JPS642367B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業の利用分野 本発明は一般家庭等で使用する電気湯沸し器に
関するものである。

従来例の構成とその問題点 一般に茶やコーヒー、紅茶の抽出に用いる湯は
カルキや炭酸ガスに無い沸騰させたものが好まし
い。

従来、この種の電気湯沸し器においては、水温
を感知するサーモスタツト等の感熱素子を水の沸
騰点未満の温度（例えば93℃）で作動させて、水
を加熱昇温する加熱体への通電を断つようにして
いるため、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つた。

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、水が沸騰しているにもかかわらず感温
素子が作動せず加熱体への通電が継続されて連続
沸騰という危険な状態を引き起こすものがあるた
め、感温素子の動作温度を前述の通り水温が93℃
程度に到達した時に作動するように設定すること
により前述の危険を回避していた。

従つて、このような電気湯沸し器においては、
充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、これらの欠点の解決手段として、第１
図のブロツク図に示すような沸騰型の電気湯沸し
器が見られる。

その構成を説明すると、水の沸騰点未満の温度
にて作動する感熱素子１と、この感熱素子１の作
動から一定時間経過後、ヒータ３への通電を停止
する遅延装置２を設けることにより、水を確実に
沸騰させた後にヒータ３への通電を停止すること
が可能となる。

しかしながら、この沸騰型の電気湯沸し器にお
いては、感熱素子１の作動から一定時間後にヒー
タ３への通電を停止する構成であるため、湯沸し
水量によつ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
し、また、一旦ヒータ３への通電が停止された
後、しばらくして再び沸騰させたいという時に
は、水をつぎ足して感熱素子１の温度を所定温度
まで下げないことにはヒータ３への通電がなされ
ないため、煩雑であるとともに、つぎ足した水ま
で加熱しなければならないので、使用者にとつて
必要以上の水を沸かすことにもなり、その結果、
余分な電力まで消費するといつた欠点を有してい
た。また、使用者にとつて沸騰した水が必要でな
い場合も、この種の電気湯沸し器は必ず水を沸騰
させてしまうため不都合でもあつた。

発明の目的 本発明はこのような従来の問題点を解消するも
ので、水の沸騰点未満の温度で加熱体への通電を
断つこともでき、また、スイツチを入れるだけで
水を確実に沸騰させることも可能になるととも
に、一旦水が沸騰を完了して加熱体への通電が停
止された後の保温状態においても、単にスイツチ
を入れることにより、水の再沸騰を行なわせるこ
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。

発明の構成 上記目的を達成するために本発明の電気湯沸し
器は、液体を収容する容器の下部に設けられ、前
記液体を加熱する加熱体と、前記容器の上部に設
けられ、液体の蒸気温度を検知する第１の感温素
子と、前記加熱体の近傍に位置して容器に取付け
られた第２の感温素子と、前記第１の感温素子の
温度が所定値に到達した時に検知信号を出力する
第１の検知装置と、作動スイツチにより作動を開
始し、前記第１の検知装置の検知信号により作動
を停止して停止信号を出力する作動装置と、前記
第２の感温素子の温度が所定の第１温度レベルに
到達した時に検知信号を出力する第２の検知装置
と、この第２の検知装置の検知信号が前記作動装
置の非作動時に出力された時、あるいは前記作動
装置の停止信号が出力された時に前記加熱体への
通電を停止する通電装置とを備えたもので、この
構成によれば、第２の感温素子の温度が第１温度
レベルに到達することにより、水の沸騰点未満の
温度で加熱体への通電を断つことができ、また、
作動スイツチを操作することにより第１の感温素
子の温度が所定値に到達した時点で加熱体への通
電を断つことができるため、水を確実に沸騰させ
ることが可能になるものである。

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
詳細に説明する。

第２図及び第３図において、１１は筒状の容器
外胴で、この容器外胴１１は上端開口部に注口１
２を固定し、かつ下端に底板１３を一体に装着し
ている。

１４は注口１２に回動自在に取付けた把手であ
る。１５は注口１２を開閉自在に被覆した上蓋
で、この上蓋１５は背部１５ａを支点として前記
嘴部１５ｂの両側面に設けたロツクつまみ１６に
より開閉自在に構成されている。また上蓋１５の
中央部には、上面開口の円筒部１５ｃを設け、か
つこの円筒部１５ｃ内には上下摺動可能な押し板
１７を備えている。１８は押し板１７の上下摺動
を規制するロツクリングで、このロツクリング１
８は切換レバー１９と係合しており、前記押し板
１７の上下動を選択できるようになつている。

