JP4842730B2 - 電気湯沸し器 - Google Patents

Description

本発明は、電気湯沸し器に関するものである。

従来、電気湯沸し器として、容器内に液体がないとき、加熱手段に通電せず、容器の過熱を防止するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、他の電気湯沸し器として、再沸騰に至るまでの加熱時間が予め所定の時間に設定されると、当該予め設定された加熱時間が経過したときに再沸騰状態に至るように保温制御するようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。

さらに、他の電気湯沸し器として、容器内の液体の使用状態を検出し、順次蓄積データとして蓄積し、使用されていると判断すれば設定温度で、使用されていないと判断すれば設定温度よりも低い温度で保温制御するようにしたものがある（例えば、特許文献３参照）。

特開平８−８９４０３号公報 特開平１１−２４４１４５号公報 特開２００３−２０４８７８号公報

しかしながら、特許文献１では、単に空焚きを防止するための構成が開示されるに過ぎない。そこには、省エネという発想はない。

また、特許文献２では、再沸騰させるための加熱時間を一定とするための構成が開示されているだけである。

さらに、特許文献３では、液体の使用状況をチェックし、使用していないと判断した場合に節電できる構成でしかなく、保温制御のために常に通電し続ける必要がある。

そこで、本発明は、簡単な構成であるにも拘わらず、無駄な電力消費を抑制することのできる電気湯沸し器を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、電気湯沸し器を、
内容器に収容した液体を通電により加熱する加熱手段と、
前記内容器内の液体を保温する保温手段と、
前記内容器内の液体を外部へと吐出させる吐出手段と、
前記液体の温度を検出する温度検出手段と、
通電により所定の表示を行う表示手段と、
前記吐出手段による吐出動作を開始させる吐出開始手段と、
前記吐出開始手段の操作による吐出動作を禁止する吐出禁止手段と、
前記吐出禁止手段による吐出禁止状態を解除する禁止解除手段と、
前記禁止解除手段の操作後、所定時間の範囲内に前記吐出開始手段が操作されることにより吐出動作を可能とし、前記吐出禁止手段による吐出禁止状態にあるとき、前記表示手段での通電による表示を停止させる第１制御手段と、
を備えた構成としたものである。

この構成により、沸騰後の消費電力をほぼ無くすことができ、究極の省エネを図ることが可能となる。

複数の保温モードのうちのいずれかを選択するための保温モード選択手段と、
前記内容器内の液体を加熱して沸騰させる沸騰工程と、前記保温モード選択手段によって選択された保温モードに基づいて、前記保温モード選択手段によって選択された保温モードにて保温させる保温工程とで前記加熱手段への通電を制御し、前記保温モード選択手段を操作することなく、前記沸騰工程から前記保温工程へと移行する場合、前記加熱手段による加熱を停止する非加熱モードを自動選択する制御手段と、
をさらに備えるのが好ましい。

この構成により、保温モード選択手段により保温モードを選択しない限り、沸騰後の液体は、加熱手段によって暖められることがない。そして、自動的に、非加熱モードに移行し、保温手段によって保温状態に維持される。保温手段は、真空断熱構造を有しており、保温性に優れている。したがって、加熱手段による加熱に必要とされる電力消費を完全に無くしても液体温度の低下を十分に抑えることができる。この結果、省エネ効果を十分に発揮させることが可能となる。

前記第２制御手段は、前記非加熱モードの進行中に、前記吐出手段による吐出動作が行われる場合、前記温度検出手段での検出温度が予め決定した設定温度よりも低ければ、前記吐出手段による吐出動作を禁止し、前記加熱手段による加熱を開始させるのが好ましい。

この構成により、たとえ長時間に亘る非加熱モードを経て液体温度が低下したとしても、液体が誤って外部に吐出されることを防止することができ、加熱手段による加熱を再開することにより十分に加熱された液体を得ることが可能となる。

前記吐出手段は、内容器に収容した液体を循環させる循環構造を備え、
前記第２制御手段は、保温工程に移行した後、所定時間経過することにより前記吐出手段により液体を循環させるのが好ましい。

