JP2743543B2 - 機器のヒータ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、正特性サーミスタを使用した高出力で高ワ
ット密度の能力と自己温度制御機能を有する機器のヒー
タ装置に関するものである。

従来の技術 一般にこの種の食器洗い器等において、正特性サーミ
スタを利用したヒータ装置として既に第６図に示すよう
なものが提案されている。すなわち図に示すようにセラ
ミック半導体等からなる板状の正特性サーミスタ素子１
は、その両電極面３および４に電気的かつ熱的に結合す
るようにアルミニウム等の熱伝導性の良い導電材料から
なる電極板を接着しており、円盤状の金属外筺５を前記
電極板２と電気絶縁体６を介して接合させ、かつ前記正
特性サーミスタ素子１を挟むようにしている。前記電極
板２には正特性サーミスタ素子１に電力を供給するため
のリード線７を接合してある。ヒータ装置本体８は水を
溜める容器９内に取り付けボス10とシール材11を介して
配設され、また、前記正特性サーミスタ素子１は取り付
けボス10を中心として放射状に約10個設けられている。

また、前記ヒータ装置本体８を一般家庭用の食器洗い
器に取り付けた例を第７図に示す。図に示すように、洗
浄槽12は食器類13を収納し底部に洗浄水を溜めるように
なっており、その下方には前記洗浄水を汲み上げて洗浄
ノズル15から食器類へ噴出させる洗浄ポンプ14を設けて
いる。そして、機外の空気は送風機16により送風ダクト
17を介して洗浄槽12内に送り込むようにしてあり、洗浄
槽12の底部には前記ヒータ装置と同構造の平板状のヒー
タ装置18が取り付けられている。

以上の構成においてその動作を説明する。容器９内に
溜められた水を加熱するため、リード線７に交流100Vが
印加され、電極板2aおよび2bを経て正特性サーミスタ素
子１の電極面３および４に交流100Vを加える。そして正
特性サーミスタ素子１は自己の材質によって定まる電気
抵抗に応じてジュール熱により自己発熱して温度が上昇
する。この発生熱は電極板2a,2bと電気絶縁体6a,6bとを
経て金属外筺5a,5bに伝熱される結果、この放熱面より
水に放熱されるというものであった。

また、食器洗い器の動作については洗浄槽12に溜めら
れた洗浄水を洗浄ポンプ14を経て洗浄ノズル15から噴出
させる『洗浄』『すすぎ』の工程と、送風機16によって
洗浄槽12内に風を送り込み蒸気を排出する『乾燥』の工
程とに分けられる。『洗浄』『すすぎ』の工程では、ヒ
ータ装置18の外筺は常に洗浄水にさらされた状態にあ
り、もっぱら洗浄水の加熱を行う。次に『乾燥』の工程
では洗浄槽12内に送り込まれた空気を加熱して、食器類
に付着していた水滴の乾燥を促進するというものであっ
た。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記の構成では、被加熱物を溜める容器
（食器洗い器では洗浄槽に相当）内に平板状のヒータ装
置が配設されているので、容器の清掃が非常にやりにく
いという問題があった。特に食器洗い器については、ヒ
ータ装置の裏面、つまりヒータ装置底面と洗浄槽底面と
の間については、食器に付着していた汚物がひっかかっ
たり付着したりする場合があり、特に問題となるものが
あった。

また、食器洗い器においては『乾燥』の工程での風の
加熱に前記ヒータ装置を利用しようとするとき、ヒータ
装置の外筺は、洗浄時における汚物の付着が少ないよう
に平坦な構造とする必要があるため、極めて放熱面積が
限られる結果、十分な加熱が行われず満足した乾燥性能
を得られなという問題があった。

本発明は上記課題を解決するために、被加熱物を溜め
る容器内に突出せずすっきりした容器を実現し、かつ従
来の正特性サーミスタ素子の両面からの伝熱と同レベル
の高出力を得ることを第１の目的とする。第２の目的は
食器洗い器に搭載するヒータとして洗浄水の加熱ならび
に乾燥時の空気の加熱の両者において共に高出力を得、
特に効率よく空気の加熱を行い乾燥性能の向上を図るこ
とにある。また、第２の目的のヒータ装置において内部
の電極板や正特性サーミスタ素子等の支持を簡素にし、
低価格化し、かつ正特性サーミスタからの熱伝達を増加
させるため密着性を向上することにある。

