JPS63500061A - 赤外線ヒ−タの改良 - 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】 赤外線ヒータの改良 本発明は、少なくとも１つの赤外線ランプを組み込んでいて安定装置を備えた赤 外線ヒータに関する。

周期的エネルギ調整器および多位置電気機械的スイッチを使用してガラスセラミ ック天板の調理器に使用される従来の輻射ヒータの抵抗要素のエネルギ出力を制 御することが良く知られている。また多位置電気機械的スイッチを使用して多数 の赤外線ランプを組み込んだ赤外線ヒータを制御することも知られている。しか し、多位置スイッチの使用はエネルギ出力の使用できる範囲を得ろために直並列 に相互接続した多数の赤外線ランプを必要とし、実際、赤外線ヒータは少なくと も３個の赤外線ランプを組み込むことが必要である。

このような赤外線ヒータのコストは赤外線ランプがかなりの比率を占めている。

したがって、コストを下げるには、ヒータの中のランプの数を減らすことが望ま しい。しかし、少ない数のランプでエネルギ出力の効果的な制御を与えることは 難しい。

多位置スイッチはランプの数が減らされるのであるから役に立たなくなり、また 周期的エネルギ調整器も多くの問題がある。たとえば、赤外線ランプのフィラメ ントの電気抵抗は周囲温度で非常に小さく、このためランプが通電された時には 大きな流入電流が発生し、これがエネルギ調整器の接点には高負荷となり、家庭 の配電系統は過負荷になって安全遮断器を引きはずしてしまうことがある。さら に、赤外線ランプは、これが繰り返しＯＮ、　ＯＦＦされたときにじゃまな点滅 を生せしめる高い可視光出力を有する。さらに、周期的エネルギ調整器がたとえ ば沸騰時の低い設定にされているとき、その周期はＯＮ期間が短く、それに続く 残りのＯＦＦ期間が長いものとなり、しかも従来の抵抗線要素と比較して赤外線 ランプの応答が速いので、調理器具の中味は短期間のうちに沸点まで上昇し、そ の後の長い残りの期間は冷却期間となって連続沸騰条件は与えられないのである 。

また、電子エネルギ調整器を使用することによりランプの数を減らすことも提案 されているが、電子制御装置はそれ自体高価であり、電気調理器の要求する環境 では信頼できない。

本発明の目的は、少なくとも１つの赤外線ランプを組み込んだもので、周期的エ ネルギ調整器と同時に使用する時上述の欠点を克服しｆコ赤外線ヒータを提供す るにある。

本発明によれば、ディツシュと、このディツシュ内に支持された熱絶縁材料のベ ース層と、このベース層の周囲に延在する熱絶縁材料の周囲壁と、熱遮断装置と 、ベース層を横切ってのびている少なくとも１つの赤外線ランプと、このすくな くとも１つの赤外線ランプに電気的に直列に接続したバラスト装置とを包含する ガラスセラミック天板の調理器用赤外線ヒータが提供される。

このヒータは周期的エネルギ調整器と組み合わすことができ、その調整器は全出 力設定では少なくとも１つのランプをその電源に直接に接続する。

バラスト装置はバラスト抵抗の形の裸線のコイルとすることができる。バラスト 抵抗は好適には少なくとも１つのランプの作動温度における抵抗のほぼ半分の電 気抵抗を有するのがよい。バラスト抵抗は好適にはヒータの周囲付近に配置され るのがよい。バラスト抵抗は電気的に並列に接続された裸線の２つのコイルとす るのがよい。バラスト抵抗を成すコイルはこれが少なくとも１つのランプの付近 を通る領域ではまっすぐに伸ばされているのがよい。

更なる加熱要素が周囲壁に隣接して、またはその回りに配置され、更なる周囲壁 をその更なる加熱要素の回りに設けることができる。更なる加熱要素は電気的に 直列に接続したバラスト抵抗を有する赤外線ランプとし、または裸線のコイルと することができる。

