JPS642368B2 - - Google Patents

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
カルキや炭酸ガスの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ため、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。

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、水量変動等による水の沸騰時間の変動が少
ない高精度の沸騰機能を持つとともに、一旦、水
が沸騰して湯沸しが完了し、加熱体への通電が停
止された後においても、単にスイツチを入れるこ
とによつて、水の再沸騰を行うことができる電気
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、前記第２の感温素子の温度が
所定の第１温度レベル以下の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
知信号あるいは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、こ
の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、この構成により、第２感温素子が低く（第１
温度レベル以下）なつた時には、加熱体への通電
を行ない、水を必ず、かつ確実に沸騰させた後に
第１の感温素子が蒸気にて所定値に到達して加熱
体への通電を断つとともに、加熱体への通電が断
たれた後の保温状態においても、作動スイツチを
投入することにより再び加熱体への通電を行なつ
て液体の再沸騰を可能にするものである。

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
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１
７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１８
は切換レバー１９と係合しており、前記押し板１
７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。３
６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３７
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
弗素樹脂製の絶縁チユーブ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
４９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は押さえ板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７
４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85℃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はリレー
８７及びNPN型のトランジスタ８８等で構成さ
れ、トランジスタ８８のベースは前記作動装置７
１のａ点に、エミツタはGNDに、コレクタはリ
レー８７のコイルの一端にそれぞれ接続されてお
り、前記リレー８７のコイルの他端はV_ccに接続
されている。また、リレー８７の常開接点８７ａ
は加熱体５５と直列に接続され、かつこの直列接
続体は温度ヒユーズ６３を介して電流に接続され
ている。

８９は第３の検知装置であるオープンコレクタ
出力型の第３の比較器で、その−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、かつ＋入力端子は前記第２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が抵抗８
２と抵抗８３の接続点にそれぞれ接続されて入力
される。また、第３の比較器８９の出力端子は前
記作動装置７１のPUT７７のカソード極に接続
されている。

なお、第３図において、９０は容器外胴１１と
底板１３にて挾持固定された電気接続器、９１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の温度は低くその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“Ｌ”となつている。
一方、第１の感温素子４４の温度も低いため、
V_x1＜V_r1となり、その結果、第１の比較器７０
の出力は“Ｈ”となる。これにより、PUT７７
が導通し、かつトランジスタ８８がONしてリレ
ー８７のコイルを励磁することにより常開接点８
７ａが閉じて加熱体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−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４
０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。

一方、第２の感温素子５７の温度は水温と略同
様の温度上昇で推移する。

時間経過とともに水温が上昇して約85℃になる
と、V_x2＞V_r2となつて第２の比較器８５の出力
は“Ｈ”になるが、この時点ではV_x1＜V_r1であ
るので、第１の比較器の出力は“Ｈ”であるた
め、PUT７７は導通状態を保持しており、従つ
て加熱体５５への通電が継続され水温はさらに上
昇する。

なお、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４４
は隔室Ａよりさらに低い温度に保たれる。

そして、水温が沸騰に達する（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の比較器
７０の出力は“Ｌ”となつてPUT７７を非導通
とすることにより、トランジスタ８８をOFFさ
せる。そしてトランジスタ８８がOFFすると、
リレー８７の励磁が停止され、かつ常開接点８７
ａが開くことにより加熱体５５への通電が断たれ
る（t₃時点）。

すなわち、水を確実に沸騰させた後に加熱体５
５への通電停止が可能となる。また、第１の感温
素子４４は多量の蒸気にて急速に昇温して一瞬の
うちに所定温度を越えるから、水量変動等による
沸騰時間の変動は極めて小さくなる。

加熱体５５への通電が断たれた後は補助加熱体
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
発生は無くなり、隔室Ａ及び第１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℃以下になる
と第１の比較器７０の出力は“Ｈ”となるが、第
２の比較器８５の出力は水温が約95℃あるために
“Ｈ”を保持し、その結果、PUT７７のゲート極
の電位は抵抗７６によつてV_ccに保たれるため、
PUT７７は非導通状態を保持することになり、
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の温度がT_r1℃以下
になつた時点で作動スイツチ７８を押す（t₄時
点）と、PUT７７のゲート極はGNDに強制的に
接続されて電位がＯとなるためにPUT７７は導
通状態となつて、トランジスタ８８をONさせ、
リレー８７が励磁されて加熱体５５へ再び通電さ
れて水が再沸騰し（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作動スイツ
チ７８を押すだけで簡単に行なうことができる。

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トラン
ジスタ８８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
可能である。

また、保温状態（水温約95℃）にて、容器３０
内に低温の水を追加して水温を85℃以下にする
と、V_x2＜V_r1となつて第２の比較器８５の出力
が“Ｌ”となり、これにより、PUT７７を再び
導通状態にして、加熱体５５への通電が再開され
ることになる。この場合、水が沸騰した後に加熱
体５５への通電が断たれるのはこれまでの説明で
明らかである。

一方、水が全くない状態で通電すると、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、
その結果、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となるため、第３の検知装置である第３の比
較器８９の出力は“Ｌ”となり、かつトランジス
タ８８はOFFし、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が未然に防げ、
きわめて安全となるものである。

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、水量変動等による沸騰時間の
変動が極めて少ない高精度の制御が可能となる。
また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。

さらには、第２の感温素子により液体が低水温
の場合には自動的に水を沸騰させることができる
ため、非常に使い勝手が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、８９……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、前記第２の感温素
   子の温度が所定の第１温度レベル以下の時に検知
   信号を出力する第２の検知装置と、作動スイツチ
   と、この作動スイツチあるいは前記第２の検知装
   置の検知信号により作動を開始し、かつ第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、この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電気湯沸し器。