(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＰＴＣ素子と、上記ＰＴＣ素子を互いに離間して配置する位置決め手段と、上記位置決め手段によって位置決めされたＰＴＣ素子各々に対して給電するための電気伝導性を有する導電手段と、上記導電手段を介して給電された上記ＰＴＣ素子各々の発熱による熱を、周囲に伝達するための熱伝導性を有する熱伝手段と、を備え、
上記ＰＴＣ素子は、鉛直方向に温度設定が異なり電気的に直列接続されたものが、並列に複数配置され、さらに、電気的に並列接続されていることを特徴とするヒータユニット。
【請求項２】
前記位置決め手段と、前記導電手段と、前記熱伝手段とは、それぞれ別部品として構成されることを特徴とする請求項１に記載のヒータユニット。
【請求項３】
前記導電手段は、前記位置決め手段と一体的に設けられて構成されることを特徴とする請求項１に記載のヒータユニット。
【請求項４】
前記導電手段は、前記熱伝手段と一体的に設けられて構成されることを特徴とする請求項１又は３に記載のヒータユニット。
【請求項５】
前記位置決め手段は、前記熱伝手段と一体的に設けられて構成されることを特徴とする請求項１又は３又は４の何れかに記載のヒータユニット。
【請求項６】
前記導電手段は、前記ＰＴＣ素子の対向する両端面の各々に対してそれぞれ当接し、対向配置され且つ互いに非接触状態とされる二つの部分を有して構成されることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のヒータユニット。
【請求項７】
前記熱伝手段は、略面状に構成され、前記導電手段と電気的に絶縁されることを特徴とする請求項１乃至３又は５又は６の何れかに記載のヒータユニット。
【請求項８】
前記熱伝手段は、電気伝導性を有し且つ熱伝導性を有する素材から成り、外側表面は電気絶縁性の層を有し、且つ、内側表面は電気伝導性を有して構成され、電気伝導性を有する該内側表面が前記導電手段とされることを特徴とする請求項１又は３乃至７の何れかに記載のヒータユニット。
【請求項９】
前記熱伝手段は、略面状を成して互いに対向配置される二つの部分から成り、これら二つの熱伝手段の周縁部が密閉され、この密閉された該周縁部は内外が隔絶されるように構成されることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載のヒータユニット。
【請求項１０】
複数の前記ＰＴＣ素子は、一平面上において互いに離間して配置され、該一平面の表裏面方向における厚みと同程度の厚みを有し、
前記ＰＴＣ素子の離間した配置を保持する位置決め手段と、前記複数のＰＴＣ素子の表裏面の各々にそれぞれ当接してＰＴＣ素子に対して給電するための二つの導電手段と、該導電手段に対して電気絶縁手段を介しつつ、伝熱性を保持して該導電手段の外側に位置する熱伝手段とを有して構成されることを特徴とする請求項１又は６又は７又は９の何れかに記載のヒータユニット。
【請求項１１】
前記導電手段は、所定温度を超えると通電を遮断する通電遮断手段が電気的に直列に接続されることを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載のヒータユニット。
【請求項１２】
前記熱伝手段の周縁部の一部には、外部の部材と密着して接合するための接合手段を有することを特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記載のヒータユニット。
【請求項１３】
前記接合手段は、フランジ状に設けられることを特徴とする請求項１２に記載のヒータユニット。
【請求項１４】
前記ヒータユニットは、被加熱体である流体を収容し得るタンク内に、前記熱伝手段の一部又は全部が位置するように配設され、前記熱伝手段が該タンク内に収容された上記流体に直接的又は間接的に接して該流体を加熱及び／又は保温するように構成されることを特徴とする請求項１乃至１３の何れかに記載のヒータユニット。
【請求項１５】
前記位置決め手段は、前記ＰＴＣ素子と対向する位置に該ＰＴＣ素子が収容されるＰＴＣ素子収容開口部が形成された位置決めフレームであることを特徴とする請求項１乃至１
４の何れかに記載のヒータユニット。
【請求項１６】
前記導電手段は、前記位置決め手段を挟み込むように該位置決め手段の両側に配置され、該位置決め手段に位置決めされたＰＴＣ素子に給電させるための一対の電極部材であることを特徴とする請求項１乃至１５の何れかに記載のヒータユニット。
【請求項１７】
前記導電手段と前記熱伝手段との間にそれぞれ配置され、電気絶縁性を有する一対の電気絶縁フィルムを更に備えることを特徴とする請求項１乃至１６の何れかに記載の給液装置のヒータユニット。
【請求項１８】
前記位置決め手段、前記導電手段及び前記熱伝手段は、一対の板状部材で構成されることを特徴とする請求項１に記載の給液装置のヒータユニット。
【請求項１９】
前記ＰＴＣ素子同士は、電気的に並列接続されていることを特徴とする請求項１乃至１８の何れかに記載のヒータユニット。
【請求項２０】
当該ヒータユニットは、前記タンクの底面部に取り付けられていることを特徴とする請求項１４乃至１７又は１９の何れかに記載のヒータユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱についての自己制御性を有する加熱手段としてのヒータユニット、特に給液装置に内蔵されるタンクに収容される流体を加熱及び／又は保温するための、給液装置用ヒータユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
給液装置の一種であるウォータサーバは、例えば、サーバ本体の最上部に流体容器が配置されると、この流体容器からコネクタを介してサーバ本体内に流体が供給され、当該サーバ本体内に配設されてその内部に流体を収容可能に構成され且つ収容された流体を冷却するための冷タンク及びその内部に流体を収容可能に構成され且つ収容された流体を加熱、保温するための温タンクとを有する。冷タンク内に収容された流体は、冷タンクの外側面部等に設置された冷却手段で流体を冷却すると共に、温タンクにおいては温タンク内に収容された流体を温タンクの外側面部等に設置された加熱手段で加熱するように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、このような構成の加熱手段では、加熱手段の内側表面が発熱すると同時に外側表面も発熱するため、加熱手段より内側に収容された加熱対象である流体を加熱すると共に、加熱手段の外側表面からの発熱は外部に一散してしまい、熱ロスが生じる。また、熱は一般的に鉛直方向の上方に伝わり易く、温められた流体は鉛直方向の上方に移動する性質を有しているので、従来のウォータサーバでは、温タンク内の流体を所定の温度に加熱する場合、温タンク内の外周付近は温められるものの、中心部や底部付近では熱伝達や対流が生じにくく、温められない領域が生じ、また温タンク内の流体の温度が鉛直方向で異なってしまい、ばらつきが生じ、均等にならないという問題がある。更に、従来の加熱手段の場合、多くはシーズヒータ等の発熱効果が周囲温度に依存せずに線形に生じるものであり、過熱の虞もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０４６４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、給液装置に内蔵されるタンク内に収容される流体をばらつき無く効果的且つ効率的に所定の温度とするように加熱して保温することが可能なヒータユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るヒータユニットは、複数のＰＴＣ素子と、上記ＰＴＣ素子を互いに離間して配置する位置決め手段と、上記位置決め手段によって位置決めされたＰＴＣ素子各々に対して給電するための電気伝導性を有する導電手段と、上記導電手段を介して給電された上記ＰＴＣ素子各々の発熱による熱を、周囲に伝達するための熱伝導性を有する熱伝手段と、を備え、上記ＰＴＣ素子は、鉛直方向に温度設定が異なり電気的に直列接続されたものが、並列に複数配置され、さらに、電気的に並列接続されていることを特徴とする。
