JPH04117343U - 流体加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セラミックヒータの損傷が起こりにくく、ま
たセラミックヒータの加熱効率が低下しにくい流体加熱
装置を提供する。 【構成】 金属管１５を内部に備えた金属加熱器１６の
外部にセラミックヒータ１７が配置されている。セラミ
ックヒータ１７は、板ばね２１により金属加熱器１６に
圧接されいてる。この装置では、セラミックヒータ１７
により加熱された金属加熱器１６が、金属管１５内を通
過する流体を加熱する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、流体加熱装置、特に、セラミックヒータを用いた流体加熱装置に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

液体や気体等の流体を加熱するための流体加熱装置として、内部に流体を循環 させるための加熱容器と、この加熱容器内に配置されたセラミックヒータとを備 えたものがある。この装置では、加熱容器内の流体は、循環しながらセラミック ヒータに直接接触し、加熱される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

前記従来の流体加熱装置においては、例えば高温のセラミックヒータに冷水が 接触した場合等、セラミックヒータが熱衝撃を受けた場合に、セラミックヒータ にクラック等の損傷が起こる場合がある。また、長期間使用していると、水垢等 がセラミックヒータに付着するので、セラミックヒータの加熱効率が低下する。

【０００４】 本考案の目的は、セラミックヒータが損傷しにくく、またセラミックヒータの 加熱効率が低下しにくい流体加熱装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る流体加熱装置は、内部に流体を通過させるための金属体と、金属 体を加熱するためのセラミックヒータとを備えている。この流体加熱装置では、 セラミックヒータは金属体の外部に圧接されている。

【０００６】

【作用】

本考案においては、セラミックヒータが金属体を加熱し、これにより金属体の 内部を通過する流体が加熱される。ここで、セラミックヒータは、金属体に圧接 されているだけで固定されていないので、金属体とセラミックヒータとの熱膨張 特性が異なっているにも拘らず、熱衝撃を受けても金属体との当接部分で破損し にくい。また、セラミックヒータは、流体に直接触れることがないので、加熱効 率が低下しにくい。

【０００７】

【実施例】

図１に、本考案の一実施例が採用された循環温水器１を示す。この循環温水器 １は、浴槽２内の湯を吸引して加熱した後で浴槽２内に戻し、湯温を調節するた めの装置である。図において、循環温水器１内では、循環ポンプ５と、フィルタ ６と、天然石室８と、調圧室９と、本考案の一実施例としての加熱装置１２とが 、上流側からこの順に連結されている。

【０００８】 循環ポンプ５は、浴槽２内の湯を循環温水器１内に吸い込むための装置であり 、浴槽２側から延びるホース４が連結されている。ホース４の他端は浴槽２内に 配置されており、ヘアキャッチフィルタ３が取り付けられている。フィルタ６は 、縦長に構成されており、上部に循環ポンプ５からの連絡管５ａが接続されてい る。なお、連絡管５ａは、フィルタ６との接続部近傍に水位センサ７を有してい る。天然石室８は、フィルタ６と同様の縦長に構成されており、フィルタ６と平 行に配置されている。天然石室８は、下部にフィルタ６の下部から延びる連絡管 ６ａが接続されており、また内部にミネラル鉱石が充填されている。調圧室９は 、入口側が天然石室８の上部に接続されており、上部に自動エア逃し弁１０を、 下部に温度センサ１１をそれぞれ備えている。温度センサ１１は、調圧室９内の 湯温を測定し、その信号を後述する電圧印加装置（図示せず）に送るためのもの である。調圧室９の出口側は、ホース１３ａを介して加熱装置１２に連結されて いる。この加熱装置１２の出口側には、ホース１３ｂが連結されている。ホース １３ｂの先端は浴槽２内に延びており、ジェットノズル１４に連結されている。

【０００９】 図２から図４を参照して、上述の加熱装置１２を詳細に説明する。図において 、加熱装置１２は、金属加熱器１６と、金属加熱器１６に当接されたセラミック ヒータ１７とから主に構成されている。

【００１０】 金属加熱器１６は、直方体のアルミニウム製であり、中心にチタン製の金属管 １５が鋳込み方式で挿入固定されている。この金属管１５の図２及び図４の右端 及び左端には、それぞれホース１３ａ及びホース１３ｂの一端が接続されている 。金属加熱器１６の両側面には、それぞれ間隔を隔てて突出する１対の突出部１ ６ａ，１６ａが設けられている。各突出部１６ａの上面側及び下面側には、それ ぞれねじ穴１６ｂが設けられている（図２参照）。また、金属加熱器１６には、 温度ヒューズ２４と温度センサ２５とが内蔵されている。温度ヒューズ２４と温 度センサ２５とは、金属加熱器１６の外部に延びるリード線２４ａ，２５ａをそ れぞれ有しており、両リード線２４ａ，２５ａは図示しない電圧印加装置に接続 されている。

【００１１】 セラミックヒータ１７は、金属加熱器１６の上面及び下面にそれぞれ配置され ている（図３，図４）。セラミックヒータ１７は、アルミナ，ムライトまたは窒 化ケイ素からなる矩形状の板状部材であり、主面が金属加熱器１６に面接触して いる。なお、セラミックヒータ１７と金属加熱器１６との接触面は、両者の接触 面が平坦に仕上げられているので、密着状態となっている。セラミックヒータ１ ７の内部には、連続した１本の発熱抵抗体パターンが屈折しながら埋設されてい る（図示せず）。この発熱抵抗体パターンは、例えば、タングステン，モリブデ ン，マンガン，レニュウム，窒化チタンまたは炭化チタン製であり、両端がヒー タリード線１８を介して図示しない電圧印加装置に接続されている。電圧印加装 置は、金属加熱器１６の温度センサ２５からの入力信号に応じて発熱抵抗体パタ ーンへの出力電圧を調節し、セラミックヒータ１７の温度調節を行い得るように 構成されている。

