JP2004321330A

JP2004321330A - Boiling water device

Info

Publication number: JP2004321330A
Application number: JP2003117559A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Miyake; 一也三宅
Original assignee: Toshiba Home Technology Corp
Current assignee: Toshiba Home Technology Corp
Priority date: 2003-04-22
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2023-04-22
Also published as: JP3841062B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a boiling water device excellent in heat insulation, working of which is facilitated. <P>SOLUTION: At least the peripheries of two piled-up aluminum plates of the same material are rolled and joined, a hollow part molded by expanding a non-joined part which is not rolled nor joined is evacuated and a vacuum heat insulation plate 6 is formed. The working is facilitated compared to the conventional case of joining the peripheries by welding, and since the vacuum heat insulation plate 6 is formed by using the aluminum plates of lighter weight and less heat radiation than stainless plates, a product is made light in weight and the heat insulation is excellent. Further, the vacuum heat insulation plate 6 is provided closely in an almost non-contact state to a container 3. There is no danger of the decline of the heat insulation due to direct heat conduction from the container 3 to the vacuum heat insulation plate 6. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湯を沸かして保温する電気ポットや、炊飯を行いご飯を保温する炊飯器などの煮水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の湯を沸かして保温する電気ポットや、炊飯を行いご飯を保温する炊飯器、またはご飯を保温するジャーなどの煮水装置は、長時間に亘り保温を行うため、省エネルギーであることが強く要求されている。省エネルギーとするためには、断熱性の向上が最も重要な技術的課題となっているが、断熱性の高い断熱容器を構成する際の有力な手段の一つとして、真空断熱がある。
【０００３】
この真空断熱においては、真空層を形成するための種々の手段が知られている。例えば、減圧真空環境下で複数の金属板の端部を密閉接合させて内部を真空にする方法、あるいは、空間を設けて密閉接合した金属に吸引口を設け、この吸引口から真空ポンプなどを用いて脱気して内部の空間を真空にする方法、などがある。なお、電気ポットにおいては、以下の２つの方法が主に採用されている。
【０００４】
一つの方法は、電気ポットをステンレス製の真空容器で構成するもので、ステンレス製の内容器の外側に所定の間隔を隔てて外容器を溶接して２重容器とするものである。この際、内容器と外容器の端部は全周囲に亘って溶接される。そして、内容器と外容器で囲まれた内部の空間を減圧して真空とする。通常、底面部に加熱手段たる電熱ヒータを設けるので、底面部には真空層を形成できない。そして、内容器の中に水を入れ、電熱ヒータで内容器の底部を加熱して湯を沸かすとともに、沸騰後は所定の温度に湯を保温するように構成するものである。
【０００５】
この方法の問題点としては、真空容器としての強度を確保するために内容器と外容器の材料に厚さが０．５〜２ｍｍ程度のステンレスを使用しなければならず、重量が重くなり、また、端部をすべて溶接しなければならないので加工工数が多くなり、さらに、溶接作業が伴うので複雑な形状には製作できないこと、などがあった。その上、耐腐食性を向上させるために内容器にステンレスを用いる必要があり、溶接性を確保するために外容器もステンレス製にしなければならないが、ステンレスはアルミニウムなどに比べて熱放射性が高く、保温時に外容器から熱が放散して断熱性が低下する原因になっていた。また、内容器の内側をフッ素系塗料などで塗装する場合、塗装の乾燥時に高温になるので、外容器にテンパーカラー（ステンレスの酸化皮膜）が発生し、このためさらに熱放射性が高くなってしまっていた。
【０００６】
電気ポットにおいて真空層を形成するたのもう一つの主な方法は、ステンレス製の容器の外側を真空断熱材で包囲するものである。この真空断熱材は、不織布の袋に低熱伝導性のシリカ粉末などを入れて筐体を形成し、この筐体をアルミ箔などの金属シート袋に入れ、減圧室内で端部を加熱シールにより密閉接合して内部を真空にする。なお、シリカ粉末などは、真空断熱材の筐体の形状を保つために入れるものである。
【０００７】
この方法の問題点としては、シリカ粉末などの熱伝導によって外部に熱が放散してしまうことがあった。また、真空断熱材の曲げ加工などを行うと、外面の金属シート袋が傷付いて内部の真空が保持できない虞があった。さらに、金属シート袋を用いるために四角形以外の形状に真空断熱材を形成するのが困難であった。その上、金属シート袋が加熱シールされていることと、内部のシリカ粉末などと外部の金属シート袋の熱膨張率が異なることによって、高温の使用環境や熱サイクルのある使用環境においては、金属シート袋の加熱シールされている部位に隙間が生じて内部の真空が保持できなくなる虞があった。そして、こうした場合、断熱性が低下してしまうといった問題があった。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１８４９５８号公報
