JP3153138U

JP3153138U - 凍結防止用ヒータ装置

Info

Publication number: JP3153138U
Application number: JP2009003406U
Authority: JP
Inventors: 正始小林
Original assignee: プロテ産業株式会社
Priority date: 2009-05-25
Filing date: 2009-05-25
Publication date: 2009-08-27
Anticipated expiration: 2019-05-25

Abstract

【課題】安価で且つ火災発生防止並びに非金属製水道管の溶融破損防止を確実に達成する新規な水道管用ヒータ装置を提供する。【解決手段】帯線状の発熱部１と、端末に差込プラグ２１を装着した供給部２との間に、数アンペアで電流遮断をなす低電流ヒューズを備えた過電流遮断部３を介装接続してなる。上記のとおり発熱部と給電部との間に過電流遮断部を介装接続した水道管用ヒータ装置で、電源側ブレーカが作動しない程度の短絡電流が流れた場合でも発熱部への通電を遮断するもので、安価で製造でき、而も確実に火災発生防止並びに非金属製水道管の溶融破損防止を達成するものである。【選択図】図１

Description

本考案は、屋外配管の水道管凍結や屋外階段の凍結を防止するために使用する凍結防止用ヒータ装置に関するものである。

凍結防止用ヒータ装置に使用される帯状発熱部は、平行配置する発熱導線を絶縁物で被覆して帯状に形成したり、平行長尺導電線間に電気抵抗発熱体を介在させて、全体を絶縁体で被覆して帯線状に形成した構造のものが一般に使用されており、使用箇所に設置し、所定の給電を行って凍結防止を実現しているもので、例えば水道管の凍結防止用として使用される場合は、帯線状発熱部を水道管に巻きつけ或いは水道管に添わせた後に、断熱カバー材で被覆して水道管に装着し、しかる後発熱部に通電して水道管の凍結を防止している。

前記のヒータ装置を組み込む水道管や階段は当然建物外部に露出しているので、何らかの外力を受け易い環境である。このため帯線状発熱部を水道管等に装着した後、なんらかの原因で導電線間が短絡状態となったり、外部への漏電状態になると、当然電力供給側の建物設置ブレーカが作動し、電力供給が遮断され安全である。しかし過大な短絡電流が流れる短絡状態では無いが、部分的に小さな短絡状態が生じ、予定している定格電流以上の過電流が流れた場合には、前記ブレーカが作動せず継続的に過電流が流れ続ける場合がある（以下この状態を「弱短絡状態」という）。このような状況においては、一部が異常過熱となって断熱カバー材が燃えだし、火災になってしまったり、非金属製の水道管を溶融破損させてしまう。

従来公知の発熱部の異常過熱対策としては、一般的に夏季を非通電とし、冬季に通電するサーモスタ作動のスイッチ部を通電回路に介装接続して設け、異常発熱時においても、当該サーモスイッチが作動して通電遮断を行うようにしている（特許文献１：特開２００４−１５０２３２号公報）。

また発熱部の電気抵抗発熱体を、導電線間にＰＴＣ正特性を有するサーミスタ素子を間欠的に接続して形成し、所定温度以上（キュリー温度）に達した際の抵抗値の増大で発熱量を抑える構成（特許文献２：特開平１０−６１８３２号公報）を採用している。

特開２００４−１５０２３２号公報。特開平１０−６１８３２号公報。

前記した異常過熱対策において、特定の高機能を備えたＰＴＣ素子並びに外力の影響を受けない堅牢な構造を採用した場合には、当然製品コスト上の問題が生ずるし、安価なＰＴＣ正特性の発熱部（例えばカーボン粒子とポリマーの混合体で形成した導電性発熱抵抗体）を採用した場合には、弱短絡状態の発生を阻止できない。

またサーモスイッチを採用した一般的な対策手段は、基本的に温度検知に基づいて制御しているものであり、検知位置（サーモスイッチの介装接続位置）によっては、異常過熱を検知できずに通電遮断がなされない場合があり、火災防止を確実に阻止するものとは云えない。

