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発明の名称 電気湯沸かし器
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−330(P2007−330A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−183138(P2005−183138)
出願日 平成17年6月23日(2005.6.23)
代理人 【識別番号】100097445
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄
発明者 和田 尚
要約 課題
電源ブレーカ動作を回避しつつ湯沸かし時間を限りなく短縮する電気湯沸かし器を提供することを目的とする。

解決手段
自動加熱制御手段12による加熱開始後、所定時間は連続通電により加熱をし、所定時間経過後は回避制御手段14により通電率を制御して加熱するとともに、電圧変動検知手段10の検知結果に応じて回避制御手段14による通電率を制御するようにしたものである。これによって、使用者が他機器との併用使用を意識する必要もなくなり、電源ブレーカ動作を回避しつつ湯沸かし時間を限りなく短縮することができ、より効率的な湯沸かしができ、使い勝手が良くなる。
特許請求の範囲
【請求項1】
少なくとも第1の所定温度と第1の所定温度よりも低い第2の所定温度との2通りの制御温度を有し、使用者の使用パターンを学習し、学習した結果に基づいて2通りの制御温度の中から1つを選択し、選択された制御温度に基づき加熱手段を通電制御する保温制御部と、第2の所定温度で温調制御時に液体の追加を検知する液体追加検知手段と、前記液体追加検知手段より入力する信号に基づき、液体の追加が検知されたならば、第2の所定温度から第1の所定温度での温調制御に切り替わった時に、液体を加熱手段により加熱する自動加熱制御手段と、加熱手段への通電率を制御する回避制御手段と、加熱手段により加熱中の電圧変動を検知する電圧変動検知手段とを備え、前記自動加熱制御手段による加熱開始後、所定時間は連続通電により加熱をし、所定時間経過後は回避制御手段により通電率を制御して加熱するとともに、電圧変動検知手段の検知結果に応じて回避制御手段による通電率を制御する電気湯沸かし器。
【請求項2】
電圧変動検知手段の検知結果に応じて回避制御手段による通電率を制御中であることを表示するようにした請求項1に記載の電気湯沸かし器。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、使用者の使用状況を学習し、学習した結果に基づき、お湯の温調制御を自動的に行う電気湯沸かし器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の電気湯沸かし器は、使用者の使用実態を学習し、学習データに基づき、使用時間帯は使用者の所望する湯温維持動作を、不使用時間帯はお湯への加熱動作を停止もしくは抑制している(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
この電気湯沸かし器によれば、不使用時間帯はお湯への加熱動作を自動的に停止もしくは抑制しているので、手間なく且つ精度良く省エネ自動運転ができるものである。
【特許文献1】特開2003−284644号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、前記従来の構成では、不使用時間帯から使用時間帯へ移行するときの液体の加熱中は、電源ブレーカ動作を回避するために、常時、固定されたオンオフデューティー制御により通電を行っている。このため、電源ブレーカ動作の回避が不要なときは加熱時間が長くなってしまい、使い勝手が良くなかった。
