JP5218146B2

JP5218146B2 - 給湯装置

Info

Publication number: JP5218146B2
Application number: JP2009040638A
Authority: JP
Inventors: 俊祐強瀬
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2009-02-24
Filing date: 2009-02-24
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2029-02-24
Also published as: JP2010196938A

Description

本発明は、カップ式自動販売機や飲料ディスペンサ等に適用され、コーヒー等の飲料の調理に用いる湯を保温して貯留する給湯装置に関する。

従来のこのような給湯装置としては、先に出願公開された特開２００６−３００４５３号公報（特許文献１）に記載されるような貯湯タンク式の給湯装置が知られている。この特許文献1に記載される給湯装置は、貯湯タンクに貯留されている温水の温度によって、その貯湯タンクに補給する水の量を制御するようにした貯湯タンク式の給水装置（湯沸し器）であって、貯湯タンク内の温水を加熱する加熱手段と、貯湯タンク内部に配置されタンク内の温水の温度を検出する温度センサと、給水管に設けられた給水弁とを備え、温度センサが予め設定された下限設定温度以上の温度を検出したときに給水弁を開放して給水管から水を貯湯タンクに補給すると共に、水の補給によりタンク内の水温が低下して、温度センサが予め設定された下限設定温度以下の温度を検出したときに給水弁を閉成して給水管からの水の補給を中段し、給水弁が閉成された後に加熱手段の加熱により水温が上昇して温度センサが下限設定温度を検出したとき再び給水弁を開放して水の補給を再開させるように、水の補給を制御するものである。

これによれば、貯湯タンクに補給する水を、その貯湯タンク内に貯留されている温水の温度によって制御するので、補給される水によって、貯湯タンクに貯留されている温水の温度が著しく低下するのを防止することができるというものである。

特開２００６−３００４５３号公報

ところで、特許文献１に記載される給湯装置は、貯湯タンク内に水を補給する場合に、貯湯タンク内の温水の温度が予め設定された下限設定温度よりも高い温度のとき、給水管から水を補給し、その水の補給により温水の温度が下限設定温度よりも低い温度となったとき水の補給を中断し、再び温水の温度が下限設定温度よりも高くなるのを待って水の補給を再開するものであるから、給水管からの水の補給と中断が繰り返して行われ、貯湯タンクへの水の補給が少しずつ行われるものである。したがって、貯湯タンクの容量が大きい場合には、それを満水状態にするまでに時間が長くかかることがあった。そのため、給水管からの水の補給と中断が繰り返し行われる間に、貯湯タンクの湯が出湯される場合には、その湯量が少量に限られやすく、また、その温度が下限設定温度の前後に保持されるため、それにより調理される飲料の温度が相対的にぬるめで味見が良くない問題があった。

本発明は、このような問題に対応するため、貯湯タンク内の温水を概ね満水状態に維持し、その貯湯タンクに水を補給する場合にも、その貯湯タンク内の温水を設定温度において比較的高い温度に保持することにより、貯湯タンクの湯が出湯される場合に、その湯量が限定され難く、また、それによって調理される飲料を熱めで味の良いものにすることができる給湯装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、湯を貯留する温水タンクと、前記温水タンクに水を供給するための給水手段と、前記温水タンク内の水を加熱する加熱手段と、前記温水タンク内の上限水位を検知するフロートスイッチと、前記温水タンク内の湯の温度を検知する温度センサと、それらを制御する制御手段とが設けられ、前記フロートスイッチによる前記上限水位検知結果に基づいて前記給水手段が制御されることにより前記温水タンク内の上限水位が保持され、前記温度センサの検知温度に基づいて前記加熱手段が制御されることにより前記温水タンク内の湯温が設定温度に保持される給湯装置において、前記給水手段による前記温水タンクへの水の補給後の湯の温度が、前記設定温度における下限温度以下にある場合は、前記温水タンク内の湯を前記加熱手段により前記設定温度における上限温度まで加熱し、前記給水手段による前記温水タンクへの水の補給後の湯の温度が、前記設定温度の範囲内にある場合は、前記温水タンク内の湯を前記加熱手段により、前記設定温度における上限温度より高く設定される加熱上限温度まで加熱するものである。