特に水道管が非金属管の場合には、ある個所において弱短絡状態（ヒータ装置全体として前記したブレーカが作動する程度の過大負荷電流ではなく、継続的に定格電流以上の過電流・漏電電流が流れ続ける）が生じても、必ずしも温度検知個所（サーモスイッチ個所）まで温度伝導がなされず、当該個所の異常温度を検出できずにサーモスイッチが作動しない虞がある。更にサーモスイッチの信頼性に問題があった場合に、発熱部への通電が長時間継続して、火災に至る虞もある。

そこで本考案は、安価で且つ火災発生防止並びに非金属製水道管の溶融破損防止を確実に達成する新規な水道管用ヒータ装置を提案したものである。

本考案（請求項１）に係る凍結防止用ヒータ装置は、通電によって所定の発熱をなす帯線状の発熱部を備えると共に、前記発熱部への給電接続をなす給電部を備え、前記給電部側に、数アンペアで電流遮断をなす低電流ヒューズを備えた過電流遮断部を介装接続してなることを特徴とするものである。

而して前記ヒータ装置は、従前の器具と同様に、屋外階段の踏み板個所に埋設設置したり、屋外水道管に巻きつけ或いは水道管に添わせて、断熱カバー材で被覆して水道管に装着して使用するもので、給電部を電源に接続して通電を行うと発熱部が発熱し、設置個所（水道管等）の凍結が防止されるものである。そしてなんらかの原因で弱短絡状態が生じ、電源供給側のブレーカを作動させるまでではないが、発熱部の定格値を大きく越える数アンペア程度以上の負荷加電流が流れると、低電流ヒューズで回路を遮断し火災の発生等を未然に防止するものである。

また本考案（請求項２）に係る凍結防止用ヒータ装置は、前記ヒータ装置において特に発熱部が、適宜長さの複数の分断発熱部を、適宜な接続部で直列接続してなるものである。

従って、発熱部のある個所において短絡が生じた場合には、接続部において、通電チェックを行い、短絡が生じた分断発熱部を特定し、当該分断発熱部を取り換えることで、発熱部全体の取り換えを不要にできるものである。

本考案の構成は上記のとおり発熱部と給電部との間に過電流遮断部を介装接続した水道管用ヒータ装置で、電源側ブレーカが作動しない程度の短絡電流が流れた場合でも発熱部への通電を遮断するもので、安価で製造でき、而も確実に火災発生防止並びに非金属製水道管の溶融破損防止を達成するものである。

本考案の第一実施形態の全体図で、（イ）（ロ）（ハ）は各実施例を示す。同発熱部の切断端面図。同過電流遮断部の説明図（断面図）。同第二実施形態の全体図。同発熱部の切断端面図。

次に本考案の第一実施形態について説明する。図１（イ）は、第一実施形態の第一実施例を示したもので、この第一実施例は、水道管用として使用する凍結防止用ヒータ装置であり、発熱部１と、給電部２と過電流遮断部３で構成される。

発熱部１は、適宜な間隔を有せしめた平行な導電線１１の間を発熱体（導電性発熱抵抗体）１２で充填すると共に全体を被覆し、導電性発熱抵抗体１２の外周面を内側絶縁体１３で被覆し、更に堅牢な材質（例えばポリオレフェン系樹脂）の外側絶縁体１４で被覆して形成してなる。

特に前記導電性発熱抵抗体１２は、導電性カーボン粒子を架橋ポリマーに分散させて形成したもので、ある程度大きな正の抵抗温度係数を備えさせてなる。尚先端部も先端絶縁体１５で被覆してなる。

給電部２は、従前と同様に差込プラグ２１と差込プラグ２１に接続したコード（所謂キャブタイヤケーブル）２２を備えているもので、当然コード２２は、内部の電線２２１と、各電線２２１を被覆する単線被覆体２２２と、全体を被覆する複線被覆体２２３で構成される。