【0005】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、オンオフデューティー通電中は通電比率を電源ブレーカが動作しない最大比率に自動で更新設定することで、電源ブレーカ動作を回避しつつ湯沸かし時間を限りなく短縮する電気湯沸かし器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電気湯沸かし器は、自動加熱制御手段による加熱開始後、所定時間は連続通電により加熱をし、所定時間経過後は回避制御手段により通電率を制御して加熱するとともに、電圧変動検知手段の検知結果に応じて回避制御手段による通電率を制御するようにしたものである。
【0007】
これによって、使用者が他機器との併用使用を意識する必要もなくなり、電源ブレーカ動作を回避しつつ湯沸かし時間を限りなく短縮することができ、より効率的な湯沸かしができ、使い勝手が良くなる。
【発明の効果】
【0008】
本発明の電気湯沸かし器は、電源ブレーカ動作を回避しつつ湯沸かし時間を限りなく短縮することで、より効率的な湯沸かしができ、使い勝手が良くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
第1の発明は、少なくとも第1の所定温度と第1の所定温度よりも低い第2の所定温度との2通りの制御温度を有し、使用者の使用パターンを学習し、学習した結果に基づいて2通りの制御温度の中から1つを選択し、選択された制御温度に基づき加熱手段を通電制御する保温制御部と、第2の所定温度で温調制御時に液体の追加を検知する液体追加検知手段と、前記液体追加検知手段より入力する信号に基づき、液体の追加が検知されたならば、第2の所定温度から第1の所定温度での温調制御に切り替わった時に、液体を加熱手段により加熱する自動加熱制御手段と、加熱手段への通電率を制御する回避制御手段と、加熱手段により加熱中の電圧変動を検知する電圧変動検知手段とを備え、前記自動加熱制御手段による加熱開始後、所定時間は連続通電により加熱をし、所定時間経過後は回避制御手段により通電率を制御して加熱するとともに、電圧変動検知手段の検知結果に応じて回避制御手段による通電率を制御する電気湯沸かし器とすることにより、使用者が他機器との併用使用を意識する必要もなくなり、電源ブレーカ動作を回避しつつ湯沸かし時間を限りなく短縮することができ、より効率的な湯沸かしができ、使い勝手が良くなる。
【0010】
第2の発明は、特に、第1の発明において、電圧変動検知手段の検知結果に応じて回避制御手段による通電率を制御中であることを表示するようにしたことにより、電圧変動の検知結果に応じて通電率を制御する加熱中であるか否かを判断することができ、運転状況を使用者に容易に知らしめる効果が得られる。
【0011】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【0012】
(実施の形態1)
図は、本発明の実施の形態1における電気湯沸かし器を示す。
【0013】
図1において、1は電気湯沸かし器本体、2は加熱する液体を収容する容器、3は容器2に取り付けて容器2内の液体の温度を検知する温度検知手段、4は容器2内の湯をポンプにより排出する排出手段、5は925W、75Wの2つののヒータからなる加熱手段、6は加熱手段5と排出手段4からの入力により容器2内の湯の使用実態を検出する使用検出手段、7は使用検出手段6からの出力を所定周期(本実施の形態では20分周期)で入力し、複数の記憶エリアに順次蓄積していく記憶手段、8は保温モードと沸騰モードの2つのモードを有して、保温モードでは、少なくとも第1の所定温度(本実施の形態では使用者による設定温度である98℃)と第2の所定温度(本実施の形態では60℃)の2通りの保温温度を備えた保温制御部で、記憶手段7からの入力に基づき前記2通りの保温温度の中から1つを選択し、温度検知手段3からの入力および選択された保温温度との関係に基づき、加熱手段5の75Wヒータをオンオフさせて温調制御し、保温モード中に温度検知手段3からの入力に基づき、容器2内の水が(選択された保温温度−5℃)よりも低くなると沸騰モードに移行して加熱手段5の925Wヒータをオンし、沸騰検知すると保温モードへ移行する。
【0014】
