JP5231052B2

JP5231052B2 - 被覆加熱装置

Info

Publication number: JP5231052B2
Application number: JP2008062633A
Authority: JP
Inventors: 茂横地
Original assignee: KAWAI ELECTRIC HEATER CO., LTD.
Current assignee: KAWAI ELECTRIC HEATER CO., LTD.
Priority date: 2008-03-12
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2028-03-12
Also published as: JP2009216214A

Description

本発明は、被加熱体の外周面を被覆して加熱する場合に用いられる被覆加熱装置に関する。

従来、被加熱体の外周面を被覆して加熱する場合には、線状、帯状または面状のヒータを被加熱体に沿わせたり巻き付けたりした状態で被加熱体に固定し、被加熱体を加熱している。

特に被加熱体が水道管等の配管である場合、特許文献１では、予め管の形状に合わせて外表面に全長に渡って管と一体的にヒータを形成しているが、管からヒータを着脱したり管を所望の形状に調節するのが困難であり、その上、安価に製造できるものではない。

また、特許文献２では、ヒータは、管の外表面に密着した状態で巻き付けられ、そのヒータの外周面を断熱材で覆うことにより固定されている（図１および４参照）が、配管の清掃や点検などで上記のヒータを着脱する際には、その都度ヒータを巻き付け、再度固定する必要があるため、時間、経費の面から効率の悪いものである。

そこで、被加熱体への着脱が容易な被覆加熱装置が開発された（例えば、特許文献３参照。）。これは、方形板状の互いに背向する両辺部が当接されてパイプ状となる柔軟で断熱性を有する被覆本体の内周面に、互いに背向する両辺部から中央部に向かう深さが同じＶ字状の切込みを持つ発熱体を固定したものである。
特開２００２−１４６８５８号公報特開平１０−６０９５９号公報特開２００４−１６４８６２号公報

上記従来の被覆加熱装置は、図４に示すように、例えば、シリコンゴム製の柔軟な被覆本体５１の上に中心線ＣＬに向けて同じ深さｄのＶ字状切り込み５２aが形成された発熱体５２を貼り付けたものである。

図４に示す被覆加熱装置５０で、例えば、管状被加熱体のストレート部を加熱する場合、被覆加熱装置５０を図４bの矢印方向にカールさせて図５に示すような円筒状にすればよい。なお、この場合、互いに背向する両辺部５１a、５１bが当接して線状の当接部５３となるが、当接部５３は、図５bに示すように中心線ＣＬと１８０°ずれている（中心線ＣＬを６時とすると、当接部５３は正午の位置にある）。

被覆加熱装置５０で管状被加熱体の曲がり部（Ｒ部）を加熱する場合、図５の円筒状被覆加熱装置５０を管状被加熱体の曲がり部に沿うように曲げる必要がある。このとき、曲げやすいように中心線ＣＬを挟んで発熱体５２にＶ字状切り込み５２aが形成されているので、曲げる方向が重要である。図５で中心線ＣＬを通る紙面に垂直な面内に曲率中心Oを持つように曲げる場合、紙面の手前方向に曲げる場合と、紙面の反対方向に曲げる場合とがある。紙面の手前方向に曲げると、Ｖ字状切り込み５２aの切り込み間隔が狭まり、管状被加熱体の外周を隙間なく発熱体５２で覆うことができる。一方、紙面の反対側に曲げると、Ｖ字状切り込み５２aの切り込み間隔が広がり、管状被加熱体の外周を覆う発熱体５２aは、隙間だらけになる。したがって、管状被加熱体の曲がり部を効率よく加熱するためには、紙面の手前側に曲げる必要がある。そのように曲げた状態の被覆加熱装置５０の斜視図を示したのが図６である。

Ｖ字状切り込み５２aの切り込み幅が狭まる方向に（図５aで中心線ＣＬを通る紙面に垂直な面内に曲率中心Oを持つように且つ紙面の手前側に）曲げると、図６に示すように、曲率中心O側に位置する当接部５３付近には実線矢印Aで示すような圧縮応力が作用する。矢印Aの圧縮応力が作用すると、当接部５３に矢印B方向（当接部５３を引き離す方向）の力が働き、当接部５３に間隙ができてしまう。その結果、その部分を加熱することができなく且つその部分から熱が逃げてしまうので、効率よく管状被加熱体を加熱することができない。