これによれば、前記温水タンクに水を補給してその湯を概ね上限水位にある状態に維持するとき、給水後の湯の温度が前記設定温度における下限温度以下の場合は、その上限温度まで加熱し、またその給水後の湯の温度が、前記設定温度の範囲内にある場合は、前記設定温度より高い加熱上限温度まで加熱するから、その加熱時間を総じて長くすることができ、その温水タンク内で設定温度及び加熱上限温度に加熱される湯の量を増やすことができる。また、その湯を相対的に高い温度に保持することができる。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の給湯装置において、前記温水タンクに接続されその内部の湯を外部に放出する出湯管を備え、前記温度センサは、前記温水タンクから前記出湯管に湯を導く採湯口の近傍の湯の温度を検知するものである。
これによれば、前記出湯管から放出される湯の温度を前記温度センサにより直接的に検知し、その検知結果に基づいて加熱手段を制御することができる。

以上説明したように請求項１に係る発明によれば、給水時の温水タンクの加熱時間を総じて長くすることができ、その温水タンク内で設定温度及び加熱上限温度に加熱される湯の量を増やすことができるから、設定温度から加熱上限温度に加熱されて温水タンクから放出される湯の量を増やし、その量を限定され難くすることができる。また、その温水タンク内の湯を相対的に高い温度に保持するから、それによって調理される飲料を熱めで味の良いものにすることができる給湯装置を提供することができる。

また、請求項２に係る発明によれば、出湯管から放出される湯の温度を温度センサにより直接的に検知し、その検知結果に基づいて加熱手段を制御することができるから、出湯管から放出される湯の温度を、安定して設定温度から加熱上限温度に保持することができる。また、その湯の温度を一つの温度センサによる簡単な方法で制御するから、これにより、コストが安く信頼性の高い給湯装置を提供することができる。

本発明の実施形態の給湯装置を模式的に示す概略構成図である。本発明の実施形態の給湯装置の制御構成を示す制御ブロック図である。本発明の実施形態の給湯装置の給水、加熱動作時の湯タンク内の湯温と給水弁、加熱ヒータの動作との関係を示すタイムチャートである。

本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１はカップ式自動販売機や飲料ディスペンサ等に適用される本発明の実施形態の給湯装置１を模式的に示す概略構成図、図２は本発明の実施形態の給湯装置１の制御構成を示す制御ブロック図である。図に示すように、本発明の給湯装置１は、湯を保温して貯留する温水タンク３と、温水タンク３上部の蓋部４に接続されて温水タンク３に上方から水を供給する給水管５と、給水管５に設けられた給水弁（給水手段）６と、温水タンク３の内部に設けられ、その上部の蓋部４に接続された給水管５から供給される水を、温水タンク３の底部に導く導水管７と、温水タンク３の側壁上部に接続されその内部の湯を外部に放出する出湯管８と、出湯管８に設けられた出湯弁９と、温水タンク３の上部に接続され、その上部から溢れる湯や蒸気を外部に排出するためのオーバーフロー管１０と、温水タンク３の底部に設けられ、その内部の湯を破棄するための排水管１１と、排水管１１に設けられた排水弁１２と、温水タンク３から出湯管８に湯を導く採湯口８ａの近傍に設けられ、採湯口８ａの近傍の温水タンク３内の湯温を検知するための湯温センサ（温度センサ）１５と、温水タンク３内の湯を加熱する加熱ヒータ（加熱手段）１６と、温水タンク３内の水位に応じて変動するフロート１３によってその上限水位及び下限水位を検知するフロートスイッチ１７と、これらを制御する制御部（制御手段）３０等を備えている。

次に、このように構成される給湯装置１の動作について説明する。図３は本発明の実施形態の給湯装置１の給水、加熱動作時の湯タンク３内の湯温と給水弁６、加熱ヒータ１６の動作との関係を示すタイムチャートである。先ず、給水管５に設けられた給水弁６が開かれ、例えば水道水等の水源に接続された給水管５から水が温水タンク３内に供給される。そして、フロートスイッチ１７により温水タンク３内の水位が下限水位を超えたことが検知されると、加熱ヒータ１６が通電可能となり、湯タンク３内の水の加熱が開始される（図３のＡ点）。そして、フロートスイッチ１７により温水タンク内の水位が上限水位に到達したことが検知されると、給水弁６が閉じられて温水タンク３内への給水が停止される（図３のＢ点）。さらに、温水タンク３内の湯は、加熱ヒータ１６の加熱によって設定温度における上限温度（例えば９４℃）に到達するとそれが湯温センサ１５により検知されて加熱が停止（図３のＣ点）され、それが設定温度における下限温度（例えば９０℃）に低下すると再び加熱ヒータ１６による加熱が開始される（図３のＤ点）ように制御される。そして、これにより温水タンク３内の湯温は、設定温度（例えば９０℃〜９４℃）に保持される。このように、設定温度に保持されて温水タンク３内に貯留される湯は、出湯弁９が開かれることにより出湯管８を介して外部に放出され、コーヒー、紅茶等の飲料の調理に用いられる。そして、これにより温水タンク３内の湯量が減少して、フロートスイッチ１７により温水タンク内の水位が上限水位に到達していないことが検知されると、再び給水弁６が開かれて温水タンク３内への給水が開始される（図３のＥ点）。すなわち、このようにして温水タンク３内の湯は、その水位が概ね上限水位の状態にあるように保持される。なお、温水タンク３内の湯量が、下限水位を割り込んで減少したこと（すなわち下限水位を超えていないこと）がフロートスイッチ１７により検知されると、空焚き防止のため加熱ヒータ１６への通電が遮断される。