【特許文献２】
特開２０００−２４５６２９号公報
【特許文献３】
特開２０００−３４２４４９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決しようとするものであり、加工が容易であって、断熱性に優れた煮水装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の煮水装置によれば、真空断熱材は、アルミニウムを接合し、中空部を減圧して形成したので、従来の溶接により周囲を接合する場合と比較して加工が容易であるとともに、ステンレス板よりも軽量であり熱放射が少ないアルミニウムを用いるので製品を軽量化でき断熱性にも優れる。また、前記真空断熱材は前記容器と略非接触状態で近接して設けられたので、容器から真空断熱板への直接的な熱伝導により断熱性が低下する虞がない。
【００１１】
本発明の請求項２記載の煮水装置によれば、前記容器は塗装が施されたので、容器の内面の防腐食性などを向上させることができる。
【００１２】
本発明の請求項３記載の煮水装置によれば、前記真空断熱材は前記手段の外側に設けられたので、加熱手段から外部への熱の放散を防止することができる。
【００１３】
本発明の請求項４記載の煮水装置によれば、前記真空断熱材は突部を備えたので、容器が真空断熱板に接触することが確実に防止され、容器から真空断熱板への直接的な熱伝導を防止することができる。
【００１４】
【発明の実施形態】
以下、本発明の煮水装置の第一実施例について、図面を参照しながら説明する。図１は、湯を沸かして保温する電気ポットや、炊飯を行いご飯を保温する炊飯器、またはご飯を保温するジャーなどの煮水装置の縦断面を表した模式図である。１は本体であり、２は蓋体であり、これらの外郭は樹脂などで形成されている。本体１の内部には、被加熱物を収容する容器３が設けられている。この容器３はステンレス製であって、内面にはフッ素樹脂の塗装が施されて塗装皮膜４が形成されている。この塗装皮膜４は容器３の防腐食性を向上させるために形成されたものであり、フッ素樹脂以外の耐熱性の樹脂、例えば、シリコーン樹脂で塗装皮膜４を形成してもよい。また、容器３も、ステンレス製以外の金属製、例えば、アルミニウム製であってもよい。なお、蓋体２の容器３に対向している下面２ａは、ステンレス製などの金属板で形成されている。また、容器３は、側面部３ａと底面部３ｂが溶接部３ｃで溶接接合されて容器状に形成されている。
【００１５】
容器３の底面部３ｂの下方には、容器３を加熱する手段たる加熱手段たる電熱ヒータ５が設けられている。この電熱ヒータ５は容器３の底面を加熱するものである。なお、加熱手段を電熱ヒーター５の代わりに電磁誘導加熱コイルで構成してもよい。ただし、加熱手段を電磁誘導加熱コイルで構成した場合、容器３の少なくとも一部を電磁誘導で発熱する強磁性体で構成する必要がある。
【００１６】
そして、容器３の周囲には、アルミニウム板から形成された真空断熱板６が設けられている。容器３の側面部３ａには、真空断熱板６ａが近接して設けられている。真空断熱板６ａの容器３と対向する面には、図２に示すように突起７が一体に設けられており、この突起７の先端部が容器３に接することで、真空断熱板６ａと容器３の側面部３ａとの間に隙間８が形成されている。また、図示しないが、この突起７は複数設けられている。このように、真空断熱板６ａと容器３は、突起７の先端部を除き非接触状態に保たれている。なお、アルミニウムは熱放射が少ない反面、熱伝導性が良いので、アルミニウム製の真空断熱板６を容器３と接触状態に置くと、熱伝導で容器３の熱が逃げやすくなり断熱性が低下する。
また、隙間８の寸法は、静止空気層が形成される０．５〜９ｍｍとするのが好ましく、これよりも大きいと隙間９内で熱対流が生じ断熱性が低下する。
【００１７】
また、電熱ヒータ５の外側たる下方には真空断熱板６ｂが設けられ、蓋体２の下面２ａの上方には真空断熱板６ｃが設けられている。真空断熱板６ｂの電熱ヒータ５に対向する面にも図示しない複数の突起が設けられ、この突起の先端部が電熱ヒータ５に接することで、真空断熱板６ｂと電熱ヒータ５の下面との間に隙間９が形成されている。また、真空断熱板６ｃの蓋体２の下面２ａに対向する面にも図示しない複数の突起が設けられ、この突起の先端部が蓋体２の下面２ａに接することで、真空断熱板６ｃと蓋体２の下面２ａとの間に隙間１０が形成されている。なお、真空断熱板６（６ａ，６ｂ，６ｃ）は、２枚のアルミニウム板を接合して形成されたものであり、内部に真空層１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）を有している。このように、容器３は４方の側面、底面、上面から真空断熱板６に囲まれて覆われており、かつ、真空断熱板６が突起７を除いて容器３と非接触状態に保たれることで、容器３の熱が外部へ放散することが確実に防止されるようになっている。
【００１８】
つぎに、図３〜図７を参照しながら、真空断熱板６の製造方法について説明する。まず、図３に示すように、厚さが２〜６ｍｍ程度のアルミニウム板２１の片面に、耐熱性を有する塗料を用いてシルク印刷などで印刷を行い、印刷パターン２２を形成する。塗料は、例えばシリカ粉末などの無機粉末を含有しているものを用いる。また、印刷パターン２２は、真空層１１の形状となるものであり、アルミニウム板２１の周縁部には印刷を施さない。ただし、アルミニウム板２１の周縁部の一部にのみ、幅が３〜３０ｍｍ程度であって、アルミニウム板２１の端部に至るマウス部２３を印刷する。このマウス部２３は印刷パターン２２と繋がっており、後の成形に必要となる。印刷後、加熱乾燥し、塗料に含まれる溶剤を揮発させると、印刷パターン２２とマウス部２３の印刷面にシリカ粉末などの無機粉末が残る。
【００１９】
その後、図４に示すように、アルミニウム板２１と同材質で同じ厚さのアルミニウム板２４を、アルミニウム板２１の印刷パターン２２が施された面に重ね合わせ、アルミニウム板２１とアルミニウム板２４の端部を揃える。このときの重ね合わせた２枚のアルミニウム板２１，２４の厚さをｔとする。なお、アルミニウム板２４には印刷パターン２２は形成されていない。つぎに、このアルミニウム板２１，２４を加熱し、ローラーを用いて圧延加工し、複合板２５を形成する。このとき、図５に示すように、複合板２５の厚さが圧延前のアルミニウム板２１，２４の４分の１の１〜３ｍｍ程度、すなわちｔ／４程度になるように加工する。すると、印刷パターン２２とマウス部２３が形成されていないアルミニウム板２１の周縁部たる周囲が、アルミニウム板２４の周縁部と強固に圧延接合され、接合部２６となる。また、印刷パターン２２とマウス部２３が形成されている部分は、無機粉末により圧延接合が妨げられて非接合部２７となる。
