JPS6045321A - 電気湯沸器の加熱制御装置 - 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 本発明は一般家庭等にて使用する電気湯沸器の加熱制御
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、この種の電気湯沸器においては、水温を感知する
サーモスタフ）等の感熱素子を水の沸騰点未満の温度（
たとえば９３℃）で作動σせて。

水を加熱昇温するヒーターへの通電を停止するようにし
であるため、水を沸騰させることができず。

充分な水の殺菌やカルキ抜きの効果が得られなかったＯ すなわち−感温素子の動作温度には必ずばらつきがある
ために、動作温度を水の沸騰点近くに設定しても、水が
沸騰しているのにもがかわらず感温素子が作動せず連続
沸騰という危険な状態を引き起すものがあるため、現在
のこの種の電気湯沸器にあっては前述の通電、感熱素子
の動作温度を。

水温が９３°Ｃ程度に到達したときに作動するように設
′定することにより、上述の危険を回避していた。

したがって、このような電気湯沸器においては、光分な
水の殺菌やカルキ抜きができないという欠点を有してい
る。

そこで、これら欠点の解消方法として、第１図のブロッ
ク図に示すような沸騰型の電気湯沸器がある。

その構成を説明すると、水の沸騰点未満の温度（Ａ）に
て作動する感熱素子１と、この感熱素子１の作動から一
定時間（Ｔｄ）経過後、ヒータ３への通電を停止する遅
延装置２を設けた構成とし一水を沸騰はせた後に必ずヒ
ータ３への通電を停止することが可能としている。

しかしながら、この沸騰型の電気湯沸器においては、所
定温度（Ａ）感知後−一定時間ヒータ３への通電全遅延
するため、湯沸し水量によって沸騰時間が極端に変動し
てしまう。それを示したのが第２図のグラフで、湯沸し
水量が多い場合（実線で水温変化を示す）には、水温上
昇が緩がであるため、所定温度（Ａ）に到達してから沸
騰開始捷での時間（Ｔ１）は、水温上昇が急な湯沸し水
量が少い場合（＠線で水温変化を示す）の同沸騰開始捷
での時間（Ｔ２）に比べて長くなる。したがって、湯沸
し水量が多い場合の水の沸騰時間（Ｔ３）は、所定温度
（Ａ）感知後のヒータ３への通電遅延時間（Ｔｄ）が一
定であるために、湯沸し水量が少い場合の沸騰時間（Ｔ
４）に比べて短くなる。

すなわち、この構成では湯沸し水量によって沸騰時間が
変動し、湯沸し水量が少ないほど、沸騰時間が長くなる
ために、危険性が増す上に、必要以上にヒータ３への通
電がなされるため、不経済でもあるという問題があった
。

発明の目的 本発明はこの上うな従来の問題を解消し、湯沸し水量が
変動しても一沸騰時間を一定にすることが可能な電気湯
沸器の加熱制御装置を提供することを目的とするもので
ある。

発明の構成 前記目的を達成するため、本発明の電気湯沸器の加熱制
御装置は、第３図のシステムブロック図に示すように、
液体（水）の温度を検知する感温素子１１の温度が所定
の第１の温度レベルに到達したときに第１の検知信号を
一同感温素子１１の温度が第１の温度レベル以上の第２
温度レベルに到達したときに第２の検知信号を出力する
検知装置ｉ　１−２と、この検知装置１２の第１の検知
信号により充電を開始し、第２の検知信号により放電を
開始する充放電装置１３と、この充放電装置１３が所定
の放電レベルに到達したことにより液体加熱用の発熱体
１６への通電を停止する駆動装置１４より構成されてお
り、第１および第２温度レベルを設定した検知装置１２
の出力にて充放電装置１３の状態を制御することにより
一湯沸し水量にかかわらず、沸騰時間を一定にするもの
である。

実施例の説明 以下−添付図面に基づいて本発明の一実施例を説明する
。

第４図において１１は負の温度係数を有するサーミスタ
等で構成した感温素子で、液体を収容する容器（図示せ
ず）の底部等に取付けられる。

１２は検知装置、１３は充放電装置、１４は駆動装置で
以下それぞれについて説明する。

検知装置１２は抵抗１６〜２２、オープンコレタタ出力
型の比較器２３〜２５およびダイオード２６より構成さ
れ、抵抗１６と前記感温素子１１で直流電圧Ｖｃｃ　ｋ
分圧した電圧ＶＸ　ｆ比較器２３の一人力端子および比
較器２４の十入力端子に入力し、抵抗１７〜１９にてＶ
ｃｃ　ｆ分圧して感温素子１１の第１温度レベルに対応
した分割高電圧ｖ１全比較器２３の十入力端子に、甘だ
感温素子１１の第２温度レベルに対応した分割低電圧ｖ
２ｆ比較器２４の一人力端子にそれぞれ入力し〜比較器
２６の一人力は比較器２４の出力端子−一端がｖＣＣに
接続された抵抗２ｏの他端およびダイオード２６のアノ
ードが接続され、このダイオード２６のカソードは比較
器２３の出力に接続されており、したがって比較器２４
の出力は比較器２３の出力に対してワイヤード・オア接
続としである。

