JP2009272230A

JP2009272230A - 投げ込み型ヒーター

Info

Publication number: JP2009272230A
Application number: JP2008123458A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kazama; 温風間
Original assignee: Hakko Electric Machine Works Co Ltd
Current assignee: Hakko Electric Machine Works Co Ltd
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2009-11-19

Abstract

【課題】異常時（ヒーターが許容の傾斜角度を超えたさい）に確実かつ即座にヒーターへの通電を遮断することができる、安全性の高い、また、使い勝手に優れた投げ込み式ヒーターを提供すること。
【解決手段】発熱部を液没させ、垂直に立てた状態で使用する投げ込み式ヒーターにおいて、該ヒーターの液没しない非発熱部に傾斜センサーを設け、該センサーからの信号を電子制御回路のゲートに付加し、センサーが許容の傾斜角度を超えて傾いたことを感知すると通電が停止する機能を備えて構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体を加熱するヒーターに関し、より詳細には、発熱部を液体中に投入配置して使用する投げ込み型ヒーターに関する。

投げ込み型ヒーターは、液体の入った容器に発熱部を投げ込んで液没させ、ほぼ垂直に立てた状態で使用されるもで、様々な容器、液体に対応でき、また、持ち運んでの使用ができるなど使い勝手に優れたものであるが、加熱中の液体の蒸発や、容器の転倒・破損などにより発熱部が液体中から露出てしまった場合には、空焼き状態となり発熱部が赤熱するほどの高温に達し、ヒーターや容器を破損させたり、最悪の場合火災を発生させたりする危険性を孕んでいる。
そして、このような空焼きを誘発する要因となる状況として、容器やヒーターの転倒、誤って通電状態で容器から取り出しそのまま放置してしまった場合、あるいは、浅く幅広い容器にヒーターを寝かせて使用するといった誤った使用方法などにより、該ヒーターが垂直以外の状態に長く置かれることが上げられる。
そこで、従来から、この種のヒーターに用いられる空焼きによる異常加熱を防止するための安全装置として、温度検知装置（例えば、発熱部に設ける温度ヒューズ）や、水位検知装置（例えば、フロートスイッチ）などの手段があるが、温度ヒューズでは、断電までにある程度の時間が必要で、一度作動した安全装置は交換の必要があるといった問題や、フロートスイッチでは、装置が複雑となり、使い勝手が悪いなどの問題があり、それぞれ一長一短がある。

一方、垂直状態以外の使用による誤通電事故を防止するための安全装置は、前記の異常加熱防止の手段がそのまま兼用される場合が多く、このための対策としては、必ずしも満足のいく機能を果たすものになっていない。
その中で、横転したさいの誤通電防止に着目した安全装置として、熱線を内装した収納筒を吊下げしてなる主体を有し、該主体には熱線への導線によって形成される電気回路中にスイッチを装備し、このスイッチの開閉を収納筒と並行に設けた保護筒を有するフロートによって行なうものにおいて、該フロートの上端に連結杆を介して円錐形の球受け部材を設け、この球受け部材に球体を載置させ、スイッチの一方に取り付けた連杆を保護筒内に挿入して球体に接触させ、スイッチの連杆は球体及び円錐形の球受け部材を介してフロートに連絡させた投入式ヒーターの安全装置が開示されている。（特許文献１）
実公昭４７−１９１８１号公報

特許文献１の装置によれば、通常のフロートスイッチのようにヒーターが横転倒立した場合でも該ヒーターに通電してしまうことがなく、異常時には、即座に通電を遮断できるものであるが、該装置のようなフロートを用いた器具では、フロートを含む安全装置を液体内に挿入して使用するため、フロート部に浸入する液体は、玉受け部や球体、更には連杆部分にまで浸入する可能性があり、該液体の水垢やゴミなどにより誤作動を起こす懸念がある。また、ヒーターを液体容器から取り出したさいにフロート内に溜まった液体の処理（フロート内に残ってしまった液体を除去清掃する作業）が必要となるため面倒であることに加え、該処理の面倒を考慮すると、例えば粘度の高い液体などへの使用は不向きで、液体の混合の可能性を考慮すると、同一器具で異なる液体の加熱に使用することには問題があるなど使い勝手が良いとはいえない。
また、装置が複雑化するといった問題もある。

そこで、本発明は、垂直状態以外の使用による誤通電を防止することに着目して、異常時（ヒーターが許容の傾斜角度を超えたさい）に確実かつ即座にヒーターへの通電を遮断することができる、安全性の高い、また、使い勝手に優れた投げ込み式ヒーターを提供することを課題とした。

本発明の投げ込み式ヒーターは、発熱部を液没して、垂直に立てた状態で使用するヒーターにおいて、該ヒーターの液没しない非発熱部に傾斜センサーを設け、該センサーからの信号を電子制御回路のゲートに付加し、センサーが許容の傾斜角度を超えて傾いたことを感知すると通電が停止する機能を備えて構成する。

本発明の傾斜センサーを備えた投げ込み式ヒーターによれば、前記した構成により、センサーが許容の傾斜角度を超えて傾いたことを感知すると、即座にかつ確実にヒーターへの通電を遮断することができるため、前述したような垂直状態以外での使用により誘発される空焼きが防止され、ヒーターの損傷や火災等の危険を大幅に減少させた安全性の高い投げ込み式ヒーターを提供することができる。