課題を解決するための手段 上記の第１の目的を達成するために、本発明は複数個
の略板状の正特性サーミスタ素子と、前記正特性サーミ
スタ素子の第１電極面に接合する導電性材料からなる一
対の電極板と、電極板からの伝達熱を与える放熱板とを
備え、前記放熱板に複数列に並べられた正特性サーミス
タの各列に対応する複数の凹部面を設け、前記凹部面に
電極板を電気絶縁体を介して密着するものである。ま
た、第２の目的を達成するために、本発明は前記電極板
に接合される複数列の放熱フィンと前記放熱フィンを通
過する空気を案内する風洞を前記放熱板とで形成する外
筺とを設けたものである。

作用 本発明のヒータ装置は上記構成により正特性サーミス
タ素子の第１電極面から第１電極板を通る伝熱経路と第
１電極面から第２電極板を通る伝熱経路の２経路が形成
され放熱板は複数の凹凸部を備えるため放熱面積が増え
る結果、一面だけの放熱板でも従来と同等の高出力が得
られるものである。また、第２伝熱板に放熱フィンを設
けてここに空気を通して加熱すれば高温の風を得ること
ができる。さらに、この放熱フィンを構造体としてとら
え、放熱板と外筺とで挟んで電極板と正特性サーミスタ
素子とを保持することにより、ねじ止め等の構造物やシ
ール部材が不要となるものである。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明す
る 第１図に示すようにセラミック半導体からなる正特性
サーミスタ素子20は、アルミニウム等の熱伝導性の良い
第１電極板21および第２電極板23の電極面22および24に
電気的かつ熱的に接合される。放熱板25は凹部26と凸部
27を備え、シール部材28を介して水が溜められる容器29
の底部に設けられる。リード線30は、正特性サーミスタ
素子１に電力を供給するため第１および第２電極板21,2
3に取り付けられる。電気絶縁体31は放熱板25と電極面2
2間に介在されている。放熱板25の凸部27には正特性サ
ーミスタ素子20が配設できるように凹部26と凸部27が形
成され、その段差は第１電極板21と正特性サーミスタ素
子20の厚さ相当に設定されている。

以上の構成においてその動作を説明すると容器29内に
溜められた水を加熱するために、リード線30に交流100V
が印加され、第１電極板21と第２電極板23を経て正特性
サーミスタ素子20の第１電極面22と第２電極面24に交流
100Vが加わる。そして正特性サーミスタ素子20の材質に
よって定まる電気抵抗に応じてジュール熱により自己発
熱して正特性サーミスタ素子20の温度が上昇する。この
発生熱は第１電極板21と電気絶縁体31を経て放熱板25の
凸部27に伝わる第１伝熱経路と第２電極板24と電気絶縁
体31を経て放熱板25の凹部26に伝わる第２伝熱経路に分
かれて伝わり、放熱板25から水への熱伝達が行われる。
なお、この構成では被放熱物が水であるため熱伝達が空
気に比べて多量に行われる結果、空気に対して数倍〜10
倍程度の高出力が得られる。そして万が一水が少ない場
合、つまり、放熱量が減少すると、第２図に示すような
正特性サーミスタ素子20の温度と抵抗値の関係から温度
がTsを越えて抵抗値が上昇するのに伴い素子への入力電
流が減少する。ついに素子温度がTnに達すると抵抗値は
最大となって入力電流が急峻に減少する。つまり自己温
度制御が行われるものである。

次に一般家庭用の食器洗い器に利用した場合のヒータ
装置の一実施例を第３図〜第５図にもとづいて説明す
る。なお、食器洗い器の基本部材は従来例で示したもの
と同様であるため、同一部材については同一番号を使用
する。

図に示すように正特性サーミスタ素子32は第１電極板
33と第２電極板34に挟まれ電気的かつ熱的に接合され
る。放熱板35は凹部36と凸部37を有しシート状の電気絶
縁体38を介して第１電極板33と第２電極板34に密着す
る。放熱フィン39はアルミニウム等の薄板を波状に折り
曲げて形成され、第２電極板34に熱的に接合される。樹
脂外筺40は前記放熱フィン39に接し、放熱板35とで風洞
部41を形成する。リード線42は第１電極板33および第２
電極板34に接合されて電気を供給する。なお、第１電極
板33と正特性サーミスタ素子32と第２電極板34と放熱フ
ィン39は、放熱板35と樹脂外筺40で挟持されるため、前
述の実施例におけるねじ部材やシール部材は不要とな
る。

そして前記の構成によるヒータ装置本体43は食器洗い
器のステンレス板で構成される洗浄槽12の背面部44に対
して放熱板35が露出するようにシール部材45を介して取
り付けられる。

