JP3548391B2 - 電気湯沸かしポット装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タンク内に入れられた液体を電動式機構で吸引し吐出する電気湯沸かしポット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電気湯沸かしポット等の給湯装置として、モータ駆動源を利用した小型ポンプ装置が種々提案されており、その一例を図１５及び図１６に示して説明する。
【０００３】
電気湯沸かしポット６１は、外枠体６２内に液体を入れるための貯水タンク６３が配置されており、貯水タンク６３の外側には貯水タンク６３の内部と外枠体６２の外部とを連通する連通管６４が設けられている。なお、貯水タンク６３内に入れられた水等の液体は、図示しない電熱装置によって加熱することができるようになっている。
【０００４】
なお、連通管６４は、一端が貯水タンク６３の下端部に設けられた吸入口６５に連通され、他端が外枠体６２の上方に形成された吐出口６６に連通するようになっている。これによって、貯水タンク６３と外枠体６２の外側とが連通管６４によって連通されている。また、連通管６４の吸入口６５の近傍には、液体を汲み上げるための電動式の小型ポンプ装置６７が設けられている。
【０００５】
このように構成された電気湯沸かしポット６１は、小型ポンプ装置６７の図示しないインペラを回転させてインペラの回転中心に負圧を形成することにより、貯水タンク６３側の液体をインペラの回転中心内に吸引した後、吐出口６６方向に送出するものとなっている。なお、小型ポンプ装置６７は、貯水タンク６３の底の下側のスペースに制御基板６８と共に配置されている。
【０００６】
上述した小型ポンプ装置６７では、貯水タンク６３内で沸騰した液体を揚水する際に、キャビテーション現象が発生するという問題がしばしば生じる。なお、キャビテーション現象とは、沸点近傍まで温度が上昇している液体をインペラ周辺まで汲み上げる際に、インペラ周辺の負圧のため液体の沸点が低くなり、液体がインペラ周辺で一気に気化し、気体が充満してしまったり、液体が沸騰した際に発生する気泡が、インペラ周辺で一気に膨張し空気等の気体でインペラが配置されている室が充満されてしまうという現象のことをいう。沸騰させた湯を汲み上げる際に、このようなキャビテーション現象が発生してインペラの回転中心に気体が集中すると、小型ポンプ装置６７が空回りしてしまい湯を汲み上げられない。
【０００７】
なお、このようなキャビテーション現象を防止する小型ポンプ装置として、例えば、特開平７−２１７６００号公報に記載されたような構造を有する小型ポンプ装置６９が提案されている（図１７参照）。この小型ポンプ装置６９は、上述した電気湯沸かしポット６１の底の部分、すなわち小型ポンプ装置６７と同様な位置に配置されるものとなっている。この小型ポンプ装置６９は、回転軸７０を有するモータ７１と、回転軸７０に固定されたインペラ７２と、インペラ７２を格納する渦室７３と、回転軸７０の先端部分に固定されたスクリュー羽根７４とを有している。すなわち、モータ７１の回転軸７０には、インペラ７２とスクリュー羽根７４とが同軸上に固定されている。
【０００８】
渦室７３は、インペラ７２の回転中心を中心とする円柱状空間として形成されており、吸入口７５と図示しない吐出口を有している。吸入口７５は、連通管６４によって貯水タンク６３と連通されている。なお、吸入口７５内には、回転軸７０に固定されたスクリュー羽根７４が延出されている。また、吐出口は、連通管６４によって吐出口６６に連通している。
【０００９】
上述したように構成された小型ポンプ装置６９は、モータ７１が起動し回転軸７０が回転することによって、インペラ７２が回転する。すると、小型ポンプ装置６９は、インペラ７２の回転中心付近に負圧が発生し、貯水タンク６３側の液体を渦室７３内に吸引することとなる。なお、このときインペラ７２の回転中心で発生するキャビテーション現象を抑えるように、スクリュー羽根７４もインペラ７２と一体的に回転している。すなわち、スクリュー羽根７４が回転することによって、貯水タンク６３側の液体を積極的にインペラ７２の回転中心に送り込み、インペラ７２の回転中心が空気で充満し空回りするのを防止している。
【００１０】
また、電気湯沸かしポットではなく、陸上で用いられるポンプ装置として、水の速やかな吸い上げを行うためにポンプ部を２つ設けたポンプ装置が知られている（実開昭６１−６６６９３号公報参照）。このポンプ装置８０は、図１８に示すように、渦巻きポンプ８１の羽根車８２の回転をフレキシブルワイヤ８３を介して軸流羽根車８４に伝えている。なお、このフレキシブルワイヤ８３は、結合変換部８５，８６を介して駆動力を伝達するものとなっている。
【００１１】
