【手続補正書】
【提出日】平成19年4月4日(2007.4.4)
【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】
熱媒体を封入した熱媒容器と、前記熱媒体を加熱する発熱体と、該発熱体を設けた熱媒容器と、該前記熱媒容器に設けた真空断熱ケースとを含む加熱装置において、
前記熱媒容器は、被加熱物を加熱する加熱部と、前記発熱体により加熱した前記熱媒体の非凝縮性ガスを蓄積する蓄積部とを有し、前記真空断熱ケースは、金属板によって作られており少なくとも前記被加熱物の加熱に供する前記加熱部の加熱面を除く前記熱媒容器の外面が前記金属板によって覆われかつ中空部をもって前記熱媒容器と一体になっており、前記金属板の一部がダイアフラム部となっていることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
請求項１に記載の加熱装置において、前記真空断熱ケースの内面は、鏡面仕上げ、ニッケルメッキ、又は銀メッキのうちの一種が施されていることを特徴とする加熱装置。
【請求項３】
請求項1記載の加熱装置において、前記真空断熱ケースは、前記加熱部を挟み込み前記熱媒容器に保持されるよう複数に分割されていることを特徴とする加熱装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】加熱装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱媒体を用いて接触または輻射熱により被加熱物を加熱する加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の加熱装置は、熱媒体を封入した熱媒容器と、熱媒体を加熱する発熱体と、熱媒容器に一体に固定した断熱材とを備えている。
【０００３】
加熱装置では、被加熱物の歩留を良くする為、被加熱物を均一に加熱する必要があり、熱媒容器の均熱性が要求される。熱媒容器の均熱性を阻害する要因としては、熱媒容器内に封入されている熱媒体である凝縮性ガスに混在する非凝縮性ガスがある。
【０００４】
凝縮性ガスは、液状態から熱媒容器の発熱体により加熱されて気体となり、熱媒容器において温度の低い部分に供給され、そこで凝縮熱を放出し液状態に戻る。しかし、残留している非凝縮ガスは凝縮しないので、加熱部に滞留し凝縮ガスの熱移動を阻害し、結果的に加熱部の温度が下がり、凝縮ガスの熱の被加熱物への到達を阻害していた。
【０００５】
従来、凝縮性ガスを封入した加熱容器の製作にあっては、残留した非凝縮性ガスが使用範囲に広く分散するのを避けるため、加熱部の全周または加熱部として使用する部位以外の周囲を断熱材によって覆い加熱部の不用な放熱を少なくし、残留した非凝縮性ガスが加熱部に滞留しないようにし温度が均一で低下しないようになるようにしている。なお、従来の断熱材の熱伝導率は、たとえば、０．０４ｋｃａｌ/ｍ・ｈｒ・℃程度である（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平７-２１８１６１号公報（公報の段落［００１５］〜[００１７]、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来は、熱媒容器の加熱部の外面に断熱材を取り付けて放熱を抑えているが、この時、断熱材の密度の不均一、断熱作業のバラツキ等で、断熱層に熱伝導率のばらつきが生じ、放熱の大きい部分に残留した非凝縮性ガスが滞留し加熱部の温度が低くなる場合があった。この断熱バラツキの為に残留した非凝縮性ガスは、熱媒容器内の加熱部の保温の弱い部分に残り温度性能に悪影響を与えてしまうという問題がある。
【０００８】
