特開 2024-178627 自己循環型ジャケット式加熱保温装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024178627

(43)【公開日】2024-12-25

(54)【発明の名称】自己循環型ジャケット式加熱保温装置

(51)【国際特許分類】

   B01L 7/04 20100101AFI20241218BHJP

   H05B 3/00 20060101ALI20241218BHJP

【ＦＩ】

B01L7/04

H05B3/00 310D

【審査請求】有

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023096906

(22)【出願日】2023-06-13

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2024-07-03

(71)【出願人】

【識別番号】516086107

【氏名又は名称】三広アステック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087642

【弁理士】

【氏名又は名称】古谷 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100195693

【弁理士】

【氏名又は名称】細井 玲

(74)【代理人】

【識別番号】100203242

【弁理士】

【氏名又は名称】河戸 春樹

(72)【発明者】

【氏名】石畑 敦啓

【テーマコード（参考）】

3K058

4G057

【Ｆターム（参考）】

3K058AA81

3K058BA11

4G057AD04

(57)【要約】

【課題】ジャケット式加熱保温装置における装置価格及び消費電力の低減。
【解決手段】一態様において、本発明は、容器本体と、容器本体を受け入れるためのジャケット容器と、容器本体とジャケット容器との間の隙間に収容された保温液と、ジャケット容器から保温液の一部を受け取り、受け取った保温液を加熱してジャケット容器に戻すための加熱循環装置とを含む、加熱保温装置を提供する。加熱循環装置は、ジャケット容器の下側に概ね鉛直に配置された第１の導管であって、ジャケット容器の底壁に設けられた第１の接続口に接続された上端部と、密閉された下端部とを有する、第１の導管と、第１の導管内に配置されたヒーターと、ジャケット容器の底壁又は側壁に設けられた第２の接続口を第１の導管の側面に接続するための第２の導管とを含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

容器本体と、
前記容器本体を受け入れるためのジャケット容器と、
前記容器本体と前記ジャケット容器との間の隙間に収容された保温液と、
前記ジャケット容器から前記保温液の一部を受け取り、受け取った前記保温液を加熱して前記ジャケット容器に戻すための加熱循環装置と
を含み、
前記加熱循環装置は、
前記ジャケット容器の下側に概ね鉛直に配置された第１の導管であって、前記ジャケット容器の底壁に設けられた第１の接続口に接続された上端部と、密閉された下端部とを有する、第１の導管と、
前記第１の導管内に配置されたヒーターと、
前記ジャケット容器の前記底壁又は側壁に設けられた第２の接続口を前記第１の導管の側面に接続するための第２の導管と
を含む、加熱保温装置。

【請求項2】

前記第１の導管は、前記ジャケット容器の下側に鉛直から１５度以内の傾きで配置される、請求項１に記載の加熱保温装置。

【請求項3】

前記加熱循環装置は、機械式ポンプ機構を含まない、請求項１に記載の加熱保温装置。

【請求項4】

前記容器本体と前記ジャケット容器との間の前記隙間は、上向きに開放されている、請求項１に記載の加熱保温装置。

【請求項5】

前記第１の接続口は、前記ジャケット容器の前記底壁の中心部に設けられている、請求項１に記載の加熱保温装置。

【請求項6】

前記ジャケット容器は半径Ｒの円筒形であり、前記第２の接続口は、前記第１の接続口から半径Ｒの１０％以上離れた位置に設けられている、請求項１に記載の加熱保温装置。

【請求項7】

前記ヒーターは、前記第１の導管の長手方向に沿って配置された細長いヒーターである、請求項１に記載の加熱保温装置。

【請求項8】

前記第２の導管は、前記第２の接続口を前記ヒーターの約半分の高さの位置又はそれよりも低い位置で前記第１の導管の側面に接続する、請求項１に記載の加熱保温装置。

【請求項9】

前記容器本体は、前記ジャケット容器の前記底壁及び前記側壁からそれぞれ所定の隙間を空けて、前記ジャケット容器内に配置され、前記ジャケット容器に固定されている、請求項１に記載の加熱保温装置。

【請求項10】

前記容器本体は、固定具によって、前記ジャケット容器に取り外し可能に固定されている、請求項９に記載の加熱保温装置。

【請求項11】

前記容器本体及び前記ジャケット容器は、それぞれ円筒形であり、
前記容器本体は、前記ジャケット容器の前記底壁及び前記側壁からそれぞれ所定の隙間を空けて、前記ジャケット容器と同軸になるように前記ジャケット容器内に配置され、前記ジャケット容器に固定されている、請求項１に記載の加熱保温装置。

【請求項12】

前記ジャケット容器内の前記保温液又は前記容器本体に接触するように配置された温度センサーと、
前記温度センサーにより検知された前記ジャケット容器内の前記保温液の温度又は前記容器本体の温度に応じて前記ヒーターの温度を制御するコントローラと
をさらに含む、請求項１～１０の何れか一項に記載の加熱保温装置。

