JP5121516B2 - 筒状被加熱体の被覆加熱装置 - Google Patents

Description

パイプ等の被加熱体をその外周面から覆った状態で加熱する筒状被加熱体の被覆加熱装置に関する。

化学プラントとか半導体プラントには、パイプを流れる液体とか気体等の流体を所定温度に加熱するためあるいは所定温度に保熱するためにパイプをその外周面側からから加熱することがある。しかしプラントに用いられているパイプは外周径が様々でかつ分岐等が有るために、使用するパイプに合わせた加熱装置を必要とする。また、必要とする同一の加熱装置の個数は少なく、多種少量製品とならざるを得ない。

特許文献１には加熱ヒータを持つ一対の金属製の電熱ブロックでパイプの外周面を挟持するものが開示されている。
特許第２７９７８９２号公報 特許文献１に開示されている加熱装置は、シンプルな構造を有するが、断熱性に乏しい。

本発明は、有る程度の断熱性を有し、少量生産にも対応できる筒状被加熱体の被覆加熱装置を提供することを課題とする。

本発明の筒状被加熱体の被覆加熱装置は、 所定長さの樹脂パイプを軸方向に二等分した一対の半筒状壁体と、一対の該半筒状壁体を合わせて筒状となる当接する２組の一方の当接部に固定されたヒンジ部と、当接する他方の当接部に設けられ、該他方の当接部を着脱自在とする固定具と、各該半筒状壁体の内周面に保持された加熱シートとを有する筒状被加熱体であって、
該筒状被加熱体はその外周面から突出する凸部を有し、一対の該半筒状壁体は、該凸部が挿通する開口を有し、
該開口は、該ヒンジ部を中心軸とする一対の該半筒状壁体に設けられ、該ヒンジ部は該開口を挟む軸方向の両端部に設けられていることを特徴とする。

本発明の被覆加熱装置は、市販されている樹脂パイプを機械加工して得られる一対の半筒状壁体と、ヒンジ部、固定具及び加熱シートという４種類の部品で構成されるもので、容易に目的とする被加熱パイプの形状に合う被覆加熱装置を得ることができる。

本発明の被覆加熱装置の半筒状壁体は市販されている樹脂パイプを機械加工して得られる。市販されている樹脂パイプは、寸法の異なる多種類のもが、しかも樹脂材質の異なるものが市販されている。このため、被加熱パイプの目的に合う、内周径及び材質の市販パイプを容易に調達できる。また、樹脂パイプであるため機械加工が容易である。特に今日では、コンピュータ制御による機械加工技術が発達し、機械加工制御プログラムを作ることにより機械加工は自動化することもでき、容易に寸法の異なるものが得られる。

半筒状壁体は、使用される被加熱パイプの外周径に合った市販樹脂パイプが選択される。樹脂は金属等に比較して柔軟であるため、被加熱パイプの外周径と半筒状壁体の内周面の内周径が異なっても、半筒状壁体を広げたりあるいは逆に狭めることができ、被加熱体の外周面に沿うものとすることができる。機械加工では、まず、被加熱パイプの軸方向長さに合わせて市販樹脂パイプが切断される。所定長さに切断された樹脂パイプは、次に、軸方向に２分割され半筒状とされる。そして、必要なヒンジ部及び固定部とするに必要な機械加工が成される。

なお、被加熱パイプが分岐等の突出部をその外周面に持つ場合には、この突出部が層通する通孔を形成する機械加工が必要となる。この通孔を形成する加工は、軸方向に切り割く加工の前に行うこともできる。また、形成される通孔は、ヒンジ部あるいは固定具を含む軸方向の部分を中心とし、その通孔の半分が一方の半筒状壁体，残りの通孔の半分が他方の半筒状壁体に形成されるものでも良い。

ヒンジ部は一対の半筒状壁体と一体として形成することもできる。この場合には、所定長さに切断された樹脂パイプを軸方向に１カ所切り割いて断面略Ｃ字形状とし、切り裂かれた部分と中心軸を中心として対象の位置にある部分を例えば軸方向に沿って薄肉化する機械加工を施し、所定幅で軸方向の一端から他端に延びる薄肉化部分をヒンジ部とする。パイプが樹脂製であるため、薄肉化された部分は容易に曲げ延ばすことができヒンジとして機能する。

なお、一対の半筒状壁体を開閉可能に連結するヒンジ部としては、蝶番を使用することもできる。蝶番を得られた一対の半筒状壁体にねじで固定することによりヒンジ部とするものである。なお、ヒンジ部としては蝶番に限られるものではなく、一対の半筒状壁体が閉じれば筒状となり開くことにより被加熱パイプに装着できる程度に開くもので有ればよい。

