JPS5855774B2 - 電気湯沸し器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気湯沸し器の改良に関し、特にその保温性能
を良くし、併せて衛生的な電気湯沸し器の提供を目的と
するものである。

従来、電気湯沸し器はアルミなどの金属性容器中にヒー
ターを入れ、直接水等の液体を加熱するものや金属容器
の外壁にヒーターを密着して容器中の液体を加熱する構
造のものが多く、断熱に対しては容器外側に空気断熱層
を設けるか、又はガラスウール等の断熱材の層を設けて
断熱する程度で魔法瓶など真空断熱を用いた保温容器に
比べ保温性能は良くなかった。

また容器やヒーターなど金属が直接容器内の液体と接触
するため、腐蝕や金属の溶出が起こり、飲料水等の長期
保存には適さなかった。

そこで最近では、これらの問題を解決するため、飲料水
等液体の加熱保温の長期サイクルに対して耐腐蝕性の強
いガラス、セラミックなどを容器材料として用い、かつ
容器を２重構造となし、脱気された壁間には熱媒体を適
量封入し、熱媒体の蒸発、凝縮にて外部から容易に容器
中の液体を加熱し、しかも保温時にはこの壁間が熱媒体
蒸気の低圧空間となり真空断熱による優れた保温機能を
、ガラス及びセラミックの断熱性に付加したものが提案
されている。

先ずその構造を第１図に従って説明する。

ガラス、セラミック等保温性が良く、しかも化学的に安
定で耐腐蝕性の優れた材料で作られた略円筒形の内壁１
と外壁２とから成る２重壁で容器は構成され、外壁２の
外側に空気層やウレタンフオーム、ガラスウールなどの
断熱材の層又は高真空層などの断熱層５を介してケース
カバー６内に収納されている。

２重壁窓間３は充分脱気された中に水、アルコール、ナ
フタリン類、水銀などの熱媒体７が適当封入されており
、この熱媒体７は重力にて小径円筒状の受熱部Ａに溜る
構造となっている。

この時、熱媒体７は液体状態において多くとも内壁１の
底部には触れない程度の量で、容器中に貯えられている
液体８の熱が外部に伝熱放散される事を防いでいる。

受熱部Ａの外側には抵抗線などの小型電気ヒーター９が
密着配置されており、ヒーター９の周囲は不燃性断熱材
４で被われている。

加熱部Ｂの外壁２の壁面の一部にはサーモスタット１０
が設置されていて、任意の温度範囲にてヒーター電流の
ＯＮ、ＯＦＦが行なわれる。

容器の口には保温と安全のために中栓１１が詰められ、
その中栓１１には蒸気抜き兼注水口１２が穿設されてい
る。

今ヒーター９を通電加熱すると熱は受熱部Ａの外壁を通
じて、熱媒体７に伝熱され、熱媒体７は潜熱として熱を
奪い、蒸発し、蒸気となり、圧力勾配にて壁間３を移動
し、加熱部Ｂの内壁１の全面上で凝縮し潜熱を放出し、
液体８を加熱し、蒸気は液体となり重力にて受熱部Ａに
戻り、蒸発凝縮のサイクルを再び繰り返す。

この時、蒸発、凝縮熱伝達率は固体壁と液層との間の熱
伝達率に比べ１０〜１００倍も大きい上に受熱面積Ａ−
に比べ加熱面積Ｂが非常に大きいので、熱媒体Ｔの蒸気
温度はほぼ容器中の液体８の温度と等しくなり受熱部Ａ
の温度上昇は微少で、小さな受熱面積にもかかわらずヒ
ーター９で発生した熱は容易に熱媒体７に伝熱され、は
とんど温度差なく速やかに容器中の液体８をカロ熱する
。

容器内の液体８の温度が前もってサーモスタットに設定
している望ましい温度になった時、サーモスタット１０
が働き、ヒーターの通電加熱を停＋）すれは、熱媒体７
の温度は外壁２の放熱に従って低下し、水ならば３０℃
で３１．８ ｍｍＨｇ、水銀であれば３０℃で２．８
Ｘ １０−３ｍｍＨｇとなってその温度における熱媒体
の飽和蒸気圧となり壁間３は低圧空間となるため、第４
図に示すような小さい熱伝導率となり、容器内の液体８
の熱が外壁２に移動するのを防げる。

