JPS62179500A - 加熱装置 - 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 本発明はホットプレート、アイロン等の発熱体を備えた
加熱装置に関するものである。

従来の技術 従来より、ホットプレート、アイロン等の加熱装置に熱
保留機能を付加して、使用時における加熱面の急激な冷
却を防止して加熱特性を向上させたり、あるいは一定時
間は電源から切離して使用できるようにして、いわゆる
コードレス化を図って使い勝手を向上させる試みがなさ
れている。

この種の加熱装置では熱保留作用を付加するために、単
に加熱ベースの重量を増大させて比熱によるヒートマス
を大きくしたり、一定温度で潜熱を有する熱保留材を備
えているのが通常でちる。

これらの加熱、装置に用いられる熱保留材としては、１
５０〜２５０℃の温度範囲内で蓄放熱でき、しかも使用
環境が家庭内であることが多いがら特に安全性にすぐれ
ていることが必要となる。しかし、この条件を満足する
熱保留材の種類はほとんど見い出されていないのが現状
である。強いて掲げると例えば、低融点金属の融解潜熱
を利用したものや、ペンタエリスリトールの結晶転移潜
熱を利用したものが知られている程度である。

発明が解決しようとする問題点 しかし、例えば低融点金属を熱保留材とする加熱装置で
は、熱保留時に必ず融解して液化することからその密閉
方法が容易でなく、またベースを構成する金属との接触
による電蝕や金属同士の拡散やこの使用による重量の大
幅増加等の問題もあった。また、ペンタエリスリトール
を熱保留材とする場合では、ペンタエリスリトールは有
機物質であることから耐熱性が十分でなく、長期間に亘
る使用によって劣化を起こし目的を達し得なくなる可能
性があるため、使用上限温度の設定を厳しくする必要が
あるとともに、転移温度を越える高温での常時使用がで
きないものであったためホットプレート、アイロン等の
加熱装置に熱保留機能を付加するに適した熱保留材では
なかった。

問題点を解決するための手段 本発明は上記の問題点に着目してなされたものである。

比熱が１００℃〜２６０℃の範囲で、０．１８　（１ｃ
ａｌ／Ｋｙ℃〕以上の酸化金属化合物あるいは硫酸金属
化合物の群から選ばれた無機化合物の１種類以上を熱保
留材とし、これとあらかじめ発熱体中にフィンを付設形
成した発熱体ユニットとを発熱体ユニットの周面がベー
ス容器に非接触状態となるように熱保留材を介在させて
、ベース容器に埋設することで加熱装置となす。

作　　用 本発明の加熱装置は発熱体から発生する熱を発熱体に付
設形成したフィンに伝導させ、発熱体ユニットが、比熱
が１００℃〜２５０’Ｃの範囲でｏ、１ｓ　Ｃ７／Ｋｙ
°Ｃ〕以上の酸化金属化合物あるいは硫酸金属化合物の
群から選ばれた少なくとも１種類以上からなる熱保留材
を均一に加熱し、次いでベース容器を加熱する構成にな
っている。ベース容器と発熱体ユニット間は双方が互に
接触または連結しないように熱保留材を介在させている
。

すなわち発熱体ユニットの周面とベース容器の内壁の間
には熱保留材が介在するので、発熱体から発生する熱は
発熱体ユニットを経て熱保留材に伝達され、次いでベー
ス容器に移動する。熱保留材は発熱体から発生する熱を
発熱体ユニット部に蓄熱させる熱保留性（断熱性効果）
を与えるのみならず熱保留材自体も顕熱を貯える。した
がって発熱体ユニットの温度は比較的その全域が均一な
温度分布を示す状態でベース容器に比較して高温に保持
されることになる。このようにベース容器の内部を３重
層構造にすることで、加熱装置として使用される状況に
応じた熱の伝達が行なえ、不必要な放熱が減少できる。

上記の効果を得るための熱保留材は特に潜熱的要素を有
しないものであってもさしつかえがなく、上記の構成と
なすことによりあたかも例を見ないほど大きな比熱を有
する熱保留材の使用に相当する効果が発生できることか
ら本発明の目的を満足するものとなる。

