JPH067247A - 電気貯湯容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内容液の保温が適正な制御によって不用意な
沸騰を招かずに、より高温度での保温が可能なようにす
ることを目的とするものである。 【構成】 雰囲気温度を検出する室温センサと、内容液
の液量検出手段と、室温センサからの室温情報および内
容液の液量情報から内容液の降温特性を判定するととも
に、この判定結果に見合う内容液保温のための加熱条件
を設定する制御手段とを備えたことを特徴とするもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内容液を主として高温
に保温しておく電気貯湯容器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の電気貯湯容器は、家庭用の電気
ポットとして広く用いられている。電気ポットはコーヒ
ーやお茶類の抽出のめに貯湯しておくことが多い。特に
コーヒーの抽出には高温度の熱湯が要求される。これに
対処するものとして従来、内容液を一旦沸騰させた後、
所定の温度に保温しておき、必要に応じて内容液をいつ
でも沸騰させることができる再沸騰機能を持ったものが
提案されている。そして前記保温制御は、内容液の温度
をセンサにより検出し、この検出結果に基づいてヒータ
をオン、オフすることにより行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし前記のような保
温制御では、内容液の保温中における実際の温度は、ヒ
ータの前記オン、オフに対応して図１４に示すように波
状に変化するものであるうえ、ヒータ制御は実際の内容
液の温度の変化に対し充分に追従したものとはなりにく
く、前記波状変化による温度幅は比較大きくなる。この
ため保温中に沸騰に至ることのない温度域にまで保温温
度を抑えて万一の危険を防止することが行われている。

【０００４】ところがこのような保温条件では、内容液
を高温に保温しておけない。またこのため内容液を前記
再沸騰機能の利用によって再沸騰させて使用する場合、
内容液が沸騰するまで長い時間かかることになる。この
ための待ち時間は長く感じられるものであり、保温温度
の高温化と再沸騰の待ち時間の短縮化が望まれている。

【０００５】そこで本発明は、上記のような要求に応え
られる電気貯湯容器を提供することを課題とするもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記のような課
題を解決するため、雰囲気温度を検出する室温センサ
と、内容液の液量検出手段と、室温センサからの室温情
報および内容液の液量情報から内容液の降温特性を判定
するとともに、この判定結果に見合う内容液保温のため
の加熱条件を設定する制御手段とを備えたことを特徴と
するものである。

【０００７】

【作用】本発明の上記構成によると、制御手段が、保温
中の内容液の降温特性を、室温センサによる雰囲気の室
温情報と、液量検出手段による内容液の液量情報とから
判定するので、内容液の降温特性をより実際に則して判
定することができ、制御手段はさらにこの判定結果に見
合う内容液保温のための加熱条件を設定するので、内容
液の温度を所定温度にほぼ安定させることができる。

【０００８】

【実施例】本発明の第１の実施例を図１〜図６を参照し
て詳細に説明する。

【０００９】本実施例は図１、図２に示すように、内容
器２の底部下面にヒータ１を取付け、これをマイクロコ
ンピュータ６６を含む制御回路９１により通電制御して
内容液を適宜加熱し、一旦沸騰させた後所定温度に保温
しておくようにしてある。

【００１０】内容器２は外装ケース３に収容保持され、
器体４を形成している。内容器２の口部２ａは外装ケー
ス３の上端に合成樹脂製の肩部材５によって連結され、
肩部材５の後部の軸受９にヒンジピン６によって蓋７が
開閉可能および着脱自在に枢着されている。

【００１１】蓋７の下面には内容器２の口部２ａを閉じ
る内蓋８が取付けられ、蓋７と一体に開閉される。

【００１２】蓋７内には、蓋７の上面押圧板１０によっ
て押圧操作されるベローズポンプ１１が設けられてい
る。このベローズポンプ１１は蓋７とベローズポンプ下
板１２との間に設けられる給気通路１３を通じて内容器
２内に加圧空気を送り込み、内容液を加圧する。

