電気貯湯容器
【課題】内容液の沸騰を確実に行い、且つ、沸騰時に蒸気が出過ぎるのを抑制して、省エネルギー効果を得る。
【解決手段】電気貯湯容器は、容器内の内容液の温度を検知する温度センサ１５と、内容液の容量を算出する容量算出手段４３と、内容液を加熱する加熱手段１２と、加熱手段１２により加熱された内容液が沸騰したか否かを判断する沸騰判断手段４４と、沸騰判断手段４４により内容液が沸騰したと検出されたときの温度センサ１５により検知される温度に基づいて沸点データを取得する沸点データ取得手段４５と、容量算出手段４３により算出された内容液の容量に応じて、当該沸点データを補正する補正手段４６と、を備える。
【解決手段】電気貯湯容器は、容器内の内容液の温度を検知する温度センサ１５と、内容液の容量を算出する容量算出手段４３と、内容液を加熱する加熱手段１２と、加熱手段１２により加熱された内容液が沸騰したか否かを判断する沸騰判断手段４４と、沸騰判断手段４４により内容液が沸騰したと検出されたときの温度センサ１５により検知される温度に基づいて沸点データを取得する沸点データ取得手段４５と、容量算出手段４３により算出された内容液の容量に応じて、当該沸点データを補正する補正手段４６と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内容液を加熱して湯沸し及び保温を行う電気貯湯容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内容液の検知温度が沸騰温度に近い所定の温度域に達した時に検知温度を一定時間間隔でサンプリングして温度データを順次に記憶する温度系列記憶手段と、該温度系列記憶手段に記憶した系列温度データを複数の区間に区切り各区間の温度データを加算して各々の区間データを求めこの複数の区間データから時間的に前後した区間データの差により設定される加熱容量の補正基準値に基づいて沸騰と判定する沸騰判定手段とを備えた電気ポットを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平７−５５２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１で開示されるような沸騰判定において、沸騰検知が遅れると、無駄な加熱および蒸気の発生となって省エネルギーに反すると共に、沸騰検知が早すぎると、内容液の殺菌および消臭を十分に行えないという不都合がある。近年、省エネルギーおよび健康が強く求められる中、沸騰判定の検知精度は益々重要になっている。
【０００５】
そこで、本発明は、内容液の沸騰を確実に行いつつ、当該沸騰時に蒸気が出過ぎるのを抑制して省エネルギー効果を得ることが可能な電気貯湯容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】
（１）
本発明に係る電気貯湯容器は、容器内の内容液の温度を検知する温度センサと、内容液の容量を算出する容量算出手段と、内容液を加熱する加熱手段と、加熱手段により加熱された内容液が沸騰したか否かを判断する沸騰判断手段と、沸騰判断手段により内容液が沸騰したと検出されたときの温度センサにより検知される温度に基づいて沸点データを取得する沸点データ取得手段と、容量算出手段により算出された内容液の容量に応じて、当該沸点データを補正する補正手段と、を備える。
【０００７】
上記構成によれば、内容液の沸騰判断時において温度センサによる検知温度が内容液の容量に起因してばらつく場合であっても、内容液の容量に応じて沸点データを補正することができる。これにより、補正された沸点データに係る温度を基に内容液の沸騰および再沸騰を行う場合に、内容液の沸騰および再沸騰を確実に行うことができる。また、内容液の殺菌およびカルキ抜きなどを行うために内容液を所定時間沸騰させる場合に、補正された沸点データに係る温度に達した後、当該所定時間沸騰させることによって、当該沸騰時に過剰に蒸気が出るのを抑制することができるので、省エネルギー効果を得ることができる。
【０００８】
（２）
上記した電気貯湯容器において、沸点データ取得手段は、沸騰判断手段により内容液が沸騰したと検出されたときの温度センサにより検知される温度に補正値を減じることにより、沸点データを取得し、補正手段は、容量算出手段により算出される内容液の容量に応じて、補正値の絶対値を補正することにより、沸点データを補正する。
【０００９】
上記構成によれば、内容液の容量に応じて補正値の絶対値を変化させるだけで簡単に沸点データを補正することができる。これにより、沸点データを取得するための演算処理が速くなる。
【００１０】
（３）
また、本発明に係る電気貯湯容器は、容器内の内容液の温度を検知する温度センサと、内容液の容量を算出する容量算出手段と、容量算出手段により算出された内容液の容量を記憶する記憶手段と、容器内に液体が継ぎ足されたときに、容量算出手段により算出される継ぎ足し後の内容液の容量に応じた加熱時間で当該内容液を加熱する加熱手段と、記憶手段に記憶されている液体の継ぎ足し前における容器内の内容液の容量に応じて、加熱時間を変更する加熱時間変更手段と、を備える。
【００１１】
上記構成によれば、継ぎ足し後の内容液の容量に応じた加熱時間で加熱しても、当該内容液が沸騰温度まで達しない場合に、加熱時間変更手段により加熱時間が延長されることによって、内容液を確実に沸騰させることができる。この際、加熱時間変更手段により加熱時間が調整されるので、内容液が長時間沸騰するのを抑制することができる。その結果、沸騰時に蒸気が過剰に出るのを抑制して、省エネルギー効果を得ることができる。
【００１２】
（４）
上記した電気貯湯容器において、加熱時間が異なる第１加熱時間および第２加熱時間を記憶する加熱時間記憶手段をさらに備え、加熱時間変更手段は、加熱時間記憶手段に記憶されている液体の継ぎ足し前における容器内の内容液の容量に応じて、第１加熱時間または第２加熱時間を選択する。
【００１３】
上記構成によれば、加熱時間記憶手段に記憶されている第１記憶時間または第２記憶時間を選択するだけで、内容液の加熱時間を簡単に変更することができる。したがって、内容液の容量に応じて加熱時間をその都度計算する場合に比べて、演算処理が早くなる。
【００１４】
（５）
上記した電気貯湯容器において、加熱手段は、沸点データに係る温度の相対値である保温温度により内容液を保温する。
【００１５】
上記構成によれば、沸点データに係る温度と相対的な温度で内容液を保温することができる。つまり、絶対温度で内容液の保温を管理している場合と異なり、気圧が変化しても保温時に内容液が沸騰したり保温温度が低温になったりするのを抑制することができる。
【００１６】
（６）
上記した電気貯湯容器において、容量算出手段は、加熱手段により加熱された内容液の単位時間当たりの温度変化に基づいて、内容液の容量を算出する。
【００１７】
上記構成によれば、内容液の単位時間当たりの温度変化量によって、内容液の容量を算出することができる。これにより、フロートセンサ等を使用せずに、温度センサにより検知される温度変化で内容液の容量を算出することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の電気貯湯容器によれば、内容液の沸騰を確実に行いつつ、当該沸騰時に蒸気が出過ぎるのを抑制して、省エネルギー効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電気貯湯容器の正面図である。
【図２】図１に示した電気貯湯容器の平面図である。
【図３】図１に示した電気貯湯容器の内部構成を示した断面図である。
【図４】図１に示した電気貯湯容器の制御部のブロック図である。
【図５】ヒータにより加熱された内容液の温度変化を示したグラフである。
【図６】単位時間温度変化と時間との関係を示したグラフである。
【図７】単位時間温度変化の平均値αと閾値βとが対応付けられた表である。
【図８（ａ）】２５００ｍＬの内容液を加熱したときの単位時間温度変化を示したグラフである。
【図８（ｂ）】１０００ｍＬの内容液を加熱したときの単位時間温度変化を示したグラフである。
【図９（ａ）】沸騰モードにおける湯沸かし処理を説明するためのフローチャートである。
【図９（ｂ）】沸騰モードにおける湯沸かし処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】沸点データの取得方法を説明するためのフローチャートである。
【図１１】従来の沸騰判定に係る単位時間温度変化と本実施形態の沸騰判定に係る単位時間温度変化とを示したグラフである。
【図１２】内容液の容量によって沸点検知温度Ｔ１およびＴ２が変化することを説明するためのグラフである。
【図１３】第２実施形態に係る電気貯湯容器の制御部のブロック図である。
【図１４】記憶部に記憶されるデータテーブルＤＴ１およびＤＴ２である。
【図１５】水の継ぎ足し時における自動再沸騰処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態に係る電気貯湯容器について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
＜第１実施形態＞
第１実施形態の電気貯湯容器１００は、水などの内容液Ｌを加熱する装置であって、家庭用の電気ポットとして利用される。この電気貯湯容器１００は、複数の動作モード（湯沸かしモード、保温モード（９８℃保温、９０℃保温、ヒータオフ保温）、再沸騰モード（蒸気あり、蒸気なし））で駆動するように構成されている。これらの各種動作モードにおける電気貯湯容器１００の動作については、後述する。
電気貯湯容器１００は、図１および図２に示すように、略筒状の器体１０と、器体１０の上部に取り付けられる蓋２０と、使用者の操作に係る操作部３０と、を備えている。
【００２２】
＜器体＞
器体１０は、図３に示すように、水などの液体である内容液Ｌを貯留する内容器１１と、内容器１１内の内容液Ｌを加熱するヒータ１２と、内容器１１内の内容液Ｌを外部に案内する吐出路１３と、内容器１１の下方に位置する電動ポンプ１４と、内容液Ｌの温度を検知する温度センサ１５と、を有している。また、器体１０の外表面には、図１に示すように、上記した吐出路１３を露出させる液量表示窓１６が設けられている。
【００２３】
内容器１１は、図３に示すように、ステンレス鋼製の容器であって、略断熱構造となっている。なお、本実施形態に係る内容器１１は、シングル（真空一重構造）容器であるが、真空二重構造であっても良い。この内容器１１は、略筒状であって、その底部分には、ヒータ１２および温度センサ１５が設けられている。
【００２４】
ヒータ１２は、沸騰ヒータと保温ヒータとから構成されている。内容液Ｌを沸騰させる際には（湯沸かしモードおよび再沸騰モードの場合には）、沸騰ヒータおよび保温ヒータの両方が駆動すると共に、内容液Ｌを保温する際には（保温モードの場合には）、主に保温ヒータが駆動する。
【００２５】
吐出路１３は、図３に示すように、内容器１１内における底面付近の内容液Ｌを電気貯湯容器１００の上部に設けられる注ぎ口１３ａまで導くために設けられている。すなわち、内容器１１内の内容液Ｌは、電動ポンプ１４の駆動により、吐出路１３を通過して注ぎ口１３ａから吐出される。この吐出路１３の一部は、図１に示すように、透明管で形成されており、当該透明部分の吐出路１３は、当該液量表示窓１６から視認可能となっている。吐出路１３における液面レベルは、内容器１１の液面レベルと同じになっているので、使用者は、蓋２０を開くことなく外部から液量表示窓１６を介して内容器１１内の内容液Ｌの残量を知ることができる。