バラスト装置はバラストリアクトルとすることができる。パラストリアクトルは 好適にはヒータの金属ディツシュの外に位置されるとよい。

熱絶縁材料のベース層の表面はヒータの温度分布を変化させるべく溝や畝を設け ることができる。

本発明をより理解し、如何に実施するかをより明確に示すために、例として添付 図面を参照していくことにする。

第１図は周期的エネルギ調整器と共に本発明による赤外線ヒータの第１の実施例 を図式的に表したものである。

第２図は本発明による赤外線ヒータの第２の実施例の平面図である。

第３図は第２図の線Ｉ−Ｈに沿って見た断面図である。

第４図は第２図の線ＩＶ−ＩＶに沿って見た断面図である。

第５図は第２図の線■−■に沿って見た断面図である。

第６図はスプリングワイヤ固定クリップを示す本発明による赤外線ヒータの側面 図である。

第７図は別な固定クリップの拡大斜視図である。

第８図は周期的エネルギ調整器と共に本発明による赤外線ヒータの第３の実施例 を図式的に表わしたものである。

第９図はエネルギ調整器制御ノブの角度位置の関数とした第８図に示すヒータの エネルギ出力を表わすグラフである。

第１θ図は本発明による赤外線ヒータの第４の実施例の平面図である。

第１１図は本発明による赤外線ヒータの第５の実施例の平面図である。

第１２図は第１１図の線■−■に沿って見た断面図である。　第１３図は本発明 による赤外線ヒータの第６の実施例の平面図である。

第１４図は第１３図の線ｘ　■−ｘ　■に沿って見た断面図である。

第１５図は周期的エネルギ調整器と共に本発明による赤外線ヒータの第７の実施 例を図式的に表わしたものである。

第１６図は周期的エネルギ調整器と共に本発明による赤外線ヒータの第８の実施 例を図式的に表わしたものである。

第１７図は第１６図に図式的に表わした赤外線ヒータの平面図である。

第１８図は第１７図の線Ｘ■−Ｘ■に沿って見た断面図である。

第１９図は周期的エネルギ調整器と共に本発明による赤外線ヒータの第９の実施 例を図式的に表わしたものである。

第１図は、赤外線ランプ３と、バラスト抵抗５の形のバラスト装置と、熱遮断装 置７とを組み込んだ赤外線ヒータｌを示している。赤外線ヒータ１は周期的エネ ルギ調整器９と電気的に接続され、そのエネルギレベル、すなわちマーク対スペ ース比は回転制御ノブ１１の位置によって定められる。

赤外線ヒータｌは、ピロゲニック（Ｐｙｒｏｇｅｎｉｃ）シリカまたはセラミッ クファイバを基礎とする微孔性熱絶縁材料のような熱絶縁材料のベース層と、使 用中にこのベース層とガラスセラミック調理表面（第１図には示していない）の 下側との間から熱が逃げないようにした絶縁材料の周囲リングとを包含している 。ベース層、および必要ならば周囲リングは金属ディツシュの中に支持すること ができる。

赤外線ランプはベース層の層上または上方に配置され、熱遮断装置に電気的に直 列に接続される。熱遮断装置は、ガラスセラミック調理表面が過熱して来た場合 にランプを電源から切り離す作用をする。バラスト抵抗５は赤外線ランプ３に直 列に接続され、電源は回転可能なノブのあらゆる設定にてバラスト抵抗５を介し てエネルギ調整器９から赤外線ランプ３へと供給される。バラスト抵抗の電気抵 抗は好適には加熱状態にて赤外線ランプ３の抵抗の約半分がよい。バラスト抵抗 の材料の温度抵抗係数は比較的小さく、赤外線ランプの材料の温度抵抗係数の数 分の１にすべきである。