２０は押し板１７の下部に備えたベローズポン
プで、その上端開口部を上板２１に、また下端開
口部を蓋カバー２２にそれぞれ超音波溶着等によ
り固着して密閉している。また、上板２１の中央
部には通気口２１ａを有しており、この通気口２
１ａは前記押し板１７が下動した時、押し板１７
と一体的に係合した蒸気カバー２３の中央に設け
た押しリブ２３ａの下端で作動する可動弁２４に
より閉じられ、かつこの可動弁２３は押し板１７
が上動した時、通気口２１ａを開口するように構
成されている。また、可動弁２４と蓋カバー２２
の内底部２２ａとの間にはベローズポンプ２０の
復帰用コイルばね２５を介在させている。２２ｂ
は前記カバー２２の内底部２２ａの略中央に設け
た噴出口である。また前記ベローズポンプ２０は
前記噴出口２２ｂの下部に取付けた蓋パツキン２
６を介して合成樹脂製の蓋体２７の吐出口２７ａ
と連通させている。

２８は上板２１に設けた通気口２１ａと蒸気カ
バー２３を気密的に連通させる連通パツキンであ
り、前記蒸気カバー２３と上蓋１５に設けた蒸気
孔１５ｄとは連通管２９により接続されている。
３０は容器外胴１１内に装備された有底筒状の容
器で、この容器３０の上端にはフランジ部３０ａ
を有し、かつ容器パツキン３１を介して注口１２
に支持されている。また容器３０の上面に載置さ
れた前記蓋体２７にはその中央部に蒸気を排出す
る吐出口２７ａと転倒流出防止弁３２を内蔵した
弁室３３を有している。また、前記蓋体２７の下
面にはステンレス鋼板等で形成された遮蔽板３４
が螺着により固定され、かつこの遮蔽板３４と前
記蓋体２７とにより隔室Ａが形成されている。

３５は防水パツキンで、この防水パツキン３５
は、容器３０と蓋体２７とを気密に保つている。
３６は弁室３３から容器３０の底部に伸設した昇
水パイプで、この昇水パイプ３６はその上端を容
器３０の外方に伸設させ、かつ、その先端を下方
向に開口した注出口３７ａを有する注出パイプ３
７と弁カバー３８を介して弁室３３において連結
している。３９は遮蔽板３４の底部に設けた略Ｌ
字状の通路を有する通気孔、３４ａは通気孔３９
より小径の排滴孔である。

４０は容器３０の上方部に設けられたポリサル
フオン樹脂製の取付筒で、この取付筒４０はＯリ
ング４１、取付ばね４２及び取付板４３にて容器
３０に水密的に取付けられ、かつ遮蔽板３４に穿
設した透孔３４ｂにより前記隔室Ａと連通状態に
されている。

４４は負の温度係数を有するサーミスタよりな
る第１の感温素子で、この第１の感温素子４４は
弗素樹脂製のチユーブ４５に包含されるととも
に、取付パツキン４６を介して取付カバー４７に
より取付筒４０の先端に水密的に取付けた受感カ
バー４８に感熱的に取付けられ、かつホルダー４
９及び押さえカバー５０にて固定されている。

５１は容器外胴１１に固定された表示枠で、そ
の内部略中央には前記注出口３７ａより出る湯を
器体外へ導く導水管５２が設けられている。５３
は水位ゲージ窓である。５４は容器３０の下部外
周面に巻装したバンド形の加熱装置で、この加熱
装置５４は発熱量の多い加熱体５５と、発熱量の
少ない補助加熱体５６が一体に構成されている。

５７は負の温度係数を有するサーミスタよりな
る第２の感温素子で、この第２の感温素子５７は
弗素樹脂製の絶縁チユーブ５８に包含され、そし
て熱伝導率のよいアルミ製の伝熱部材５９に挿入
され、この伝熱部材５９は加熱装置５４の上部近
傍に位置して容器３０の外周面に固着した取付金
具６０及び押さえばね６１にて容器３０に感熱的
に押圧固定されている。