【００２６】
＜蓋＞
蓋２０は、図３に示すように、内容器１１の上部に設けられる開口部１１ａを開閉するために、器体１０の後部においてヒンジピン２１によって回転可能に軸支されている。そして、蓋２０には、当該蓋２０を開閉するための開閉レバー２２（図２および図３参照）が設けられている。使用者は、内容器１１内に水を追加する際には、開閉レバー２２を操作して蓋２０を開放する。また、内容液Ｌを沸騰または保温する際には、開閉レバー２２を操作して蓋２０を閉鎖する。この蓋２０には、図２及び図３に示すように、ヒータ１２により加熱されて沸騰した内容液Ｌの蒸気を外部に逃がすための蒸気孔２３が形成されている。
【００２７】
＜操作部＞
操作部３０は、図２に示すように、電気貯湯容器１００の前方へ張り出した部分に設けられている。この操作部３０は、電気貯湯容器１００の各種モード（湯沸かしモード、保温モード、再沸騰モード）の設定、タイマー設定（内容液Ｌを沸騰させる時間（例えば、６時間後、９時間後）の設定）、及び、保温温度の選択などを行うための操作ボタン３１〜３３と、設定されたモード、現在時刻、及び、沸騰完了までの残り時間等を表示する表示部３４と、を有している。
【００２８】
図２に示すように、給湯ボタン３１は、内容液Ｌを吐出させるボタンであって、当該給湯ボタン３１が押し下げられることによって電動ポンプ１４が駆動される。また、保温ボタン３２は、内容液Ｌの保温温度を選択するボタンであって、当該保温ボタン３２が押し下げられることによって、９８℃保温および９０℃保温がロータリ式に選択される。なお、ヒータオフ保温は、図示しないボタンが押し下げられることによって、選択される。また、再沸騰ボタン３３は、保温中の内容液Ｌを再沸騰させるボタンであって、当該再沸騰ボタン３３が１回押し下げられると蒸気を発生させない沸騰が行われ、当該再沸騰ボタン３３が２回押し下げられると蒸気を発生させる沸騰が行われる。
【００２９】
また、表示部３４は、現在時刻、及び、沸騰完了までの残り時間等を表示する液晶表示部３５と、現在の動作状態を示すランプ部３６と、を含んでいる。湯沸かしモードおよび再沸騰モードのときには、沸騰ランプ３６ａが点灯し、保温モードのときには、保温ランプ３６ｂが点灯する。
【００３０】
＜制御部＞
上記した操作部３０、ヒータ１２、電動ポンプ１４、温度センサ１５は、図４に示すように、マイクロコンピュータ等を搭載した制御部４０に通信可能に接続されている。この制御部４０は、ヒータ制御部４１と、ポンプ制御部４２と、温度データ取得部４３と、容量算出部４４と、沸騰判断部４５と、沸点データ取得部４６と、補正部４７と、記憶部４８と、を有している。
【００３１】
ヒータ制御部４１は、ヒータ１２と通信可能に接続されており、ヒータ１２の駆動を制御して、内容液Ｌの保温および沸騰を行う。具体的には、ヒータ制御部４１は、内容器１１内に水が追加されて、電源コード（図示せず）が接続されたとき、沸騰モードになり、沸騰ヒータおよび保温ヒータの両方を駆動して、内容液Ｌを沸騰させる。また、ヒータ制御部４１は、内容液Ｌの沸騰が完了した後、保温モードになり、主に保温ヒータを駆動して、内容液Ｌが所定温度（９８℃または９０℃）になるように内容液Ｌを保温する。また、ヒータ制御部４１は、再沸騰ボタン３３が押し下げられたときに、再沸騰モードになり、沸騰ヒータおよび保温ヒータの両方を駆動して、内容液Ｌを再沸騰させる。
【００３２】
ポンプ制御部４２は、電動ポンプ１４と通信可能に接続されており、電動ポンプ１４の駆動を制御して、内容液Ｌを注ぎ口１３ａから吐出する。具体的には、ポンプ制御部４２は、給湯ボタン３１が押し下げられている間、注ぎ口１３ａから内容液Ｌが給湯されるように、電動ポンプ１４を駆動する。
【００３３】
温度データ取得部４３は、温度センサ１５と通信可能に接続されており、サンプリング間隔ｔ秒（例えば、５秒）で、内容液Ｌの温度データ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…）を順次取得し、それらの温度データ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…）を記憶部４８に格納する。そして、本実施形態では、温度データ取得部４３は、連続した複数（例えば、８つ）の温度データを温度データ列として設定する。そして、温度データ取得部４３は、サンプリング間隔ｔ秒単位で温度データをシフトして、温度データ列を順次設定する。すなわち、図５に示すように、サンプリング間隔ｔ秒で、温度データＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…が取得されている場合に、温度データ列Ｄ１は、温度データＡ〜Ｈからなり、次の温度データ列Ｄ２は、サンプリング間隔ｔ秒後にずらした温度データＢ〜Ｉからなり、その次の温度データ列Ｄ３は、さらにサンプリング間隔ｔ秒後にずらした温度データＣ〜Ｊからなる。このようにして、温度データ列Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，…が設定される。この際、サンプリング間隔ｔと温度データ列の時間幅ｗとの比率は、１：４未満となっている。
【００３４】
温度データ取得部４３により取得される温度センサ１５の検知温度は、図５に示すように、直線的に１００℃まで上昇した後、１００℃から更に約１．５℃上昇して、略一定に推移する。一方、実際の水温は、直線的に１００℃まで上昇した後、１００℃で略一定に推移する。内容器１１内の内容液Ｌの容量が多い場合は、単位時間あたりの温度上昇が小さくなり温度変化を示す直線ｙ１の傾きが小さくなり、内容器１１内の内容液Ｌの容量が少ない場合は、単位時間あたりの温度上昇が大きくなり温度変化を示す直線ｙ２の傾きが大きくなる。
【００３５】
また、本実施形態では、温度データ取得部４３は、設定した温度データ列Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３…のそれぞれについて、初期温度データと終期温度データとの差分（以下、この差分を単位時間温度変化）を算出する。すなわち、温度データ列Ｄ１における単位時間温度変化α１は、（Ｈ−Ａ）により算出され、温度データ列Ｄ２における単位時間温度変化α２は、（Ｉ−Ｂ）により算出され、温度データ列Ｄ３における単位時間温度変化α３は、（Ｊ−Ｃ）により算出される。このようにして、温度データ取得部４３は、単位時間温度変化α１，α２，α３，…を算出する。
【００３６】
容量算出部４４は、内容器１１内に収容される内容液Ｌの容量を算出する。この容量算出部４４は、ヒータ１２により加熱された内容液Ｌの単位時間当たりの温度変化（＝単位時間温度変化α１，α２，α３，…）に基づいて、内容液Ｌの容量を算出する。したがって、容量算出部４４は、上記した温度データ取得部４３により算出される単位時間温度変化α１，α２，α３，…に基づいて、内容液Ｌの容量を算出する。具体的には、温度データ取得部４３は、以下の式により算出される単位時間温度変化の平均値αに基づいて、内容液Ｌの容量を算出する。
α＝（α１＋α２＋α３＋…＋αｎ）／ｎ
図５に示すように、内容液Ｌの容量が多い場合には、当該平均値α（図５中では、一例として単位時間温度変化α１を示している）が小さくなり、内容液Ｌの容量が少ない場合には、当該平均値αが大きくなる傾向にある。そのため、容量算出部４４は、平均値αの大きさに基づいて、内容液Ｌの容量を経験的に算出する。
【００３７】
沸騰判断部４５は、ヒータ１２により加熱された内容液Ｌが沸騰したか否かを判断する。この沸騰判断部４５は、図６に示すように、記憶部４８に記憶される単位時間温度変化α１，α２，α３，…が、所定の閾値βまで低下したときに、内容液Ｌが沸騰したと判定する。この閾値βは、図７に示すように、単位時間温度変化の平均値αの大きさに応じて、経験的に設定される。
【００３８】
単位時間温度変化α１，α２，α３，…は、理想的には、図６に示すように、一定値で推移した後、下降する。ところが、実際には、図８（ａ）に示すように、内容液Ｌの容量が多く（図８（ａ）では、水量が２５００ｍＬ）、内容器１１内で内容液Ｌが対流する場合には、立ち上がり変化と立ち下がり変化とを繰り返して上下に大きく振れながら推移する。一方、内容液Ｌの容量が少なく（図８（ｂ）では、水量が１０００ｍＬ）、当該内容液Ｌの対流が発生し難い場合には、図８（ｂ）に示すように、図６の理想的な曲線と近似する曲線を描く。そこで、本実施形態に係る沸騰判定部４５は、立ち上がり変化が途中で生じずに立ち下がり変化が持続するようになるのを待って、沸騰を判定することになる。具体的には、沸騰判定部４５は、最後の立ち上がり域が生じた後、続く２つの区間で立ち下がり変化が続いた時点で、沸騰と判定することになる。
【００３９】
沸点データ取得部４６は、沸騰判断部４５により内容液Ｌが沸騰したと判断されたときの温度センサ１５により検知される温度Ｔ（以下、沸騰検知時温度Ｔとする）から補正値を減じることによって、沸点データを取得する。すなわち、沸点データ取得部４６は、以下の式により沸点データを取得する。なお、補正値は、約１．５℃に相当する。
（沸点データ）＝（沸騰検知時温度Ｔ）−（補正値）
この沸点データ取得部４６により取得される沸点データは、内容液Ｌの沸点を示す温度データであって、保温モードにおける内容液Ｌの保温、再沸騰モードにおける内容液の再沸騰に使用される。すなわち、本実施形態の電気貯湯容器１００では、沸点データに係る温度の相対値で内容液Ｌの温度管理を行う。
【００４０】
補正部４７は、容量算出手段４３により算出された内容液Ｌの容量に応じて、沸点データ取得部４６により取得された沸点データを補正する。具体的には、補正部４７は、上記した沸点データを取得するために使用された式における補正値の絶対値を補正することにより、沸点データを補正する。
すなわち、本実施形態の補正部４７は、
内容液Ｌの容量が多量の場合は、「（沸点データ）＝（沸騰検知時温度Ｔ）−（３ＬＳＢ）」の式（１）により沸点データを算出し、
内容液Ｌの容量が中量の場合は、「（沸点データ）＝（沸騰検知時温度Ｔ）−（２ＬＳＢ）」の式（２）により沸点データを算出し、
内容液Ｌの容量が少量の場合は、「（沸点データ）＝（沸騰検知時温度Ｔ）−（１ＬＳＢ）」の式（３）により沸点データを算出する。
なお、本実施形態において、内容液Ｌの容量が多量とは、およそ２Ｌ以上であって、中量とは、および１Ｌ以上２Ｌ未満であって、少量とは、および１Ｌ未満と定義する。
また、上記した「ＬＳＢ」とは、電気貯湯容器１００の分解能であって、１ＬＳＢが約０．５℃に相当する。
【００４１】
記憶部４８は、電気貯湯容器１００の動作に係る各種プログラムが記憶されている。そして、本実施形態では、当該プログラムの実行に必要なデータ（温度データＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…、温度データ列Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，…、及び、単位時間温度変化α１，α２，α３，…など）が記憶されている。
