JP5245518B2

JP5245518B2 - 電気貯湯容器

Info

Publication number: JP5245518B2
Application number: JP2008117648A
Authority: JP
Inventors: 尚輝藤川
Original assignee: Tiger Corp
Current assignee: Tiger Corp
Priority date: 2008-04-28
Filing date: 2008-04-28
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2028-04-28
Also published as: JP2009261796A

Description

本願発明は、電気貯湯容器に関し、さらに詳しくは簡易な手段により省エネ保温を可能ならしめた電気貯湯容器に関するものである。

従来のこの種電気貯湯容器の場合、保温時に未使用状態（例えば、操作スイッチによる操作入力がない状態）を検出して省エネモード（例えば、低温保温）へ移行するものが提案されている（特許文献１参照）。

また、この種電気貯湯容器において、温度センサーの検出温度ではなく、温度上昇勾配等から導かれる沸騰判定により沸騰と判定された時点で沸騰制御が終了する通常の沸騰制御がある（特許文献２参照）。

特許第３６５１４３９号公報特公平７−５５２０５号公報

ところが、近年の電気貯湯容器は、お湯を貯湯する内容器として真空二重容器を採用するなど、本体の省エネ構造がかなり向上しており、保温時に省エネモード（例えば、低温保温）に移行するだけでは、実際には省エネ効果が低いという不具合がある。また、省エネモードとして、ヒータへの通電を停止して、真空二重容器による保温（換言すれば、まほうびん保温）を採用すると、省エネ効果は大きくなるが、ユーザが使用したい時に通常保温モードへ昇温させるのに時間がかかり過ぎるという新たな不具合が生ずる。

一方、上記特許文献２に開示されている電気貯湯容器の場合、沸騰温度に近い所定の温度域において一定時間間隔でサンプリングした温度データに基づく温度上昇カーブの勾配により沸騰判定を行うようにしているため、ヒータＯＦＦに至るまでの間に多くの蒸気が発生することとなる。ところが、近年のユーザは、電気貯湯容器に使用する水として、高度浄水処理された水道水や市販のミネラルウォータを使用することが多くなっており、蒸気を必要以上に発生させてカルキ臭さを飛ばす必要がなくなりつつある。

本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、沸騰工程と保温工程との両方において省エネが可能になるようにすることを目的とするものである。

本願発明では、上記課題を解決するための第１の手段として、湯沸かし用の内容器と、該内容器を加熱する加熱手段と、前記内容器の温度を検出する温度検出手段とを備えた電気貯湯容器において、省エネコース選択時には前記温度検出手段による検出温度が蒸気が発生しない程度の所定温度に達した時点で沸騰として前記加熱手段への出力を停止して所定の設定保温温度での保温制御を行い得るように構成するとともに、沸騰から所定時間が経過する間に操作入力がない場合には、保温制御温度を、前記設定保温温度より該設定保温温度ごとに定められた所定温度だけ下げた温度として保温制御を行う保温制御手段を設けている。

上記のように構成したことにより、省エネコース選択時においては、沸騰工程において温度検出手段による検出温度が蒸気が発生しない程度の所定温度に達した時点で沸騰として加熱手段への出力が停止され、保温工程においては、沸騰から所定時間が経過する間に操作入力がない場合には、保温制御温度を、設定保温温度より該設定保温温度ごとに定められた所定温度だけ下げた温度として保温制御が行われることとなり、沸騰工程と保温工程との両方において省エネが可能となる。従って、大幅な省エネ効果が期待できる。しかも、沸騰から所定時間が経過する間に操作入力がない場合にだけ、省エネモードとされることとなっているので、記憶素子等を必要とせず、低コストでの省エネが可能となる。

本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第２の手段として、上記第１の手段を備えた電気貯湯容器において、前記保温制御手段を、保温制御中に何らかの操作入力があった場合に前記保温制御温度をユーザが設定した設定保温温度にまで上昇させた状態で保温制御を所定時間だけ行い且つ省エネ保温制御中に何らかの操作入力があった場合には、省エネ保温制御が解除されてユーザが設定した設定保温温度に復帰するように構成することもでき、そのように構成した場合、保温制御中に何らかの操作入力があった場合には、保温制御温度をユーザが設定した設定保温温度にまで上昇させた状態で保温制御が所定時間行われ且つ省エネ保温制御中に何らかの操作入力があった場合には、省エネ保温制御が解除されてユーザが設定した設定保温温度に復帰せしめられることとなり、ユーザの使用要求に対応した保温温度（即ち、設定保温温度）が得られる。

