JPH0532873B2

JPH0532873B2 -

Info

Publication number: JPH0532873B2
Application number: JP59068929A
Authority: JP
Inventors: Aaru Fuindorei Goodon
Original assignee: RUFURAN Inc
Current assignee: RUFURAN Inc
Priority date: 1983-04-07
Filing date: 1984-04-06
Publication date: 1993-05-18
Also published as: EP0124691A3; EP0124691B1; JPS59214191A; EP0124691A2; DE3484402D1; US4553024A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は容器中の液体を加熱する投入型ヒー
タに関し、特に連続した可撓性ケーブルからなる
電気抵抗ヒータを用いた可撓性ヒータケーブルに
関する。さらに、この発明は可撓性ヒータケーブ
ルを用いたヒータ装置および液体を加熱する方法
に関する。可撓性ケーブルの電気抵抗ヒータは、
腐食性薬品槽に浸装するのに特に適している。な
ぜならば、可撓性ケーブルの内部には、槽中の被
加熱薬品の腐食性に充分耐える適当なプラスチツ
ク材からなるジヤケツトが設けられるからであ
る。可撓性電気抵抗ヒータケーブルの一例が、こ
の発明と同じ譲受人に譲渡されたフランク・ジエ
イ・イエーンの米国特許第4158764号明細書に記
載されている。

この種の可撓性ヒータケーブルにポリテトラフ
ルオルエチレン（PTFE）材からなる外側ケー
ス、すなわちジヤケツトを設けることが知られて
いる。このジヤケツトは腐食性液体媒体による化
学的腐食に対しては充分な耐食性を有するが、所
望の可撓性を得るために壁厚を薄くすると、
PTFE材の浸透性により加熱薬品蒸気がヒータケ
ーブルの内部へ浸入するという欠点があつた。ま
た使用中にヒータケーブル内に腐食性薬品蒸気が
蓄積すると、加熱用コイル素子の材料を腐食して
加熱素子の劣化をはやめ、その結果ヒータケーブ
ルの故障を招くことが判明した。

したがつて、プラスチツクジヤケツトで覆われ
た可撓性ヒータケーブルをヒータケーブル内部へ
浸透し蓄積する高温薬品蒸気から保護すると共
に、ヒータケーブルに用いる薄壁プラスチツクジ
ヤケツトの可撓性および所望の熱伝導性を損うこ
とのない手段を講じることが長いこと望まれてい
た。さらにヒータケーブル用外側ジヤケツトの厚
さを増さず、またその熱伝導性を損うことなく可
撓性ヒータケーブル内の電気抵抗加熱素子への腐
食作用を阻止する技術の出現が望まれていた。

この発明の目的は、改良された可撓性電気抵抗
ヒータケーブルを提供するにあり、特に、上記の
米国特許第4158764号明細書に記載された可撓性
ヒータケーブルを改善するものである。

この発明は、電源に接続され熱を供給される電
気抵抗材料の連続コイル素子と該コイル素子上に
緊密に適合させて設けた酸及びアルカリ溶液の化
学的作用に抵抗性の可撓性プラスチツク材料で形
成され、その壁の厚さが腐食液槽にヒーターから
の熱を供給するに充分な薄さであり、コイル素子
に腐食蒸気の浸透が充分にされる薄さである連続
的管状外側ジヤケツトとよりなる腐食液槽中に浸
漬する可撓性ケーブル型浸装ヒータ、乾燥ガス媒
体を制御された流体圧で供給する手段、管状ジヤ
ケツトの下端を腐食液槽から隔離する手段及び乾
燥ガス媒体をジヤケツトの一端から入れコイル素
子の周囲を包みジヤケツトの対向端に連続して流
す手段よりなることを特徴とする高腐食液槽の浸
装加熱装置を提供する。

この発明は、耐薬品性プラスチツク材からな
り、編組外装上に摺動自在に密接して設けられた
外側ジヤケツトを使用する。この外側ジヤケツト
は薄壁のプラスチツク管で構成されて、所望の熱
伝導性および必要な可撓性を与え、複数個のコイ
ル巻線の配列からなるケーブルヒータの実現を可
能にする。

