JPH09507395A - 電気加熱式湯沸器に関する改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電気加熱式湯沸器は、湯沸器の基礎部に組み込まれた平面状加熱要素を有し、該平面状加熱要素は、印刷加熱要素が裏側に形成されたステンレス鋼板からなるとともに、電気絶縁ガラス層間に挟まれる平面状加熱要素を有する。過熱状態において加熱要素の電源を切断する制御装置は、最外側ガラス絶縁層に形成される窓を介して前記印刷加熱要素と直接的に接触するバイメタルの形をとる主作動器を有し、該バイメタルは、窓のまわりにおいてガラス絶縁体と接触するバイメタル用熱崩壊性支持台の形をとる副作動器内に保持される。このような手段により、主作動器と副作動器とが異なった温度にさらされる。平面状加熱要素の反対（湿潤）側において窓の位置に対応する位置に、湯沸器の注水時に水を流入させるための穴を有するとともに、湯沸器内で水が沸騰して外囲体内において発生した蒸気が外囲体から水を排斥した時にバイメタルにより検出可能な過熱状態に似た状態を生ぜしめる働きをする外囲体が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】 電気加熱式湯沸器に関する改良 発明の分野 本発明は、電気やかんおよび魔法瓶等と深鍋、平鍋、コーヒー沸し、実験機器 等を含めた電気加熱式湯沸器に関する改良に関するとともに、さらに、このよう な湯沸器用の電気加熱要素と前記加熱要素の動作を決定するようにしてある関連 制御装置との改良に関する。本発明は、特に電気やかんと魔法瓶とに適用され、 以下ではこうした用途を取り上げて説明するが、本発明はこのような用途に制限 されるものではない。発明の背景 従来的に、自動電気やかんおよび魔法瓶は、２つの温度制御装置、すなわち、 たとえば空の状態で電源が入れられたことによる過熱が検出された場合に器具の 電気加熱要素への供給電力を切断するようにしてある加熱要素保護制御装置と、 加熱された水が沸騰した時に加熱要素への供給電力を低下させ、または切断する 蒸気制御装置とを備えている。このような制御装置は一般に、通常はバイメタル 素子である独自の温度センサを有しており、加熱要素保護制御装置はさらに、主 制御装置が万一故障した場合に動作するように構成された何らかの形の副保護装 置または後備保護装置を備えていることもある。加熱要素保護制御装置の例とし て、実質的に英国特許第Ａ−２１９４０９９号において特に同特許の図３Ａ、３ Ｂおよび３Ｃを参照して説明されているようなOtter Controls Ltd.製Ｘ１制御 装置があげられ、蒸気制御装置の例として、実質的に英国特許第Ａ−２２１２６ ６４号において特に同特許の図３Ａ〜３Ｍに説明されているようなOtter Contro ls Ltd.製Ｊ１制御装置があげられる。 湯沸器用単一センサ型電子制御装置は、英国特許第Ａ−２２２８６３４号に説 明されている。この制御装置は、サーミスタを利用しており、加熱要素の温度を 該サーミスタの電気抵抗の関数として、沸騰開始をサーミスタ抵抗の変化率の関 数として検出する。しかし、目下最新の近代電子工学をもってしても、主負荷を 切り換えうる回路を、バイメタル素子に匹敵する価格で製造することは容易では ない。 単一センサ型制御装置は、英国特許第Ａ−１１４３８３４号（松下）において 提案されているが、本出願人の知るかぎりにおいては１度も製造されたことがな い。この提案によると、やかんまたはその他の湯沸器内における加熱要素の取付 けに用いられる上板に取り付けられた被覆絶縁抵抗加熱要素において加熱要素そ のものが曲げられて、加熱要素の主要部分の一般的なレベルより上の位置におい て加熱要素上板に取り付けられる高温戻り部分を形成し、加熱要素の上板上にお いて加熱要素の高温戻り部分が取り付けられる部分に穴開き外囲体が設けられる 。加熱要素そのものの主要部分より上のレベルにおいて加熱要素の上板に取り付 けられる加熱要素高温戻り部分を設けることは、英国特許第Ａ−１１４３８３４ 号の出願時点において周知であり、このような構成にすると、非自動やかんが沸 騰したまま放置されて空炊きになるという事故が起こった場合に、水位の低下に 伴って、まず最初に加熱要素の高温戻り部分が露出し、その結果高温戻り部分が 過熱して、加熱要素の上板を介して自身の反対側に設けられたバイメタルまたは その他の制御装置に温度信号を送ることになる。