JPS58187740A - 電気加熱要素組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水タンク内に貯容された水を加熱するための電
気加熱要素組立体に係る。

本発明の電気加熱要素組立体は水タンク内に貯容された
水を加熱する際に使用されるよう構成されたものである
が、本発明はかかる用途に限定されるものではない。本
発明が適用されてよい一つの加熱要素が米国特許第４．
１５２．５７８８に記載されている。

水タンクのための電気ヒータは当技術分野に於て良く知
られており、一般に金属製の鞘状体内に収容されたヘア
ピン形のヒータであって、鞘状体の二つの脚部を横切っ
て延在する金属マウント部材を有するヒータを含んでい
る。マウント部材はタンクの壁にボルトにより固定され
るプレート又はタンクの壁に固定された取付は道具に振
込まれるスクリュープラグである。水タンクの製造業者
等は現在ではスクリュープラグ型のマウント部材を好ん
で製造している。従来より使用されている金属製のスク
リュープラグは比較的製造コストの高いものであり、そ
れらは成る期間の使用後には腐食し易く、また水タンク
より取り外すことが困難なものである。

プラスチック材料にて形成されたスクリュープラグは製
造コストが安く腐食の問題がないので金属製のスクリュ
ープラグに勝る多くの利点を有している。しかしかかる
プラスチック類のスクリュープラグは水タンクより加熱
要素を電気的に絶縁するので、接地部材が組込まれなけ
ればならず、さもなくば成る期間の使用後に鞘状体が腐
食する。

前述の米国特許第４．１５２．５７８号に開示されたマ
ウント構造体によれば金属製スクリュープラグの欠点が
除去され、商業上好評を博する効率的なマウント部材が
得られる。しかし前述の米国特許に開示されたマウント
構造体に於ける接地部材はその構形前にヒータの脚部と
組立てられるので、鋳型のキャビティは接地部材を受入
れ得るような形状にされなければならず、かかるインサ
ート成形により製造コストが増大された。

本発明は前述の米国特許第４，１５２．５７８号に記載
された構造体の多くの利点を保有ししかも高価な鋳型の
必要性を排除するものである。プラスチック類のプラグ
が簡単な鋳型内にて成形され、次いで締り嵌めにて加熱
要素の脚部と組立てられる。Ｕ字形の金属帯片の形態を
なす接地部材が加熱要素の脚部に機械的に及び電気的に
接続された湾曲部を有しており、その脚部の端子部はタ
ンクの壁に形成された孔の周りにてタンクの壁に溶接さ
れたリングに係合するように構成されている。スクリュ
ープラグ型のマウントの代りにフランジ型のマウントプ
レートが使用されてもよい。

本発明による電気加熱ｌＩ素組立体は１９５５年１１月
８日付にてＡ、　Ｃ，Ｂｏｐｏｓ等に付与された米国特
許第２．７２３．３４０号及び１９５７年１０月２２日
付にてＨ、Ｃ、Ｄ　１ｃｏｓｅに付与された米国特許第
２．８１０．８１５号（これらの特許は本願出願人と同
一の譲受人に譲渡された）に開示されている如く、加熱
要素の鞘状体と温水タンクの壁との間に成る制御された
鎗の直流電流を与えるよう構成されてよい。

本発明による電気加熱要素組立体によれば、インサート
成形が不要であるので、従来の鋳型及び成形工程のコス
トが低減される。また本発明による電気加熱要素組立体
によれば、マウント部材に形成された孔内に配置された
ヒータの脚部の部分に沿って水が漏洩することを阻止す
るシール部材を所定の位置に保持する機能をも果す有効
な接地部材が得られる。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

通常の温水タンクは比較的薄いゲージ鋼にて形成されて
おり、従ってスクリュープラグを充分に支持し得るに足
るねじをヒータ孔１０の縁部に形成することができない
。そのため孔１０と軸線方向に整合した状態にて雌ねじ
１４を有する金属リング１２をタンクの！！１１の外面
に溶接することが従来より一般に行われている。スクリ
ュープラグ１５は高温度に耐え且塑性変形時により大き
い耐クリープ性を与え得るプラスチック材料、好ましく
はガラスにて強化されたプラスチックにて形成されてい
る。かかる用途に適した適当な材料の例はＱｅｎｅｒａ
ｌ　　Ｅ　１ｅｃｊｒｉｃ　Ｃｏｍｐａｎｙにより製造
されているＮ　ｏｒｙｌ及びＣｅ１ａｎｅｓｅ　Ｃｏｒ
ｐｏｒａｔｉｏｎにより製造されているＣｅ１ＣＯｎで
ある。