６２は補助発熱体５６の通電を制御し、かつ水
の温度を約95℃に保つサーマルリードスイツチ、
６３は温度ヒユーズで、これらサーマルリードス
イツチ６２及び温度ヒユーズ６３は押え板６４に
より容器３０の底面に押圧保持されている。

６５は容器３０の底部下方に配設した制御基板
で、この制御基板６５に取付けられる各制御部品
の回路構成について第４図を中心に以下説明す
る。

６６は第１の検知装置で、抵抗６７〜６９及び
オープンコレクタ出力型の第１の比較器７０で構
成され、抵抗６７と前記第１の感温素子４４で直
流電圧V_CCを分割した電圧V_X1を第１の比較器７
０の−入力端子に入力し、同比較器７０の＋入力
端子には第１の感温素子４４の所定温度T_r1（80
〜90℃）に対応した電圧V_r1が抵抗６８，６９に
て直流電圧V_CCを分圧して入力される。

７１は作動装置で、抵抗７２〜７６及びプログ
ラマブル・ユニジヤンクシヨン・トランジスタ
（以下PUTと呼ぶ）で構成され、抵抗７２，７３
にて直流電圧V_ccを略1/2に分圧した電圧をPUT
７７のアノード極に入力するとともに、この分圧
点は前記第１の検知装置６６の第１の比較器７０
の出力端子にも接続されている。抵抗７６の一端
は直流電圧の高圧（V_cc）側に接続され、かつ他
端はPUT７７のゲート極に接続されている。抵
抗７４の一端はPUT７７のカソード極に接続さ
れ、かつ他端は抵抗７５の一端に接続（この接続
点をａ点とする）され、さらに抵抗７５の他端は
GNDに接続されている。

７８は前記作動装置７１の作動を開始させる作
動スイツチで、PUT７７のゲート極とGND間に
接続されている。７９は前記作動装置７１の作動
を任意に停止させる停止スイツチで、PUT７７
のアノード極とGND間に接続されている。

これら作動スイツチ７８及び停止スイツチ７９
は容器外胴１１に取付けられて表示枠５１の下部
外方に臨んでいる。

８０は第２の検知装置で、抵抗８１〜８４及び
オープンコレクタ出力型の第２の比較器８５で構
成され、抵抗８１と前記第２の感温素子５７で直
流電圧V_ccを分圧した電圧V_X2を第２の比較器８
５の−入力端子に入力し、同比較器８５の＋入力
端子には第２の感温素子５７の第１温度レベル
T_r2（水温の約93℃に対応）に対応した電圧V_r2が
V_CCとGND間に直列に接続された抵抗８２〜８４
の抵抗８３と抵抗８４の接続点に接続されて入力
される。

８６は通電装置で、この通電装置８６は抵抗８
７〜８９、リレー９０及び２つのNPN型の第１、
第２トランジスタ９１，９２等で構成され、第１
トランジスタ９１のベースは前記作動装置７１の
抵抗７４，７５の接続点であるａ点に接続され、
エミツタはGNDに、コレクタはリレー９０のコ
イルの一端にそれぞれ接続されており、またリレ
ー９０のコイルの他端はV_CCに接続されている。
第２のトランジスタ９２のベースはV_CCとGND間
に直列に接続された抵抗８７〜８９の抵抗８８と
抵抗８９の接続点に接続されるとともに、前記第
２の検知装置８０の第２の比較器８５の出力端子
にも接続されている。また、第２トランジスタ９
２のエミツタはGNDに、コレクタは第１トラン
ジスタ９１のコレクタにそれぞれ接続されてい
る。

また、リレー９０の常開接点９０ａは加熱体５
５と直列に接続され、この直列接続体は温度ヒユ
ーズ６３を介して電源に接続されている。

９３は第３の検知装置で、この第３の検知装置
９３はオープンコレクタ出力型の第３の比較器９
４と２つのダイオード９５および９６で構成さ
れ、かつ第３の比較器９４の−入力端子は前記第
２の検知装置８０の第２の比較器８５の−入力端
子に接続され、さらに同比較器９４の＋入力端子
には前記第２の感温素子５７の第１温度レベル
T_r2以上の第２温度レベルT_r3（100℃以上の温度）
に対応した電圧V_r3が前記第２の検知装置８０の
抵抗８２と抵抗８３の接続点に接続されて入力さ
れる。また、第３の比較器９４の出力端子はダイ
オード９５および９６を介して作動装置７１の
PUT７７のカソード極および通電装置８６の抵
抗８７と抵抗８８の接続点にそれぞれ接続され
た、いわゆるワイヤード・オア接続となつてい
る。