【０００７】
また、前記位置決め手段と、前記導電手段と、前記熱伝手段とは、それぞれ別部品として構成されることを特徴とするようにしてもよい。
【０００８】
また、前記導電手段は、前記位置決め手段と一体的に設けられて構成されることを特徴とするようにしてもよい。
【０００９】
また、前記導電手段は、前記熱伝手段と一体的に設けられて構成されることを特徴とするようにしてもよい。
【００１０】
また、前記位置決め手段は、前記熱伝手段と一体的に設けられて構成されることを特徴とするようにしてもよい。
【００１１】
また、前記導電手段は、前記ＰＴＣ素子の対向する両端面の各々に対してそれぞれ当接し、対向配置され且つ互いに非接触状態とされる二つの部分を有して構成されることを特徴とするようにしてもよい。
【００１２】
また、前記熱伝手段は、略面状に構成され、前記導電手段と電気的に絶縁されることを特徴とするようにしてもよい。
【００１３】
また、前記熱伝手段は、電気伝導性を有し且つ熱伝導性を有する素材から成り、外側表面は電気絶縁性の層を有し、且つ、内側表面は電気伝導性を有して構成され、電気伝導性を有する該内側表面が前記導電手段とされることを特徴とするようにしてもよい。
【００１４】
また、前記熱伝手段は、略面状を成して互いに対向配置される二つの部分から成り、これら二つの熱伝手段の周縁部が密閉され、この密閉された該周縁部は内外が隔絶されるように構成されることを特徴とするようにしてもよい。
【００１５】
また、複数の前記ＰＴＣ素子は、一平面上において互いに離間して配置され、該一平面の表裏面方向における厚みと同程度の厚みを有し、前記ＰＴＣ素子の離間した配置を保持する位置決め手段と、前記複数のＰＴＣ素子の表裏面の各々にそれぞれ当接してＰＴＣ素子に対して給電するための二つの導電手段と、該導電手段に対して電気絶縁手段を介しつつ、伝熱性を保持して該導電手段の外側に位置する熱伝手段とを有して構成されることを特徴とするようにしてもよい。
【００１６】
また、前記導電手段は、所定温度を超えると通電を遮断する通電遮断手段が電気的に直列に接続されることを特徴とするようにしてもよい。
【００１７】
また、前記熱伝手段の周縁部の一部には、外部の部材と密着して接合するための接合手段を有することを特徴とするようにしてもよい。
【００１８】
また、前記接合手段は、フランジ状に設けられることを特徴とするようにしてもよい。
【００１９】
また、前記ヒータユニットは、被加熱体である流体を収容し得るタンク内に、前記熱伝手段の一部又は全部が位置するように配設され、前記熱伝手段が該タンク内に収容された上記流体に直接的又は間接的に接して該流体を加熱及び／又は保温するように構成されることを特徴とするようにしてもよい。
【００２０】
また、前記位置決め手段は、前記ＰＴＣ素子と対向する位置に該ＰＴＣ素子が収容されるＰＴＣ素子収容開口部が形成された位置決めフレームであることを特徴とするようにしてもよい。
【００２１】
また、前記導電手段は、前記位置決め手段を挟み込むように該位置決め手段の両側に配置され、該位置決め手段に位置決めされたＰＴＣ素子に給電させるための一対の電極部材であることを特徴とするようにしてもよい。
【００２２】
また、前記導電手段と前記熱伝手段との間にそれぞれ配置され、電気絶縁性を有する一対の電気絶縁フィルムを更に備えることを特徴とするようにしてもよい。
【００２３】
また、前記位置決め手段、前記導電手段及び前記熱伝手段は、一対の板状部材で構成されることを特徴とするようにしてもよい。
【００２４】
また、前記ＰＴＣ素子同士は、電気的に並列接続されていることを特徴とするようにしてもよい。
【００２６】
また、当該ヒータユニットは、前記タンクの底面部に取り付けられていることを特徴とするようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明のヒータユニットは、当該ヒータユニットを配設して成るタンクにおいて、ヒータユニットに内蔵され、ヒータユニットを構成するＰＴＣ素子が、ＰＴＣ特性によって、当該タンク内に収容された流体の温度がＰＴＣ素子の設定温度よりも低い場合又は低くなった場合、タンク内の流体の温度がＰＴＣ素子の設定温度に達するまで、タンク内の流体を加熱し、タンク内の流体の温度がＰＴＣ素子の設定温度に達すると自発的に加熱を止めてそれ以上にタンク内の流体の温度が上がらないようにして、タンク内の流体の温度をＰＴＣ素子の設定温度に維持し続けるように働く。更に、本発明のヒータユニットは、複数のＰＴＣ素子が互いに離間して配置されている。従って、本発明のヒータユニットによれば、各ＰＴＣ素子の設定温度の誤差により、周囲に位置する別のＰＴＣ素子による多量の発熱によって、当該誤差発熱のＰＴＣ素子個体が本来の設定温度よりも高めの温度になって周辺に高温影響を及ぼすことで、周囲に位置する各ＰＴＣ素子の自己発熱による設定温度の達成ではなく、周辺からの温度影響によって設定温度に到達してしまい、電気抵抗がＰＴＣ特性によって高くなり、自己発熱しなくなってしまうため、本来の発熱総量を得られなくなってしまうことを、防止することが出来る。また、ヒータユニットには、タンク内に収容された流体の深さ方向にも複数のＰＴＣ素子が離間して配設されているため、加熱によって温められて生じる流体の対流によってタンクの上方に位置する流体が下方に位置する流体よりも比較的高温になって流体温度にばらつきが生じるが、上方が高温になるとそれに伴って上方に位置するＰＴＣ素子は発熱量を低下する一方で、下方に位置する流体が比較的低温になると下方に位置するＰＴＣ素子は発熱量を増加させることで流体の深さ方向の温度ばらつきを無くして設定温度を保つことが出来るという効果がある。
【００２８】
また、本発明のヒータユニットは、タンク内に収容されている流体の温度がＰＴＣ素子の設定温度に達すると、ＰＴＣ素子がＰＴＣ特性によって自発的に加熱を止めてそれ以上にタンク内の流体の温度が上がらないように働く。従って、本発明のヒータユニットは、タンク内の流体を検出する温度センサーや、この温度センサー等で検出した検出結果に基づいて加熱素子を制御する温度制御部等が無くても、ＰＴＣ素子だけで、温タンク内の流体の温度を所定の設定温度にすることが出来る。更に、本発明のヒータユニットは、温度センサーや、この温度センサーで温タンク内の流体の異常な温度上昇を検出した際に加熱素子を制御する保護制御部等が無くても、ＰＴＣ素子だけで、自発的に、タンク内の流体の異常な温度上昇を抑制することが出来るので安全性に優れている。更に、本発明のヒータユニットには、各々のＰＴＣ素子に対して給電するための電気回路の一部である導電手段に、直列的に接続される通電遮断手段としてＰＴＣ素子の設定温度よりも幾分か高温の温度帯に遮断モードが設定された温度ヒューズを有する構成を採り得、この場合、ＰＴＣ特性による高温側の温度の自己制御性に加え、万一の際には発熱手段であるＰＴＣ素子自体に対する給電を遮断することが出来、より一層安全性を向上させることが出来る。
【００２９】