【請求項13】

対象物を保温するための保温液を有する容器と、
前記容器の下側に概ね鉛直に配置された第１の導管であって、前記容器の底壁に設けられた第１の接続口に接続された上端部と、密閉された下端部とを有する、第１の導管と、
前記第１の導管内に配置されたヒーターと、
前記容器の底壁又は側壁に設けられた第２の接続口を前記第１の導管の側面に接続するための第２の導管と
を含む、保温液の加熱循環装置。

【請求項14】

前記第１の導管は、前記容器の下側に鉛直から１５度以内の傾きで配置される、請求項１３に記載の保温液の加熱循環装置。

【請求項15】

機械式ポンプ機構を含まない、請求項１３に記載の保温液の加熱循環装置。

【請求項16】

前記第１の接続口は、前記容器の前記底壁の中心部に設けられている、請求項１３に記載の保温液の加熱循環装置。

【請求項17】

前記容器は半径Ｒの円筒形であり、前記第２の接続口は、前記第１の接続口から半径Ｒの１０％以上離れた位置に設けられている、請求項１３に記載の保温液の加熱循環装置。

【請求項18】

前記ヒーターは、前記第１の導管の長手方向に沿って配置された細長いヒーターである、請求項１３に記載の保温液の加熱循環装置。

【請求項19】

前記第２の導管は、前記第２の接続口を前記ヒーターの約半分の高さの位置又はそれよりも低い位置で前記第１の導管の側面に接続する、請求項１３に記載の保温液の加熱循環装置。

【請求項20】

前記容器内の前記保温液に接触するように配置された温度センサーと、
前記温度センサーにより検知された前記容器内の前記保温液の温度に応じて前記ヒーターの温度を制御するコントローラと
をさらに含む、請求項１３～１９の何れか一項に記載の保温液の加熱循環装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、容器本体及び内容物を温水等の保温液に浸漬して保温するためのジャケット容器を備えた加熱保温装置に関し、特に、ジャケット容器から保温液の一部を受け取り、受け取った保温液を加熱してジャケット容器に戻すための加熱循環装置を有する加熱保温装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の加熱保温装置には、恒温槽などの外部装置から一定温度に調温された温水のような保温液をジャケット容器に機械式ポンプ機構で送り込むものがある。特許文献１は、従来技術によるそのような加熱保温装置の一例を示している。しかしながら、このような加熱保温装置では、ジャケット容器と容器本体との間の隙間が恒温槽との出入口を除いて密閉されているため、ポンプ圧によっては、ジャケット容器がポンプ圧で破損するリスクがある。また、恒温槽は一般に高価であるため、装置全体が高価になる傾向にあり、恒温槽ならびに恒温槽からジャケット容器までの配管の設置場所や空間も必要になる。

【0003】

従来の加熱保温装置には、ジャケット容器の直下にヒーターを備え、ジャケット容器内の保温液をヒーターで加熱するものがある。特許文献２は、従来技術によるそのような加熱保温装置の一例を示している。しかしながら、このような加熱保温装置は、保温液の循環機構を備えていないため、ジャケット容器内の保温液を均一に加熱するには、ジャケット容器の底面全体にわたる大型のヒーターが必要になる。そのため、装置全体の価格の上昇やヒーターの消費電力の上昇が避けられない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭６１－２６３６４８号公報

【特許文献2】特開平６－３４３４５７号公報

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】本発明の第１の実施形態による加熱保温装置を示す断面図である。

【図2】図１の加熱保温装置から容器本体を取り外し、保温液を取り除いた様子を示す図である。

【図3】容器本体を取り外し、保温液を取り除いた状態の図１の加熱保温装置を示す平面図である。

【図4】図１の加熱保温装置から取り外された容器本体のみを示す平面図である。

【図5】本発明の第２の実施形態による加熱保温装置を示す断面図である。

【図6】図５の加熱保温装置から容器本体を取り外し、保温液を取り除いた状態を示す平面図である。

【図7】本発明の第３の実施形態による加熱保温装置を示す断面図である。

【図8】図７の加熱保温装置から容器本体を取り外し、保温液を取り除いた状態を示す平面図である。

【図9】本発明の第４の実施形態による加熱保温装置を示す断面図である。

【図10】図９の加熱保温装置から容器本体を取り外し、保温液を取り除いた状態を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0006】

一態様において、本発明は、容器本体と、前記容器本体を受け入れるためのジャケット容器と、前記容器本体と前記ジャケット容器との間の隙間に収容された保温液と、前記ジャケット容器から前記保温液の一部を受け取り、受け取った前記保温液を加熱して前記ジャケット容器に戻すための加熱循環装置とを含む、加熱保温装置を提供する。前記加熱循環装置は、前記ジャケット容器の下側に概ね鉛直に配置された第１の導管であって、前記ジャケット容器の底壁に設けられた第１の接続口に接続された上端部と、密閉された下端部とを有する、第１の導管と、前記第１の導管内に配置されたヒーターと、前記ジャケット容器の前記底壁又は側壁に設けられた第２の接続口を前記第１の導管の側面に接続するための第２の導管とを含む。

