JPS60160923A - 電気液体加熱機器 - 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】 産業上の利用分野 本発明はジャーポット等の電気液体加熱機器に関するも
のである。

従来例の構成とその問題点 第１図は従来のジャーポットの断面図を示したもので、
１は特殊ステンレスからなる容器で、この容器１の下部
外面には、合成マイカ板２でそれぞれ絶縁された主発熱
体３と補助発熱体４をベルト状の挾具で機械的に固定し
ているものである。

この方式の欠点は、（１）合成マイカ板とリボンヒータ
で構成されるバンドヒータがコスト的に高価である。（
２）バンドヒータは一見、容器１に緻密に密着している
ように見えるが、合成マイカ板はそれ程柔軟性を有して
いないため、実際は点接触となり、その結果、バンドヒ
ータが高温になるので、断熱に留意する必要があシ、ま
たこれによって熱効率が悪くなるということである。

そこで、これの対策として、第２図に示すように、容器
１の下部外周に、ホーロ層５によって主発熱素子３と補
助発熱素子４を被覆結合したジャーポットが提案されて
いるつこの構成によれば、第１図の方式の欠点を改善す
ることはできるが、容器１の下部外周面が曲面となって
いるため、主発熱素子３と補助発熱素子４を結合する場
合、これらをその曲面に合わせて曲げなければならず、
この場合、容器１０曲面と発熱素子の曲面が少しずれた
だけでも、ホーロ塗布後において、発熱素子上のホーロ
塗膜が剥離したシ、またこの塗膜が剥離しないまでも、
焼成後、少しの衝撃を加えたシ、通電するだけでホーロ
層が剥離するなどの欠点があシ、したがって生産性が悪
く、かつコスト的にも高価であるため、その実用化は困
難なものであった。

発明の目的 本発明は以上のような従来例の問題点を解消し、コスト
的に有利で、熱効率も改善でき、かつ軽量コンパクトな
発熱部で構成することができる電気液体加熱機器を提供
することを目的とするものである。

発明の構成 上記目的を達成するために本発明は、容器の外底部にホ
ーロ被覆層を設け、このホーロ被覆層の表面にホーロガ
ラス被覆層によって発熱素子を被覆結合し、かつ前記発
熱素子は主発熱素子と補助発熱素子とにより構成し、こ
れらを並列または積層状態に設置したものである。

実施例の説明 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。第２図は本発明の一実施例におけるジャーポットを示
したもので、１１は金属基材によシ構成される容器で、
この容器１１の外底部にホーロ被覆層１２を設け、かつ
このホーロ被ｄ層１２の表面に、主発熱素子１３と補助
発熱素子１４とをシリカグラスシートからなる断熱シー
ト１６を介して、積層状態で配列し、そしてホーロガラ
ス被覆層１６および１７で主発熱素子１３と補助発熱素
子１４を被覆結合している。

第３図ａは本発明で用いる６Ｑｌ１ｍの薄帯からなる主
発熱素子１３のパターン構成を示し、また第３図すは補
助発熱素子１４のパターン構成を示したものである◇ 次に本発明の構成要素について述べる。

（１）金属基材 本発明の電気液体加熱機器を構成する金属基材の必要条
件は、加熱機器として耐食性、熱伝導性、ホーロ被覆性
を有していなくてはならない。したがって本発明で用い
る基材はステンレス基材が好ましく、５ＵＳ３０４，４
３０，４４４等が良い。中でも特に５ＵＳ４４４が最も
好ましい・ に））基材の表面拡大化処理 ステンレス基材はホーロ層を被覆する前に前処理として
表面拡大化処理が必要である。前処理としてサンドブラ
スト、化学エツチングがあるが、基材の耐酸性などを考
えると、サンドブラスト処理が最も適している。この時
の表面粗度はタリサーフ表面粗度計でＲａ２〜２ｏμｍ
が好ましく、特に６〜１０μｍ程度が最も好ましい範囲
であった。この範囲以下では密着性が得られず、またこ
の範囲を越えると逆に密着性が悪くなったり、腐食試験
で好ましい結果が得られなくなるので、第１表に示す範
囲が本発明の目的にかなう。