更に、本発明のヒータユニットは、多数のＰＴＣ素子を互いに離間しつつも電気的に並列に接続配置しているので、総体においては直列接続では得られない通電量による総発熱量を得ることが可能となる上、個体のばらつきによる、所定温度下でのＰＴＣ特性における電気抵抗値の相違、特に電気抵抗が過剰に大きくなる個体が存在しても、システム全体への影響を低下させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】給液装置を示した概略図である。
【図２】温タンクにヒータユニットを取り付けた状態を示した部分側面断面図である。
【図３】ヒータユニットを示した斜視図である。
【図４】ヒータユニットを示した分解斜視図である。
【図５】ヒータユニットを示した正面断面斜視図である。
【図６】ヒータユニットを示した平面断面図である。
【図７】電気的に直列接続したＰＴＣ素子を示した概略図である。
【図８】千鳥状にＰＴＣ素子が配置されたヒータユニットを示した斜視図である。
【図９】ヒータユニットの変形例を示した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明を適用したヒータユニットについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更可能である。
【００３２】
本発明を適用したヒータユニットは、例えば、給液装置に内蔵される温タンク内に収容される流体をばらつき無く均等となるように効果的且つ効率的に加熱及び／又は保温可能なものである。
【００３３】
先ず、本発明を適用したヒータユニットが設置される給液装置について説明する。図１に示すように、給液装置１００は、例えばウォータサーバ等である。更に、給液装置１００は、例えば、本体１１０の上面１１０ａに形成された凹部１１１の底面部又は上面１１０ａに、水やミネラルウォータ等の流体を貯留する流体容器１２０が装着されるジョイント部材１３０が取り付けられている。このジョイント部材１３０は、周囲に、流体容器１２０から流体を取り込む取込開口部（不図示）が形成されている。そして、ジョイント部材１３０は、流体容器１２０が本体１１０に装着された際に、流体容器１２０の口部１２１に突き刺さり連結されることで、取込開口部から流体容器１２０内の流体を取り込むことが出来る。更に、ジョイント部材１３０は、第一冷配管１８０を介して冷タンク１４０と連通され、第一温配管１８２を介して温タンク１５０と連通され、流体容器１２０から流入された流体を、冷タンク１４０及び温タンク１５０に供給する。
【００３４】
また、本体１１０には、図１に示すように、流体を冷却する冷タンク１４０と流体を加熱する温タンク１５０とが内蔵されている。冷タンク１４０及び温タンク１５０は、例えば、冷タンク１４０が本体１１０の奥行き方向（前面・後面方向）の一方側（前面１１０ｃ側）に配置され、温タンク１５０が他方側（後面１１０ｄ）に配置されて、本体１１０の奥行き方向に並べて本体１１０内に配置されている。更に、冷タンク１４０及び／又は温タンク１５０は、冷却又は保温効果を向上させるべく、例えば合成樹脂材料を発泡させて硬化させた発泡性断熱材等の断熱性を有する断熱材等で形成された断熱部材によって覆われて断熱されている。
【００３５】
また、本体１１０の前面１１０ｃの上方には、図１に示すように、冷タンク１４０で冷却された流体を外部に供給する第一供給口１７１と、温タンク１５０で加熱された流体を外部に供給する第二供給口１７２と、レバー、ボタン、タッチパネル等の第一及び第二吐出操作部１７３，１７４とが設置されている。第一供給口１７１は、例えば第二冷配管１８１を介して冷タンク１４０と連結されており、使用者等によって第一吐出操作部１７３が操作されると、冷タンク１４０で冷却された流体を外部に供給する。第二供給口１７２は、例えば第二温配管１８３を介して温タンク１５０と連結されており、使用者等によって第二吐出操作部１７４が操作されると、温タンク１５０で加熱された流体を外部に供給する。
【００３６】
冷タンク１４０は、例えば、合成樹脂材料等によって成形される容量可変の容器、合成樹脂材料或いは金属材料等によって成形される容量が可変でないハード容器等で構成されている。更に、冷タンク１４０は、図１に示すように、例えば、第一冷配管１８０を介してジョイント部材１３０と連結されている。具体的に、第一冷配管１８０は、合成樹脂製又は金属製のチューブであって、可撓性を有するものが好ましいが、可撓性を有しないものであっても良い。そして、冷タンク１４０は、ジョイント部材１３０に流体容器１２０が装着されると、ジョイント部材１３０及び第一冷配管１８０を介して流体容器１２０から内部に流体が流入される。すると、冷タンク１４０は、流体容器１２０から流入された流体を、冷タンク１４０の外部又は内部に設置された冷却素子や熱交換器等の冷却機構によって所定の温度となるように冷却する。
【００３７】
更に、冷タンク１４０は、図１に示すように、例えば、第二冷配管１８１を介して第一供給口１７１と連結されている。具体的に、第二冷配管１８１は、合成樹脂製又は金属製のチューブであって、可撓性を有するものが好ましいが、可撓性を有しないものであっても良い。そして、冷タンク１４０は、使用者等によって第一吐出操作部１７３が操作されると、例えば、冷却機構によって冷却された流体を、第二冷配管１８１を介して第一供給口１７１に供給して、第一供給口１７１から外部に供給する。
【００３８】
温タンク１５０は、例えば、合成樹脂材料等によって成形される容量可変の容器で構成されている。更に、温タンク１５０は、図１に示すように、例えば、第一温配管１８２を介してジョイント部材１３０と連結されている。具体的に、第一温配管１８２は、合成樹脂製又は金属製のチューブであって、可撓性を有するものが好ましいが、可撓性を有しないものであっても良い。そして、温タンク１５０は、ジョイント部材１３０に流体容器１２０が装着されると、ジョイント部材１３０及び第一温配管１８２を介して流体容器１２０から内部に流体が流入される。すると、温タンク１５０は、流体容器１２０から流入した流体を、温タンク１５０の内部に設置されたヒータユニット１によって所定の温度となるように加熱する。
【００３９】
更に、温タンク１５０は、図１に示すように、例えば、第二温配管１８３を介して第二供給口１７２と連結されている。具体的に、第二温配管１８３は、合成樹脂製又は金属製のチューブであって、可撓性を有するものが好ましいが、可撓性を有しないものであっても良い。そして、温タンク１５０は、使用者等によって第二吐出操作部１７４が操作されると、例えば、ヒータユニット１によって加熱された流体を、第二温配管１８３を介して第二供給口１７２に供給して、第二供給口１７２から外部に供給する。
【００４０】
次いで、温タンク１５０の内部に設置されるヒータユニット１について説明する。ヒータユニット１は、図２に示すように、流体を収容し得る温タンク１５０の鉛直下方の最下部である底面部１５０ｂに形成されたタンク開口部１５１から温タンク１５０内に挿入されて、温タンク１５０の底面部１５０ｂに鉛直方向に向けて立設するように配置されていると共に、ヒータユニット１の一部又は全部が温タンク１５０内の流体に対して直接的に接触可能に配置されている。更に、ヒータユニット１は、タンク開口部１５１の周縁部１５１ａの内周面又は外周面と面接触させた状態で、タンク開口部１５１の周縁部１５１ａと溶着等されて接合されることで、温タンク１５０の底面部１５０ｂに一体化して取り付けられている。
【００４１】
