JPS6319784A

JPS6319784A - 自己制御型加熱装置

Info

Publication number: JPS6319784A
Application number: JP16245486A
Authority: JP
Inventors: 荒木　等; 伊藤　佳正
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-07-10
Filing date: 1986-07-10
Publication date: 1988-01-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、加熱装置に関し、特に、ヒータ線を用い、
原子力、化学およびその他一般工業プラント等における
タンクや配管等を加熱する自己制御型加熱装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

第６図は従来のこの種の加熱装置の構成を示す図である
。同図において、１は電源、２は電源１を入・切するリ
レー、２人はリレー２の接点、３は例えば配管のような
被加熱体、４は配管３内に配置された熱電対、５は熱電
対４の温度検出信号に基づきリレー２のオン−オフを制
御する温度制御器、６はリレー２の接点２人を介して電
源１に接続され配管３に沿って設けられたヒータである
。

次に、動作について説明する。温度制御器５が起動する
と、熱電対４で配管３内の温度を検出し、リレー２をオ
ンΦオフ制御する。リレー２がオンになると、接点２人
が閉となシヒータ６に電源１が投入され、ヒータ６が配
管３を加熱する。このようにして、ヒータ６のオン・オ
フにより配管３内が一定の温度に制御される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の加熱装置は以上のように構成されているので、被
加熱体が大きくしかもその形状が複雑な場合には、ヒー
タを単一体にすると、ヒータそのものの加熱温度が不均
一となったり、ヒータが故障したときにはヒータ全体を
交換しなければならず非常にやっかいであり、また、ヒ
ータの長さを短くしてその個数を増加させると、その複
数のヒータを各々制御する温度制御器のコストが増大す
るなどの問題点がめった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、複数のヒータを使用し、複雑な回路構成の温
度制御器を不要とし、簡単な構成で温度を一定にできる
自己制御型加熱装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る自己制御型加熱装置は、管状のヒータ本
体内に第１および第２の電源導線とヒータ線とを設けた
ヒータ体と、管状の制御用コネク夕本体に第３および第
４の電源導線と第３の電源導線に接続され、自己の温度
によりオン・オフ状態となる自己制御型スイッチング素
子とを設けた制御用コネクタ体とから成り、各複数の制
御用コネクタ体とヒータ体とを直列的に接続した時に第
１および第２の電源導線が第３および第４の電源導線に
各々接続し、ヒータ線の一連が自己制御型スイッチング
素子を介して第３の電源導線に接続するようにし、ヒー
タ線の他端が制御用コネクタ体を通して第４の電源導線
に接続するようにしたものである。

この発明の他の発明に係る自己制御型加熱装置は、上記
構成において、ヒータ線の他端を制御用コネクタ体の代
りにヒータ体で第２の電源導線に接続するようにしたも
のである。

〔作　用〕

この発明による自己制御型加熱装置は、各第１および第
３の電源導線が一方の第１電源ラインとなり、各第２お
よび第４の電源導線窃（他方の第２電源ラインとなシ、
各ヒータ線が各自己制御型スイッチング素子を介して第
１の電源ラインに接続され、また、第２の電源ラインに
も接続されるので、各ヒータ線の通電状態が各自己制御
呈スイッチング素子のオン・オフ状態に依存し、各ヒー
タ線の通電・非通電を個別に制御して被加熱体の温度を
一定にする。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例による自己制御型加熱装置
の接続前の断面を示したものである。同図において、１
０はヒータ体であシ、以下に述べる要素から構成されて
いる。１１は管状のヒータ本体であり、１１Ａ、１１Ｂ
はヒータ本体１１の端部の端管部、１１Ｃはヒータ本体
１１の中間管部であシ、端管部１１Ａ、１１Ｂの内径、
外径共に中間管部１１Ｃのそれらよシ若千大きい。１１
Ｄは端管部１１Ａの外周囲に設けられた端部である。１
２は第１リング、１２Ａは中間管部１１Ｃの外径よシ若
干大きく且つ端管部１１Ｂの外径よシ若干小さい径を有
する第１１Ｊング１２の小孔部、１２Ｂは端管部１１Ｂ
の外径より若干大きい径を有し、端管部１１Ｂの幅よシ
十分大きな幅を有する第１リング１２の大孔部、１２Ｃ
は大孔部１２Ｂに周設された端部である。１３は端管部
１１Ａの孔を閉塞するように設けられた第１ソケツト板
、１３Ａ〜１３Ｃは第１ソケツト板１３に設けられた３
つのソケット、１４は端管部１１Ｂの孔を閉塞するよう
に設けられた第１プラグ板、１４Ａ〜１４Ｃは第１プラ
グ板１４に設けられた３つのプラグである。１５はソケ
ット１３Ａとプラグ１４Ａとの間に中間管部１１Ｃ内で
接続されたヒータ線、１６はソケット１３Ｂ、１３Ｃと
プラグ１４Ｂ、１４Ｃとの各間を中間管部１１Ｃ内で接
続する一対の電源導線、１７は中間管部１１Ｃ内を充填
している耐熱性で熱伝導性の良好な絶縁部材でろる。２
０はヒータ体１０に接続される制御用コネクタ体でアシ
、以下に述べる構成要素から構成されている。２１はヒ
ータ本体１１と同構成で中間管部を短くした形状のコネ
クタ本体、２１Ａ。

