JP4166713B2 - Piping with heater and its connection method - Google Patents
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Description
本発明は、各種流体を移送するヒータ付配管において、特に、配管端部における保温及び解凍性能を向上させる技術に関する。 The present invention relates to a technique for improving heat insulation and thawing performance at a pipe end, particularly in a pipe with a heater for transferring various fluids.
寒冷地における給水設備やガス分析装置などでは、配管内が結露又は凍結すると不具合が発生するので、特開2003−27535号公報(特許文献1)及び特開2002−246157号公報(特許文献2)に記載されるようなヒータ付配管が用いられる。ヒータ付配管は、図5に示すように、チューブ1にコード状ヒータ2及びリード線3を沿わせ、その周囲に均熱層4,保温層5,結束層6及び保護カバー7を順次配設した構造をなす。
ところで、配管を各種機器などに接続するときには、少なくとも、その端部に配設された保温層5,結束層6及び保護カバー7を剥ぎ取り、チューブ1を露出させなければならない。このため、配管端部では、コード状ヒータ2で発生した熱量がその周囲に放熱してしまい、中央部と比較して端部の保温及び解凍性能が劣らざるを得なかった。配管端部から放熱する熱量を補うべく、配管全長に亘ってヒータ容量を大きくすることが考えられるが、特に、車両に搭載する配管では、ジェネレータ(発電機)やバッテリの容量に制限があるため、このような対策を施すことは現実的ではなかった。
By the way, when connecting the pipe to various devices, at least the
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、配管端部に位置するヒータを多重化することで部分的な発熱量を倍増し、ヒータの消費電力を極力抑制しつつ、配管全長に亘って略均一な保温及び解凍性能を発揮可能なヒータ付配管及びその接続方法を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the conventional problems as described above, the present invention doubles the amount of heat generated by multiplexing the heaters located at the end of the pipe, and suppresses the power consumption of the heater as much as possible while reducing the total length of the pipe. It is an object of the present invention to provide a pipe with a heater capable of exhibiting a substantially uniform heat retention and thawing performance over a long period of time and a connection method thereof.
このため、請求項1記載の発明では、流体を移送する配管と、該配管の略全長に沿って配設されるコード状のヒータと、前記配管及びヒータの周囲に配設される保温層と、を含んで構成されるヒータ付配管において、前記配管の端部に位置するヒータは、その端部にコード状のヒータを接続することで、所定長さの部位が多重化されることを特徴とする。
請求項2記載の発明では、前記配管及びヒータと保温層との間には、該ヒータで発生した熱量を配管の外周に略均一に伝達する均熱層が介在されることを特徴とする。
請求項3記載の発明では、流体を移送する配管の略全長に沿ってコード状のヒータが配設されると共に、該配管及びヒータの周囲に少なくとも保温層が配設されたヒータ付配管を相手機器に接続するときに、その端部から保温層を剥ぎ取って配管及びヒータの一部を露出させ、該配管端部を相手機器に接続した後、露出しているヒータを多重化すると共に、露出している配管及びヒータの周囲に保温層を配設することを特徴とする。
For this reason, in the first aspect of the present invention, a pipe for transferring a fluid, a cord-like heater provided along the substantially entire length of the pipe, and a heat insulating layer provided around the pipe and the heater, , The heater located at the end of the pipe has a predetermined length multiplexed by connecting a cord-like heater to the end. And
The invention according to
In the invention according to
請求項4記載の発明では、流体を移送する配管の略全長に沿ってコード状のヒータが配設されると共に、該配管及びヒータの周囲に少なくとも保温層が配設されたヒータ付配管を相手機器に接続するときに、その端部から保温層を剥ぎ取って配管及びヒータの一部を露出させ、該配管端部を相手機器に接続した後、露出しているヒータを多重化すると共に、露出している配管及びヒータの周囲に均熱層及び保温層を配設することを特徴とする。
請求項5記載の発明では、前記保温層の周囲を熱収縮チューブでさらに被覆することを特徴とする。
請求項6記載の発明では、前記ヒータは、その端部を折り返すことで多重化されることを特徴とする。
請求項7記載の発明では、前記ヒータは、その端部にコード状のヒータを接続することで多重化されることを特徴とする。 In the invention according to claim 4, a cord-like heater is disposed along substantially the entire length of the pipe for transferring the fluid, and the pipe with the heater having at least a heat insulating layer disposed around the pipe and the heater. When connecting to the equipment, peel off the heat insulation layer from the end to expose a part of the pipe and heater, and after connecting the pipe end to the counterpart equipment, the exposed heater is multiplexed, A soaking layer and a heat insulating layer are disposed around the exposed pipe and heater.