9は保温制御部8が容器2内の液体を60℃で保温制御中に60℃を下回らない水の追加(本実施の形態では湯温が5℃低下する時間が10秒未満)があったか否かを検知する液体追加検知手段、10は加熱手段5による加熱中の電圧変動を検知する電圧変動検知手段、11は加熱手段5の925Wヒータをオンさせる沸騰設定入力手段、12は液体追加検知手段9より入力する信号に基づき、液体追加が検知された場合、第2の所定温度から第1の所定温度での温調制御に移行して液体を加熱手段5により加熱する自動加熱制御手段で、具体的には、保温制御部8が60℃から98℃の保温制御に移行するときに、液体追加検知手段9からの入力により、60℃の保温制御中に水の追加が検知された場合、おまかせ沸騰モードに移行し、加熱手段5の925Wヒータにより容器2内の湯を沸騰まで加熱する。
【0015】
13は保温制御部8が60℃から98℃の保温制御に移行するときに、液体追加検知手段9からの入力により、60℃の保温制御中に水の追加が検知されなければ、加熱手段5の925Wヒータにより容器2内の湯を第3の所定温度(本実施の形態では水量に関わらず使用者による設定温度である98℃+1℃の99℃)まで加熱する機能を自動加熱制御手段12の機能に追加した追加未検知加熱手段、14は電圧変動検知手段10、または自動加熱制御手段12、追加未検知加熱手段13からの入力により加熱手段5の925Wヒータへの通電率(本実施の形態では15秒オン15秒オフ)を制御する回避制御手段である。この回避制御手段14による通電率は、前記電圧変動検知手段10の検知結果に応じて制御されるようになっている。
【0016】
以上のように構成された電気湯沸かし器の動作を図2に基づき更に詳細に説明する。
【0017】
図2は、使用検出手段6と保温制御部8と液体追加検知手段9と自動加熱制御手段12の制御内容を説明するフローチャートである。
【0018】
図に示すように、電気湯沸かし器に電源がオンされると、モードの分岐により(STEP1)、保温モード(STEP2)または沸騰モード(STEP4)またはおまかせ沸騰モード(STEP3)に移行し、各モードにおいて、使用検出手段6は、容器2内の湯の使用実態検出を行い、排出手段4による排出の有無および沸騰設定入力手段11による沸騰操作の有無を示す使用状況を、20分を単位時間として(STEP9、STEP11)記憶手段7の該当エリアに書き込んでいく(STEP10、STEP12)。但し、使用状況の書き込み方法は、20分を単位時間としてエリア1からエリア72まで、排出時刻と沸騰操作時刻を含む単位時間帯とその前後の単位時間帯を使用時間とし、それ以外の単位時間帯を不使用時間として分けて記憶していくものとする。そして、保温制御部8は、リセット解除後24時間が経過するまでは(STEP13)98℃保温(STEP25)、つまり、98℃保温温度により容器2内の湯を温調し、98℃自動沸騰温度に基づき(STEP26)、保温モード(STEP27)を維持、あるいは沸騰モード(STEP28)へ移行させる。リセット解除後24時間が経過すれば(STEP13)、保温制御部8は、前日までの該当エリアの蓄積使用結果を記憶手段7から読み出し(STEP14)、該当時間帯の使用実態に応じて(STEP15)、不使用時間帯なら60℃保温(STEP16)、使用時間帯で前回の時間帯が60℃保温でないならば(STEP21)、98℃保温制御(STEP25)を行う。
【0019】
ところで、保温制御部8が60℃保温中(STEP16)は、液体追加検知手段9は容器2内への水の追加の有無検知を実施(STEP17)し、水の追加が検知され、水温が60℃保温温度より5℃低い、60℃自動沸騰温度を下回ったなら(STEP18)、沸騰モードへ移行(STEP20)するように保温制御部8へ信号を出力し、60℃自動沸騰温度を下回らなければ(STEP18)、60℃保温中水追加フラグをセットし(STEP19)、自動加熱制御手段12に信号を出力する。そして、自動加熱制御手段12は、保温制御部8にて該当時間帯の使用実態が使用(STEP15)かつ前回の時間帯が60℃保温(STEP21)であることを検知すると、液体追加検知手段9からの入力に基づき、60℃保温中に水の追加があった(STEP22)と検知すると、60℃保温中水追加フラグをクリア(STEP23)するように液体追加検知手段9に信号を出力した後、おまかせ沸騰モードへ移行(STEP24)するときに、沸騰検知するまでは保温制御部8を動作停止させ、60℃保温中に水の追加が検知されていなければ(STEP22)、98℃保温へ移行する(STEP27)ように保温制御部8に信号を出力する。
