JPH10328032A - コーヒーメーカ等に用いられる電気式加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱湯にも使用できて製造も容易な、特にコー
ヒーメーカ等に用いることのできる電動式の簡易液体加
熱装置を提供する。 【解決手段】 コーヒーメーカ用水加熱装置は、外殻被
覆型電気抵抗加熱器３と、これに沿って接触しつつ延在
する水加熱用コンジット９とを備える。前記コンジット
９は耐熱性かつ熱伝導性を有する材料で形成され、その
内面は少なくとも一層の無毒性樹脂材料１３で被覆され
る。コンジット９には、その温度を検出して前記加熱器
３を制御するサーモスタット８が結合されている。コン
ジット９と加熱器３との間には伝熱ブリッジ１１が延設
され、伝熱ブリッジ１１のサーモスタット８近傍には拡
張部が設けられて、コンジット９の温度が前記樹脂材料
１３の損傷温度を超えないようにサーモスタット８へ迅
速な熱伝達を行い、サーモスタット８が素早く加熱器３
をオフできるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、コーヒーメーカ
等に用いられ、コンジット内を流通する水を加熱する電
熱装置に関する。また、この発明は、特にタンクに貯留
された水を、加熱用コンジットを介してコーヒーフィル
ターおよび挽いてあるコーヒー豆を収めたホッパーへ流
通させて加熱するようなフィルター式家庭用コーヒーメ
ーカに好適な電気式水加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の加熱器または加熱装置は、一般に
馬蹄形またはＵ字形の加熱用コンジットを備えている。
このコンジットは、アルミニウム製の外被に収容された
電気抵抗器を備えた熱交換器と連結されることで、電気
式加熱装置を構成する。そのため、加熱装置全体もＵ字
形となり、例えば２つの主要部材どうしを長手方向の薄
い結合部材で結合したアルミニウム製二重管構造に形成
される。一方の部材は、電気抵抗器を収容した外被で形
成され、他方の部材は水が流通する加熱用コンジットで
構成される。このような構成により、水は約１００℃に
加熱される。さらに、この加熱装置の上部に金属製小プ
レートを設けて、抽出された飲料を回収するポットを支
持するようにする。この金属製小プレートは、前記加熱
装置と接触しており、熱交換ができるようになってい
る。

【０００３】多くの場合、前記加熱装置の動作を制御す
るためにサーモスタットが設けられる。このサーモスタ
ットは、加熱用コンジットの温度を検知するとともに、
タンクに貯蔵された水がすべて回収用ポットへ移動さ
れ、コンジット内がほぼ乾燥状態となった後に、若干の
遅れ時間経過後に電気抵抗器への通電を停止させる。コ
ンジット内の水がなくなった場合、抵抗器の温度は急激
に上昇し、オーバーヒート状態に陥るとともに、コンジ
ット自体も相当加熱される。そして、コンジットの温度
について、通常約１３０℃ないし約１５０℃に較正され
たサーモスタットがこの較正温度を検知すると、電気抵
抗式加熱装置の動作を停止させる。ここで、電気抵抗器
の温度ではなく加熱用コンジットの温度を検知するよう
にサーモスタットを設定し、コンジットが乾燥状態でし
ばらく加熱装置の動作を継続させることで、ポットに回
収された飲料を適当な温度、通常８０℃前後に保たせる
のが好ましい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、前記のア
ルミニウム製加熱装置はその技術面において有効である
が、機能面では不十分なものである。つまり、加熱用コ
ンジットのアルミニウム製の内壁に加熱される水などの
液体が接触すると、抽出された飲料に健康上あるいは衛
生上の問題が発生する恐れがあるのである。

【０００５】そのような加熱用コンジットのアルミニウ
ム内壁と水が接触することによる問題は、ドイツ実用新
案第Ｇ９４００２０５．３号に例示されているような加
熱装置を用いることによって最小限に留められる可能性
がある。この加熱装置においては、加熱される水は、ス
テンレス鋼管内を流通する。このステンレス鋼管は、そ
の内面がロウ付け合金で被覆されるとともに、金属板で
包被される。加熱用コンジットの内部は長手方向のロウ
付け溶接シームを介して一般的な電気抵抗加熱器のメッ
キされたシースである熱交換器と接触される。

