CN1120305A - 绝热电加热式水壶及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及备有绝热容器及配置在其内部的电加热器的、将水等液体注入到该绝热容器内加热、并对该热水保温的绝热电加热式水壶及其制造方法。本发明的绝热电加热式水壶的绝热容器的绝热层内封入了从氙、氪、氩中选择的至少一种导热系数低的气体。

Description

绝热电加热式水壶及其制造方法

技术领域：

本发明涉及备有绝热容器及配置在其内部的电加热装置、将水等液体装入该绝热容器内加热，并对该热水保温的绝热电加热式水壶。

背景技术：

绝热电加热式水壶通常备有双层壁结构的容器和加热器，该双层壁结构的容器在各容器口部分将内容器和外容器结合形成一个整体，且在内外容器之间的空间形成真空。上述加热器用来通过传热，对注入到内容器内部的液体加热。

图2所示是作为原有的烧水壶之一例记载于实公昭62-73836号公报中的水壶，该烧水壶1是利用密封部件4、5将加热器3水密性地固定配置在真空双层结构的容器2内的底部的结构。

可是，上述图2所示的原有的真空绝热烧水壶，由于其内容器和外容器之间的空间被抽成真空，该双层壁结构的容器总是受大气压的作用，所以为了分散该作用力，必须使其具有尽量弯曲的曲面形状。结果不得不使内容器和外容器的形状大致呈有底的圆筒形，由于采用这种形状，所以内容积相对于外容器的外容积的比例小，即存在容积效率低问题。

发明的公开：

本发明就是鉴于上述情况而研制成的，其目的在于在绝热电加热式水壶中，提供一种容器的保温性能高、而且备有其形状能提高容积效率的容器的绝热电加热式水壶。

本发明的第1种形态的特征是，在备有在各容器口部分将内容器和外容器形成一个整体、且将内外容器之间的空间作为绝热层的绝热容器，以及对注入到该内容器中的液体加热的电加热装置的绝热电加热式水壶中，上述绝热容器的绝热层封入了从氙、氪、氩中选择的至少一种导热系数低的气体。

本发明的第2种形态的特征是，在备有在各容器口部分将内容器和外容器形成一个整体，且将内外容器之间的空间作为绝热层的绝热容器，以及对注入到该内容器中的液体加热的电加热装置的绝热电加热式水壶的制造方法中，在各容器口部分将内容器和外容器形成一个整体，将内外容器中的任意一个制成具有封入口的双层容器，将该双层容器的内外容器间的空间抽成真空，然后通过封入口，将从氙、氪、氩中选择的至少一种导热系数低的气体导入该空间内，并将该封入口封闭，将导热系数低的气体封入内外容器间形成绝热层时，就将双层容器所受的外压作为与内外容器之间的空间的压力大体相等而进行形成绝热层的操作。

本发明的绝热电加热式水壶由于采用在内外容器之间的空间封入氙、氪、氩等导热系数低的气体形成绝热层，代替将内外容器之间的空间封闭成真空，所以绝热层的制作工序极其容易，从而可以简化制作工序，降低制作成本，而且，通过调节封入的导热系数低的气体的压力，可以减小与大气压之间的压差，因此可制成平面壁结构的方形容器。另外，根据需要，通过进行叠层绝热，还可以提高绝热性能，甚至可以获得大于真空绝热的性能。

另外，本发明的绝热电加热式水壶的制造方法，由于在各容器口部分将内容器和外容器形成一个整体，将内外容器中的任意一个作成有封入口的双层容器，将该双层容器的内外容器之间的空间抽成真空，然后通过封入口将从氙、氪、氩中选择的至少一种导热系数低的气体导入该空间内，并封闭该封入口，在将导热系数低的气体封入内外容器之间而形成绝热层时，通过使双层容器所受的外压与内外容器之间的空间内的压力大致相等而进行形成绝热层的操作，可以防止双层容器因受外部压力的作用而变形，从而可以使用平面壁结构的方形容器制成绝热容器。