プラグ１５はインサートを有していないので、複数個の
キャピテイを有する鋳型を用いて単純な成形工程により
高品質にて製造され得る。現代の成形法瞬於ては、パリ
は殆ど発生せず、従って多くの場合パリ取り作業は不要
である。プラグ１５は六角形ヘッド１６及び雄ねじを備
えたプラグ部１７を有するよう成形される。プラグ１５
の内側１８はタンク内の水に曝され、従って湿潤側と呼
ばれるのに対し、プラグの反対側１９はタンク内の水よ
り離れて配置され、従って乾燥側と呼ばれる。

成形工程に於ては、プラグ１５の湿潤側より乾燥側まで
長手方向に延在する断面円形の二つの孔２０が形成され
る。また乾燥側には名札２０と同心状に環状リセス２１
が形成され、各環状リセスはＯリングシール２２を受け
るよう構成される。

またプラグ１５には細長く浅いリセス２３（第３図参照
）が形成され、該リセス２３は第３図に最も良く示され
ている如く、ヘッド１６の一つの平坦な側面よりそれに
対向する他の一つの平坦な側面まで乾燥側１９を横切っ
て延在している。

シート金属よりなる接地部材２４がスタンプ加工により
形成される。接地部材２４は平坦な中央部２６に深絞り
加工により形成されたスリーブ２５を有しており、中央
部２６の両端に下方へ湾曲された脚部２７を有していす
る。脚部２７の先端部は符号２８にて示されている如く
僅かに外方へ屈曲されている。この接地部材２４は０．
０１２〜０．１５インチ（約０．３９６ｓｎ＋）の厚さ
を有する低順な冷部圧延鋼にて形成されてよい。接地部
材２４の幅及び厚さはプラグ１５の乾燥側に形成された
細長く浅いリセス２３内に密に嵌合するような幅及び厚
さである。ヘアピン形をなす従来の鞘状体に収容された
電気加熱要素Ｈが通常の絶縁端子ブロックＴと共にヒー
タ組立体の一部を構成している。電気加熱要素Ｈは前述
の米国特許第４゜１５２．５７８号に開示されている如
き型式のものであってよく、端子ブロックＴは１９７６
年３月９日付にてり、　Ｍ、　Ｃｕｎｎｉｎｇｈａ−に
付与され本願出願人と同一の譲受人にて譲渡された米国
特許第３．９４３．３２８号に開示されている如き型式
のものであってよい。

電気加熱要素Ｈの脚部の鞘状体の端部３０が第１図及び
第３図に示されており、端子ピン３１がの締り嵌めとな
るよう、プラグ１５に形成された孔２０の直径に対応し
ている。

これらの部材の組付けは熟練していない労働者により殆
ど道具を用いることなく容易に行われる。

これらの部材の組立工程は以下の如く行われる。

まず第１図に示されている如く、鞘状体の端部がプラグ
１５の乾燥側１９より成る所定の長さにて突出延在して
いる状態にてプラグ１５及び電気加熱要素Ｈが組立てら
れる。この場合上述の如き締り嵌めの関係があるのでか
かる組立工程に於ては道具は必要でない。次いで各鞘状
体の脚部の延在部の周りにＯリングシール２２が組付け
られ且対応する環状リセス２１内に配置される。この場
合Ｏリングシール２２が不用意に位置ずれを生じること
がないようＯリングシール２２は僅かに締り嵌めにて環
状リセス２１内に嵌込まれることが好ましい。０リング
シール２２の弾性によりそれを手により組付けることが
可能であるので、この組付工程に於ては道具は必要でな
い。

次いで接地部材２４が鞘状体の脚部の延在部に組付けら
れ且細長く浅いリセス２３内に配置される。この工程は
手によって行われる。次いでスリー７２５が鞘状体の脚
部の周りに強固に締付けられる。この工程に於ては道具
が必要である。この場合第２図に於て符号３５にて示さ
れている如く管状のスリーブ２５を縮径された矩形断面
形状に変形させる如き方法によって任意の適当なひだが
形成されてよい。次いで端子ブロックＴの内面部３６が
接地部材２４の平坦な中央部２６に強固に当接し且接地
部材の中央部２６がＯリングシール２２を押圧するよう
、端子ブロックＴが端子ピン３１に組付けられる。次い
で上述の如く組付けられた状態を保持するよう、図に於
て符号３７にて示されている如く端子ピン３１にヘッド
が形成される。この工程に於ても道具が必要であるが、
この場合の道具は従来の水ヒータの組立てに於て従来よ
り使用されているものであってよい。