２１Ｂはその端管部、２１Ｃはその中間管部、２１Ｄは
ヒータ体１０の端部１２Ｃに螺合するその端部である。

２２は第１１Ｊング１２と同構成の第２リング、２２Ｃ
はヒータ体１０の端部１１Ｄに螺合する第２リング２２
の端部、２３は第１ソケツト板１３と同構成の第２ソケ
ツト板、２３Ａ〜２３Ｃはプラグ１４Ａ〜１４Ｃに接続
するソケット、２４は第１プラグ板１４と同構成の第２
プラグ板、２４Ａ〜２４Ｃはソケット１３Ａ〜１３Ｃに
接続するプラグ、２５はプラグ２４８．２４０とソケッ
ト２３Ｂ　、２３Ｃとを各々接続する一対の電源導線、
２６はプラグ２４Ａ、２４Ｃ同士をコネクタ本体２１内
で接続する４線、２７はプラグ２４Ｂからコネクタ本体
２１内部で引出された導線、２８は加熱された自己の温
度の状態に応じてオン・オフ状態となる例えばバイメタ
ル素子ｒ利用したスイッチ素子等のような自己制御型ス
イッチング素子でロシ、導線２′７とソケット２３人間
に接続され、コネクタ本体２１内に設けられている。

次に、この実施例の動作について説明する。ヒータ体１
０と制御用コネクタ体２０とを接続する場合、プラグ１
４Ａ〜１４Ｃ（又はプラグ２４Ａ〜２４Ｃ）を各々対応
するソケット２３Ａ〜２３Ｃ（又はソケット１３Ａ〜１
３Ｃ）に挿入して接続し、第１リング１２（又は第２リ
ング２２）を締結方向に回して基部１２Ｃと同２１Ｄ（
又は基部１１Ｄと同２２Ｃ）同士を螺合して、ヒータ体
１０と制御用コネクタ体２０とを接続する。このように
して、複数のヒータ体１０と複数の制御用コネクタ体２
０とを交互に接続する。そして一番端の制御用コネクタ
体２０のプラグ２４Ｂと同２４０間に電源を接続する。

自己制御型スイッチング素子２８の開閉いかにかかわら
ず、相対応して接続された電源線２５と同１６とで任意
の制御用コネクタ体２０のプラグ２４Ｂと同２４Ｃにも
電源が常に接続されている。ここで、電源側から数えて
Ｎ番目のヒータ体１０とこのヒータ体１０に接続され電
源に近い側のＮ番目の制御用コネクタ体２０とＮ番目の
ヒータ体１０に接続されたＮ＋１番目のもう一方の制御
用コネクタ体２０について述べる。電源ラインの一方は
、Ｎ番目のセ１］御用コネクタ体２０において、プラグ
２４Ｂ→導線２γ→自己の温度が低くて閉となっている
自己制御型スイッチング素子２８→ソケット２３Ａ→プ
ラグ１４Ａを経由してヒータ線１５の一端に接続される
。もう−万の′電源ラインは、Ｎ＋１番目のｆｆ１ｌｌ
　’ＩＪ用コネクタ体２０におめて、プラグ２４Ｃ→４
巌２６→プラグ２４Ａ→ヒータ体１０のソケット１３Ａ
を経由してヒータ線１５の他端に接続されている。従っ
て、Ｎ番目の制御用コネクタ体１０の自己制御型スイッ
チング素子２８が閉時には、ヒータ線１５は通電される
。これによって、Ｎ番目のヒータ体１０は発熱する。と
ころが、この発熱等によυＮ番目の制御用コネクタ体２
０の自己制御型スイッチング素子２８の温度が上昇し、
この自己制御型スイッチング素子２８が開となると、上
記一方の電源ラインの経路が開となるので、ヒータ線１
５の通電が断たれ、このヒータ体１０は発熱を停止する
。これによって、その自己制菌型スイッチング素子２８
の温度は下降する。上記サイクルを繰返すことによって
自己制御型加熱装置の複数のヒータ体１０が各々独立を
してオン会オフされ、被加熱体（不図示）を制御よく一
定温度となるように加熱する。