それ故に本発明の課題は、非凝縮性ガスが使用範囲である加熱部に滞留しにくく、膨張・収縮を緩衝することができる加熱装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、熱媒体を封入した熱媒容器と、前記熱媒体を加熱する発熱体と、該発熱体を設けた熱媒容器と、該前記熱媒容器に設けた真空断熱ケースとを含む加熱装置において、前記熱媒容器は、被加熱物を加熱する加熱部と、前記発熱体により加熱した前記熱媒体の非凝縮性ガスを蓄積する蓄積部とを有し、前記真空断熱ケースは、金属板によって作られており少なくとも前記被加熱物の加熱に供する前記加熱部の加熱面を除く前記熱媒容器の外面が前記金属板によって覆われかつ中空部をもって前記熱媒容器と一体になっており、前記金属板の一部がダイアフラム部となっていることを特徴とする加熱装置であることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の加熱装置によれば、熱媒容器の加熱部に保温性能の良い真空断熱ケースを施し、非凝縮性ガスの蓄積部の冷却効率を結果的に向上させ、非凝縮性ガスの集まりを良くすることで使用部である加熱部の非凝縮性ガスの残留を少なくし、温度分布性能を向上させる。加熱容器内の非凝縮性ガスが加熱部に滞留しにくくなるので、熱媒容器の加熱部における非凝縮性ガスによる温度分布のバラツキ及び温度低下の少ない加熱装置を提供できる。
【００１１】
真空断熱ケースによる真空断熱は、０．００５ｋｃａｌ/ｍ・ｈｒ・℃程度と低い値でありかつ真空である為に対流熱伝達がなく、輻射熱伝導のみとなり、輻射熱伝達は距離の影響を受けないので真空断熱ケースの厚さ寸法を極力薄くすることができ、加熱装置のコンパクト化ができ、真空断熱ケースの金属板の一部がダイアフラム部となっていることから、膨張・収縮を緩衝することができるという利点がある。
【００１２】
また、真空断熱ケースの低温側に温度センサーを設けた温度センサーの温度上昇検知によって、真空引きを行う時期を把握することで真空断熱ケースの内部の酸化を防止でき、真空断熱機能を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る加熱装置は、熱媒体を封入した熱媒容器と、前記熱媒体を加熱する発熱体と、該発熱体を設けた熱媒容器と、該前記熱媒容器に設けた真空断熱ケースとを含む加熱装置において、前記熱媒容器は、被加熱物を加熱する加熱部と、前記発熱体により加熱した前記熱媒体の非凝縮性ガスを蓄積する蓄積部とを有し、前記真空断熱ケースは、金属板によって作られており少なくとも前記被加熱物の加熱に供する前記加熱部の加熱面を除く前記熱媒容器の外面が前記金属板によって覆われかつ中空部をもって前記熱媒容器と一体になっており、前記金属板の一部がダイアフラム部となっていることにより実現した。
【実施例１】
【００１４】
以下、本発明に係る加熱装置の実施例１について説明する。図1及び図２は、本発明の実施例１における加熱装置を示している。
【００１５】
図１及び図２を参照して、加熱装置は、熱媒体１１を封入した熱媒容器１３と、熱媒体１１を加熱する発熱体１５と、発熱体１５を設けた熱媒容器１３に一体に固定されている真空断熱ケース１７とを有している。
【００１６】
熱媒容器１３は、被加熱物Ａの加熱に供する部分である管状の加熱部１３ａと、発熱体１５により加熱した非凝縮性ガスを蓄積する蓄積部１３ｂとを有している。蓄積部１３ｂは、図１に示したように、熱媒容器１３の上部の内空間である。また、発熱体１５は、熱媒容器１３の下部の外から内空間へ挿入されて位置している。
【００１７】
真空断熱ケース１７は、ステンレス又は錆びにくい金属板によって作られている。真空断熱ケース１７の内部は中空部１８となっている。さらに、真空断熱ケース１７は、被加熱物Ａの加熱に供する加熱部１３ａの加熱面１３ｃを除く熱媒容器１３の外面を覆っており、熱媒容器１３と一体に固定されている。加熱部１３ａには、被加熱物Ａが挿通され加熱面１３ｃの熱によって被加熱物Ａが加熱される。真空断熱ケース１７の内面には、輻射効率の良い鏡面仕上げ、錆びにくいニッケルメッキ、もしくは銀メッキなどのうちの一種が施されている。
【００１８】