具体的に、ヒータユニット１は、図３〜図６に示すように、互いに離間して配置された複数個のＰＴＣ素子１０と、複数個のＰＴＣ素子１０を位置決めする位置決めフレーム２０と、位置決めフレーム２０を挟み込むように位置決めフレーム２０の両側に配置され、位置決めフレーム２０によって位置決めされたＰＴＣ素子１０各々に対して給電するための一対の電極部材３０と、電極部材３０の外側にそれぞれ配置される一対の電気絶縁フィルム４０と、電気絶縁フィルム４０の外側にそれぞれ配置され、電極部材３０を介して給電されたＰＴＣ素子１０各々の発熱による熱を周囲の温タンク１５０内の流体に伝達するための一対の熱伝板５０と、電極部材３０に接続され、外部電源（不図示）と電極部材３０とを電気的接続させる電気配線部材６０と、熱伝板５０の周縁部を覆い密閉する外装部材７０とを備えている。
【００４２】
ＰＴＣ素子１０は、図４に示すように、同一平面上において、第一方向に複数個配置されると共に、第一方向と直交する第二方向に複数個配置されている。更に、ＰＴＣ素子１０は、第一方向及び第二方向に隣接するＰＴＣ素子１０に対してと離間して配置されている。例えば、ＰＴＣ素子１０は、第一方向に四個配置されると共に、第二方向に五個配置され、合計二十個配置されている。なお、ＰＴＣ素子１０の配置数は、これに限定されるものではなく、互いに離間して配置されるものであれば、適宜変更可能である。
【００４３】
このようなＰＴＣ素子１０は、温度が上昇するに伴って電気抵抗値が増大して電気が流れ難くなる、所謂、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient：正温度係数）特性を有するヒータであり、例えば円板状に形成されている。すなわち、このＰＴＣ素子１０は、ある設定温度よりも温度が低い場合には電気抵抗値が小さく電気が流れ易いが、ある設定温度よりも温度が高くなると、電気抵抗値が大きくなり電気が流れ難くなる特性を有している。
【００４４】
従って、例えば、ＰＴＣ素子１０の設定温度を９０℃とした場合、ＰＴＣ素子１０は、ＰＴＣ特性によって、温タンク１５０内の流体の温度がＰＴＣ素子１０の設定温度の９０℃よりも低い場合には９０℃になるまでは発熱して加熱を行うが、温タンク１５０内の流体の温度が９０℃に達したら、電気抵抗が増大して自発的に発熱量が減少して加熱を止めてそれ以上に温度が上がらないように構成される。その一方で、ＰＴＣ素子１０は、ＰＴＣ特性によって、その後、温タンク１５０内の流体の温度が９０℃以下となると、温タンク１５０内の流体の温度が９０℃になるまで再度発熱して加熱を行い、温タンク１５０内の流体の温度を９０℃に維持し続ける。
【００４５】
すなわち、ＰＴＣ素子１０は、ＰＴＣ特性によって、温タンク１５０内の流体の温度がＰＴＣ素子１０の設定温度よりも低い場合又は低くなった場合、温タンク１５０内の流体の温度がＰＴＣ素子１０の設定温度に達するまで、温タンク１５０内の流体を加熱し、温タンク１５０内の流体の温度がＰＴＣ素子１０の設定温度に達すると自発的に加熱を止めてそれ以上に温タンク１５０内の流体の温度が上がらないようにして、温タンク１５０内の流体の温度をＰＴＣ素子１０の設定温度に維持し続けるように働く。更に、ＰＴＣ素子１０は、従来のウォータサーバ等のように、温タンク１５０内の流体を検出する温度センサーや、この温度センサー等で検出した検出結果に基づいて加熱素子を制御する温度制御部等を必要とせずに、ＰＴＣ素子１０だけで、温タンク１５０内の流体の温度を所定の設定温度にすることが出来、自己温度制御機能を有している。
【００４６】
位置決めフレーム２０は、図４に示すように、互いに離間して配置されるＰＴＣ素子１０を位置決めする位置決め手段であって、例えば、電気絶縁性及び断熱性を有する合成樹脂材料やゴム材料、又は、表面に電気絶縁処理が施された金属材料等から成る板状部材で構成されている。これにより、位置決めフレーム２０は、ＰＴＣ素子１０の離間した配置を保持し、ＰＴＣ素子１０による熱を隣接するＰＴＣ素子１０に伝え難いので、ＰＴＣ素子１０が隣接するＰＴＣ素子１０による熱の影響を受けることを防止することが出来、更に、ＰＴＣ素子１０による熱を熱ロスすることなく、電極部材３０及び電気絶縁フィルム４０を介して、熱伝板５０に伝達することが出来る。更に、位置決めフレーム２０は、図６に示すように、ＰＴＣ素子１０が位置決めされた際にＰＴＣ素子１０と電極部材３０と当接出来るように、ＰＴＣ素子１０の厚みと同程度の厚み又はＰＴＣ素子１０よりもやや薄肉に形成されている。
【００４７】
また、図４に示すように、位置決めフレーム２０の主面部には、互いに離間して配置されたＰＴＣ素子１０と対向する位置に、ＰＴＣ素子１０が収容されるヒータ収容開口部２１が形成されている。ヒータ収容開口部２１におけるＰＴＣ素子１０の配置形態は、これに限定されるものではないが、例えば、ＰＴＣ素子１０と同様に、第一方向に四個、第二方向に五個、合計二十個形成されている。このヒータ収容開口部２１は、ＰＴＣ素子１０と略同じ大きさの円形状に形成されて、ＰＴＣ素子１０が嵌合されて位置決めされるようにしても良く、ＰＴＣ素子１０よりもやや大きく形成されて、接着剤や緩衝材等を介してＰＴＣ素子１０が収容されて位置決めされるようにしても良い。
【００４８】
また、位置決めフレーム２０の第一方向の一端側の側面部には、図４に示すように、所定温度を超える通電を遮断する通電遮断部２２が取り付けられている。この通電遮断部２２は、例えば、ＰＴＣ素子１０の設定温度よりも高い所定の温度（動作温度）を超えると溶断して通電を遮断する温度ヒューズである。この温度ヒューズには、外部電源に接続された電気配線部材６０が接続されつつ、電極部材３０と電気的に直列に接続されている。そして、温度ヒューズは、例えば、ＰＴＣ素子１０に不具合等が生じてＰＴＣ素子１０の設定温度になっても加熱が停止せずに温タンク１５０内の流体の温度がＰＴＣ素子１０の設定温度よりも高い動作温度になった場合に溶断して、ＰＴＣ素子１０の通電を遮断する。
【００４９】
なお、通電遮断部２２は、温度ヒューズの代わりに、例えば、ＰＴＣ素子１０の設定温度よりも高い所定の温度（動作温度）になると接点から離間するように撓むバイメタルであっても良い。バイメタルは、ＰＴＣ素子１０に不具合等が生じて温タンク１５０内の流体の温度がＰＴＣ素子１０の設定温度よりも高い動作温度になった場合に接点から離間するように撓んで、ＰＴＣ素子１０の通電を遮断する。温度ヒューズの場合、溶断後は温度ヒューズを交換しなくては復帰することが出来ないが、バイメタルの場合、温タンク１５０内の流体の温度が下がれば交換することなく復帰することが出来、作業性が良い。
【００５０】
更に、通電遮断部２２は、温度ヒューズとバイメタルとで構成されるようにしても良い。この場合、温度ヒューズ及びバイメタルは、電気的に直列接続され、バイメタルは、動作温度をＰＴＣ素子１０の設定温度よりも高く設定され、温度ヒューズは、動作温度をバイメタルの動作温度よりも高く設定される。一例としては、これに限定されるものではないが、ＰＴＣ素子１０の設定温度が９０℃、バイメタルの動作温度が９５℃、温度ヒューズの動作温度が１００℃に設定される。これにより、通電遮断部２２は、より安全性の向上を図ることが出来る。
【００５１】
更に、通電遮断部２２は、温められた流体は鉛直方向の上方に移動する性質を有しているので、ヒータユニット１が温タンク１５０に取り付けられた際に鉛直方向の上方側となる位置決めフレーム２０の第一方向の一端側の側面部に設置されることが好ましいが、他端側又は第二方向の何れかに設置されるようにしても良い。
【００５２】
また、位置決めフレーム２０の主面部には、ヒータ収容開口部２１，２１間に、肉抜き開口部２３が形成されている。これにより、位置決めフレーム２０は、軽量化を図ることが出来、更に、位置決めフレーム２０を製造する際に使用する材料の量を削減することが出来、低コスト化を図ることが出来る。
【００５３】
