(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から吸引した酒を加熱する加熱部に、
方形を成す板状アルミナにより基体の片面のほぼ全面に発熱体が抵抗ペーストを印刷塗布して設けられ、前記基体の周囲四辺の塗り残し部分は、その一辺だけを細幅部分にして、この細幅部分に割れ検知用の導電パターンを一体的に設けたセラミックヒーターであって、
前記細幅部分とは、空焼きによりこの細幅部分に割れが生じ得るだけの温度差、が基体の発熱体部分と塗り残し部分との間に生じ得る程度の幅であり、且つ、幅があり過ぎるために強度が出て割れなくなる程は広くない幅であり、
前記セラミックヒーターに割れが生じた場合には、この割れに伴って前記導電パターンが断線されるセラミックヒーター、を有し、
前記加熱部で加熱された酒を排出する酒燗器であって、前記導電パターンへの通電の遮断を、前記セラミックヒーターへの給電を切断する契機に用いるヒーター停止構造を備えたことを特徴とする酒燗器。
【請求項２】
割れ検知用の導電パターンを一体的に設けたセラミックヒーターであって、このセラミックヒーターに割れが生じた場合にはこの割れに伴って前記導電パターンが断線されるセラミックヒーター、に対するヒーター停止構造であって、
前記導電パターンへの通電の遮断を、前記セラミックヒーターへの給電を切断する契機に用いると共に、
前記導電パターンの通電有無をリレーの入力とし、前記導電パターンの遮断による前記リレーの応動で前記セラミックヒーターへの給電を切断することを特徴とするヒーター停止構造。
【請求項３】
外部から吸引した酒を加熱する加熱部に、割れ検知用の導電パターンを一体的に設けたセラミックヒーターであって、このセラミックヒーターに割れが生じた場合にはこの割れに伴って前記導電パターンが断線されるセラミックヒーター、を有し、
前記加熱部で加熱された酒を排出する酒燗器であって、前記導電パターンへの通電の遮断を、前記セラミックヒーターへの給電を切断する契機に用いるヒーター停止構造を備えたことを特徴とする酒燗器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、セラミックヒーターを用いたヒーター停止構造と、これらを用いた酒燗器とに関し、詳しくは加熱中にセラミックヒーターが割れた場合には、これを検知してヒーターへの給電を停止させることのできるヒーター停止構造と、これを用いた酒燗器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セラミックヒーターとしてはセラミック半導体に電気を流し、セラミック半導体が直接の発熱体となるものがあるが、この他に、絶縁体のセラミックと何等かの抵抗発熱体とを組み合わせたセラミックヒーターがある。
【０００３】
例えば、アルミナなどの基体にルテニュウムオキサイドを塗布しガラスコートしたものや、カーボンを塗布してエポキシ樹脂などの耐熱性の絶縁皮膜により発熱体を保護したものがある。更にはグリンシートの層中にタングステン系抵抗体を印刷塗布して挟み込み、これを高温焼成した発熱体があり、いずれも少ない面積で高出力が可能であり、高電力密度のヒーターを作ることができる。
【０００４】
この様なものは、何等かの被加熱体に接触させて加熱の目的を果たすものであり、セラミックヒーター自体が絶縁体であるため、液体に触れる状態で用いることができる。例えばセラミックヒーターの用途例に酒燗器があり、酒を直接ヒーターに触れさせた状態で加熱し、これにより燗付けできるようになっている。また液体に直接触れさせるのではなく、セラミックヒーターを加熱板や放熱板などの金属板に宛って用いられることもあり、この場合、セラミックヒーターは大気中におかれる。
【０００５】