附图的简单说明：

图1是本发明的绝热电加热式水壶的一个实施例的侧剖视图。

图2是原有的电水壶之一例的主要部分剖面图。

实施本发明用的最佳形态：

图1表示本发明的绝热电加热式水壶的一个实施例，图中符号10A是绝热电加热式水壶(以下称电水壶)。

该电水壶10A备有方形绝热容器10、配置在该方形绝热容器10内的加热器11、配置在方形绝热容器10的下方的加热控制装置12、设置在方形绝热容器10的上部的加压装置13、与方形绝热容器连接的管路状的注水装置14、以及收容它们的外层容器15。

该方形绝热容器10是双层壁结构的绝热容器，它是由不锈钢等金属制成的有底方形内容器16和比它稍大一些的外容器17构成，并在各容器口部分将该内外容器结合成一个整体，利用气体注入管18将导热系数低的气体，例如氙、氪、氩等，最好是氪和氙两者中的一种或两者的混合气体以室温(20℃)下的压力300～700乇，最好是400乇左右封入到内外容器16、17之间形成的空间内，通过将气体注入管18挤压焊接后，形成绝热空间层20，从而构成双层壁结构的绝热容器。

在内容器16的的底部附近的侧面，将加热器11配置在绝热空间层20一侧。该加热器11采用的是将镍铬丝等金属电热丝绕在片状云母等上的带状云母加热器等。该加热器11的两端用螺钉或弹簧紧固，以表面接触方式安装在内容器16的侧面下方部位。该加热器11通过引线23连接在加热控制装置12上。

加热控制装置12备有水温检测传感器24(以下称热敏电阻)和接收由该热敏电阻24检测的温度变化的信号，进行温度控制的微机25(以下称温度控制机构)。

下面说明该温度控制机构25的动作，首先将水注入电水壶10A，接通电源开关，使加热器11通电，加热电水壶10A内的水。电水壶10A内的水温达到100℃附近时，电水壶10A内产生的蒸气通过蒸汽通路26到达热敏电阻24。将该温度变化作为电信号，再送给温度控制机构25，这时温度控制机构25检测到水已沸腾，而将向加热器11的供电断开。

经过上述控制，暂时烧开的水的温度也会经过长时间而慢慢下降。当水温下降到预先设定的温度(例如90°左右)时，温度控制机构25再次接通加热器11的电源。这时的通电功率为预先设定在温度控制机构25内的保温功率(例如30Wh左右)。

在方形绝热容器10的的外侧，设有注水装置14，其一端与内容器16连接，另一端由位于方形绝热容器10的上端附近的管路构成。该注水装置14备有导水管30、注水管32、开闭阀34和壶嘴35。导水管30通过连接管29连接在出水管28的一端，出水管28的另一端通过连通管27(它穿过外容器17的底部而连接在内容器16的底部)内连接在位于内容器16的底部中央开设的孔上：注水管32通过连接管31连接在上述导水管30的另一端：开闭阀34通过连接管33设在该注水管32的另一端；壶嘴35连接在开闭阀34上。

上述构成的方形绝热容器10被收容、设置在外套容器15内。该外套容器15由收容方形绝热容器10主体的筒部36，以及收容加压装置13的盖37构成。在筒部36的下部侧面设有导入外部(家庭用电)电源用的插座的插入口38，而且该插入口38连接在紧靠其附近设置收容的温度控制机构25的组件上。

盖37由加压装置13和塞入方形绝热容器10的上口部39的塞盖40构成。加压装置13由压板41和波形管42构成。通过按压压板41，方形绝热容器10内的空气被加压压缩，因此方形绝热容器10内的热水通过出水管28、连接管29、导水管30、连接管31、注水管32、连接管33及开闭阀34这一路径，从壶嘴35流出。

其次说明该绝热电加热式水壶10A的制造例。

首先将不锈钢等金属材料成形为方筒状、制成内容器16。这时为了确定加热器的位置，在底部侧面形成直径稍微收缩的台阶。将出水管28的一端焊接在内容器16的底部出水孔44上后，将连接管27的端部焊接在内容器16的底部。然后将加热器11绕在内容器16上的台阶部分，加热器11的两端用螺钉固定，或者用弹簧固定，使其与内容器16呈面接触状态。

其次与内容器16一样，将不锈钢等金属材料成形制造外容器17。进行该成形时，要形成将连通管27设在外容器17的底部用的连通孔45，以及形成气体封入管18和加热器11的镍铬丝通过用的孔46。然后将该内容器16和外容器17在容器口部分气密性地焊接起来形成一个整体，再将在外容器17的底部形成的连通孔45的边缘和连通管27的接触部分焊接起来。