【００４２】
＜沸騰モードにおける電気貯湯容器の動作＞
内容器１１内に水が追加されて、電源コードが接続されたとき、電気貯湯容器１００は、沸騰モードとなり、内容液Ｌを沸騰させる。以下、図９（ａ）および図９（ｂ）を参照して、沸騰モードにおける内容液Ｌの沸騰動作について詳細に説明する。
【００４３】
ステップＳ１で沸騰モードであることにより、ステップＳ２以下の制御が行われる。ステップＳ２では、ヒータ１２（沸騰ヒータおよび保温ヒータの両方）をオンし、内容液Ｌの加熱を行う。それ以降、ステップＳ３で温度センサ１５が検知する温度データの読み込みを行い、ステップＳ４でサンプリング間隔ｔ秒が経過する都度、ステップＳ５に移行して、そのとき検知される温度データＡ，Ｂ，Ｃ…をサンプリングして記憶することを繰り返す。次いで、ステップＳ６でαフラグが１でなければステップＳ７へ移行し、温度データ列の時間幅ｗ秒が経過していなければリターンし、経過しているとステップＳ８にて温度データ列Ｄ１（温度データＡ〜Ｈ）を設定する。続いて、ステップＳ９で温度データ列Ｄ１（Ａ〜Ｈ）のうちの初期温度データＡと終期温度データＨとの差（Ｈ−Ａ）を演算して単位時間温度変化α１とし、かつαフラグを１とする。次いで、ステップＳ１０でカウンタを＋１する。
【００４４】
ステップＳ１０でカウンタをインクリメントした後、またはステップＳ６でαフラグが１であるとき、ステップＳ１１に移行し、サンプリング間隔ｔ秒が経過する都度、ステップＳ１２で温度データ列Ｄ２，Ｄ３，…を設定し、初期温度データと終期温度データとの差分を演算して、単位時間温度変化α２，α３，…とし、これを過去分と累計し、記憶するのに併せ、αフラグを１にする。そして、ステップＳ１３でカウンタを＋１する。さらに、次のステップＳ１４で検出される温度データが９３℃に達していなければ、ステップＳ１１からステップＳ１３のルーチンを繰り返す。ステップＳ１４で温度データが９３℃に到達し、ステップＳ１５でβフラグが１でなければ、ステップＳ１６に進み、加算した累計（α１＋α２＋α３＋…＋αｎ）をカウンタによるカウント値Ｎで除して単位時間温度変化の平均値αを求め、この平均値αから内容液Ｌの容量を判定し、判定した容量から単位時間温度変化α１，α２，α３，…が沸騰に向かって立ち下がっていくときの沸騰に対応する閾値βを、容量に応じて設定して記憶する。この後、またはステップＳ１５でβフラグが１であればそのまま、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、単位時間温度変化α１，α２，α３，…が閾値βに到達していなければ、ステップＳ１１に戻ってステップＳ１７までを繰り返し、ステップＳ１７で単位時間温度変化α１，α２，α３，…が閾値βに到達していると、ステップＳ１８で沸騰と判定し、ステップＳ１９でヒータ１２をパワーダウンして、ステップＳ２０において蒸気の発生を抑えた加熱を所定時間が経過するまで継続して、カルキ除去および除菌などを行う。そして、当該所定時間が経過すると、沸騰処理を終了する。沸騰処理終了後、保温処理に移行する。
【００４５】
＜保温モードにおける動作＞
上記した沸騰処理が終了した後、電気貯湯容器１００は、保温モードとなり、内容液Ｌを所定温度（９８℃または９０℃）で保温する。
【００４６】
保温モードであることにより、当該保温モードが「９８℃保温」、「９０℃保温」、「ヒータオフ保温」のいずれかであるのか判断される。「９８℃保温」および「９０℃保温」の切換えは、保温ボタン３２（図２参照）の押し下げにより行われ、「ヒータオフ保温」への切換えは、図示しないヒータオフ保温ボタンの押し下げにより行われる。「９８℃保温」および「９０℃保温」の場合には、主にヒータ１２の保温ヒータが通電されて、内容液Ｌが保温される。これに対して、「ヒータオフ保温」の場合には、ヒータ１２への通電がオフとなり、真空容器である内容器１１による保温となる。
【００４７】
＜再沸騰モードにおける動作＞
保温モードにおいて内容液Ｌを保温しているときに、再沸騰ボタン３３（図２参照）が押し下げられると、再沸騰モードとなり、内容液Ｌを再び沸騰させる。
【００４８】
再沸騰ボタン３３が押し下げられることにより、再沸騰モードとなり、ヒータ１２の保温ヒータおよび沸騰ヒータの両方が駆動されて、内容液Ｌが沸騰される。水が継ぎ足されている場合、または、電源コードが差し込みなおされている場合、当該再沸騰モードは、蒸気を出す再沸騰処理を行う。これに対して、水が継ぎ足されていない場合、且つ、電源コードが差し込みなおされていない場合、当該再沸騰モードは、蒸気を出さない再沸騰処理を行う。そして、再沸騰処理が終了した後、制御部４０は、保温モードに移行し、保温処理を行う。
【００４９】
＜沸点データの取得方法＞
次に、図１０を参照して、本実施形態に係る電気貯湯容器１００の沸点データの取得方法について説明する。
【００５０】
まず、沸騰判断部４５は、内容液Ｌが沸騰したか否かを判断する（ステップＳ５１）。このステップＳ５１における沸騰判定は、上記したステップＳ１８における沸騰判定と同様である。そして、沸騰判断部４５により内容液Ｌが沸騰したと判断されたとき（ステップＳ５２：Ｙｅｓ）、沸点データ取得部４６は、温度センサ１５により検知される沸騰検知時温度Ｔから補正値を減じた沸点データを取得する（ステップＳ５３）。次いで、容量算出部４４により算出された内容液Ｌの容量が取得される（ステップＳ５４）。
【００５１】
そして、本実施形態では、補正部４７は、ステップＳ５３において検知された内容液Ｌの温度に係る情報（以下、沸点データ）を補正する（ステップＳ５５）。具体的には、補正部４７は、容量算出手段４３により算出された内容液Ｌの容量に応じて、沸点データ取得部４６により取得された沸点データを補正する。すなわち、補正部４７は、（１）内容液Ｌの容量が多量の場合は、沸点データを上記式（１）により算出し、内容液Ｌの容量が中量の場合は、沸点データを上記式（２）により算出し、内容液Ｌの容量が少量の場合は、沸点データを上記式（３）により算出する。
【００５２】
そして、記憶部４８は、補正部４７によって補正された沸点データを記憶して、沸点データの取得フローを終了する（ステップＳ５６）。
【００５３】
＜本実施形態の電気貯湯容器の特徴＞
上記実施形態において、電気貯湯容器１００は、内容液Ｌの沸騰判断時において温度センサ１５により検知される沸騰検知時温度Ｔが内容液Ｌの容量に起因してばらつく場合であっても、内容液Ｌの容量に応じて沸点データを補正することができる。これにより、補正された沸点データに係る温度を基に内容液Ｌの沸騰および再沸騰を行う場合に、内容液Ｌの沸騰および再沸騰を確実に行うことができる。また、内容液Ｌの殺菌およびカルキ抜きなどを行うために内容液Ｌを所定時間沸騰させる場合に、補正された沸点データに係る温度に達した後、当該所定時間沸騰させることによって、当該沸騰時に過剰に蒸気が出るのを抑制することができるので、省エネルギー効果を得ることができる。
【００５４】
また、本実施形態において、サンプリング間隔ｔ秒と温度データ列の時間幅ｗとの比率を１：４未満とすることにより、この比率が１：４以上である場合に比して、同じ温度データ列の時間幅ｗ内に多くの温度データ（本実施形態では、温度データＡ〜Ｈの８つの温度データ）を含むことになり、温度のイレギュラーな検知が緩和されて、各温度データ列Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，…から演算する単位時間温度変化α１，α２，α３，…の時間経過に伴う「立ち上がり変化」及び「立ち下り変化」を繰り返す際の振れ幅を抑制することができる。これにより、当該「立ち上がり変化」及び「立ち下り変化」の振れ幅を抑制することによって、閾値βによって内容液Ｌの沸騰を正確かつ早期に判定することができる。
【００５５】
上記したように、サンプリング間隔ｔ秒を５秒、温度データ列の時間幅ｗを４０秒とした場合、単位時間温度変化α１，α２，α３，…の沸騰に向かう変化は、図１１に示すグラフＩＩ（ｔ：ｗ＝１：８）の通りである。従来のグラフＩ（ｔ：ｗ＝１：４）と比較すると、単位時間温度変化α１，α２，α３，…の「立ち上がり」及び「立ち下がり変化」の繰り返しリズムはほぼ対応しているが、振れ幅がほぼ半減している。特に、９５秒時点からの立ち下り傾向がｉ、ｊ、ｋと３つの区間が続く安定傾向を示す上、その後に立ち上がり区間ｌが続くが、グラフＩの場合の立ち上がり区間ａよりも立ち上がり度が軽減していることから、立下り区間ｋの終点を沸騰点と判定することができる。この沸騰を判定する閾値βは、３５秒時点の「立ち下がり」および「立ち上がり」の折り返し点を外した１２として、連続した２つの立ち下がり区間ｊ、ｋの検出により、１１０秒時点を沸騰と早期判定することができる。
一方、従来のグラフＩでは、立ち上がり区間ａの後に、立下り区間ｂおよびｃが２つ続いた１４０秒時点で沸騰と判定する。
このため、本実施形態では、従来と比較して、約３０秒程度早期に沸騰判定が可能となっている。
【００５６】
上記したように、本実施形態では、サンプリング間隔ｔ秒と温度データ列の時間幅ｗとの比率を１：４未満とすることにより、内容液Ｌの沸騰を早期に判定することができる。具体的には、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、内容液Ｌが少量の場合には内容液Ｌの対流が少ない分だけ、内容液Ｌが多量の場合に比べて、単位時間温度変化が安定するので、早期に沸騰判定を行うことができる。したがって、内容液Ｌが少量の場合における沸騰判定時の検知温度Ｔ１と、内容液Ｌが多量の場合における沸騰判定時の検知温度Ｔ２とが、異なる。この場合、検知温度Ｔ１と検知温度Ｔ２とを一律に補正してすると（補正値を同じ値にすると）、沸点データがばらつく。ここで、本実施形態では、内容液Ｌの容量に応じて沸点データを補正することによって、沸点データがばらつくのを抑制することができる。これにより、補正された沸点データに係る温度を基に内容液Ｌの沸騰および再沸騰を行う場合に、内容液Ｌの沸騰および再沸騰を確実に行うことができる。また、内容液Ｌの殺菌およびカルキ抜きなどを行うために内容液Ｌを所定時間沸騰させる場合に、補正された沸点データに係る温度に達した後、当該所定時間沸騰させることによって、当該沸騰時に過剰に蒸気が出るのを抑制することができるので、省エネルギー効果を得ることができる。
【００５７】
また、本実施形態において、内容液Ｌの容量に応じて補正値の絶対値を変化させるだけで簡単に沸点データを補正することができる。これにより、沸点データを取得するための演算処理が速くなる。
【００５８】
また、本実施形態において、沸点データに係る温度と相対的な温度で内容液Ｌを保温することができる。つまり、絶対温度で内容液Ｌの保温を管理している場合と異なり、気圧が変化しても保温時に内容液Ｌが沸騰したり保温温度が低温になったりするのを抑制することができる。
【００５９】
また、本実施形態において、内容液Ｌの単位時間当たりの温度変化量によって、内容液Ｌの容量を算出することができる。これにより、フロートセンサ等を使用せずに、温度センサ１５により検出される温度変化で内容液Ｌの容量を算出することができる。
【００６０】
＜請求項の各構成要素と上記実施形態の各部との対応関係＞
