專利名稱：絕熱電加熱式水壺及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及備有絕熱容器及配置在其內(nèi)部的電加熱裝置、將水等液體裝入該絕熱容器內(nèi)加熱，并對該熱水保溫的絕熱電加熱式水壺。
背景技術(shù)：
絕熱電加熱式水壺通常備有雙層壁結(jié)構(gòu)的容器和加熱器，該雙層壁結(jié)構(gòu)的容器在各容器口部分將內(nèi)容器和外容器結(jié)合形成一個整體，且在內(nèi)外容器之間的空間形成真空。上述加熱器用來通過傳熱，對注入到內(nèi)容器內(nèi)部的液體加熱。
圖2所示是作為原有的燒水壺之一例記載于實公昭62-73836號公報中的水壺，該燒水壺1是利用密封部件4、5將加熱器3水密性地固定配置在真空雙層結(jié)構(gòu)的容器2內(nèi)的底部的結(jié)構(gòu)。
可是，上述圖2所示的原有的真空絕熱燒水壺，由于其內(nèi)容器和外容器之間的空間被抽成真空，該雙層壁結(jié)構(gòu)的容器總是受大氣壓的作用，所以為了分散該作用力，必須使其具有盡量彎曲的曲面形狀。結(jié)果不得不使內(nèi)容器和外容器的形狀大致呈有底的圓筒形，由于采用這種形狀，所以內(nèi)容積相對于外容器的外容積的比例小，即存在容積效率低問題。
發(fā)明的公開本發(fā)明就是鑒于上述情況而研制成的，其目的在于在絕熱電加熱式水壺中，提供一種容器的保溫性能高、而且備有其形狀能提高容積效率的容器的絕熱電加熱式水壺。
本發(fā)明的第1種形態(tài)的特征是，在備有在各容器口部分將內(nèi)容器和外容器形成一個整體、且將內(nèi)外容器之間的空間作為絕熱層的絕熱容器，以及對注入到該內(nèi)容器中的液體加熱的電加熱裝置的絕熱電加熱式水壺中，上述絕熱容器的絕熱層封入了從氙、氪、氬中選擇的至少一種導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體。
本發(fā)明的第2種形態(tài)的特征是，在備有在各容器口部分將內(nèi)容器和外容器形成一個整體，且將內(nèi)外容器之間的空間作為絕熱層的絕熱容器，以及對注入到該內(nèi)容器中的液體加熱的電加熱裝置的絕熱電加熱式水壺的制造方法中，在各容器口部分將內(nèi)容器和外容器形成一個整體，將內(nèi)外容器中的任意一個制成具有封入口的雙層容器，將該雙層容器的內(nèi)外容器間的空間抽成真空，然后通過封入口，將從氙、氪、氬中選擇的至少一種導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體導(dǎo)入該空間內(nèi)，并將該封入口封閉，將導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體封入內(nèi)外容器間形成絕熱層時，就將雙層容器所受的外壓作為與內(nèi)外容器之間的空間的壓力大體相等而進行形成絕熱層的操作。
本發(fā)明的絕熱電加熱式水壺由于采用在內(nèi)外容器之間的空間封入氙、氪、氬等導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體形成絕熱層，代替將內(nèi)外容器之間的空間封閉成真空，所以絕熱層的制作工序極其容易，從而可以簡化制作工序，降低制作成本，而且，通過調(diào)節(jié)封入的導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體的壓力，可以減小與大氣壓之間的壓差，因此可制成平面壁結(jié)構(gòu)的方形容器。另外，根據(jù)需要，通過進行疊層絕熱，還可以提高絕熱性能，甚至可以獲得大于真空絕熱的性能。
另外，本發(fā)明的絕熱電加熱式水壺的制造方法，由于在各容器口部分將內(nèi)容器和外容器形成一個整體，將內(nèi)外容器中的任意一個作成有封入口的雙層容器，將該雙層容器的內(nèi)外容器之間的空間抽成真空，然后通過封入口將從氙、氪、氬中選擇的至少一種導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體導(dǎo)入該空間內(nèi)，并封閉該封入口，在將導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體封入內(nèi)外容器之間而形成絕熱層時，通過使雙層容器所受的外壓與內(nèi)外容器之間的空間內(nèi)的壓力大致相等而進行形成絕熱層的操作，可以防止雙層容器因受外部壓力的作用而變形，從而可以使用平面壁結(jié)構(gòu)的方形容器制成絕熱容器。