第２図は、ピロゲニツクシリカまたはセラミックファイバを基礎とする微孔性熱 絶縁材料のような熱絶縁材料のベース層２３と、セラミックファイバのような熱 絶縁材料の周囲リング２５と、ベース層２３および周囲リング２５を支持する金 属ディツシュ２７とを包含する赤外線ヒータ２１を示している。周囲リング２５ はステープル２６によってベース層２３の所定位置に保持されている。２つの赤 外線ランプ２９．３１はベース層２３の層上または上方に配置されて使用中は電 気的に並列に接続され、裸線のコイルの形のバラスト抵抗３３はヒータ２１の加 熱領域の周囲のベース層２３に形成された溝に配置され、加熱領域の周囲にバラ スト抵抗３３を配することでヒータからの温度分布が好適となり、ヒータの性能 が最適となるのである。熱遮断装置３５は加熱領域を横切って延在され、使用中 にガラスセラミック調理表面（第２図に示していない）の温度が異常に高くなっ た場合にランプを電源からきり離すように作用する。使用中は、第１図について 述べた実施例と同様、バラスト抵抗３３を介してランプ２９．３１に電源が供給 される。バラスト抵抗３３の電気抵抗は好ましくは加熱状態にてそれら赤外線ラ ンプの合成抵抗の約半分がよい。

第３図に示した断面図は第２図の線１−１より見たもので、同じ参照符号は相当 する要素を示すのに使用されている。第３図はガラスセラミック調理プレート３ ７を示しており、また、ベース層２３がその表面をたとえば第３図に示したよう に側壁を持ち上げかつ中央を隆起させるようにして溝や畝を設け、ヒータを横切 っての温度の分布を更に改善するようにしていることも示している。

第４図に示した断面図は第２図の線ＩＶ　−■に沿って見たもので、同じ参照符 号は相当する要素を示すために使用されている。第４図は、赤外線ランプ３１が ベース層２３の端部領域にて支持され周囲壁２５によってその所定位置に維持さ れていることを示している。これは、ランプを所定位置にしっかり保持して、ヒ ータの加熱領域内でランプによって発生される可視光線が漏れることのないよう にしている。第２図に示したステーブル２６は周囲壁２５を所定位置に保持する 役目をしている。

ヒータからのあらゆる光線を漏れないようにするため、ランプの端部は光を通さ ないコーティングを有するようにしてもよい。セラミック端部キャップ３９はラ ンプ３１への電気的接続を与えるものである。

第５図に示した断面図は第２図の線Ｖ−■に沿って見たもので、同じ参照符号は 相当する要素を示すために使用しである。第５図は、バラスト抵抗３３のコイル が広げられて赤外線ランプ３１の外装の下を通すよう形成されている。

周囲壁２５を通してランプ２９．３１を所定位置に保持するためには、第２図に 示したステーブル２６を使うほか、金属ディツシュ２７の内側または外側に位置 されるスプリングクリップを使用することができる。

第６図は、金属ディツシュ２７の外に位置されてランプ２９．３１の端部分を引 っ掛けているスプリングワイヤクリップ４１を示している。ランプは金属ディツ シュ２７から半径外方向に突出しているスプリング固定クリップ４２の下にスプ リングワイヤ４１の中間部分を通すことによってベース層２３の方に押しつけら れている。第７図はランプ２９．３１の端部分およびベースＭ２３より上方で周 囲壁２５よりは下方に位置されるべきスプリングストリップ４３を示している。

このスプリングストリップの端部分４４．４５はランプ２９．３１の端部分を押 さえつけるべく押し下げられる。スプリングストリップ４３に設けられた開口４ ６はランプの端部およびベース層２３に対するスプリングストリップの永久保持 力を増すためのステーブル４７を受けるためのものである。

バラスト装置を赤外線ランプに直列に導入することにより、使用される赤外線ラ ンプは１つまたは２つしか必要ないので比較的安価な赤外線ヒータを作ることが でき、かつ、安価で、比較的容易に手にはいる周期的エネルギ調整器を使用でき ることもわかった。

