JP4137312B2 - 加熱装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハロゲン白熱電球を発熱源として有する加熱装置に関し、特にサイフォン式コーヒーメーカのためのヒータとして好適に用いられる加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、サイフォン式コーヒーメーカのための熱源としては、主として、アルコールランプや都市ガスなどのガス燃料による火炎が用いられている。しかしながら、これらの熱源は、火を直接的に使用する点で火災の原因となる危険が常に伴い、そのような理由から、特定の高層ビルなどや建造物においては使用が禁止されている場所もある。また、アルコールランプの場合は、その火力の調節がほとんど不可能であり、燃料の補給および燃料の貯蔵が必要であって煩瑣であり、また危険が伴う、という問題点がある。
【０００３】
一方、例えば特許第２８１３３１６号公報に示されているように、通電によって発熱する電熱ヒータを用いてなる加熱装置も知られている。このような電熱ヒータとしては、通常、抵抗発熱体であるニクロム線を絶縁体であるマイカによって被覆してなるマイカヒータが用いられているが、このヒータは、通電を開始してからの立ち上がりが非常に遅くて例えば水が沸騰するまでに長時間を要し、この点で高い加熱効率が得られない、という問題点がある。
また、電熱ヒータによる場合には、例えばアルコールランプを用いたときに達成される、火炎の光による演出効果は全く期待することができない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、エネルギー源として電力を使用しながら、高い効率で加熱対象体に熱エネルギーを供給して加熱することができ、しかも安全に使用することのできる加熱装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、サイフォン式コーヒーメーカのためのヒータとして好適な加熱装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の加熱装置は、ランプハウスと、このランプハウスに設けられた、上方に開口する凹面反射鏡と、この凹面反射鏡内に配置された、バルブ内に発光フィラメントが配設されてなるハロゲン白熱電球と、この白熱電球からその周囲方向に放射される光の少なくとも一部の眩しさを低減するグレア防止部材とを備えてなるヒータ部を有し、
前記ヒータ部において、グレア防止部材が、白熱電球のバルブの外表面に形成された、可視光を吸収して赤外線を放射する波長変換膜よりなり、
前記波長変換膜は、白熱電球の上方部分以外の部分に直射光放射窓が形成された状態に設けられていることを特徴とする。
【０００６】
以上において、波長変換膜に形成された直射光放射窓の周方向長さは、白熱電球のバルブの外周における１８０度以下の長さであることが好ましい。
【０００９】
更に、ヒータ部のランプハウスは、水平面上に安定に載置される箱状の基台ケースの上部に支持されており、当該基台ケース内に、白熱電球を点灯させるための点灯回路装置が収納されている構成とすることができる。
【００１０】
【作用】
上記の構成の加熱装置によれば、ヒータ部の熱エネルギー源が通電によって発熱するハロゲン白熱電球であるために、通電を開始した直後から大きな熱エネルギーが放射され、これにより、ヒータ部の上方に位置するよう支持された加熱対象体を高い効率で加熱することができる。しかも、白熱電球に供給される電力の制御が容易でかつ確実であるために加熱状態の制御を大きな自由度で行うことができ、しかも火炎を伴うものではないので安全で火災の原因となるおそれが殆どない。
また、グレア防止部材が設けられているため、大きな熱エネルギーによる加熱を実行しながら、白熱電球の発光フィラメントの眩しさを軽減した状態とすることができ、この点から肉眼に対して高い安全性が得られる。
【００１１】
また、この加熱装置は、ヒータ部が上方に開口する凹面反射鏡を備えていることにより、上方に位置する状態に支持された加熱対象体に対して直接的に熱エネルギーを供給して加熱することができるので、特にサイフォン式コーヒーメーカのヒータとして好適である。
【００１２】
グレア防止部材が波長変換膜よりなる構成によれば、白熱電球から放射された可視光が吸収されてその一部が赤外線に変換される結果、当該白熱電球から放射される熱エネルギーが増加し、従って高い効率で加熱を行うことができる。
そして、この波長変換膜に直射光放射窓が形成されている構成によれば、白熱電球の発光フィラメントからの直射光の一部がそのまま外部に放射されるため、これを利用してイルミネーションによる演出効果を実現することができる。
【００１３】
また、ヒータ部のランプハウスが基台ケースの上部に支持され、当該基台ケース内に、白熱電球を点灯させるための点灯回路装置が収納されている構成によれば、当該加熱装置が、使用に便利で安定したものとなる。
そして、基台ケースの上面が水平面であることにより、加熱対象体を支持するためのスタンドを当該基台ケースの上面に載置して使用することができ、これにより、加熱対象体をヒータ部の上方に好適に支持することができるので、所期の加熱を確実に行うことができ、特にサイフォン式コーヒーメーカのヒータとして好適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の加熱装置の実施の形態について詳細に説明する。
図１および図２は、サイフォン式コーヒーメーカのヒータとして使用される本発明の加熱装置の一例における構成の概略を示す説明用正面図および説明用側面図である。
この加熱装置１０は、全体が偏平の箱状の基台ケース１２と、この基台ケース１２の上方に配設されたヒータ部２０とにより構成されている。
基台ケース１２は、全体が偏平の箱状であって例えばステンレス鋼板により形成され、その上面１３は、正面を向く横幅Ｄの長さより側面における長さＬが大きい矩形状である。この基台ケース１２の底面１２Ａは平坦であって、これによって水平な支持面Ｓ上に安定に載置することが可能であり、基台ケース１２の上面１３は、このように載置された状態では水平となる。
【００１５】
図３は、ヒータ部２０の構成の例を示す説明用断面図である。この例のヒータ部２０は、基台ケース１２の上面１３から上方に突出して伸びるよう連結された円柱状の外周面を有する連結基部２２を介して、基台ケース１２上に設けられている。図示の例の連結基部２２は、全体がリング状のアルミニウム製ブロックにより形成されており、その外周の直径は、基台ケース１２の横幅Ｄよりも相当に小さいものとされている。
【００１６】
ヒータ部２０は、連結基部２２の上に装着された、例えば表面が金メッキされた鉄板よりなる円筒状のランプハウス２４と、このランプハウス２４内に配置された、上方に開口する凹面反射鏡２６と、この凹面反射鏡２６内に配置された白熱電球３０とにより構成されている。
【００１７】
凹面反射鏡２６は、中央部に筒状部分２７が形成された例えば回転楕円形または回転放物線形のホウケイ酸ガラス製の基体の内面に反射膜２８が形成されてなり、筒状部分２７が下端において下方に伸びる状態で、ランプハウス２４に固定されている。この凹面反射鏡２６の反射膜２８は、特に限定されるものではないが、例えば金の蒸着膜により形成することができる。
【００１８】
白熱電球３０は一端側にピンチシール部３１が形成された円筒状のバルブ３２を備える一端封止型のハロゲン白熱電球であって、バルブ３２内にはコイル状の発光フィラメント３５が同軸状に伸びるよう配設されており、凹面反射鏡２６に対して、バルブ３２が凹面反射鏡２６の中央部から上方に突出して伸び、排気管残部３６が形成されたバルブ３２の頭部が上端となり、発光フィラメント３５が当該凹面反射鏡２６の光軸上に位置する状態とされている。