本願発明の第１の手段によれば、湯沸かし用の内容器と、該内容器を加熱する加熱手段と、前記内容器の温度を検出する温度検出手段とを備えた電気貯湯容器において、省エネコース選択時には前記温度検出手段による検出温度が蒸気が発生しない程度の所定温度に達した時点で沸騰として前記加熱手段への出力を停止して所定の設定保温温度での保温制御を行い得るように構成するとともに、沸騰から所定時間が経過する間に操作入力がない場合には、保温制御温度を、前記設定保温温度より該設定保温温度ごとに定められた所定温度だけ下げた温度として保温制御を行う保温制御手段を設けて、省エネコース選択時においては、沸騰工程において温度検出手段による検出温度が蒸気が発生しない程度の所定温度に達した時点で沸騰として加熱手段への出力が停止され、保温工程においては、沸騰から所定時間が経過する間に操作入力がない場合には、保温制御温度を、設定保温温度より該設定保温温度ごとに定められた所定温度だけ下げた温度として保温制御が行われるようにしているので、沸騰工程と保温工程との両方において省エネが可能となり、大幅な省エネ効果が期待できるという効果が得られる。しかも、沸騰から所定時間が経過する間に操作入力がない場合にだけ、省エネモードとされることとなっているので、記憶素子等を必要とせず、低コストでの省エネが可能となるという効果も得られる。

本願発明の第２の手段におけるように、上記第１の手段を備えた電気貯湯容器において、前記保温制御手段を、保温制御中に何らかの操作入力があった場合に前記保温制御温度をユーザが設定した設定保温温度にまで上昇させた状態で保温制御を所定時間だけ行うように構成することもでき、そのように構成した場合、保温制御中に何らかの操作入力があった場合には、保温制御温度をユーザが設定した設定保温温度にまで上昇させた状態で保温制御が所定時間行われ且つ省エネ保温制御中に何らかの操作入力があった場合には、省エネ保温制御が解除されてユーザが設定した設定保温温度に復帰されることとなり、ユーザの使用要求に対応した保温温度（即ち、設定保温温度）が得られる。

以下、添付の図面を参照して、本願発明の幾つかの好適な実施の形態について詳述する。

まず、本願発明の幾つかの好適な実施の形態にかかる電気貯湯容器の構造について説明する。

この電気貯湯容器は、図１に示すように、湯沸かし用の内容器３を備えた容器本体１と、該容器本体１の上部開口を開閉する蓋体２と、前記内容器３の底部を加熱する加熱手段である電気ヒータ４と、前記内容器３内のお湯を外部へ給湯するための給湯通路５と、該給湯通路５の途中に設けられたポンプ装置である電動ポンプ６とを備えて構成されている。前記電気ヒータ４は、後述するように、沸騰ヒータ４Ａと保温ヒータ４Ｂとからなっている。

前記容器本体１は、外側面を構成する合成樹脂製の外ケース７と、内周面を構成する前記内容器３と、前記外ケース７の上部と内容器３の上部とを結合する合成樹脂製の環状の肩部材８と、底面を構成する合成樹脂製の底板９とからなっている。

前記内容器３は、ステンレス製の有底円筒形状の内筒１０とステンレス製の略円筒形状の外筒１１との間に真空空間１２を形成してなる真空二重容器からなっており、その底部には、前記内筒１０の底部のみからなる非真空部３ａが形成されている。該非真空部３ａの下面には、前記電気ヒータ４（例えば、雲母板に発熱体を保持させてなるマイカヒータ）が取り付けられている。符号１３は内容器３の温度（換言すれば、湯温Ｔ）を検出する温度検出手段として作用する温度センサーである。

