JPH0375431A - 液体加熱装置 - 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、主として、電気スチーム式の加湿器に使用す
るのに好適な液体加熱装置に関し、水等の液体の入る容
器と、容器に熱結合された発熱装置とを有し、発熱装置
は複数の正特性サーミスタによって構成し、複数の正特
性サーミスタのそれぞれは互いに間隔を隔てて容器の底
部外面に熱結合させ、容器の内面は中央部に向って下降
傾斜する［１面とすることにより、過熱の危険がなく安
全で信頼性が高く、省電力形であり、しかも発熱量が大
きく、傾斜した場合にも液体加熱効率の低下を防止でき
るようにした液体加熱装置が得られるようにしたもので
ある。

〈従来の技術〉 従来、加湿器としては、超音波霧化方式のものが主流で
あった。しかし、超音波霧化方式の加湿器は、動作時に
３０℃前後の水温になることから、細菌の増殖に好適な
環境となり、加湿器に入った細菌が水中で繁殖し、それ
が霧化によって大気中に放出されるため、アレルギー性
の肺炎や感染症を引き起こす原因となるという重大な問
題点があった。また、水に含まれ・ているＣａ％Ｍｇ等
のカルキ成分が水分と一緒に霧状となって放出され、こ
れらが白粉として家具、オーディオ機器等に付着して汚
すとういう問題点もあった。更に、霧状に放出され水分
が大気中で気化するときの気化熱により室温が下げられ
、冬季室内暖房効果が損なわれるという問題点もあった
。そこで、最近、熱によって水を加熱し蒸発させる電気
スチーム式の加湿器が提案されている。電気スチーム式
加湿器は水を加熱して蒸気化し、これを放出する構成で
あるので、細菌繁殖による問題がなく、安全であり、し
かも、カルキ成分等の不純物が飛散することがなく、更
に室温を低下させることもない０本発明は、このような
電気スチーム式加湿器に使用するのに好適な液体加熱装
置に関するものである。

従来より知られているこの種の液体加熱装置の一般的な
構成は、液体を入れる容器の底部外面にヒータを熱結合
させ、底部を介して伝達される熱により、容器内の液体
を加熱し蒸発させるようになっている。第２７図は先に
提案された電気スチーム式加湿器及びそこに使用された
液体加熱装置を示している。図において、１は液体加熱
装置、２は給水装置である。液体加熱装置１は蒸発装置
を構成しており、蒸発皿となる容器３と、発熱装置４と
を備えている。容器３は底部３１の内面にフィン３２を
突設し、液体加熱に寄与する表面積を拡大するようにな
っている。

発熱装置４は面発熱の正特性サーミスタによって構成さ
れている。正特性サーミスタは、自己温度制御機能を有
し、過熱の危険がなく安全で信頼性が高いこと、熱平衡
した状態では高抵抗領域で動作するので、電力消費が少
なく、省電力化に有効であること等の利点が得られる。

給水装置２は、給水タンク２１と給水路２２等を備えて
構成されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 第２７図に示−した加湿器において、蒸気発生量を増大
させるには、容器３の底部３１の面積を増大させると共
に、底部３１の面積に対応する形状の大きな正特性サー
ミスタ４を使用するか、または第２８図に示すように、
複数個の正特性サーミスタ４．４を使用して、加熱面積
を増大しなげればならない。

しかし、容器３の底部３１の面積を拡大して加熱面積を
増大させると、第２９図に示すように、重力ｇの方向に
対して角度θだけ傾斜した場合、正特性サーミスタ４．
４に対して熱負荷となる液体３３の量が傾斜方向で多く
なり、反対側で減少するため、正特性サーミスタ４．４
に対する熱負荷がアンバランスになり、熱効率が低下す
る。熱負荷のアンバランスは、底部３１の面積を大きく
して、液体３３に対する加熱面積を増大する程に大きく
なる傾向にある。

