JPH0755205B2 - 電気ポット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電気ポットに関し、特にお湯を沸騰させると
き、水をつぎ足して再沸騰させるとき等における沸騰状
態を安定して精度よく検出することが可能な電気ポット
に関するものである。

（従来の技術） 従来、電気ポットとしては、例えば湯沸かし容器の底面
に設けられたサーモスタットまたはサーミスタにより、
沸騰を検出しようとするものがある。この場合、直接湯
温の温度を検出するのではなく、間接的に湯沸かし容器
を介在して検出するのでサーモスタットまたはサーミス
タの精度バラツキおよび容器に取り付ける時の組み立て
のバラツキにより、沸騰検出の安定性及び精度に問題が
あった。このため、サーミスタ等の温度センサからの出
力をマイクロコンピュータを用いて処理し、温度上昇
率、温度上昇勾配等を検出し、論理的に沸騰を検出する
ものが開発されているが、安定した精度の良い沸騰検出
とはいえないものがあった。

この種の電気ポットに関する公知文献として、例えば、
特開昭59−56627号報、特開昭59−56631号公報等が挙げ
られる。

（発明が解決しようとする問題点） また精度よく沸騰を検出する一つの手法として、沸騰後
の蒸気を検知して沸騰を検出する方法があるが、この方
法では蒸気通路に別個に蒸気検知のための温度センサを
設ける必要があり、そしてこの蒸気検知温度センサと共
に、保温制御のための温度センサの２つの温度センサが
必要となり、蒸気検知温度センサの取付構造が複雑とな
ると共に２つの温度センサの温度制御が必要になるとい
う問題点がある。

本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので
あり安定して精度よく、沸騰点を検出できる電気ポット
を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面によって明らかになるであ
ろう。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明においては、水を加
熱するヒータが湯沸し容器の底部に設けられた電気ポッ
トにおいて、前記湯沸し容器の底部に設けられた温度セ
ンサと、沸騰温度に近い所定の温度域に達した時に前記
温度センサの出力を一定時間間隔でサンプリングして温
度データを順次に記憶する温度系列記憶手段と、該温度
系列記憶手段に記憶した系列温度データを複数の区間に
順次区切り各区間の温度データを加算して各々の区間デ
ータを求めこの複数の区間データから時間的に前後した
区間データの差より設定される加熱容量の補正基準値に
基づいて沸騰と判定する沸騰判定手段とを備えたことを
特徴とする。

（作用） 前記手段によれば、湯沸かし容器の底部に設けられた温
度センサと、沸騰温度に近い所定の温度域に達した時
に、該温度センサの出力を一定時間間隔でサンプリング
して温度データを順次に記憶する温度系列記憶手段とが
設けられる。そして、沸騰検出手段が、温度系列記憶手
段に記憶した温度データに基づいて沸騰と判定する。

すなわち、沸騰温度に近い所定の温度域に達した時に温
度系列記憶手段に記憶した一定時間間隔でサンプリング
した温度データにより、沸騰を判定するようにしてある
ため、この沸騰温度に近い所定の温度域に達した時から
沸騰までの短時間で比較的安定した温度上昇カーブをな
す温度データをサンプリングすることができるので、沸
騰までの温度変化を安定した温度上昇カーブで精度よく
とらえることができる。

特に、この系列温度データを複数の区間に順次区切り各
区間の温度データを加算して各々の区間データを求めこ
の複数の区間データから時間的に前後した区間データの
差により設定される加熱容量の補正基準値に基づいて沸
騰と判定するようにしてあるので、電気ポットにおいて
お湯を沸騰させるとき、水をつぎ足して再沸騰させると
き等にあっても、安定して精度よく沸騰を検出すること
ができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。

第１図は、本発明の一実施例にかかる電気ポットの一部
切欠側面図である。第１図において、１は電気ポット本
体、２は被加熱物の水を入れる湯沸かし容器、３は湯沸
かし容器２等を収容する外装ケースである。また、４は
ヒータであり、例えば、シーズヒータ、マイカヒータ等
が用いられ、湯沸かし容器２の底部に配設される。５は
湯沸かし容器２の底部に接して設けられるサーミスタ等
で構成される温度センサである。６はマイクロコンピュ
ータ等を組込んだ制御ユニット、７は再沸騰スイッチで
ある。再沸騰スイッチ７は、保温状態にあるとき、ま
た、水をつぎ足したとき等、再度沸騰させたいときに押
圧するスイッチである。再沸騰スイッチが押圧されるこ
とにより、電気ポットは沸騰動作状態に入る。８は表示
パネルであり、発光ダイオード等による水量表示、沸騰
動作状態、保温動作状態等を表示する。

