JP3640699B2

JP3640699B2 - Heater and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3640699B2
Application number: JP10660995A
Authority: JP
Inventors: 哲生山口; 直幸芦田; 史高石森
Original assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Current assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1995-04-28
Publication date: 2005-04-20
Anticipated expiration: 2020-04-20
Also published as: JPH08306473A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば、寒冷地で水道管等の水が滞留する滞留部位において、水の凍結による損傷を防止するため、上記滞留部位を加熱する用途等に用いられるヒータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、寒冷地において、厳冬期の水道管内等の水の凍結防止を目的として、テレビ等のフィーダー線状の帯状ヒータが使用されてきた。この帯状ヒータは、ニクロム線などの金属抵抗線からなる内部構造物を、電気絶縁体である塩化ビニル樹脂などで被覆し、帯状としている。
【０００３】
上記帯状ヒータは、寒冷地の家屋で、水道管の地上に露出した部分を被覆するように、例えば、らせん状に巻き付けたり、水道管の長さ方向に沿って圧着させたりして使用されている。上記帯状ヒータは凍結防止のために、所定の、例えば水道管１ｍ当り６Ｗの消費電力を消費するよう設定されている。
【０００４】
また、検出温度によって上記帯状ヒータをＯＮ／ＯＦＦ制御するセンサー、例えば白金センサーが、家屋の最も寒冷な場所、通常家屋の北側に、水道管の露出した部位に近接した位置に設置されている。
【０００５】
このような帯状ヒータは１回路にて構成されている。このため、金属抵抗線には常に一定の電流が流れることになり、常に一定の電力を消費する。そのため、この帯状ヒータにて長い水道管を覆うようにして使用した場合、水道管の各部分の温度には関係なく、上記帯状ヒータに当接した部分がすべて均等に加熱される。すなわち、上記の帯状ヒータは、水道管の温度が低い特定の部分だけを集中的に加熱することはできず、加熱の必要のない部分まで同じように加熱してしまう。その結果、上記帯状ヒータは、必要以上に電力を消費する。
【０００６】
米国特許第４，０７２，８４８号公報には、発熱体を含む内部構造物に樹脂を絶縁被覆したヒータが開示されている。上記公報では、熱可塑性樹脂等の絶縁体からなるケーブル状の本体が用いられる。この本体に、内部構造物として、通電されると発熱するチップ形状の各発熱体と、上記各発熱体にそれぞれ給電するための銅からなる一対の各電線とが封入されている。
【０００７】
上記各発熱体は、チタン酸バリウム系のセラミックスからなる正特性（ＰＴＣ）(Positive Temperature Coefficient)を有するサーミスタであり、上記本体の幅方向における両端面にオーミックコンタクト用の一対の電極がそれぞれ形成されている。上記各発熱体は、上記長さ方向に沿って、所定間隔にて各電線の間に複数個配置されている。上記各電極と上記端面に沿って当接する各電線とが、上記端面に沿って半田により電気的に接続された接合部をそれぞれ有している。
【０００８】
このようなヒータは、例えば、水道管等の水が滞留する滞留部位に本体を当接させて用いられる。上記本体は、上記の発熱した各発熱体に近接しており、上記滞留部位は、この本体の部分と当接している。
【０００９】
発熱体の温度が例えば５℃以下となると、上記発熱体が発熱に必要な程度に通電状態となる。その結果、各発熱体が温度に応じて発熱し、それによって上記滞留部位が各発熱体により本体を介して加熱される。このため、上記滞留部位内の水温が０℃未満となるといった低温環境下において、水の凍結による上記滞留部位の損傷を防止できるものとなっている。
【００１０】
上記のように発熱体を含んだ内部構造物を樹脂で絶縁被覆したヒータの製造において、樹脂被覆を行う際には、押出や熱プレス等が用いられている。押出や熱プレス等を用いて上記のヒータを樹脂で被覆するには、絶縁被覆する樹脂が流動性や粘性のある状態で行わなければならない。このような条件においては、被覆の厚さを薄くすると、ピンホールや被覆の不完全な部分が存在する確率が大きくなる。
【００１１】
上記のピンホールや被覆の不完全な部分の生成を防ぎ、絶縁性を保って安全性を高めるためには、被覆をある程度の厚さを持ったものにする必要がある。事実上、数百μm 以下では安全性を確保することが困難であり、１ｍｍ以上の厚さが必要になる。
【００１２】
例えば、押出被覆の場合では、樹脂押出ダイスの中心部を、電線化された内部構造物が通過する。その結果、内部構造物の断面の周囲方向に樹脂が被覆される。被覆の厚さは、ダイスと内部構造物の素子との隙間によって決定される。そのため、この隙間を厚くすることで被覆の厚さを厚くし、絶縁性を保って安全性を高めている。この隙間を極端に狭くすると、上記のようにピンホールや被覆の不完全な部分が存在する確率が大きくなる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにして被覆の厚さを厚くすると、発熱体で発生した熱を効率的に被加熱物（水道管等）に伝達することができないという問題がある。
【００１４】
また、被覆樹脂の厚さを厚くするには被覆樹脂を大量に必要とするため、製造コストが増大するという問題がある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１記載のヒータは、平面からなる底面を有する発熱体を複数個備え、各発熱体に電極が当接され、各電極に一対の電気供給部材を当接させることにより各発熱体が電気的に並列に接続され、電気供給部材に通電して発熱体を発熱させ、被加熱物を加熱する内部構造物と、上記内部構造物と被加熱物との間を絶縁する絶縁部材とを有するヒータにおいて、上記電極および電気供給部材が平板状であり、上記各発熱体の底面に、各電極の一方の面が当接され、上記各電極の、各発熱体と当接する面と反対の面に、電気供給部材の一方の面が当接されており、上記絶縁部材が、平板部分と、上記平板部分から同一方向に凹んだ複数の収納部とを有するように、あらかじめ絶縁性材料で成形され、各収納部に、内部構造物のうち、すべての発熱体の、底面以外の部分をひとつずつ収納する絶縁ケースと、上記収納部に発熱体が収納されたときに、内部構造物のうち、上記平板部分の、収納部が設けられている面と反対の面側に露出する部分を被覆する絶縁性材料からなる絶縁テープとを備えていることを特徴としている。
【００１６】
請求項２記載のヒータの製造方法は、平面からなる底面を有する発熱体を複数個備え、各発熱体に電極が当接され、各電極に一対の電気供給部材を当接させることにより各発熱体が電気的に並列に接続され、電気供給部材に通電して発熱体を発熱させ、被加熱物を加熱する内部構造物と、上記内部構造物と被加熱物との間を絶縁する絶縁部材とを有するヒータの製造方法であって、上記各発熱体の底面に、平板状の各電極の一方の面を当接させ、上記各電極の、各発熱体と当接する面と反対の面に、平板状の電気供給部材の一方の面を当接させ、平板部分と、上記平板部分から同一方向に凹んだ複数の収納部とを有する、絶縁性材料からなる絶縁ケースの各収納部に、内部構造物のうち、すべての発熱体の、底面以外の部分をひとつずつ収納し、内部構造物のうち、上記平板部分の、収納部が設けられている面と反対の面側に露出する部分を、絶縁性材料からなる絶縁テープで被覆することを特徴としている。
【００１７】
【作用】
上記の請求項１記載のヒータの構成および請求項２記載のヒータの製造方法により、上記発熱体の底面に、平板状の電極および電気供給部材が当接される。そして、すべての発熱体の、底面以外の部分が上記収納部に収納され、上記平板部分および絶縁テープで、発熱体の底面、電極、および電気供給部材が被覆される。
【００１８】
このため、上記絶縁ケースの成形の際、流動性や粘性を有した状態の絶縁性材料を用いて押出成形や熱プレス等を行って成形する必要がなく、例えば、平板状の絶縁シートを、収納部の形に型どった歯車を有する熱ロールによって圧延・型抜きする等のような方法で容易に成形することができる。一方、上記のように絶縁性を有する絶縁テープで、内部構造物の表面の、被加熱物に接触する面を覆うことにより、内部構造物と被加熱物との間を容易に絶縁することができる。そのため、絶縁ケースの厚さや絶縁テープの厚さを厚くしなくても、ピンホールや、被覆の不完全な部分等の発生を防ぐことができる。
【００１９】
したがって、被覆の厚さを厚くすることなく、絶縁性を保つことができる。それによって、良好な柔軟性および絶縁性を保ちながら、発熱体で発生した熱を効率的に被加熱物（水道管等）に伝達することができる。