【００１９】
図示の例の白熱電球３０のバルブ３２は、そのピンチシール部３１側に小径筒状部分３３を有する形態であり、ピンチシール部３１およびこれに続く当該小径筒状部分３３が、凹面反射鏡２６の筒状部分２７内に挿入され、この状態で当該筒状部分２７内に耐熱性無機接着剤あるいはセメントが充填されることにより、当該白熱電球３０と、ランプハウス２４に固定された凹面反射鏡２６とが一体的に固着されている。
そして、連結基部２２の内部空間２２Ａ内を伸びる白熱電球３０のピンチシール部３１の外端部には、セラミックブロック３７を有するスクリューベース３８が電気的に接続された状態で設けられており、このスクリューベース３８は、連結基部２２より下方に突出する状態とされている。
【００２０】
一方、基台ケース１２内には、上記の白熱電球３０を点灯させるための点灯回路装置（図示せず）が収納されている。この点灯回路装置は、単に白熱電球３０の点灯消灯を制御するものであってもよいが、更に、白熱電球３０の点灯状態を調整する調光機能を有することが好ましく、そのためには、例えば、サイリスタなどによる位相制御を実行する電圧調節回路を利用することができる。
【００２１】
そして、この基台ケース１２の上面１３にはソケット（図示せず）が形成されており、上記の白熱電球３０のスクリューベース３８がこのソケットに嵌合されることにより、ヒータ部２０の白熱電球３０が、基台ケース１２内の点灯回路装置に電気的に接続される。
なお、連結基部２２と基台ケース１２および連結基部２２とランプハウス２４は、必要に応じて、ビスなどによって固定的に連結されることが好ましい。
【００２２】
また、図３に示すように、白熱電球３０のバルブ３２には、グレア防止部材を構成する波長変換膜４０が形成されている。この波長変換膜４０は、可視光を吸収して赤外線を放射するものである。波長変換膜４０の材質は、そのような赤外線放射特性を有するものであれば、特に限定されるものではない。例えば主成分の二酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）粉末中にクロム酸銅（ＣｕＣｒＯ4 ）が分散されてなる黒色顔料を塗布することにより形成される波長変換膜は、放射される光のピーク波長が２．５〜３．５μｍであり、しかも３．５μｍ以上の長波長領域の光の強度も大きいので、特に水を加熱する場合に有利である。
【００２３】
以上の波長変換膜４０は、白熱電球３０のバルブ３２における光が放射される部分の外表面の全領域に形成することもでき、この場合は、多くの熱エネルギーが放射される点で好ましく、また完全にグレアを防止することができる点で好ましい。
【００２４】
しかし、図３の例では、白熱電球３０のバルブ３２における光が放射される部分のうち、排気管残部３６を含む端面およびこれに続く上部光放射部分においては、その全域に波長変換膜が形成されているが、上部光放射部分に続く下部光放射部分、具体的には、例えば発光フィラメント３５の上側約１／３の部分より下方に位置する部分においては、バルブ３２の周方向の一部に、波長変換膜が形成されないことにより、直射光放射窓４２が形成されている。
この直射光放射窓４２の周方向の長さは、バルブ３２の管軸から臨む角度の大きさが１８０度以下であることが好ましい。
【００２５】
以上の構成の加熱装置によれば、基台ケース１２を水平な支持面上に載置した使用の状態において、基台ケース１２の上面１３が水平面となるので、その上面１３を加熱対象体の支持面として利用して適宜の加熱対象体支持スタンドを使用することにより、加熱対象体がヒータ部２０の直上方に位置された状態に、当該加熱対象体を支持することができる。
【００２６】
図２に破線で示されているものは、サイフォン式コーヒーメーカ５０であり、これは、スタンド５２と、これに支持されたガラス容器６０とにより構成されている。スタンド５２は、その下端において水平方向に伸びるＵ字状あるいは馬蹄形の脚部５４と、この脚部５４の一端側において上方に伸びる支柱部５５と、この支柱部５５の上端から脚部５４と同一方向に水平方向に伸びる支持アーム部５６とにより構成されている。なお、図１においてはガラス容器６０のみが示されている。
このスタンド５２を、その脚部５４が連結基部２２を包囲する状態で、基台ケース１２の上面１３上に載置することにより、スタンド５２の支持アーム部５６により、その支持用ネック部６０Ａにおいて吊下状態に支持されたガラス容器６０がヒータ部２０の直上方位置に位置された状態で、当該コーヒーメーカ５０を安定にセットすることができる。
【００２７】
この状態で、基台ケース１２内の点灯回路装置を駆動して白熱電球３０を点灯させると、発光フィラメント３５からの光がバルブ３２を透過して放射されるが、この発光フィラメント３５からの光は熱線である赤外線を多く含むものであると共に、バルブ３２を透過するときに波長変換膜４０を通過する光はその可視光の一部が赤外線に変更されるので、放射される熱エネルギーが増大したものとなり、高い効率で加熱を行うことができる。
【００２８】
そして、バルブ３２から上方に向かう光は直接に、また周囲方向に放射される光は凹面反射鏡２６によって反射されて上方に向かうことにより、コーヒーメーカ５０のガラス容器６０に照射され、その結果、ガラス容器６０内の水が加熱されてコーヒーが調製されるが、このとき、当該ガラス容器６０には、赤外線と共に可視光が照射されている状態であるため、コーヒーメーカ５０内の水における対流による動きや泡に光が照射されるため、或る種の演出効果を実現することができる。
【００２９】
而して、上記の加熱装置によれば、白熱電球３０を熱源としているので、スイッチのオンオフによって通電状態を制御することにより、作動状態の制御、すなわち加熱およびその停止をきわめて簡単に行うことができると共に、例えば供給する電圧を調整することによってその点灯状態を調節することができるので、加熱対象体に対する加熱状態を大きな自由度で調整することができる。従って、コーヒーメーカ５０のガラス容器６０の内容物を加熱する場合には、その沸騰までの急速加熱や、沸騰状態となったときの保温加熱などの、程度の異なる加熱状態を実現することができる。
【００３０】
また、上記の構成においては、白熱電球３０のバルブ３２に波長変換膜４０が形成されており、外部には可視光が相当に低減された状態で放射されるため、当該波長変換膜４０の方向から白熱電球３０を見たときにも直射光が目に入ることがなく、従ってその方向のグレアが防止されて眩しさが抑制される。しかも、このグレア防止機能が発揮されると同時に、当該波長変換膜４０によって可視光の赤外線への変換が行われるため、加熱効率を向上させることができる。
【００３１】
また、上記の波長変換膜４０には直射光放射窓４２が形成されているため、この直射光放射窓４２からは直射光が放射される。従って、この直射光放射窓４２から放射される光を利用して、イルミネーションによる演出効果を発揮させることができる。具体的には、例えば喫茶店などのコーヒー提供者において、コーヒーメーカを操作する者の方向には必ず波長変換膜４０が位置される状態とし、客席側には直射光放射窓４２が向いた状態とすることにより、コーヒーメーカ操作者は常に直射光から保護された状態が実現され、しかも客席側では、直射光による演出効果を楽しむことが可能である。
そして、波長変換膜４０に形成された直射光放射窓４２の、バルブ３２の周方向に沿った長さは、バルブ３２の外周における１８０度以下の長さであることにより、上記のような背反的な２種の効果を共に十分確実に得ることができる。
【００３２】
