JPS6397118A - 電気湯沸し器 - 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、液量検知手段を備え、かつ湯沸し後に保温す
る電気湯沸し器に関するものである。

従来の技術 ２　ページ 一般に湯沸し後に保温する電気湯沸し器は、容器内に水
が無い時や、ごく少量の時でもヒータに通電され、使用
者が気がつかないうちに容器や本体が必要以上に加熱さ
れてしまい、その結果、本体の寿命低下や不安全さを招
きがちであった。そのだめ、安全性や耐久性にすぐれ、
かつ使い勝手の点でもすぐれた商品が強く要望されてい
た。

このようなことから、容器に水が入っていない時、従来
の電気湯沸し器は、例えば第１１図に示すように、電源
を入れると、ヒータ１０１への通電が始まり、これによ
り、急速に本体１０２および容器１０３が高温に加熱さ
れ、そして容器１０３の底面中央に配置したサーモスタ
ット１０４が動作してヒータ１０１への通電をコントロ
ールするようにしていた。この場合、容器１０３の底面
は熱により茶褐色に変色し、かつサーモスタット１０４
は熱により樹脂部が収縮するもので、これを何度も繰返
すことにより、ヒータ１ｏ１やサーモスタッ）１０４の
寿命を縮めてしまうことが多い。

３　ページ このような空炊き状態になってしまっていても、従来に
おいては、本体がこれを表示したり、報知するようにし
ていないため、使用者が湯を使おうとするまで気がつか
ないで、長時間そのまま放置していることが多いもので
、すなわち、使用者が空炊きをしてしまうチャンスは比
較的多いものである。

発明が解決しようとする問題点 上記従来の電気湯沸し器では、容器１０３内に水が入っ
ていない時でもヒータ１０１に通電され、空炊きを長時
間してしまうことが多かったので、本体１０２の寿命低
下を招いていた。また、このような状態になっていても
、使用者が湯を使おうとする時まで気がつかないことが
多い。そしてまた、少量の水でもヒータ１０１に通電し
、保温をしているため、使おうと思っても、湯が足らな
いという場合もある。

このように従来の電気湯沸し器においては、本体の耐久
性、安全性、使い勝手の面で問題があった。

本発明は上記従来の問題点に鑑み、容器内の液体が一定
量以下になった時、確実にそれを検知することができる
電気湯沸し器を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために本発明は、赤外線による液
量検知手段を用いるとともに、その動作を確実にするた
め、赤外線発光素子以外から発せられる本体外部の光線
が受光部に入射する入射角を縮小させる遮光部材を給水
検知器の受光部に装着したものである。

作　　用 上記構成によれば、白熱灯など赤外線や可視光線を含む
光源が湯沸し器本体を照らしていても、遮光部材によっ
て受光素子に入射する外乱光の入射角を縮小し、誤動作
発生確率を極力おさえているため、液量検知手段は実際
の使用時において確実に機能するものである。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図〜第１０図に５　ペー
ジ もとづいて説明する。図において、１は容器で、この容
器１はステンレスなどの耐食性にすぐれた材料により構
成され、かつ有底筒状で上部は開口しており、さらに底
面には水などの液体を加熱するだめのヒータ２が装着さ
れている。３は水位管で、この水位管３は耐熱ガラスな
どの耐熱性および光の透過性、透視性にすぐれた材料に
より、薄肉の円筒状に構成されている。この水位管３の
上端はシリコンゴム等でできたバッキング４を介して水
蜜的に容器１の上部と連通保持されている。

６は給水検知器で、この給水検知器５は耐熱。

耐熱水性のポリサルフォン等の樹脂により、略り字状の
導通パイプ形状に構成されており、そして略り字状の一
端は、水位管３とシールバッキング（Ａ）６を介して水
密的に連通保持されている。また略り字状の他端は容器
１の下部とシールバッキング（Ｂ）７を介して水密的に
連通保持されている。

さらに水位管３内には耐熱水性、赤外線遮蔽性を有する
酸化チタンを０．４〜０．５％程度、赤色の有機顔料を
０．６％程度加えてオレンジ色とし、かつ６　ページ 比重が水よりも小さいポリプロピレン等の樹脂よりなる
球状のフロート８が挿入されており、このフロート８は
容器１内に水が給水されてその水位が上昇すると、それ
に伴って水位管３内を上昇し、水量を示す。そして容器
１内の水が減ってくると、フロート８も下がり、ついに
は給水検知器６内のフロート止め部９にまでフロート８
は下がる。この場合、フロート止め剤９により、これ以
下の水量になってもフロート８は下がらないものである
。

