JPH05264043A - 複数の加熱領域を有する輻射ヒータ - Google Patents

複数の加熱領域を有する輻射ヒータ

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JPH05264043A
JPH05264043A JP5016823A JP1682393A JPH05264043A JP H05264043 A JPH05264043 A JP H05264043A JP 5016823 A JP5016823 A JP 5016823A JP 1682393 A JP1682393 A JP 1682393A JP H05264043 A JPH05264043 A JP H05264043A
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heating
radiant heater
heating element
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JP5016823A
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George A Higgins
ジョージ・アンソニー・ヒギンズ
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0202—Switches
    • H05B1/0216—Switches actuated by the expansion of a solid element, e.g. wire or rod
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/10—Tops, e.g. hot plates; Rings
    • F24C15/102—Tops, e.g. hot plates; Rings electrically heated
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
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    • H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H05B3/742—Plates having both lamps and resistive heating elements
    • H—ELECTRICITY
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    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
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  • Electric Stoves And Ranges (AREA)
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  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 熱的遮断装置の１個のスイッチを使用するだ
けの方法で加熱領域の１つの比加熱表面の負荷を変える
ことができる複数の加熱領域を有する輻射ヒータを提供
する。 【構成】 少なくとも１つの加熱要素１６、１８を組み
込んだ第１加熱領域８と少なくとも第１及び第２加熱要
素２０、２２を組み込んだ第２加熱領域１０とを備え、
熱的遮断装置１４は少なくとも第１加熱領域を通過して
第１加熱領域で発せられた熱に対してのみ感応する温度
センサ２４を持つ。手動スイッチ４０は第１、第２加熱
状態を切替える。第１加熱状態では、第１加熱領域の少
なくとも１つの加熱要素のみに通電され、第２加熱状態
では、第１加熱領域の少なくとも１つの加熱要素は第２
加熱領域１０の第２加熱要素２２と電気的に直列に接続
され、少なくとも１つの加熱要素及び第２加熱要素は第
