JPH02149225A - 電気湯沸し器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一般家庭において水を沸かして保温するジャ
ーポット等の電気湯沸し器に関するものである。

従来の技術 従来のこの種の電気湯沸し器は、例えば特開昭６１−２
７６６２２号公報に示されているように、発熱体により
加熱される容器に圧接された温度検出器の単位温度あた
りの上昇に要する時間を計測し、この時間を所定値と比
較して所定値よりも短いときに発熱体への通電を停止さ
せるようにしていた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、このような構成の電気湯沸し器では、第
７図に示すように加熱開始直後の温度曲線の揺ぎ１や水
を追加した場合の温度曲線の揺ぎ２において、温度上昇
が急であるため、誤って加熱を停止するという問題があ
った。

３　・・−１ つまり、従来の電気湯沸し器における単位温度は一般に
０．５〜２度に設定されていて、揺ぎ１２ではこれより
も大きな温度変動が急激に起こるからである。一方、単
位温度は、沸騰による温度飽和３および４をすみやかに
検出するためにあまり大きくすることができない。これ
は次の理由による。ヒータの熱量をＰ（Ｗ）ｈ加熱すべ
き水の容量をｖ（ｃｃ〕、熱効率をＫとすると、Δｄの
温度上昇に要する時間ΔＴは Ｊ：定数　４．２　（ａｈｌ／Ｊ　） であるから、水の容量３０００　（ｃｃ）、ヒータ熱量
７ｏＯ（Ｗ）、熱効率９０（％：）、温度上昇量２（°
Ｃ）の場合を渚えると、 ７００（Ｗ）・０．９ ４０（秒〕　　　　　・・・・・・・・・・・・・・・
（２）となる。第８図に示すように通常２（’Ｃ）　　
上昇するのに平均４ｏ秒かかる場合、水の対流による計
測値のバラツキ等を考慮すれば、沸騰による温度上昇の
飽和と判定するためには通常１．５倍程度見込まなけれ
ばならず、実際には６０時点で沸騰しているにもかかわ
らず、沸騰検出は６の時点まで遅れてしまうため、好ま
しくない。この遅れは単位温度を大きくするほど増大す
る。

本発明はこのような問題点に鑑み、沸騰検出の精度を低
下させずに、容器内の水の有無を正しく検出できる電気
湯沸し器を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明は、単位温度勾配演算
手段とは別に感温素子が第１の設定温瓜からこの第１の
設定温度よりも高い第２の設定温度までの温度上昇に要
する時間を計時して所定時間以内のときに出力する空焼
き検出手段と、この空焼き検出手段または沸騰検出手段
の出力を受けてヒータへの通電を停止する加熱停止手段
とを備５　・＼−７ えたものである。

作用 本発明の電気湯沸し器は、上記した構成としているため
、第１の設定温度と第２の設定温度を、沸騰検出のだめ
の単位温度勾配演算手段とは独立に設定することができ
る。これにより、第１の設定温度と第２の設定温度の温
度差を、加熱直後や水を追加したときの温度曲線の揺ぎ
よりも大きく設定すれば、誤って加熱を停止することは
なくなり、水の有無を正しく検出することができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。第１図は本発明の一実施例における電気湯沸し器の
構成を示す要部のブロック図を示したもので、７は容器
、８は容器７を加熱する環状のヒータ、９は容器７の底
部に圧接された感温素子（サーミスタ）で、水温を間接
的に検知する。