前記手段によって、加熱要素の 何らかの実質的部分の過熱が深刻になる前に加熱要素の電源が切断される。やか んが低温の時に外囲体の内部に水を流入させうる十分な小開口が設けられた外囲 体内に加熱要素の高温戻り部分を収容することにより、英国特許第Ａ−１１４３ ８３４号の提案は、沸騰時に外囲体内において発生した蒸気が外囲体から水を追 い出し、それと同時に加熱要素の高温戻り部分が過熱してバイメタルまたはその 他の制御装置を動作させるというものであった。英国特許第Ａ−１１４３８３４ 号に提案されている構成によれば、単一のバイメタルまたはその他の制御装置は 、やかんが沸騰した時とやかんが空のまま電源が入れられた時との両方の場合に 動作することになる。 前記のように、英国特許第Ａ−１１４３８３４号の提案は、その装置が単純で あることと、加熱要素過熱保護および沸騰検出の両方を行なうという単一センサ 型バイメタル制御装置の利点が約束されていることとにもかかわらず、本出願人 の知るかぎりにおいては、これまで製造されたことがない。さらに、本発明者が 行なった試験から、英国特許第Ａ−１１４３８３４号に記載の加熱要素では、湯 沸時において温度作動器を信頼性よく動作させうる十分な温度上昇を達成するこ とは不可能であることがわかった。このような作動器は、たとえば湯垢によって 高くなるかもしれない通常加熱時の温度と水が沸騰した時の温度とを区別しうる ものでなければならないことが理解される。 本出願人の国際特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ９３／００５００号（国際特許第９３ ／１８６３１号）において、ステンレス鋼上板に点溶接された高温戻り部分を有 するとともに、加熱要素の使用時に水が関連の湯沸器内において沸騰せしめられ て外囲体内における蒸気の発生により該外囲体から水が排斥された時に、高温戻 り部分の温度が１００℃を有意に上回る温度に上昇するように高温戻り部分のま わりに外囲体が設けられたステンレス鋼被覆加熱要素と、加熱要素上板の温度が 所定のレベルに達した時に加熱要素への供給電力を切断するようにしてある熱応 答式制御装置であって、実質的に前記点溶接位置における前記加熱要素上板の温 度に呼応するように構成された熱応答式制御装置との組合せが説明されている。 国際特許第９３／１８６３１号に説明されているように、加熱要素の高温戻り部 分を上板に接合するために従来的に用いられるろう付け部分の代わりに極めて局 所的な点溶接を用いることと、熱応答式制御装置のバイメタル・ブレードと加熱 要素上板の後部との間における吸熱材の適用を小面積の点溶接部分に制限するこ ととにより、本発明者は、加熱要素保護と沸騰検出との両動作モードにおいて、 制御装置の動作を申し分のないものにすることができた。これによって英国特許 第Ａ−１１４３８３４号に付随する問題を克服することができた。 本出願人の国際特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ９３／００５０１号（国際特許第９３ ／１８６３２号）に記載されている代案構成では、細長い金属被覆電気絶縁抵抗 加熱要素の端部（低温テール部）は、適切な耐熱性合成プラスチック材料により 形成されることが有利な（しかし必須ではない）加熱要素上板と係合し、熱伝導 率の高い材料により形成される伝熱体が加熱要素の一方の端部に隣接する被加熱 部分から加熱要素上板を通って延在して、適切な制御装置による加熱要素の温度 検出に用いられ、外囲体が加熱要素部分の前記被加熱部分を取り囲み、加熱要素 を湯沸器とともに用いた場合に、湯沸器の注水時に外囲体が水により満たされて 、沸騰開始とそれに伴う前記外囲体内での蒸気の発生とにより、水が外囲体から 実質的に排斥されて、前記伝熱体と温度的に結合した適切な熱応答式制御装置に より検出可能な空炊き状態に似た状態が生じるような構成とされている。国際特 許第９３／１８６３２号に説明されているように、前記構成も単一の制御装置に 加熱要素保護と沸騰検出との両機能を持たせることができる。