【００１３】給気通路１３の途中からは分岐孔１４を通
じて蓋７の上面へ抜ける蒸気抜き通路１５が形成され、
ヒータ１による保温や沸騰の際に生じる蒸気を外部に逃
がし、内容器２内が異常昇圧しないようにしている。

【００１４】前記分岐孔１４は、ベローズポンプ１１の
押圧操作連動して下動される弁３６によって、ベローズ
ポンプ下板１２の吐出口１６と切換え閉塞され、内容液
加圧浄水排出口６に加圧空気が蒸気抜き通路１５へ逃げ
たり、貯湯状態のとき蒸気がベローズポンプ１１内に侵
入したりするのを防止する。

【００１５】前記加圧される内容液を内容器２の外部上
方に案内する注出路１７が、基部を内容器２の底部に接
続して設けられている。注出路１７は内容器２と底部で
通じ、上端が外部に開放されていることにより、内容器
２内の内容液４２が常時流入して内容器２内と同一レベ
ルを保つようになっている。

【００１６】注出路１７の上端には、合成樹脂エルボ２
０を介して合成樹脂製の逆Ｕ字管２３が接続されてい
る。この逆Ｕ字管２３は肩部材５の前部に形成された嘴
状突出部５ａの裏面に固着され、先端の注出口１９が下
向きに開口している。

【００１７】逆Ｕ字管２３のエルボ２０との接続部の直
ぐ下流部に転倒時止水弁２５を内蔵している。注出口１
９にはその前面側に下端から内容器２の満水水位よりも
上位まで達するスリット２６が形成されている。嘴状突
出部５ａには嘴状突出部５ａおよび前記逆Ｕ字管２３を
包囲する形のパイプカバー２７が設けられ、嘴状突出部
５ａおよび外装ケース３に嵌め付けられている。

【００１８】パイプカバー２７の底部には、前記注出口
１９からの注出液を大気への開放状態で受け入れて下方
へ静かに流下させる注液ガイド２４が下方より着脱自在
に取付られている。前記給気通路１３にも転倒時止水弁
２９が設けられている。

【００１９】前記注出路１７の立ち上がり部は液位検出
部１７ｂとし、絶縁材料で形成してある。具体的にはガ
ラスでのよいが樹脂の方が誘電率がよく静電容量変化を
得やすい。また液面周囲の表面張力による盛り上がりが
原因した液面レベルの不特定性を抑えることができる。

【００２０】液位検出部１７ｂは、合成樹脂製の直状接
続管１７ｃ、金属製曲管１７ａ、合成樹脂製エルボ１７
ｄ、金属製接続口１７ｅを介し内容器２の底部に接続さ
れている。

【００２１】ここで液位検出部１７ｂの外周にはアルミ
ニウム泊４１を巻付けて第１の電極とし、液位検出部１
７ｂ内の内容液に電気的につながる前記曲管１７ａを第
２の電極とし、第１の電極４１と、第２の電極１７ａに
通じた液位検出部１７ｂ内の内容液４２とが、液位検出
部１７ｂの絶縁周壁を介し対峙し、その対峙領域の大き
さ、つまり内容液４２の液位高さに応じた静電容量を得
られるようにしてある。

【００２２】この液位に応じた静電容量の違いは、第
１、第２の各電極４１、１７ａを図３に示すようにマイ
クロコンピュータ６６に液量検出回路３０１を介し接続
することで、マイクロコンピュータ６６に入力するよう
にしている。これによりマイクロコンピュータ６６はそ
の静電容量の違いに応じた入力によって内容液の液量を
判定し、その判定に応じてマイクロコンピュータ６６に
表示回路３０２を介し接続された外部表示用の発光ダイ
オード４２₁ 〜４２₆ を駆動し、液量を外部表示する。