なお、上述したようなセラミックヒーターなどで直接酒を加熱するものは瞬間式酒燗器と称され、必要なときに必要な量だけを燗付けできることがその特徴である。そのため、事前に酒を暖めて蓄えておく湯煎式の酒燗器に比べ酒が傷まず、また連続した燗酒排出が安定した燗付け温度にて提供できるなどの利点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ただセラミックヒーターは熱的な衝撃にはあまり強いものではなく、例えばアルミナを基体とした場合にはそのヒートショック値は約２００℃と云われている。またセラミックヒーターは、従来の他の発熱体に比べると高電力密度であり昇温速度も速いが、そのためにヒーターを均一に温度上昇させることができず、空焼きなど無負荷時にはヒートショックによる割れの危険性がある。ただ液体に直接触れた状態で用いればヒーターの表面に万遍なく加熱負荷を与えることができるので、昇温速度を抑えることができ、また水や酒を熱負荷とした場合には、その沸点が１００℃あるいはそれ以下となるためヒートショックによって割れることはない。
【０００７】
例えば、絶縁性セラミック板の片面全体に発熱層を焼付けてセラミックヒーターを形成し、発熱層の反対側面で液体を直に加熱する場合が考えられる。通常この様な場合には必ず水位検出などを行っており、水がない時にはヒーターに給電しないような制御を行う。酒燗器の場合は加熱器に酒を流通させながら加熱するので、その加熱器の入口側と出口側に液体センサを設置して、加熱器の空焼きを未然に防止するようになっている。ただこの様な制御が何等かの故障で機能しない場合、空焼きになったセラミックヒーターが急速に温度上昇することとなり、そのヒートショックで割れることがある。この様な割れがおこると、セラミック板と共に発熱層も断線することがあり、しかもセラミックの割れ目から露出した発熱層は通電されたままの状態であるため、発熱層が液に触れれば電気ショックを受けることになり、しいては漏電による事故の危険性もある。特に、酒燗器のような機器は、水濡れの多い厨房で用いられるのが一般であるため、この様な危険性が高いこととなる。
【０００８】
これに対しては温度ヒューズにより空焼き防止をする方法がある。例えばセラミック板に温度ヒューズを取り付け、ヒートショックとなる高温に到る前に温度ヒューズを溶断させて給電を停止し、空焼きを防止するのである。
【０００９】
しかし近年、ヒーター温度の一層の素早い立ち上がりが要求される傾向にあり、従来と同じ電力密度のセラミックヒーターでも立ち上がりを改善するため、セラミックの薄肉化などを行って軽量化されてきている。ただこの様な立ち上がりの改善された状態の下では、温度ヒューズがセラミックヒーターの昇温速度に追従できず温度ヒューズが働かない事態が起こり、結果、ヒーターの保護ができなくなってきている。
例えば瞬間式酒燗器にあっては、待機状態の時に加熱用のヒーターは給電されておらず、酒の供給時になって排出ポンプの始動と共に加熱給電が始まるようになっている。この時、加熱開始直後の昇温立ち上がりが遅いと、最初に吐出される酒は加熱不十分な状態で排出されて不都合であり、また所定量の燗酒を吐出する時間も長くなってしまう。よって立ち上がりの素早いヒーターが必要とされるのであるが、立ち上がりを早くするほど温度ヒューズが働かなくなるのである。
【００１０】
例えば、幅５ｃｍ、長さ１２ｃｍ、厚さ１．０ｍｍのセラミック基体に７００Ｗのヒーターを印刷焼付けし不慮の事故によりセラミックヒーターが割れた場合には、速やかにこれを検知して給電を停止するための割れ検知用ヒーターとこれを用いた割れ検知構造と、更にこれらを用いた酒燗器を提供することたものであると、非加熱物のない無負荷状態に於いては３秒で２００℃を超え、４〜５秒で割れ破壊に到る。この様な早い昇温速度では現在の温度ヒューズは対応ができない。
【００１１】