この構成により、内容器内での液体の温度分布にバラツキが出ることを防止することができる。特に、低温の液体が分布しやすい内容器の底面側から液体を排出する構成であれば有効である。

前記加熱手段は、前記内容器に収容した液体を沸騰させるための加熱ヒータと、一定温度に維持するための保温ヒータとからなり、
前記第２制御手段は、前記温度検出手段で検出される液体温度が、予め設定した保温温度最低値未満になれば、前記保温ヒータのみに通電し、液体温度を前記保温温度最低値に維持するのが好ましい。

この構成により、液体温度が低下して雑菌等が発生することを防止することができる上、再沸騰させる際に必要とされる時間が長くなることを防止することが可能となる。

前記温度検出手段での検出温度を前記表示手段に表示させるための温度確認手段をさらに備え、
前記第１制御手段は、通電による前記表示手段での表示を停止した際、前記温度確認手段の操作により、前記表示手段に、前記温度検出手段での検出温度を表示させる。

この構成により、液体を吐出させる場合にのみ、液体温度を確かめればよくなり、消費電力を抑制しつつ、ユーザの追加勝手を向上させることができる。

この場合、前記表示手段に前記温度確認手段の操作を促すための表示を浮き上がらせるようにすれば、電源が切れていると勘違いすることを確実に防止することが可能となる。

本発明によれば、保温モード選択手段により保温モードを選択しない限り、加熱手段による加熱を中止し、非加熱モードで保温手段による保温状態に維持することができる。保温手段は、真空断熱構造を有しており、保温性に優れているので、液体温度の低下を十分に抑えることができる。したがって、十分な保温性を確保しつつ、省エネ効果を十分に発揮させることが可能となる。

次に、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。

図１及び図２は、本実施形態に係る電気湯沸し器を示す。この電気湯沸し器は、外装体１の上方開口部に肩部材２を設け、外装体１の内部に内容器３を収容し、内容器３と外装体１の間に真空ジャケット４を配置し、外装体１の下方開口部に底部材５を装着し、肩部材２に蓋部材６を回動可能に設けて内容器３の上方開口部を開閉可能としたものである。以下の説明では、注水側を前方と記載する。

外装体１は、金属製板材を円筒状としたもので、上方開口部に肩部材２、下方開口部に底部材５がそれぞれ配設される。

肩部材２は、合成樹脂材料を成形加工したもので、外装体１の上方開口部内に配設される環状部７と、外装体１の上方開口部内に嵌合され、前方で注水部の上面側を構成する外枠８とで構成されている。

外枠８の前方部には、操作表示パネル９が設けられている。操作表示パネル９は、内容器３内の液体の検出温度を表示する液晶パネル１０（ＬＣＤ）のほか、給湯スイッチ１１、ロック解除スイッチ１２、保温モード選択スイッチ１３、再沸騰スイッチ１４等の各種スイッチ、動作状態を示すＬＥＤ１５、照度を検出するための光センサ１６、第１のマイコン２５Ａ等を備える。

前記保温モード選択スイッチ１３は、押込操作の回数により選択可能な保温モードが、順次、「９８℃」、「９０℃」、「６０℃」、「魔法瓶保温」、「９８℃」、…に循環して切り替わるようになっている。ここに、魔法瓶保温とは、後述する加熱ヒータ２１及び保温ヒータ２２への通電を行うことなく、真空ジャケット４の保温性能のみで保温を行うことを言う（非加熱モード）。

なお、前記各電子部品は、外枠８の前方部に形成した貫通孔を介して外部から操作、視認あるいは受光可能となっている。また、外枠８の前方下面にはアンダーカバー１７が装着されている。

内容器３は、有底筒状で、上方開口部に肩部材２に載置される鍔部を形成されている。内容器３の底面には揚水管１８の一端部が接続されている。揚水管１８は真空ジャケット４と外装体１の間を通り、他端部は肩部材２に形成した注水口２ａへと延びている。