この発明のヒータケーブルでは、外側ジヤケツ
トが適当な乾燥ガス媒体源に接続され、ヒータケ
ーブルの一端から供給されたガス媒体は、ヒータ
ケーブルの内部を介して加熱素子上を通り、ヒー
タケーブルの反対側端から排出される。したがつ
てこの発明によれば、電気抵抗加熱素子上に乾燥
ガスの連続流が与えられ、ヒータケーブルの外側
プラスチツクジヤケツトを浸透して蓄積した腐食
性薬品蒸気を除去する。

この発明のヒータケーブル装置では、独特の構
成の熱電対がヒータケーブル両端間の中間位置で
ヒータケーブル内部に設けられ、ヒータケーブル
の過熱状態を検出する。この発明の熱電対のジヤ
ンクシヨン部は熱硬化性プラスチツクで覆われ、
ヒータケーブルの編組外装と外側プラスチツクジ
ヤケツトとの間に配置される。この熱電対は温度
制御器に接続されていて、ジヤケツトの過熱状態
に高感度で応答するので、ケーブルジヤケツトが
過熱するとヒータへの電源供給を直ちに遮断す
る。

このように、この発明のヒータは可撓性ケーブ
ルで構成され、加熱素子の全長に亘つて乾燥ガス
を流してヒータケーブルの外側ジヤケツトを浸透
して蓄積する腐食性薬品蒸気を除去する。さらに
この発明によれば、熱硬化性覆いの中に埋め込ま
れた熱電対がヒータケーブルのガラス繊維編組外
装と外側ジヤケツトとの間に配置されるので、液
槽内液体の減少に起因するケーブルの過熱状態を
検出する熱電対検出器を内蔵させることができ
る。

以下、実施例を用いてこの発明を詳細に説明す
る。

第１図において、可撓性ヒータ１０はフランジ
１４，１６および上下端板１８，２０の間の密閉
容器１２内に収納される。各端板１８，２０は各
フランジへボルト２２のような適当な部材によつ
て固着されている。容器１２内には可撓性ヒータ
ケーブル２４の複数個のコイルが設けられる。可
撓性ヒータケーブル２４の一端は上端板１８を介
して適当な圧縮接続端具２６に接続し、下側の他
端も下端板２０を介して同様に接続される。上部
蓋体１５の上にカバー２８が配置され、該蓋体１
５の面にカバー２８の周縁がシールされて密閉シ
ヤンバ３０を形成する。

カバー２８に挿入された流体用の適当な導管３
２が、容器１２の内部室に通じてヒータケーブル
２４の周りに流体流を与える。同様に排出パイプ
３６が設けられて、容器１２の下端部を通つて流
体が排出される。

ヒータケーブル上端部の電源リード線がチヤン
バ３０内で適当な電源コネクタピン３８に接続す
る。このコネクタピン３８はカバー２８の壁を貫
通している。容器１２の下端部でも、下側カバー
４２の壁を貫通する電源コネクタピン４０に、ヒ
ータケーブルの電源リード線が同様に接続する。

カバー２８の側面に配置された導管コネクタ４
４は、好ましくは可撓性プラスチツクパイプの導
管４６を介して適当なＴ形耐圧導管４８に接続す
る。

このＴ形導管４８の一方の分岐管５０は、導管
５２を介して圧力調整型流量計５４の出口に接続
される。流量計５４の入口はタンク５６に接続さ
れて加圧乾燥ガス媒体の供給を受ける。

Ｔ形導管４８の他の分岐管５８には、適当なゴ
ム製グロメツト６０が設けられ、このグロメツト
を囲んで接続具が設けられる。そして熱電対用の
外部リード線６２，６４が接続具に接続される。
後に説明するように、熱電対用リード線はＴ形導
管４８および導管コネクタ４４を介してチヤンバ
３０に入り、ヒータケーブルジヤケツトの内部に
到る。

下側カバー４２の側壁にガス流出管６６が設け
られ、このガス流出管６６には可撓性パイプ６８
が適当な接続具７０によつて取り付けられてい
る。パイプ６８はＴ形導管７２に接続し、Ｔ形導
管７２の一方の分岐管は導管７４を介して他のＴ
形導管７６に接続する。Ｔ形導管７２の他方の分
岐管は可撓性パイプ７８を介して適当な圧力レリ
ーフ弁８０に接続する。この圧力レリーフ弁８０
は例えば約0.21〜0.35Kg／cm²（３〜5psi）の圧力
範囲でレリーフ動作を行なう。また計量計５４は
好ましくは例えば毎時約0.57立方ｍ（２立方フイ
ート）の流量の乾燥ガスをＴ形導管４８を介して
流す。導管４８，４６を通つたガス流はカバー２
８内のチヤンバ３０に入り、ヒータケーブル２４
の内部を通り、ヒータケーブルの下端を経て下側
カバー４２の内部チヤンバへ導びかれる。下側カ
バー４２内のガスはパイプ６８、Ｔ形導管７２，
７６およびレリーフ弁８０に連通する。

