(57)【要約】【課題】被加熱流体の温度変化に対する温度測定、および温度制御の即応性を向上させることを目的とする。【解決手段】被加熱流体を加熱する発熱体３を導電体で形成し、発熱体３の電気抵抗を測定し、電気抵抗から発熱体３の温度を算出して、算出した温度に応じて制御部５が発熱体３の発熱量を制御することにより、発熱体３の温度を迅速に測定することができ、被加熱流体の温度測定および温度制御の即応性を向上させることができる。【選択図】図１
2019033008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱流体を加熱するための流体加熱装置であって、
導電体からなる発熱体と、
前記発熱体の電気抵抗を測定する測定装置と、
測定した前記電気抵抗から前記発熱体の温度を算出して前記発熱体の温度に応じて前記発熱体の発熱量を制御する制御部と
を有し、前記発熱体の温度を一定の値に制御することにより、前記被加熱流体の温度を一定に保つことを特徴とする流体加熱装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記電気抵抗が所定の閾値に達した場合に、前記発熱体の発熱を停止させることを特徴とする請求項１記載の流体加熱装置。
【請求項３】
前記被加熱流体の流路となる中空部を備える筒体をさらに有し、
前記発熱体は前記筒内の外周面に沿って設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流体加熱装置。
【請求項４】
前記発熱体が、コイル状の導電体線であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の流体加熱装置。
【請求項５】
前記発熱体が、ＳＵＳ３０４からなることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の流体加熱装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の流体加熱装置と、
前記発熱体に電力を供給する電源と
を有し、前記制御部が、前記発熱体の温度に応じて、前記電源が前記発熱体に供給する電力量を制御することを特徴とする流体加熱システム。
【請求項７】
発熱体を用いて被加熱流体を加熱する流体加熱装置の温度制御方法であって、
前記発熱体の電気抵抗を測定して前記電気抵抗から前記発熱体の温度を算出する工程と、
算出した前記温度に応じて前記発熱体の発熱量を調整して前記発熱体の温度を目標温度に制御する工程と、
前記制御の際に、算出した前記温度が所定の温度以上になった場合に前記発熱体の発熱を停止させる工程と
を有することを特徴とする温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬液やガス等の流体等を加熱するための加熱装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
高純度の薬液やガス等の流体等を加熱するための流体加熱装置が提供されている。従来の流体加熱装置は、線状の導体に電流を流して導体を加熱し、その熱により、流体等の加熱対象物を加熱していた。
【０００３】
例えば、特許文献１に示すように、従来の流体加熱装置は、被加熱流体が連続的に流れる流路ユニットの流路内に発熱線を備え、発熱線に通電することにより発熱線を発熱させ、流路ユニット内を流通する非加熱体を加熱していた。
【０００４】
そして、このような流体加熱装置では、流路ユニットの流路内を流通する非加熱流体の温度を温度センサにより測定し、測定温度に応じて発熱線に導通される電流量を調整することにより、被加熱流体の温度を一定の温度に制御していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１２４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の流通加熱装置において、一般的に用いられる温度センサは、測定対象の温度が高くなる程測定感度が低下する。つまり、一般的な温度センサでは、温度センサに温度が伝わるのに時間を要するため、対象物が低温である場合に比べて、対象物が高温である場合の方が、温度を特定するまでに要する時間が長くなる。そのため、温度センサにより被加熱流体の温度を一定の温度に制御しようとしても、高温状態において、実際の被加熱流体の温度変化と、測定された温度の変化との間にタイムラグが生じ、測定温度に応じて電流量を調整しても、実際の温度変化に対して齟齬が生じ、温度を一定に保つために必要な時間が長くなるという問題点があった。
