(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気式バンドヒータを被加熱物である可搬円筒状金属容器の円筒胴壁に着脱可能に巻き付け、この可搬円筒状金属容器の底面と底面エッジ部に嵌合する形状の金属製の敷き板を可搬円筒状金属容器の底に敷設し、少なくとも金属製敷き板の底面を断熱材で囲んで、金属製敷き板及び可搬円筒状金属容器とその内容物を、前記バンドヒータで電気加熱することを特徴とした可搬円筒状金属容器内容物の加熱方法。
【請求項２】
被加熱物である可搬円筒状金属容器の円筒胴壁に巻き付ける着脱可能な電気式バンドヒータと、この可搬円筒状金属容器の底面と底面エッジ部に嵌合した状態で可搬円筒状金属容器の底に敷設される金属製敷き板と、少なくとも金属製敷き板の底面に敷設される断熱材と、前記バンドヒータの電気加熱制御装置とを有していることを特徴とした可搬円筒状金属容器内容物の加熱装置。
【請求項３】
請求項２記載の加熱装置において、可搬円筒状金属容器の底面と金属製敷き板との間に挟まれる金属製ファイバー及び／又は熱伝導性弾性材からなるシートを備えている可搬円筒状金属容器内容物の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可搬円筒状金属容器に収容された内容物（危険物や毒劇物）を、その可搬円筒状金属容器の外側から加熱するための加熱方法及び加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、物流の安全性を高めるため、可搬円筒状金属容器（ドラム缶）に入れて搬送する原料が多くなっている。これらの原料のうち使用前に加熱を要する（例えば常温で固化しているため、加熱して溶融液化が必要となるものなど）場合、内容物の加熱上限許容温度が１００℃以下のものでは、蒸気や電熱で熱湯を作り、これに可搬円筒状金属容器を浸漬（湯浴）して加熱を行ったり、又、蒸気や電熱で間接加熱室を作り、この間接加熱室内に可搬円筒状金属容器を保管して雰囲気空気により加熱を行っているものが知られている。
【０００３】
また、図３に示すように、市販の商品として、ゴムシート内に電熱線を密度高く配線して温度制御を行う電気式バンドヒータ２０，２１，２２（一般にドラムヒータと称される）を可搬円筒状金属容器１の円筒胴壁１０に巻き付けて（いわゆる腹巻き状態）加熱することも行われている。尚、図中９は置き台である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術には下記のような問題点がある。
まず、熱湯に可搬円筒状金属容器を浸漬して加熱する方法であるが、一般に可搬円筒状金属容器に入れて搬送する内容物は、危険物や毒劇物であり、常温固化している内容物を加熱溶融するものでは、温浴浸漬の前に、搬送中の可搬円筒状金属容器の損傷を確認調査（非常に小さなピンホール有無を調査することになり、困難な作業である）しておく必要がある。仮に、加熱液化した時に温浴水中に内容物が漏出すると、その後の処理に大変なコストを要するとともに、常に公害防止問題として排水中の成分に注意を払う必要が生じて、管理上大変なリスクとコストを負わなくてはならない。
また、温浴から蒸気として逃げる熱量、および浴壁から熱伝導で逃げる熱量は１００ｋｗにも及び、そのエネルギー損失も無視できない。
【０００５】
次に、間接加熱室を作り、雰囲気空気で可搬円筒状金属容器内の内容物を加熱する方法は、ドライ加熱であるので可搬円筒状金属容器の損傷により内容物が漏出すると目視ですぐわかり、また床上への流れ出しなので、床の仕様を予め考慮しておけば公害防止上の措置も容易であるという利点がある。
しかしながら、熱の伝わり方が空気伝熱のため非常に悪く、冬期の加熱では必要温度への昇温に１０〜１４日間も日数を要するし、設備的にもスペース的にも生産効率上問題が多い。
