JPS60139215A - 沸騰検知装置 - 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使用される電気湯沸器等に応
用可能々沸騰検知装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来の沸騰検知装置は温度によるものが多く、第１図に
その温度制御回路を示す。図において、１は交流電源、
２は高電力の第１のヒータ、３は第１のヒータ２に接続
されたサーモスタット、４は第１のヒータ２に並列に接
続された低電力の第２のヒータ、５は第２のヒータ４に
接続された温度スイッチである。

以上のように構成された電気湯沸器についてその動作を
以下に説明する。まず容器内の水温が低い場合、たとえ
ば常温の２７°Ｃ前後であれば、サーモスタット３およ
び温度スイッチ６はオン状態にあり、したがって第１の
ヒータ２および第２のヒータ４に通電が行なわれ、湯沸
器内の水温は上昇する。一般にサーモスタンド３は９０
°Ｃ前後で動作（オフ）するように設定されており、前
記水温が９０°Ｃを越えると、第１のヒータ２への通電
はなくなり、低電力の第２のヒータ４で加熱を継続する
。また温度スイッチ５は９３°Ｃ程度で動作するように
設定されており、水温が９３°Ｃを越えるとオフし、９
３°Ｃより下がるとオンするものである。したがって容
器内の水温が９０°Ｃを越えると、それ以後は９３°Ｃ
以下のとき、第２のヒータ４へ通電が行なわれて水は加
熱され、まだ９３°Ｃを越えると、第２のヒータ４への
通電はなくなり、水の加熱が停止する。すなわち、温度
スイツチ５のオン・オフにより、水温は９３°Ｃ前後で
制御されるものである。

ここで、前記温度スイッチ５の設定温度は、量産を考え
るとばらつきを有するものであり、また水の沸騰温度も
気圧々どの環境により変化するものである。すなわち、
温度スイッチ５の設定温度が高くばらつき、かつ水の沸
騰温度が気圧の影響で低くなることにより、場合によっ
ては水の沸騰温度よりも、温度スイッチ５の設定温度が
高くなることもある。この場合、温度スイッチ６はオフ
しないため、ヒータ４には継続して通電が行なわれ非常
に危険な状態になることがある。したがって、上記のよ
うな危険な状態に々ることを防止するためには、温度ス
イッチ６の設定温度を低く設定しなければならず、一般
には９３°Ｃ前後になる。

このような制約によって、従来の電気湯沸器の温度制御
装置では的確ガ沸騰を検知することができず、これによ
り得られる湯の温度は、温度スイッチ５の設定温度でほ
とんど決まシ、通、ｆ９３°Ｃ前後であって、沸騰温度
１００°Ｃに比較すれば非常に低い温度の湯しか得られ
ず、湯茶用、特にコーヒー、紅茶用には低すぎて好まし
くないといった問題点を有するものであった。

発明の目的 本発明は上記従来の問題点を解消するものであり、従来
のように温度で沸騰を判断するのでなく、沸騰した状態
を的確に検知できる新方式の沸騰検知装置を実現させる
ものであり、これにより湯沸装置等の温度性能を向上さ
せることができる沸騰検知装置を提供するものである。

発明の構成 上記目的を達成するために本発明の沸騰検知装置は、容
器内の水に接して取付けたプリズムと、このプリズムに
近接または一体的に取付けられ、光を発する発光素子と
、前記プリズムによって反射される発光素子の光の反射
光を検知する受光素子と、この受光素子の出力における
交流成分を検出するフィルタ一手段とを備えたもので、
この構成により、容器内の水が沸騰した時に発生する気
泡を検知し、的確に沸騰状態を検知できるものである。

実施例の説明 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２図は、沸騰検知装置の構成を示す構成図で、６
は容器、７は容器６内に入れられた水であり、加熱手段
８により加熱される。９Ｆｉ容器６の側面に位置し、か
つ前記水７に接して取付けられた透明アクリル製の三角
柱形状をしたプリズム、１ｏはプリズム９の一面に近接
もしくは一体的に取付けられる発光ダイオードよりなる
発光素子、１１は発光素子１ｏの光がプリズム９の水と
接した面に反射され、この反射光の光路上に取付けられ
たフォトトランジスタよりなる受光素子である。また第
３図は本発明の一実施例を示す回路図であり、第２図と
同一番号のものは対応している。第３図において、１２
は直流電源、１３は発光素子１０の電流制限用抵抗、１
４は電圧降下用抵抗、１６は受光素子１１のコレクタ電
圧を入力し、交流成分に比例した電圧を出力する低周波
信号のフィルタ一手段であり、前記受光素子１１のコレ
クタ・エミッタ間に接続されたコンデンサ１６と抵抗１
７により低周波フィルターを構成し、かつ抵抗１７０両
端には抵抗１７の出力の直流成分をダイオード１８と抵
抗１９により取出すように接続されている。

以上のように構成された沸騰検知装置の動作を次に説明
する。

容器６内の水７の温度が低い場合、プリズム９における
容器６の水７に接する面（以下容器内側面という）は、
水７の中にあり、プリズム９の容器内側面における光の
反射率はわずかであり、発光素子１０による光はほとん
どプリズム９を透過し、第２図の矢印ムの方向へ進行す
る。したがって、受光素子１１はほとんど光を受けない
のでオフしたままになり、受光素子１１のコレクタ電圧
はほとんどｖｏ。になり変化しない。このため、交流成
分が全くないので、コンデンサ１６には電流が流れず、
したがって抵抗１７の両端にはほとんど電圧が発生せず
、抵抗１９の出力もＯｖになる。

