(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流水の循環路に配備し流水を電気ヒータで間接的に加熱する加熱装置であって、流通する流水に伝熱する金属伝熱管と、該金属伝熱管に嵌め合わせる管状セラミックヒータとを備え、前記金属伝熱管の外径と管状セラミックヒータの内径との間に寸法上のばらつきを吸収するための耐熱性シール材とを配備して形成すると共に、前記管状セラミックヒータはアルミナ素材の基管の表面に電熱回路を形成したアルミナ素材を被覆した後焼成した電熱層を形成し、該電熱層に過熱防止用の温度ヒユーズを取り付けたことを特徴とする流水の間接加熱装置。
【請求項２】
前記耐熱性シール材がシリコーンゴムシール材であることを特徴とする請求項１に記載の流水の間接加熱装置。
【請求項３】
前記流水の間接加熱装置は、管状セラミックヒータ全体をおおって、温度ヒューズとヒータリード線を絶縁保護すると共に、自動復帰タイプサーモスタットを保持し、外部への放熱を抑制する熱収縮チューブを有することを特徴とする請求項１及び２に記載の流水の間接加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は加熱装置に係り、特に流水の循環路に配備し流水を電気ヒータで間接的に加熱する流水の間接加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
【０００３】
従来から流水を循環路の途中で所定の温度に加熱するための流水加熱装置としては電気ヒータを熱源とするものが装置が小型で簡便に作れることから多く利用されていた。
【０００４】
この流水加熱装置には石英管ヒータやシーズヒータ等の電気ヒータを直接流水の循環路内に配備し流水を直接加熱する直接加熱式と、電気ヒータで加熱した熱媒体を介して流水を加熱する間接加熱式とがある。
【０００５】
直接加熱式は装置を簡便に作れしかも熱効率も良いが、石英管ヒータの石英管が割れた場合やシーズヒータの絶縁材を充填した金属管が腐食して穴が明き絶縁が壊れた場合には流水への漏電が起きて危険である。
【０００６】
このためシーズヒータを利用する場合でも電熱線に対する絶縁を二重にした二重シーズヒータとし、さらに絶縁層に対し絶縁劣化度検知装置を設け金属管に穴が明いて絶縁が劣化したのを検知できるようにするような安全対策が必要で、装置は高価になってしまう。
【０００７】
一方間接加熱装置としては、従来は電気ヒータで熱媒体としてのオイルを加熱するオイルヒータが多く利用されていたが、この装置は構造が複雑で高価であり、さらに熱効率が悪い。
【０００８】
このため最近は、金属製伝熱管をアルミニウム合金のような熱伝導度の良い金属製の筐体ブロツク中に埋設し、ヒータで加熱媒体を加熱し、加熱媒体から伝熱管中を流れる水に熱を伝える間接加熱装置が熱効率が良くしかも安全な加熱装置として多く利用されるようになった。
【０００９】
この間接加熱装置の１例は図３に平面図として示す通りであり、１及び２はステンレス、銅等の伝熱性及び耐食性に優れた金属で作られた徃き及び戻り伝熱管であり、この徃き及び戻り伝熱管１及び２はアルミニウム合金のような伝熱性に優れた金属の長方形の徃き及び戻り加熱媒体ブロツク３及び４の中に両端を突出させてた状態で埋設されている。
【００１０】
５が徃き及び戻り加熱媒体ブロツク３及び４を加熱するための板状のセラミツクヒータであり、往き及び戻りの加熱媒体ブロツク３及び４の間にシリコーンゴムシール材を塗布した板状のセラミツクヒータ５を挟み、このセラミツクヒータ５を間に挟んだ往き及び戻りの加熱媒体ブロツク３及び４を各の表裏両面の左右両端に設けた突起部にステンレス製の板ばね６を嵌めて結合し一体とする。
【００１１】
その後徃き及び戻り伝熱管１及び２の一端をＵ字の連結管７で連結すると、矢印に示すように、徃き伝熱管１から入った水は戻り伝熱管２から出るように循環し、この間に徃き及び戻り加熱媒体ブロツク３及び４を介しててセラミツクヒータ５により所定温度に加熱される流水間接加熱装置が形成される。
【００１２】
この流水の間接加熱装置の往き及び戻り加熱媒体ブロツク３及び４には、安全装置としての温度ヒユーズ８、この温度ヒユーズ８より動作温度の低い自動復帰タイプのサーモスタット９及びアース線１０が各々ねじ止めにより取り付けられている。
【００１３】
伝熱管１及び２は流水が流れると内面に汚れが多量に付いて熱伝導度が悪くなってしまうが、これは電力を無駄に費やすだけでなく往き及び戻り加熱媒体ブロツク３及び４の温度が異常に上昇してしまい、この加熱装置の周囲の装置を熱で損傷させたり、或いは火災を起こさせたりする危険がある。
【００１４】
