JPH0438816Y2 - - Google Patents

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JPH0438816Y2
JPH0438816Y2 JP13628589U JP13628589U JPH0438816Y2 JP H0438816 Y2 JPH0438816 Y2 JP H0438816Y2 JP 13628589 U JP13628589 U JP 13628589U JP 13628589 U JP13628589 U JP 13628589U JP H0438816 Y2 JPH0438816 Y2 JP H0438816Y2
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temperature
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heater
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  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、歯科技工用材料や生体適用材料等の
医療用材料を加熱する加熱器に関し、特に上記医
療用材料を加熱して一定温度に保つ加熱器に関す
る。
(従来の技術) 従来の医療用材料の加熱器においては、第5図
に示すように比較的熱容量の小さい容器51に被
加熱物Oを収容する加熱内部空間52を形成し、
該容器51の一外壁面にヒータ53を設け、該ヒ
ータ53を容器51の内側周壁51aに設けたサ
ーモスタツト等の温度感応スイツチTSのON、
OFF制御によつて加熱内部空間52に一定の加
熱温度を得るようにしていた。
また、第7図に示すような別の加熱器にあつて
は、加熱内部空間52に設けた温度検出素子TE
によつて温度検出を行つてヒータ53に対して単
純なON、OFF制御に代えて制御回路55と制御
素子54を介してPID(Proportional Integral
Differential)等の制御を行い一定温度の加熱を
実現しようとしていた。
(考案が解決しようとする課題) 先ず前者の従来の加熱器にあつては、温度感応
スイツチTSによるON、OFF制御を用いて安価
に構成されているが、容器51の熱容量が小さい
ために周囲の環境温度の影響を大きく受ける上
に、温度感応スイツチTSがヒータ53から離れ
ているために第7図に示すように制御が遅れて該
スイツチTSのヒステリシスによる温度変動を大
きく受ける。従つて容器51や加熱内部空間52
内の温度分布が均等でなく、一定の加熱温度の保
持が困難であつた。また、温度を一定に制御でき
ないため、可変温度制御が行いにくかつた。
また、後者の従来の加熱器にあつては、温度検
出素子TEからの検出温度信号を制御回路55で
処理して制御用素子54を介してヒータ53の発
熱を制御して一定の加熱温度を得るように構成さ
れているが、制御回路55や制御用素子54、制
御用回路の電源56を必要として大型になり、材
料費や製造工数がかかりコストの高いものになつ
ていた。しかも、容器51が熱抵抗が大きく熱容
量が小さいものは制御回路55を設けてはいるも
のの必ずしも温度分布が一定とはならなかつた。
本考案は上記従来の問題点に鑑み案出されたも
のであつて、従来の温度検出素子及び制御回路を
用いた加熱器並みの一定温度の保持性能を有し、
またオーバシユートも無く、加熱内部空間内の温
度分布も均一化して温度変動をほとんど無くする
ことができ、尚、かつOF、OFF温度制御方式の
加熱器並みの小型化、コスト低減が図られ、必要
に応じて加熱温度を変更でき、更に周囲温度にほ
とんど影響をしない温度を実現し得る医療用材料
の加熱器を提供することを目的としている。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本考案の医療用材
料の加熱器においては、内部空間内に収容される
被加熱物の医療用材料の熱容量より大きな熱容量
を有し且つ熱抵抗の小さい素材から成る容器と、
該容器の外側から該容器を加熱する発熱体と、該
発熱体に接触し且つ上記容器に接触しないように
設けられ該発熱体の発熱を直接的又は間接的にオ
ン・オフする温度感応スイツチとから構成されて
いる。
