JPH031792B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、容器内の液体加熱用投込電熱器に
関する。このような電熱器は強酸性又はアルカリ
性溶液の浴槽を一定の高い温度に維持することが
必要な電気めつきおよび半導体製造のような工業
に用いられる。

浅い浴槽を用いるある種の処理工程において、
液体の急速な加熱を行い、かつ浴槽全体にわたつ
て極度に精密な浴槽温度の制御を行つて温度を均
等にするため、浸漬される物品を入れたバスケツ
トの下方の浴槽の底部に配設されるほぼ偏平な投
込電熱器が用いられる。

従来この種の投込電熱器を製造するに際して
は、アルカリ性又は酸性浴液に対して影響されな
い可撓性可塑材製のケーシング内に収容されたコ
イル状に巻かれた加熱導体を有する加熱要素を利
用し、この加熱要素はらせん状又は蛇行状となつ
て適当な支持部材のまわりに巻かれている。この
ような電熱器は、米国特許第4158764号に開示さ
れている。この公知の電熱器は可撓性を有する
が、加熱導体を破損せずに加熱要素に比較的小さ
い半径の彎曲部を形成するのは困難である。

最もまとまりの良い上述型式の偏平な電熱器を
提供する場合に、加熱導体のケーシングの外径の
２倍より小さい半径の彎曲部をもち、このケーシ
ングを狭い間隔をもつて並列して蛇行状となつた
加熱要素を提供することが必要であることが判明
した。このような狭い間隔をもつて蛇行したもの
を提供するには、従来は短い半径の彎曲部を形成
するために、加熱導体を切断した銅線のような加
工し易く、かつ甚だ可撓性をもつ材料で造られた
円形エルボー又は隅金具のようなものを加熱導体
に銀ろう付することが必要であり、このため製造
費が高く、しかもその作業には時間がかかつた。
また液体レベルと平行に配置して偏平な電熱器を
使用する際に、電熱器に給電されている間に液体
レベルが低下して電熱器の上方部分が空気に露出
する場合に、加熱要素に危険な過熱現象が起るこ
とが判明した。このような場合には、加熱導体の
ケーシングに局部過熱が生じ、次いでケーシング
が溶融して加熱導体を空気に露出することにな
る。

この発明は浴槽の底部に隣接して水平に配置さ
れ、隣接するケーシングの間隔が狭くてまとまり
のよい蛇行状電熱器を形成するために彎曲部を有
する連続加熱導体を具えた加熱要素を提供して、
上記の問題点を解決するものである。

この発明は、狭い間隔をもつて蛇行状に形成さ
れた加熱導体を有する電熱器を提供する。

この発明は、加熱導体ケーシングの外径の２倍
よりは小さい半径をもつて彎曲された彎曲部をも
つ加熱要素を使用する。この加熱要素は、コイル
巻きされ、かつ可撓性のケーシングによつて囲わ
れた連続加熱導体を含む。この加熱要素は、短い
半径をもつて彎曲されるとき、加熱導体を彎曲す
ることができるように線形部分を提供するため
に、比較的短い軸方向長さにわたつてコイルを巻
き戻した部分をもつている。各線形部分は、隣接
するコイル部分間に配置される。この発明は、ほ
ぼ水平に配置された偏平電熱器を、浴槽の水平レ
ベルが低下したときに、最初に空気に露出される
加熱器センサーを提供するために、加熱要素の上
表面に沿つてその一部を折り返えし、ここにセン
サーを設置して、浴槽の液体レベルの低下による
過熱から保護するという解決策を提供する。加熱
器センサーは、ケーシングが溶融する前に、又は
溶融するときに、過熱による加熱器要素の回路を
開かせるように、ケーシングの融点以下の温度
で、溶融する可溶性部材をもつ電気的に直列接続
された１つ以上の保安装置を有する。

