(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器に収容されたヒータにより流体を加熱する液没式の加熱装置においてガスをパージするためのパージマニホールドの組立体であって、
前記加熱装置は、前記容器の壁として構成され、開口部を有する壁を持つ容器と、前記容器壁に接して配置されたパージ用マニホールドとからなり、
前記パージマニホールドは前記容器の壁に有する開口部と同一直線上に貫通開口部を有し、前記パージマニホールドはその壁内に貫通通路を有し、該貫通通路は前記パージマニホールドにある前記貫通開口部と連通する出口を有し、
前記容器壁の開口部と前記パージマニホールドの貫通開口部との方向に延伸して前記２つの開口部に嵌め合わされた嵌め合い部材とを有し、
前記嵌め合い部材はその内部に長手軸方向に貫通ボアーが貫通延伸し、該貫通ボアーは嵌め合い部材の側面に出口を有し、それにより該嵌め合い部材の貫通ボアーもまた前記パージマニホールドの前記貫通通路の出口と連通するようになっている、
パージマニホールド組立体。
【請求項２】
前記嵌め合い部材が前記パージマニホールドの貫通開口部を貫通して延伸し、さらに該部材が延伸したところに嵌め合い部材用キャップを有しており、
前記嵌め合い部材と前記容器壁との間を密封するための第１のシールと、
前記嵌め合い部材と嵌め合い部材用キャップのと間を密封するための第２のシールと、
前記パージマニホールドと嵌め合い部材との間を密封するための第３のシールと、
前記前記パージマニホールドと嵌め合い部材用キャップとの間を密封するための第４のシールと、
を含む請求項１に記載のパージマニホールド組立体。
【請求項３】
前記容器壁と前記パージマニホールドとを隔てており、前記嵌め合い部材の長手方向の軸に対してほぼ直角に前記嵌め合い部材から延びているフランジと、
前記容器壁に対して前記嵌め合い部材を固定するための手段と、
前記パージマニホールドと一定の関係で前記嵌め合い部材を固定する手段と、
前記嵌め合い部材に挿入されて、前記嵌め合い部材の出口の間近で終っているヒータ用鞘と、
前記嵌め合い部材を貫通して延びているリード線と
をさらに有する請求項１に記載のパージマニホールド組立体。
【請求項４】
容器壁と前記容器壁に隣接した位置に配置されたパージマニホールドとからなるハウジングと、
前記容器壁は貫通する開口部を有するとともに、前記パージマニホールドも貫通する貫通開口部を有し、該貫通開口部は前記容器壁に有する開口部と同一直線上にあり、
前記パージマニホールドの貫通開口部に対してほぼ直角にパージマニホールド壁内部に貫通通路を有し、該貫通通路は前記パージマニホールドにある貫通開口部と連通する出口を有し、
前記容器壁の貫通開口部と前記パージマニホールドの貫通開口部との方向に延伸して前記２つの開口部を嵌め合わせる嵌め合い部材と、
前記嵌め合い部材は長手軸方向に貫通ボアーが貫通延伸し、その側面に該貫通ボアーと連通する出口を有し、それにより該嵌め合い部材もまた前記パージマニホールドの前記出口と連通するようになっており、
前記嵌め合い部材の方向に延伸して前記出口の付近で終っている鞘と、
前記嵌め合い部材を貫通して延びているリード線と
を有するガスパージ式液没ヒータ装置。
【請求項５】
前記嵌め合い部材が前記パージマニホールドの貫通開口部を貫通して延びており、さらに、
前記嵌め合い部材がその中に延伸して挿入されている嵌め合い部材用キャップと、
前記嵌め合い部材と前記容器壁との間を密封するための第１のシールと、
前記嵌め合い部材と嵌め合い部材用キャップのと間を密封するための第２のシールと、
前記パージマニホールドと嵌め合い部材との間を密封するための第３のシールと、
前記前記パージマニホールドと嵌め合い部材用キャップとの間を密封するための第４のシールとを、
さらに有する請求項４に記載のガスパージ式液没ヒータ装置。
【請求項６】
前記容器壁と前記パージマニホールドとを隔てており、前記嵌め合い部材の長手方向の軸に対してほぼ直角に前記部材から延びているフランジと、