熱媒容器１３は、製作時に内部の真空引きが行なわれる。真空断熱ケース１７は、熱媒容器１３の外周面１３ｆと直接溶接を為して真空断熱ケース１７の中空部１８の真空引きが行われる。真空断熱ケース１７の上部の上板部１７ａ及び下部の下板部１７ｂのそれぞれにはダイアフラム部１９ａ、１９ｂが形成されている。ダイアフラム部１９ａ、１９ｂは、加熱装置の膨張・収縮を緩衝する役目を果たす。即ち、加熱装置を使用したときには、熱媒容器１３が冷間から使用温度まで温度上昇し、さらに使用終了したときには使用温度から冷間へ戻る。したがって、加熱装置は縦方向、横方向に膨張・収縮繰り返す。このとき、特に、真空断熱ケース１７と熱媒容器１３との固定部分（溶接部分）付近ではクラックを生じやすいので、この膨張・収縮を緩衝するためにダイアフラム部１９ａ、１９ｂが形成されている。
【００１９】
真空断熱ケース１７には、バルブ２１を介した真空引き管２３が接続されている。真空断熱ケース１７の側面には、低温側の側壁の温度を検出する温度センサー２５が設けられている。万一、真空断熱ケース１７の真空度が低下した時には、真空断熱効果が低下し温度センサー２５の温度が当初より上昇した時、温度センサー２５の温度検出により制御装置２７を動作してバルブ２１を介した真空引き管２３で真空引きを行い真空断熱機能の復活をさせる。
【００２０】
したがって、温度センサー２５の温度上昇検知によって、真空引きを行う時期を把握することで真空断熱ケース１７の内部の酸化を防止でき、真空断熱機能を維持することができる。
【実施例２】
【００２１】
図３及び図４は、本発明に係る加熱装置の実施例２を示している。図３及び図４に示した加熱装置は、実施例１によって説明した加熱装置の真空断熱ケース１７が縦方向で２分割されているものである。図３及び図４を参照して、加熱装置は、図１及び図２に示した真空断熱ケース１７の代わりに熱媒容器１３と分離できる２つの真空断熱ケース１７´，１７´のそれぞれを溶接にて製作し、熱媒容器１３の外周面１３ｆを２つの真空断熱ケース１７´，１７´によって挟むように密着させ、真空断熱ケース１７´，１７´の外周面をバンド２９によって締め付けることによって熱媒容器１３の外周面１３ｆと真空断熱ケース１７´，１７´の内側面１７ｆとを密着させ固定した分離可能な構造となっている。真空断熱ケース１７´，１７´の上部の上板部１７ａには、ダイアフラム部１９ａが形成されている。真空断熱ケース１７´，１７´の下部の下板部１７ｂ（図１を参照）には、ダイアフラム部１９ｂが形成されている。ダイアフラム部１９ａ、１９ｂは、加熱装置の膨張・収縮を緩衝する役目を果たす。
【実施例３】
【００２２】
図５乃至図７は、本発明に係る加熱装置の実施例３を示している。図５乃至図７を参照して、加熱装置は、熱媒体３１を封入した熱媒容器３３と、熱媒体３１を加熱する発熱体３５と、熱媒容器３３に一体に固定した真空断熱ケース３７と、を有している。熱媒容器３３は、被加熱物（図示せず）の加熱に供する加熱部３３ａと、発熱体３５により加熱した熱媒体３１により加熱した非凝縮性ガスを蓄積する蓄積部３３ｂとを有している。蓄積部３３ｂは、熱媒容器３３の上部の内空間である。発熱体１５は、熱媒容器３３の外から下部の内空間へ挿入されて位置している。
【００２３】
真空断熱ケース３７は、ステンレス又は錆びにくい金属板によって作られている。真空断熱ケース３７は、被加熱物の加熱に供する熱媒容器３３の加熱部３３ａの加熱面３３ｃ、加熱部３３ａの加熱面３３ｃに連設されている蓄積部３３ｂの面、及び加熱部３３ａの加熱面３３ｃに連設されている熱媒容器３３の下部の面を除く外面を覆い熱媒容器３３と一体に固定されている。被加熱物は、加熱部３３ａに対向し加熱面３３ｃの熱によって加熱される。真空断熱ケース３７と真空断熱ケース３７に対向している熱媒容器３３の外面との間は中空部３８となっている。真空断熱ケース３７の内面には、輻射効率の良い鏡面仕上げ、錆びにくいニッケルメッキ、もしくは銀メッキなどのうちの一種が施されている。
【００２４】