また容器自体ガラスや陶器でできている為、アルミや鉄
の容器に比べ約２ケタも熱伝導率が小さいので第５図の
保温性能の図に示すように保温容器として効果的である
。

以上のような構造にて容器に加熱、保温を行なう事がで
きる上にヒーターや金属容器と液体が直接接触していな
いので漏電の心配がなく安全かつ清潔で特に飲料水など
で問題となる微妙な味の劣化も防ぐ事ができる。

しかし、第１図の構造のものにあっては外壁２にサーモ
スタット１０を設けている為、加熱停止後の保温時にお
いて液体８の温度制御を正確に行なうことが困難になっ
ていた。

即ち、外壁２の温度は力ロ熱時液体８の温度と略等しく
なるが、保温時液体８の温度変化に追随するもその間に
大きな温度差を生じる為サーモスタット１０の温度選定
が難しく、液体８の温度制御に正確性を欠くことになっ
ていた。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり以下第２
図に示した本発明の実施例について説明する。

第２図において、容器の１部を１重壁構造部１３に構成
し、この構造部１３にサーモスタット（温度制御器）１
０を設けたものである。

而して、このものにあっては液体８の温度変化をサーモ
スタット１０により速やかに感知でき、その間に殆ど温
度差を生じることがない為、サーモスタット１０の温度
選定が容易となり、サーモスタット１０によりヒーター
への通電を制御して液体８の温度を所定の温度に正確に
保つことができる。

尚、第２図においてヒーターに面状ヒーター１４を用い
ているが、第１図の如きヒーター９を用いてもよい。

また第２図に示すように受熱部外壁２の内面にガラス粉
、セラミック粉、金属粉等を焼結したもの、又は金属網
などの沸騰蒸発促進体１７を密着させ、熱媒体７への伝
熱面積を広げると共に、沸騰蒸発を促すのも加熱に際し
て効果的である。

一方保温に対しては容器外壁２の外側に銀アルミなどの
金属反射膜を設け、輻射、断熱を行なうのも効果的であ
る。

以上のような本発明によれは、液体の加熱、保温を行な
える上に、ヒーターや金属容器と液体が直接接触しない
為漏電の心配がなく安全かつ清潔で、特に飲料水などで
問題となる微妙な味の劣化を防ぐこともでき、又熱媒体
の低圧蒸気空間による断熱作用によって良好な保温性能
を発揮でき、さらに温度制御器はヒーターの熱影響を受
けることなく液体の温度変化を正確にしかも速やかに感
知して精度の高い温度制御を発揮でき、液体の温度を所
定の温度に確実に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の湯沸し器を示す断面図、第２図は本発明
湯沸し器を示す断面図、第３図は同上電気回路図、第４
図は真空度と熱伝導率の関係の一例を示す特性図、第５
図は異なる材質の容器内の水の保温曲線の一例を示す特
性図である。 １・・・・・・容器内壁、２・・・・・・容器外壁、７
・・・・・・熱媒体、８・・・・・・液体、１０・・・
・・・サーモスタット、１３・・・・・・１重壁構造部
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 容器をガラス、セラミック等により２重壁構造に形
   成すると共に、該容器の脱気した中空部に適量の熱媒体
   を封入し、容器の１部をヒーターにより加熱し前記熱媒
   体の蒸発、凝縮の相変化により容器内の液体を加熱する
   電気湯沸し器において、前記容器の１部を１重壁構造と
   なし、該１重壁構造部で液体の温度変化を感知して前記
   ヒーターへの通電制御により液体を所定の温度に保つ温
   度制御器を設け、この温度制御器と前記ヒーターとを互
   に直接的熱影響を受けないよう熱的に離間させてなるこ
   とを特徴とする電気湯沸し器。