Ｔ形導管７６の一方の分岐管が接続する可撓性
パイプ８２は、水分検出器８４に接続される。パ
イプ８２内の水分の既定閾値を検出すると、検出
器８４は内蔵の常閉接点対を開く。

Ｔ形導管７６の他の分岐管８６が接続する可撓
性パイプ８８は、圧力スイツチ９０の検出室に連
通する。後述のように圧力スイツチ９０は、この
実施例の場合、内蔵の常閉接点対を開いて回路を
遮断する。導管６８，７４，８８，７２，７６、
さらに下側カバー４２内の圧力が、好ましくは例
えば約0.14〜0.21Kg／cm²（２〜3psi）の範囲にあ
ると、圧力スイツチ９０が回路を開くように設定
されている。

第１図の左側部分に示すように、温度制御器９
２が設けられ、その端子９４，９６に熱電対の外
部リード線６２，６４が接続される。温度制御器
９２は端子９８，１００を介してそれぞれ電源リ
ード線L₁，L₂に接続されて電力の供給を受ける。

第１図中、２点鎖線ブロツクで囲んだリレー１
０２は駆動コイル１０４を有し、コイル１０４の
一端が温度制御器９２の信号出力端子１０６へ接
続されている。コイル１０４の他端は端子１０８
に接続し、この端子１０８はリード線１１０を介
して水分検出器８４の一方の端子へ接続される。
検出器８４の他方の端子は、圧力スイツチ９０を
介してリード線１１２，１１４に直列接続し、リ
レーの端子１１６に至る。リレーの端子１１６は
リード線１１８を経て、温度制御器の他の信号出
力端子１２０へ接続される。

コイル１０４の接極子は常開スイツチの可動ア
ーム１２２と連動する。可動アーム１２２の接点
１２３は常時は開いており、リレーコイル１０４
によつて付勢されると閉じる。固定接点１２４が
電源リード線L₁に接続する一方、可動アーム１
２２はリレーの端子１２６とリード線１２８を介
して容器１２のカバー２８に取り付けた電源コネ
クタピン３８へ接続される。下側カバー４２に取
り付けた電源コネクタピン４０は、リード線１３
０を介して反対側の電源リード線L₂へ接続され
る。

次に第１図の実施例の動作を説明する。まず、
被加熱液体が導管３２より供給され、ヒータ１０
の周囲を通り、排出パイプ３６から排出される。
温度制御器９２がリレーコイル１０４を付勢して
接点１２３を閉じると、ヒータ１０は電源リード
線L₁，L₂へ接続される。後に第２，第３図の実
施例に関して説明するが、ヒータケーブル２４内
に配置され、外部リード線６２，６４を介して温
度制御器へ信号を与える熱電対（第１図中には図
示せず）によつて、過熱状態が検出されるまでヒ
ータ１０への電源供給は継続する。端子９４，９
６に過大温度信号が加えられると、温度制御器９
２の動作によりリレーコイル１０４が消勢される
ので、リレー１０２は回路を開きヒータ１０への
電源供給を遮断する。

同様に、系におけるガス圧低下、すなわちヒー
タケーブル２４内部のガス圧低下が生じて、低圧
力状態が圧力スイツチ９０によつて検出される
と、圧力スイツチ９０は回路を開いてリレーコイ
ル１０４を消勢する。またヒータケーブル２４の
ジヤケツトにおいて、破損や洩れが発生した結
果、被加熱液体がヒータケーブル内へ浸入する
と、水分検出器８４がこれを検出し、リード線１
１０，１１２の回路を開いてリレーコイル１０４
を消勢し、リレー１０２を開くのでヒータ１０へ
の電源供給が遮断される。