以上の問題を鑑み、本願は不慮の事故によりセラミックヒーターが割れた場合には、速やかにこれを検知して給電を停止するための割れ検知用ヒーターとこれを用いた割れ検知構造と、更にこれらを用いた酒燗器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段と発明の効果】
上記課題のため本願が採る手段は、セラミックヒーターに割れ検知用の導電パターンを一体的に設け、このセラミックヒーターに割れが生じた場合には、この割れに伴って導電パターンが断線するように形成した。
なお、ここでセラミックヒーターとは、電熱による発熱体が絶縁体のセラミックと一体化されたものをいう。また導電パターンの一体化とは、絶縁体のセラミックに埋設されたもの、或いはその表面に焼付けなど固着れさたものがあるが、セラミックが割れたときにその割れ目に掛かる導電パターンがセラミックの割れと共に断線されるものであれば、請求項記載の範囲でどの様であってもよい。
この様にすれば、セラミックヒーターが不測の事故で割れても、同時に導電パターンが断線されるので、この断線を電気的に検知させることにより割れの検知に役立てることができる。
【００１３】
またセラミックヒーターに設けられた導電パターンが何等かの理由で断線された場合、これによる導電パターンの通電の遮断を、セラミックヒーターへの給電を切断する契機に用いるようにした。
【００１４】
この手段によれば、不慮の事故でセラミックヒーターが割れた場合、割れ目に掛かる導電パターンが断線して通電が遮断されると、同時にヒーターの回路が切られ、加熱のための給電が停止される。そのため、割れ目に露出する電熱ヒーターからの漏電、感電などを防ぐことができる。なお、導電パターンの電流はヒーターを切った後も印加され続けられるが、この電圧には一例として５Ｖ程度なため、導電パターンの断線部分が液体に触れて印加され続けても実害はない。
またセラミックヒーターの空焼き防止には液体センサによる方法があるが、電極間を液体による通電で判断するセンサであれば、液体が空になってもこの電極の濡れによる沿面短絡で液体があると誤認するなどの問題がある。これに対し本願発明は割れを断線により直接的に検知するので、誤検知、検知漏れが非常に少なくなる。
【００１５】
また導電パターンの通電有無をリレーの入力とし、前記導電パターンの遮断による前記リレーの応動でセラミックヒーターへの給電を切断するようにした。リレーへの入力はどの様でもよいが、導電パターンとリレーを直列配置し、セラミックヒーターの割れに伴う導電パターンの切断で、通電が遮断されることをリレーの入力とし、このリレーがセラミックヒーターへの給電を直接切断するようにすることができる。
これによれば、導電パターンをセラミックヒーターに対する配線のスイッチとして直接的に働かせることができるのであり、つまり導電パターンが断線すればリレーがすぐＯＦＦされる。仮に割れをマイコンなどで検知する方法では、マイコン自体の故障を原因として、割れに対する安全対策を完全に動作させることが保証できないが、本願発明によればこの様な不都合を回避することができる。またリレーによるヒーター回路の切断は、片切より両切りとした方が安全性が高い。
【００１６】
また、酒燗器の加熱部に請求項１記載のセラミックヒーターを採用してこの加熱部で加熱した酒を排出する酒燗器であって、その際、請求項２記載の割れ検知構造を備えるようにした。
【００１７】
これにより、上記の効果が酒燗器においても得られるほか、昇温の立ち上がりの素早い加熱部を設けた場合であっても、十分な安全対策を講じることが可能になる。つまりヒーターの薄肉化により立ち上がりを早くするほどセラミックヒーターは割れやすくなる傾向にあるが、これに対する対策が得られ、安定した燗付け温度の燗酒の連続提供が可能な酒燗器が安全に運転される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本願発明のヒーター停止構造と、これを用いた酒燗器の実施形態の説明をする。
