JP3350297B2 - 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、一般家庭において湯を
沸かし保温する電気湯沸かし器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気湯沸かし器には、手軽に水を
加熱し保温できる家庭用品としての要望のみならず、都
市部においてはおいしい水に作り替える機能も所持した
ものが求められている。このおいしい水に作り替える機
能としては、特開平４−２６１６１６号公報に示されて
いるように、水の沸騰状態を検知した後一定時間沸騰を
維持させ、その沸騰維持期間中に水中の塩素成分などを
除去するものである。

【０００３】以下に従来構成の電気湯沸かし器について
図７を用いて説明する。図７は従来構成の電気湯沸かし
器のブロック図である。図７において、１は水を収容す
る容器、２は容器１内の水（以下、単に水と称す）を加
熱する熱源たる加熱手段、３は加熱手段２の通電を制御
する通電制御手段、４は温度センサで、加熱手段２およ
び温度センサ４は容器１の底部に配置されている。５は
温度センサ４からの入力に基づいて水の温度を間接的に
検知して温度データとして出力する温度検知手段、６は
温度低下検知手段で、温度検知手段５より入力する温度
データが温度幅Δθ１以上低下することを検知して、水
の温度低下を示す温度低下信号を出力する。７は沸騰制
御手段で、温度検知手段５より入力する温度データが所
定温度θ１未満で加熱手段２の通電を開始し、温度検知
手段５より入力する温度データの上昇勾配が極端に緩や
かになることより水の沸騰状態を検知するまで通電制御
手段３をオンして加熱手段２を通電する湯沸かし動作
と、沸騰検知すると４分間だけ加熱手段２の通電を所定
周期でオンオフさせながら継続し水の沸騰状態を維持す
る沸騰延長動作を連続して行う。また、沸騰制御手段７
は温度低下検知手段６より前記温度低下信号を入力する
と、湯沸かし動作からやり直して再度沸騰検知を行う。

【０００４】以上のように構成された従来構成の電気湯
沸かし器の温度低下検知動作について図８を用いて説明
する。図８は従来例における温度低下検知手段６の動作
を示すフローチャートである。例えば、少量の水を沸か
しているときに、低温の多量の水を新たに追加した場合
は、水を追加した直後から容器１底部に設けられた温度
センサ４を介して温度検知手段５で検知する温度データ
は低下していく。このとき、温度低下検知手段６は図８
に示すように、ステップ２４で温度検知手段５より入力
する温度データがΔθ１だけ低下するのを検知するとス
テップ２５で温度低下信号を出力する。そして、温度低
下信号を入力して沸騰制御手段７が湯沸かし動作を最初
からやり直す。

【０００５】ここで、水の温度低下を検知して湯沸かし
動作を最初からやり直す理由について図９を用いて説明
しておく。水を一定電力で加熱すると水温は僅かな揺ら
ぎはあるもののほぼ一定勾配で上昇し、それに応じて温
度検知手段５で検知する温度データも一定勾配で上昇す
る。

【０００６】そして、やがて水が沸騰温度に到達する
と、温度データの上昇勾配も緩やかになるが、このとき
の温度センサ４の温度は図９に示すように、加熱する水
量により異なる。これは、加熱手段２により加熱される
容器１底部の熱量が熱拡散作用により温度センサ４部分
の温度を上昇させるのにかかる時間的遅れと、加熱手段
２の輻射熱による温度センサ４への影響の積算量に起因
している。すなわち、水量が少ないほどに、温度センサ
４部分の温度上昇の時間的遅れにより水の沸騰温度に対
し温度センサ４の温度はより低くなる。逆に加熱する水
量が多いほどに、沸騰までの時間が長くなって輻射熱の
積算量が大きくなり、水の沸騰温度に対し温度センサ４
の温度はより高くなる。

【０００７】すなわち、水が沸騰したときの温度データ
の上昇勾配の緩やかになる度合いは加熱する水量に依存
し、水量が少ないほど、すなわち温度センサ４の温度が
水の沸騰温度より低いほど、図９（ａ）に示すように沸
騰後の温度センサ４の温度は水の沸騰温度に収束しよう
として少しづつ滑らかに上昇勾配を緩める。また、逆に
水量が多い、すなわち温度センサ４の温度が水の沸騰温
度より高いほど、図９（ｂ）に示すように沸騰後の温度
センサ４の温度は水の沸騰温度を越えた分を放熱しよう
として極端に上昇勾配を緩める。