【0020】
そして、自動加熱制御手段12はおまかせ沸騰モード(STEP3)では、加熱手段5の925Wヒータをオンして、容器2内の湯が沸騰するまで加熱し、沸騰検知すると(STEP5)、保温モードへ移行する(STEP6)よう保温制御部8に信号を出力して動作開始させる。また、保温制御部8は沸騰モード(STEP4)に移行したときは、加熱手段5の925Wヒータをオンして容器2内の水が沸騰するまで加熱し、沸騰検知すると(STEP7)、保温モードへ移行する(STEP8)。
【0021】
さらに、STEP24、STEP27におけるヒータへの通電制御について、図3に基づいて更に詳細に説明する。
【0022】
図3は、自動加熱制御手段12と追加未検知加熱手段13と回避制御手段14の関係を示すフローチャートである。
【0023】
保温制御部8が不使用時間帯から使用時間帯、つまり、60℃保温から98℃保温の温調制御に移行するときに、追加未検知加熱手段13が液体追加検知手段9、電圧変動検知手段10から入力する信号により、60℃保温中に60℃を下回らない程度の水の追加を検知しなかった場合に移行する、おまかせ温調モードにて、加熱手段5の925Wヒータをオンし容器2内の湯を99℃まで加熱、あるいは、60℃保温中に60℃を下回らない程度の水の追加を検知した場合に移行する、おまかせ沸騰モードにて、加熱手段5の925Wヒータをオンし容器2内の湯を沸騰するまで加熱したときに、回避制御手段14が15秒オン15秒オフの断続通電(STEP60、STEP61、STEP62)によりリレーをOFF(STEP63)あるいはON(STEP64)し、モードの分岐(STEP65)で、おまかせ沸騰モード(STEP66)なら沸騰検知するまで加熱し(STEP68)、おまかせ温調モード(STEP67)なら水温が99℃になるまで加熱し(STEP69)、それぞれ加熱が終了したなら保温モードへ移行するよう保温制御部8へ信号を出力する。
【0024】
なお、本実施の形態では水量に関わらず99℃まで加熱するとしたが、水量検知を行うことにより、水量に応じて99℃、98℃などといったように水量検知結果により加熱終了温度を変更させてもよい。
【0025】
また、連続通電時間を1分30秒としたが、電源ブレーカの電気特性、ヒータのワットの大きさによっては2分、3分など、任意の連続通電時間にしても良い。
【0026】
また、通電比率を15秒オン15秒オフとしたが、他機器との併用使用状況、リレーの接点寿命、電源ブレーカの電気特性などによっては10秒オン10秒オフ、30秒オン15秒オフなど、任意の通電比率にしても良い。
【0027】
なお、本実施の形態では第1の所定温度を98℃としたが、90℃、85℃など、別の温度の場合もあり、このときの第2の所定温度は60℃またはそれ以下でもよく、機器の構成などによってこの温度は変わる。また、第1の所定温度を98℃と単一としたが、98℃、85℃、70℃、同様に第2の所定温度も60℃としたが、85℃、70℃、60℃、55℃といったように複数個備えて、使用者により選択可能とすることもできる。また、第1の所定温度が複数個あるならば、それぞれの設定温度に応じておまかせ温調終了温度を設定してもよい。
【0028】
また、学習記憶内容は2週間分を蓄積して行うため、過去に使用時間と場合分けされていた単位時間帯でも、2週間不使用となれば、不使用時間に変更される。
【0029】
また、マイコンの格納エリアの空き状況によっては、本実施の形態では20分単位でエリア数を72としたが、10分単位でエリア数を144とすることで24時間の使用実態を格納するなど、任意の数としても良い。
【0030】
また、本実施の形態では60℃保温中に60℃を下回らない程度の水の追加を検知していたならば、60℃から98℃保温の温調制御に移行するときに容器2内の湯を沸騰まで加熱するとしたが、水の追加を検知したなら即沸騰まで加熱し、60℃から98℃保温の温調制御に移行するときは加熱するのみで沸騰はさせないとしてもよい。
