給湯装置
【課題】ホット飲料の販売に適した高温の湯を連続して吐出することができ、かつ、異常加熱を防止することができる給湯装置を提供する。
【解決手段】給湯装置２０は、温水タンク２１と制御部３４とから構成され、供給された飲用水で温度が低下した湯を急速加熱して高温の湯とする消費電力の大きいメインヒータ２７と、メインヒータ２７よりも消費電力の小さいサブヒータ２８と、メインヒータ２７またはサブヒータ２８の通電制御に用いる温度を検知する温度センサ２９、３０を設けている。
【解決手段】給湯装置２０は、温水タンク２１と制御部３４とから構成され、供給された飲用水で温度が低下した湯を急速加熱して高温の湯とする消費電力の大きいメインヒータ２７と、メインヒータ２７よりも消費電力の小さいサブヒータ２８と、メインヒータ２７またはサブヒータ２８の通電制御に用いる温度を検知する温度センサ２９、３０を設けている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲用水を加熱した高温の湯を貯留し、この高温の湯でホット飲料を調理して販売に供するカップ式自動販売機や給茶機などに備えられる給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カップ式自動販売機や給茶機などに備えられる給湯装置が知られている。例えば、特許文献１の図２には、焙煎されたコーヒー豆を貯蔵するコーヒー豆キャニスタ、コーヒー豆キャニスタから供給されたコーヒー豆を粉砕刃で所定の粒度に粉砕して粉末状のコーヒー豆（以下「コーヒー挽き豆」という）とするミル、ミルから供給されたコーヒー挽き豆と温水タンクの湯弁を開いて湯管路を介して供給された高温の湯との混合液をペーパーフィルタで濾過してコーヒー成分を含むコーヒー液を抽出するコーヒーブリュア、砂糖やクリームなどを貯蔵する粉末原料キャニスタ、コーヒーブリュアで抽出されたコーヒー液に粉末原料キャニスタから供給された砂糖やクリームを混合してコーヒー飲料とするミキシングボウルなどを備えるカップ式自動販売機の概略構成が開示されている。
【０００３】
例えば、図８に示すように、コーヒーブリュアやミキシングボウルに高温の湯を供給する給湯装置６０を構成する温水タンク６１は、タンク本体６２、飲用水の給水口２３、湯吐出口２４、湯弁２５、湯量の変化に連動して昇降するフロート３１、フロート３１の昇降に連動して動作する高水位スイッチ３２、低水位スイッチ３３、タンク本体６２の底部６２ａ近傍に配設されたメインヒータ６３（例えば、消費電力１０００Ｗ）とサブヒータ６４（例えば、消費電力５００Ｗ）の２本の電気ヒータ、湯吐出口２４水位近傍に配設され、カップ式自動販売機の前扉に設けられた湯温度表示部（図示せず）に表示する湯の温度や飲料売り切れ表示制御用の湯の温度を検知する温度センサ６５と、給水口２３上部に配設されたメインヒータ６３またはサブヒータ６４に通電させるヒータ通電制御用の湯の温度を検知する温度センサ６６との２個の温度センサから構成されている。
【０００４】
そして、ホット飲料の販売時に湯弁２５を開き、湯吐出口２４から湯を吐出すると、この吐出した湯量に対応する飲用水（冷水）が温水タンク６１に供給されるが、この飲用水の供給は温水タンク６１の底部６２ａに放水することが一般的に行われている。これは、水は湯よりも比重が大きいことで、温水タンク６１の底部６２ａに放水された飲用水はそのまま底部６２ａに留まるので、ホット飲料の販売時に温水タンク６１の湯吐出口２４から吐出した湯量に相当する飲用水が温水タンク６１に供給されても、湯吐出口２４周辺に貯留されている湯の温度が急激に低下することを防ぐためである。
【０００５】
また、カップ式自動販売機には、飲用水をメインヒータ６３またはサブヒータ６４で加熱してホット飲料調理用の高温の湯を貯留する温水タンク６１のほかに、コールド飲料の調理に使用される氷を製造して貯蔵する製氷機やシロップを冷却する冷却水槽に冷却用冷媒を供給する冷却装置（例えば、消費電力５００Ｗ）や、前扉に展示されているフレーバーカード（販売商品表示カード）を背面から照明する蛍光灯などを備えているため、温水タンク６１に貯留している湯を加熱して保温することに常時使用できる電源容量は５００Ｗ程度しかない。
【０００６】
このため、電源容量に限りがあるカップ式自動販売機（例えば、１００Ｖ、１５Ａ）では、メインヒータ６３とサブヒータ６４の２本の電気ヒータを設け、ホット飲料連続販売時の温水タンク６１に大量に供給された飲用水で温度の下がった湯を急速加熱するためには、製氷機や冷却水槽に冷却用冷媒を供給する冷却装置の運転を停止させてメインヒータ６３に通電する排他的制御が行われている。
【０００７】
さらに、カップ式自動販売機では、ホット飲料の調理に使用する湯の温度が低下すると販売する飲料の品質（味や香）を保てなくなるため、温水タンク６１に設けた温度センサ６６で湯の温度を検知して温度信号を制御部６７に出力し、制御部６７は温度センサ６６が出力する温度信号に基づいてサブヒータ６４に通電して湯の温度を所定温度（例えば、９５℃〜９７℃）に常時保持し、温水タンク６１からコーヒーブリュアやミキシングボウルに供給する湯を高温に保つようにしている。
【０００８】
そして、カップ式自動販売機のホット飲料の選択ボタンが押され、湯弁２５が開かれて温水タンク６１に貯留されている高温の湯が湯吐出口２４から吐出されると、フロート３１の降下に連動して動作する低水位スイッチ３３が制御部６７に低水位信号を出力する。制御部６７は低水位スイッチ３３から低水位信号を受けると飲用水弁１４を開き、飲用水が給水口２３からタンク本体６２の底部６２ａに放水される態様で供給される。
【０００９】
温水タンク６１のタンク本体６２の底部６２ａに飲用水が供給されて湯の温度が低下すると、制御部６７は温度センサ６６が検知する湯の温度に基づいてサブヒータ６４に通電して供給された飲用水で温度の下がった湯を加熱して保温し、ホット飲料が連続して販売されて飲用水が大量に供給され、温度センサ６６が検知する湯の温度がさらに低下すると製氷機や冷却水槽に冷却用冷媒を供給する冷却装置の運転を停止させてメインヒータ６３に通電して供給された飲用水で温度の下がった湯を急速加熱し、温度センサ６６が上限温度設定値（例えば、９７℃）を検知するまで加熱昇温させる。
【００１０】
このように、ホット飲料の選択ボタンが押されてホット飲料調理信号により湯弁２５が開かれると、温水タンク６１に貯留されている高温の湯が湯吐出口２４から吐出して湯管路２６を介してコーヒーブリュアやミキシングボウルに供給されてホット飲料の調理に使用され、温水タンク６１に供給された飲用水で温度の下がった湯はサブヒータ６４で加熱されて貯留される。
【００１１】
また、ホット飲料の連続販売が行われ、温水タンク６１の湯吐出口２４から吐出した湯量に対応する大量の飲用水が温水タンク６１の底部６２ａに連続して放水されて供給されると、供給された大量の飲用水で湯の温度がさらに下がり、温度センサ６６が検知している温度信号に基づいて制御部６７が製氷機や冷却水槽に冷却用冷媒を供給する冷却装置の運転を停止させ、メインヒータ６３に通電して温度の下がった湯を急速加熱する排他的制御が行われる。
【００１２】
また、図９に示すように、消費電力５００Ｗの電気ヒータ７３、７４を上下に２本、そして、電気ヒータ７３の通電制御用の温度センサ７５を湯吐出口２４水位近傍に、電気ヒータ７４の通電制御用の温度センサ７６を給水口２３上部に配設した温水タンク７１で構成する給湯装置７０も用いられている。
【００１３】
そして、カップ式自動販売機のホット飲料の選択ボタンが押され、湯弁２５が開かれて温水タンク７１に貯留されている高温の湯が湯吐出口２４から吐出されると、フロート３１の降下に連動して動作する低水位スイッチ３３が制御部７７に低水位信号を出力する。制御部７７は低水位スイッチ３３から低水位信号を受けると飲用水弁１４を開き、飲用水が給水口２３からタンク本体７２の底部７２ａに放水される態様で供給される。
【００１４】
底部７２ａに飲用水が供給されると、温度センサ７６が検知する湯の温度に基づいて電気ヒータ７４に通電して供給された飲用水で温度の下がった湯を加熱して保温し、ホット飲料が連続して販売されて飲用水が大量に供給され、温度センサ７５が検知する湯の温度も低下すると製氷機や冷却水槽に冷却用冷媒を供給する冷却装置の運転を停止させて電気ヒータ７３、７４に通電する排他的制御で大量に供給された飲用水で温度の下がった湯を急速加熱し、温度センサ７５、７６が上限温度設定値（例えば、９７℃）を検知するまで加熱昇温させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平８−３１５２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、温水タンク６１のタンク本体６２の天板６２ｂには、フロート３１の昇降に連動して動作する高水位スイッチ３２、低水位スイッチ３３やメインヒータ６３、サブヒータ６４の通電端子が設けられ、側板６２ｃの上部には湯弁２５が取り付けられる湯吐出口２４が設けられている。そのため、天板６２ｂや側板６２ｃの上部には断熱材を貼り付けて断熱することが困難であり、断熱材を貼り付けることで周囲を覆って断熱することが容易な側板６２ｃの中部や下部、底板６２ｄよりも放熱量が大きくなり、温度センサ６５周囲の湯の温度が所定温度（例えば、９５℃〜９７℃）より下がっても温度センサ６６周囲の湯の温度が所定温度（例えば、９５℃〜９７℃）に保持されている場合がある。このような場合、メインヒータ６３およびサブヒータ６４に対する通電制御は温度センサ６６が検知している湯の温度に基づいて行われるため、メインヒータ６３またはサブヒータ６４への通電が行われなくなり、ホット飲料の調理に使用する湯の温度が低下して販売する飲料の品質（味や香）を保てなくなる虞がある。また、連続販売可能杯数も少なくなる。
