(57)【要約】【課題】  熱媒体液を、温度センサーにより加熱設定温度をコントロールするシステムに於いて、温度コントロールシステムが故障した場合にも、熱媒体液の急激な温度上昇を防止し、熱媒体液の温度上昇速度を鈍化させるか温度上昇を停止させる事を可能とする。【解決手段】  目的物を加熱可能な熱媒体液中に、加熱設定温度よりも沸点が高い不燃性または難燃性溶剤の調整液(２０)を混合する。熱媒体液(２)が加熱設定温度を超えたときに調整液(２０)を蒸気として蒸発させる事により、熱媒体液(２)から蒸発潜熱を奪い、熱媒体液(２)の温度上昇速度を鈍化させるか温度上昇を停止させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
目的とする加熱設定温度よりも沸点が高い不燃性または難燃性の調整液を、内部に混合した事を特徴とする熱媒体液。
【請求項２】
目的物を加熱可能な熱媒体液中に、加熱設定温度よりも沸点が高い不燃性または難燃性の調整液を混合し、熱媒体液が加熱設定温度以上となったときに不燃性または難燃性の調整液を、蒸気として蒸発させる事により、熱媒体液から蒸発潜熱を奪い、熱媒体液の温度上昇速度を鈍化させるか温度上昇を停止させる事を特徴とする熱媒体液の過熱防止方法。
【請求項３】
目的とする加熱設定温度よりも沸点が高い不燃性または難燃性の調整液を、蒸発拡散用の開口部を設けた伝熱材製の調整容器内に収納し、この調整容器を内部に挿入し開口部からの調整液の蒸発拡散を可能とした事を特徴とする熱媒体液。
【請求項４】
目的物を加熱可能な熱媒体液中に、加熱設定温度よりも沸点が高い不燃性または難燃性の調整液を、蒸発拡散用の開口部を設けた伝熱材製の調整容器内に収納し、この調整容器を熱媒体液の内部に挿入し開口部からの調整液の蒸発拡散を可能とすることにより、熱媒体液が加熱設定温度以上となったときに不燃性または難燃性の調整液を蒸気として蒸発させる事により調整液を低温化し、調整容器を介して熱媒体液を冷却し、熱媒体液の温度上昇速度を鈍化させるか温度上昇を停止させる事を特徴とする熱媒体液の過熱防止方法。
【請求項５】
不燃性または難燃性の調整液は、蒸気として蒸発し熱媒体液から蒸発潜熱を奪った後は、凝縮器によって凝縮し、再度、熱媒体液に混入する事を特徴とする請求項１の熱媒体液。
【請求項６】
不燃性または難燃性の調整液は、蒸気として蒸発し熱媒体液から蒸発潜熱を奪った後は、凝縮器によって凝縮し、再度、熱媒体液に混入する事を特徴とする請求項２の熱媒体液の過熱防止方法。
【請求項７】
不燃性または難燃性の調整液は、蒸気として蒸発し熱媒体液から蒸発潜熱を奪った後は、凝縮器によって凝縮し、再度、調整容器内に充填する事を特徴とする請求項３の熱媒体液。
【請求項８】
不燃性または難燃性の調整液は、蒸気として蒸発し熱媒体液から蒸発潜熱を奪った後は、凝縮器によって凝縮し、再度、調整容器内に充填する事を特徴とする請求項４の熱媒体液の過熱防止方法。
【請求項９】
不燃性または難燃性の調整液は、蒸発した蒸気により熱媒体液の液面を被覆する事により、熱媒体液と大気とを遮断し熱媒体液の酸化防止と熱媒体液への引火防止を可能とした事を特徴とする請求項１、３、５または７の熱媒体液。
【請求項１０】
不燃性または難燃性の調整液は、蒸発した蒸気により熱媒体液の液面を被覆する事により、熱媒体液と大気とを遮断し熱媒体液の酸化防止と熱媒体液への引火防止を可能とした事を特徴とする請求項２、４、６または８の熱媒体液の過熱防止方法。
【請求項１１】
調整液は、加熱設定温度よりも０℃〜１００℃沸点が高いものであることを特徴とする請求項１、３、５、７または９の熱媒体液。
【請求項１２】
調整液は、加熱設定温度よりも０℃〜１００℃沸点が高いものであることを特徴とする請求項２、４、６、８または１０の熱媒体液の過熱防止方法。
【請求項１３】
