JP2023019270A - Heat pipe and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

To provide a heat pipe capable of efficiently and rapidly heating a fluid in a pipe by solving problems such as needing a time more than necessary for rapidly elevating a temperature of the fluid in the pipe to a desired temperature.SOLUTION: A heat pipe has a pipe body 12 and a tubular heat generation layer 13 fastened to an inner surface of the pipe body 12, wherein the heat generation layer 13 includes heat-resistant insulating layers (16, 17) fastened to the inner surface of the pipe body 12, and a heat generating member 18 arranged inside the heat-resistant insulating layers (16, 17) and generating heat upon electrification.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、発熱層を有するヒート管及びその製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a heat tube having a heat generating layer and a manufacturing method thereof.

従来、特許文献1に記載される配管用ヒーターが知られている。この配管用ヒーターは、管形状の断熱層部と、この断熱層部の内側に設けられた管形状の発熱部とを有するもので、長手方向の全長区間にわたって形成された分離面(切込)から配管を内部に取り込むようにして配管を覆い被せた後、発熱層部の内側に設置された発熱線に電流を流して配管を加熱する。これにより、例えば、半導体設備の配管を加熱することで、その内壁に残留する堆積物の固着の防止を図ることができる。また、水道管等を加熱することで凍結を防止することができる。 BACKGROUND ART Conventionally, a pipe heater described in Patent Document 1 is known. This pipe heater has a tubular heat insulating layer portion and a tubular heat generating portion provided inside the heat insulating layer portion. After the piping is covered so as to take the piping inside, an electric current is passed through the heating wire installed inside the heating layer to heat the piping. As a result, for example, by heating the pipes of the semiconductor equipment, it is possible to prevent deposits remaining on the inner walls from adhering. Moreover, freezing can be prevented by heating water pipes or the like.

特開2016-99005号公報JP 2016-99005 A

ところで、上記配管用ヒーターにおいては、発熱層部により生じた熱が配管を通じて管内の流体を加熱するため、配管内の流体の迅速な加熱が容易でないという問題が生じる。また、配管の途中に継手などの突起部が存在する場合には、配管用ヒーターの発熱層部と配管との間に隙間が生じ、配管への加熱が不十分となり、配管内の流体を所望の温度に迅速に引き上げるのに必要以上の時間を要する場合が生じることがある。 However, in the above pipe heater, the heat generated by the heating layer heats the fluid in the pipe through the pipe, so there is a problem that the fluid in the pipe cannot be easily heated quickly. In addition, if there is a projecting part such as a joint in the middle of the pipe, a gap will occur between the heating layer of the pipe heater and the pipe, and the heating of the pipe will be insufficient. It may take more time than necessary to quickly raise the temperature to .

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、配管内の流体を効率良く迅速に加熱することができるヒート管およびその製造方法を提供するものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a heat pipe capable of efficiently and quickly heating a fluid in the pipe, and a method of manufacturing the same.

上記課題を解決するために、本発明に係るヒート管は、管本体と、前記管本体の内面に固着された管状の発熱層と、を有し、前記発熱層は、前記管本体の内面に固着された耐熱性絶縁層と、前記耐熱性絶縁層内に配置され、通電により発熱する発熱部材と、を含む構成となる。 In order to solve the above problems, a heat tube according to the present invention has a tube body and a tubular heat-generating layer fixed to the inner surface of the tube body, and the heat-generating layer is attached to the inner surface of the tube body. It has a structure including a fixed heat-resistant insulating layer and a heat-generating member disposed in the heat-resistant insulating layer and generating heat when energized.

このような構成によれば、管本体内にヒート管を設けるので、管本体内を通流する流体を発熱層が直接加熱することができるので、管本体を通じて加熱する場合よりも、迅速かつ効率良く加熱することができる。 According to such a configuration, since the heat pipe is provided in the pipe body, the heat generation layer can directly heat the fluid flowing through the pipe body. can be heated well.

本発明に係るヒート管において、前記耐熱性絶縁層は、硬化した樹脂を含む第1繊維質層と、硬化した樹脂を含む第2繊維質層と、を有し、前記発熱部材は、前記第2繊維質層に設けられた、構成とすることができる。 In the heat pipe according to the present invention, the heat-resistant insulating layer has a first fibrous layer containing a cured resin and a second fibrous layer containing a cured resin, and the heat-generating member comprises the first fibrous layer containing a cured resin. It can be configured in two fibrous layers.

このような構成によれば、硬化した樹脂により第1繊維質層及び第2繊維質層を有する発熱層は、一体となって管本体に固着されることになり、第2繊維質層に設けられた発熱部材により管本体内の流体を加熱することができる。管本体の内面側となる第1繊維質層は耐熱性絶縁層でありかつ断熱層としての役割を有し、加熱される流体側となる第2繊維質層は耐熱性絶縁層でありかつ発熱部材に対する防水層(耐水層)としての役割を有する。硬化した樹脂は、あらかじめ第1繊維質層及び第2繊維質層に含浸された、熱エネルギー又は光エネルギー(例えば、紫外線)によって硬化する硬化性樹脂であり、管本体内で硬化することで、第1繊維質層及び第2繊維質層を有する発熱層は、一体となって管本体に固着されることになる。 According to such a configuration, the heat generating layer having the first fibrous layer and the second fibrous layer is integrally fixed to the pipe main body by the cured resin, and the second fibrous layer is provided with the heat generating layer. The heat generating member provided can heat the fluid in the pipe body. The first fibrous layer on the inner surface side of the pipe body is a heat-resistant insulating layer and has a role as a heat insulating layer, and the second fibrous layer on the fluid side to be heated is a heat-resistant insulating layer and generates heat. It has a role as a waterproof layer (water resistant layer) for the member. The cured resin is a curable resin that is impregnated in the first fibrous layer and the second fibrous layer in advance and is cured by thermal energy or light energy (for example, ultraviolet rays). The heat generating layer comprising the first fibrous layer and the second fibrous layer is integrally attached to the tube body.

本発明に係るヒート管において、前記発熱部材は、面状発熱体を有する構成とすることができる。 In the heat tube according to the present invention, the heat generating member may have a planar heat generating element.

このような構成によれば、金属箔等の面状発熱体となる発熱部材は、薄型でかつ柔軟性を有するので、管状のヒート管により適したものとなる。金属箔としては、ステンレス製、アルミニウム製等のものが使用される。また、金属箔等には絶縁フィルムを貼付し、或いは絶縁のためのコーティングを施すことが好ましい。絶縁フィルムとしては、ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、マイカ(雲母)フィルム等が使用されるが、耐熱性に優れるポリイミドフィルムが好ましい。絶縁用のコーティングとしてはフッ素ガラスコーティング材による被膜を形成することが好ましい。 According to such a configuration, the heat generating member, such as a metal foil, which is a planar heat generating member, is thin and flexible, and is therefore more suitable for a tubular heat pipe. As the metal foil, one made of stainless steel, aluminum, or the like is used. In addition, it is preferable to attach an insulating film to the metal foil or the like or apply a coating for insulation. As the insulating film, polyester film, polyimide film, mica (mica) film, etc. are used, but polyimide film is preferable because of its excellent heat resistance. As the insulating coating, it is preferable to form a film with a fluorine glass coating material.

本発明に係るヒート管において、前記管本体は、流体を流す管体である、構成とすることができる。 In the heat tube according to the present invention, the tube main body can be configured to be a tubular body through which a fluid flows.

このような構成によれば、管本体を通流する流体を加熱することができ、例えば寒冷地の上水道、工業用水の凍結の防止、工場設備での配管内の堆積物の防止等を図ることができる。管本体は、新規の配管でも、また既設の配管の何れでもよい。 According to such a configuration, it is possible to heat the fluid flowing through the pipe main body, for example, to prevent freezing of water supply in cold regions, industrial water, prevention of deposits in pipes in factory equipment, etc. can be done. The pipe body may be either a new pipe or an existing pipe.