また図１（イ）に示すように、単一の発熱部１を備える器具の場合には、単一のコード２２を備えた給電部２とするが、２個の発熱部１を備える場合には、同図（ロ）の第二実施例に示すようにコード２２を二股に分岐させてなるものを採用する。

過電流遮断部３は、前記の発熱部１と給電部２との間に介装接続するものであって、発熱部１の導電線１１と給電部２の電線２２１とを、低電流ヒューズ３１と導電接続体３２で接続し、更に単線被覆チューブ３３、複線被覆チューブ３４、全体被覆チューブ３５で被覆して形成したものである。

低電流ヒューズ３１は、発熱部１が１０℃時に１３Ｗ／ｍ（１００Ｖ商用電源）の定格であり、発熱部温度が上昇すると抵抗値が増大し出力が低下する。また発熱部１の使用長さは最大でも１０ｍ程度であるから、数アンペア（３Ａ程度）以上であっても過電流と見なすことができるので、数十アンペア単位ではなく、数アンペア単位で回路遮断がなされる部品を採用する（例えばリテルヒューズ社製・ＰＩＣＯヒューズ：商標名）。

単線被覆チューブ３３は、発熱部１の導電線１１と給電部２の電線２２１とを、各々低電流ヒューズ３１と導電接続体３２で接続した部分を、互いに接触しないように被覆装着したものであり、複線被覆チューブ３４は前記の単線被覆チューブ３３の端縁がずれない様に各々発熱部１側と給電部２側で被覆装着し、全体被覆チューブ３５で、発熱部１とコード２２に渡って外側全体が水密性を確保できるように被覆して一体化したものである。

而して前記ヒータ装置は、従前の器具と同様に、発熱部１を水道管に巻きつけ或いは水道管に添わせ、断熱カバー材で被覆して水道管に装着して使用するもので、差込プラグ２１を適宜な電源コンセント（例えばスイッチ部及び通電表示灯等を備えているものであれば、スイッチのオンオフが確認できる）に接続し、所定の通電を行うと導電性発熱体１２が発熱して水道管の凍結を防止するものである。特に導電性発熱体１２が正の抵抗温度係数を有する材質で形成されているので、通電によって発熱し温度上昇すると、導電線１１間の電気抵抗が大きくなり、発熱量が減少するので、特別な制御手段を採用することなく、発熱部１は一定の温度を維持することになる。

そしてなんらかの原因で部分的な短絡状態が生じ、負荷電流が電源供給側のブレーカを作動させるまでの大電流ではないが、数アンペア程度以上の負荷加電流が流れると、低電流ヒューズ３１で回路を遮断するので、火災の発生防止や、非金属製水道管の溶融破損防止が確実に達成されるものである。

また図１（ハ）は第三実施例で、発熱部１が、複数の適宜長さの分断発熱部１ａ，１ｂ，１ｃで構成され、適宜な接続部１０ａ，１０ｂで直列接続してなるものである。勿論接続部１０ａ，１０ｂは、水密性が確保されているものである。

而して分断発熱部１ａ，１ｂ，１ｃのある個所、例えば分断発熱部１ｂにおいて短絡が生じた場合には、当然過電流遮断部３で通電遮断がなされる。そこで過電流遮断部３及び接続部１０ａ，１０ｂ個所の断熱カバー材を剥がし、更に切断部１０ａ，１０ｂの水密カバーや絶縁カバーを剥がし、テスターによる抵抗測定で短絡が生じた分断発熱部１ｂを特定する。

次に分断発熱部１ｂの断熱カバー材を外して、分端発熱部１ｂの部品を取り換え、再度接続部１０ａ，１０ｂで接続し直し、過電流遮断部３も取り換えて接続し、再度断熱カバー材を装着することで修理がなされる。

従って発熱部１で短絡故障が生じても、分断発熱部１ａ，１ｂ，１ｃを採用することで、発熱部１全体の復旧作業（断熱カバー材の脱着、部品の交換など）を必要とせず、短絡故障した当該分断短絡部のみの復旧作業となる。