このポンプ装置８０では、動作を開始させると、吸込管８７の下端部に充満している水が吸込管８７内を上昇し、上方の渦巻きポンプ８１のケーシング内に侵入する。その後、上方の渦巻きポンプ８１によって水は吸入され排出されていく。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した電気湯沸かしポット６１では、小型ポンプ装置６７，６９が、貯水タンク６３の底と外枠体６２の底との間に設けられるので、貯水タンク６３の底と外枠体６２の底との間に小型ポンプ装置６７，６９を設置するスペースが必要となり、このために底相互間の高さＨが大きくなり、製品全体の高さが高くなってしまうという問題が生じている。
【００１３】
また、小型ポンプ装置６７，６９のインペラ収納部分が連通管６４の最も低い位置に設置されるので、水から出る析出物（水酸化カルシウム）等が溜まり易い構成となっている。しかも、従来の小型ポンプ装置６７，６９においては、その析出物が堆積しないような特別な措置や、あるいは堆積した析出物を除去するような構成が全く取られていない。このような状況において、析出物がインペラの周辺に堆積すると、その析出物がインペラの回転に支障を来たし、モータがロックしてしまうという危険性を有している。
【００１４】
さらに、小型ポンプ装置６９では、キャビテーション現象を防止するため、インペラ７２の近傍に同軸上にスクリュー羽根７４を配置したが、このスクリュー羽根７４が逆にインペラ７２の吸引動作の障害となる。そこで、小型ポンプ装置６９では、スクリュー羽根７４を吸入口７５の内壁に密接させることによりスクリュー羽根７４自体に大きなポンプ能力を持たせて、小型ポンプ装置６９全体としてポンプ性能を維持するようにしている。しかしながら、スクリュー羽根７４の外径を吸入口７５の内壁に密接させるには、高度な加工精度が必要となり、製品としての量産性に欠けるという問題が生じている。加えて、スクリュー羽根７４の外径を吸入口７５の内壁に密接させると、その部分に析出物が挟まってモータがロックするという問題も生じる。
【００１５】
また、貯水タンク６３内の水を電熱装置で加熱し沸騰させた後に吐出口６６から吐出させる際、連通管６４内の水は加熱されていないため、最初のコップ１杯程度の湯はどうしてもぬるくなってしまうという問題が生じている。
【００１６】
また、実開昭６１−６６６９３号公報に示されるポンプ装置８０は、フレキシブルワイヤ８３を使用しているため、結合変換部８５，８６が必要となり装置が大型化してしまう。特に、その結合変換部８５，８６の取り付け部が吸込管８７の外部に突出し、目障りかつスペース的なロスとなる。さらに、このポンプ装置８０は、汲み上げのみを考慮したものであり、吸込管８５内の水を逆方向に流そうとしても渦巻きポンプ８１の吸込力に対して軸流羽根車８４の逆方向への駆動力は十分とならず、逆方向への水の移動は不可能なものとなっている。また、軸流羽根車８４の場合、実際に適用すると、揚程力を十分とれないものとなる。そのため、特に小型化された小型ポンプ装置では、渦巻きポンプ８１の部分まで水を上げることができない場合が多くなる。
【００１７】
本発明では、上述した問題に鑑みて、電気湯沸かしポット等の製品に組込む際に、製品全体の大きさや高さに影響を及ぼすことがなく、しかも液体を両方向に駆動できる電気湯沸かしポット装置を提供することを目的とする。また、本発明は、貯水タンクに入れる液体から出る析出物、特に水から出る水酸化カルシウム等の堆積に起因するモータロック等の不具合の発生しにくい構造の電気湯沸かしポット装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は、高い加工精度をそれ程必要としない構成でキャビテーション現象を抑えることが可能であると共に、最初の１杯がぬるいという問題を解消し得る電気湯沸かしポット装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の電気湯沸かしポット装置では、外枠体の内部に、液体を入れるための貯水タンクと、該貯水タンク内の液体を温めるための電熱装置と、貯水タンクの下部に連通する立ち上がり部並びに立ち上がり部に連通し外枠体の外部に連通するための吐出部を有し貯水タンク内の液体を外枠体の外部に吐出させるための連通管と、該連通管の途中部分に配置され液体を汲み上げるための電動式ポンプ機構とを設けた小型ポンプ装置を備えた電気湯沸かしポット装置において、貯水タンクと外枠体の間に、インペラを有する遠心ポンプ部と、スクリューを有するスクリューポンプ部とを備え、遠心ポンプ部を貯水タンクの上部に設けた吐出部の高さに設けると共に、スクリューポンプ部を貯水タンクの底部の高さに設け、遠心ポンプ部とスクリューポンプ部との間であって貯水タンクの側部に、立ち上がり部を構成するストレートパイプを設け、スクリューとインペラを双方向回転モータの出力軸と一体回転する軸に取り付けている。
【００２８】