本発明に係るヒート管において、前記管本体は、一方の端部が閉鎖された管体である、構成とすることができる。 In the heat tube according to the present invention, the tube main body may be a tubular body with one end closed.

このような構成によれば、管本体の一方の端部が閉鎖された構造となるので、容器として貯留された流体を加熱、保温することができるので、例えば、災害時の温水提供等に利用することができる。 According to such a structure, one end of the pipe body is closed, so that the fluid stored as a container can be heated and kept warm. can do.

更に、本発明に係るヒート管の製造方法は、第1繊維質マットと、発熱部材を設けた第2繊維質マットと、がこの順に積層された発熱積層体を形成する第1ステップと、前記発熱積層体から硬化性樹脂が含浸された管状の管状発熱積層体を形成する第2ステップと、前記管状発熱積層体を前記管本体内に挿入する第3ステップと、前記管状発熱積層体を前記管本体内で径方向に拡張させる第4ステップと、前記管本体内で拡張された状態の前記管状発熱積層体に含浸された硬化性樹脂を硬化させて、前記管本体の内面に固着された管状の発熱層を形成する第5ステップと、を有する構成となる。 Furthermore, a method for manufacturing a heat tube according to the present invention includes a first step of forming a heat generating laminate in which a first fibrous mat and a second fibrous mat provided with a heat generating member are laminated in this order; a second step of forming a tubular heat-generating laminate impregnated with a curable resin from the heat-generating laminate; a third step of inserting the tubular heat-generating laminate into the pipe main body; a fourth step of radially expanding within the pipe body; and a fifth step of forming a tubular heat generating layer.

このような構成によれば、管状発熱積層体を管本体内で径方向に拡張させ、含浸された硬化性樹脂を硬化させて管本体の内面に固着させることで、管本体内を通流する流体を直接加熱することができるヒート管を製造することができる。 According to such a configuration, the tubular heat-generating laminated body is radially expanded within the pipe body, and the impregnated curable resin is cured and adhered to the inner surface of the pipe body, so that the pipe body is circulated. Heat tubes can be manufactured that can directly heat fluids.

本発明に係るヒート管の製造方法において、前記発熱積層体を管状にして縫合することにより前記管状発熱積層体を形成する構成とすることができる。 In the method for manufacturing a heat tube according to the present invention, the tubular heat generating laminate may be formed by sewing the heat generating laminate into a tubular shape.

更に、本発明に係るヒート管の製造方法において、前記管状発熱積層体に流体を供給することにより前記管本体内で径方向に拡張させる構成とすることができる。 Further, in the method of manufacturing a heat tube according to the present invention, the tubular heat generating laminate may be radially expanded within the tube main body by supplying a fluid to the tubular heat generating laminate.

本発明によれば、管本体内を通流する流体を発熱層が直接加熱するので、迅速かつ効率良く加熱することが可能となる。 According to the present invention, the heating layer directly heats the fluid flowing through the pipe body, so that the heating can be performed quickly and efficiently.

図1Aは、本発明の実施形態に係るヒート管の正面図である。1A is a front view of a heat tube according to an embodiment of the invention; FIG. 図1Bは、図1AのY-Y断面図である。FIG. 1B is a YY cross-sectional view of FIG. 1A. 図2は、本発明の実施形態に係るヒート管の断面を平坦な状態にして示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a flattened cross section of the heat tube according to the embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施形態に係るヒート管の一部部切り欠きを有する模式的な切り出し斜視図である。FIG. 3 is a schematic cutaway perspective view of a heat tube according to an embodiment of the present invention, with a partial cutout. 図4Aは、本発明の実施形態に係るヒート管の製造方法に含まれる、第1繊維質マット、発熱部材を含む第2繊維質マットをこの順に積層して発熱積層体を形成する工程を示す斜視図である(その1)。FIG. 4A shows a step of laminating a first fibrous mat and a second fibrous mat including a heat generating member in this order to form a heat generating laminate, which is included in the method of manufacturing a heat tube according to an embodiment of the present invention. It is a perspective view (part 1). 図4Bは、本発明の実施形態に係るヒート管の製造方法に含まれる、発熱積層体から管状の管状発熱積層体を形成する工程を示す斜視図である(その2)。FIG. 4B is a perspective view showing a step of forming a tubular heat-generating laminate from a heat-generating laminate, which is included in the method of manufacturing a heat tube according to the embodiment of the present invention (No. 2). 図4Cは、本発明の実施形態に係るヒート管の製造方法に含まれる、管状発熱積層体を管本体内に挿入する工程を示す斜視図である(その3)。FIG. 4C is a perspective view showing a step of inserting the tubular heat-generating laminate into the tube main body, which is included in the method of manufacturing the heat tube according to the embodiment of the present invention (No. 3). 図5は、本発明の実施形態に係るヒート管における発熱体の変形例を示す分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view showing a modification of the heating element in the heat tube according to the embodiment of the invention. 図6は、既設の配管(管本体)に管状発熱積層体(ライニング材)を挿入してヒート管を形成する模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram of forming a heat pipe by inserting a tubular heat-generating laminate (lining material) into an existing pipe (pipe body). 図7は、既設の配管(管本体)に管状発熱積層体(ライニング材)を反転挿入してヒート管を形成する模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram of forming a heat pipe by inverting and inserting a tubular heat-generating laminate (lining material) into an existing pipe (pipe body). 図8Aは、本発明の他の実施形態に係るヒート管を模式的に示す斜視図である。FIG. 8A is a perspective view schematically showing a heat tube according to another embodiment of the invention. 図8Bは、図8Aに示すヒート管の変形例である。FIG. 8B is a variation of the heat tube shown in FIG. 8A. 図9Aは、本発明のヒート管の積層構造を応用したヒートパネル(ヒートシート)の断面図である。FIG. 9A is a sectional view of a heat panel (heat sheet) to which the laminate structure of the heat tubes of the present invention is applied. 図9Bは、本発明のヒート管の積層構造を応用したヒートパネル(ヒートシート)の模式的な分解斜視図である。FIG. 9B is a schematic exploded perspective view of a heat panel (heat sheet) to which the laminate structure of the heat tubes of the present invention is applied.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1A~図3を参照して、本発明の実施形態に係るヒート管を説明する。図1Aは本発明の実施形態に係るヒート管の正面図、図1Bは図1AのY-Y断面図、図2はヒート管の断面を平坦な状態にして示す模式図、図3は本発明の実施形態に係るヒート管の一部切り欠きを有する模式的な切り出し斜視図である。 A heat tube according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A-3. FIG. 1A is a front view of a heat tube according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a YY cross-sectional view of FIG. 1A, FIG. 2 is a schematic diagram showing the cross section of the heat tube in a flat state, and FIG. 3 is the present invention. 2 is a schematic cut-out perspective view having a partial notch of the heat tube according to the embodiment of FIG.