【０００８】以上のように、温度センサ４の温度や一定
の上昇勾配値では、加熱する水量に応じた沸騰検知を行
うことができない。そこで、沸騰制御手段７は水が沸騰
するまでの温度上昇勾配を計測して加熱している水量を
検知し、計測した上昇勾配に基づいて、加熱する水量が
少ないときはより急な上昇勾配のうちに速やかに沸騰検
知し、加熱する水量が多いときはより緩やかな上昇勾配
になるまで沸騰検知しないようにして温度センサ４の温
度の揺らぎに影響されずに水を確実に沸騰させる構成に
なっている。

【０００９】このように、沸騰制御手段７は加熱する水
量に対応した沸騰検知を行っているので、上昇勾配を計
測して加熱する水量を判断した後に水を追加して加熱す
る水量を増やすと正常な沸騰検知を行うことができず、
水が沸騰する前に沸騰検知してしまう恐れがある。そこ
で、温度低下検知手段６で水の追加を検知すると、湯沸
かし動作を最初からやり直して水の温度上昇勾配の計測
を再度行い沸騰検知し直す構成としている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来構成では、２リットル〜４リットルの多量の低温の水
を沸かした場合に、容器１の構造によっては加熱手段２
の輻射熱による影響を多大に受けて、沸騰制御手段７が
水の沸騰状態を検知したときには温度検知手段５の温度
データが水の沸騰温度に対して３℃〜５℃程度高い値に
なってしまう。そして、沸騰制御手段７が沸騰検知後の
沸騰延長動作中に加熱手段２をオンオフさせるなどによ
り加熱電力を低下させると、温度検知手段５の温度デー
タは水の沸騰温度に収束しようと低下し始め、やがてΔ
θ１だけ温度低下すると沸騰制御手段７は温度低下検知
手段６より温度低下信号を入力し水を追加していないに
も関わらず沸騰延長動作を終了して湯沸かし動作を再度
開始してしまう。

【００１１】そこで、前記事情を考慮してΔθ１の値を
大きくすると、温度低下検知手段６の温度低下検知精度
が劣化して、湯沸かし中の多量の湯に少量の水を追加し
ても水の温度低下を検知できなくなるという課題があっ
た。

【００１２】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、沸騰延長動作中に加熱電力を低下させても温度低下
を不用意に検知せずに沸騰延長動作を継続し、沸騰延長
動作中に水を追加すると即座に効率よく加熱し沸騰させ
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために本発明の電気湯沸かし器は、液体を収納する容
器と、前記容器内の液体を加熱する加熱手段と、前記加
熱手段の通電制御を行う通電制御手段と、温度センサを
介して前記容器内の液体の温度を間接的に検知する温度
検知手段と、前記温度検知手段より入力する温度信号に
基づき前記容器内の液体の温度が所定温度幅以上低下す
ることを検知し、温度低下を示す温度低下信号を出力す
る温度低下検知手段と、前記温度検知手段より入力する
温度信号に基づき温度上昇勾配を計測して加熱している
水量を検知するとともに、計測した温度勾配が前記水量
に対応した温度上昇勾配になって前記容器内の液体の沸
騰状態を検知するまで前記通電制御手段を駆動させて加
熱する湯沸かし動作と沸騰検知後に前記通電制御手段を
特定の制御方法で加熱電力を低下させて駆動させる沸騰
延長動作を連続して行い、かつ前記温度低下信号を入力
すると前記湯沸かし動作を最初から再度やり直し沸騰検
知処理を初期化して最初からやり直す沸騰制御手段を備
え、前記温度低下検知手段は、前記沸騰制御手段より前
記湯沸かし動作であることを示す湯沸かし信号を入力す
ると第１の温度幅に基づき、前記沸騰制御手段より前記
沸騰延長動作であることを示す沸騰延長信号を入力する
と前記第１の温度幅より大きくかつ前記沸騰延長動作を
行っているときに自然に低下する温度幅よりも幾分大き
な値に設定された第２の温度幅に基づいて温度低下を検
知する構成としたものである。