また、本発明の電気湯沸かしポット装置は、貯水タンクと、連通管と、電動式ポンプ機構とを有している。そして、貯水タンクの底の部分にポンプ機構を配置せずに、貯水タンクの外側に配置された連通管の立ち上がり部内の上方及び下方、すなわち、貯水タンクの吐出部の高さ及び底部の高さに、それぞれ遠心ポンプ部およびスクリューポンプ部を１つずづ配置した構成としている。このため、ポンプ機構が全体の高さ方向の寸法に大きな影響を与えず、デザイン及び大きさに設計の自由度を持たせることができる。すなわち、連通管内に遠心ポンプ部およびスクリューポンプ部を配置し、これらの協働作用により液体を汲み上げているので、遠心ポンプ部およびスクリューポンプ部を小型化できると共に、それらを貯水タンクと外枠体の間の必要最小限のスペースに入れ込むことが可能となる。
【００２９】
なお、貯水タンクの外側に配置された連通管の立ち上がり部内の上方にインペラを配置し、下方にスクリューを配置した構成とすると、液体の両方向移動が可能となり各種の機能を持たせることができるものとなる。例えば、ポンプを逆回転させることにより、水から出る析出物等が堆積しづらくなり、モータロック等の不具合を防止でき好ましいものとなる。また、インペラとスクリューとを離して配置すると、スクリューがインペラの吸引動作を阻害せずにキャビテーション現象を防止することとなる。そのため、インペラの吸引力は十分なものとなり、結果としてスクリューポンプ部は、インペラに対してキャビテーション現象防止のための呼び水を供給する程度のポンプ性能を有していれば足りることとなる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態における電気湯沸かしポット装置を図１から図１２に基づき説明する。なお、小型ポンプ装置１は、電気湯沸かしポット装置２に組込まれたものとして説明する。
【００３１】
電気湯沸かしポット装置２は、図１に示すように、一端側に底部３ａを有する略円筒形状の外枠体３の内部に貯水タンク４を収納し、その貯水タンク４上の外枠体３の開口部に蓋５を開閉自在に取り付けている。また、貯水タンク４の上端周縁は、外側に折れ曲がるように形成された折曲部４ａとなっており、この折曲部４ａが外枠体３の内側に形成された肩部６の段部６ａに係合することによって、貯水タンク４は外枠体３の内側に支持されている。
【００３２】
また、外枠体３の前面上部中央部分には、外側に突出するように形成されたくちばし部７が設けられており、このくちばし部７の下側面には、貯水タンク４から送られてくる液体を吐出させるための吐出口部８が形成されている。また、外枠体３の外周面でくちばし部７の下側には、貯水タンク４内の液体の量の目安を知るための水位表示窓９が設けられている。
【００３３】
外枠体３内部で貯水タンク４の外側には、貯水タンク４内の液体を外枠体３の外部に吐出させるための連通管１０が配置されている。この連通管１０は、吸引部１１と、スクリューポンプ部１２と、ストレートパイプ１３と、渦室１４と、吐出部１５から構成されている。なお、スクリューポンプ部１２、ストレートパイプ１３及び渦室１４は、立ち上がり部を構成している。スクリューポンプ部１２は、図２に示すように、電動式ポンプ機構１６の一部となっているスクリュー１７を格納する円筒状の空間で形成されており、ストレートパイプ１３の下端に連結されている。また、渦室１４は、図２に示すように、ストレートパイプ１３の上方に配置されたケース体１８の一部分で形成され、ストレートパイプ１３の上部に配置されている。そして渦室１４は、電動式ポンプ機構１６の一部となっているインペラ１９を格納する円筒状の空間となっている。この渦室１４とインペラ１９等で遠心ポンプ部を形成している。
【００３４】
また、連通管１０のストレートパイプ１３と平行な位置には、図３に示すような、ストレートパイプ１３を補強するための補強板２０が配置されている。この補強板２０は、図２，図３及び図４に示すように、一端側２０ａの４つのねじ孔２０ｂが渦室１４の外側の固定部１８ａに形成された４つのねじ孔１８ａａに合わされた後ねじで固定され、他端側２０ｃの４つのねじ孔２０ｄがポンプ室１２の外側の固定部２３に形成された４つのねじ孔２３ａａに合わされた後ねじで固定される。
【００３５】
また、吸引部１１は、図１及び図５に示すように、貯水タンク４の底面の周縁部分に形成された連通口２１によって貯水タンク４の内部に連通する略Ｕ字型のパイプ部材で形成されている。
【００３６】
スクリューポンプ部１２は、図５に示すように、吸引部１１とストレートパイプ１３とを直角に連結するものとなっており、略円筒形状のケース体で形成されている。スクリューポンプ部１２の下端部には、吸引部１１と連結された引込み口２２が設けられている。また、スクリューポンプ部１２の外側には、図２，４及び５に示すように、補強板２０の一端側を固定するための固定部２３が形成されている。なお、この補強板２０の他端側は、ケース体１８の外側に形成された固定部１８ａに固定されるようになっている。また、スクリューポンプ部１２の上端縁部分には、防水キャップ２４が嵌め込まれている。この防水キャップ２４は、食品衛生法及び食品添加物用の規格基準に適合したゴム製の器具で形成されており、スクリューポンプ部１２とストレートパイプ１３との連結を強固なものとしている。