ところで、本発明の給湯装置においては、温水タンク３内の湯量が減少して、その水位が上限水位に到達していないことが検知されると、給水弁６が開かれて給水が開始され、その水位が上限水位に保持されるが、その給水後において湯温センサ１５によって検知される温水タンク内の湯温が設定温度の下限温度（例えば９０℃）以下の場合（図３のＦ点）は、加熱ヒータ１６によってその湯温が設定温度の上限温度（例えば９４℃）に到達するまで加熱され（図３のＧ点）、その給水後において湯温センサ１５によって検知される湯温が設定温度（例えば９０℃〜９４℃）の範囲内にある場合（図３のＨ点）は、加熱ヒータ１６によって設定温度の上限温度より高く設定される加熱上限温度（例えば９６℃）まで加熱される（図３のＩ点）ようにその湯温が制御される。

これによれば、温水タンク３に水を補給してその湯を概ね上限水位にある状態に維持するとき、給水後の湯の温度が設定温度における下限温度以下の場合は、その上限温度まで加熱し、またその給水後の湯の温度が、設定温度の範囲内にある場合は、設定温度より高い加熱上限温度まで加熱するから、その加熱時間を総じて長くすることができ、その温水タンク３内で設定温度及び加熱上限温度に加熱される湯の量を増やすことができる。したがって、設定温度から加熱上限温度に加熱されて温水タンク３から放出される湯の量を増やし、その量を限定され難くすることができる。また、その湯を相対的に高い温度に保持することができるから、それによって調理される飲料を熱めで味の良いものにすることができる給湯装置を提供することができる。

また、出湯管８から放出される湯の温度を湯温センサ１５により直接的に検知し、その検知結果に基づいて加熱ヒータ１６を制御することができるから、出湯管８から放出される湯の温度を、安定して設定温度から加熱上限温度に保持することができる。また、その湯の温度を一つの温度センサ１５による簡単な方法で制御するから、これにより、コストが安く信頼性の高い給湯装置１を提供することができる。

なお、本発明は、言うまでもなく本実施の形態に示す装置にのみ限定されず、その趣旨の包含する範囲で応用変更が可能である。例えば、温水タンク３や、その内部に設けられる加熱ヒータ１６、フロート１２及びフロートスイッチ１７の構成、形状等、あるいは、温水タンク３内の湯温の上限温度、下限温度、加熱上限温度等の各設定値は、この実施形態に示すものに限定されるものではない。

１給湯装置
３温水タンク
５給湯管
６給水弁（給水手段）
８出湯管
８ａ採湯口
９出湯弁
１０オーバーフロー管
１３フロート
１５湯温センサ（温度センサ）
１６加熱ヒータ（加熱手段）
１７フロートスイッチ
３０制御部（制御手段）

Claims

湯を貯留する温水タンクと、前記温水タンクに水を供給するための給水手段と、前記温水タンク内の水を加熱する加熱手段と、前記温水タンク内の上限水位を検知するフロートスイッチと、前記温水タンク内の湯の温度を検知する温度センサと、それらを制御する制御手段とが設けられ、前記フロートスイッチによる前記上限水位検知結果に基づいて前記給水手段が制御されることにより前記温水タンク内の上限水位が保持され、前記温度センサの検知温度に基づいて前記加熱手段が制御されることにより前記温水タンク内の湯温が設定温度に保持される給湯装置において、前記給水手段による前記温水タンクへの水の補給後の湯の温度が、前記設定温度における下限温度以下にある場合は、前記温水タンク内の湯を前記加熱手段により前記設定温度における上限温度まで加熱し、前記給水手段による前記温水タンクへの水の補給後の湯の温度が、前記設定温度の範囲内にある場合は、前記温水タンク内の湯を前記加熱手段により、前記設定温度における上限温度より高く設定される加熱上限温度まで加熱することを特徴とする給湯装置。
前記温水タンクに接続され、その内部の湯を外部に放出する出湯管を備え、前記温度センサは、前記温水タンクから前記出湯管に湯を導く採湯口の近傍の湯の温度を検知することを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。