そこで、本発明の課題は、上述する従来の問題点を解決
し、傾斜した場合にも液体加熱効率の低下を防止し得る
液体加熱装置を提供することである。

〈課題を解決するための手段〉 上述する課題解決のため、本発明は、液体の入る容器と
、発熱装置とを有する液体加熱装置であって、 前記発熱装置は、複数の正特性サーミスタを備え、前記
複数の正特性サーミスタのそれぞれは、互いに間隔を隔
てて、前記容器の底部外面に熱結合されており、 前記容器は、前記底部のうち、少なくとも前記正特性サ
ーミスタを結合させた外面に対応する内面が、容器中央
部に向って下降傾斜する傾斜面となっていること を特徴とする。

〈作用〉 発熱装置は、複数の正特性サーミスタを備えているので
、過熱の危険がなく安全で信頼性が高く、電力消費の小
さい省電力形の液体加熱装置が得られる。

また、複数の正特性サーよスタのそれぞれは、互いに間
隔を隔てて、容器の底部外面に熱結合されているので、
正特性サーミスタの個数に対応した大きな発熱量を得る
ことができる。

しかも、容器は、底部のうち、少なくとも正特性サーよ
スタを結合させた外面に対応する内面が、容器中央部に
向って下降傾斜する傾斜面となっているので、複数の正
特性サーよスタのどちら側に傾斜した場合でも、ある傾
斜角度までは、正特性サーミスタを結合させた外面に対
応する内面に液体が残るので、液体の加熱効率の低下が
抑制できる。

本発明に係る液体加熱装置は、主として、加湿器に使用
するのに好適なものであるが、電気ポット、コーヒーメ
ーカまたは各種飲料水の加熱装置としても使用できる。

〈実施例〉 第１図は本発明に係る液体加熱装置の正面部分断面図で
ある０図において、５は容器、６は発熱装置である。

容器５は、例えばアルミニウム等の成形、加工が容易で
熱伝導率の高い金属材料またはアルよす等の比較的熱伝
導性の良好なセラ主ツタ材料等はよって形成する。アル
よニウムで形成した場合には、内面にアルマイト処理を
施しておくとよい。

この容器５は、液体加熱装置の用途に応じた形状及び構
造に構成する。

発熱装置６は、面発熱構造の正特性サーよスタフによっ
て構成し、正特性サーミスタ７の発熱面を容器５の底部
５１の外面５１１に面接触させて熱結合させである。発
熱装置６を構成する正特性サーミスタ７は、その発熱量
及び要求される発熱量に応じて複数個備えられる。実施
例では、２個の正特性サーミスタ７を間隔を隔てて配置
した例を示している。

容器５は、底部５１のうち、少なくとも正特性サーミス
タ７を結合させた外面５１１に対応する内面５１２が、
容器中央部に向って角−度αで下降傾斜する傾斜面とな
っている。実施例では、容器５の底部５１の外面５１１
及び５１２は互いに平行する面となっているので、外面
５１１も傾斜面となる。

上記構成によれば、第２図に示すように、容器５が正特
性サーミスタ７．７のどちら側に傾斜した場合でも、傾
斜角度θが角度αに達するまでは、傾斜方向とは反対側
の、正特性サーミスタ７．７を結合させた外面５１１に
対応する内面５１２に液体が残るので、液体８の加熱効
率の低下を抑えることができる。

次に、加湿器の蒸発装置を構成するのに好適な液体加熱
装置の具体例を示す、第３図はその分解斜視図、第４図
は同じくその断面図、第５図は同じくその平面図である
０図において、第１図及び第２図と同一の参照符号は同
一性ある構成部分を示している。９．１０は電気絶縁板
、１１は支持部材、１２は給水管、１３は対流筒である
。電気絶縁板９は、アルミナ等の電気絶縁板で構成され
、正特性サーミスタ７と容器５の底部５１の外面５１１
との間に介在して設けられている。電気絶縁板１０は、
シリコーンシート等で構成され、正特性サーミスタ７と
支持部材１１との間に設けられている。支持材１１は、
正特性サーよスタフ、７を電気絶縁板９を介して容器５
の底部５１の外面５１１に密着させるように、底部５１
にネジ止め等の手段によって取付は固定される。

