JPS592444Y2 - 給湯装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はコーヒー自動販売機、フードミキサー等の温
水利用機器に組込まれ随時給湯をなす給湯装置に係り、
特に出湯される湯温を規制する手段の改良に関する。

一般にこの種の給湯装置はタンク内の水を適宜な加熱手
段により加熱すると共に、自動温度調節器によって湯温
を常時はぼ一定の温度に保つ如く構成されている。

なお自動温度調節器としては、湯温の絶対値を温度検出
器で検出し、湯温が上限レベルに達すると加熱動作を停
止させ下限レベルまで低下すると加熱動作を再開する方
式のものが一般的である。

上記構成の従来の装置では、加熱が間欠的に行なわれる
ことから、相当の幅の温度範囲で湯温が上下変動するの
を免れ得ないうえ、タンクの器体構造のバラツキ、温度
検出器の検出精度、温度検出位置の適否等により、出湯
される湯の温度にはがなり大きなバラツキが生じる。

殊にタンクの下方から給水された水を加熱しこれを攪拌
せずに上方へ押上げる押上げ型加熱方式の給湯装置にあ
っては、タンク上方に貯溜された湯の温度とタンク下方
に存在する湯（水）の温度とは大きな差を有するのが必
然であるから貯溜されている湯の残量が少なくなった場
合において著しく低温の湯が排出されるおそれがある。

ところで衛生面より考慮した場合には、給湯装置から出
湯される調理用の湯の温度は８５℃以上であることが望
ましい。

一方、湯温が９６℃以上になると、沸騰の危険がある。

したがって出湯する湯の温度は８５℃〜９６℃の狭い範
囲に規制する必要がある。

このような狭い温度範囲に湯温を規制することは、従来
の給湯装置では殆んど不可能といえる。

すなわち、前述したように出湯される湯温には相当のバ
ラツキが生じるのを免れ得ないので、これを規制するた
めには常時厳格な管理を要する。

しかしこのような管理を行なうことは人件費等を考慮す
ると到底無理であり、自動販売機等に使用することはで
きない。

また高精度な温度制御装置を付設することは給湯装置を
著しく高価格なものとするばかりでなく、既設の自動販
売機等に簡単に適用し難い難点がある。

この考案はこのような事情を考慮してなされたもので、
その目的は自動温度調節器による制御温度範囲を格別に
狭ばめなくとも出湯される湯の温度をたとえば８５〜９
６℃の狭い範囲に自動的に規制することができ、しかも
簡易な構成で安価に製作可能な給湯装置を提供すること
である。

以下、この考案の詳細をコーヒー等の自動販売機に使用
される給湯装置に適用した一実施例によって明らかにす
る。

第１図は自動販売機１の外観を示す斜視図で、直方体状
の機体２の前面扉３には、商品表示板４、商品選択ボタ
ン５、コイル投入口６、コイン返却レバー７、表示ラン
プ８、商品取出口９、つり銭返却口１０等が設けられて
いる。

また機体２の内部には、給湯装置１１．制御ボックス１
２等が収容されている。

第２図は第１図に示されている給湯装置１１の主要部を
切欠して示した断面図である。

この第２図において、１３はタンクであり、このタンク
１３の側壁１３ａの下端部には給水口１４が設けてあり
、この給水口１４から適時給水がなされるものとなって
いる。

給水口１４の内方には整流板１５が設けてあり、供給さ
れた水を整流してタンク内に導びくようになっている。

タンク１３の内部の下方領域には１字状に形成されたた
とえばシーズヒータからなる加熱器１６がタンク１３の
底壁１３ｂを液密に貫通して設置されている。

上記加熱器１６の側傍には温度検出器１７が設けられて
いる。

この温度検出器１７は、タンク底壁１３ｂを貫通してタ
ンク１３の内方へ挿設された管体１８内に、温度により
膨張、収縮するフレオン等の気体を封入した温度感知部
１９を挿入したものであり、上記感知部１９に接続され
た毛細管１９ ａにより温度調節器２０へ送出する如く
構成されている。