このように、この発明は狭い間隔をもち、かつ
蛇行状となるために、彎曲された部分をもち、さ
らに全体が偏平となつた連続可撓性加熱要素を有
する。この加熱要素は可撓性の可塑材ケーシング
内に収容された加熱導体をもち、この加熱導体は
コイル巻きされたコイル部と、その中間の巻戻さ
れた線形部分をもつ連続加熱導体からなつてい
る。この発明による投込電熱器は、偏平となつて
いて、その上表面に沿つて折り返えされたセンサ
ーを有し、このセンサーは、過熱を受けると溶融
してケーシングの融点以下で回路を開く溶融部材
をもつ少くとも１つの直列保安装置を含む。

第１、第２図において、投込電熱器１０は、連
続した加熱要素２０をもち、加熱要素２０は蛇行
して、全体が偏平となつてほぼ同一平面内に位置
するように交互に折り返される。加熱要素２０
は、単一の折曲げ棒からなる支持部材２２に取り
付けられ、加熱要素２０は酸性又はアルカリ性溶
液に侵されない適切な材料で造られた複数の可塑
材製止め具２４によつて支持部材２２に取付けら
れる。この実施例において、支持部材２２は化学
作用に抵抗性のある例えばポリテトラフロロエチ
レンのような適当な可塑性材料で被覆される。折
り曲げられた単一の支持部材２２が図示されてい
るが、複数の棒からなる支持部材の使用も可能で
ある。加熱要素２０の両端は一方の垂直に配置さ
れた立上り導線２６及び他方の垂直に配置された
立上り導線２８に連続される。図面には単一層の
加熱要素２０が示されているが、例えば加熱要素
２０を支持部材２２の反対側にも設ける等によ
り、多層のものとしたものを使用できることを理
解されるであろう。導線２６，２８の一部のみが
示されているが、これらの導線は既知の方法で電
源に接続されるように浴槽の表面から上方に垂直
方向に延びることが判る。

支持部材２２の立上り部分３０，３２も同様に
配置される。

第３図には加熱要素２０のＵ字形に彎曲された
部分が拡大して示され、直線部分内には軸方向に
所定のピツチをもつてコイル状に巻回したコイル
部分３６をもつ連続した加熱導体３４をもつてい
る。導体３４にはＵ字形彎曲部を貫通する巻戻さ
れた線形部分３８が形成され、この線形部分３８
は加熱要素２０内の彎曲部が形成される位置に導
体３４の一部として連続して形成される。導体３
４は、ガラス繊維材料で形成されたろう付けさや
４０内にさやに対して滑動自由な関係を保つて収
容される。可撓性外側ケーシング４２の内部に滑
動可能なようにさや４０が収容され、この実施例
では、ケーシング４２はポリテトラフルオロエチ
レンで形成される。しかし、高温での使用が可能
で、かつ酸性およびアルカリ性溶液に対して抵抗
性をもつ他のプラスチツク材料も使用できる。

このように加熱要素２０は導体３４をもち、こ
の導体３４は一連のコイル部分３６を含み、コイ
ル部分３６と隣接する他方コイル部分３６との間
には線形部分３８があり、これによつてＵ字形彎
曲部を形成することができる。第１、第３図に示
すように、線形部分３８によつてさや４０および
ケーシング４２を折り返し、さらに潰すことを許
す。この実施例において、導体３４の線形部分３
８により加熱要素２０は、コイル部分３６の大し
た支障も伴わずに、ケーシング４２の外径の２倍
よりも小さい内側半径をもつて加熱要素２０をＵ
字形に彎曲することを可能にさせる。次に第１、
第４図において、加熱要素２０のセンサー５０
は、折り曲げられて加熱要素２０の上表面を横切
つて位置し、かつ複数の固定具５２によつて固定
される。第４図を参照すれば、導体３４は銅線か
らなるワイヤ３５のような適当な導線に取付具に
よつて図示のように終端を取付けられ、このワイ
ヤ３５はその他端を詳細については後述する第１
保安装置６０の一導線５４に接続される。ワイヤ
３５は銀ろう付けによつて導体３４の一端に取付
けられるのが好ましい。ワイヤ３５の他端は例え
ば締めバンド５６などの適当な方法で導線５４に
接続される。センサー５０に大きい信頼性を与え
るために、第２保安装置６４と第１保安装置６０
が直列に接続されることが好ましい。保安装置６
０，６６は既知のものであつてオハイオ州45419、
デイトン市、P.O.Box501の、エマーソン エレ
クトリツク カンパニー（Emerson Electric
Co.）のマイクロ デバイシズ デイビジヨン
（Micro Devices Division）から商業的に入手で
きる。第４図に示されるのがこれで、これは絶縁
ブツシング７４によつて導通性ハウジング内に配
置された導線７０のボタン端６８と接触するよう
に偏倚される可動接点６６をもつている。接点６
６の外周部は殻７２の内周部と滑り接触する。偏
倚用第１ばね７６は現在実用されているワツクス
粒を含む可溶性部材７８と当接する一端をもつて
いる。偏倚用第２ばね８０は一端を絶縁体７４の
末端と整合当接させ、他端を可動接点６６の右側
の面と当接させる。