捷だ給水検知器６には、第１０図の曲線イに示す約９５
０μｍをピーク波長とする赤外線発光ダイオードなどの
発光素子１０と、第１Ｑ図の曲線ホに示す可視域から赤
外域にわたる分光感度を有し、かつ約８００μｍをピー
ク感度波長とするフォトトランジスタ等の受光素子１１
を収容し、かつ給水検知器５の投光側の壁面には投光穴
１２を設け、さらに受光側の壁面には受光穴２８を設け
て、発光素子１０と受光素子１１を同一光軸上に配置し
ている。また給水検知器６の受光穴２８には第６図で示
す遮光部材３０を取付けている。この遮光７　ページ 部材３０は黒色等で可視域及び赤外域を吸収する合成樹
脂により構成され、かつ発光素子１００光軸上に遮光部
材３０の受光穴３１を設け、そしてこの受光穴３１に可
視光線遮断型フィルタ２９を取付けている。このフィル
タ２９は第１０図の曲線口に示す分光特性を有するもの
で、約ａｏｏｐｍにピーク感度波長をもつ受光素子１１
の前面にこのフィルタ２９を備えることによシ、第１０
図の曲線口に示すように可視光域をカットして約７００
μｍから立ち上がり特性を示し、かつ約９００μｍをピ
ーク感度波長としている。したがって、発光素子１ｏが
発した赤外線は投光穴１２を通過し、そして光透過性の
良いガラス等でできた水位管３に投光される。フロート
止め部９にフロート８がない時には、その赤外線は遮光
部材３０の受光穴３１を通シ、かつフィルタ２９を通シ
、さらに給水検知器５の受光穴２８を通過して受光素子
１１に到達するため、受光素子１１に電流が発生する。

逆にフロート８がフロート止め部ｅにきている時は、発
光素子１０の発した赤外線は受光素子１１に到達せず、
したがって受光素子１１には電流が流れない。この電流
変化により、フ四−ト８の有無を検出する。

１３は液量表示窓で、この液量表示窓１３は本体１４に
取付けられており、第１０図の曲線ハに示すように約９
００μｍを吸収ピークとする赤外線吸収剤を約ｏ、０４
％配合し、かつ９００μｍでの透過率２〜２６％程度で
透視できるアクリル樹脂などの材料により構成され、そ
して水位管３内のフロート８の位置で示される容器１内
の水量をこの液量表示窓１３から使用者は知ることがで
きる。

湯沸し器本体を白熱灯など可視光域や赤外域を含む外乱
光が照射しても、まず、液量表示窓１３で赤外線のかな
りの部分を吸収し、さらに給水検知器６の付近まで入っ
てきた光は第７図ａに示す遮光部材３０がない場合、受
光素子１１への入射角はθであるが、本発明の一実施例
においては、第７図すに示すように遮光部材３０を有す
るため、入射角はθ′で、θ′くθとなり、その結果、
外乱光９　ページ が受光素子１１に到達するチャンスは極めて少なくなる
。また可視光カット型フィルタ２９を遮光部材３０の受
光穴３１に取付けているため、外乱光による誤動作は実
際の使用上はとんど問題にならないものとすることがで
きる。第７図Ｃはｂに比べ、遮光部材３０の厚さを小さ
くし、かつ受光穴３１を小さくしてｂと同じ入射角θ′
にした例である。このように、遮光部材３ｏの厚さと遮
光部材３ｏの受光穴３１の大きさとを適切に選ぶことに
よシ、θ′（θとすることができ、これにより、外乱光
が極めて入射しにくいものを形成することができる。

また遮光部材３０はシールパツキン八〇の上方に位−す
るため、水位管３を給水検知器６に取付ける場合、遮光
部材３０の下部３２でシールパツキン八〇の浮き上がり
を防止することができ、その結果、発光素子１ｏと受光
素子１１との光軸を確実に保つことができる。さらに、
投光穴１２の方にも遮光部材３０を取付けることにより
、両側でシールパツキン八〇の浮き上がりを防ぐことも
１０ページ できる。

１６は給水ランプで、この給水ランプ１６はフロート８
が給水検知器５内のフロート止め部９にきている時に発
光点滅する。１６は沸騰ランプで、この沸騰ランプ１６
はフロート８がフロート止め部９より上にある時に発光
するもので、湯沸しから沸騰完了まで点灯している。１
７は保温ランプで、この保温ランプ１７は保温時発光点
灯する。

なお、前記給水ランプ１６．沸騰ランプ１６．保温ラン
プ１７は本体１４の正面の見やすい位置に配置されてい
る。１８は容器１の底面中央部に感熱的に装着された温
度検出素子であり、アルミニウム製の感熱板内に電気的
に絶縁被覆したサーミスターが内装されている。１９は
蓋、２０は把手である。