上記実施形態においては、電気貯湯容器１００が「電気貯湯容器」に相当し、内容器１１が「容器」に相当し、温度センサ１５が「温度センサ」に相当し、内容液Ｌが「内容液」に相当し、容量算出部４４が「容量算出手段」に相当し、ヒータ１２が「加熱手段」に相当し、沸騰判断部４５が「沸騰判定手段」に相当し、沸点データ取得部４６が「沸点データ取得手段」に相当し、補正部４７が「補正手段」に相当し、記憶部４８が「記憶手段」に相当する。
【００６１】
＜第２実施形態＞
第２実施形態の電気貯湯容器では、沸点データを補正した第１実施形態に係る電気貯湯容器１００とは異なり、水の継ぎ足し時において、継ぎ足し前の内容液Ｌの容量に応じて、加熱時間を変更する。この加熱時間とは、沸騰状態が継続される時間であって、内容液Ｌの殺菌およびカルキ抜き等が行われる時間である。この第２実施形態に係る電気貯湯容器は、第１実施形態の補正部４７および記憶部４８が、それぞれ加熱時間変更部４７ａおよび記憶部４８ａに変更されたこと以外、第１実施形態と同様であるので、加熱時間変更部４７ａおよび記憶部４８ａ以外は、同一符号を付してその説明を適宜省略する。
【００６２】
＜制御部＞
第２実施形態に係る電気貯湯容器の制御部４０ａは、図１３に示すように、ヒータ制御部４１と、ポンプ制御部４２と、温度データ取得部４３と、容量算出部４４と、沸騰判断部４５と、沸点データ取得部４６と、加熱時間変更部４７ａと、記憶部４８ａと、を有している。
【００６３】
記憶部４８ａには、電気貯湯容器１００の動作に係る各種プログラムが記憶されている。そして、本実施形態では、記憶部４８ａは、当該プログラムの実行に必要なデータ（温度データＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…、温度データ列Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，…、及び、単位時間温度変化α１，α２，α３，…など）を記憶している。
【００６４】
そして、本実施形態では、記憶部４８ａには、容量算出部４４により算出された内容液Ｌの容量が記憶されている。また、記憶部４８ａには、図１４に示した２つのデータテーブルＤＴ１およびＤＴ２が記憶されている。データテーブルＤＴ１及びＤＴ２は、温度上昇勾配の平均値（内容液Ｌの容量に相当）と加熱時間（図中では、蒸気出タイマーと表記）とが対応付けられたデータテーブルである。そして、本実施形態では、データテーブルＤＴ２の加熱時間が、データテーブルＤＴ１の加熱時間より長くなっている。
【００６５】
加熱時間変更部４７ａは、記憶部４８ａに記憶されている水の継ぎ足し前における内容器１１内の内容液Ｌの容量に応じて、使用するデータテーブルＤＴ１およびＤＴ２を変更する。具体的には、加熱時間変更部４７ａは、前回沸騰時の内容液Ｌの容量が所定値（例えば、およそ１Ｌ）以下の場合には、加熱時間が長いデータテーブルＤＴ２を選択し、前回沸騰時の内容液Ｌの容量が所定値を超える場合には、加熱時間が短いデータテーブルＤＴ１を選択する。
【００６６】
＜水の継ぎ足し時における自動沸騰処理＞
保温モードにおいて内容液Ｌを保温しているときに、水が継ぎ足されると、再沸騰モードとなり、蒸気を発生させる再沸騰が行われる。以下、図１５を参照して、水の継ぎ足し時における内容液Ｌの再沸騰処理について詳細に説明する。
【００６７】
まず、水が継ぎ足されると、ヒータ１２（沸騰ヒータおよび保温ヒータの両方）が通電されて、内容液Ｌが加熱される（ステップＳ１ａ）。そして、前回沸騰時の内容液Ｌの容量Ｃ１が記憶部４８ａに記憶されているか否かを判断して（ステップＳ２ａ）、前回沸騰時の内容液Ｌの容量Ｃ１が記憶されていれば（ステップＳ２ａ：Ｙｅｓ）、水の継ぎ足し後の内容液Ｌの容量Ｃ２を算出する処理を開始する（ステップＳ３ａ）。これにより、水の継ぎ足し後の内容液Ｌの容量が算出される（ステップＳ４ａ）。一方、前記回沸騰時の内容液Ｌの容量Ｃ１が記憶されていなければ（ステップＳ２ａ：Ｎｏ）、通常の湯沸かし処理を行う（ステップＳ５ａ）。
【００６８】
次に、ヒータ１２により内容液Ｌが加熱されて、温度センサ１５によって検知される内容液Ｌの温度が沸点データに係る温度以上に上昇したとき（ステップＳ６ａ：Ｙｅｓ）、加熱時間のカウントがスタートする（ステップＳ７ａ）。そして、本実施形態では、水の継ぎ足し前における内容液Ｌの容量Ｃ１が所定値より少ないか否かが判断される（ステップＳ８ａ）。ここで、本実施形態では、水の継ぎ足し前における内容液Ｌの容量Ｃ１が所定値より少ない場合には（ステップＳ８ａ：Ｙｅｓ）、データテーブルＤＴ２を選択し（ステップＳ９ａ）、水の継ぎ足し前における内容液Ｌの容量Ｃ１が所定値以上の場合には（ステップＳ８ａ：Ｎｏ）、データテーブルＤＴ１を選択する（ステップＳ１０ａ）。
【００６９】
データテーブルＤＴ２を選択したとき（ステップＳ９ａ）、水の継ぎ足し後における内容液Ｌの容量Ｃ２に対応するデータテーブルＤＴ２の加熱時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ１１ａ）、当該加熱時間が経過した場合には（ステップＳ１１ａ：Ｙｅｓ）、ヒータ１２への通電を停止する（ステップＳ１２ａ）。これに対して、データテーブルＤＴ１を選択したとき（ステップＳ１０ａ）、水の継ぎ足し後における内容液Ｌの容量Ｃ２に対応するデータテーブルＤＴ１の加熱時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ１３ａ）、当該加熱時間が経過した場合には（ステップＳ１３ａ：Ｙｅｓ）、ヒータ１２への通電を停止する（ステップＳ１２ａ）。
【００７０】
次に、水の継ぎ足し前の内容液Ｌの容量Ｃ１をＣ２に更新して、水の継ぎ足し後の内容液Ｌの容量Ｃ２を記憶する（ステップＳ１２ａ）。これにより、水の継ぎ足し後における内容液Ｌの再沸騰処理が終了する（ステップＳ１３ａ）。この水の継ぎ足し後における再沸騰処理終了後、制御部４０は、保温モードに移行し、保温処理を行う。
【００７１】
＜本実施形態の電気貯湯容器の特徴＞
第２実施形態に係る電気貯湯容器は、継ぎ足し後の内容液の容量に応じた加熱時間で加熱しても、当該内容液Ｌが沸騰温度まで達しない場合であっても、加熱時間変更部４７ａにより加熱時間が延長されることによって（データテーブルＤＴ２が選択されることによって）、内容液Ｌを確実に沸騰させることができる。これにより、液体の継ぎ足し時において、当該液体を沸騰させてカルキ抜きを行うことができる。上記のように、加熱時間を調整することによって、確実に沸騰を行うことができると共に、長時間の沸騰を抑制することができるので、省エネルギー効果を得ることができる。
【００７２】
また、本実施形態において、記憶部４８に記憶されているデータテーブルＤＴ１またはＤＴ２を選択するだけで、内容液Ｌの加熱時間を簡単に変更することができる。
【００７３】
＜請求項の各構成要素と上記実施形態の各部との対応関係＞
上記実施形態においては、加熱時間変更部４７ａが「加熱時間変更手段」に相当し、記憶部４８が「加熱時間記憶手段」に相当、データテーブルＤＴ１が「第１加熱時間」に相当し、データテーブルＤＴ２が「第２加熱時間」に相当する。
【００７４】
以上、本発明の実施形態および実施例について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００７５】
例えば、第１実施形態では、内容液Ｌの容量に応じて補正値の絶対値（３ＬＳＢ，２ＬＳＢ，１ＬＳＢ）を変更し、当該補正値を減じる（減算）ことによって、沸点データを補正する例について説明したが、本発明はこれに限らず、沸点データを加算、積算または除算により補正しても良い。
【００７６】
また、第２実施形態では、２つのデータテーブルＤＴ１およびＤＴ２から内容液Ｌの容量に応じて選択する例について説明したが、本発明はこれに限らず、内容液Ｌの容量で区分された複数の区間に対応した複数のデータテーブルから、水の継ぎ足し前の内容液の容量に応じて、当該複数のデータテーブルの中から加熱時間を選択しても良い。
【００７７】
また、第１実施形態では、温度センサ１５を内容器１１の底部分に設ける例について説明したが、本発明はこれに限らず、蒸気孔２３の近傍に温度センサ１５を設けても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、内容液の沸騰を確実に行い、且つ、沸騰時に蒸気が出過ぎるのを抑制して、省エネルギー効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１００ 電気貯湯容器
１１ 内容器
１５ 温度センサ
４４ 容量算出部
４５ 沸騰判断部
４６ 沸点データ取得部
４７ 補正部
４７ａ 加熱時間変更部
４８ 記憶部
４８ａ 記憶部
Ｌ 内容液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内容液を加熱して湯沸し及び保温を行う電気貯湯容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内容液の検知温度が沸騰温度に近い所定の温度域に達した時に検知温度を一定時間間隔でサンプリングして温度データを順次に記憶する温度系列記憶手段と、該温度系列記憶手段に記憶した系列温度データを複数の区間に区切り各区間の温度データを加算して各々の区間データを求めこの複数の区間データから時間的に前後した区間データの差により設定される加熱容量の補正基準値に基づいて沸騰と判定する沸騰判定手段とを備えた電気ポットを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平７−５５２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１で開示されるような沸騰判定において、沸騰検知が遅れると、無駄な加熱および蒸気の発生となって省エネルギーに反すると共に、沸騰検知が早すぎると、内容液の殺菌および消臭を十分に行えないという不都合がある。近年、省エネルギーおよび健康が強く求められる中、沸騰判定の検知精度は益々重要になっている。
【０００５】
そこで、本発明は、内容液の沸騰を確実に行いつつ、当該沸騰時に蒸気が出過ぎるのを抑制して省エネルギー効果を得ることが可能な電気貯湯容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】
（１）
本発明に係る電気貯湯容器は、容器内の内容液の温度を検知する温度センサと、内容液の容量を算出する容量算出手段と、内容液を加熱する加熱手段と、加熱手段により加熱された内容液が沸騰したか否かを判断する沸騰判断手段と、沸騰判断手段により内容液が沸騰したと検出されたときの温度センサにより検知される温度に基づいて沸点データを取得する沸点データ取得手段と、容量算出手段により算出された内容液の容量に応じて、当該沸点データを補正する補正手段と、を備える。
【０００７】
上記構成によれば、内容液の沸騰判断時において温度センサによる検知温度が内容液の容量に起因してばらつく場合であっても、内容液の容量に応じて沸点データを補正することができる。これにより、補正された沸点データに係る温度を基に内容液の沸騰および再沸騰を行う場合に、内容液の沸騰および再沸騰を確実に行うことができる。また、内容液の殺菌およびカルキ抜きなどを行うために内容液を所定時間沸騰させる場合に、補正された沸点データに係る温度に達した後、当該所定時間沸騰させることによって、当該沸騰時に過剰に蒸気が出るのを抑制することができるので、省エネルギー効果を得ることができる。