【００１４】

【作用】上記課題解決手段により、沸騰制御手段より湯
沸かし動作であることを示す湯沸かし信号を入力すると
温度低下検知手段が採用する第１の温度幅を小さな値に
設定すると、湯沸かし動作中は高精度な温度低下検知を
行うことができる。そして、沸騰制御手段より沸騰延長
動作であることを示す沸騰延長信号を入力すると温度低
下検知手段が採用する第２の温度幅を、水を追加しない
通常使用において沸騰延長動作中に起こり得る温度低下
幅より幾分大きな値に設定すると、沸騰延長動作中に温
度低下を検知し沸騰制御手段が誤って湯沸かし動作を再
度開始するのを防ぐことができるとともに、沸騰延長動
作中に低温の水を追加した場合には温度低下検知手段が
温度低下を検知して沸騰制御手段が沸騰延長動作から湯
沸かし動作に動作状態を変更し、沸騰検知処理を初期化
して最初からやり直して即座に追加後の水を効率よく加
熱し沸騰させることができる。

【００１５】

【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。図１は本発明の第１の実施例における電気
湯沸かし器のブロック図を示したものである。なお、本
実施例において、図７に示す従来例と同じ機能を有する
ものは同一の符号を付し説明を省略する。本実施例の特
徴的構成は、沸騰制御手段７より沸騰延長動作であるこ
とを示す沸騰延長信号を入力すると、温度低下検知手段
６が温度低下の検知処理を禁止する構成としたことであ
る。

【００１６】以上のように構成された電気湯沸かし器に
ついて、図２、図３、および図４を用いてその動作を説
明する。図２は本発明の第１の実施例における温度低下
検知手段６の動作を示すフローチャートである。図２に
示すように、温度低下検知手段６は加熱手段２が通電開
始したときの温度検知手段５の温度データを前回データ
として保持し、前回データの初期設定を行った後に以下
に示す動作を繰り返し行う。加熱手段２を通電して水を
加熱するので温度検知手段５で検知する温度データは上
昇する。このとき、温度低下検知手段６はステップ３で
温度データの上昇を検知して、ステップ６で前回データ
を温度検知手段５で検知する温度データに更新し、温度
上昇時の最高温度を前回データとして保持する。

【００１７】ここで、図３のａに示すように、低温の水
を容器１内に追加するなどにより温度データが低下する
と、沸騰制御手段７が湯沸かし動作のときは、温度低下
検知手段６は図２のステップ３およびステップ４で温度
検知手段５の温度データが前記最高温度として保持して
いる前回データに対し温度幅Δθ１だけ低下するのを検
知して、ステップ５で水の温度低下を示す温度低下信号
を出力する。そして、図３のｂで、沸騰制御手段７は温
度低下検知手段６より温度低下信号を入力すると湯沸か
し動作を最初からやり直し、沸騰検知などの処理を初期
化して最初からやり直す。したがって、沸騰制御手段７
は追加後の水量に応じた沸騰検知を行うことができ、加
熱手段２を連続通電して水を沸騰させて図３のｃで沸騰
検知し、続いて沸騰延長動作を行い水の沸騰を維持す
る。

【００１８】しかし、沸騰制御手段７が図４のｄで沸騰
検知して沸騰延長動作に移行すると、温度低下検知手段
６は図２のステップ７で沸騰制御手段７より沸騰延長動
作を示す沸騰延長信号を入力してステップ２へ分岐し、
ステップ３およびステップ４で温度低下を検知すること
はなく、ステップ５で温度低下信号を出力することもな
い。したがって、沸騰制御手段７は図４のｅでΔθ１だ
け温度低下しているにも関わらず、温度低下検知手段６
より温度低下信号を入力することはなく、沸騰延長動作
を継続する。

【００１９】以上のような構成により、沸騰制御手段７
が沸騰延長動作のときは、温度低下検知手段６が温度低
下の検知を禁止して、加熱手段２への通電を所定周期で
オンオフさせるなどにより加熱電力を低下させて沸騰延
長動作を行った場合でも、温度検知手段５の温度信号の
低下を検知して沸騰制御手段が湯沸かし動作を再度開始
することはなく、沸騰延長動作を継続することができ
る。

【００２０】なお、沸騰延長動作中に水を追加しても沸
騰制御手段７は沸騰延長動作を継続する。しかし、沸騰
制御手段７が従来例で述べたように温度検知手段５より
入力する温度データが所定温度θ１未満であることを検
知して加熱手段２の通電を開始する機能を有する場合
は、やがて沸騰延長動作の制御時間である４分が経過し
て沸騰制御手段７が沸騰延長動作を終了すると、追加後
の水の温度がθ１未満であるならば沸騰制御手段７が湯
沸かし動作を再度開始して加熱手段２に通電し前記追加
後の水を沸かすことができる。