ヒート管11は、円筒形状で所定長さの管体である管本体12と、管本体12の一端から他端までの長さで、管本体12の内面に固着された円筒形状の発熱層13と、を有する。管本体12は、鋼管、陶管、コンクリート管、塩化ビニール等の合成樹脂製管のいずれでもよく、さらに未使用の配管のほか埋設された既設の配管(後述)でもよい。発熱層13は、管本体12に直接固着される外側に位置する外側絶縁層16(第1繊維質層)と、通流する流体に直接触れることになる内側に位置する内側絶縁層17(第2繊維質層)と、内側絶縁層17に設けられた発熱部材18と、を有する。なお、外側絶縁層16と内側絶縁層17とで耐熱性絶縁層を構成する。発熱部材18は、管本体12の一端19の側又は他端20の側に設けられた端子(不図示)に接続された配線を通じて電源21及び制御部22と接続されている。電源21は、直流、交流のいずれでもよく、さらに商用電源、太陽光発電等の自然エネルギー源による蓄電池でもよい。制御部22は、例えば、ヒート管11を一端19から他端20に通流する流体の温度を検出する温度センサー(不図示)の検出値に基づいて発熱部材18の温度を制御する機能を有する。ヒート管11の一端19から流入した流体23aは、発熱層13の発熱部材18により所定温度に加熱された流体23bとして、他端20から流出して利用に供される。 The heat pipe 11 includes a pipe body 12 which is a cylindrical tubular body having a predetermined length, and a cylindrical heat generating layer 13 which extends from one end to the other end of the pipe body 12 and is fixed to the inner surface of the pipe body 12. and have The pipe body 12 may be a steel pipe, a ceramic pipe, a concrete pipe, or a pipe made of synthetic resin such as vinyl chloride. The heat-generating layer 13 consists of an outer insulating layer 16 (first fibrous layer) that is directly fixed to the pipe body 12 and an inner insulating layer 17 (first fibrous layer) that is directly in contact with the flowing fluid. 2 fibrous layers) and a heat generating member 18 provided on the inner insulating layer 17 . Note that the outer insulating layer 16 and the inner insulating layer 17 constitute a heat-resistant insulating layer. The heat generating member 18 is connected to a power source 21 and a control section 22 through wires connected to terminals (not shown) provided on one end 19 side or the other end 20 side of the pipe body 12 . The power supply 21 may be either direct current or alternating current, or may be a commercial power supply or a storage battery powered by a natural energy source such as solar power generation. The control unit 22 has a function of controlling the temperature of the heat generating member 18 based on, for example, the value detected by a temperature sensor (not shown) that detects the temperature of the fluid flowing through the heat pipe 11 from one end 19 to the other end 20. . The fluid 23a that has flowed in from one end 19 of the heat pipe 11 flows out from the other end 20 as a fluid 23b that has been heated to a predetermined temperature by the heat generating member 18 of the heat generating layer 13 for use.

外側絶縁層16(第1繊維質層)と内側絶縁層17(第2繊維質層)は、それぞれ耐熱性の絶縁層であり、合わせて耐熱性絶縁層を構成する。外側絶縁層16(第1繊維質層)は、絶縁層としての機能の他に発熱部材18から生じた熱が管本体12を通じて外部に放出されるのを防止する断熱層としての機能も有する。外側絶縁層16は、例えばガラス繊維製マット(不織布)で形成される。なお、ガラス繊維製マットには、薄厚のガラス繊維シート(例えば、厚さ4mm以下)も含まれる。内側絶縁層17(第2繊維質層)は、絶縁層としての機能の他に通流する流体から発熱部材18を保護するために、防水性、遮水性等の機能を有する。内側絶縁層17は、例えば外側絶縁層16に接するポリエチレン製マット(不織布)17aと、ポリエチレン製マット17aの面上に設けられた発熱部材18を覆うガラス繊維シート17b(又はフッ素ガラスコーティング材)とで形成される(図2参照)。なお、内側絶縁層17には、通流する流体の種類、加熱温度によって、耐熱性、耐水性、強度性の向上を図るべく、ポリウレア樹脂がコーティングされる場合がある。ポリウレア樹脂は、イソシアネートとポリアミンの化学反応で生成されるウレア結合を基本とした樹脂化合物で、様々な用途で対象物の強度を高めるライニング材として機能する。また、外側絶縁層16(第1繊維質層)、内側絶縁層17(第2繊維質層)には、熱エネルギー又は光エネルギー(例えば、紫外線)により硬化する硬化樹脂が含浸されており、後述するように管本体12に挿入、拡径された後に、加熱又は光照射(光源ランプ等)により内側絶縁層17と外側絶縁層16とが一体となって管本体12に固着される。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂等が使用され、光硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂等が使用される。 The outer insulating layer 16 (first fibrous layer) and the inner insulating layer 17 (second fibrous layer) are heat-resistant insulating layers, and together constitute a heat-resistant insulating layer. The outer insulating layer 16 (first fibrous layer) functions not only as an insulating layer but also as a heat insulating layer that prevents the heat generated by the heat generating member 18 from radiating to the outside through the pipe body 12 . The outer insulating layer 16 is formed of, for example, a glass fiber mat (nonwoven fabric). The glass fiber mat also includes a thin glass fiber sheet (for example, a thickness of 4 mm or less). The inner insulating layer 17 (second fibrous layer) has functions such as waterproofing and imperviousness in order to protect the heat-generating member 18 from flowing fluid in addition to its function as an insulating layer. The inner insulating layer 17 includes, for example, a polyethylene mat (nonwoven fabric) 17a in contact with the outer insulating layer 16, and a glass fiber sheet 17b (or fluorine glass coating material) covering the heat generating member 18 provided on the surface of the polyethylene mat 17a. (see FIG. 2). The inner insulating layer 17 may be coated with polyurea resin in order to improve heat resistance, water resistance, and strength depending on the type of fluid flowing and the heating temperature. Polyurea resin is a resin compound based on urea bonds generated by a chemical reaction between isocyanate and polyamine, and functions as a lining material that enhances the strength of objects in various applications. In addition, the outer insulating layer 16 (first fibrous layer) and the inner insulating layer 17 (second fibrous layer) are impregnated with a curable resin that is cured by heat energy or light energy (for example, ultraviolet rays), which will be described later. After being inserted into the tube main body 12 and expanded in diameter, the inner insulating layer 17 and the outer insulating layer 16 are integrally fixed to the tube main body 12 by heating or light irradiation (light source lamp, etc.). Examples of thermosetting resins include epoxy resins, vinyl ester resins, unsaturated polyester resins, melamine resins, and urea resins. Examples of photocurable resins include epoxy resins.

図2に示すように、内側絶縁層17(第2繊維質層)に設けられた発熱部材18は、パターン設計されたステンレス箔(20μm~30μm厚)の発熱体である面状発熱体25である(図4A参照)。具体的には、外側絶縁層16(第1繊維質層)に積層したポリエチレン製マット(不織布)17a上に面状発熱体25である発熱部材18が配置され、発熱部材18を覆うようにガラス繊維シート17b(又はフッ素ガラスコーティング材等)が設けられている(図2、図3の一部切り欠き部分参照)。面状発熱体25である発熱部材18は、ステンレス箔のためアルミ箔ヒーターよりも高温域の加熱が可能であり、パターン設計や被覆材の選択により用途に応じた様々なヒーターの設計が可能となる。薄厚のステンレス箔であることから、柔軟性に優れており、フレキシブルに貼り付け可能であり、本実施形態に係るヒーター管11のような曲面としての使用にも適したものである。ヒーター回路としてパターン化されたステンレス箔の端部には、金属製の端子28a、28bが設けられており、端子28a、28aに接続された配線(不図示)を通じて電源21、制御部22に接続されている(図1A参照)。 As shown in FIG. 2, the heat-generating member 18 provided on the inner insulating layer 17 (second fibrous layer) is a planar heat-generating element 25 which is a pattern-designed stainless steel foil (20 μm to 30 μm thick) heat-generating element. (see FIG. 4A). Specifically, the heating member 18, which is a planar heating element 25, is placed on a polyethylene mat (non-woven fabric) 17a laminated on the outer insulating layer 16 (first fibrous layer), and the heating member 18 is covered with glass. A fiber sheet 17b (or a fluorine glass coating material or the like) is provided (see the partially cut-out portion in FIGS. 2 and 3). Since the heat generating member 18, which is the planar heating element 25, is made of stainless steel foil, it is possible to heat in a higher temperature range than an aluminum foil heater. Become. Since it is a thin stainless steel foil, it is excellent in flexibility, can be flexibly attached, and is suitable for use as a curved surface such as the heater tube 11 according to the present embodiment. Metal terminals 28a and 28b are provided at the ends of the stainless steel foil patterned as the heater circuit, and are connected to the power supply 21 and the control unit 22 through wiring (not shown) connected to the terminals 28a and 28a. (see FIG. 1A).

