JP4711132B2 - Fluid heating tube and heating method thereof - Google Patents
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Description
この発明は、流体を加熱する流体加熱用チューブ、及びこれの加熱方法に関するものである。 The present invention relates to a fluid heating tube for heating a fluid and a heating method thereof.
従来より、住宅用の給水、給湯等の送水ホースとして使用される発熱性チューブが知られているが、前記送水ホースは野外の使用、特に寒冷地での野外の使用においてホース内に残留した水が凍結するという問題に鑑み、ホース全長に亘って一定の温度で発熱することができるようにするため次のような提案がある(特許文献1参照)。 Conventionally, exothermic tubes used as water supply hoses for home water supply, hot water supply, etc. are known, but the water supply hose is water remaining in the hose in outdoor use, especially in cold areas. In view of the problem of freezing, there is the following proposal in order to generate heat at a constant temperature over the entire length of the hose (see Patent Document 1).
すなわち、図7に示すように、内層チューブ11と外層チューブ12で構成された円筒状の合成樹脂製の発熱性チューブであって、前記内層チューブ11と前記外層チューブ12の層間に互いに交差しない2本の裸銅線13a、13bと1本の発熱繊維14が埋設されており、前記裸銅線13a、13bが前記発熱繊維14に一定間隔で接触交差するようにしている。これにより、発熱繊維14が一定間隔で裸銅線13a、13bと接触していることから、発熱性チューブに埋設した裸銅線13a、13bに電流を流すことで裸銅線13a、13bと発熱繊維14で形成された並列回路が等間隔で形成され、チューブの長さに関係なくチューブ全体を一定の温度で発熱することができる、というものである。
That is, as shown in FIG. 7, a cylindrical synthetic resin exothermic tube composed of an
しかし、前記チューブと熱源(板状形状や紐状形状のヒーターなど)との相互間の接触面積が小さく、また、全長に渡って均質に加熱することができないという問題があった。
そこでこの発明は、導電性の樹脂チューブを流れる流体を全長に渡り、比較的低い電圧でも高い温度に均質に昇温させ得る流体加熱用チューブ、及びこれの加熱方法を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention is intended to provide a fluid heating tube capable of uniformly raising the fluid flowing through the conductive resin tube over the entire length to a high temperature even at a relatively low voltage, and a heating method therefor. .
(請求項1記載の発明)
この発明の流体加熱用チューブは、流体を移送するための導電性の樹脂チューブの外周面に、加熱膨潤する複数の発泡ロープを接触配置させ、前記発泡ロープのうち一対の背向する発泡ロープについては少なくとも樹脂チューブとの対向面に導電層を形成してあり、前記樹脂チューブと発泡ロープとの接触一体化を非導電性の外装材により実現している。
(請求項2記載の発明)
この発明の流体加熱用チューブは、上記請求項1記載の発明に関し、一対の導電層を形成した発泡ロープは、樹脂チューブの直径線上に配列されている。
(請求項3記載の発明)
この発明の流体加熱用チューブは、上記請求項1又は2記載の発明に関し、導電層が形成された発泡ロープ相互間には、樹脂チューブの外周面に倣って非導電性発泡ロープを設けてある。
(請求項4記載の発明)
この発明の流体加熱用チューブは、上記請求項3記載の発明に関し、樹脂チューブの外周面には、導電層を形成した発泡ロープと非導電性発泡ロープが密に配列されている。
(請求項5記載の発明)
この発明の流体加熱用チューブは、上記請求項1乃至4のいずれかに記載の発明に関し、外装材は、樹脂又はゴム製の筒状部材である。
(請求項6記載の発明)
この発明の流体加熱用チューブは、上記請求項1乃至4のいずれかに記載の発明に関し、外装材は、テープを捲くことにより形成されるものである。
(請求項7記載の発明)
この発明の流体加熱用チューブは、上記請求項1乃至6のいずれかに記載の発明に関し、導電層が形成された発泡ロープ及び非導電性発泡ロープは、断面略円形状である。
(請求項8記載の発明)
この発明の流体加熱用チューブの加熱方法は、請求項1乃至7のいずれかに記載の流体加熱用チューブを使用して当該チューブ中の流体を昇温させる方法であって、一対の発泡ロープに形成した導電層相互間に電圧を印加して樹脂チューブを発熱させると共に前記発熱により導電層を形成した発泡ロープを膨潤させ、これにより前記樹脂チューブと導電層を形成した発泡ロープとの接触面積を増加させて両者間の接触電気抵抗を減少せしめ、効率がよい流体の温度上昇が得られるようにした。
(Invention of Claim 1)
In the fluid heating tube of the present invention, a plurality of foamed ropes that are heated and swollen are brought into contact with the outer peripheral surface of a conductive resin tube for transferring a fluid, and a pair of foamed ropes facing the back of the foamed ropes. Has a conductive layer formed on at least the surface facing the resin tube, and the contact integration between the resin tube and the foamed rope is realized by a non-conductive exterior material.