【００２０】
そして、図６に示すように、複合板２５の上下に略平坦な上側押え型２８と下側押え型２９を配置する。このとき、上側押え型２８と下側押え型２９の間隔は、複合板２６の厚さの２倍の２〜６ｍｍ程度、つまりｔ／２程度とする。つぎに、マウス部２３から非接合部２６へ８０〜１００ＭＰａの圧縮空気を注入する。非接合部２６は圧縮空気に押されて上下に膨らみ、内部に中空部３０が成形される。なお、上側押え型２８と下側押え型２９によって、非接合部２６における膨らみは規制され、所定の寸法の中空部３０を有する複合板２６が得られる。また、このときに上側押え型２８に形成された凹部（図示せず）により、突起７を同時に形成する。つぎに、マウス部２３から脱気して中空部３０を減圧し、マウス部２３をキャップ、さらに溶接やブレージングにより封孔することで、中空部３０を約１３０Ｐａ（１ｔｏｒｒ）以下の真空層１１とした真空断熱板６が得られる。なお、複合板２５は圧縮空気を注入したときの膨らみによる延びにより加工硬化するので、中空部３０を減圧した際に変形することはない。また、脱気する代わりに減圧室内でマウス部２３を封孔して真空層１１を形成してもよい。
【００２１】
そして、真空断熱板６の使用箇所の形状などに応じて、例えば、図７に示すように加工する。なお、図７に示すものは、４箇所３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの曲げ加工、接合部２６の穴あけ加工とリベット３２による固定などを行ったものである。
【００２２】
つぎに、作用について説明する。真空断熱板６はアルミニウム製であるので、極めて軽く、製品重量を軽くすることができる。また、２枚のアルミニウム板２１，２４を接合して中空部３０を形成する際に溶接を行う必要がないので、加工が容易である。また、印刷パターン２２の形状を変更するのみで真空層１１の形状を簡単に変更でき、複雑な形状の真空層１１であっても容易に形成可能である。したがって、真空断熱板６の形状も任意の形状に容易に加工可能であり、穴あけ加工や突起形成などが可能となり取り付け構造の形成が容易である。また、アルミニウムはステンレスと比較して外面からの熱放射が少ないので、アルミニウム製の真空断熱板６を用いることによって、断熱性を高くすることができる。また、容器３の周囲を覆って真空断熱板６を設けたので、容器３の内面を塗装することによって容器３の外面にテンパーカラーが生成したとしても、断熱性には全く影響を与えない。また、真空断熱板６には内部にシリカ粉末などの筐体保持部材を用いていないので、筐体保持部材による熱伝導によって断熱性が低下する虞がない。また、２枚のステンレス板２１，２４は圧延接合により密着して強固に接合されおり、内部に別部材を用いていないので、接合信頼性が高く、高温条件やヒートサイクル環境においても真空層１１がリークすることがない。さらに、加熱手段として電磁誘導加熱コイルを用いた場合、電磁誘導加熱コイルの外側に真空断熱板６を配置すれば、真空断熱板６の材質がアルミニウムであることから、断熱とともに磁束の漏れを防止することができる。
【００２３】
以上のように本実施例では、容器３と、この容器３を加熱する加熱手段たる電熱ヒータ５と、前記容器３を覆う真空断熱板６を備えるとともに、前記真空断熱板６は、重ね合わせた２枚の同材質のアルミニウム板２１，２４の少なくとも周囲を圧延接合し、圧延接合されていない非接合部２７を膨らませて成形した中空部３０を減圧して形成したものであり、前記真空断熱板６は前記容器３と略非接触状態で近接して設けられたものである。
【００２４】
この場合、従来の溶接により周囲を接合する場合と比較して加工が容易であるとともに、ステンレス板よりも軽量であり熱放射が少ないアルミニウム板を用いて真空断熱板６を形成しているので製品を軽量化でき断熱性にも優れる。また、前記真空断熱板６は前記容器３と略非接触状態で近接して設けられたので、容器３から真空断熱板６への直接的な熱伝導により断熱性が低下する虞がない。
【００２５】
また、前記容器３はステンレス製であって内面に塗装が施されたので、容器３の内面の防腐食性などを向上させることができる。
【００２６】
また、前記真空断熱板６は前記電熱ヒータ５の外側に設けられたので、電熱ヒータ５から外部への熱の放散を防止することができる。
【００２７】
さらに、前記真空断熱板６は前記容器３との間に隙間８を形成する複数の突起７を備えたので、容器３が真空断熱板６に接触することが確実に防止され、容器３から真空断熱板６への直接的な熱伝導を防止することができる。
【００２８】
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例は、印刷パターン２２の形状を変形したものである。また、第一実施例と同一の部分については同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する、
【００２９】
図８は第二実施例を示すものであり、印刷パターン４１には、直径数ｍｍ程度の円形の無印刷部４２が、アルミニウム板２１の中央長手方向に等間隔に並んで５つ設けられている。この場合、無印刷部４２がアルミニウム板２４と接合される。なお、無印刷部４２は、熱伝導によって断熱効果が低下することを防止するために、極力少ない面積にするのが好ましい。
【００３０】
以上の第二実施例の構成によれば、無印刷部４２が接合部２６となって真空層１１の中央部に位置するので、減圧により真空層１１が変形することを防止することができる。
【００３１】
図９は第三実施例を示すものであり、印刷パターン５１には、アルミニウム板２１の長手方向と直交する長方形状の３本の長い無印刷部５２と２本の短い無印刷部５３が、アルミニウム板２１の長手方向に等間隔に交互に並んで設けられている。この場合、無印刷部５２，５３がアルミニウム板２４と接合される。なお、無印刷部５２は、熱伝導によって断熱効果が低下することを防止するために、極力少ない面積にするのが好ましい。
【００３２】
以上の第三実施例の構成によれば、無印刷部５２，５３が接合部２６となって真空層１１の中央部に位置するので、減圧により真空層１１が変形することを防止することができる。
【００３３】
図１０は第四実施例を示すものであり、印刷パターン６１には、アルミニウム板２１の長手方向と平行な８本の細い溝状の無印刷部６２が設けられている。この無印刷部６２は、アルミニウム板２１の長手方向と直交する向きに３本又は２本ずつ並んで配置されている。この場合、無印刷部６２がアルミニウム板２４と接合される。また、アルミニウム板２１，２４は四隅が丸く形成されており、印刷パターン６１の形状もアルミニウム板２１の形状に対応するように四隅を丸く形成されている。なお、無印刷部６２は、熱伝導によって断熱効果が低下することを防止するために、極力少ない面積にするのが好ましい。
