き検知が可能となり、早期の内に空焼き
を検知することができる。例えば、誤って容器内に水を
入れずに加熱動作を開始した場合にも、加熱開始からす
ぐに空焼きを検知でき、容器を過熱してしまうことがな
い。

【００４７】請求項３の発明によれば、保温中に給湯し
て容器内のお湯がなくなって蓋が開けられた状態で報知
されても、加熱開始からすぐに空焼き検知を行うので、
湯のなくなった容器を空焼きしてしまうのを早期の内に
検知することができる。

【００４８】請求項４の発明によれば、加熱開始手段の
入力により空焼きを判定するとともに、オンオフ手段が
加熱手段への通電をオンオフさせるので、温度検知手段
の検知温度が容器温度として正確に検知し、温度検知手
段の温度勾配を容器温度の勾配として正確に検出して空
焼き検知精度を高めることができる。

【００４９】請求項５の発明によれば、水の追加投入に
よる温度低下が大きくなっても、空焼きを判定する比較
値を低下した後の温度により決定するので、空焼き判定
を正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の電気湯沸かし器のブロ
ック図

【図２】同電気湯沸かし器の回路図

【図３】同電気湯沸かし器の動作を示すフローチャート

【図４】本発明の第２の実施例の電気湯沸かし器のブロ
ック図

【図５】同電気湯沸かし器の動作を示すフロ−チャ−ト

【図６】本発明の第３の実施例の電気湯沸かし器のブロ
ック図

【図７】同電気湯沸かし器の動作を示すフロ−チャ−ト

【図８】従来の電器湯沸かし器の要部断面図

【図９】同電気湯沸かし器の温度センサーの検知温度と
容器内部の温度と温度センサー周辺の雰囲気温度を示す
特性図

【符号の説明】

１ 容器 ２ 加熱手段 ３ 温度検知手段 ４ 通電手段 ５ 駆動手段 ６ 設定手段 ７ 測定手段 ８ 比較手段 ９ 加熱開始手段 10 オンオフ手段 11 制御手段

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−34121（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−149225（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−144608（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−64217（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−121739（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−89404（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A47J 27/21

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を収容する容器と、前記容器内の液
   体温度を検知する温度検知手段と、容器内の液体を加熱
   する加熱手段と、前記加熱手段を通電する通電手段と、
   湯沸かしあるいは保温時に前記通電手段を駆動する駆動
   手段と、容器内の液体の加熱を開始させる加熱開始手段
   を備え、前記加熱開始手段の入力により加熱が開始され
   ると、最初に加熱手段への通電をオンオフ通電させて、
   このオンオフ通電終了後の前記温度検知手段の検知温度
   によって比較値を決定する設定手段と、前記温度検知手
   段の入力により温度勾配を測定する測定手段と、この温
   度勾配を比較値と比較し、前記通電手段の動作を制御す
   る比較手段とを備えた電気湯沸かし器。
2. 【請求項２】 温度検知手段が所定温度以上低下を検知
   すると、オンオフ通電を行わず加熱手段を駆動する制御
   手段を備えた請求項１記載の電器湯沸かし器。