温度感応スイツチは、被加熱物の種類に応じて
感応温度設定が変更可能なものが利用範囲が広
い。
また、容器の周壁に容器と外気との間の熱抵抗
を変更する手段を設け加熱用内部空間内温度設定
範囲を広くしたり、発熱体と温度感応スイツチと
の間の熱抵抗と温度感応スイツチと外気との間の
熱抵抗の比と発熱体と被加熱空間の間の熱抵抗お
よび被加熱空間と外気の間の熱抵抗の比を等しく
して外気温度の影響をさらに受けなくすることが
望ましい。
(作用) 上記のように構成された医療用材料の加熱器に
おいて、歯科技工用材料や生体適用材料等の被加
熱物を容器の加熱用内部空間に収容し容器の外側
に設けられた発熱体の発熱を容器に接触せず発熱
体に接触している温度感応スイツチによつて一定
の感心温度において制御している容器は大きな熱
容量を持つように且つ熱抵抗の小さな素材で形成
されて容器の外側から加熱されるようになつてい
るため、発熱体がON、OFFしても温度変動が少
なく、加熱用内部空間内の温度分布も均一とな
る。また、温度感応スイツチが容器に接せずに発
熱体に接しているので応答がはやくなり発熱体そ
のものの温度変動を少なくし、結果的に容器及び
その内部の被加熱空間内の温度変動を更に小さく
することができる。
温度感応スイツチをその感応温度設定が変更可
能なものとしたり、容器と外気(筐体内外気を含
む)の間の熱抵抗を変更する手段を設けると、全
体の熱流量を変更でき制御温度を変化できる。
更に、発熱体と温度感応スイツチの間の熱抵抗
と温度感応スイツチと外気(筐体内の外気を含
む)との熱抵抗の比と発熱体と容器の間の熱抵抗
と容器と外気(筐体内の外気を含む)の間の熱抵
抗の比を等しくした構成をとると、温度感応スイ
ツチの感応温度(ヒステリシスのあるものは平均
値)と容器の温度は1:1に対応するので、周囲
温度(外気温度)による変動も原理的にゼロにな
るくらい小さくすることができる。即ち、 請求項4に関連して温度感応スイツチと熱抵抗
を次のことを考慮して決められる。被加熱空間は
容器にとりかこまれているので定常状態で両者の
温度は一致する。また、容器は熱伝達率の大きい
材料でできているのでどこでも同じ温度になる。
第4図を参照にして根拠を式で示すと次のように
なる。
TH…発熱体温度 TS…温度感応スイツチ温度(ヒステリシスのあ
るものは平均値とする) TO…被加熱空間温度=容器温度 R1…発熱体と温度感応スイツチ間の熱抵抗 R2…温度感応スイツチ外気間の熱抵抗 R3…発熱体と容器との間の熱抵抗 R4…容器と外気との間の熱抵抗 C…大きな熱容量 TS=TONtON/t+TOFFtOFF/t TON,tON…感応スイツチON温度、時間 TOFF,tOFF…感応スイツチOFF温度、時間 t …感応スイツチON,OFF周期 ここで温度感応スイツチによる温度リツプル周
期を平均化させると、 TH=R1+R2/R2(TS−TA)+TA TO=R4/R3+R4(TH−TA)+TA ∴TO=R4(R1+R2)R2(R3+R4)TS+{1−R4
(R1+R2)/R2)R3+R4)}TA 請求項2について…TSを変えるとTOの設定を
変更できる。
請求項3について…R4を変えるとTOの設定を変
更できる。
Tの変動をTOに影響させない為には R4(R1+R2)/R2(R3+R4)=1 1+R1/R2=1
+R3/R2 R1/R2 R3/R4 にすればよい。このときTSは必要なTOと等しく
設定すればよい。該加熱器を作動させたときに被
加熱空間温度が外気温度の変動によつて変動ない
ように設計上発熱体と温度感応スイツチの間の熱
抵抗を決定できる。
(実施例) 実施例について図面を参照して説明すると、第
1図において、医療用材料の加熱器1は、内部空
間12に収容され加熱処理される歯補綴物等の被
加熱物Oの熱容量より大きな熱容量を有し、且つ
熱抵抗の小さいステンレス、銅、アルミニウム等
の素材から成る開閉可能な箱型容器11と、該容
器11の底面に取着され外側から加熱する発熱体
13と、該発熱体13に接触し且つ課つ上記容器
に接触しないように設けられる該発熱体13の発
熱を直接的にオン・オフする温度感応スイツチ
TSとから構成されている。
発熱体13としては、電源19から電力の供給
を受けて発熱するニクロム線ヒータが好適に使用
されるが、他にシリコンラバーヒータや赤外線の
受光部を利用したヒータ等が使用される。温度感