ランプと直列に接続したバラスト装置の使用は突入電流の問題を克服することを 保証する。標準的な家庭用調理器の電気配線に許容できるレベルまで突入電流を 制限するようなバラスト装置の値を選択することは当業者にとっては簡単なこと である。バラスト装置はランプからの可視光出力を減少させ、またフィラメント の温度が上昇する速度、それゆえ可視光出力が大きくなる速度を減少させる。こ れにより、エネルギ調整器のＱＮ−ＯＦＦ切換えの結果生じる閃光にょる防害を 許容レベルまで減少させるのである。ランプフィラメントはよりゆっくりと熱く なるので、エネルギ調整器の低出力設定時において沸騰および調理が交互になる という問題は回避され、変動のない沸騰条件を達成することができる。さらに、 バラスト装置は突入電流のピークを下げかつランプフィラメントのピーク温度を 下げることになり、したがって赤外線ランプにかかるストレスが減ることになる 。これは赤外線ランプの動作寿命を相当延ばすことになる。

第８図に図式的に示した赤外線ヒータは第１図に示したヒータに類似のもので、 対応する要素を示すために同じ参照符号を使用している。しかし、第８図では、 全出力以外のあらゆる出力設定ではバラスト抵抗５によって赤外線ランプ３にエ ネルギが供給されるが、全出力時には電源線１３によって赤外線ランプ３に電流 が直接に供給される。バラスト装置が接続されていない場合エネルギ調整器の周 期動作の間にヒータから出る出力は約２７３の出力まで減らされるので、周期的 エネルギ調整器９は全出力設定が最初に低出力設定を通過することによってのみ 達成できるよう構成されている。

実施例の中には全出力にてバラスト抵抗を外すようにすることで赤外線ランプを 高出力で作動させることができ、調理器具の内容に対して最適な性能および最小 沸騰時間にすることができる。

第９図はエネルギ出力のグラフで、第８図の実施例に相当するものである。第９ 図は制御ノブを回し切ったところで全エネルギ出力が出されるが、バラスト抵抗 がランプと直列に入るよう切換えられると直ちに全出力の約２７３まで出力が落 ちることを示している。制御ノブがその最小設定に向けて次第に回転されるにつ れて、エネルギ出力は減少し、その最小設定では、エネルギ出力はバラスト抵抗 がない時に達せられるエネルギ出力よりも小さくなり、このようにして暖めたり 沸騰させたりするための低出力設定の幅が広げられるのである。

第１０図は第２図に示したヒータに類似の赤外線ヒータ５１を示している。しか し、第１Ｏ図に示した実施例では、バラスト抵抗の電力定格は、バラスト抵抗を １個のコイル３３の代わりに、周囲壁５７に接近して配置される２個の同心状の コイル５３．５５に適応させることが必要、あるいは望ましい。同心状のコイル は電気的に直列に接続することができ、あるいは適切な値を有するよう電気的に 並列に接続することができる。並列接続はバラスト抵抗のワイヤ全体の電気抵抗 を減らすことになり、この結果、バラスト抵抗がその作動温度にまで上昇する速 度を上げることになるのである。

第１１図および第１２図は、ヒータ６１が１個の赤外線ランプ６３だけを組込ん でいる以外は第２図および第３図に示したヒータに類似している赤外線ヒータ６ １を示している。１個のランプの使用はガラスセラミックブレ−ト６５を横切る 温度分布を許容できないものにしてしまうものであるが、熱絶縁材料のベース層 ６７の表面に溝や畝を設けることによって温度分布が著しく改善されることがわ かった。第１１図および第１２図に示したようなランプの上方部分に反射層（図 示しない）を被覆して上方に放射される輻射熱を熱絶縁材料のベース層の方へ反 射させることで温度分布をさらに改善させることができる。