【００１９】
（実施例１；ヒーター停止構造）  図１に示す割れ検知用のセラミックヒーター１は、幅５ｃｍ、長さ１２ｃｍ、厚さ１．０ｍｍの板状のアルミナを基体２とし、この基体の片面のほぼ全面に発熱体３が設けてあるが、これはルテニュウムオキサイドの抵抗ペーストを印刷塗布して焼付けたものであり、また基体の周辺のみが塗り残してある。その際、周囲四辺の塗り残し部分は、短手の一辺だけを細幅部分にして、空焼き時に割れ易くしておくのである。ただ、あまり細幅であると加熱温度が容易に伝導して温度差やこれによる割れ応力が生しないので温度差の生ずる程度の幅は必要であるが、一方、幅があり過ぎると強度が出て割れなくなるので、これらを勘案した幅がよい。そしてこの様な幅の一辺に銀ペーストを印刷・焼付けした割れ検知用の導電パターン４を設けてある。このセラミックヒーター１が空焼き状態で加熱給電されると、基体２の発熱体部分が急激に膨張し、周縁部分は膨張の差により発熱体部分の膨張部分の応力を受け、周縁の一番弱い細幅部分が割れるようになっている。なお、基体２の塗布面側にはガラスコートが施され、保護されている。
【００２０】
このセラミックヒーター１の製造方法であるが、図２に示すように板状アルミナの基体２の片面に、銀ペーストを焼付けた帯状の電極パターン５、５を基体２の２辺に対峙させて設け、これを発熱体３の電極としている。また、他の一辺には割れ検知用の導電パターン４を直線状に焼付けしてあり、これら３、４が同時に印刷して焼付けされている。次に、発熱体３となるルテニュウムオキサイドの抵抗ペースト３’を、電極パターン５、５を跨ぐようにしてほぼ全面に塗布して焼付けをする。なお発熱体３の電極パターン５は、その片端５’を塗布した抵抗ペースの外に延長されるよう長くしておき、電源配線との接続に用いられる。
【００２１】
図３はヒーター停止構造の概念を示してあり、前述したセラミックヒーター１が、リレー１０に操作されるヒーター・スイッチを介して電源に接続されている。また導電パターン４がリレー１０と直列配置され、５Ｖ直流電源に接続されている。
これにより、導電パターン４の通電状態の時には所定電流がリレー１０に流れてヒーター・スイッチ１１の閉じた状態となり、また遮断によりヒーター・スイッチ１１の開いた状態となる。
【００２２】
このヒーター停止構造の使用態様は以下のようになる。
即ち、まず導電パターン４を通電状態にする。これによりリレー１０がヒーター・スイッチ１１を閉じる（図３）。通常はこれにより何等かの非加熱物を加熱し、空焼きにはならない。
ただ仮に、何等かの事情で非加熱物の空の状態でヒーター１１が加熱されると、セラミックヒーター１１は空焼きとなり、セラミックヒーター１１の基体２は発熱体３の焼付け箇所が急激に昇温して膨張し、これに対して発熱体３の焼付けてない周縁は膨張が遅いのでセラミックヒーターに応力が加わることとなる。その結果、図４に示すように、割れ易くしてある基体周辺の細幅部分が割れ、この割れ目に掛かる導電パターン４が断線するのである。
導電パターン４が断線して通電が遮断されると、リレー１０が応動してヒータースイッチ１１を開き、これにより割れと同時にセラミックヒーター１への給電を切断することができるのである。
【００２３】
上述したセラミックヒーター１とヒーター停止構造は様々な装置に用いることができるが、一例として、図５に示す様に下記の酒燗器２０への利用が挙げられる。
【００２４】
（実施例２；酒燗器）  この酒燗器２０は、外部から吸引した酒を加熱部２１の加熱により燗付けし、これを徳利などの容器Ａに排出するものである。加熱部２１は、図６に示すように上記に示した長手板状のセラミックヒーター１を２枚準備し、この２枚を方形フレーム２２の表裏に張り合わせて平箱状の密閉容器で成すのものである。その際セラミックヒーター１は、電熱ヒーター３が加熱部２１の外方となる向きで張り合わせてある。この加熱部２１はフレーム２２に入口２３と出口２４が設けられており、ポンプ２５で吸引された酒がこの加熱部２１を流されながら所望温度に燗付けされるのである。