The invention according to
The invention according to claim 6 is characterized in that the heaters are multiplexed by folding back end portions thereof.
The invention according to claim 7 is characterized in that the heaters are multiplexed by connecting a cord-like heater at the end thereof.
請求項1記載の発明によれば、ヒータ付配管の端部では、流体を移送する配管の略全長に沿って配設されるヒータの所定長さの部位が多重化されるので、同一電流を印加したときその部位における発熱量が倍増し、ヒータの消費電力を極力抑制しつつ、端部の保温及び解凍性能を向上させることができる。このとき、ヒータの容量,印加電流などに応じて多重化する所定長さを適切に設定すれば、ヒータ付配管の全長に亘って略均一の保温及び解凍性能が発揮され、移送される流体を効果的に保温及び解凍することができる。また、配管の端部に位置するヒータは、その端部にコード状のヒータを接続することで多重化されるため、ヒータの柔軟性が低く折り返すことができないものであっても、その端部を容易に多重化することができる。 According to the first aspect of the present invention, at the end of the pipe with heater, a portion of a predetermined length of the heater disposed along substantially the entire length of the pipe for transferring the fluid is multiplexed. When applied, the amount of heat generated at the site doubles, and the heat retention and thawing performance of the end can be improved while suppressing the power consumption of the heater as much as possible. At this time, if the predetermined length to be multiplexed is appropriately set according to the capacity of the heater, the applied current, etc., substantially uniform heat retention and thawing performance is exhibited over the entire length of the pipe with heater, and the fluid to be transferred is Insulate and thaw effectively. In addition, since the heater located at the end of the pipe is multiplexed by connecting a cord-like heater to the end, even if the heater is not flexible enough to be folded back, Can be easily multiplexed .
請求項2記載の発明によれば、ヒータで発生した熱量は、均熱層により配管の外周に略均一に伝達されるので、配管内はその外周から略均一に加熱されることとなり、移送対象たる流体の温度分布が略均一となると共に、凍結した流体を短時間で解凍することができる。
請求項3記載の発明によれば、ヒータ付配管は、その端部に位置する保温層を剥ぎ取って配管及びヒータの一部を露出させ、配管端部に相手機器を接続した後、露出しているヒータを多重化すると共に、露出している配管及びヒータの周囲に保温層を配設する、という一連の手順を順次実施することで、相手機器に接続される。このため、汎用品のヒータ付配管を利用して、本発明に係るヒータ付配管を実現することが容易となり、製造コストの低減などを有効に図ることができる。
According to the second aspect of the present invention, the amount of heat generated by the heater is transmitted substantially uniformly to the outer periphery of the pipe by the soaking layer. The temperature distribution of the dripping fluid becomes substantially uniform, and the frozen fluid can be thawed in a short time.
According to the third aspect of the present invention, the heater-equipped pipe is exposed after peeling off the heat insulating layer located at the end thereof to expose a part of the pipe and the heater and connecting the counterpart device to the pipe end. Multiple heaters are multiplexed, and a series of procedures of arranging a heat insulating layer around the exposed pipe and the heater are sequentially performed to connect to the counterpart device. For this reason, it becomes easy to implement | achieve the piping with a heater which concerns on this invention using the piping with a heater of a general-purpose product, and reduction of a manufacturing cost etc. can be aimed at effectively.
請求項4記載の発明によれば、請求項3記載の発明の作用及び効果に加え、配管及びヒータの周囲に均熱層及び保温層が配設されるため、ヒータで発生した熱量は、均熱層により配管の外周に略均一に伝達されるので、配管内はその外周から略均一に加熱されることとなり、移送対象たる流体の温度分布が略均一となると共に、凍結した流体を短時間で解凍することができる。
請求項5記載の発明によれば、保温層の周囲を熱収縮チューブで被覆することができる。
According to the invention described in claim 4 , in addition to the operation and effect of the invention described in
According to invention of
請求項6又は請求項7に記載の発明によれば、ヒータ端部を折り返す、又は、ヒータの端部にコード状のヒータを接続することで、配管の端部に位置するヒータの所定長さの部位を多重化することができる。そして、特に、請求項7記載の発明によれば、ヒータの柔軟性が低く折り返すことができないものであっても、その端部を容易に多重化することができる。 According to the invention described in claim 6 or claim 7, the predetermined length of the heater positioned at the end of the pipe is obtained by folding back the heater end or connecting a cord-like heater to the end of the heater. These sites can be multiplexed. In particular, according to the seventh aspect of the present invention, even if the heater has low flexibility and cannot be folded back, the end portions can be easily multiplexed.