上記温度調節器２０は例えばバイメタルを用いた切換接
点を有し湯温が上限値（９６℃）に達すると接点が常閉
側から常開側に切換わり、湯温が下限値（８５℃）まで
低下すると接点が元の状態に切換わるものでとなってい
る。

前記タンク１３の側壁１３ａ上方には、前記加熱器１６
により加熱されかつ上方へ押上げられた湯を出湯させて
出湯口２１が設けられている。

この出湯口２１に連設されたパイプ２２には出湯バルブ
２３が設けられている。

このバルブ２３は後述する出湯制御回路によって開閉制
御される。

タンク側壁１３ ａの外面における上記出湯口２１の高
さとほぼ同一高さＬｌには、第１の湯温レベル検出器２
４が取付けてあり、上記高さに存在している湯の湯温レ
ベルを検出するものとなっている。

この第１の湯温レベル検出器２４よりも下方な位置、す
なわちタンク側壁１３ａの外面における前記出湯口２１
より所定距離Ｓ（たとえば３０ｃｍ程度）だけ下方の位
置Ｌ２には、第２の湯温レベル検出器２５が取付けてあ
り、上記位置に存在している湯の湯温レベルを検出する
ものとなっている。

上記第１、第２の湯温レベル検出器２４．２５は、第３
図に示す如く、たとえばサーミスタ、ポジスタ等の温度
変化に対し抵抗値が急変する感温抵抗素子２６を充填物
２７によって保持容器２８内に収容固定し、これを感圧
接着剤２９によって、タンク１３の側壁１３ａの外面に
接着したものである。

そして上記感温抵抗素子２６が検出した温度信号は導線
３０により後述する温度差検知用のブリッジ回路へ導び
かれるものとなっている。

なお、第２図中、３１はタンク１３内の水位を検出する
ためのフロートである。

第４図は前記制御ボックス１２内に収容配設され且つ前
記第１、第２の湯温レベル検出器２４．２５や温度検出
器１７等からの検出信号に応動し、出湯制御バルブ２３
、ヒータ１６等の制御をなす制御系の回路を示す図であ
る。

第４図において４１は商用交流電源であり、この電源４
１には電源スィッチ４２を介して線路■およびＷが接続
されている。

上記線路■、Ｗ間には、前記温度調節器２０の常閉側接
点を介して前記加熱器１６のヒータ４３および温度過昇
防止器４４が直列に接続されている。

上記温度過昇防止器４４は、前記タンク１３の一部に取
付けられタンク１３の温度が過熱状態に陥る危険レベル
に達したとき接点を開放しヒータ４３の通電を断つもの
である。

また線路■、Ｗ間には温度調節器２０の常開側接点を介
して自己保持リレー４５の励磁コイル４５ Ｃが接続さ
れている。

この励磁コイル４５ Ｃの温度調節器２０側の一端と線
路■との間には自己保持用の第１の常閉接点４５ａ１が
接続されている。

上記リレー４５の第２の常閉接点４５ａ２は後述する阻
止リレー４６の常閉接点４６ ｂと直列に出湯制御器４
７の駆動回路４８に介在している。

出湯制御器４７は線路■、Ｗ間に接続されており、駆動
回路４８が閉路状態のとき、スイッチング素子４９をオ
ン状態に制御するものである。

上記スイツチング素子４９はたとえばトランジスタ、サ
イリスタ等からなるもので前述した出湯バルブ２３のバ
ルブ量比用駆動コイル２３ Ｃと直列に線路■。

Ｗ間に接続されている。

一方、前記電源４１の両端には、スイッチ４２を介して
たとえば変圧器、整流平滑器等を含む電源回路５０の入
力端が接続されている。

上記電源回路５０の出力端には前記第１の湯温レベル検
出器２４の感温抵抗素子２６ａ、第２の湯温レベル検出
器２５の感温抵抗素子２６ｂ、第１の抵抗５１．第２の
抵抗５２、からなるブリッジ回路５３が接続されている
。