附圖的簡單說明

圖1是本發(fā)明的絕熱電加熱式水壺的一個實施例的側(cè)剖視圖。
圖2是原有的電水壺之一例的主要部分剖面圖。
實施本發(fā)明用的最佳形態(tài)圖1表示本發(fā)明的絕熱電加熱式水壺的一個實施例，圖中符號10A是絕熱電加熱式水壺(以下稱電水壺)。
該電水壺10A備有方形絕熱容器10、配置在該方形絕熱容器10內(nèi)的加熱器11、配置在方形絕熱容器10的下方的加熱控制裝置12、設(shè)置在方形絕熱容器10的上部的加壓裝置13、與方形絕熱容器連接的管路狀的注水裝置14、以及收容它們的外層容器15。
該方形絕熱容器10是雙層壁結(jié)構(gòu)的絕熱容器，它是由不銹鋼等金屬制成的有底方形內(nèi)容器16和比它稍大一些的外容器17構(gòu)成，并在各容器口部分將該內(nèi)外容器結(jié)合成一個整體，利用氣體注入管18將導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體，例如氙、氪、氬等，最好是氪和氙兩者中的一種或兩者的混合氣體以室溫(20℃)下的壓力300～700乇，最好是400乇左右封入到內(nèi)外容器16、17之間形成的空間內(nèi)，通過將氣體注入管18擠壓焊接后，形成絕熱空間層20，從而構(gòu)成雙層壁結(jié)構(gòu)的絕熱容器。
在內(nèi)容器16的的底部附近的側(cè)面，將加熱器11配置在絕熱空間層20一側(cè)。該加熱器11采用的是將鎳鉻絲等金屬電熱絲繞在片狀云母等上的帶狀云母加熱器等。該加熱器11的兩端用螺釘或彈簧緊固，以表面接觸方式安裝在內(nèi)容器16的側(cè)面下方部位。該加熱器11通過引線23連接在加熱控制裝置12上。
加熱控制裝置12備有水溫檢測傳感器24(以下稱熱敏電阻)和接收由該熱敏電阻24檢測的溫度變化的信號，進行溫度控制的微機25(以下稱溫度控制機構(gòu))。
下面說明該溫度控制機構(gòu)25的動作，首先將水注入電水壺10A，接通電源開關(guān)，使加熱器11通電，加熱電水壺10A內(nèi)的水。電水壺10A內(nèi)的水溫達到100℃附近時，電水壺10A內(nèi)產(chǎn)生的蒸氣通過蒸汽通路26到達熱敏電阻24。將該溫度變化作為電信號，再送給溫度控制機構(gòu)25，這時溫度控制機構(gòu)25檢測到水已沸騰，而將向加熱器11的供電斷開。
經(jīng)過上述控制，暫時燒開的水的溫度也會經(jīng)過長時間而慢慢下降。當水溫下降到預(yù)先設(shè)定的溫度(例如90°左右)時，溫度控制機構(gòu)25再次接通加熱器11的電源。這時的通電功率為預(yù)先設(shè)定在溫度控制機構(gòu)25內(nèi)的保溫功率(例如30Wh左右)。
在方形絕熱容器10的的外側(cè)，設(shè)有注水裝置14，其一端與內(nèi)容器16連接，另一端由位于方形絕熱容器10的上端附近的管路構(gòu)成。該注水裝置14備有導(dǎo)水管30、注水管32、開閉閥34和壺嘴35。導(dǎo)水管30通過連接管29連接在出水管28的一端，出水管28的另一端通過連通管27(它穿過外容器17的底部而連接在內(nèi)容器16的底部)內(nèi)連接在位于內(nèi)容器16的底部中央開設(shè)的孔上注水管32通過連接管31連接在上述導(dǎo)水管30的另一端開閉閥34通過連接管33設(shè)在該注水管32的另一端；壺嘴35連接在開閉閥34上。
上述構(gòu)成的方形絕熱容器10被收容、設(shè)置在外套容器15內(nèi)。該外套容器15由收容方形絕熱容器10主體的筒部36，以及收容加壓裝置13的蓋37構(gòu)成。在筒部36的下部側(cè)面設(shè)有導(dǎo)入外部(家庭用電)電源用的插座的插入口38，而且該插入口38連接在緊靠其附近設(shè)置收容的溫度控制機構(gòu)25的組件上。