そこでサーモスタット９を往き加熱媒体ブロツク３に表面温度を検知するために取り付け、このサーモスタツト９が徃き加熱媒体ブロツク３が例えば９０℃といった所定の温度にまで上昇したことを検知したなら、往き及び戻り伝熱管１及び２の内面の掃除をするように警告すれば、往き及び戻り伝熱管１及び２の内面に汚れが沢山付いてしまって往き及び戻りの加熱媒体ブロック３及び４の温度が異常に上がってしまうのを防げる。
【００１５】
さらにサーモスタット９が万一故障した場合に備えて、往き及び戻りの加熱媒体ブロツク３及び４の温度が例えば１００数１０℃といったように異常に上昇し火災が発生しそうになったら、ヒータの電源を自動的に切るように温度ヒユーズ８が配備されている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしなが前記したような伝熱管加熱媒体ブロツク埋め込み式の流水間接加熱装置では熱効率が悪い、装置のサイズ大きくなってしまいしかもコストが高く、サーモスタット、温度ヒユーズ、アース線等の取付けに手間が掛かると同時に不完全になり易いといった欠点があった。
【００１７】
すなわち伝熱管を埋め込んだ加熱媒体ブロツクは、伝熱管をインサートしてのアルミニウム合金ダイカストにより形成されるので余り長い伝熱管をインサートできないので、伝熱管を往きと戻りとの２つに分け、この往きと戻りの２つに分けられた伝熱管を各々埋め込んだ加熱媒体ブロツクを別々に作らなければならない。
【００１８】
このため伝熱管を埋め込んだ加熱媒体ブロックを作るのに工数がかかることは勿論、別々に作られた伝熱管を埋め込んだ加熱媒体ブロツクを間に板状のセラミツクヒータを挟んで板ばねを利用しながら結合し、その後往きと戻りの伝熱管を連結管を嵌めて連結しなければならず、加熱装置は、加熱媒体ブロックの製造と組み立てに手間が掛かりコストが高くなり、同時に直線状にできないのでサイズが大きくなってしまうと共に、Ｕ字の連結管が必要である。
【００１９】
また装置には温度ヒユーズ、サーモスタット、及びアース線がアルミニウム合金製の加熱媒体ブロックにねじ止めにより取り付けるので手間が掛かるだけでなくねじのゆるみによって取付けが不完全になってしまうこともある。
【００２０】
温度ヒユーズは、アルミニウム合金製の加熱媒体ブロックの表面に取り付けるので安価なリードタイプのものは使えず、高価な電気的に絶縁されかつ熱伝導性の良いものを使わなければならない。
【００２１】
さらに伝熱管への伝熱は、加熱媒体ブロツクを介してであり、しかも板状のセラミツクヒータから加熱媒体ブロツクに対しての伝熱は１つの側面からだけで伝熱面積が小さいので熱効率が悪く、電力費が掛かるだけでなく加熱速度が遅い。
【００２２】
本発明は、前記したような従来技術の欠点を解消して、加熱効率が良く、サイズが大きくならないでしかもコストが安く、さらに温度ヒユーズ等の安全装置が簡単にしかも確実に取り付けられる流水の間接加熱装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、流水の循環路に配備し流水を電気ヒータで間接的に加熱する加熱装置であって、流通する流水に伝熱する金属伝熱管と、該金属伝熱管に嵌め合わせる管状セラミックヒータとを備え、前記金属伝熱管の外径と管状セラミックヒータの内径との間に寸法上のばらつきを吸収するための耐熱性シール材とを配備して形成すると共に、前記管状セラミックヒータはアルミナ素材の基管の表面に電熱回路を形成したアルミナ素材を被覆した後焼成した電熱層を形成し、該電熱層に過熱防止用の温度ヒユーズを取り付けたことを特徴とする流水の間接加熱装置とすることで課題を解決することができた。
さらに本発明は、前記耐熱性シール材がシリコーンゴムシール材で構成することで課題を解決することができた。
さらに本発明は、流水の間接加熱装置は、管状セラミックヒータ全体をおおって、温度ヒューズとヒータリード線を絶縁保護すると共に、自動復帰タイプサーモスタットを保持し、外部への放熱を抑制する熱収縮チューブを有する構成とすることで課題を解決することができた。
【００２４】
さらに本発明は、前記耐熱性シール材がシリコーンゴムシール材で構成することで課題を解決することができた。
さらに本発明は、前記管状セラミックヒータは基管の表面に電熱層を被覆して形成し、過熱防止用の温度ヒユーズを蝋付けにて取り付ける構成することで課題を解決することができた。
さらに本発明は、管状セラミックヒータ全体をおおって、温度ヒューズとヒータリード線を絶縁保護すると共に、自動復帰タイプサーモスタットを保持し、外部への放熱を抑制する熱収縮チューブを有するように構成することで課題を解決することができた。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態は図１に断面図として、図２に平面図として示す実施例の通りである。