また、上記の構成においては、白熱電球３０のバルブ３２には、そのピンチシール部３１側に位置する個所に小径筒状部分３３が形成されているため、当該白熱電球３０の下方部分が挿入される凹面反射鏡２６の中央の筒状部分２７の径を小さいものとすることができ、従って凹面反射鏡２６の反射面の面積を相対的に大きくすることができるので、装置全体を小型のものとしながら効率の高い加熱作用を得ることができ、しかもバルブ３２の発光フィラメント３５を包囲する部分は大径であるので、その管壁に対する負荷が過大となることを回避することができる。
【００３３】
そして、凹面反射鏡２６が、ガラス基体の内面に反射膜が形成されてなるものであることにより、特別な冷却機構を必要とせずに、大きな耐熱性を確保することができる。例えば凹面反射鏡として、アルミニウムなどの金属よりなるものを用いると、高温となるために容易に変形するおそれがある。ガラス基体に形成される反射膜としては、種々のものを用いることができるが、金の蒸着膜である場合には、赤外線に対して高い反射効率が得られると共に、可視光の一部が透過することにより、凹面反射鏡の耐熱性を更に高いものとすることができ、併せて、その色により特有の雰囲気が醸成され、更に当該凹面反射鏡２６による反射光が独特の色合いのものとなることにより、特殊なイルミネーション効果を得ることが可能である。
【００３４】
上記のランプハウス２４、凹面反射鏡２６および白熱電球３０から構成されるヒータ部２０は基台ケース１２の上部に設けられるが、具体的には、ランプハウス２４の下部の連結基部２２が基台ケース１２の上面１３から上方に突出する状態であり、この連結基部２２は、その内部空間内を白熱電球３０のピンチシール部３１あるいはこれより伸びるリード線が配置されるのみであるので、その外径寸法を小さくすることが可能である。従って、当該連結基部２２の外径寸法を、コーヒーメーカ５０のスタンド５２の脚部５４の開口幅より小さいものとすることにより、基台ケース１２の上面１３を支持面として、これに当該コーヒーメーカ５０を安定に載置することができ、確実に所期の加熱を行うことができる。
【００３５】
また、白熱電球３０の点灯状態を制御するためには、実際上、適宜の点灯回路装置が必要であるが、基台ケース１２を利用してその内部に当該点灯回路装置を収納する構成によれば、点灯回路装置が結合されていることにより、加熱装置全体が移動可能であって、その使用場所を容易に変更することができると共に、基台ケース１２の重量が大きくなることから当該加熱装置全体の安定性を高いものとすることができ、しかも全体を小型にすることができる。
【００３６】
そして、白熱電球３０に対する給電用のスクリューベース３８がヒータ部２０の底部から突出する状態とされると共に、当該スクリューベース３８が装着されるソケットが、基台ケース１２の上面１３に開口するよう設けられた構成によれば、ヒータ部２０が基台ケース１２から分離可能であって、ヒータ部２０の装着および取り外しがきわめて容易であり、従って、白熱電球３０の使用寿命が尽きたときには、単にヒータ部２０のみを交換すればよく、その作業もきわめて簡単である。
【００３７】
基台ケース１２においては、その上面１３が水平面とされることにより、例えばサイフォン式コーヒーメーカ５０の加熱対象体であるガラス容器６０を支持する加熱対象体支持スタンド５２を、当該基台ケース１２の上面１３を支持面としてこれに安定に載置することができ、このスタンド５２により、所要の加熱対象体を前記ヒータ部２０の上方に位置する状態で支持することができるので、所期の加熱処理を容易にかつ確実に行うことができる。
【００３８】
以上において、白熱電球３０は、加熱対象体の種類に応じて、種々の大きさの電力のものを選択して用いることができ、特に限定されるものではないが、例えばサイフォン式コーヒーメーカのための加熱装置においては、定格電圧が１００Ｖで消費電力が２００Ｗ〜６００Ｗ程度のものが好適である。
【００３９】
図４は、本発明の加熱装置の他の実施例の構成を示す説明用断面図である。この例においては、グレア防止部材として、円筒状の透光性フィルター７０が、白熱電球３０のバルブ３２の外周面を覆う状態に配置されている。この透光性フィルター７０は、可視光の一部を吸収して他の波長域の光を透過する防眩特性あるいは低眩特性を有する耐熱性材料よりなるものであればよく、例えば赤色に着色された石英製とすることができる。
このような透光性フィルター７０によっても、当該加熱装置の周囲において眩しさを低減する効果が得られる。この透光性フィルター７０よりなるグレア防止部材においては、波長変換膜のような可視光を赤外線に変更する効果は得られないが、当該透光性フィルター７０を所望の色に着色されたものとすることによって、所望の色光を放射させることができる。
【００４０】
透光性フィルター７０の形状は、白熱電球３０の外周を包囲することができる形状すなわち筒状であればよく、円筒状に限らず角筒状であってもよい。この筒状の透光性フィルター７０の上端は開口とされていることが好ましく、これにより、加熱対象体に供給される赤外線が減少されることがないが、例えば安全のために、透明板によって開口が塞がれていてもよい。この透光性フィルター７０には、その一部に、波長変換膜４０の場合と同様に、直射光放射窓を形成することが可能である。
【００４１】
この透光性フィルター７０を用いる場合には、白熱電球３０において波長変換膜４０が存在しなくても、十分な防眩効果が得られる場合もある。しかし、波長変換膜４０は、それ自体において、可視光を赤外線に変更する作用が発揮される結果、熱エネルギーが高い効率で放射される点で有効であり、従って、透光性フィルター７０を用いる場合にも、波長変換膜４０が形成されていることが好ましい。
【００４２】
以上、本発明を具体的な実施例によって説明したが、本発明においては、種々の変更を加えることができる。
例えば、ランプハウス２４には、空気流通用の適宜の貫通孔を形成しておくことができ、これにより、当該加熱装置が空冷される効果を得ることができる。また、このランプハウス２４は、そのままで室内装置品ともなるから、その表面に適宜の装飾、例えば金メッキなどによる装飾を施すことができ、この場合には、凹面反射鏡２６の反射膜が例えば金色であることと調和したものとすることができる。
【００４３】
また、本発明においては、上記のような基台ケースを用いずに加熱装置を構成することができる。この場合には、連結基部２２も不要となるが、例えば適宜の構成の基台を用いてこれにランプハウス、凹面反射鏡および白熱電球を配設した構成とすることができる。この場合に、当該基台としては、例えば上記の連結基部と同様の構成のものを用いることも可能である。また、独立の基台を用いずにランプハウス自体を基台としての機能を有するものとし、これに凹面反射鏡および白熱電球を配設する構成とすることもできる。これらの場合には、別個の点灯回路装置を用いる必要があるが、加熱装置自体は小型で簡単なものとなり、使用環境によっては非常に便利である。
【００４４】
本発明の加熱装置によって加熱される加熱対象体は、特に制限されるものではなく、サイフォン式コーヒーメーカ以外にも、種々のものの加熱に用いることができる。また、本発明の加熱装置を用いる場合に、加熱対象体を支持するためのスタンドが常に必要とされるものではない。
【００４５】
【実施例】
以下、サイフォン式コーヒーメーカのヒータとして構成された本発明の加熱装置の実施例について説明する。
【００４６】
図１〜図３に示した構成に準じて、サイフォン式コーヒーメーカ用の加熱装置を、下記の条件に従って作製した。
ハロゲン白熱電球としては、石英ガラス製の一端封止型バルブを有する、定格点灯電圧１００Ｖ、定格点灯電流値４Ａ、消費電力４００Ｗ、点灯時の色温度２６００Ｋ、ピーク波長１〜１．５μｍのものを用いた。