前記蓋体２は、合成樹脂製の上板１４と該上板１４に対して外周縁が嵌め合いにより結合された合成樹脂製の下板１５とからなっており、前記肩部材８の後部に設けられたヒンジ受け１６に対してヒンジピン１７を介して開閉且つ着脱自在に支持されている。

また、この蓋体２には、電源が接続されていない状態でも給湯通路５を介しての給湯が可能なように、手動操作により駆動されるエアーポンプ１８が配設されている。該エアーポンプ１８は、前記蓋体２の略中央部に形成された円筒形状の凹部１９内に配設されたベーローズタイプのものとされており、押圧板２０を介しての押圧操作により加圧空気が内容器３内に吹き込まれ、該加圧空気の圧力により内容器３内のお湯が給湯通路５を介して外部へ押し出されることとなっている。符号２１は蒸気排出通路、２２は蒸気排出通路２１の途中に配設された転倒止水弁である。

前記蓋体２における下板１５には、金属製のカバー部材２３が固定されており、該カバー部材２３の外周縁には、蓋体２の閉蓋時において前記内容器３の給水口３ｂに圧接されるシールパッキン２４が設けられている。

前記給湯通路５の途中であって前記内容器３の下方位置には、前記電動ポンプ６が配設されている。また、前記給湯通路５の途中であって満水位表示部２５より上方位置には、転倒時止水弁２６および前傾時止水弁２７が設けられている。

上記構成の電気貯湯容器は、保温用ヒータ４Ｂへの通電制御を行う通常の保温モード（換言すれば、設定保温温度制御モード）の他に、沸騰用ヒータ４Ａおよび保温用ヒータ４Ｂへの通電を停止した状態（即ち、電源コードを取り外した状態）で保温する魔法瓶保温モードによる使用が可能となっている。

図１において、符号２８は蓋体２を容器本体１に対して閉止状態に保持するためのロック機構、２９は後述する各種スイッチ類を備えた操作パネル部、３０はスイッチ基板である。

前記操作パネル部２９には、図２に示すように、給湯スイッチ３１、ロック解除スイッチ３２、再沸騰・カルキ抜きスイッチ３３、保温選択スイッチ３４、省エネ選択時にＯＮ操作される省エネ選択スイッチ３５、まほうびん保温選択時にＯＮ操作されるまほうびん保温スイッチ３６、液晶表示装置３７、湯沸かし時に点灯する湯沸かし表示灯３８、保温時に点灯される保温表示灯３９が設けられている。前記液晶表示装置３７には、温度、沸騰残時間および湯量が交互に７セグメント表示され且つ省エネ選択スイッチ３５により省エネコースが選択された時の沸騰制御表示が「蒸気カット」との文字で表示されるとともに、省エネコースが選択された時に表示する三角形形状の表示灯４０、とく子さんコースおよび節電タイマが設定されたときにこれらの設定を表示する三角形形状の表示灯４１，４２と、設定保温温度（まほうびん、９８℃、９０℃、８５℃、８０℃）を表示する三角形形状の表示灯４３〜４７が設けられている。

図３は、本実施の形態にかかる電気貯湯容器における電気的要素の結線状態を示すブロック図である。なお、既に説明した電気的要素については同一の符号を付して説明を省略する。

マイクロコンピュータユニット（以下、マイコンと略称する）４８においては、各種スイッチ類３１〜３６および液晶表示装置３７を備えた操作パネル部２９との間で信号授受が行われるとともに、温度センサー１３、異常信号入力手段４９および他の入力手段５０からの信号が入力され、各種演算処理が行われ、制御信号が電気ヒータ４（具体的には、沸騰ヒータ４Ａおよび保温ヒータ４Ｂ）、電動ポンプ６、各種表示灯（例えば、湯沸かし表示灯３８、保温表示灯３９、液晶表示装置３７等）への出力手段５１および他の出力手段５２（例えば、ブザー等）に出力されることとなっている。