【０００８】
（２）
上記した電気貯湯容器において、沸点データ取得手段は、沸騰判断手段により内容液が沸騰したと検出されたときの温度センサにより検知される温度に補正値を減じることにより、沸点データを取得し、補正手段は、容量算出手段により算出される内容液の容量に応じて、補正値の絶対値を補正することにより、沸点データを補正する。
【０００９】
上記構成によれば、内容液の容量に応じて補正値の絶対値を変化させるだけで簡単に沸点データを補正することができる。これにより、沸点データを取得するための演算処理が速くなる。
【００１０】
（３）
また、本発明に係る電気貯湯容器は、容器内の内容液の温度を検知する温度センサと、内容液の容量を算出する容量算出手段と、容量算出手段により算出された内容液の容量を記憶する記憶手段と、容器内に液体が継ぎ足されたときに、容量算出手段により算出される継ぎ足し後の内容液の容量に応じた加熱時間で当該内容液を加熱する加熱手段と、記憶手段に記憶されている液体の継ぎ足し前における容器内の内容液の容量に応じて、加熱時間を変更する加熱時間変更手段と、を備える。
【００１１】
上記構成によれば、継ぎ足し後の内容液の容量に応じた加熱時間で加熱しても、当該内容液が沸騰温度まで達しない場合に、加熱時間変更手段により加熱時間が延長されることによって、内容液を確実に沸騰させることができる。この際、加熱時間変更手段により加熱時間が調整されるので、内容液が長時間沸騰するのを抑制することができる。その結果、沸騰時に蒸気が過剰に出るのを抑制して、省エネルギー効果を得ることができる。
【００１２】
（４）
上記した電気貯湯容器において、加熱時間が異なる第１加熱時間および第２加熱時間を記憶する加熱時間記憶手段をさらに備え、加熱時間変更手段は、加熱時間記憶手段に記憶されている液体の継ぎ足し前における容器内の内容液の容量に応じて、第１加熱時間または第２加熱時間を選択する。
【００１３】
上記構成によれば、加熱時間記憶手段に記憶されている第１記憶時間または第２記憶時間を選択するだけで、内容液の加熱時間を簡単に変更することができる。したがって、内容液の容量に応じて加熱時間をその都度計算する場合に比べて、演算処理が早くなる。
【００１４】
（５）
上記した電気貯湯容器において、加熱手段は、沸点データに係る温度の相対値である保温温度により内容液を保温する。
【００１５】
上記構成によれば、沸点データに係る温度と相対的な温度で内容液を保温することができる。つまり、絶対温度で内容液の保温を管理している場合と異なり、気圧が変化しても保温時に内容液が沸騰したり保温温度が低温になったりするのを抑制することができる。
【００１６】
（６）
上記した電気貯湯容器において、容量算出手段は、加熱手段により加熱された内容液の単位時間当たりの温度変化に基づいて、内容液の容量を算出する。
【００１７】
上記構成によれば、内容液の単位時間当たりの温度変化量によって、内容液の容量を算出することができる。これにより、フロートセンサ等を使用せずに、温度センサにより検知される温度変化で内容液の容量を算出することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の電気貯湯容器によれば、内容液の沸騰を確実に行いつつ、当該沸騰時に蒸気が出過ぎるのを抑制して、省エネルギー効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電気貯湯容器の正面図である。
【図２】図１に示した電気貯湯容器の平面図である。
【図３】図１に示した電気貯湯容器の内部構成を示した断面図である。
【図４】図１に示した電気貯湯容器の制御部のブロック図である。
【図５】ヒータにより加熱された内容液の温度変化を示したグラフである。
【図６】単位時間温度変化と時間との関係を示したグラフである。
【図７】単位時間温度変化の平均値αと閾値βとが対応付けられた表である。
【図８（ａ）】２５００ｍＬの内容液を加熱したときの単位時間温度変化を示したグラフである。
【図８（ｂ）】１０００ｍＬの内容液を加熱したときの単位時間温度変化を示したグラフである。
【図９（ａ）】沸騰モードにおける湯沸かし処理を説明するためのフローチャートである。
【図９（ｂ）】沸騰モードにおける湯沸かし処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】沸点データの取得方法を説明するためのフローチャートである。
【図１１】従来の沸騰判定に係る単位時間温度変化と本実施形態の沸騰判定に係る単位時間温度変化とを示したグラフである。
【図１２】内容液の容量によって沸点検知温度Ｔ１およびＴ２が変化することを説明するためのグラフである。
【図１３】第２実施形態に係る電気貯湯容器の制御部のブロック図である。
【図１４】記憶部に記憶されるデータテーブルＤＴ１およびＤＴ２である。
【図１５】水の継ぎ足し時における自動再沸騰処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態に係る電気貯湯容器について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
＜第１実施形態＞
第１実施形態の電気貯湯容器１００は、水などの内容液Ｌを加熱する装置であって、家庭用の電気ポットとして利用される。この電気貯湯容器１００は、複数の動作モード（湯沸かしモード、保温モード（９８℃保温、９０℃保温、ヒータオフ保温）、再沸騰モード（蒸気あり、蒸気なし））で駆動するように構成されている。これらの各種動作モードにおける電気貯湯容器１００の動作については、後述する。
電気貯湯容器１００は、図１および図２に示すように、略筒状の器体１０と、器体１０の上部に取り付けられる蓋２０と、使用者の操作に係る操作部３０と、を備えている。
【００２２】
＜器体＞
器体１０は、図３に示すように、水などの液体である内容液Ｌを貯留する内容器１１と、内容器１１内の内容液Ｌを加熱するヒータ１２と、内容器１１内の内容液Ｌを外部に案内する吐出路１３と、内容器１１の下方に位置する電動ポンプ１４と、内容液Ｌの温度を検知する温度センサ１５と、を有している。また、器体１０の外表面には、図１に示すように、上記した吐出路１３を露出させる液量表示窓１６が設けられている。
【００２３】
内容器１１は、図３に示すように、ステンレス鋼製の容器であって、略断熱構造となっている。なお、本実施形態に係る内容器１１は、シングル（真空一重構造）容器であるが、真空二重構造であっても良い。この内容器１１は、略筒状であって、その底部分には、ヒータ１２および温度センサ１５が設けられている。
【００２４】
ヒータ１２は、沸騰ヒータと保温ヒータとから構成されている。内容液Ｌを沸騰させる際には（湯沸かしモードおよび再沸騰モードの場合には）、沸騰ヒータおよび保温ヒータの両方が駆動すると共に、内容液Ｌを保温する際には（保温モードの場合には）、主に保温ヒータが駆動する。
【００２５】
吐出路１３は、図３に示すように、内容器１１内における底面付近の内容液Ｌを電気貯湯容器１００の上部に設けられる注ぎ口１３ａまで導くために設けられている。すなわち、内容器１１内の内容液Ｌは、電動ポンプ１４の駆動により、吐出路１３を通過して注ぎ口１３ａから吐出される。この吐出路１３の一部は、図１に示すように、透明管で形成されており、当該透明部分の吐出路１３は、当該液量表示窓１６から視認可能となっている。吐出路１３における液面レベルは、内容器１１の液面レベルと同じになっているので、使用者は、蓋２０を開くことなく外部から液量表示窓１６を介して内容器１１内の内容液Ｌの残量を知ることができる。
【００２６】
＜蓋＞
蓋２０は、図３に示すように、内容器１１の上部に設けられる開口部１１ａを開閉するために、器体１０の後部においてヒンジピン２１によって回転可能に軸支されている。そして、蓋２０には、当該蓋２０を開閉するための開閉レバー２２（図２および図３参照）が設けられている。使用者は、内容器１１内に水を追加する際には、開閉レバー２２を操作して蓋２０を開放する。また、内容液Ｌを沸騰または保温する際には、開閉レバー２２を操作して蓋２０を閉鎖する。この蓋２０には、図２及び図３に示すように、ヒータ１２により加熱されて沸騰した内容液Ｌの蒸気を外部に逃がすための蒸気孔２３が形成されている。
【００２７】
＜操作部＞
操作部３０は、図２に示すように、電気貯湯容器１００の前方へ張り出した部分に設けられている。この操作部３０は、電気貯湯容器１００の各種モード（湯沸かしモード、保温モード、再沸騰モード）の設定、タイマー設定（内容液Ｌを沸騰させる時間（例えば、６時間後、９時間後）の設定）、及び、保温温度の選択などを行うための操作ボタン３１〜３３と、設定されたモード、現在時刻、及び、沸騰完了までの残り時間等を表示する表示部３４と、を有している。
【００２８】
図２に示すように、給湯ボタン３１は、内容液Ｌを吐出させるボタンであって、当該給湯ボタン３１が押し下げられることによって電動ポンプ１４が駆動される。また、保温ボタン３２は、内容液Ｌの保温温度を選択するボタンであって、当該保温ボタン３２が押し下げられることによって、９８℃保温および９０℃保温がロータリ式に選択される。なお、ヒータオフ保温は、図示しないボタンが押し下げられることによって、選択される。また、再沸騰ボタン３３は、保温中の内容液Ｌを再沸騰させるボタンであって、当該再沸騰ボタン３３が１回押し下げられると蒸気を発生させない沸騰が行われ、当該再沸騰ボタン３３が２回押し下げられると蒸気を発生させる沸騰が行われる。
【００２９】
また、表示部３４は、現在時刻、及び、沸騰完了までの残り時間等を表示する液晶表示部３５と、現在の動作状態を示すランプ部３６と、を含んでいる。湯沸かしモードおよび再沸騰モードのときには、沸騰ランプ３６ａが点灯し、保温モードのときには、保温ランプ３６ｂが点灯する。
【００３０】
＜制御部＞
上記した操作部３０、ヒータ１２、電動ポンプ１４、温度センサ１５は、図４に示すように、マイクロコンピュータ等を搭載した制御部４０に通信可能に接続されている。この制御部４０は、ヒータ制御部４１と、ポンプ制御部４２と、温度データ取得部４３と、容量算出部４４と、沸騰判断部４５と、沸点データ取得部４６と、補正部４７と、記憶部４８と、を有している。
【００３１】
ヒータ制御部４１は、ヒータ１２と通信可能に接続されており、ヒータ１２の駆動を制御して、内容液Ｌの保温および沸騰を行う。具体的には、ヒータ制御部４１は、内容器１１内に水が追加されて、電源コード（図示せず）が接続されたとき、沸騰モードになり、沸騰ヒータおよび保温ヒータの両方を駆動して、内容液Ｌを沸騰させる。また、ヒータ制御部４１は、内容液Ｌの沸騰が完了した後、保温モードになり、主に保温ヒータを駆動して、内容液Ｌが所定温度（９８℃または９０℃）になるように内容液Ｌを保温する。また、ヒータ制御部４１は、再沸騰ボタン３３が押し下げられたときに、再沸騰モードになり、沸騰ヒータおよび保温ヒータの両方を駆動して、内容液Ｌを再沸騰させる。
【００３２】