２加熱領域の第１加熱要素２０と並列に通電される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、たとえばガラスセラミック調理
プレートを有する調理器具に使用できる複数の加熱領域
を有する輻射加熱器に関する。
【０００２】複数の加熱領域を有する輻射加熱器はたと
えば英国特許第２ ０６９ ３００号明細書及び欧州特
許第０ １０３ ７４１号明細書により知られている。
欧州特許第０ １０３ ７４１号明細書は、同心円状の
内側及び外側加熱領域を有し、内側加熱領域には１つの
加熱要素を含み、外側加熱領域には２つの加熱要素を含
む加熱器を開示している。熱的遮断装置の温度センサが
内側及び外側の両加熱領域にわたって伸びており、両領
域にて発生される熱に対して敏感に作用する。熱的遮断
装置はガラスセラミック調理面を過熱から保護するため
高及び低遮断温度で作動する２つのスイッチを有してい
る。
【０００３】内側加熱要素がたとえば小さな調理なべを
加熱するために単独で使用される時、内側加熱要素はフ
ルパワーにて作動される。この状況において、内側加熱
要素は低遮断温度で作動するスイッチによって熱的遮断
装置に接続されている。
【０００４】内側及び外側加熱領域がたとえば大きな調
理なべを加熱するために一緒に使用される時、外側領域
の加熱要素の１つは内側領域の加熱要素と電気的に直列
に接続され、直列接続の２つの加熱要素は外側領域の他
の加熱要素と並列に接続される。この状況において、加
熱要素は高遮断温度にて作動するスイッチによって熱的
遮断装置に接続される。この効果は外側領域と比較して
内側領域の比加熱表面の負荷を軽減することである。
【０００５】この配置は熱的遮断装置の２つのスイッチ
が加熱要素の作動を制御するために必要とされ、そのス
イッチの１つは単純な開閉スイッチというよりは切替ス
イッチであるという欠点を有している。これは、たとえ
ばガラスセラミック調理表面が昇温して触れるには熱過
ぎることを調理器具の使用者に警告するため、信号スイ
ッチのような第２のスイッチを熱的遮断装置で使用する
可能性を排除している。
【０００６】本発明の目的は、熱的遮断装置の１個のス
イッチを使用するだけの方法で加熱領域の１つの比加熱
表面の負荷を変えることができる複数の加熱領域を有す
る輻射ヒータを提供することである。
【０００７】本発明によれば、少なくとも１つの加熱要
素を備えた第１加熱領域と、少なくとも第１加熱要素及
び第２加熱要素を備えた第２加熱領域と、少なくとも第
１加熱領域を通っておりかつ第１加熱領域で発生された
熱にのみ感じる温度センサを含む熱的遮断装置と、第１
及び第２の加熱状態の間を切替えるものであって、第１
の加熱状態では第１加熱領域の少なくとも１つの加熱要
素が単独で通電され、第２の加熱状態では第１加熱領域
の少なくとも１つの加熱要素が第２加熱領域の第２加熱
要素と電気的に直列に接続され、少なくとも１つの加熱
要素及び第２加熱要素が第２加熱領域の第１加熱要素と
直列に通電されるよう配置されたスイッチ手段とを包含
することを特徴とする複数の加熱領域を有する輻射ヒー
タが提供される。
【０００８】第１加熱領域の加熱要素は裸抵抗線のコイ
ル、赤外線ランプ、又は裸抵抗線のコイルと赤外線ラン
プとを電気的に直列に接続したものとすることができ
る。
【０００９】第２加熱領域の第１加熱要素は裸抵抗線の
コイル、赤外線ランプ、又は裸抵抗線のコイルと赤外線
ランプとを電気的に直列に接続したものとすることがで
きる。
【００１０】第２加熱領域の第２加熱要素は裸抵抗線の
コイルとすることができる。
【００１１】温度センサは第２加熱領域にて発せられた
熱に対して実質的に不感となるように第２加熱領域を通
過させることができる。たとえば、温度センサは差動膨
張部材を包含し、センサの差動膨張が第２加熱領域を介
して通過するセンサの範囲では実質的に除去されるよう
にしている。さもなければ、第２加熱領域を介して通過
する温度センサの範囲はセンサを少なくとも部分的に囲
んでいる熱絶縁材料のブロックによって第２加熱領域に
て発せられた熱から遮断されている。更には、第２加熱
領域を介して通過する温度センサの範囲はヒータの熱を
外部へ伝えるよう配置された伝熱要素によって少なくと