【０００６】しかし、このドイツ実用新案による解決策
は、その製造方法のみならず構造面においても複雑かつ
高価なものである。また、その機能面に関しても、熱伝
導率およびステンレス管の腐食耐性を考慮に入れると、
不十分であると言わざるをえない。

【０００７】１９９３年４月２２日に出願されたイタリ
ア特許出願番号第ＰＤ９３Ａ００００９１号には、内面
が毒性のない樹脂材料フィルムで被覆されたアルミニウ
ム管を使用する技術が開示されており、飲料用の液体が
接触しても汚染されないようにしている。さらに、この
樹脂製被覆を施したことで、管内部の石灰石の沈着生成
が低減され、ひいては管の腐食および摩耗を防止する利
点を得る。

【０００８】そのようなアルミニウム管は、樹脂製被覆
が問題を引き起こすことのない比較的低温（好ましくは
２００℃以下）であれば、一般的な浄水装置用として利
用される。しかし、時として加熱用コンジットの温度が
２３０℃を超える高温に達することがあるコーヒーメー
カ等の加熱装置では、その使用に適していないことは明
らかである。

【０００９】そこで、本発明の一つの目的は、熱湯を使
用した際に毒性の問題を発生することなく、特にコーヒ
ーメーカ等に用いることのできる電気式の簡易なコンジ
ットを備えた水加熱装置を提供することである。特に、
簡単かつ迅速に生産することができて、効率的かつ正確
に作動するような、簡易な構造を有する前記タイプの加
熱装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記本発明の目的は、外
殻を有する電気抵抗加熱器を備えた装置によって達成さ
れる。液体加熱用コンジットは、前記加熱器に沿って熱
交換可能に接触して延設される。加熱用コンジットは耐
熱性かつ熱伝導性を有する材料で形成され、その内面
は、所定の損傷閾値温度を有する無毒性樹脂材料で形成
された少なくとも１つの層で被覆される。制御用サーモ
スタットは、加熱用コンジットの温度を検知して、前記
加熱器を制御する。さらに、前記サーモスタットを制御
する手段が設けられ、コンジットの温度が前記所定の損
傷閾値温度を超える前に加熱器を停止させるようにして
いる。

【００１１】好ましくは、前記制御手段は加熱器とコン
ジットとの間に延在する少なくとも１つの伝熱ブリッジ
を備える。また好ましくは、前記加熱器及びコンジット
はいずれもＵ字形であり、コンジットと加熱器それぞれ
のＵ字形状に沿って伝熱ブリッジが延設される。

【００１２】前記サーモスタットは、前記加熱用コンジ
ットに取り付けられた熱伝導性部材に装着されるのが好
ましく、また前記伝熱ブリッジに隣接する加熱用コンジ
ットに結合されるのが好ましい。伝熱ブリッジは、製造
を簡単にするために、一定の断面形状を有するようにし
てもよい。あるいは、前記サーモスタットが加熱用コン
ジットに結合されている位置と隣接する位置において、
伝熱ブリッジの他の部分よりもその断面形状を拡大し
て、制御用サーモスタットの動作を最大限有効なものと
するようにしてもよい。

【００１３】好ましくは、前記外殻式電気抵抗加熱器に
は金属製プレートが結合される。

【００１４】前記被覆層はエポキシ層を有し、約２００
℃を超える温度で急速に劣化することが好ましい。

【００１５】作用について見ると、加熱用コンジットと
加熱器との間に延在する伝熱ブリッジと、コンジットに
結合されたサーモスタットとが加熱器の制御手段を構成
し、加熱用コンジットの温度が所定の損傷閾値温度を超
えて、無毒性樹脂材料が損傷を受けないようにしてい
る。コンジットの温度は、約１８０℃を超えないように
することが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の加熱装置は、公知のフィ
ルター式コーヒーメーカ等に使用するのに適している。
このようなコーヒーメーカでは、タンクに貯留された水
を、加熱装置の一部であるコンジットを介して、挽いて
あるコーヒー豆を含むコーヒーフィルターを備えたホッ
パーへと流通させるとともに、ホッパーの下方に設置さ
れ、かつホットプレートで支持されたポットに加熱され
た抽出液を回収する。