第１３図および第１４図は、使用の際に調理器具の温度をガラスセラミックプレ ート７１を通して検出する調理器具温度センサ（図示しない）を組み込むよう変 形した本発明による赤外線ヒータを示している。このようなヒータは“オートク ック”ヒータとして知られているものである。温度センサはヒータの周囲に隣接 してヒータのベースを貫通して形成された開口部７３内に収容され、その開口部 ７３はヒータによって放射される熱から温度センサをしゃへいするため熱絶縁材 料の壁７５によって囲まれている。開口部７３の付近のバラスト抵抗７７は熱放 射を減らすためにまっすぐに伸ばされて、熱絶縁材料の壁７５の中を通すように されている。

第１５図は、赤外線ヒータ８Ｉがそれぞれ赤外線ランプ８７、８９およびバラス ト抵抗９１．９３を有する２つの独立した加熱領域８３．８５によってどのよう に構成されているかを図式的に示したものである。熱遮断装置９５は、ガラスセ ラミック調理表面が過熱して来た場合に、ランプ８７．８９およびバラスト抵抗 ９１．９３を電源から切り離す役をする。電力は回転ノブ９９の設定によるエネ ルギレベルでエネルギ調整器９７からヒータへ供給される。

過熱領域８３とするか両顎熱領域Ｈ，８５とするかはたとえば回転ノブ９９に組 み込むことができるスイッチによって選択できる。

第１６図、第１７図および第１８図は２つの独立した加熱領域１０３．１０５を 有する赤外線ヒータ１０１の別な実施例を示している。加熱領域１０３は２つの 赤外線ランプ１０９゜１１１およびこのランプに電気的に直列に接続されたバラ スト抵抗１１３を有する形の赤外線輻射源１０７によって与えられている。裸線 を螺旋状のコイルの形とした普通の加熱コイル１１５は加熱領域１０３の回りの 環状加熱領域１０５に配置され、たとえばエネルギ調整器１１９の回転ノブ１１ ７に組み込まれたスイッチが作動された時ランプ１０９．１１１およびバラスト 抵抗１１３と電気的に並列に接続される。熱遮断装置１２１は、ガラスセラミッ ク調理表面の温度が高くなり過ぎた時、ランプ１０９．　ｉｌｌ、バラスト抵抗 １１３および加熱コイルを電源から切り離す役をする。ランプ１０９．１１１は ランプの赤外線輻射フィラメントの長さを加熱領域１０３の直径に制限すること によりて加熱領域１０３の寸法に適応させることができ、さらに加熱領域１０３ の外側のランプの部分を不透明材料によって被覆するようにしてもよい。加熱領 域１０３゜１０５は熱絶縁材料の隔壁１２３とこの隔壁１２３を貫通して形成さ れに開口の壁の間の締りばめとによって分割され、各ランプ１０９．１１１の外 装が可視光線の漏れを防ぐのに役立っている。加熱コイル１１５が熱遮断装置１ ２１の下を通っているところでは、螺旋状コイルは伸ばされてこの付近の熱放射 を減少させている。更なる用心として、熱遮断装置１２１は熱絶縁材料のブロッ ク（図示しない）によって加熱コイル１１５より放射される熱から熱的に絶縁さ れるようにするとよい。

第１９図に示した実施例において、赤外線ヒータ１４１は赤外線ランプ１４３と 熱遮断装置１４５とを組み込んでいる。赤外線ヒータ１４１は周期的エネルギ調 整器１４７と電気的に接続され、そのエネルギレベルは回転制御ノブ１４９の位 置によって決められる。ヒータ１４１が調整器１４７への電線の１つに、赤外線 ランプ１４３と直列のバラストリアクトルの形のバラスト装置が配置されている 。第８図の実施例のように、赤外線ヒータ１４１は、ビロゲニツクシリカまたは セラミックファイバに基く微孔性熱絶縁材料のような熱絶縁材料のベース層と使 用中にベース層とガラスセラミック調理面の下側との間から熱が逃げるのを防い でいる絶縁材料の周囲リングとを包含している。ベース層および必要なら周囲壁 は金属ディツシュの中に支持されるとよい。