(Invention of Claim 2)
The fluid heating tube according to the present invention relates to the invention according to the first aspect, and the foamed ropes having a pair of conductive layers are arranged on a diameter line of the resin tube.
(Invention of Claim 3)
The fluid heating tube according to the present invention relates to the invention according to
(Invention of Claim 4)
The fluid heating tube according to the present invention relates to the invention of
(Invention of Claim 5)
The fluid heating tube according to the present invention relates to the invention according to any one of
(Invention of Claim 6)
The fluid heating tube according to the present invention relates to the invention according to any one of
(Invention of Claim 7)
The fluid heating tube according to the present invention relates to the invention according to any one of
(Invention of Claim 8)
A heating method for a fluid heating tube according to the present invention is a method for increasing the temperature of a fluid in the tube using the fluid heating tube according to any one of
ここで、上記した請求項1〜7記載の発明の流体加熱用チューブを利用して、請求項8記載の加熱方法を採ることにより以下の作用・効果を奏する。 Here, using the fluid heating tube according to the first to seventh aspects of the present invention, the following operation and effect can be achieved by adopting the heating method according to the eighth aspect.
一対の発泡ロープに形成した導電層相互間に電圧を印加すると、樹脂チューブが全長にわたってほぼ同時に発熱し、前記発熱により樹脂チューブを介して当該樹脂チューブ内を流れる流体が加熱されることとなる。この際、導電層が形成された発泡ロープは上記発熱により加熱膨潤して樹脂チューブとの接触面積が増大し、これにより導電層と樹脂チューブとの接触電気抵抗が減少する。したがって、電気の流れ良くなることから、比較的低い電圧でも高い温度に均質に昇温させ得る。 When a voltage is applied between the conductive layers formed on the pair of foam ropes, the resin tube generates heat almost simultaneously over the entire length, and the fluid flowing through the resin tube is heated through the resin tube due to the heat generation. At this time, the foamed rope on which the conductive layer is formed is heated and swelled by the heat generation, and the contact area with the resin tube is increased, thereby reducing the contact electrical resistance between the conductive layer and the resin tube. Accordingly, since the flow of electricity is improved, the temperature can be increased uniformly to a high temperature even at a relatively low voltage.
また、樹脂チューブの外周面に、導電層が形成された発泡ロープと非導電性発泡ロープが密に配列されている場合、上記した加熱度合いの向上と非導電性発泡ロープとの存在により保温効果も優れたものとなる。 In addition, when the foamed rope having the conductive layer and the nonconductive foamed rope are densely arranged on the outer peripheral surface of the resin tube, the heat retention effect is achieved by the above-described improvement in the degree of heating and the presence of the nonconductive foamed rope. Will also be excellent.
この発明は上述のような構成であり、次の効果を有する。 The present invention is configured as described above and has the following effects.
この発明の流体加熱用チューブ、及びその加熱方法によると、導電性の樹脂チューブを流れる流体を全長に渡り、比較的低い電圧でも高い温度に均質に昇温させ得る。 According to the fluid heating tube and the heating method of the present invention, the fluid flowing through the conductive resin tube can be uniformly heated to a high temperature even at a relatively low voltage over the entire length.