このブリッジ回路５３の出力端５３ ａ 、５３ ｂ間
には電位差検出回路５４が接続されている。

この検出回路５４はたとえば適宜な閾値回路とスイッチ
ング回路とからなるもので゛出力端５３ ａ 、５３
ｂ間に現われる電位差すなわちブリッジ回路５３の不平
衡電圧が所定レベルを越えたときに応動してスイッチン
グ素子５５をオン状態にするものである。

なお上記検出回路５４の応動レベルは任意に可変できる
ようにしである。

スイッチング素子５５はたとえばトランジスタ、サイリ
スク等からなるもので、前記バルブ２３の開放制御動作
を阻止するための阻止リレー４６の励磁コイル４６ Ｃ
と直列に、前記電源回路５０の出力端に接続されている
。

次に上記の如く構成された本装置の動作を第５図に示す
波形図を適時参照して説明する。

時刻ｔ１にて第５図Ａの如く電源スィッチ４２を投入す
ると、加熱器１６のヒータ４３に第５図Ｂの如く通電が
なされる。

ヒータ４３の発熱により給水口１４からタンク１３内に
給水された水は加熱されタンク上方へ押上げられる。

かくして温度検出器１７の位置でみた湯温は第５図Ｃの
如く次第に上昇していく。

一方策１、第２の湯温レベル検出器２４、２５の位置す
なわちＬｌ、Ｌ２でみた両者間の温度差は、加熱初期に
おいて急に大きなものとなる。

そして例えば時刻ｊ２ａにおいて第５図Ｆの如く温度差
が限界レベルｆ。

を越え、その後最大温度差を呈したのち漸次温度差は縮
まり、時刻ｔ２ｂにて限界レベルｆｏ以下となる。

なお、時刻ｔ２ａ、ｔＺｂ間にスイッチング素子５５が
オンとなるが、この場合はリレー４５が未だ不作動状態
にある為、格別の動作とはならない。

この間、温度検出器１７の位置でみた湯温はなおも上昇
を続ける。

時刻ｔ３に至ると、温度検出器１７の位置でみた湯温は
第５ｆｆｉＣの如く所定の上限制御温度Ｃ，（−９６℃
）に達する。

そうすると、温度調節器２０は第５図りの如く作動し接
点を常開側へ切換える。

このため一方でヒータ４３への通電が断たれると共に他
方でリレー４５が第５図Ｅの如く動作する。

上記リレー４５は接点４５ａ１にて自己保持すると同時
に接点４５ａ２にて出湯制御器４７の駆動回路４８を閉
路状態にする。

すなわちこの時点では第１、第２の湯温レベル検出器２
４．２５の位置でみた温度差は零に近いので、阻止リレ
ー４６は不作動状態にある。

したがってこの阻止リレー４６の常閉接点４６ ｂと前
記自己保持リレー４５の閉成状態となった常閉接点４５
ａ２とが直列的に閉路をなす。

その結果、出湯制御器４７が動作しスイッチング素子４
９を第５図Ｈの如くオンさせる。

したがって出湯制御バルブ２３のコイル２３ Ｃが付勢
され、バルブ２３は開放状態となる。

このため、タンク１３の出湯口から所要温度の湯が出湯
可能となる。

ヒータ４３への通電が断たれたことにより、湯温が第５
図Ｃの如くレベルＣ２（２８５℃）まで低下すると、温
度調節器２０が復帰し再びヒータ４３への通電を開始す
る。

以下同様に湯温に応じて温度調節器２０がオン、オフを
第５図りの如く繰返えす。

したがって湯温は第５図Ｃの如くレベルＣ１−０２の間
に保たれる。

なお温度調節器２０が復帰した状態になった場合でもリ
レー４５は依然として自己保持状態を保持するので、出
湯制御器４７は阻止リレー接点４６ ｂが開かない限り
動作を継続する。

つまり出湯バルブ２３は開放されたままとなる。

ところで今、連続的出湯等の原因によりタンク１３上方
に貯溜されていた湯の残量が少なくなり時刻ｔ４におい
て、タンク１３のレベルＬ１とＬ２との間の温度差が限
界レベルｆ。