第２図は第１図に示した制御用コネクタ体２０の他の各
実施例を示している。第２図（ａ）において、３０は自
己制御型スイッチング素子２８として２種類の金属の熱
膨張率の差で接点がオン・オフする熱応動スイッチ素子
である。

第２図（ｂｌはキューリー点を利用したもので、同図に
おいて、３１Ａは磁性材料からなる磁性板バネ、３１Ｂ
は磁性板バネ３１Ａと接触したりするソケット２３Ａに
接続された固定接点、３１Ｃは磁性板バネ３１Ａの上下
に各一対配置された永久磁石、３１Ｄは各一対の永久磁
石３１Ｃ間に介在する磁性体であり、自己制御型スイッ
チング素子２８は上記構成要素から構成されている。キ
ューリー点の温度未満では、磁性板バネ３１Ａと磁性体
３１Ｄは磁性金有し、永久磁石３１Ｃの磁気による力に
より磁性板バネ３１Ａは固定接点３１Ｂに接触している
。しかし、キューリー点の温間以上では磁性体３１Ｄや
磁性板バネ３１Ａ等が、磁性を失うことから磁気と無関
係となり、磁性板バネ３１Ａは自己の弾性復元力によっ
て接点３１Ｂから離れる。

第２図（Ｃ）は温度の変化による抵抗値の変化全利用し
たもので、同図において、３２は導線２７とソケット２
３Ａとの間に接続されたＰＴＣ素子であり、自己制御型
スイッチング素子２８として用いられる。このＰＴＣ素
子３２の電気抵抗−温度特性は第３図に示されている。

温度が低い時にはＰＴＣ素子３２の電気抵抗が非常に小
さいので（ＰＴＣ素子３２はオン状態）、ヒータ体１０
のヒータ線１５に大きな電流が流れ、ヒータ線１５が発
熱する。温度が高くなるとＰＴＣ素子３２の電気抵抗が
急激に大きくなるので（ＰＴＣ索子３２はオフ状態）、
ヒータ線１５にほとんど電流が流れなくなり、ヒータ線
１５はほとんど発熱しなくなる。

第４図は第１図のヒータ体１０の他の実施例を示してい
る。第１図のヒータ線１５が電源線１６釦沿って設けら
れているのに対し、この実施例では、一対の電源線１６
を内側に包むようにヒータ線１５が大きな径で巻回され
て設けられており、この場合、ヒータ線１５の全長を長
くとることができしかもヒータ線１５を中間管部１１Ｃ
の内壁に近づけることができ、これらによって効果的に
発熱させることができる。

第５図は制御用コネクタ体の他の一実施例を示している
。２１Ｅは中間管部２１Ｃに設けられた螺孔、３３Ａは
ソケット２３Ａに接続された板バネ状の接点、３３Ｂは
導線２７に接続され温度によって変形する例えばバイタ
ル等のような可動接点、３４は接点３３Ａの位置を調節
可能とするボルト状の調節つまみ、３４Ａは螺孔２１Ｈ
に螺合する調節つまみ３４の線部、３４Ｂは接点３３Ａ
に接触している調節つまみ３４の先端部である。

調節つまみ３４を中間管部２１Ｃの外側から回転調節す
ることにより、接点３３Ａを弾性変形させてその位置を
変化させることができる。従って、可動接点３３Ｂが接
点３３Ａと接触する時の温度の調節ができ、オン・オフ
の温度の閾値を調節することが自由に可能となる。

なお、上記実施例において、制御用コネクタ体とヒータ
体とを交互に直列的に接続することにより長さの変更を
部分的に行うことができ、部分的に複数個のヒータ体を
連続して接続してもよく、これによっても長さの変更を
部分的に行うことができる。

また、ヒータ体やコ坏りタ本体の少なくとも一方を屈曲
させれば、いかなる形状の被加熱体にも対処することが
できる。また、上記実施例において、導線２６とプラグ
２４Ａとソケット１３Ａとを不要とし、ソケット板１３
にヒータ線１５を固定し、この固定点と電源導線１６の
一方が接続されたソケット１３Ｃとを接続するようにし
て電源導線１６に接続してもよいことは勿論である。。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、ヒータ線と電
源ライン形成用の電源導線を組込んだヒータ体と自己制
御型スイッチング素子と電源ライン形成用の電源導線を
組込んだ制御用コネクタ体とを各々複数個用いて直列的
に接続し、各ヒータ線が各自己制御型スイッチング素子
を介して電源ラインに接続され、各ヒータ線の通電状態
を各自己制御型スイッチング素子のオン・オフ状態に各
々依存させるように構成したので、任意の長さを選択で
き、複雑な制御回路が不要となシ、簡単な構成でしかも
廉価なものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による自己制御型加熱装置
の構成を示すための断面図、第２図は制御用コネクタ体
の各実施例を説明するための断面図、第３図はＰＴＣの
電気抵抗−温度特性を示す線図、第４図はヒータ体の他
の一実施例を説明するための断面図、第５図は制御用コ
ネクタ体の他の一実施例全示す断面図、第６図は従来の
加熱装置の説明図である。図において、１０はヒータ体、１１はヒータ本体、１２
．２２はリング、１３Ａ〜１３Ｃ，２３Ａ〜２３Ｃはソ
ケット、１４Ａ〜１４Ｃ，２４Ａ〜・２４Ｃはプラグ、
１５はヒータ線、１６．２５は電源導線、１７は絶縁部
材、２６．２７は導線。なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。特許出願人　　三菱亀機株式会社代理人　弁理士　　１）澤　博　昭；　　゛（外２名）
’−”’ ジ蚤友　〔０Ｃ〕