【００２１】（実施例２） 以下本発明の第２の実施例について、図１を参照しなが
ら説明する。第１の実施例と異なる点は、温度低下検知
手段６が、沸騰制御手段７より湯沸かし動作であること
を示す湯沸かし信号を入力すると第１の温度幅Δθ１
を、沸騰延長動作であることを示す沸騰延長信号を入力
すると第２の温度幅Δθ２を温度低下幅Δθｘとして採
用して、温度検知手段５より入力する温度データが温度
低下幅Δθｘ以上低下するのを検知して温度低下信号を
出力する構成としたことである。

【００２２】第１の実施例において、沸騰制御手段７が
沸騰延長動作中に水を追加しても、温度低下検知手段６
は温度低下の検知を禁止し温度低下信号を出力しないの
で沸騰制御手段７は引き続き沸騰延長動作を継続し、加
熱手段２への通電を所定周期でオンオフさせるなどによ
り加熱電力を低下させて沸騰延長動作を行う場合には追
加後の水を効率よく加熱することができない。また、沸
騰延長動作に移行してから所定時間（４分）経過する
と、水を追加してから沸騰していないにも関わらず沸騰
制御手段７は加熱手段２の通電を終了してしまうという
課題がある。

【００２３】本発明はこのような課題を改善するもので
あり、以上のように構成された電気湯沸かし器につい
て、図５および図６を用いてその動作を説明する。図５
は本発明の第２の実施例における温度低下検知手段６の
動作を示すフローチャートである。図５に示すように、
温度低下検知手段６は、ステップ１７で沸騰制御手段７
より湯沸かし信号を入力すると、ステップ１８へ分岐し
て従来同様にΔθ１を温度低下幅Δθｘとして採用す
る。したがって、沸騰制御手段７が湯沸かし動作のとき
は、従来同様の高精度な温度低下検知を行うことができ
る。

【００２４】また、温度低下検知手段６は、ステップ１
７で沸騰制御手段７より沸騰延長信号を入力すると、ス
テップ１９へ分岐してΔθ２を温度低下幅Δθｘとして
採用する。したがって、沸騰制御手段７が４分間の沸騰
延長動作を行っているときに温度検知手段５の温度デー
タが自然に低下する温度幅よりも幾分大きな値にΔθ２
を設定すると、通常使用では沸騰延長動作中に温度低下
検知手段６が温度低下を検知することはない。

【００２５】さらに、沸騰延長動作のときの水温は沸騰
温度近傍を維持している。このとき、図６に示すよう
に、常温の水を容器１内に追加すると、容器１内の沸騰
維持している水の温度に比べて前記追加した水の温度が
極端に低いので前記追加した水は容器１底部に集中降下
し、前記追加した水の量が少量であっても容器１底部に
配置されている温度センサ４の温度は急激に低下する。
したがって、沸騰延長動作中に水を追加すると、湯沸か
し動作のときに採用するΔθ１よりも大きな値であるΔ
θ２以上の温度低下は容易に起こり得り、図６のａにて
温度低下検知手段６は確実に温度低下を検知することが
できる。

【００２６】そして、温度低下検知手段６は図５のステ
ップ１５で温度低下信号を出力し、沸騰制御手段７は温
度低下検知手段６より前記温度低下信号を入力して湯沸
かし動作を最初からやり直し、沸騰検知などの処理を初
期化して最初からやり直す。したがって、沸騰延長動作
中に水を追加しても、沸騰制御手段７は図６のａで加熱
手段２を即座に連続通電して水を加熱し、追加後の水量
に応じた沸騰検知を行って図６のｂで沸騰検知し、続い
て沸騰延長動作を行い水の沸騰を維持する。

【００２７】以上のような構成により、温度低下検知手
段６は湯沸かし動作のときはΔθ１で温度低下を検知し
て高精度に温度低下を検知できるとともに、沸騰延長動
作のときはΔθ２で温度低下を検知して、加熱手段２へ
の通電を所定周期でオンオフさせるなどにより加熱電力
を低下させて沸騰延長動作を行う場合にも温度低下を検
知せずに沸騰延長動作を継続することができ、沸騰延長
動作中に水を追加した場合には確実に温度低下を検知し
て追加後の水を即座に効率よく加熱し沸騰させることが
できる。