【００１２】 セラミックヒータ１７の外側には、断熱シート１９、金属板２０、板ばね２１ 及び押さえ板２２がこの順に配置されている。押さえ板２２は、金属加熱器１６ の幅方向に延びており、両端部が金属加熱器１６の突出部１６ａに当接して固定 ねじ２３により固定されている。これにより、板ばね２１は、断熱シート１９及 び金属板２０を介してセラミックヒータ１７を金属加熱器１６側に押圧している 。

【００１３】 なお、上述の加熱装置１２は、図示しないケース内に配置されており、周囲に 断熱材としてのグラスウールが配置されている。

【００１４】 次に、前記循環温水器１の動作について説明する。 図示しないスイッチがＯＮされると、循環ポンプ５が作動し、浴槽２内に設け られたヘアキャッチフィルタ３からホース４を介して循環温水器１内に湯が吸い 込まれる。

【００１５】 循環温水器１内に吸い込まれた湯は、循環ポンプ５からフィルタ６に送り込ま れ、ごみ等の浮遊物がろ過される。続いて、ろ過された湯は、天然石室８に送ら れてミネラル鉱石により不純物等が除去され、清浄化される。清浄化された湯は 、調圧室９に送られる。この調圧室９では、循環湯の中に含まれるエアにより内 圧が高まると、そのエアは自動エア逃し弁１０から外部に排出される。また、調 圧室９では、温度センサ１１により循環湯の湯温が計測され、その信号が図示し ない電圧印加装置に送られる。電圧印加装置は，温度センサ１１からの情報に基 づいて、セラミックヒータ１７に印加する電圧を調整する。これにより、加熱装 置１２では、セラミックヒータ１７が発熱し、金属加熱器１６が上下両側から加 熱される。

【００１６】 調圧室９からの湯は、ホース１３ａを介して加熱装置１２に送られ、金属管１ ５を通過する際に加熱される。そして、加熱された湯は、ホース１３ｂを介して ジェットノズル１４に送られ、浴槽２内に戻される。

【００１７】 なお、上述の動作では、例えば循環ポンプ５の故障により加熱装置１２内に湯 が供給されない場合等、セラミックヒータ１７が過熱状態となる場合があるが、 この情報は金属加熱器１６内の温度センサ２５から電圧印加装置に伝達され、こ れによってセラミックヒータ１７への電圧印加が停止されるので、加熱装置１２ の空炊きは防止される。仮に、温度センサの誤動作が生じても、温度ヒューズ２ ４が作動してセラミックヒータ１７への電圧印加が停止されるので、同様に加熱 装置１２の空炊きは防止される。

【００１８】 また、仮に加熱装置１２に熱衝撃が加わった場合、例えば加熱された金属加熱 器１６内を冷水が通過して金属加熱器１６が急冷されたような場合には、熱膨張 特性の異なる金属加熱器１６とセラミックヒータ１７とは圧接しているだけで固 定されていないので、セラミックヒータ１７側には損傷が生じにくい。

【００１９】 さらに、セラミックヒータ１７には循環湯が直接触れることがないので、従来 例のようにセラミックヒータ１７に水垢等が付着することはなく、セラミックヒ ータ１７の加熱効率は長期間良好に維持される。

【００２０】 〔実験例〕 上述の循環温水器１について、浴槽２に２０℃の水を２５０リットル入れ、１ 分間に２０リットルの水を循環させた場合に水温が４３℃になるまでの時間を計 測した。なお、加熱装置１２では、各セラミックヒータ１７に１００Ｖ−４２５ Ｗのものを用いた。

【００２１】 比較のため、２０℃の水が２５０リットル入れられた浴槽内に１００Ｖ−８５ ０Ｗのセラミックヒータを直接投入し、水温が４３℃になるまでの時間を計測し た。

【００２２】 結果を図５に示す。図５からわかるように、本実施例の加熱装置１２では、比 較例と略同じ速度で浴槽内の水を温めることができる。

【００２３】 〔他の実施例〕 （ａ） 前記実施例では、鋳込み方式により金属加熱器１６内に金属管１５を装 着していたが、金属管１５は金属加熱器１６内に圧入されていても良い。

【００２４】 （ｂ） 前記実施例では、金属加熱器１６の上面と下面にそれぞれセラミックヒ ータ１７を配置したが、金属加熱器１６の側面にもセラミックヒータが配置され ていても良い。この場合は、金属加熱器１６をさらに効率良く加熱できる。

【００２５】 （ｃ） 前記実施例では、本考案を液体用の加熱装置に採用したが、本考案は気 体用の加熱装置に採用されても良い。

【００２６】

【考案の効果】

本考案に係る流体加熱装置では、内部に流体を通過させるための金属体の外部 にセラミックヒータが圧接されているで、セラミックヒータは損傷しにくく、ま たセラミックヒータの加熱効率が低下しにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例が採用された循環温水器の概
略図。

【図２】前記実施例の平面図。

【図３】前記実施例の側面図。

【図４】図２のIV−IV断面図。

【図５】実施例の結果を示すグラフ。

【符号の説明】

１５ 金属管 １６ 金属加熱器 １７ セラミックヒータ ２１ 板ばね

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に流体を通過させるための金属体と、
   前記金属体を加熱するためのセラミックヒータとを備え
   た流体加熱装置において、前記セラミックヒータが、前
   記金属体の外部に圧接されていることを特徴とする流体
   加熱装置。