なお、第３図において、９７は容器外胴１１と
底板１３にて挾持固定された電気接続器、９８は
底板１３の下部開口を閉塞する裏板である。

上記構成においてその動作を第３図〜第５図を
参照して説明する。

まず容器３０内に取付筒４０に達しないように
水を入れた後電源を投入すると、第２の感温素子
５７の温度は低く抵抗値が大きいため電圧V_X2は
低く、従つてV_X2＜V_r2となつているので第２の
比較器８５の出力は“Ｈ”となつて第２のトラン
ジスタ９２がONすることにより、リレー９０の
コイルが励磁されて加熱体５５へ通電がなされ
る。この加熱体５５への通電により容器３０内の
水は加熱されて第５図の実線で示すように水温が
上昇する。一方、水面と遮蔽板３４で形成される
容器空間Ｂ及び隔室Ａの温度は一点鎖線で示すよ
うに、水温よりも遅い温度上昇となる。また、取
付筒４０に設けられた第１の感温素子４４の温度
は隔室Ａを介しているので、更に低い温度上昇で
推移する。

なお、第２の感温素子５７の温度は水温と略同
様の温度上昇となる。

第１の比較器７０の入力電圧はV_X1＜V_r1で、＋
入力端子の電圧の方が高いので同比較器７０の出
力は“Ｈ”となつており、この状態の時に作動ス
イツチ７８を押すと、PUT７７のゲート極は
GNDに接続されるので、PUT７７が導通するこ
とにより第１のトランジスタ９１もONする。

時間経過とともに水温が上昇して約93℃になる
と、V_X2＞V_r2となつて第２の比較器８５の出力
は“Ｌ”となつて第２トランジスタ９２はOFF
するが、第１トランジスタ９１がONを保持して
いるため、リレー９０は励磁され続けて加熱体５
５への通電が継続され、水温はさらに上昇する。

一方、補助加熱体５６への通電は水温が約95℃
になつた時にサーマルリードスイツチ６２の作動
により通電が停止される。

加熱体５５への通電により水温が上昇して約95
℃程度の温度（t₁時点）に達するとやや多くの蒸
気が出始め、容器空間Ｂの温度は水温に近くな
る。しかし、隔室Ａ内には通気孔３９から弱い蒸
気が侵入するのみであり、従つて、この蒸気は吐
出口２７ａより排出し、かつ、遮蔽板３４により
区切られているので、隔室Ａ内の温度は比較的ゆ
るやかに昇温する。もちろん、第１の感温素子４
４は隔室Ａよりさらに低い温度に保持される。

そして、水温が沸点に達する（t₂時点）と、急
激に多量の蒸気が発生して容器空間Ｂに充満する
とともに、通気孔３９から隔室Ａにも充満して急
速に温度を上昇させる。これと同時に隔室Ａと透
孔３４ｂを連通している取付筒４０内にも蒸気が
侵入して第１の感温素子４４を急速に昇温して所
定温度（T_r1℃）を一瞬のうちに越えさせるの
で、V_X1＞V_r1となり、その結果、第１比較器７
０の出力は“Ｌ”となつてPUT７７を非導通と
することにより、第１トランジスタ９１をOFF
させる。この第１トランジスタ９１がOFFする
と、リレー９０の励磁が停止され、常開接点９０
ａが開くことにより加熱体５５への通電が断され
る（t₃時点）。すなわち、水を確実に沸騰させた
後に加熱体５５への通電停止が可能となる。