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図1は、尿素水溶液を還元剤として使用し、エンジン排気中に含まれる窒素酸化物(NOx)を触媒還元反応により浄化する排気浄化装置に対して、本発明に係るヒータ付配管を適用した実施形態を示す。
エンジン10の排気マニフォールド12に接続される排気管14には、排気流通方向に沿って、一酸化窒素(NO)を二酸化窒素(NO2)へと酸化させる酸化触媒16と、エンジン運転状態に応じた必要量の尿素水溶液を噴射供給する噴射ノズル18と、尿素水溶液を加水分解して得られるアンモニアによりNOxを還元浄化するNOx還元触媒20と、NOx還元触媒20を通過したアンモニアを酸化させるアンモニア酸化触媒22と、が夫々配設される。また、噴射ノズル18には、貯蔵タンク24に貯蔵される尿素水溶液が、ヒータ付配管26及び還元剤供給装置28を経て、空気と混合した噴霧状態で供給される。一方、還元剤供給装置28に供給された尿素水溶液のうち余剰のものは、ヒータ付配管30を通って貯蔵タンク24へと戻される。ここで、貯蔵タンク24と還元剤供給装置28との間をヒータ付配管26及び30で接続した理由は、尿素水溶液の凝固点(氷点)が氷点下約11℃であり、例えば、寒冷地を車両が走行したときに、貯蔵タンク24から還元剤供給装置28へと供給される尿素水溶液が凍結し、還元剤不足によりNOx浄化性能が得られない若しくは低下してしまうおそれがあるからである。なお、ヒータ付配管26及び30は、例えば、外気温度や貯蔵タンク24内の温度に応じて、そのヒータが適宜作動するように制御することが望ましい。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an implementation in which a pipe with a heater according to the present invention is applied to an exhaust gas purification device that uses an aqueous urea solution as a reducing agent and purifies nitrogen oxides (NOx) contained in engine exhaust by a catalytic reduction reaction. The form is shown.
An
排気浄化装置の制御系としては、エンジン運転状態に応じて尿素水溶液の噴射供給量を制御すべく、コンピュータを内蔵したコントロールユニット32が備えられる。コントロールユニット32では、エンジン回転速度Neを検出する回転速度センサ34及びエンジン負荷Qを検出する負荷センサ36からの信号に基づいて、そのROM(Read Only Memory)に記憶された制御プログラムによって、還元剤供給装置28が制御される。ここで、エンジン負荷Qとしては、燃料噴射量,吸気流量,吸気負圧,アクセル開度,スロットル弁開度などが利用可能である。
As a control system of the exhaust gas purification device, a
かかる排気浄化装置において、噴射ノズル18から噴射供給された尿素水溶液は、排気熱及び排気中の水蒸気により加水分解され、アンモニアが発生する。発生したアンモニアは、NOx還元触媒20において、排気中のNOxと反応し、水及び無害なガスに浄化されることは知られたことである。このとき、NOx還元触媒20によるNOx浄化率を向上させるべく、酸化触媒16によりNOがNO2へと酸化され、排気中のNOとNO2との割合が触媒還元反応に適したものに改善される。また、NOx還元触媒20を通過したアンモニアは、その排気下流に配設されたアンモニア酸化触媒22により酸化されるので、異臭を放つアンモニアがそのまま大気中に排出されることを防止できる。
In such an exhaust purification device, the urea aqueous solution supplied by injection from the
ヒータ付配管26及び30は、図2に示すように、流体としての尿素水溶液を移送するナイロンチューブ38の略全長に沿ってコード状ヒータ40及びリード線42が夫々配設されると共に、その中間部周囲に、アルミニウムなどからなる均熱層44,ガラスファイバーなどからなる保温層46,ポリエステルなどからなる防湿層48,ポリ塩化ビニルなどからなる保護カバー50が順次配設された構成をなす。ここで、均熱層44は、コード状ヒータ40で発生した熱量をナイロンチューブ38の外周に略均一に伝達する機能を発揮する。なお、尿素水溶液を移送するチューブとしては、ナイロンチューブ38に限らず、フッ化樹脂チューブなどを用いてもよい。
As shown in FIG. 2, the heater-equipped
一方、ナイロンチューブ38の両端部周囲には、相手機器としてのコネクタ52を接続するときに剥ぎ取った保温層46,防湿層48及び保護カバー50の代わりに、略円筒形状のシリコンスポンジなどからなる保温層としての端末保温材54が配設されると共に、その略全長に亘って熱収縮チューブ56が被覆される。また、ナイロンチューブ38と端末保温材54との間に位置するコード状ヒータ40は、部分的な発熱量を倍増させるべく、所定長さの部位が二重化される。具体的には、図3(A)に示すように、コード状ヒータ40の端部の所定長Lを折り返し、又は、同図(B)に示すように、圧着端子58を使用してコード状ヒータ40の端部に所定長Lを有するコード状ヒータ60を接続することで、所定長さの部位が二重化される。ここで、同図(B)に示す圧着端子58を使用するものでは、コード状ヒータ40の柔軟性が低く、折り返すことができないものであっても、本発明を適用可能である。なお、図中略中央に位置する圧着端子62は、コード状ヒータ40とリード線42とを接続するためのものである。また、コード状ヒータ40の端部は、二重化する構成に限らず、例えば、幾重にも折り返して多重化するようにしてもよい。