応スイツチTSとしてはサーモスタツトが好適に
使用される。温度感応スイツチTSは発熱体13
の底面に直接取付られているため、第3図に示す
ように、感応および発熱体ON,OFFに時間遅れ
が無く、また被加熱空間は熱容量が大きく熱抵抗
が小さい容器の外側底面からの加熱なので被加熱
空間12の温度変動が少なく温度分布は均一化さ
れる。
また、温度感応スイツチTSが、外気(筐体内
含む)に接する構造となつており、発熱体13と
該スイツチTSの間の熱抵抗を調整して発熱体・
該スイツチ間、該スイツチ・外気間の熱抵抗比と
発熱体・容器、容器・外気間の熱抵抗比を等しく
なる様にしておくことにより外気温度による変動
を更に小さくできる。
第2図に示される第2の実施例では、上記第1
の実施例を改造して容器21の底壁21aに一方
の側壁21bに開口した横断面が長方形の腔所2
5を設け該控所25に挿抜可能な同材質の温度調
節板26を差し込んだ構造をとつており、該容器
21aと外気間の熱抵抗が変更可能となつてい
る。他の構造については第1の実施例と同じにな
つており、同一符号で示している。
(考案の効果) 本考案は、以上述べた如く構成されているの
で、発熱体の発熱作動をオン・オフだけの簡単な
制御でオーバシユートを小さくおさえ従来の温度
検出素子及び制御回路を用いた制御を行う加熱器
より優れた一定温度を実現し、被加熱空間の温度
分布を均一にすることができると共に、同時に加
熱器の小型化と製造コストの低減を達成すること
ができる。
また、加熱温度の変動幅が小さくなることによ
つて、必要に応じてコストをほとんど変えずに加
熱温度を変更設定することができると共に、周囲
の外気温度にほとんど影響を受けない構造とする
こともできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の医療用材料の加熱器の第1実
施例を示す模式図、第2図は同第2の実施例を示
す模式図、第3図は本考案の加熱器の作動性能を
示す温度−時間線図、第4図は本考案の加熱器の
配線図、第5図は従来の医療用材料の加熱器の第
1の従来例を示す模式図、第6図は同第2の模式
図、第7図は第1の従来例の作動性能を示す温度
−時間線図である。 符号の説明、1……医療用材料の加熱器、11
……容器、12……内部空間、13……発熱体、
21a……周壁(底壁)、25,26……熱抵抗
の変更手段、TS……温度感応スイツチ。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 1 少なくとも内部空間内に収容される被加熱物
    の医療用材料の熱容量より大きな熱容量を有
    し、且つ熱抵抗の小さい素材から成る容器と、
    該容器の外側から該容器を加熱する発熱体と、
    該発熱体に接触し且つ上記容器に接触しないよ
    うに設けられ該発熱体の発熱を直接的又は間接
    的にオン・オフする温度感応スイツチとから構
    成されたことを特徴とする医療用材料の加熱
    器。 2 上記温度感応スイツチは、その感応温度設定
    が変更可能なものである請求項1記載の加熱
    器。 3 上記容器に上記容器と外気(筐体内を含む)
    との間の熱抵抗を変更する手段を設けた請求項
    1記載の加熱器。 4 発熱体と温度感応スイツチの間の熱抵抗と温
    度感応スイツチと外気との間の熱抵抗の比が発
    熱体と容器の間の熱抵抗および容器と外気の間
    の熱抵抗の比と等しくした請求項1記載の加熱
    器。
JP13628589U 1989-11-24 1989-11-24 Expired JPH0438816Y2 (ja)

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JP2008073229A (ja) * 2006-09-21 2008-04-03 Shiyoufuu:Kk 技工用加圧重合器

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JP5455856B2 (ja) * 2010-09-27 2014-03-26 富士フイルム株式会社 温度調節装置および温度調節方法、光源装置ならびに内視鏡診断装置

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