電極部材３０は、位置決めフレーム２０によって位置決めされたＰＴＣ素子１０各々に対して給電するための電気伝導性を有する導電手段であって、図４に示すように、位置決めフレーム２０を挟み込むように対向配置され、電極部材３０，３０同士は直接的には非接触な状態で位置決めフレーム２０の両側の主面にそれぞれ配置されている。具体的に、電極部材３０は、板状部材で構成されており、互いに離間して配置されたＰＴＣ素子１０と対向する位置に配置され、ＰＴＣ素子１０の両端面の各々に対してそれぞれ当接する複数個のヒータ当接部３１と、第一方向及び第二方向に隣接するヒータ当接部３１，３１間を連結する電極連結部３２とを有している。このヒータ当接部３１は、これに限定されるものではないが、一例として、ＰＴＣ素子１０と同様に、第一方向に四個、第二方向に五個、合計二十個形成されている。更に、ヒータ当接部３１は、例えば、ＰＴＣ素子１０と同じ円形状に形成されている。このような電極部材３０は、全てのヒータ当接部３１が電極連結部３２を介して連結されているので、全てのＰＴＣ素子１０を電気的に並列接続させる。
【００５４】
また、電極部材３０の一側面には、図４に示すように、電気配線部材６０が接続される配線接続片３３が形成されている。この配線接続片３３は、例えば、一方の電極部材３０では第一方向の一端側の側面部に一つ形成され、他方の電極部材３０では第一方向の他端側の側面部に一つ形成されている。そして、電極部材３０は、位置決めフレーム２０を挟み込むように位置決めフレーム２０の両側の主面にそれぞれ配置されて、各配線接続片３３に電気配線部材６０が接続されると、位置決めフレーム２０に位置決めされたＰＴＣ素子１０に対して給電する。
【００５５】
電気絶縁フィルム４０は、図４に示すように、電極部材３０の外側にそれぞれ配置され、電極部材３０と熱伝板５０とを電気的に絶縁させる電気絶縁手段である。具体的に、電気絶縁フィルム４０は、電気絶縁性及び熱伝導性を有する合成樹脂材料やゴム材料等によって形成された矩形状のフィルムである。更に、電気絶縁フィルム４０は、例えば、電極部材３０を完全に覆うことが出来るように、第一方向及び第二方向の大きさが少なくとも電極部材３０よりも大きくすると好い。
【００５６】
熱伝板５０は、電極部材３０を介して給電されたＰＴＣ素子１０各々の発熱による熱を、周囲に伝達するための熱伝導性を有する熱伝手段であって、図４に示すように、電気絶縁フィルム４０の外側にそれぞれ対向配置され、ＰＴＣ素子１０による熱を温タンク１５０内の流体に伝達させる。具体的に、熱伝板５０は、アルミニウム等の熱伝導性（放熱性）に優れた金属材料や合成樹脂材料で形成された矩形面状の板状部材である。更に、熱伝板５０は、凹状の収納部５１と、収納部５１の縁部に外側に張り出して全周に亘って形成された熱伝フランジ部５２とを有している。一方の熱伝板５０及び他方の熱伝板５０は、熱伝フランジ部５２を突き合わせることで、一方の熱伝板５０の収納部５１と他方の熱伝板５０の収納部５１との間に空間が形成され、この空間内に、ＰＴＣ素子１０、位置決めフレーム２０、電極部材３０、電気絶縁フィルム４０、電気配線部材６０等で構成される組立体が収納される。この際、図５に示すように、位置決めフレーム２０の各側面部には、外側に突出した板状の支持片２４が二つ形成されており、この支持片２４が収納部５１の側壁部にそれぞれ支持されることで、この組立体が収納部５１内にガタつくことなく収納される。なお、支持片２４は、位置決めフレーム２０の各側面部に二つ形成されることに限定されるものではなく、組立体が収納部５１内にガタつくことなく収納することが出来れば良く、少なくとも一つ形成されていれば良い。
【００５７】
また、図４及び図６に示すように、収納部５１の主面部には、互いに離間して配置されたＰＴＣ素子１０と対向する位置に、熱伝フランジ部５２側に突出した凸状の押圧部５３が形成されている。一例としては、これに限定されるものではないが、ＰＴＣ素子１０と同様に、第一方向に四個、第二方向に五個、合計二十個形成されている。これにより、一方の熱伝板５０と他方の熱伝板５０とが熱伝フランジ部５２を突き合わせて、収納部５１内に、ＰＴＣ素子１０、位置決めフレーム２０、電極部材３０、電気絶縁フィルム４０、電気配線部材６０等で構成される組立体を収納させた際に、この押圧部５３は、ＰＴＣ素子１０を、電極部材３０及び電気絶縁フィルム４０を介して押圧して圧接しつつ、挟持して、ＰＴＣ素子１０と電極部材３０とを確実に接触させる。
【００５８】
また、熱伝フランジ部５２には、図５に示すように、電気配線部材６０が挿通される凹状の挿通凹部５４ａが形成されている。この挿通凹部５４ａは、例えば、第一方向の他端側に半円状に形成され、収納部５１内と外部とを連通させる。これにより、一方の熱伝板５０と他方の熱伝板５０とが熱伝フランジ部５２を突き合わせて挿通凹部５４ａが対向配置されると、円形状の配線挿通部５４が形成される。なお、一対の熱伝板５０，５０のうちの一方にだけ挿通凹部５４ａを形成して、その半円状の挿通凹部５４ａに電気配線部材６０を挿通させるようにしても良い。
【００５９】
電気配線部材６０は、図４に示すように、外部電源と位置決めフレーム２０の通電遮断部２２とを電気的に接続する第一配線６１と、通電遮断部２２と一方の電極部材３０とを電気的に接続する第二配線６２と、他方の電極部材３０と外部電源とを電気的に接続する第三配線６３とを有している。
【００６０】
第一配線６１は、図４に示すように、一端が外部電源と接続され、他端が位置決めフレーム２０の通電遮断部２２と接続され、外部電源と通電遮断部２２とを電気的に接続している。この際、第一配線６１は、図５に示すように、熱伝板５０の第一方向の他端側に形成された配線挿通部５４を介して外部から収納部５１内に挿通されて、次いで、位置決めフレーム２０を迂回しつつ位置決めフレーム２０の側面部に沿うようにして、第一方向の他端側から一端側に亘って配置されて、通電遮断部２２と接続されている。
【００６１】
第二配線６２は、図４に示すように、一端が位置決めフレーム２０の通電遮断部２２と接続され、他端が一方の電極部材３０の配線接続片３３と接続され、通電遮断部２２と一方の電極部材３０とを電気的に接続している。第三配線６３は、図４に示すように、一端が他方の電極部材３０の配線接続片３３と接続され、他端が熱伝板５０の配線挿通部５４を介して収納部５１内から外部に排出されて外部電源と接続され、他方の電極部材３０と外部電源とを電気的に接続している。
【００６２】
すなわち、ヒータユニット１は、外部電源、第一配線６１、位置決めフレーム２０の通電遮断部２２、第二配線６２、一方の電極部材３０、ＰＴＣ素子１０、他方の電極部材３０、第三配線６３が電気的に接続されているので、外部電源からＰＴＣ素子１０に電流を印加することが出来る。
【００６３】
外装部材７０は、熱伝板５０の周縁部を覆い密閉して、熱伝板５０の内外を隔絶する。具体的に、外装部材７０は、合成樹脂材料等によって形成され、図４に示すように、外装フレーム部７１と取付フランジ部７２とを有している。更に、外装部材７０は、ＰＴＣ素子１０、位置決めフレーム２０、電極部材３０、電気絶縁フィルム４０、電気配線部材６０等で構成される組立体と、この組立体を収納部５１内に収納する熱伝板５０とで構成されるヒータユニット１に、例えば、合成樹脂材料等をインサート成形することで、一連一体に形成されている。
【００６４】