前記容器壁に対して前記嵌め合い部材を固定するための第１の手段と、
前記パージマニホールドに一定の関係で前記嵌め合い部材を固定する第２の手段と、
前記嵌め合い部材に挿入されて、前記嵌め合い部材の出口の間近で終っているヒータ用鞘と、
前記嵌め合い部材を貫通して延びているリード線と
をさらに有する請求項４に記載のガスパージ式液没ヒータ装置
【請求項７】
内部室を有するハウジングと、
ヒータ線を内部に密閉し、前記ハウジング内部の内部室に配置された鞘と、
システムにおける流体を前記内部室に流入させるために前記ハウジングにあるシステム流体の入口と、
前記システム流体を前記内部室から流出させるための前記ハウジングにあるシステム流体出口と、
前記鞘にパージガスを流入させるための前記ハウジングにあるパージガス入口と、
前記パージガスを前記鞘から流出させるための前記ハウジングにあるパージガス出口と、
動力ケーブルを前記ヒータ線に電気的に接続させるための前記ハウジングにあるパワーコンジェット入口と、
を包含することを特徴とする流体加熱システム。
【請求項８】
前記ハウジングがさらにパージマニホールドを有し、該パージマニホールドが、
底壁と、
周囲に側壁と、
前記底壁と側壁によって前記パージマニホールド内に形成された１つの室と、
を包含している請求項７に記載の流体加熱システム。
【請求項９】
前記パージマニホールドがさらに、
前記底壁を貫通して延びている貫通開口部と、
前記パージマニホールドの底壁の中で前記パージマニホールドの貫通開口部とほぼ直角方向に延びている貫通通路と、
前記貫通通路と前記貫通開口部とを連通する出口と、
を有し、前記ハウジングがさらにそこを貫通して延びる貫通開口部を有する容器壁を有しており、前記容器壁の貫通開口部が前記パージマニホールドの貫通開口部と同一直線上にあるようになっている
請求項８に記載の流体加熱システム。
【請求項１０】
前記容器壁の貫通開口部と前記パージマニホールドの貫通開口部との方向に延伸して前記２つの貫通開口部に嵌め合わされた前記嵌め合い部材を有し、
前記嵌め合い部材は長手軸方向に貫通して延伸する貫通ボアーと、その側面に該貫通ボアーと連通する出口とを有しており、
前記出口は又、前記パージマニホールドの出口と連通し、
該嵌め合い部材は前記パージマニホールドの貫通開口部を貫通して突出するようになっており、さらに、
前記嵌め合い部材が延びている方向に挿入されている嵌め合い部材用キャップと、
前記嵌め合い部材と前記容器壁との間を密封するための第１のシールと、
前記嵌め合い部材と前記嵌め合い部材用キャップの間を密封するための第２のシールとを
有する請求項９に記載の流体加熱システム。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
この出願は１９９６年６月１８日に出願された仮特許出願第０２０４４６／６０を優先権主張して出願されるものである。
本発明は浴槽の中の液体を加熱するための液没ヒータ（液体の中に没しているヒータ）に関する。特に、本発明はガスパージ式（ガス流動式）液没ヒータのパージ管理システムに関する。
連続した可撓性ケーブルからなる電気抵抗ヒータは、特に腐食性の化学槽に沈めるのに適しているが、それは加熱中の化学槽の腐食に対し優れた抵抗性を有するプラスチック材料で可撓性ケーブルの外表面を包むことができるからである。米国特許第４、１５８、７６４号に可撓性ケーブルからなる電気抵抗ヒータの実施例が図示され且つ説明されている。この米国特許第４、１５８、７６４号の全体が参考にされ本明細書に組込まれる。
ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）材料からなる外側のケーシングや包被を有するこのような可撓性ケーブルヒータを提供できることは公知である。PTFEは腐食性媒体による化学的侵食に対し優れた抵抗力を有している。しかしながら、望ましい可撓性を得るために薄壁にした管にPTFEを使用するとき、PTFEはその浸透性により可撓性ケーブルヒータの中に加熱された化学性蒸気を侵入させる欠点を有している。この課題を解決するため、米国特許第４、５５３、０２４号においては、ケーブル型液没ヒータの外側のジャケットを適当なドライなガス状媒体源に連結して、該ケーブルヒータの入口端からその内部を通過して、加熱用エレメントの周りに、さらにケーブルヒータの反対端にある出口に循環させることが開示されている。この循環は、前記抵抗加熱用エレメントの周囲に乾燥したガースを連続的に流動すなわちパージさせ、蓄積した腐食性化学蒸気をケーブルヒータの外側のプラスチック製ジャケットを通じて排出させることになる。米国特許第４、５５３、０２４号も参考にされ本明細書に組込まれる。
ガスパージ式（ガス流動式）ヒータのガスパージを多様化するシステムで現在入手可能なシステムは、パージ媒体から動力ケーブルを分離させるため一般的に入手可能な圧縮器具を使用している。公知のシステムの中では、動力線がヒータの鞘そのものとして同一軸線上に留まるようになった「Ｔ」型器具が使用されている。つぎに流動媒体が「Ｔ」の動力線に直角な部分から導入される。一般的に入手可能なシステムはヒータそのものの製造コストが非常に高価であるが、最終の顧客には据付けコストが比較的高価である。ある場合には従来公知のシステムは複雑であるため顧客が必要な接続を実施しないことが判明した。また従来のデザインは「Ｔ」型器具の据付けに広いスペースを要する観点からも欠点を持っている。すべての必要な接続を行うに必要な部屋は、最も多くの場合に、ガスパージ式ヒータのその他の支持システムにもより良く使用され、または最終のヒータ設備を小さく作るためにもより良く使用することができる。このことは、例えば電子マイクロチップの製造を行うクリーンルームにおけるような貴重なスペースの使用をできるだけ最小限にすることになる。
したがって、上記の課題を克服し且つさらに良好で一層効果的な結果を獲得できるガスパージ式水ヒータのための新規にして改良されたパージ管理システムを開発することが要望されてきた。
発明の簡単な概要
本発明は流体を加熱するためのガスパージ式液没ヒータシステムに動力とパージ媒体の供給装置を連結することに対し簡潔性および容易性を提供する。
本発明の一つの見地によればパージマニホルド組立体が提供される。
特に本発明のこの見地によれば、パージマニホールド組立体は貫通孔を有する容器壁とこの容器に隣接して配置されたパージマニホールドを有する。パージマニホールドは容器壁の貫通開口部と同一直線上にある貫通孔即ち貫通開口部と、パージマニホールドの中に延びているボアー（ｂｏｒｅ）すなわち貫通孔とを有しており、この孔はパージマニホールドの貫通開口部と連通するポート（ｐｏｒｔ）すなわち出口を備えている。嵌め合い部材が容器壁の孔すなわち貫通開口部とパージマニホールドの孔すなわち貫通開口部の中に延びている。嵌め合い部材は長手方向の貫通ボアーとこの貫通ボアーと連通するポートすなわち出口を有する。また嵌め合い部材のポート（出口）はパージマニホールドの中に延びている前記ポート（出口）とも連通している。
本発明の別の見地によれば、ガスパージ式液没ヒータが得られる。
特に、本発明のこの別の見地によれば、貫通孔を持った容器壁と前記容器壁の近くに配置されたパージマニホルドとを有するハウジングを包含している。前記パージマニホルドが前記容器壁の孔と同一直線上にある貫通孔と、前記パージマニホルドの孔にほぼ垂直に前記パージマニホルドの中に延びているボアーと、このボアーを前記パージマニホルドの孔に連通させるポートとを有する。鞘が器具本体の中に延びて前記器具本体のポートの間近で終わっている。
なお、本発明のさらに別の見地によれば、流体加熱システムが得られる。
特に、この本発明の別の見地によれば、流体加熱システムはヒータワイヤを有する鞘が延入する内部室を有するハウジングを包含している。システム流体の入口がシステム流体を前記室に流入させ、システム流体の出口がシステム流体を前記室から流出させる。また、ハウジングはパージガスを前記鞘に流入させるため前記ハウジングに設けたパージガス入口と、パージガスを前記鞘から流出させるためパージガス出口とを有する。最後に、ハウジングはパワーケーブルをヒータワイヤに電気的に接触させるためバワーコンジット入口を備えている。