【００１７】本発明の加熱装置は、長斜方形断面を有す
る好ましくはＵ字形の外被４と、外被４の内部に収装さ
れた電気絶縁物質の塊部および酸化マグネシウム等の熱
伝導物質とを備えた外殻被覆式電気抵抗加熱器３を含
む。外被４内には、電熱素子６が埋め込まれており、そ
れ自体よく知られた方法で電熱素子６の端子７が外被４
からその軸方向に延出し、適当な電力供給回路に接続さ
れている。ここでは特に図示しなかったが、この回路は
少なくとも１つの制御サーモスタット８を含んでいる。

【００１８】加熱器３の一方の側面は、コンジット９と
熱伝導可能に結合される。コンジット９は、加熱する水
を流通させるのに適した耐熱性および熱伝導性のある素
材により好ましくはＵ字形に形成し、長手方向に装着さ
れた伝熱ブリッジ１１を介して加熱器３の外被４と熱伝
導可能に結合される。図２の符号１０は流通する水を表
す。

【００１９】この発明の１つの態様において、伝熱ブリ
ッジ１１の断面形状あるいは寸法は、加熱器３とコンジ
ット９との間に伝熱ブリッジ拡張部あるいは拡大部を形
成するように定める。いずれにしても、長さおよび熱伝
導率が等しいとすれば、本発明の伝熱ブリッジの体積
は、公知の従来技術において加熱器とコンジットとを結
合するのに用いられた結合要素の約２〜３倍の体積とす
ることが好ましい。

【００２０】サーモスタット８が、液体コンジット９に
接触するように固定された金属板１２によって、好まし
くは伝熱ブリッジ１１と隣り合う位置に取り付けられ
る。伝熱ブリッジ１１の断面積を、その長手方向の全長
にわたってほぼ一定に設けることもできるが、サーモス
タット８を取り付けた金属板１２がコンジット９に結合
されている位置のみに、伝熱ブリッジ１１を拡大して伝
熱ブリッジ拡張部を形成してもよい。前述したように、
伝熱ブリッジ１１の全長にわたってその断面を一定にし
た場合、断面一定の一体の削り出し金属、好ましくはア
ルミニウムを用いて外被４およびコンジット９をより容
易に製造することが可能となる。しかし、伝熱ブリッジ
拡張部をサーモスタット８の近傍に設ける後者の場合、
後述するような理由から、加熱時にサーモスタット８を
適時に介入させることができるため、加熱装置全体の動
作を向上させることができる。

【００２１】さらに、図２に部分的に示したように、金
属製小プレート１４が加熱装置に備え付けられている。
このプレート１４を加熱器３と熱交換可能に接触させて
設けたことで、抽出した液体を回収するポットを支持す
るとともに、これを保温することができる。

【００２２】本発明の１つの態様によると、液体加熱用
コンジット９の内面は、無毒性樹脂材料１３で形成され
た少なくとも１つの層で被覆されている。これにより、
コンジット９を形成するアルミニウムやその他の金属に
よってコンジット９を流通する水が汚染されるのを防止
するとともに、コンジット９自体の腐食および摩耗、さ
らには石灰石の沈着生成を好適に防止することができ
る。この樹脂材料１３の層は、例えば数ミクロン程度の
厚みをもったエポキシ単板等を用いて形成される。

【００２３】このように、無毒性樹脂材料１３の層でそ
の内面を被覆した管はそれ自体以前から知られており、
例えばイタリア特許出願番号第ＰＤ９３Ａ００００９１
号にも記載されている。しかし、この種の無毒性樹脂材
料１３は融点が低く、２００℃前後より高い温度で急激
に劣化することがあるため、コーヒーメーカ等の電気式
加熱装置用コンジットに前記の樹脂材料１３を使用する
ことは、現在では技術的常識に反するものとなってい
る。