発明の要約 本発明は、単一の熱応答式制御装置に加熱要素保護と沸騰検出との両機能を持 たせることができる、また別な構成を提供するものである。本発明によれば、以 下に記載のように多様な異なった形態をとりうる平面状加熱要素が、たとえば湯 沸器の壁面、下面または底面に締結もしくは結合され、または前記面を構成し、 前記Ｘ１制御装置またはその適応型等の熱応答式制御装置が加熱要素の所定位置 において該加熱要素と熱的接触状態に配置され、制御装置と加熱要素との熱的接 触位置に対応する湯沸器の前記壁面上の位置において湯沸器内に外囲体が設けら れ、この外囲体の構成は、湯沸器を使用した場合に湯沸器の注水時に外囲体が水 により満たされて、沸騰開始とそれに伴う前記外囲体内における蒸気の発生とに より、水が外囲体から実質的に排斥されて、熱応答式制御装置によって検出可能 な空炊き状態に似た状態になるようなものとされる。 本発明はまた、湯沸器の壁面に結合され、または該壁面として組み込まれる前 記のような平面状加熱要素と前記のような外囲体との組合せに関する。外囲体は 、加熱要素そのものが湯沸器の壁面を形成するようになっている場合には加熱要 素に固定されてもよく、または外囲体を加熱要素に動作可能に取り付けるために 加熱要素上に設けられる相補的形状部と係合する形状部を有するものであっても よい。 本発明にしたがった構成の作用において、湯沸器の注水により水が外囲体内に 流入し、水が加熱されて最終的に沸騰した時に、外囲体内において蒸気が発生す ることにより、水が外囲体から排斥され、そのために外囲体内において、加熱要 素の局所的温度上昇を引き起こして感温式制御装置を作動させる擬似空炊き状態 が生じる。外囲体の開口は、加熱水量中において発生する対流が外囲体によって 制限されるために外囲体内において起こりうる局所的沸騰により、蒸気が放出さ れるとともに湯沸器の主要部分からの相対的に低温の水に取って代られることに なるが、湯沸器内の水全体が沸騰すると、もはや相対的に低温の水の供給は行な われず、外囲体の下に位置する加熱要素の部分が空炊き状態になり、その温度が 有意かつ急速に上昇して、制御装置が作動するようになるのである。 前記平面状加熱要素は、たとえばコーヒー沸かし器において周知のように、た とえば平面状部材に固定される細長い金属被覆電気絶縁抵抗加熱要素の形をとる ものであってもよく、コーヒー沸かし器においては、このような加熱要素は、一 般にコーヒーを入れた後でこれを熱いままに保つために用いられるとともに、一 般に、それ自体が湯沸器の底面を形成することもあり、またはその代わりに一般 にステンレス鋼製の湯沸器底面に固定されるようになっていることもあるアルミ 鋳物に鋳造または固着される前記のような被覆加熱要素からなる。これに代わる 方法として、平面状加熱要素は、導電性インキを用いた平版印刷技術または半導 体素子の製造分野において周知の写真平版技術および／または本質的に周知の金 属の火炎溶射、プラズマ蒸気蒸着等のその他の蒸着技術により、電気絶縁基板上 に形成されるパターン状抵抗加熱要素を有する種類のものであってもよい。本発 明は、平面状加熱要素のいかなる特定形態にも制限されるものではない。 熱応答式制御装置は、英国特許第Ａ−２１９４０９９号において特に同特許の 図３Ａ、３Ｂおよび３Ｃを参照して説明されている前記Ｘ１制御装置の改良形で あってもよい。Ｘ１制御装置は、使用時において加熱要素と緊密な熱的接触状態 に配置される構成のバイメタル作動器を内蔵しているため、主レベルの加熱要素 保護装置となるとともに、さらに、加熱要素上板部分の温度が、主レベルの保護 装置が通常動作する温度よりも高い温度に上昇し続けた場合に変形する構成の合 成プラスチック製支持台にバイメタル作動器が取り付けられており、こうして起 こる支持台の変形が加熱要素の電源を切断する効果をもたらす構成になっている ため、主保護装置が万一故障した場合に機能する副レベルまたは後備レベルの保 護装置となる。英国特許第Ａ−２１９４０９９に記載のようなＸ１制御装置の改 良は、通常、平面状加熱要素が、従来の被覆加熱要素内において抵抗加熱要素と 電気的に接触するいわゆる「低温テール部」を必ずしも含まないために必要とさ れるのであるが、このような低温テール部または同等物が設けられていれば、そ の他の状況によっては、Ｘ１制御装置を改良しなくてもよい場合もあることは自 明である。