次いで雄ねじを備えたプラグ部１７の周りにガスケット
３８が配置され、プラグ部１７が温水タンクの壁１１に
溶接されたリング１２にねじ込まれ、る。接地部材２４
の脚部２７は、プラグ１５がその最終位置までねじ込ま
れる前にリング１２の外面１２．１に接触し得るに充分
な長さを有しており、これにより一部２７の端部外面１
２．１を擦ってその表面の腐食部を除去し、また良好な
接地接続が確保されるよう第１図に示されている如くば
ね式に外面１２．１に押付けられる。脚部２７の屈曲さ
れた端部２８は脚部２７が座屈するのではなくばね式に
外方へ広がることを確保する。

圧縮されたＯリングシール２２はプラグ１５の湿潤側１
８より乾燥側１９へ鞘状体の脚部に沿って水が漏洩する
ことを阻止し、圧縮されたガスケット３８はリング１２
とプラグ部１７との締り嵌めのねじ部に沿って水が漏洩
することを阻止する。

鞘状体の脚部３０とプラグ１５の対応する孔２０との間
の締り嵌めにより、タンク内の水の圧力によって脚部３
０がプラグ１５より押出されることが防止される。しか
しプラグを構成するプラスチックが経時変化して緩むこ
とに対する予備策として、舌状部４０（第４図参照）が
接地部材２４の脚部２７より屈曲されて、プラグ１５の
ヘッド１６の側面より内方へ延在するリセス４１内に嵌
前述の如く温水タンク製造業者等はスクリュー型の水ヒ
ータを好んで報道しているが、本発明はプラスチック製
の支持体がボルトによりタンクの壁に保持されるプレー
トの形態をなす水ヒータにも適用されてよいものである
。この点に関しかかる型式のヒータを示す第５図及び第
６図を参照されたい。尚これらの第５図及び第６図に於
て第１図乃至第４図に示され部材と実質的に同一の部材
にはサフィックス「ａ」を有する同一の符号が付されて
いる。

マウント４４のヘッド１６ａは第５図に示されている如
く実質的に正方形であり、その四つの隅部にボルト４５
を挿通するための孔を有しており、ボルト４５はタンク
の！１１１ａに溶接されたリング１２ａに形成されたボ
ルト挿通孔にねじ込まれている。ヘッド１６ａの厚さが
鞘状体の脚部３０ａを締り嵌めにて受入れるに充分な大
きさでない場合には、ヘッドは所要の長さとなるよう第
６図に於て符号４６にて示されている如く内方へ向けて
厚くされてよい。脚部３０ａ１マウント４４．０リング
シ一ル２２ａ１接地部材２４ａ、端子ブロックＴａは前
述の実施例の場合と同様の要領にて組立てられる。ボル
ト４５がリング１２ａ内に所定の位置までねじ込まれる
と、脚部２７ａの端部はリング１２ａの外面１２．１ａ
に係合し、脚部２７ａは良好な接地接触を維持すべく僅
かにばね作用を生じる。

前述のプラスチック製のマウント部材はコスト及び耐蝕
性の点で金属プラグに勝る多くの利点を有している。ま
た金属マウント部材は加熱要素の鞘状体とタンクの壁と
を直接接続するものであるが、場合によっては加熱要素
の鞘状体とタンクの壁との間に制御されない直流電流が
流れ、これによりタンクの壁の内面に施された保護ライ
ニングに欠陥やピンホールが発生した場合にもタンクの
壁の内面を腐食より保護すべくタンク内に過常設習され
ているマグネシウムロンドが急激に消費されてしまう。

前述の米国特許第２，７２３，３４０号、及び同第２．
８１０．８１５号に記載されている如く、加熱要素の鞘
状体とタンクの壁との間に成る制御された直流電流を流
すことによって成る利点が得られることが解っており、
本発明によればかかる制御された直流電流を与えること
ができる。この森に関しかかる型式のヒータが示された
第７図及び第８図を参照されたい。これら第７図及び第
８図に於て、第１図乃至第３図に示された部材と実質的
に同一の部材にはサフィックスｒｂＪを有する同一の符
号が付されている。