【００３７】
また、図２に示すように、ストレートパイプ１３は、下端がスクリューポンプ部１２の上端部分に連結され、上端が渦室１４に連結された円筒状部材で形成されている。そして、ストレートパイプ１３は、透明ガラス等の透明な部材で形成されており、水位表示窓９よりストレートパイプ１３内の液体の水位が視認できるようになっている。そして、このストレートパイプ１３内の水位を見ることにより貯水タンク４内の液体の残量を推定できるものとなっている。なお、ストレートパイプ１３と渦室１４との連結部分には、防水キャップ２５が嵌め込まれている。この防水キャップ２５は、防水キャップ２４と同様、食品衛生法及び食品添加物用の規格基準に適合したゴム製の器具で形成されており、ストレートパイプ１３と渦室１４との連結を強固なものとして連結部分からの漏水を防止している。
【００３８】
遠心ポンプ部の渦室１４は、電動式ポンプ機構１６の一部となっている。すなわち、電動式ポンプ機構１６は、図２に示すように、下方のスクリューポンプ部１２と、ストレートパイプ１３と、上方の渦室１４とインペラ１９等からなる遠心ポンプ部と、モータ２６とから主に構成されている。そして、その構成要素は、主に、ストレートパイプ１３の上方に配置されるケース体１８と、ケース体１８に支持されたモータ２６と、モータ２６の回転駆動力によって回転するシャフト２７と、シャフト２７に固定されたインペラ１９及びスクリュー１７とからなっている。なお、インペラ１９を有する遠心ポンプ部及びスクリュー１７を有するスクリューポンプ部１２は、回転することにより液体を吸引する揚水部材となっている。そして、渦室１４は、ケース体１８の一部となっており、吐出部１５に連結されている。なお、渦室１４については、後で詳述する。
【００３９】
吐出部１５は、渦室１４に連結され水平方向に延出された送水管２８と、送水管２８より送られてきた液体を外枠体３の外部に吐出させるための吐出管２９と、送水管２８と吐出管２９との間に設けられた安全弁装置３０とから形成されている。なお、この吐出部１５は、くちばし部７と肩部６との間に収まるように配置されている。そして、吐出管２９の先端部分は吐出口部８と連結されており、この吐出口部８は、図５に示すように、くちばし部７に形成されたアンダーカバー３１に設けられた吐出開口３２に臨んでいる。
【００４０】
安全弁装置３０は、安全弁ケース３３内に収納された転倒時安全弁３４と、傾斜時安全弁３５から構成されている。転倒時安全弁３４は、電気湯沸かしポット装置２が転倒した際に、送水管２８を閉塞するものとなっている。また、傾斜時安全弁３５は、電気湯沸かしポット装置２を後ろ方向に傾斜させた際に送水管２８を閉塞するものとなっている。
【００４１】
貯水タンク４の下側には、図５に示すように、電熱装置３６が設けられている。この電熱装置３６を稼動させることによって、貯水タンク４内の液体が加熱されることとなる。また、貯水タンク４の底面の周縁部分には、連通管１０と連通する連通口２１が設けられている。このように、貯水タンク４は、連通管１０を介して外枠体３の外部と連通している。
【００４２】
なお、図２に示すように、連通管１０のストレートパイプ１３の上方に配置されたケース体１８は、モータ収納部３７と渦室１４とに分離されている。すなわち、ケース体１８は、図６に示すように、略円筒形状の部材で形成されており、上端縁には係合部３９が形成されている。この係合部３９は、図２に示すように、カップ状に形成された中ケース３８を係合するものとなっている。そして、ケース体１８の上側から中ケース３８を挿入し、係合部３９に、中ケース３８の上端部分に形成された突起部４０を係合させることにより、ケース体１８の略上半分の部分には、中ケース３８が嵌合配置される。これにより、ケース体１８は、上側の部屋、すなわちモータ２６を支持するモータ収納部３７と、下側の部屋、すなわちインペラ１９を格納する渦室１４とに分離されることとなる。
【００４３】
中ケース３８の内側には、モータ２６の平面部に固定された樹脂性のプレート４１と係合してモータ２６を支承する段部４２が形成されている。モータ２６は、中ケース３８に入れる際に、段部４２にプレート４１が当接するため、中ケース３８の途中部分までのみ進入するようになっており、略半分は中ケース３８の上側に突出した状態で嵌まっている。なお、モータ２６の上側に突出した部分には、モータ端子４３を保護するモータキャップ４４が被せられている。
【００４４】
また、モータ２６の上方の外枠体３には、図７に示すように、閉塞蓋４５が設けられており、閉塞蓋４５にリード線４６に通じた一対の可動側接点４７が取り付けられている。そして、可動側接点４７は、閉塞蓋４５を閉じた際に、モータ２６の上端面に形成されたモータ端子４３に接触するようになっている。リード線４６は、図示しない制御回路基板に接続され、外部から吐出ボタンが操作された際に、制御回路基板からの信号によりモータ２６が駆動されるようになっている。