第８図は本実施例の制御回路を示したもので、マイクロ
コンピュータ２１およびその周辺回路からなっている。

ここに示すマイクロコンピュータ２１は、ＣＰＵ、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭおよび入出力ポートから構成されているワン
チップマイコンであ１１　ページ る。

サーミスタよりなる温度検出素子１８および給水検知器
５を構成する赤外線発光ダイオードよりなる発光素子１
０、フォトトランジスタよりなる受光素子１１はアナロ
グマルチプレクサ２２およびＡ／Ｄ変換器２３を介して
マイクロコンピュータ２１の入力ポートに接続されてい
る。

すなわち、容器１内の温度情報、容器１内の水量が一定
量以上か、未満かという情報、容器１内の水（または湯
）を沸騰させるのかどうかの情報、さらには沸騰したか
どうかという情報がマイクロコンピュータ２１に入力さ
れている。

前記容器１内に水が入り、フロート止め部９よりも上に
フロート８が上がり、フロート止め部９にフロート８が
なくなった時にはフォトトランジスタ１１の出力がｒＬ
ｏｗＪとなり、マイクロコンピュータ２１は容器１内に
水が給水検知レベル以上入ったと判断し、トランジスタ
２４を駆動し、通電制御手段であるリレー２５の接点を
閉じ、ヒータ２に通電する。

またフロート止め部９にフロート８がきている時にはフ
ォトトランジスタ１１の出力が「ＨｆｇｈＪとなり、マ
イクロコンピュータ２１は水が一定量未満の量になった
と判断し、トランジスタを駆動してリレー２５の接点を
開にし、ヒータ２への通電を停止する。

また使用者への伝達手段である給水報知ランプ１５は発
光ダイオードでありこの給水報知ランプ１５は水がフロ
ート止め部９未満の時発光点滅して使用者に水が給水レ
ベル以下になったととを知らせる。この場合、ブザーを
鳴らすことも可能である。そして水がフロート止め部９
以」二になった時、その給水報知ランプ１５は消灯する
。

次に第９図のフローチャートにもとづいて動作を説明す
る。脣ず電源をＯＮにすると、マイクロコンピュータ２
１の中のＲＯＭに記憶された第９図のフローチャートに
示すプログラムの手順に従って制御される。ステップ１
で全表示器１５゜１６．１７をＯＦＦ　　にし、かつス
テップ２でヒータ２をＯＦＦ　　にしておいて、ステッ
プ３でフロー１３　ページ ト止め部９にフロート８があるか否か、すなわちフロー
ト止め部９より上に水位があるのか、それともそれ以下
なのかをフォトトランジスタ１１と抵抗２６間の電圧■
。と基準電圧■。０　との関係において判断し、フロー
ト８がある時、すなわちｖｏ〉０．７ｖｏｃＯ時にはス
テップ４で第１の表示器である給水報知ランプ１５を発
光点滅させる。

またフロート８がない時、すなわち■。〈０，３Ｖｏ。

の時には、ステップ６で給水報知ランプ１５を消し、ス
テップ６で容器１内の水（寸たけ湯）の温度Ｔが保温温
度ＴＫに達していないのかどうかを判断している。Ｔ≧
ＴＫＯ時はステップ１２にとぶ。一方、ＴくＴＫの時は
、ステップ７で第２の表示器である沸騰ランプ１６を発
光点灯させ、ステップ８でヒータ２をＯＮ　Ｌ、ステッ
プ９で容器１内の湯が沸騰したかどうかを判断する。沸
騰していない時は、ステップ１０でフロート８がフロー
ト止め部９にきていないかどうかをすなわちｖｏく０．
３ｖｏ。　またはＶ。）　０．７Ｖｏｏかを判断し、フ
ロート止め部９にフロート８がきていない時は１４　ペ
ージ ステップ８に戻る。またステップ１０でフロート８がフ
ロート止め部９にきている時、ステップ４に戻る。また
ステップ９で沸騰したと判断した時にはステップ１１に
移り、第２の表示器である沸騰ランプ１６を消して、ス
テップ１２において第３の表示器である保温ランプ１ア
を発光点灯させ、ステップ１３で容器１内の湯を所定の
温度に保温する。さらに保温中においても、ステップ１
４でフロート８がフロート止め部９にきていないかどう
かを判断し、フロート８がきていない時はステップ１３
に戻り、保温を続行するが、フロート８がフロート止め
部９にきている時は、ステップ４に戻る。す々わち、電
源をＯＮ　した時から、湯沸し中および沸騰後の保温時
においても、常に、容器１内の水（または湯）が一定量
以上か否かを判断し続け、一定量を下まわった時は、ど
のステップにあっても、すぐに給水報知ランプ１５を点
滅し、使用者に知らせるとともに、ヒータ２をＯＦＦし
て安全を確保する。また、給水報知ランプ１６を点滅さ
せるだけでなく、ブザーを鳴らして、よ１６　ベージ り明確に報知することも可能である。