１１は温度検出手段１ｏの出力から、サーミスタ９の検
知温度が単位温度上昇するごとに逐次温度勾配を求める
単位温度勾配演算手段である。１２は、記憶手段で、単
位温度勾配演算手段１１の出力を一時記憶するものであ
る。１３は沸騰検出手段で、この沸騰検出手段１３は、
前記記憶手段１２に記憶された勾配値と単位温度勾配演
算手段１１より出力される時々変化する勾配値とを比較
演算処理し、沸騰検出を行なうものである。１４は空焼
き検出手段で、サーミスタ９の検知温度が第１の設定温
度から第２の設定温度まで上昇するのに要する時間を計
測して所定値と比較演算処理し１空焼きを検出するもの
である。１５は加熱停止手段で、この加熱停止手段１６
は前記沸騰検出手段１３または空焼き検出手段１４のい
ずれかの出力を受けて、ヒータ８への通電を停止するも
のである。なお、１ｏ〜１５はワンチップのマイクロコ
ンピュータ（以下マイコンと称する）により実現してい
る。

次に動作について説明する。第２図は本実施例の要部回
路図を示したもので、この第２図において、第１図と同
じ構成要素には同一番号を付している。なお、１６は前
記マイコンである。

７、、。

まず、温度検出手段１ｏの動作について述べる。

抵抗１７とコンデンサ１８とからなる積分回路の充電電
位すが、サーミスタ９と抵抗１９の分圧電位ａに等しく
なるまでの時間をタイマ２ｏによって計時する。２１．
２２はコンデンサ１８の放電のだめの抵抗とトランジス
タで、タイマ２ｏによって計時終了の都度コンデンサ１
８は放電される。

２３はコンパレータである。

第３図はコンパレータ２３の入力電位ａ、ｂとタイマ手
段２０の計数値ｔの関係を示したもので、その例として
８５°Ｃ，９０’Ｃ，９５°Ｃの場合を示している。す
なわち、サーミスタ９は負の温度特性を有しているため
、温度が高くなるほど分圧電位ａは高くなり、その結果
、コンデンサ１８の電位すが、分圧電位ａに達するまで
の時間は長くなる。この結果、タイマ２ｏの出力（時間
計数ｔ）はサーミスタ９の温度に略比例した値となる。

これはいわゆるＡ／Ｄ変換であり、タイマ手段２゜の出
力を前記温度検出手段１０の出力とする。第４図は、こ
のタイマ手段２０の動作を示すフローチャートである。

次に、単位温度勾配演算手段１１と沸騰検出手段１３の
動作を説明する。第５図は、前記温度検出手段１ｏの出
力がサーミスタ９の温度上列とともに増大する様子を示
す図で、サーミスタ９の温度が１°Ｃ上昇するたびに計
数値ｔが１づつ増える例を示している。単位温度勾配演
算手段１１は、前記温度検出手段１０の出力ｔを入力し
て、この出力ｔが変化する時間、すなわちサーミスタ９
が単位温度上昇するのに要する時間Ｔを計測する。

そして、加熱途中の時間ＴＮを記憶手段１２に一時記憶
させ、Ｎ＋Ｍ番目の時間ＴＮ＋ＭがＴＮに比べて所定以
上に大きくなった時点２４で沸騰検出をする。本実施例
では、単位温度勾配との所定の比率をＡに設定している
ので、単位温度上昇するのに要した時間で表わせば、逆
数であるから２倍以上となり、ＴＮ＋Ｍ≧２・ＴＮが沸
騰検出の条件になる。

続いて空焼き検出手段１４の動作について説明する。前
記第２図において、２６は第２のコンパ９・・−７ レータで、この入力電位Ｃは、抵抗２了、２８゜２９に
よってサーミスタ９が第１の設定温度（本実施例では５
０°Ｃ）のときの分圧電位ａに等しくなるようにしであ
る。また２６は第３のコンパレータで、これもサーミス
タ９が第２の設定温度（本実施例では６０°Ｃ）のとき
の分圧電位ａに等しくなるように設定しである。第６図
は空焼き検出手段１４の動作を示すフローチャートであ
り、ステップ２０２〜２０３で、第２のコンパレータ２
６の出力ｅがＬｏｗからＨｉｇｈに変化するのを待つ。