この白熱電球は、そのバルブに、主成分の二酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）粉末中にクロム酸銅（ＣｕＣｒＯ4 ）が分散されてなる黒色顔料を塗布することにより、波長変換膜が形成されたものである。
凹面反射鏡としては、回転楕円形の内面を有するホウケイ酸ガラス製の基体の当該内面に金蒸着膜を形成してなるものを用いた。
【００４７】
図５は、この白熱電球より放射される光の分光分布曲線図であって、曲線Ａが直射光放射窓を透過した光についての曲線であり、曲線Ｂが波長変換膜を透過した光についての曲線である。
この曲線Ａから、直射光放射窓を通過した光のピーク波長が１〜１．５μｍであること、並びに曲線Ｂから、波長変換膜を透過した光のピーク波長は２．５〜３．５μｍであることが明らかであり、更に曲線ＡおよびＢを比較すると、当該波長変換膜により、波長約３．５μｍ以下の可視域の光が吸収されて当該波長領域の光の強度が低下する一方、波長約３．５μｍよりも長波長側の領域では、波長約７．５μｍ以上の赤外線領域を含めて、光の強度が相当に大きくなっていることが理解される。
従って、このような波長変換膜を設けた白熱電球からの放射光によれば、特に透明容器中に充填された水を加熱する場合に高い加熱効率が得られる。
【００４８】
以上の構成の加熱装置を用い、一般に入手されるサイフォン式コーヒーメーカのガラス容器内に水１６０ミリリットルを入れたものをヒータ部の上方に支持して、当該ガラス容器の底面と凹面反射鏡の開口のレベルとの間に５ｍｍのギャップが形成された状態とし、室温２８℃の雰囲気下においてヒータ部の白熱電球を電圧１００Ｖで点灯させ、水中に入れた熱電対によって水温を監視しながら、スイッチをオンしてから２５℃の水温が９９℃となるまでに要する所要加熱時間を測定したところ、３分３０秒であった。
一方、加熱装置として通常のアルコールランプを用い、同一の条件下で同様の実験を行ったところ、所要加熱時間は５分２０秒であり、都市ガスによるバーナーを用いた場合には３分５０秒であり、また、或る種の市販の電気式ヒータを用いた場合には５分３０秒であった。
以上の結果から明らかなように、本発明の加熱装置によれば、高い効率で所期の加熱を行うことができる。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１に記載の加熱装置によれば、ヒータ部の熱エネルギー源が通電によって発熱するハロゲン白熱電球であるために、通電を開始した直後から大きな熱エネルギーが放射され、これにより、ヒータ部の上方に位置するよう支持された加熱対象体を高い効率で加熱することができる。しかも、白熱電球に供給される電力の制御が容易でかつ確実であるために加熱状態の制御を大きな自由度で行うことができ、しかも火炎を伴うものではないので安全で火災の原因となるおそれが殆どない。
また、グレア防止部材が設けられているため、大きな熱エネルギーによる加熱を実行しながら、白熱電球の発光フィラメントの眩しさを軽減した状態とすることができ、この点から肉眼に対して高い安全性が得られる。
【００５０】
また、この加熱装置は、ヒータ部が上方に開口する凹面反射鏡を備えていることにより、上方に位置する状態に支持された加熱対象体に対して直接的に熱エネルギーを供給して加熱することができるので、特にサイフォン式コーヒーメーカのヒータとして好適である。
【００５１】
請求項２に記載の加熱装置によれば、グレア防止部材が波長変換膜よりなることにより、白熱電球から放射された可視光が吸収されてその一部が赤外線に変換される結果、当該白熱電球から放射される熱エネルギーが増加し、従って、高い効率で加熱を行うことができる。
【００５２】
請求項３に記載の加熱装置によれば、上記の波長変換膜に直射光放射窓が形成されていることにより、白熱電球の発光フィラメントよりの直射光の一部がそのまま外部に放射されるため、これを利用してイルミネーションによる演出効果を実現することができる。
【００５３】
請求項４に記載の加熱装置によれば、グレア防止部材に形成された直射光放射窓の周方向長さが、バルブの外周における１８０度以下の長さであるため、直射光放射窓以外の方向では常に防眩効果が得られ、例えばコーヒーメーカ操作者の目に直射光が照射されることが防止される。
【００５４】
請求項５に記載の加熱装置によれば、グレア防止部材として、白熱電球を包囲する透光性フィルターを用いるため、当該グレア防止部材の配置が容易であり、所望の色の放射光を容易に得ることができる。
【００５５】
請求項６に記載の加熱装置によれば、白熱電球は一端封止型ハロゲン白熱電球であってそのバルブの封止部側における小径筒状部分が凹面反射鏡の中央貫通孔に挿入されて凹面反射鏡と一体に固着されることにより、白熱電球の管壁負荷を過大となることを回避しながら、当該加熱装置を全体として小型のものとすることができる。
【００５６】
請求項７に記載の加熱装置によれば、ランプハウスが水平面上に安定に載置される箱状の基台ケースの上部に支持されており、当該基台ケース内に、白熱電球を点灯させるための点灯回路装置が収納されている構成であることにより、当該加熱装置が、使用に便利で安定したものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】サイフォン式コーヒーメーカのヒータとして使用される本発明の加熱装置の一例における構成の概略を示す説明用正面図である。
【図２】図１に示す加熱装置の説明用側面図である。
【図３】図１に示す加熱装置のヒータ部の構成の例を示す説明用断面図である。
【図４】本発明の加熱装置の他の実施例の構成を示す説明用断面図である。
【図５】本発明の実施例に係る加熱装置の白熱電球より放射される光の分光分布曲線図であり、曲線Ａが直射光放射窓を透過した光についての曲線、曲線Ｂが波長変換膜を透過した光についての曲線である。
【符号の説明】
１０ 加熱装置
１２ 基台ケース
１２Ａ 底面
１３ 上面
Ｓ 支持面
２０ ヒータ部
２２ 連結基部
２２Ａ 内部空間
２４ ランプハウス
２６ 凹面反射鏡
２７ 筒状部分
２８ 反射膜
３０ 白熱電球
３１ ピンチシール部
３２ バルブ
３３ 小径筒状部分
３５ 発光フィラメント
３６ 排気管残部
３７ セラミックブロック
３８ スクリューベース
４０ 波長変換膜
４２ 直射光放射窓
５０ サイフォン式コーヒーメーカ
５２ スタンド
５４ 脚部
５５ 支柱部
５６ 支持アーム部
６０ ガラス容器
６０Ａ 支持用ネック部
７０ 透光性フィルター
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハロゲン白熱電球を発熱源として有する加熱装置に関し、特にサイフォン式コーヒーメーカのためのヒータとして好適に用いられる加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、サイフォン式コーヒーメーカのための熱源としては、主として、アルコールランプや都市ガスなどのガス燃料による火炎が用いられている。しかしながら、これらの熱源は、火を直接的に使用する点で火災の原因となる危険が常に伴い、そのような理由から、特定の高層ビルなどや建造物においては使用が禁止されている場所もある。また、アルコールランプの場合は、その火力の調節がほとんど不可能であり、燃料の補給および燃料の貯蔵が必要であって煩瑣であり、また危険が伴う、という問題点がある。
【０００３】