【０００６】
さらに、通常のドラムヒータを用いる加熱方法では、固形内容物や高粘度のものを加熱する場合、内部の自然対流が殆ど生じないため、熱伝達は内容物自身の熱伝導が主体となり、水などの自然対流を起こす内容物の加熱に較べ、数倍の時間を必要とする上に、ものによっては円筒胴壁からの加熱だけでは底面中心部の溶融が完全には行えず、固形のまま残留することが生じる。
この対策として、円筒胴壁に巻き付けるドラムヒータの他に、底面にもヒータを付加する方法もあるが、このヒータおよびその制御装置の追加によるコスト増が生じ、また、内容物流出時の対策も困難である。又、底面が間接加熱（可搬円筒状金属容器の底面鏡板にヒータを直接接触することはできない）のため伝熱効率が低下し、さらに形状とスペースの制約から底面と円筒胴壁との接続部、即ち底面エッジ部に断熱材を敷設するのが難しく、放熱損失が大きくなるという問題がある。
可搬円筒状金属容器の加熱に際し、円筒胴壁に巻き付けるドラムヒータのみでも、底面への熱伝導さえ良ければ、内容物の昇温に十分な発熱量があり、本来はドラムヒータの熱量を有効活用できるようにすることが最も望ましい。
【０００７】
この発明はかかる従来の問題を解決するためになされたもので、熱損失が少なく、迅速に内容物の加熱が行え（加熱系の熱慣性の小さい）、ひいては、コストの低減、及び省エネルギー推進、さらに環境負荷の低減を図ることができる可搬円筒状金属容器内容物の加熱方法および加熱装置を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明（請求項１）の可搬円筒状金属容器内容物の加熱方法は、
ドラムヒータを被加熱物である可搬円筒状金属容器の円筒胴壁に着脱可能に巻き付け、この可搬円筒状金属容器の底面と底面エッジ部に嵌合する形状の金属製の敷き板を可搬円筒状金属容器の底に敷設し、少なくとも金属製敷き板の底面を断熱材で囲んで、金属製敷き板及び可搬円筒状金属容器とその内容物を、前記ドラムヒータで電気加熱する構成とした。
【０００９】
又、本発明（請求項２）の可搬円筒状金属容器の加熱装置は、
被加熱物である可搬円筒状金属容器の円筒胴壁に巻き付ける着脱可能なドラムヒータと、この可搬円筒状金属容器の底面と底面エッジ部に嵌合した状態で可搬円筒状金属容器の底に敷設される金属製敷き板と、少なくとも金属製敷き板の底面に敷設される断熱材と、前記ドラムヒータの電気加熱制御装置とを有している構成とした。
この加熱装置において、可搬円筒状金属容器の底面と金属製敷き板との間に挟まれる金属製ファイバー及び／又は熱伝導性弾性材からなるシートを備えている態様（請求項３）がある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。
図１は実施の１形態に係る加熱装置の使用状態を示す断面図である。
【００１１】
この加熱装置を用いた加熱方法は、図１に示すように、可搬円筒状金属容器（ドラム缶）１の円筒胴壁１０に補強凸部１１を避けた上部、中程部、下部の３ヶ所に、それぞれ市販のドラムヒータ２０，２１，２２（電気式バンドヒータ）を着脱可能に巻き付ける。
又、可搬円筒状金属容器１の底面１２と底面エッジ部１３に嵌合する形状の金属製の敷き板３を可搬円筒状金属容器１の底に敷設し、金属製敷き板３の底面を断熱材４０（厚み５０ｍｍ、熱伝達率約０．７Ｗ／ｍ２Ｋ）で囲むと共に、可搬円筒状金属容器１の円筒胴壁１０および上面を断熱材４１，４２で覆う。
そして、ドラムヒータ２０，２１，２２によって金属製敷き板３及び可搬円筒状金属容器１とその内容物５を加熱するもので、このとき、図示していない電気加熱制御装置でヒータ面の温度検出を行いながら、内容物５の目標温度への加熱を行う。