【００２０】
また、被覆樹脂の厚さを厚くする必要がないので、必要な被覆樹脂が少量で済む。それによって、製造コストの増大を防止することができる。
【００２１】
また、絶縁テープで内部構造物を覆わない限り、内部構造物は、絶縁ケースから取り出し可能な状態に絶縁ケース内に収納されている。絶縁テープは、それ自身が接着性を有するか、接着剤で接着するか、熱融着性を有していてもよい。そのため、作業現場で容易に接着することができる。電極に通電する電気供給部材も、接着剤で接着すればよいため、作業現場で容易に接着することができる。
【００２２】
したがって、実際に例えば水道管の凍結防止等の作業を行う段階になって、凹み何個おきに発熱体を収納するかを決定することができるので、作業の柔軟性を増すことができる。それによって、必要以上に発熱体を配する無駄がなくなるので、製造コストの増大を防止することができる。
【００２３】
また、凹みのうちで実際に発熱体を収納する配置を作業段階で自由に決められるので、ひとつの被加熱物を加熱する際の出力すなわち加熱の度合いを容易に所望の値に調節することができる。
【００２４】
【実施例】
〔実施例１〕
本発明の一実施例について図１ないし図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。
図１および図２に示すように、本実施例にかかるヒータ１は、水道管に取り付けられ、管内の水の凍結を防止するためのものであり、断面が長方形となる帯状のヒータである。ヒータ１は、水道管に対して、その表面に沿って、長手方向に当接させ、熱輻射によって上記水道管を加熱する。そして、後述するように、ポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹脂である絶縁ケース６と絶縁テープ７とを互いに貼り合わせることによって、例えば厚み 5.1mm、幅16.6mmの長尺なコード状に形成されている。
【００２５】
ヒータ１は、複数の発熱体２…、各発熱体２における電極３…、および一対の銅テープ（電気供給部材）４・４からなる内部構造物５が、絶縁ケース６および絶縁テープ７によって被覆された構造を有している。水道管への取付けは、絶縁テープ７を水道管に接触させることにより行なわれる。なお、絶縁ケース６および絶縁テープ７によって絶縁部材が構成されている。
【００２６】
上記発熱体２は、チタン酸バリウム半導体からなるＰＴＣ(Positive Temperature Coefficient)素子で構成されている。ここで、ＰＴＣ素子とは、低温で電気抵抗が低く、特定温度すなわちキュリー温度を越えて上昇すると、素子抵抗値が急激に増大する正の温度特性を有するサーミスタ素子である。
【００２７】
この特性により、ＰＴＣ素子は、キュリー温度を下回る低温下において電圧が印加されると、最初は、低温であるために抵抗値が小さいため大電流が流れ、この結果、急激に温度が上昇する。一方、温度がキュリー温度を越えると抵抗値が急峻に増大し、流れる電流値が低下して発熱量が減少することにより、一定温度以上には温度が上がらず、温度を安定に保つこととなる。
【００２８】
このように、ＰＴＣ素子は、電流量を調整して発熱量を制御する自己温度制御機能を有する。また、温度の立ち上がりが迅速である。このため、上記ＰＴＣ素子を発熱体として用いることによって被加熱物の温度を一定温度に保持することができるので、凍結防止等の用途に好適に用いることができる。
【００２９】
しかしながら、本発明のヒータにおける発熱体は上記ＰＴＣ素子に限定されるものではない。すなわち、水道管の水の凍結防止等のために十分被加熱物を加熱することができればよく、他の専用の部材を用意して温度調節を行うようにすることもできる。
【００３０】
図３に示すように、発熱体２の形状は、縦６ｍｍ×横８ｍｍ×厚さ１．６ｍｍの直方体形状である。なお、発熱体２の形状は、後に全発熱体２…の底面２ａ…を覆う絶縁テープ７を貼れるようにするために、底面２ａが平面であればよく、直方体形状に限定されない。例えば、発熱体２の形状として、円盤状のものを用いることも可能である。
【００３１】
そして、外部気温が−20℃のときに商用電圧である 100Ｖの交流を通電すると各発熱体２の全消費電力が、例えば１ｍ当り約18Ｗとなるように設定されている。
【００３２】
図３および図４に示すように、電極３・３は、各発熱体２について一対配置される。そして、発熱体２の厚み方向の一端面すなわち底面２ａ上であって、後述の銅テープ４・４と組み合わせたときの発熱体２の幅方向（ここでは発熱体２の長さ方向）すなわち銅テープ４・４の幅方向の両端側に形成されている。なお、この一対をなす２つの電極３・３は、少なくとも、発熱体２の底面２ａ上に存在し、銅テープ４・４から供給される電流を発熱体２に供給できればよく、配置はこれに限定されない。
【００３３】
上記電極３・３は、例えばオーミックコンタクト電極形成用の銀ペースト（デグザ社製）を発熱体２に塗布した後、発熱体２を 560℃にて５分間加熱することにより得られる。しかしながら、これに限定されず、平板状で、発熱体２が発熱できるように通電できればよい。
【００３４】
図４に示すように、上記銅テープ４・４は、各電極３・３および発熱体２に電気を供給する電気供給部材として、形状が平たく、ヒータ１の長さ方向に沿った長尺な金属製の一対のコードである。そして、半田により上記各電極３・３に接着されている。これにより、上記各発熱体２は、銅テープ４・４間に、互いに所定の間隔（ピッチ）に、かつ、電気的に互いに並列となるように複数個接続した構成となっており、これにより、梯子状の内部構造物５が形成されている。
【００３５】
上記の電気供給部材としては、銅等の導電性を有する単線や集合線を用いることができ、特に、容易に撓ませることができることから、銅線の編組線や銅テープが好ましい。このため、本実施例では、電気供給部材として銅テープ４・４を用いている。
【００３６】
このときの発熱体２のピッチは、後で述べるキャリアテープである絶縁ケース６の嵌合部（収納部）６ａ…の間隔に対応しており、本実施例においては嵌合部６ａの間隔は８．０ｍｍである。ただし、この嵌合部６ａの間隔のすべての位置に発熱体２を配置することもできるが、後述のように、何個かの嵌合部６ａ…に１個の割合で発熱体２が嵌合部６ａに対応するように、部分的に発熱体２を配置することもできる。本実施例においては、そのような例として、２個の嵌合部６ａに１個の割合で嵌合している。つまり、嵌合部６ａ…の間隔の２倍である１６．０ｍｍのピッチすなわち配置頻度で発熱体２…を配置している。
【００３７】
図５及び図６に示すように、この内部構造物５が、絶縁ケース６で被覆されている。この絶縁ケース６は、絶縁性を有する例えばポリカーボネート樹脂製であり、平板部分６ｂと複数の嵌合部６ａ…との２つの部分から構成されている。
【００３８】
上記平板部分６ｂは長尺で薄い長方形形状の平板であり、上記のように構成された内部構成物５の被加熱物と当接する側、すなわち発熱体２…の底面２ａ…、電極３・３、および銅テープ４・４を、すべて覆うだけの大きさおよび形を有している。
【００３９】
一方、各嵌合部６ａは、平板部分６ｂから同一方向、すなわち、ヒータ１で被加熱物を加熱する際に平板部分６ｂの被加熱物と当接しないほうの面の方向へ凹んだ部分であり、かつ、発熱体２が嵌合可能な大きさと深さとを有する凹みである。本実施例では発熱体２と同じく直方体形状に形成されており、また、発熱体２よりも若干大きくなっている。この嵌合部６ａが、発熱体２…の数またはそれ以上の数だけ、所定の間隔で一列に並ぶように平板部分６ｂ上に設けられている。前述のように、発熱体２のピッチは嵌合部６ａ…の間隔に対応しているため、嵌合部６ａ…はすべての発熱体２…を嵌合させて収納することができる。
【００４０】
この絶縁ケース６は、内部構造物５と組み合わされる前に、あらかじめ別の工程によって成形されるものである。この工程としては、特に限定されるものではないが、例えば、平板状の絶縁シートを、嵌合部６ａの形に型どった歯車を有する熱ロールによって圧延・型抜きする等のような方法で、容易に、所望の形状、十分薄い厚さ、十分な強度等を有するように成形することができる。
【００４１】
上記嵌合部６ａ…に、内部構造物５が、発熱体２の、銅テープ４・４の接着されていない側から嵌合されている。なお、本実施例においては、前記したように、発熱体２は全ての嵌合部６ａ…にははめ込まず、２個の嵌合部６ａに１個の割合で嵌合されている。
【００４２】
図２および図６に示すように、本実施例においては、さらに、嵌合部６ａ…のうち、発熱体２が嵌合する嵌合部６ａ…には、流動性樹脂としてのシリコン樹脂８…を流し込んである。このように、嵌合する嵌合部６ａ…すなわち凹み部分が発熱体２に対して大きい場合は、後述の絶縁テープ７を貼る前に、その凹み部分に流動性樹脂等を注入することもできる。これにより、熱伝導性がさらに良好になる。
【００４３】