も部分的に囲まれるようにすることができる。別の例に
よれば、第２加熱領域を介して通過する温度センサの範
囲は第１加熱領域にて発せられた熱にさらされており第
２加熱領域にて発せられた熱からは絶縁されるようにす
ることができる。
【００１２】第１及び第２加熱領域は熱絶縁材料の壁に
よって隔てることができる。
【００１３】第１加熱領域は円形、第２加熱領域は第１
加熱領域を取り囲む環状形とすることができる。
【００１４】
【実施例】図１及び図２に示した輻射ヒータはたとえば
ガラスセラミック材料の調理面１の下に配置され、電気
的及び熱的絶縁材料のベース層４を入れた金属皿２を包
含する。皿２の側部には熱絶縁材料の周囲壁６が位置さ
れている。周囲壁６内の領域は熱的絶縁材料の円形壁１
２によって第１の又は内側の一般に円形の加熱領域８と
第２の又は外側の環状加熱領域１０とに分離されてい
る。内側加熱領域８及び外側加熱領域の少なくとも一部
にわたって、過剰温度に対して調理面を保護する熱的遮
断装置が伸びている。熱的遮断装置の詳細は後述する。
【００１５】内側加熱領域８内には２つの加熱要素１６
及び１８が配置されている。要素１６はベース層４に形
成された溝の中に位置され一般に円形配置の赤外線ラン
プ１８の内側に配置された裸抵抗線のコイルの形状をし
ている。ランプ１８はベース層４に形成されたくぼみの
中に、一般的にはそのくぼみと接触しないで位置されて
いる。ランプ１８は外側加熱領域１０を横切っているの
で、ランプ１８の封入体はランプ１８によって発せられ
た可視光線を内側加熱領域８に封じ込めるため実質的に
不透光性の材料によって被覆されている。
【００１６】外側加熱領域１０の中には２つの加熱要素
２０及び２２が配置されている。要素２０はベース層４
に形成された溝に位置される裸抵抗線のコイルの形状を
しており、一般に２つの同心円弧の形状で、内側の弧は
外側加熱領域の周囲を実質的に一周するよう伸び、外側
の弧は外側加熱領域の実質的に３００度にわたってぐる
りと伸びている。要素２２もまた、ベース層４に形成さ
れた溝の中に位置される裸抵抗線のコイルの形状をして
おり、一般には加熱要素２０が配置されない部分の外側
加熱領域の実質的に６０度にわたってぐるりと伸びてい
る弧の形状をしている。
【００１７】熱的遮断装置１４は、石英のような低熱膨
張係数を有する材料のチューブの中に配置された鉄−ク
ロム合金のような高熱膨張係数を有する材料の棒を備え
た差動膨張プローブタイプの温度センサ２４と、このセ
ンサ２４によって作動されるスイッチアセンブリ２６と
を包含している。センサは内側加熱領域８の加熱要素１
６及び１８によって発せられた熱に対してのみ実質的に
感じるように配置され、外側加熱領域１０の加熱要素２
０及び２２によって発せられる熱から遮断されている。
【００１８】温度センサ２４の断熱は多くの方法にて達
成することができる。図１に示したように、温度センサ
２４の有効長はたとえば外側加熱領域の低膨張チューブ
をたとえば高膨張棒２５の材料と同じ材料で作った高膨
張チューブに変えることによって、内側及び外側加熱領
域間の境界で実質的に終端するよう設計することができ
る。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示したように、温度セ
ンサは外側加熱領域１０を通るセンサの一部を熱絶縁材
料のブロック２８の中に収容することによって断熱する
ことができる。図４に示したように、温度センサは外側
加熱領域１０を通るセンサの一部を銅管３０のような伝
熱性材料によって囲むことによって断熱することがで
き、そのような銅管は放熱器として作用し、吸収された
熱は輻射ヒータの外に伝えられる。図５に示したよう
に、温度センサはたとえば中にテーパ付きトンネル３４
を形成しかつ内側加熱領域と連通する熱絶縁材料のブロ
ック３２を与えることによって、外側加熱領域１０を通
るセンサのその部分まで内側加熱領域にて発生された熱
の影響を拡大することによって断熱することができる。
しかし、加熱要素２０の配置に多少の変更が必要となる
ことに注意されたい。
【００１９】温度センサ２４は外側加熱領域１０では加