発熱体ユニットは発熱体から発生する熱が迅速かつ均一
にその全域に行き渡り、熱保留材に伝達されることが必
要である。この条件を満足し、安価でしかも加工の易容
性からアルミニウムあるいはこの合金の使用が好ましい
。また発熱体にフィンを付設するにあたって良好な熱伝
導性を確保するためには発熱体表面とフィン材との密接
化が必要となることから、この策が講じゃすいシーズ式
の発熱体の使用が好ましい。温度検知方法は、従来の加
熱装置にあっては発熱体と金属ベースとが直接一体化さ
れた構造となっていたため、検知場所を限定するもので
はなかったが、本発明にあっては、上記の３重層構造を
とるため、従来の考え方では温調の精度を欠くものとな
る。したがってベース容器の加熱面を形成する部位の一
部分をこの面と相対する部位に、発熱体ユニットに接触
または連結することなく熱保留材を貫通し一体化させて
温度検知部とすれば、加熱面の温度を従来と同等以上の
精度で制御することを可能となる。この方法によれば、
使用する加熱ベース面温度に重点を置いた制御となるた
め使用面から直接温度検知を行なうのと同じ効果が得ら
れることになる。

本発明で使用する熱保留材は、発熱体ユ０ノドや・ベー
ス容器に直接かつ常時接触した状態になるため、耐食性
、加熱時の熱安定性を有する酸化金属化合物あるいは硫
酸金属化合物の群から選定される。同時に断熱的効果と
相まって熱容量の大きい物質であるほどそれ自体の熱保
留性は大きくできることから本発明の目的とするホット
プレートやアイロンなどの加熱装置に実装して調べた結
果、加熱装置の実用温度範囲で１００℃〜２５０℃で比
熱は０．１ｓ　［１ｃａｌ／ＫＰ℃］以上のものを選定
すれば良いことが明らかになった。さらに熱保留材の熱
伝導性の向上を目的として金属粉末や炭素粉末の少量の
添加を行なうことも可能である。

実施例 以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明
する。

第１図は本発明の加熱装置をアイロンに応用した場合の
実施例を示すものである。図において、１は熱保留材で
ある。２はアルミ鋳造によるベース容器で、加熱面２Ａ
を有している。３はシーズ式の発熱体であり、これに付
設形成したアルミニウムよりなるフィン３Ａとともに発
熱体ユニットを形成している。この発熱体ユニットは、
その周面３Ｂが、ベース容器２のベース容器の内壁４に
非接触状態となるように熱保留材１を介在させてベース
容器２の鋳造時に密閉状態で埋設されている。ベース容
器２の上面には気化室６がベース容器２の鋳造と同時に
形成され、気化室蓋７によって気化室６の上部をおおっ
ている。さらにベース容器２の鋳造時に加熱面２Ａの部
位の一部２Ｂがこの面と対応する部位２Ｃに、発熱体ユ
ニットに接触または連結することなく熱保留材１を貫通
し一体的に設けており、これにより形成された温度検出
部２Ｄで温度を感知し温調する（温度調節器は図に示さ
れていない）。８はタンク９に貯水された水を気化室６
に給水する滴下ノズルで、気化室蓋７に取付けられたバ
ッキング１０を介して気化室６と接続している。１１は
茫乎１２の上部に設けられたスチームボタン１３と連動
する開閉桿で、上下動して滴下ノズル８からの給水を制
御する。１４はベース容器２の底面に設けたスチーム噴
出孔で、気化室６とスチーム通路１５を介して連動して
おり、気化室６で発生したスチームを噴出する。１６は
図には示されていない温度調節器を介して発熱体３に電
気的に接続する給電子端子で、電源と接続して電力を供
電する。１７は温度調節器と接続した温度調節レバーで
、ベース２の温度設定を行なうために用いる。

以上のように構成されたアイロンについて、以下その動
作を説明する。

給電端子１６に電源を接続して通電すると、熱保留材１
により覆蔽された発熱体ユニットのシーからなる発熱体
ユニットとベース容器２のベース間には温度勾配が生じ
、例えばベースの温度が１８０℃であったとしても熱保
留材１の大部分はさらに高い温度にまで上昇し、フィン
３Ａの放熱を熱保留材１が徐々に行なわしめる効果を発
揮する。このことから熱保留材１はベース容器２のベー
スよりも高温側に保持される。また熱保留材１は自身の
比熱に相当する顕熱を貯える。電源を給電端子１６から
切離すと放熱を始め、その熱は熱保留材１を介してベー
ス容器２のベースおよび上部に伝わってベース容器２の
加熱面２Ａおよび気化室６の温度低下を抑制する。次に
、第２図に放冷特性を示す。これは、熱保留材１の種類
を変化させたものと、第１図に示したものと同容積、同
−形状に構成したシーズ式の発熱体とアルミニウム単体
とからなるアルミブロックベースとの対比を示し、２０
０℃から１００℃までの放冷特性を加熱面２Ａの中央で
測定した結果である。特性■は熱保留材１としてＭｑ○
の場合で、特性■はアルミニウムブロックベースであり
、他はそれぞれ特性■・・・Ｃｒ２Ｏ３，特性■・・・
ＳｉＯ２，特性■はＢａＳＯ４の場合である。これらの
比熱は化学便覧によれば２２７℃でアルミニウムーｏ、
２３８Ｃ７／に９℃〕。