そして、嵌合部６ａ…の裏面の銅テープ４・４側からさらに絶縁テープ７が絶縁ケース６の平板部分６ｂに接着されて、帯状のヒータ１が形成されている。絶縁テープ７は、平板部分６ｂの形に合わせた長尺な長方形形状のテープであり、あらかじめ十分薄く、かつ十分な強度を有するように形成されている。この絶縁テープ７によって、平板部分６ｂの被加熱物と当接する面に露出している内部構造物５、すなわち、各発熱体２の底面２ａ、電極３・３、銅テープ４・４が被加熱物に対して絶縁状態になっている。
【００４４】
上記絶縁テープ７は、樹脂製で接着性および絶縁性を有しており、例えばポリカーボネート樹脂製である。なお、このように接着性のテープでも良いが、熱融着可能なテープでも良い。熱融着可能なテープを用いる場合は、上記同様にテープを絶縁ケース６の平板部分６ｂにあてがい、テープの上からアイロンをかけることによって接着させることができる。また、絶縁テープ７自体が接着性を有していない場合、接着剤を使用して接着することもできる。
【００４５】
なお、上記絶縁ケース６および絶縁テープ７の素材として、ポリカーボネート樹脂を用いたが、これは発熱体２の発熱温度による溶融や変形が生じず、かつ、上記発熱体２による加熱と氷点温度以下の外気温による冷却とが繰り返されても物性の変化が少ない樹脂やゴム等であれば、以下に記載するものでもよい。
【００４６】
例えば、ゴム材料として、天然ゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ゴム、シリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム、フッ素樹脂ゴム等が挙げられる。その他、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ−4-メチルペンテン-1、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド樹脂等も使用可能である。
【００４７】
このヒータ１を用いて水道管内の水の凍結防止のために加熱する場合、被加熱物としての水道管に、上記絶縁テープ７の貼ってある側を当接させる。この方法により、柔軟性のあるヒータを提供することができる。なお、発熱体２…の幅方向の端面でなく、被加熱物と接する面（底面２ａ…）に銅テープ４・４を貼付しているが、樹脂製の絶縁ケース６および絶縁テープ７が発熱体２とほとんど同じ温度にまで加熱され、被加熱物を良好に加熱することができる。
【００４８】
上記のように、ヒータ１は、上記発熱体２の底面２ａに、平板状の電極３・３および銅テープ４・４が当接される。そして、すべての発熱体２…の、底面２ａ…以外の部分が上記嵌合部６ａ…に収納され、上記平板部分６ｂおよび絶縁テープ７で、発熱体２…の底面２ａ…、電極３・３、および銅テープ４・４が被覆される。
【００４９】
そして、上記絶縁ケース６の成形の際には、流動性や粘性を有した状態の絶縁性材料を用いて押出成形や熱プレス等を行って成形する必要がなく、例えば前述のように、平板状の絶縁シートを、嵌合部６ａの形に型どった歯車を有する熱ロールによって圧延・型抜きする等のような方法を用いることができ、それによって、所望の十分薄い厚さ、十分な強度等を有するように、容易に成形することができる。
【００５０】
一方、上記のように、絶縁テープ７は、あらかじめ、十分薄く形成されている。この絶縁性を有する絶縁テープ７で、内部構造物５の表面の、被加熱物に接触する面を覆うことにより、内部構造物５と被加熱物との間を容易に絶縁することができる。
【００５１】
このため、絶縁ケース６の厚さや絶縁テープ７の厚さを厚くしなくても、ピンホールや、被覆の不完全な部分等の発生を防ぐことができる。
【００５２】
したがって、発熱体２を被覆する絶縁ケース６および絶縁テープ７の厚さを厚くすることなく、絶縁性を保つことができる。それによって、良好な柔軟性および絶縁性を保ちながら、発熱体２で発生した熱を効率的に被加熱物に伝達することができる。
【００５３】
また、被覆樹脂である絶縁ケース６および絶縁テープ７の厚さを厚くする必要がないので、必要な被覆樹脂が少量で済む。それによって、製造コストの増大を防止することができる。
【００５４】
また、絶縁テープ７で内部構造物５を覆わない限り、内部構造物５は、絶縁ケース６から取り出し可能な状態に絶縁ケース６内に収納されている。絶縁テープ７は、前述したように、それ自身が接着性を有するか、接着剤で接着するか、熱融着性を有していてもよい。そのため、作業現場で容易に接着することができる。電極に通電する銅テープ４・４も、接着剤で接着すればよいため、作業現場で容易に接着することができる。
【００５５】
したがって、実際に水道管の凍結防止等の作業を行う段階になって、凹み何個おきに発熱体２…を収納するかを決定することができるので、作業の柔軟性を増すことができる。また、それによって、必要以上に発熱体２…を配する無駄がなくなるので、製造コストの増大を防止することができる。
【００５６】
また、凹みのうちで実際に発熱体２…を収納する配置を作業段階で自由に決められる。このため、例えば温度特性の異なる種々の発熱体を加熱箇所に応じて用意する等のような煩雑な作業をすることなく、１種類の発熱体２を用いて、ひとつの被加熱物を加熱する際の出力すなわち加熱の度合いを容易に所望の値に調節することができる。
【００５７】
また、嵌合部６ａが発熱体２より大きくても、被覆強度や絶縁性を含めて支障がない。このため、１種類の大きさ・形の嵌合部６ａで、様々な大きさや形の発熱体２を収納することができる。したがって、発熱体２の大きさや形に合わせて何種類もの絶縁ケース６を用意する必要がないので、作業の柔軟性が増すとともに、製造コストの増大を防止することができる。
【００５８】
なお、本実施例では、本発明のヒータを水道管に適用した例を挙げたが、特に上記に限定されるものではなく、ポンプや、水槽、排水溝、排水管におけるＵ字状の水封部等の外面に密着させて用いるなど、被加熱物がヒータの放熱面に対して部分的な接触により熱を受け取るような状況であれば、好適に用いることができる。
【００５９】
〔実施例２〕
本発明の他の実施例について図７および図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施例の図面に示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記してその説明を省略する。
【００６０】
図８に示すように、本実施例のヒータ１は、水平配管２０に用いられる。このような水平な配管の場合には、厳寒時期等に、特に配管の下部において温度が下がるため、凍結防止するには、下部のみ加熱が必要になる。
【００６１】
図７に示すように、上記ヒータ１は、発熱体２…を、３個おきの嵌合部６ａ…、すなわち同図に斜線で示す位置に配置している。そして、図８に示すように、ヒータ１は、水平配管２０にらせん状に巻き付けて設置される。
【００６２】
本実施例のヒータ１においては、上記のように絶縁ケース６を水平配管２０にらせん状に巻き付けた場合に、３個の嵌合部６ａ…をおいて、すなわち４つ目の嵌合部６ａ…ごとに、嵌合部６ａが水平配管２０の下部側に配置されるように、嵌合部６ａ…の間隔が決められている。そして、上記したように４つ目の嵌合部６ａごとに発熱体２を配置し、それ以外の嵌合部６ａ…には配置しないものとなっている。この結果、加熱の必要な水平配管２０の下部側にのみ発熱体２…が配置され、加熱の不要なそれ以外の部分には発熱体２…が配置されないようになっている。
【００６３】
このように、所定の個数の嵌合部６ａごとに発熱体２を配置し、嵌合部６ａ…のうちで特に発熱体２を配置する必要のない箇所にははじめから発熱体２を配置しないでおくことができる。それにより、加熱の不要な位置にまで発熱体２を置く部品上および作業上の無駄を省くことができるので、製造コストの増大が防止できるとともに、作業効率が向上する。
【００６４】
その際、発熱体２…を配置する絶縁ケース６において、発熱体２…を配置することのできる嵌合部６ａ…があらかじめ設けられており、かつ嵌合部６ａの間隔があらかじめ決められている。このため、水平配管２０にヒータ１を設置する作業者は、発熱体２を絶縁ケース６に配置する作業時において、何個の嵌合部６ａおきに置くか、ということさえ分かっていれば正しい位置に配置することができる。すなわち、別個に距離の測定器具を用意し、ひとつの発熱体２から次の発熱体２までの距離等をあらためて精密に測定する必要がない。それによって、作業性が向上する。
【００６５】
さらに、ヒータ１を、配管の径が上記の水平配管２０と異なる別の水平配管（図示せず）に取り付ける場合にも、やはり、実際の作業現場において、嵌合部６ａが何個おきに水平配管の下部に来るかを数えるだけでよく、別個に距離の測定器具を用意して径を測定する等の作業が不要である。そしてその際、発熱体２を絶縁部材で被覆するには、すでに述べたように、接着性を有するテープや、テープを接着する接着剤や、熱融着テープ等のように、作業者が作業現場で容易に接着・被覆可能な絶縁テープ７を用いることができる。つまり、実際の作業現場において、作業対象である様々な配管に合わせて、発熱体２…を何個の嵌合部６ａおきに置くかを調べ、それに基づいて発熱体２…を適切なピッチで配置し、上記絶縁テープ７を貼るだけでヒータ１を準備できる。
【００６６】