【００２３】発光ダイオード４２₁ 〜４２₆ は外装ケー
ス３の前部に嵌め付けた樹脂製パネル４３に有する窓４
４を通じ点灯表示するようにしてある。樹脂製パネル４
３の最下部には電源投入表示用の発光ダイオード８０が
設けられ、これも前記同様にマイクロコンピュータ６６
に接続されている。

【００２４】内容器２の底部中央にはヒータ１の中央孔
を利用して設けられた温度センサ６８が当接されてお
り、内容液の温度を検出するようになっている。また前
記パイブカバー２７の正面に設けられた操作バネル２０
３に内蔵している操作回路基板２０１には室温センサ２
０４が他の必要な電気部品とともに装備されている。こ
れら温度センサ６８および室温センサ２０４はＡ／Ｄ変
換部２０５を介しマイクロコンピュータ６６に接続さ
れ、内容液の沸騰や保温のための加熱制御に用いるよう
にしている。

【００２５】前記操作パネル２０３には、内容液をいつ
でも沸騰させることができる再沸騰キー２０６、内容液
の初期沸騰を終える時刻を予約設定するためのタイマ設
定キー２０７、カルキ除去のために沸騰状態を所定時間
持続させたり所定回数繰り返したりするためのカルキ除
去設定キー２０８等が設けられ、これら各キー２０６〜
２０８がスイッチ回路３０３を介しマイクロコンピュー
タ６６に接続されている。

【００２６】操作パネル２０３には前記各キー２０６〜
２０８の操作に基づいて行われる制御モードに対応する
表示部（図示せず）も設けられ、前記表示回路３０２を
介しマイクロコンピュータ６６に接続される。

【００２７】マイクロコンピュータ６６はヒータ１の通
電や信号ブザー６５の動作も制御するが、ＣＰＵとＲＯ
Ｍとを持ったものであり、計時動作はタイマ７７によっ
て行う。そしてクロック発生回路３０４からのクロック
信号を基準に動作する。さらにプラグ外れ回路３０５も
接続されている。前記ヒータ１の通電制御はリレー２１
１を介し行われる。

【００２８】以下動作制御について説明する。図４は主
な動作制御を示すメインルーチンのフローチャートであ
り、電源オンによってまずステップ＃１の初期設定が行
われた後、各種の入出力に応じた処理が行われる（ステ
ップ＃２）。次で沸騰処理（ステップ＃３）がコールさ
れ、内容液が保温温度よりも低いとき、つまり給水初期
や内容液の注ぎ足しによって温度が低い場合、また再沸
騰キー２０６が操作されている場合に、内容液を沸騰ま
で加熱するように制御する。

【００２９】続いて保温処理（ステップ＃４）がコール
され、初期沸騰ないしは再沸騰の後内容液を所定温度に
保温するように制御する。

【００３０】さらに続いてタイマ処理（ステップ＃５）
がコールされ、タイマ設定キー２０７によってタイマ設
定がなされている場合、前記ステップ＃３の沸騰処理で
の初期沸騰の場合のみ沸騰動作開始時刻をタイマ設定時
刻にて内容液を沸騰させるのに必要な時刻まで遅らせる
ように遅延制御する。

【００３１】次でカルキ除去処理（ステップ＃６）がコ
ールされ、カルキ除去設定キー２０８が操作されている
場合、ステップ＃３での沸騰動作を所定時間継続させた
り、所定回数繰返し行うように制御する。

【００３２】最後にその他の処理（ステップ＃７）を終
えて後ステップ＃２に戻り、以後上記制御を繰り返す。

【００３３】図５は保温処理サブルーチン（ステップ＃
４）のフローチャートを示し、保温モードであると（ス
テップ＃１１）、ステップ＃１２以下の処理を実行す
る。ステップ＃１２では室温センサ２０４からの室温デ
ータを取り込み、ステップ＃１３で液位検出部１７ｂに
からの液量データを取り込む。