一方、例えば特許第２８１３３１６号公報に示されているように、通電によって発熱する電熱ヒータを用いてなる加熱装置も知られている。このような電熱ヒータとしては、通常、抵抗発熱体であるニクロム線を絶縁体であるマイカによって被覆してなるマイカヒータが用いられているが、このヒータは、通電を開始してからの立ち上がりが非常に遅くて例えば水が沸騰するまでに長時間を要し、この点で高い加熱効率が得られない、という問題点がある。
また、電熱ヒータによる場合には、例えばアルコールランプを用いたときに達成される、火炎の光による演出効果は全く期待することができない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、エネルギー源として電力を使用しながら、高い効率で加熱対象体に熱エネルギーを供給して加熱することができ、しかも安全に使用することのできる加熱装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、サイフォン式コーヒーメーカのためのヒータとして好適な加熱装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の加熱装置は、ランプハウスと、このランプハウスに設けられた、上方に開口する凹面反射鏡と、この凹面反射鏡内に配置された、バルブ内に発光フィラメントが配設されてなるハロゲン白熱電球と、この白熱電球からその周囲方向に放射される光の少なくとも一部の眩しさを低減するグレア防止部材とを備えてなるヒータ部を有し、
前記ヒータ部において、グレア防止部材が、白熱電球のバルブの外表面に形成された、可視光を吸収して赤外線を放射する波長変換膜よりなり、
前記波長変換膜は、白熱電球の上方部分以外の部分に直射光放射窓が形成された状態に設けられていることを特徴とする。
【０００６】
以上において、波長変換膜に形成された直射光放射窓の周方向長さは、白熱電球のバルブの外周における１８０度以下の長さであることが好ましい。
【０００９】
更に、ヒータ部のランプハウスは、水平面上に安定に載置される箱状の基台ケースの上部に支持されており、当該基台ケース内に、白熱電球を点灯させるための点灯回路装置が収納されている構成とすることができる。
【００１０】
【作用】
上記の構成の加熱装置によれば、ヒータ部の熱エネルギー源が通電によって発熱するハロゲン白熱電球であるために、通電を開始した直後から大きな熱エネルギーが放射され、これにより、ヒータ部の上方に位置するよう支持された加熱対象体を高い効率で加熱することができる。しかも、白熱電球に供給される電力の制御が容易でかつ確実であるために加熱状態の制御を大きな自由度で行うことができ、しかも火炎を伴うものではないので安全で火災の原因となるおそれが殆どない。
また、グレア防止部材が設けられているため、大きな熱エネルギーによる加熱を実行しながら、白熱電球の発光フィラメントの眩しさを軽減した状態とすることができ、この点から肉眼に対して高い安全性が得られる。
【００１１】
また、この加熱装置は、ヒータ部が上方に開口する凹面反射鏡を備えていることにより、上方に位置する状態に支持された加熱対象体に対して直接的に熱エネルギーを供給して加熱することができるので、特にサイフォン式コーヒーメーカのヒータとして好適である。
【００１２】
グレア防止部材が波長変換膜よりなる構成によれば、白熱電球から放射された可視光が吸収されてその一部が赤外線に変換される結果、当該白熱電球から放射される熱エネルギーが増加し、従って高い効率で加熱を行うことができる。
そして、この波長変換膜に直射光放射窓が形成されている構成によれば、白熱電球の発光フィラメントからの直射光の一部がそのまま外部に放射されるため、これを利用してイルミネーションによる演出効果を実現することができる。
【００１３】
また、ヒータ部のランプハウスが基台ケースの上部に支持され、当該基台ケース内に、白熱電球を点灯させるための点灯回路装置が収納されている構成によれば、当該加熱装置が、使用に便利で安定したものとなる。
そして、基台ケースの上面が水平面であることにより、加熱対象体を支持するためのスタンドを当該基台ケースの上面に載置して使用することができ、これにより、加熱対象体をヒータ部の上方に好適に支持することができるので、所期の加熱を確実に行うことができ、特にサイフォン式コーヒーメーカのヒータとして好適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の加熱装置の実施の形態について詳細に説明する。
図１および図２は、サイフォン式コーヒーメーカのヒータとして使用される本発明の加熱装置の一例における構成の概略を示す説明用正面図および説明用側面図である。
この加熱装置１０は、全体が偏平の箱状の基台ケース１２と、この基台ケース１２の上方に配設されたヒータ部２０とにより構成されている。
基台ケース１２は、全体が偏平の箱状であって例えばステンレス鋼板により形成され、その上面１３は、正面を向く横幅Ｄの長さより側面における長さＬが大きい矩形状である。この基台ケース１２の底面１２Ａは平坦であって、これによって水平な支持面Ｓ上に安定に載置することが可能であり、基台ケース１２の上面１３は、このように載置された状態では水平となる。
【００１５】
図３は、ヒータ部２０の構成の例を示す説明用断面図である。この例のヒータ部２０は、基台ケース１２の上面１３から上方に突出して伸びるよう連結された円柱状の外周面を有する連結基部２２を介して、基台ケース１２上に設けられている。図示の例の連結基部２２は、全体がリング状のアルミニウム製ブロックにより形成されており、その外周の直径は、基台ケース１２の横幅Ｄよりも相当に小さいものとされている。
【００１６】
ヒータ部２０は、連結基部２２の上に装着された、例えば表面が金メッキされた鉄板よりなる円筒状のランプハウス２４と、このランプハウス２４内に配置された、上方に開口する凹面反射鏡２６と、この凹面反射鏡２６内に配置された白熱電球３０とにより構成されている。
【００１７】
凹面反射鏡２６は、中央部に筒状部分２７が形成された例えば回転楕円形または回転放物線形のホウケイ酸ガラス製の基体の内面に反射膜２８が形成されてなり、筒状部分２７が下端において下方に伸びる状態で、ランプハウス２４に固定されている。この凹面反射鏡２６の反射膜２８は、特に限定されるものではないが、例えば金の蒸着膜により形成することができる。
【００１８】
白熱電球３０は一端側にピンチシール部３１が形成された円筒状のバルブ３２を備える一端封止型のハロゲン白熱電球であって、バルブ３２内にはコイル状の発光フィラメント３５が同軸状に伸びるよう配設されており、凹面反射鏡２６に対して、バルブ３２が凹面反射鏡２６の中央部から上方に突出して伸び、排気管残部３６が形成されたバルブ３２の頭部が上端となり、発光フィラメント３５が当該凹面反射鏡２６の光軸上に位置する状態とされている。
【００１９】
図示の例の白熱電球３０のバルブ３２は、そのピンチシール部３１側に小径筒状部分３３を有する形態であり、ピンチシール部３１およびこれに続く当該小径筒状部分３３が、凹面反射鏡２６の筒状部分２７内に挿入され、この状態で当該筒状部分２７内に耐熱性無機接着剤あるいはセメントが充填されることにより、当該白熱電球３０と、ランプハウス２４に固定された凹面反射鏡２６とが一体的に固着されている。
そして、連結基部２２の内部空間２２Ａ内を伸びる白熱電球３０のピンチシール部３１の外端部には、セラミックブロック３７を有するスクリューベース３８が電気的に接続された状態で設けられており、このスクリューベース３８は、連結基部２２より下方に突出する状態とされている。
【００２０】
