JP2008249153A - 配管継手用ヒータ部品 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単に継手に装着でき且つ組み付け品質を安定化させられ、既製の継手に対し後付で装着可能で型費負担等のコストを抑えられるような配管継手用のヒータ部品を提案する。
【解決手段】 内部にヒータ線Ｈを保持すると共に継手外形に嵌合する内面形状を持ち、外部から継手１０に嵌合させて装着しヒータ線Ｈに通電することで該ヒータ線Ｈの熱が継手１０に伝導するようになった配管継手用ヒータ部品１を提供する。好ましくは、継手外形の一部に嵌合する内面形状の嵌合部２を部分的に有すると共に該嵌合部以外の内面部にヒータ線を保持する保持凹部３を形成し、該保持凹部３に保持されたヒータ線Ｈが継手１０に当接する構造とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、配管と配管、あるいは配管と機器とを接続する継手に対するヒータ構造に関し、特に、内燃機関の排気浄化装置における配管の継手部分について保温、解凍を行うヒータに関する。

最近では、ディーゼルエンジンの排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する排気浄化装置として、尿素水等の液体還元剤を使用した選択触媒還元（ＳＣＲ）装置が提案されている。この装置は、排気通路に介装された窒素酸化物還元触媒の浄化効率を高めるべく、液体還元剤を、窒素酸化物還元触媒よりも上流側の排気通路中に添加する構成を採用しているが、液体還元剤に尿素水を使用している場合、比較的高い所定温度で凍結してしまうため、配管に対する凍結対策を施しておくことが必要である。

配管を断熱材で保温したりヒータで加熱する構造は給水配管や工場設備などの分野で広く行われているが、これらの場合、相手機器や配管同士の接続のための継手（コネクタ、フランジ）部分については、たとえば特許文献１の第５図、第６図にあるように、配管本体とは別に断熱材で覆ったり、ヒータを巻き付けることで対処している。

特開平４−１０２７９３号公報

しかし、上記の従来技術は手作業が前提の手法であり、手間がかかるうえ、作業者の個人差等から組み付け品質の安定化を図りにくい。また、配管部分とは別に継手部分全体を覆ったりするのでかさばり、配設スペースの狭い排気浄化装置の配管には不向きである。

一方、エンジンのブローバイガス配管ではヒータ付のコネクタを継手として採用する例もあるが、当該コネクタは専用品となってしまうために、生産量の少ない場合に型費負担が大きくなるといった不具合がある。

このような技術背景に鑑みて本発明は、従来よりも簡単に継手に装着でき、しかもその組み付け品質を安定化させられるような配管継手用のヒータ部品を提案する。また、専用品ではなく、既製の継手に対し後付で装着可能で、型費負担等のコストを抑えられるような配管継手用のヒータ部品を提案する。

本発明に係る配管継手用ヒータ部品は、内部にヒータ線を保持すると共に継手外形に嵌合する内面形状を持ち、外部から継手に嵌合させるだけで装着し、ヒータ線に通電することで該ヒータ線の熱が継手に伝導するようになっていることを特徴とする。

この配管継手用ヒータ部品は、継手に対し外部から嵌合させるだけなので、かさばらず、非常に簡単に継手に装着することができる。そして、従来の手作業とは違って、画一化されたヒータ部品を継手に嵌め合わせるだけの作業で装着できるので、熟練や経験に左右されず、組み付け品質を安定させることができる。また、ヒータ内蔵の専用継手を作成するのではなく、既製品の継手に対する嵌合体としてヒータ部品を作ることができるので、既に組み付けられている継手に対しても後付で装着可能であるし、型費も専用継手を製造する場合に比べれば格段に低く抑えられる。これらの利点を持つことから、本発明の配管継手用ヒータ部品は、内燃機関の排気通路に窒素酸化物還元触媒を介装すると共に該窒素酸化物還元触媒よりも上流側の排気通路中に液体還元剤を添加するようにした排気浄化装置における配管継手用ヒータ部品として特に適している。

このような配管継手用ヒータ部品について、制作容易な構造例としては、継手外形の一部に嵌合する内面形状の嵌合部を部分的に有すると共に該嵌合部以外の内面部にヒータ線を保持する保持凹部を形成し、該保持凹部に保持されたヒータ線が継手に当接する構造とすると良い。より具体的には、例えば前記継手の外周に、配管口部に周設されたフランジに係止する爪部が設けられている場合に、該爪部に嵌合する内面形状の嵌合部を部分的に有すると共に該嵌合部より内側の内面部にヒータ線を保持する保持凹部が形成され、前記嵌合部を前記爪部に嵌合させて装着すると前記保持凹部に保持された前記ヒータ線が前記継手に当接する構造とすることを特徴とする。これによると、ヒータ線は後から保持凹部へ嵌め込む方式とでき、本体部分は樹脂の射出成形で容易に作成することができる。また、ヒータ線が直接継手と接触するので、継手への熱伝導性が高まることになる。