熱要素２０及び２２によって発生された熱から遮断され
ているので、スイッチアセンブリ２６に１組の切替え接
点を与えることだけが必要である。スイッチアセンブリ
２６に１組だけの切替え接点を有する熱的遮断装置１４
を使用することにより、装置は、加熱要素への電力を切
替えるための追加の切替えスイッチを備えたスイッチア
センブリを必要とする欧州特許第０ １０３ ７４１号
明細書に記載のような熱的遮断装置と比較して製造する
のにより経済的である。図１のように、第２の組の開閉
接点が利用可能な場合、低出力容量を持たせることがで
き、調理面１が触れるには熱過ぎることを使用者に対し
て指示するためにたとえば６０℃の比較的低い温度に切
替えるのに使用することができる。
【００２０】使用時、輻射ヒータは図６に示したような
回路に組み込まれる。図６は、電気エネルギがエネルギ
調整器３８によって輻射ヒータに供給され、エネルギ調
整器３８がこの調整器からのスイッチ出力のマーク・ス
ペース比を決定する手動調整可能な制御ノブ３９を有し
ていることを示している。エネルギ調整器３８はまた、
たとえば比較的小さな調理なべを加熱するため内側加熱
領域８の加熱要素１６及び１８のみに通電する第１加熱
状態と、たとえば比較的大きな調理なべを加熱するため
すべての加熱要素１６、１８、２０及び２２に通電する
第２加熱状態との間で切替える手動切替えスイッチ４０
を組み込んでいる。
【００２１】内側加熱領域８の加熱要素１６及び１８の
みを通電する図示のような第１加熱状態では、電力は電
気的に直列に接続された加熱要素１６及び１８へスイッ
チ４０を介して伝わる。加熱要素１６及び１８はランプ
１８が低温度で非常に低い電気抵抗を有しており、した
がって非常に高い起動電流を流すことから電気的に直列
に接続されている。しばしばランプと直列に通常の加熱
コイルを組み込むことによって起動電流を制限すること
は好ましいことである。約１４５ｍｍの直径を有する内
側加熱領域８において、加熱要素１６及び１８の総合加
熱出力は代表的には１２００ワットで、約０．０７３ワ
ット／ｍｍ2の比表面負荷を与えるものとなる。内側加
熱領域８の温度は熱的遮断装置１４の温度センサ２４に
よって監視される。検出温度が第１の所定温度を越える
と、スナップスイッチアセンブリ２６の第１の組の接点
は警告ランプ４２を点灯させるよう作動され、検出温度
が第２の所定温度を越えるとスナップスイッチアセンブ
リ２６の第２の組の接点は加熱要素１６及び１８の両方
に対し電源を切るよう作動される。
【００２２】内側加熱領域の加熱要素１６及び１８に加
え、外側加熱領域１０の加熱要素２０及び２２が通電さ
れる第２加熱状態においては、電力はスイッチ４０を介
して加熱要素２０に伝わり、電気的に直列に接続された
加熱要素２２、１６及び１８には直接に伝わる。加熱要
素２０は直列接続の要素２２、１６及び１８と並列に接
続される。加熱要素２２は外側加熱領域１０にて代表的
に１１７ワットの出力を発生すると共に内側加熱領域８
にて発生される出力を加熱要素１６及び１８によって代
表的に１０００ワットまで減らして約０．０６１ワット
／ｍｍ2の比表面負荷を与えるよう設計されている。加
熱要素２０は外側加熱領域１０にて代表的に１０８３ワ
ットを発生して外側加熱領域１０で発生されるトータル
の熱を約１２００ワットにするよう設計されている。直
径約２１０ｍｍ、内壁の厚さ５ｍｍでガラスセラミック
面の下面と接触している輻射ヒータでは、外側加熱領域
１０の比表面負荷は約０．０７６ワット／ｍｍ2であ
り、内側加熱領域８の比表面負荷より約２５％高い。第
１加熱状態と同様、内側加熱領域８の温度は熱的遮断器
１４の温度センサ２４によって監視される。検出温度が
第１の所定温度を越えると、スナップスイッチアセンブ
リ２６の第１の組の接点は警報ランプ４２を点灯させる
よう作用し、検出温度が第２の所定温度を越えると、ス
ナップスイッチアセンブリ２６の第２の組の接点はすべ
ての加熱要素１６、１８、２０及び２２の電源を遮断す
るよう作用する。しかし、第２加熱状態において、内側
加熱領域にて発生された熱は１２００ワットから１００
０ワットに減少されることに注目されたい。これは内側