一方、基台ケース１２内には、上記の白熱電球３０を点灯させるための点灯回路装置（図示せず）が収納されている。この点灯回路装置は、単に白熱電球３０の点灯消灯を制御するものであってもよいが、更に、白熱電球３０の点灯状態を調整する調光機能を有することが好ましく、そのためには、例えば、サイリスタなどによる位相制御を実行する電圧調節回路を利用することができる。
【００２１】
そして、この基台ケース１２の上面１３にはソケット（図示せず）が形成されており、上記の白熱電球３０のスクリューベース３８がこのソケットに嵌合されることにより、ヒータ部２０の白熱電球３０が、基台ケース１２内の点灯回路装置に電気的に接続される。
なお、連結基部２２と基台ケース１２および連結基部２２とランプハウス２４は、必要に応じて、ビスなどによって固定的に連結されることが好ましい。
【００２２】
また、図３に示すように、白熱電球３０のバルブ３２には、グレア防止部材を構成する波長変換膜４０が形成されている。この波長変換膜４０は、可視光を吸収して赤外線を放射するものである。波長変換膜４０の材質は、そのような赤外線放射特性を有するものであれば、特に限定されるものではない。例えば主成分の二酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）粉末中にクロム酸銅（ＣｕＣｒＯ4 ）が分散されてなる黒色顔料を塗布することにより形成される波長変換膜は、放射される光のピーク波長が２．５〜３．５μｍであり、しかも３．５μｍ以上の長波長領域の光の強度も大きいので、特に水を加熱する場合に有利である。
【００２３】
以上の波長変換膜４０は、白熱電球３０のバルブ３２における光が放射される部分の外表面の全領域に形成することもでき、この場合は、多くの熱エネルギーが放射される点で好ましく、また完全にグレアを防止することができる点で好ましい。
【００２４】
しかし、図３の例では、白熱電球３０のバルブ３２における光が放射される部分のうち、排気管残部３６を含む端面およびこれに続く上部光放射部分においては、その全域に波長変換膜が形成されているが、上部光放射部分に続く下部光放射部分、具体的には、例えば発光フィラメント３５の上側約１／３の部分より下方に位置する部分においては、バルブ３２の周方向の一部に、波長変換膜が形成されないことにより、直射光放射窓４２が形成されている。
この直射光放射窓４２の周方向の長さは、バルブ３２の管軸から臨む角度の大きさが１８０度以下であることが好ましい。
【００２５】
以上の構成の加熱装置によれば、基台ケース１２を水平な支持面上に載置した使用の状態において、基台ケース１２の上面１３が水平面となるので、その上面１３を加熱対象体の支持面として利用して適宜の加熱対象体支持スタンドを使用することにより、加熱対象体がヒータ部２０の直上方に位置された状態に、当該加熱対象体を支持することができる。
【００２６】
図２に破線で示されているものは、サイフォン式コーヒーメーカ５０であり、これは、スタンド５２と、これに支持されたガラス容器６０とにより構成されている。スタンド５２は、その下端において水平方向に伸びるＵ字状あるいは馬蹄形の脚部５４と、この脚部５４の一端側において上方に伸びる支柱部５５と、この支柱部５５の上端から脚部５４と同一方向に水平方向に伸びる支持アーム部５６とにより構成されている。なお、図１においてはガラス容器６０のみが示されている。
このスタンド５２を、その脚部５４が連結基部２２を包囲する状態で、基台ケース１２の上面１３上に載置することにより、スタンド５２の支持アーム部５６により、その支持用ネック部６０Ａにおいて吊下状態に支持されたガラス容器６０がヒータ部２０の直上方位置に位置された状態で、当該コーヒーメーカ５０を安定にセットすることができる。
【００２７】
この状態で、基台ケース１２内の点灯回路装置を駆動して白熱電球３０を点灯させると、発光フィラメント３５からの光がバルブ３２を透過して放射されるが、この発光フィラメント３５からの光は熱線である赤外線を多く含むものであると共に、バルブ３２を透過するときに波長変換膜４０を通過する光はその可視光の一部が赤外線に変更されるので、放射される熱エネルギーが増大したものとなり、高い効率で加熱を行うことができる。
【００２８】
そして、バルブ３２から上方に向かう光は直接に、また周囲方向に放射される光は凹面反射鏡２６によって反射されて上方に向かうことにより、コーヒーメーカ５０のガラス容器６０に照射され、その結果、ガラス容器６０内の水が加熱されてコーヒーが調製されるが、このとき、当該ガラス容器６０には、赤外線と共に可視光が照射されている状態であるため、コーヒーメーカ５０内の水における対流による動きや泡に光が照射されるため、或る種の演出効果を実現することができる。
【００２９】
而して、上記の加熱装置によれば、白熱電球３０を熱源としているので、スイッチのオンオフによって通電状態を制御することにより、作動状態の制御、すなわち加熱およびその停止をきわめて簡単に行うことができると共に、例えば供給する電圧を調整することによってその点灯状態を調節することができるので、加熱対象体に対する加熱状態を大きな自由度で調整することができる。従って、コーヒーメーカ５０のガラス容器６０の内容物を加熱する場合には、その沸騰までの急速加熱や、沸騰状態となったときの保温加熱などの、程度の異なる加熱状態を実現することができる。
【００３０】
また、上記の構成においては、白熱電球３０のバルブ３２に波長変換膜４０が形成されており、外部には可視光が相当に低減された状態で放射されるため、当該波長変換膜４０の方向から白熱電球３０を見たときにも直射光が目に入ることがなく、従ってその方向のグレアが防止されて眩しさが抑制される。しかも、このグレア防止機能が発揮されると同時に、当該波長変換膜４０によって可視光の赤外線への変換が行われるため、加熱効率を向上させることができる。
【００３１】
また、上記の波長変換膜４０には直射光放射窓４２が形成されているため、この直射光放射窓４２からは直射光が放射される。従って、この直射光放射窓４２から放射される光を利用して、イルミネーションによる演出効果を発揮させることができる。具体的には、例えば喫茶店などのコーヒー提供者において、コーヒーメーカを操作する者の方向には必ず波長変換膜４０が位置される状態とし、客席側には直射光放射窓４２が向いた状態とすることにより、コーヒーメーカ操作者は常に直射光から保護された状態が実現され、しかも客席側では、直射光による演出効果を楽しむことが可能である。
そして、波長変換膜４０に形成された直射光放射窓４２の、バルブ３２の周方向に沿った長さは、バルブ３２の外周における１８０度以下の長さであることにより、上記のような背反的な２種の効果を共に十分確実に得ることができる。
【００３２】
また、上記の構成においては、白熱電球３０のバルブ３２には、そのピンチシール部３１側に位置する個所に小径筒状部分３３が形成されているため、当該白熱電球３０の下方部分が挿入される凹面反射鏡２６の中央の筒状部分２７の径を小さいものとすることができ、従って凹面反射鏡２６の反射面の面積を相対的に大きくすることができるので、装置全体を小型のものとしながら効率の高い加熱作用を得ることができ、しかもバルブ３２の発光フィラメント３５を包囲する部分は大径であるので、その管壁に対する負荷が過大となることを回避することができる。
【００３３】
そして、凹面反射鏡２６が、ガラス基体の内面に反射膜が形成されてなるものであることにより、特別な冷却機構を必要とせずに、大きな耐熱性を確保することができる。例えば凹面反射鏡として、アルミニウムなどの金属よりなるものを用いると、高温となるために容易に変形するおそれがある。ガラス基体に形成される反射膜としては、種々のものを用いることができるが、金の蒸着膜である場合には、赤外線に対して高い反射効率が得られると共に、可視光の一部が透過することにより、凹面反射鏡の耐熱性を更に高いものとすることができ、併せて、その色により特有の雰囲気が醸成され、更に当該凹面反射鏡２６による反射光が独特の色合いのものとなることにより、特殊なイルミネーション効果を得ることが可能である。