調整液は、熱媒体液とは不溶性で有ると共に各々沸点の異なる複数種の調整液を混合して用いるものであることを特徴とする請求項１、３、５、７または９の熱媒体液。
【請求項１４】
調整液は、熱媒体液とは不溶性で有ると共に各々沸点の異なる複数種の調整液を混合して用いるものであることを特徴とする請求項２、４、６、８または１０の熱媒体液の過熱防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体、液体、気体等を間接的に加熱するための熱媒体液及びこの熱媒体液の過熱防止方法に係るもので、熱媒体液の温度管理を行う温度センサー等が故障し、加熱源からの加熱が連続的に行われた場合にも、熱媒体液の温度上昇速度を鈍化させるか温度上昇を停止させる事を可能にするものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平５−２０３号公報
【特許文献２】特開平９−１０９１号公報  従来、固体、液体、気体等を加熱する方法として、目的物を直接加熱する直接加熱方式と、目的物を間接的に加熱する間接加熱方式とが存在する。本発明は間接加熱方式に用いる熱媒体液及びこの熱媒体液の過熱防止方法に係るものである。従来より、熱媒体液を用いた間接加熱方式としては特許文献１、２の如きものが知られている。そして、熱媒体液としては、鉱物油、植物油、動物油、シリコーンオイル等が一般的に用いられている。この熱媒体液の加熱は、初めに熱媒体液の加熱設定温度を温度センサーに設定し、この温度センサーによって加熱源の制御を行う方式が用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、温度センサーが故障した場合には加熱源の制御を行う事ができなくなり、加熱設定温度を遙かに超えた熱媒体液の加熱が行われるものとなる。この加熱設定温度を遙かに超えた熱媒体液の加熱自身が極めて好ましくないのは勿論であるが、熱媒体液として、鉱物油や植物油、動物油、シリコーンオイル等を用いる場合には油の高温化に伴う酸化を生じ、熱媒体液の品質を劣化させる場合が多い。また、油の熱的劣化や酸化に伴い、油の粘度を高くし熱伝達性が悪いものとなる。その結果、加熱源に近い部分だけが異常にオーバー加熱され、発火を生じる場合がある。このように熱媒体液を利用して温度センサーにより加熱設定温度をコントロールする場合は、温度センサーを含めた温度コントロールシステムが故障した場合は、極めて危険な事故を発生させる可能性がある。本発明は温度センサーを含めた温度コントロールシステムが故障した場合にも、熱媒体液の温度上昇速度を鈍化させるか、温度上昇を停止させる事により危険な事故の発生を防止する事を可能にしようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は上述の如き課題を解決するため、第１の発明は、目的とする加熱設定温度よりも沸点が高い不燃性または難燃性の調整液を、内部に混合して熱媒体液を形成したものである。
【０００５】
また、第２の発明は、目的物を加熱可能な熱媒体液中に、加熱設定温度よりも沸点が高い不燃性または難燃性の調整液を混合し、熱媒体液が加熱設定温度以上となったときに不燃性または難燃性の調整液を、蒸気として蒸発させる事により、熱媒体液から蒸発潜熱を奪い、熱媒体液の温度上昇速度を鈍化させるか温度上昇を停止させる事を特徴として成るものである。
【０００６】
また、第３の発明は、目的とする加熱設定温度よりも沸点が高い不燃性または難燃性の調整液を、蒸発拡散用の開口部を設けた伝熱材製の調整容器内に収納し、この調整容器を内部に挿入し開口部からの調整液の蒸発拡散を可能として熱媒体液を形成したものである。
【０００７】
