JPH0744889U - ドラム缶加熱器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低温時に粘性が高く、流動性の低い液体を収
容したタンクを、安全に、効率良く、急速に加熱するこ
とができ、取り扱いの良い加熱体を用いたドラム缶加熱
器を提供する。 【構成】 炭素繊維と靱皮繊維と粘剤を混合して抄造さ
れ、炭素繊維の少なくとも一部が粘剤固形分によって被
覆されている炭素繊維混抄シートを樹脂内に埋設して電
極を付設し、ドラム缶外周を巻回するのに充分な柔軟性
を有する発熱体２からなるドラム缶加熱器に構成するも
のである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば重油、樹脂、パルプ液等、低温時に粘性が特に大きくなる常 温での液状体を収容するドラム缶を、その低温時に加熱し、粘性を低下させて流 動化するためのドラム缶加熱器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ドラム缶は、多量の液体を取り扱う産業用の分野においては、その取り扱いの 良さから多用されている。したがって、ドラム缶には各種の液体を収容するため に使用されているが、例えば重油、樹脂、パルプ液等をドラム缶に入れると、２ ０乃至３０℃の常温では充分流動性を有し、ドラム缶内のこれらの液体の使用時 には、ポンプの吸込口との連結パイプを接続してポンプを作動することにより、 容易に所要の個所へ搬送することができる。

【０００３】 しかしながら、低えば０℃以下、あるいはその近傍の低温時には、これらの液 体はきわめて粘性が高くなり、流動性がなくなるので、ポンプの吸込パイプをタ ンク内に挿入してポンプを作動しても、内部の液体は吸入されず、したがって搬 送することができない。また、タンクを傾斜しても開口から流し出すこともでき ない。

【０００４】 したがって、このような低温時には、タンクを外部から加熱することが行われ ており、その加熱手段としては、タンクをバーナの火災で直接加熱すること、あ るいは大型重油ストーブの周囲において加熱すること、また、電気を用い赤熱ニ クロム線の輻射熱で加熱すること、更には、ニクロム線が配設された電気毛布式 の加熱部材をタンクに巻回して加熱すること、また、高温の室内に長時間放置す ること等が行われている。

【０００５】 しかしながら、上記各種加熱手段のうち、タンクをバーナの火災で直接加熱す ることは、重油等を収容したドラム缶の加熱手段としてはきわめて危険であり、 大型重油ストーブの周囲に置いて加熱することは、ドラム缶の周囲の均一な加熱 が困難であり、更に上記と同様、重油等可燃性液体を収容したドラム缶の加熱手 段としては不適切である。また、電気を用いた赤熱ニクロム線の輻射熱で加熱す るものは、多量の電気エネルギーを消費する割には、加熱に要する時間がかかり 不経済であり、高温の室内に長時間放置するものにおいては、至急ドラム缶内の 液体を必要とする時は間に合わず、多量の缶を必要とする時には、室内にドラム 缶を収容するための広い空間が必要となり、しかも長時間かかるので、そのスペ ースの確保が困難である。

【０００６】 その点、ドラム缶の周囲にニクロム線が配設された電気毛布式の加熱部材を巻 回することは、加熱中にドラム缶外に逃げる熱が減少し、しかもドラム缶と熱源 との直接接触による加熱であるので、熱伝導率が向上し、効率的に、しかも急速 に加熱することができるので、上記各種加熱手段の中では最も有効である。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、この加熱方式も、加熱速度を向上させるために内部の加熱用ニ クロム線を密にすると、ドラム缶の全周を巻回する程度にこの加熱体を大きくし たときにはその重量が大きくなり、その取り扱いに大きな力を必要とするほか、 内部のニクロム線は、ドラム缶への巻回、解放の繰り返しにより断線部分が生じ 易すく、その保守に手数を要する。

【０００８】 したがって、本考案は、低温時に粘性が高く、流動性の低い液体を収容したタ ンクを、安全に、効率良く、急速に加熱することができ、取り扱いの良い加熱体 を用いたドラム缶加熱器を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記課題を解決するため、炭素繊維と靱皮繊維と粘剤を混合して抄 造され、炭素繊維の少なくとも一部が粘剤固形分によって被覆されている炭素繊 維混抄シートを樹脂内に埋設して電極を付設し、ドラム缶外周を巻回するのに充 分な柔軟性を有する発熱体からなるドラム缶加熱器に構成するものである。