ついで、上記構成の電気貯湯容器における省エネ制御について説明する。
（１）沸騰工程制御（図４のフローチャート参照）
電源投入されて沸騰制御が開始されると、ステップＳ１において電気ヒータ４への通電が開始され、ステップＳ２において沸騰判定制御が開始される。そして、ステップＳ３において沸騰が検出されたと判定された（即ち、肯定判定された）場合には、通常沸騰制御であるので、ステップＳ４において沸点データの更新が行われ、その後、制御は、後述するステップＳ９へ直接進む。ステップＳ３において沸騰検出がなされなかったと判定された（即ち、否定判定された）場合には、ステップＳ５において省エネ選択スイッチ３５がＯＮ操作されたか否かの判定がなされる。ここで、否定判定された場合には、ステップＳ３に戻るが、肯定判定された場合（即ち、省エネコースが選択された場合）には、ステップＳ６において沸点データが有るか否か（換言すれば、過去に通常沸騰が実行されたか否か）の判定がなされる。ここで、肯定判定された場合には、ステップＳ７に進み、温度センサー１３の検出温度Ｔが沸点Ｔｆ−６ＬＳＢに到達したか否かの判定がなされる一方、否定判定された場合には、ステップＳ８において温度センサー１３の検出温度Ｔが所定温度（例えば、９６℃）に到達したか否かの判定がなされる。ここで、温度センサー１３の検出温度Ｔが沸点Ｔｆ−６ＬＳＢあるいは所定温度＝９６℃に到達したか否かの判定を行うのは、沸騰に限りなく近く且つ蒸気の発生する前の温度を判定基準とするためである。ステップＳ７およびステップＳ８において肯定判定された場合には、ステップＳ９に進み、再沸騰・カルキ抜きスイッチ３３がＯＮ操作されたか否かの判定がなされる。ここで、肯定判定された場合には、スイッチ１０へ進み、カルキ抜き沸騰制御が実行され、その後、制御は終了する。

一方、ステップＳ９において否定判定された場合には、ステップＳ１１において電気ヒータ４への通電が停止され、ステップＳ１２において沸騰が終了され、ステップＳ１３において保温工程へ移行され、その後、制御は終了される。なお、電気ヒータ４への通電停止後にキャビテーションタイマ経過後に沸騰終了とする場合もある。

上記したように、本実施の形態における沸騰工程においては、省エネコースが選択された場合には、温度センサー１３の検出温度Ｔが沸点Ｔｆより６ＬＳＢ低い温度あるいは所定温度（例えば、９６℃）に到達した時点で沸騰終了とされるのである。従って、通常の沸騰判定での沸騰終了（図６のタイムチャート参照）より低い温度での沸騰終了（図７のタイムチャート参照）となるところから、蒸気が発生する前に沸騰終了となり、蒸気カット沸騰（即ち、蒸気レス沸騰）が得られ、省エネ沸騰となるのである。
（２）保温工程制御（図５のフローチャート参照）
保温工程が開始されると、ステップＳ１において省エネ選択スイッチ３５がＯＮ操作されたか否かの判定がなされる。ここで、否定判定された場合には、ステップＳ２に進み、通常保温制御（即ち、ユーザが設定した保温設定温度Ｔｓでの保温制御）が実行され、その後、制御はステップＳ１へリターンする。一方、ステップＳ１において肯定判定された場合（即ち、省エネコースが選択された場合）には、図８（イ）に示すように、液晶表示装置３７における省エネモード表示灯４０が点灯され、ステップＳ３において省エネ開始タイマ（例えば、２時間タイマ）がセットされ、ステップＳ４において何らかの操作スイッチの操作が有ったか否かの判定がなされる。ここで、肯定判定された場合（即ち、何らかの操作スイッチの操作が有った場合）には、ステップＳ５に進み、省エネ開始タイマが更新され、その後、制御はステップＳ１へリターンするが、否定判定された場合（即ち、何らの操作スイッチの操作がなかった場合）には、ステップＳ６において省エネ開始タイマ（例えば、２時間タイマ）の時間が経過したことを確認し、ステップＳ７において「省エネ保温」の表示が液晶表示装置３７になされる（図８（ロ）参照）。ついで、ステップＳ８において保温制御温度Ｔｃが設定保温温度Ｔｓから所定温度α℃（例えば、５℃）だけ差し引いた温度に設定され（図７のタイムチャート参照）、省エネ保温が実行される。