熱媒容器３３は、製作時に内部の真空引きが行なわれる。真空断熱ケース３７は、熱媒容器３３の外面と直接溶接を為して真空断熱ケース３７の金属板と熱媒容器３３の外面との間における中空部３８の真空引きが行われれる。真空断熱ケース３７の上部の上板部３７ａには、ダイアフラム部３９ａが形成されている。真空断熱ケース３７の下部の下板部３７ｂには、ダイアフラム部３９ｂが形成されている。ダイアフラム部３９ａ，３９ｂは、加熱装置の膨張・収縮を緩衝する役目を果たす。
【００２５】
真空断熱ケース３７には、バルブ４１を介した真空引き管４３が接続されている。真空断熱ケース３７の側面には、低温側の側壁の温度を検出する温度センサー４５が設けられている。万一、真空断熱ケース３７の真空度が低下した時には、真空断熱効果が低下し温度センサー４５の温度が当初より上昇した時、温度センサー４５の温度検出により制御装置５７を動作してバルブ４１を介した真空引き管４３で真空引きを行い真空断熱機能の復活をさせる。
【００２６】
したがって、温度センサー４５の温度上昇検知によって、真空引きを行う時期を把握することで真空断熱ケース３７の内部の酸化を防止でき、真空断熱機能を維持することができる。
【実施例４】
【００２７】
図８乃至図１０は、本発明に係る加熱装置の実施例４を示している。図８乃至図１０を参照して、加熱装置は、熱媒体５１が封入されている熱媒容器６１と、熱媒体５１を加熱するように熱媒容器６１の下部に設けられている発熱体６３と、熱媒容器６１を上下で貫通するように設けられている横断面が円管状の第１の加熱管６４と、熱媒容器６１を上下で貫通するように設けられている横断面が扁平管状の第２の加熱管６５と、発熱体６３を設けた熱媒容器６１に一体に固定されている真空断熱ケース６６とを有している。熱媒容器６１の上部の内空間は、発熱体６３により加熱した熱媒体５１の非凝縮性ガスを蓄積する蓄積部６１ｂとなっている。発熱体６３は、熱媒容器６１の外から下部の内空間へ挿入されて位置している。
【００２８】
真空断熱ケース６６は、ステンレス又は錆びにくい金属板によって作られている。真空断熱ケース６６は、熱媒容器６１の外周面６１ｆ及び熱媒容器６１を上下で貫通している第1の加熱管６４及び第２の加熱管６５の突き出し部分を覆い熱媒容器６１と一体に固定されている。熱媒容器６１の内部に位置している第1の加熱管６４の部分は、被加熱物（図示せず）が加熱される第１の加熱部６４ａとなっている。第１の加熱部６４ａの内面は、被加熱物（図示せず）が挿通され加熱される第１の加熱面６４ｂとなっている。熱媒容器６１の内部に位置している第２の加熱管６５の部分は、被加熱物（図示せず）が加熱される第２の加熱部６５ａとなっている。第２の加熱部６５ａの内面は、被加熱物（図示せず）が挿通され加熱される第２の加熱面６５ｂとなっている。熱媒容器６１の外周面６１ｆと真空断熱ケース６６の金属板との間は中空部６７となっている。真空断熱ケース６６の内面には、輻射効率の良い鏡面仕上げ、錆びにくいニッケルメッキ、もしくは銀メッキなどのうちの一種が施されている。
【００２９】
熱媒容器６１は、製作時に内部の真空引きが行われる。真空断熱ケース６６の上板部６６ａ及び下板部６６ｂは、第１及び第２の加熱管６４，６５の外周面６４ｆ，６５ｆと直接溶接を為して熱媒容器６１の外面６１ｆと外真空断熱ケース６６との間における中空部６７の真空引きが行われる。真空断熱ケース６６の上板部６６ａには、第１の加熱管６４の外周面６４ｆを囲むように第１のダイアフラム部６８ａが形成されている。真空断熱ケース６６の下板部６６ｂには、第１の加熱管６４の外周面６４ｆを囲むように第１のダイアフラム部６８ｂが形成されている。さらに、真空断熱ケース６６の上板部６６ａには、第２の加熱管６５の外周面６５ｆを囲むように第２のダイアフラム部６９ａが形成されている。真空断熱ケース６６の下板部６６ｂには、第２の加熱管６５の外周面を囲むように第２のダイアフラム部６９ｂが形成されている。第１及び第２のダイアフラム部６８ａ，６８ｂ、６９ａ，６９ｂは、加熱装置の膨張・収縮を緩衝する役目を果たす。
【００３０】