【００４５】
また、モータ２６のプレート４１が固定されている側の面の中央からは、モータ出力軸４８が回転自在に延出している。このモータ出力軸４８の先端部分は、中ケース３８の中央部分３８ａに進入している。また、モータ出力軸４８の途中部分には、インペラ１９を誘導するためのドーナツ形の誘導マグネット４９がマグネット保持部材４９ａを介して固定されている。この誘導マグネット４９は、この実施の形態では乾式軸方向異方性フェライト磁石を使用しているが、希土類マグネット等他のマグネットとしてもよい。
【００４６】
なお、中ケース３８の底部分には、この底部分よりさらに下側、すなわち渦室１４へ突出するように形成された軸固定部５０が形成されている。この軸固定部５０には、渦室１４に格納されるインペラ１９を回転自在に支承する固定軸５１が嵌合固定されている。
【００４７】
渦室１４は、インペラ１９を回転自在に格納する空間となっており、図８に示すように、液体を貯水タンク４側から吸引する吸込部５２と、吐出部１５の送水管２８と連結されて吸引した液体を吐出口８側へ排出する排出部５３とを有している。吸込部５２は、図８に示すように、渦室１４の底部分でインペラ１９の回転中心からずれた位置に形成されている。さらに、吸込部５２の近傍には、図９に示すように、渦室１４の底部分の一部より吸込部５２に向かって徐々に深くなる凹部から形成される斜面部５４が設けられている。また、この斜面部５４と吸込部５２を挟んで反対側には、渦室１４の内周壁より内側に突出するように形成された突起部１８ｂが形成されている。
【００４８】
このような構成によって、渦室１４は、インペラ１９の回転方向によって液体の吸引力に差が出るようになっている。すなわち、インペラ１９が、図６において矢示Ａ方向（正方向）に回転すると、ストレートパイプ１３側の液体が、吸込部５２から吸込能力を若干弱められながら吸込まれるが、その際、斜面部５４を伝って渦室１４内に吸込まれ易くなる。
【００４９】
逆にインペラ１９が、図８において矢示Ｂ方向（逆方向）に回転すると、吸込部５２が中心からずれているため、吸引力は小さくなると共に、突起部１８ｂによりケース体１８とインペラ１９とのギャップが狭くなるため吐出口部８側への液体の移動がしづらくなる。しかも、吸込部５２の回転前方に斜面部５４がくるため、渦室１４内の液体が斜面部５４を伝ってストレートパイプ１３側へ逆流し易くなる。この結果、インペラ１９を逆回転させた場合は、インペラ１９部分のの吸込能力は低くなり、スクリュー１７の回転力によって液体が逆流し易いようになる。
【００５０】
インペラ１９は、ＰＰＳ等の樹脂磁性材で形成され、図１０に示すように、軸部５５と複数枚の羽根部５６とからなり、軸部５５の上側部分には、固定軸５１に対して回転自在となる嵌合孔５７が設けられている。この嵌合孔５７の内周面の１ヶ所に溝５７ａが形成され、軸受６０の外周に設けられる突起が嵌合することによって、軸受６０が嵌合孔５７内に嵌められるようになっている。また、嵌合孔５７の下面には、下方のＤ型嵌合孔５５ａに貫通する貫通孔５７ｂが形成されている。なお、軸受６０は、図２及び図７に示すように、インペラ１９を固定軸５１に対して回転自在に支承させるためのものとなっており、底面に半球状の突起６０ａを有するカップ形状で形成されている。
【００５１】
なお、軸受６０は、上述したように形成したが、図１１に示すように、底面Ｘより入口Ｙに向かって徐々に広がるテーパー状の側面を有するカップ形状で形成された軸受６０’としても良い。この軸受６０’を採用すると、インペラ１９の回転中心と固定軸５１の軸中心とに微妙なずれが生じた状態で組込まれたとしても、固定軸５１が軸受６０’の内側に傷を付けたりこじるという危険性が減少するものとなる。
【００５２】
また、インペラ１９の複数枚の羽根部５６には、中ケース３８内に配置されている誘導マグネット４９に磁気誘導されるための９０°毎の４極面着磁がなされている。すなわち、モータ２６が駆動し、モータ出力軸４８が回転すると、誘導マグネット４９に磁気誘導されて渦室１４内で回転するようになっている。なお、インペラ１９が回転すると、インペラ１９の回転中心には負圧が発生し、ストレートパイプ１３内の空気や液体等を回転中心に吸引する作用が働くこととなる。
【００５３】
また、インペラ１９の軸部５５の下側部分には、シャフト２７の断面Ｄ型とされた上端２７ａがＤ型嵌合孔５５ａに嵌合固定されている。なお、シャフト２７は、ストレートパイプ１３内に配置され、下端はストレートパイプ１３の下方に配置されたスクリュー１７に固定されている。したがって、インペラ１９とスクリュー１７は、同軸上に離れた位置で固定されていることとなる。
【００５４】