外装フレーム部７１は、図６に示すように、熱伝フランジ部５２を突き合わせた一方の熱伝板５０と他方の熱伝板５０の熱伝フランジ部５２の縁部を両側から覆うように、熱伝フランジ部５２の縁部に全周に亘って断面Ｕ字状に形成されている。更に、外装フレーム部７１は、図５及び図６に示すように、熱伝板５０の熱伝フランジ部５２に複数個形成された貫通孔５５内にも形成されている。従って、外装フレーム部７１は、熱伝フランジ部５２の周縁部の一部を密着して熱伝フランジ部５２を突き合わせた状態で強固に接合すると共に、熱伝フランジ部５２，５２間を密閉して熱伝板５０の内外を隔絶して、熱伝フランジ部５２，５２間から収納部５１内に水や塵埃等が侵入することを防止する。すなわち、熱伝フランジ部５２の一部が、外部の部材と密着して接合するための接合手段となる。
【００６５】
取付フランジ部７２は、図４及び図５に示すように、外装フレーム部７１の第一方向の他端側の側面部に、外側に張り出すように矩形状に形成され、外装フレーム部７１に一体的に形成されている。更に、取付フランジ部７２は、図２に示すように、温タンク１５０の底面部１５０ｂのタンク開口部１５１の周縁部１５１ａに溶着等されて接合されることで、ヒータユニット１を温タンク１５０の底面部１５０ｂに一体化して取り付ける。なお、取付フランジ部７２は、矩形状に形成されることに限定されるものではなく、温タンク１５０のタンク開口部１５１の周縁部１５１ａに接合することが出来れば、円形状、楕円形状、多角形状等、如何なる形状であっても良い。
【００６６】
以上のような構成を有するヒータユニット１は、例えば、次のようにして組み立てられる。
【００６７】
先ず、ヒータユニット１は、ＰＴＣ素子１０を、位置決めフレーム２０のヒータ収容開口部２１内に収容させて、第一方向に複数個配置させると共に第二方向に複数個配置させて、第一方向及び第二方向に隣接するＰＴＣ素子１０どうしは互いに離間して配置させる。そして、ヒータユニット１は、第一配線６１の他端を位置決めフレーム２０の通電遮断部２２と接続させる。
【００６８】
次いで、ヒータユニット１は、位置決めフレーム２０を挟み込むように、電極部材３０を位置決めフレーム２０の両側の主面にそれぞれ配置させる。そして、ヒータユニット１は、第二配線６２の一端を位置決めフレーム２０の通電遮断部２２と接続させ、第二配線６２の他端を一方の電極部材３０の配線接続片３３と接続させて、通電遮断部２２と一方の電極部材３０とを電気的に接続させる。更に、ヒータユニット１は、第三配線６３の一端を他方の電極部材３０の配線接続片３３と接続させる。
【００６９】
次いで、ヒータユニット１は、ＰＴＣ素子１０、位置決めフレーム２０、電極部材３０、第一配線６１、第二配線６２、第三配線６３を覆うように、電気絶縁フィルム４０を、一方の電極部材３０及び他方の電極部材３０の外側にそれぞれ配置させる。これにより、ＰＴＣ素子１０、位置決めフレーム２０、電極部材３０、電気絶縁フィルム４０、電気配線部材６０等で構成される組立体が組み立てられる。
【００７０】
次いで、ヒータユニット１は、この組立体を、位置決めフレーム２０の支持片２４を一方の熱伝板５０の収納部５１の側壁部に支持させて、一方の熱伝板５０の収納部５１内にガタつくことなく収納させると共に、第一配線６１の一端及び第三配線６３の他端を熱伝板５０の配線挿通部５４を介して収納部５１内から外部に排出させる。そして、ヒータユニット１は、一方の熱伝板５０と他方の熱伝板５０の熱伝フランジ部５２を突き合わせて、組立体を一方の熱伝板５０と他方の熱伝板５０の収納部５１内に収納させる。
【００７１】
次いで、ヒータユニット１は、合成樹脂材料等をインサート成形して、熱伝フランジ部５２の縁部を両側から覆うように熱伝フランジ部５２の縁部に全周に亘って断面Ｕ字状の外装フレーム部７１を一連一体に形成させると共に、外装フレーム部７１の第一方向の他端部に、外装フレーム部７１に一体的に取付フランジ部７２を形成させる。
【００７２】
以上のようにして、ヒータユニット１は組み立てられる。
【００７３】
次に、以上のようにして組み立てられたヒータユニット１は、例えば、次のようにして温タンク１５０に取り付けられる。
【００７４】
先ず、図２に示すように、温タンク１５０の鉛直下方の底面部１５０ｂには、ヒータユニット１を温タンク１５０内に挿入させるタンク開口部１５１が形成されている。そして、ヒータユニット１は、このタンク開口部１５１から温タンク１５０内に挿入されて、温タンク１５０の底面部５０ｂに鉛直方向に向けて立設するように配置されると共に、ヒータユニット６０の一部又は全部が温タンク１５０内の流体に対して直接的に接触可能に配置される。
【００７５】
更に、ヒータユニット１は、奥行き方向の中心が温タンク１５０の奥行き方向の中心と一致するように、温タンク１５０の底面部１５０ｂに取り付けられる。更に、ヒータユニット６０は、奥行き方向と直交する幅方向（本体１１０の右側面・左側面方向）の中心が温タンク１５０の幅方向の中心と一致するように、温タンク１５０の底面部１５０ｂに取り付けられる。
【００７６】
次いで、ヒータユニット１は、外装部材７０の取付フランジ部７２とタンク開口部１５１の周縁部１５１ａの内周面とを面接触させた状態で、取付フランジ部７２とタンク開口部１５１の周縁部１５１ａとが溶着等されて接合され、温タンク１５０の底面部１５０ｂに一体化して取り付けられる。
【００７７】
以上のようにして、ヒータユニット１は、温タンク１５０に取り付けられる。
【００７８】
次に、以上のようにして温タンク１５０に取り付けられたヒータユニット１は、例えば、次のようにして温タンク１５０内の流体を加熱及び／又は保温する。
【００７９】
先ず、ヒータユニット１は、熱伝板５０の配線挿通部５４を介して収納部５１から外部に排出された第一配線６１の一端及び第三配線６３の他端を外部電源に接続させて、外部電源と通電遮断部２２とを電気的に接続させると共に、他方の電極部材３０と外部電源とを電気的に接続させる。そして、ヒータユニット１は、外部電源からＰＴＣ素子１０に電流が印加されて通電させると、ＰＴＣ素子１０が発熱して温タンク１５０内の流体をＰＴＣ素子１０の設定温度まで加熱する。
【００８０】
ここで、ＰＴＣ素子１０は、上述したように、ＰＴＣ特性によって、温タンク１５０内の流体の温度がＰＴＣ素子１０の設定温度よりも低い場合又は低くなった場合、温タンク１５０内の流体の温度がＰＴＣ素子１０の設定温度に達するまで、温タンク１５０内の流体を加熱し、温タンク１５０内の流体の温度がＰＴＣ素子１０の設定温度に達すると自発的に発熱を止めてそれ以上に温タンク１５０内の流体の温度が上がらないようにして、温タンク１５０内の流体の温度をＰＴＣ素子１０の設定温度に維持し続けるように働く。更に、ＰＴＣ素子１０は、電極部材３０等によって電気的に並列接続されているので、温タンク１５０内のある部分がＰＴＣ素子１０の設定温度に達して、その付近のＰＴＣ素子１０の電流が流れ難くなっても、他のＰＴＣ素子１０には影響を与えず、独立して動作出来る。従って、ヒータユニット１は、このようなＰＴＣ素子１０によって、温タンク１５０内のＰＴＣ素子１０の設定温度よりも低い部分だけを部分的に加熱することが出来る。よって、ヒータユニット１は、温タンク１５０内の流体の温度をばらつき無く均等にすることが出来る。
【００８１】
例えば、ＰＴＣ素子１０の設定温度を９０℃とし、温タンク１５０内の流体の温度が鉛直方向の下部、中部、上部でそれぞれ、８０℃、８５℃、９０℃であった場合、温タンク１５０内の上部位置に対向するＰＴＣ素子１０は、加熱を止め、中部位置及び下部位置に対向するＰＴＣ素子１０は、９０℃になるまで加熱を継続させて、温タンク１５０内の流体の温度を、全て９０℃にし、ばらつき無く均等にする。
【００８２】
以上のようにして、ヒータユニット１は、温タンク１５０内の流体を加熱して、温タンク１５０内の流体の温度をＰＴＣ素子１０の設定温度にする。更に、ヒータユニット１は、温タンク１５０内のＰＴＣ素子１０の設定温度よりも低い箇所又は低くなった箇所だけを部分的に加熱し、温タンク１５０内の流体の温度をばらつき無く均等にする。