【００３４】
以上の第四実施例の構成によれば、無印刷部６２が接合部２６となって真空層１１の中央部に位置するので、減圧により真空層１１が変形することを防止することができる。
【００３５】
図１１は第五実施例を示すものであり、印刷パターン７１は略楕円形状に形成されている。そして、印刷パターン７１には、中央部に略楕円形の無印刷部７２、その両端部には２つの略円形の無印刷部７３が設けられている。そして、アルミニウム板２１の周囲の印刷パターン７１が施されていない部分は、無印刷部７４となっている。この場合、無印刷部７２，７３，７４がアルミニウム板２４と接合される。また、アルミニウム板２１，２４は四隅が丸く形成されている。そして、その後の製造工程において、無印刷部７２，７３，７４に対応する部分には穴あけ加工が施され、穴７５，７６，７７が形成されるようになっている。なお、これらの穴７５，７６，７７は、真空断熱板６を固定するためのボルト穴などとすることができる。なお、無印刷部７２，７３，７４は、熱伝導によって断熱効果が低下することを防止するために、極力少ない面積にするのが好ましい。
【００３６】
以上の第五実施例の構成によれば、無印刷部７２，７３が接合部２６となって真空層１１の中央部に位置するので、減圧により真空層１１が変形することを防止することができる。また、無印刷部７２，７３，７４に対応する接合部２６に穴７５，７６，７７を形成しても真空層１１がリークすることなく、真空断熱板６を、それが使用される機器へ取り付ける際の自由度を増加させることができる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、上記実施例では、マウス部２３を形成しているが、マウス部を設けずに、２枚のアルミニウム板の接合によって形成した複合板の端部を切断することによって印刷パターンの一部が複合板の端部に露出するようにしてもよい。
【００３８】
また、アルミニウム板２１の厚さは２〜６ｍｍで説明したが、中空部３０を減圧した際に変形しない強度を有する厚さであれば、これに限らない。また、圧延加工時に複合板２５の厚さが圧延前のアルミニウム板２１，２４の４分の１程度になるように加工する場合について説明したが、アルミニウム板２１，２４の接合強度などに応じて任意に調節してもよい。また、真空層１１の厚さはアルミニウム板の伸びや断熱性、或いは真空断熱板６が使用される機器に応じて任意に設定してもよい。また、真空層１１の真空度は約１３０Ｐａ（１ｔｏｒｒ）以下に限らず、真空断熱板６が使用される機器に要求される断熱性能に応じて任意に設定してもよい。また、印刷パターン２２は真空断熱板６が使用される機器に要求される断熱性能に応じて任意に設定してもよい。また、真空断熱板６の表面をアルマイト処理や塗装による防錆処理を施してもよい。
【００３９】
また、煮水装置が炊飯器である場合、鍋たる容器３を収容する容器収容部を設け、この容器収容部の外側に真空断熱板６を設置してもよい。また、加熱手段を容器３や容器収容部の側面に配置してもよいが、この場合は、加熱手段の外側に真空断熱板６を設置するのが好ましい。また、蓋体２の内部に加熱手段を配置してもよいが、この場合も、加熱手段の外側に真空断熱板６を設置するのが好ましい。
【００４０】
また、容器３の少なくとも一部を強磁性体で形成し、加熱手段をこの強磁性体に対向した電磁誘導加熱コイルで構成してもよいが、真空断熱板６を電磁誘導加熱コイルの外側に配置すれば、真空断熱板６を構成するアルミニウムの防磁効果によって磁束の漏れが防止され、加熱効率を向上させることができる。
【００４１】
さらに、真空断熱板６をオーブン付電子レンジの庫内の外面に備えれば、オーブン調理時に加熱効率が向上し、省エネルギーとすることができる。また、ホットプレートの下面に備えれば、テーブル面の温度上昇を抑制できるためにホットプレートの面を従来よりも低く設定することができるなど、各種の煮水機器の断熱性の向上などに寄与することができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の煮水装置によれば、真空断熱材は、アルミニウムを接合し、中空部を減圧して形成したので、従来の溶接により周囲を接合する場合と比較して加工が容易であるとともに、ステンレス板よりも軽量であり熱放射が少ないアルミニウムを用いるので製品を軽量化でき断熱性にも優れる。また、前記真空断熱材は前記容器と略非接触状態で近接して設けられたので、容器から真空断熱板への直接的な熱伝導により断熱性が低下する虞がない。
【００４３】
本発明の請求項２記載の煮水装置によれば、前記容器は塗装が施されたので、容器の内面の防腐食性などを向上させることができる。
【００４４】
本発明の請求項３記載の煮水装置によれば、前記真空断熱材は前記手段の外側に設けられたので、加熱手段から外部への熱の放散を防止することができる。
【００４５】
本発明の請求項４記載の煮水装置によれば、前記真空断熱材は突部を備えたので、容器が真空断熱板に接触することが確実に防止され、容器から真空断熱板への直接的な熱伝導を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例を示す煮水装置の縦断面の模式図である。
【図２】同上、容器と真空断熱板の接触状態を示す拡大部分断面図である。
【図３】同上、印刷パターンを示す正面図である。
【図４】同上、２枚のアルミニウム板を重ねた状態を示す断面図である。
【図５】同上、圧延接合後の断面図である。
【図６】同上、中空部形成後の断面図である。
【図７】同上、曲げ加工後の断面図及び側面図である。
【図８】本発明の第二実施例の印刷パターンを示す正面図である。
【図９】本発明の第三実施例の印刷パターンを示す正面図である。
【図１０】本発明の第四実施例の印刷パターンを示す正面図である。
【図１１】本発明の第五実施例の印刷パターンを示す正面図である。
【符号の説明】
３容器
５電熱ヒータ（手段）
６真空断熱板
８隙間
２１，２４アルミニウム板
２７非接合部
３０中空部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric kettle for boiling water to keep the temperature warm, and a boiling water device such as a rice cooker for cooking rice and keeping the temperature of the rice.