本発明の１つの効果はガスパージ式可撓性ケーブル型液没ヒータのための新規なパージ管理システムを提供することである。
本発明の別の効果は腐食性流体のような流体に対してインライン（inline）型ガスパージ式可撓性ケーブル型浸水ヒータを提供することである。
なお、本発明の別の効果は、ばらばらになったヒータケーブルに対し分離した複数個のパージシステムを、パージガスの流通可能な共通のマニホルドに接続するためパージ室を使用したパージ管理システムを提供することである。
更に、本発明の別の効果は、液没ヒータシステムのパージ媒体流通路から電力線を分離させるため圧縮器具を使用しているパージ管理システムを提供することである。
なお更に、本発明の別の効果は、ヒータで加熱する外部流体を、内部パージ流体および加熱エレメントへの動力線に対し、密封するシール面を提供する器具を使用しているパージ管理システムを提供することである。
本発明のなお別の効果は、当業者が次の詳細な説明を読んで理解することにより明らかになるであろう。
本発明はこの明細書に詳細に記載され且つ添付図面に図示されている好適な実施例の或る部分およびこれら部品の配列において物理的形状をなしている。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の第１の好適な実施例によるガスパージ式液没ヒータのパージ管理システムの一部を断面にした正面図である。
図２は図１のパージ管理システムの一部の拡大分解図である。
図３は図２のパージ管理システムの部分組立図である。
図４はキャップを除いた図１のパージ管理システムの平面図である。
図５は図１のパージ管理システムのパージ室区画の側面図である。
図６は図５のパージ室の断面の正面図である。
図７は図１のパージ管理システムの上部区画の平面図である。
図８は図７のパージ管理システムの上部区画の断面正面図である。
図９は本発明の第２の好適な実施例によるパージ管理システムの嵌め合い部材の拡大正面図である。
図１０は本発明の第２の好適な実施例によるパージ管理システムのパージ室区画の側面図である。
図１１は図１０のパージ室の平面図である。
図１２は第２の好適な実施例によるパージ管理システムの上部区画の平面図である。
図１３は図１２の上部区画の側面図である。
好適な実施例の詳細な説明
本発明の数個の好適な実施例を図示することのみを目的とし且つ本発明を制限することを目的としていない図面を参照すれば、図１はガスパージ式液没ヒータ装置Ａのパージ管理システムを示す。この装置は底区画１０と中央区画１２をハウジングを有する。これらの二つの区画の間にシール１４を備えている。クランプ装置１６が二つの区画を連結している。底区画１０と中央区画１２の内部に室１８が形成されている。上部区画２０がクランプ２２により中央区画１２に締め付けられている。ヘッダ２６に通じる入口２４が上部区画２０に形成されている。ヘッダ２６に上端を固定した入口分配管２８が底区画１０に向かって延び且つ室１８の中心に配置されている。出口３０がヘッダ２６に通じている。米国特許第４、５５３、０２４号に開示されている型式のガスパージ式の複数本の可撓性ケーブルヒータが室１８の中に巻かれている。３本の分離したケーブルヒータ３２が室１８の中に一緒に巻かれていると認めるべきである。
図７、８に最良に図示しているように、上部区画２０の中央孔３４の中にヘッダ２６が配置されている。可撓性ケーブルヒータ３２の中の少なくとも１本に超過温度用のサーモカップル３６が設けられている。また、必要に応じ、温度により溶融切断するフューズ３８を設けることができる。ケーブルヒータ３２の加熱作用を調節するための制御用サーモカップル４０が室１８の中に延びている。