なお、スクリュー１７は、ＰＰＳ等の樹脂材で形成されている。そして、スクリュー１７は、複数状の螺旋形状に形成されたリードスクリューで形成されており、スクリューポンプ部１２内に格納されている。そのため、スクリュー１７は、シャフト２７が正方向に回転する際には、吸引部１１側の液体を渦室１４側に移動させ、逆にシャフト２７が逆方向に回転する際には、渦室１４側の液体を吸引部１１側に逆流させるようになっている。なお、このスクリュー１７の外径は、スクリューポンプ部１２の内壁に対して精度よく構成されているものではなく、そのためポンプ性能としてはインペラ１９の部分より弱いものとなっている。これによって、スクリューポンプ部１２は組立加工が容易で量産性の高いものとすることができる。
【００５５】
この実施の形態のスクリュー１７は、５回転（＝１，８００°）の連続形成されたスクリューとなっているが、３６０°以下の１ピッチのスクリューをつなぎ合わせる形状としても良い。また、ピッチは、約８．０ｍｍ、圧力角２５°進み角１１．９等としているが、他の数値のものとしても良い。さらに、スクリュー１７の外周部とストレートパイプ１３の内周面との間隙は、０．７〜０．８ｍｍとしているが、製造上及びスクリューポンプ部１２としての機能を考慮すると、０．５〜１．２ｍｍが好ましい。さらに、スクリュー１７は、３６０°のものを１つとしたり、１０８０°（＝３回転）等他の個数としても良い。数が少なくても十分汲み上げ力は確保できる。しかし、逆流の作用は、数を少なくすると弱くなる。よって、スクリューの数としては１〜５が好ましく、２つまたは３つが最も好ましい。
【００５６】
このように、スクリューポンプ部１２は、インペラ１９を有する遠心ポンプ部と比してポンプ性能が低いものとなっている。その役割としては、▲１▼正回転時、少なくともインペラ１９の部分まで液体を供給する▲２▼逆回転時、液体を逆流させるという２つの働きを有している。なお、インペラ１９を有する遠心ポンプ部は、ポンプ性能が高いものとなっており、一旦液体が渦室１４内に供給されると、確実に大量に液体を吐出できるものとなっている。しかしながら、渦室１４の回転中心は負圧となっており、沸騰した湯を汲み上げる際には、沸点に近い温度となっている湯が気化したり、湯が気化する際に発生する泡が膨張したりしてキャビテーション現象が生じる。
【００５７】
すなわち、正回転時、仮に遠心ポンプ部にキャビテーションが発生しても、スクリュー１７がキャビテーションを防止するようにインペラ１９の回転中心に湯を確実に供給する。また、逆回転時、スクリュー１７は、渦室１４や連通管１０内の液体を逆流させ貯水タンク４へ戻す。特に、この実施の形態では、逆回転時、遠心ポンプ部の吸引作用が弱くなるため、その戻り量は多くなる。
【００５８】
なお、スクリュー１７は、図１２及び図１３に示すように、上側にシャフト２７の断面Ｄ型の下端２７ｂがその断面Ｄ型の第１嵌合凹部１７ａに嵌合することにより一体回転するように嵌合固定されているが、下側には小シャフト５８の断面Ｄ型の上端５８ａが断面Ｄ型の第２嵌合凹部１７ｂに嵌合することにより一体回転するように固定されている。この小シャフト５８は、スクリューポンプ部１２の下端に固定配置されたスライドベアリング５９の半球状の突起５９ａに突き当たり回転自在に支承されている。
【００５９】
なお、スライドベアリング５９は、底面に突起５９ａを有するカップ形状で形成されているが、図１４に示すように、側面の内側が、底面Ｘ’より入口Ｙ’に向かって広がるテーパー形状に形成されたスライドベアリング５９’としても良い。このスライドベアリング５９’を採用すると、小シャフト５８の回転中心がスライドベアリング５９’の中心に対して多少ずれた状態で組込まれたとしても、小シャフト５８がスライドベアリング５９’の内側を傷つけたりこじってしまう危険性が減少するものとなる。
【００６０】
また、第２嵌合凹部１７ｂ内は、入口部分は断面円形の凹部で形成され、途中部分より奥の部分が断面Ｄ型の凹部で形成されているが、断面Ｄ型で形成された奥の部分の直線状に形成された内壁には、図１３に示すように、円弧状に内周側に突出した形状で形成された突起部１７ｃ，１７ｃが設けられている。この突起部１７ｃ，１７ｃは、小シャフト５８の上端５８ａの平面部分と当接するようになっている。このような構成によって、シャフト２７は、ストレートパイプ１３内で回転自在に支承されている。
【００６１】
次に、上述したように構成された小型ポンプ装置１を組込んだ電気湯沸かしポット装置２の動作について説明する。
【００６２】
まず、湯沸かしの準備動作として、蓋５を開けて貯水タンク４に水を投入する。すると、貯水タンク４内に投入した水の一部は、連通口２１から吸引部１１へ排出され、スクリューポンプ部１２内へ進出する。なお、このとき、貯水タンク４内へ投入した水の容量により、さらに水はスクリューポンプ部１２よりストレートパイプ１３の途中部分まで上っていく。そして、貯水タンク４に投入した水の容量に応じた位置で止まる。ストレートパイプ１３の水面の位置は、水位表示窓９から見ることが可能で、これにより貯水タンク４内の内容量の推定が可能となる。すなわち、この状態では、吸引部１１及びスクリューポンプ部１２内へは完全に水が浸入し、貯水タンク４及びストレートパイプ１３に関してはそれらの途中部分まで水が入っていることとなる。