第２図は、制御ユニット６の要部の構成を示すブロック
図である。第２図において、４はヒータであり、５はサ
ーミスタ等で構成される温度センサ、７は再沸騰スイッ
チである。また、10は１チップのマイクロコンピュータ
であり、内部に処理装置CPU、メモリRAM、プログラムメ
モリROM、アナログ／デジタル変換機能を有する入力ポ
ートA/D、制御出力信号を出す出力ポート等を内蔵する
ものである。温度センサ５からの出力は、マイクロコン
ピュータ10のアナログ／デジタル変換入力ポートA/Dに
入力される。マイクロコンピュータ10は割込信号入力端
子INTを備えており、この割込信号端子INTに割込信号が
入力されると、割込処理を行う。11はタイマ回路であ
り、２秒毎にタイマ信号を送出し、マイクロコンピュー
タ10の割込信号入力端子にタイマ割込信号を与える。後
述するようににマイクロコンピュータ10では、タイマ割
込信号を受けると、温度センサ５の出力信号を取込温度
データに変換して、内部メモリに順次に格納する。13は
表示手段の発光ダイオードLEDであり、12は報知手段の
ブザーである。これらの発光ダイオード13およびブザー
12は、湯沸かし容器２に入っている水量表示、保温動作
状態の表示、沸騰動作状態の表示、異常状態表示等を行
い、また報知するものである。15はリレー等の通電制御
手段あり、16は商用交流電源である。マイクロコンピュ
ータ10からの出力で通電制御手段15を制御することによ
り、商用交流電源16からヒータ４に加わる加熱電力を制
御する。

次に、このように構成された電気ポットにおける動作を
説明する。第３図は、温度センサの出力を一定時間間隔
でサンプリングして温度データを通電開始と共にその通
電している間順次に記憶する温度系列記憶処理を説明す
る図であり、第４図は、マイクロコンピュータ10が割込
処理で行う温度系列記憶処理のフローチャートである。
また、第５図は、沸騰判定処理のフローチャートであ
る。

第３図及び第４図を参照して説明する。マイクロコンピ
ュータ10は、通常は、電気ポットの加熱ヒータの電力制
御、表示パネルの表示制御等の処理を行っているが、タ
イマ回路11から２秒毎に発生される割込信号によって、
タイマ割込処理が行われる。割込処理に入ると、ステッ
プ41で、温度センサの出力をアナログ／デジタル変換ポ
ートA/Dから温度データを読込む。そして、ステップ42
において、ポインタレジスタ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、読込んだ温度データ
を書込む。次にステッブ43で、ポインタレジスタに設定
されているポインタアドレスＰに１加算を行い、サンプ
リングした温度データの次の書込みポインタアドレスを
設定して、割込みを終了する。割込み処理を終了する
と、メインルーチンに戻る。この割込処理により、第３
図に示すように、マイクロコンピュータ10のメモリ領域
に設定された温度系列各記憶領域30には、ポインタレジ
スタ31が示すポインタアドレスP0,P1・・・・,P19の記
憶位置に、順次に温度データが書込まれて行く。ポイン
タレジスタ31の内容のポインタアドレスＰは、割込信号
が入力されて、割込処理が行われる毎に、逐次に更新さ
れて増加して行くが、P19になると、次にはP0に戻るよ
うにアドレスの更新処理が行われる。このため、温度系
列記憶領域30に書込まれた温度データポインタレジスタ
31が示すポインタアドレスＰの温度データを現在時点の
データとして、過去の20個の温度データが常に蓄積され
ていることになる。すなわち、割込処理は２秒毎のタイ
マ信号により行われるので、ポインタアドレスＰの温度
データを現在時点のデータとして、過去40秒間の２秒毎
の温度データが通電開始と共に常に、格納されているこ
とになる。