また、内容器３の底面には、図２及び図３に示すように、基板ボックス１９が取り付けられ、そこには、揚水ポンプ２０、加熱ヒータ２１、保温ヒータ２２、温度検出センサ２３、基板２４が設けられている。揚水ポンプ２０は、駆動により内容器３に収容した液体を、前記揚水管１８を介して外部に吐出する。加熱ヒータ２１は、内容器３を加熱して収容した液体を沸騰させる。保温ヒータ２２は、内容器３を加熱して液体温度を保温モード選択スイッチ１３で選択された保温モードに応じた温度（設定温度）に維持する。加熱ヒータ２１及び保温ヒータ２２には外部電源から供給された電力が、基板２４上に形成した電力供給回路を介して供給される。温度検出センサ２３は、内容器３の底面中央部に当接し、内容器３の温度から液体温度を検出する。基板２４には第２のマイコン２５Ｂが実装され、前記電力供給回路のほか、各種電気回路が形成されている。

マイコン２５Ａは、図４に示すように、光センサ１６、各種スイッチのほか、マイコン２５Ｂからの信号を受け、液晶パネル１０、ＬＥＤ１５への表示を制御し、マイコン２５Ｂに信号を出力する。マイコン２５Ｂは、温度検出センサ２３、マイコン２５Ａからの信号を受け、揚水ポンプ２０、加熱ヒータ２１、保温ヒータ２２への通電制御等を行う。通電制御については後述する。

真空ジャケット４は、内面円筒パネル２６と外面円筒パネル２７を所定間隔で配設し、上下周縁部で接合一体化した構成である。この真空ジャケット４の働きにより、内容器３内に収容した液体の温度低下が大幅に阻止されている。本実施形態では、内容器３に水を収容し、その容量が３（Ｌ）の場合、水を沸騰させて１００℃となってから２時間経過後の水温が、９３℃となるように設計されている。

底部材５は、合成樹脂材料を成形加工したもので、外装体１の下端開口部に装着された状態で、前記基板ボックス１９にネジ止めされる。これにより、外装体１の上方開口部に装着した肩部材２に鍔部を支持された内容器３が、基板ボックス１９を介して下方に引っ張られ、これら部材が一体化される。

続いて、前記構成の電気湯沸し器の動作について、図５に示すフローチャートに従って説明する。

内容器３内に液体として水が収容された状態で、電源が投入されると（ステップＳ１）、加熱ヒータ２１への通電が開始され（ステップＳ２）、水が加熱される（沸騰工程）。水温は、内容器３の底面に当接する温度検出センサ２３によって検出されている。すなわち、従来周知の手法により内容器３の温度から収容される水温が演算されている。加熱ヒータ２１により収容された水が沸騰状態となれば（ステップＳ３）、保温工程に移行する。

保温工程では、保温モード選択スイッチ１３が操作されているか否かを判断する（ステップＳ４）。保温モード選択スイッチ１３は、前述の通り、「９８℃」、「９０℃」、「６０℃」、「魔法瓶保温」の４種類である。保温モード選択スイッチ１３が操作されていなければ（ステップＳ４：ＮＯ）、「魔法瓶保温」（非加熱モード）を自動選択する（ステップＳ５）。

非加熱モードでは、加熱ヒータ２１のみならず保温ヒータ２２への通電も停止される。したがって、沸騰水は、その後、主に真空ジャケット４によって保温状態に維持される。この間、消費電力は、大幅に抑制されることになる。但し、真空ジャケット４で保温しているだけであるので、長時間に亘って放置されれば、徐々に水温が低下する。そこで、温度検出センサ２３での検出温度が保温温度最低値未満となったか否かを判断する（ステップＳ６）。保温温度最低値は、例えば、雑菌が繁殖しないための最低温度（あるいは、それよりも若干高い温度）に設定すればよく、ここでは、６０℃としている。そして、検出温度が保温温度最低値未満となれば、保温ヒータ２２への通電を開始し、湯温を保温温度最低値となるように温度制御する（ステップＳ７）。