ポンプ制御部４２は、電動ポンプ１４と通信可能に接続されており、電動ポンプ１４の駆動を制御して、内容液Ｌを注ぎ口１３ａから吐出する。具体的には、ポンプ制御部４２は、給湯ボタン３１が押し下げられている間、注ぎ口１３ａから内容液Ｌが給湯されるように、電動ポンプ１４を駆動する。
【００３３】
温度データ取得部４３は、温度センサ１５と通信可能に接続されており、サンプリング間隔ｔ秒（例えば、５秒）で、内容液Ｌの温度データ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…）を順次取得し、それらの温度データ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…）を記憶部４８に格納する。そして、本実施形態では、温度データ取得部４３は、連続した複数（例えば、８つ）の温度データを温度データ列として設定する。そして、温度データ取得部４３は、サンプリング間隔ｔ秒単位で温度データをシフトして、温度データ列を順次設定する。すなわち、図５に示すように、サンプリング間隔ｔ秒で、温度データＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…が取得されている場合に、温度データ列Ｄ１は、温度データＡ〜Ｈからなり、次の温度データ列Ｄ２は、サンプリング間隔ｔ秒後にずらした温度データＢ〜Ｉからなり、その次の温度データ列Ｄ３は、さらにサンプリング間隔ｔ秒後にずらした温度データＣ〜Ｊからなる。このようにして、温度データ列Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，…が設定される。この際、サンプリング間隔ｔと温度データ列の時間幅ｗとの比率は、１：４未満となっている。
【００３４】
温度データ取得部４３により取得される温度センサ１５の検知温度は、図５に示すように、直線的に１００℃まで上昇した後、１００℃から更に約１．５℃上昇して、略一定に推移する。一方、実際の水温は、直線的に１００℃まで上昇した後、１００℃で略一定に推移する。内容器１１内の内容液Ｌの容量が多い場合は、単位時間あたりの温度上昇が小さくなり温度変化を示す直線ｙ１の傾きが小さくなり、内容器１１内の内容液Ｌの容量が少ない場合は、単位時間あたりの温度上昇が大きくなり温度変化を示す直線ｙ２の傾きが大きくなる。
【００３５】
また、本実施形態では、温度データ取得部４３は、設定した温度データ列Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３…のそれぞれについて、初期温度データと終期温度データとの差分（以下、この差分を単位時間温度変化）を算出する。すなわち、温度データ列Ｄ１における単位時間温度変化α１は、（Ｈ−Ａ）により算出され、温度データ列Ｄ２における単位時間温度変化α２は、（Ｉ−Ｂ）により算出され、温度データ列Ｄ３における単位時間温度変化α３は、（Ｊ−Ｃ）により算出される。このようにして、温度データ取得部４３は、単位時間温度変化α１，α２，α３，…を算出する。
【００３６】
容量算出部４４は、内容器１１内に収容される内容液Ｌの容量を算出する。この容量算出部４４は、ヒータ１２により加熱された内容液Ｌの単位時間当たりの温度変化（＝単位時間温度変化α１，α２，α３，…）に基づいて、内容液Ｌの容量を算出する。したがって、容量算出部４４は、上記した温度データ取得部４３により算出される単位時間温度変化α１，α２，α３，…に基づいて、内容液Ｌの容量を算出する。具体的には、温度データ取得部４３は、以下の式により算出される単位時間温度変化の平均値αに基づいて、内容液Ｌの容量を算出する。
α＝（α１＋α２＋α３＋…＋αｎ）／ｎ
図５に示すように、内容液Ｌの容量が多い場合には、当該平均値α（図５中では、一例として単位時間温度変化α１を示している）が小さくなり、内容液Ｌの容量が少ない場合には、当該平均値αが大きくなる傾向にある。そのため、容量算出部４４は、平均値αの大きさに基づいて、内容液Ｌの容量を経験的に算出する。
【００３７】
沸騰判断部４５は、ヒータ１２により加熱された内容液Ｌが沸騰したか否かを判断する。この沸騰判断部４５は、図６に示すように、記憶部４８に記憶される単位時間温度変化α１，α２，α３，…が、所定の閾値βまで低下したときに、内容液Ｌが沸騰したと判定する。この閾値βは、図７に示すように、単位時間温度変化の平均値αの大きさに応じて、経験的に設定される。
【００３８】
単位時間温度変化α１，α２，α３，…は、理想的には、図６に示すように、一定値で推移した後、下降する。ところが、実際には、図８（ａ）に示すように、内容液Ｌの容量が多く（図８（ａ）では、水量が２５００ｍＬ）、内容器１１内で内容液Ｌが対流する場合には、立ち上がり変化と立ち下がり変化とを繰り返して上下に大きく振れながら推移する。一方、内容液Ｌの容量が少なく（図８（ｂ）では、水量が１０００ｍＬ）、当該内容液Ｌの対流が発生し難い場合には、図８（ｂ）に示すように、図６の理想的な曲線と近似する曲線を描く。そこで、本実施形態に係る沸騰判定部４５は、立ち上がり変化が途中で生じずに立ち下がり変化が持続するようになるのを待って、沸騰を判定することになる。具体的には、沸騰判定部４５は、最後の立ち上がり域が生じた後、続く２つの区間で立ち下がり変化が続いた時点で、沸騰と判定することになる。
【００３９】
沸点データ取得部４６は、沸騰判断部４５により内容液Ｌが沸騰したと判断されたときの温度センサ１５により検知される温度Ｔ（以下、沸騰検知時温度Ｔとする）から補正値を減じることによって、沸点データを取得する。すなわち、沸点データ取得部４６は、以下の式により沸点データを取得する。なお、補正値は、約１．５℃に相当する。
（沸点データ）＝（沸騰検知時温度Ｔ）−（補正値）
この沸点データ取得部４６により取得される沸点データは、内容液Ｌの沸点を示す温度データであって、保温モードにおける内容液Ｌの保温、再沸騰モードにおける内容液の再沸騰に使用される。すなわち、本実施形態の電気貯湯容器１００では、沸点データに係る温度の相対値で内容液Ｌの温度管理を行う。
【００４０】
補正部４７は、容量算出手段４３により算出された内容液Ｌの容量に応じて、沸点データ取得部４６により取得された沸点データを補正する。具体的には、補正部４７は、上記した沸点データを取得するために使用された式における補正値の絶対値を補正することにより、沸点データを補正する。
すなわち、本実施形態の補正部４７は、
内容液Ｌの容量が多量の場合は、「（沸点データ）＝（沸騰検知時温度Ｔ）−（３ＬＳＢ）」の式（１）により沸点データを算出し、
内容液Ｌの容量が中量の場合は、「（沸点データ）＝（沸騰検知時温度Ｔ）−（２ＬＳＢ）」の式（２）により沸点データを算出し、
内容液Ｌの容量が少量の場合は、「（沸点データ）＝（沸騰検知時温度Ｔ）−（１ＬＳＢ）」の式（３）により沸点データを算出する。
なお、本実施形態において、内容液Ｌの容量が多量とは、およそ２Ｌ以上であって、中量とは、および１Ｌ以上２Ｌ未満であって、少量とは、および１Ｌ未満と定義する。
また、上記した「ＬＳＢ」とは、電気貯湯容器１００の分解能であって、１ＬＳＢが約０．５℃に相当する。
【００４１】
記憶部４８は、電気貯湯容器１００の動作に係る各種プログラムが記憶されている。そして、本実施形態では、当該プログラムの実行に必要なデータ（温度データＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…、温度データ列Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，…、及び、単位時間温度変化α１，α２，α３，…など）が記憶されている。
【００４２】
＜沸騰モードにおける電気貯湯容器の動作＞
内容器１１内に水が追加されて、電源コードが接続されたとき、電気貯湯容器１００は、沸騰モードとなり、内容液Ｌを沸騰させる。以下、図９（ａ）および図９（ｂ）を参照して、沸騰モードにおける内容液Ｌの沸騰動作について詳細に説明する。
【００４３】
ステップＳ１で沸騰モードであることにより、ステップＳ２以下の制御が行われる。ステップＳ２では、ヒータ１２（沸騰ヒータおよび保温ヒータの両方）をオンし、内容液Ｌの加熱を行う。それ以降、ステップＳ３で温度センサ１５が検知する温度データの読み込みを行い、ステップＳ４でサンプリング間隔ｔ秒が経過する都度、ステップＳ５に移行して、そのとき検知される温度データＡ，Ｂ，Ｃ…をサンプリングして記憶することを繰り返す。次いで、ステップＳ６でαフラグが１でなければステップＳ７へ移行し、温度データ列の時間幅ｗ秒が経過していなければリターンし、経過しているとステップＳ８にて温度データ列Ｄ１（温度データＡ〜Ｈ）を設定する。続いて、ステップＳ９で温度データ列Ｄ１（Ａ〜Ｈ）のうちの初期温度データＡと終期温度データＨとの差（Ｈ−Ａ）を演算して単位時間温度変化α１とし、かつαフラグを１とする。次いで、ステップＳ１０でカウンタを＋１する。
【００４４】
ステップＳ１０でカウンタをインクリメントした後、またはステップＳ６でαフラグが１であるとき、ステップＳ１１に移行し、サンプリング間隔ｔ秒が経過する都度、ステップＳ１２で温度データ列Ｄ２，Ｄ３，…を設定し、初期温度データと終期温度データとの差分を演算して、単位時間温度変化α２，α３，…とし、これを過去分と累計し、記憶するのに併せ、αフラグを１にする。そして、ステップＳ１３でカウンタを＋１する。さらに、次のステップＳ１４で検出される温度データが９３℃に達していなければ、ステップＳ１１からステップＳ１３のルーチンを繰り返す。ステップＳ１４で温度データが９３℃に到達し、ステップＳ１５でβフラグが１でなければ、ステップＳ１６に進み、加算した累計（α１＋α２＋α３＋…＋αｎ）をカウンタによるカウント値Ｎで除して単位時間温度変化の平均値αを求め、この平均値αから内容液Ｌの容量を判定し、判定した容量から単位時間温度変化α１，α２，α３，…が沸騰に向かって立ち下がっていくときの沸騰に対応する閾値βを、容量に応じて設定して記憶する。この後、またはステップＳ１５でβフラグが１であればそのまま、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、単位時間温度変化α１，α２，α３，…が閾値βに到達していなければ、ステップＳ１１に戻ってステップＳ１７までを繰り返し、ステップＳ１７で単位時間温度変化α１，α２，α３，…が閾値βに到達していると、ステップＳ１８で沸騰と判定し、ステップＳ１９でヒータ１２をパワーダウンして、ステップＳ２０において蒸気の発生を抑えた加熱を所定時間が経過するまで継続して、カルキ除去および除菌などを行う。そして、当該所定時間が経過すると、沸騰処理を終了する。沸騰処理終了後、保温処理に移行する。
【００４５】
＜保温モードにおける動作＞
上記した沸騰処理が終了した後、電気貯湯容器１００は、保温モードとなり、内容液Ｌを所定温度（９８℃または９０℃）で保温する。
【００４６】
保温モードであることにより、当該保温モードが「９８℃保温」、「９０℃保温」、「ヒータオフ保温」のいずれかであるのか判断される。「９８℃保温」および「９０℃保温」の切換えは、保温ボタン３２（図２参照）の押し下げにより行われ、「ヒータオフ保温」への切換えは、図示しないヒータオフ保温ボタンの押し下げにより行われる。「９８℃保温」および「９０℃保温」の場合には、主にヒータ１２の保温ヒータが通電されて、内容液Ｌが保温される。これに対して、「ヒータオフ保温」の場合には、ヒータ１２への通電がオフとなり、真空容器である内容器１１による保温となる。