この２秒毎の割込み処理による温度データの取込みが行
われている状態で、第５図に示すような沸騰判定処理が
行われる。

第５図を参照して、沸騰判定処理を説明する。この沸騰
判定処理では、前処理として、温度系列記憶領域30の系
列温度データを４つの複数区間に順次区切り各区間の温
度データを加算して、各々の区間データを求める。ま
ず、ステップ50で、ポインタアドレスＰにより、温度系
列記憶領域30（P0…,P19）に記憶された最近までの温度
データ（20個の温度データ：過去40秒間の温度データ）
をt0〜t19に読み込む。ステップ51において、ポインタ
アドレスP0〜P4の記憶位置に書込まれたt0〜t4までの温
度データを加算し、区間データＡとする。次にステップ
52で、ポインタアドレスP5〜P9の記憶位置に書込まれた
t5〜t9までの温度データを加算して、区間データＢとす
る。ステップ53では、ポインタアドレスP10〜P14の記憶
位置に書込まれたt10〜t14までの温度データを加算し
て、区間データＣとする。そして、ステップ54では、ポ
インタアドレスP15〜P19の記憶位置に書込まれたt15〜t
19までの温度データを加算し、区間データＤとする。次
にステップ55において、アナログ／デジタル変換入力ポ
ートA/Dからの温度データを取り込み、この温度データ
が沸騰温度に近い、所定の温度域をなす95℃以上である
か否かを判定する。温度データが温度域をなす95℃未満
である場合には、ステップ50に戻って、温度系列記憶領
域30の温度データから、各々の区間データを求める処理
を繰り返し行う。ステップ55で、温度センサ５により検
出した温度データが沸騰温度に近い所定の温度域をなす
95℃以上に達した時には、ステップ56に進み、このステ
ップ56から沸騰判定の処理を行う。

ステップ56においては、区間データＣから時間的に前後
した区間データＡを減算して、この差を第１区間増分デ
ータｘとする。次に、ステップ57で、第１区間増分デー
タｘが７以下（予め設定された温度上昇が小さい設定
値）であるか否かを判定して、７以下であれば、ステッ
プ61で加熱容量補正基準値βを７とする。また、第１区
間増分データｘが７を越えていれば、ステップ57で、さ
らに第１区間増分データｘが15以下であるか否かを判定
して、15以下（予め設定された温度上昇が大きい設定
値）であれば、ステップ60で加熱容量補正基準値をβを
11とする。また、第１区間増分データｘが15を越えてい
れば、（予め設定された温度上昇がより大きい設定値）
ステップ59で加熱容量補正基準値βを15とする。この加
熱容量補正基準値βは、電気ポットに入っている水量に
対応した水量判定値となっており、予め設定された温度
上昇の大小の設定値より沸騰点の判定が、湯沸かし容器
に入っている水量により変動する誤差を補正する。

次に、ステップ62において、加熱容量の補正基準値を設
定するために、区間データＣから10秒後の次の区間デー
タＤと区間データＡとの差を取って、すなわち、区間デ
ータＤから時間的に前後した区間データＡを減算して、
この差を第２区間増分データｙとする。次にステップ63
で、加熱状態が予め設定された通常の温度上昇であるか
否の判定である第２区間増分データｙが零以下であるか
否かを判定して、零以下であれば、通常の温度上昇でな
い（例えば既に沸騰が終了している場合、途中で水をつ
ぎ足している場合）と判定してステップ64に進み、零を
越えていれば、通常の温度上昇であると判定してステッ
プ65に進む。

そしてステップ64では、第２区間増分データｙが−13以
上であるか否かを判定する。ステップ64において、第２
区間増分データｙが−13以上であれば、加熱容量の補正
基準値の設定いかんにかかわらず沸騰状態が終了したと
判定できるのでステップ66で沸騰終了と判定する沸騰フ
ラグをセットする。また、第２区間増分データｙが−13
以上でなければ、例えば途中で水がつぎ足されたと判定
して、沸騰状態とは判定されず、処理を終了し、再度沸
騰判定処理を行う。