【００２５】
酒燗器のセラミックヒーター１は、図７の略図に示した以下の回路により加熱されるようになっている。
まず、１００Ｖ交流電源ＡＣからは、両切りのヒータースイッチ１１を介して、セラミックヒーターの発熱体３の端子５’に接続されている。また交流電源ＡＣからは５Ｖ直流電源ＤＣ１が引き出され、この直流電源にマイクロコンピュータ２５（以下、マイコン２５）と導電パターン４が並列接続されている。マイコン２５の出力ポートＯＵＴと直流電源のマイナス側Ｍの間には、リレー１０と導電パターン４が直列接続されている。また、マイコン２５には酒を吐出するか否かの有無信号が別途入力され、この有無信号に対応した出力がマイコン２５の出力ポートＯＵＴから種々の出力され、ヒーター１についてはリレー１０にヒータースイッチ１１の入切指示が出される。
【００２６】
なお、酒燗器はその吐出口２６がレバー操作できる様になっていて酒の吐出スイッチを兼ね、この吐出口２６のレバー操作により酒吐出の有無信号Ｓがマイコン２５に入力される。吐出させる信号がマイコンに入力され、これによりマイコン２５がポンプを始動させたら、ポンプで送圧された酒で加熱器２１が満たされ、空でなくなったことを図示しない水位センサチェックでチェックし、その後にマイコン２５からの５Ｖ電流が出力されることにより、ヒータースイッチ１１が入るようになっている。
【００２７】
操作に当たっては、まず酒燗器２０の主電源を入れ、マイコン２５の判断によりリレー１０がヒータースイッチ１１を操作するが、通常は吐出口２６のスイッチが吐出停止の状態であるため、この停止の信号Ｓの入力されたマイコン２５の出力ポートＯＵＴが０Ｖとなってヒータースイッチ１１が切られる。また酒を吐出させる信号Ｓを入力した場合には、出力ポートＯＵＴが５Ｖとなってヒータースイッチ１１を入れる様になっている。
【００２８】
また以上のような過程を経てセラミックヒーター１が加熱される場合に、何等かの理由で加熱部２１の酒が空であると、一般には水位センサなどの検知により未然にヒーター１が切られるのである。ただ、この様な安全対策が不慮の事故で機能しない場合には、結局空焼きとなってセラミックヒーター１が割れ、これに伴って導電パターン４が断線する。断線により導電パターン４と直列接続されているリレー１０も断線状態となり、マイコン２５からヒーター１の停止出力（０Ｖ）を入力したと同じ状態となるため、ヒータースイッチ１１が切られることとなる。これにより、仮に水位センサやマイコン１０などが故障してもセラミックヒーター１の加熱が確実に停止され、二重に安全である。またヒータースイッチ１１は両切りされているため、電熱ヒーター３の破断面が酒燗器の機体に触れたり、吐出する酒に触れたりしても常にグランドレベルとなり、感電したり漏電することもない。
【００２９】
また仮に、酒燗器の主電源を入れると時に既にセラミックヒーター１が（また導電パターンが）割れているのであれば、最初から導電パターン４が遮断され、リレー１０に電流の流れない状態となっているのでヒータースイッチ１１は切れた状態のままとなり、吐出口をレバー操作してもセラミックヒーター１に電流の流れることはない。
【００３０】
（実施例３）図８は実施例２の中に示された回路に代わる別の回路である。１００Ｖ交流電源から、両切りのヒータースイッチ１１を介してセラミックヒーター１の電熱ヒーター端子５’に接続されている点と、交流電源から５Ｖ直流電源ＤＣ１が引き出され、この直流電源ＤＣ１にマイコン２５が接続されている点は図７の回路と同じである。ただ導電パターン４はリレー１０に直列されるのではなく、直流電源ＤＣ１に接続され、その際、導電パターン４の片端と直流電源プラス側Ｐの間にプルアップ抵抗Ｒが接続されて、導電パターン４とプルアップ抵抗Ｒとの接続点がマイコンの入力ポートＩＮに接続してある。その為、通常、マイコン２５の入力ポートＩＮにはロウ（ＬＯＷ）が入力される