になったとする。そうすると、第１の湯温レベル検出器
２４の感温抵抗素子２６ ａと、第２の湯温レベル検出
器２５の感温抵抗素子２６ ｂとの抵抗値が大きく異な
るものとなる。

このため、ブリッジ回路５３の平衡状態がくずれ、ブリ
ッジ回路５３の出力端５３ ａ 、５３ ｂ間に所定レ
ベル以上の電位差が現われる。

したがって電位差検出回路５４が作動しスイッチング素
子５５を第５図Ｇの如くオンさせる。

このため阻止リレー４６が動作し常閉接点４６ ｂを開
く。

こうなると、出湯制御器４７の駆動回路４８が開路する
ため、出湯制御器４７は動作を停止する。

したがって、出湯バルブ２３が閉じ、出湯を禁止する。

時間の経過に伴いレベルＬ１とＬ２との間の温度差が縮
小し、時刻ｔ５において規定値ｆ。

以下になればブリッジ回路５３の出力端間の電位差が所
定レベル以下となるので、電位差検出回路５４からの出
力がなくなり阻止リレー４６は復帰する。

したがって上記リレー４６の常閉接点４６ ｂが閉じ、
出湯制御回路４７は再び動作状態となる。

このため出湯バルブ２３はこの時刻ｔ５にて再び開放し
出湯可能な状態となる。

断水等の原因によりタンク１３への給水が停止しタンク
１３が時刻ｔ６にて異常過熱状態を呈しはしめたとする
。

そうすると、第５図Ｉの如く温度過昇防止器４４が働き
、ヒータ４３への通電を断つ。

したがって例え温度調節器２０が働かない状況であって
も過熱事故は未然に防止される。

電源スィッチ４２は時刻ｔ７で開けば、すべて初期状態
に戻る。

このように本装置においては、電源投入後湯温自動調節
用の温度調節器２０が一度最高制御温度のレベルＣ，（
＝９６℃）に達するまでは、リレー４５が動作しないの
で、出湯制御器４７は作動せず出湯バルブ２３は開かな
い。

したがって加熱初期における低温の湯が誤って排出され
るおそれはない。

そしてリレー４５は一旦動作すると自己保持するので、
温度調節器２０がその後オン・オフ動作を繰返しても継
続的に出湯制御器４７を動作状態に保つことができる。

なお、停電等が生じた場合においても、自己保持を解か
れたリレー４５が再び最初のときと同様に、湯温が最高
制御温度レベルＣ１に達したところではじめて動作し自
己保持状態となる。

したがって停電時においても所要温度以下の湯が排出さ
れるおそれはない。

一方、本装置においては、二つのレベルＬｌ、Ｌ２に取
付けた第１、第２の湯温レベル検出器２４．２５により
検出される温度の差が限界レベルｆ。

以上になると、阻止リレー４６が動作し出湯制御器４７
の動作を阻止する。

したがって出湯バルブ２３の開放動作が禁止される。

このためリレー４５の自己保持動期間中つまり自動温度
調節用の温度調節器２０により出湯動作が許容されてい
る期間において、例えば長時間に亙る連続的出湯がなさ
れた為にタンク１３の上方領域に貯溜されていた所要温
度を有する湯がなくなり、低温の湯が排出されるおそれ
が生じた場合（なおこの場合、温度調節器２０は復帰状
態となりヒータ４３への通電がなされるが出湯速度に対
し昇温か追従できないことになる）であっても、上記低
温の湯の排出は禁止されることになる。

したがって、温度調節器２０による自動温度調節の温度
変動幅Ｃ１−０２を従前のものより狭ばめなくとも、規
定温度値８５℃以下の湯が排出される危険性が生じたと
きには事前に出湯規制がなされることになる。

その結果、自動温度調節器としては従前のものをそのま
ま利用でき高価格な高性能自動温度制御装置等を用いず
にすむ。

また本装置にあっては、第１、第２の湯温レベル検出器
２４．２５を取付けるに際し、感圧接着剤２９によりタ
ンク側壁１３Ｈに対し簡単に取付は得るので、既設の装
置に本考案を適用する場合において現地改良を格別の工
具等を用いずに行なえる利点がある。

