JPH0212789A - 自己温度制御性ヒータ線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、所定の間隔で並行して対向する２本の電極線
とこれら電極線の間に設けられる正の抵抗温度係数を示
す抵抗発熱体とを有して構成される自己温度制御性ヒー
タ線の改良に関し、特に長尺化されたものにおいての消
費電力の低減に寄与するこの種自己温度制？ｉｌ性ヒー
タ線を提供しようとするものである。

（従来の技術） 自己温度制御性ヒータは、ポリエチレンの如き結晶性高
分子材料を母体としてこれにカーボンブラック等の導電
性粉体を混入させたものとして正の抵抗温度係数を示す
抵抗発熱体を構成し、この発熱体に２本の電極導体を所
定の間隔で対向配置してなり、当該２本の電極間に電圧
をかけることにより抵抗発熱体を通電し発熱させるもの
である。

しかして、かかる自己温度制御性ヒータは、その特性上
抵抗発熱体が、低温で抵抗が低く、外気温度が高くなれ
ば抵抗が増大する。従って、凍結防止用等のように氷点
下付近でこれを用いるためには、通電所期に大きな電力
を消費し、電源等の付帯設備が大型化する傾向にある。

また、抵抗発熱体は、２本の電極導体との間で並列抵抗
成分となるため、これを長尺化して使用すると２本の電
極間の電気抵抗が小さくなって通電開始時の突入電流及
び運転時の消費電流が大きくなり、大電力設備を必要と
する等、実用的な長さに限度があった。

ところで、かかる消費電力の低減を目的としてケーブル
化された長尺のヒータ線に対して、長手方向の一部分を
断熱材で覆うことにより、自己温度制御効果を促進する
ものが既に提案されていた。

（特開昭５９−１４３２９３号） 〔発明が解決しようとする課題〕 提案された例によれば、電力消費の低減は可能であるが
、そのためにヒータ線に必須の素材とは本来関係のない
断熱材を新に用意してこれを施工することから、ヒータ
線としての構成工数を多くするばかりでなく経済的観点
からも不利である。

のみならず、かかる断熱材による断熱効果を定量的に決
定し施工することは極めて困難であって出力の管理が不
正確となり、ために長尺化においての必要電力の算出が
困難であり、結果として大きな電力設備を構築せざるを
得なかった。

なおまた、配管等にトレースして施工使用する場合には
、ヒータ線本体に断熱材を巻き付けることは困難であっ
て、断熱施工により外形が大きくなり、族ニスペースに
制約を受ける所では利用できないこともあった。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたも
のであって、煩雑な付加部品を必要とせずに長尺化され
た場合の消費電力を小さくすることを可能にした、自己
温度制御性ヒータ線の提供を目的としたものである。

〔課題を解決するための手段・作用〕

本発明は、かかる目的を達成するため、抵抗発熱体に対
して、その長手方向に沿って２本の電極線の間を分断す
る切欠を形成しているとともに前後の切欠の間における
２本の電極線間の橋絡部分を発熱部に設定してなり、当
該切欠の長手方向の幅が発熱部のそれよりも大きくして
なるものである。

上記のように構成したことにより、切欠によりそれより
も幅の小さな２本の電極線間における橋絡部分に設定さ
れる発熱部は、長手方向に所定の間隔で設けられる全て
の分を総和しても長手方向における全体の面積よりも十
分に小さくされ、従って、線全長における２本の電極線
間の電気抵抗成分は、一定の大きさに設定され、通電開
始時の突入電流を小さく制比することが可能となる。

また、通電後の運転状態においても、線全長における発
熱部が小さな幅で分散することから、運転電力を小さ（
することが可能となる。

発明者等によれば、上記のような切欠とそれの前後に設
定される小さな幅の発熱部は、長手方向の幅の比でみる
と、前者の幅！が後者の幅！。に対して５倍以上とし且
つ１０倍以下とすることが実用的範囲であることを見出
している。

即ち、Ｉｔ／１ｏが５より下回ると、切欠間に設定され
る発熱部の総体面積が増えて電力消費が顕著となり、切
欠による効果がそれ程期待することができない、一方、
１／１゜が１０を越えると切欠間に設定される各発熱部
の相互間距離が太き（なり而も各発熱部における発熱量
も小さくなって、ヒータ線としての機能を果たさないか
らである。

第４図は、その実験結果を示したものであり、外径が７
０ｃｍで高さが１００ｃｍの鋼製貯水槽の外周に、条長
が１００ｍの自己温度制御性ヒータ線を５０ターン巻回
し、貯水状態で且つ外気温度が一７℃の条件下における
、凍結防止に必要な通電電力を求めてみたものである。