【００２４】実際、従来の加熱装置では、加熱用コンジ
ットに水が流通している場合、電気抵抗加熱器の温度は
約２３０℃に、また、加熱用コンジットの温度は約１２
０℃に達する。加熱用コンジットが「乾燥状態」になる
と、加熱器はしばらくの間、例えば１０秒間ほど作動し
続けて金属製プレートおよびこれに支持されたポットに
回収された飲料を加熱した後に、サーモスタットの動作
により停止される。この動作過程で、加熱用コンジット
の温度は急激に上昇し、加熱器が停止した後も引き続き
上昇しようとする。加熱器の温度は約３３０℃に達して
おり、数秒間コンジットに熱を供給し続けるからであ
る。このため、加熱用コンジットの温度は２８０℃前後
のピーク値まで上昇する。そのような条件の下では、い
かなる無毒性樹脂材料の層も急激に劣化することにな
る。

【００２５】しかし、本発明によれば、次に示すような
ことが実験によって確認された。樹脂材料１３の層で被
覆されたコンジット９内を水が流通し、加熱器３が水を
加熱するために作動している場合、加熱器３の温度は１
８０℃前後まで上昇するが、加熱用コンジット９および
樹脂材料１３の温度は１３０℃前後に留まる。これは、
伝熱ブリッジ拡張部１１が、２つの部材、加熱器３とコ
ンジット９との間の熱交換を促進させるために、コンジ
ット９が乾燥した後に加熱器３が作動し続けている場
合、加熱器３の急激な温度上昇は、伝熱ブリッジ拡張部
１１を介してコンジット９へ、さらに金属板１２を介し
てサーモスタット８へすばやく伝達される。したがっ
て、サーモスタット８はこれに対応してより速く、例え
ば約８秒後に作動して加熱器３の動作を停止させるの
で、加熱器３が過度に加熱されることはない。この場
合、コンジット９の温度は最高１８０℃前後まで上昇す
るが、このコンジット９の温度上昇は無毒性樹脂材料１
３が安全に耐えられる範囲にある。さらに、加熱器３の
動作が停止されるまで約８秒間かかるため、プレート１
４と、これによって支持されたポットに回収された飲料
を適切な温度に保つには十分である。

【００２６】以上に説明したように、サーモスタット８
を支持する金属板１２と対応するコンジット９上の位置
に伝熱ブリッジ拡張部１１を設けたので、前記の動作過
程を改善することができる。いずれにしても、本発明の
伝熱ブリッジ拡張部１１およびサーモスタット８を併用
して加熱器３の動作を停止させる手段を形成すること
で、コンジット９、ひいては樹脂材料１３の温度が損傷
温度まで上昇しないようにすることができる。

【００２７】なお、以上に本発明の一つの好適実施形態
について説明したが、当業者が本発明に基づいて将来的
に実施すると思われる改善やその他の変更等も、本発明
の請求の範囲に含まれるものである。

【００２８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、外殻を有する電気抵抗加熱器を備えた装置にあっ
て、液体加熱用コンジットを前記加熱器に沿って熱交換
可能に接触して延設するとともに、その加熱用コンジッ
トは耐熱性かつ熱伝導性を有する材料で形成され、その
内面は、所定の損傷閾値温度を有する無毒性樹脂材料で
形成された少なくとも１つの層で被覆されており、制御
用サーモスタットは、加熱用コンジットの温度を検知し
て、前記加熱器を制御し、さらに、前記サーモスタット
を制御する手段がコンジットの温度が前記所定の損傷閾
値温度を超える前に加熱器を停止させるので、樹脂材料
の劣化による汚染の問題を生じることなく、特にコーヒ
ーメーカ等に用いることができる電気式の簡易な加熱装
置が提供される。

【００２９】前記制御手段として、加熱器とコンジット
との間に少なくとも１つの伝熱ブリッジを延設すれば、
コンジットに結合されたサーモスタットとともに加熱器
の制御手段を構成し、加熱用コンジットの温度が所定の
損傷閾値温度を超えて、無毒性樹脂材料が損傷を受けな
いようにする。

【００３０】さらに、伝熱ブリッジが一定の断面形状を
有するように形成すれば、装置の製造がより容易にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気式水加熱用コンジットを備えた加
熱装置の部分平面図である。

【図２】図１中の線II−IIに沿って示した断面図であ
る。

【符号の説明】

３ 外殻被覆式電気抵抗加熱器 ４ 外被 ８ サーモスタット ９ 液体加熱用コンジット １１ 伝熱ブリッジ １２ 金属板 １３ 無毒性樹脂材料 １４ 金属製小プレート