こうした点から平面状加熱要素と回路接続可能になるようにするＸ１ 制御装置の改良は一般に当業者の基礎的技術の範囲内のものであるが、以下に、 本出願人の英国特許出願第９４０１５５９．１号の主題をなす好適な改良につい て説明する。たとえば平面状加熱要素が湯沸器の底面を形成する場合には、改良 されたＸ１制御装置（または他の何らかの適切な制御装置）は、加熱要素の一部 分よりも下において該一部分と熱的接触状態に構成可能であり、国際特許第９３ ／１８６３１号および国際特許第９３／１８６３２号に記載のように水の流入と 蒸気の流出とを可能にする開口を有した外囲体は、Ｘ１制御装置のバイメタル・ ブレードの真上に構成可能である。 以下に、本発明を実施する上で有利に用いられるとともに、熱応答式主作動器 と、加熱要素の温度が主作動器が動作する設計温度を大幅に超える温度に上昇し たことに呼応して動作しうる熱応答式副作動器とを有したＸ１制御装置またはそ の改良型等の加熱要素保護制御装置とともに用いられる設計とされる平面状電気 加熱要素の例について説明する。問題の平面状電気加熱要素は、基板または台板 と、前記基板または台板の片面の少なくとも一部分上に形成される電気絶縁層と 、前記基板または台板から分離されるように前記電気絶縁層上に形成される導電 体であって、適切な電気抵抗加熱要素を構成しうるような電気抵抗を有した材料 によって形成される導電体と、前記導電体の上に形成される別な電気絶縁層であ って、電気加熱要素を前記加熱要素保護制御装置とともに用いた時に、熱応答式 主作動器が前記導電体の温度に直接呼応するように前記導電体に接触しうる開口 が貫設されるとともに、熱応答式副作動器は前記導電体と直接接触することがで きずに、前記別な電気絶縁層を介した熱伝導によって前記導電体の温度に呼応す る別な電気絶縁層とからなる。 以下にまた、前記平面状加熱要素とともに使用するのに特に適した前記Ｘ１加 熱要素保護制御装置の改良型の例について説明する。制御装置の熱応答式バイメ タル主作動器は、前記別な絶縁層の開口と整合するように構成されるため、加熱 要素の温度に直接呼応する構成となり、制御装置の熱応答式副作動器を構成する とともに熱応答式バイメタル主作動器の取付部として機能するプラスチック材料 製支持台の足は、前記別な絶縁層の開口の外側において前記別な絶縁層と接触す る構成とされる。以下に詳細に説明するように、平面状加熱要素はステンレス鋼 基板または台板を有し、２つの電気絶縁層はガラス材料によって形成され、電気 抵抗加熱要素そのものは、導電性インキによって形成される加熱線からなる。加 熱線は、第２の電気絶縁（たとえばガラス）層に形成されるそれぞれの開口を介 して接触可能な終端部を有し、加熱要素保護制御装置は、制御装置が加熱要素に 対して動作可能な位置関係になった時に前記終端部と接触するようになっている 弾性金属導電体を有する。本体がプラスチック製の湯沸器内に加熱要素が設けら れる場合は、ステンレス鋼基板または台板の使用は、熱伝導率が相対的に低いス テンレス鋼を用いてプラスチック製の湯沸器本体を抵抗加熱要素そのものから温 度的に分離することができるため、有利である。しかし、ステンレス鋼基板の使 用は単なる例にすぎず、その他の材料を用いることもできる。基板または基層は 、最初に記載の電気絶縁層と同じものとすることもでき、その場合には電気抵抗 加熱要素そのものが基板上に直接形成されてもよい。 より一般的には、一般に平面状の加熱要素とともに用いられる加熱要素保護制 御装置は、電気絶縁材料によって形成される本体部と、前記本体部の片面に設け られて略平面状の加熱要素と並列になる熱応答式主切換作動器と、前記本体部の 前記片面に設けられて、前記熱応答式主切換作動器が略平面状の加熱要素と並列 に構成される位置から離間した１ヵ所以上の位置において前記略平面状加熱要素 と並列になる熱応答式副切換作動器と、前記熱応答式主および副切換作動器に呼 応して、制御装置を介して略平面状加熱要素への供給電力を決定する前記本体部 内の切換手段と、前記切換手段に電気接続されるとともに前記本体部の前記片面 上に延在して、前記略平面状加熱要素の電気端子を電気的に接続する端子手段と からなるものとすると有利である。 