JPH0636775B2 - 液体加熱器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は，飲料等の液体の加熱保温に使用する真空容器
型の液体加熱器に関するものである。

（従来の技術） 従来の真空容器型の液体加熱器の構造は，実公昭59-381
95号公報に示すように，真空容器の一部を一重構造と
し，この外周面にヒーター及び温度制御装置（温度ヒュ
ーズ含む）を装着したものと，実開昭58-46532号公報に
示すように，真空容器の側面から内部に向って水平に金
属管を配し，その管内にヒーター及び温度制御素子を配
した構造のものがあった。

（発明が解決しようとする問題点） 上記構成によると，前者においては真空容器の保温効力
が低く，ヒーターの液体加熱効率が小さく，また液体が
ヒーターにより加熱され，減少するとヒーターが過熱
し，ヒーター寿命が短くなる。また，液体の量が変化す
ると，温度制御装置の感熱部温度が変動し，正確な温度
制御ができないという欠点があった。後者においても金
属管部からの熱損失が大きく，保温効力が小さいうえ，
金属管内にヒーター，感熱素子，温度ヒューズを配して
いるため，ヒーターからの熱を受けて，正確な温度制御
が出来ない。また，ヒーターの交換ができないなどの欠
点があった。更に従来においては，真空容器内に湯沸か
しヒーター等の比較的大容量のヒーターを配設すること
は液量の減少時や空焼時等の安全性を確保するための温
度感知制御手段がなく，実用化出来ない欠点を有してい
た。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記欠点を除くためになされたものであり，保
温効力と液体加熱効率を上げる手段として容器は全周を
真空断熱構造容器とすると共に，発熱体は液体中に位置
させると共に，リード部の導出部は断熱構造とし，特に
真空容器内に発熱体を位置させることにより，液体の減
少時又は空焼時等の温度制御を正確に行う手段として，
発熱体の上方に温度制御装置の感熱部を位置させること
により解決したものである。

（作用） 上記のように構成したことにより，保温性能が良く，液
体への加熱効率が良く，しかも湯沸かしヒーターを備え
た真空容器型の液体加熱器を提供できるものである。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面により説明する。

実施例の構成は第１図，第２図及び第３図に示すとおり
である。（１００）は真空容器であり，湯水の如き液体
Ｗを収納するステンレスからなる内容器（１０１）と，
外容器（１０２）とで真空部（１０３）を形成してい
る。真空容器（１００）の下部にある内容器（１０１）
の底部中央部は凸部（１０４）を構成し，かつねじ部
（１０５）を有する連通部材（１０６）で，内容器（１
０１）と外容器（１０２）を連通する連通口（１０７）
を形成する。また真空容器（１００）の上部は口部（１
０８）を形成する。真空容器（１００）内部にはヒータ
ー組立品（２００）が口部（１０８）より押入され，パ
ッキン（３００）を介してねじ部（１０５）と水密にね
じ締結するものである。ヒーター組立品（２００）は下
記するものから構成する。ステレンス板等から成る有底
円筒状の上部材（２０１）と，ねじ部（２０２），穴
（２０３）及び段部（２０４），円筒部（２０５）を有
するステンレス製の下部材（２０６）とを接合部（２０
７）で溶接等により水密に接合してある。（２）及び
（３）は発熱体（以下主ヒーター（２），保温ヒーター
（３）という）で，主ヒーター（２）は円形に巻いたシ
ーズヒーターからなるものであり，その両方の端末部
（２０９）が溶接等により，水密に下部材（２０６）の
段部（２０４）に設けた接合部（２１０）に接合したも
のである。すなわち，下部材（２０６）の段部（２０
４）に下部から主ヒーター（２）の端末部（２０９）を
上方に直立させて構成してある。従って主ヒーター
（２）の発熱部であるヒーター線（２１９）は段部（２
０４）より寸法Ｈだけ下方に位置させ，ターミナル（２
１８）を上部材（２０１）と下部材（２０６）とで形成
する空間部（２１１）内に導出される如く構成してあ
る。また，上部材（２０１）の中央部に形成する接合部
（２１３）に水密に接合するステンレスパイプからなる
水管（２１２）を有し，内容器（１０１）内部と内容器
（１０１）の外部を連通部（２１４）で直通している。
また，上部材（２０１）の上内面にはマイカ等からなる
保温ヒーター（３）を押え板（２１５）により密着固定
してあり，かつ下部材（２０６）の段部（２０４）に感
熱スイッチ（７）及び保安サーモ（８）からなる温度制
御装置（１１）をスプリング性を有する取付板（２１
６）にて感熱的に当接して取付けてある。なお，感熱ス
イッチ（７），保安サーモ（８）はその感熱部を主ヒー
ター２の端末部（２０９）近傍に配置し，水が減少した
とき，又は空焼き状態になったとき，主ヒーター（２）
の温度上昇を敏感にキャッチ出来るように配設してあ
る。リード線（２１７）は連通口（１０７）を介して外
部に導出してある。第１図に示す口部（１０８）には栓
体（３０１）がパッキン（３０２）を介して装着され，
本体（３０４）を転倒したときに湯水の流出を防止し，
通常は蒸気及び圧入空気を通す公知の弁体（３０３）が
配設してあり，蒸気噴出口（３０５）と弁体（３０３）
の孔（３０６）が連通している。