第１表 置 【 し く３）電気発熱素子 本発明に適用できる発熱素子１３．．１４は基本的には
、薄帯状のものである。この発熱素子１３．１４の表面
にホーロガラス被覆層１７で完全に被覆する必要があシ
、例えばコイル状あるいは厚い帯状の発熱素子を用いる
と、それだけホーロガラス被覆層１７の膜厚が大となる
。

それにより、ホーロガラス被覆層１７の密着性が極端に
低下し、外的なショックで、簡単にホーロガラス被覆層
１７が剥離し、発熱素子が露出してしまう。

発熱素子薄帯の厚みは１０〜２ｏＯμｍが適当であシ、
好ましくは３ｏ〜１００μｍの範囲である。１０μｍ以
下の薄帯は薄帯にするための加工が困難であるとともに
、面状発熱体を製造する時に、薄帯が破れたり、折れた
り、曲がったりして、作業性が著しく悪くなる。また２
ｏｏｌＪｍ以上では前述した理由の他に、面状発熱体に
ヒートサイクルを加えると、ホーロガラス被覆層ＶＣ亀
裂が入ったりして好ましくない。

金属の薄帯化は通常の冷間圧延、熱間圧延による方法の
他に、超急冷法による薄帯化も利用できる。薄帯化した
金属を所望のパターンに形成する方法としては、エツチ
ング法、プレス加工法が適している。生産数量が少ない
場合はエツチング法、大量生産ではプレス加工法が適用
できる。電気発熱素子は、定格電力２発熱面積。

温度分布などを考慮して、膜厚、パターン形状を任意に
決定することができる。

発熱素子の材料には各種の電気発熱材を用いることがで
きるが、発熱素子形状（パターンの巾、長さ、厚み）な
どを決定する因子となる固有抵抗や熱膨張係数が適当な
値を有し、しかもホーロ層との密着性や、加工性などに
優れたものが選択される。これらの観点から、２０℃に
おける固有抵抗が６０μΩ・Ｃｍ、１００℃における熱
膨張係数が１０４　Ｘｌ　０−’ｄｅｇ　−１のフェラ
イト系ステンレス鋼が適しているが、発熱体の応用機器
の基材の種類、形状、肉厚を勘案し、オーステナイト系
ステンレス、Ｆｅ−Ｃｒ−へμ合金。

Ｆｅ−Ｃｒ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｎ１−Ｃｒ−ＡＲ金
合金　Ｆｅ−Ｃｒ　−Ｎｉ−ＡＪ２合金などで薄帯を得
て、発熱素子に用いることが可能である。

（４）絶縁ホーロ層 本発明の発熱部の発熱素子１３．１４を固定させるガラ
ス層の電気絶縁性は特に重要である。

本発明では特に発熱素子を積層Ｖこ構成するので電気絶
縁性の優れた低アルカリガラスが必要である。第２表に
本発明の目的を果すために必要なガラスの好ましい範囲
と以下の実施例で用いる代衣的なガラス組成を示した。

以下余白 第　２　表 本発明の応用例ではガラス被覆層に高絶縁性が要求され
るため、第３表に示すスリソゲ組成で行なった。なお、
第３衣で、有機溶剤はベンジルアルコールの他に、イン
ホロン、シクロヘキサノール、カルピトール等も用いる
ことが可能である。また、コロイド安定剤として有機溶
剤に可溶で、１５０〜３５０℃で酸化燃焼する増粘剤を
少量用いることが可能である。

き　以下余白 第　３　表 （５）絶縁セパレータ 本発明の第２図で用いる絶縁セパレータ１５は、目的用
途に応じて、主発熱素子１３と補助発熱素子１４を積層
で構成する場合に有効である。

この絶縁セパレータ１６の材質はシリカ繊維からなる薄
状のペーパー、ガーゼ状のものが好ましく、その他耐熱
ペーハー、アルミナペーパー、アルミナ繊維、ムライト
繊維からなるベーパーまたは不織布状のものが好ましい
。