Claims

【特許請求の範囲】

（１）管状のヒータ本体と該ヒータ本体の両端部に設け
られ、各複数のコンタクトを有する接続用の第１および
第２のコネクタ部と該第１および第２のコネクタ部の各
コンタクト対間に各々独立に接続されて前記ヒータ本体
内に設けられた第１および第２の電源導線およびヒータ
線とから成るヒータ体と、管状の制御用コネクタ本体と
該制御用コネクタ本体の両端部に設けられ、前記第１お
よび第２のコネクタ部に各々接続可能で、各複数のコン
タクトを有する接続用の第３および第４のコネクタ部と
該第３および第４のコネクタ部の各コンタクト対間に各
々独立して接続された前記制御用コネクタ本体内の第３
および第４の電源導線と一端部が前記第３の電源導線に
接続されると共に他端部が前記ヒータ線に接続されるべ
き前記第３のコネクタ部のコンタクトに接続されて自己
の温度に応じてオン・オフ状態になる自己制御型スイッ
チング素子と前記ヒータ線に接続されるべき前記第４の
コネクタ部のコンタクトと前記第４の電源導線とを短絡
する導線とから成る制御用コネクタ体とを備え、各複数
の前記制御用コネクタ体と前記ヒータ体とを直列的に接
続したことを特徴とする自己制御型加熱装置。
（２）前記ヒータ線は前記第１および第２の電源導線を
内包するように巻回していることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の自己制御型加熱装置。
（３）前記自己制御型スイッチング素子を自己の温度に
より可動する可動接点とこの可動接点と接・離する板バ
ネ調節接点とで構成し、前記制御用コネクタ本体に設け
られた螺孔と、該螺孔に螺合し、先端を前記板バネ調節
接点の面に当接させたボルト状の調節つまみとを設けた
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載
の自己制御型加熱装置。
（４）前記ヒータ本体内に絶縁部材を充填したことを特
徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１
項に記載の自己制御型加熱装置。
（５）管状のヒータ本体と該ヒータ本体の両端部に設け
られた各複数のコンタクトを有する第１および第２のコ
ネクタ部と該第１および第２のコネクタ部の各コンタク
ト対間に各々独立に接続されて前記ヒータ本体内に設け
られた第１および第２の電源導線と前記第１のコネクタ
部のコンタクトおよび前記第２の電源導線が接続された
前記第２のコネクタ部のコンタクト間に接続されたヒー
タ線とから成るヒータ体と、管状の制御用コネクタ本体
と該制御用コネクタ本体の両端部に設けられ、前記第１
および第２のコネクタ部に各々接続可能で、各複数のコ
ンタクトを有する第３および第４のコネクタ部と該第３
および第４のコネクタ部の各コンタクト対間に各々独立
して接続された第３および第４の電源導線と一端部が前
記第３の電源導線に接続されると共に他端部が前記ヒー
タ線に接続されるべき前記第３のコネクタ部のコンタク
トに接続されて自己の温度に応じてオン・オフ状態にな
る自己制御型スイッチング素子とから成る制御用コネク
タ体とを備え、各複数の前記制御用コネクタ体と前記ヒ
ータ体とを直列的に接続したことを特徴とする自己制御
型加熱装置。
（６）前記ヒータ線は前記第１および第２の電源導線を
内包するように巻回していることを特徴とする特許請求
の範囲第５項記載の自己制御型加熱装置。
（７）前記自己制御型スイッチング素子を自己の温度に
より可動する可動接点とこの可動接点と接・離する板バ
ネ調節接点とで構成し、前記制御用コネクタ本体に設け
られた螺孔と、該螺孔に螺合し、先端を前記板バネ調節
接点の面に当接させたボルト状の調節つまみとを設けた
ことを特徴とする特許請求の範囲第５項又は第６項記載
の自己制御型加熱装置。
（８）前記ヒータ本体内に絶縁部材を充填したことを特
徴とする特許請求の範囲第５項乃至第７項のいずれか１
項に記載の自己制御型加熱装置。