また、この実施の形態では、可搬円筒状金属容器１の底面と金属製敷き板３との間に、金属製ファイバー（ステンレスファイバー製の不織布）からなるシート６が挟まれている。尚、このシート６は金属製敷き板３の上面にビス等によって張設されている。
【００１２】
この形態の加熱においては、可搬円筒状金属容器１の底部への入熱が最も加熱ネックとなるもので、底面エッジ部１３からの放熱損失の低減、可搬円筒状金属容器１の表皮である鉄板伝熱の促進、及び底面からの放熱の低減が重要となる。
特に、内容物５が固形の場合での加熱には、底面からの面加熱が非常に重要であり、底面熱伝導の補助機構として、熱伝導促進板として金属製敷き板３の設置と底面断熱材４０の設置が最も有効に作用する。
【００１３】
なお、図２は可搬円筒状金属容器の加熱時における昇温特性例を示すグラフ図で、図中Ａは目標温度、Ｂはヒータ温度、Ｃは従来の加熱方法（図３の加熱装置を用い、可搬円筒状金属容器１の円筒胴壁１０および下面と上面を断熱材４０，４１，４２で覆ったもの）を用いたときの可搬円筒状金属容器底部中心温度の昇温経過線、Ｄは本発明の加熱方法を用いたときの可搬円筒状金属容器底部中心温度の昇温経過線である。
線Ｃで示されるように、従来の加熱方法では、加熱開始後３日経過して、ほぼ定常温度状態となった時点で、可搬円筒状金属容器１の底部中心部では、規準化温度差（ヒータ制御設定温度と試験中の平均外気温との温度差を１００％とする）の約４７％の温度差が生じている。つまり、ヒータ設定温度の約半分の温度にしか可搬円筒状金属容器１の底部中央は上がらない。この場合、もし内容物５が、加熱必要温度７０℃で許容最高温度１００℃であれば、ドラムヒータ２０，２１，２２による本形態の加熱は採用できないという結論になる。
これに対し、本発明の方法である金属製敷き板３（材質アルミニウムで最薄肉部厚１ｍｍとした）を設けたものでは、線Ｄで示されるように、可搬円筒状金属容器１の底部中心部のヒータ２０〜２２との温度差は約２０％に収まっており、本発明の均熱効果の高いことが分かる。
【００１４】
金属製敷き板３の熱伝達効率を上げるには、金属製敷き板３の面形状を可搬円筒状金属容器１の底面の形状に合った形状とすることが効果があり、本例では、可搬円筒状金属容器１の底部の凸形状にほぼ合う形状に機械加工して形状を出している。但し、可搬円筒状金属容器１はプレス成形品であり、また、刻印による変形なども避けられないので、０.１ｍｍオーダーの底面の形状精度は期待できず、接触伝熱を大きくするために、可搬円筒状金属容器１の若干の変形を吸収するシート６を、金属製敷き板３と可搬円筒状金属容器１の底面との間に挟んで実接触面積を増大させるようにしている。
なお、熱効率上、放熱損失低下と均一加熱を達成するには、可搬円筒状金属容器１の全周囲を断熱することが望ましいことはいうまでもなく、これに対応してこの実施の形態では、底面の断熱材４０に加えて可搬円筒状金属容器１の側面および上面を断熱材４１，４２で覆うようにした。
【００１５】
このように、本加熱方法及び加熱装置によると、装置が簡単で安価でありながら、可搬円筒状金属容器１内の内容物５の加熱において、高い生産性を有し、温度分布も均一で、局部高温が生じない優れた加熱法および装置が達成でき、熱湯中に浸漬させる温浴加熱に代替して、安価に可搬円筒状金属容器１を加熱することができる。
また、ドライ状態での加熱なので、万一、可搬円筒状金属容器１が破損していて、内容物５が液化して漏れても、外部に出た途端に常温固化するので、飛散することがなく、公害上非常に安全な加熱システムを構成できる。
又、可搬円筒状金属容器１の底面と側面と上面をコンパクトに断熱でき、その熱損失は湯浴加熱の１／１００以下となり、また、通常のドラムヒータによる加熱での損失の１／１０以下にできる。