この省エネ保温中には、ステップＳ９において何らかの操作スイッチの操作があったか否かの判定なされ、ここで、否定判定された場合、（即ち、何らの操作スイッチの操作がなかった場合）には、ステップＳ１０において省エネ保温が継続され、その後、制御はステップＳ１へリターンするが、肯定判定された場合（即ち、何らかの操作スイッチの操作が有った場合）には、ステップＳ１１においてブザー報知がなされ、ステップＳ１２において液晶表示装置３７への「省エネ保温」の表示が解除され（図８（ハ）参照）、ステップＳ１３において保温制御温度Ｔｃがユーザが設定した設定保温温度Ｔｓに復帰され、その後、制御はステップＳ１へリターンする。

上記したように、本実施の形態における沸騰工程においては、省エネコースが選択された場合には、所定時間（例えば、２時間）が経過する間に何らの操作スイッチの操作がなかった場合には、保温制御温度Ｔｃが設定保温温度Ｔｓから所定温度α℃（例えば、５℃）だけ差し引いた温度に設定された保温制御が実行されることとなっており、省エネ保温が実行されるのである。上記制御の内容は、図７のタイムチャートに示す通りである。なお、所定温度α℃は、設定保温温度Ｔｓに対応して変化させる場合もある。例えば、９８℃保温の場合にはα＝３、９０℃保温の場合にはα＝５、８５℃保温の場合にはα＝５、８０℃保温の場合にはα＝５とする場合もある。このようした理由は、高温での保温の場合の方が保温制御温度Ｔｃを設定保温温度Ｔｓに復帰させるのに時間がかかるので、ユーザの使い勝手を考慮して、高温保温の場合には減算値を小さくする方がよいからである。
（３）カルキ抜きを考慮した沸騰工程制御（図９のフローチャート参照）
電源投入されて沸騰制御が開始されると、ステップＳ１において電気ヒータ４への通電が開始され、ステップＳ２において沸騰判定制御が開始される。そして、ステップＳ３において沸騰が検出されたと判定された（即ち、肯定判定された）場合には、通常沸騰制御であるので、ステップＳ４において沸点データの更新が行われ、その後、制御は、後述するステップＳ９へ直接進む。ステップＳ３において沸騰検出がなされなかったと判定された（即ち、否定判定された）場合には、ステップＳ５において省エネ選択スイッチ３５がＯＮ操作されたか否かの判定がなされる。ここで、否定判定された場合には、ステップＳ３に戻るが、肯定判定された場合（即ち、省エネコースが選択された場合）には、ステップＳ６において沸点データが有るか否か（換言すれば、過去に通常沸騰が実行されたか否か）の判定がなされる。ここで、肯定判定された場合には、ステップＳ７に進み、温度センサー１３の検出温度Ｔが沸点Ｔｆ−６ＬＳＢに到達したか否かの判定がなされる一方、否定判定された場合には、ステップＳ８において温度センサー１３の検出温度Ｔが所定温度（例えば、９６℃）に到達したか否かの判定がなされる。ここで、温度センサー１３の検出温度Ｔが沸点Ｔｆ−６ＬＳＢあるいは所定温度＝９６℃に到達したか否かの判定を行うのは、沸騰に限りなく近く且つ蒸気の発生する前の温度を判定基準とするためである。ステップＳ７およびステップＳ８において肯定判定された場合には、ステップＳ９に進み、再沸騰・カルキ抜きスイッチ３３がＯＮ操作されたか否かの判定がなされる。ここで、肯定判定された場合には、スイッチ１０へ進み、カルキ抜き沸騰制御が実行され、その後、制御は終了する。