また，栓体（３０１）の穴（３０７）は通常はシリコン
ゴム等より成る弁体（３０８）とスプリング（３０９）
により孔（３０６）との連通をしゃ断し，押し棒（３１
０）を押し下げると穴（３０７）と穴（３０６）が連通
し，同時に孔（３０６）と蒸気噴出口（３０５）が閉じ
られるよう構成してある。ふた（３１１）には押し板
（３１３）とその下部にベローズ（３１２）が配設さ
れ，ベローズ（３１２）は上部に穴（３１４）を有し，
伸縮自在でスプリング（３１５）を介し押し棒（３１
０）を一定高さに保つ支持部材（３１６）から成り，ス
プリング（３１５）は押し棒（３１０）を下方に押し圧
を加えており，支持部材（３１６）により一定位置に押
し棒（３１０）を位置し，弁体（３０８）とのギャップ
を維持する。

パッキン（３１７）はふた（３１１）に一体に装着され
栓体（３０１）との気密を保つものである。なお，ふた
（３１１）は支点（３１８）により開閉するものであ
る。蒸気噴出口（３０５）に対応して感熱スイッチ
（４）が設けてあり，スチームの噴出で動作する。（３
２２）は液体Ｗの排出口であり，転倒したとき，湯水の
噴出を防止する弁体（３２１）を介し，ゲージ（３２
０），シリコンゴム等から成る排水パイプ（３１９）に
より容器（１００）内の液体Ｗに連通している。

次に第４図の電気回路において（１）は交流電源，
（２）はシーズヒーター等からなる主ヒーター，（３）
はマイカヒーター等からなる保温ヒーター，（４）は沸
騰検知の感熱スイッチであり，ＴＲＳ等の常温時はＯ
Ｎ，蒸気温度を感知しＯＦＦするものである。（５）は
リレーコイルであり，（６）はリレーコイル（５）に通
電時ＯＮ，無通電時にＯＦＦとなるスイッチである。
（７）は感熱スイッチで，湯温を感知し，主ヒーター
（２）の通電を制御するものであり，例えば95℃でＯＦ
Ｆ80℃でＯＮとなるもので，水を追加したときなどにＯ
Ｎするものである。（８）は保安サーモであり，空焼時
又は水が少量となって来たときに動作し，主ヒーター
（２）の過熱を防止するものである。（９）は温度ヒュ
ーズ，（１０）はスイッチであり，常時は開手動で押し
たときのみＯＮとし，手をはなせばＯＦＦするものであ
る。上記の如く感熱スイッチ（４）及びリレーコイル
（５）及びスイッチ（６）で自己保持回路を構成する。
以上の如く発熱体（２）を液体Ｗ中に位置させると共
に，温度制御装置（１１），又は少なくとも温度制御装
置（１１）の感熱部を発熱体（２）の上方に位置させた
構成としてある。