蓋37由加壓裝置13和塞入方形絕熱容器10的上口部39的塞蓋40構(gòu)成。加壓裝置13由壓板41和波形管42構(gòu)成。通過按壓壓板41，方形絕熱容器10內(nèi)的空氣被加壓壓縮，因此方形絕熱容器10內(nèi)的熱水通過出水管28、連接管29、導(dǎo)水管30、連接管31、注水管32、連接管33及開閉閥34這一路徑，從壺嘴35流出。
其次說明該絕熱電加熱式水壺10A的制造例。
首先將不銹鋼等金屬材料成形為方筒狀、制成內(nèi)容器16。這時為了確定加熱器的位置，在底部側(cè)面形成直徑稍微收縮的臺階。將出水管28的一端焊接在內(nèi)容器16的底部出水孔44上后，將連接管27的端部焊接在內(nèi)容器16的底部。然后將加熱器11繞在內(nèi)容器16上的臺階部分，加熱器11的兩端用螺釘固定，或者用彈簧固定，使其與內(nèi)容器16呈面接觸狀態(tài)。
其次與內(nèi)容器16一樣，將不銹鋼等金屬材料成形制造外容器17。進行該成形時，要形成將連通管27設(shè)在外容器17的底部用的連通孔45，以及形成氣體封入管18和加熱器11的鎳鉻絲通過用的孔46。然后將該內(nèi)容器16和外容器17在容器口部分氣密性地焊接起來形成一個整體，再將在外容器17的底部形成的連通孔45的邊緣和連通管27的接觸部分焊接起來。
然后用密封部件19封住孔46。該密封部件19由絕緣材料構(gòu)成，成為嵌合了具有2個位置的導(dǎo)通部43的有底圓筒狀的2個密封部件19a、19b的結(jié)構(gòu)。然后將加熱器11的鎳鉻絲用焊接方法等分別焊接在上部密封部件19a的導(dǎo)通部43上。這時用絕緣子等絕緣材料將鎳鉻絲包起來，使鎳鉻絲彼此不接觸，另外也不與內(nèi)外容器16、17接觸，以防止短路。然后用環(huán)氧系列的粘接劑將該密封部件19a粘接在外容器17的底部外面，氣密性地將孔46密封住。
其次，從氣體封入管18，將按上述方法制成的雙層結(jié)構(gòu)和容器(以下稱作雙層容器)的內(nèi)外容器16、17之間形成的空間抽一次真空，然后將從氪、氙、氬中選擇的至少一種導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體以規(guī)定的壓力(例如20℃時400Torr左右)封入上述雙層容器中，作為低導(dǎo)熱系數(shù)絕熱空間層，然后用油壓機等將氣體封入管18擠壓封接，從而將低導(dǎo)熱系數(shù)絕熱空間層密封起來。這樣，在雙層容器的內(nèi)外容器16、17之間的空間部就形成絕熱層20，制成絕熱容器10。
形成該絕熱層20時，由于進行上述抽真空，封入導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體及氣體封入管18的擠壓封接(密封切斷)，使雙層容器受的外部壓力與內(nèi)外容器16、17之間的空間內(nèi)的壓力大致相等，因此能防止因外部壓力加到雙層容器上而變形，從而可以使用平面壁結(jié)構(gòu)的方形容器，容易以較高的合格率制作絕熱容器。例如，將雙層容器放在減壓室內(nèi)，將氣體封入管18導(dǎo)出到外部、并連接到真空泵上，對內(nèi)外容器16、17之間的空間抽真空時，使減壓室減壓，使其壓力大致與抽真空壓力相等，然后通過氣體封入管18，將導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體導(dǎo)入時，調(diào)節(jié)減壓室內(nèi)的壓力，使其壓力大致與內(nèi)外容器16、17之間的空間內(nèi)的壓力相等，再對雙層容器的氣體封入管18進行密封切斷。另外，另一種方法是將雙層容器完全放入減壓室內(nèi)，將對該減壓室進行真空排氣，從而內(nèi)外容器16、17之間的空間也進行真空排氣，然后以規(guī)定的壓力將導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體導(dǎo)入減壓室內(nèi)，再將雙層容器密封。
然后將密封部件19b嵌合在安裝在外容器17上的密封件19a的下方，通過引線連接在溫度控制機構(gòu)25上。