本発明の前記およびその他の局面と特徴とについては、添付の特許請求の範囲 に特に記載されており、添付図面を参照しながら本発明の実施例に関する以下の 詳細な説明を考慮することにより、本発明の利点も合わせて、最もよく理解され よう。図面の説明 図１は、本発明の実施例である湯沸し魔法瓶を示す略図である。 図２は、図１の湯沸し魔法瓶において制御装置３として用いられうる加熱要素 保護制御装置の例を示す分解斜視図である。 図３Ａおよび３は、図２の制御装置とともに用いられるようにしてある平面状 加熱要素の例を示す断面略図および平面図である。実施例の詳細な説明 まず添付図面の図１において、たとえば成形プラスチック材料により形成され る電気湯沸し魔法瓶１は、平面状電気加熱要素２として形成される台部を有する とともに、加熱要素２の裏側において所定位置に設けられる熱応答式制御装置３ と加熱要素の反対側において制御装置３の対面に配置される外囲体４とを備え、 外囲体４には開口５が形成される。 前記のように、加熱要素２および制御装置３は異なる形をとるものであっても よく、この点に関する必須要件は、制御装置３の熱応答式作動器を加熱要素と十 分に緊密な熱的接触状態にして加熱要素の温度に呼応させるようにしなければな らないということである。制御装置３はたとえば、前記Ｘ１制御装置の改良型か らなるものとすることができ、かつ自身のバイメタル作動器を加熱要素２の裏側 に接触させたものとすることができる。加熱要素２は、加熱要素の上面を形成す る薄いステンレス鋼シート体からなるものとすることができ、該加熱要素の裏側 には薄いガラス層またはその他の耐熱性電気絶縁材料層が設けられる。抵抗加熱 要素そのものは、たとえば導電性インキを用いた印刷により、ガラス層の表面上 に形成され、印刷された加熱要素の上に別なガラス層またはその他の耐熱性電気 絶縁材料層が設けられる。 外囲体４の穴５は、魔法瓶の注水時に外囲体内に水を流入させるとともに、前 記のように、湯沸器１内において水が沸騰した時に発生する蒸気により、外囲体 から水を排斥する働きをする。本体部の水が一定温度まで上昇した時に外囲体内 における実質的な対流の欠如によって外囲体４内で局所的な沸騰が起こっても、 外囲体からの蒸気の放出と、本体部の相対的により低温の水から外囲体内への代 替水の流入とが起こるだけである。しかし、本体部の水が沸騰しはじめると、相 対的に低温の水の流入が途絶えて、外囲体内において発生する蒸気によって外囲 体は急速に空炊き状態となり、それに伴って加熱要素の局所的な温度が急速に上 昇する。この急速な温度上昇は、加熱要素２への供給電力を切断する働きをする 制御装置３により検出される。 外囲体４は、国際特許第９３／１８６３１号に記載されている構成のように、 点溶接もしくはリベット締めまたはその他の方法により、制御装置３の上の所要 位置に取付可能な薄板金構造として形成可能である。これに代わる方法として、 前記構成のように、加熱要素２が金属板上に形成され、または金属板に取り付け られ、前記金属板が湯沸器の底を形成するのであれば、制御装置は、縁部に近接 する位置において金属板の前記面に向って配置可能である。したがって外囲体は 、金属板に重なるとともに制御装置のバイメタル部の反対側の金属板部分を覆う 構成であってもよい湯沸器成形体の一体的部分として形成可能となり、外囲体の 蒸気穴は、外囲体の下縁部に設けられる段部とその上面に設けられる１つ以上の 穴とにより形成可能である。 これ以外に、本発明は、本出願人の国際特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ ９３／０１ ８１４号（国際特許第９４／０６１８５号）に記載されている種類の回転自在な コードレス接続装置を用いたいわゆるコードレス型湯沸器に適用可能である。こ うした用途の場合、制御装置は、加熱要素の下中央または少なくとも湯沸器に対 して中央に配置されてもよく、外囲体は、湯沸器の側面から支持されるとともに 加熱要素の中央に配置されるプラスチック成形体とすることができる。このよう な成形プラスチック製外囲体は、湯沸器と一体成形可能であり、または別な方法 として別途形成されて湯沸器の壁面に取り付けられるとともに前記壁面から支持 されるものとすることもできる。