Ｍｑ○−０，２６９Ｃ７／Ｋｙ℃〕、Ｃｒ２Ｏ３・・・
ｏ、１８４１３ｃａｌＡ７℃〕。

５１０２・・・０．２４７　Ｃｋａｌ　／　ＫｔｉｏＣ
）　　、ＢａＳＯ４・＋＋　Ｏ−１ア０Ｃ１ｅａｔ／Ｋ
ｐ’Ｃ）である。アルミニウムブ。ツクベースの放熱曲
線を熱保留材使用の有効性つ限界とした場合、これ以上
の効果をもたらす熱保留材１：′ｉ比熱がｏ、１８〔ｏ
ａ７に７℃〕以上のものが有効である。

比熱が０，１８（ｌｃａｌ／に９°Ｃ〕よりも大きい酸
化金属化合物（例えばＡｌ２Ｏ３，ＣａＴｉＯ３，Ｆｅ
２Ｏ３，Ｆｅ２Ｏ４゜ＭｇＯ、ＭｇＳ　ｔｏ３．Ｎａ２
Ｓ　ｉｏ３．Ｎａ２Ｔ　ｉｏ３．Ｎｉ○、　Ｓ　ｔ　０
２　。

Ｔ工０２１　Ｃｒ　２０３など）あるいは硫酸金属化合
物１例えばＣａＳＯ４１Ｋ２Ｓ○４．Ｎａ２５ｏ４．Ｉ
、ｉ２Ｓ○４ｔ　ＺｎＳＯ４゜Ｒｂ２ＳＯ４など）の群
から選ばれた無機化合物の少なくとも１種類以上を熱保
留材とすることでアルミニウムブロックベースよりも熱
保留性の大きい状態を示すものとなる。またスチームを
発生させる場合は、スチームボタン１３を操作して開閉
桿１１を開けば滴下ノズル８からバッキング１０を介し
て気化室６に水が供給され、ここで発生したスチームは
スチーム通路１５を経由してスチーム噴出孔１４から噴
出される。この時、気化室６からは多量の熱が奪われる
が、熱保留材１の断熱的効果によって高温に保持されて
いる発熱体ユニ７トの熱と、熱保留材１の顕熱とによっ
て急激な温度低下をすることなく安定したスチームを長
時間得ることができる。この状態を第３図に示す。この
図において加熱面２Ａ中央温度が１８５°Ｃのとき通電
を止めスチームを連続して滴下水量８ｇ１分の状態で噴
出し続けた場合熱保留材１としてＮａ　２　ＳＯ２を２
ｏＯｇ使用し１，２ＫＷのシーズ式の発熱体を使用し１
７０ｇの発熱体ユニットとし、全量を７６０ｇとした場
合のアイロンである曲線■は、前記アイロンと同重量の
アルミニウムブロックベースである曲線■に比較して温
度低下かにぷい。すなわち、水滴の漏れが発生する１２
０°Ｃの状態になるまで約５０秒間噴出時間が長く維持
できる。

次にアイロンとして実用される場合、給電端子１６から
電源を取やはずし、スチームボタン１３を操作して上記
と同様の操作で滴下水量Ｅｌ／分の状態でスチームを１
８５°Ｃから噴出し、アイロン掛けをする時、１分間実
用し、２０秒間給電するという操作の繰返しを行なった
場合の状態を第４図に示す。この図において熱保留材１
としてＭｇＯを使用し上記と同重量のアイロンの特性■
に対して、これと同重量のアルミブロックベースである
特性■は給電による熱の供給が不足して１２０℃で水漏
れを発生する状態に至るのに対して、ＭｑＯ使用による
ものは１７分を経過しても加熱面中央温度は１５０’Ｃ
を保持しており、さらに使用が可能であることを示して
いる。第５図はこの状態にある熱保留材としてＭｑＯを
使用した上記に示したアイロンの加熱面中央温度である
線特性■と発熱体ユニット中央温度の特性■との温度差
が各特性間の平均値として常に発熱体ユニット側が３０
°Ｃ高く維持されていることを示している。