【０００７】
本発明の流体加熱装置は、上記問題点を解決するために、被加熱流体の温度変化に対する温度測定および温度制御の即応性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の流体加熱装置は、被加熱流体を加熱するための流体加熱装置であって、導電体からなる発熱体と、前記発熱体の電気抵抗を測定する測定装置と、測定した前記電気抵抗から前記発熱体の温度を算出して前記発熱体の温度に応じて前記発熱体の発熱量を制御する制御部とを有し、前記発熱体の温度を一定の値に制御することにより、前記被加熱流体の温度を一定に保つことを特徴とする。
【０００９】
このように、発熱体の電気抵抗を随時測定することにより、発熱体の温度を迅速に測定することができ、被加熱流体の温度変化に対する温度測定および温度制御の即応性を向上させることができる。
【００１０】
また、前記制御部は、前記電気抵抗が所定の閾値に達した場合に、前記発熱体の発熱を停止させても良い。
【００１１】
前記電気抵抗が所定の閾値に達した場合に、発熱体の発熱を停止させることにより、発熱体および被加熱流体の急激な温度上昇を防止し、さらには発熱体等の損傷を防止することができる。
【００１２】
また、前記被加熱流体の流路となる中空部を備える筒体をさらに有し、前記発熱体は前記筒内の外周面に沿って設けられても良い。
【００１３】
このように、被加熱流体と発熱体との間に筒体を設けることにより、発熱体が被加熱流体から腐食等の影響を受けることを抑制でき、安定して被加熱流体を加熱することができる。また、発熱体および被加熱流体の急激な温度上昇を防止した場合には、筒体が破損することを防止することもできる。
【００１４】
また、前記発熱体が、コイル状の導電体線であっても良い。
【００１５】
発熱体をコイル状にすることにより、被加熱流体を加熱する発熱体の被加熱流体との対向面積か大きくなり、効率的に加熱することができる。また、筒体の外周面にコイルを形成する場合には、発熱体を安定して構成することができる。
【００１６】
また、前記発熱体が、ＳＵＳ３０４からなっても良い。
【００１７】
被加熱流体が腐食性の高い流体であっても、発熱体としてＳＵＳ３０４を用いることにより、発熱体の腐食を抑制することができる。
【００１８】
さらに、本発明の流体加熱システムは、前記流体加熱装置と、前記発熱体に電力を供給する電源とを有し、前記制御部が、前記発熱体の温度に応じて、前記電源が前記発熱体に供給する電力量を制御することを特徴とする。
【００１９】
電源からの電力供給量を調整することにより、容易に、発熱体の発熱量を調整して、被加熱流体の温度制御を行うことができる。
【００２０】
また、本発明の流体加熱装置の温度制御方法は、発熱体を用いて被加熱流体を加熱する流体加熱装置の温度制御方法であって、前記発熱体の電気抵抗を測定して前記電気抵抗から前記発熱体の温度を算出する工程と、算出した前記温度に応じて前記発熱体の発熱量を調整して前記発熱体の温度を目標温度に制御する工程と、前記制御の際に、算出した前記温度が所定の温度以上になった場合に前記発熱体の発熱を停止させる工程とを有することを特徴とする。
【００２１】
発熱体の温度が所定の温度以上になった場合に、発熱体の発熱を停止させることにより、発熱体および被加熱流体の急激な温度上昇を防止し、さらには発熱体の損傷を防止することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、被加熱流体の温度変化に対する温度測定および温度制御の即応性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態１における流体加熱システムの構成を示す概略図
【図２】ニクロムとステンレスとの電気抵抗の温度依存性を示す図
【図３】実施の形態２における流体加熱システムの構成を示す概略図
【図４】本発明の流体加熱方法における温度制御工程を示すフロー図
【図５】筒体に沿って形成される発熱体の構成を例示する図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（実施の形態１）