On the other hand, around the both ends of the
このようにすれば、ヒータ付配管26及び30の端部では、コード状ヒータ40が二重化されることから、同一電流を印加したときその部位における発熱量が略2倍となり、コード状ヒータ40の消費電力を極力抑制しつつ、端部の保温及び解凍性能を向上させることができる。そして、コード状ヒータ40のヒータ容量,印加電流などに応じて二重化する所定長さLを適切に設定すれば、ヒータ付配管の全長に亘って略均一の保温及び解凍能力を発揮することができ、ナイロンチューブ38により移送される尿素水溶液を効果的に保温及び解凍することができる。
In this way, since the cord-
次に、ナイロンチューブ38の略全長に沿って配設されるコード状ヒータ40及びリード線42の周囲に、均熱層44,保温層46,防湿層48及び保護カバー50が順次配設された端部が切りっぱなしのヒータ付配管の端部に、相手機器としてのコネクタ52を接続する手順について説明する。
先ず、ヒータ付配管の端部から適当な位置で、保護カバー50,防湿層48,保温層46及び均熱層44に切り目を入れ、図4(A)に示すように、これらを端部から剥ぎ取ってナイロンチューブ38,コード状ヒータ40及びリード線42を露出させる。次に、ナイロンチューブ38を図示しない工具で把持し、同図(B)に示すように、その端部にコネクタ52を圧入する。ナイロンチューブ38の端部にコネクタ52を圧入したら、同図(C)に示すように、露出しているコード状ヒータ40の所定長Lを二重化すると共に、その端部とリード線42とを圧着端子62で接続した後、ナイロンチューブ38及びコード状ヒータ40全体にアルミテープなどからなる均熱層44を巻き付け、その後軸方向にスリットが形成された略円筒形状の端末保温材54を取り付ける。端末保温材54が取り付けられたら、同図(D)に示すように、端末保温材54の略全長に亘って熱収縮チューブ56を被せた後、これに熱を加えて収縮させ、同図(E)に示すように、端末保温材54の周囲を被覆する。
Next, a soaking
First, the
このようにすれば、ヒータ付配管は、端部に位置する保温層46などを剥ぎ取った後、コネクタ52を接続し、コード状ヒータ40を二重化すると共に端末保温材54を取り付け、熱収縮チューブ56によりその周囲を被覆する、という一連の作業を順次実施することで、相手機器に接続される。このため、汎用品のヒータ付配管を利用して、本発明に係るヒータ付配管を実現することが容易となり、製造コストの低減などを有効に図ることができる。
In this way, the heater-equipped pipe is connected to the
なお、本発明に係るヒータ付配管は、車両に搭載される排気浄化装置に限らず、寒冷地の給水設備,ガス分析装置などでも利用可能であることは言うまでもない。 Needless to say, the heater-equipped piping according to the present invention can be used not only in an exhaust purification device mounted on a vehicle but also in a cold water supply facility, a gas analyzer, and the like.
26 ヒータ付配管
30 ヒータ付配管
38 ナイロンチューブ
40 コード状ヒータ
42 リード線
44 均熱層
46 保温層
52 コネクタ
54 端末保温材
56 熱収縮チューブ
58 圧着端子
60 コード状ヒータ
62 圧着端子
26 Piping with
Claims (7)
該配管の略全長に沿って配設されるコード状のヒータと、
前記配管及びヒータの周囲に配設される保温層と、
を含んで構成されるヒータ付配管において、
前記配管の端部に位置するヒータは、その端部にコード状のヒータを接続することで、所定長さの部位が多重化されることを特徴とするヒータ付配管。 Piping for transferring fluids;
A cord-shaped heater disposed along substantially the entire length of the pipe;
A heat insulating layer disposed around the pipe and the heater;
In a pipe with a heater configured to include
The heater located at the end of the pipe is connected to a cord-like heater at the end so that a portion having a predetermined length is multiplexed.
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