なお本考案は上述した一実施例に限定されるものではな
い。

たとえば前記実施例では押上げ式別熱手段を用いたもの
を示したが、タンク内の湯の攪拌を行なわず、出湯口２
１とその下方位置とで温度差が明確に現われるような加
熱方式を採用しているものならばよい。

また前記実施例では第１、第２の湯温レベル検出器を感
圧接着剤で取付ける場合を示したが、両面テープ等を用
いて取付けてもよく、さらにはタンク内方へ固定するよ
うにしてもよい。

また切記実施例では第１、第２の湯温レベル検出器２４
．２５で検出された湯温を比較しその差が設定値以上と
なったとき阻止リレー４６を動作させる阻止手段として
ブリッジ回路５３、電位差検出回路５４等を用いたもの
を示したが、トランジスタ形差動増幅器等を用いてもよ
い。

さらに前記実施例では阻止リレーにより出湯制御器４７
の動作を阻止するようにしたものを示したが、阻止リレ
ー等で出湯バルブを直接ロックするようにしたものでも
よい。

以上説明したように本考案は給水された水を加熱する加
熱手段を備えたタンクの上方部位に出湯口を設け、この
出湯口と同じ高さに存在している湯の温度および上記出
湯口より所定距離だけ下方な位置に存在している湯の温
度を、第１、第２の湯温レベル検出器によって検出し、
その差が所定値以上になったとき前記出湯口に設けた出
湯バルブの開放を禁止するようにしたことを特徴とする
給湯装置である。

したがって本考案によれば所要温度の湯がタンクの出湯
口から一定の深さに至るまで十分に確保されているとき
に限り最終的に出湯が許容されることになり、上記以外
は出湯が禁止されることになる。

したがって自動温度調節器による制御温度範囲を格別に
狭ばめなくとも出湯される湯の温度をたとえば８５〜９
６℃の狭い範囲に自動的に規制することができ、しかも
大掛りな制御手段等を必要としないうえ複雑かつ高精度
な調整や取付けを要さないので簡易な構成で安価に製作
可能な給湯装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】 第１図〜第５図は本考案の一実施例を示す図で、第１図
はコーヒー等の自動販売機の外観を示す斜視図、第２図
は給湯装置の主要部を切欠して示す断面図、第３図は湯
温レベル検出器の構造および取付手段を示す断面図、第
４図は制御系の回路構成図、第５図は動作説明用の波形
図である。 １・・・・・・自動販売機、１１・・・・・・給湯装置
、１２・・・・・・制御ボックス、１３・・・・・・タ
ンク、１６・・・・・・加熱器、１７・・・・・・温度
検出器、２０・・・・・・温度調節器、２１・・・・・
・出湯口、２３・・・・・・出湯バルブ、２４・・・・
・・第１の湯温レベル検出器、２５・・・・・・第２の
湯温レベル検出器、２６（２６ａ 、２６ｂ）・・・・
・・感温抵抗素子、４３・・・・・・ヒータ、４４・・
・・・・温度過昇防止器、４５・・・・・泪己保持リレ
ー、４６・・・・・・阻止リレー、４９，５５・・・・
・・スイッチング素子、５３・・・・・・ブリッジ回路
。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. タンクと、このタンク内に給水された水を加熱する加熱
   手段と、この加熱手段により加熱された湯をタンクの上
   方部位から出湯させる出湯口と、この出湯口に設けられ
   前記タンク内の湯温に応じて開閉制御されるバルブと、
   このバルブの開放を禁止する手段とを具備し、上記バル
   ブの開放を禁止する手段は、前記タンクにおける出湯口
   と同じ高さに存在している湯の温度を検出する第１の湯
   温レベル検出器と、前記出湯口より所定距離だけ下方な
   位置に存在している湯の温度を検出する第２の湯温レベ
   ル検出器と、第１および第２の湯温レベル検出器でそれ
   ぞれ検出された湯温レベルを比較しその差が設定値以上
   になったとき前記バルブの開放動作を阻止する手段とか
   らなることを特徴とする給湯装置。