したがって、例えば径が異なるために配置すべき発熱体２…の間隔が異なる様々な配管に対して、適切な位置でかつ最小限の個数の発熱体２…を配置したヒータ１を、ヒータ１の設置作業者が作業現場において容易に調整・用意することができる。それによって、作業性が向上するとともに、製造コストの増大を防止することができる。
【００６７】
〔実施例３〕
本発明のさらに他の実施例について図９および図１０に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施例の図面に示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記してその説明を省略する。
【００６８】
図１０に示すように、本実施例のヒータ１は、水平配管３０・水平配管３１および両配管の間の配管中間バルブ３２がある場合に用いられる。同図に示すように、本実施例のヒータ１は、水平配管３０・水平配管３１および配管中間バルブ３２のそれぞれの下部側のみに、水平配管３０・水平配管３１の長さ方向に沿って設置されている。
【００６９】
このように、配管中間バルブ３２を有する配管構成においては、配管中間バルブ３２の部分が放熱が大きい。そのため、配管内の水の凍結を防止するには、配管中間バルブ３２の周辺部を特に加熱しなければならない。
【００７０】
図９および図１０に示すように、上記ヒータ１は、発熱体２…を、斜線で示す位置に配置している。すなわち、水平配管３０に当接する部分である区間ａにおいては、嵌合部６ａ…３個おきに配置している。同様に、水平配管３１に当接する部分である区間ｃにおいては、嵌合部６ａ…３個おきに配置している。それと異なり、配管中間バルブ３２に当接する部分である区間ｂにおいては、すべての嵌合部６ａに配置している。このように、ひとつの被加熱物である水道管のうちで特に加熱すべき部分である配管中間バルブ３２に対して、重点的に発熱体２…を配置している。
【００７１】
上記のように、本実施例では、１つのヒータ１において、ひとつの被加熱物に当接するヒータ１の区間によって発熱体２…のピッチすなわち配置頻度を異ならせている。なお、区間ｂではすべての嵌合部６ａ…に発熱体２を置いているが、必ずしもすべての嵌合部６ａ…に置く必要はなく、発熱体２の配置頻度は、必要とされる加熱の程度に応じて容易に調節することができる。
【００７２】
これにより、１つのヒータで加熱しているにもかかわらず、配管中間バルブ３２のように特に加熱を必要とする部分を重点的に加熱することができる。その一方で、それと比べて特にそれほど加熱を必要としない水平配管３０および水平配管３１の部分では加熱を行わないようにすることができる。このように、１つのヒータで、加熱対象のうちの各部分で異なる加熱の程度が要求されるような場合にもきめ細かく対応し、各部分に対して適切な程度で加熱することができる。
【００７３】
また、上記区間ａおよび区間ｃにおいては、あまり加熱が必要でないため、加熱の程度に応じ、まばらに発熱体２…を配置している。これにより、部品上および作業上の無駄を省くことができるので、製造コストの増大が防止できるとともに、作業効率が向上する。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載のヒータは、平面からなる底面を有する発熱体を複数個備え、各発熱体に電極が当接され、各電極に一対の電気供給部材を当接させることにより各発熱体が電気的に並列に接続され、電気供給部材に通電して発熱体を発熱させ、被加熱物を加熱する内部構造物と、上記内部構造物と被加熱物との間を絶縁する絶縁部材とを有するヒータにおいて、上記電極および電気供給部材が平板状であり、上記各発熱体の底面に、各電極の一方の面が当接され、上記各電極の、各発熱体と当接する面と反対の面に、電気供給部材の一方の面が当接されており、上記絶縁部材が、平板部分と、上記平板部分から同一方向に凹んだ複数の収納部とを有するように、あらかじめ絶縁性材料で成形され、各収納部に、内部構造物のうち、すべての発熱体の、底面以外の部分をひとつずつ収納する絶縁ケースと、上記収納部に発熱体が収納されたときに、内部構造物のうち、上記平板部分の、収納部が設けられている面と反対の面側に露出する部分を被覆する絶縁性材料からなる絶縁テープとを備えている構成である。
【００７５】
それゆえ、良好な柔軟性および絶縁性を保ちながら、発熱体で発生した熱を効率的に被加熱物に伝達することができるという効果を奏する。
【００７６】
また、必要な被覆樹脂を少量にし、製造コストの増大を防止することができるという効果を奏する。
【００７７】
また、必要以上に発熱体を配する無駄をなくし、製造コストの増大を防止することができるという効果を奏する。
【００７８】
また、ひとつの被加熱物を加熱する際の出力すなわち加熱の度合いを容易に所望の値に調節することができるという効果を奏する。
【００７９】
請求項２記載のヒータの製造方法は、平面からなる底面を有する発熱体を複数個備え、各発熱体に電極が当接され、各電極に一対の電気供給部材を当接させることにより各発熱体が電気的に並列に接続され、電気供給部材に通電して発熱体を発熱させ、被加熱物を加熱する内部構造物と、上記内部構造物と被加熱物との間を絶縁する絶縁部材とを有するヒータの製造方法であって、上記各発熱体の底面に、平板状の各電極の一方の面を当接させ、上記各電極の、各発熱体と当接する面と反対の面に、平板状の電気供給部材の一方の面を当接させ、平板部分と、上記平板部分から同一方向に凹んだ複数の収納部とを有する、絶縁性材料からなる絶縁ケースの各収納部に、内部構造物のうち、すべての発熱体の、底面以外の部分をひとつずつ収納し、内部構造物のうち、上記平板部分の、収納部が設けられている面と反対の面側に露出する部分を、絶縁性材料からなる絶縁テープで被覆する方法である。
【００８０】
それゆえ、良好な柔軟性および絶縁性を保ちながら、発熱体で発生した熱を効率的に被加熱物に伝達することができるという効果を奏する。
【００８１】
また、必要な被覆樹脂を少量にし、製造コストの増大を防止することができるという効果を奏する。
【００８２】
また、必要以上に発熱体を配する無駄をなくし、製造コストの増大を防止することができるという効果を奏する。
【００８３】
また、ひとつの被加熱物を加熱する際の出力すなわち加熱の度合いを容易に所望の値に調節することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】同図（ａ）および同図（ｂ）は、本発明の一実施例のヒータの全体の概略の構成を示す斜視図である。
【図２】図１のヒータの全体の概略の構成を示すものであって、同図（ａ）は正面図であり、同図（ｂ）は断面図である。
【図３】図１のヒータが備える発熱体の概略の構成を示す斜視図である。
【図４】図１のヒータが備える内部構造物の概略の構成を示す斜視図である。
【図５】図１のヒータが備える絶縁ケースの概略の構成を示す斜視図である。
【図６】図１のヒータの製造工程を示す斜視図である。
【図７】本発明の他の実施例のヒータの全体の概略の構成を示す平面図である。
【図８】図７のヒータを水道管に取り付けた状態を示す平面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施例のヒータの全体の概略の構成を示す平面図である。
【図１０】図９のヒータを水道管に取り付けた状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１ヒータ
２発熱体
３電極
４銅テープ（電気供給部材）
５内部構造物
６絶縁ケース（絶縁部材）
６ａ嵌合部（収納部）
６ｂ平板部分
７絶縁テープ（絶縁部材）
８シリコン樹脂[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a heater used for the purpose of heating the staying portion in order to prevent damage due to freezing of water in a staying portion where water such as a water pipe stays in a cold region.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, feeder-line strip heaters such as televisions have been used in cold districts for the purpose of preventing freezing of water in water pipes during severe winter seasons. This belt-like heater is formed in a belt-like shape by covering an internal structure made of a metal resistance wire such as a nichrome wire with a vinyl chloride resin or the like as an electrical insulator.