また第４の発明は、目的物を加熱可能な熱媒体液中に、加熱設定温度よりも沸点が高い不燃性または難燃性の調整液を、蒸発拡散用の開口部を設けた伝熱材製の調整容器内に収納し、この調整容器を熱媒体液の内部に挿入し開口部からの調整液の蒸発拡散を可能とすることにより、熱媒体液が加熱設定温度以上となったときに不燃性または難燃性の調整液を蒸気として蒸発させる事により調整液を低温化し、調整容器を介して熱媒体液を冷却し、熱媒体液の温度上昇速度を鈍化させるか温度上昇を停止させる事を特徴として成るものである。
【０００８】
また、不燃性または難燃性の調整液は、蒸気として蒸発し熱媒体液から蒸発潜熱を奪った後は、凝縮器によって凝縮し、再度、熱媒体液に混入するものであっても良い。
【０００９】
また、不燃性または難燃性の調整液は、蒸気として蒸発し熱媒体液から蒸発潜熱を奪った後は、凝縮器によって凝縮し、再度、調整容器内に充填するものであっても良い。
【００１０】
また、不燃性または難燃性の調整液は、蒸発した蒸気により熱媒体液の液面を被覆する事により、熱媒体液と大気とを遮断し熱媒体液の酸化防止と熱媒体液への引火防止を可能としたものであっても良い。
【００１１】
また、調整液は、加熱設定温度よりも０℃〜１００℃沸点が高いものであっても良い。
【００１２】
また、調整液は、熱媒体液とは不溶性で有ると共に各々沸点の異なる複数種の調整液を混合して用いるものであっても良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は上述の如く構成したもので有るから、固体、液体、気体等を間接的に加熱するための熱媒体液を、温度センサーにより加熱設定温度をコントロールするシステムに於いて、温度センサーを含めた温度コントロールシステムが故障した場合にも、熱媒体液の急激な温度上昇を防止し、熱媒体液の温度上昇速度を鈍化させるか温度上昇を停止させる事を可能とする。即ち、加熱設定温度よりも沸点が高い調整液を熱媒体液中に混合したことにより、熱媒体液が加熱設定温度に達した時または加熱設定温度以上となった時に、調整液が蒸気として蒸発し、熱媒体液から蒸発潜熱を奪い、熱媒体液の温度上昇速度を鈍化させるか温度上昇を停止させる事が可能となる。従って、温度コントロールシステムの故障によっても、熱媒体液の異常なオーバー加熱を防止したり遅らせ、熱媒体液の発火、酸化、粘度の上昇等を防止する事が可能となる。
【００１４】
また、上記の如く調整液を熱媒体液中に混合した場合は、調整液と熱媒体液の接触が良好となるため、熱媒体液の温度コントロールを効率よく行うことが出来る。しかし、調整液と熱媒体液とを混合することが好ましくない場合には混合手段を用いずに、調整液を、蒸発拡散用の開口部を設けた伝熱材製の調整容器内に収納し、この調整容器を熱媒体液の内部に挿入し、開口部からの調整液の蒸発拡散を行うことができる。この場合は、調整液と熱媒体液が調整容器を介して接触するため、混合する場合よりも熱媒体液の温度コントロールは効率が低下するものとなる。しかし、調整液と熱媒体液の直接接触を避けることが可能となる。
【００１５】
又、調整液は蒸発後に凝縮して回収すれば、熱媒体液に再度混入する事が可能となり、長時間に渡る熱媒体液の温度コントロールを可能とするものである。
【００１６】
また、不燃性または難燃性の調整液の、蒸発した蒸気により熱媒体液の液面を被覆すれば、熱媒体液と大気とを遮断し熱媒体液の酸化防止と熱媒体液への引火防止を可能とする事ができる。
【実施例１】
【００１７】
本発明の一実施例を図面に於いて説明すれば、(１)は収納タンクで、鉱物油や植物油、動物油、シリコーンオイル等の熱媒体液(２)を収納可能としている。この熱媒体液(２)中には、熱媒体液(２)の加熱設定温度よりも０℃〜１００℃沸点が高い、フッ素系溶剤、フッ素系不活性液体、塩素系溶剤等の不燃性または難燃性の調整液を混合している。また、収納タンク(１)内の熱媒体液(２)中には、加熱源(３)を配置している。この加熱源(３)は、電気ヒーター等の適宜の熱エネルギーを用いる事が可能である。
【００１８】