加熱領域の比表面負荷を変更した効果であり、第１及び
第２加熱状態のそれぞれにおいて内側及び外側加熱領域
の熱分布を最適にするものである。
【００２３】図７による回路の輻射ヒータの使用は、エ
ネルギ調整器のスイッチ４４がやや複雑な切替えスイッ
チよりも単純な開閉スイッチであることを除いて、図６
のものと同様である。図示のような第２加熱状態にある
スイッチ４４を有する輻射ヒータを使用するため、スイ
ッチ４４からの電源はリレーコイル４６に接続され、リ
レー接点４８をスイッチ４０の代りとして使用してい
る。
【００２４】上述のように輻射ヒータに対し多くの変形
が可能である。たとえば、ヒータは同心円状の形状を有
する必要はない。他の形状としては、内側加熱領域及び
外側加熱領域が同心円でない配置、又は第１加熱領域に
円形領域を与え、第２加熱領域を一般に長円形又は方形
状のヒータを形成するよう円形領域の一方又は両側に別
の領域の形で与えるようにした配置を含む。
【００２５】本発明は第１加熱領域を２つの加熱要素１
６及び１８によって説明したが、これは必ずしも必要な
ものではなく、第１加熱領域は１つの裸抵抗線のコイル
又は１個の赤外線ランプを備えるようにしてもよい。さ
らに、本発明は第２加熱領域にて出力の大部分を発生す
る単一の加熱要素２０によって説明したが、しかし、こ
れは赤外線ランプと直列接続した赤外線ランプ又は裸抵
抗線のコイルを含んだものとすることができる。
【００２６】本発明による輻射ヒータの主な利点は第１
加熱領域の比表面負荷がわずか１組の接点を持ったスナ
ップスイッチアセンブリを有する熱的遮断装置によって
変更できることである。これにより、ヒータには１組だ
けの接点を持ったスナップスイッチアセンブリを有する
熱的遮断装置を使用した従来のヒータよりも優れた性能
を与えることになる。本発明はまた、加熱領域の１つの
比表面負荷を変更できる従来の輻射ヒータよりもさらに
経済的なヒータを製造することができ、あるいは、調理
面が触れるには熱過ぎることを使用者に指示するという
既知の機能を与える点でヒータを応用の自在なものにす
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による輻射ヒータの一実施例を示した平
面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿って見た断面図であ
る。
【図３】図１及び図２に示した輻射ヒータの一部の別の
実施例を示したもので、（ａ）は要部断面図、（ｂ）は
その平面図である。
【図４】図１及び図２に示した輻射ヒータの一部の他の
実施例を示した平面図である。
【図５】図１及び図２に示した輻射ヒータの一部の更に
他の実施例を示した平面図である。
【図６】図１及び図２の輻射ヒータを制御する回路の１
つを示した回路図である。
【図７】図１及び図２の輻射ヒータを制御する他の回路
を示した回路図である。
【符号の説明】
８ 第１加熱領域 １０ 第２加熱領域 １４ 熱的遮断装置 １６ 加熱要素 １８ 加熱要素 ２０ 加熱要素 ２２ 加熱要素 ２４ 温度センサ ２８ 熱絶縁材料のブロック ３０ 銅管 ４０ 手動切替えスイッチ

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも１つの加熱要素（１６、１８）
    を備えた第１加熱領域（８）と、少なくとも第１加熱要
    素（２０）及び第２加熱要素（２２）を備えた第２加熱
    領域（１０）と、少なくとも第１加熱領域（８）を通っ
    ておりかつ第１加熱領域で発生された熱にのみ感じる温
    度センサ（２４）を含む熱的遮断装置（１４）と、第１
    及び第２の加熱状態の間を切替えるものであって、第１
    の加熱状態では第１加熱領域（８）の少なくとも１つの
    加熱要素（１６、１８）が単独で通電され、第２の加熱
    状態では第１加熱領域の少なくとも１つの加熱要素（１
    ６、１８）が第２加熱領域（１０）の第２加熱要素（２
    ２）と電気的に直列に接続され、少なくとも１つの加熱
    要素（１６、１８）及び第２加熱要素（２２）が第２加
    熱領域（１０）の第１加熱要素（２０）と直列に通電さ