まず、実施の形態１における流体加熱装置および流体加熱システムについて、図１，図２を用いて説明する。
【００２５】
図１は実施の形態１における流体加熱システムの構成を示す概略図、図２はニクロムとステンレスとの電気抵抗の温度依存性を示す図である。
【００２６】
図１に示すように、実施の形態１に係る流体加熱装置１は、発熱体３と、発熱体３に接続される抵抗測定装置４と、制御部５とから構成される。なお、流体加熱装置は、被加熱物を加熱するために用いられるのみならず、固形物等を加熱する加熱装置とすることも可能である。
【００２７】
発熱体３は、ＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６等のステンレスからなり、電流が導通されることにより発熱する構成である。例えば、発熱体３は線状体であり、さらに、コイル状に形成されても良い。被加熱流体等の被加熱物は、電流が導通されることにより発熱された発熱体３に、直接的または間接的に接触することにより加熱される。
【００２８】
抵抗測定装置４は、発熱体３の電気抵抗を測定する装置である。ここで、一般的な金属等の材料においては、材料毎に、材料の温度と電気抵抗との間に一定の相関関係が存在する。そのため、発熱体３の電気抵抗を測定することにより、発熱体３の温度を算出することができる。
【００２９】
制御部５は、発熱体３の発熱量を調整して、発熱体３の温度が一定の温度となるようにフィードバック制御する。例えば、制御部５は、抵抗測定装置４が測定した発熱体３の電気抵抗を読み込み、発熱体３の電気抵抗から発熱体３の温度を算出する。そして、制御部５は、算出された発熱体３の温度が所定の温度より高い場合は、発熱体３の発熱量を低下させるように制御し、算出された発熱体３の温度が所定の温度より低い場合は、発熱体３の発熱量を維持または高めるように制御する。具体的には、発熱体３を発熱させて被加熱物を加熱する際に、抵抗測定装置４で測定した発熱体３の電気抵抗から発熱体３の温度を算出し、被加熱物の温度が発熱体３の温度となっていると想定する。あるいは、発熱体３の温度と被加熱物の温度との関係をあらかじめ求めておき、この関係から被加熱物の温度を推定する。発熱体３の温度から被加熱物の温度を算出し、被加熱物の温度に対応する発熱体３の温度が所定の温度になるまで発熱体３を発熱させる。発熱体３の温度が所定の温度を超えると発熱体３の発熱を停止させる。さらに、制御部５は、発熱体３の温度が一定の温度になるように、発熱体３の発熱を停止させた後、発熱体３の温度が一定の温度を下回ると、発熱体３の発熱量を高めるように制御しても良い。
【００３０】
さらに、発熱体３は、フッ素樹脂等（図示せず）により被覆される構成としても良い。被加熱物が高純度の薬液やガス等の場合、被加熱物が発熱体３に接触した場合、発熱体３が汚染される場合がある。発熱体３が汚染されると、加熱効率が低下したり、電気抵抗から温度を正確に算出できなくなる場合がある。発熱体３をＦＴＦＥ等のフッ素樹脂等（図示せず）の被覆物により被覆することにより、発熱体３の汚染を抑制することができるため、加熱効率が低下することを抑制し、正確な温度の算出の維持を図ることができる。なお、フッ素樹脂は、不純物を含まないことが好ましい。
【００３１】
また、実施の形態１に係る流体加熱システム２は、流体加熱装置１に対して、発熱体３に電力を供給する電源６が付加された構成である。
【００３２】
流体加熱システム２において、電源６は、発熱体３の両端に直列に接続され、例えば、発熱体３に電流を供給する。発熱体３は供給された電流量に応じて発熱する。電源６は制御部５と接続され、制御部５によって、発熱体３に供給する電流量が制御される構成であり、発熱体３の電気抵抗に応じて発熱体３に供給される電流量を調整し、発熱体３の発熱量を調整して、発熱体３の温度を一定の温度に保たせる。
【００３３】