【００４７】
＜再沸騰モードにおける動作＞
保温モードにおいて内容液Ｌを保温しているときに、再沸騰ボタン３３（図２参照）が押し下げられると、再沸騰モードとなり、内容液Ｌを再び沸騰させる。
【００４８】
再沸騰ボタン３３が押し下げられることにより、再沸騰モードとなり、ヒータ１２の保温ヒータおよび沸騰ヒータの両方が駆動されて、内容液Ｌが沸騰される。水が継ぎ足されている場合、または、電源コードが差し込みなおされている場合、当該再沸騰モードは、蒸気を出す再沸騰処理を行う。これに対して、水が継ぎ足されていない場合、且つ、電源コードが差し込みなおされていない場合、当該再沸騰モードは、蒸気を出さない再沸騰処理を行う。そして、再沸騰処理が終了した後、制御部４０は、保温モードに移行し、保温処理を行う。
【００４９】
＜沸点データの取得方法＞
次に、図１０を参照して、本実施形態に係る電気貯湯容器１００の沸点データの取得方法について説明する。
【００５０】
まず、沸騰判断部４５は、内容液Ｌが沸騰したか否かを判断する（ステップＳ５１）。このステップＳ５１における沸騰判定は、上記したステップＳ１８における沸騰判定と同様である。そして、沸騰判断部４５により内容液Ｌが沸騰したと判断されたとき（ステップＳ５２：Ｙｅｓ）、沸点データ取得部４６は、温度センサ１５により検知される沸騰検知時温度Ｔから補正値を減じた沸点データを取得する（ステップＳ５３）。次いで、容量算出部４４により算出された内容液Ｌの容量が取得される（ステップＳ５４）。
【００５１】
そして、本実施形態では、補正部４７は、ステップＳ５３において検知された内容液Ｌの温度に係る情報（以下、沸点データ）を補正する（ステップＳ５５）。具体的には、補正部４７は、容量算出手段４３により算出された内容液Ｌの容量に応じて、沸点データ取得部４６により取得された沸点データを補正する。すなわち、補正部４７は、（１）内容液Ｌの容量が多量の場合は、沸点データを上記式（１）により算出し、内容液Ｌの容量が中量の場合は、沸点データを上記式（２）により算出し、内容液Ｌの容量が少量の場合は、沸点データを上記式（３）により算出する。
【００５２】
そして、記憶部４８は、補正部４７によって補正された沸点データを記憶して、沸点データの取得フローを終了する（ステップＳ５６）。
【００５３】
＜本実施形態の電気貯湯容器の特徴＞
上記実施形態において、電気貯湯容器１００は、内容液Ｌの沸騰判断時において温度センサ１５により検知される沸騰検知時温度Ｔが内容液Ｌの容量に起因してばらつく場合であっても、内容液Ｌの容量に応じて沸点データを補正することができる。これにより、補正された沸点データに係る温度を基に内容液Ｌの沸騰および再沸騰を行う場合に、内容液Ｌの沸騰および再沸騰を確実に行うことができる。また、内容液Ｌの殺菌およびカルキ抜きなどを行うために内容液Ｌを所定時間沸騰させる場合に、補正された沸点データに係る温度に達した後、当該所定時間沸騰させることによって、当該沸騰時に過剰に蒸気が出るのを抑制することができるので、省エネルギー効果を得ることができる。
【００５４】
また、本実施形態において、サンプリング間隔ｔ秒と温度データ列の時間幅ｗとの比率を１：４未満とすることにより、この比率が１：４以上である場合に比して、同じ温度データ列の時間幅ｗ内に多くの温度データ（本実施形態では、温度データＡ〜Ｈの８つの温度データ）を含むことになり、温度のイレギュラーな検知が緩和されて、各温度データ列Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，…から演算する単位時間温度変化α１，α２，α３，…の時間経過に伴う「立ち上がり変化」及び「立ち下り変化」を繰り返す際の振れ幅を抑制することができる。これにより、当該「立ち上がり変化」及び「立ち下り変化」の振れ幅を抑制することによって、閾値βによって内容液Ｌの沸騰を正確かつ早期に判定することができる。
【００５５】
上記したように、サンプリング間隔ｔ秒を５秒、温度データ列の時間幅ｗを４０秒とした場合、単位時間温度変化α１，α２，α３，…の沸騰に向かう変化は、図１１に示すグラフＩＩ（ｔ：ｗ＝１：８）の通りである。従来のグラフＩ（ｔ：ｗ＝１：４）と比較すると、単位時間温度変化α１，α２，α３，…の「立ち上がり」及び「立ち下がり変化」の繰り返しリズムはほぼ対応しているが、振れ幅がほぼ半減している。特に、９５秒時点からの立ち下り傾向がｉ、ｊ、ｋと３つの区間が続く安定傾向を示す上、その後に立ち上がり区間ｌが続くが、グラフＩの場合の立ち上がり区間ａよりも立ち上がり度が軽減していることから、立下り区間ｋの終点を沸騰点と判定することができる。この沸騰を判定する閾値βは、３５秒時点の「立ち下がり」および「立ち上がり」の折り返し点を外した１２として、連続した２つの立ち下がり区間ｊ、ｋの検出により、１１０秒時点を沸騰と早期判定することができる。
一方、従来のグラフＩでは、立ち上がり区間ａの後に、立下り区間ｂおよびｃが２つ続いた１４０秒時点で沸騰と判定する。
このため、本実施形態では、従来と比較して、約３０秒程度早期に沸騰判定が可能となっている。
【００５６】
上記したように、本実施形態では、サンプリング間隔ｔ秒と温度データ列の時間幅ｗとの比率を１：４未満とすることにより、内容液Ｌの沸騰を早期に判定することができる。具体的には、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、内容液Ｌが少量の場合には内容液Ｌの対流が少ない分だけ、内容液Ｌが多量の場合に比べて、単位時間温度変化が安定するので、早期に沸騰判定を行うことができる。したがって、内容液Ｌが少量の場合における沸騰判定時の検知温度Ｔ１と、内容液Ｌが多量の場合における沸騰判定時の検知温度Ｔ２とが、異なる。この場合、検知温度Ｔ１と検知温度Ｔ２とを一律に補正してすると（補正値を同じ値にすると）、沸点データがばらつく。ここで、本実施形態では、内容液Ｌの容量に応じて沸点データを補正することによって、沸点データがばらつくのを抑制することができる。これにより、補正された沸点データに係る温度を基に内容液Ｌの沸騰および再沸騰を行う場合に、内容液Ｌの沸騰および再沸騰を確実に行うことができる。また、内容液Ｌの殺菌およびカルキ抜きなどを行うために内容液Ｌを所定時間沸騰させる場合に、補正された沸点データに係る温度に達した後、当該所定時間沸騰させることによって、当該沸騰時に過剰に蒸気が出るのを抑制することができるので、省エネルギー効果を得ることができる。
【００５７】
また、本実施形態において、内容液Ｌの容量に応じて補正値の絶対値を変化させるだけで簡単に沸点データを補正することができる。これにより、沸点データを取得するための演算処理が速くなる。
【００５８】
また、本実施形態において、沸点データに係る温度と相対的な温度で内容液Ｌを保温することができる。つまり、絶対温度で内容液Ｌの保温を管理している場合と異なり、気圧が変化しても保温時に内容液Ｌが沸騰したり保温温度が低温になったりするのを抑制することができる。
【００５９】
また、本実施形態において、内容液Ｌの単位時間当たりの温度変化量によって、内容液Ｌの容量を算出することができる。これにより、フロートセンサ等を使用せずに、温度センサ１５により検出される温度変化で内容液Ｌの容量を算出することができる。
【００６０】
＜請求項の各構成要素と上記実施形態の各部との対応関係＞
上記実施形態においては、電気貯湯容器１００が「電気貯湯容器」に相当し、内容器１１が「容器」に相当し、温度センサ１５が「温度センサ」に相当し、内容液Ｌが「内容液」に相当し、容量算出部４４が「容量算出手段」に相当し、ヒータ１２が「加熱手段」に相当し、沸騰判断部４５が「沸騰判定手段」に相当し、沸点データ取得部４６が「沸点データ取得手段」に相当し、補正部４７が「補正手段」に相当し、記憶部４８が「記憶手段」に相当する。
【００６１】
＜第２実施形態＞
第２実施形態の電気貯湯容器では、沸点データを補正した第１実施形態に係る電気貯湯容器１００とは異なり、水の継ぎ足し時において、継ぎ足し前の内容液Ｌの容量に応じて、加熱時間を変更する。この加熱時間とは、沸騰状態が継続される時間であって、内容液Ｌの殺菌およびカルキ抜き等が行われる時間である。この第２実施形態に係る電気貯湯容器は、第１実施形態の補正部４７および記憶部４８が、それぞれ加熱時間変更部４７ａおよび記憶部４８ａに変更されたこと以外、第１実施形態と同様であるので、加熱時間変更部４７ａおよび記憶部４８ａ以外は、同一符号を付してその説明を適宜省略する。
【００６２】
＜制御部＞
第２実施形態に係る電気貯湯容器の制御部４０ａは、図１３に示すように、ヒータ制御部４１と、ポンプ制御部４２と、温度データ取得部４３と、容量算出部４４と、沸騰判断部４５と、沸点データ取得部４６と、加熱時間変更部４７ａと、記憶部４８ａと、を有している。
【００６３】
記憶部４８ａには、電気貯湯容器１００の動作に係る各種プログラムが記憶されている。そして、本実施形態では、記憶部４８ａは、当該プログラムの実行に必要なデータ（温度データＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…、温度データ列Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，…、及び、単位時間温度変化α１，α２，α３，…など）を記憶している。
【００６４】
そして、本実施形態では、記憶部４８ａには、容量算出部４４により算出された内容液Ｌの容量が記憶されている。また、記憶部４８ａには、図１４に示した２つのデータテーブルＤＴ１およびＤＴ２が記憶されている。データテーブルＤＴ１及びＤＴ２は、温度上昇勾配の平均値（内容液Ｌの容量に相当）と加熱時間（図中では、蒸気出タイマーと表記）とが対応付けられたデータテーブルである。そして、本実施形態では、データテーブルＤＴ２の加熱時間が、データテーブルＤＴ１の加熱時間より長くなっている。
【００６５】
加熱時間変更部４７ａは、記憶部４８ａに記憶されている水の継ぎ足し前における内容器１１内の内容液Ｌの容量に応じて、使用するデータテーブルＤＴ１およびＤＴ２を変更する。具体的には、加熱時間変更部４７ａは、前回沸騰時の内容液Ｌの容量が所定値（例えば、およそ１Ｌ）以下の場合には、加熱時間が長いデータテーブルＤＴ２を選択し、前回沸騰時の内容液Ｌの容量が所定値を超える場合には、加熱時間が短いデータテーブルＤＴ１を選択する。
【００６６】
＜水の継ぎ足し時における自動沸騰処理＞
保温モードにおいて内容液Ｌを保温しているときに、水が継ぎ足されると、再沸騰モードとなり、蒸気を発生させる再沸騰が行われる。以下、図１５を参照して、水の継ぎ足し時における内容液Ｌの再沸騰処理について詳細に説明する。
【００６７】
まず、水が継ぎ足されると、ヒータ１２（沸騰ヒータおよび保温ヒータの両方）が通電されて、内容液Ｌが加熱される（ステップＳ１ａ）。そして、前回沸騰時の内容液Ｌの容量Ｃ１が記憶部４８ａに記憶されているか否かを判断して（ステップＳ２ａ）、前回沸騰時の内容液Ｌの容量Ｃ１が記憶されていれば（ステップＳ２ａ：Ｙｅｓ）、水の継ぎ足し後の内容液Ｌの容量Ｃ２を算出する処理を開始する（ステップＳ３ａ）。これにより、水の継ぎ足し後の内容液Ｌの容量が算出される（ステップＳ４ａ）。一方、前記回沸騰時の内容液Ｌの容量Ｃ１が記憶されていなければ（ステップＳ２ａ：Ｎｏ）、通常の湯沸かし処理を行う（ステップＳ５ａ）。