入口２４と出口３０の両方にシール４４が設けられている。このシールは、必要に応じ、テフロンを被せたＯ−リング面シールにすることができる。さらに、必要に応じ入口２４と出口３０の両方に二重封じ込め式アダプタ器具４６を設けることができる。入口２４と出口３０はそれぞれ適当な普通の型式、例えばピュアーボンド「Purebond」パイプ連結具またはフレアテク「Flaretec」連結具にすることができる。
パージ室５０すなわちパージマニホルド組立体５０が上部区画２０に適当な手段により固定されている。また、図４を参照すれば、パージ室５０がパージ入口５２とパージ出口５４を備えている。図６に示すように、入口と出口はそれぞれボアー５５を備え、このボアー５５はパージ室の底壁の数個の貫通孔と連通している。図１を参照すれば、動力線用コンジット５６がパージ室に固定され、複数本の動力線５８が側孔６０を通ってパージ室の中に延びることができるようになっている。パージ室５０の頂部を閉じるためのキッャプ６２がパージ室５０に適当に固定されている。
図２を参照すれば、ガスパージ式可撓性ケーブルヒータ３２が、動力線７２に一端を固定したヒータワイヤ７０を有している。これらの両者は鞘支持管７６に固定されているヒータ鞘７４に収容されている。動力線５８の中の１本が鞘支持管７６から外に延び出している。この動力線は上部区画２０の端壁８０（図８参照）のボアー７８を通って延びている。ボアー７８は殆ど同一直径のねじ区画８２と無ねじ区画８４を備えている。組み立てられたときに、シール（好ましくはＯリングである）８６がボアー７８の無ねじ区画８４に配置され且つ嵌め合い部材９０の一方の端部と接している。長手方向の貫通孔すなわち貫通ボアー９２を持っている嵌め合い部材９０は、ボアーの端部がシール８６に圧接する第１の傾斜端面９４を有する。嵌め合い部材９０は、端壁８０のボアー７８のねじ区画８２にねじ込みするように外周がねじ切りされた第１のねじ付き区画９６を有する。嵌め合い部材は、また端壁８０の側面に接するフランジ９８を備えている。
嵌め合い部材の小径区画１００がフランジ９８に接して設けられている。嵌め合い部材９０の長手方向のボアー９２と連通しているポート（出口）１０２が小径区画に配置されている。嵌め合い部材９０の小径区画に隣り合った位置に、外周がねじ切りされた第２の外周ねじ付き区画１０４が配置されている。図３に示すように、第１のパージマニホールドシール１０６が嵌め合い部材の第２の外周ねじ付き区画の上を滑らせてフランジ９８の側面と接する。また、シール１０６はパージマニホールドの端壁１０８と接する。図２に示すように、端壁１０８は貫通開口部１１０を備えている。横ポート１１２（出口）が貫通開口部１１０と連通している。図４に示すように、また横ポート１１２は、ボアー（貫通孔）５５の１つを経由して、パージ入口５２とパージ出口５４の１つと連通する。
組立状態において、横ポート１１２はポート（出口）１０２と連通し、それによってパージ流体が嵌め合い部材９０を通り、ポート１０２から流出し、ヒータ鞘７４へと流れるようにしている。貫通開口部１１０は第１および第２の傾斜端面１１４、１１６を有する。第１の傾斜端面１１４は第１のパージマニホールドシール１０６を位置決めする。第２の傾斜端面１１６は第２のパージマニホールドシールの１１８を位置決めする。パージ／パワーシール用のＯーリング１２８がパージ／パワー・シール１２６に取り付けられている。シール１２６とＯーリング１２８は、図３の組立説明図において十分に示されているように、嵌め合い部材９０の長手方向の貫通ボアー９２の端面からパージ用流体が流出するのを防止する。図３に示すように、嵌め合い部材用キャップ１３０が嵌め合い部材の第２の外周ねじ付き区画１０４にねじ込まれている。このようにして、第２のパージマニホールドシール１１８がマニホールドの端壁１０８と嵌め合い部材用キャップ１３０との間に挟み込まれ、また第１のパージマニホールドシール１０６が嵌め合い部材９０とマニホールド端壁１０８の間に挟み込まれている。
底壁１３４と周囲側壁１３６とによりパージ室５０に中央空洞１３２が形成されることは明らかである。数個の嵌め合い部材用キャップ１３０と動力線５８がこの中央空洞１３２内に収容されている。中央空洞１３２密封しているキャップ６２の存在により動力線５８との接触が防止されている。