例えば、発熱体３の温度を一定の温度に保つことにより、被加熱物の温度を一定の目標温度に保つ際に、まず、電源６は発熱体３に電流を供給し、発熱体３を加熱させる。次に、抵抗測定装置４は、発熱体３の電気抵抗を測定し、測定値を制御部５に送信する。次に、制御部５は、受信した電気抵抗から、発熱体３の温度を算出し、あらかじめ定められた目標温度より低い第１の温度と比較する。算出された発熱体３の温度が第１の温度より低い場合は、制御部５は電源６から供給される電流量を維持するように電源６を制御し、算出された発熱体３の温度が第１の温度より高い場合は、制御部５は電源６から供給される電流量を低減させるように電源６を制御する。さらに、制御部５は、算出された発熱体３の温度と目標温度とを比較する。算出された発熱体３の温度が目標温度より低い場合は、制御部５は電源６から供給される電流量を維持するように電源６を制御し、算出された発熱体３の温度が目標温度より高い場合は、制御部５は電源６から電流を供給することを停止させる。その後も、制御部５は、目標温度を下回った際には、電源６からの電流の供給を再開し、同様の制御を継続し、発熱体３の温度を一定の目標温度に維持する。なお、上述のように、第１の温度を設けて、段階的に発熱体３に供給される電流量を調整することにより、より温度制御の即応性が向上するため好ましいが、第１の温度を設けず、目標温度のみで温度制御することも可能である。逆に、第１の温度以外の参照温度を複数設けて、各参照温度に到達した時点で電流量を調整することにより、温度制御の即応性がより向上する。この際、目標温度に対して加熱工程である場合は、目標温度に近い参照温度である程、供給する電流量を小さくして発熱量を小さくし、目標温度に対して冷却工程である場合は、目標温度に近い参照温度である程、供給する電流量を大きくして発熱量を大きくする。
【００３４】
このようにして、被加熱物の温度を発熱体３の温度を基に想定し、発熱体３の電気抵抗から発熱体３の温度を求め、制御部５が発熱体３の温度に応じて発熱体３の発熱量を調整することにより、被加熱物の温度を制御する。一般的な被加熱物の温度制御では、被加熱物自体の温度を測定し、この測定温度を用いて発熱体３の発熱量を調整して温度制御している。しかしながら、被加熱物の温度測定は、測定の開始から温度の特定に至るまでに時間を要し、被加熱物の温度を迅速に測定することは困難であり、その結果、加熱中に、被加熱物が目標温度になったことを特定した時点では、被加熱物の温度は測定温度より高くなっており、迅速に目標温度に維持するように制御することは困難であった。また、被加熱物の温度変化は、発熱体３の温度変化に対して遅延が生じる。つまり、発熱体３の温度が目標温度に到達してしばらく後に、被加熱物の温度が目標温度に到達する。そのため、被加熱物の温度を基に温度制御すると、発熱体３の温度は既にそれ以上の温度になっており、例え、発熱体３加熱を停止したとしても発熱体３が目標温度に下がるまでには時間を要し、結果的に、被加熱物の温度を目標温度に制御することに時間を要することになる。
【００３５】
これに対して、発熱体３の電気抵抗から発熱体３の温度を算出し、発熱体３の温度を用いて温度制御することにより、電気抵抗の測定は瞬時に行うことが可能であるため、被加熱物の温度変化に対する温度測定および温度制御の即応性を向上させ、被加熱物の温度を目標温度に制御することを迅速に行うことが可能となる。
【００３６】
また、一般的な発熱体は、ニクロム線等が用いられる。ニクロムは耐腐食性が低く、特に被加熱物が超純水や強酸，強アルカリ，強塩基等のイオン化傾向が高い物質や腐食性が高い等の活性が強い物質である場合、加熱を繰り返すうちに発熱体が損傷する場合があった。これに対して、ＳＵＳ３０４等のステンレスは、ニクロムに比べて耐腐食性が高く、腐食性が高い被加熱物に対しても、安定して継続的に被加熱物の加熱に用いることができる。特に、発熱体がフッ素樹脂等で被覆されていない場合や、フッ素樹脂等で被覆されていても、フッ素樹脂等に亀裂や劣化が生じて被加熱物が発熱体に浸透しやすい状況である場合、あるいは被加熱物がフッ素樹脂等を投下しやすい場合等に、発熱体としてステンレスを用いることが有効となる。
【００３７】
さらに、図２に示すように、ステンレスは、ニクロムに比べて、電気抵抗の温度依存性が大きい。つまり、図２（ａ）に示すように、ニクロムは温度が高くなっても電気抵抗の値の変化は小さい。これに対して、図２（ｂ）に示すように、ステンレスは、ニクロムに比べて、温度が高くなった場合の電気抵抗の値の上昇の割合が大きい。例えば、ニクロムの抵抗温度係数が１４０×１０−６／℃であるのに対し、ＳＵＳ３０４の抵抗温度係数が１１００×１０−６／℃であり、ニクロムに対して抵抗温度係数が１０倍近く大きい。そのため、一般的なニクロム線からなる発熱体では、電気抵抗の値から正確な温度を算出し、温度変化を正確に測定することが困難であった。これに対して、ステンレスからなる発熱体３では、温度変化に対応して電気抵抗の値も大きく変化する。そのため、発熱体３にステンレスを用いることにより、温度の測定の即応性を向上させながら、正確な温度測定を行うことが可能となる。