【００３４】
上記のランプハウス２４、凹面反射鏡２６および白熱電球３０から構成されるヒータ部２０は基台ケース１２の上部に設けられるが、具体的には、ランプハウス２４の下部の連結基部２２が基台ケース１２の上面１３から上方に突出する状態であり、この連結基部２２は、その内部空間内を白熱電球３０のピンチシール部３１あるいはこれより伸びるリード線が配置されるのみであるので、その外径寸法を小さくすることが可能である。従って、当該連結基部２２の外径寸法を、コーヒーメーカ５０のスタンド５２の脚部５４の開口幅より小さいものとすることにより、基台ケース１２の上面１３を支持面として、これに当該コーヒーメーカ５０を安定に載置することができ、確実に所期の加熱を行うことができる。
【００３５】
また、白熱電球３０の点灯状態を制御するためには、実際上、適宜の点灯回路装置が必要であるが、基台ケース１２を利用してその内部に当該点灯回路装置を収納する構成によれば、点灯回路装置が結合されていることにより、加熱装置全体が移動可能であって、その使用場所を容易に変更することができると共に、基台ケース１２の重量が大きくなることから当該加熱装置全体の安定性を高いものとすることができ、しかも全体を小型にすることができる。
【００３６】
そして、白熱電球３０に対する給電用のスクリューベース３８がヒータ部２０の底部から突出する状態とされると共に、当該スクリューベース３８が装着されるソケットが、基台ケース１２の上面１３に開口するよう設けられた構成によれば、ヒータ部２０が基台ケース１２から分離可能であって、ヒータ部２０の装着および取り外しがきわめて容易であり、従って、白熱電球３０の使用寿命が尽きたときには、単にヒータ部２０のみを交換すればよく、その作業もきわめて簡単である。
【００３７】
基台ケース１２においては、その上面１３が水平面とされることにより、例えばサイフォン式コーヒーメーカ５０の加熱対象体であるガラス容器６０を支持する加熱対象体支持スタンド５２を、当該基台ケース１２の上面１３を支持面としてこれに安定に載置することができ、このスタンド５２により、所要の加熱対象体を前記ヒータ部２０の上方に位置する状態で支持することができるので、所期の加熱処理を容易にかつ確実に行うことができる。
【００３８】
以上において、白熱電球３０は、加熱対象体の種類に応じて、種々の大きさの電力のものを選択して用いることができ、特に限定されるものではないが、例えばサイフォン式コーヒーメーカのための加熱装置においては、定格電圧が１００Ｖで消費電力が２００Ｗ〜６００Ｗ程度のものが好適である。
【００３９】
図４は、本発明の加熱装置の他の実施例の構成を示す説明用断面図である。この例においては、グレア防止部材として、円筒状の透光性フィルター７０が、白熱電球３０のバルブ３２の外周面を覆う状態に配置されている。この透光性フィルター７０は、可視光の一部を吸収して他の波長域の光を透過する防眩特性あるいは低眩特性を有する耐熱性材料よりなるものであればよく、例えば赤色に着色された石英製とすることができる。
このような透光性フィルター７０によっても、当該加熱装置の周囲において眩しさを低減する効果が得られる。この透光性フィルター７０よりなるグレア防止部材においては、波長変換膜のような可視光を赤外線に変更する効果は得られないが、当該透光性フィルター７０を所望の色に着色されたものとすることによって、所望の色光を放射させることができる。
【００４０】
透光性フィルター７０の形状は、白熱電球３０の外周を包囲することができる形状すなわち筒状であればよく、円筒状に限らず角筒状であってもよい。この筒状の透光性フィルター７０の上端は開口とされていることが好ましく、これにより、加熱対象体に供給される赤外線が減少されることがないが、例えば安全のために、透明板によって開口が塞がれていてもよい。この透光性フィルター７０には、その一部に、波長変換膜４０の場合と同様に、直射光放射窓を形成することが可能である。
【００４１】
この透光性フィルター７０を用いる場合には、白熱電球３０において波長変換膜４０が存在しなくても、十分な防眩効果が得られる場合もある。しかし、波長変換膜４０は、それ自体において、可視光を赤外線に変更する作用が発揮される結果、熱エネルギーが高い効率で放射される点で有効であり、従って、透光性フィルター７０を用いる場合にも、波長変換膜４０が形成されていることが好ましい。
【００４２】
以上、本発明を具体的な実施例によって説明したが、本発明においては、種々の変更を加えることができる。
例えば、ランプハウス２４には、空気流通用の適宜の貫通孔を形成しておくことができ、これにより、当該加熱装置が空冷される効果を得ることができる。また、このランプハウス２４は、そのままで室内装置品ともなるから、その表面に適宜の装飾、例えば金メッキなどによる装飾を施すことができ、この場合には、凹面反射鏡２６の反射膜が例えば金色であることと調和したものとすることができる。
【００４３】
また、本発明においては、上記のような基台ケースを用いずに加熱装置を構成することができる。この場合には、連結基部２２も不要となるが、例えば適宜の構成の基台を用いてこれにランプハウス、凹面反射鏡および白熱電球を配設した構成とすることができる。この場合に、当該基台としては、例えば上記の連結基部と同様の構成のものを用いることも可能である。また、独立の基台を用いずにランプハウス自体を基台としての機能を有するものとし、これに凹面反射鏡および白熱電球を配設する構成とすることもできる。これらの場合には、別個の点灯回路装置を用いる必要があるが、加熱装置自体は小型で簡単なものとなり、使用環境によっては非常に便利である。
【００４４】
本発明の加熱装置によって加熱される加熱対象体は、特に制限されるものではなく、サイフォン式コーヒーメーカ以外にも、種々のものの加熱に用いることができる。また、本発明の加熱装置を用いる場合に、加熱対象体を支持するためのスタンドが常に必要とされるものではない。
【００４５】
【実施例】
以下、サイフォン式コーヒーメーカのヒータとして構成された本発明の加熱装置の実施例について説明する。
【００４６】
図１〜図３に示した構成に準じて、サイフォン式コーヒーメーカ用の加熱装置を、下記の条件に従って作製した。
ハロゲン白熱電球としては、石英ガラス製の一端封止型バルブを有する、定格点灯電圧１００Ｖ、定格点灯電流値４Ａ、消費電力４００Ｗ、点灯時の色温度２６００Ｋ、ピーク波長１〜１．５μｍのものを用いた。
この白熱電球は、そのバルブに、主成分の二酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）粉末中にクロム酸銅（ＣｕＣｒＯ4 ）が分散されてなる黒色顔料を塗布することにより、波長変換膜が形成されたものである。
凹面反射鏡としては、回転楕円形の内面を有するホウケイ酸ガラス製の基体の当該内面に金蒸着膜を形成してなるものを用いた。
【００４７】
図５は、この白熱電球より放射される光の分光分布曲線図であって、曲線Ａが直射光放射窓を透過した光についての曲線であり、曲線Ｂが波長変換膜を透過した光についての曲線である。
この曲線Ａから、直射光放射窓を通過した光のピーク波長が１〜１．５μｍであること、並びに曲線Ｂから、波長変換膜を透過した光のピーク波長は２．５〜３．５μｍであることが明らかであり、更に曲線ＡおよびＢを比較すると、当該波長変換膜により、波長約３．５μｍ以下の可視域の光が吸収されて当該波長領域の光の強度が低下する一方、波長約３．５μｍよりも長波長側の領域では、波長約７．５μｍ以上の赤外線領域を含めて、光の強度が相当に大きくなっていることが理解される。