また、送風機16から排出される空気をヒータ装置本体
43の風洞41に導き洗浄槽12に送り込むために、送風ダク
ト46,47がヒータ装置本体と送風機16および洗浄槽12間
に設けられている。

従来例でも説明したように食器洗い器の基本動作は
『炎上』『すすぎ』『乾燥』の３工程に分けることがで
きるが、『洗浄』『すすぎ』の工程については、ヒータ
装置は前述の容器29内の水を加熱する場合と同様の動作
を行う。なお、ヒータ装置の放熱板35が洗浄槽12の背面
部44に取り付けられているが、『洗浄』『すすぎ』の工
程中においては洗浄ノズル15から噴出される洗浄液が常
に放熱板35に当たるため、洗浄槽12の底面部48に配設し
た場合と出力の差はほとんど見られない。

次に『乾燥』の工程においては、送風機16が運転さ
れ、機外の空気をヒータ装置の放熱フィン39を通過させ
て加熱した後、洗浄槽12内に送り込むものである。この
とき正特性サーミスタ素子32で発生した熱は、第２電極
面49から第２電極板34を経て放熱フィン39に伝わるもの
が中心となるが、補助的に第１電極面50から第１電極板
33と放熱板35と第２電極板34を経て放熱フィン39に熱を
供給する経路ができる。そして、放熱フィン39は極めて
放熱面積を大きく確保できるため、多量の空気に対して
も効率よく加熱し、高温かつ多風量の風が得られ食器洗
い器における乾燥特性は大幅に向上するものである。

発明の効果 上記実施例の説明からも明らかなように、本発明は、
放熱板に凹凸部を設けることにより放熱面積の拡大を図
り、かつ極めて簡単な構成で正特性サーミスタ素子の両
電極面から放熱板に対して発生熱の供給が行われ、片面
だけの限られた投影面積の放熱面でも、従来例に示した
ものとほぼ同等の高出力を得ることができ、容器内への
突出部のないすっきりした構成が実現できるものであ
る。

また、食器洗い器に同ヒータ装置を応用した場合、一
つの加熱源から洗浄水と『乾燥』工程時の風の加熱を極
めて効率的に行うことができ、特に『乾燥』工程時にお
いては多量の空気に対しても高温の状態が得られるた
め、飛躍的な乾燥性能の向上が図れるものである。

さらに、放熱フィンを介して放熱板と樹脂外筺で電極
板ならびに正特性サーミスタ素子を挟持することによ
り、ねじ部材やシール部材が不要となり、簡単で低価格
のヒータ装置の提供が可能となり、また、電極板と電気
絶縁体ならびに放熱板を均一に押すことにより密着性が
良くなり、より効率よく熱を伝えるために出力の向上が
図れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すヒータ装置の断面図、
第２図は正特性サーミスタ素子の素子内温度と抵抗値の
関係を示す関係図、第３図は放熱フィンを備えたヒータ
装置を示す断面図、第４図は同装置の分解斜視図、第５
図は同装置を食器洗い器に組み込んだ状態を示す食器洗
い器の断面図、第６図は従来のヒータ装置を示す断面
図、第７図は同装置を食器洗い器に組み込んだ状態を示
す食器洗い器の断面図である。 20……正特性サーミスタ素子、21……第１電極板、22…
…第１電極面、23……第２電極板、24……第２電極面、
27……放熱板、31……電気絶縁体、39……放熱フィン、
40……樹脂外筺。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−145085（ＪＰ，Ａ) 実開 昭48−70243（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−203495（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−137094（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個の略板状の正特性サーミスタ素子
   と、前記正特性サーミスタ素子の第１電極面に接合する
   導電性材料からなる第１電極板と、前記第１電極面に対
   向する第２電極面に接合し、第１電極板より表面積を大
   きくした第２伝極板と、被加熱物に接し第１および第２
   電極板からの伝達熱を与える放熱板とを備え、前記放熱
   板は複数列に並べられた正特性サーミスタの各列に対応
   する複数の凹部面を備え、前記凹部面に第１電極板を電
   気絶縁体を介して密着させ、また、前記各凹部の周囲に
   形成される凸部面に第２電極板を電気絶縁体を介して密
   着させた機器のヒータ装置。
2. 【請求項２】第２電極板に接合される複数列の放熱フィ
   ンと前記放熱フィンを通過する空気を案内する風胴を前
   記放熱板とで形成する外筺とを備えた請求項１記載の機
   器のヒータ装置。