然后通過連接管29將導(dǎo)水管30的一端安裝在出水管28的另一端，通過連接管31再將注水管32的一端連接在導(dǎo)水管30的另一端，再通過連接管33，將開閉閥34連接在注水管32的另一端，而將壺嘴35安裝在該開閉閥34上。
最后，將如此得到的方形絕熱容器10收容在外套容器15內(nèi)設(shè)置，于是便制成了圖1所示的電水壺10A。
該電水壺10A通過使絕熱層20不呈真空狀態(tài)，而是以大氣壓壓不壞絕熱容器大小的壓力封入氙、氪等導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體作為絕熱層20，可以增大絕熱容器的形狀的自由度，內(nèi)容器16及外容器17幾乎可以作成呈四棱柱狀的外形的絕熱容器。
在上述實施例中，加熱控制裝置12使用了熱敏電阻24和溫度控制機構(gòu)25，但作為該控制機構(gòu)，不一定必須使用熱敏電阻24和溫度控制機構(gòu)25，例如也可以使用熱敏笛簧開關(guān)(TRS)、繼電器、恒溫器、輔助加熱器等控制裝置。
另外，根據(jù)需要通過設(shè)置若干層絕熱層20制成疊層絕熱機構(gòu)，還可以提高絕熱性能，甚至可以獲得大于真空絕熱的性能。
再者，在上述實施例中，雖然采用擠壓封接(密封切斷)氣體封入管18的方法進行絕熱容器10的密封，但也可以采用利用密封板密封設(shè)在外容器上的排氣口，或者用低溫焊料等密封材料密封小孔狀或細槽狀的排氣孔的密封機構(gòu)。
如上所述，由于本發(fā)明的絕熱電加熱式水壺備有帶絕熱層的絕熱容器，而該絕熱層內(nèi)以不會被大氣壓壓壞絕熱容器大小的壓力封入了氙、氪等導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體，所以絕熱層的制作工序變得極其容易，從而可以簡化制造工序，降低制造成本。而且通過調(diào)節(jié)導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體的封入氣壓，可減小與大氣壓之間的壓差，所以，可作成平面壁結(jié)構(gòu)的方形容器。另外，根據(jù)需要，通過采用疊層絕熱，還能提高絕熱性能，甚至可以獲得大于真空絕熱的性能。
另外，本發(fā)明的絕熱電加熱式水壺的制造方法，在形成上述絕熱容器的絕熱層時，通過使雙層容器的外部壓力大致等于內(nèi)外容器之間的空間內(nèi)的壓力而進行形成絕熱層的操作，可以防止外力加到雙層容器上而變形，從而可以使用平面壁結(jié)構(gòu)的方形容器制作絕熱容器，結(jié)果，可以增大容積效率。
權(quán)利要求
1.絕熱電加熱式水壺備有在各容器口部分將內(nèi)容器和外容器形成一個整體、將該內(nèi)外容器之間的空間作為絕熱層的絕熱容器、以及加熱注入到該內(nèi)容器內(nèi)的液體的電加熱裝置，該絕熱電加熱裝置的特征在于上述絕熱容器的絕熱層內(nèi)封入了從氙、氪、氬中選擇的至少一種導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體。
2.按權(quán)利要求1所述的絕熱電加熱式水壺，其特征在于導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體的封入壓力為300～700乇，最好為400乇左右。
3.按權(quán)利要求1所述的絕熱電加熱式水壺，其特征在于設(shè)置若干層絕熱器的絕熱層形成疊層絕熱結(jié)構(gòu)。
4.按權(quán)利要求1所述的絕熱電加熱式水壺，其特征在于采用具有平面壁結(jié)構(gòu)的方形絕熱容器作為絕熱容器。
5.一種備有在各容器口部分將內(nèi)容器和外容器形成一個整體、并將該內(nèi)外容器之間的空間作為絕熱層的絕熱容器，以及加熱收容在該內(nèi)容器內(nèi)的液體的電加熱裝置的絕熱電加熱式水壺的制造方法，其特征在于包括在各容器口部分將內(nèi)容器和外容器形或一個整體，將該內(nèi)外容器中的任意一個作成有封入口的雙層容器的工序?qū)⒃摱尤萜鞯膬?nèi)外容器之間的空間抽成真空，然后通過該封入口，將從氙、氪、氬中選擇的至少一種導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體注入該空間內(nèi)并將該封入口密封，將導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體封入內(nèi)外容器之間，形成絕熱層的工序。在使雙層容器的外部壓力與內(nèi)外容器之間的空間內(nèi)的壓力大致相等的條件下，進行該絕熱層的形成工序。