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
(実施例1)
図1はこの発明の実施例1である流体加熱用チューブTの断面図、図2は図1の流体加熱用チューブTを使用する状態を説明する概念図、図3は前記流体加熱用チューブTに使用されている導電性の発泡ロープ2及び非導電性発泡ロープ3が加熱膨潤した状態を示す断面図を示している。
(この流体加熱用チューブTの基本形態について)
この実施例1の流体加熱用チューブTは、図1に示すように、流体を移送するための導電性の樹脂チューブ1の外周面に、加熱膨潤する一対の導電性の発泡ロープ2,2を背向する態様(180°間隔)で接触配置してあり、前記樹脂チューブ1と発泡ロープ2との接触一体化を非導電性の外装材4により実現している。ここで、この実施例では、図1に示すように、発泡ロープ2,2相互間には、それぞれ樹脂チューブ1の外周面に接触する二本の加熱膨潤する非導電性発泡ロープ3,3を設けてあり、樹脂チューブ1と外装材4との間の空間部分には六本の発泡ロープが内外共に接触する態様で配置されているものとしてある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Example 1
1 is a sectional view of a fluid heating tube T according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a state in which the fluid heating tube T of FIG. 1 is used, and FIG. Sectional drawing which shows the state which the
(Basic form of this fluid heating tube T)
As shown in FIG. 1, the fluid heating tube T according to the first embodiment includes a pair of conductive
そして、この流体加熱用チューブTにおいては、一対の発泡ロープ2,2を電圧が印加される電極として機能させ、各非導電性発泡ロープ3を通常の保温材として機能させている。
In the fluid heating tube T, the pair of
なお、上記した導電性の発泡ロープ2は、表面から内部に至る発泡ロープのほぼ全体が導電性を有するものである。
In the conductive
以下に、この流体加熱用チューブTを構成する樹脂チューブ1、導電性の発泡ロープ2、非導電性発泡ロープ3、外装材4について説明する。
(導電性の樹脂チューブ1の構成について)
樹脂チューブ1は、流体の種類によって適宜選択されるべきであり、例えば、住宅の給湯・給水に使用される場合は、流体が導電性を有するものなので、短絡過電流による異常昇温、沸騰などを防止するため、内面の接液部は絶縁層(例えば、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、ポリブデン、或いはフッ素樹脂等)で形成された二層構造のものが安全である。
Hereinafter, the
(About the configuration of the conductive resin tube 1)
The
また、樹脂チューブ1が単層構造の場合、樹脂チューブ1内で凍結した氷を所定時間内で解凍する必要がある用途では、前記樹脂チューブ1内の水を導体として使用することで短絡回路が形成され、抵抗値が減少して電流値が増加する。これによって、全体の発熱量が増加して解凍時間の短縮が図れる利点がある。
Further, when the
ここで、この樹脂チューブ1には、導電により発熱する性質を有する樹脂(例えばPTFE等のフッ素樹脂、ポリウレタン等のエラストマー)に導電物質(例えばカーボンや金属粉)を含有させてある。
(導電性の発泡ロープ2の構成について)
この発泡ロープ2は、カーボンや金属粉等を添加したゴム(シリコンゴム等)や樹脂を発泡させて成る柔軟なものであり、その形状は断面略円形状のロープ状となっている。
Here, the
(About the configuration of the conductive foamed rope 2)
The
また、前記発泡ロープ2は、樹脂チューブ1の外面と接触する側に、銅箔等の導電性材料が表面塗布されたものも使用できる。つまり、電源線として使用される銅線と同じ導体としての機能があれば良いのである。
(非導電性発泡ロープ3の構成について)
非導電性発泡ロープ3は、導電することにより通電する性質を有する樹脂を含有させていない一般的な材料を発泡させたものであり、断面略円形状のロープ状としたものである。なお、その直径は発泡ロープ2と同一としてある。
In addition, the
(About the configuration of non-conductive foam rope 3)