同図の結果から明らかなように、切欠の幅２と発熱部の
幅！、との比は、５≦ｊ！／Ｉｔ０≦１０が最適範囲で
あることが見出される。なおまた、上記のように発熱部
が切欠により非発熱部とされた間で設定されることで、
定量的な出力計算を行えて最低限必要な経済的な電力設
備を構築することが可能である。のみならず、切欠によ
って可撓性が増す上に施工を複雑化する部品の付加もな
いので、複雑な形状の被加熱物例えばパルプ付配管等へ
も採用でき、通用範囲を拡大することが可能となる。

〔実施例〕

第１図乃至第３図は、本発明による自己温度制御性ヒー
タ線の一実施例を示したものであり、１が、結晶性ポリ
エチレンにカーボンブラック粉を混入して正の抵抗温度
係数が得られるように組成したものを帯状に押出加工し
てなる抵抗発熱体であり、２．２がその抵抗発熱体の両
側縁において埋設されつつ発熱体の長手方向に並行した
一対の電極線にして、銅等の導電性の良好な金属撚線を
用いてこれを当該発熱組成物の押出ダイス内を通過させ
ることにより、当該発熱体への埋設一体止図られている
。

このような抵抗発熱体２の上にはウレタン（内層）と難
燃性ポリエチレン（外Ｎ）との複層とするか或いは難燃
性ポリエチレン単独の層による絶縁被覆３が施され、さ
らに図面には示していないが、ｗ４ｖＡによる編組や難
燃性ポリエチレンによるシースが施され、ケーブル化さ
れる。

ケーブル化された自己温度制御性ヒータ線の横断面サイ
ズは、幅約１１鶴、厚さ約５ｍ＋である。

しかして、抵抗発熱体１には、長手方向において電極線
２．２の埋設状態を保持した状態でそれらの間の橋絡部
分を取り除いた切欠４．　４．　４・・・が一定の間隔
で形成され、前後の切欠４，４の間で電極線２．２間を
橋絡する部分を発熱部５゜５．５・・・に設定しである
。そのような切欠４は、抵抗発熱体１を構成する組成物
を押出成形後で未だ十分に硬化しない前に打抜き加工を
することで容易に形成することができる。また、切欠４
は、その上に施される絶縁被覆３で覆われることにより
、安全性の向上に寄与させている。

本実施例においては、１００ｍ条長あたりのかかる切欠
４の長手方向の幅ｌを５００ｆｌとし、発熱部４の長手
方向の幅１０を５Ｎとしである。これを前述した実験に
よれば、消費電力は３．５ｋｗであり、切欠４を設けな
い場合のそれと比して十二分に小さくなっていることが
確認された。

〔発明の効果〕

以上説明して来たように、本発明による自己温度制御性
ヒータ線によれば、この種ヒータ線において長尺化した
場合に見られがちな突入電流の増大や運転電力消費量の
増大がなく、省電力による通電を可能にでき、電源設備
の小型化を図れる。

また、そのための手段が切欠によるため、ヒータ線に本
来必要のない余分な部材を用いることなく当該省電力化
を成就することができ、経済性に富んでいる。のみなら
ず、余分な部材を必要とすることなく切欠によりヒータ
線自身の可撓性が増すことにより、複雑な表面形状の比
施工物にも容易に付設することができ、利用範囲が広い
。等々、実用上の効果は蓋し大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる自己温度制御性ヒータ線の一実
施例を示す平面的説明図、第２図は同第１図のｘ−Ｘ線
に沿う横断面説明図、第３図は同第１図のｙ−ｙ線に沿
う横断面説明図、第４図は当該ヒータ線における切欠幅
の増減と消費電力との関係を示す特性線図である。 図中、ｌは抵抗発熱体、２は電極線、 覆、４は切欠、５は発熱部である。 ３は絶縁液 猪 凹 第 肥 第 図 ；迅ｔＬ発外体 ２；電藉線 ３：Ｂ４ ４：ｔ７］匁 ５：発熱部 ！：ｔｒ３梵っ長手方向の幅 ム：発塾部の長午方簡１唱

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定の間隔で並行して対向する２本の電極線とこれ
   ら電極線の間に設けられる正の抵抗温度係数を示す抵抗
   発熱体とを有してなる自己温度制御性ヒータ線において
   、当該抵抗発熱体には、その長手方向に沿って２本の電
   極線の間を分断する切欠を形成しているとともに前後の
   切欠の間における２本の電極線間の橋絡部分を発熱部に
   設定してなり、当該切欠の長手方向の幅が発熱部のそれ
   よりも大きくしてなることを特徴とする自己温度制御性
   ヒータ線。 ２、切欠の長手方向の幅ｌと発熱部における長手方向の
   幅をｌ＿０との比が、５≦ｌ／ｌ＿０≦１０である請求
   項第１項記載の自己温度制御性ヒータ線。