[0002]
[Prior art]
Conventional water heaters such as electric kettles that boil hot water to keep warm, rice cookers that cook and keep warm rice, or jars that keep warm rice have a strong energy saving because they keep warm for a long time. Is required. In order to save energy, improving the heat insulation is the most important technical issue, but vacuum insulation is one of the powerful means for constructing a heat insulation container having high heat insulation.
[0003]
In the vacuum insulation, various means for forming a vacuum layer are known. For example, a method in which the ends of a plurality of metal plates are hermetically bonded under a reduced-pressure vacuum environment to create a vacuum inside, or a space is provided and a suction port is provided in the hermetically bonded metal, and a vacuum pump or the like is provided from this suction port. A method of degassing to make the internal space vacuum. In the electric pot, the following two methods are mainly employed.
[0004]
In one method, the electric pot is formed of a stainless steel vacuum vessel, and the outer vessel is welded to the outside of the stainless steel inner vessel at a predetermined interval to form a double vessel. At this time, the inner container and the end of the outer container are welded all around. Then, the internal space surrounded by the inner container and the outer container is decompressed to a vacuum. Normally, since an electric heater as a heating means is provided on the bottom surface, a vacuum layer cannot be formed on the bottom surface. Then, water is put into the inner container, the bottom of the inner container is heated by an electric heater to boil the hot water, and after boiling, the hot water is kept at a predetermined temperature.
[0005]
As a problem of this method, in order to secure the strength as a vacuum container, stainless steel having a thickness of about 0.5 to 2 mm must be used for the material of the inner container and the outer container, which increases the weight, In addition, since all the ends have to be welded, the number of processing steps is increased, and furthermore, since a welding operation is involved, a complicated shape cannot be manufactured. In addition, stainless steel must be used for the inner container to improve corrosion resistance, and the outer container must be made of stainless steel to ensure weldability, but stainless steel has a higher heat radiation property than aluminum etc. However, heat was dissipated from the outer container during heat retention, causing a decrease in heat insulation. In addition, when the interior of the inner container is coated with a fluorine-based paint, the temperature rises when the coating is dried, so that a temper color (a stainless steel oxide film) is generated in the outer container, which further increases the heat radiation. I was
[0006]
Another main method of forming a vacuum layer in an electric pot is to surround the outside of a stainless steel container with vacuum insulation. This vacuum insulation material is formed by putting a low thermal conductivity silica powder etc. into a non-woven bag to form a housing, putting this housing in a metal sheet bag such as aluminum foil, and sealing the end by heat sealing in a decompression chamber. Join and evacuate the interior. The silica powder and the like are put in order to maintain the shape of the casing of the vacuum heat insulating material.
[0007]
As a problem of this method, heat was radiated to the outside due to heat conduction of silica powder or the like. Further, when the vacuum heat insulating material is bent or the like, the metal sheet bag on the outer surface may be damaged and the inner vacuum may not be maintained. Furthermore, it is difficult to form a vacuum heat insulating material in a shape other than a square because a metal sheet bag is used. In addition, because the metal sheet bag is heat-sealed and the coefficient of thermal expansion between the inner silica powder and the outer metal sheet bag differ, There is a possibility that a gap may be formed in the heat-sealed portion of the sheet bag, so that the internal vacuum cannot be maintained. In such a case, there is a problem that the heat insulating property is reduced.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-184958 [Patent Document 2]
JP 2000-245629 A [Patent Document 3]
JP 2000-342449 A
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is intended to solve the above problems, and has an object to provide a boiling water apparatus that is easy to process and has excellent heat insulating properties.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the boiling apparatus according to claim 1 of the present invention, the vacuum heat insulating material is formed by joining aluminum and forming a reduced pressure in the hollow portion, so that the processing can be performed in comparison with the case of joining the surroundings by conventional welding. It is easy and also uses aluminum, which is lighter than stainless steel plate and emits less heat, so that the product can be reduced in weight and has excellent heat insulation. Further, since the vacuum heat insulating material is provided close to the container in a substantially non-contact state, there is no possibility that the heat insulating property is reduced due to direct heat conduction from the container to the vacuum heat insulating plate.
[0011]
According to the water boiling apparatus according to claim 2 of the present invention, since the container is coated, it is possible to improve the anticorrosion property of the inner surface of the container.
[0012]
According to the boiling water device of the third aspect of the present invention, since the vacuum heat insulating material is provided outside the means, it is possible to prevent heat from radiating from the heating means to the outside.
[0013]
According to the boiling water device according to claim 4 of the present invention, since the vacuum heat insulating material is provided with the projection, the container is reliably prevented from coming into contact with the vacuum heat insulating plate, and the container is directly connected to the vacuum heat insulating plate. Thermal conduction can be prevented.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the boiling device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a vertical section of a boiling water device such as an electric kettle for boiling hot water to keep heat, a rice cooker for cooking rice to keep warm rice, or a jar for keeping warm rice. 1 is a main body, 2 is a lid, and their outer shells are formed of resin or the like. Inside the main body 1, there is provided a container 3 for storing the object to be heated. The container 3 is made of stainless steel, and has an inner surface coated with a fluororesin to form a coating film 4. The coating film 4 is formed to improve the anti-corrosion property of the container 3, and the coating film 4 may be formed of a heat-resistant resin other than a fluororesin, for example, a silicone resin. Also, the container 3 may be made of metal other than stainless steel, for example, aluminum. The lower surface 2a of the lid 2 facing the container 3 is formed of a metal plate such as stainless steel. Further, the container 3 is formed in a container shape by welding and joining the side surface portion 3a and the bottom surface portion 3b at the welding portion 3c.
[0015]
An electric heater 5 is provided below the bottom surface 3b of the container 3 as a heating means for heating the container 3. The electric heater 5 heats the bottom of the container 3. The heating means may be constituted by an electromagnetic induction heating coil instead of the electric heater 5. However, when the heating means is constituted by an electromagnetic induction heating coil, at least a part of the container 3 needs to be constituted by a ferromagnetic material which generates heat by electromagnetic induction.