【0007】

前記第１の導管は、前記ジャケット容器の下側に鉛直から１５度以内の傾きで配置される場合がある。

【0008】

前記加熱循環装置は、機械式ポンプ機構を含まない場合がある。

【0009】

前記容器本体と前記ジャケット容器との間の前記隙間は、上向きに開放されている場合がある。

【0010】

前記第１の接続口は、前記ジャケット容器の前記底壁の中心部に設けられる場合がある。

【0011】

前記ジャケット容器は半径Ｒの円筒形であり、前記第２の接続口は、前記第１の接続口から半径Ｒの約１０％以上離れた位置に設けられる場合がある。

【0012】

前記ヒーターは、前記第１の導管の長手方向に沿って配置された細長いヒーターである場合がある。

【0013】

前記第２の導管は、前記第２の接続口を前記ヒーターの約半分の高さの位置又はそれよりも低い位置で前記第１の導管の側面に接続する場合がある。

【0014】

前記容器本体は、前記ジャケット容器の前記底壁及び前記側壁から所定の隙間を空けて、前記ジャケット容器内に配置され、前記ジャケット容器に固定される場合がある。

【0015】

前記容器本体は、固定具によって、前記ジャケット容器に取り外し可能に固定される場合がある。

【0016】

前記容器本体及び前記ジャケット容器は、それぞれ円筒形であり、前記容器本体は、前記ジャケット容器の前記底壁から所定の隙間を空けて、前記ジャケット容器と同軸になるように前記ジャケット容器内に配置され、前記ジャケット容器に固定される場合がある。

【0017】

前記加熱保温装置は、前記ジャケット容器内の前記保温液又は前記容器本体に接触するように配置された温度センサーと、前記温度センサーにより検知された前記ジャケット容器内の前記保温液の温度又は前記容器本体の温度に応じて前記ヒーターの温度を制御するコントローラとをさらに含む場合がある。

【0018】

他の態様において、本発明は、対象物を浸漬して保温するための保温液を有する容器と、前記容器の下側に概ね鉛直に配置された第１の導管であって、前記容器の底壁に設けられた第１の接続口に接続された上端部と、密閉された下端部とを有する、第１の導管と、前記第１の導管内に配置されたヒーターと、前記容器の底壁又は側壁に設けられた第２の接続口を前記第１の導管の側面に接続するための第２の導管とを含む、保温液の加熱循環装置を提供する。

【0019】

前記第１の導管は、前記容器の下側に鉛直から１５度以内の傾きで配置される場合がある。

【0020】

前記保温液の加熱循環装置は、機械式ポンプ機構を含まない場合がある。

【0021】

前記第１の接続口は、前記容器の前記底壁の中心部に設けられる場合がある。

【0022】

前記容器は半径Ｒの円筒形であり、前記第２の接続口は、前記第１の接続口から半径Ｒの１０％以上離れた位置に設けられる場合がある。

【0023】

前記ヒーターは、前記第１の導管の長手方向に沿って配置された細長いヒーターである場合がある。

【0024】

前記第２の導管は、前記第２の接続口を前記ヒーターの約半分の高さの位置又はそれよりも低い位置で前記第１の導管の側面に接続する場合がある。

【0025】

前記加熱循環装置は、前記容器内の前記保温液に接触するように配置された温度センサーと、前記温度センサーにより検知された前記容器内の前記保温液の温度に応じて前記ヒーターの温度を制御するコントローラとをさらに含む場合がある。

【0026】

以下、図面を参照して、本発明の種々の実施形態について詳しく説明する。

【0027】

図１は、本発明の第１の実施形態による加熱保温装置１００を示す断面図である。加熱保温装置１００は、容器本体１１０と、容器本体１１０を受け入れるためのジャケット容器１２０と、容器本体１１０とジャケット容器１２０との間の隙間に収容された保温液１３０と、ジャケット容器１２０から保温液１３０の一部を受け取り、受け取った保温液１３０を加熱してジャケット容器１２０に戻すための加熱循環装置１４０とを含む。

【0028】

保温液１３０を入れる隙間を確保するために、容器本体１１０は、ジャケット容器１２０の底壁１２２及び側壁１２４からそれぞれ所定の隙間を空けて、ジャケット容器１２０内に配置され、固定具１１５でジャケット容器１２０に固定される場合がある。容器本体１１０とジャケット容器１２０との間の隙間は、上向きに開放されている。固定具１１５を外すことで、容器本体１１０は、ジャケット容器１２０から取り外すことができる。一例において、固定具１１５は、ボルトとナットからなる。ただし、固定具１１５は、容器本体１１０をジャケット容器１２０に固定できるものであれば、如何なる固定具１１５であってもよい。他の例では、容器本体１１０は、ジャケット容器１２０に取り外し不能に固定されてもよい。内容物の温度低下を防止するために、容器本体１１０は、蓋（図示せず）を備えていてもよい。