ここでの温度制御は、保温ヒータ２２への通電をオン・オフすることにより行う。水温が保温温度最低値よりも所定温度低い温度になれば、保温ヒータ２２への通電をオンし、高い温度になれば、保温ヒータ２２への通電をオフする。これにより、水温は、保温温度最低値を中央値として上下動することになる。保温ヒータ２２に通電する場合、デューティー制御するようにしてもよい。すなわち、オン時間とオフ時間の比率を調整することにより、保温ヒータ２２により水に与える単位時間当たりの熱量を調整すれば、水温の上下動の幅をさらに小さくすることも可能である。この場合、デューティー比は、内容器３に収容される水の量と、現在の検出温度とから、加熱する水温の変化度合いが所定範囲となるように（あまり急激に変化しないように）するのが好ましい。

前記ステップＳ４で、保温モード選択スイッチ１３が操作されていれば（ステップＳ４：ＹＥＳ）、設定された保温モードで保温ヒータ２２への通電制御を行う（ステップＳ８）。すなわち、保温温度が「９８℃」であれば、その温度未満となれば（ステップＳ９）、前記同様にして保温ヒータ２２への通電制御を開始する（ステップＳ１０）。「９０℃」、「６０℃」であっても、各設定温度となるように同様の通電制御を行う。

以上のようにして保温制御を行うが、収容した水の吐出動作は次のようにして行う。すなわち、図６に示すように、ロック解除スイッチ１２が操作され（ステップＳ１１）、所定時間が経過するまでの間に（ステップＳ１５）、給湯スイッチ１１が操作されれば（ステップＳ１６）、揚水ポンプ２０を駆動する（ステップＳ１７）。これにより、内容器３内のお湯が揚水管１８を介して注水口２ａから外部へと吐出される。但し、保温モード選択スイッチ１３が操作されていない場合、すなわち、非加熱モードで保温されている場合（ステップＳ１２）、温度検出センサ２３での検出温度が所定温度（ここでは、８５℃）を超えているか否かを判断する（ステップＳ１３）。そして、検出温度が所定温度を超えていなければ、ブザー等により、ユーザにその旨を報知する（ステップＳ１４）。これにより、誤ってぬるいお湯が吐出されることを防止することができる。

この場合、給湯スイッチ１１を操作しても、強制的に揚水ポンプ２０の駆動を中止し、吐出動作を行わせないようにしてもよい。

また、揚水ポンプ２０を逆転駆動させて内容器３内で水を循環させるようにしてもよい。これは、温度検出センサ２３によって検出される水温が低下している場合、内容器３の上下で水温の分布にバラツキが生じている可能性があるので、水を循環させることにより水温を均一化するためである。これにより、温度検出センサ２３での検出温度を適正なものとすることができる。また、内容器３の底部に接続された揚水管１８からであっても、吐出途中で水温が変化する等の不具合を発生させることがない。

さらに、再沸騰スイッチ１４を１回操作することにより、保温ヒータ２２に通電して前記所定温度まで上昇させるようにしてもよい。また、再沸騰スイッチ１４を２回操作することにより再沸騰させるように構成することもできる。例えば、選択可能な温度をさらに複数設け、再沸騰スイッチ１４の操作回数で、選択可能な温度に応じて設けた各ＬＥＤ１５の点灯位置を変更するようにしてもよい。これにより、吐出させる水の温度を、ユーザの好みに応じて選択することが可能となる。

前記実施形態では、表示操作パネルに使用される液晶パネル１０での通電制御については触れなかったが、保温モード設定スイッチ１３が操作されることなく、沸騰工程から保温工程に移行すれば、液晶パネル１０への通電を強制的に停止し、非表示状態とすれば、消費電力を抑制することが可能となる点で好ましい。

この場合、別途、温度表示スイッチ（図示せず）等の温度確認手段を設けたり、例えば、液晶パネル１０をタッチセンサで構成したりすることにより温度確認手段として機能させ、これらが操作されれば、前記液晶パネル１０に温度検出センサ２３で検出される温度を表示するようにしてもよい。これにより、ユーザは湯温を確かめた後、吐出動作を実行することが可能となる。また、液晶パネル１０に通電されていない非表示状態で、温度表示スイッチの操作を促す表示が浮き出るように構成すれば、ユーザが迷うことなく、温度表示スイッチを操作すればよいことが分かるので、よりユーザフレンドリーなものとなる。さらに、赤外線センサ等の自動認識手段により、電気湯沸し器に接近したユーザを自動認識して液晶パネル１０に検出温度を自動表示させるようにすれば、より一層使い勝手が向上する。