【００１７】
また、温水タンク７１では、電気ヒータ７３の通電制御は温度センサ７５が検知している湯の温度に基づいて行われ、電気ヒータ７４の通電制御は温度センサ７６が検知している湯の温度に基づいて行われているため、温度センサ７５が湯の沸騰する温度（例えば、１００℃）を検知していても、温度センサ７６が検知している湯の温度が所定温度（例えば、９５℃〜９７℃）より低い場合、電気ヒータ７４に対する通電が継続され、湯が加熱され続けるという不都合がある。
【００１８】
さらに、電気ヒータ７３、温度センサ７５、または電気ヒータ７４、温度センサ７６の何れかが故障などの不具合を起こした場合にも、通電が継続されて湯が加熱され続け、沸騰や空焚きを招く虞がある。
【００１９】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、ホット飲料の販売に適した高温の湯を連続して吐出することができ、かつ、異常加熱を防止することができる給湯装置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】
【００２０】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る給湯装置は、温水タンクに貯留している湯を温度センサによる温度検知と電気ヒータによる加熱とにより所定温度に制御する制御部を備え、前記温水タンクの上部に設けた湯吐出口から湯を吐出し、この吐出した湯に対応する量の飲用水を前記温水タンクの底部に設けた給水口から供給する給湯装置において、
前記温度センサは、第１温度センサと、この第１温度センサと異なる位置に設けた第２温度センサとからなり、
前記制御部は、前記第１温度センサと前記第２温度センサが検知している湯の温度に基づいて前記ヒータに通電制御することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項２に係る給湯装置は、上述した請求項１において、さらに第３温度センサを設け、前記制御部は、前記第１温度センサと前記第２温度センサおよび前記第３温度センサが検知している湯の温度に基づいて前記ヒータに通電制御することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項３に係る給湯装置は、上述した請求項１または請求項２において、前記電気ヒータは、消費電力の大きいメインヒータと、このメインヒータよりも消費電力の小さいサブヒータとからなり、
前記メインヒータの消費電力が、前記給湯装置が備えられている機器の電源容量に対しての比率が高い場合、前記制御部は、前記メインヒータに通電する時、排他的制御により前記機器の電気部品の一部の運転を停止させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１の発明によれば、温水タンクに貯留している湯を温度センサによる温度検知と電気ヒータによる加熱とにより所定温度に制御する制御部を備え、前記温水タンクの上部に設けた湯吐出口から湯を吐出し、この吐出した湯に対応する量の飲用水を前記温水タンクの底部に設けた給水口から供給する給湯装置において、前記温度センサは、第１温度センサと、この第１温度センサと異なる位置に設けた第２温度センサとからなり、前記制御部は、前記第１温度センサと前記第２温度センサが検知している湯の温度に基づいて前記ヒータに通電制御することにより、ホット飲料の販売に適した高温の湯を連続して吐出することができ、かつ、異常加熱を防止することができる給湯装置を提供することが可能となる。
【００２４】
また、請求項２の発明によれば、さらに第３温度センサを設け、前記制御部は、前記第１温度センサと前記第２温度センサおよび前記第３温度センサが検知している湯の温度に基づいて前記ヒータに通電制御することにより、さらに精度の良い温度制御が可能となり、ホット飲料の販売に適した高温の湯を連続して吐出することができ、かつ、異常加熱を防止することができる給湯装置を提供することが可能となる。
【００２５】
また、請求項３の発明によれば、前記電気ヒータは、消費電力の大きいメインヒータと、このメインヒータよりも消費電力の小さいサブヒータとからなり、前記メインヒータの消費電力が、前記給湯装置が備えられている機器の電源容量に対しての比率が高い場合、前記制御部は、前記メインヒータに通電する時、排他的制御により前記機器の電気部品の一部の運転を停止させることにより、電源容量に限りがあるカップ式自動販売機などの機器で、供給された大量の飲用水で温度が大きく低下した湯を急速加熱するために、消費電力が大きいメインヒータに通電することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る給湯装置を備えたカップ式自動販売機の概要図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る給湯装置を示す概要図である。
【図３】図２に示した給湯装置のサブヒータ通電制御パラメータ図である。
【図４】図２に示した給湯装置のメインヒータ通電制御パラメータ図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る給湯装置を示す概要図である。
【図６】図５に示した給湯装置のサブヒータ通電制御パラメータ図である。
【図７】図５に示した給湯装置のメインヒータ通電制御パラメータ図である。
【図８】従来の給湯装置を示す概要図である。
【図９】従来の給湯装置を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る給湯装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、従来と同一構成に関しては同一符号を用いる。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態に係る給湯装置を備えたカップ式自動販売機の概要図であり、図２は本発明の実施の形態１に係る給湯装置を示す概要図である。ここで例示するカップ式自動販売機１は、貨幣の投入後に利用者の選択に応じてホット飲料もしくはコールド飲料を調理し、これをベンドステージ４７に載置されたカップＣに注ぎ入れるものである。その機内には、水リザーバ１２、冷却水槽１５、カーボネータ１８、オーガ式製氷機１９、給湯装置２０、温水タンク２１、コーヒー豆キャニスタ４１、ミル４２、コーヒーブリュア（レギュラーコーヒー抽出装置）４３、粉末原料キャニスタ４４、ミキシングボウル４５、などを備えている。
【００２８】
水リザーバ１２は、カーボネータ１８やオーガ式製氷機１９、温水タンク２１に飲用水（水道水）を供給するためのもので、給水弁１１を開くと飲用水が水リザーバ１２に貯えられ、水ポンプ１３を運転して飲用水弁１４を開くと飲用水が温水タンク２１に供給される。
【００２９】
冷却水槽１５の冷却水には蒸発器（図示せず）が浸漬してあり、冷却装置（図示せず）から冷却用冷媒が供給されると、この冷媒の蒸発熱で蒸発器周囲にアイスバンク（氷塊）が生成され、このアイスバンクの融解熱で冷却水が略０℃に保たれている。
【００３０】
カーボネータ１８は、冷却水槽１５の冷却水に浸漬してあり、水リザーバ１２から供給された飲用水に炭酸ガスボンベ１６から供給された炭酸ガスを溶解して炭酸水とする。シロップタンク１７はシロップを貯留し、炭酸ガスボンベ１６から供給される炭酸ガスの圧力でシロップが押し出され、冷却水槽１５で冷やされてノズル４６からカップＣに注がれる。
【００３１】
オーガ式製氷機１９は、製氷部と貯氷庫とを有し、冷却装置から製氷部に供給された冷却用冷媒で水リザーバ１２から供給された飲用水を製氷して貯氷庫で貯蔵し、アイス飲料を販売するときに貯氷庫に貯蔵している氷をカップＣに供給する。
【００３２】
給湯装置２０は、図２に示すように、温水タンク２１と制御部３４とから構成されている。温水タンク２１は、湯を貯留するタンク本体２２、水ポンプ１３を運転して飲用水弁１４を開くと水リザーバ１２から供給される飲用水を温水タンク２１の底部２２ａに放水して供給する給水口２３、温水タンク２１の側板２２ｃの上部に設けられて湯弁２５を開くと貯留している高温の湯を吐出して湯管路２６を介してコーヒーブリュア４３やミキシングボウル４５に供給する湯吐出口２４が設けられている。
【００３３】