[0003]
The strip heater is used in a cold district house, for example, by wrapping it in a spiral or pressing it along the length of the water pipe so as to cover the exposed part of the water pipe. Yes. The band heater is set to consume a predetermined power consumption of, for example, 6 W per meter of water pipe in order to prevent freezing.
[0004]
In addition, a sensor, such as a platinum sensor, that controls ON / OFF of the belt-shaped heater according to the detected temperature is installed in the coldest place of the house, usually on the north side of the house, at a position close to the exposed part of the water pipe.
[0005]
Such a belt-like heater is constituted by one circuit. For this reason, a constant current always flows through the metal resistance wire, and constant power is always consumed. Therefore, when this strip heater is used so as to cover a long water pipe, all the portions in contact with the belt heater are evenly heated regardless of the temperature of each portion of the water pipe. In other words, the above-described belt heater cannot intensively heat only a specific part where the temperature of the water pipe is low, and similarly heats up to a part that does not require heating. As a result, the strip heater consumes more power than necessary.
[0006]
US Pat. No. 4,072,848 discloses a heater in which an internal structure including a heating element is coated with a resin. In the above publication, a cable-shaped main body made of an insulator such as a thermoplastic resin is used. In the main body, chip-shaped heating elements that generate heat when energized and a pair of copper wires for supplying power to the heating elements are enclosed as internal structures.
[0007]
Each of the heating elements is a thermistor having a positive characteristic (PTC) (Positive Temperature Coefficient) made of a barium titanate ceramic, and a pair of electrodes for ohmic contact are formed on both end faces in the width direction of the main body. ing. A plurality of the heating elements are arranged between the electric wires at predetermined intervals along the length direction. Each of the electrodes and each electric wire that abuts along the end face each have a joint portion that is electrically connected by solder along the end face.
[0008]
Such a heater is used, for example, by bringing the main body into contact with a staying part where water stays, such as a water pipe. The main body is close to each of the heat generating elements that have generated heat, and the staying portion is in contact with a part of the main body.
[0009]
When the temperature of the heating element is, for example, 5 ° C. or less, the heating element is energized to the extent necessary for heat generation. As a result, each heating element generates heat according to the temperature, whereby the staying portion is heated by the heating element through the main body. For this reason, in the low temperature environment where the water temperature in the said residence part will be less than 0 degreeC, the damage of the said residence part by freezing of water can be prevented.
[0010]
In the manufacture of a heater in which an internal structure including a heating element is covered with a resin as described above, extrusion, hot pressing, or the like is used when resin coating is performed. In order to coat the above heater with resin using extrusion, hot press, or the like, the resin for insulation coating must be in a fluid or viscous state. Under such conditions, reducing the thickness of the coating increases the probability that pinholes or incomplete portions of the coating exist.
[0011]
In order to prevent the generation of the above-described pinholes and incomplete portions of the coating, and to maintain the insulation and increase the safety, it is necessary to make the coating have a certain thickness. In practice, it is difficult to ensure safety below several hundred μm, and a thickness of 1 mm or more is required.
[0012]
For example, in the case of extrusion coating, the internal structure made into a wire passes through the center of the resin extrusion die. As a result, the resin is coated in the peripheral direction of the cross section of the internal structure. The thickness of the coating is determined by the gap between the die and the elements of the internal structure. Therefore, by increasing the gap, the thickness of the coating is increased, and the insulation is maintained and the safety is improved. If this gap is extremely narrowed, the probability that a pinhole or an incomplete part of the coating exists as described above increases.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the thickness of the coating is increased as described above, there is a problem that heat generated by the heating element cannot be efficiently transmitted to an object to be heated (water pipe or the like).
[0014]
Moreover, since a large amount of coating resin is required to increase the thickness of the coating resin, there is a problem that the manufacturing cost increases.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the heater according to claim 1 includes a plurality of heating elements having a flat bottom surface, electrodes are in contact with each heating element, and a pair of electric supply members are in contact with each electrode. Each heating element is electrically connected in parallel, and the electric supply member is energized to heat the heating element to heat the object to be heated, and between the internal structure and the object to be heated. In the heater having an insulating member that insulates each of the electrodes, the electrode and the electric supply member have a flat plate shape, and one surface of each electrode is brought into contact with the bottom surface of each heating element. One surface of the electricity supply member is in contact with the surface opposite to the surface in contact with the plate, and the insulating member has a flat plate portion and a plurality of storage portions recessed in the same direction from the flat plate portion. Pre-molded with an insulating material Among the structures, an insulating case for storing the parts other than the bottom surface of all the heating elements one by one, and when the heating element is stored in the storage part, the storage part of the flat plate part of the internal structure is It is characterized by comprising an insulating tape made of an insulating material that covers a portion exposed to the surface opposite to the provided surface.
[0016]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a heater manufacturing method comprising a plurality of heating elements each having a flat bottom surface, electrodes being brought into contact with each heating element, and a pair of electric supply members being brought into contact with each electrode. An internal structure in which the body is electrically connected in parallel, energizes the electric supply member to cause the heating element to generate heat, and heats the object to be heated, and an insulating member that insulates between the internal structure and the object to be heated A heater having a bottom surface of each heating element is in contact with one surface of each plate-like electrode, and the surface of each electrode is opposite to the surface in contact with each heating element. In each storage portion of the insulating case made of an insulating material, one surface of the flat plate-shaped electricity supply member is brought into contact, and has a flat plate portion and a plurality of storage portions recessed in the same direction from the flat plate portion. Stores one part of each internal structure other than the bottom of all heating elements. , Of the internal structure, said flat plate portion, the portion exposed on the side opposite to the surface on which the housing part is provided, is characterized by covering with an insulating tape made of an insulating material.
[0017]
[Action]
According to the structure of the heater according to claim 1 and the method for manufacturing the heater according to claim 2, the flat electrode and the electric supply member are brought into contact with the bottom surface of the heating element. Then, the portions other than the bottom surface of all the heating elements are stored in the storage portion, and the bottom surface of the heating element, the electrodes, and the electric supply member are covered with the flat plate portion and the insulating tape.
[0018]
For this reason, when forming the insulating case, there is no need to perform extrusion molding or hot pressing using an insulating material having fluidity or viscosity, for example, a flat insulating sheet, It can be easily formed by a method such as rolling and die cutting with a hot roll having a gear shaped in the shape of the storage section. On the other hand, it is possible to easily insulate between the internal structure and the object to be heated by covering the surface of the internal structure that is in contact with the object to be heated with the insulating tape having the insulating property as described above. it can. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of pinholes, incompletely covered portions, and the like without increasing the thickness of the insulating case or the insulating tape.
[0019]
Therefore, insulation can be maintained without increasing the thickness of the coating. Thereby, the heat generated by the heating element can be efficiently transmitted to an object to be heated (such as a water pipe) while maintaining good flexibility and insulation.
[0020]
Further, since it is not necessary to increase the thickness of the coating resin, a small amount of the coating resin is required. Thereby, an increase in manufacturing cost can be prevented.
[0021]
Further, unless the internal structure is covered with the insulating tape, the internal structure is accommodated in the insulating case in a state where it can be taken out from the insulating case. The insulating tape itself may have adhesiveness, may be bonded with an adhesive, or may have heat fusion properties. Therefore, it can be easily bonded at the work site. Since the electric supply member for energizing the electrode may be bonded with an adhesive, it can be easily bonded at the work site.
[0022]
Therefore, for example, at the stage where work such as prevention of freezing of a water pipe is actually performed, it is possible to determine the number of recesses to store the heating element, so that the work flexibility can be increased. As a result, there is no need to dispose the heating element more than necessary, so that an increase in manufacturing cost can be prevented.
[0023]
In addition, since the arrangement for actually storing the heating element in the dent can be freely determined at the work stage, the output when heating one object to be heated, that is, the degree of heating can be easily adjusted to a desired value. it can.
[0024]
【Example】
[Example 1]
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6 as follows.