【００１０】

【作 用】

本考案は、上記のように構成したので、炭素繊維の表面を被覆している粘性固 形分が炭素繊維に通電した時炭素繊維相互の直接的な接触が妨げられ、炭素繊維 相互の接触部での温度上昇に伴う接触抵抗変化がなくなり、安定した発熱を行い 、周囲の樹脂の熱変動による劣化も防止され、定温維持用の発熱体として実用性 のあるものとし、この発熱体は、ドラム缶外周を巻回するのに充分な柔軟性を有 する樹脂に埋設されて加熱器を構成しているので、ドラム缶外周を巻回するのが 容易であり、かつ発熱体は、金属製のドラム缶と接触しても樹脂により絶縁され ているので格別の絶縁材を不要とし、ドラム缶を効率良く、加熱する作用をなす 。

【００１１】

【実施例】

本考案の実施例を図面に沿って説明する。図１は、本考案のドラム缶加熱機器 １の全体構成を示し、後に詳述する発熱体２は可撓性を有し、図２に示すように ドラム缶３の外周を巻回可能とする。その下端部には、電源コード４が導出され ており、この電源コード４にはオン・オフスイッチ５を備え、プラグ６をコンセ ントに差し込み、スイッチ５をオンし、発熱体２をドラム缶３に巻回することに より、ドラム缶３内の液体は加熱される。

【００１２】 発熱体２は、レーヨン、ポリアクリルニトリルを原料とする炭素繊維を細断し たものと和紙用パルプとしてコウゾ、ミツマタ、マニラ麻等の靱皮繊維と、ポリ アクリルアミド、ポリエチレンオキサイド、カルボキシメチルセルロース等の合 成粘剤又はトトロアオイ等の天然粘剤とを混合し、これを抄造して炭素繊維混抄 シートとした発熱体を用いている。このようにして抄造された発熱シートは、内 部の炭素繊維の少なくとも一部が粘剤固形分によって被覆され、炭素繊維相互の 接触部分にこの粘剤固形分が介在する部分が生じ、それにより炭素繊維相互の接 触部での温度上昇に伴う接触抵抗変化がなくなり、安定した発熱を行うことが可 能となる。

【００１３】 この発熱体の製造に際しては、その一実施例として、レーヨンを出発原料とす る炭素繊維（６ｍｍ長、６μ径）０．５重量％と、ミツマタから得られたパルプ ９９．５重量％とに水を加えて良く撹拌し、炭素繊維をパルプ中によく分散させ る。次いでポリアクリルアミド６３０ｃｃを添加し、さらに撹拌した上、紙料を 幅約１ｍの抄網上に流し、坪量４０ｇ／ｍ² に抄造する。乾燥ドラム通過後の成 紙の厚みは８０μｍであった。この混抄紙の電気抵抗は５０Ω／□で、引張り強 さは、縦（紙料流送方向）４．０ｋｇ／１５ｍｍ、横（流送方向と直角）３．５ ｋｇ／１５ｍｍであった。乾燥成紙中、炭素繊維は成紙総重量の３％である。

【００１４】 以上の処方において、ミツマタを同量のマニラ麻に代えて得られた混抄紙もほ ぼ同等の性状を有した。また、ミツマタをコウゾに代えた場合は、紙力がやや増 強された以外、同等の性状が得られた。

【００１５】 炭素繊維を３ｍｍ以下の定寸にカットしたものは、混抄シートとして導電性が 不足し、所要の発熱量に達しなかった。逆に、１５ｍｍ以上例えば２０ｍｍに定 寸カットした炭素繊維はパルプ中への分散が悪く、混抄紙中に炭素繊維ムラを生 じると共に、温度特性が不安定になり、加熱しすぎる傾向が見られた。また、例 えば１０ｍｍの炭素繊維をシート重量の１５％になるよう混入した場合でも、坪 量８０ｇ／ｍ² 、２００μｍ厚に抄造すると、温度曲線が設定値を越え、制御が 困難になることが認められた。