本実施形態に係る電気湯沸し器の外観を示す斜視図である。 図１に示す電気湯沸し器の断面図である。 図１に示す電気湯沸し器から外装体及び底部材を除去し底面側から見た斜視図である。 図１に示す電気湯沸し器のブロック図である。 図１に示す電気湯沸し器の加熱制御を示すフローチャートである。 図１に示す電気湯沸し器の吐出制御を示すフローチャートである。

符号の説明

１…外装体
２…肩部材
２ａ…注水口
３…内容器
４…真空ジャケット（保温手段）
５…底部材
６…蓋部材
７…環状部
８…外枠
９…操作表示パネル
１０…液晶パネル
１１…給湯スイッチ
１２…ロック解除スイッチ
１３…保温モード選択スイッチ（保温モード選択手段）
１４…再沸騰スイッチ
１５…ＬＥＤ
１６…光センサ
１７…アンダーカバー
１８…揚水管
１９…基板ボックス
２０…揚水ポンプ（吐出手段）
２１…加熱ヒータ
２２…保温ヒータ（保温手段）
２３…温度検出センサ
２４…基板
２５…マイコン
２６…内面円筒パネル
２７…外面円筒パネル

Claims (6)

1. 内容器に収容した液体を通電により加熱する加熱手段と、
   前記内容器内の液体を保温する保温手段と、
   前記内容器内の液体を外部へと吐出させる吐出手段と、
   前記液体の温度を検出する温度検出手段と、
   通電により所定の表示を行う表示手段と、
   前記吐出手段による吐出動作を開始させる吐出開始手段と、
   前記吐出開始手段の操作による吐出動作を禁止する吐出禁止手段と、
   前記吐出禁止手段による吐出禁止状態を解除する禁止解除手段と、
   前記禁止解除手段の操作後、所定時間の範囲内に前記吐出開始手段が操作されることにより吐出動作を可能とし、前記吐出禁止手段による吐出禁止状態にあるとき、前記表示手段での通電による表示を停止させる第１制御手段と、
   を備えたことを特徴とする電気湯沸し器。
2. 複数の保温モードのうちのいずれかを選択するための保温モード選択手段と、
   前記内容器内の液体を加熱して沸騰させる沸騰工程と、前記保温モード選択手段によって選択された保温モードに基づいて、前記保温モード選択手段によって選択された保温モードにて保温させる保温工程とで前記加熱手段への通電を制御し、前記保温モード選択手段を操作することなく、前記沸騰工程から前記保温工程へと移行する場合、前記加熱手段による加熱を停止する非加熱モードを自動選択する第２制御手段と、
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の電気湯沸かし器。
3. 前記第２制御手段は、前記非加熱モードの進行中に、前記吐出手段による吐出動作が行われる場合、前記温度検出手段での検出温度が予め決定した設定温度よりも低ければ、前記吐出手段による吐出動作を禁止し、前記加熱手段による加熱を開始させることを特徴とする請求項２に記載の電気湯沸し器。
4. 前記吐出手段は、内容器に収容した液体を循環させる循環構造を備え、
   前記第２制御手段は、保温工程に移行した後、所定時間経過することにより前記吐出手段により液体を循環させることを特徴とする請求項２又は３に記載の電気湯沸し器。
5. 前記加熱手段は、前記内容器に収容した液体を沸騰させるための加熱ヒータと、一定温度に維持するための保温ヒータとからなり、
   前記第２制御手段は、前記温度検出手段で検出される液体温度が、予め設定した保温温度最低値未満になれば、前記保温ヒータのみに通電し、液体温度を前記保温温度最低値に維持することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の電気湯沸し器。
6. 前記温度検出手段での検出温度を前記表示手段に表示させるための温度確認手段をさらに備え、
   前記第１制御手段は、通電による前記表示手段での表示を停止した際、前記温度確認手段の操作により、前記表示手段に、前記温度検出手段での検出温度を表示させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電気湯沸し器。

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