また比較器２６の十入力端子には、略同抵抗値を有する
抵抗２１．２２にて略’Ｖｃｃの電圧が与えられている
。

充放電装置１３は、充放電用のコンデンサ２６゜充電用
の抵抗２７および充放電用の抵抗２８で構成され、コン
デンサ２６の十極および充放電用の抵抗２８の一端をｖ
ｃｃに接続し、コンデンサの一極及び同抵抗２８の他端
は充電用の抵抗２Ｙの一端に接続するとともに−ここに
生ずる充放電装置１３の出力電圧ｖ３４駆動装置１４の
十人カ端子に入力している。また、充電用の抵抗２７の
他端は検知装置１２の比較器２６の出方に接続きれてｂ
る。

駆動装置１４は一抵抗２９〜３１、オーブンコレクタ出
力型の比較器３２−　ＰＮＰ型のトランジスタ３３およ
びリレー３４等より構成され一比較器３２の一ト入力端
子には前述の通り一充放電装置１３の出力電圧ｖ３が入
力され一同比較器３２の一人力端子には抵抗２９．３０
にて定まる電圧ｖ４が与えられる。

比較器３２の出力はダイオード３６および３６を介して
比較器２３および比較器２４のそれぞれの出力端子に接
続された新開ワイヤード・オア接続となっている。また
比較器３２の出力は抵抗３１を介してトランジスタ３３
のベースに接続すれ、このトランジスタ３３のエミッタ
Ｉｒ１ＶｃｃＫ、コレクタはリレー３４のコイルの一端
に接続され。

コイルの他端はＧＮＤに接続されている。

また、リレー３４の接点３４？Ｌは発熱体１５と直列に
接続され、この直列接続体は交流電源３７に接続されて
いる。

なお−３８，３９は補助発熱体およびザーモスタットで
液体が発熱体１６にて沸騰した後、水温を９２〜９４°
Ｃ程度に保つ保温用の回路で、補助発熱体３８０発熱量
は発熱体１６０発熱量に比べてかなり小さくしである。

上記構成においてその動作を第４図および第６図を参照
して説明する。

（１）感温素子１１の温度が第１温度レベル未満のとき
（水温が７１℃未満のとき） 感温素子１１の抵抗値が太きく−シたがってｖｘ　＞　
ｖ、　＞　ｖ２　となるので、比較器２３の出力は′″
Ｌパ、比較器２４の出力は比較器２３の出力に対してワ
イヤード・オア接続されているので同じく“Ｌ“となる
。したがって比較器２６の出力−その十入力電圧の方が
一人力端子より高くなるので“Ｈ”となり、充放電装置
１３は動作せず、その出力電圧（−比較器３２の十人カ
ミ圧）ｖ３はＶｃｃｆ、１保持し−Ｖ＋’：）Ｖ４とな
って比較器３２の出力は”　Ｈ”になろうとするが、こ
の出力は比較器２３の出力にワイヤード・オア接続され
ているので結局”　Ｌ“となり、トランジスタ３３がＯ
Ｎ。

同じくリレー３４もＯＮ状態となって接点３４ａが閉じ
られ発熱体１５への通電がなされる。

（２）感温素子１１の温度が第１温度レベル以上第２温
度レベル未６：♂ｄのとき（水温がＴ１°Ｃ以上Ｔ２℃
未満のとき） 発熱体１６の加熱により水温が上昇してＴ１℃に到達し
て感温素子１１の温度が第１温度レベルを越えると、感
温素子１１の抵抗値が（１）より小さくなって−；ｖ＋
）ｖｘ＞Ｖ２　とｌリ−比Ｍ器２３及び比較器２４の出
力は共に“Ｈ”となり、比較器２６の出力はその十人カ
ミ圧より一人カ電圧が高くなるので“Ｌ　”となり一充
放電装置１３は、Ｖｃｃよりコンデンサ２６および抵抗
２７．２８に電流が流れてコンデンサ２６は徐々に充電
され−その出力電圧ｖ５はＶｃｃより抵抗２７．２８お
よびコンデンサ２６にて定まる時定数にて徐々に低下す
る。Ｖ＋　＞　Ｖ４の状態においては比較器３２の出力
は“Ｈ“になろうとするが−この出力は比較器２６の出
力にワイヤード・オア接続されているので結局“Ｌ　”
となり、またＶ３＜Ｖ４の状態となれば自分自身でその
出力をＬ　”とするため、結局トランジスタ３３はＯＮ
状態を保持、したがってリレー３４もＯＮ状態を保持し
一発熱体１６への通電が保持される。