この実施例では、ガス媒体源は圧力調整器を備
え、流量計および導管を介してチヤンバ３０へ流
入する圧力を約0.35〜0.49Kg／cm²（５〜7psi）の
範囲に保ち、接続具２６を経てチヤンバ３０内へ
延びるケーブルジヤケツトの開口端部を介してヒ
ータ内部へガスを充填する。なるべくなら窒素、
アルゴン又はヘリウムを主成分とするガスを用い
ると良好な結果が得られるが、他の適当な乾燥ガ
ス媒体を用いてヒータケーブル装置に連続的に充
填してもよい。

次に第２，第３図により、開放型液体容器１４
０を使用する装置へ適用したこの発明の実施例を
説明する。容器１４０内の液体中には可撓性ヒー
タケーブル１４２が浸装されている。液浸用液体
から出力端子ヒータケーブル１４２の端部は、容
器１４０の縁部に設けた適当な取付具１４４で支
持される。

ヒータケーブル１４２の一部分を明瞭にするた
め、第３図に拡大断面図で示す。ヒータケーブル
１４２は内部電気導体１４６を有する。この導体
１４６は、ヒータケーブルの軸方向で離間した連
続コイル巻線を形成する電気抵抗線で構成され
る。またガラス繊維材からなる編組外装１４８
が、導体１４６のコイル巻線上に摺動自在に密接
して設けられる。そして編組外装１４８上には筒
形のジヤケツト１５０が摺動自在に密接してかぶ
せられる。好ましくはジヤケツト１５０を薄い壁
厚のプラスチツク材で形成するとよい。このよう
なプラスチツク材として、例えば米国デラウエア
州ウイルミングトンのイー・アイ・デユポン・
ド・ネモア社により製造され「テフロンピー・
エフ・エイ」の商品名で市販されているピー・エ
フ・エイ（過フルオルアルコキシ
（perfluoroalkoxy）の略）側鎖を有するポリテ
トラフルオルエチレンをあげることができる。

ヒータケーブル１４２内には過大温度保護用の
熱電対１５２が配置されている。第３図に詳細に
示すように、なるべくなら熱硬化性プラスチツク
材からなる適当なカバー１５４で熱電対１５２を
覆うのがよい。このための覆いはケーブルヒータ
の適当な位置で、編組外装と外側ジヤケツト１５
０とを貫通して外部へ露出しているので、容器内
の液体が減少して液面レベルがジヤケツト１５０
の過熱、溶解を惹起するような臨界値以下になる
と、上記覆いは直ちに空気に触れることができ
る。熱電対は一対のリード線１５６，１５８を有
する。これらのリード線はヒータケーブル１４２
を長手方向に通り、Ｔ形導管１６０に耐圧接続し
たジヤケツトの端部に至る。Ｔ形導管１６０の一
方の分岐管は、圧力レリーフ弁１６４の入口に接
続された耐圧管１６２へ接続する。他方の分岐管
は耐圧弾性グロメツト１６６により塞がれる。ヒ
ータケーブルの一方の電源リード線１６８はこの
グロメツトを通り、リード線１７０を介して電源
の一方のリード線L₁に接続する。また同様にグ
ロメツト１６６を通る熱電対リード線１５６，１
５８は、リード線１７２，１７４を介して温度制
御器１７６の入力端子に接続する。温度制御器の
端子１８２は、接続点１７８を経て電源の一方の
リード線L₁へ接続し、温度制御器の端子１８４
は接続点１８０を経て電源の他方のリード線L₂
へ接続する。

取付具１４４を通つたヒータケーブル１４２の
反対側端部は、適当な耐圧接続具によつてＴ形導
管１８６へ結合される。このＴ形導管１８６の一
方の分岐管は、Ｔ形導管１９０に接続した可撓性
管１８８へ接続する。Ｔ形導管１９０の一方の分
岐管は、タンク１９６からの加圧ガス媒体が供給
される流量計１９４の出口へ導管１９２を介して
接続される。他方の分岐管は、圧力スイツチ２０
０の検出室に接続された耐圧管１９８へ接続す
る。

ガス流体源をなすタンク１９６は、Ｔ形導管１
９０、管１８８、Ｔ形導管１８６、ヒータケーブ
ル１４２およびレリーフ弁１６４を介してヒータ
ケーブル１４２の内部へ連続的なガス流を供給す
る。

圧力スイツチ２００は、第２図中２点鎖線で囲
んで示すリレー２１０の端子２０６，２０８へ、
リード線２０２，２０４を介して電気的に直列接
続する。リレーの端子２０６は温度制御器１７６
の一方の信号端子２１２へ接続し、リレーの端子
２０８はリレーコイル２１４を介して温度制御器
１７６の他方の信号端子２１６へ接続する。