6.按權(quán)利要求5所述的絕熱電加熱式水壺的制造方法，其特征在于使導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體的封入壓力為300～700乇，最好為400乇左右。
7.按權(quán)利要求5所述的絕熱電加熱式水壺的制造方法，其特征在于設(shè)置若干層絕熱容器的絕熱層作為疊層絕熱結(jié)構(gòu)。
8.按權(quán)利要求5所述的絕熱電加熱式水壺的制造方法，其特征在于采用具有平面壁結(jié)構(gòu)的方形絕熱容器作為絕熱容器。
9.按權(quán)利要求5所述的絕熱電加熱式水壺的制造方法，其特征在于形成絕熱層的操作是這樣進行的，即將雙層容器放入減壓室內(nèi)，將設(shè)在內(nèi)容器和外容器中的任意一者上的氣體封入管導(dǎo)出到減壓室外部，并連接到真空泵上，對內(nèi)容器和外容器之間的空間抽真空時，使減壓室減壓，以使室內(nèi)壓力與抽真空壓力大致相等，然后通過氣體封入管導(dǎo)入導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體時，調(diào)節(jié)減壓室內(nèi)的氣壓，以使其壓力與內(nèi)外容器之間的空間內(nèi)的壓力大致相等，導(dǎo)入導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體后，將氣體封入管壓接密封切斷。
10.按權(quán)利要求5所述的絕熱電加熱式水壺的制造方法，其特征在于形成絕熱層的操作是這樣進行的，即將外容器上設(shè)有排氣孔的雙層容器的排氣孔朝上，而且通過焊料將密封板置于該排氣孔上，在此狀態(tài)下將其放入減壓室內(nèi)，使該減壓室真空排氣，從而使內(nèi)外容器之間的空間進行真空排氣，然后以規(guī)定的壓力將導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體導(dǎo)入減壓室內(nèi)，然后加熱熔化上述焊料，用密封板密封排氣孔。
11.按權(quán)利要求5所述的絕熱電加熱式水壺的制造方法，其特征在于形成絕熱層的操作是這樣進行的，即將外容器上設(shè)有排氣孔的雙層容器排氣孔朝上，且將焊料配置在該排氣孔周圍，在此狀態(tài)下將其放入減壓室內(nèi)，對該減壓室進行真空排氣，從而內(nèi)外容器之間的空間也進行真空排氣，然后以規(guī)定的壓力將導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體導(dǎo)入減壓室內(nèi)，然后加熱熔化上述焊料，將排氣孔密封。
12.按權(quán)利要求5所述的絕熱電加熱式水壺的制造方法，其特征在于形成絕熱層的操作是這樣進行的，即將外容器上設(shè)有排氣孔的雙層容器的內(nèi)外容器之間的空間抽成真空，然后以規(guī)定的壓力將導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體通過該排氣孔導(dǎo)入該空間內(nèi)，然后通過將密封板粘接在排氣孔上而將該排氣孔密封。
全文摘要
本發(fā)明涉及備有絕熱容器及配置在其內(nèi)部的電加熱器的、將水等液體注入到該絕熱容器內(nèi)加熱、并對該熱水保溫的絕熱電加熱式水壺及其制造方法。本發(fā)明的絕熱電加熱式水壺的絕熱容器的絕熱層內(nèi)封入了從氙、氪、氬中選擇的至少一種導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體。
文檔編號A47J27/21GK1120305SQ94191630
公開日1996年4月10日 申請日期1994年12月26日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月28日
發(fā)明者西野嘉也, 山田雅司, 伊藤精一 申請人:日本酸素株式會社