また、その効果は、図２に示すように、底面の加熱終端温度を２５％改善し、所要時間を約６０％に減じる。これにより冬期（外気温１℃）においても、２．５日〜３日での可搬円筒状金属容器の昇温が可能になる。
【００１６】
尚、本発明の構成において、使用する金属製敷き板は、材質を限定されないが、実用上は入手容易で熱伝導率の高いアルミニウムを用いることが最も好ましい。また、シートも変形が吸収できるものであればよく、金属製ファイバーからなるシートが良い熱伝達特性を示して好ましいが、ゴムシート（できれば熱伝導性を上げたものが好ましい）でも効果は十分出せる。
さらに、可搬円筒状金属容器は通常の２００リッタードラムであれ、特殊サイズのドラムであれ、ほぼ同じ設備構成と操業形態であり、各種容量と寸法の可搬円筒状金属容器にも、本発明が有効であることはいうまでもない。
又、本発明に述べる、金属製ファイバーからなるシートとは、金属を延伸して細いファイバー状にした素材を多本数絡ませて、弾性シート状にしたもの（一般に不織布で提供されている）であり、熱伝導性可撓材からなるシートとは、通常のゴムの熱伝導率０．１Ｗ／（ｍ２Ｋ)以上を持つゴムやプラスチックからなる素材の弾性シートをいう。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では上述のように構成したので、装置が簡単で安価でありながら、可搬円筒状金属容器内の内容物の加熱において、高い生産性を有し、温度分布も均一で、局部高温が生じない優れた加熱法および装置が達成でき、熱湯中に浸漬させる温浴加熱に代替して、安価な可搬円筒状金属容器加熱が可能となる。
また、ドライ状態での加熱なので、万一、可搬円筒状金属容器が破損していて、固体内容物が液化して漏れても、外部に出た途端に常温固体になるので、飛散することがなく、公害上非常に安全な加熱システムを構成できる。
又、一般には、内容物の品質確保上、加熱上限温度に制限があり、局部加熱をできるだけ避ける必要がある可搬円筒状金属容器内容物の加熱において、可搬円筒状金属容器内の温度分布の差を小さくできるので、ドラムヒータの設定温度をあまり上げずに、可搬円筒状金属容器内の最低温度部を目標温度に上げることができ、局部加熱上限温度を余裕を持って守りながら、底面の最低温度部の目標温度への加熱を完全に行うことが可能である。
また、底面にヒータを付加する必要がないので、コスト増も殆どなく、コンパクトで効率がよく、放熱損失の小さい接触伝熱による加熱ができ、ドラムヒータの熱量を十二分に有効活用した加熱を行うことができる。
【００１８】
以上説明した通り、本発明によると、工場の排水汚染の全くないクリーン操業が可能で、かつ可搬円筒状金属容器の破損調査や熱湯周り作業の危険業務から作業員を解放し、さらに熱負荷として、可搬円筒状金属容器とヒータ自身と金属製敷き板のみの加熱を必要とするだけの、低熱慣性で制御精度と生産性の高い、省エネルギー加熱が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の１形態に係る加熱装置の使用状態を示す断面図である。
【図２】可搬円筒状金属容器の加熱時における昇温特性例を示すグラフ図である。
【図３】従来の加熱装置の使用状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  可搬円筒状金属容器
１０  円筒胴壁
１２  底面
１３  底面エッジ部
２０  ドラムヒータ（電気式バンドヒータ）
２１  ドラムヒータ（電気式バンドヒータ）
２２  ドラムヒータ（電気式バンドヒータ）
３  金属製敷き板
４０  底面断熱材
４１  側面断熱材
４２  上面断熱材
５  内容物
６  シート
【図１】
0003618261.tif 000002
【図２】
0003618261.tif 000003
【図３】
0003618261.tif 000004