As shown in FIGS. 1 and 2, the heater 1 according to this embodiment is a belt-like heater that is attached to a water pipe and prevents water in the pipe from freezing and has a rectangular cross section. The heater 1 is brought into contact with the water pipe in the longitudinal direction along the surface thereof, and heats the water pipe by heat radiation. Then, as will be described later, the insulating case 6 and the insulating tape 7 which are thermoplastic resins such as polycarbonate resin are bonded to each other to form a long cord having a thickness of 5.1 mm and a width of 16.6 mm, for example. .
[0025]
The heater 1 includes an insulating case 6 and an insulating tape 7 covered with an internal structure 5 including a plurality of heating elements 2, electrodes 3 in each heating element 2, and a pair of copper tapes (electric supply members) 4. Has a structured. Attachment to the water pipe is performed by bringing the insulating tape 7 into contact with the water pipe. The insulating case 6 and the insulating tape 7 constitute an insulating member.
[0026]
The heating element 2 is composed of a PTC (Positive Temperature Coefficient) element made of a barium titanate semiconductor. Here, the PTC element is a thermistor element having a positive temperature characteristic in which the electrical resistance is low at a low temperature and the resistance value of the element increases rapidly when it rises above a specific temperature, that is, the Curie temperature.
[0027]
Due to this characteristic, when a voltage is applied to the PTC element at a low temperature lower than the Curie temperature, a large current flows because the resistance value is small because the temperature is low at first. As a result, the temperature rapidly increases. On the other hand, when the temperature exceeds the Curie temperature, the resistance value increases sharply, and the flowing current value decreases and the heat generation amount decreases, so that the temperature does not rise above a certain temperature and the temperature is kept stable. .
[0028]
Thus, the PTC element has a self-temperature control function that controls the amount of heat generated by adjusting the amount of current. Also, the temperature rises quickly. For this reason, since the temperature of a to-be-heated object can be hold | maintained at fixed temperature by using the said PTC element as a heat generating body, it can use suitably for uses, such as freeze prevention.
[0029]
However, the heating element in the heater of the present invention is not limited to the PTC element. That is, it suffices if the object to be heated can be sufficiently heated to prevent freezing of water in the water pipe, and other dedicated members can be prepared to adjust the temperature.
[0030]
As shown in FIG. 3, the shape of the heating element 2 is a rectangular parallelepiped shape of 6 mm long × 8 mm wide × 1.6 mm thick. The shape of the heating element 2 is not limited to a rectangular parallelepiped shape as long as the bottom surface 2a is flat so that the insulating tape 7 covering the bottom surfaces 2a of all the heating elements 2 can be attached later. For example, as the shape of the heating element 2, a disk-shaped one can be used.
[0031]
When the AC temperature of 100 V, which is a commercial voltage, is applied when the external air temperature is -20 ° C., the total power consumption of each heating element 2 is set to, for example, about 18 W per meter.
[0032]
As shown in FIGS. 3 and 4, a pair of electrodes 3 and 3 are arranged for each heating element 2. Then, on the one end surface in the thickness direction of the heating element 2, that is, on the bottom surface 2a, the width direction of the heating element 2 (herein, the length direction of the heating element 2) when combined with copper tapes 4 and 4 described later, that is, copper It is formed on both ends in the width direction of the tapes 4. The two electrodes 3 and 3 that form a pair are present at least on the bottom surface 2a of the heating element 2 so long as the current supplied from the copper tapes 4 and 4 can be supplied to the heating element 2, and the arrangement thereof is as follows. It is not limited.
[0033]
The electrodes 3 and 3 can be obtained, for example, by applying a silver paste (made by Degussa) for forming an ohmic contact electrode to the heating element 2 and then heating the heating element 2 at 560 ° C. for 5 minutes. However, the present invention is not limited to this, and it may be a flat plate and may be energized so that the heating element 2 can generate heat.
[0034]
As shown in FIG. 4, the copper tapes 4, 4 are flat as the electric supply members for supplying electricity to the electrodes 3, 3 and the heating element 2, and are long along the length direction of the heater 1. It is a pair of metal cords. And it adheres to each said electrode 3 * 3 with solder. Thereby, each said heat generating body 2 becomes the structure which connected in multiple numbers so that it might mutually be mutually parallel in the predetermined space | interval (pitch) between the copper tapes 4 * 4, thereby A ladder-like internal structure 5 is formed.
[0035]
As the above-mentioned electricity supply member, a single wire or a collective wire having conductivity such as copper can be used. In particular, a braided wire of copper wire or a copper tape is preferable because it can be easily bent. For this reason, in this embodiment, copper tapes 4 and 4 are used as the electricity supply members.
[0036]
The pitch of the heating elements 2 at this time corresponds to the interval between the fitting portions (housing portions) 6a of the insulating case 6 which is a carrier tape described later. In this embodiment, the interval between the fitting portions 6a is 8.0 mm. However, although the heating element 2 can be arranged at all positions of the interval between the fitting parts 6a, as will be described later, the heating element 2 is fitted at a ratio of one to several fitting parts 6a. The heating element 2 can also be partially disposed so as to correspond to the joint portion 6a. In the present embodiment, as such an example, the two fitting portions 6a are fitted at a rate of one. That is, the heating elements 2 are arranged at a pitch of 16.0 mm, which is twice the interval between the fitting portions 6a.
[0037]
As shown in FIGS. 5 and 6, the internal structure 5 is covered with an insulating case 6. The insulating case 6 is made of, for example, polycarbonate resin having insulation properties, and is composed of two parts, a flat plate part 6b and a plurality of fitting parts 6a.
[0038]
The flat plate portion 6b is a long and thin rectangular flat plate, and the side of the internal component 5 configured as described above that comes into contact with the object to be heated, that is, the bottom surface 2a of the heating element 2,. , And the copper tapes 4 and 4 are sized and shaped to cover all.
[0039]
On the other hand, each fitting portion 6a is a portion recessed from the flat plate portion 6b in the same direction, that is, in the direction of the surface of the flat plate portion 6b that does not come into contact with the heated object when the heater 1 is heated. And a recess having a size and a depth into which the heating element 2 can be fitted. In the present embodiment, it is formed in a rectangular parallelepiped shape like the heating element 2 and is slightly larger than the heating element 2. The fitting portions 6a are provided on the flat plate portion 6b so as to be arranged in a line at a predetermined interval by the number of the heating elements 2. As described above, since the pitch of the heating elements 2 corresponds to the interval between the fitting portions 6a, the fitting portions 6a can fit and store all the heating elements 2.
[0040]
This insulating case 6 is formed in advance by another process before being combined with the internal structure 5. Although it does not specifically limit as this process, For example, it is a method of rolling and die-cutting a flat insulating sheet with a hot roll which has a gear shaped in the shape of fitting part 6a. It can be easily molded to have a desired shape, a sufficiently thin thickness, a sufficient strength, and the like.
[0041]
The internal structure 5 is fitted to the fitting portions 6a from the side of the heating element 2 where the copper tapes 4 and 4 are not bonded. In the present embodiment, as described above, the heating element 2 is not fitted into all the fitting portions 6a, but is fitted into the two fitting portions 6a at a rate of one.
[0042]
As shown in FIG. 2 and FIG. 6, in the present embodiment, among the fitting portions 6a, the fitting portions 6a to which the heating element 2 is fitted has a silicone resin 8 as a fluid resin. Is poured. As described above, when the fitting portion 6a to be fitted, that is, the recessed portion is larger than the heating element 2, a fluid resin or the like can be injected into the recessed portion before applying an insulating tape 7 described later. . This further improves the thermal conductivity.
[0043]
And the insulating tape 7 is further adhere | attached on the flat plate part 6b of the insulating case 6 from the copper tape 4 * 4 side of the back surface of the fitting part 6a ..., and the strip | belt-shaped heater 1 is formed. The insulating tape 7 is a long rectangular tape adapted to the shape of the flat plate portion 6b, and is formed to be sufficiently thin and sufficiently strong in advance. With this insulating tape 7, the internal structure 5 exposed on the surface of the flat plate portion 6b that contacts the object to be heated, that is, the bottom surface 2a of each heating element 2, the electrodes 3 and 3, and the copper tapes 4 and 4 are heated. It is insulative to the object.
[0044]
The insulating tape 7 is made of resin and has adhesiveness and insulating properties, and is made of, for example, polycarbonate resin. Note that an adhesive tape may be used as described above, but a heat-bondable tape may also be used. When using a heat-bondable tape, the tape can be applied to the flat plate portion 6b of the insulating case 6 and ironed from above the tape in the same manner as described above. Moreover, when the insulating tape 7 itself does not have adhesiveness, it can also adhere | attach using an adhesive agent.