【0029】

一例において、容器本体１１０及びジャケット容器１２０は、ステンレス鋼やアルミニウムのような金属から形成される場合がある。例えば、ステンレス鋼の容器本体１１０は、酸化に強い点で様々な保温対象物を入れるのに有利である。他の例では、容器本体１１０及びジャケット容器１２０は、プラスチックやアクリルのような樹脂から形成される場合がある。樹脂製の容器本体１１０及びジャケット容器１２０は、軽量である点で有利である。

【0030】

一例において、保温液１３０には、水道水や精製水のような水が使用される場合がある。水は、粘度が低く、熱容量が高いため、循環や保温に適している。他の例では、水以外の他の液体が使用されてもよい。

【0031】

ジャケット容器１２０の底壁１２２には、加熱循環装置１４０と接続するための第１の接続口１２６及び第２の接続口１２７が設けられている。第１の接続口１２６は、加熱循環装置１４０から加熱された高温の保温液１３０を受け取るための入口としての役割を果たし、第２の接続口１２７は、ジャケット容器１２０から低温の保温液１３０を加熱循環装置１４０へ受け渡すための出口としての役割を果たす。

【0032】

一例において、第１の接続口１２６は、ジャケット容器１２０の底壁１２２の中心部に設けられる場合がある。これにより、加熱循環装置１４０からの高温の保温液１３０をジャケット容器１２０内の低温の保温液１３０と効率よく混合できる場合がある。他の例では、第１の接続口１２６は、底壁１２２の中心部以外の場所に設けられてもよい。

【0033】

第２の接続口１２７は、ジャケット容器１２０の底壁１２２に設けられている。例えばジャケット容器１２０が半径Ｒの円筒形である場合、第２の接続口１２７は、第１の接続口１２６から好ましくは半径Ｒの１０％以上、より好ましくは半径Ｒの２０％以上、さらに好ましくは半径Ｒの３０％以上離れた位置に設けられる場合がある。これは、加熱循環装置１４０からの高温の保温液１３０が、ジャケット容器１２０内の低温の保温液１３０と十分に混合される前に、再び加熱循環装置１４０に引き込まれることを回避するためである。例えば、ジャケット容器１２０の半径Ｒが３０［ｃｍ］である場合、第２の接続口１２７は、第１の接続口１２６から好ましくは３［ｃｍ］以上、より好ましくは６［ｃｍ］以上、さらに好ましくは９［ｃｍ］以上離れた位置に設けられる場合がある。

【0034】

加熱循環装置１４０は、ジャケット容器１２０の下側に概ね鉛直に配置された第１の導管１５０と、第１の導管１５０内に配置されたヒーター１７０と、ジャケット容器１２０の底壁１２２に設けられた第２の接続口１２７を第１の導管１５０の側面に接続するための第２の導管１６０とを含む場合がある。第１の導管１５０の上端部１５０ａは、ジャケット容器１２０の第１の接続口１２６に接続され、第１の導管１５０の下端部１５０ｂは、外部からヒーター１７０を挿入した状態で密閉される場合がある。

【0035】

図１では、第１の導管１５０は、真っすぐな導管であり、ジャケット容器１２０の下側にちょうど鉛直に配置されるように示されている。しかしながら、第１の導管１５０は、実際には、鉛直から多少の傾きをもって概ね鉛直に配置されてもよい。具体的には、第１の導管１５０は、ジャケット容器１２０の下側に鉛直から好ましくは１５度以内、より好ましくは１０度以内、さらに好ましくは５度以内の傾きで配置される場合がある。また、例によっては、第１の導管１５０は、完全に真っすぐな導管ではなく、概ね真っすぐな導管であってもよい。すなわち、僅かな湾曲や屈曲は、許容される場合がある。

【0036】

図示の例では、第１の導管１５０は、Ｔ字形継ぎ手管（「チーズ」と呼ばれる）の主管部で構成され、主管部の側面に設けられた接続口（短い枝管部）には、第２の導管１６０が接続されている。しかしながら、第１の導管１５０は、その側面に第２の導管１６０を接続できる導管であればよく、Ｔ字型継ぎ手管の主管部で構成されるものに限られない。他の例では、第１の導管１５０は、第２の導管１６０と一体的に形成される場合がある。

【0037】

第１の導管１５０は、その内部にヒーター１７０が配置されるため、耐熱性であることが好ましい。一例において、第１の導管１５０は、ステンレス鋼やアルミニウムのような金属から形成される場合がある。他の例では、第１の導管１５０は、耐熱ガラスやセラミックから形成される場合がある。

【0038】

ヒーター１７０は、任意の加熱抵抗素子であってよい。一例において、ヒーター１７０は、棒状コイルの形に巻かれたなニクロム線を酸化マグネシウムなどの絶縁材料とともに金属パイプの中に収容した細長いカートリッジヒーターである。カートリッジヒーターは、漏電の恐れが無い点で有利である。ただし、ヒーター１７０は、カートリッジ式でなくてもよい。電熱線の材料も、ニクロムに限られず、カンタルやタングステンなどの他の材料であってもよい。また、必要な熱量を得られるものであれば、電熱線は、コイル状に巻かれていなくてもよい。