本発明は、上記従来の被覆加熱装置の問題に鑑みて成されたもので、管状被加熱体の曲がり部でも効率よく加熱できる被覆加熱装置を提供することを課題とする。

課題を解決するために成された本発明の被覆加熱装置は、管状被加熱体の外周面を覆う被覆加熱装置であって、方形板状の互いに背向する両辺部が当接されてパイプ状となる柔軟で断熱性を有する被覆本体と、前記被覆本体の内周面に固定され、前記互いに背向する両辺部から中央部に向かう深さが異なるＶ字状の切込みを少なくとも一対持つ発熱体と、前記被覆本体が前記管状被加熱体の前記外周面を覆うように前記両辺部を当接させて前記被覆本体を前記被加熱体に固定する固定手段と、を有することを特徴とする。

上記一対のＶ字状切り込みの深さは、一方が他方の約３倍深いものとすることが好ましい。

また、上記被覆本体は、管状被加熱体の外径に近い内径を持つゴムチューブを軸方向に切り開いたものが好ましい。また、上記発熱体は、通電により発熱するヒータ線を持つ面状発熱体であるとよい。

また、上記固定手段は、その両端部に着脱自在の係止部を持つ帯であるとよい。また、上記帯は、被覆本体の外周面側に固定されていることが望ましい。

柔軟な被覆本体に固定された発熱体が互いに背向する両辺部から中央部に向かう深さが異なるＶ字状の切込みを少なくとも一対持つので、被覆本体をパイプ状にカールさせ互いに背向する両辺部を当接させたとき、Ｖ字状の切り込みの中心を通る中心線ＣＬと当接部とのずれが１８０°未満である。その結果、中心線ＣＬを通る紙面に垂直な面内に曲率中心を持つように曲げても、当接部が曲率中心側から外れ、その分、圧縮応力が小さくなり、当接部に掛かる引き離す方向の力も小さくなる。よって、当接部に間隙ができにくくなり、効率よく加熱することができる。

一対のＶ字状切り込みの深さを、一方が他方の約３倍深いものとすることで、Ｖ字状の切り込みの中心を通る中心線ＣＬと当接部とのずれが９０°となり、中心線ＣＬを通る紙面に垂直な面内に曲率中心を持つように曲げた場合、当接部周辺には伸張応力及び圧縮応力が殆ど作用せず、当接部に引き離す力が掛からない。その結果、当接部に間隙ができず、一層効率よく加熱することができる。

被覆本体を、管状被加熱体の外径より大きな内径を持つゴムチューブを軸方向に切り開いたものとすることで、無拘束状態でパイプ状になる性質があり、当接部に間隙が生じにくい。

本発明を実施するための最良の形態を図１〜図３を参照して説明する。図１は、本発明の被覆加熱装置２０を内側から見た展開図、図２は、互いに背向する両辺部２１a、２１bを当接させて円筒状にした被覆加熱装置２０の外観図であり、aは平面図、bは側面図である。図３は、図２aにおいて、中間線ＣＬ1を通る紙面に垂直な面内に曲率中心Oを持つように且つ紙面の手前側に曲げた状態の被覆加熱装置２０の斜視図である。

本発明の被覆加熱装置２０は、被覆本体２１と、発熱体２２と、固定手段２３とを備えている。

被覆本体２１は、例えばシリコンゴム製で、内径が管状被加熱体の外径に近いシリコンゴムチューブを軸方向に切り開いたものである。なお、シリコンゴムの他にクロロプレンゴム等、断熱性がある多孔質のゴムを用いることが望ましい。

被覆本体２１は、図１に示すように、管状被加熱体の三次元外周面に沿って展開された形状をしており、長方形である。長辺側は、管状被加熱体の加熱長さに、短辺側は、管状被加熱体の外周長に、それぞれ、ほぼ等しい。互いに背向する両辺部２１a、２１bが当接されて管状被加熱体を被覆するパイプ状となる。

発熱体２２は、通電により発熱するヒータ線を持つ面状発熱体で、ヒータ線がシリコンラバーに挟み込まれた面状ヒータである。発熱体２２は、被覆加熱装置２０の使用時に管状被加熱体と接する面である被覆本体２１の内側面に固定される。発熱体２２は、図１に示すように、被覆本体２１の形状にほぼ等しい形状をしている。そして、互いに背向する両辺部２１a、２１bから中央部に向かって深さがdと３dのＶ字状の切込み２２a、２２bが３対形成されている。このＶ字状切り込み２２a、２２bにより柔軟性がない発熱体でも曲げることができるようになる。面状ヒータ２２は、シリコン系の接着剤で被覆本体２１の内周面に固定されている。図１で、ＣＬ1は、切り込み２２a、２２bの中間を通る中間線である。なお、ヒータ線に通電するリード線を図示することを割愛した。