【0031】
また、本実施の形態では充電池などのバックアップ電池などを用いた場合については特に述べていないが、もし、バックアップ時も継続して使用検出手段6により容器2内の湯の使用実態検出を行い、記憶手段7により学習記憶内容を記憶できるなら、バックアップ中も使用実態の記憶を継続して行うこともできる。
【0032】
また、水追加検知のしきい値として、本実施の形態では湯温が5℃低下する時間が10秒未満としたが、容器2の材質、大きさなどによってはこのしきい値は変わる。したがって、この場合はその容器に適したしきい値に設定すれば良い。
【0033】
また、本実施の形態では水量によらず、水追加検知のしきい値は1つであるが、マイコンの容量に余裕があるのなら、水量によって複数個のしきい値をもたせても良い。
【0034】
以上のような構成により、使用者の使用実態に基づいた生活パターン、あるいは、使用者の所望する使用パターンに合わせた保温制御を行うもので、不使用時間帯から使用時間帯に移行し容器2内の湯を加熱するときに、電源ブレーカの動作を自動的に回避しつつ、湯沸かし時間を限りなく短縮することができ、使い勝手を良くすることができる。
【0035】
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2における電気湯沸かし器について説明する。なお、本実施の形態に示す電気湯沸かし器の主要構成は実施の形態1と同じであるためその説明は省略する。
【0036】
本実施の形態において、実施の形態1と異なる点は、60℃保温から98℃保温の温調制御に移行するときに、電圧変動検知手段10からの入力による回避制御手段14で加熱手段5により容器2内の湯が加熱中であることを表示(本実施の形態ではLED)するようにしたことである。すなわち、図1において、加熱表示手段15を新たに設けたことである。
【0037】
本実施の形態においては、不使用時間帯から使用時間帯、つまり、60℃保温から98℃保温の温調制御に移行するとき、電圧変動検知手段10、または自動加熱制御手段12、追加未検知加熱手段13からの入力により、加熱手段5により容器2内の湯を加熱していることを加熱表示手段15に信号を入力することにより電源ブレーカの動作を自動的に回避しつつ加熱中であることを表示するものである。なお、本実施の形態では表示をLEDとしたがLCD、音声、あるいはこれらの組み合わせなどでも良い。
【0038】
また、沸騰が必要なときも不要なときも同一LEDにて表示しても良いが、それぞれ別々のLEDにて表示するようにしても良い。
【0039】
以上のような構成により、不使用時間帯での低温保温温度から高温保温設定に移行するときに電源ブレーカの動作を自動的に回避しつつ加熱中であるか否かを判断することができ、過電流使用を防止する効果が得られ、また、運転状況を使用者に容易に知らしめることができる。
【産業上の利用可能性】
【0040】
以上のように、本発明にかかる電気湯沸かし器は、電源ブレーカ動作を回避しつつ湯沸かし時間を限りなく短縮することで、より効率的な湯沸かしができ、使い勝手が良くなるので、ビルトインタイプの給湯器などを含む多くの家庭電化製品など、待機電力量といった省エネ力が要求されるものなどにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】本発明の実施の形態1、2における電気湯沸かし器のブロック図
【図2】同電気湯沸かし器における使用検出手段と保温制御部と自動加熱制御手段の制御内容を説明するフローチャート
【図3】同電気湯沸かし器における保温制御部と回避制御手段の制御内容を説明するフローチャート
【符号の説明】
【0042】
3 温度検知手段
4 排出手段
5 加熱手段
6 使用検出手段
7 記憶手段
8 保温制御部
9 液体追加検知手段
10 電圧変動検知手段
11 沸騰設定入力手段
12 自動加熱制御手段
13 追加未検知加熱手段
14 回避制御手段
15 加熱表示手段




 

 


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