【0039】

一例において、ヒーター１７０は、第１の導管１５０の長手方向に沿って配置された細長いヒーターである。これによって、ヒーター１７０を駆動したときに、第１の導管１５０内の保温液１３０が効率よく加熱され、第１の導管１５０内に保温液１３０の上向きの流れを生成することができる。

【0040】

第２の導管１６０は、ジャケット容器１２０の第２の接続口１２７をヒーター１７０の約半分の高さの位置で第１の導管１５０の側面に接続するように構成される場合がある。これによって、第２の導管１６０から第１の導管１５０へ引き込まれる低温の保温液１３０をヒーター１７０の上下に導き、保温液１３０をより効率的に加熱できる場合がある。

【0041】

図示の例では、第２の導管１６０は、直角継ぎ手管（「エルボ」と呼ばれる）で構成されているが、第２の導管１６０は、第２の接続口１２７を第１の導管１５０の側面に接続できるものであれば、如何なる形状の導管であってもよい。例えば、第２の導管１６０は、第２の接続口１２７を第１の導管１５０の側面に接続する真っすぐな導管であってもよい。上記のように、第２の導管１６０は、第１の導管１５０一体的に形成されてもよい。

【0042】

第２の導管１６０は、その出口側端部が、ヒーター１７０を含む第１の導管１５０の側面に接続され、ヒーター１７０に近接して配置されるため、耐熱性であることが好ましい。一例において、第２の導管１６０は、ステンレス鋼やアルミニウムのような金属から形成される場合がある。他の例では、第２の導管１６０は、耐熱ガラスやセラミックから形成される場合がある。

【0043】

ヒーター１７０を駆動すると、ヒーター１７０の周囲にある保温液１３０は加熱され、第１の導管１５０内に上向きの流れを生成し、加熱された保温液１３０は、第１の接続口１２６からジャケット容器１２０内へと流入する。同時に、第１の導管１５０内の上向きの流れは、第１の導管１５０内に負圧を生成し、ジャケット容器１２０の第２の接続口１２７から第２の導管１６０を介して、低温の保温液１３０を第１の導管１５０へと引き込む。このように、本発明による加熱保温装置１００は、保温液１３０を加熱しながら自己循環させることができるため、機械式ポンプ機構を含まなくてよい。

【0044】

また、本発明による加熱保温装置１００は、保温液１３０を加熱しながら循環させることができるため、従来の加熱保温装置のように、ジャケット容器１２０の下面全体にわたる大型のヒーターを備える必要がなく、ヒーターの消費電力を大幅に低減できる。

【0045】

加熱循環装置１４０は、ジャケット容器１２０内の保温液１３０又は容器本体１１０に接触するように配置された温度センサー１８０と、温度センサー１８０により検知されたジャケット容器１２０内の保温液１３０の温度又は容器本体１１０の温度に応じてヒーター１７０の温度を制御するコントローラ１９０とをさらに含む場合がある。

【0046】

一例において、温度センサー１８０は、塩化ビニルやガラスなどの絶縁体で防水コーティングされたサーミスタである場合がある。サーミスタは、温度によって電気抵抗値が変化する素子であり、安価で精度が高い。他の例では、温度センサー１８０は、熱電対や白金測温抵抗体などを利用した他の温度センサーであってもよい。

【0047】

温度センサー１８０は、ジャケット容器１２０の側壁１２４に設けられたセンサー挿入口１２９を通してジャケット容器１２０に挿入され、ジャケット容器１２０内の保温液１３０に浸漬される。これによって温度センサー１８０は、ジャケット容器１２０内の保温液１３０の温度を検知することができる。温度センサー１８０は、容器本体１１０に近接した位置に配置されることが好ましい。センサー挿入口１２９は、温度センサー１８０をジャケット容器１２０内に挿入した状態で密閉される。他の例では、温度センサー１８０は、センサー挿入口１２９を通してジャケット容器１２０に挿入され、容器本体１１０と接触するように配置されてもよい。これによって温度センサー１８０は、容器本体１１０の外表面の温度に近い温度を検知することができる。

【0048】

コントローラ１９０は、信号線１８２を介して温度センサー１８０に接続され、温度センサー１８０からジャケット容器１２０内の保温液１３０又は容器本体１１０の温度を示す信号を受け取ることができる。また、コントローラ１９０は、信号線１９２を介して電源ユニット１９４にも接続され、電源ユニット１９４へ制御信号を送ることにより、ヒーター１７０へ給電の有無、又は給電量を制御し、ひいてはヒーター１７０の温度を制御することができる。