[0016]
A vacuum heat insulating plate 6 made of an aluminum plate is provided around the container 3. A vacuum heat insulating plate 6a is provided close to the side surface 3a of the container 3. As shown in FIG. 2, a projection 7 is integrally provided on the surface of the vacuum heat insulating plate 6a facing the container 3, and when the tip of the protrusion 7 contacts the container 3, the vacuum heat insulating plate 6a and the container A gap 8 is formed between the side surface 3a and the side surface 3a. Although not shown, a plurality of projections 7 are provided. Thus, the vacuum heat insulating plate 6a and the container 3 are kept in a non-contact state except for the tip of the projection 7. In addition, aluminum has low heat radiation, but has good thermal conductivity. Therefore, when the aluminum vacuum heat insulating plate 6 is placed in contact with the container 3, the heat of the container 3 is easily released by heat conduction, and the heat insulating property is reduced. .
The size of the gap 8 is preferably 0.5 to 9 mm in which a still air layer is formed. If it is larger than this, heat convection occurs in the gap 9 and the heat insulating property is reduced.
[0017]
A vacuum heat insulating plate 6b is provided below the outer side of the electric heater 5, and a vacuum heat insulating plate 6c is provided above the lower surface 2a of the lid 2. A plurality of projections (not shown) are also provided on the surface of the vacuum heat insulating plate 6 b facing the electric heater 5, and the tips of the protrusions are in contact with the electric heater 5 so that the space between the vacuum heat insulating plate 6 b and the lower surface of the electric heater 5 is formed. Is formed with a gap 9. Also, a plurality of projections (not shown) are provided on the surface of the vacuum heat insulating plate 6c facing the lower surface 2a of the lid 2, and the tip of the projection is in contact with the lower surface 2a of the lid 2, so that the vacuum heat insulating plate 6c A gap 10 is formed between the cover 2 and the lower surface 2a. The vacuum heat insulating plate 6 (6a, 6b, 6c) is formed by joining two aluminum plates, and has a vacuum layer 11 (11a, 11b, 11c) inside. As described above, the container 3 is surrounded and covered by the vacuum heat insulating plate 6 from the four side surfaces, the bottom surface, and the upper surface, and the vacuum heat insulating plate 6 is kept in a non-contact state with the container 3 except for the protrusion 7. This ensures that the heat of the container 3 is prevented from dissipating to the outside.
[0018]
Next, a method for manufacturing the vacuum heat insulating plate 6 will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 3, a printing pattern 22 is formed on one surface of an aluminum plate 21 having a thickness of about 2 to 6 mm using a heat-resistant paint by silk printing or the like. As the coating material, a coating material containing an inorganic powder such as a silica powder is used. The print pattern 22 has the shape of the vacuum layer 11, and the peripheral portion of the aluminum plate 21 is not printed. However, the mouse portion 23 having a width of about 3 to 30 mm and reaching the end of the aluminum plate 21 is printed only on a part of the periphery of the aluminum plate 21. The mouse 23 is connected to the print pattern 22 and is required for later molding. After printing, it is heated and dried to volatilize the solvent contained in the paint, and an inorganic powder such as a silica powder remains on the print surface of the print pattern 22 and the mouse portion 23.
[0019]
Then, as shown in FIG. 4, an aluminum plate 24 of the same material and the same thickness as the aluminum plate 21 is overlaid on the surface of the aluminum plate 21 on which the printed pattern 22 has been formed. Align the parts. The thickness of the two aluminum plates 21 and 24 overlapped at this time is represented by t. The print pattern 22 is not formed on the aluminum plate 24. Next, the aluminum plates 21 and 24 are heated and rolled using a roller to form a composite plate 25. At this time, as shown in FIG. 5, the composite plate 25 is processed so that the thickness of the aluminum plate 21, 24 before rolling is about 1 to 3 mm, that is, about t / 4. Then, the periphery, which is the peripheral portion of the aluminum plate 21 where the print pattern 22 and the mouth portion 23 are not formed, is firmly roll-bonded to the peripheral portion of the aluminum plate 24 to form a joint portion 26. In addition, the portion where the print pattern 22 and the mouth portion 23 are formed becomes a non-joined portion 27 because the rolling joining is prevented by the inorganic powder.
[0020]
Then, as shown in FIG. 6, upper and lower pressing dies 28 and 29, which are substantially flat, are arranged above and below the composite plate 25. At this time, the interval between the upper holding mold 28 and the lower holding mold 29 is about 2 to 6 mm, which is twice the thickness of the composite plate 26, that is, about t / 2. Next, compressed air of 80 to 100 MPa is injected from the mouth portion 23 to the non-joining portion 26. The non-joined portion 26 is swelled up and down by being pressed by the compressed air, and a hollow portion 30 is formed inside. In addition, the swelling of the non-joined portion 26 is regulated by the upper holding die 28 and the lower holding die 29, and the composite plate 26 having the hollow portion 30 of a predetermined size is obtained. At this time, the projection 7 is simultaneously formed by a concave portion (not shown) formed in the upper holding die 28. Next, the hollow portion 30 is degassed from the mouth portion 23 to reduce the pressure of the hollow portion 30, and the mouth portion 23 is sealed with a cap and further sealed by welding or brazing to form the hollow portion 30 with the vacuum layer 11 of about 130 Pa (1 torr) or less. The vacuum insulation plate 6 thus obtained is obtained. Since the composite plate 25 is work-hardened by expansion due to swelling when compressed air is injected, it does not deform when the hollow portion 30 is depressurized. Instead of degassing, the vacuum layer 11 may be formed by sealing the mouth portion 23 in a decompression chamber.
[0021]
Then, processing is performed as shown in FIG. 7, for example, in accordance with the shape of the location where the vacuum heat insulating plate 6 is used. In FIG. 7, bending processing at four locations 31 a, 31 b, 31 c, and 31 d, drilling of the joint 26, fixing with rivets 32, and the like are performed.