【００６３】
このような状態で電熱装置３６に通電して貯水タンク４内の水を加熱する。水が沸騰すると、このとき発生する蒸気は、蓋５に設けた蒸気孔５ａから外部に排出され、モータ２６や可動側接点４７、モータ端子４３を収納するモータキャップ４４部分への侵入は肩部６によって遮断される。また、沸騰時に飛び跳ねる湯も、同様に肩部６によって遮断される。
【００６４】
湯を吐出させるときは、閉塞蓋４５を閉めて可動側接点４７とモータ端子４３とが接触した状態として吐出ボタン（図示省略）を操作することにより、電動式ポンプ機構１６のモータ２６を正回転方向に駆動させる。すると、誘導マグネット４９を固定したモータ出力軸４８が、中ケース３８内で正方向に回転する。
【００６５】
このように誘導マグネット４９が正方向に回転すると、羽根部５６に着磁を施されたインペラ１９がシャフト２７及びスクリュー１７と共に一体的に正方向に回転する。まず、スクリュー１７の回転により貯水タンク４の湯がストレートパイプ１３内を上昇する。このため、ストレートパイプ１３内の加熱されていない水が遠心ポンプ部側に押し上げられ入っていく。一方、この後、遠心ポンプ部に水が供給されると、インペラ１９の回転中心には、負圧が発生し、渦室１４内にはストレートパイプ１３内の水を吸引する吸引力が発生する。そして、渦室１４内に侵入してきた水は、排出部５３より送水管２８及び吐出管２９を経由して吐出口部８より外枠体３の外部に供給される。
【００６６】
このようにして、インペラ１９の回転によりストレートパイプ１３から吸引し吐出口部８より吐出させた最初の水は、貯水タンク４内で加熱されたものではないので冷たいままである。この冷たいままの水に続き、貯水タンク４内で加熱された湯が、スクリュー１７の回転によりストレートパイプ１３からインペラ１９に供給されると、インペラ１９の回転により、湯は吐出口８方向に供給される。
【００６７】
このとき、インペラ１９の回転中心は負圧になっており、沸点に近い温度となっている湯が気化したり、または泡が膨張したりして、インペラ１９の回転中心が空気で充満するキャビテーション現象を起こす恐れがある。しかしながら、本発明の実施の形態においては、スクリュー１７によってインペラ１９の回転中心に湯を連続的に供給するためキャビテーション現象が起こりにくくなっている。
【００６８】
なお、最初に吐出する水が冷たいという状態を嫌う場合、すなわち最初の１杯から熱い湯が必要な場合は、次のようなモード設定ができるようにして対応することができる。すなわち、所定のボタンを操作することにより、まず電動式ポンプ機構１６のモータ２６が逆方向に駆動されるようにする。すると、インペラ１９、シャフト２７及びスクリュー１７が逆回転する。なお、インペラ１９が逆回転時には、遠心ポンプ部まで水が漬かっている場合は多少吸引力が働くが、上述した渦室１４の構造に起因しその吸引力が低くなるのを利用して、スクリュー１７は、ストレートパイプ１３内の水をすばやく貯水タンク４側へ戻す。
【００６９】
これによって、貯水タンク４の外にあって加熱されなかった水が、貯水タンク４内で沸騰した湯に混ざり加熱された状態となる。その後、モータ２６は自動的に正方向に駆動され、熱い湯が最初から吐出される。なお、このようなモード設定機能ではなく、戻しボタン（図示省略）のようなものを配置し、その動作によって逆方向駆動させ、その後、吐出ボタンを押すようにしても良い。
【００７０】
また、電気湯沸かしポット装置２を洗浄する場合は、以下のようにする。まず、蓋５を開けて貯水タンク４に適量の水を投入する。すると、貯水タンク４内に投入した水の一部は、連通口２１から吸引部１１へ排出され、スクリューポンプ部１２およびストレートパイプ１３を上っていく。
【００７１】
このような状態で貯水タンク４内に洗浄剤を投入し、例えば、湯あか洗浄ボタン（図示省略）を操作する。すると、電熱装置３６が通電されて貯水タンク４内の水を加熱する。その加熱と同時または沸騰後に、モータ２６は逆回転に駆動される。これにより、ストレートパイプ１３内の水は貯水タンク４内に戻される。水が貯水タンク４内に戻る程度のタイミングまたは一定時間後に、今度はモータ２６は正回転される。すると、貯水タンク４内の洗浄剤が投入された湯は、ストレートパイプ１３および渦室１４内に汲み上げられる。このような動作を繰り返すことによって、電気湯沸かしポット装置２の連通管１０の内部、すなわちインペラ１９周辺及びスクリュー１７周辺等の主要部分は全て洗浄されることとなる。
【００７２】
なお、上述の実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【００７３】