この湯吐出口２４より下側で給水口２３より湯吐出口２４に近い位置には、通電されると供給された飲用水で温度が低下した湯を急速加熱して高温の湯とする消費電力の大きいメインヒータ２７（例えば、消費電力１０００Ｗ）が設けられ、このメインヒータ２７より下側で給水口２３に近い位置には、通電されると温水タンク２１に貯留している湯全体を加熱して保温する、メインヒータ２７よりも消費電力の小さいサブヒータ２８（例えば、消費電力５００Ｗ）が設けられている。
【００３４】
また、湯吐出口２４が設けられている水位近傍には、カップ式自動販売機１の前扉に設けられた湯温度表示部（図示せず）に表示する湯の温度やホット飲料選択ボタンに飲料売り切れ表示制御用の湯の温度（例えば、８５℃以下）、メインヒータ２７またはサブヒータ２８の通電制御に用いる温度を検知する温度センサ２９（第１温度センサ）が設けられている。この温度センサ２９より下側で温水タンク２１の底部２２ａに設けた給水口２３近傍にもメインヒータ２７またはサブヒータ２８の通電制御に用いる温度を検知する温度センサ３０（第２温度センサ）を設けている。
【００３５】
この温度センサ３０を設ける位置は、温度センサ３０が検知している湯の温度に基づいてメインヒータ２７またはサブヒータ２８に好適な通電制御を行うことができる位置（例えば、ホット飲料の連続販売開始からカップ２杯ほどでサブヒータ２８に通電を開始する温度を検知できる位置で、温水タンク形状によるそれぞれの実験結果で得られた位置）に設けることが良い。また、タンク本体２２の天板２２ｂには、湯量の変化に連動して昇降するフロート３１、フロート３１の昇降に連動して動作する高水位スイッチ３２、低水位スイッチ３３を設けている。
【００３６】
制御部３４は、温度センサ２９、３０が出力する温度信号、高水位スイッチ３２、低水位スイッチ３３が出力する水位信号などの各種信号に基づいて、水ポンプ１３、飲用水弁１４、湯弁２５、メインヒータ２７、サブヒータ２８、図示しない冷却装置などの通電制御を行う。
【００３７】
コーヒーブリュア４３は、コーヒー豆キャニスタ４１から供給されたコーヒー豆をミル４２で挽いたコーヒー挽き豆に温水タンク２１から供給された高温の湯を注ぐことによりコーヒー液を抽出する。
【００３８】
コーヒーブリュア４３にはミキシングボウル４５が接続してあり、コーヒーブリュア４３で抽出したコーヒー液に粉末原料キャニスタ４４から供給された砂糖やクリームを混合してノズル４６からコーヒー飲料をカップＣに注ぎ入れる。
【００３９】
以上説明したカップ式自動販売機１において、利用者により貨幣が投入され、ホット飲料の選択ボタン、例えば、ホットコーヒー飲料の選択ボタンが押されると、制御部３４がホットコーヒー飲料を調理するための信号を出力する。この制御部３４が出力する信号により、先ず、コーヒー豆キャニスタ４１がコーヒー豆をミル４２に供給し、ミル４２で挽かれたコーヒー挽き豆がコーヒーブリュア４３に供給される。そして温水タンク２１の湯弁２５が開かれると、高温に加熱されて温水タンク２１で保温されている湯が湯吐出口２４から吐出されて湯管路２６を介してコーヒーブリュア４３内のコーヒー挽き豆に供給される。コーヒーブリュア４３内ではコーヒー挽き豆から高温の湯にコーヒー成分が溶解した混合液となり、この混合液をペーパーフィルタで濾過するとコーヒー成分を含むコーヒー液が抽出される。コーヒーブリュア４３で抽出されたコーヒー液はミキシングボウル４５に供給され、ミキシングボウル４５内では粉末原料キャニスタ４４から供給された砂糖やクリームと混合されてコーヒー飲料となり、ベンドステージ４７に載置されたカップＣにノズル４６から注がれ、カップ式自動販売機１の利用者に引き渡される。
【００４０】
このようにしてカップ式自動販売機１のホット飲料の選択ボタンが押され、湯弁２５が開かれて温水タンク２１に貯留されている高温の湯が湯吐出口２４から吐出されると、フロート３１が降下し、フロート３１の降下に連動して動作する低水位スイッチ３３が制御部３４に低水位信号を出力する。制御部３４は低水位スイッチ３３から低水位信号を受けると、水ポンプ１３を運転して飲用水弁１４を開き、水リザーバ１２に貯留している飲用水を温水タンク２１に供給する。水リザーバ１２から供給された飲用水は、温水タンク２１の底部２２ａに設けられている給水口２３から放水される態様で供給される。このようにして、湯吐出口２４から吐出した湯吐出量に対応する量の飲用水が給水口２３から温水タンク２１の底部２２ａに供給される。
【００４１】
飲用水が温水タンク２１に供給されて低下した湯の温度を温度センサ２９、３０が検知し、この温度信号に基づいて制御部３４がメインヒータ２７またはサブヒータ２８に通電制御して飲用水の供給で温度が低下した湯を加熱して高温の湯（例えば、９５℃〜９７℃）として保温する制御を、図３に示す給湯装置２０のサブヒータ２８通電制御パラメータ図、および図４に示す給湯装置２０のメインヒータ２７通電制御パラメータ図を用いて説明する。
【００４２】
先ず、図３の通電条件に示しているように、メインヒータ２７に通電されているか、または温度センサ２９（第１温度センサ）と温度センサ３０（第２温度センサ）の何れかが９７℃以上の温度を検知しているか、または温度センサ２９と温度センサ３０の何れもが９５℃以上の温度を検知している場合にはサブヒータ２８には通電されない。また、図４の通電条件に示しているように、温度センサ２９が９５℃以上の温度を検知しているか、または温度センサ３０が９３℃以上の温度を検知している場合にはメインヒータ２７には通電されない。
【００４３】
そして、ホット飲料の選択ボタンが押され、湯弁２５が開かれて温水タンク２１に貯留されている高温の湯が湯吐出口２４から吐出され、湯吐出口２４から吐出した湯吐出量に対応する量の飲用水（冷水）が給水口２３から温水タンク２１の底部２２ａに供給されると、湯より比重の大きい飲用水は底部２２ａに留まり、先ず温度センサ３０周囲の湯の温度が低下し、その次に温度センサ２９周囲の湯の温度が低下する。
【００４４】
すると、図３のサブヒータ２８通電制御パラメータ図に示すように、メインヒータ２７に通電されていない状態で温度センサ２９が９５℃以下の温度を検知するとともに温度センサ３０が９３℃以下の温度を検知する、または、メインヒータ２７に通電されていない状態で温度センサ２９が９３℃以下の温度を検知するとともに温度センサ３０が９５℃以下の温度を検知すると制御部３４はサブヒータ２８に通電する制御を行う。なお、湯吐出口２４水位近傍に設けられた温度センサ２９が９３℃以下の温度を検知するとともに、この温度センサ２９より下側で温水タンク２１の底部２２ａに設けた給水口２３近傍に設けられた温度センサ３０が９５℃以下の温度を検知すると制御部３４がサブヒータ２８に通電する制御パラメータは、天板２２ｂや側板２２ｃの上部には断熱材を貼り付けて断熱することが困難であり、断熱材を貼り付けることで周囲を覆って断熱することが容易な側板２２ｃの中部や下部、底板２２ｄよりも放熱量が大きくなり、温度センサ２９周囲の湯の温度が温度センサ３０周囲の湯の温度より低くなることがあるためである。
【００４５】
このように、給水口２３から温水タンク２１の底部２２ａに飲用水が供給されると、先ず、温水タンク２１の底部２２ａに貯留している湯の温度が低下するので、温度センサ３０が９３℃以下の温度を早期に検知し、温水タンク２１の底部２２ａに設けた給水口２３に近い位置に設けられたサブヒータ２８に通電して温度の低下した湯を早期に加熱することができる。また、タンク本体２２の天板２２ｂなどからの放熱で温度センサ２９周囲の湯の温度が低下して温度センサ２９が９３℃以下の温度を検知してもサブヒータ２８に通電して温度の低下した湯を早期に加熱して保温することができる。
【００４６】
さらに、連続してホット飲料の選択ボタンが押される状態、所謂、ホット飲料の連続販売が行われると、短時間の間に湯吐出口２４から大量の高温の湯が吐出され、この吐出した湯量に対応する大量の飲用水が給水口２３から温水タンク２１の底部２２ａに供給され、温度センサ３０および温度センサ２９周囲の湯の温度がさらに低下する。
【００４７】
すると、図４のメインヒータ２７通電制御パラメータ図に示すように、温度センサ２９が９３℃以下の温度を検知するとともに温度センサ３０が９０℃以下の温度を検知すると、制御部３４は電源容量に限りがあるカップ式自動販売機１（例えば、１００Ｖ、１５Ａ）に備えられている電気部品の一部である冷却装置の運転を停止する排他的制御を行い、供給された大量の飲用水で温度が大きく低下した湯を急速加熱するため、消費電力の大きい（例えば、１０００Ｗ）メインヒータ２７に通電する。
【００４８】
このように、ホット飲料の連続販売が行われ、短時間の間に湯吐出口２４から大量の高温の湯が吐出され、この吐出した湯量に対応する大量の飲用水（冷水）が給水口２３から温水タンク２１の底部２２ａに供給され、温水タンク２１の中部から上部までの湯の温度が大きく低下し、温度センサ２９が９３℃以下の温度を検知するとともに温度センサ３０が９０℃以下の温度を検知すると、湯吐出口２４より下側で給水口２３より湯吐出口２４に近い位置に設けたメインヒータ２７に通電し、温水タンク２１のメインヒータ２７周囲より上部に貯留している限られた量の湯を急速加熱することができるので、ホット飲料の販売に適した高温の湯を連続して吐出することができるようになる。
【００４９】