また、傾斜センサーは、液没しない被発熱部に設けるため、液体や高温により誤動作を起こす懸念はなく、また、センサー部の液体除去作業が必要なく、発熱部のみを掃除すれば、様々な種類の液体に、また、一つの装置により複数の液体に使用することができ、更に、安全装置が作動しても装置を交換する必要がないことなどにより、安全で使い勝手に優れた投げ込み式ヒーターを提供することができる。

本発明の投げ込み式ヒーターの実施の形態を、図面を参考に詳細に説明する。
図１は、本例の投げ込み式ヒーターの構成図を示している。本例の投げ込み式ヒーターは、被加熱物となる液体を入れた容器中に、発熱体を内蔵するヒーターシース１の先端側（発熱部）を液没させ、該容器に立掛けて、あるいは、仮固定して使用されるもので、発熱部となるヒーターシース１と、該ヒーターシースの上端部を取り付ける、内部に温度調節等の回路を備えた端子ボックス２と、該端子ボックスに設ける傾斜センサー３、及び、温調ツマミ４と、前記ヒーターシース１と並行して端子ボックス２から該ヒーターシース先端部分まで延設される温度センサー５と、電源コード６、及びヒーターシースの上方に設けられる容器の転倒を防止するための取り付けフック７により基本構成される。

ヒーターシース１は、ステンレスあるいは銅製パイプよりなり、適用する容器の形状や容量に応じて1本あるいは複数本を適当な長さ（大きさ）に、また、形状は、本例のように先端を円形にしたり、Ｕ字形状にしたり、用途により適当となる様々な形状に形成してなり、シース内部は、発熱部となる該シース１内部の先端側に発熱線（図示せず）を配設し、該発熱線周囲の隙間を酸化マグネシウム等の絶縁剤で充填して構成されてなる。
端子ボックス２は、内部に温度調節などの本ヒーターをコントロールするための回路を内蔵した防滴構造に形成され、前記したヒーターシース１、後記する傾斜センサー３、温調ツマミ４、温度センサー５及び電源コード６を外装して構成される。

傾斜センサー３は、液没しない被発熱部として前記端子ボックス２に取り付けられ、センサーからのリード線３５を該ボックス内に配置された回路に接続して構成している。
図２は、傾斜センサーの原理の一例を示す模式図で、Ａは、閉成状態（通電状態）、Ｂは、開成状態（断電状態）を示している。本例原理の傾斜センサーは、適度に離間された隙間３３を備えて対向する金属板３１を設け、該金属板３１の近接する相対部を各々傾斜させ、全体として凹み部３２を形成し、該凹み部３２に電導性の球体３４を自由可動可能に配置してなり、水平状態にあっては、該球体３４は、安定する中央の凹み部３２に位置し、対向する金属板３１間の通電を許容し（図Ａ）、センサーが許容の傾斜角度（本例においては、垂直状態から６０度）を超えて傾斜すると、球体３４が中央の凹み部３２から移動することにより、対向する金属板３１間の通電が隙間３３により遮断され、その信号がリード線３５を通して回路に入力されることでヒーターが断電される。
尚、傾斜センサーには様々な原理により作動するものがあり、本発明に用いられる傾斜センサーも前記のものに限定されるものではない。

温度センサー５は、例えば液体膨張式サーモスタットや熱電対などの公知のセンサーが選択され、ヒーターシース１の先端の発熱部近傍に感熱部が位置するように設置される。
また、取り付けフック７は、転倒防止のため投入される容器に仮固定するためのもので必要に応じて取り付けられる。

尚、本投げ込みヒーターでは、液体の蒸発等のように垂直状態を維持しての空焼きが感知できないため、前記したような液体検知や過昇温度検知（例えば、温度ヒューズ）の安全装置を併用すると一層安全性の高い投げ込みヒーターとすることができる。

図３は、本例に温度ヒューズ９を付加した場合の作動を説明する回路図を示す。本例では、ヒーターを制御するものとして、傾斜センサー３、温度センサー（サーミスタや熱電対など）５、温度ヒューズ９を設け、これらセンサーを直列に接続しており、いずれかのセンサーが作動するとヒーターが遮断される回路となっている。また、図中に示す（全体の）制御回路は、温度センサー５からの信号を受け、温度を制御する電子回路で、ここで処理された信号に従いヒーターに通電、遮断する半導体スイッチ（ＳＳＲ（ソリット・ステート・リレー））８を設けている。
そして、ＳＳＲ８のゲート（Ｔ１−Ｇ）の信号回路を前記センサーで制御することによりヒーターに通電、及び通電を遮断することができる。例えば、傾斜センサー３については、該傾斜センサー３が許容の傾斜角度を超えて傾いたことを感知すると、該センサーの回路が遮断され（図２参照）、その信号がＳＳＲ８にゲート入力されることで、該信号によりヒーターへの通電を停止することができる。

本発明の実施の形態を示す構成図。本例の傾斜センサーの原理を示す模式図。本例の作動を説明する回路図。

符号の説明

１．ヒーターシース
２．端子ボックス
３．傾斜センサー
３１．金属板
３２．凹み部
３３．開放部
３４．電導性球体
４．温調ツマミ
５．温度センサー
６．電源コード
７．取り付けフック
８．ＳＳＲ
９．温度ヒューズ

Claims

発熱部を液没して、垂直に立てた状態で使用する投げ込タイプのヒーターにおいて、該ヒーターの液没しない非発熱部に傾斜センサーを備えることを特徴とした投げ込み型ヒーター。