次に、図4A~図4Cを参照して、ヒート管の製造方法を説明する。図4Aに示すように、パターン化されたステンレス箔の面状発熱体25(発熱部材18)をポリエチレン製マット(不織布)17aの上に配置し、面状発熱体25を覆うようにガラス繊維シート17b(又はフッ素ガラスコーティング材)を設けて第2繊維質マット32を形成する(図2参照)。そして、ガラス繊維製マットである第1繊維質マット31(第1繊維質層)の上に第2繊維質マット32(第2繊維質層)を積層して発熱積層体35を形成する(図4B参照)。なお、面状発熱体25をポリエチレン製マット(不織布)17aの上に配置し、面状発熱体25を覆うようにガラス繊維シート17b(又はフッ素ガラスコーティング材)を設けて第2繊維質マット32を形成する(図2参照)としたが、ガラス繊維シート17bの上にフッ素ガラスコーティング材を設けてもよい。 Next, a method for manufacturing a heat tube will be described with reference to FIGS. 4A to 4C. As shown in FIG. 4A, a patterned stainless steel foil sheet heating element 25 (heat generating member 18) is placed on a polyethylene mat (nonwoven fabric) 17a, and a glass fiber sheet is placed to cover the sheet heating element 25. As shown in FIG. 17b (or a fluorine glass coating material) is provided to form a second fibrous mat 32 (see FIG. 2). Then, a second fibrous mat 32 (second fibrous layer) is layered on the first fibrous mat 31 (first fibrous layer), which is a glass fiber mat, to form a heat-generating laminate 35 (Fig. 4B). The planar heating element 25 is arranged on a polyethylene mat (nonwoven fabric) 17a, and a glass fiber sheet 17b (or a fluorine glass coating material) is provided so as to cover the planar heating element 25. (see FIG. 2), a fluorine glass coating material may be provided on the glass fiber sheet 17b.

図4Bに示すように、形成された発熱積層体35を、第2繊維質層マット32を内側となるようにして両端を矢視方向37a、37bに沿って管状となるように曲げる。そして、管状に曲げられた発熱積層体35の両端を接続するように、パラ系アラミド繊維の縫合糸34等で縫合する(図4C参照)。この縫合糸34は、高性能繊維の中で高強度、高弾性率に加え、低クリープ性、耐切創性、振動減衰性、耐熱性、低誘電率などに優れているという特徴を持つ、繊維である。縫合された発熱積層体35により、図4Cに示すように、管状の管状発熱積層体38が形成される。管状発熱積層体38の外側絶縁層16(第1繊維質層)及び内側絶縁層17(第2繊維質層)には、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂が含浸される(図2参照)。なお、熱硬化性樹脂に替えて光エネルギー(例えば、紫外線)により硬化する光硬化性樹脂(例えば、不飽和ポリエステル樹脂等)を含浸させることができる。含浸させる方法としては、例えば、液状の熱硬化性樹脂(又は光硬化性樹脂)を収容した槽内に管状発熱積層体38を漬け込んで行うことができるが、これに限定されるものではない。なお、管状発熱積層体38を形成する前の発熱積層体35に熱硬化性樹脂(又は光硬化性樹脂)を含浸させてもよい。 As shown in FIG. 4B, the formed heat-generating laminate 35 is bent into a tubular shape along arrow directions 37a and 37b with the second fibrous layer mat 32 facing inside. Then, the two ends of the heat-generating layered body 35 bent into a tubular shape are sewn together with a para-aramid fiber suture thread 34 or the like (see FIG. 4C). This suture thread 34 is a high-strength, high-modulus fiber that is excellent in low creep, cut resistance, vibration damping, heat resistance, and low dielectric constant among high-performance fibers. is. The stitched heating laminate 35 forms a tubular tubular heating laminate 38 as shown in FIG. 4C. The outer insulating layer 16 (first fibrous layer) and the inner insulating layer 17 (second fibrous layer) of the tubular heat-generating laminate 38 are impregnated with a thermosetting resin such as unsaturated polyester resin (see FIG. 2). ). Incidentally, instead of the thermosetting resin, it is possible to impregnate a photocurable resin (for example, unsaturated polyester resin, etc.) that is cured by light energy (for example, ultraviolet rays). As a method for impregnation, for example, the tubular heat-generating laminate 38 can be immersed in a tank containing a liquid thermosetting resin (or photo-setting resin), but the method is not limited to this. Note that the heat-generating laminate 35 may be impregnated with a thermosetting resin (or a photocurable resin) before the tubular heat-generating laminate 38 is formed.

次に、管状発熱積層体38を管本体12の内部に挿入させ、管状発熱積層体38の両端を封止して(不図示)、高圧空気又は高圧水等の流体を管状発熱積層体38の内部に導入して、管本体12の内側面に接するように管状発熱積層体38を径方向に拡張させる。拡張により管状発熱積層体38の第1繊維質マット31(外側絶縁層16)が管本体12の内面に接すると、高圧空気を蒸気(又は高温水)に換えることによって、外側絶縁層16(第1繊維質層)及び内側絶縁層17(第2繊維質層)のそれぞれに含浸されている熱硬化性樹脂を硬化させて、管本体12の内面に固着された、管状の発熱層13を形成して、ヒート管11が製造される(図1A参照)。なお、光(例えば、紫外線)硬化性樹脂が含浸されているときは、紫外線等の光照射(光源ランプ等)により硬化性樹脂を硬化させる。 Next, the tubular heat-generating laminate 38 is inserted into the tube main body 12 , both ends of the tubular heat-generating laminate 38 are sealed (not shown), and a fluid such as high-pressure air or high-pressure water is introduced into the tubular heat-generating laminate 38 . It is introduced into the inside and radially expands the tubular heat-generating laminated body 38 so as to come into contact with the inner surface of the pipe main body 12 . When the first fibrous mat 31 (outer insulation layer 16) of the tubular heating laminate 38 contacts the inner surface of the tube body 12 due to expansion, the outer insulation layer 16 (outer insulation layer 16) is heated by converting the high pressure air into steam (or high temperature water). The thermosetting resin impregnated in each of the first fibrous layer) and the inner insulating layer 17 (second fibrous layer) is cured to form a tubular heat generating layer 13 fixed to the inner surface of the pipe body 12. Thus, the heat tube 11 is manufactured (see FIG. 1A). When a light (for example, ultraviolet) curable resin is impregnated, the curable resin is cured by irradiation with light such as ultraviolet light (light source lamp, etc.).

製造されたヒート管11は、例えば半導体製造工場の設備に使用することで、通流する流体を加熱して内壁に残留する堆積物の固着の防止を図ることができる。また、上水、工業用水の配管として使用、加熱することで凍結を防止することができる。また、被災地等においてヒート管11を使用することで、風呂、シャワー等の温水供給に使用することができる。更に、寒冷地における道路、屋根の融雪用に使用することもできる。 The manufactured heat tube 11 can be used, for example, in the equipment of a semiconductor manufacturing factory to heat the flowing fluid and prevent deposits remaining on the inner wall from adhering. In addition, freezing can be prevented by using it as a pipe for tap water and industrial water and heating it. Moreover, by using the heat pipe 11 in a disaster area or the like, it can be used to supply hot water for a bath, a shower, or the like. Furthermore, it can also be used for snow melting on roads and roofs in cold regions.

次に、図5を参照して、発熱体の変形例を説明する。なお、共通の要素については、同一名称、同一符号を使用する。図5に示すように、下方のベースフィルム26と、上方のカバーフィルム27とで、パターン設計されたステンレス箔の面状発熱体25を間に挟んで、発熱部材18aを形成する。ベースフィルム26とカバーフィルム27とは耐熱性接着剤により固着され、間の面状発熱体25を含めて一体となって発熱部材18aを形成している。ベースフィルム26及びカバーフィルム27は、ポリエステルよりも耐熱温度が高く、絶縁材として適しているポリイミドフィルムが使用されている。 Next, a modification of the heating element will be described with reference to FIG. In addition, the same name and the same code are used for common elements. As shown in FIG. 5, a heating member 18a is formed by sandwiching a planar heating element 25 made of stainless steel foil with a pattern design between a lower base film 26 and an upper cover film 27. As shown in FIG. The base film 26 and the cover film 27 are fixed with a heat-resistant adhesive, and integrally formed with the planar heating element 25 therebetween to form the heating member 18a. The base film 26 and the cover film 27 are made of polyimide film, which has a higher heat resistance than polyester and is suitable as an insulating material.