さて、図４を参照すると、サーモカップル４０を収容するための開口１２０がパージ室５０を貫通している。図７に示すように、上部区画２０を貫通する開口１２２がパージ室５０の開口１２０と一直線上にある。
完全に組み立てる場合に、使用者は標準の接続方法により動力手段とパージ手段とを簡単に接続する必要がある。動力の接続はリードワイヤをターミナルブロックに接続するか、または一般に入手可能な電気プラッグにより行うことができる。パージ手段の接続は圧縮器具やその他一般に入手可能な形式の流体コネクタ、例えば圧縮空気および水力施設に普通使用されている「クィック・カップリング」により行うことができる。また、本発明の構造は使用者が密閉された「ジャンクション・ボックス」の中のヒータに電気接続を行う用意をさせることができる。この方法は、使用者が特定の設備に対して必要なケーブルの最終長さを決定して、システムの中に環境上のシールを作ることができるようにする。この種類のシステムは一般に使用者により電気接続部を、ヒータが受けるかも知れない有害な環境物から防護するために好まれている。
任意の適当数のガスパージ式可撓性ケーブルヒータ３２をヒータハウジングＡの中に設けることができることを認識すべきである。図１〜図８に開示した実施例は３個のこのようなガスパージ式ケーブルヒータ（その各々は図３に示すように嵌め合い部材９０と嵌め合い部材用キャップ１３０により上部区画の端壁８０とパージ室の端壁１０８に固定されたそれぞれの端部を有している）を有しているが、その他任意数のケーブルヒータを設けることができる。
例えば、ヒータハウジングに２個のこのようなガスパージ式可撓性ケーブルヒータを配置した実施例が図１０−１３に示されている。この本発明の実施例を良く理解し認識するために、類似の部品に（′）を付した類似の数字で表し、新規の部品には新しい数字で表されている。
この実施例において、パージ室１４０は、また、ケーブルヒータの動力線を入れるための開口１４２（図１０参照）およびパージ入口１４４とパージ出口１４６を備えている。図１１に示すように、４個の貫通孔１４８がガスパージ式可撓性ケーブルヒータの各々の両端を収容するためパージ室の端壁１５０を貫通している。また、この端壁１５０にサーモカップルの開口１５２が存在する。図１２に示すように、この実施例によるヒータハウジングの上部区画１６０には、適当な嵌め合い部材９０′を収容するため端壁１６４を貫通した４個のねじ孔１６２を有している。前記嵌め合い部材９０′には第一、第二のねじ区画９６′、１０４′とフランジ９８′および嵌め合い部材９０′の長手方向の孔９２′に連通する横ボアー１０２′を有している。上部区画１６０は入口１６６と出口１６８を備えている。上部区画１６０を貫通するサーモカップルのボアー１７０（図１３参照）がパージ室１４０のサーモカップルの開口１５２と一直線上にある。
本発明を数個の実施例を参照して説明してきた。明らかに、この明細書を読み理解することにより変更および修正が生ずるであろう。このような変更および修正はすべて請求の範囲に入るかまたは特許請求の範囲と均等物であることを意図している。
【図１】
0003943599.tif 000002
【図２】
0003943599.tif 000003
【図３】
0003943599.tif 000004
【図４】
0003943599.tif 000005
【図５】
0003943599.tif 000006
【図６】
0003943599.tif 000007
【図７】
0003943599.tif 000008
【図８】
0003943599.tif 000009
【図９】
0003943599.tif 000010
【図１０】
0003943599.tif 000011
【図１１】
0003943599.tif 000012
【図１２】
0003943599.tif 000013
【図１３】
0003943599.tif 000014