給水管１２は容器５の内部に水を供給する管体であり、
容器５に設けられた孔５２内に接続されている。孔５２
及び給水管１２は、発熱装置６を構成する正特性サーミ
スタ７−７間に設けられているので、正特性サーミスタ
７−７相互間の熱伝導を給水管１２内の水による冷却作
用によって妨げる。これにより、正特性サーミスタ７−
７間の加熱干渉作用が抑制され、正特性サーミスタ７．
７の発熱量が増大する。

対流筒１３は、空気を通すためのもので、容器５の底部
に設けられた孔５３を通り、容器５の外部から内部側＆
：１を通して設けられている。この対流筒１３によって
も、正特性サーよスタフ−７間の加熱干渉作用が抑制さ
れる。

容器５は、正特性サーよスタフを結合させた外面５１１
に対応する内面５１２が、容器中央部に向って下降傾斜
する傾斜面となっている。実施例においては、更に、内
面５１２に凹部５１３及び凸部５１４による凹凸パター
ンを有している。この凹凸パターンにより、液体と接触
する加熱面積が拡大されるので、熱効率が高くなる。

第６図は容器５の底部５１の内面５１２における部分拡
大平面図、第７図は同じく部分拡大断面図である。凹凸
パターンは、隣接する凹部５１３−５１３の中間部に仮
想された線分ａ、〜ａ４よって囲まれた領域の平面積を
Ｓ１％表面積を３２としたとき、 １．５≦（Ｓ２／Ｓｌ）≦４．．．．（１）を満足する
ように設けるとよい。この条件を満足する範囲では、発
熱面積の増大と共に、底部に付着したスケール除去が容
易になるという作用効果を得ることができる。

第６図及び第７図の実施例では、底部５１の内面５１２
Ｃ１直径ＤＩ、深さｈｌの円形状の凹部５１３を、間隔
Ｊ！　ｌ、ＪＺ　２で、格子状に配列している。凹部５
１３の周囲が凸部５１４となる。凹部５１３の直径ＤＩ
％深さり、及び間隔ｆ１．Ｉ、１１２は上述の式（１）
を満足するように定める。その具体例として、 ＤＩ　ヨコ１１１ｍ ｈ、　ｘ２．　５　ａｍ ＪＺＩ　　ｘｆ、　　ｍ３　　ｉｌｍ とした場合は、第６図の点線で示す線分ａ１〜ａ４によ
って囲まれた斜線領域の平面積５１及び表面積Ｓ、は、
簡単な計算によって Ｓ、　＝０．０９　（Ｃｍ”） Ｓ、　＝０．２４７　（Ｃｍ２） となり、（Ｓ２／Ｓｌ）は２．７４となる。

凹凸パターンとしては、種々のものが考えられる。その
例を第８図〜第２０図に示す、これらの実施例における
（Ｓ２／ＳＬ）の値は、間隔℃４．１７、高さｈｌ、径
ＤＩ、Ｄ２を、図示のように選定した場合の値である。

平面積Ｓ１は斜線で示す。

第８図では凹凸パターンが第６図、第７図と逆パターン
となっており、（Ｓ２／Ｓｌ）は２．７４となる。

第９図は凹部５１４の底面形状を半球面状に形成しであ
る。他は第６図、第７図の実施例と同じであって、（Ｓ
　２／Ｓ　Ｉ）は１．６９となる。

第１０図は凹凸パターンが第９図の逆パターンであって
、（Ｓ２／Ｓ＋）は１．６９となる。

３４１１図は凹凸パターンが千鳥状となっており、（Ｓ
２／Ｓｌ）は３．０１となる。

第１２図及び第１３図の実施例は、凹部５１３が角孔と
なっており、（Ｓ２／Ｓｌ）は３．２２となる。

第１４図は第１２図及び第１３図の逆パターンであって
、凸部５１４が角柱であり、（Ｓ２／Ｓ＋）は３．２２
である。

第１５図及び第１６図の実施例は、凹部５１３が角錐孔
となっており、（ＳＺ／Ｓ＋）は１．７３となる。第１
７図は第１５図及び第１６図の逆パターンで（Ｓ２／Ｓ
ｌ）は１．７３となる。