そして、図2において示す発熱部材18に替えて、図5に示す発熱部材18aを使用することができる。すなわち、図2に示すポリエチレン製マット17aの上に発熱部材18aを配置し、その上にガラスシート17b(又はガラスコーティング材)を積層して、発熱積層体を形成する(図4B参照)。上記したように、発熱部材18aに使用されるポリイミドフィルムは、超耐熱性の高機能性フィルムであり、耐熱性絶縁材料として使用されている素材である。これにより、耐熱性に優れた発熱部材18a、及び発熱部材18aを使用した発熱積層体を提供することができる。なお、図5に示すように、発熱部材18aは、ベースフィルム26とカバーフィルム27の間に面状発熱体25を挟んでいるが、ベースフィルム26を使用せずに、カバーフィルム27のみを使用したものでもよい。 A heat generating member 18a shown in FIG. 5 can be used instead of the heat generating member 18 shown in FIG. That is, a heating member 18a is placed on a polyethylene mat 17a shown in FIG. 2, and a glass sheet 17b (or glass coating material) is laminated thereon to form a heating laminate (see FIG. 4B). As described above, the polyimide film used for the heat-generating member 18a is a highly heat-resistant and highly functional film, and is a material used as a heat-resistant insulating material. This makes it possible to provide the heat-generating member 18a with excellent heat resistance and the heat-generating laminate using the heat-generating member 18a. As shown in FIG. 5, the heat-generating member 18a sandwiches the planar heat-generating element 25 between the base film 26 and the cover film 27. It may be

更に、ガラス繊維製マットである第1繊維質マット31(第1繊維質層)の上に、発熱体としてアルミ箔テープを設け、その上に第2繊維質層としてガラスフェルトニットを積層してもよい。第1繊維質層及び第2繊維質層には、上記同様、硬化性樹脂が含浸される。 Furthermore, on the first fibrous mat 31 (first fibrous layer), which is a glass fiber mat, an aluminum foil tape is provided as a heating element, and a glass felt knit is laminated thereon as a second fibrous layer. good too. The first fibrous layer and the second fibrous layer are impregnated with the curable resin in the same manner as described above.

次に、図6、図7を参照して、既設の配管を管本体としてヒート管を製造する方法を説明する。図6は既設の配管(管本体)に管状発熱積層体(以下、適宜「ライニング材」という。)を挿入してヒート管を形成する模式図、図7は既設の配管(管本体)に管状発熱積層体(ライニング材)を反転挿入してヒート管を形成する模式図である。 Next, with reference to FIGS. 6 and 7, a method of manufacturing a heat pipe using an existing pipe as a pipe main body will be described. FIG. 6 is a schematic diagram of forming a heat pipe by inserting a tubular heat-generating laminate (hereinafter referred to as "lining material") into an existing pipe (pipe body), and FIG. FIG. 4 is a schematic diagram of forming a heat tube by inserting a heat-generating laminate (lining material) upside down.

図6に示すように、地下には上水又は工業用水等の配管51が埋設されている。地上にある2か所のマンホール等の開口部を開き、一方の開口部53の直下と他方の開口部55の直下の間の配管51を管本体としてヒート管を製造する。一方の開口部53側の地表には、所定長さの管状発熱積層体38をライニング材57として収納したライニング材送り出し装置58と、ライニング材57の中に高圧空気及び蒸気を供給する高圧空気等供給装置60が配置されている。他方の開口部55側の地表には、ライニング材57の先端と接続された引き出しロープ61を巻き上げる巻上機(ウインチ)63が配置されている。 As shown in FIG. 6, a pipe 51 for tap water, industrial water, or the like is buried underground. Two openings such as manholes on the ground are opened, and a heat tube is manufactured using the pipe 51 between directly under one opening 53 and directly under the other opening 55 as a pipe body. On the ground surface on the one opening 53 side, a lining material delivery device 58 containing a tubular heat-generating laminated body 38 of a predetermined length as a lining material 57 and high-pressure air or the like for supplying high-pressure air and steam into the lining material 57 . A feeding device 60 is arranged. A hoist (winch) 63 for winding a pull-out rope 61 connected to the tip of the lining material 57 is arranged on the ground surface on the other opening 55 side.

ライニング材57を配管51に挿入する前に、水替えを行い配管51への水流を停止する。その後配管51内部の清掃と、異物の有無の点検を行い、ライニング材57導入の準備を行う。ライニング材送り出し装置58からラインニング材57(管状発熱積層体38)を引き出して先端を接続具65を介して引き出しロープ61に接続する。引き出しロープ61を開口部53から地中にいれ、配管51に挿入して開口部55から地表に出し、巻上機63に取り付ける。巻上機63を作動させてライニング材57を配管51の全長に行き渡るようにして巻上機63を停止する。配管51の全長に合わせてライニング材57を所定長さに切断し、高圧空気等供給装置60から高圧空気等供給管(不図示)をライニング材57内部に導入する。そして、ライニング材57の両端を封止した後に、高圧空気等供給装置60から高圧空気を供給してライニング材57を配管51の内面に接するように径方向に拡張させる。ライニング材57が配管51の内面に接したら、高圧空気等供給装置60から蒸気を供給して、ライニング材57(管状発熱積層体38)に含浸している熱硬化性樹脂を硬化させて、ライニング材57を配管51の内面に固着させる。そして、ライニング材57の面状発熱体を電源及び制御部(不図示)に接続させる。これにより、ライニング材57は、発熱層13として、配管51は管本体12(図1A参照)として、ヒート管11を形成することができる。なお、光(例えば、紫外線)硬化性樹脂が含浸されているときは、紫外線等の光照射(光源ランプ等)により硬化性樹脂を硬化させる。 Before inserting the lining material 57 into the pipe 51, the water is changed and the water flow to the pipe 51 is stopped. After that, the inside of the pipe 51 is cleaned and the presence or absence of foreign matter is checked to prepare for the introduction of the lining material 57 . The lining material 57 (tubular heat-generating laminated body 38 ) is pulled out from the lining material delivery device 58 and the tip is connected to the pull-out rope 61 via the connector 65 . A pull-out rope 61 is put into the ground through an opening 53, inserted into a pipe 51, pulled out to the ground through an opening 55, and attached to a hoist 63. - 特許庁The hoisting machine 63 is operated to spread the lining material 57 over the entire length of the pipe 51, and the hoisting machine 63 is stopped. The lining material 57 is cut to a predetermined length along the entire length of the pipe 51 , and a high-pressure air supply pipe (not shown) is introduced into the lining material 57 from a high-pressure air supply device 60 . After both ends of the lining material 57 are sealed, high-pressure air is supplied from the high-pressure air supply device 60 to radially expand the lining material 57 so as to come into contact with the inner surface of the pipe 51 . When the lining material 57 is in contact with the inner surface of the pipe 51, steam is supplied from the high-pressure air supply device 60 to harden the thermosetting resin impregnated in the lining material 57 (the tubular heat-generating laminate 38), thereby removing the lining. A material 57 is fixed to the inner surface of the pipe 51 . Then, the planar heating element of the lining material 57 is connected to a power supply and control unit (not shown). Thereby, the heat pipe 11 can be formed by using the lining material 57 as the heat generating layer 13 and the pipe 51 as the pipe main body 12 (see FIG. 1A). When a light (for example, ultraviolet) curable resin is impregnated, the curable resin is cured by irradiation with light such as ultraviolet light (light source lamp, etc.).

配管51を管本体12としてヒート管を形成することで、例えば、加熱した温水を通流させて凍結を防止することができる。また、被災地や離島などで温水の供給を適時行うことも可能となる。また、工場設備の配管として、通流する流体の加熱、保温が可能となり、例えば堆積物の発生を抑える等が可能となる。 By forming a heat pipe using the pipe 51 as the pipe main body 12, for example, heated warm water can flow to prevent freezing. In addition, it becomes possible to supply hot water in a timely manner in disaster areas and remote islands. In addition, as a pipe for factory equipment, it is possible to heat and retain heat in the flowing fluid, and for example, it is possible to suppress the generation of deposits.

