JPS6319990B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気湯沸し器等に用いる水中式の発熱
体に関し、発熱体を空通電したとき急激な温度上
昇を感知して通電回路を開き、発熱線の断線や異
常発熱による破損を防ぐとともに容器中の被加熱
体の温度制御を行うものであり、この二つの制御
を単体の温度調節器で行い経済的で耐久性が高
く、信頼性の高い水中式発熱体を提供するもので
ある。

従来、電気ポツト等に使用する水中式の発熱体
はSUS 430ステンレス板により発熱部材を被覆
していた。この発熱体は水中で発熱されるため発
熱体の温度が低いので通常５〜15W／cm²程度の発
熱密度とし、小型化されていた。このため誤つて
水を入れずに空通電すると、急激に温度上昇し発
熱線が断線したり、ステンレス板の被覆接合が破
損する欠点を有していた。

また、発熱体とは別に液体膨張式の感熱センサ
ーを水中に入れて温度制御したり、容器の外側に
温度調節器を設けて制御したりしていた。このた
め前記した空通電を行つても発熱体と制御器が別
体であるため急激な発熱体の温度上昇を防ぐこと
ができなかつた。

異常温度上昇による破損や、火災を防止する手
段は種々提案されているが、被加熱体の温度制御
も兼ね備えたものがなく、高価なものとなつてい
た。特に加工性と耐食性の問題より発熱部材を二
枚のSUS430ステンレス板の外周端部をロール咬
めして水密性を保つとともに発熱部材を押圧して
いたため前記の欠点を解消できなかつた。

本発明は前記欠点を解消し、経済性，耐久性，
信頼性を高め、かつその構成を極めて簡素化する
ものであり、以下本発明の一実施例について添付
図面を参照して詳細に説明する。

図において、１は水中式発熱体であり、水等を
入れる容器２の内底部にパッキン３，３′を介し
て本体止め金４等とともにナツト５で水密的に取
付けられている。この水中式発熱体１は丸皿状の
上シーム板６の中央部に膨出部６ａを設け、この
膨出部６ａにサーモスタツト７を止め、ばね８で
感熱的に押圧保持させ中央部に透孔９ａを有する
板厚t0.3〜0.7mmで熱伝導良好なアルミニユームや
鉄板等の熱伝導板９と、マイカ板１０ａに発熱線
１０ｂを巻回した発熱材１０の上下を耐熱性が高
いマイカ板等の上，下絶縁材１１，１１′で挾持
し中央部にぞれぞれ透孔１０ｃ，１１ａ，１１′
ａを有した発熱部材１２と、熱伝導板９および発
熱部材１２の透孔９ａ，１０ｃ，１１ａ，１１′
ａを貫通しサーモスタツト７および発熱部材１２
のリード線７ａ，１２ａを外部に導出するリード
孔１３ａとフランジ部１３ｂを有する絶縁碍子１
３と、絶縁碍子１３が貫通する貫通穴１４ａと係
合フランジ１４ｂとねじ部１４ｃを有した取付部
材１４と、中央部に取付部材１４の係合フランジ
１４ｂを係合する段付透孔１５ａを有する丸皿状
の下シーム板１５とにより構成される。

サーモスタツト７は第４図に示す如くセラミツ
クの絶縁ボデー７ａに固定接点７ｂと可動ばね７
ｃに固着された可動接点７ｄを取付け、スペーサ
ー７ｅを介して熱応動板７ｆを設け、アルミ板等
の熱伝導のよい材料の受感板７ｇで絶縁ボデー７
ａに収納され、連結碍子７ｈにより熱応動板７ｆ
の動作を可動ばね７ｃに伝達し、可動接点７ｄを
閉開する如くにされている。

熱応動板７ｆは受感板７ｇを介して上シーム板
６の膨出部６ａの天面６ｂに感熱的に押圧され、
止めばね８の爪８ａを係合突起６ｃに係合して保
持される。上，下シーム板６，１５は板厚0.3〜
0.6mmで0.02％以下の極低炭素16〜19％クローム
鋼に０・８〜３％のモリブデン及び0.5〜１％の
ニオブ又はチタンを含有するステンレス鋼板で製
作されている。

そして水中発熱体１は上シーム板６、熱伝導板
９、発熱部材１２を順次積層し、絶縁碍子１３に
よりサーモスタツト７と発熱部材１２の各リード
線７ａ，１２ａを導出し、取付部材１４を絶縁碍
子１３に嵌合し、更に下シーム板１５を積み重
ね、上，下シーム板６，１５の外周側縁６ｄ，１
５ｂを嵌合するとともに上下に押圧し、外周端面
１ａを溶接により水密に接合されている。この接
合は通常不活性ガスのアルゴンガス等で外周端面
１ａを被覆し、電弧によつて溶解接合される。

これにより熱伝導板９と発熱部材１２は上，下
シーム板６，１５により挾圧され導出されたリー
ド線７ａ，１２ａは第５図の如くサーモスタツト
７と発熱板１０が直列に接続される。