第１８図及び第１９図の実施例では、凹部５１３は６角
孔となっており、（Ｓ　２／Ｓ　ｌ）は２．３４となる
。第２０図は第１８図及び第１９図の逆パターンで、（
Ｓ２／Ｓｔ）は２．３４となる。

第２１図は発熱装置６を構成する正特性サーミスタ７の
斜視図を示している。正特性サーよスタフは平板状に形
成された正特性サーミスタ素体７１の１面７１１上に、
細い櫛歯状の電極７２１〜７３３を間隔を隔てて複数本
設けである。電極７２１〜７３３のうちの隣り合う電極
は、互いに異なる極性として駆動すべく、正特性サーミ
スタ素体７１の端部に形成した端子電極７４〜７６に導
通接続しである。電極７２１〜７３３のうち、符号末尾
が奇数の電８ｉ７２１．７２３１．、．７３３は端子電
極７４に導通接続し、符号末尾が偶数である電極７２２
．７２４１、、．７３２は２群に分けて、それぞれ互い
に独立する端子電極７５．７６に導通接続しである。

電極７２１〜７３３及び端子電極７４〜７６を形成する
に当っては、第２２図及び第２３図に示すように、正特
性サーよスタ素体７１の１面７１１上に凹溝７１２を間
隔を隔てて形成すると共に、正特性サーミスタ素体７１
の幅方向の両端に凹溝７１２の底面と連続するように、
段部７１３．７１４を設けておく。そして、凹溝７１２
の側壁面及び底面に、電１７２１〜７３３を被着形成す
ると共に、電極７１２〜７３３に連続する如く、段部７
１３．７１４の上に端子電極７４〜７６を形成する。

端子電極７４〜７６に対しては、金属端子７７．７８を
バネ接触等によって導通接続させてもよい。端子電極７
４〜７６は段部７１３．７１４に形成されているので、
金属端子７７．７８を段部７１３．７１４の段差を利用
してその内部に位置させることができる。

容器５への熱結合に当っては、電極７２１〜７３３を形
成しである面７１１が発熱面となるので、第２２図に示
すように、この面７１１を電気絶縁板９を介して、容器
５１の底部外面５１１に熱的に密に面接触させる。これ
により、熱効率のよい液体加熱装置が実現できる。

上記実施例に示す正特性サーよスタフは、第２４図に示
すように、端子電極７４を共通電極とし、端子電極７５
．７６を同時にまたは個別に選択的に駆動できる。従っ
て、発熱量の調整が可能である。独立する電極群の組を
増やせば更に微細な発熱コントロールが可能である。

第２５図は本発明に係る液体加熱装置を組込んだ加湿器
の例を示している。図において、１４は本発明に係る液
体加熱装置を使用した蒸発装置、１５は給水装置、１６
は内筒、１７は外筒である。

給水装置１５は、主給水タンク１５１、補助給水タンク
１５２とを含んでいる、主給水タンク１５１は、補助給
水タンク１５２から取はづし可能になっている。１５３
は０リング、１５４は弁、１５５は弁１５４を押し広げ
る押棒である。

給水管１２は、給水装置１５の補助タンク１５２と容器
５との間に接続され、容器５内に水を供給するようにな
っている。給水管１２は、発熱装置６を構成する正特性
サーくスタフ−７間に設けられている（第４図〜第５図
参照）ので、正特性サーミスタ７−７相互間の熱伝導が
給水管１２内の水による冷却作用によって妨げられる。

このため、正特性サー主スタフ、７の相互加熱干渉作用
が抑制され、両正特性サーミスタ７．７は充分な発熱動
作を行なうようになる。

対流筒１３は、両端部１３１．１３２のうち、内筒１６
の外部にある端部１３１と、内部にある端部１３２とで
は、温度差があるので、外側から内側に向かう矢印（イ
）のような空気対流が起きる。この対流により、蒸気が
効率良く放出される。また、対流筒１３も、正特性サー
ミスタ７−７間に設けられているので、この対流筒１３
によっても、正特性サーミスタ７−７間の加熱干渉作用
が抑制される。