また図４、５は本考案の第二実施形態を示すもので、この第二実施形態は、発熱部１Ａと、給電部２Ａと、過電流遮断部３Ａとサーモ制御電源部４で構成される。

発熱部１Ａは、適宜な間隔を有せしめた平行な電熱線１６の全体を柔軟絶縁体１７で被覆したものであり、前記第一実施形態と同様の構造の給電部２Ａと、過電流遮断部３Ａとを備えたものである。また図示番号は第一実施形態と同様の部位を示している。

サーモ制御電源部４は、給電部２の差込プラグ２１が接続される接続部４１（コンセント構造で、サーモ回路リード線の分岐接続部分を密封内装してなる）に、電源プラグ４２を先端に設けた電源コード４３と、先端にサーモスタット４４を設けたサーモリード線４５を接続している公知のものである。

而して前記第二実施形態のヒータ装置は、従前の器具と同様に、給電部２Ａとサーモ制御電源部４とを接続し、発熱部１Ａを水道管に巻きつけ或いは水道管に添わせると共に、サーモスタット４４も同様に水道管に添わせ、全体を断熱カバー材で被覆して水道管に装着して使用するもので、サーモスタット４４の装着箇所の温度が所定以下となると、サーモスイッチがオンとなり、発熱部１Ａに通電される。

この通電よって電熱線１６が発熱し水道管凍結防止の作用をなし、適宜温度上昇すると、サーモスイッチがオフとなり、通電が停止され、発熱部１Ａの異常温度上昇が防止される。

そしてなんらかの原因で部分的な短絡状態が生じた場合は負荷電流が電源供給側のブレーカを作動させるまでの大電流ではないが、数アンペア程度以上の負荷加電流が流れると、低電流ヒューズ３１で回路を遮断するので、火災の発生防止や、非金属製水道管の溶融破損防止が確実に達成されるものである。

またサーモスイッチが故障した場合には、負荷電流が長時間継続的に流れるために、ヒューズが溶融し、給電回路を遮断するものである。

１，１Ａ発熱部
１ａ，１ｂ，１ｃ分断発熱部
１０ａ，１０ｂ接続部
１１導電線
１２発熱体（導電性発熱体）
１３内側絶縁体
１４外側絶縁体
１５先端絶縁体
１６電熱線
１７柔軟絶縁体
２，２Ａ給電部
２１差込プラグ
２２コード（所謂キャブタイヤケーブル）
２２１電線
２２２単線被覆体
２２３複線被覆体
３，３Ａ過電流遮断部
３１低電流ヒューズ
３２導電接続体
３３単線被覆チューブ
３４複線被覆チューブ
３５全体被覆チューブ
４サーモ制御電源部
４１接続部
４２電源プラグ
４３電源コード
４４サーモスタット
４５サーモリード線

Claims

通電によって所定の発熱をなす帯線状の発熱部を備えると共に、前記発熱部への給電接続をなす給電部を備え、前記給電部側に、数アンペアで電流遮断をなす低電流ヒューズを備えた過電流遮断部を介装接続してなることを特徴とする凍結防止用ヒータ装置。
発熱部が、適宜長さの複数の分断発熱部を、適宜な接続部で直列接続してなる請求項１記載の凍結防止用ヒータ装置。
発熱部が、適宜間隔を有せしめた平行導電線を導電性発熱抵抗体で全体を被覆し、更に絶縁被覆を施したもので、前記発熱部と、端末にコンセントを装着した電源コード構成した給電部との間に、過電流遮断部を介装接続してなると共に、発熱部の絶縁被覆表面及び給電部の電源コードの被覆表面と水密に一体化したカバー体で前記過電流遮断部を被覆してなる請求項１又は２記載の凍結防止用ヒータ装置。
発熱部の導電性発熱抵抗体が、導電性カーボン粒子を架橋ポリマーに分散させて形成され、正の抵抗温度係数を備えた請求項１乃至３記載の何れかの凍結防止用ヒータ装置。