一方、ステップ63で、第２区間増分データｙが零以下で
なければ、通常の温度上昇であると判定して、ステップ
65に進み、ステップ65で、第２区間増分データｙと加熱
容量補正基準値βとを比較する。第２区間増分データｙ
が加熱容量補正基準値β以下であれば、この補正基準値
の設定に基づき沸騰と判定し、ステップ66に進み、沸騰
終了と判定する沸騰フラグをセットする。また、第２区
間増分のデータｙが加熱容量補正基準値βを越えていれ
ば、未だ沸騰状態に至っていないと判定されるので、一
旦沸騰判定処理を終了し、再度沸騰判定処理を行う。

以上に説明したように、この沸騰判定の処理では、沸騰
温度に近い所定の温度域に達した時に、温度センサの出
力を一定時間間隔でサンプリングした温度から区間デー
タを求め、この温度データを順次に記憶して、この記憶
した系列温度データを複数の区間に順次区切り各区間の
温度データを加算して各々の区間データを求めこの複数
の区間データから時間的に前後した区間データの差によ
り設定される加熱容量の補正基準値に基づいて沸騰の判
定を行う。例えば、沸騰に近い状態、保温状態からの沸
騰動作の状態、水のつぎ足しによる再沸騰動作の状態な
どの各状態において、検出される温度データから温度上
昇率が通常であるか否かを検出し、そして通常の温度上
昇率である場合の沸騰を検出するには、温度変化を検出
する上では、検出誤差を伴うが、ここでは、温度データ
から検出する温度変化を区間データとして順次に記憶
し、この記憶した系列温度データを複数の区間に順次区
切り各区間の温度データを加算して各々の区間データを
求めこの複数の区間データから時間的に前後した区間デ
ータの差により設定される加熱容量の補正基準値に基づ
いて沸騰と判定するので、安定して精度よく、沸騰を検
出することができる。

この実施例では、温度系列記憶の処理を割り込み処理に
より行っているが、例えば、シフトレジスタのような記
憶装置により、ハード的に順次に温度センサからの温度
データを取り込み、記憶するような構成にしてもよい。

以上、本発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本
発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言
うまでもない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、沸騰温度に近い
所定の温度域に達した時に温度系列記憶手段に記憶した
一定時間間隔でサンプリングした温度データにより、沸
騰を判定するようにしてあるため、この沸騰温度に近い
所定の温度域に達した時から沸騰までの短時間で比較的
安定した温度上昇カーブをなす温度データをサンプリン
グすることができるので、蒸気温度を検知する温度セン
サを用いることなく沸騰までの温度変化を安定した温度
上昇カーブで精度よくとらえることができる。

特に、この系列温度データを複数の区間に順次区切り各
区間の温度データを加算して各々の区間データを求めこ
の複数の区間データから時間的に前後した区間データの
差により設定される加熱容量の補正基準値に基づいて沸
騰と判定するようにしてあるので、電気ポットにおいて
お湯を沸騰させるとき、水をつぎ足して再沸騰させると
き等にあっても安定して精度よく沸騰を検出することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例にかかる電気ポットの一部
切欠側面図、 第２図は、制御ユニットの要部の構成を示すプロック
図、 第３図は、温度センサの出力を一定時間間隔でサンプリ
ングして温度データを順次に記憶する温度系列記憶処理
を説明する図、 第４図は、マイクロコンピュータ10が割込処理で行う温
度系列記憶処理のフローチャート、 第５図は、沸騰判定処理のフローチャートである。 図中、１……電気ポット本体、２……湯沸かし容器、４
……ヒータ、５……温度センサ、10……マイクロコンピ
ュータ、11……タイマ回路、15……通電制御手段、16…
…商用交流電源、30……温度系列記憶領域である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水を加熱するヒータが湯沸し容器の底部に
   設けられた電気ポットにおいて、前記湯沸し容器の底部
   に設けられた温度センサと、沸騰温度に近い所定の温度
   域に達した時に前記温度センサの出力を一定時間間隔で
   サンプリングして温度データを順次に記憶する温度系列
   記憶手段と、該温度系列記憶手段に記憶した系列温度デ
   ータを複数の区間に順次区切り各区間の温度データを加
   算して各々の区間データを求めこの複数の区間データか
   ら時間的に前後した区間データの差により設定される加
   熱容量の補正基準値に基づいて沸騰と判定する沸騰判定
   手段とを備えたことを特徴とする電気ポット。