また、小型ポンプ装置１は、ストレートパイプ１３と渦室１４とを連通する吸込部５２が、インペラ１９の回転中心からずれた位置に設けられているが、吸込部は渦室１４内のインペラ１９の回転中心に形成されても良い。しかしながら、本実施の形態は、上述した構成をとることにより、モータを逆回転させて、連通管１０内の液体を貯水タンク４側へスムーズに逆流させることが可能となり、これにより、連通管１０内の加熱されていない液体を貯水タンク４内に戻して温めることができる、連通管１０内の洗浄を行うことができる、という効果を有することとなる。
【００７４】
さらに、小型ポンプ装置１は、スクリュー１７の外径寸法をスクリューポンプ部１２の内径に対して余裕のあるもので構成したが、スクリュー１７の外周縁とスクリューポンプ部１２の内周縁との隙間寸法を小さいものとして構成しても良い。この場合、部品組立及び部品加工の難易度が向上し、製造効率が低下する可能性があるが、完成品としてはスクリュー部分のポンプ能力の高い小型ポンプ装置となる。
【００７６】
また、本発明の電気湯沸かしポット装置は、ポンプ機構が貯水タンクと外枠体の間の必要最小限のスペースに入れ込まれたため、全体の高さ方向の寸法に大きな影響を与えず、デザイン及び大きさに設計の自由度を持たせることができる電気湯沸かしポット装置となる。さらに、連通管内の液体を双方向に移動可能な小型ポンプを組込むと、連通管内の冷たくなった水を貯水タンク内の湯に戻すことが可能となり、これによって最初の１杯目から熱い湯を供給できる電気湯沸かしポット装置となる。しかも、連通管内や揚水部材も貯水タンク内と同時に洗浄可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における小型ポンプ装置を組込んだ電気湯沸かしポット装置の全体を示した一部断面斜視図である。
【図２】図１に示した電気湯沸かしポット装置の電動ポンプ機構を示した一部断面図である。
【図３】図１に示した小型ポンプ装置の補強板を矢示ＩＩＩ方向から見た図である。
【図４】図１に示した電気湯沸かしポット装置の小型ポンプ装置付近を示した一部断面図である。
【図５】図２に示した電動ポンプ機構を矢示Ｖ方向からみた図である。
【図６】図２に示した小型ポンプ装置のケース体部分を矢示ＶＩ方向から示した縦断面図である。
【図７】図１に示した電気湯沸かしポット装置に組込まれた小型ポンプ装置のモータ周辺部を拡大して示した一部断面図である。
【図８】図６に示したケース体を矢示ＶＩＩＩ方向から見た図である。
【図９】図８に示したケース体のＩＸ−ＩＸ断面図である。
【図１０】図２に示した小型ポンプ装置のインペラを示した縦断面図である。
【図１１】図２に示した小型ポンプ装置の軸受の変形例を示した縦断面図である。
【図１２】図２に示した小型ポンプ装置のスクリューを示した縦断面図である。
【図１３】図１２に示したスクリューの軸部分を矢示ＸＩＩ方向から見た図である。
【図１４】図２に示した小型ポンプ装置のスライドベアリングの変形例を示した縦断面図である。
【図１５】従来技術の電気湯沸かしポットの全体を示した模式図である。
【図１６】図１５に示した電気湯沸かしポットを上から示した図である。
【図１７】従来技術の小型ポンプ装置を示した縦断面図である。
【図１８】他の従来技術の小型ポンプ装置を示した縦断面図である。
【符号の説明】
１ 小型ポンプ装置
２ 電気湯沸かしポット装置
３ 外枠体
４ 貯水タンク
１０ 連通管
１２ スクリューポンプ部
１３ ストレートパイプ（立ち上がり部の一部）
１４ 渦室
１５ 吐出部
１６ 電動式ポンプ機構
１７ スクリュー
１８ ケース体（遠心ポンプ部の一部）
１９ インペラ
２６ モータ
２７ シャフト（軸）
３６ 電熱装置
４８ モータ出力軸
５２ 吸込部
５３ 排出部
５４ 斜面部

Claims (1)

1. 外枠体の内部に、液体を入れるための貯水タンクと、該貯水タンク内の液体を温めるための電熱装置と、上記貯水タンクの下部に連通する立ち上がり部並びに立ち上がり部に連通し上記外枠体の外部に連通するための吐出部を有し上記貯水タンク内の液体を上記外枠体の外部に吐出させるための連通管と、該連通管の途中部分に配置され上記液体を汲み上げるための電動式ポンプ機構とを設けた小型ポンプ装置を備えた電気湯沸かしポット装置において、
   上記貯水タンクと上記外枠体の間に、インペラを有する遠心ポンプ部と、スクリューを有するスクリューポンプ部とを備え、
   上記遠心ポンプ部を、上記貯水タンクの上部に設けた吐出部の高さに設けると共に、上記スクリューポンプ部を、上記貯水タンクの底部の高さに設け、
   上記遠心ポンプ部と上記スクリューポンプ部との間であって上記貯水タンクの側部に、上記立ち上がり部を構成するストレートパイプを設け、
   上記スクリューと上記インペラを双方向回転モータの出力軸と一体回転する軸に取り付けていることを特徴とする電気湯沸かしポット装置。

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