が、導電パターン４が遮断された場合にはハイが入力される。この入力に基づき、ロウ入力時には５Ｖ電流がリレー１０に出力されてヒータースイッチ１１を入れ、ハイ入力時には出力ポートＯＵＴが０Ｖとなってヒータースイッチ１１が切られる様になっている。
なお、マイコン２５に酒を吐出するか否かの有無信号Ｓが吐出口操作により入力され、この有無信号Ｓの下に上記処理が成されることは実施例２の図７の回路例と同じである。
【００３１】
なお、図７の回路例においては、導電パターン４がヒータースイッチ１１を直接的に切断するのと同様の機能を果たし、導電パターン４が直接にスイッチの役割を担っていたと同様であるが、図８の回路における導電パターン４は、マイコン２５によるヒーター操作に対する割れセンサーとしての役割を果たし、セラミックヒーター１への給電を切断する契機に用いている。
【００３２】
（実施例４）図９は更に別の回路である。実施例２〜４に示した例では、リレー１０がマイコン電源と同じ直流５Ｖで作動するものを用いたが、図９においては、マイコン電源より高い電圧（例えば直流１２Ｖ）で作動するリレーを用いた場合の回路例である。
【００３３】
１００Ｖ交流電源ＡＣから、５Ｖ直流電源ＤＣ１の他に１２Ｖ直流電源ＤＣ２が引き出されている。マイコン２５の出力ポートＯＵＴにはオープンドレン端子が使用されており、マイコン電源の５Ｖよりも高い１２Ｖを出力することができる。リレー１０はマイコン２５の出力ポートＯＵＴと１２Ｖ直流電源ＤＣ２のプラス側Ｐに接続されている。導電パターン４がプルアップ抵抗Ｒを介して５Ｖ直流電源ＤＣ１に接続されている点と、導電パターン４の切断によりマイコン２５への入力が５Ｖから０Ｖに変わり、これに基づいてリレー１０への指示が出力がされる点は図８の例と同じである。
【００３４】
なお、本発明は以上の例に限るものではなく、本願発明の趣旨の範囲でどの様に実施してもよい。発熱体はセラミックの片面に設けたがセラミックに埋設されて外気に触れない状態のものであってもよい。
導電パターンは、印刷・焼付けに限らずどの様な方法で設けてもよく、また配置も自由でよい。
割れの原因は、ヒートショックに限らず、落下や凍結になる割れなど、どの様な原因も対象となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この図は、本発明の割れ検出用のセラミックヒーターの平面図である。
【図２】この図は、図１に示した割れ検出用のセラミックヒーターの製造過程を説明する図である。
【図３】この図は、本願発明のヒーター停止構造の説明図である。
【図４】この図は、図３に示しヒーター停止構造において、割れとこれによる加熱給電の停止との関係を説明する図である。
【図５】この図は、セラミックヒーターによる加熱部を用いたとこれを用いた瞬間式酒燗器
の概略の図である。
【図６】この図は、加熱部の分解斜視図である。
【図７】この図は、酒燗器の回路の略図である。
【図８】この図は、酒燗器の別の回路の略図である。
【図９】この図は、酒燗器の更に別の回路の略図である。
【符号の説明】
１  セラミックヒーター
２  基体
３  電熱ヒーター
４  導電パターン
１０  リレー
１１  ヒータースイッチ
２０  酒燗器
２１  加熱部
２５  マイコン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003546270.tif 000009
【図９】
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