また、その保持凹部内には、底面に部分的凸部を形成し、保持したヒータ線と底面との間に空気層を設けるようにすると好ましい。この空気層は断熱層として機能し、熱効率を向上させる。さらに、ヒータ線を保持した保持凹部においてそのヒータ線が継手と当接しない部分に、該ヒータ線の脱落を防止する蓋部材を設けることもできる。この蓋部材は、断熱性の良好な断熱材質のものとしておくと、さらに熱効率を高められる。

そして、このような配管継手用ヒータ部品においては、外部へ延長されるヒータ線のリード部を配管径方向外向きに反るように這わせるための傾斜ガイドを形成しておくのが好ましい。すなわち、配管に断熱材が巻かれて継手よりも大径となっているような場合に、ヒータ部品から延長されたヒータ線リード部を傾斜ガイドでまとめて径方向外向きに案内し、取り回しを楽にすると共に断線を防止することができる。

本発明の配管継手用ヒータ部品によれば、既製の継手に嵌め合わせるだけの簡単な作業で装着でき、手作業を省くことで経験等の個人差に影響されることなく組み付け品質を安定化させることができる。そして、従来のように手作業で断熱材やヒータを巻き付けていた構造に比べてかさばらないので、配設スペースの狭い排気浄化装置の配管に適している。さらに、既製の継手に後付装着可能であり、専用のヒータ付き継手を製造する場合に比べ型費などコストを抑えることができる。

また、液体還元剤を用いた排気浄化装置の配管構造において、継手部分のヒーティングを確実に行えるようになり、配管全長において保温、解凍の不良箇所を発生させることなく均一にヒーティングすることができる。このような排気浄化装置の配管構造では、継手部分にヒータを設けずにおいて、該継手部分のヒーティングのために配管部分のヒータワット数を上げる手法も講じられているが、本発明によれば、このように保温、解凍に際して全体ワット数を上げる手法よりも消費電力を少なくすることができるし、ワット数が同じである場合は保温、解凍にかかる時間を短縮させることができる。すなわち、限られたジェネレータ容量に対し無駄な電力消費を除くことができる。

図１〜図６に、本発明の好適な実施形態を示して説明する。図１は配管継手用ヒータ部品１及び継手１０の分解斜視図、図２はヒータ線Ｈを保持した配管継手用ヒータ部品１の平面図、図３はその断面図である。図４及び図５はヒータ線Ｈを取り外した配管継手用ヒータ部品１の平面図、図５はその断面図、図６はヒータ線の全体図である。

この例の配管継手用ヒータ部品１は、２本の配管Ｋ１，Ｋ２を９０°で接続するエルボ型の継手１０に装着するもので、樹脂成型品とされ、継手外形の一部に嵌合する内面形状の嵌合部２を２カ所に有し、該嵌合部２以外の部分の内面部に保持凹部３が形成されている。保持凹部３は、その底面４に部分的凸部５が形成されており、ヒータ線Ｈがその部分的凸部５の上に載置されることで、底面４との間に空間ができ空気層となっている。

ヒータ線Ｈは、保持凹部３内をＵ字状に取り回されて保持されており、その両端のリード部分Lがヒータ部品１から外へ延長され、抵抗Ｒを介してカプラＣへの電気配線Ｅに接続されている。このヒータ線Ｈは、たとえば排気浄化装置のコントロールユニットにより、外気温や液体還元剤のタンク内温度等に従い適宜制御される。

継手１０は、第１の配管Ｋ１に取り付けられており、この第１の配管Ｋ１に対し９０°で設けられた第２の配管Ｋ２を接続する。第２の配管Ｋ２の口部にはフランジＦが周設されており、継手１０には、そのフランジＦを係止する爪部１１が１８０°間隔で２カ所、外周に設けられている。したがって、第２の配管Ｋ２を継手１０に差し込むと、フランジＦが２カ所の爪部１１に係止することで抜けが防止され、固定される。また、本例の場合、係止解除ボタン１２が設けられており、この係止解除ボタン１２を押し込むと爪部１１が拡開して係止が解除され、第２の配管Ｋ２を抜くことができるようになっている。

配管継手用ヒータ部品１の２カ所の嵌合部２は、継手１０の外周に設けられた爪部１１に嵌合する内面形状に形成されている。したがって、保持凹部３にヒータ線Ｈを保持させた配管継手用ヒータ部品１は、その嵌合部２を爪部１１に嵌合させるようにして継手１０に被せるだけで容易に取り付けることができる。取り付け後は、クリップ６を差込孔７に差し込んで貫通させると、継手１０の爪部１１の内側に当該クリップ６が入り込んで係止し、これにより脱落がより確実に防止されるようになっている。

本例では、保持凹部３に保持されたヒータ線３の脱落を防止できるように、ステンレス製の蓋部材８が、保持凹部３に部分的に蓋をするようにして取り付けられる。すなわち、蓋部材８の側部から突出した２つの係止片８ａを、保持凹部３をなす側壁に開けた係止孔９に係止させることで固定される。この蓋部材８は、継手１０と当接しないヒータ線ＨのＵ字折り曲げ部分に蓋をして脱落を防止する役割を持つと同時に、当該部分の熱が外に逃げるのを軽減し、熱効率を高める役割を持っている。この役割のためには、より断熱効果の高い材質、たとえばガラスやセラミックスを材料としても良い。