また、この加熱源(３)と一定の間隔を介した位置に温度センサー(４)を配置し、この温度センサー(４)により加熱源(３)の熱エネルギー供給を制御している。即ち、熱媒体液(２)の温度が加熱設定温度に達するかこれを超えるときは、これを温度センサー(４)が関知し加熱源(３)の熱エネルギー供給を停止し、熱媒体液(２)の温度が加熱設定温度よりも低下したときは加熱源(３)の熱エネルギーを加熱設定温度に達するまで熱媒体液(２)に供給することを繰り返すものである。この加熱源(３)の熱エネルギー供給及び停止の繰り返しは、温度センサー(４)が正常に作動している場合は正常に行われるが、温度センサー(４)が故障した場合は、この制御は一切行われないものとなる。
【００１９】
また、収納タンク(１)の上部には冷却水を流通させた冷却管により構成する凝縮器(８)を配設し、熱媒体液(２)中の調整液が蒸発した場合にこれを凝縮し回収すると共に、この凝縮した調整液を熱媒体液(２)中に再度混合可能なものとしている。また、収納タンク(１)の上部開口(５)を密封する蓋体(６)には蒸発ガス放出管(７)を設け、調整液が多量に蒸発し凝縮器(８)による凝縮が完全ではない場合、安全バルブ(１０)を開放し、収納タンク(１)内の異常な圧力上昇を防止するものである。また、凝縮器(８)と熱媒体液(２)との間にガス濃度センサー(１１)を配置しても良い。
【００２０】
また、収納タンク(１)の下部方向には、熱媒体液(２)の導出管(１２)を接続し、この導出管(１２)に、収納タンク(１)との間に導出制御弁(１３)を介して熱媒体液(２)を供給先に導出する循環ポンプ(１４)を配置している。また、収納タンク(１)には、導出管(１２)とは熱媒体液(２)の供給先を介して連通する熱媒体液(２)の戻し管(１５)を、戻し制御弁(１６)を介して接続している。この戻し管(１５)は、供給先で熱交換を行い、加熱設定温度よりも温度の低下した熱媒体液(２)を収納タンク(１)内に循環させて、加熱源(３)により加熱設定温度まで加熱した後、導出管(１２)から供給先に供給するものである。
【００２１】
また、収納タンク(１)には、熱媒体液(２)又は調整液の補給管(１７)を補給制御弁(１８)を介して接続し、自然消耗した熱媒体液(２)又は調整液をタンク内に供給可能としている。
【００２２】
上述の如く構成したものに於いて、熱媒体液(２)を用いた供給先目的物の間接加熱を行うには、加熱源(３)に熱エネルギーを供給し熱媒体液(２)を加熱設定温度まで加熱し、導出管(１２)を介して供給先に熱媒体液(２)を供給するものである。収納タンク(１)内で熱媒体液(２)が加熱設定温度に達した場合には、これを温度センサー(４)が感知し、加熱源(３)への熱エネルギーの供給を停止するから、熱媒体液(２)の温度上昇は停止され加熱設定温度に保たれる。また、熱媒体液(２)の温度が加熱設定温度よりも低下したときは、これを温度センサー(４)が感知し、加熱源(３)の熱エネルギーを加熱設定温度に達するまで熱媒体液(２)に供給する。この加熱源(３)の熱エネルギー供給及び停止の繰り返しは、温度センサー(４)が正常に作動している場合は正常に行われるが、温度センサー(４)が故障した場合は、温度センサー(４)による制御は一切行われないものとなり、熱媒体液(２)は加熱設定温度以上に上昇するが、本発明に於いては、その上昇は緩やかであるか、場合によっては温度上昇を停止させる事が可能となる。
【００２３】
即ち、温度センサー(４)を含めた温度コントロールシステムが故障した場合にも、加熱設定温度よりも０℃〜１００℃沸点が高い調整液を熱媒体液(２)中に混合したことにより、熱媒体液(２)が加熱設定温度に達した時、または加熱設定温度を超えたとき、即ち加熱設定温度を０℃〜１００℃超えたときに調整液が蒸気として蒸発し、熱媒体液(２)から蒸発潜熱を奪い、熱媒体液(２)の温度上昇速度を鈍化させるか温度上昇を停止させる事が可能となる。この調整液の沸点は、加熱設定温度との温度差が０℃よりも低いと、熱媒体液(２)が加熱設定温度に達していなくとも調整液の蒸発が生じる可能性があり、熱媒体液(２)を加熱設定温度に保つのが困難となる。また調整液の沸点が加熱設定温度を１００℃超える場合は、熱媒体液(２)のオーバー過熱となり熱媒体液(２)の発火、酸化、粘度の上昇等を生じる可能性が発生する。