加熱装置は、図１１に示したように、熱媒容器６１と真空断熱ケース６６とが縦方向で２つに分離されている構造になっている。なお、図１１では、熱媒容器６１と真空断熱ケース６６とのみを２つに分離した状態で示している。熱媒容器６１と真空断熱ケース６６とは、２つ割れの熱媒容器６１と真空断熱ケース６６とによって第１及び第２の加熱管６４，６５を挟み溶接にて製作することができる。
【００３１】
真空断熱ケース６６には、バルブ７１を介した真空引き管７３が接続されている。真空断熱ケース６６の側面には、低温側の側壁の温度を検出する温度センサー７５が設けられている。万一、真空断熱ケース６６の真空度が低下した時には、真空断熱効果が低下し温度センサー７５の温度が当初より上昇した時、温度センサー７５の温度検出により制御装置７８を動作してバルブ７１を介した真空引き管７３で真空引きを行い真空断熱機能の復活をさせる。
【００３２】
したがって、温度センサー７５の温度上昇検知によって、真空引きを行う時期を把握することで真空断熱ケース６６の内部の酸化を防止でき、真空断熱機能を維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、接触または輻射熱により高分子材料または合繊繊維を加熱し、高分子材料または合繊繊維の性質を変えることにより、高分子材料または合繊繊維の性能を向上させることを目的とする密閉二相サーモサイホンである加熱装置の用途として適している。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る加熱装置の縦断面図である（実施例１）。
【図２】図１に示した加熱装置の平面図である。
【図３】実施例１に示した加熱装置の真空断熱ケースを二分割した構造の加熱装置を示す平面図である（実施例２）。
【図４】図３に示した加熱装置の側面図である。
【図５】本発明に係る加熱装置を示す縦断面図である（実施例３）。
【図６】図５に示した加熱装置の右側面図である。
【図７】図６に示した加熱装置の平面図である。
【図８】本発明に係る加熱装置を示す縦断面図である（実施例４）。
【図９】図８に示した加熱装置のIX-IX線断面図である。
【図１０】図８及び図９に示した加熱装置の平面図である。
【図１１】図１０に示した加熱装置の真空断熱ケースを分割した状態を示した平面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１１，３１，５１ 熱媒体
１３，３３，６１ 熱媒容器
１３ａ，３３ａ 加熱部
１３ｂ，３３ｂ，６１ｂ 蓄積部
１３ｃ，３３ｃ 加熱面
１３ｆ，６１ｆ 熱媒容器の外周面
１５，３５，６３ 発熱体
１７，１７´，３７，６６ 真空断熱ケース
１７ａ，３７ａ，６６ａ 上板部
１７ｂ，３７ｂ、６６ｂ 下板部
１８，３８，６７    中空部
１９ａ、１９ｂ，３９ａ，３９ｂ ダイアフラム部
２１，４１，７１ バルブ
２３，４３，７３ 真空引き管
２５、４５，７５ 温度センサー
２７，５７，７８ 制御装置
２９ バンド
６４ 第１の加熱管
６４ａ 第１の加熱部
６４ｂ    第１の加熱面
６５ 第２の加熱管
６５ａ 第２の加熱部
６５ｂ 第２の加熱面
６８ａ，６８ｂ 第１のダイアフラム部
６９ａ，６９ｂ 第２のダイアフラム部
Ａ 被加熱物
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005291678.tif 000001
【図２】
2005291678.tif 000002
【図３】
2005291678.tif 000003
【図４】
2005291678.tif 000004
【図５】
2005291678.tif 000005
【図６】
2005291678.tif 000006
【図７】
2005291678.tif 000007
【図８】
2005291678.tif 000008
【図９】
2005291678.tif 000009
【図１０】
2005291678.tif 000010
【図１１】
2005291678.tif 000011