然后用密封部件19封住孔46。该密封部件19由绝缘材料构成，成为嵌合了具有2个位置的导通部43的有底圆筒状的2个密封部件19a、19b的结构。然后将加热器11的镍铬丝用焊接方法等分别焊接在上部密封部件19a的导通部43上。这时用绝缘子等绝缘材料将镍铬丝包起来，使镍铬丝彼此不接触，另外也不与内外容器16、17接触，以防止短路。然后用环氧系列的粘接剂将该密封部件19a粘接在外容器17的底部外面，气密性地将孔46密封住。

其次，从气体封入管18，将按上述方法制成的双层结构和容器(以下称作双层容器)的内外容器16、17之间形成的空间抽一次真空，然后将从氪、氙、氩中选择的至少一种导热系数低的气体以规定的压力(例如20℃时400Torr左右)封入上述双层容器中，作为低导热系数绝热空间层，然后用油压机等将气体封入管18挤压封接，从而将低导热系数绝热空间层密封起来。这样，在双层容器的内外容器16、17之间的空间部就形成绝热层20，制成绝热容器10。

形成该绝热层20时，由于进行上述抽真空，封入导热系数低的气体及气体封入管18的挤压封接(密封切断)，使双层容器受的外部压力与内外容器16、17之间的空间内的压力大致相等，因此能防止因外部压力加到双层容器上而变形，从而可以使用平面壁结构的方形容器，容易以较高的合格率制作绝热容器。例如，将双层容器放在减压室内，将气体封入管18导出到外部、并连接到真空泵上，对内外容器16、17之间的空间抽真空时，使减压室减压，使其压力大致与抽真空压力相等，然后通过气体封入管18，将导热系数低的气体导入时，调节减压室内的压力，使其压力大致与内外容器16、17之间的空间内的压力相等，再对双层容器的气体封入管18进行密封切断。另外，另一种方法是将双层容器完全放入减压室内，将对该减压室进行真空排气，从而内外容器16、17之间的空间也进行真空排气，然后以规定的压力将导热系数低的气体导入减压室内，再将双层容器密封。

然后将密封部件19b嵌合在安装在外容器17上的密封件19a的下方，通过引线连接在温度控制机构25上。

然后通过连接管29将导水管30的一端安装在出水管28的另一端，通过连接管31再将注水管32的一端连接在导水管30的另一端，再通过连接管33，将开闭阀34连接在注水管32的另一端，而将壶嘴35安装在该开闭阀34上。

最后，将如此得到的方形绝热容器10收容在外套容器15内设置，于是便制成了图1所示的电水壶10A。

该电水壶10A通过使绝热层20不呈真空状态，而是以大气压压不坏绝热容器大小的压力封入氙、氪等导热系数低的气体作为绝热层20，可以增大绝热容器的形状的自由度，内容器16及外容器17几乎可以作成呈四棱柱状的外形的绝热容器。

在上述实施例中，加热控制装置12使用了热敏电阻24和温度控制机构25，但作为该控制机构，不一定必须使用热敏电阻24和温度控制机构25，例如也可以使用热敏笛簧开关(TRS)、继电器、恒温器、辅助加热器等控制装置。

另外，根据需要通过设置若干层绝热层20制成叠层绝热机构，还可以提高绝热性能，甚至可以获得大于真空绝热的性能。

再者，在上述实施例中，虽然采用挤压封接(密封切断)气体封入管18的方法进行绝热容器10的密封，但也可以采用利用密封板密封设在外容器上的排气口，或者用低温焊料等密封材料密封小孔状或细槽状的排气孔的密封机构。

如上所述，由于本发明的绝热电加热式水壶备有带绝热层的绝热容器，而该绝热层内以不会被大气压压坏绝热容器大小的压力封入了氙、氪等导热系数低的气体，所以绝热层的制作工序变得极其容易，从而可以简化制造工序，降低制造成本。而且通过调节导热系数低的气体的封入气压，可减小与大气压之间的压差，所以，可作成平面壁结构的方形容器。另外，根据需要，通过采用叠层绝热，还能提高绝热性能，甚至可以获得大于真空绝热的性能。