（３）感温素子１１の温度が第２温度レベル以上となっ
たとき（水温が７２℃以上となったとき）水温がさらに
上昇して１２℃に到達して感温素子１１の温度が第２温
度レベルを越えると、感温素子１１の抵抗値はさらに小
さくなってｖｌ〉ｖ２＞Ｖｘ　となり、比較器２３の出
力は“Ｈ”を保持。

比較器２４の出力は”Ｈ”がら″“Ｌ　”になり−した
がって比較器２５の出力はその」−入力電圧が一人力端
子より高くなるので゛Ｌ°゛から”　Ｈ”になるため、
充放電装置１３はこれまでの充電状態がら放電状態に変
わる。すなわちコンデンサ２６にチャージされた電荷が
抵抗２８を通じて放電するため出力電圧（−比較器３２
の十入力電圧）　ｖ５はｖｃｃに向って抵抗２８および
コンデンサ２６にて定する時定数にて徐々に上昇して、
ついには比較器３２の一人力端子を越える。したがって
比較器３２の出力は“Ｌ　”から”　Ｈ”となり、トラ
ンジスタ３３及びリレー３４がＯＦＦと々シ１発熱体１
６への通電が停止され一以降は補助ヒータ３８及びザー
モスタソト３９にて保温される。

動作の説明は以上のとおりであるが一次に水量が変動し
たときの湯沸し特性および回路動作について説明する。

第６図は水量が多い場合（■）と少ない場合（■）の湯
沸し特性を感温素子１１の温度が第１温度レベルに到達
した時（Ｖｘ＝Ｖ＋となる時）の時間を基準にとって示
したグラフである。

これ丑での説明の通りＶｘがｖ１以下となると一比較器
３２の−１−入力端子は徐々に低下し−Ｖｘがｖ２　以
下となると上昇しはじめ比較器３２の一人力端子を越え
ると発熱体１５への通電が停止されるが一同図（ｂ）に
示すように、水量が少ない場合（■）はＶｘがｖ１通過
後ｖ２に等しくなるまでの時間は、水量が多い場合（■
）に比べ水温上昇が早いので短くなるために−’ｖｘ＝
＝　ｖ２となった時点における比較器３２の■の十入力
電圧ｖ、　７人。

■の同電圧ヲＶＢとすればＶＢ〉７人となる。

以降、比較器３２のｌ−入力端子は上昇して同一入力端
子ｖ４に達したときに発熱体１６への通電が停止される
のであるが、ＶＢ＞ＶＡなので、水量が少ない場合（■
）の方がｖ４に達するのが早く。

したがって感温素子１１の温度が第２温度レベルに達し
て（ｙＸ＝　ｖ２となった時）から発熱体１６への通電
が停止されるまでの時間が短くなる。

Ｖｘ　＝　ｖ２となった時点から沸騰開始までの時間は
水量の少ない場合（ｏ）の方が短く−また上述の通りｖ
ｘ−ｖ２　となった時点から発熱体１６への通電が停止
されるまでの時間が短いため、沸騰時間は水量が少ない
場合（■）も多い場合（■）も同じにすることができる
。

すなわち−水量変動に対する感温素子１１の温度受感特
性に鑑みて、抵抗２７　、２８　、コンデンサ２６．電
圧Ｖ１．Ｖ２及びｖ４ヲ設定すれば、水、准変動に関係
なく沸騰時間を一定とすることが可能となる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の電気湯沸器の
加熱制御装置は、２つの検知温度レベル全通過する間、
充放電装置全充電させ一以降一放電させて、所定のレベ
ルに到達した時に発熱体への通電を停止するので、水量
変動に関係なく沸騰時間を一定にすることが可能となり
、したがって従来に比べて安全性が向上し、省エネにな
るなどその工業的価値は犬なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の沸騰型の電気湯沸器を示すシステムブロ
ック図−第２図は同電気湯沸器の水温の変化を示す特性
図、第３図は本発明の電気湯沸器の加熱制御装置を示す
システムブロック図−第４図は本発明の一実施例を示す
電気回路図、第６図は同電気回路図の動作を示すタイム
チャート図。 第６図は同電気回路図にて水量変動に対する要部動作を
示すタイムチャート図である。 １１・・・・・・感温素子−１２・・・・・・検知装置
−１３・・・・・・充放電装置−１４・・・・・・駆動
装置−１６・・・・・・発熱体。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名第１
図 第２図 綬過時閲→ 第３図 派　″ 第５図 第６図 綬通り闇−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液体を加熱する発熱体と、この発熱体により加熱された
   液体の温度を検知する感温素子と、この感温素子の温度
   が所定の第１温度レベルに到達したときに第１の検知信
   号を出力し、かつ同感温素子の温度が前記第１温度レベ
   ル以上の第２温度レベルに到達したときに第２の検知信
   号全出力する検知装置と、この検知装置の第１の検知信
   号により充電を開始し、かつ第２の検知信号により放電
   を開始する充放電装置と、この充放電装置が所定の放電
   レベルに到達したことを判断して前記発熱体への通電全
   停止する駆動装置よりなる電気湯沸器の加熱制御装置。