具体的な実施例 本発明をジャーポットに応用する場合について述べる。

第２図は本発明をジャーポットに応用した製品例を示し
たもので、この第２図に示すように、０．８μ肉厚の５
（ＪＳ４４４ステンレス基材を、底部が上方に突出する
ようにプレス成型してジャーポットの容器１１を構成す
る。そしてこの容器１１の底部のみにアルミナコランダ
ムの６０メツシユでブラスト処理を施し、その後、容器
１の底部にのみ、第３表のスリップを用いて、８３０℃
の窒素雰囲気炉で８分間焼成してホーロ被覆層１２を形
成し、その後５ＵＳ４３０で、肉厚６０／Ｊｍの薄帯を
用いて用意した５００Ｗの主発熱素子１３をまずホーロ
ガラス被覆層１６で結着させ、引き続き、２５０Ｗの薄
帯からなる補助発熱素子１４をホーロガラス被覆層１７
を用いて、同様に窒素雰囲気炉で焼成し、発熱素子を結
着させ、固定する。

このように１７て完成した本発明品と第１図の従来品と
を比較するため、２６℃の水２Ｉ！、を容器内に注入し
て、１００１ニーｉでの昇温試験を行なった。従来品は
γｓｏＷで１５分間擬したが本発明品は５ｏｏ’Ｗで１
６分間必要であった。

これより、本発明品は従来品より省工坏率で約−２０％
上まわることができた。またこのときのそれぞれの熱効
率は、第１図の従来品で８８．５係、本発明品で９２．
６％であった。従来品のジャーポットに断熱材をいっば
いに詰めても、熱効率は１〜２％しか向上しなかった。

さらに第１図および第２図に示す従来のジャーポットと
本発明品の０Ｎ−ＯＦＦサイクル寿命試験（ＯＮ−３０
分、０ＦＦ−１０分）を行なったところ、第２図のジャ
ーポットは１００サイクルでホーロ層の１部分が剥離し
、まだ第１図のジャーポットは５０００サイクルでバン
ドヒータを挟着している部分がゆるみはじめた。しかる
に本発明品は１０，０００サイクル程度では、全く異常
がみられ々かった。

このように本発明品は、第１図ＶＣ示す従来品に比べ熱
効率が良く、また長時間の寿命試験にも耐え得るもので
あった・ 、発明の効果 以上のように本発明によれば、容器の外底部にホーロ被
覆層を設け、このホーロ被骸層の弄面に痺−ロガラス被
覆層によって発熱素子を被覆結合し、かつ前記発熱素子
は主発熱素子と補助発熱素子とにより構成し、ニれらを
並列または積層状態Ｖこ設置しているため、熱効率を改
善することができるとともに、発熱部を軽量コンパクト
に構成することができ、その結果、断熱材の軽量化がは
がれるとともに、コストダウンがはがれるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のジャーボッ、トの縦断面図、第２図はホ
ーロ発熱体を用いた従来のジャーポットの部分断面正面
図、第３図は本発明の一実施例を示すジャーポットの縦
断面図、第４図ａは同ジャーポットにおける主発熱素子
の形状を示す平面図、第４図すは同補助発熱素子の形状
を示す平面図である。 １１・・・・・・容器、１２・川・・ホーロ被覆層、１
３・・・・・主発熱素子、１４・・・・・・補助光熱素
子、１６．１７・・・・・・ホーロガラス被覆層。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名第１
区

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）容器の外底部にホーロ被覆層を設け、とのホーロ
   被覆層の表面にホーロガラス被覆層によって発熱素子を
   被覆結合し、かつ前記発熱素子は主発熱素子と補助発熱
   素子とによ多構成し、これらを並列または積層状態に設
   置したことを特徴とする電気液体加熱機器。 Ｑ）前記発熱素子が金属の薄帯である特許請求の範囲第
   １項記載の電気液体加熱機器。 （３）前記積層構造の主発熱素子と補助発熱素子の間に
   シート状の絶縁体を介在させてなる特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の電気液体加熱機器。