また、湯沸し器本体を第１０図の曲線二に示す白熱灯な
どの赤外線域の波長を含む光源、すなわち外乱光のそば
で使用する際においても、液量表示窓１３で本体内部へ
入射しようとする外乱光の赤外線分の大部分を吸収し、
さらに給水検知器６に取付けた遮光部材３０で液量表示
窓１３を通過してきた可視光とわずかの赤外線の入射角
を制限することにより、入射チャンスを減少させるとと
もに、遮光部材３０の受光穴Ｓ１に設けたフィルタ２９
で可視光を遮断しているため、受光素子１１にとっては
実用上全く害のないものとなり、その結果、給水検知は
正常に動作する。また遮光部材３ｏを可視光線吸収剤を
添加した合成樹脂で成形することにより、本実施例にお
いて、遮光部材３゜の受光穴３１に取付けた可視光カッ
トフィルタ２９を廃止することもできる。

このように本実施例によれば、湯沸し器本体の近くに白
熱灯などの可視光域および赤外線域を含む光源があって
も、給水検知器６で一定水量の有無を正しく検出し、一
定量未満の時にはヒータ２に通電しないようにしてヒー
タ２の空炊きを防止し、その耐久性・信頼性・安全性を
向上させるとともに、ヒータ２への不要な通電をなくし
て省エネルギー効果も果たし、さらにランプやブザー等
で給水報知して使用者が容易に気づくようにしているた
め、使い勝手が良く、かつ便利な電気湯沸し器を提供す
ることが可能と々るものである。

発明の効果 以上の実施例の説明から明らかなように本発明は、赤外
線による液量検知手段を用いるとともに、赤外線発光素
子以外から発せられる本体外部の光線が受光部に入射す
る入射角を縮小させる遮光部材を給水検知器の受光部に
装着しているため、湯沸し器本体が白熱灯などの可視光
域および赤外線域の波長を含む光源のそばにあっても、
その可視光線および赤外線に影響を受けることなく、給
水検知器は正しく動作することに彦り、その結果、信頼
度の高い電気湯沸し器を提供することができるものであ
る。

１７　ページ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電気湯沸し器の斜視図
、第２図および第３図は同湯沸し器の要部断面図を示し
たもので、第２図は容器に水が入ってフロートが浮上し
ている状態を示し、第３図は容器内に水がなくてフロー
ト止め部にフロートがきている状態を示す。第４図は同
湯沸し器の遮図、第６図は同湯沸し器の遮光部材の斜視
図、第７図ａ、ｂ、ｃは同湯沸し器の給水検知器の受光
穴に取付ける遮光部材の形状を示すモデル図、第８図は
同湯沸し器の電気回路図、第９図は給水検知プログラム
の一例を示すフローチャート、第１０図は各種の分光特
性を示す特性図、第１１図は従来の電気湯沸し器の側断
面図である。 １・・・・・・容器、３・・・・・・水位管、６・・・
・・・給水検知器、８・・・・・・フロート、１ｏ・・
・・・・赤外線発光素子、１１・・・・・・受光素子、
３０・・・・・・遮光部材。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第７図 第８図 ＋ｙ　　２２　２３　　２１ ｖｃｃ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　十ア　　　　　　　　　　マ ′−４、−２５ ４８Ｕ　　　　　　　Ａ／ｒ）　　　　　　　クプ　　
　　　　　　　　　　ロ マ　　　　　　　　　　　　　　　　　コ　　　　　　
　　　　　＼ル　　　　　　　　　　　　　　　　　２
４す　　　　　　　　　　し″ ブ　　　　　　　　　　　　　　ゝ り　　　　　　　　　　　　　　　　　　りＶ　　　　
　　　′　　＼２ ＶＯ，（り 第９図 第１０図 浪灸（戸〕 １１１図 ｏ４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 容器内部の液量を目視できる水位管と、この水位管の外
   周に配置された赤外線発光素子と、この赤外線発光素子
   の光軸上に前記水位管を介在させ、かつ赤外線発光素子
   に対向して配置された受光素子と、前記水位管内に装備
   され、かつ液面の変化にしたがい移動するフロートと、
   前記赤外線発光素子と受光素子を収容する給水検知器と
   、この給水検知器の受光部に装着され、かつ前記赤外線
   発光素子以外から発せられる本体外部の光線が受光部に
   入射する入射角を縮小させる遮光部材とで構成された液
   量検知手段を備えてなる電気湯沸し器。