なお、被加熱パイプの外周面から突出する凸部に挿通される開口がヒンジとなる部分を
含む部分に設けられている場合には、ヒンジ部は開口を挟む軸方向の両端部に設ける。

固定部としては、開いている一対の半筒状壁体を閉じて筒状とする部品である。一端が一方の半筒状壁体に固定され、他端が他方の半筒状壁体に固定され両端部が近づく方向に付勢されたばね部材を固定部として用いることができる。固定部としては、外周面を輪状に締め付けるバンド状の金具、その他、公知のものを採用することができる。なお、筒状に閉じた一対の半筒状壁体の外周面に沿って締め付けるバンド状の金具を固定具として用いる場合には、ヒンジ部もこのバンド状金具で兼ねたものとし、独立したヒンジ部を使用しなくとも良い。

なお、被加熱パイプの外周面から突出する凸部に挿通される開口が固定具を設ける部分と重なる場合には、固定具は開口を挟む軸方向の両端部に設けるのが好ましい。

加熱シートとしては公知のものを使用できる。例えば、面状に延びるニクロム線等の通電により発熱する面状発熱体を挟持して互いに当接接合された一対の耐熱シートからなるものとか、シリコンラバーヒータなどとして知られている面状ヒータを使用することもできる。

この加熱シートは半筒状壁体の内面に設けられる。加熱シートの形状は半筒状壁体の内面の形状と同じ化あるいは僅かに小さいものとすることができる。加熱シートは、ねじ等で半筒状壁体に固定しても良い。また、接着剤で接合しても良い。

本発明の被覆加熱装置は、固定具を開いた状態で一対の半筒状壁体の固定具側を開き、被加熱パイプの外周面を覆うように嵌め込む。次に固定具で、開いた一対の半筒状壁体を閉じ、筒状とする。これにより一対の半筒状壁体の内面に設けられている加熱シートが被加熱パイプの外周面に押しつけられて当接する。この状態で加熱シートに通電され、加熱シートが発熱し、その熱が被加熱パイプの外周面に伝達され、被加熱パイプが加熱される。

本発明の被覆加熱装置の半筒状壁体は市販されている樹脂パイプを機械加工して得られる。市販されている樹脂パイプは、寸法の異なる多種類のもが、しかも樹脂材質の異なるものが市販されている。このため、被加熱パイプの目的に合う、内周径及び材質の市販パイプを容易に調達できる。また、樹脂パイプであるため機械加工が容易である。特に今日では、コンピュータ制御による機械加工技術が発達し、機械加工制御プログラムを作ることにより機械加工は自動化することもでき、容易に寸法の異なるものが得られる。

また、半筒状壁体が樹脂製であるため、比較的大きな弾性を有する。このため半筒状壁体の内面あるいはそれに設けられた加熱シートの内面が被加熱パイプの外周面と型対象のものでなくとも、半筒状壁体が弾性変形し、被加熱パイプの外周面に沿うものとなる。このため、本発明の被覆加熱装置は使用勝手の良いものとなる。

以下、本発明の実施例を示す。

本発明の実施例にかかる被覆加熱装置の斜視図を図１に、この被覆加熱装置を被加熱体に被覆装着した状態を一方向から見た斜視図を図２に、反対側から見た斜視図を図３に示す。

本実施例の被覆加熱装置１は、弗素樹脂で作られた２個一対の半筒状壁体２、２とこれら一対の半筒状壁体２、２を一体的に連結するヒンジ部材３と、各半筒状壁体２、２の他方の側端部に取り付けられる２個の固定具４、４及び各半筒状壁体の内面に固定された加熱シート５、５とで構成されている。

一対の半筒状壁体２、２とヒンジ部材３とは、市販の弗素樹脂製のパイプより機械加工で作られたものである。まず、内径８８ｍｍ、外径１０７ｍｍ（厚さ９．５ｍｍ）の市販樹脂パイプを軸方向の長さ７４ｃｍに切断し、筒体とした。次にこの筒体の外壁側から軸方向の中央に直径５６ｍｍの穴を機械加工で穿設し、開口２０とした。この後、この筒体の内面側に、開口２０の中心を通り軸方向に延びる幅１０ｍｍで、曲率半径４８ｍｍの断面孤状の溝３１を形成し、ヒンジ部３とした。ヒンジ部３の幅方向の中央の厚さは約７．５ｍｍである。次に、この筒体のヒンジ部３と反対側の部分を軸方向に切り割り、２個の半筒状壁体２、２を形成した。さらに、各半筒状壁部２、２の切り割った側端部の外周面側の軸方向の両端部にそれぞれ固定具４、４の係止部が係止されるＴ字形状の溝４５、４５を形成した。

半筒状壁部２の内面より少し小さな形状の加熱シート５を２枚用意した。この加熱シート５は薄い耐熱鋼板を化学エッチングにより１本の線状発熱部が互いの部分が重ならない状態で面状に展開した発熱体をポリイミド樹脂シートで挟持し、加圧加熱して熱硬化し一体化したものである。この加熱シート５の発熱体（図示せず）の両端部にはリード線５１、５１が結線され、リード線５１、５１の他端は加熱シート５１より外側に飛び出したものとなっている。各加熱シート５、５は各半筒状壁体２、２の内面にねじ５２で一体的に固定されている。