【００２８】なお、従来例および実施例１から２におい
て、沸騰制御手段７は加熱手段２を連続通電させて湯沸
かし動作を行っているが、容器１の温度に対し温度セン
サ４の温度の追従性を良くするために最初に加熱手段２
の通電をオンオフさせ、その後に加熱手段２を連続通電
させて湯沸かし動作を行った場合にも同様の効果を得る
ことができる。

【００２９】また、沸騰制御手段７は加熱手段２の通電
を所定周期でオンオフさせて沸騰延長動作を行っている
が、複数部分に分割構成される加熱手段２のいずれかを
通電オフし残りを連続通電させて加熱電力を低下させ
る、または非周期的に加熱手段２の通電をオフするなど
の沸騰延長動作を行った場合にも同様の効果を得ること
ができる。

【００３０】さらに、温度検知手段５、温度低下検知手
段６および沸騰制御手段７の一部あるいは全部の構成手
段をマイクロコンピュータにて行うことができることは
明らかである。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明の電気湯沸かし器
は、温度低下検知手段が湯沸かし動作のときは第１の温
度幅に基づき、沸騰延長動作のときは前記第１の温度幅
より大きい第２の温度幅に基づいて温度低下を検知する
構成により、湯沸かし動作のときはΔθ１で高精度な温
度低下検知が行えるとともに、沸騰延長動作のときはΔ
θ２で加熱電力を低下させて沸騰延長動作を行っても温
度低下を検知せずに沸騰延長動作を継続することがで
き、水を追加した場合には確実に温度低下を検知して追
加後の水を即座に効率よく加熱し沸騰させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における電気湯沸かし器
のブロック図

【図２】同電気湯沸かし器の温度低下検知手段の動作を
示すフローチャート

【図３】同電気湯沸かし器の湯沸かし動作中に水を追加
したときの動作を示す図

【図４】同電気湯沸かし器の沸騰延長動作中での温度低
下検知の禁止を示す図

【図５】本発明の第２の実施例の電気湯沸かし器におけ
る温度低下検知手段の動作を示すフローチャート

【図６】同電気湯沸かし器の沸騰延長動作中に水を追加
したときの動作を示す図

【図７】従来例における電気湯沸かし器のブロック図

【図８】同電気湯沸かし器の温度低下検知手段の動作を
示すフローチャート

【図９】（ａ）同電気湯沸かし器の０．３リットル加熱
時の水温と温度センサの温度との関係を示す図 （ｂ）同電気湯沸かし器の３．０リットル加熱時の水温
と温度センサの温度との関係を示す図

【符号の説明】

１ 容器 ２ 加熱手段 ３ 通電制御手段 ４ 温度センサ ５ 温度検知手段 ６ 温度低下検知手段 ７ 沸騰制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 さおり 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−217885（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−253061（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−261618（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−305913（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−280729（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−261616（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A47J 27/21 101

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を収納する容器と、前記容器内の液
   体を加熱する加熱手段と、前記加熱手段の通電制御を行
   う通電制御手段と、温度センサを介して前記容器内の液
   体の温度を間接的に検知する温度検知手段と、前記温度
   検知手段より入力する温度信号に基づき前記容器内の液
   体の温度が所定温度幅以上低下することを検知し、温度
   低下を示す温度低下信号を出力する温度低下検知手段
   と、前記温度検知手段より入力する温度信号に基づき温
   度上昇勾配を計測して加熱している水量を検知するとと
   もに、計測した温度勾配が前記水量に対応した温度上昇
   勾配になって前記容器内の液体の沸騰状態を検知するま
   で前記通電制御手段を駆動させて加熱する湯沸かし動作
   と沸騰検知後に前記通電制御手段を特定の制御方法で加
   熱電力を低下させて駆動させる沸騰延長動作を連続して
   行い、かつ前記温度低下信号を入力すると前記湯沸かし
   動作を最初から再度やり直し沸騰検知処理を初期化して
   最初からやり直す沸騰制御手段を備え、前記温度低下検
   知手段は、前記沸騰制御手段より前記湯沸かし動作であ
   ることを示す湯沸かし信号を入力すると第１の温度幅に
   基づき、前記沸騰制御手段より前記沸騰延長動作である
   ことを示す沸騰延長信号を入力すると前記第１の温度幅
   より大きくかつ前記沸騰延長動作を行っているときに自
   然に低下する温度幅よりも幾分大きな値に設定された第
   ２の温度幅に基づいて温度低下を検知する構成とした電
   気湯沸かし器。