[0022]
Next, the operation will be described. Since the vacuum insulation plate 6 is made of aluminum, it is extremely light, and the product weight can be reduced. In addition, since it is not necessary to perform welding when the two aluminum plates 21 and 24 are joined to form the hollow portion 30, processing is easy. Further, the shape of the vacuum layer 11 can be easily changed only by changing the shape of the print pattern 22, and the vacuum layer 11 having a complicated shape can be easily formed. Accordingly, the shape of the vacuum heat insulating plate 6 can be easily formed into an arbitrary shape, and a hole forming process, a projection forming process, and the like can be performed, and the mounting structure can be easily formed. Further, since aluminum emits less heat from the outer surface than stainless steel, the use of the aluminum vacuum insulation plate 6 can enhance the heat insulation. Further, since the vacuum heat insulating plate 6 is provided so as to cover the periphery of the container 3, even if a temper color is formed on the outer surface of the container 3 by coating the inner surface of the container 3, the heat insulating property is not affected at all. Further, since the vacuum heat insulating plate 6 does not use a housing holding member such as a silica powder inside, there is no possibility that the heat insulation by the housing holding member deteriorates. Further, the two stainless steel plates 21 and 24 are tightly bonded to each other by rolling bonding and firmly bonded to each other, and since no separate member is used inside, the bonding reliability is high, and the vacuum layer 11 can be used even in a high temperature condition or a heat cycle environment. But does not leak. Further, when an electromagnetic induction heating coil is used as the heating means, if the vacuum heat insulating plate 6 is arranged outside the electromagnetic induction heating coil, the material of the vacuum heat insulating plate 6 is aluminum, so that heat insulation and leakage of magnetic flux are prevented. can do.
[0023]
As described above, in the present embodiment, the container 3, the electric heater 5 serving as a heating unit for heating the container 3, and the vacuum heat insulating plate 6 covering the container 3 are provided, and the vacuum heat insulating plate 6 is overlapped. At least the periphery of two aluminum plates 21 and 24 of the same material is roll-bonded, and a hollow portion 30 formed by expanding a non-bonded portion 27 that is not roll-bonded is formed by reducing the pressure. Reference numeral 6 is provided near the container 3 in a substantially non-contact state.
[0024]
In this case, the processing is easier than in the case where the surroundings are joined by conventional welding, and the vacuum heat insulating plate 6 is formed by using an aluminum plate that is lighter than a stainless steel plate and emits less heat. And it is excellent in heat insulation. Further, since the vacuum heat insulating plate 6 is provided close to the container 3 in a substantially non-contact state, there is no possibility that the heat insulating property is reduced by direct heat conduction from the container 3 to the vacuum heat insulating plate 6.
[0025]
Further, since the container 3 is made of stainless steel and the inner surface is coated, the anticorrosion property of the inner surface of the container 3 can be improved.
[0026]
Further, since the vacuum heat insulating plate 6 is provided outside the electric heater 5, it is possible to prevent heat from being radiated from the electric heater 5 to the outside.
[0027]
Further, since the vacuum heat insulating plate 6 is provided with a plurality of projections 7 forming a gap 8 between the vacuum heat insulating plate 6 and the container 3, the container 3 is reliably prevented from coming into contact with the vacuum heat insulating plate 6, and Direct heat conduction to the heat insulating plate 6 can be prevented.
[0028]
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following embodiment, the shape of the print pattern 22 is modified. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0029]
FIG. 8 shows a second embodiment, in which a printing pattern 41 is provided with five circular non-printing portions 42 having a diameter of about several millimeters arranged at equal intervals in the central longitudinal direction of the aluminum plate 21. I have. In this case, the non-printed portion 42 is joined to the aluminum plate 24. In addition, it is preferable that the non-printing portion 42 has an area as small as possible in order to prevent the heat insulation effect from lowering due to heat conduction.
[0030]
According to the configuration of the second embodiment described above, since the non-printed portion 42 serves as the joining portion 26 and is located at the center of the vacuum layer 11, it is possible to prevent the vacuum layer 11 from being deformed due to reduced pressure.
[0031]
FIG. 9 shows a third embodiment, in which a printed pattern 51 includes three long non-printed portions 52 and two short non-printed portions 53 in a rectangular shape orthogonal to the longitudinal direction of the aluminum plate 21. The aluminum plates 21 are provided alternately at equal intervals in the longitudinal direction. In this case, the non-printed portions 52 and 53 are joined to the aluminum plate 24. In addition, it is preferable that the non-printed portion 52 has an area as small as possible in order to prevent the heat insulation effect from lowering due to heat conduction.
[0032]
According to the configuration of the third embodiment described above, since the non-printed portions 52 and 53 serve as the joining portions 26 and are located at the central portion of the vacuum layer 11, it is possible to prevent the vacuum layer 11 from being deformed due to reduced pressure. it can.
[0033]
FIG. 10 shows a fourth embodiment, in which a printing pattern 61 is provided with eight thin groove-shaped non-printing portions 62 parallel to the longitudinal direction of the aluminum plate 21. The non-printing portions 62 are arranged three or two in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the aluminum plate 21. In this case, the non-printed portion 62 is joined to the aluminum plate 24. The four corners of the aluminum plates 21 and 24 are rounded, and the shape of the print pattern 61 is also rounded so as to correspond to the shape of the aluminum plate 21. In addition, it is preferable to make the non-printed portion 62 as small as possible in order to prevent the heat insulation effect from being reduced by heat conduction.
[0034]
According to the configuration of the fourth embodiment described above, since the non-printed portion 62 serves as the joining portion 26 and is located at the center of the vacuum layer 11, it is possible to prevent the vacuum layer 11 from being deformed due to reduced pressure.