【００３８】
以上のように、発熱体３としてＳＵＳ３０４等のステンレスを用いることにより、腐食性等の高い物質を加熱する際であっても、被加熱物の温度変化に対する温度測定および温度制御の即応性と耐腐食性とを両立することが可能となる。つまり、発熱体３としては、一般的にはニクロム線が用いられる。ステンレスが用いられる可能性もあるが、これは、通常、熱効率を考慮して選択されるものである。これに対して本発明に係る発熱体３は、耐腐食性が高いことと抵抗温度係数が大きいことを利用して、抵抗から直接温度を求めて温度測定および温度制御の即応性を向上させながら、耐腐食性を向上させるという、さらなる効果を奏する構成としたことに、大きな特徴の１つがある。
【００３９】
なお、発熱体３は、電流の導通により発熱する構成に限らず、発熱体３を発熱させる構成は任意であり、外部から発熱体３を加熱する構成としても良い。そして、発熱体３は、制御部５により、発熱体３の発熱量を制御できる構成であれば良い。その場合、抵抗測定装置４は、発熱体３の電気抵抗を直接測定する構成とすることも可能である。
【００４０】
また、発熱体３を構成する材料はステンレスに限らず、導電性を有し、被加熱物に対する耐腐食性および抵抗温度係数が、少なくともニクロムより高く、ステンレスと同等以上の材料を用いても良い
【００４１】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２における流体加熱装置および流体加熱システムについて、図３，図４を用いて説明する。
【００４２】
図３は実施の形態２における流体加熱システムの構成を示す概略図、図４は本発明の流体加熱方法における温度制御工程を示すフロー図である。
【００４３】
図３に示すように、実施の形態２における流体加熱装置および流体加熱システムは、実施の形態１における流体加熱装置および流体加熱システムに対して、被加熱流体８を流通させる筒体７がさらに設けられ、発熱体３が筒体７の外周面に沿って配設される構成である。それ以外の構成は、実施の形態１における流体加熱装置および流体加熱システムと同様であり、説明を省略する。
【００４４】
筒体７は、内部に中空部を備える構成であり、中空部の一端から他端に向けて、中空部内を被加熱流体８が流通可能な構成である。筒体７は、一端から他端に続く中空部が形成されていれば良く、流通方向における断面形状は、円，楕円，矩形等任意であり、一端から他端に向けて同一の形状であることも要しない。また、筒体７は、ＰＦＡ等のフッ素樹脂等から構成されることが好ましい。被加熱流体８が超純水や強酸，強アルカリ，強塩基等の活性の高い薬液やガス等である場合、筒体７をＰＦＡ等のフッ素樹脂等で構成することにより、筒体７が汚染されて破損や腐食等が生じることを抑制することができる。
【００４５】
発熱体３は、筒体７の外周面に沿って形成され、発熱体３が発熱することにより、筒体７内を流通する被加熱流体８を、筒体７を介して熱伝導により加熱する。発熱体３は、例えば線状であり、筒体７の外周面に沿って設けられる。また、線状の発熱体３は、筒体７の外周面に沿って巻き付けられてコイル状に形成されることも可能である。コイル状に形成することにより、発熱体３と筒体７との接触面積が増え、流通する被加熱流体８と発熱体３とが対向する面積も増えるため、効率的に被加熱流体８が加熱される。
【００４６】
このように、筒体７の中空部を被加熱流体８が流通する実施の形態２における流体加熱装置および流体加熱システムであっても、実施の形態１と同様に、発熱体３の電気抵抗から発熱体３の温度を算出し、発熱体３の温度を用いて温度制御することにより、電気抵抗の測定は瞬時に行うことが可能であるため、被加熱物の温度測定および温度制御の即応性を向上させ、被加熱物の温度を目標温度に制御することを迅速に行うことが可能となる。
【００４７】
また、ＳＵＳ３０４等のステンレスを用いて発熱体３を形成することにより、腐食性が高い被加熱流体８に対しても、安定して継続的に被加熱流体８の加熱を行うことができる。また、ステンレスは、温度変化に対応して電気抵抗の値も大きく変化するため、発熱体３にステンレスを用いることにより、温度測定の即応性を向上させながら、正確な温度測定を行うことが可能となる。