また給電端子１６より連続的に通電することによって加
熱面中央部の温度波形は１００″Ｃ〜２００°Ｃの定使
用時の各設定温度に対して第６図：こ示すように、Ｍｑ
○使用の特性■はアルミブロックベーストの温度は３０
°Ｃあるいはそれ以上に熱保留材１によって保持され、
かつ熱保留材１が比熱０．１８〔ａＪ／Ｋｔ°Ｃ〕以上
の酸化金属化合物あるいは硫酸金属化合物の少なくとも
１種類以上を選定使用することで、この顕熱と発熱体ユ
ニットの高温によって電源を切離してもベース容器２の
温度低下が抑制され、電源なしでアイロン掛けが可能と
なシ、電源コードが衣類に引掛ったり、電源コードによ
って操作範囲が限定されることがなくなり、プレス作業
の操作性が向上できる。

次に第７図に本発明の他の実施例を示す。図中、熱保留
材１、シーズ式の発熱体３、これに付設形成したアルミ
ニウムフィン３Ａ、気化室蓋７、滴下ノズル８、タンク
９、バンキング１０１開閉桿１１、杷■゛−２、スチー
ムボタン１３、スチーム噴出孔１４、給電端子１６、温
度調節レバー１７、は第１図の実施例と同じである。第
７図の実施例は、あらかじめ上面が開放されたベース容
器２を用意し、これに発熱体ユニットの周面３Ｂがベー
ス容器２の内壁４に接触または連結しないように熱保留
材１を介在させて埋設し、その上面に気化室６を形成し
たベース容器２の蓋６をビス５Ａにより取りつける。こ
のとき温度検出部２Ｄは加熱面２Ａの部位の一部２Ｂを
温度検出部２Ｄの裏面に接触する構成となっていて、力
作熱面２人の温度を温度検出部２Ｄに伝える。この構成
は第１図で示したベース容器鋳造一体化方法に比較して
、熱保留材１が発熱ユニットを覆蔽一体化するに十分な
保形力のない無機化合物を使用する場合極めて有効であ
る。

発明の効果 以上のように比熱が１００℃〜２５０’Ｃの実用温度域
テｏ、１ｓ　（ｋ２１／に９°Ｃ〕以上の酸化金属化合
物あるいは硫酸金属化合物の群から選ばれた１種類以上
を熱保留材とし、これとあらかじめ発熱体にフィンを付
設形成した発熱体ユニットとを発熱体ユニットの周面が
ベース容器に非接触状態となるように熱保留材を介在さ
せて埋設したことにより、従来の問題点が解決でき、熱
保留性の良い加熱ベースが実現できる。これにより、加
熱特性がすぐれ、コードレス化がはかれる使い勝手のよ
い優れたホットプレート、アイロン等の加熱装置が提供
出来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の加熱装置をアイロンに応用した実施例
を一部切欠断面にして示した側面図、第２図は熱保留材
の変化による２Ｑ○℃から１００℃までの放冷特性比較
図、第３図は通電を中止した状態で連続スチーム噴出時
の特性図、第４図はアイロン掛はパターンを１分間実使
用、２０秒間給電の繰返しによる温度保持特性図、第５
図は第４図に示した本発明のアイロンのベース面中央温
度と発熱体ユニットの温度比較特性図、第６図は連続給
電時のベース中央温度の変動特性図、第７図は本発明の
加熱装置をアイロンに応用した他の実施例を一部切欠断
面にして示した１１１１１面図である。 １・・・・・・熱保留材、２・・・・・・ベース容器、
２人・・・・・・加熱面、３・・・・・・発熱体、３Ａ
・・・・・・フィン、４・・・・・・ベース容器の内壁
、５・・・・・・蓋。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名箒２
図 時開（（１） 第３図 どθ　　　　　　　／２６４　　　　　　　１５６Ｊ吟
閲（初 第４図 ！冒！ぶ杜− 第５図 １１１冒亮− 第６図 吟閲

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）比熱が１００℃〜２５０℃の範囲で０．１８〔ｋ
   ｃａｌ／Ｋｇ℃〕以上の酸化金属化合物あるいは硫酸金
   属化合物の群から選ばれた少なくとも１種類以上を熱保
   留材とし、これと発熱体にフィンを付設形成した発熱体
   ユニットとを、発熱体ユニットの周面がベース容器に非
   接触状態となるように熱保留材を介在させてベース容器
   に埋設してなる加熱装置。
2. （２）発熱体ユニットを熱保留材で覆って一体化し、ベ
   ース容器に埋設してなる特許請求の範囲第１項記載の加
   熱装置。
3. （３）発熱体ユニットはシーズ式の発熱体にアルミニウ
   ムを主体とするフィンを付設形成してなる特許請求の範
   囲第１項記載の加熱装置。
4. （４）ベース容器はその加熱面を形成する部位の一部分
   をこの面と対応する他の部位に、発熱体ユニットに接触
   または連結することなく熱保留材を貫通させてこの部分
   より加熱面の温度を検出して温調してなる特許請求の範
   囲第１項記載の加熱装置。