上記したヒート管の製造方法では、ライニング材57を引き出しロープ61を使用して配管51内に挿入しているが、図7に示すように、ライニング材57を反転させ、高圧空気又は水等の供給による圧力で配管51内に挿入させることができる。以下、図7を参照してライニング材の反転挿入について説明する。 In the method of manufacturing the heat tube described above, the lining material 57 is inserted into the pipe 51 using the pull-out rope 61. However, as shown in FIG. It can be inserted into the pipe 51 by pressure from the supply. Hereinafter, reverse insertion of the lining material will be described with reference to FIG.

図7に示すように、ライニング材送り出し装置58からライニング材57aを引き出し、裏返(反転)してその先端を取り出し口67の先端67aに固定する。なお、図7に示すライニング材送り出し装置57に収納されているライニング材57aは、配管51に反転して挿入することから、あらかじめ図6のライニング材57とは第1繊維質マット31、第2繊維質マット32が内外側が逆の配置となっている。図7において反転挿入するので、配管51と直接固着するのは、図6、図7の場合ともガラス繊維製マットである第1繊維質マットである点は同様である。 As shown in FIG. 7, the lining material 57a is pulled out from the lining material delivery device 58, turned inside out (inverted), and the tip thereof is fixed to the tip 67a of the outlet 67. As shown in FIG. The lining material 57a stored in the lining material delivery device 57 shown in FIG. 7 is inserted into the pipe 51 in an inverted state. The fibrous mat 32 is arranged so that the inner and outer sides are reversed. As shown in FIG. 7, the first fiber mat, which is a glass fiber mat, is directly fixed to the pipe 51 because it is reversely inserted in both cases of FIGS.

ライニング材57aを裏返(反転)してその先端を取り出し口67の先端67aに固定した後、取り出し口67内に高圧空気等供給装置60から高圧空気を供給して、反転したライニング材57aを加圧により開口部53から直下して配管51内に挿入させることができる(矢印68参照)。配管51内に挿入させたライニング材57aは、開口部55の直下に設けられた停止板69に到達したときに挿入が停止される。このとき高圧空気によりライニング材57aは、配管51の内面に接しているので、蒸気に切り替える。ライニング材57a(管状発熱積層体38)に含浸している熱硬化性樹脂の硬化により、ライニング材57を配管51の内面に固着させることができる。なお、光(例えば、紫外線)硬化性樹脂が含浸されているときは、紫外線等の光照射(光源ランプ等)により硬化性樹脂を硬化させる。そして、ライニング材57の面状発熱体を電源及び制御部(不図示)に接続させる。これにより、ライニング材57は、発熱層13として、配管51は管本体12(図1A参照)として、ヒート管11を形成することになる。ライニング材57aを反転挿入させる場合には、引き出しロープ61、巻上機63(ウインチ)を不要とすることができる。 After the lining material 57a is turned inside out (inverted) and its tip is fixed to the tip 67a of the take-out port 67, high-pressure air is supplied from the high-pressure air supply device 60 into the take-out port 67 to press the reversed lining material 57a. It can be inserted into the pipe 51 directly from the opening 53 by pressure (see arrow 68). The lining material 57 a inserted into the pipe 51 is stopped when it reaches a stop plate 69 provided directly below the opening 55 . At this time, since the lining material 57a is in contact with the inner surface of the pipe 51 due to the high-pressure air, the air is switched to steam. The lining material 57 can be fixed to the inner surface of the pipe 51 by curing the thermosetting resin impregnated in the lining material 57a (the tubular heat-generating laminate 38). When a light (for example, ultraviolet) curable resin is impregnated, the curable resin is cured by irradiation with light such as ultraviolet light (light source lamp, etc.). Then, the planar heating element of the lining material 57 is connected to a power supply and control unit (not shown). As a result, the heat pipe 11 is formed by using the lining material 57 as the heat generating layer 13 and the pipe 51 as the pipe main body 12 (see FIG. 1A). When the lining material 57a is reversely inserted, the pull-out rope 61 and the hoist 63 (winch) can be eliminated.

次に、本発明の実施形態に係るヒート管の他の実施形態を図8Aに、更にその変形例を図8Bを参照して説明する。なお、上述したヒート管11と共通する構成要素については、同一名称、同一符号を使用する。 Next, another embodiment of a heat tube according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8A, and a modification thereof with reference to FIG. 8B. In addition, the same names and the same reference numerals are used for components that are common to the heat pipe 11 described above.

図8Aに示すように、ヒート管71は、管本体12の一方の端部が閉鎖、すなわち底部を有する構造である。発熱層13に制御部22を介して電源21から電力を供給することで、ヒート管71は、所定温度に加熱された温水を貯留する温水器として利用することができる。発熱層13に含まれる発熱部材(不図示)を形成する面状発熱体(不図示)に電源21から電力を供給し、制御部22によりヒート管71内に貯留された水を所定温度に加熱することで、例えば災害時の風呂、シャワーに使用する温水器として使用することができる。また、温水を必要とする魚類等の養殖用の生け簀としても使用することができる。 As shown in FIG. 8A, the heat tube 71 has a structure in which one end of the tube body 12 is closed, that is, has a bottom. By supplying power from the power source 21 to the heat generation layer 13 via the control unit 22, the heat pipe 71 can be used as a water heater that stores hot water heated to a predetermined temperature. Electric power is supplied from the power supply 21 to a planar heating element (not shown) that forms a heat generating member (not shown) included in the heat generating layer 13, and the controller 22 heats the water stored in the heat tube 71 to a predetermined temperature. By doing so, for example, it can be used as a water heater for baths and showers in the event of a disaster. It can also be used as a cage for aquaculture, such as fish that require warm water.

なお、図8Bに示すように、図8Aのヒート管72に流入口75、流出口76を設けることで、温水の利用を継続的に行うことが可能となる。すなわち、冷水を流入口75からヒート管72に供給し、ヒート管72で所定温度に加熱した温水を流出口76から取り出すことで、温水器として継続的に使用することができる。 As shown in FIG. 8B, by providing an inlet 75 and an outlet 76 in the heat pipe 72 of FIG. 8A, hot water can be continuously used. That is, cold water is supplied from the inlet 75 to the heat pipe 72, and hot water heated to a predetermined temperature by the heat pipe 72 is taken out from the outlet 76, thereby enabling continuous use as a water heater.

上述したように、パターン化されたステンレス箔の面状発熱体25とこれを覆うガラス繊維シート17b(又はフッ素ガラスコーティング材)とで発熱部材18を構成、或いは
パターン化されたステンレス箔の面状発熱体25と、ポリイミドフィルムからなるベースフィルム26及びカバーフィルム27とで、発熱部材18aを構成しているがこれに限定するものではない。ベースフィルム26を使用せずに面状発熱体25にカバーフィルム27のみ使用してもよく、更にステンレス箔の面状発熱体25に替えてアルミニウム箔を使用した面状発熱体でもよく、更にはニクロム線を使用した発熱体でもよい。また、発熱体による加熱温度によっては、ポリイミドフィルムに替えて、ポリイミドフィルムよりも耐熱温度の低いポリステルフィルムを使用することができる。更に、マイカフィルム(雲母フィルム)を使用することも可能である。また、ガラス繊維シートに替えてポリエステルシート(不織布)、グラスファイバー複合フェルトのシートを使用してもよい。更に、ポリエチレン製マットに替えて撥水性材料によるコーティング処理されたシリカ繊維で構成されたマットを使用してもよい。
As described above, the heat generating member 18 is composed of the patterned stainless steel foil planar heating element 25 and the glass fiber sheet 17b (or fluorine glass coating material) covering the planar heating element 25, or the patterned planar stainless steel foil The heating member 18a is composed of the heating element 25, the base film 26 and the cover film 27 made of polyimide film, but is not limited to this. Only the cover film 27 may be used for the sheet heating element 25 without using the base film 26, and the sheet heating element 25 made of stainless steel foil may be replaced by a sheet heating element using aluminum foil. A heating element using a nichrome wire may be used. Also, depending on the heating temperature of the heating element, a polyester film having a lower heat resistance temperature than the polyimide film can be used in place of the polyimide film. Furthermore, it is also possible to use a mica film (mica film). A polyester sheet (nonwoven fabric) or a glass fiber composite felt sheet may be used in place of the glass fiber sheet. Furthermore, a mat made of silica fibers coated with a water-repellent material may be used in place of the polyethylene mat.