另外，本发明的绝热电加热式水壶的制造方法，在形成上述绝热容器的绝热层时，通过使双层容器的外部压力大致等于内外容器之间的空间内的压力而进行形成绝热层的操作，可以防止外力加到双层容器上而变形，从而可以使用平面壁结构的方形容器制作绝热容器，结果，可以增大容积效率。

Claims (12)

1.绝热电加热式水壶备有在各容器口部分将内容器和外容器形成一个整体、将该内外容器之间的空间作为绝热层的绝热容器、以及加热注入到该内容器内的液体的电加热装置，该绝热电加热装置的特征在于：

上述绝热容器的绝热层内封入了从氙、氪、氩中选择的至少一种导热系数低的气体。

2.按权利要求1所述的绝热电加热式水壶，其特征在于：

导热系数低的气体的封入压力为300～700乇，最好为400乇左右。

3.按权利要求1所述的绝热电加热式水壶，其特征在于：

设置若干层绝热器的绝热层形成叠层绝热结构。

4.按权利要求1所述的绝热电加热式水壶，其特征在于：

采用具有平面壁结构的方形绝热容器作为绝热容器。

5.一种备有在各容器口部分将内容器和外容器形成一个整体、并将该内外容器之间的空间作为绝热层的绝热容器，以及加热收容在该内容器内的液体的电加热装置的绝热电加热式水壶的制造方法，其特征在于：包括

在各容器口部分将内容器和外容器形或一个整体，将该内外容器中的任意一个作成有封入口的双层容器的工序：

将该二层容器的内外容器之间的空间抽成真空，然后通过该封入口，将从氙、氪、氩中选择的至少一种导热系数低的气体注入该空间内并将该封入口密封，将导热系数低的气体封入内外容器之间，形成绝热层的工序。

在使双层容器的外部压力与内外容器之间的空间内的压力大致相等的条件下，进行该绝热层的形成工序。

6.按权利要求5所述的绝热电加热式水壶的制造方法，其特征在于：

使导热系数低的气体的封入压力为300～700乇，最好为400乇左右。

7.按权利要求5所述的绝热电加热式水壶的制造方法，其特征在于：

设置若干层绝热容器的绝热层作为叠层绝热结构。

8.按权利要求5所述的绝热电加热式水壶的制造方法，其特征在于：

采用具有平面壁结构的方形绝热容器作为绝热容器。

9.按权利要求5所述的绝热电加热式水壶的制造方法，其特征在于：

形成绝热层的操作是这样进行的，即将双层容器放入减压室内，将设在内容器和外容器中的任意一者上的气体封入管导出到减压室外部，并连接到真空泵上，对内容器和外容器之间的空间抽真空时，使减压室减压，以使室内压力与抽真空压力大致相等，然后通过气体封入管导入导热系数低的气体时，调节减压室内的气压，以使其压力与内外容器之间的空间内的压力大致相等，导入导热系数低的气体后，将气体封入管压接密封切断。

10.按权利要求5所述的绝热电加热式水壶的制造方法，其特征在于：

形成绝热层的操作是这样进行的，即将外容器上设有排气孔的双层容器的排气孔朝上，而且通过焊料将密封板置于该排气孔上，在此状态下将其放入减压室内，使该减压室真空排气，从而使内外容器之间的空间进行真空排气，然后以规定的压力将导热系数低的气体导入减压室内，然后加热熔化上述焊料，用密封板密封排气孔。

11.按权利要求5所述的绝热电加热式水壶的制造方法，其特征在于：

形成绝热层的操作是这样进行的，即将外容器上设有排气孔的双层容器排气孔朝上，且将焊料配置在该排气孔周围，在此状态下将其放入减压室内，对该减压室进行真空排气，从而内外容器之间的空间也进行真空排气，然后以规定的压力将导热系数低的气体导入减压室内，然后加热熔化上述焊料，将排气孔密封。

12.按权利要求5所述的绝热电加热式水壶的制造方法，其特征在于：

形成绝热层的操作是这样进行的，即将外容器上设有排气孔的双层容器的内外容器之间的空间抽成真空，然后以规定的压力将导热系数低的气体通过该排气孔导入该空间内，然后通过将密封板粘接在排气孔上而将该排气孔密封。

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