したがってサーミスタ９が６０°Ｃ以下のときはタイマ
はクリアされたままである。次にサーミスタ９の温度が
５０’Ｃを越えて６０’Ｃに達するまでの間は、第２の
コンパレータ２６の出力ｅはＨｉｇｈとなり、第３のコ
ンパレータ２６（７）出力ｆはＬｏｗであるため、ステ
ップ２０４〜２０６のループを巡回してタイマをカウン
トアンプ（時間計測）する。そして、サーミスタ９の温
度が６０’Ｃを越えると、第３のコンパレータ２６の出
力ｆもＨｉｇｈとなるため、時間計測を終了し、ステッ
プ１゜ ２０７で所定時間よりも長かったか、あるいは短かかっ
たかを判定し、所定時間よりも短かかった場合はステッ
プ２０Ｂで通電停止手段１５に出力する。本実施例にお
いては、この空焼き検出手段１４が働く境界条件として
、容器７内の水量が１００　（ｃｃ）以下としており、
またヒータ８の熱量が７００（ｗ’）、　　熱効率が９
０チ、第１の設定温度と第２の設定温度の差が１０（’
Ｃ）であるから先の（１）式より ７００（Ｗ）−０，９ 岬６−７（秒）　　　　　　　・川・・・・・・・・・
・・（３）となるから、所定の時間を７秒としている。

そして、通電停止手段１５は、この空焼き検出手段１４
または前記沸騰検出手段１３のいずれかの出力を受けて
、トランジスタ３ｏにオフ信号を出力し、リレー３１の
接点３１ｂを開放して、ヒータ８への通電を停止する。

したがって、使用者が間違って容器７内に水がない状態
で通電しても、１１、。

これを検出してヒータ８の通電を停止できる。また第１
の設定温度と第２の設定温度は、沸騰検出手段１３とは
独立して設定できるため、加熱開始直後や水を追加した
時の揺ぎよりも充分に大きな温度差をもたせることがで
き、その結果、誤った空焼き検出を防止できる。

発明の効果 上記実施例の説明から明らかなように本発明によれば、
沸騰検出の精度を低下させることなく、容器内の水の有
無を正しく検出することができるというすぐれた効果を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における電気湯沸し器のブロ
ック構成図、第２図は同電気湯沸し器の要部をブロック
図で示した回路図、第３図は温度検出手段の動作を説明
するための特性図、第４図は同温度検出手段の動作を示
すフローチャート、第６図は沸騰検出手段の動作を説明
するだめの特性図、第６図は空焼き検出手段の動作を示
すフローチャート、第７図は従来例の課題を説明するた
めの温度特性図、第８図は同沸騰検出動作を説明するだ
めの温度特性図である。 ７・・・・・・容器、８・・・・・ヒータ、９・・・・
感温素子、１ｏ・・・・・・温度検出手段、１１・・・
・単位温度勾配演算手段、１２・・・・・・記憶手段、
１３・・・・・・沸騰検出手段、１４・・・・・・空焼
き検出手段、１５・・・・・・通電停止手段。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名ＩＩ
　７！＃Ｔ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ヒータにより加熱される容器と、この容器の外底部に圧
   接され、かつ水温を間接的に検知する感温素子と、この
   感温素子を一部とする温度検出手段と、この温度検出手
   段の出力をもとに単位温度上昇ごとに逐次温度勾配を演
   算する単位温度勾配演算手段と、この単位温度勾配演算
   手段の出力を一時記憶するための記憶手段と、この記憶
   手段の記憶値と前記単位温度勾配演算手段の出力とを比
   較して、その比が所定の比率以下になった時点で出力す
   る沸騰検出手段と、前記単位温度勾配演算手段とは別に
   、前記感温素子が第１の設定温度からこの第１の設定温
   度よりも高い第２の設定温度に達するまでの温度上昇に
   要する時間を計時して所定時間以内のときに出力する空
   焼き検出手段と、この空焼き検出手段または前記沸騰検
   出手段のいずれかの出力を受けて前記ヒータへの通電を
   停止する通電停止手段とを備えた電気湯沸し器。