外囲体が加熱要素に厳密に近接する場合は、成 形プラスチックの外囲体を用いるのであれば、優れた耐熱特性を有する材料によ り外囲体を形成させることが好ましいかもしれない。たとえば難燃性と３００℃ を超える融点とを有したPhillips Petrolum製RytonTM等の硫化ポリプロピレンが 適切な材料となるかもしれない。 次に図２において、同図に示される加熱要素保護制御装置は、英国特許第Ａ− ２１９４０９９号において特に同特許の図３Ａ、３Ｂおよび３Ｃを参照して説明 されている前記Ｘ１制御装置の改良型である。主題の制御装置については、以下 では簡単にしか説明しないので、その全ての局面と利点とを完全に理解するため に、英国特許第Ａ−２１９４０９９号を参照されたい。 図２において、同図に示される加熱要素保護制御装置は、互いにはめ合わされ るとともに自身間に第１および第２の端子と弾性金属導電体１５、１６および１ ７とを捕獲するようにしてある第１および第２の成形プラスチック本体部分１１ および１２からなる。本体部分１２の反対側には、本体部分１２の前面（図では 見えない）に対して所定の態様で配置されるようにしてあるプラスチック材料の 支持台１９に、英国特許第Ａ−２１９４０９９号に記載のＸ１制御装置と同様の 態様で取り付けられるようになっているバイメタル主切換作動器１８が設けられ る。 バイメタル主切換作動器１８は、英国特許第Ａ−２１９４０９９号に記載の態 様と実質的に同一の態様で構成されて、弾性金属導電体１５および１６の部分２ ０および２１によって形成される切換装置の状態を決定するものであり、押し棒 ２２は、そのために設けられている。部分２０および２１は、通常は互いに電気 的に接触しており、使用時にバイメタル主切換作動器１８が加熱要素の過熱に呼 応した時に、押し棒２２によって接触解除される。主切換作動器が何らかの理由 で部分２０と２１との接触を解除することができなくなると、加熱要素が付勢さ れ続けて、その温度が、プラスチック材料の支持台１９によって構成される熱応 答式副作動器が作動するレベルまで上昇するようになる。支持台１９は、制御装 置が平面状加熱要素に動作可能に結合され、支持台１９が本体部分１２の方へと 後方に付勢された時に、突出部２３および２４により弾性金属部分２５および２ ６が付勢されて端子１３および１４とそれぞれ接触するように、本体部分１２を 貫通して延在して弾性金属導電体１５および１７の部分２５および２６と接触す る設計の後方突出部２３および２４を有する。支持台１９は、関連の加熱要素の 裏面上に載置される足２８を備えた４本の脚部２７を有しており、加熱要素の温 度が、脚部２７が溶解しはじめるようなレベルまで上昇すると、導電体部分２５ および２６の弾性作用により、支持台１９が加熱要素の方へと前方に崩壊して、 最終的に導電体部分２５および２６が制御装置の端子１３および１４と接触しな い位置に移動するようになる。 図２の加熱要素保護制御装置は略平面状の加熱要素とともに用いられるように なっており、弾性金属導電体１６および１７が、制御装置の本体部分１２の前方 に突出するとともに平面状加熱要素の端子部と電気的に接触して制御装置を介し て前記端子部に電力を供給するようにしてある前方延在部分２９、３０を有する ことがわかる。 次に図３Ａおよび３Ｂにそれぞれ、本発明の実施にあたって用いると有利な平 面状加熱要素の形態例の断面図と平面略図とを示す。平面状加熱要素は、第１の 電気絶縁ガラス層３２が中央部分上に形成されるとともに第２の電気絶縁ガラス 層３４が加熱線３３と第１のガラス層３１との上に形成されるステンレス鋼基板 または台板３１からなる。第２のガラス層３４には、開口または窓３５が設けら れて、開口の下の加熱線３３が露出するようになっており、開口は、図３Ｂに示 すように、図２の制御装置のバイメタル主作動器１８を加熱線３３の温度に直接 呼応させることができ、しかも支持台１９の足２８をガラス面上に開口の外側周 囲に配置することができる大きさとされる。追加の開口３６および３７が、第２ のガラス層３４において加熱線３３の終端部３８および３９に対応する位置に設 けられるとともに、制御装置が加熱要素と動作可能な関係に取り付けられた時に 制御装置の弾性導電体１６および１７の前方突出部２９および３０と接触する構 成とされる。