上記実施例の水中式発熱体１を電気ポツトに用
いると第１図に示す通りであり、この第１図にお
いて、１６は基台、１７はコード接続器、１８は
把手、１９は蓋である。

次に水中式発熱体１の動作を説明する。

第１図に示す如くの電気ポツトに使用した場
合、容器２に水を入れ内底部に水密的に取付けら
れた水中式発熱体１に給電すると、発熱部材１２
が発熱し上，下シーム板６，１５を介して水を加
熱する。このときサーモスタツト７の熱応動板７
ｆは上シーム板６の膨出部６ａの天面６ｂに感熱
的に取付けられており、この膨出部６ａは水中に
突出しているので水温と略同温度になる。従つ
て、熱応動板７ｆは水温を感知して動作する。し
かも、サーモスタツト７の下面は熱伝導板９によ
つて発熱部材１２と遮蔽されており、この熱伝導
板９は熱伝導のよい材料が使用され大部分の面積
は上シーム板６に押圧接触しているので水温より
大幅に温度上昇しないのでサーモスタツト７はよ
り水温に等しい温度で作動する。

次に水中式発熱体１を被加熱体中に置かず、空
通電した場合、発熱部材１２が発熱すると、熱伝
導板９と上シーム板６が急激に加熱され、サーモ
スタツト７は全周から加熱されることとなり急激
に温度上昇し熱応動板７ｆが作動し可動接点７ｄ
を開く。特にこのとき上シーム板はクローム，モ
リブデンを含有するフエライト系のステンレスで
あり、ニツケルを含有しないので熱伝導率が高く
膨出部６ａも急激に温度上昇することとなる。

水中式発熱体１の最外径が90mm、消費電力を
600Wサーモスタツト７の動作温度を96℃として
実験した場合、通電開始後約50〜65秒でサーモス
タツト７が動作し、上シーム板６の温度は最大値
300〜450℃程度となり、上，下シーム板６，１５
の接合部の異常、発熱板１０の断線は全く生じな
い。しかも上，下シーム板６，１５のステンレス
鋼板の熱変質温度は650℃程度であり、耐食性が
低下することもない。

以上の様に本発明の水中式発熱体は、発熱部材
と熱伝導板を上，下シーム板で挾圧し、外周端面
を水密的に接合し、上シーム板に熱伝導板を介し
てサーモスタツトを押圧保持させているので一つ
のサーモスタツトにより被加熱物の温度制御と、
発熱体自身の異常発熱を防止する二つの機能を果
すものであり経済的である。

また、上シーム板に膨出部を設けてサーモスタ
ツトを設けると被加熱物の温度をより精度よく制
御できるとともに、膨出部の天面に熱応動板を簡
易な止めばねで押圧保持することができ一層上記
の効果を高くする。

さらに上下シーム板として、極低炭素18％クロ
ーム鋼にモリブデン及びニオブ又はチタンを添加
したステンレス鋼を使用すれば、上，下シーム板
の接合を溶接加工してもステンレスの組織変化を
生ぜず、耐食性が低下することがなく、高温
（400〜600℃）になつても水密性が破壊すること
がない。また、ニツケルを殆んど含有しないので
熱伝導度が高く、特に空通電時にサーモスタツト
を急速に加熱することとなり安全，確実な作動を
与える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の水中式発熱体を使用した電気
ポツトの一部欠截断面図、第２図は同水中式発熱
体の一部欠截断面図、第３図は同分解斜視図、第
４図は同要部拡大断面図、第５図は同結線図であ
る。 １……水中式発熱体、６……上シーム板、６ａ
……膨出部、７……サーモスタツト、７ａ……リ
ード線、９……熱伝導板、９ａ……リード線、１
０……発熱材、１１……上絶縁材、１１′……下
絶縁材、１２……発熱部材、１４……取付部材、
１５……下シーム板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 耐熱性の絶縁材で発熱材を挾持した発熱部材
   を上シーム板と下シーム板で覆い、前記上シーム
   板の一部を上方に膨出させ、前記上シーム板と発
   熱部材の間にアルミニウム板等の熱伝導良好な金
   属板製の熱伝導板を介在させ、上シーム板の膨出
   部と、熱伝導板の間にサーモスタツトを位置さ
   せ、かつこのサーモスタツトを膨出部の天面に感
   熱的に押圧して設け、さらに下シーム板に取付部
   材を設け、上シーム板と下シーム板とにより、発
   熱部材を挾圧し、かつ上シーム板と下シーム板の
   外周端面を水密的に結合し、前記サーモスタツト
   および発熱部材の電気リード線を取付部材より絶
   縁的に導出してなる水中式発熱体。 ２ 上シーム板及び下シーム板を0.02％以下の極
   低炭素18％クローム鋼にモリブデン及びニオブ又
   はチタンを添加したフエライト系ステンレス鋼製
   とし、この上・下シーム板の結合部を溶接加工し
   てなる特許請求の範囲第１項記載の水中式発熱
   体。