固定具４は、金属棒からなる一対の係止部４１、４１と両端がこれら係止具４１、４１に係止されたコイルばねからなる付勢部４２とからなる。この固定具４の一方の係止具４１は一方の半筒状壁部２のＴ字形状溝４５の上側の両端が閉じた溝に装着係止され、この係止具４１に係止された付勢部４２の端部はＴ字形状溝４５の一端が開口となっている溝に位置する状態となる。この固定具４の他方の係止具４１を他方の半筒状壁部２のＴ字形状溝４５に装着係止することにより、固定具４の付勢部４２が縮む方向に一対の半筒状壁部２、２を引き寄せ、筒状となる。図１は、固定具４が開放され、一対の半筒状壁部２、２が開いた状態となっている。

被加熱体６は図２、図３に示すように、外周径８９ｃｍ、高さ９７ｃｍの筒状の本体部６１とこの本体部６１の上端より突出する筒状のネック部６２及び本体部６１の側面より突出する筒状で外周径が５５ｍｍの凸部６３とからなる。

この被加熱体６に本実施例の被覆加熱装置１を次のようにして取り付けた。まず、本実施例の被覆加熱装置１の凸部６３を、本実施例の被覆加熱装置１の開口２に挿入し、図３に示すように被覆加熱装置１を被加熱体６の本体部６１の外周面に被せた。この後、図２に示すように、２個の固定具４、４を一対の半筒状壁部２、２の各Ｔ字形状溝４５、４５に装着係止した。一対の半筒状壁部２、２は、２個の固定具４、４の付勢部４２、４２により互いに近接する方向に付勢され、この被覆加熱装置１は被加熱体６の本体部６１の外周面を覆うように取り付けられる。

この状態で被覆加熱装置１の各加熱シート５のリード線５１、５１を電源に接続する。これにより加熱シート５が発熱し、被加熱体６の本体部６１の外周面に熱が伝わり、被加熱体６が加熱される。なお、加熱シート５、５は半筒状壁部２、２が断熱材としても機能し、加熱シート５、５は、外部に放熱が抑えられ効率的に被加熱体６を加熱する。

本実施例では、開口２０は、ヒンジ部３を中心にして、その両側に有る一対の半筒状壁部２、２に亘って形成されている。しかし、開口２０は、固定具４、４を中心にしてその両側に有る一対の半筒状壁部２、２に亘って形成することも、あるいは、１個の半筒状壁部２のみに形成することもできる。

また、一対の半筒状壁部２、２を切り離し、本実施例のヒンジ部３な代えて、本実施例の固定具４を取り付け、その部分をヒンジ部とすることもできる。

本実施例の被覆加熱装置１は、その一対の半筒状壁部２、２が市販の樹脂パイプより機械加工で形成されたものである。このため一対の半筒状壁部２、２の製作が容易で、１個の被覆加熱装置の製作も短時間、かつ安価に得ることが可能となった。

本発明の実施例の被覆加熱装置の斜視図である。 図１の被覆加熱装置を被加熱体に被覆装着した状態を一方向から見た斜視図である。 図１の被覆加熱装置を被加熱体に被覆装着した状態を他方向から見た斜視図である。

符号の説明

１・・被覆加熱装置 ２・・半筒状壁部
３・・ヒンジ部 ４・・固定具
５・・加熱シート ６・・被加熱体
２０・・開口 ３１・・溝
４１・・係止具 ４２・・付勢部
４５・・Ｔ字形状溝 ５１・・リード線
６１・・本体部 ６２・・ネック部
６３・・凸部

Claims (4)

1. 所定長さの樹脂パイプを軸方向に二等分した一対の半筒状壁体と、一対の該半筒状壁体を合わせて筒状となる当接する２組の一方の当接部に固定されたヒンジ部と、当接する他方の当接部に設けられ、該他方の当接部を着脱自在とする固定具と、各該半筒状壁体の内周面に保持された加熱シートとを有する筒状被加熱体であって、
   該筒状被加熱体はその外周面から突出する凸部を有し、一対の該半筒状壁体は、該凸部が挿通する開口を有し、
   該開口は、該ヒンジ部を中心軸とする一対の該半筒状壁体に設けられ、該ヒンジ部は該開口を挟む軸方向の両端部に設けられていることを特徴とする筒状被加熱体の被覆加熱装置。
2. 前記ヒンジ部は、一対の前記半筒状壁体と一体的に形成された該半筒状壁体より薄肉の薄肉部で構成されている請求項１記載の筒状被加熱体の被覆加熱装置。
3. 前記開口は、前記固定具が設けられた前記他方の当接部を中心軸とする一対の前記半筒状壁体に設けられ、該固定具は該開口を挟む軸方向の両端部に設けられている請求項１記載の筒状被加熱体の被覆加熱装置。
   物の構築方法。
4. 前記固定具は前記他方の当接部のそれぞれに係止する一対の係止部と該一対の係止部を近接する方向に付勢する付勢部とからなる請求項１ないし３に記載の筒状被加熱体の被覆加熱装置。

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