更に、本発明のヒート管を応用した他の実施形態について、図9A及び図9Bを参照して説明する。図9Aは本発明のヒート管の積層構造を応用したヒートパネル(ヒートシート)の断面図、図9Bは本発明のヒート管の積層構造を応用したヒートパネル(ヒートシート)の模式的な分解斜視図である。なお、上述したヒート管11と共通する構成要素については、同一名称、同一符号を使用する。 Furthermore, another embodiment to which the heat tube of the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 9A and 9B. 9A is a sectional view of a heat panel (heat sheet) to which the laminated structure of the heat tube of the present invention is applied, and FIG. 9B is a schematic exploded perspective view of the heat panel (heat sheet) to which the laminated structure of the heat tube of the present invention is applied. It is a diagram. In addition, the same names and the same reference numerals are used for components that are common to the heat pipe 11 described above.

図9Aに示すように、ヒートパネル81は、底部となる断熱層82と、断熱層82の上に積層された第1絶縁層83と、第1絶縁層83の上に設けられた発熱部材18(図9B参照)である面状発熱体25と、面状発熱体25を覆うように積層された第2絶縁層85と、を有する平板形状のパネル部材である。面状発熱体25は、上述したように、パターン設計されたステンレス箔(20μm~30μm厚)の発熱体であり、面状発熱体25の端部には、金属製の端子28a、28bが設けられており、端子28a、28a(図9B参照)に接続された配線(不図示)を通じて温度センサ(不図示)、電源(不図示)及び制御部(不図示)に接続されている。後述するように、制御部は、温度センサにより検出された温度に基づいて発熱部材18である面状発熱体25を設定温度に制御することができる。 As shown in FIG. 9A, the heat panel 81 includes a heat insulating layer 82 as a bottom portion, a first insulating layer 83 laminated on the heat insulating layer 82, and a heat generating member 18 provided on the first insulating layer 83. (see FIG. 9B) and a second insulating layer 85 laminated so as to cover the planar heating element 25 . As described above, the planar heating element 25 is a pattern-designed stainless steel foil (20 μm to 30 μm thick) heating element, and metal terminals 28 a and 28 b are provided at the ends of the planar heating element 25 . It is connected to a temperature sensor (not shown), a power supply (not shown) and a controller (not shown) through wires (not shown) connected to terminals 28a, 28a (see FIG. 9B). As will be described later, the controller can control the planar heating element 25, which is the heating member 18, to a set temperature based on the temperature detected by the temperature sensor.

面状発熱体25を間に挟む第1絶縁層83及び第2絶縁層85は、面状発熱体25の発熱温度に対して耐熱性を有する絶縁層である。面状発熱体25が載置される第1絶縁層83は、ガラス繊維製マット(不織布)で形成される。なお、なお、ガラス繊維製マットには、薄厚のガラス繊維シート(例えば、厚さ4mm以下)も含まれる。面状発熱体25を覆うように積層された第2絶縁層85は、耐熱性絶縁層でありかつ発熱部材18である面状発熱体25に対する防水層(耐水層)としての役割も有する。第2絶縁層85は、ガラス繊維シート(又はフッ素ガラスコーティング材等の被膜)で形成されている。底部となる断熱層82は、面状発熱体25で生じた熱が底部側から放出を抑える役割を有するもので、ポリエチレン製マット(又はガラス繊維製マット)で形成されている。断熱層82、面状発熱体25が設けられた第1絶縁層83及び第2絶縁層85は、耐熱性の接着材により一体として結合されている。そして、断熱層82、第1絶縁層83及び第2絶縁層85には、熱エネルギー又は光エネルギー(例えば、紫外線)により硬化する硬化樹脂が含浸されており、加熱又は光照射により硬化され、ヒートパネル81が形成される。上記した熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂等が使用され、光硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂等が使用される。 The first insulating layer 83 and the second insulating layer 85 sandwiching the planar heating element 25 are insulating layers having heat resistance against the heating temperature of the planar heating element 25 . The first insulating layer 83 on which the planar heating element 25 is placed is formed of a glass fiber mat (nonwoven fabric). Note that the glass fiber mat also includes a thin glass fiber sheet (for example, a thickness of 4 mm or less). The second insulating layer 85 laminated so as to cover the planar heating element 25 is a heat-resistant insulating layer and also serves as a waterproof layer (water resistant layer) for the planar heating element 25 which is the heat generating member 18 . The second insulating layer 85 is formed of a glass fiber sheet (or a film such as a fluorine glass coating material). The heat insulating layer 82 serving as the bottom has a role of suppressing the heat generated by the planar heating element 25 from radiating from the bottom side, and is formed of a polyethylene mat (or a glass fiber mat). The heat insulating layer 82, the first insulating layer 83 provided with the planar heating element 25, and the second insulating layer 85 are integrally bonded with a heat-resistant adhesive. The heat insulating layer 82, the first insulating layer 83, and the second insulating layer 85 are impregnated with a curing resin that is cured by heat energy or light energy (for example, ultraviolet rays), and is cured by heating or light irradiation. A panel 81 is formed. Examples of thermosetting resins include epoxy resins, vinyl ester resins, unsaturated polyester resins, melamine resins, and urea resins. Examples of photocurable resins include epoxy resins.

次に、図9Bを参照して、本実施形態に係るヒートパネル(ヒートシート)の製造工程を説明する。発熱部材18である面状発熱体25を載置したガラス繊維製マット91(第1絶縁層83)をポリエチレン製マット92(断熱層82)の上に積層する。ポリエチレン製マット92とガラス繊維製マット91は、耐熱性接着材の使用により貼り付けられた状態となる。次に、面状発熱体25を覆うように、耐熱性接着材を使用してガラス繊維シート93を貼り付けて積層体を形成する。そして、積層体に熱硬化性樹脂(又は光硬化性樹脂)を含浸させ、加熱又は光照射により硬化させてヒートパネル81(図9A参照)を形成する。 Next, the manufacturing process of the heat panel (heat sheet) according to this embodiment will be described with reference to FIG. 9B. A glass fiber mat 91 (first insulating layer 83) on which a planar heating element 25, which is a heat generating member 18, is placed is laminated on a polyethylene mat 92 (heat insulating layer 82). The polyethylene mat 92 and the glass fiber mat 91 are stuck together by using a heat-resistant adhesive. Next, a glass fiber sheet 93 is attached using a heat-resistant adhesive so as to cover the planar heating element 25 to form a laminate. Then, the laminate is impregnated with a thermosetting resin (or a photocurable resin) and cured by heating or light irradiation to form a heat panel 81 (see FIG. 9A).

このように形成されたヒートパネルは、例えば屋根部材として屋根に設けることで、屋根の積雪を溶融することができ、雪下ろしの労力を低減させることができる。また、建物の壁に取り付け、或いは床に敷設することで暖房設備として利用することができる。特に、災害時の仮設住宅等に使用することで、容易に暖房設備を提供することができる。電源として商用電源の他、太陽光、風力等の自然エネルギーを利用した電源を使用することで、利用範囲を拡大することができる。温度センサ、制御装置を使用することで、安全かつ利便性に富んだ暖房設備として提供することができる。 The heat panel formed in this manner can melt accumulated snow on the roof, for example, by installing it on the roof as a roof member, thereby reducing the labor required to remove the snow. In addition, it can be used as a heating facility by attaching it to the wall of the building or laying it on the floor. In particular, by using it for temporary housing in the event of a disaster, it is possible to easily provide heating equipment. The range of use can be expanded by using power sources using natural energy such as sunlight and wind power in addition to commercial power sources. By using a temperature sensor and a control device, it is possible to provide a safe and convenient heating facility.