【００２４】
一実施例では沸点２５０℃以上の石油系の熱媒体液(２)９リットル中に、沸点１２１℃のパークロロエチレンを調整液として１リットル混入した。この調整液を混入した熱媒体液(２)の加熱設定温度を１２０℃と想定して加熱を行ったところ、１４０℃まで加熱した状態で、調整液の蒸発が開始され、熱媒体液(２)は１４０℃に保たれた。この実施例では、石油系の熱媒体液(２)と調整液であるパークロロエチレンが溶解可能であるため、混合によって沸点１２１℃の調整液の沸点が上昇し１４０℃で調整液の蒸発が開始されている。石油系の熱媒体液(２)と調整液とが不溶性のものを用いれば、調整液が本来備えた沸点で蒸発が生じる。
【００２５】
上述の如く、温度コントロールシステムの故障によっても、熱媒体液の異常なオーバー加熱を防止するか遅延させ、熱媒体液(２)の発火、酸化、粘度の上昇等を防止したり遅延させる事が可能となる。又、調整液は蒸発後に凝縮器(８)で凝縮して回収すれば、再度熱媒体液(２)に混入する事が可能となり、長時間に渡る熱媒体液(２)の温度コントロールを可能とするものである。また、熱媒体液(２)の異常なオーバー加熱を遅延させることにより、オペレーター等に装置の異常を気づかせる時間を長く取ることが可能となり、人為的な電源の切断等、安全処置を行うまでの猶予時間を長くすることが可能となり作業の安全性を向上できるものとなる。
【００２６】
また、調整液は不燃性または難燃性溶剤を用いているから、蒸発した蒸気により熱媒体液(２)の液面を被覆すれば、熱媒体液(２)と大気とを遮断し熱媒体液(２)の酸化防止と熱媒体液(２)への引火防止を可能とする事ができる。
【００２７】
また、熱媒体液(２)とは不溶性で有ると共に各々沸点の異なる複数種の調整液を熱媒体液(２)に混合して用いれば、複数種の調整液が、設定温度以上の各々の沸点で蒸発する。この蒸発蒸気を、熱媒体液(２)の温度コントロールを行う系統のセンサーとは別系統で形成したセンサーにより各々感知し、各々警報を発するようにすれば、熱媒体液(２)の温度上昇を、設定温度超過域、警報域、危険域等に分けて警報を発することが出来るため、迅速的確な対応を可能とし、作業の安全性を向上することが可能となる。
【実施例２】
【００２８】
また、上記の実施例では調整液(２０)を熱媒体液(２)中に混合する方法を用いているが、他の異なる実施例では図２に示す如く、調整液(２０)を、蒸発拡散用の開口部(２１)を設けた伝熱材製の調整容器(２２)内に収納し、この調整容器(２２)を熱媒体液(２)の内部に挿入し、開口部(２１)からの調整液(２０)の蒸発拡散を可能とすることにより、調整液(２０)を低温化し、この調整容器(２２)を介して熱媒体液(２)を冷却し、熱媒体液(２)の温度上昇速度を鈍化させるか温度上昇を停止させるものである。この実施例は、調整液(２０)と熱媒体液(２)とを混合することが好ましくない場合に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施例を示すフロー図。
【図２】第２実施例を示すフロー図。
【符号の説明】
【００３０】
２    熱媒体液
８    凝縮器
２０  調整液
２１  開口部
２２  調整容器
【図１】
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【図２】
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