【0049】

一例において、コントローラ１９０は、温度センサー１８０によって検知されたジャケット容器１２０内の保温液１３０の温度又は容器本体１１０の温度に応じて、ジャケット容器１２０内の保温液１３０又は容器本体１１０の温度が所定の温度に保たれるように、ヒーター１７０の温度を制御する場合がある。他の例において、コントローラ１９０は、温度センサー１８０によって検知されたジャケット容器１２０内の保温液１３０又は容器本体１１０の温度に応じて、ジャケット容器１２０内の保温液１３０の温度又は容器本体１１０の温度が所定の温度範囲内に保たれるように、ヒーター１７０の温度を制御する場合がある。

【0050】

一例において、コントローラ１９０は、保温液１３０又は容器本体１１０の温度又は所定の温度範囲を記憶したメモリ（図示せず）と、上記のようなヒーター１７０の温度制御を実施するように構成されたプロセッサ（図示せず）とを含む場合がある。他の例では、コントローラ１９０は、上記のようなヒーター１７０の温度制御を実施するように構成された特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）又はＰＧＡ（プログラマブルゲートアレイ）であってもよい。

【0051】

以上説明したように、加熱循環装置１４０は、ジャケット容器１２０内の保温液１３０を加熱する際に、保温液１３０を熱により自己循環させることで、加熱された保温液１３０をジャケット容器１２０内の低温の保温液１３０と混合する。そのため、機械式ポンプ機構を必要とすることなく、ジャケット容器１２０内の保温液１３０の温度（ひいては容器本体１１０の温度）を均一に上昇させることができる。また、加熱保温装置１００は、容器本体１１０とジャケット容器１２０との間の隙間が上向きに開放されているため、ヒーター１７０の加熱により気泡等が発生した場合でも、その圧力を隙間から逃がすことができ、ジャケット容器１２０の破損を防止することができる。

【0052】

さらに、上で説明した加熱保温装置１００は、対象物を容器本体１１０に入れて保温するように構成されているが、対象物が保温液１３０に直接浸漬されても構わないものであるときは、容器本体１１０を省略して実施することも可能である。すなわち、上で説明した加熱循環装置１４０は、ジャケット容器１２０用の保温液１３０の加熱循環装置１４０として説明されているが、加熱循環装置１４０は、保温液１３０を有する一般的容器（すなわち、ジャケット容器以外の容器）にも、同様に適用することができる。

【0053】

図２は、加熱保温装置１００から容器本体１１０を取り外し、保温液１３０を取り除いた様子を示す図である。コントローラ１９０と電源ユニット１９４は省略している。本発明による加熱保温装置１００は、容器本体１１０をジャケット容器１２０から取り外しできるため、容器本体１１０のみを交換して別の対象物を保温するという使い方ができる点で便利である。また、本発明による加熱保温装置１００は、容器本体１１０を取り外した状態でジャケット容器１２０の内部を容易に洗浄できるため、非常に衛生的である。

【0054】

図３は、容器本体１１０を取り外し、保温液１３０を取り除いた状態の加熱保温装置１００を示す平面図であり、図４は、加熱保温装置１００から取り外された容器本体１１０のみを示す平面図である。一例において、容器本体１１０及びジャケット容器１２０は、図示のように、それぞれ円筒形である場合がある。保温液１３０を入れる隙間を確保するために、容器本体１１０の直径は、ジャケット容器１２０の直径よりも若干小さくなっている。他の例では、容器本体１１０及びジャケット容器１２０は、正四角筒、正六角筒などの正多角筒形であってもよい。容器本体１１０とジャケット容器１２０の平断面は、相似形であってもよい。容器本体１１０とジャケット容器１２０の平断面が相似形であると、容器本体１１０の全周に均一な厚みの保温液１３０を有することができ、容器本体１１０の全周を均一に保温する上で有利である。他の例では、容器本体１１０とジャケット容器１２０の平断面は、相似形でなくてもよい。

【0055】

容器本体１１０は、その外周面から延びる４つの切り欠き付きのタブ１１３を有し、ジャケット容器１２０も同様に、その外周面から延びる４つの切り欠き付きのタブ１２３を有している。容器本体１１０をジャケット容器１２０の中に取り付けるときは、容器本体１１０のタブ１１３をジャケット容器１２０のタブ１２３の上に載せ、両者を上下方向に整列させた状態で、固定具１１５によって互いに結合する。切り欠き付きのタブ１１３、１２３は、それらを上下方向に整列させたときに、容器本体１１０がジャケット容器１２０内で、ジャケット容器１２０と同軸に位置決めされるような位置にそれぞれ形成されている。一例において、容器本体１１０は、ジャケット容器１２０の底壁１２２及び側壁１２４からそれぞれ所定の隙間を空けて、ジャケット容器１２０と同軸になるようにジャケット容器１２０内に配置され、ジャケット容器１２０に固定される場合がある。固定具１１５を外すことで、容器本体１１０は、ジャケット容器１２０から取り外すことができる。

【0056】

図５は、本発明の第２の実施形態による加熱保温装置２００を示す断面図である。図６は、加熱保温装置２００から容器本体２１０を取り外し、保温液２３０を取り除いた状態を示す平面図である。加熱保温装置２００は、図１の加熱保温装置１００に類似しているが、ジャケット容器２２０の底壁２２２に、加熱循環装置２４０と接続するための第３の接続口２２８をさらに含む点、及び、第３の接続口２２８を第１の導管２５０の側面に接続するための第３の導管２６２をさらに含む点で、図１の加熱保温装置１００とは相違する。