【００３４】次でステップ＃１４で前記室温データと液
量データとから内容液の現時点での降温特性を判定し、
これを補償するに適正なヒータ１の通電Ｗ数を図示しな
いテーブル等から設定し、ステップ＃１５でヒータ１の
通電Ｗ数を前記設定にしたがって変更する。これにより
内容液はその残量と室温とにより変化する降温特性に見
合った加熱を常時受けることになり、理想的には温度変
化のない構成度な保温制御を実現する。実験によっても
所定温度をほぼ正確に保つことができ、保温温度を例え
ば９８°程度の高温に設定しても沸騰に至ることはな
く、安全に使用できた。

【００３５】このような制御での内容液の温度変化の一
例を示せば図６の通りである。

【００３６】なおこの場合の各種取り込み条件の評価と
Ｗ数の設定にファジィ理論を適用してさらに制御精度を
向上することもできる。

【００３７】また前記内容液の液量の検出は、前記静電
容量方式によるほか、例えば前記注出路１７の立ち上が
り部を透明にし、これにフロートを収容してこのフロー
トの液位による高さ位置の変化をフォトセンサ等にて検
出する方法、その他種々のセンサ類を用いる方法があ
る。

【００３８】さらにセンサ類が適用されない場合も、液
量を判定することは可能である。図７〜図１１はこれを
行うようにした本発明の第２の実施例を示している。

【００３９】図７に制御回路９１の一部を示すように、
マイクロコンピュータ６６の割り込み端子ＩＮＴにタイ
マ回路２２１が接続され、保温中の所定時間毎にこのタ
イマ回路２２１からの２秒毎の割り込み信号を利用した
内容液の液量判定が行われるようにしている。

【００４０】この液量判定のため図８に示すようにメイ
ンルーチンのフローチャート中に、液量判定処理のサブ
ルーチン（ステップ＃４ａ）が設けられる。

【００４１】液量判定処理サブルーチンはそのフローチ
ャートを図９の（ａ）に示すように、保温モードである
と（ステップ＃２１）、ステップ＃２２以下の処理が行
われる。まずヒータ１を図１１のＲで示すようにオフし
（ステップ＃２２）、前記タイマ回路２２１からのＩＮ
Ｔ割り込みを許可する（ステップ＃２３）。

【００４２】この割り込み処理は、図９の（ｂ）に示す
ように前記ヒータ１がオフされた状態で次第に降温して
いく内容液温度のデータを、前記温度センサ６８から読
み込む（ステップ＃４１）。次でステップ＃４２におい
てポインタレジスタ２２２に設定されているポインタア
ドレスＰで示される記憶位置に、前記読み込んだ温度デ
ータを書き込む。次にステップ＃４３にてポインタレジ
スタ２２２に設定されているポインタアドレスＰに１を
加算し、サンプリングした温度データの次の書き込みポ
インタアドレスＰを設定して、割り込み処理を終了し、
液量判定処理サブルーチン４ａに戻る。

【００４３】この処理はポインタレジスタ２２２が示す
図１０のようなマイクロコンピュータ６６における温度
系列記憶領域２２３の各ポインタアドレスＰ１〜Ｐ１９
までの全てに、前記降温してしく温度データが格納され
るまで繰り返され、この処理の終了が判定されると（ス
テップ＃２４）、ヒータ１を図１１のＳに示すようにオ
ンして保温状態に戻しておき（ステップ＃２５）、ステ
ップ＃２６〜＃３０に示す処理を行う。

【００４４】ここでは、前記記憶領域２２３の温度デー
タを４つの区間に区切って、各区間毎に格納している温
度データを加算し、おのおのの区間データを求める。ま
ずステップ＃２６でポインタアドレスＰにより、温度系
列記憶領域２２３に記憶された温度データをｔ１〜ｔ１
９に読み込む。ステップ＃２７においてポインタアドレ
スｔ０〜ｔ４までの温度データを加算して区間温度デー
タＡとする。