[0035]
FIG. 11 shows a fifth embodiment, in which the print pattern 71 is formed in a substantially elliptical shape. The print pattern 71 is provided with a substantially non-printed non-printed portion 72 at the center and two substantially circular non-printed portions 73 at both ends. The portion around the aluminum plate 21 where the print pattern 71 is not provided is a non-print portion 74. In this case, the non-printed portions 72, 73, 74 are joined to the aluminum plate 24. The four corners of the aluminum plates 21 and 24 are rounded. Then, in the subsequent manufacturing process, a portion corresponding to the non-printed portions 72, 73, 74 is perforated to form holes 75, 76, 77. These holes 75, 76, 77 can be bolt holes for fixing the vacuum heat insulating plate 6. The non-printed portions 72, 73, and 74 preferably have an area as small as possible in order to prevent the heat insulation effect from lowering due to heat conduction.
[0036]
According to the configuration of the fifth embodiment, since the non-printed portions 72 and 73 serve as the joining portions 26 and are located at the center of the vacuum layer 11, it is possible to prevent the vacuum layer 11 from being deformed due to reduced pressure. it can. Also, even if the holes 75, 76, 77 are formed in the joints 26 corresponding to the non-printed portions 72, 73, 74, the vacuum layer 11 does not leak, and the vacuum heat insulating plate 6 is transferred to the equipment in which it is used. The degree of freedom in mounting can be increased.
[0037]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above embodiment, the mouse portion 23 is formed, but a part of the print pattern is formed by cutting the end of the composite plate formed by joining two aluminum plates without providing the mouse portion. It may be exposed at the end of the composite plate.
[0038]
Although the thickness of the aluminum plate 21 is described as 2 to 6 mm, the thickness is not limited as long as the thickness has a strength that does not deform when the hollow portion 30 is decompressed. Also, a case has been described where the composite plate 25 is processed so that the thickness of the composite plate 25 at the time of rolling is about one-fourth of the aluminum plates 21 and 24 before rolling, but depending on the bonding strength of the aluminum plates 21 and 24 and the like. It may be adjusted arbitrarily. Further, the thickness of the vacuum layer 11 may be arbitrarily set according to the elongation and heat insulation of the aluminum plate, or the equipment in which the vacuum heat insulating plate 6 is used. Further, the degree of vacuum of the vacuum layer 11 is not limited to about 130 Pa (1 torr) or less, and may be set arbitrarily according to the heat insulation performance required for the equipment in which the vacuum heat insulating plate 6 is used. Further, the print pattern 22 may be arbitrarily set in accordance with the heat insulating performance required for a device in which the vacuum heat insulating plate 6 is used. Moreover, the surface of the vacuum heat insulating plate 6 may be subjected to alumite treatment or rust prevention treatment by painting.
[0039]
Further, when the boiling device is a rice cooker, a container accommodating portion for accommodating the container 3 serving as a pan may be provided, and the vacuum heat insulating plate 6 may be provided outside the container accommodating portion. In addition, the heating means may be arranged on the side surface of the container 3 or the container accommodating portion. Further, a heating means may be arranged inside the lid 2, but also in this case, it is preferable to install the vacuum heat insulating plate 6 outside the heating means.
[0040]
Further, at least a part of the container 3 may be formed of a ferromagnetic material, and the heating means may be constituted by an electromagnetic induction heating coil facing the ferromagnetic material. If it arrange | positions, leakage of a magnetic flux will be prevented by the magnetic shielding effect of the aluminum which comprises the vacuum heat insulating plate 6, and heating efficiency can be improved.
[0041]
Furthermore, if the vacuum heat insulating plate 6 is provided on the outer surface of the inside of the oven of the microwave oven, the heating efficiency can be improved during oven cooking, and energy can be saved. In addition, if it is provided on the lower surface of the hot plate, the rise of the temperature of the table surface can be suppressed, so that the surface of the hot plate can be set lower than before, contributing to the improvement of the heat insulation of various boiling water equipment. can do.
[0042]
【The invention's effect】
According to the boiling apparatus according to claim 1 of the present invention, the vacuum heat insulating material is formed by joining aluminum and forming a reduced pressure in the hollow portion, so that the processing can be performed in comparison with the case of joining the surroundings by conventional welding. It is easy and also uses aluminum, which is lighter than stainless steel plate and emits less heat, so that the product can be reduced in weight and has excellent heat insulation. Further, since the vacuum heat insulating material is provided close to the container in a substantially non-contact state, there is no possibility that heat insulation is reduced due to direct heat conduction from the container to the vacuum heat insulating plate.
[0043]
According to the water boiling device of the second aspect of the present invention, since the container is coated, the anticorrosion property of the inner surface of the container can be improved.
[0044]
According to the boiling water device of the third aspect of the present invention, since the vacuum heat insulating material is provided outside the means, it is possible to prevent heat from radiating from the heating means to the outside.
[0045]
According to the boiling water device according to claim 4 of the present invention, since the vacuum heat insulating material is provided with the projection, the container is reliably prevented from coming into contact with the vacuum heat insulating plate, and the container is directly connected to the vacuum heat insulating plate. Thermal conduction can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a vertical section of a boiling water device showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged partial sectional view showing a contact state between the container and the vacuum heat insulating plate.
FIG. 3 is a front view showing a printing pattern according to the first embodiment;
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which two aluminum plates are stacked.
FIG. 5 is a cross-sectional view after rolling and joining.
FIG. 6 is a cross-sectional view after a hollow portion is formed.
FIG. 7 is a cross-sectional view and a side view after bending.
FIG. 8 is a front view showing a print pattern according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a front view showing a print pattern according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a front view showing a print pattern according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a front view showing a print pattern according to a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
3 container 5 electric heater (means)
6 Vacuum insulation plate 8 Gap 21, 24 Aluminum plate 27 Non-joined part 30 Hollow part

Claims

A container, a means for heating the container, and a vacuum heat insulating material, and the vacuum heat insulating material is formed by bonding aluminum and depressurizing a hollow portion, and the vacuum heat insulating material is substantially the same as the container. A boiling water device provided in close proximity in a non-contact state.

The boiling water device according to claim 1, wherein the container is coated.

The boiling water device according to claim 1, wherein the vacuum heat insulating material is provided outside the means.

The said vacuum heat insulation material was provided with the protrusion, The boiling water apparatus of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.