[0045]
In addition, although the polycarbonate resin was used as the material of the insulating case 6 and the insulating tape 7, this does not cause melting or deformation due to the heat generation temperature of the heating element 2, and the heating by the heating element 2 and below the freezing point temperature. Any resin, rubber, or the like that has little change in physical properties even when cooling with the outside air temperature is repeated may be used.
[0046]
Examples of rubber materials include natural rubber, butadiene rubber, ethylene-propylene rubber, chloroprene rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, acrylic rubber, chlorosulfonated rubber, silicone rubber, fluorosilicone rubber, fluororesin rubber, and the like. . In addition, polyolefin resins such as polyvinyl chloride, polyethylene and polypropylene, polyurethane resin, poly-4-methylpentene-1, silicone resin, fluorine resin, polyamide resin, polyphenylene oxide resin, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyimide resin, etc. Can also be used.
[0047]
When heating is performed to prevent freezing of water in the water pipe using the heater 1, the side on which the insulating tape 7 is pasted is brought into contact with the water pipe as an object to be heated. By this method, a flexible heater can be provided. The copper tapes 4 and 4 are affixed not to the end face in the width direction of the heating elements 2 but to the surface in contact with the object to be heated (bottom surface 2a), but the insulating case 6 and the insulating tape 7 made of resin generate heat. It is heated to almost the same temperature as the body 2 and the object to be heated can be heated well.
[0048]
As described above, in the heater 1, the flat electrodes 3 and 3 and the copper tapes 4 and 4 are in contact with the bottom surface 2 a of the heating element 2. All the heating elements 2... Other than the bottom surface 2 a... Are accommodated in the fitting portions 6 a... And the flat plate portion 6 b and the insulating tape 7, and the bottom surfaces 2 a. , And copper tapes 4 and 4 are coated.
[0049]
In forming the insulating case 6, there is no need to perform extrusion molding or hot pressing using an insulating material having fluidity or viscosity. For example, as described above, a flat plate A method such as rolling and die-cutting a sheet-like insulating sheet with a hot roll having a gear shaped in the shape of the fitting portion 6a can be used, whereby a desired sufficiently thin thickness and sufficient It can be easily molded so as to have strength and the like.
[0050]
On the other hand, as described above, the insulating tape 7 is formed sufficiently thin in advance. By covering the surface of the internal structure 5 that is in contact with the object to be heated with the insulating tape 7 having insulating properties, the internal structure 5 and the object to be heated can be easily insulated.
[0051]
For this reason, even if the thickness of the insulating case 6 and the thickness of the insulating tape 7 are not increased, the occurrence of pinholes, incompletely covered portions, and the like can be prevented.
[0052]
Therefore, the insulating property can be maintained without increasing the thickness of the insulating case 6 and the insulating tape 7 covering the heating element 2. Thereby, heat generated in the heating element 2 can be efficiently transmitted to the object to be heated while maintaining good flexibility and insulation.
[0053]
Further, since it is not necessary to increase the thickness of the insulating case 6 and the insulating tape 7 that are the coating resin, a small amount of the coating resin is required. Thereby, an increase in manufacturing cost can be prevented.
[0054]
In addition, unless the internal structure 5 is covered with the insulating tape 7, the internal structure 5 is accommodated in the insulating case 6 so as to be removable from the insulating case 6. As described above, the insulating tape 7 itself may have adhesiveness, may be bonded with an adhesive, or may have heat fusion properties. Therefore, it can be easily bonded at the work site. Since the copper tapes 4 and 4 to be energized to the electrodes may be bonded with an adhesive, they can be bonded easily at the work site.
[0055]
Accordingly, at the stage where the work such as prevention of freezing of the water pipe is actually performed, it is possible to determine the number of the recesses in which the heating elements 2 are accommodated, so that the work flexibility can be increased. Moreover, since there is no waste of arranging the heating elements 2... More than necessary, an increase in manufacturing cost can be prevented.
[0056]
Moreover, the arrangement | positioning which actually accommodates the heat generating bodies 2 ... in a dent can be freely determined in a work stage. For this reason, for example, one heating element 2 is used to heat one object to be heated without performing a complicated operation such as preparing various heating elements having different temperature characteristics according to the heating location. The output, that is, the degree of heating, can be easily adjusted to a desired value.
[0057]
Moreover, even if the fitting part 6a is larger than the heat generating body 2, there is no trouble including covering strength and insulation. For this reason, the heat generating body 2 of various sizes and shapes can be accommodated by one type of size and shape of the fitting portion 6a. Therefore, it is not necessary to prepare several types of insulating cases 6 according to the size and shape of the heating element 2, so that the flexibility of the operation can be increased and the manufacturing cost can be prevented from increasing.
[0058]
In this embodiment, the heater of the present invention is applied to a water pipe. However, the present invention is not particularly limited to the above, and a U-shaped water seal in a pump, a water tank, a drain groove, and a drain pipe. It can be suitably used if the object to be heated receives heat by partial contact with the heat radiating surface of the heater, such as being used in close contact with the outer surface of a part or the like.
[0059]
[Example 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0060]
As shown in FIG. 8, the heater 1 of this embodiment is used for a horizontal pipe 20. In the case of such a horizontal pipe, since the temperature is lowered particularly in the lower part of the pipe, for example, at a very cold time, it is necessary to heat only the lower part in order to prevent freezing.
[0061]
As shown in FIG. 7, in the heater 1, the heating elements 2 are arranged at every third fitting portion 6a, that is, at a position indicated by hatching in FIG. And as shown in FIG. 8, the heater 1 is installed by being wound around the horizontal pipe 20 in a spiral shape.
[0062]
In the heater 1 of the present embodiment, when the insulating case 6 is spirally wound around the horizontal pipe 20 as described above, three fitting portions 6a are provided, that is, the fourth fitting portion 6a. The interval between the fitting portions 6a is determined so that the fitting portion 6a is disposed on the lower side of the horizontal pipe 20 for each time. And as above-mentioned, the heat generating body 2 is arrange | positioned for every 4th fitting part 6a, and it does not arrange | position to the other fitting parts 6a .... As a result, the heating elements 2 are arranged only on the lower side of the horizontal pipe 20 that requires heating, and the heating elements 2 are not arranged in other parts that do not require heating.
[0063]
In this way, the heating element 2 is arranged for each predetermined number of fitting parts 6a, and the heating element 2 is not arranged from the beginning in the fitting parts 6a. Can be left. Thereby, since it is possible to eliminate waste on the parts and work where the heating element 2 is placed at a position where heating is unnecessary, an increase in manufacturing cost can be prevented and work efficiency can be improved.
[0064]
At that time, in the insulating case 6 in which the heating elements 2 are arranged, fitting portions 6a in which the heating elements 2 can be arranged are provided in advance, and the interval between the fitting portions 6a is determined in advance. . For this reason, an operator who installs the heater 1 in the horizontal pipe 20 is correct if he knows how many fitting parts 6a are to be placed at the time of placing the heating element 2 in the insulating case 6. Can be placed in position. In other words, it is not necessary to prepare a distance measuring instrument separately and measure the distance from one heating element 2 to the next heating element 2 again and precisely. Thereby, workability is improved.
[0065]
Further, when the heater 1 is attached to another horizontal pipe (not shown) having a pipe diameter different from that of the horizontal pipe 20 described above, the number of the fitting portions 6a is horizontal every time in the actual work site. It is only necessary to count whether it comes to the lower part of the pipe, and it is not necessary to prepare a distance measuring instrument separately and measure the diameter. At that time, in order to cover the heating element 2 with the insulating member, as described above, an operator works like an adhesive tape, an adhesive for adhering the tape, a heat sealing tape, or the like. An insulating tape 7 that can be easily bonded and coated on site can be used. In other words, in the actual work site, it is investigated how many fitting portions 6a are placed with the heating elements 2 in accordance with various pipes to be worked, and based on that, the heating elements 2 are arranged at an appropriate pitch. The heater 1 can be prepared simply by placing and applying the insulating tape 7.
[0066]
Therefore, for example, the heater 1 in which a minimum number of the heating elements 2 are arranged at appropriate positions with respect to various pipes having different intervals between the heating elements 2 to be arranged due to different diameters is used. The installation worker can easily adjust and prepare at the work site. Thereby, workability is improved and an increase in manufacturing cost can be prevented.