以上のように、常時は、飲用水（冷水）が給水口２３から供給されて温水タンク２１の底部２２ａに留まり、先ず、温度センサ３０周囲の湯の温度が低下するため、温度センサ２９が９５℃以下の温度を検知するとともに温度センサ３０が９３℃以下の温度を検知すると制御部３４はサブヒータ２８に通電する制御を行い、温度の低下した湯を早期に加熱することにより、温水タンク２１に貯留している湯の温度を所定温度（例えば、９５℃〜９７℃）に常時保持し、コーヒーブリュア４３やミキシングボウル４５に供給する湯を高温に保つことができる。
【００５０】
また、天板２２ｂからの放熱などで温水タンク２１の上部に貯留されている湯の温度がその下部に貯留されている湯の温度より下がることがあるが、温度センサ２９が９３℃以下の温度を検知するとともに温度センサ３０が９５℃以下の温度を検知すると制御部３４はサブヒータ２８に通電する制御をおこない、温度の低下した湯を早期に加熱することにより、温水タンク２１に貯留している湯の温度を所定温度（例えば、９５℃〜９７℃）に常時保持し、コーヒーブリュア４３やミキシングボウル４５に供給する湯を高温に保つことで、ホット飲料の販売に適した高温の湯を連続して吐出することができる。
【００５１】
さらに、湯が沸騰する温度（例えば、１００℃）に近い温度でサブヒータ２８に通電すると、湯の沸騰や空焚きを招く虞があるが、温度センサ２９および温度センサ３０の何れもが９５℃以下を検知している状態でサブヒータ２８に通電制御を行うので、温水タンク２１の異常加熱を防止することができる給湯装置２０を提供することができる。
【００５２】
このようにして、サブヒータ２８に通電されて加熱された湯はその周囲で沸騰する前に温水タンク２１上部に上昇し、温度センサ２９と温度センサ３０の何れもが９５℃以上の温度を検知するとサブヒータ２８への通電が停止される。また、温度センサ２９と温度センサ３０の何れかが９７℃以上の温度を検知するとサブヒータ２８への通電が停止されるので、温度センサや電気ヒータの不具合が発生した場合にも、温水タンク２１の異常加熱を防止することができる給湯装置２０を提供することができる。
【００５３】
以上のように本発明の実施の形態１によれば、温水タンクの形態の劣化や使用環境に影響されることなく温水タンクに貯留している湯の温度や飲料温度を一定に保つことができる。また、温水タンクに貯留している湯の沸騰や異常加熱を防止することができる。さらに、給湯装置の一部に不具合が発生した場合にも湯の沸騰や異常加熱を防止することができるようになる。
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２に係る給湯装置について図５から図７を参照して説明する。なお、実施の形態１と同一構成に関しては同一符号を用いる。実施の形態１の給湯装置２０では、湯吐出口２４水位近傍に設けられた温度センサ２９（第１温度センサ）と、この温度センサ２９より下側で給水口２３近傍に設けられた温度センサ３０（第２温度センサ）が検知している湯の温度に基づいて制御部３４がメインヒータ２７またはサブヒータ２８に通電制御して飲用水の供給で温度が低下した湯を加熱して高温の湯（例えば、９５℃〜９７℃）として保温するが、この実施の形態２の給湯装置５０では、図５の給湯装置の概要図に示しているように、温度センサ２９と温度センサ３０の間に温度センサ５１（第３温度センサ）を設け、制御部５２は、温度センサ２９および温度センサ３０ならびに温度センサ５１が検知している湯の温度に基づいてメインヒータ２７またはサブヒータ２８に通電制御して飲用水の供給で温度が低下した湯を加熱して高温の湯（例えば、９５℃〜９７℃）として保温するようにしている。
【００５４】
制御部５２が温度センサ２９および温度センサ３０ならびに温度センサ５１が検知している湯の温度に基づいてメインヒータ２７またはサブヒータ２８に通電する制御を、図６に示す給湯装置５０のサブヒータ２８通電制御パラメータ図、および図７に示す給湯装置５０のメインヒータ２７通電制御パラメータ図を用いて説明する。
【００５５】
先ず、図６の通電条件に示しているように、メインヒータ２７に通電されているか、または温度センサ２９（第１温度センサ）と温度センサ５１（第３温度センサ）と温度センサ３０（第２温度センサ）の何れかが９７℃以上の温度を検知しているか、または温度センサ２９と温度センサ５１と温度センサ３０の何れもが９５℃以上の温度を検知している場合にはサブヒータ２８には通電されない。また、図７の通電条件に示しているように、温度センサ２９と温度センサ５１の何れかが９５℃以上の温度を検知しているか、または温度センサ３０が９３℃以上の温度を検知している場合にはメインヒータ２７には通電されない。
【００５６】
そして、ホット飲料の選択ボタンが押され、湯弁２５が開かれて温水タンク２１に貯留されている高温の湯が湯吐出口２４から吐出され、湯吐出口２４から吐出した湯吐出量に対応する量の飲用水（冷水）が給水口２３から温水タンク２１の底部２２ａに供給されると、湯より比重の大きい飲用水は底部２２ａに留まり、先ず温度センサ３０周囲の湯の温度が低下し、その次に温度センサ５１周囲の湯の温度が低下し、さらに温度センサ２９周囲の湯の温度が低下する。
【００５７】
すると、図６のサブヒータ２８通電制御パラメータ図に示すように、メインヒータ２７に通電されていない状態で温度センサ２９と温度センサ５１が９５℃以下の温度を検知するとともに温度センサ３０が９３℃以下の温度を検知する、または、メインヒータ２７に通電されていない状態で温度センサ２９と温度センサ３０が９５℃以下の温度を検知するとともに温度センサ５１が９３℃以下の温度を検知する、または、メインヒータ２７に通電されていない状態で温度センサ２９が９３℃以下の温度を検知するとともに温度センサ５１と温度センサ３０が９５℃以下の温度を検知すると制御部５２はサブヒータ２８に通電する制御を行う。
【００５８】
なお、温度センサ２９や温度センサ５１が検知している温度が、温度センサ３０が検知している温度より低い温度を検知すると制御部５２がサブヒータ２８に通電する制御パラメータは、天板２２ｂや側板２２ｃの上部に断熱材を貼り付けて断熱することが困難であり、断熱材を貼り付けることで周囲を覆って断熱することが容易な側板２２ｃの下部、底板２２ｄよりも放熱量が大きくなり、温度センサ２９や温度センサ５１周囲の湯の温度が温度センサ３０周囲の湯の温度より下がることがあるためである。
【００５９】
このように、湯吐出口２４水位近傍に設けられた温度センサ２９と、この温度センサ２９より下側で給水口２３近傍に設けられた温度センサ３０の他に、温度センサ２９と温度センサ３９の間に温度センサ５１を設け、制御部５２が、温度センサ２９および温度センサ３０ならびに温度センサ５１が検知している湯の温度に基づいてメインヒータ２７またはサブヒータ２８に通電制御して飲用水の供給で温度が低下した湯を加熱して高温の湯（例えば、９５℃〜９７℃）として保温することによっても、さらに精度の良い温度制御が可能となり、ホット飲料の販売に適した高温の湯を連続して吐出することができ、かつ、異常加熱を防止することができる給湯装置５０を提供することができる。
【００６０】
なお、温度センサを３個設けた実施の形態で説明しているが、温度センサを４個以上の複数設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１ カップ式自動販売機
１２ 水リザーバ
１４ 飲用水弁
２０ 給湯装置
２１ 温水タンク
２２ タンク本体
２２ａ 底部
２３ 給水口
２４ 湯吐出口
２５ 湯弁
２６ 湯管路
２７ メインヒータ
２８ サブヒータ
２９ 温度センサ（第１温度センサ）
３０ 温度センサ（第２温度センサ）
３４ 制御部
５０ 給湯装置
５１ 温度センサ（第３温度センサ）
５２ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲用水を加熱した高温の湯を貯留し、この高温の湯でホット飲料を調理して販売に供するカップ式自動販売機や給茶機などに備えられる給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カップ式自動販売機や給茶機などに備えられる給湯装置が知られている。例えば、特許文献１の図２には、焙煎されたコーヒー豆を貯蔵するコーヒー豆キャニスタ、コーヒー豆キャニスタから供給されたコーヒー豆を粉砕刃で所定の粒度に粉砕して粉末状のコーヒー豆（以下「コーヒー挽き豆」という）とするミル、ミルから供給されたコーヒー挽き豆と温水タンクの湯弁を開いて湯管路を介して供給された高温の湯との混合液をペーパーフィルタで濾過してコーヒー成分を含むコーヒー液を抽出するコーヒーブリュア、砂糖やクリームなどを貯蔵する粉末原料キャニスタ、コーヒーブリュアで抽出されたコーヒー液に粉末原料キャニスタから供給された砂糖やクリームを混合してコーヒー飲料とするミキシングボウルなどを備えるカップ式自動販売機の概略構成が開示されている。
【０００３】