固定手段２３は、例えば、帯状のマジックファスナー（登録商標）で、一端部が両辺部２１b側に固定されたループ面帯２３aと、両辺部２１a側に固定されたフック面帯２３bと、からなる。

なお、固定手段２３としては、マジックファスナーの代わりにボタン等を用いることもできる。

上記の構成を持つ被覆加熱装置２０を用いて管状被加熱体３０のストレート部を加熱する場合は、被覆加熱装置２０を図１bの矢印方向にカールさせて図２に示すような円筒状にすればよい。なお、この場合、互いに背向する両辺部２１a、２１bが当接して線状の当接部２４となるが、当接部２４は、図２bに示すように中間線ＣＬ1と９０°ずれている（中間線ＣＬ1を６時の位置とすると、当接部２４は３時の位置である。）。

管状被加熱体３０の曲がり部を被覆加熱するためには、Ｖ字状切り込み２２a、２２bの切り込み幅が狭まる方向に、すなわち、図２aで中間線ＣＬ1を通る紙面に垂直な面内に曲率中心Oを持つように且つ紙面の手前側に曲げる必要がある。

図２aで中間線ＣＬ1を通る紙面に垂直な面内に曲率中心Oを持つように且つ紙面の手前側に曲げると、図３に示すように、曲率中心Oに近い円弧状内壁２５から当接部２４に向けて順次弱くなる圧縮応力が作用し、当接部２４を過ぎると、曲率中心Oから遠ざかるにつれて順次強くなる伸張応力が作用する。したがって、当接部２４付近には圧縮応力及び伸張応力が殆ど作用せず、当接部２４に間隙ができることがない。その結果、熱が逃げてしまうこともなく、効率よく管状被加熱体の曲がり部を加熱することができる。

当接部２４付近に圧縮応力が殆ど作用しないので、シリコンチューブ（被覆本体）２１の当接部２４付近がダブつくことがない。その結果、本発明の被覆加熱装置２０は、シリコンチューブ２１自体にダブつきを吸収するＶ字状の切り込みを入れなくても曲げて使用することができる。

被覆加熱装置２０を用いて管状被加熱体３０の曲がり部を加熱するには、次のように行う。すなわち、図３に示すように、被覆加熱装置２０を曲げて曲がり部に装着し、図示しないマジックファスナー２３a、２３bを係合させ、図示しないリード線により所定の電圧を印加することにより発熱体２２の面状ヒータのヒータ線に電流が流れ、ヒータ線の電気抵抗発熱によりヒータ線が加熱され、この熱が面状ヒータ（発熱体２２）から管状被加熱体３０に伝熱して管状被加熱体３０が加熱される。

本発明の被覆加熱装置を内側から見た展開図である。円筒状に形成した本発明の被覆加熱装置の平面図及び側面図である。管状被加熱体の曲がり部を加熱するために曲げた本発明の被覆加熱装置の平面視図である。従来の被覆加熱装置を内側から見た展開図である。円筒状に形成した従来の被覆加熱装置の平面図及び側面図である。管状被加熱体の曲がり部を加熱するために曲げた従来の被覆加熱装置の斜視図である。

符号の説明

２０・・・・・・・・・・被覆加熱装置
２１・・・・・・・・・・被覆本体
２１a、２１b・・・・両辺部
２２・・・・・・・・・・発熱体
２２a、２２b・・・・Ｖ字状の切り込み
２３・・・・・・・・・・固定部材

Claims

管状被加熱体の外周面を覆う被覆加熱装置であって、
方形板状の互いに背向する両辺部が当接されてパイプ状となる柔軟で断熱性を有する被覆本体と、
前記被覆本体の内周面に固定され、前記互いに背向する両辺部から中央部に向かう深さが異なるＶ字状の切込みを少なくとも一対持つ発熱体と、
前記被覆本体が前記管状被加熱体の前記外周面を覆うように前記両辺部を当接させて前記被覆本体を前記被加熱体に固定する固定手段と、
を有することを特徴とする被覆加熱装置。
前記一対のＶ字状切り込みの深さは、一方が他方の約３倍深い請求項１に記載の被覆加熱装置。
前記被覆本体は、前記管状被加熱体の外径に近い内径を持つゴムチューブを軸方向に切り開いたものである請求項１又は２に記載の被覆加熱装置。
前記発熱体は、通電により発熱するヒータ線を持つ面状発熱体である請求項１〜３のいずれか１項に記載の被覆加熱装置。
前記固定手段は、その両端部に着脱自在の係止部を持つ帯である請求項１〜４のいずれか１項に記載の被覆加熱装置。
前記帯は、前記被覆本体の外周面側に固定されている請求項５に記載の被覆加熱装置。