【００４８】
さらに、発熱体３が被覆される構成である場合、あるいは筒体７がフッ素樹脂等から構成される場合、制御部５は、実施の形態１の流体加熱装置および流体加熱システムにおける制御に加え、発熱体３の温度が所定の温度になった場合、発熱体３の発熱を停止させても良い。ここでの所定の温度は、発熱体３の被覆物や筒体７のフッ素樹脂等が溶融する温度、あるいはその温度から一定のマージン分低い温度とする。
【００４９】
以下、図３，図４を用いて、電源６から電流が供給されることにより、発熱体３が発熱する流体加熱システムの温度制御方法を例に具体例を説明する。
【００５０】
まず、制御部５は、電源６を制御して発熱体３に第１の電流値の電流を供給し始める（図４のステップ１）。
【００５１】
次に、制御部５は、抵抗測定装置４に発熱体３の電気抵抗を測定させ、測定された電気抵抗から発熱体３の温度を算出する。そして、制御部５は、発熱体３の温度が第１の温度以上であるか否かを判定し、発熱体３の温度が第１の温度以上となるまでこの工程を繰り返す（図４のステップ２）。
【００５２】
次に、発熱体３の温度が第１の温度以上となると、筒体７の中空部への被加熱流体８の流通が開始される（図４のステップ３）。
【００５３】
次に、制御部５は、抵抗測定装置４に発熱体３の電気抵抗を測定させ、測定された電気抵抗から発熱体３の温度を算出する。そして、制御部５は、発熱体３の温度が、第１の温度より高く目標温度より低い第２の温度以上であるか否かを判定し、発熱体３の温度が第２の温度以上となるまでこの工程を繰り返す（図４のステップ４）。
【００５４】
さらに、発熱体３の温度が第２の温度以上である場合、制御部５は、ステップ４で算出した温度が第３の温度以上であるか否かを判定し、発熱体３の温度が第３の温度以上である場合は電源６を制御して発熱体３への電流の供給を停止し、発熱体３の温度が第３の温度以上でない場合はステップ６に移行する。ここで、第３の温度は、発熱体３の被覆物や筒体７のフッ素樹脂等が溶融する温度あるいは、この温度より所定のマージン分低い温度である（図４のステップ５）。
【００５５】
次に、発熱体３の温度が第２の温度以上で第３の温度より低い場合、制御部５は、電源６を制御して発熱体３に供給される電流を、第１の電流値より低い第２の電流値に変更し、発熱体３の発熱量を低減させる。これにより、目標温度の近傍において発熱体３の発熱量を低減させて発熱体３の昇温速度を緩め、発熱体３の温度が目標温度を大きく超えることを抑制することができる。（図４のステップ６）。
【００５６】
次に、制御部５は、抵抗測定装置４に発熱体３の電気抵抗を測定させ、測定された電気抵抗から発熱体３の温度を算出する。そして、制御部５は、発熱体３の温度が、目標温度である第４の温度以上であるか否かを判定し、発熱体３の温度が第４の温度以上となるまでこの工程を繰り返す（図４のステップ７）。
【００５７】
さらに、発熱体３の温度が第４の温度以上である場合、制御部５は、ステップ４で算出した温度が第３の温度以上であるか否かを判定し、発熱体３の温度が第３の温度以上である場合は電源６を制御して発熱体３への電流の供給を停止し、発熱体３の温度が第３の温度以上でない場合はステップ９に移行する。（図４のステップ８）。
【００５８】
次に、発熱体３の温度が第４の温度以上で第３の温度より低い場合、制御部５は、電源６を制御して発熱体３に供給される電流を、０［Ａ］または発熱体３が目標温度である第４の温度より低い温度で発熱する第３の電流値に変更し、発熱体３の発熱量を低減させる（図４のステップ９）。
【００５９】
次に、制御部５は、抵抗測定装置４に発熱体３の電気抵抗を測定させ、測定された電気抵抗から発熱体３の温度を算出する。そして、制御部５は、発熱体３の温度が、第４の温度以下の第５の温度以下であるか否かを判定し、発熱体３の温度が第５の温度以下となるまでこの工程を繰り返し、第５の温度以下となった場合は、ステップ６に移行して、電源６に再度第２の電流値の電流を発熱体３に供給させる。以下、この動作を繰り返して、発熱体３の温度を目標温度である第４の温度に維持する（図４のステップ１０）。
【００６０】