加熱線３３の終端部３８および３９は、好ましくは銀または同様に 良好な電気接点材料により形成されることとする。 加熱要素の台板３１上には、加熱要素保護制御装置の取付けを可能にする取付 支柱４０および４１が設けられる。こうした取付支柱は、ねじ部を有するもので あってもよく、または何らかの適切な形の摩擦固定手段と係合する設計のもので あってもよい。 前記加熱要素保護制御装置を用いて前記平面状加熱要素を動作させた場合、制 御装置のバイメタル主作動器が加熱要素の加熱線と直接熱伝達可能な関係にある ために、加熱要素の過熱に対する制御装置の迅速な呼応が約束される。同時に、 副保護手段、すなわち崩壊可能な支持台１９を加熱線３３から絶縁することによ り、通常は制御装置の１次動作を伴う加熱、すなわち通常は主保護装置の作動後 に起こる加熱要素の急激な温度上昇によって副保護装置が作動してしまうという ことが起こらなくなる。さらに、バイメタル主作動器と加熱線との緊密な熱的接 触により、主保護装置の呼応時間を向上させることができ、したがって過熱レベ ルがさらに低くなる。これらの要素により、支持台１９のための適切な材料の選 択が容易になる。 図２の加熱要素保護制御装置の相対的に「平ら」な形状は、美的利点をも有し ており、制御装置を内蔵して美的に好ましい機器設計を実現しやすくなる。 このように、前記では、制御装置のバイメタル部が加熱線と直接的な熱的接触 を持ち、後備保護装置の構成に実用的な熱可塑性材料を用いることができるよう に、変形可能な後備保護装置が、該保護装置に対する過熱温度を制限する外側ガ ラス層によって加熱線から熱絶縁される、変形可能な後備保護装置を備えたバイ メタル制御装置が平面状加熱要素に取り付けられる構成について説明した。また 、この構成において、加熱線との電気接続が、制御装置と一体構成とされる弾性 体と加熱線に電気接続される印刷接点との間の直接的な接触によってもたらされ る構造が説明されている。図１に示すように、制御装置が加熱要素と熱的に接触 する加熱要素の乾燥面上の位置に対応する位置において加熱要素の湿潤面上に位 置する外囲体を設けることによって、沸騰時自動電源切断と過熱保護との両方を 目的とした加熱要素の単一センサ制御を実現することができる。 このように実施例を参照しながら本発明について説明したが、前記実施例は本 発明の実例および具体例であって、本発明は前記実施例に制限されるものではな いことと、当業者には添付の特許請求の範囲に示す本発明の範囲を逸脱すること なく改良および改変が可能であることとが明白に理解される。たとえば、図１の 構成では、外囲体４は湯沸器１の本体内に設けられているが、外囲体を湯沸器の 外側に設けるとともに穴開き壁面を介して該湯沸器と連通させることもでき、同 様に、平面状加熱要素は、湯沸器本体から外に延在するとともに外囲体の下に位 置する、制御装置３との協働部分を有するものとすることができる。このような 代案構成は、湯沸器本体の美的設計に関して、別な可能性をもたらすものである 。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．平面状加熱要素が湯沸器の壁面に結合され、または前記壁面を構成し、前記 加熱要素用の熱応答式制御装置が、前記加熱要素の所定位置において前記加熱要 素と熱的接触状態に構成され、外囲体が、前記湯沸器内において前記制御装置と 前記加熱要素との前記熱接触位置に対応する前記壁面位置に設けられ、前記外囲 体の構成が、前記湯沸器の使用時において前記湯沸器の注水時に前記外囲体が水 によって満たされ、沸騰開始とそれに伴う前記外囲体内での蒸気の発生とによっ て前記外囲体から水が実質的に排斥されて、前記熱応答式制御装置により検出可 能な空炊き状態に似た状態になるような構成とされることを特徴とする電気加熱 式湯沸器。 ２．前記平面状加熱要素が、平面状部材に取り付けられる細長い金属被覆電気絶 縁抵抗加熱要素からなることを特徴とする請求項１に記載の電気加熱式湯沸器。 ３．前記平面状加熱要素が、電気絶縁基板上に形成されるパターン状抵抗加熱要 素からなることを特徴とする請求項１に記載の電気加熱式湯沸器。 ４．