本実施形態では、硬化性樹脂を利用したヒートパネル81として説明したが、硬化性樹脂を使用せずに、可撓性を有するヒートシートとして利用することもできる。可撓性を有するヒートシートは、折りたたみが可能であり可搬性に優れたものとして利用度が高いものとなる。本実施形態では、第2絶縁層85としてガラス繊維シート93を使用したが、これに限定させず、フッ素ガラスコーティング材等で形成した被膜で覆うことができる。また、発熱部材18としてステンレス製の面状発熱体25を使用したが、アルミニウム箔を使用した面状発熱体でもよく、更にはニクロム線を使用した発熱体でもよい。更に、底部の断熱層82としてポリエチレン製マット92を使用したが、ガラス繊維製マットを使用してもよい。 In this embodiment, the heat panel 81 using a curable resin has been described, but it can also be used as a flexible heat sheet without using a curable resin. A flexible heat sheet can be folded and has a high degree of portability. In this embodiment, the glass fiber sheet 93 is used as the second insulating layer 85, but it is not limited to this, and can be covered with a film formed of a fluorine glass coating material or the like. In addition, although the planar heating element 25 made of stainless steel is used as the heat generating member 18, a planar heating element using an aluminum foil may be used, or a heating element using a nichrome wire may be used. Further, although a polyethylene mat 92 was used as the bottom heat insulating layer 82, a glass fiber mat could also be used.

以上、本発明のいくつかの実施形態及び各部の変形例を説明したが、この実施形態や各部の変形例は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述したこれら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明に含まれる。 Several embodiments and modifications of each part of the present invention have been described above, but these embodiments and modifications of each part are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. . These novel embodiments described above can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims.

上述したように、本発明に係るヒート管及びヒート管製造方法は、管本体内を通流する流体を発熱層が直接加熱するので、迅速かつ効率良く加熱することが可能となるので、管本体と、管本体の内面に固着された管状の発熱層と、を有するヒート管として有用である。 As described above, in the heat tube and the heat tube manufacturing method according to the present invention, the heating layer directly heats the fluid flowing through the tube body, so that the heating can be performed quickly and efficiently. and a tubular heat generating layer fixed to the inner surface of the pipe body.

11 ヒート管
12 管本体
13 発熱層
16 外側絶縁層(第1繊維質層)
17 内側絶縁層(第2繊維質層)
17a ポリエチレン製マット(不織布)
17b ガラスシート
18、18a 発熱部材
19 一端
20 他端
21 電源
22 制御部
25 面状発熱体
26 ベースフィルム
27 カバーフィルム
28a、28b 端子
31 第1繊維質マット(ガラス繊維製マット)
32 第2繊維質マット(ポリエチレン製マット)
34 縫合糸
35、35a 発熱積層体
37a、37b 矢視方向
38 管状発熱積層体
51 配管
53、55 開口部
57、57a ライニング材(管状発熱積層体)
58 ライニング材送り出し装置
60 高圧空気等供給装置
61 引き出しロープ
63 巻上機
65 接続具
67 取り出し口
67a 先端
68 矢印
69 停止板
71、72 ヒート管
75 流入口
76 流出口
81 ヒートパネル
82 断熱層
83 第1絶縁層
85 第2絶縁層
91 ガラス繊維製マット
92 ポリエチレン製マット
93 ガラス繊維シート
REFERENCE SIGNS LIST 11 heat tube 12 tube main body 13 heat generating layer 16 outer insulating layer (first fibrous layer)
17 inner insulating layer (second fibrous layer)
17a polyethylene mat (non-woven fabric)
17b Glass sheet 18, 18a Heat generating member 19 One end 20 Other end 21 Power source 22 Control unit 25 Planar heating element 26 Base film 27 Cover film 28a, 28b Terminal 31 First fiber mat (glass fiber mat)
32 second fibrous mat (polyethylene mat)
34 suture thread 35, 35a heat-generating laminate 37a, 37b direction of arrow 38 tubular heat-generating laminate 51 pipe 53, 55 opening 57, 57a lining material (tubular heat-generating laminate)
58 lining material delivery device 60 high-pressure air supply device 61 pull-out rope 63 hoist 65 connector 67 outlet 67a tip 68 arrow 69 stop plate 71, 72 heat tube 75 inlet 76 outlet 81 heat panel 82 heat insulating layer 83 third First insulating layer 85 Second insulating layer 91 Glass fiber mat 92 Polyethylene mat 93 Glass fiber sheet

Claims (8)

管本体と、
前記管本体の内面に固着された管状の発熱層と、を有し、
前記発熱層は、
前記管本体の内面に固着された耐熱性絶縁層と、
前記耐熱性絶縁層内に配置され、通電により発熱する発熱部材と、を含むヒート管。
a pipe body;
a tubular heat-generating layer fixed to the inner surface of the pipe body;
The heat generating layer is
a heat-resistant insulating layer fixed to the inner surface of the pipe body;
a heat-generating member arranged in the heat-resistant insulating layer and generating heat when energized.
前記耐熱性絶縁層は、硬化した樹脂を含む第1繊維質層と、硬化した樹脂を含む第2繊維質層と、を有し、
前記発熱部材は、前記第2繊維質層に設けられた、請求項1に記載のヒート管。
The heat-resistant insulating layer has a first fibrous layer containing a cured resin and a second fibrous layer containing a cured resin,
2. The heat pipe according to claim 1, wherein the heat generating member is provided on the second fibrous layer.
前記発熱部材は、面状発熱体を有する請求項1又は2に記載のヒート管。 3. The heat pipe according to claim 1, wherein the heat generating member has a planar heat generating element. 前記管本体は、流体を流す管体である、請求項1乃至3の何れかに記載のヒート管。 4. The heat tube according to any one of claims 1 to 3, wherein said tube main body is a tubular body through which a fluid flows. 前記管本体は、一方の端部が閉鎖された管体である、請求項1乃至3の何れかに記載のヒート管。 4. The heat tube according to any one of claims 1 to 3, wherein said tube body is a tubular body with one end closed. 第1繊維質マットと、発熱部材を設けた第2繊維質マットと、がこの順に積層された発熱積層体を形成する第1ステップと、
前記発熱積層体から硬化性樹脂が含浸された管状の管状発熱積層体を形成する第2ステップと、
前記管状発熱積層体を前記管本体内に挿入する第3ステップと、
前記管状発熱積層体を前記管本体内で径方向に拡張させる第4ステップと、
前記管本体内で拡張された状態の前記管状発熱積層体に含浸された硬化性樹脂を硬化させて、前記管本体の内面に固着された管状の発熱層を形成する第5ステップと、
を有するヒート管の製造方法。
a first step of forming a heat-generating laminate in which a first fibrous mat and a second fibrous mat provided with a heat-generating member are laminated in this order;
a second step of forming a tubular heat-generating laminate impregnated with a curable resin from the heat-generating laminate;
a third step of inserting the tubular heat-generating laminate into the tubular body;
a fourth step of radially expanding the tubular heating laminate within the tubular body;
a fifth step of curing the curable resin impregnated in the tubular heat-generating laminate in the expanded state within the pipe body to form a tubular heat-generating layer fixed to the inner surface of the pipe body;
A method for manufacturing a heat tube having
前記発熱積層体を管状にして縫合することにより前記管状発熱積層体を形成する、請求項6に記載のヒート管の製造方法。 7. The method of manufacturing a heat tube according to claim 6, wherein the tubular heat generating laminate is formed by sewing the heat generating laminate into a tubular shape. 前記管状発熱積層体に流体を供給することにより前記管本体内で径方向に拡張させる、請求項6又は7に記載のヒート管の製造方法。 8. The method of manufacturing a heat tube according to claim 6, wherein the tubular heat-generating laminate is radially expanded within the tube body by supplying a fluid to the tubular heat-generating laminate.
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