    れるよう配置されたスイッチ手段（４０）とを包含する
    ことを特徴とする複数の加熱領域を有する輻射ヒータ。
  2. 【請求項２】請求項１記載の輻射ヒータにおいて、第１
    加熱領域（８）は裸抵抗線のコイルの形の加熱要素（１
    ６）を備えていることを特徴とする輻射ヒータ。
  3. 【請求項３】請求項１記載の輻射ヒータにおいて、第１
    加熱領域（８）は赤外線ランプの形の加熱要素（１８）
    を備えていることを特徴とする輻射ヒータ。
  4. 【請求項４】請求項１記載の輻射ヒータにおいて、第１
    加熱領域（８）は赤外線ランプ（１８）と電気的に直列
    に接続された裸抵抗線のコイルの形の加熱要素（１６）
    を備えていることを特徴とする輻射ヒータ。
  5. 【請求項５】請求項１ないし４のいずれか１項に記載の
    輻射ヒータにおいて、第２加熱領域（１０）の第１加熱
    要素（２０）は裸抵抗線のコイルとしたことを特徴とす
    る輻射ヒータ。
  6. 【請求項６】請求項１ないし４のいずれか１項に記載の
    輻射ヒータにおいて、第２加熱領域（１０）の第１加熱
    要素（２０）は赤外線ランプとしたことを特徴とする輻
    射ヒータ。
  7. 【請求項７】請求項１ないし４のいずれか１項に記載の
    輻射ヒータにおいて、第２加熱領域（１０）の第１加熱
    要素（２０）は赤外線ランプと電気的に直列に接続され
    た裸抵抗線のコイルとしたことを特徴とする輻射ヒー
    タ。
  8. 【請求項８】請求項１ないし７のいずれか１項に記載の
    輻射ヒータにおいて、第２加熱領域（１０）の第２加熱
    要素（２２）は裸抵抗線のコイルとしたことを特徴とす
    る輻射ヒータ。
  9. 【請求項９】請求項１ないし８のいずれか１項に記載の
    輻射ヒータにおいて、温度センサ（２４）は第２加熱領
    域（１０）にて発せられた熱に対して実質的に不感とな
    るように第２加熱領域を通過させたことを特徴とする輻
    射ヒータ。
  10. 【請求項１０】請求項９記載の輻射ヒータにおいて、温
    度センサ（２４）は差動膨張部材を包含し、センサの差
    動膨張が第２加熱領域（１０）を介して通過するセンサ
    の範囲では実質的に除去されることを特徴とする輻射ヒ
    ータ。
  11. 【請求項１１】請求項９記載の輻射ヒータにおいて、第
    ２加熱領域（１０）を介して通過する温度センサ（２
    ４）の範囲はセンサを少なくとも部分的に囲んでいる熱
    絶縁材料のブロック（２８）によって第２加熱領域にて
    発せられた熱から遮断されていることを特徴とする輻射
    ヒータ。
  12. 【請求項１２】請求項９記載の輻射ヒータにおいて、第
    ２加熱領域（１０）を介して通過する温度センサ（２
    ４）の範囲はヒータの熱を外部へ伝えるよう配置された
    伝熱要素（３０）によって少なくとも部分的に囲まれて
    いることを特徴とする輻射ヒータ。
  13. 【請求項１３】請求項９記載の輻射ヒータにおいて、第
    ２加熱領域（１０）を介して通過する温度センサ（２
    ４）の範囲は第１加熱領域にて発せられた熱にさらされ
    ており第２加熱領域にて発せられた熱からは絶縁されて
    いることを特徴とする輻射ヒータ。
  14. 【請求項１４】請求項１ないし１３のいずれか１項に記
    載の輻射ヒータにおいて、第１及び第２加熱領域は熱絶
    縁材料の壁（１２）によって隔てられていることを特徴
    とする輻射ヒータ。
  15. 【請求項１５】請求項１ないし１４のいずれか１項に記
    載の輻射ヒータにおいて、第１加熱領域（８）は円形、
    第２加熱領域は第１加熱領域を取り囲む環状形としたこ
    とを特徴とする輻射ヒータ。
JP5016823A 1992-01-10 1993-01-08 複数の加熱領域を有する輻射ヒータ Withdrawn JPH05264043A (ja)

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