【００８３】
以上のように、ヒータユニット１は、温タンク１５０内の流体の温度がＰＴＣ素子１０の設定温度よりも低い場合又は低くなった場合、ＰＴＣ特性によってＰＴＣ素子１０が発熱して、温タンク１５０内の流体の温度がＰＴＣ素子１０の設定温度に達するまで、温タンク１５０内の流体を加熱し、温タンク１５０内の流体の温度がＰＴＣ素子１０の設定温度に達すると自発的に発熱を止めてそれ以上に温タンク１５０内の流体の温度が上がらないようにして、温タンク１５０内の流体の温度をＰＴＣ素子１０の設定温度に維持し続けるように働く。更に、ヒータユニット１は、複数のＰＴＣ素子１０が互いに離間して配置されている。従って、ヒータユニット１は、温タンク１５０内の流体の温度を、効果的且つ効率的にばらつき無く均等に所定の温度とするように加熱して保温することが出来る。
【００８４】
また、ヒータユニット１は、温タンク１５０内の流体の温度がＰＴＣ素子１０の設定温度に達すると、ＰＴＣ素子１０がＰＴＣ特性によって自発的に発熱を止めてそれ以上に温タンク１５０内の流体の温度が上がらないように働く。従って、ヒータユニット１は、温タンク１５０内の流体を検出する温度センサーや、この温度センサー等で検出した検出結果に基づいて加熱素子を制御する温度制御部等が無くても、ＰＴＣ素子１０だけで、温タンク１５０内の流体の温度を所定の設定温度にすることが出来る。更に、ヒータユニット１は、温度センサーや、この温度センサーで温タンク１５０内の流体の異常な温度上昇を検出した際に加熱素子を制御する保護制御部等が無くても、ＰＴＣ素子１０だけで、自発的に、温タンク１５０内の流体の異常な温度上昇を抑制することが出来るので、安全性に優れている。更に、ヒータユニット１は、部品点数を削減することが出来、小型化、軽量化、低コスト化を図ることが出来る。
【００８５】
また、ヒータユニット１は、ＰＴＣ素子１０が電極部材３０等によって電気的に並列接続されているので、温タンク１５０内のある部分の流体がＰＴＣ素子１０の設定温度に達して、その付近のＰＴＣ素子１０の電流が流れ難くなっても、他のＰＴＣ素子１０には影響を与えず、各ＰＴＣ素子１０が独立して動作出来る。従って、ヒータユニット１は、このようなＰＴＣ素子１０によって、温タンク１５０内のＰＴＣ素子１０の設定温度よりも低い部分だけを部分的に加熱することが出来る。よって、ヒータユニット１は、温タンク１５０内の流体をより効果的且つ効率的にばらつき無く均等に加熱及び／又は保温することが出来る。更に、ヒータユニット１は、温タンク１５０内の流体を部分的に加熱することが出来るので、消費電力を抑え、省エネ効果を有する。
【００８６】
また、ヒータユニット１は、温タンク１５０内の最下部である底面部１５０ｂに取り付けられている。従って、ヒータユニット１は、熱は一般的に鉛直方向の上方に伝わり易く、対流によって温められた流体は鉛直方向の上方に移動する性質を有しているので、ＰＴＣ素子１０による熱を効果的且つ効率的に温タンク１５０内の流体に伝達することが出来、温タンク１５０内の流体を効果的且つ効率的に加熱及び／又は保温することが出来る。
【００８７】
更に、ヒータユニット１は、温タンク１５０の鉛直下方の底面部１５０ｂに形成されたタンク開口部１５１から鉛直方向に沿って直立するように温タンク１５０内に立設配置されて、温タンク１５０内に鉛直方向に向けて配置されていると共に温タンク１５０内の流体に直接的に接触可能に配置されている。従って、ヒータユニット１は、ヒータユニット１の全方位が流体に触れるように構成されているので、発熱量の全量を流体に伝達することが出来、ＰＴＣ素子１０による熱を、熱ロスすることなく、効果的且つ効率的に温タンク１５０内の流体に伝達することが出来、温タンク１５０内の流体をより効果的且つ効率的に加熱及び／又は保温することが出来る。
【００８８】
また、ヒータユニット１は、先端部を鉛直上方に向けて鉛直方向に平行に配置され、奥行き方向の中心が温タンク１５０の奥行き方向の中心と一致するように、温タンク１５０の底面部１５０ｂに取り付けられることで、温タンク１５０内の流体に、ＰＴＣ素子１０による熱を奥行き方向に均等に伝達することが出来、温タンク１５０内の全流体を効果的且つ効率的に加熱及び／又は保温することが出来る。
【００８９】
更に、ヒータユニット１は、先端部を鉛直上方に向けて鉛直方向に平行に配置され、幅方向の中心が温タンク１５０の幅方向の中心と一致するように、温タンク１５０の底面部１５０ｂに取り付けられることで、温タンク１５０内の流体に、ＰＴＣ素子１０による熱を幅方向に均等に伝達することが出来、温タンク１５０内の全流体を効果的且つ効率的に加熱及び／又は保温することが出来る。
【００９０】
なお、ＰＴＣ素子１０は、電極部材３０によって電気的に並列接続されていることに限定されるものではなく、図７に示すように、電極部材３０によって電気的に直列接続されているようにしても良い。この際、例えば、第一方向に配置された複数個のＰＴＣ素子１０を電気的に直列接続すると共に、第二方向に配置された複数個のＰＴＣ素子１０の列を電気的に並列接続する。この場合には、ＰＴＣ素子１０の列が電気的に直列接続されているので、ＰＴＣ素子１０の列のうちの一つでもＰＴＣ素子１０の設定温度に達すると、その列の全てのＰＴＣ素子１０の発熱が停止され、その後、その列の全てのＰＴＣ素子１０がＰＴＣ素子１０の設定温度以下になると、タンク１５０内の流体をＰＴＣ素子１０の設定温度になるまで再度発熱して加熱する。従って、このようにＰＴＣ素子１０が電気的に直列接続されている場合であっても、ヒータユニット１は、ＰＴＣ素子１０が電気的に並列接続されている場合と同様に、温タンク１５０内の流体の温度がＰＴＣ素子１０の設定温度になるように、温タンク１５０内の流体を加熱することが出来、更に、温タンク１５０内の流体を効果的且つ効率的にばらつき無く均等に加熱及び／又は保温することが出来る。
【００９１】
更に、上述したＰＴＣ素子１０が電気的に直列接続されているヒータユニット１は、設定温度が異なるＰＴＣ素子１０を用いるようにしても良い。例えば、中部位置及び下部位置のＰＴＣ素子１０の設定温度を９０℃とし、上部位置のＰＴＣ素子１０の設定温度を中部位置及び下部位置よりも高い１２０℃とする。或いは、下部位置のＰＴＣ素子１０の設定温度を８０℃とし、中部位置のＰＴＣ素子１０の設定温度を下部位置よりも高い８５℃とし、上部位置のＰＴＣ素子１０の設定温度を中部位置及び下部位置よりも高い９０℃とする。ここで、一般的に、熱は、鉛直方向の上方に伝わり易く、対流によって温められた流体は、鉛直方向の上方に移動する性質を有している。更に、ＰＴＣ素子１０の列が電気的に直列接続されている場合には、ＰＴＣ素子１０の列のうちの一つでもＰＴＣ素子１０の設定温度に達したとき、その列の全てのＰＴＣ素子１０の加熱が停止されてしまう。従って、ヒータユニット１は、設定温度が異なるＰＴＣ素子１０を用いて、特に、鉛直方向の上部側に下部側よりも設定温度が高いＰＴＣ素子１０を用いることで、ＰＴＣ素子１０が電気的に直列接続されていても、下部側が所定の温度になる前にＰＴＣ素子１０の加熱が停止されることを防止することが出来、温タンク１５０内の流体をより効果的且つ効率的にばらつき無く均等に加熱及び／又は保温することが出来る。
【００９２】
また、ヒータユニット１は、図３に示すように、ＰＴＣ素子１０や、ＰＴＣ素子１０に対向する位置に配置される位置決めフレーム２０のヒータ収容開口部２１、電極部材３０のヒータ当接部３１、熱伝板５０の押圧部５３を格子状に配置することに限定されるものではなく、図８に示すように、千鳥状に配置するようにしても良い。
【００９３】