例えば、図８に示すように、コーヒーブリュアやミキシングボウルに高温の湯を供給する給湯装置６０を構成する温水タンク６１は、タンク本体６２、飲用水の給水口２３、湯吐出口２４、湯弁２５、湯量の変化に連動して昇降するフロート３１、フロート３１の昇降に連動して動作する高水位スイッチ３２、低水位スイッチ３３、タンク本体６２の底部６２ａ近傍に配設されたメインヒータ６３（例えば、消費電力１０００Ｗ）とサブヒータ６４（例えば、消費電力５００Ｗ）の２本の電気ヒータ、湯吐出口２４水位近傍に配設され、カップ式自動販売機の前扉に設けられた湯温度表示部（図示せず）に表示する湯の温度や飲料売り切れ表示制御用の湯の温度を検知する温度センサ６５と、給水口２３上部に配設されたメインヒータ６３またはサブヒータ６４に通電させるヒータ通電制御用の湯の温度を検知する温度センサ６６との２個の温度センサから構成されている。
【０００４】
そして、ホット飲料の販売時に湯弁２５を開き、湯吐出口２４から湯を吐出すると、この吐出した湯量に対応する飲用水（冷水）が温水タンク６１に供給されるが、この飲用水の供給は温水タンク６１の底部６２ａに放水することが一般的に行われている。これは、水は湯よりも比重が大きいことで、温水タンク６１の底部６２ａに放水された飲用水はそのまま底部６２ａに留まるので、ホット飲料の販売時に温水タンク６１の湯吐出口２４から吐出した湯量に相当する飲用水が温水タンク６１に供給されても、湯吐出口２４周辺に貯留されている湯の温度が急激に低下することを防ぐためである。
【０００５】
また、カップ式自動販売機には、飲用水をメインヒータ６３またはサブヒータ６４で加熱してホット飲料調理用の高温の湯を貯留する温水タンク６１のほかに、コールド飲料の調理に使用される氷を製造して貯蔵する製氷機やシロップを冷却する冷却水槽に冷却用冷媒を供給する冷却装置（例えば、消費電力５００Ｗ）や、前扉に展示されているフレーバーカード（販売商品表示カード）を背面から照明する蛍光灯などを備えているため、温水タンク６１に貯留している湯を加熱して保温することに常時使用できる電源容量は５００Ｗ程度しかない。
【０００６】
このため、電源容量に限りがあるカップ式自動販売機（例えば、１００Ｖ、１５Ａ）では、メインヒータ６３とサブヒータ６４の２本の電気ヒータを設け、ホット飲料連続販売時の温水タンク６１に大量に供給された飲用水で温度の下がった湯を急速加熱するためには、製氷機や冷却水槽に冷却用冷媒を供給する冷却装置の運転を停止させてメインヒータ６３に通電する排他的制御が行われている。
【０００７】
さらに、カップ式自動販売機では、ホット飲料の調理に使用する湯の温度が低下すると販売する飲料の品質（味や香）を保てなくなるため、温水タンク６１に設けた温度センサ６６で湯の温度を検知して温度信号を制御部６７に出力し、制御部６７は温度センサ６６が出力する温度信号に基づいてサブヒータ６４に通電して湯の温度を所定温度（例えば、９５℃〜９７℃）に常時保持し、温水タンク６１からコーヒーブリュアやミキシングボウルに供給する湯を高温に保つようにしている。
【０００８】
そして、カップ式自動販売機のホット飲料の選択ボタンが押され、湯弁２５が開かれて温水タンク６１に貯留されている高温の湯が湯吐出口２４から吐出されると、フロート３１の降下に連動して動作する低水位スイッチ３３が制御部６７に低水位信号を出力する。制御部６７は低水位スイッチ３３から低水位信号を受けると飲用水弁１４を開き、飲用水が給水口２３からタンク本体６２の底部６２ａに放水される態様で供給される。
【０００９】
温水タンク６１のタンク本体６２の底部６２ａに飲用水が供給されて湯の温度が低下すると、制御部６７は温度センサ６６が検知する湯の温度に基づいてサブヒータ６４に通電して供給された飲用水で温度の下がった湯を加熱して保温し、ホット飲料が連続して販売されて飲用水が大量に供給され、温度センサ６６が検知する湯の温度がさらに低下すると製氷機や冷却水槽に冷却用冷媒を供給する冷却装置の運転を停止させてメインヒータ６３に通電して供給された飲用水で温度の下がった湯を急速加熱し、温度センサ６６が上限温度設定値（例えば、９７℃）を検知するまで加熱昇温させる。
【００１０】
このように、ホット飲料の選択ボタンが押されてホット飲料調理信号により湯弁２５が開かれると、温水タンク６１に貯留されている高温の湯が湯吐出口２４から吐出して湯管路２６を介してコーヒーブリュアやミキシングボウルに供給されてホット飲料の調理に使用され、温水タンク６１に供給された飲用水で温度の下がった湯はサブヒータ６４で加熱されて貯留される。
【００１１】
また、ホット飲料の連続販売が行われ、温水タンク６１の湯吐出口２４から吐出した湯量に対応する大量の飲用水が温水タンク６１の底部６２ａに連続して放水されて供給されると、供給された大量の飲用水で湯の温度がさらに下がり、温度センサ６６が検知している温度信号に基づいて制御部６７が製氷機や冷却水槽に冷却用冷媒を供給する冷却装置の運転を停止させ、メインヒータ６３に通電して温度の下がった湯を急速加熱する排他的制御が行われる。
【００１２】
また、図９に示すように、消費電力５００Ｗの電気ヒータ７３、７４を上下に２本、そして、電気ヒータ７３の通電制御用の温度センサ７５を湯吐出口２４水位近傍に、電気ヒータ７４の通電制御用の温度センサ７６を給水口２３上部に配設した温水タンク７１で構成する給湯装置７０も用いられている。
【００１３】
そして、カップ式自動販売機のホット飲料の選択ボタンが押され、湯弁２５が開かれて温水タンク７１に貯留されている高温の湯が湯吐出口２４から吐出されると、フロート３１の降下に連動して動作する低水位スイッチ３３が制御部７７に低水位信号を出力する。制御部７７は低水位スイッチ３３から低水位信号を受けると飲用水弁１４を開き、飲用水が給水口２３からタンク本体７２の底部７２ａに放水される態様で供給される。
【００１４】
底部７２ａに飲用水が供給されると、温度センサ７６が検知する湯の温度に基づいて電気ヒータ７４に通電して供給された飲用水で温度の下がった湯を加熱して保温し、ホット飲料が連続して販売されて飲用水が大量に供給され、温度センサ７５が検知する湯の温度も低下すると製氷機や冷却水槽に冷却用冷媒を供給する冷却装置の運転を停止させて電気ヒータ７３、７４に通電する排他的制御で大量に供給された飲用水で温度の下がった湯を急速加熱し、温度センサ７５、７６が上限温度設定値（例えば、９７℃）を検知するまで加熱昇温させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平８−３１５２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、温水タンク６１のタンク本体６２の天板６２ｂには、フロート３１の昇降に連動して動作する高水位スイッチ３２、低水位スイッチ３３やメインヒータ６３、サブヒータ６４の通電端子が設けられ、側板６２ｃの上部には湯弁２５が取り付けられる湯吐出口２４が設けられている。そのため、天板６２ｂや側板６２ｃの上部には断熱材を貼り付けて断熱することが困難であり、断熱材を貼り付けることで周囲を覆って断熱することが容易な側板６２ｃの中部や下部、底板６２ｄよりも放熱量が大きくなり、温度センサ６５周囲の湯の温度が所定温度（例えば、９５℃〜９７℃）より下がっても温度センサ６６周囲の湯の温度が所定温度（例えば、９５℃〜９７℃）に保持されている場合がある。このような場合、メインヒータ６３およびサブヒータ６４に対する通電制御は温度センサ６６が検知している湯の温度に基づいて行われるため、メインヒータ６３またはサブヒータ６４への通電が行われなくなり、ホット飲料の調理に使用する湯の温度が低下して販売する飲料の品質（味や香）を保てなくなる虞がある。また、連続販売可能杯数も少なくなる。
【００１７】
また、温水タンク７１では、電気ヒータ７３の通電制御は温度センサ７５が検知している湯の温度に基づいて行われ、電気ヒータ７４の通電制御は温度センサ７６が検知している湯の温度に基づいて行われているため、温度センサ７５が湯の沸騰する温度（例えば、１００℃）を検知していても、温度センサ７６が検知している湯の温度が所定温度（例えば、９５℃〜９７℃）より低い場合、電気ヒータ７４に対する通電が継続され、湯が加熱され続けるという不都合がある。
【００１８】
さらに、電気ヒータ７３、温度センサ７５、または電気ヒータ７４、温度センサ７６の何れかが故障などの不具合を起こした場合にも、通電が継続されて湯が加熱され続け、沸騰や空焚きを招く虞がある。
【００１９】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、ホット飲料の販売に適した高温の湯を連続して吐出することができ、かつ、異常加熱を防止することができる給湯装置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】
【００２０】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る給湯装置は、温水タンクに貯留している湯を温度センサによる温度検知と電気ヒータによる加熱とにより所定温度に制御する制御部を備え、前記温水タンクの上部に設けた湯吐出口から湯を吐出し、この吐出した湯に対応する量の飲用水を前記温水タンクの底部に設けた給水口から供給する給湯装置において、
前記温度センサは、第１温度センサと、この第１温度センサと異なる位置に設けた第２温度センサとからなり、