【００４５】次にステップ＃２８でｔ５〜ｔ９の温度デ
ータを加算して区間温度データＢとする。さらにステッ
プ＃２９でｔ１０〜ｔ１４の温度データを加算して区間
温度データＣとする。最後にステップ＃３０にてｔ１５
〜ｔ１９の温度データを加算して区間温度データＤとす
る。

【００４６】次でステップ＃３１で区間データＣから区
間データＡを減算し、これを第１区間減少分データｘと
し、次のステップ＃３２で前記第１区間減少分データｘ
が７以下であるかどうか判定する。そうであれば内容液
の降温が小さく液量が大であると判定する（ステップ＃
３６）。

【００４７】第１区間減少分データｘが７を越えていれ
ばステップ＃３３で７を越え１５以下かどうか判定す
る。そうであれば液量が少量であると判定し（ステップ
＃３４）、そうでなければ液量が中量であると判定する
（ステップ＃３５）。

【００４８】そしてこの結果が内容液の保温制御に用い
られる。

【００４９】図１２は本発明の第３の実施例を示し、保
温中は室温の影響が大きいので、これを考慮して前記の
ような内容液の降温特性から液量をより正確に判定でき
るようにした場合を示している。

【００５０】図に示すように液温Ｘと室温Ｙとを取り込
んだ後（ステップ＃５１、＃５２）ヒータ１をオフし
（ステップ＃５３）、液量判定のための内容液の降温を
見るに必要な単位時間が経過したとき（ステップ＃５
４）、再度液温を取り込む（ステップ＃５５）。次にス
テップ＃５６にて前記液温Ｚ−Ｘの演算を行って液温の
変化量Ｑを得る。そして別に用意しているテーブルを参
照して前記室温と、液温の変化量との関係から液量を判
定し（ステップ＃５７、＃５８）、これを終了するとヒ
ータ１をオンして保温状態に戻す。

【００５１】図１３は本発明の第３の実施例を示し、前
記のように室温と液量とから判定した内容液の降温特性
に応じてヒータの通電Ｗ数を設定するのに、ヒータの消
費電力のバラツキが影響することをも考慮したものであ
る。

【００５２】図に示すように、保温モードであると（ス
テップ＃６０）、室温データの取り込み、液量データの
取り込み、これらデータによる内容液の降温特性の判
定、この判定結果によるヒータ通電Ｗ数の設定を順次行
い（ステップ＃６１〜＃６４）、ヒータ１の通電Ｗ数の
前記設定Ｗ数に変更した後（ステップ＃６５）、所定時
間、具体的には１時間が経過した後に（ステップ＃６
６）、ステップ＃６７以下の通電Ｗ数の調整処理に入
る。

【００５３】この調整処理は、温度センサ６８からの温
度データを取り込み（ステップ＃６７）、９６℃以下で
あると（ステップ＃６８）通電Ｗ数を２Ｗ増加し（ステ
ップ＃６９）、９９℃以上であると（ステップ＃７０）
通電Ｗ数を２Ｗ減少させる（ステップ＃７１）。これに
よって実際の保温温度が目標温度に合致するようにな
る。

【００５４】９７℃〜９８℃以下であると（ステップ＃
６８、＃７０）調整は行わずにそのまま、また前記調整
を行った場合はその調整後、ステップ＃７２に移行し３
０秒経過する都度ステップ＃６７に戻って前記調整処理
を繰返しながら実情にあった保温を行う。しかし途中内
容液の温度が９５℃以下になって沸騰モードに復帰する
場合等の保温モードが解除されるべきときにはこれを判
断してメインルーチンにリターンするようにする（ステ
ップ＃７２）。