一方、ステップＳ９において否定判定された場合には、ステップＳ１１において電気ヒータ４への通電が停止され、ステップＳ１２において沸騰が終了される。なお、電気ヒータ４への通電停止後にキャビテーションタイマ経過後に沸騰終了とする場合もある。ついで、ステップＳ１３において保温制御温度Ｔｃを最高設定保温温度Ｔｓｍａｘ（例えば、９８℃）に設定し、この状態をステップＳ１４において所定時間（例えば、１時間）が経過したと判定されるまで継続する。このようにした理由は、蒸気カットモードでは、沸騰による蒸気を出さないので、水から加熱を始めて「蒸気カット」加熱を行う場合は加熱終了後でも残留塩素量は通常時に比べると多くなるので、加熱停止後に所定時間（例えば、１時間）強制的に最高設定保温温度Ｔｓｍａｘ（例えば、９８℃）で保温を行い、残留塩素が徐々に抜けるようにしたいためである。そして、ステップＳ１４において所定時間が経過したと判定されると、ステップＳ１５においてユーザが設定した設定保温温度Ｔｓに復帰させられ、ステップＳ１６において保温工程へ移行せられ、制御は終了する。

上記のようにすると、沸騰工程において蒸気カット加熱を採用していても、カルキの除去が可能となるのである。

上記したように、本実施の形態においては、省エネコース選択時においては、沸騰工程において温度センサー１３による検出温度Ｔが蒸気が発生しない程度の所定温度に達した時点で沸騰として電気ヒータ４への出力が停止され、保温工程においては、沸騰から所定時間が経過する間に操作入力がない場合には、保温制御温度Ｔｃを、設定保温温度Ｔｓより所定温度αだけ下げた温度として保温制御が行われることとなり、沸騰工程と保温工程との両方において省エネが可能となる。従って、大幅な省エネ効果が期待できる。しかも、沸騰から所定時間が経過する間に操作入力がない場合にだけ、省エネモードとされることとなっているので、記憶素子等を必要とせず、低コストでの省エネが可能となる。

上記実施の形態においては、内容器として真空二重容器を採用しているが、その他の断熱容器（例えば、真空断熱材を外周側に被覆した容器）等を採用することができることは勿論である。

本願発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更可能なことは勿論である。

本願発明の実施の形態にかかる電気貯湯容器の縦断面図である。本願発明の実施の形態にかかるであるにおける操作パネル部の拡大平面図である。本願発明の実施の形態にかかる電気貯湯容器における電気的要素の結線図である。本願発明の実施の形態にかかる電気貯湯容器における沸騰工程制御の内容を示すフローチャートである。本願発明の実施の形態にかかる電気貯湯容器における保温工程制御の内容を示すフローチャートである。通常沸騰工程および通常保温工程の内容を示すタイムチャートである。本願発明の実施の形態にかかる電気貯湯容器における省エネ制御の内容を示すタイムチャートである。本願発明の実施の形態にかかる電気貯湯容器における液晶表示装置の表示例を示しており、（イ）は省エネコース選択時の表示例であり、（ロ）は省エネ保温制御時の表示例であり、（ハ）は省エネ保温制御から通常保温への復帰時の表示例である。本願発明の実施の形態にかかる電気貯湯容器におけるカルキ抜きを考慮した沸騰工程制御の内容を示すフローチャートである。

３は内容器
４は加熱手段（電気ヒータ）
４Ａは沸騰用ヒータ
４Ｂは保温用ヒータ
１３は温度検出手段（温度センサー）
２９は操作パネル部
３５は省エネ選択スイッチ
３７は液晶表示装置
４８はマイコン

Claims

湯沸かし用の内容器と、該内容器を加熱する加熱手段と、前記内容器の温度を検出する温度検出手段とを備えた電気貯湯容器であって、省エネコース選択時には前記温度検出手段による検出温度が蒸気が発生しない程度の所定温度に達した時点で沸騰として前記加熱手段への出力を停止して所定の設定保温温度での保温制御を行い得るように構成するとともに、沸騰から所定時間が経過する間に操作入力がない場合には、保温制御温度を、前記設定保温温度より該設定保温温度ごとに決められた所定温度だけ下げた温度として保温制御を行う保温制御手段を設けたことを特徴とする電気貯湯容器。
前記保温制御手段を、保温制御中に何らかの操作入力があった場合に前記保温制御温度をユーザが設定した設定保温温度にまで上昇させた状態で保温制御を所定時間だけ行い且つ省エネ保温制御中に何らかの操作入力があった場合には、省エネ保温制御が解除されてユーザが設定した設定保温温度に復帰するように構成したことを特徴とする請求項１記載の電気貯湯容器。