次に、加熱手段８により水７が加熱され、温度が−Ｆ昇
して沸騰状態に達すると、水７の中に容器底部より気泡
が発生する。プリズム９の容器内側面が空気に接してい
る場合、プリズム９の容器内側面における光の反射率は
犬となり、発光素子１０による光は容器内側面で反射さ
れ、第２図の矢印Ｂの方向へ進行して受光素子１１へ達
するようになる。すなわち、上記水７が沸騰した状態で
は、容器底部より発生する気泡はプリズム９の容器内側
面に接触し、この接触により、容器内側面は空気中に露
出した場合と同様の効果を受け、その結果、発光素子１
０の光は受光素子１１へ達するようになる。ここで、前
記気泡は常時移動しているため、プリズム９の容器内側
面に接する気泡も常時変化し、受光素子１１が発光素子
１ｏより受ける光は、光流成分を含んだ常時変化する光
量を受けることになり、受光素子１１のコレクタ電圧は
交流成分を含んだ電圧を出力する。この電圧出力により
、コンデンサ１６には電流が流れ、抵抗１７の両端に電
圧が発生する。この電圧の直流成分のみをダイオード１
８．抵抗１９により取出し外部へ出力する。すなわち、
フィルタ一手段１６は、受光素子１１の電圧出力のうち
交流成分を検出して出力する。したがって、水アが沸騰
していない状態では、受光素子１１は直流電圧を出力し
、かつフィルタ一手段１６は出力せず、そして水７が沸
騰すると、受光素子１１は交流成分を含んだ電圧を出力
するので、フィルタ一手段１５より電圧が出力される。

これにより水７の沸騰を検知することができる。

以上のようにこの実施例によれば、発光素子１０と、受
光素子１１と、プリズム９およヒフイルタ一手段１６と
を設けることにより、水が沸騰した時に発生する気泡を
的確に検知することができ、水の沸騰検知装置を簡単々
構成で実現すると吉ができる。なお、本発明の実施例に
おいては、受光素子１１の出力の交流成分を出力するた
め、プリズム９の汚れ、または何らかの状態で付着した
気泡などにより、発光素子１ｏの光がプリズム９で反射
されて受光素子１１に入力されたとじても、このよう々
場合は、受光素子１１の出力は直流成分が主であるので
、フィルタ一手段１５によっては外部へ出力されない。

したがって、上記のような誤動作も少ないものであり、
工業利用上価値の高いものである。

次に本発明の第２の実施例について説明する。

第４図、第５図は第２の実施例における構成を示す図で
あり、２０は発光素子、２１は受光素子、２２は前記受
光素子２１と発光素子２０を一体成型したプリズムであ
る。

以上のように構成される第４図、第５図の実施例におけ
る回路構成は第３図と同様であり、動作も第１の実施例
と同様である。

発光素子２０に電流を流すと、プリズム２２のＡ面およ
び８面が水中にあれば、Ａ面での光反射が少なく、した
がってほとんど入方向へ進行するため、受光素子２１は
ほとんど光を受けない。またＡ面および８面が水中にな
ければ、Ａ面、８面の反射率が大きく、したがって受光
素子２１は発光素子２０からの光をＡ面および８面の反
射により受ける。このように、Ａ面もしくは８面が水中
または空気中にあるかにより、受光素子２１の出力は変
化し、この出力の交流成分を取出すことにより、第一１
の実施例と同様の動作で水の沸騰を検知することができ
る。

なお、第４図、第５図の実施例においては、プリズム２
２と発光素子２０および受光素子２１を一体成型してい
る点において異なり、発光素子２０および受光素子２１
の樹脂モールド部ヲプリズムに代用してモールドして一
体に成形されるので、取付は等が不要であり、作りやす
いと共に、生産コスト面においても低価格で構成できる
点においてすぐれている。

発明の効果 以上のように本発明によれば、容器内の水に接して取付
けたプリズムと、このプリズムに近接または一体的に取
付けられ、光を発する発光素子と、前記プリズムによっ
て反射される発光素子の光の反射光を検知する受光素子
と、この受光素子の出力の交流成分を検出するフィルタ
一手段とを備え、水の沸騰時に発生する気泡を検知する
ようにしているため、正確に沸騰を検知することができ
、またその構成も簡単にして実現することができ、また
これにより電気湯沸器等を構成した場合、使用者は水の
沸騰を検知することができ、かつ高温度の湯を得ること
ができるといった効果をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す電気湯沸器の回路図、第２図は本
発明の一実施例における沸騰検知装置の概略構成を示す
断面図、第３図は第２図の実施例における具体的な回路
図、第４図、第５図は本発明の第２の実施例における沸
騰検知装置の上面図および側面図である。 ９・・・・・・プリズム、１０・・・・・・発光素子、
１１・・・・・・受光素子、１６・・−・・・フィルタ
一手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 容器内の水に接して取付けたプリズムと、このプリズム
   に近接または一体的に取付けられ、光を発する発光素子
   と、前記プリズムによって反射される発光素子の光の反
   射光を検知する受光素７渚、この受光素子の出力におけ
   る交流成分を検出するフィルタ一手段とを備えて成る沸
   騰検知装置。