前記制御部は、前記第１温度センサと前記第２温度センサが検知している湯の温度に基づいて前記ヒータに通電制御することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項２に係る給湯装置は、上述した請求項１において、さらに第３温度センサを設け、前記制御部は、前記第１温度センサと前記第２温度センサおよび前記第３温度センサが検知している湯の温度に基づいて前記ヒータに通電制御することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項３に係る給湯装置は、上述した請求項１または請求項２において、前記電気ヒータは、消費電力の大きいメインヒータと、このメインヒータよりも消費電力の小さいサブヒータとからなり、
前記メインヒータの消費電力が、前記給湯装置が備えられている機器の電源容量に対しての比率が高い場合、前記制御部は、前記メインヒータに通電する時、排他的制御により前記機器の電気部品の一部の運転を停止させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１の発明によれば、温水タンクに貯留している湯を温度センサによる温度検知と電気ヒータによる加熱とにより所定温度に制御する制御部を備え、前記温水タンクの上部に設けた湯吐出口から湯を吐出し、この吐出した湯に対応する量の飲用水を前記温水タンクの底部に設けた給水口から供給する給湯装置において、前記温度センサは、第１温度センサと、この第１温度センサと異なる位置に設けた第２温度センサとからなり、前記制御部は、前記第１温度センサと前記第２温度センサが検知している湯の温度に基づいて前記ヒータに通電制御することにより、ホット飲料の販売に適した高温の湯を連続して吐出することができ、かつ、異常加熱を防止することができる給湯装置を提供することが可能となる。
【００２４】
また、請求項２の発明によれば、さらに第３温度センサを設け、前記制御部は、前記第１温度センサと前記第２温度センサおよび前記第３温度センサが検知している湯の温度に基づいて前記ヒータに通電制御することにより、さらに精度の良い温度制御が可能となり、ホット飲料の販売に適した高温の湯を連続して吐出することができ、かつ、異常加熱を防止することができる給湯装置を提供することが可能となる。
【００２５】
また、請求項３の発明によれば、前記電気ヒータは、消費電力の大きいメインヒータと、このメインヒータよりも消費電力の小さいサブヒータとからなり、前記メインヒータの消費電力が、前記給湯装置が備えられている機器の電源容量に対しての比率が高い場合、前記制御部は、前記メインヒータに通電する時、排他的制御により前記機器の電気部品の一部の運転を停止させることにより、電源容量に限りがあるカップ式自動販売機などの機器で、供給された大量の飲用水で温度が大きく低下した湯を急速加熱するために、消費電力が大きいメインヒータに通電することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る給湯装置を備えたカップ式自動販売機の概要図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る給湯装置を示す概要図である。
【図３】図２に示した給湯装置のサブヒータ通電制御パラメータ図である。
【図４】図２に示した給湯装置のメインヒータ通電制御パラメータ図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る給湯装置を示す概要図である。
【図６】図５に示した給湯装置のサブヒータ通電制御パラメータ図である。
【図７】図５に示した給湯装置のメインヒータ通電制御パラメータ図である。
【図８】従来の給湯装置を示す概要図である。
【図９】従来の給湯装置を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る給湯装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、従来と同一構成に関しては同一符号を用いる。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態に係る給湯装置を備えたカップ式自動販売機の概要図であり、図２は本発明の実施の形態１に係る給湯装置を示す概要図である。ここで例示するカップ式自動販売機１は、貨幣の投入後に利用者の選択に応じてホット飲料もしくはコールド飲料を調理し、これをベンドステージ４７に載置されたカップＣに注ぎ入れるものである。その機内には、水リザーバ１２、冷却水槽１５、カーボネータ１８、オーガ式製氷機１９、給湯装置２０、温水タンク２１、コーヒー豆キャニスタ４１、ミル４２、コーヒーブリュア（レギュラーコーヒー抽出装置）４３、粉末原料キャニスタ４４、ミキシングボウル４５、などを備えている。
【００２８】
水リザーバ１２は、カーボネータ１８やオーガ式製氷機１９、温水タンク２１に飲用水（水道水）を供給するためのもので、給水弁１１を開くと飲用水が水リザーバ１２に貯えられ、水ポンプ１３を運転して飲用水弁１４を開くと飲用水が温水タンク２１に供給される。
【００２９】
冷却水槽１５の冷却水には蒸発器（図示せず）が浸漬してあり、冷却装置（図示せず）から冷却用冷媒が供給されると、この冷媒の蒸発熱で蒸発器周囲にアイスバンク（氷塊）が生成され、このアイスバンクの融解熱で冷却水が略０℃に保たれている。
【００３０】
カーボネータ１８は、冷却水槽１５の冷却水に浸漬してあり、水リザーバ１２から供給された飲用水に炭酸ガスボンベ１６から供給された炭酸ガスを溶解して炭酸水とする。シロップタンク１７はシロップを貯留し、炭酸ガスボンベ１６から供給される炭酸ガスの圧力でシロップが押し出され、冷却水槽１５で冷やされてノズル４６からカップＣに注がれる。
【００３１】
オーガ式製氷機１９は、製氷部と貯氷庫とを有し、冷却装置から製氷部に供給された冷却用冷媒で水リザーバ１２から供給された飲用水を製氷して貯氷庫で貯蔵し、アイス飲料を販売するときに貯氷庫に貯蔵している氷をカップＣに供給する。
【００３２】
給湯装置２０は、図２に示すように、温水タンク２１と制御部３４とから構成されている。温水タンク２１は、湯を貯留するタンク本体２２、水ポンプ１３を運転して飲用水弁１４を開くと水リザーバ１２から供給される飲用水を温水タンク２１の底部２２ａに放水して供給する給水口２３、温水タンク２１の側板２２ｃの上部に設けられて湯弁２５を開くと貯留している高温の湯を吐出して湯管路２６を介してコーヒーブリュア４３やミキシングボウル４５に供給する湯吐出口２４が設けられている。
【００３３】
この湯吐出口２４より下側で給水口２３より湯吐出口２４に近い位置には、通電されると供給された飲用水で温度が低下した湯を急速加熱して高温の湯とする消費電力の大きいメインヒータ２７（例えば、消費電力１０００Ｗ）が設けられ、このメインヒータ２７より下側で給水口２３に近い位置には、通電されると温水タンク２１に貯留している湯全体を加熱して保温する、メインヒータ２７よりも消費電力の小さいサブヒータ２８（例えば、消費電力５００Ｗ）が設けられている。
【００３４】
また、湯吐出口２４が設けられている水位近傍には、カップ式自動販売機１の前扉に設けられた湯温度表示部（図示せず）に表示する湯の温度やホット飲料選択ボタンに飲料売り切れ表示制御用の湯の温度（例えば、８５℃以下）、メインヒータ２７またはサブヒータ２８の通電制御に用いる温度を検知する温度センサ２９（第１温度センサ）が設けられている。この温度センサ２９より下側で温水タンク２１の底部２２ａに設けた給水口２３近傍にもメインヒータ２７またはサブヒータ２８の通電制御に用いる温度を検知する温度センサ３０（第２温度センサ）を設けている。
【００３５】
この温度センサ３０を設ける位置は、温度センサ３０が検知している湯の温度に基づいてメインヒータ２７またはサブヒータ２８に好適な通電制御を行うことができる位置（例えば、ホット飲料の連続販売開始からカップ２杯ほどでサブヒータ２８に通電を開始する温度を検知できる位置で、温水タンク形状によるそれぞれの実験結果で得られた位置）に設けることが良い。また、タンク本体２２の天板２２ｂには、湯量の変化に連動して昇降するフロート３１、フロート３１の昇降に連動して動作する高水位スイッチ３２、低水位スイッチ３３を設けている。
【００３６】
制御部３４は、温度センサ２９、３０が出力する温度信号、高水位スイッチ３２、低水位スイッチ３３が出力する水位信号などの各種信号に基づいて、水ポンプ１３、飲用水弁１４、湯弁２５、メインヒータ２７、サブヒータ２８、図示しない冷却装置などの通電制御を行う。
【００３７】
コーヒーブリュア４３は、コーヒー豆キャニスタ４１から供給されたコーヒー豆をミル４２で挽いたコーヒー挽き豆に温水タンク２１から供給された高温の湯を注ぐことによりコーヒー液を抽出する。
【００３８】
コーヒーブリュア４３にはミキシングボウル４５が接続してあり、コーヒーブリュア４３で抽出したコーヒー液に粉末原料キャニスタ４４から供給された砂糖やクリームを混合してノズル４６からコーヒー飲料をカップＣに注ぎ入れる。
【００３９】