正常な使用状態において、接点６６はボタン端
６８と接触して、ばね７６によつて導線５４と導
体７０との間の回路を完成し、ばね７６はワツク
ス粒７８と接点６６との間で圧縮されて、ばね８
０の偏倚力に打勝つのに十分な力を作用する。過
度の電流発生、又はケーシング４２を通り浴槽か
らの外部伝導による殻７２の過熱が発生すると、
ワツクス粒７８が溶融してばね７６に作用してい
た圧縮力を解放し、ばね８０を第４図において左
方へボタン６８から隔たる位置に移動させ、これ
によつて導体３４への回路を開く。よつて予め定
めたレベル以上の電流発生、又は加熱要素に隣接
する浴槽の加熱を保護部材６０，６４のいずれか
が受けると、自動的に回路を開き電熱器への給電
を遮断する。

よつてこの発明は、適当な支持部材に狭い間隔
をもつて蛇行状に配列されて取付けられ、短い半
径のＵ字形彎曲部を形成するために、長さ方向に
沿つて所定の間隔をおいて巻戻した線形部分と、
その両端に連結されたコイル部分を有する連続
し、かつ全体が偏平となつた加熱要素を提供す
る。蛇行状配列は好適であるが、長円形又は押し
潰したらせん形配列のものも、これとは別に使用
できることが理解されるであろう。この加熱要素
は上表面を横切つて折り返されたこれと一体のセ
ンサー５０をもつている。センサー５０は加熱要
素２０内の少くとも１つの熱可溶性保安装置をも
ち、過剰電流の発生、又はセンサーに隣接する浴
槽の局部過熱を感知すると回路を開く。よつてセ
ンサーは浴槽内の液体レベルが低下したことを感
知すると電熱器を遮断する。

図示の実施例について説明したが、特許請求の
範囲から逸脱することなく種々の変形および改変
が実施できることは当業者には理解されるであろ
う。

【図面の簡単な説明】

第１図は、蛇行型偏平列加熱器組立体の平面
図、第２図は第１図の加熱器組立体の側面図、第
３図は第１図の実施例における加熱器ケーブルの
折たたみ部分の拡大断面図、第４図は第２図の線
４−４に沿つてとられた拡大断面図である。 １０……投込電熱器、２０……加熱要素、２２
……支持部材、２４……止め具、２６……立上り
導線、２８……立上り導線、３４……加熱導体、
３６……コイル部分、３８……線形部分、４０…
…さや、４２……ケーシング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直径よりも長い長さとなつている複数のコイ
   ル部およびこのコイル部の中間に位置する巻戻さ
   れた線形部分が連続して形成されていて、かつ高
   い電気抵抗をもつ加熱導体と、この加熱導体を覆
   うガラス繊維材料性可撓ろう付けさや部材と、低
   摩擦係数をもち、さらに熱ならびに酸およびアル
   カリ溶液による作用に高い抵抗性をもつ弾性の電
   気絶縁材料で造られ、かつさや部材に外嵌された
   チユーブ状ケーシングと、一方において加熱導体
   のコイル部の両末端にケーシング内において接続
   されるとともに、他方において電力源に接続する
   導電部材とを具え、加熱導体のコイル部に支障を
   与えずに、加熱導体をケーシングの直径の２倍よ
   り小さい半径をもつて彎曲することができるよう
   に、線形部分において彎曲していることを特徴と
   する投込電熱器。