内筒１６は容器５の上端面に装着されており、蒸気を外
部に放出する蒸気放出筒として働く。外筒１７は内筒１
６との間に間隔を保ってその全体を覆うように配置され
ている。これは蒸気によって熱せられた内筒１６を、熱
的に絶縁して、使用者が火傷等を負うことがないように
したものである。

第２６図は本発明に係る液体加熱装置を組込んだ加湿器
の更に別の実施例を示している。この実施例では、中間
タンク１５２の底部を、蒸発装置を構成する液体加熱装
置１４の底面と同じ位置または少し高い位置に設定しで
ある。かかる構成によると、長期の不使用時においても
、中間タンク１５２に水が滞留することがないので、細
菌発生及び繁殖を防止でき、衛生的であること、持ち運
び時に中間タンク１５２から水漏れを生じることないこ
と等の利点が得られる。

〈発明の効果〉 以上述べたように、本発明によれば、次のような効果が
得られる。

（ａ）発熱装置は、正特性サーミスタを備えているので
、過熱の危険がなく安全で信頼性が高く、電力消費の小
さい省電力形の液体加熱装置を提供できる。

（ｂ）正特性サーミスタは複数備えられており、複数の
正特性サーミスタのそれぞれは、互いに間隔を隔てて、
容器の底部外面に熱結合されているので、正特性サーミ
スタの個数に対応した大発熱量を確保し得る液体加熱装
置を提供できる。

（ｅ）容器は、底部のうち、少なくとも正特性サーミス
タを結合させた外面に対応する内面が、容器中央部に向
って下降傾斜する傾斜面となっているので、複数の正特
性サーくスタのどちら側に傾斜した場合でも、ある傾斜
角度までは、液体加熱効率の低下を抑制し、加熱効率を
向上させた液体加熱装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る液体加熱装置の正面部分断面図、
第２図は同じくその作用を説明する図、第３図は本発明
に係る液体加熱装置の別の実施例における分解斜視図、
第４図は同じく組立状態での部分断面図、第５図は同じ
くその平面図、第６図〜第２０図は容器底部の凹凸パタ
ーンの例を示す図で、３４６図、第１１図、′！Ｊ１２
図、第１５図及び第１８図は部分拡大平面図、第７図〜
第１０図、第１３図、第１４図、第１６図、第１７図、
第１９図及び′ｓ２０図は部分拡大断面図、第２１図は
発熱装置を構成する正特性サーミスタの斜視図、第２２
図は正特性サーミスタと容器との熱結合構造を示す拡大
断面図、第２３図は正特性サーミスタの電極構造を示す
部分拡大断面図、第２４図は正特性サーミスタの駆動方
法を示す図、第２５図は本発明に係る液体加熱装置を組
込んだ電気スチーム式加湿器の断面図、第２６図は本発
明に係る液体加熱装置を組込んだ加湿器の更に別の実施
例を示す断面図、第２７図は従来の電気スチーム式加湿
器の部分断面図、第２８図は同じく発熱装置の配置を示
す図、第２９図は同じくその問題点を示す図である。 ５・・・容器　　　　　５１・・・底部５１１・・・底
部外面　５１２・・・底部内面６・・・発熱装置 ７・・・正特性サーミスタ 第１３ 第３図 第 ４ 図 第 １ 図 第 図 第 １５ 図 第１７只 第 １８図 第 １９図 第２４区 第２６図 １’を 第２５図 第２７図 ５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）液体の入る容器と、発熱装置とを有する液体加熱
   装置であって、 前記発熱装置は、複数の正特性サーミスタを備え、前記
   複数の正特性サーミスタのそれぞれは、互いに間隔を隔
   てて、前記容器の底部外面に熱結合されており、 前記容器は、前記底部のうち、少なくとも前記正特性サ
   ーミスタを結合させた外面に対応する内面が、容器中央
   部に向って下降傾斜する傾斜面となっていること を特徴とする液体加熱装置。