【００１６】 次に、図４は上記のようにして作られた炭素繊維混抄シートから製造される本 考案の実用的な面発熱体の一実施例を示す平面図である。この面発熱体１０は、 混抄シート（４０ｇ／ｍ² 、１２０μ厚）１１を横Ｗ＝９００ｍｍ、縦Ｌ＝１８ ００ｍｍの大きさに裁断し、その長辺（Ｌ）に沿って幅約１０ｍｍの電極１２を 一対に設け、各電極１２からリード線１３及びプラグ１４を介し適宜電源（直流 又は交流）に接続し得るようにしたものである。この面発熱体１０は、電極間に １００Ｖの電圧をかけ、約４Ａ（又はそれ以下）の電流を流し、５０℃未満の表 面温度を長時間安定に維持するように設定されたものである。

【００１７】 電極１２は、種々の方法で形成し得るが、好適には混抄シート１１の辺沿いに 銀ペーストをスクリーン印刷によって付着させるのが好適である。図５はこのよ うにして形成した電極部分を拡大して示す部分断面図であり、電極１２を構成し ている銀ペースト１５は紙厚Ｔ（１２０μｍ）の半分くらいまで浸透している。 好適に、この銀ペースト電極１２の表面に銅箔１６を粘着し、そこにリード線１ ３を溶着する。

【００１８】 以上のような面発熱体１０についての通電発熱試験の結果を図６のグラフに示 す。図６のグラフＡは面発熱体１０の表面の中央の点Ａ（図４）において３０分 間隔で測定した温度（℃）を表すものである。電極１２、１２間に１００Ｖの電 圧をかけ、室温２０℃において１４時間測定した。グラフＡから認められるよう に、通電後約１０分間で４０℃まで急速に立ち上がり、３０分を過ぎると温度上 昇はゆるやかとなり、１時間でほぼ安定し、数時間経過も５０℃を越えることが ない。面発熱体１０の端の点Ａ’（図４）上で測定した温度値のグラフもほぼグ ラフＡと重なり、大差がない。その他の試験も含め、面発熱体１０はその表面各 点においてほぼ均等な温度分布であることが認められた。

【００１９】 図６のグラフＢで示すのは、パネルヒータとしての製品の表面の中央の前記点 Ａ（図４）において３０分間隔で同じ条件で測定した温度（℃）を表すものであ る。グラフＢもグラフＡと同じような挙動を示している。

【００２０】 図６に破線グラフＣで示すのは、電極１２上のＣ点（図４）で測定した温度の グラフである。電極の反対端及び中央で測定した温度グラフもグラフＣとほぼ重 なる。電極の温度は約３５℃のレベルで安定しており、これは電極自体の発熱と いうより面発熱混抄シート１１からの電熱によるものと思われる。

【００２１】 図６にグラフＤは、電極１２、１２間を流れる電流の実測値であり、３．８〜 ４Ａの線にほぼ安定しており、従来の技術常識に反し、炭素繊維混抄紙の電気抵 抗が温度及び時間と共に変化しないことを実証している。このように畳１帖分に 相当する大型の炭素繊維混抄シートが１０時間を越える長い時間、暴走もせず、 安定な発熱を維持するということは、従来の技術常識では全く予想もされなかっ たことである。

【００２２】 比較のため、粘剤を用いず、通常の亜硫酸パルプと炭素繊維の配合比で抄造し た混抄紙を同一条件（１００Ｖ、２０℃室温）で試験した。図６の鎖線グラフＸ はこの結果を示すものであるが、通電後３０分程度で５０℃を越え、以後、温度 は上昇を続け、安定する傾向を見せなかった。このような発熱シートは、サーモ スタットなどによるオンオフ制御をしたとしても、面発熱体として実用にならな い。

【００２３】 上記のような炭素繊維混抄シートは、加熱器として使用可能とするため、更に 次のような加工を施す。即ち、図７に示すように、真空室２０の素材搬入端２１ から、その中央部に上記のようにして得られた炭素繊維混抄シート２２を導入し 、その上面側及び下面側から、ガラス繊維織物に低温状態で半硬化のエポキシ樹 脂が含浸されている樹脂プリプレグ２３を連続的に導入する。

【００２４】 真空室２０内には１８０℃程度に加熱されたローラ２４，２４が適宜の押圧力 を維持する状態で相対向して回転自在に設けられている。したがって、前記真空 室２０の素材搬入端２１から導入された素材は一体的に加熱状態で押圧され、半 硬化状態であったエポキシ樹脂は、炭素繊維混抄シート２２の両面から含浸し、 かつ熱硬化して全体が一体化した発熱体２が成形される。成形された発熱体２は 真空室２０から搬出され、室外で放冷すると図８にその断面を示すように、中心 部に炭素繊維混抄シート２２が存在し、その両面にエポキシ樹脂層が存在する発 熱体２が形成される。更に必要に応じ、同図に示すように、植毛布２４′を貼り 、保温効果を高めるようにしても良い。