【0057】

第３の接続口２２８は、第２の接続口２２７と同様にジャケット容器２２０の底壁２２２に設けられているが、第２の接続口２２７とは異なる位置に設けられている。一例において、第３の接続口２２８は、ジャケット容器２２０の中心軸に関して、第２の接続口２２７とは対称な位置に設けられる場合がある。

【0058】

第３の導管２６２は、第２の導管２６０と同様に、ジャケット容器２２０の第３の接続口２２８を第１の導管２５０の側面に接続するように構成される。ただし、第３の導管２６２が第１の導管２５０の側面に接続されるときの接続部の高さと、第２の導管２６０が第１の導管２５０の側面に接続されるときの接続部の高さは、同じ高さであってもよいし、互いに異なる高さであってもよい。また、第１の導管２５０、第２の導管２６０及び第３の導管２６２は、一体に形成されてもよい。

【0059】

加熱保温装置２００は、ジャケット容器２２０から、第２の導管２６０を介して低温の保温液２３０を第１の導管２５０へと引き込むだけでなく、第３の導管２６２を介して低温の保温液２３０を第１の導管２５０へと引き込む。当業者には明らかであるように、加熱保温装置２００は、第２の導管２６０と同様の複数の導管、すなわち、第３の導管、第４の導管、第５の導管・・・を有する場合がある。複数の循環路を有することで、加熱保温装置２００は、加熱された保温液１３０の熱をジャケット容器１２０内にさらに効率よく拡散できる場合がある。

【0060】

上記の点を除き、第２の実施形態による加熱保温装置２００は、第１の実施形態による加熱保温装置１００と同様に構成される。加熱保温装置１００の構成要素と同様の加熱保温装置２００の構成要素については、加熱保温装置１００の構成要素に付した符号に１００を加えた符号を付して、重複する説明は省略する。

【0061】

図７は、本発明の第３の実施形態による加熱保温装置３００を示す断面図である。図８は、加熱保温装置３００から容器本体３１０を取り外し、保温液３３０を取り除いた状態を示す平面図である。加熱保温装置３００は、図１の加熱保温装置１００に類似しているが、第２の接続口３２７が、ジャケット容器３２０の底壁３２２ではなく、ジャケット容器３２０の側壁３２４に設けられている点で、図１の加熱保温装置１００とは相違する。これによって、加熱保温装置３００は、加熱された保温液３３０の熱をジャケット容器３２０内にさらに効率よく拡散できる場合がある。

【0062】

上記の点を除き、第３の実施形態による加熱保温装置３００は、第１の実施形態による加熱保温装置１００と同様に構成される。加熱保温装置１００の構成要素と同様の加熱保温装置３００の構成要素については、加熱保温装置１００の構成要素に付した符号に２００を加えた符号を付して、重複する説明は省略する。

【0063】

図９は、本発明の第４の実施形態による加熱保温装置４００を示す断面図である。図１０は、加熱保温装置４００から容器本体４１０を取り外し、保温液４３０を取り除いた状態を示す平面図である。加熱保温装置４００は、図１の加熱保温装置１００に類似しているが、第２の導管４６０が、ヒーター４７０の約半分の高さよりも低い位置で第１の導管４５０に接続されている点で、図１の加熱保温装置１００とは相違する。加熱保温装置４００の第２の導管４６０は、ヒーター４７０の約半分の高さよりも低い任意の位置で第１の導管４５０に接続することができる。これによって、加熱保温装置４００は、例えば第１の導管４５０の内壁とヒーター４７０との間の隙間が狭いときに、保温液４３０を効率よく加熱できる場合がある。

【0064】

上記の点を除き、第４の実施形態による加熱保温装置４００は、第１の実施形態による加熱保温装置１００と同様に構成される。加熱保温装置１００の構成要素と同様の加熱保温装置４００の構成要素については、加熱保温装置１００の構成要素に付した符号に３００を加えた符号を付して、重複する説明は省略する。

【0065】

以上、本発明によれば、機械式ポンプ機構を必要とすることなく、ジャケット容器内の保温液の一部をジャケット容器の外部で加熱してジャケット容器へ戻すように保温液を循環させることができ、ジャケット容器に加わる圧力を回避できるとともに、ヒーターの消費電力を大きく低減できる。また、本発明によれば、容器本体のみを交換して様々な対象物を保温することができる利便性が得られる。

【0066】

本発明の種々の実施形態に関する上記説明は、例示を目的としたものであり、発明の範囲を制限するものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって規定される。