The non-conductive
この非導電性発泡ロープ3は、電気絶縁材としてだけでなく、保温材としての役割もある。
(外装材4の構成について)
外装材4は、電気絶縁性や耐熱性に優れたポリエチレン、PVC、或いはポリウレタン等の樹脂やゴムにより形成された円筒状のものであり、押出成形により形成された被覆カバーである。
This non-conductive
(About the structure of the exterior material 4)
The
なお、この外装材4の外面に金属編組等を付加してアースをとることができるようにすれば、安全性を高めることができる。
(この流体加熱用チューブTを使用する態様及びその効果について)
この流体加熱用チューブTを使用する場合、一方の発泡ロープ2と他方の発泡ロープ2との間に電圧を印加し、これにより導電性の樹脂チューブ1を発熱させて、当該樹脂チューブ1内の流体を昇温させる。
In addition, if a metal braid etc. are added to the outer surface of this
(About the mode and effect of using this fluid heating tube T)
When this fluid heating tube T is used, a voltage is applied between one foamed
ここで、図2に示すように、一方の発泡ロープ2と他方の発泡ロープ2との間に電圧を印加すると、両発泡ロープ2,2を介して樹脂チューブ1が全長にわたってほぼ同時に発熱する。
Here, as shown in FIG. 2, when a voltage is applied between one foamed
更に、前記発熱により当該樹脂チューブ1内を流れる流体が加熱されることとなるが、この際、発泡ロープ2は上記発熱により加熱膨潤して樹脂チューブ1との接触面積が、図3に示すように増大し、これにより樹脂チューブ1の表面と電極である導電性発泡ロープ2との接触電気抵抗が減少する。したがって、電気の流れ良くなることから、比較的低い電圧でも高い温度に均質に昇温させ得る。
Furthermore, the fluid flowing through the
そして、樹脂チューブ1の外周面に、図1に示すように発泡ロープ2と非導電性発泡ロープ3が密に配列されている場合、上記した加熱度合いの向上と非導電性発泡ロープ3との存在により保温効果も優れたものとなる。
When the foamed
すなわち、この流体加熱用チューブT及びその加熱方法によると、樹脂チューブ1を流れる流体を全長に渡って比較的低い電圧で高い温度が均質に得ることができる。
(その他)
上記実施例1では、外装材4は、樹脂やゴムにより形成された円筒状のものとしてあるが、これに限定されることなく、テーピングにより形成されたものも採用できる。
That is, according to this fluid heating tube T and its heating method, the fluid flowing through the
(Other)
In the first embodiment, the
上記実施例1では、非導電性発泡ロープ3を四本使用しているが、これに限定されることなくそれ以上でもよく、また、断面円形状が符号3‘で示されるようなものでもよい。
In the first embodiment, four
上記実施例1では、導電性発泡ロープ2及び非導電性発泡ロープ3の断面形状を共に円形状以外のものとしてもよい。
In the first embodiment, the cross-sectional shapes of the conductive foamed
上記導電性発泡ロープ2及び非導電性発泡ロープ3は長手方向に螺旋状に配置されていることが好ましいが、長手方向に直線的に配置されていてもよい。
The conductive foamed
上記実施例1では、導電性の発泡ロープ2は、外面から内面に至る発泡ロープのほぼ全体が導電性を有するものであるが、これに限定されることなく、図5や図6に示すように、非導電性発泡ロープ3の外面に伸縮性のある導電性テープ20(その他導電性の樹脂、繊維、金属等)を貼り付けるようにして電極を構成してもよい。或いは、樹脂チューブ1の表面に直接貼り付けるようにしてもよい。更には導電物質を含んだ導電性塗料を用いてもよい。なお、図5は流体加熱用チューブTに使用されている導電性の発泡ロープ2及び非導電性発泡ロープ3が加熱膨潤する前の状態を示し、図6は流体加熱用チューブTに使用されている導電性の発泡ロープ2及び非導電性発泡ロープ3が加熱膨潤した状態を示している。
In Example 1 described above, the conductive foamed
T 流体加熱用チューブ
1 樹脂チューブ
2 発泡ロープ
3 非導電性発泡ロープ
4 外装材
T
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