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外殻で被覆された電気抵抗加熱器と、 前記加熱器に沿って熱交換可能に接触して設けられ、耐
   熱性かつ熱伝導性を有する材料で形成されるとともに、
   予め設定された損傷閾値温度を有する無毒性樹脂材料か
   らなる少なくとも一つの層でその内面を被覆された液体
   加熱用コンジットと、 前記液体加熱用コンジットの温度を検知し、前記加熱器
   を制御する制御用サーモスタットと、 前記サーモスタットを制御して、前記液体加熱用コンジ
   ットの温度が、予め設定された損傷閾値温度を超える前
   に前記加熱器を停止させる制御手段とを備えたことを特
   徴とする装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記加熱器と前記液体
   加熱用コンジットとの間に延在する少なくとも一つの伝
   熱ブリッジを備えたことを特徴とする請求項１に記載の
   装置。
3. 【請求項３】 外殻で被覆された電気抵抗加熱器と、 前記加熱器に沿って延設され、耐熱性および熱伝導性を
   有する材料で形成されるとともに、予め設定された損傷
   閾値温度を有する無毒性樹脂材料からなる少なくとも一
   つの層でその内面を被覆された液体加熱用コンジット
   と、 前記加熱器と前記液体加熱用コンジットとの間に延在す
   る伝熱ブリッジと、 前記液体加熱用コンジットに接続されたサーモスタット
   とを備えたことを特徴とする装置。
4. 【請求項４】 前記加熱器および前記液体加熱用コンジ
   ットは、共にＵ字形に形成され、前記伝熱ブリッジは、
   前記加熱器および前記液体加熱用コンジットに沿ってそ
   のＵ字形に延在することを特徴とする請求項３に記載の
   装置。
5. 【請求項５】 前記サーモスタットは、前記液体加熱用
   コンジットに取り付けられた熱伝導性部材に装着されて
   いることを特徴とする請求項３に記載の装置。
6. 【請求項６】 前記サーモスタットは、前記伝熱ブリッ
   ジと隣接する前記液体加熱用コンジットに結合されてい
   ることを特徴とする請求項３に記載の装置。
7. 【請求項７】 前記伝熱ブリッジは、前記加熱器と前記
   液体加熱用コンジットとの間に延在し、その全長にわた
   って一定の断面形状を有することを特徴とする請求項３
   に記載の装置。
8. 【請求項８】 前記伝熱ブリッジは、前記加熱器と前記
   液体加熱用コンジットとの間に両者に沿って延在すると
   ともに、前記サーモスタットが前記液体加熱用コンジッ
   トに接合されている位置と隣接する位置において、前記
   伝熱ブリッジの他の部分よりもその断面形状が拡大され
   ていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
9. 【請求項９】 前記加熱器に、金属製プレートが結合さ
   れていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
10. 【請求項１０】 前記少なくとも一つの層は、エポキシ
    層を備えていることを特徴とする請求項３に記載の装
    置。
11. 【請求項１１】 前記少なくとも一つの層は、その温度
    が約２００℃を超えると急速に劣化することを特徴とす
    る請求項３に記載の装置。
12. 【請求項１２】 外殻で被覆された電気抵抗加熱器と、 前記加熱器に沿ってこれと接触しつつ延設され、耐熱性
    かつ熱伝導性を有する材料で形成されるとともに、予め
    設定された損傷閾値温度を有する無毒性樹脂材料からな
    る少なくとも一つの層でその内面が被覆された水加熱用
    コンジットと、 前記水加熱用コンジットの温度が前記損傷閾値温度を超
    えないようにし、それとともに前記無毒性樹脂材料が損
    傷を受けないように前記加熱器を停止させるべく制御す
    る手段とを備えたことを特徴とする飲料製造装置用水加
    熱器。
13. 【請求項１３】 前記制御手段は、 前記水加熱用コンジットと前記加熱器との間に延在する
    伝熱ブリッジと、 前記水加熱用コンジットに結合されたサーモスタットと
    を備えたことを特徴とする請求項１２に記載の水加熱
    器。
14. 【請求項１４】 前記制御手段は、前記水加熱用コンジ
    ットの温度が約１８０℃を超えないようにすることを特
    徴とする請求項１３に記載の水加熱器。