赤外線ランプ１４３は熱絶縁材料のベース層の上または上方に配置され、ガラス セラミック調理表面の温度が過熱して来た場合に赤外線ランプ１４３を電源から 切り離すようにした熱遮断装置１４５と電気的に直列に接続されている。パラス トリアクトル１５１はランプ１４３と直列に接続され、電力は、電流が第８図に 関して述べたようにランプ１４３に直接供給されるという全出力位置を除いた制 御ノブ１４９のあらゆる設定においてノくラストリアクトルを通ってエネルギ調 整器１４７からランプに供給される。

国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　τＯＴＨＥ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＰＯ ＲＴ　０ＮＹｏｒ　ｍｏｒｅ　ｄ＠ｔａ土１！Ｉ　＠ｂ○ｕｅ　ｔｈｉｓ　ｓｎ ｍａｖ　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ディッシュと、このディッシュ内に支持された熱絶縁材料のベース層と、こ のベース層の周囲に延在する熱絶縁材料の周囲壁と、熱遮断装置と、ベース層を 横切って延びている少なくとも１つの赤外線ランプとを包含するヒータにおいて 、バラスト装置（５，３３，５３，５５，７７，９１，９３，１１３，１５１） が少なくとも１つのランプ（３，２９，３１，６３，８７，８９，１０７，１０ ９，１１１，１４３）に電気的に直列に接続されていることを特徴とするガラス セラミック天板調理器用赤外線ヒータ。 ２　ヒータは周期的エネルギ調整器（９，９７，１１９，１４７）と組み合わさ れることを特徴とする請求の範囲第１項記載の赤外線ヒータ。 ３　エネルギ調整器（９，１４７）はその全出力設定にて少なくとも１つのラン プ（３，１４３）をその電源に直接に接続するようにしたことを特徴とする請求 の範囲第２項記載の赤外線ヒータ。 ４　バラスト装置はバラスト抵抗の形の裸線のコイル（３３，５３，５５，７７ ，１１３）としたことを特徴とする請求の範囲第１項、第２項または第３項記載 の赤外線ヒータ。 ５　バラスト抵抗は少なくとも１つのランプの作動温度における抵抗のほぼ半分 の電気抵抗を有することを特徴とする請求の範囲第４項記載の赤外線ヒータ。 ６　バラスト抵抗はヒータの周囲付近に配置されることを特徴とする請求の範囲 第４項または第５項記載の赤外線ヒータ。 ７　バラスト抵抗は電気的に並列に接続された裸線の２つのコイル（５３，５５ ）としたことを特徴とする請求の範囲第４項ないし第６項のいずれか１項に記載 の赤外線ヒータ。 ８　バラスト抵抗を成すコイルはこれが少なくとも１つのランプの付近を通る領 域ではまっすぐに伸ばされていることを特徴とする請求の範囲第４項ないし第７ 項のいずれか１項に記載の赤外線ヒータ。 ９　更なる加熱要素（８９，９３，１１５）が周囲壁に隣接して、またはその回 りに配置され、更なる周囲壁がその更なる加熱要素の回りに延在していることを 特徴とする請求の範囲第４項ないし第８項のいずれか１項に記載の赤外線ヒータ 。１０　更なる加熱要素は電気的に直列に接続したバラスト抵抗（９３）を有す る赤外線ランプ（８９）としたことを特徴とする請求の範囲第９項記載の赤外線 ヒータ。 １１　更なる加熱要素は裸線のコイル（１１５）としたことを特徴とする請求の 範囲第９項記載の赤外線ヒータ。 １２　バラスト装置はバラストリアクトル（１５１）としたことを特徴とする請 求の範囲第１項、第２項または第３項に記載の赤外線ヒータ。 １３　バラストリアクトル（１５１）はヒータの金属ディッシュの外に位置され ることを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の赤外線ヒータ。 １４　熱絶縁材料のベース層の表面は溝や畝が設けられてヒータの温度分布を変 化させるようにしたことを特徴とする請求の範囲第１項ないし第１３項のいずれ か１項に記載の赤外線ヒータ。