さらに、本例の配管継手用ヒータ部品１は、ヒータ線Ｈのリード部分Ｌが外部へ取り出される部分について、第１の配管Ｋ１の径方向外向きに反るように這わせるための傾斜ガイド１Ｇが形成されている。この傾斜ガイド１Ｇは、第１の配管Ｋ１の周囲に図示せぬ断熱材が巻かれて継手１０よりも太くなっている場合に、ヒータ線Ｈのリード部分Ｌを配管径方向外向きに反らせるようにリード部分Ｌを案内してまとめ、取り回しを楽にすると共に、ヒータ部品端部で急激に折れ曲がることによる断線を防止する効果がある。このような傾斜ガイド１Ｇの内面部には、リード部分Ｌを保持するための半円状のガイド溝ｍが形成され、ホールド性をより良いものとしてある。

以上の構成をもつ配管継手用ヒータ部品１の組み付けでは、まず、その保持凹部３内にヒータ線ＨをＵ字状に這わせて保持させる。このときヒータ線Ｈは部分的凸部５上に載置され、底面４との間に空気層が形成された状態となっている。そして、蓋部材８を係止孔９に係止させて取り付けることで脱落を防止したうえで、嵌合部２を継手１０の爪部１１に嵌合させるようにして、継手１０に配管継手用ヒータ部品１を被せ、継いでクリップ６を差込孔７に差し込んで固定する。この状態で、部分的凸部５で支持された部分のヒータ線Ｈが継手１０に当接し、該ヒータ線Ｈに通電することでその熱が直接継手１０へ伝導する。

この取り付け作業において、第１の配管Ｋ１に断熱材が巻かれて太くなっている場合でも、ヒータ線Ｈのリード部分Ｌは傾斜ガイド１Ｇにより案内されるのでばらけずにまとまり、取り回しが楽であると共に断線の可能性が軽減されることになる。

以上、２本の配管を９０°で接続する継手に対する配管継手用ヒータ部品の例について説明したが、これに限られる訳ではなく、１８０°やその他の角度で接続する継手、あるいは３本、４本の配管を接続する継手であっても本発明を適用可能なことは当然である。

本発明の実施形態を示した斜視図。 図１の配管継手用ヒータ部品の平面図。 図２の配管継手用ヒータ部品の断面図。 図１の配管継手用ヒータ部品についてヒータ線を除いて示した平面図。 図４の配管継手用ヒータ部品の断面図。 ヒータ線の全体を示した平面図。

符号の説明

１ 配管継手用ヒータ部品
１Ｇ 傾斜ガイド
ｍ ガイド溝
２ 嵌合部
３ 保持凹部
４ 底面（保持凹部の）
５ 部分的凸部
６ クリップ
７ 差込孔
８ 蓋部材
８ａ 係止片
９ 係止孔
１０ 継手
１１ 爪部
１２ 係止解除ボタン
Ｃ カプラ
Ｅ 電気配線
Ｈ ヒータ線
Ｋ１，Ｋ２ 配管
Ｌ リード部分
Ｒ 抵抗

Claims (7)

1. 内部にヒータ線を保持すると共に継手外形に嵌合する内面形状を持ち、外部から継手に嵌合させるだけで装着し、前記ヒータ線に通電することで該ヒータ線の熱が前記継手に伝導するようになっていることを特徴とする配管継手用ヒータ部品。
2. 前記継手の外周に、配管口部に周設されたフランジに係止する爪部が設けられており、
   該爪部に嵌合する内面形状の嵌合部を部分的に有すると共に該嵌合部より内側の内面部にヒータ線を保持する保持凹部が形成され、
   前記嵌合部を前記爪部に嵌合させて装着すると前記保持凹部に保持された前記ヒータ線が前記継手に当接するようにした
   ことを特徴とする請求項１記載の配管継手用ヒータ部品。
3. 前記嵌合部を前記爪部に嵌合させた状態で、差込孔を通しクリップを差し込んで前記爪部の内側に係止させることを特徴とする請求項２記載の配管継手用ヒータ部品。
4. 前記保持凹部の底面に部分的凸部を形成し、該保持凹部に保持した前記ヒータ線と前記底面との間に空気層を設けることを特徴とする請求項２又は３記載の配管継手用ヒータ部品。
5. 前記ヒータ線を保持した前記保持凹部において前記ヒータ線が前記継手と当接しない部分に、該ヒータ線の脱落を防止する蓋部材を備えることを特徴とする請求項２又は３記載の配管継手用ヒータ部品。
6. 前記蓋部材が断熱材質からなることを特徴とする請求項５記載の配管継手用ヒータ部品。
7. 前記ヒータ線のリード部を配管径方向外向きに反るように這わせるための傾斜ガイドを形成してあることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の配管継手用ヒータ部品。

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