以上説明したカップ式自動販売機１において、利用者により貨幣が投入され、ホット飲料の選択ボタン、例えば、ホットコーヒー飲料の選択ボタンが押されると、制御部３４がホットコーヒー飲料を調理するための信号を出力する。この制御部３４が出力する信号により、先ず、コーヒー豆キャニスタ４１がコーヒー豆をミル４２に供給し、ミル４２で挽かれたコーヒー挽き豆がコーヒーブリュア４３に供給される。そして温水タンク２１の湯弁２５が開かれると、高温に加熱されて温水タンク２１で保温されている湯が湯吐出口２４から吐出されて湯管路２６を介してコーヒーブリュア４３内のコーヒー挽き豆に供給される。コーヒーブリュア４３内ではコーヒー挽き豆から高温の湯にコーヒー成分が溶解した混合液となり、この混合液をペーパーフィルタで濾過するとコーヒー成分を含むコーヒー液が抽出される。コーヒーブリュア４３で抽出されたコーヒー液はミキシングボウル４５に供給され、ミキシングボウル４５内では粉末原料キャニスタ４４から供給された砂糖やクリームと混合されてコーヒー飲料となり、ベンドステージ４７に載置されたカップＣにノズル４６から注がれ、カップ式自動販売機１の利用者に引き渡される。
【００４０】
このようにしてカップ式自動販売機１のホット飲料の選択ボタンが押され、湯弁２５が開かれて温水タンク２１に貯留されている高温の湯が湯吐出口２４から吐出されると、フロート３１が降下し、フロート３１の降下に連動して動作する低水位スイッチ３３が制御部３４に低水位信号を出力する。制御部３４は低水位スイッチ３３から低水位信号を受けると、水ポンプ１３を運転して飲用水弁１４を開き、水リザーバ１２に貯留している飲用水を温水タンク２１に供給する。水リザーバ１２から供給された飲用水は、温水タンク２１の底部２２ａに設けられている給水口２３から放水される態様で供給される。このようにして、湯吐出口２４から吐出した湯吐出量に対応する量の飲用水が給水口２３から温水タンク２１の底部２２ａに供給される。
【００４１】
飲用水が温水タンク２１に供給されて低下した湯の温度を温度センサ２９、３０が検知し、この温度信号に基づいて制御部３４がメインヒータ２７またはサブヒータ２８に通電制御して飲用水の供給で温度が低下した湯を加熱して高温の湯（例えば、９５℃〜９７℃）として保温する制御を、図３に示す給湯装置２０のサブヒータ２８通電制御パラメータ図、および図４に示す給湯装置２０のメインヒータ２７通電制御パラメータ図を用いて説明する。
【００４２】
先ず、図３の通電条件に示しているように、メインヒータ２７に通電されているか、または温度センサ２９（第１温度センサ）と温度センサ３０（第２温度センサ）の何れかが９７℃以上の温度を検知しているか、または温度センサ２９と温度センサ３０の何れもが９５℃以上の温度を検知している場合にはサブヒータ２８には通電されない。また、図４の通電条件に示しているように、温度センサ２９が９５℃以上の温度を検知しているか、または温度センサ３０が９３℃以上の温度を検知している場合にはメインヒータ２７には通電されない。
【００４３】
そして、ホット飲料の選択ボタンが押され、湯弁２５が開かれて温水タンク２１に貯留されている高温の湯が湯吐出口２４から吐出され、湯吐出口２４から吐出した湯吐出量に対応する量の飲用水（冷水）が給水口２３から温水タンク２１の底部２２ａに供給されると、湯より比重の大きい飲用水は底部２２ａに留まり、先ず温度センサ３０周囲の湯の温度が低下し、その次に温度センサ２９周囲の湯の温度が低下する。
【００４４】
すると、図３のサブヒータ２８通電制御パラメータ図に示すように、メインヒータ２７に通電されていない状態で温度センサ２９が９５℃以下の温度を検知するとともに温度センサ３０が９３℃以下の温度を検知する、または、メインヒータ２７に通電されていない状態で温度センサ２９が９３℃以下の温度を検知するとともに温度センサ３０が９５℃以下の温度を検知すると制御部３４はサブヒータ２８に通電する制御を行う。なお、湯吐出口２４水位近傍に設けられた温度センサ２９が９３℃以下の温度を検知するとともに、この温度センサ２９より下側で温水タンク２１の底部２２ａに設けた給水口２３近傍に設けられた温度センサ３０が９５℃以下の温度を検知すると制御部３４がサブヒータ２８に通電する制御パラメータは、天板２２ｂや側板２２ｃの上部には断熱材を貼り付けて断熱することが困難であり、断熱材を貼り付けることで周囲を覆って断熱することが容易な側板２２ｃの中部や下部、底板２２ｄよりも放熱量が大きくなり、温度センサ２９周囲の湯の温度が温度センサ３０周囲の湯の温度より低くなることがあるためである。
【００４５】
このように、給水口２３から温水タンク２１の底部２２ａに飲用水が供給されると、先ず、温水タンク２１の底部２２ａに貯留している湯の温度が低下するので、温度センサ３０が９３℃以下の温度を早期に検知し、温水タンク２１の底部２２ａに設けた給水口２３に近い位置に設けられたサブヒータ２８に通電して温度の低下した湯を早期に加熱することができる。また、タンク本体２２の天板２２ｂなどからの放熱で温度センサ２９周囲の湯の温度が低下して温度センサ２９が９３℃以下の温度を検知してもサブヒータ２８に通電して温度の低下した湯を早期に加熱して保温することができる。
【００４６】
さらに、連続してホット飲料の選択ボタンが押される状態、所謂、ホット飲料の連続販売が行われると、短時間の間に湯吐出口２４から大量の高温の湯が吐出され、この吐出した湯量に対応する大量の飲用水が給水口２３から温水タンク２１の底部２２ａに供給され、温度センサ３０および温度センサ２９周囲の湯の温度がさらに低下する。
【００４７】
すると、図４のメインヒータ２７通電制御パラメータ図に示すように、温度センサ２９が９３℃以下の温度を検知するとともに温度センサ３０が９０℃以下の温度を検知すると、制御部３４は電源容量に限りがあるカップ式自動販売機１（例えば、１００Ｖ、１５Ａ）に備えられている電気部品の一部である冷却装置の運転を停止する排他的制御を行い、供給された大量の飲用水で温度が大きく低下した湯を急速加熱するため、消費電力の大きい（例えば、１０００Ｗ）メインヒータ２７に通電する。
【００４８】
このように、ホット飲料の連続販売が行われ、短時間の間に湯吐出口２４から大量の高温の湯が吐出され、この吐出した湯量に対応する大量の飲用水（冷水）が給水口２３から温水タンク２１の底部２２ａに供給され、温水タンク２１の中部から上部までの湯の温度が大きく低下し、温度センサ２９が９３℃以下の温度を検知するとともに温度センサ３０が９０℃以下の温度を検知すると、湯吐出口２４より下側で給水口２３より湯吐出口２４に近い位置に設けたメインヒータ２７に通電し、温水タンク２１のメインヒータ２７周囲より上部に貯留している限られた量の湯を急速加熱することができるので、ホット飲料の販売に適した高温の湯を連続して吐出することができるようになる。
【００４９】
以上のように、常時は、飲用水（冷水）が給水口２３から供給されて温水タンク２１の底部２２ａに留まり、先ず、温度センサ３０周囲の湯の温度が低下するため、温度センサ２９が９５℃以下の温度を検知するとともに温度センサ３０が９３℃以下の温度を検知すると制御部３４はサブヒータ２８に通電する制御を行い、温度の低下した湯を早期に加熱することにより、温水タンク２１に貯留している湯の温度を所定温度（例えば、９５℃〜９７℃）に常時保持し、コーヒーブリュア４３やミキシングボウル４５に供給する湯を高温に保つことができる。
【００５０】
また、天板２２ｂからの放熱などで温水タンク２１の上部に貯留されている湯の温度がその下部に貯留されている湯の温度より下がることがあるが、温度センサ２９が９３℃以下の温度を検知するとともに温度センサ３０が９５℃以下の温度を検知すると制御部３４はサブヒータ２８に通電する制御をおこない、温度の低下した湯を早期に加熱することにより、温水タンク２１に貯留している湯の温度を所定温度（例えば、９５℃〜９７℃）に常時保持し、コーヒーブリュア４３やミキシングボウル４５に供給する湯を高温に保つことで、ホット飲料の販売に適した高温の湯を連続して吐出することができる。
【００５１】
さらに、湯が沸騰する温度（例えば、１００℃）に近い温度でサブヒータ２８に通電すると、湯の沸騰や空焚きを招く虞があるが、温度センサ２９および温度センサ３０の何れもが９５℃以下を検知している状態でサブヒータ２８に通電制御を行うので、温水タンク２１の異常加熱を防止することができる給湯装置２０を提供することができる。
【００５２】
このようにして、サブヒータ２８に通電されて加熱された湯はその周囲で沸騰する前に温水タンク２１上部に上昇し、温度センサ２９と温度センサ３０の何れもが９５℃以上の温度を検知するとサブヒータ２８への通電が停止される。また、温度センサ２９と温度センサ３０の何れかが９７℃以上の温度を検知するとサブヒータ２８への通電が停止されるので、温度センサや電気ヒータの不具合が発生した場合にも、温水タンク２１の異常加熱を防止することができる給湯装置２０を提供することができる。
【００５３】
以上のように本発明の実施の形態１によれば、温水タンクの形態の劣化や使用環境に影響されることなく温水タンクに貯留している湯の温度や飲料温度を一定に保つことができる。また、温水タンクに貯留している湯の沸騰や異常加熱を防止することができる。さらに、給湯装置の一部に不具合が発生した場合にも湯の沸騰や異常加熱を防止することができるようになる。