被加熱流体８が順調に流通している場合、発熱体３が発熱しても、被加熱流体８が加熱されることにより、被加熱流体８が発熱体３を冷却する方向に作用し、制御部５によって温度制御されていることもあり、発熱体３の加熱は一定の範囲に抑制される。また通常、制御部５は、発熱体３の被覆物や筒体７のフッ素樹脂等が溶融する温度以下の温度範囲で発熱体３の温度制御を行う。このような状態において、被加熱流体８の流通が停止した場合、発熱体３の冷却作用が低減し、発熱体３の温度が予定以上に異常上昇し、温度制御が行われていても、想定外に発熱体３が高温になる場合がある。他にも、発熱体３や制御部５に異常が生じた場合も、発熱体３の温度が予定以上に異常上昇する。このように発熱体３の温度が異常上昇し、発熱体３の被覆物や筒体７のフッ素樹脂等が溶融する温度以上になった場合、発熱体３の被覆物や筒体７のフッ素樹脂等が溶融し、破損することになる。発熱体３の被覆物や筒体７のフッ素樹脂等が破損すると、発熱体３が被加熱流体８中に露出する可能性が高まり、発熱体３が汚染されて腐食性等する恐れが生じる。
【００６１】
このような場合であっても、上記のように、発熱体３の温度が所定の温度になった場合、発熱体３の発熱を停止させ、発熱体３が異常に高温になることを抑制することにより、発熱体３の被覆物や筒体７のフッ素樹脂等が破損することの予防を図り、発熱体３が汚染されて腐食性等することを防止することができる。
【００６２】
なお、上記温度制御方法では、目標温度である第４の温度以外に、第２の温度と第５の温度を用いて発熱量を調整しながら、発熱体３の温度が目標温度を維持するように制御したが、目標温度のみで発熱体３の温度が目標温度を維持するように制御しつつ、発熱体３の被覆物や筒体７のフッ素樹脂等が溶融する温度に依存する第３の温度以上になった場合に、発熱体３の発熱を停止させても良い。逆に、第２の温度と第５の温度以外にもさらに参照温度を設け、発熱体３の発熱量を段階的に微調整しながら、発熱体３が目標温度に早期に到達し維持するようにしても良い。
【００６３】
また、上記各実施の形態において、抵抗測定装置４は、発熱体３の電気抵抗の測定を任意の方法で行うことができ、発熱体３に供給される電流値と、別途測定した発熱体３の電圧値から発熱体３の電気抵抗を測定しても良いし、発熱体３の電気抵抗を直接測定するようにしても良い。
【００６４】
また、発熱体３は、線状に限らず、被加熱物を加熱するあらゆる形状とすることができる。例えば、板状や格子状とすることができる。特に、筒体７に沿って発熱体３が形成される場合は、線状であっても、下記図５を用いて説明するように、容易に様々な形状の発熱体３が形成される。
【００６５】
図５は筒体に沿って形成される発熱体の構成を例示する図であり、筒体を平面状に展開した状態での発熱体の構成を模式的に示したものである。
【００６６】
筒体７に沿って形成される発熱体３は、図５（ａ）に例示されるように、筒体７の外周面上を、複数の屈折部で折り曲げられながら、筒体７の一端側から他端側に向かって形成されても良い。この際、被加熱流体の流通方向に直交する方向に、できるだけ長く発熱体３を形成することにより、効率的に被加熱物を加熱することができる。
【００６７】
また、図５（ｂ）に示すように、筒体７の外周面上に沿って線状体を巻き付けて、図１，図３に示すようにコイル状に発熱体３を形成することもできる。筒体７の外周面上に沿って線状体を巻き付けて発熱体３を形成することにより、加工が困難なステンレスであっても、容易にコイル状に形成することができる。
【００６８】
なお、本発明において、流体には、液体や気体のみならず、粉粒体も含むものとする。微細な粉粒体の集合物であっても、液体や気体のように流通させることが可能なものがある。このような粉粒体であっても、本発明の流体加熱装置や流体加熱システム、あるいは温度制御方法によって加熱することが可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１    流体加熱装置
２    流体加熱システム
３    発熱体
４    抵抗測定装置
５    制御部
６    電源
７    筒体
８    被加熱流体
【図１】
2019033008.tif 000003
【図２】
2019033008.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019033008.tif 000006
【図５】
2019033008.tif 000007