従って、このような波長変換膜を設けた白熱電球からの放射光によれば、特に透明容器中に充填された水を加熱する場合に高い加熱効率が得られる。
【００４８】
以上の構成の加熱装置を用い、一般に入手されるサイフォン式コーヒーメーカのガラス容器内に水１６０ミリリットルを入れたものをヒータ部の上方に支持して、当該ガラス容器の底面と凹面反射鏡の開口のレベルとの間に５ｍｍのギャップが形成された状態とし、室温２８℃の雰囲気下においてヒータ部の白熱電球を電圧１００Ｖで点灯させ、水中に入れた熱電対によって水温を監視しながら、スイッチをオンしてから２５℃の水温が９９℃となるまでに要する所要加熱時間を測定したところ、３分３０秒であった。
一方、加熱装置として通常のアルコールランプを用い、同一の条件下で同様の実験を行ったところ、所要加熱時間は５分２０秒であり、都市ガスによるバーナーを用いた場合には３分５０秒であり、また、或る種の市販の電気式ヒータを用いた場合には５分３０秒であった。
以上の結果から明らかなように、本発明の加熱装置によれば、高い効率で所期の加熱を行うことができる。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１に記載の加熱装置によれば、ヒータ部の熱エネルギー源が通電によって発熱するハロゲン白熱電球であるために、通電を開始した直後から大きな熱エネルギーが放射され、これにより、ヒータ部の上方に位置するよう支持された加熱対象体を高い効率で加熱することができる。しかも、白熱電球に供給される電力の制御が容易でかつ確実であるために加熱状態の制御を大きな自由度で行うことができ、しかも火炎を伴うものではないので安全で火災の原因となるおそれが殆どない。
また、グレア防止部材が設けられているため、大きな熱エネルギーによる加熱を実行しながら、白熱電球の発光フィラメントの眩しさを軽減した状態とすることができ、この点から肉眼に対して高い安全性が得られる。
【００５０】
また、この加熱装置は、ヒータ部が上方に開口する凹面反射鏡を備えていることにより、上方に位置する状態に支持された加熱対象体に対して直接的に熱エネルギーを供給して加熱することができるので、特にサイフォン式コーヒーメーカのヒータとして好適である。
【００５１】
請求項２に記載の加熱装置によれば、グレア防止部材が波長変換膜よりなることにより、白熱電球から放射された可視光が吸収されてその一部が赤外線に変換される結果、当該白熱電球から放射される熱エネルギーが増加し、従って、高い効率で加熱を行うことができる。
【００５２】
請求項３に記載の加熱装置によれば、上記の波長変換膜に直射光放射窓が形成されていることにより、白熱電球の発光フィラメントよりの直射光の一部がそのまま外部に放射されるため、これを利用してイルミネーションによる演出効果を実現することができる。
【００５３】
請求項４に記載の加熱装置によれば、グレア防止部材に形成された直射光放射窓の周方向長さが、バルブの外周における１８０度以下の長さであるため、直射光放射窓以外の方向では常に防眩効果が得られ、例えばコーヒーメーカ操作者の目に直射光が照射されることが防止される。
【００５４】
請求項５に記載の加熱装置によれば、グレア防止部材として、白熱電球を包囲する透光性フィルターを用いるため、当該グレア防止部材の配置が容易であり、所望の色の放射光を容易に得ることができる。
【００５５】
請求項６に記載の加熱装置によれば、白熱電球は一端封止型ハロゲン白熱電球であってそのバルブの封止部側における小径筒状部分が凹面反射鏡の中央貫通孔に挿入されて凹面反射鏡と一体に固着されることにより、白熱電球の管壁負荷を過大となることを回避しながら、当該加熱装置を全体として小型のものとすることができる。
【００５６】
請求項７に記載の加熱装置によれば、ランプハウスが水平面上に安定に載置される箱状の基台ケースの上部に支持されており、当該基台ケース内に、白熱電球を点灯させるための点灯回路装置が収納されている構成であることにより、当該加熱装置が、使用に便利で安定したものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】サイフォン式コーヒーメーカのヒータとして使用される本発明の加熱装置の一例における構成の概略を示す説明用正面図である。
【図２】図１に示す加熱装置の説明用側面図である。
【図３】図１に示す加熱装置のヒータ部の構成の例を示す説明用断面図である。
【図４】本発明の加熱装置の他の実施例の構成を示す説明用断面図である。
【図５】本発明の実施例に係る加熱装置の白熱電球より放射される光の分光分布曲線図であり、曲線Ａが直射光放射窓を透過した光についての曲線、曲線Ｂが波長変換膜を透過した光についての曲線である。
【符号の説明】
１０ 加熱装置
１２ 基台ケース
１２Ａ 底面
１３ 上面
Ｓ 支持面
２０ ヒータ部
２２ 連結基部
２２Ａ 内部空間
２４ ランプハウス
２６ 凹面反射鏡
２７ 筒状部分
２８ 反射膜
３０ 白熱電球
３１ ピンチシール部
３２ バルブ
３３ 小径筒状部分
３５ 発光フィラメント
３６ 排気管残部
３７ セラミックブロック
３８ スクリューベース
４０ 波長変換膜
４２ 直射光放射窓
５０ サイフォン式コーヒーメーカ
５２ スタンド
５４ 脚部
５５ 支柱部
５６ 支持アーム部
６０ ガラス容器
６０Ａ 支持用ネック部
７０ 透光性フィルター
Claims (6)
- ランプハウスと、このランプハウスに設けられた、上方に開口する凹面反射鏡と、この凹面反射鏡内に配置された、バルブ内に発光フィラメントが配設されてなるハロゲン白熱電球と、この白熱電球からその周囲方向に放射される光の少なくとも一部の眩しさを低減するグレア防止部材とを備えてなるヒータ部を有し、
前記ヒータ部において、グレア防止部材が、白熱電球のバルブの外表面に形成された、可視光を吸収して赤外線を放射する波長変換膜よりなり、
前記波長変換膜は、白熱電球の上方部分以外の部分に直射光放射窓が形成された状態に設けられていることを特徴とする加熱装置。 - 波長変換膜に形成された直射光放射窓の周方向長さは、白熱電球のバルブの外周における１８０度以下の長さであることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
- ランプハウスと、このランプハウスに設けられた、上方に開口する凹面反射鏡と、この凹面反射鏡内に配置された、バルブ内に発光フィラメントが配設されてなるハロゲン白熱電球と、この白熱電球からその周囲方向に放射される光の少なくとも一部の眩しさを低減するグレア防止部材とを備えてなるヒータ部を有し、
前記ヒータ部のランプハウスは、水平面上に安定に載置される箱状の基台ケースの上部に支持されており、当該基台ケース内に、白熱電球を点灯させるための点灯回路装置が収納されていることを特徴とする加熱装置。 - ヒータ部において、グレア防止部材が、白熱電球のバルブの外表面に形成された、可視光を吸収して赤外線を放射する波長変換膜よりなることを特徴とする請求項３に記載の加熱装置。
- 波長変換膜は、白熱電球の上方部分以外の部分に直射光放射窓が形成された状態に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の加熱装置。
- 波長変換膜に形成された直射光放射窓の周方向長さは、白熱電球のバルブの外周における１８０度以下の長さであることを特徴とする請求項５に記載の加熱装置。
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