また、ヒータユニット１は、例えば、図９に示すように、熱伝板５０に、収納部５１の代わりに、ＰＴＣ素子１０に対向する位置にＰＴＣ素子１０が収容される凹状のヒータ収容部５６を形成し、電気絶縁フィルム４０の代わりに、熱伝板５０の表面に例えばアルマイト処理を施して電気絶縁層を形成し、電極部材３０の代わりに、熱伝板５０，５０間において他の電気配線部材によってＰＴＣ素子１０を電気的に並列接続及び／又は直列接続させるようにしても良い。すなわち、熱伝板５０は、位置決め手段と熱伝手段とを兼ねる。
【００９４】
この場合の熱伝板５０は、アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属材料や合成樹脂材料で形成された矩形状の一対の板状部材であって、ＰＴＣ素子１０に対向する位置に凹状のヒータ収容部５６が形成されている。更に、一方の熱伝板５０及び他方の熱伝板５０は、縁部間に絶縁体５７が配置されつつ突き合わされると、一方の熱伝板５０のヒータ収容部５６と他方の熱伝板５０のヒータ収容部５６との間に空間が形成され、この空間内に、ＰＴＣ素子１０が収納されている。更に、突き合わされた一方の熱伝板５０と他方の熱伝板５０との間の空間には、ＰＴＣ素子１０を電気的に並列接続又は直列接続させる他の電気配線部材が配置されている。
【００９５】
このような場合であっても、ヒータユニット１は、位置決めフレーム２０と電極部材３０と電気絶縁フィルム４０とを備える場合と同様に、温タンク１５０内の流体の温度がＰＴＣ素子１０の設定温度になるように、温タンク１５０内の流体を加熱することが出来、更に、温タンク１５０内の流体を効果的且つ効率的にばらつき無く均等に加熱及び／又は保温することが出来る。更に、ヒータユニット１は、位置決めフレーム２０と電極部材３０と電気絶縁フィルム４０とを省略した分、部品点数を削減することが出来、より小型化、軽量化、低コスト化を図ることが出来る。
【００９６】
更に、上述したヒータユニット１は、他の電気配線部材の代わりに、熱伝板５０の内面の一部又は全面に、ＰＴＣ素子１０を電気的に並列接続及び／又は直列接続させる電気伝導性を有する電気伝導層を形成するようにしても良い。すなわち、熱伝板５０は、外側表面に電気絶縁性の層を有し、且つ、内側表面に電気伝導性の層を有して構成され、電気伝導性の層を有する内側表面が導電手段とされ、位置決め手段と導電手段と熱伝手段とを兼ねる。このような場合であっても、ヒータユニット１は、同様に、温タンク１５０内の流体の温度がＰＴＣ素子１０の設定温度になるように、温タンク１５０内の流体を加熱することが出来、更に、温タンク１５０内の流体を効果的且つ効率的にばらつき無く均等に加熱及び／又は保温することが出来る。更に、ヒータユニット１は、他の電気配線部材を省略した分、より部品点数を削減することが出来、より小型化、軽量化、低コスト化を図ることが出来る。
【００９７】
また、ヒータユニット１は、図２に示すように、温タンク１５０の鉛直下方の底面部１５０ｂに鉛直上方に向けて取り付けられることが好ましいが、温タンク１５０の上面部１５０ａに鉛直下方に向けて取り付けられるようにしても良く、温タンク１５０の側面部に取り付けられるようにしても良い。
【００９８】
温タンク１５０は、合成樹脂材料等によって成形される容量可変の容器で構成されることに限定されるものではなく、合成樹脂材料或いは金属材料等によって成形される容量が可変でないハード容器等で構成されるようにしても良い。
【００９９】
また、ヒータユニット１は、温タンク１５０と溶着等されて接合されることで、温タンク１５０に一体化して取り付けられることに限定されるものではなく、温タンク１５０に着脱可能に取り付けるようにしても良い。一例としては、これに限定されるものではないが、合成樹脂材料等によって成形される容量可変の容器の場合、合成樹脂製或いは金属製の板状部材を温タンク１５０に溶着等させて接合させて、この板状部材とヒータユニット１の取付フランジ部７２との間にゴムシート等の水密部材を配置しつつ、この板状部材に取付フランジ部７２をねじ止めする等して、ヒータユニット１を、温タンク１５０に着脱可能に取り付ける。また、合成樹脂材料或いは金属材料等によって成形される容量が可変でないハード容器の場合にも、同様に、例えば、ゴムシート等の水密部材を配置しつつ、温タンク１５０に取付フランジ部７２をねじ止めする等して、ヒータユニット１を温タンク１５０に着脱可能に取り付ける。
【０１００】
また、冷タンク１４０及び温タンク１５０は、図１に示すように、本体１１０の奥行き方向に並べて本体１１０内に配置されることに限定されるものではなく、冷タンク１４０を温タンク１５０よりも上方又は下方に配置させて、縦に並べて本体１１０内に配置されるようにしても良い。
【０１０１】
また、供給口及び吐出操作部は、図１に示すように、冷却された流体を供給する第一供給口１７１及び第一吐出操作部と、加熱された流体を供給する第二供給口１７２及び第二吐出操作部とに分かれているが、共通の一つの吐出操作部が操作されると、共通の一つの供給口から、冷却された流体と加熱された流体とを切り替えて供給する構造であっても良い。
【０１０２】
また、ジョイント部材１３０は、本体１１０の上面１１０ａの凹部１１１又は上面１１０ａに取り付けられることに限定されるものではなく、本体１１０の下部に形成された空間部内の一側面又はこの空間部内に摺動機構によって摺動可能に設置された摺動板上に取り付けられるようにしても良い。この場合には、下部に形成された空間部に流体容器１２０を収納することが出来るので、ジョイント部材１３０が本体１１０の上面１１０ａの凹部１１１又は上面１１０ａに取り付けられている場合よりも、流体容器１２０を持ち上げる負担を軽減することが出来、容易に流体容器１２０の取り付けを行うことが出来る。
【０１０３】
また、流体容器１２０は、流体として、水やミネラルウォータ等の他に、ジュース、コーヒー、紅茶などの清涼飲料、飲料水、酒類、醤油、みりん、ドレッシング、味噌などの流体調味料、みそ汁やコーンスープなどの流体料理等を含む飲食料や、工業品等の流体、粘性流体、ゲル状体、スラリー状体などを貯留するようにしても良い。
【符号の説明】
【０１０４】
１  ヒータユニット、１０  ＰＴＣ素子、２０  位置決めフレーム、２１  ヒータ収容開口部、２２  通電遮断部、２３  肉抜き開口部、２４  支持片、３０  電極部材、３１  ヒータ当接部、３２  電極連結部、３３  配線接続片、４０  電気絶縁フィルム、５０  熱伝板、５１  収納部、５２  熱伝フランジ部、５３  押圧部、５４  配線挿通部、５４ａ  挿通凹部、５５  貫通孔、５６  ヒータ収容部、６０  電気配線部材、６１  第一配線、６２  第二配線、６３  第三配線、７０  外装部材、７１  外装フレーム部、７２  取付フランジ部、１００  給液装置、１１０  本体、１１０ａ  上面、１１０ｃ  前面、１１０ｄ  後面、１１１  凹部、１２０  流体容器、１２１  口部、１３０  ジョイント部材、１４０  冷タンク、１５０  温タンク、１５０ａ  上面部、１５０ｂ  底面部、１５１  タンク開口部、１５１ａ  周縁部、１７１  第一供給口、１７２  第二供給口、１７３  第一吐出操作部、１７４  第二吐出操作部、１８０  第一冷配管、１８１  第二冷配管、１８２  第一温配管、１８３  第二温配管
【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】
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【図９】
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