【００２６】
１１が流水を流通させ加熱に必要な長さの金属伝熱管であり、これはステンレス或いは銅のような耐食性があると同時に熱の伝導性の良い金属で作られる。
【００２７】
１２は管状のセラミツクヒータであり、この管状セラミツクヒータ１２は、アルミナ素材の基管１３の表面にタングステンーモリブデン系のヒータペーストで電熱回路を形成したアルミナ素材を被覆した後焼成し電熱層１４を形成したもので、電熱層１４にはヒータリード線及び温度ヒユーズを取り付けるための電極が設けられている。
【００２８】
１５が熱硬化型のシリコーンゴム系の耐熱性シール材であり、管状のセラミツクヒータ１２の内面にまずシリコーンゴム系の耐熱性シール材１５を塗布し、次いで金属伝熱管１１を嵌め、その後１５０℃程度に加熱してシリコーンゴム系の耐熱性シール材を硬化させ、金属伝熱管１１を管状のセラミックヒータ１２に密着して嵌め合わせる。尚、シール材として、シリコーンオイルのような液体をゴムパッキンで封入してもよい。
【００２９】
このように耐熱性シール材１５を介して金属伝熱管１１を管状のセラミックヒータ１２に密着して嵌め合わせるので、金属伝熱管１１及び管状セラミツクヒータ１２は、寸法精度を緩くして製造でき、しかも管状セラミツクヒータ１２がひび割れするような不良が出ないで歩留まり良く嵌め合わせられるので、装置の製造コストが安くなる。
【００３０】
すなわち管状セラミツクヒータ１２を高温に加熱して内径を広げて金属伝熱管１１を嵌め合わせる方法もあるが、このような方法によると、寸法上のばらつきによって管状セラミツクヒータ１２がひび割れしたり或いは嵌め合いが緩くなってしまうので、金属伝熱管１１及び管状セラミツクヒータ１２の寸法精度を高くし製造しなければならず、それでも不良が出やすくて歩留まりが悪いので装置の製造コストが高くなってしまう。
【００３１】
ところが金属伝熱管１１を管状セラミツクヒータ１２に耐熱性シール材を介して嵌め合わせると、金属伝熱管１１の外径と管状セラミツクヒータ１２の内径とに寸法上のばらつきがあっても、このばらつきは耐熱性シール材１５により吸収されてしまうのでしっかりした嵌め合わせができる。
【００３２】
したがって金属伝熱管１１と管状セラミツクヒータ１２を製造する際に大きな寸法誤差が許され、しかも不良が出難くて歩留まりが高いので装置の製造コストが安くなる。
【００３３】
１６はヒータリード線、１７は安価なリードタイプ温度ヒユーズであり、これらは管状セラミツクヒータ１２の電熱層１４に設けた電極に銀蝋付けで容易にしかもしっかりと取り付けられ、１８は金属伝熱管１１にスポット溶接により取り付けたアース線である。
【００３４】
１９は管状セラミツクヒータ１２の表面に載せられたサーモスタット、２０は断熱性と電気絶縁性を持ったシリコーンゴム系の熱収縮チューブであり、熱収縮チューブ２０を管状セラミツクヒータ１２に被せて、管状セラミツクヒータ１２の表面に載せられているサーモスタット１９を押さえると同時に電極に銀蝋付けされたヒータリード線１６及びリードタイプ温度ヒユーズ１７を絶縁保護し、外部への放熱を防ぐ。
【００３５】
このようにして作られた流水の間接加熱装置は、管状セラミツクヒータ１２からの熱は、金属伝熱管１１に対して加熱媒体を介さずに直接に、しかも表面全体から伝熱面積の大きな状態で伝わるので熱効率が非常に良くなる。
【００３６】
また金属伝熱管１１の長さを幾ら長くしてもそれに見合った長さの管状セラミツクヒータ１２に容易に嵌め合わせて直線状に作れるので、装置のサイズは大きくならないで済む。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成され、熱効率が良くしかもサイズが余り大きくならずに安いコストで作れる流水の間接加熱装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】              実施例断面図、
【図２】              実施例平面図、
【図３】              従来例平面図。
【符号の説明】
１１                金属伝熱管
１２                管状セラミツクヒータ
１３                基管
１４                電熱層
１５                耐熱性シール材
１７                温度ヒューズ
１８                アース線
１９                サーモスタット
２０                熱収縮チューブ
【図１】
0003865822.tif 000002
【図２】
0003865822.tif 000003
【図３】
0003865822.tif 000004