【００２５】 また、この発熱シートに対する通電に際しては、図９に示すように、発熱シー ト２２に前記のようにして設けた２つの電極１２と電源コード２５と接続する時 、発熱シート２２の略中央部に設けたサーモスタット２６を介して接続すること により、発熱シートが万が一昇温する場合に一時的に通電を遮断することができ る。なお、このサーモスタット２６は、前記のように、従来用いられていたサー モスタットのように、炭素繊維混抄シートの従来のものが、温度暴走する対策と して一定温度になるようオン・オフ制御を行うためのものではない。

【００２６】 上記のようにして得られる発熱体は、発熱シートの両面を被覆する樹脂の厚さ 等により任意の可撓性が得られるので、少なくともドラム缶を容易に巻回する程 度の可撓性となるよう、その厚さ、あるいは必要に応じ樹脂の材質等を選択する 。使用に際し、ドラム缶に加熱器を巻回し、加熱を行う時には、従来の梱包用ベ ルトを使用しその巻回状態を維持することができるが、そのほか、剥離可能テー プにより仮止めしても良く、あるいは予め加熱器に掛け具を固定し、加熱器の両 端部を掛け止めしても良く、各種の固定手段が採用可能である。

【００２７】 また、上記実施例においては、その通電に際し、スイッチによってオン・オフ を行うだけのものを示したが、そのほか通電電流量の調節器を設け、ドラム缶内 に収容されている液体の種類や環境温度に応じて任意に調節できるようにしても 良く、その調節器は加熱器本体の一部、あるいは電源コード中に設ける等、任意 の個所に設けることができる。更に、加熱器は重油等で汚れる恐れがあるので、 この上をビニールカバーで覆う等の各種被覆手段を採用しても良い。

【００２８】

【考案の効果】

本考案は、上記のように構成し、作用するので、加熱器は温度暴走することな く安定した発熱を行うことができ、ドラム缶加熱用として最適であり、薄く軽量 であり、取り扱い性が良く、電気発熱体は、樹脂に囲まれているので格別の絶縁 材は不要とし、導電性のドラム缶を加熱しても漏電の危険性がなく、屋外でも安 心して使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例の斜視図である。

【図２】同使用状態を示す斜視図である。

【図３】同使用状態の一部断面図である。

【図４】同発熱体部分の平面図である。

【図５】同発熱体とリード線接続部分の断面図である。

【図６】同発熱体の使用時間と電流及び温度の特性を示
すグラフである。

【図７】同発熱体の製造工程図である。

【図８】同発熱体の断面図である。

【図９】同発熱体の配線実施例を示す図である。

【符号の説明】

１ ドラム缶加熱器 ２ 発熱体 ３ ドラム缶 ４ 電源コード ５ スイッチ １０ 発熱体 １１ 混抄シート １２ 電極 １３ リード線 １４ プラグ １５ 銀ペースト １６ 銅箔 ２０ 真空室 ２１ 素材搬入端 ２２ 炭素繊維混抄発熱シート ２３ 樹脂プリプレグ ２４ ローラ ２５ 電源コード ２６ サーモスタット

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 炭素繊維と靱皮繊維と粘剤を混合して抄
   造され、炭素繊維の少なくとも一部が粘剤固形分によっ
   て被覆されている炭素繊維混抄シートを樹脂内に埋設し
   て電極を付設し、ドラム缶外周を巻回するのに充分な柔
   軟性を有する発熱体からなることを特徴とするドラム缶
   加熱器。
2. 【請求項２】 炭素繊維混抄シートは、炭素繊維０．５
   重量％とミツマタから得られたパルプ９９．５重量％と
   からなることを特徴とする請求項１記載のパネルヒー
   タ。
3. 【請求項３】 炭素繊維混抄シートは、ガラス繊維織物
   にエポキシ樹脂を含浸した樹脂プリプレグを積層したこ
   とを特徴とする請求項１又は請求項２記載のパネルヒー
   タ。