上記構成からなる本実施例の動作を説明する。ふた（３
１１）を開け，栓体（３０１）を取り，容器（１００）
内に水からなる液体Ｗを入れる。保安サーモ（８），感
熱スイッチ（７）がＯＮ状態であるので，主ヒーター
（２）及び保温ヒーター（３）に通電し液体Ｗを加熱す
る。主ヒーター（２）はシーズヒーター式であり，直接
液体Ｗを加熱するため効率良く加熱することが出来る。
同時に感熱スイッチ（４）もＯＮしているため，リレー
コイル（５）に通電しスイッチ（６）をＯＮさせる第５
図に湯温特性図を示す。液体Ｗの温度はＴ０℃温度から
ｔ１時間後に感熱スイッチ（７）が動作温度Ｔ１に達す
るとＯＦＦするが，スイッチ（６）のＯＮにより主ヒー
ター（２）及び保温ヒーター（３）は通電維持される。
ｔ２時間後湯となった液体Ｗは沸騰温度（１００℃）に
達し，蒸気が発生する。蒸気は孔（３０６）を介し，蒸
気噴出口（３０５）から勢いよく噴出し，感熱スイッチ
（４）を加熱し，感熱スイッチ（４）が応動ＯＦＦする
と，リレーコイル（５）の電流が断たれ，スイッチ
（６）がＯＦＦし，主ヒーター（２）をＯＦＦする。以
後保温ヒーター（３）により保温する。

このとき，真空容器（１００）の高断熱性により，保温
ヒーター（３）のワット数を任意に設定することによ
り，湯温を任意の温度で保温することが出来る。従って
１００℃をキープするに必要なワット数（放熱量に見合
ったワット数）に保温ヒーター（３）を設定すれば蒸気
噴出口（３０５）からの蒸気量は極めて少量又はゼロと
なるため，感熱スイッチ（４）が冷却し，ＯＮ状態とな
るが，感熱スイッチ（７）がＯＦＦ状態のため，通電せ
ず保温ヒーター（３）のみによる加熱保温を継続する。

湯となった液体Ｗを排出する場合は押し板（３１３）を
下に押し下げると，先づ穴（３１４）が閉じ，ベローズ
（３１２）を押し下げる。押し棒（３１０）が下降し，
弁体（３０８）に当接するが，スプリング（３１５）は
スプリング（３０９）より強く設定してあるため，スプ
リング（３０９）を下降させ，弁（３０８）を下降さ
せ，蒸気噴出口（３０５）を閉じ穴（３０７）を開口さ
せベローズ（３１２）内の空気が穴（３０７），孔（３
０６）を通って容器（１００）内の液体Ｗを加圧し，水
管（２１２），排水パイプ（３１９），ゲージ（３２
０），弁体（３２１）部を介し，排出口（３２２）から
排水する。

押し板（３１３）から手を放すと，初期状態に戻り，弁
体（３０８）は穴（３０７）を閉じ蒸気噴出口（３０
５）を開口する。なお，途中でｔ３時に水を追加すると
湯となった液体Ｗの温度は第５図の如く，ｔ４時にＴ２
℃まで低下するが，感熱スイッチ（７）がＯＮとなり，
主ヒーター（２）に通電し，加熱すると共に，感熱スイ
ッチ（４）もＯＮとなっているために，スイッチ（６）
がＯＮとなり，初期状態となる。

以上の通常の使用状態においては，先づ液体Ｗの量が多
く，ヒーター組立品（２００）が液体Ｗ中にあるときは
感熱スイッチ（７）及び保安サーモ（８）は空間部（２
１１）内に位置し，かつ各々の感熱部は段部（２０４）
に当接している構造であり，主ヒーター（２）の端末部
（２０９）と下部材（２０６）と伝熱的に配置してある
と共に，主ヒーター（２）の上方に配設してあるもので
あるが，以下の特性を有するものである。

液体Ｗが低温で，主ヒーター（２）により加熱している
ときは（同時に保温ヒーター（３）も通電），主ヒータ
ー（２）が水中で発熱していることにより，ヒーター線
（２１９）は比較的低温で安定し，接合部（２１０）と
ヒーター線（２１９）は寸法Ｈだれ離れているため液体
Ｗにより冷却され，接合部（２１０）はほぼ液体Ｗと同
温度となる。また，保温ヒーター（３）もワット数が小
さいことから上部材（２０１）より冷却され，空間部
（２１１）の温度も液体Ｗの温度とほぼ同一となってい
る。このため保安サーモ（８），感熱スイッチ（７）は
液体Ｗ温度を正確に感知することが出来る。