【００６８】
次に、ヒータ１２により内容液Ｌが加熱されて、温度センサ１５によって検知される内容液Ｌの温度が沸点データに係る温度以上に上昇したとき（ステップＳ６ａ：Ｙｅｓ）、加熱時間のカウントがスタートする（ステップＳ７ａ）。そして、本実施形態では、水の継ぎ足し前における内容液Ｌの容量Ｃ１が所定値より少ないか否かが判断される（ステップＳ８ａ）。ここで、本実施形態では、水の継ぎ足し前における内容液Ｌの容量Ｃ１が所定値より少ない場合には（ステップＳ８ａ：Ｙｅｓ）、データテーブルＤＴ２を選択し（ステップＳ９ａ）、水の継ぎ足し前における内容液Ｌの容量Ｃ１が所定値以上の場合には（ステップＳ８ａ：Ｎｏ）、データテーブルＤＴ１を選択する（ステップＳ１０ａ）。
【００６９】
データテーブルＤＴ２を選択したとき（ステップＳ９ａ）、水の継ぎ足し後における内容液Ｌの容量Ｃ２に対応するデータテーブルＤＴ２の加熱時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ１１ａ）、当該加熱時間が経過した場合には（ステップＳ１１ａ：Ｙｅｓ）、ヒータ１２への通電を停止する（ステップＳ１２ａ）。これに対して、データテーブルＤＴ１を選択したとき（ステップＳ１０ａ）、水の継ぎ足し後における内容液Ｌの容量Ｃ２に対応するデータテーブルＤＴ１の加熱時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ１３ａ）、当該加熱時間が経過した場合には（ステップＳ１３ａ：Ｙｅｓ）、ヒータ１２への通電を停止する（ステップＳ１２ａ）。
【００７０】
次に、水の継ぎ足し前の内容液Ｌの容量Ｃ１をＣ２に更新して、水の継ぎ足し後の内容液Ｌの容量Ｃ２を記憶する（ステップＳ１２ａ）。これにより、水の継ぎ足し後における内容液Ｌの再沸騰処理が終了する（ステップＳ１３ａ）。この水の継ぎ足し後における再沸騰処理終了後、制御部４０は、保温モードに移行し、保温処理を行う。
【００７１】
＜本実施形態の電気貯湯容器の特徴＞
第２実施形態に係る電気貯湯容器は、継ぎ足し後の内容液の容量に応じた加熱時間で加熱しても、当該内容液Ｌが沸騰温度まで達しない場合であっても、加熱時間変更部４７ａにより加熱時間が延長されることによって（データテーブルＤＴ２が選択されることによって）、内容液Ｌを確実に沸騰させることができる。これにより、液体の継ぎ足し時において、当該液体を沸騰させてカルキ抜きを行うことができる。上記のように、加熱時間を調整することによって、確実に沸騰を行うことができると共に、長時間の沸騰を抑制することができるので、省エネルギー効果を得ることができる。
【００７２】
また、本実施形態において、記憶部４８に記憶されているデータテーブルＤＴ１またはＤＴ２を選択するだけで、内容液Ｌの加熱時間を簡単に変更することができる。
【００７３】
＜請求項の各構成要素と上記実施形態の各部との対応関係＞
上記実施形態においては、加熱時間変更部４７ａが「加熱時間変更手段」に相当し、記憶部４８が「加熱時間記憶手段」に相当、データテーブルＤＴ１が「第１加熱時間」に相当し、データテーブルＤＴ２が「第２加熱時間」に相当する。
【００７４】
以上、本発明の実施形態および実施例について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００７５】
例えば、第１実施形態では、内容液Ｌの容量に応じて補正値の絶対値（３ＬＳＢ，２ＬＳＢ，１ＬＳＢ）を変更し、当該補正値を減じる（減算）ことによって、沸点データを補正する例について説明したが、本発明はこれに限らず、沸点データを加算、積算または除算により補正しても良い。
【００７６】
また、第２実施形態では、２つのデータテーブルＤＴ１およびＤＴ２から内容液Ｌの容量に応じて選択する例について説明したが、本発明はこれに限らず、内容液Ｌの容量で区分された複数の区間に対応した複数のデータテーブルから、水の継ぎ足し前の内容液の容量に応じて、当該複数のデータテーブルの中から加熱時間を選択しても良い。
【００７７】
また、第１実施形態では、温度センサ１５を内容器１１の底部分に設ける例について説明したが、本発明はこれに限らず、蒸気孔２３の近傍に温度センサ１５を設けても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、内容液の沸騰を確実に行い、且つ、沸騰時に蒸気が出過ぎるのを抑制して、省エネルギー効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１００ 電気貯湯容器
１１ 内容器
１５ 温度センサ
４４ 容量算出部
４５ 沸騰判断部
４６ 沸点データ取得部
４７ 補正部
４７ａ 加熱時間変更部
４８ 記憶部
４８ａ 記憶部
Ｌ 内容液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内の内容液の温度を検知する温度センサと、
前記内容液の容量を算出する容量算出手段と、
前記内容液を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段により加熱された内容液が沸騰したか否かを判断する沸騰判断手段と、
前記沸騰判断手段により前記内容液が沸騰したと検出されたときの前記温度センサにより検知される温度に基づいて沸点データを取得する沸点データ取得手段と、
前記容量算出手段により算出された前記内容液の容量に応じて、当該沸点データを補正する補正手段と、を備えることを特徴とする、電気貯湯容器。
【請求項２】
前記沸点データ取得手段は、前記沸騰判断手段により前記内容液が沸騰したと検出されたときの前記温度センサにより検知される温度に補正値を減じることにより、前記沸点データを取得し、
前記補正手段は、前記容量算出手段により算出される前記内容液の容量に応じて、前記補正値の絶対値を補正することにより、前記沸点データを補正することを特徴とする、請求項１に記載の電気貯湯容器。
【請求項３】
前記容器内の内容液の温度を検知する温度センサと、
前記内容液の容量を算出する容量算出手段と、
前記容量算出手段により算出された前記内容液の容量を記憶する記憶手段と、
前記容器内に液体が継ぎ足されたときに、前記容量算出手段により算出される継ぎ足し後の内容液の容量に応じた加熱時間で当該内容液を加熱する加熱手段と、
前記記憶手段に記憶されている前記液体の継ぎ足し前における前記容器内の内容液の容量に応じて、前記加熱時間を変更する加熱時間変更手段と、を備えることを特徴とする、電気貯湯容器。
【請求項４】
加熱時間が異なる第１加熱時間および第２加熱時間を記憶する加熱時間記憶手段をさらに備え、
前記加熱時間変更手段は、前記加熱時間記憶手段に記憶されている前記液体の継ぎ足し前における前記容器内の内容液の容量に応じて、第１加熱時間または第２加熱時間を選択することを特徴とする、請求項３に記載の電気貯湯容器。
【請求項５】
前記加熱手段は、前記沸点データに係る温度の相対値である保温温度により前記内容液を保温することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気貯湯容器。
【請求項６】
前記容量算出手段は、前記加熱手段により加熱された前記内容液の単位時間当たりの温度変化に基づいて、前記内容液の容量を算出すること特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気貯湯容器。
【請求項１】
容器内の内容液の温度を検知する温度センサと、
前記内容液の容量を算出する容量算出手段と、
前記内容液を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段により加熱された内容液が沸騰したか否かを判断する沸騰判断手段と、
前記沸騰判断手段により前記内容液が沸騰したと検出されたときの前記温度センサにより検知される温度に基づいて沸点データを取得する沸点データ取得手段と、
前記容量算出手段により算出された前記内容液の容量に応じて、当該沸点データを補正する補正手段と、を備えることを特徴とする、電気貯湯容器。
【請求項２】
前記沸点データ取得手段は、前記沸騰判断手段により前記内容液が沸騰したと検出されたときの前記温度センサにより検知される温度に補正値を減じることにより、前記沸点データを取得し、
前記補正手段は、前記容量算出手段により算出される前記内容液の容量に応じて、前記補正値の絶対値を補正することにより、前記沸点データを補正することを特徴とする、請求項１に記載の電気貯湯容器。
【請求項３】
前記容器内の内容液の温度を検知する温度センサと、
前記内容液の容量を算出する容量算出手段と、
前記容量算出手段により算出された前記内容液の容量を記憶する記憶手段と、
前記容器内に液体が継ぎ足されたときに、前記容量算出手段により算出される継ぎ足し後の内容液の容量に応じた加熱時間で当該内容液を加熱する加熱手段と、
前記記憶手段に記憶されている前記液体の継ぎ足し前における前記容器内の内容液の容量に応じて、前記加熱時間を変更する加熱時間変更手段と、を備えることを特徴とする、電気貯湯容器。
【請求項４】
加熱時間が異なる第１加熱時間および第２加熱時間を記憶する加熱時間記憶手段をさらに備え、
前記加熱時間変更手段は、前記加熱時間記憶手段に記憶されている前記液体の継ぎ足し前における前記容器内の内容液の容量に応じて、第１加熱時間または第２加熱時間を選択することを特徴とする、請求項３に記載の電気貯湯容器。
【請求項５】
前記加熱手段は、前記沸点データに係る温度の相対値である保温温度により前記内容液を保温することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気貯湯容器。
【請求項６】
前記容量算出手段は、前記加熱手段により加熱された前記内容液の単位時間当たりの温度変化に基づいて、前記内容液の容量を算出すること特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気貯湯容器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８（ａ）】
【図８（ｂ）】
【図９（ａ）】
【図９（ｂ）】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８（ａ）】
【図８（ｂ）】
【図９（ａ）】
【図９（ｂ）】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−１６１５４７（Ｐ２０１２−１６１５４７Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５７６９（Ｐ２０１１−２５７６９）
【出願日】平成２３年２月９日（２０１１．２．９）
【出願人】（０００００３７０２）タイガー魔法瓶株式会社 (509)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月９日（２０１１．２．９）
【出願人】（０００００３７０２）タイガー魔法瓶株式会社 (509)
【Ｆターム（参考）】
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