リレーコイル２１４の接極子は、接続点２２０
に接続した可動接点２１８と連動する。リレー２
１０の固定接点２２２は端子２２４およびリード
線２２６を介して、Ｔ形導管１８６から取出され
たヒータ電源リード線２２８へ接続される。

次に動作を説明する。温度制御器１７６がリレ
ーコイル２１４を付勢して接点２１８，２２２を
閉じる。ヒータケーブルジヤケツト１５０で破損
又は漏洩が発生してガス媒体が減少すると、この
ガス減少は圧力スイツチ２００により検出され
て、リレーコイル２１４の回路を遮断するので、
該コイルは消勢されてスイツチ接点２１８，２２
２が開かれ、ヒータケーブル１４２への電源供給
が遮断される。一方容器内の液体が減少し、液面
レベルがヒータケーブル面よりも降下して過熱状
態を引き起すと、ヒータケーブルジヤケツトでの
温度上昇が熱電対１５２によつて検出される。そ
の結果温度制御器１７６はリレーコイル２１４を
消勢して、ヒータケーブルへの電源供給を遮断す
る。

このように、この発明は容器内のヒータに対す
る独特な可撓性ヒータケーブルを提供する。可撓
性ヒータケーブルへ連続的なガス流を流している
ので、ヒータケーブルの薄いプラスチツクジヤケ
ツトを浸透した被加熱液体からの高温薬品蒸気を
除去することができる。この発明のこのようなヒ
ータによれば、ヒータケーブルを浸透する高温薬
品蒸気が蓄積して電気抵抗加熱素子を腐食するこ
とがないので、ヒータの故障を阻止できる。さら
にこの発明のヒータケーブルは独特な配置の熱電
対を備えて、液体の減少による過熱状態が発生し
た場合は、過大温度のヒータを直ちに検出する。
その結果ヒータへの電源供給が直ちに遮断され、
ヒータケーブルの破損を阻止する。

この発明は上述の実施例に限定されず種々の変
形、変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、イオン化された水の加圧連続流を加
熱するため、この発明によるヒータケーブルを密
閉容器に配置したものを示す説明図、第２図は、
開放槽内の液体を加熱するため、この発明による
ヒータケーブルを配置したものを示す説明図、第
３図は、この発明によるヒータケーブルの拡大一
部切断図である。２４，１４２……液浸可撓性ヒータケーブル、
１４６……コイル素子、１４８……可撓性編組外
装、１５０……ジヤケツト、１５２，１５４，１
５６，１５８……電気的温度検出手段、１５４…
…熱硬化性プラスチツク材、５４，５６，１９
４，１９６……乾燥ガス媒体供給手段、１２，１
４０……容器。

Claims

【特許請求の範囲】１電源に接続され熱を供給される電気抵抗材料
の連続コイル素子と該コイル素子上に緊密に適合
させて設けた酸及びアルカリ溶液の化学的作用に
抵抗性の可撓性プラスチツク材料で形成され、そ
の壁の厚さが腐食液槽にヒーターからの熱を供給
するに充分な薄さであり、コイル素子に腐食蒸気
の浸透が充分にされる薄さである連続的管状外側
ジヤケツトとよりなる腐食液槽中に浸漬する可撓
性ケーブル型浸装ヒータ、乾燥ガス媒体を制御さ
れた流体圧で供給する手段、管状ジヤケツトの下
端を腐食液槽から隔離する手段及び乾燥ガス媒体
をジヤケツトの一端から入れコイル素子の周囲を
包みジヤケツトの対向端に連続して流す手段より
なることを特徴とする高腐食液槽の浸装加熱装
置。２ジヤケツトがポリテトラフルオロエチレン材
料から形成されている特許請求の範囲第１項の加
熱装置。３連続的の非金属材料可撓性編組外装を電気抵
抗材料のコイル素子上に軸方向に摺動自在に密接
して、ジヤケツトの内側に設けた特許請求の範囲
第１項の加熱装置。４外装及びジヤケツトの間、並びに該ジヤケツ
トの端部の外部に引き出され電源に接続する手段
を有するケーブルの端部の長手方向中間に配置さ
れた電気的温度検出手段を備えた特許請求の範囲
第３項の加熱装置。