液体Ｗが少量となった場合，すなわち段部（２０４）以
上であれば，保温ヒーター（３）の発熱量は小さく，段
部（２０４）は液体Ｗ中にあるので，感熱スイッチ
（７）及び保安サーモ（８）は正確に液体Ｗ温度を感知
し，保安サーモ（８）は１００℃を超える温度例えば１
２０℃に設定しておくことにより，動作しない。

更に液体Ｗが減少し，段部（２０４）より低水位とな
り，略ヒーター線（２１９）の端末位置以下となり，主
ヒーター（２）の発熱部が水面より上部になると，主ヒ
ーター（２）の端末部（２０９）を介した直接伝導熱
と，主ヒーター（２）の発熱等による空気対流，放射伝
熱により段部（２０４）を介し，保安サーモ（８）が応
動し，主ヒーター（２）を制御する。

特に主ヒーター（２）の発熱部より保安サーモ（８）の
取付位置を上方に構成したことにより，空気対流で応動
することが出来ると共に，必ず保安サーモ（８）が水中
から水面上に露出した後主ヒーター（２）が水面上に露
出する順序となることにより，主ヒーター（２）の空焼
開始後短時間に正確に精度良く感知することが可能とな
る。

また，万一液体Ｗを入れないで，電源を誤って投入した
場合においても，主ヒーター（２）の温度を接合部（２
１０）を介した直接伝導による伝熱と空気対流伝熱及び
放射伝熱により効果的に感度良く，保安サーモ（８）を
感熱応動するよう構成することが出来る。

以上の如く寸法Ｈを任意に選定しておくことにより，器
体が傾いても主ヒーター（２）の発熱部，すなわちヒー
ター線（２１９）部が水面上に出て，局部加熱し，赤熱
等しても保安サーモ（８）が動作しないなどにより，栓
体（３０１）が溶解する等の危険を防止することができ
るものである。

また，空間部（２１１）内に温度制御装置（１１）に類
する温度ヒューズ（９）を内装してもよいものであり，
保安サーモ（８）の動作温度より高い温度に設定してお
くことにより，通常は保安サーモ（８）の応動により液
体が少ないとき，又は空焼時には保安サーモ（８）で温
度制御をすることにより，過熱等の危険がなく，万一保
安サーモ（８）が故障したとき液体加熱器の安全を確保
できるものである。

発明の効果 以上により，本発明によれば，保温効力と液体加熱効率
を高めることができる効果があり，しかも湯沸かしヒー
ターを備えた，真空容器型の液体加熱器を提供できるも
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真空容器型の液体加熱
器の断面図，第２図は同要部断面図，第３図は同要部分
解斜視図，第４図は同電気回路図，第５図は同温度特性
図である。 （２）……発熱体，（１１）……温度制御装置 （１００）……真空容器

フロントページの続き (72)発明者 高橋 寿久 千葉県柏市新十余二３番地１ 日立熱器具 株式会社内 審査官 内田 俊生 (56)参考文献 実開 昭58−190931（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−30439（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−77924（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体Ｗを収容する真空容器（１００）と、
   真空容器（１００）に収納する液体Ｗを加熱する発熱体
   （２）と、発熱体（２）を制御する感熱スイッチ（７）
   および保安サーモ（８）からなる温度制御装置（１１）
   を備え、発熱体（２）を液体Ｗ中に位置させると共に、
   温度制御装置（１１）又は少なくとも温度制御装置（１
   １）の感熱部を発熱体（２）の上方に位置させ、更に液
   体Ｗを排出する水管（２１２）を発熱体（２）の略中央
   部を貫通させて真空容器（１００）底部より真空容器
   （１００）外へ突出させ、かつ水管（２１２）の上端は
   発熱体（２）よりも上方に位置させたことを特徴とした
   真空容器型の液体加熱器。