なお、上記の説明では作動スイツチ７８にて作
動装置７１を作動させ、水を沸騰させる動作を説
明したが、作動スイツチ７８を操作しない時に
は、水温が約93℃となつた時点でV_X2＞V_r2とな
ることにより、第２の比較器８５の出力が“Ｌ”
となつて第２トランジスタ９２がOFFすること
により加熱体５５への通電を断つものである。
（この時第１トランジスタ９１はもちろんOFF状
態を保持している） 加熱体５５への通電が断たれた後、補助加熱体
５６及びサーマルリードスイツチ６２により約95
℃の水温に維持される。このため、多量の蒸気の
発性は無くなり、隔室Ａ及び第１の感温素子４４
の温度は水温以下に下降する。

第１の感温素子４４の温度がT_r1℃以下となる
と、第１の比較器７０の出力は“Ｈ”となるが、
PUT７７のゲート極の電位がV_CCでアノード極の
電位よりもはるかに高いため、PUT７７は非導
通状態を保持し、従つて加熱体５５には通電され
ない。

一方、第１の感温素子４４と温度がT_r1℃以下
となつた時点で、再び作動スイツチ７８を押すと
（t₄時点）、前述の説明と同様にPUT７７が導通
状態となつて、第１トランジスタ９１をONさせ
る。これにより、リレー９０が励磁されて加熱体
５５への通電がなされ、その結果、水が再沸騰し
（t₅時点）、再び多量の蒸気が発生して第１の感温
素子４４を急速に昇温させた後、加熱体５５への
通電が断たれる（t₆時点）。すなわち、保温状態
から水の（再）沸騰が可能となる。

また、前記水温上昇中に停止スイツチ７９を押
すと、PUT７７は強制的に非導通状態となつて
第１トランジスタ９１をOFFさせ、かつ加熱体
５５への通電を断つので、任意に沸騰動作を停止
することが可能となるものである。

また、水が全く無い状態で作動スイツチ７８を
押すと第１の感温素子４４の温度はほとんど上昇
しないので、第１の比較器７０の出力は“Ｈ”状
態を保持し、PUT７７は導通を保持するが、第
２の感温素子５７の温度は急激に上昇してV_X2＞
V_r3となるので、第３の検知装置９３の第３の比
較器９４の出力は、“Ｌ”となり、したがつて第
１トランジスタ９１はOFFし（第２トランジス
タ９２はそれまでにもちろんOFFしている）、加
熱体５５への通電が断たれるので、空焼きによる
器体の損傷等も未然に防ぐことができるので安全
である。

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
湯沸し器は蒸気温度を検知する第１の感温素子で
水の沸騰制御を行なつているので、容器内の液体
が確実に沸騰した後に加熱体への給電を断つこと
ができるとともに、作動装置の作動を任意に開始
させる作動スイツチを設けたことにより、液体の
保温状態からも簡単に再沸騰が可能となる。ま
た、加熱体の近傍に位置して容器に第２の感温素
子を設けたため、液体の沸騰点未満の温度でも加
熱体への給電が断つことができるため、その使い
勝手は非常によくなるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の沸騰型の電気湯沸し器を示すシ
ステムブロツク図、第２図は本発明の一実施例を
示す電気湯沸し器の斜視図、第３図は同電気湯沸
し器の縦断面図、第４図は同電気湯沸し器の電気
回路図、第５図は同電気湯沸し器の各部の温度−
時間特性図である。 ３０……容器、４４……第１の感温素子、５５
……加熱体、５７……第２の感温素子、６６……
第１の検知装置、７１……作動装置、７８……作
動スイツチ、８０……第２の検知装置、８６……
通電装置、９３……第３の検知装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 液体を収容する容器と、この容器の下部に設
   けられ、前記液体を加熱する加熱体と、前記容器
   の上部に設けられ、液体の蒸気温度を検知する第
   １の感温素子と、前記加熱体の近傍に位置して容
   器に取付けられた第２の感温素子と、前記第１の
   感温素子の温度が所定値に到達した時に検知信号
   を出力する第１の検知装置と、作動スイツチと、
   この作動スイツチにより作動を開始し、かつ前記
   第１の検知装置の検知信号により作動を停止して
   停止信号を出力する作動装置と、前記第２の感温
   素子の温度が所定の第１温度レベルに到達した時
   に検知信号を出力する第２の検知装置と、この第
   ２の検知装置の検知信号が前記作動装置の非作動
   時に出力された時、あるいは前記作動装置の停止
   信号が出力された時に作動を停止して前記加熱体
   への通電を停止する通電装置とを備えた電気湯沸
   し器。