【００５５】

【発明の効果】本発明によると、制御手段が、保温中の
内容液の降温特性を、室温センサによる雰囲気の室温情
報と、液量検出手段による内容液の液量情報とから判定
して内容液の降温特性をより実際に則して判定するし、
制御手段はさらにこの判定結果に見合う、内容液保温の
ための必要加熱条件を設定ないし補正することにより、
内容液の温度を所定温度にほぼ安定させることができる
ので、保温温度を沸騰温度に近い例えば９９℃近くに設
定しても沸騰状態を不用意に招くことはなく、高温の内
容液を即座に得られるし、沸騰させた内容液が必要で再
沸騰させてから内容液を注出するような場合でも待ち時
間を極短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す電気貯湯容器の縦
断面図である。

【図２】図１の電気貯湯容器の一部の拡大断面図であ
る。

【図３】図１の電気貯湯容器の制御回路のブロック図で
ある。

【図４】図１の電気貯湯容器の主な動作制御のメインル
ーチンを示すフローチャートである。

【図５】図４のスローチャートの保温処理サブルーチン
のフローチャートである。

【図６】図１の電気貯湯容器の内容液の温度変化の一例
を示すグラフである。

【図７】本発明の第２の実施例を示す制御回路のブロッ
ク図である。

【図８】図７の制御回路の主な動作制御のメインルーチ
ンのフローチャートである。

【図９】図８のフローチャートの液量判定処理サブルー
チンのフローチャートである。

【図１０】図９のフローチャートにおける温度データサ
ンプリングの状態を示す説明図である。

【図１１】図７の制御回路によるヒータの通電状態と内
容液の温度変化を示す説明図である。

【図１２】本発明の第３の実施例を示す液量判定処理サ
ブルーチンのフローチャートである。

【図１３】本発明の第４の実施例示す保温処理サブルー
チンのフローチャートである。

【図１４】従来の保温制御におけるヒータの通電状態と
内容液温度の変化を示す説明図である。

【符号の説明】

１ ヒータ ２ 内容器 １７ 注出路 １７ｂ 液位検出部 ６６ マイクロコンピュータ ９１ 制御回路

【手続補正書】

【提出日】平成３年９月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】この種の電気貯湯容器は、家庭用の電気
ポットとして広く用いられている。電気ポットはコーヒ
ーやお茶類の抽出のために貯湯しておくことが多い。特
にコーヒーの抽出には高温度の熱湯が要求される。これ
に対処するものとして従来、内容液を一旦沸騰させた
後、所定の温度に保温しておき、必要に応じて内容液を
いつでも沸騰させることができる再沸騰機能を持ったも
のが提案されている。そして前記保温制御は、内容液の
温度をセンサにより検出し、この検出結果に基づいてヒ
ータをオン、オフすることにより行っている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】前記注出路１７の立ち上がり部は液位検出
部１７ｂとし、絶縁材料で形成してある。具体的にはガ
ラスでもよいが樹脂の方が誘電率がよく静電容量変化を
得やすい。また液面周囲の表面張力による盛り上がりが
原因した液面レベルの不特定性を抑えることができる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】内容器２の底部中央にはヒータ１の中央孔
を利用して設けられた温度センサ６８が当接されてお
り、内容液の温度を検出するようになっている。また前
記パイプカバー２７の正面に設けられた操作パネル２０
３に内蔵している操作回路基板２０１には室温センサ２
０４が他の必要な電気部品とともに装備されている。こ
れら温度センサ６８および室温センサ２０４はＡ／Ｄ変
換部２０５を介しマイクロコンピュータ６６に接続さ
れ、内容液の沸騰や保温のための加熱制御に用いるよう
にしている。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 雰囲気温度を検出する室温センサと、内
   容液の液量検出手段と、室温センサからの室温情報およ
   び内容液の液量情報から内容液の降温特性を判定すると
   ともに、この判定結果に見合う内容液保温のための加熱
   条件を設定する制御手段とを備えたことを特徴とする電
   気貯湯容器。