プラグ１５ｂは、該プラグの乾燥側１９ｂより内方へ延
在するウェル５０が形成されている点を除き前述のスク
リュープラグ１５と同様である。

この場合の接地部材は二つの部材５１及び５２にて形成
されており、一方の部材５１は平坦であり、深絞りによ
り形成され電気加熱要素の脚部３０ｂの周りに締付けら
れたスリーブ２５ｂを有している。接地部材の他方の部
材５２は部材５１と５２とが互いに完全に独立した部材
となるよう、その平坦な中央部２６ｂに部材５１の形状
に対応する孔５３を有している。

ウェル５０内には成る一定の抵抗値を有する抵抗器５４
が配置されている。第７図より解る如く、抵抗器５４は
ラジオ型のものであり、前述の米国特許第２，７２３，
３４０号に於て適当とされている抵抗値は７　’ＯＯΩ
であった。抵抗器５４の上端のリード線は部材５１及び
５２のそれぞれの表面上に載置され、端子ブロックＴｂ
の部材５１及び５２と重り合った部分により部材５１及
び５２に対し強固に押圧されている。かくしてこの抵抗
器５４は加熱要素の鞘状体とタンクの壁との闇に成る制
御された直流電流を与える。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
なく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であるこ
とは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電気加熱要素組立体を示す縦断面
図である。 第２図は第１図の線２−２による横断面図である。 第３図は第１図及び第２図に示された電気加熱要素を示
す分解斜視図である。 第４図は本発明による電気加熱要素組立体の他の一つの
実施例を示す部分縦断面図である。 第５図はボルトにより温水タンクに固定されるよう構成
されたマウントを有する本発明による電気加熱要素組立
体の他の一つの実施例を示す平面図である。 第６図は第５図の線６−６による縦断面図である。 第７図は直流電流を制御する抵抗器を組込まれた本発明
による電気加熱要素組立体の他の一つの実施例を示す第
１図と同様の縦断面図である。 第８図は第７図の線８−８による横断面図である。 １０・・・孔、１１・・・壁、１２・・・金属リング、
１４・・・雌ねじ、１５・・・スクリュープラグ、１６
・・・ヘッド、１７・・・プラグ部、１８・・・内側（
湿潤側）、１９・・・他方の側（乾燥側）、２０・・・
孔、２１・・・環状リセス、２２・・・Ｏリングシール
、２３・・・リセス。 ２４・・・接地部材、２５・・・スリーブ、２６・・・
中央部。 ２７・・・脚部、３０・・・端部、３１・・・端子ビン
、３６・・・内表面部、３７・・・ヘッド、３８・・・
ガスケット。 ４０・・・舌状部、４１・・・リセス、４４・・・マウ
ント。 ４５・・・ボルト、５０・・・ウェル、５１．５２・・
・部材。 ５３・・・孔、５４・・・抵抗器 特許出願人　　エマーソン・エレクトリック・カンパニ
ー 代　　理　　人　　　弁　　理　　士　　　明　　石　
　昌　　毅−１８： 乎ＩＧ、工。 ｒｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 液体コンテナの内容物を加熱すべく前記液体コンテナの
   金属壁（１１）に形成された孔（１０）を貫通して加熱
   作用部が延在する状態にて前記液体コンテナの前記金属
   壁（１１）上に装着されるよう構成された電気加熱要素
   であって、細長い金属鞘状体（３０）と、前記鞘状体内
   に長手方向内に起重された電気抵抗加熱導電体と、前記
   電気抵抗加熱導電体を前記鞘状体内・に支持する伝熱性
   を有する電気絶縁材料と、前記鞘状体の端子部分にて前
   記電気抵抗導電体の端部に接続され前記鞘状体の端部よ
   り外方へ延在する電気端子導電体（３１）とを含む電気
   加熱要素と、 前記鞘状体の前記端子部分に固定されたプラスチック類
   のマウント部材（１５）であって前記電気加熱要素をそ
   の作動位置に支持すべく前記液体コンテナの前記金１１
   １２（１１）に接続されるよう構成されたマウント部材
   と、 前記マウント部材の外面（１９）上に延在し前記マウン
   ト部材が前記金ａ壁に接続されているとき前記鞘状体と
   前記流体コンテナとの間を電気的に接続するよう構成さ
   れた金属製の接地部材（２４）と、 を含んでいることを特徴とする電気加熱要素組立体。