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２に係る給湯装置について図５から図７を参照して説明する。なお、実施の形態１と同一構成に関しては同一符号を用いる。実施の形態１の給湯装置２０では、湯吐出口２４水位近傍に設けられた温度センサ２９（第１温度センサ）と、この温度センサ２９より下側で給水口２３近傍に設けられた温度センサ３０（第２温度センサ）が検知している湯の温度に基づいて制御部３４がメインヒータ２７またはサブヒータ２８に通電制御して飲用水の供給で温度が低下した湯を加熱して高温の湯（例えば、９５℃〜９７℃）として保温するが、この実施の形態２の給湯装置５０では、図５の給湯装置の概要図に示しているように、温度センサ２９と温度センサ３０の間に温度センサ５１（第３温度センサ）を設け、制御部５２は、温度センサ２９および温度センサ３０ならびに温度センサ５１が検知している湯の温度に基づいてメインヒータ２７またはサブヒータ２８に通電制御して飲用水の供給で温度が低下した湯を加熱して高温の湯（例えば、９５℃〜９７℃）として保温するようにしている。
【００５４】
制御部５２が温度センサ２９および温度センサ３０ならびに温度センサ５１が検知している湯の温度に基づいてメインヒータ２７またはサブヒータ２８に通電する制御を、図６に示す給湯装置５０のサブヒータ２８通電制御パラメータ図、および図７に示す給湯装置５０のメインヒータ２７通電制御パラメータ図を用いて説明する。
【００５５】
先ず、図６の通電条件に示しているように、メインヒータ２７に通電されているか、または温度センサ２９（第１温度センサ）と温度センサ５１（第３温度センサ）と温度センサ３０（第２温度センサ）の何れかが９７℃以上の温度を検知しているか、または温度センサ２９と温度センサ５１と温度センサ３０の何れもが９５℃以上の温度を検知している場合にはサブヒータ２８には通電されない。また、図７の通電条件に示しているように、温度センサ２９と温度センサ５１の何れかが９５℃以上の温度を検知しているか、または温度センサ３０が９３℃以上の温度を検知している場合にはメインヒータ２７には通電されない。
【００５６】
そして、ホット飲料の選択ボタンが押され、湯弁２５が開かれて温水タンク２１に貯留されている高温の湯が湯吐出口２４から吐出され、湯吐出口２４から吐出した湯吐出量に対応する量の飲用水（冷水）が給水口２３から温水タンク２１の底部２２ａに供給されると、湯より比重の大きい飲用水は底部２２ａに留まり、先ず温度センサ３０周囲の湯の温度が低下し、その次に温度センサ５１周囲の湯の温度が低下し、さらに温度センサ２９周囲の湯の温度が低下する。
【００５７】
すると、図６のサブヒータ２８通電制御パラメータ図に示すように、メインヒータ２７に通電されていない状態で温度センサ２９と温度センサ５１が９５℃以下の温度を検知するとともに温度センサ３０が９３℃以下の温度を検知する、または、メインヒータ２７に通電されていない状態で温度センサ２９と温度センサ３０が９５℃以下の温度を検知するとともに温度センサ５１が９３℃以下の温度を検知する、または、メインヒータ２７に通電されていない状態で温度センサ２９が９３℃以下の温度を検知するとともに温度センサ５１と温度センサ３０が９５℃以下の温度を検知すると制御部５２はサブヒータ２８に通電する制御を行う。
【００５８】
なお、温度センサ２９や温度センサ５１が検知している温度が、温度センサ３０が検知している温度より低い温度を検知すると制御部５２がサブヒータ２８に通電する制御パラメータは、天板２２ｂや側板２２ｃの上部に断熱材を貼り付けて断熱することが困難であり、断熱材を貼り付けることで周囲を覆って断熱することが容易な側板２２ｃの下部、底板２２ｄよりも放熱量が大きくなり、温度センサ２９や温度センサ５１周囲の湯の温度が温度センサ３０周囲の湯の温度より下がることがあるためである。
【００５９】
このように、湯吐出口２４水位近傍に設けられた温度センサ２９と、この温度センサ２９より下側で給水口２３近傍に設けられた温度センサ３０の他に、温度センサ２９と温度センサ３９の間に温度センサ５１を設け、制御部５２が、温度センサ２９および温度センサ３０ならびに温度センサ５１が検知している湯の温度に基づいてメインヒータ２７またはサブヒータ２８に通電制御して飲用水の供給で温度が低下した湯を加熱して高温の湯（例えば、９５℃〜９７℃）として保温することによっても、さらに精度の良い温度制御が可能となり、ホット飲料の販売に適した高温の湯を連続して吐出することができ、かつ、異常加熱を防止することができる給湯装置５０を提供することができる。
【００６０】
なお、温度センサを３個設けた実施の形態で説明しているが、温度センサを４個以上の複数設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１ カップ式自動販売機
１２ 水リザーバ
１４ 飲用水弁
２０ 給湯装置
２１ 温水タンク
２２ タンク本体
２２ａ 底部
２３ 給水口
２４ 湯吐出口
２５ 湯弁
２６ 湯管路
２７ メインヒータ
２８ サブヒータ
２９ 温度センサ（第１温度センサ）
３０ 温度センサ（第２温度センサ）
３４ 制御部
５０ 給湯装置
５１ 温度センサ（第３温度センサ）
５２ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水タンクに貯留している湯を温度センサによる温度検知と電気ヒータによる加熱とにより所定温度に制御する制御部を備え、前記温水タンクの上部に設けた湯吐出口から湯を吐出し、この吐出した湯に対応する量の飲用水を前記温水タンクの底部に設けた給水口から供給する給湯装置において、
前記温度センサは、第１温度センサと、この第１温度センサと異なる位置に設けた第２温度センサとからなり、
前記制御部は、前記第１温度センサと前記第２温度センサが検知している湯の温度に基づいて前記ヒータに通電制御することを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
さらに第３温度センサを設け、前記制御部は、前記第１温度センサと前記第２温度センサおよび前記第３温度センサが検知している湯の温度に基づいて前記ヒータに通電制御することを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記電気ヒータは、消費電力の大きいメインヒータと、このメインヒータよりも消費電力の小さいサブヒータとからなり、
前記メインヒータの消費電力が、前記給湯装置が備えられている機器の電源容量に対しての比率が高い場合、前記制御部は、前記メインヒータに通電する時、排他的制御により前記機器の電気部品の一部の運転を停止させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の給湯装置。
【請求項１】
温水タンクに貯留している湯を温度センサによる温度検知と電気ヒータによる加熱とにより所定温度に制御する制御部を備え、前記温水タンクの上部に設けた湯吐出口から湯を吐出し、この吐出した湯に対応する量の飲用水を前記温水タンクの底部に設けた給水口から供給する給湯装置において、
前記温度センサは、第１温度センサと、この第１温度センサと異なる位置に設けた第２温度センサとからなり、
前記制御部は、前記第１温度センサと前記第２温度センサが検知している湯の温度に基づいて前記ヒータに通電制御することを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
さらに第３温度センサを設け、前記制御部は、前記第１温度センサと前記第２温度センサおよび前記第３温度センサが検知している湯の温度に基づいて前記ヒータに通電制御することを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記電気ヒータは、消費電力の大きいメインヒータと、このメインヒータよりも消費電力の小さいサブヒータとからなり、
前記メインヒータの消費電力が、前記給湯装置が備えられている機器の電源容量に対しての比率が高い場合、前記制御部は、前記メインヒータに通電する時、排他的制御により前記機器の電気部品の一部の運転を停止させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の給湯装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２４２０２４（Ｐ２０１１−２４２０２４Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１２９８２（Ｐ２０１０−１１２９８２）
【出願日】平成２２年５月１７日（２０１０．５．１７）
【出願人】（０００２３７７１０）富士電機リテイルシステムズ株式会社 (1,851)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１７日（２０１０．５．１７）
【出願人】（０００２３７７１０）富士電機リテイルシステムズ株式会社 (1,851)
【Ｆターム（参考）】
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