【符号の説明】

【0067】

１００、２００、３００、４００ 加熱保温装置
１１０、２１０、３１０、４１０ 容器本体
１２０、２２０、３２０、４２０ ジャケット容器
１５０、２５０、３５０、４５０ 第１の導管
１６０、２６０、３６０、４６０ 第２の導管
１７０、２７０、３７０、４７０ ヒーター
１１６、２２６、３２６、４２６ 第１の接続口
１１７、２２７、３２７、４２７ 第２の接続口
１３０、２３０、３３０、４３０ 保温液
１４０、２４０、３４０、４４０ 加熱循環装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【手続補正書】

【提出日】2024-06-05

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

容器本体と、
前記容器本体を受け入れるためのジャケット容器と、
前記容器本体と前記ジャケット容器との間の隙間に収容された保温液と、
前記ジャケット容器から前記保温液の一部を受け取り、受け取った前記保温液を加熱して前記ジャケット容器に戻すための加熱循環装置と
を含み、
前記加熱循環装置は、
前記ジャケット容器の下側に鉛直から１５度以内の傾きで配置された第１の導管であって、前記ジャケット容器の底壁に設けられた第１の接続口に接続された上端部と、密閉された下端部とを有する、第１の導管と、
前記第１の導管内に配置されたヒーターと、
前記ジャケット容器の前記底壁又は側壁に設けられた第２の接続口を前記第１の導管の側面に接続するための第２の導管と
を含む、加熱保温装置。

【請求項2】

前記加熱循環装置は、機械式ポンプ機構を含まない、請求項１に記載の加熱保温装置。

【請求項3】

前記容器本体と前記ジャケット容器との間の前記隙間は、上向きに開放されている、請求項１に記載の加熱保温装置。

【請求項4】

前記第１の接続口は、前記ジャケット容器の前記底壁の中心部に設けられている、請求項１に記載の加熱保温装置。

【請求項5】

前記ジャケット容器は半径Ｒの円筒形であり、前記第２の接続口は、前記第１の接続口から半径Ｒの１０％以上離れた位置に設けられている、請求項１に記載の加熱保温装置。

【請求項6】

前記ヒーターは、前記第１の導管の長手方向に沿って配置された細長いヒーターである、請求項１に記載の加熱保温装置。

【請求項7】

前記第２の導管は、前記第２の接続口を前記ヒーターの半分の高さの位置又はそれよりも低い位置で前記第１の導管の側面に接続する、請求項１に記載の加熱保温装置。

【請求項8】

前記容器本体は、前記ジャケット容器の前記底壁及び前記側壁からそれぞれ所定の隙間を空けて、前記ジャケット容器内に配置され、前記ジャケット容器に固定されている、請求項１に記載の加熱保温装置。

【請求項9】

前記容器本体は、固定具によって、前記ジャケット容器に取り外し可能に固定されている、請求項８に記載の加熱保温装置。

【請求項10】

前記容器本体及び前記ジャケット容器は、それぞれ円筒形であり、
前記容器本体は、前記ジャケット容器の前記底壁及び前記側壁からそれぞれ所定の隙間を空けて、前記ジャケット容器と同軸になるように前記ジャケット容器内に配置され、前記ジャケット容器に固定されている、請求項１に記載の加熱保温装置。

【請求項11】

前記ジャケット容器内の前記保温液又は前記容器本体に接触するように配置された温度センサーと、
前記温度センサーにより検知された前記ジャケット容器内の前記保温液の温度又は前記容器本体の温度に応じて前記ヒーターの温度を制御するコントローラと
をさらに含む、請求項１～９の何れか一項に記載の加熱保温装置。

【請求項12】

対象物を保温するための保温液を有する容器と、
前記容器の下側に鉛直から１５度以内の傾きで配置された第１の導管であって、前記容器の底壁に設けられた第１の接続口に接続された上端部と、密閉された下端部とを有する、第１の導管と、
前記第１の導管内に配置されたヒーターと、
前記容器の底壁又は側壁に設けられた第２の接続口を前記第１の導管の側面に接続するための第２の導管と
を含む、保温液の加熱循環装置。

【請求項13】

機械式ポンプ機構を含まない、請求項１２に記載の保温液の加熱循環装置。

【請求項14】

前記第１の接続口は、前記容器の前記底壁の中心部に設けられている、請求項１２に記載の保温液の加熱循環装置。

【請求項15】

前記容器は半径Ｒの円筒形であり、前記第２の接続口は、前記第１の接続口から半径Ｒの１０％以上離れた位置に設けられている、請求項１２に記載の保温液の加熱循環装置。

【請求項16】

前記ヒーターは、前記第１の導管の長手方向に沿って配置された細長いヒーターである、請求項１２に記載の保温液の加熱循環装置。

【請求項17】

前記第２の導管は、前記第２の接続口を前記ヒーターの半分の高さの位置又はそれよりも低い位置で前記第１の導管の側面に接続する、請求項１２に記載の保温液の加熱循環装置。

【請求項18】

前記容器内の前記保温液に接触するように配置された温度センサーと、
前記温度センサーにより検知された前記容器内の前記保温液の温度に応じて前記ヒーターの温度を制御するコントローラと
をさらに含む、請求項１２～１７の何れか一項に記載の保温液の加熱循環装置。