[0067]
Example 3
The following will describe still another embodiment of the present invention with reference to FIGS. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0068]
As shown in FIG. 10, the heater 1 of this embodiment is used when there is a horizontal pipe 30, a horizontal pipe 31, and a pipe intermediate valve 32 between both pipes. As shown in the figure, the heater 1 of this embodiment is installed along the length direction of the horizontal pipe 30 and the horizontal pipe 31 only on the lower side of each of the horizontal pipe 30 and the horizontal pipe 31 and the pipe intermediate valve 32. Has been.
[0069]
Thus, in the piping configuration having the piping intermediate valve 32, the portion of the piping intermediate valve 32 has a large heat dissipation. Therefore, in order to prevent the water in the pipe from freezing, the peripheral portion of the pipe intermediate valve 32 must be heated particularly.
[0070]
As shown in FIG. 9 and FIG. 10, the heater 1 has the heating elements 2. That is, in the section a which is in contact with the horizontal pipe 30, the fitting portions 6 a are arranged every third piece. Similarly, in the section c, which is a part in contact with the horizontal pipe 31, it is arranged every third fitting portion 6a. On the other hand, in the section b which is a part that contacts the pipe intermediate valve 32, it is arranged in all the fitting parts 6a. In this way, the heating elements 2 are intensively arranged with respect to the pipe intermediate valve 32 which is a part to be heated among water pipes which are one object to be heated.
[0071]
As described above, in the present embodiment, in one heater 1, the pitch of the heating elements 2, that is, the arrangement frequency is varied depending on the section of the heater 1 in contact with one object to be heated. In the section b, the heating elements 2 are placed in all the fitting portions 6a, but it is not always necessary to place the heating elements 2 in all the fitting portions 6a, and the arrangement frequency of the heating elements 2 is the required heating. It can be easily adjusted according to the degree.
[0072]
Thereby, although it heats with one heater, the part which needs a heating especially like the piping intermediate valve 32 can be heated preferentially. On the other hand, it is possible not to heat the portions of the horizontal piping 30 and the horizontal piping 31 that do not require much heating as compared with that. In this way, with a single heater, it is possible to finely cope with a case where a different degree of heating is required for each part of the heating target, and each part can be heated to an appropriate degree.
[0073]
In the section a and the section c, since heating is not necessary, the heating elements 2 are sparsely arranged according to the degree of heating. As a result, waste on parts and work can be eliminated, so that an increase in manufacturing cost can be prevented and work efficiency can be improved.
[0074]
【The invention's effect】
As described above, the heater according to claim 1 includes a plurality of heating elements each having a flat bottom surface, the electrodes are in contact with each heating element, and a pair of electricity supply members are in contact with each electrode. Each heating element is electrically connected in parallel, energizing the electricity supply member to cause the heating element to generate heat, and insulates the internal structure that heats the object to be heated from the internal structure and the object to be heated In the heater having an insulating member, the electrode and the electric supply member are plate-shaped, and one surface of each electrode is in contact with the bottom surface of each heating element, and is in contact with each heating element of each electrode. One surface of the electricity supply member is in contact with the surface opposite to the surface, and the insulating member has a flat plate portion and a plurality of storage portions recessed in the same direction from the flat plate portion in advance. Molded with an insulating material, and each storage part has an internal structure Insulating cases for storing portions other than the bottom surface of all the heating elements one by one, and when the heating elements are stored in the storage portion, the storage portion of the flat plate portion of the internal structure is provided. It is the structure provided with the insulating tape which consists of an insulating material which coat | covers the part exposed to the surface side opposite to a surface.
[0075]
Therefore, there is an effect that heat generated in the heating element can be efficiently transmitted to the object to be heated while maintaining good flexibility and insulation.
[0076]
In addition, there is an effect that a necessary amount of coating resin can be reduced to prevent an increase in manufacturing cost.
[0077]
In addition, it is possible to eliminate the waste of arranging the heating elements more than necessary, and to prevent an increase in manufacturing cost.
[0078]
In addition, there is an effect that the output when heating one object to be heated, that is, the degree of heating, can be easily adjusted to a desired value.
[0079]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a heater manufacturing method comprising a plurality of heating elements each having a flat bottom surface, electrodes being brought into contact with each heating element, and a pair of electric supply members being brought into contact with each electrode. An internal structure in which the body is electrically connected in parallel, energizes the electric supply member to cause the heating element to generate heat, and heats the object to be heated, and an insulating member that insulates between the internal structure and the object to be heated A heater having a bottom surface of each heating element is in contact with one surface of each plate-like electrode, and the surface of each electrode is opposite to the surface in contact with each heating element. In each storage portion of the insulating case made of an insulating material, one surface of the flat plate-shaped electricity supply member is brought into contact, and has a flat plate portion and a plurality of storage portions recessed in the same direction from the flat plate portion. Stores one part of each internal structure other than the bottom of all heating elements. Of the internal structure of the flat plate portion, the portion exposed on the side opposite to the surface on which the housing part is provided, a method of coating with an insulating tape made of an insulating material.
[0080]
Therefore, there is an effect that heat generated in the heating element can be efficiently transmitted to the object to be heated while maintaining good flexibility and insulation.
[0081]
In addition, there is an effect that a necessary amount of coating resin can be reduced to prevent an increase in manufacturing cost.
[0082]
In addition, it is possible to eliminate the waste of arranging the heating elements more than necessary, and to prevent an increase in manufacturing cost.
[0083]
In addition, there is an effect that the output when heating one object to be heated, that is, the degree of heating, can be easily adjusted to a desired value.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A and FIG. 1B are perspective views showing an overall schematic configuration of a heater according to an embodiment of the present invention.
2 shows a schematic configuration of the entire heater of FIG. 1, in which FIG. 2 (a) is a front view and FIG. 2 (b) is a cross-sectional view.
FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of a heating element provided in the heater of FIG. 1;
4 is a perspective view showing a schematic configuration of an internal structure provided in the heater of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing a schematic configuration of an insulating case provided in the heater of FIG. 1;
6 is a perspective view showing a manufacturing process of the heater of FIG. 1. FIG.
FIG. 7 is a plan view showing a schematic configuration of an entire heater according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view showing a state where the heater of FIG. 7 is attached to a water pipe.
FIG. 9 is a plan view showing an overall schematic configuration of a heater according to still another embodiment of the present invention.
10 is a plan view showing a state where the heater of FIG. 9 is attached to a water pipe. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Heater
2 Heating element
3 electrodes
4 Copper tape (electric supply member)
5 Internal structure
6 Insulating case (insulating material)
6a Fitting part (storage part)
6b Flat part
7 Insulating tape (insulating material)
8 Silicone resin

Claims

A plurality of heating elements having a flat bottom surface are provided, electrodes are brought into contact with each heating element, and each heating element is electrically connected in parallel by bringing a pair of electricity supply members into contact with each electrode. In a heater having an internal structure that heats a heating element by energizing a supply member and heats an object to be heated, and an insulating member that insulates between the internal structure and the object to be heated.
The electrode and the electricity supply member are flat.
One surface of each electrode is in contact with the bottom surface of each heating element,
One surface of the electricity supply member is in contact with the surface of each of the electrodes opposite to the surface in contact with each heating element,
The insulating member is
Formed in advance with an insulating material so as to have a flat plate portion and a plurality of storage portions recessed in the same direction from the flat plate portion, and in each storage portion other than the bottom surface of all the heating elements in the internal structure Insulating case that stores the parts of each one,
Insulation made of an insulating material that covers a portion of the internal structure that is exposed to the surface opposite to the surface on which the storage portion is provided, of the internal structure when the heating element is stored in the storage portion. A heater comprising a tape.

A plurality of heating elements having a flat bottom surface are provided, electrodes are brought into contact with each heating element, and each heating element is electrically connected in parallel by bringing a pair of electricity supply members into contact with each electrode. A method for manufacturing a heater having an internal structure that heats a heating element by energizing a supply member to heat an object to be heated, and an insulating member that insulates between the internal structure and the object to be heated,
One surface of each flat electrode is brought into contact with the bottom surface of each heating element,
One surface of the plate-like electricity supply member is brought into contact with the surface of each of the electrodes opposite to the surface in contact with each heating element,
A portion other than the bottom surface of all the heating elements of the internal structure in each storage portion of the insulating case having a flat plate portion and a plurality of storage portions recessed in the same direction from the flat plate portion. One by one,
A method for manufacturing a heater, comprising: covering an inner structure of a portion of the flat plate portion exposed to a surface opposite to a surface provided with a storage portion with an insulating tape made of an insulating material.