前記平面状加熱要素が、前記加熱要素の上面を形成する薄いステンレス鋼シ ートであって自身の裏側に薄いガラス層またはその他の耐熱性電気絶縁材料層が 設けられ、抵抗加熱要素そのものは前記電気絶縁材料層の上に形成され、別な薄 いガラス層またはその他の耐熱性電気絶縁材料層が前記抵抗加熱要素そのものの 上に形成される薄いステンレス鋼シートからなることを特徴とする請求項１に記 載の電気加熱式湯沸器。 ５．前記熱応答式制御装置が、主制御装置と、前記主制御装置が故障した場合に 動作可能となる副制御装置とからなることを特徴とする前記請求項のいずれかに 記載の電気加熱式湯沸器。 ６．前記平面状加熱要素が、熱応答式主作動器と、前記主作動器の設定動作温度 を有意に上回る温度まで前記加熱要素の温度が上昇したことに呼応して動作する 熱応答式副作動器とを有した熱応答式制御装置とともに用いられる設計とされる とともに、基板または台板と、前記基板または台板の片面の少なくとも一部分上 に形成される電気絶縁層と、前記基板または台板から絶縁されるように前記電気 絶縁層上に形成される導電体であって、電気抵抗加熱要素そのものを構成しうる ような電気抵抗を有する材料により形成される導電体と、前記導電体の上に形成 される別な電気絶縁層とからなり、前記別な電気絶縁層が自身を貫通する開口を 有し、前記電気加熱要素が前記熱応答式制御装置とともに用いられた時に、前記 熱応答式主作動器が前記導電体の温度に直接呼応するように前記開口において前 記導電体に接触することができ、前記熱応答式副作動器は前記導電体と直接接触 することができずに、前記別な電気絶縁層を介した熱伝導によって前記導電体の 温度に呼応することを特徴とする請求項１に記載の電気加熱式湯沸器。 ７．前記基板または台板が、金属材料により形成されることを特徴とする請求項 ６に記載の電気加熱式湯沸器。 ８．前記金属材料が、ステンレス鋼からなることを特徴とする請求項７に記載の 電気加熱式湯沸器。 ９．前記基板または台板が、非金属の電気絶縁材料により形成されることを特徴 とする請求項６に記載の電気加熱式湯沸器。 １０．最初に記載の前記電気絶縁層または前記別な電気絶縁層が、ガラス材料に より形成されることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の電気加熱式湯 沸器。 １１．前記導電体が、前記最初に記載の電気絶縁層上に蒸着される電気抵抗加熱 線からなることを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載の電気加熱式湯沸 器。 １２．前記加熱線が、前記別な電気絶縁層に設けられるそれぞれの孔部の下に位 置する終端部を含み、前記孔部が前記終端部との接触を可能にして前記加熱線へ の電力供給が行なわれることを特徴とする請求項１１に記載の電気加熱式湯沸器 。 １３．前記熱応答式主作動器がバイメタル部材からなり、前記熱応答式副作動器 が、所定のレベルを超える温度において弾性体の圧力により変形しうる、選択さ れた材料によって形成される部材からなることを特徴とする請求項６〜１２のい ずれかに記載の電気加熱式湯沸器。 １４．前記熱応答式副作動器が、熱可塑性材料により形成される部材からなるこ とを特徴とする請求項１３に記載の電気加熱式湯沸器。 １５．前記熱応答式副作動器が、前記バイメタル部材用支持台からなる請求項１ ３または１４に記載の電気加熱式湯沸器。 １６．前記加熱要素保護制御装置が、電気絶縁材料により形成される本体部分か らなり、前記熱応答式主切換作動器が、前記本体部分の片面に設けられて前記加 熱要素の前記開口と並列となり、前記熱応答式副作動器が、前記本体部分の前記 片面に設けられて前記開口から離間した１ヵ所以上の位置において前記加熱要素 と並列になり、前記熱応答式主および副作動器に呼応して前記制御装置を介して 前記加熱要素への電気エネルギーの供給を決定する切換手段が前記本体部分内に 設けられ、前記切換手段と電気的に接続されるとともに前記本体部分の前記片面 上に延在して、前記加熱要素の電気端子と電気的に接触する端子手段が設けられ ることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載の電気加熱式湯沸器。