JPH04112479A - ヒーティングチューブ - 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］ 本発明はチューブの外側に設けられた電気的発熱体を発
熱させて、チューブ内の流体を加熱して内部流体の温度
を一定に保持させるようなときに使用されるヒーティン
グチューブに関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種のヒーティングチューブに、例えば特開昭
５６−８５３５２号記載の装置がある。特開昭５６−８
５３５２号記載のチューブ状ヒータを、第１Ｏ図（Ａ）
（Ｂ）に示す。

第１０図（Ａ）　、　（Ｂ）において、（１）はチュー
ブ内層、（２）は発熱層、（３）はチューブ外層である
。また、（２２）は電気発熱性樹脂膜、（２３）は２条
のテープ状金属箔導体、（２４）は弗素樹脂テープ状保
護樹脂膜である。発熱性樹脂膜（２２）に金属箔導体（
２３）を被着させて、保護樹脂膜（２４）でサンドイッ
チ状に包み込んで面発熱体（２１）が形成される。テー
プ状の面発熱体（２１）は、チューブ（１）に巻き付け
られて発熱層（２）を構成してチューブ外層（３）で被
覆される。

一般に、上記の電気発熱性樹脂膜（２２）には、正の温
度係数を持つ導電性ポリマ等で構成される。

金属箔導体（２３）間に電圧が印加されると、温度の上
昇に伴って電気抵抗か増加する。電気抵抗の増加で、電
流が減少して発熱層（２）の温度が低下する。そこで、
この種の発熱体は、自己制御型に分類されている。

このようなヒーティングチューブ（１）は、例えば医療
用のチューブとして医療器具等に配管される。そして、
２条のテープ状金属箔導体（２３）に交流電圧が加えら
れると、電気発熱性樹脂膜（２２）が発熱する。発熱し
た電気発熱性樹脂膜（２２）の熱でチューブ（１）が加
熱されて、チューブ（１）内に流れる透析液等の医療用
の液体や気体が加熱されたり一定温度に維持される。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のヒーティングチューブ（１）は上述したように、
絶縁された２条のテープ状金属箔導体（２３）に交流電
圧を加えて自己制御型の電気発熱性樹脂膜（２２）を発
熱させるような構成になっている。このため、安定した
発熱は低温度域に限られ、５０”Ｃ以上の温度では安定
した発熱が得られ難い等の問題点があった。

本発明は上記のような従来装置の問題点を解消するため
になされたもので、２００℃付近までの高温度域に使用
可能な複合管を構成できる等の種々の特徴のあるヒーテ
ィングチューブを実現したものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、流体を流すチューブと、チューブの外側に設
けられ絶縁被覆されて芯線露出部を形成した給電線と、
給電線の芯線露出部において給電線に順次循環的に接続
される発熱体と、発熱体と給電線とを包囲する絶縁体と
を備えたヒーティングチューブにおいて、発熱体を編組
体にしたヒーティングチューブを構成したものである。

また、芯線露出部における給電線と発熱体とを圧接して
多箇所で接続させる接続子を設けたヒーティングチュー
ブを構成したものである。

［作　　用］ ヒーティングチューブが、例えば流体の流れる流路に接
続される。通電用のスイッチが入れられると、給電線に
電圧が加えられる。そして、給電線の芯線の各露出部に
おいて接続子を介して多箇所で電気的に接続された編組
発熱体に電流が流れて、ジュール熱が発生する。編組発
熱体に発生したジュール熱がチューブを加熱して、内部
に流れる流体に伝達されて一定温度に保持されることに
なる。

［実　　施　　例コ 第１図は本発明実施例の構成説明図、第２図は第１図の
一部の断面説明図、第３図は第１図のチューブの長平方
向の断面説明図、第４図（Ａ）　、　（Ｂ）＜Ｃ＞は接
続子の接続を示す説明図である。

第１図と第２図において、（１）はチューブである。チ
ューブ（１）には、弗素系の樹脂または絶縁処理した金
属チューブが用いられる。（１）は給電線、（２）は給
電線（１）の２本の芯線、（３）は両芯線（２）を被覆
する絶縁体、（４）は給電線（１〉で作る隙間を埋めて
断面を円形にするための絶縁体である。芯線（２）には
例えば導電率の高い銅や銅のニッケルメッキ或いは銅の
銀メツキ等の集合撚線が用いられ、絶縁体（３）には耐
熱性の弗素樹脂が、また絶縁体（４）には耐熱性と断熱
性のある絶縁材が利用される。

（５）はチューブ（１）の回りに設けられた発熱体、（
６）は接続子である。発熱体（５）は、ｏ、ｏ８〜ｏ、
１關φ程度の裸の抵抗線を“１本交互人出”や“２本交
互入出″等に編んだ編組発熱体で構成されている。また
、接続子（６）には導電率の高い銅等の細い線材が用い
られ、発熱体（５）と同様に編組体で環状に形成されて
いる。（７）は２本の芯線（２）の露出部（以下節３．
４図も参照）、（ｌｌ）は露出部（７）における芯線（
２）と発熱体（５）との接続部である。露出部（７）は
チューブ（１）に緩い螺旋で巻かれた２本の芯線（２〉
に一定間隔りを隔てて交互に形成され、この露出部（７
）に接続子（６）が取り付けられる。そして、接続子（
６）によって各接続部（８）において、編組構造の発熱
体（５）が芯線（２）に多箇所で点又は線状に接触して
電気的に接続される。（９ａ）は被覆、（１１）は固着
子である。而して、第１図で示されたように、チューブ
（１）給電線（１）、発熱体（５）等により、本発明の
ヒ−ティングチューブ（Ｈ）が構成されるようになって
いる。

上記のような構成のヒーティングチューブ（Ｈ）は、例
えば次のように作られる。

先ず、銀メツキ銅線等の撚線からなる芯線（２）の回り
に絶縁体（３）を成層して、被覆された導電線を作る。

作られた導電線を２本並べて２芯の給電線（１）を構成
し、絶縁体（３）を一定間隔りを隔てて交互に環状に切
取る。周囲の絶縁体（３）を環状に切取ると、芯線（２
）が露出して所定幅の露出部（γ）が形成される。

一方、チューブ（１）の回りに抵抗線を編み上げて、編
組発熱体（５）で回りから押し包む。編組発熱体（５）
で覆われたチューブ（１）の回りに、給電線（１）を緩
い螺旋で巻き付ける。編組発熱体（５）と２本の芯線（
２）とを交互に接触させるために、露出部（７）の位置
にほぼ同じ幅の編組構造の環状に作られた接続子（６）
を当てかう。そして、第３図の（Ｃ）に示されたような
リング状の固着片（１１）を露出部（７）に被せてから
開口部を両側から挟圧すると、固着片（１１）の爪（１
２）か芯線（２）の撚線の隙間に侵入して固着される。

この結果、環状の接続子（６）の途中か括れて（Ｂ）図
のように“達磨形”に変形して、編組発熱体（５）を構
成している複数の素線（５０）か点及び線状に圧接する
。圧接により接続子（６）を介して編組発熱体（５）か
、芯線（２）に交互に多箇所において接触して電気的に
接続される。編組発熱体（５）と芯線（２）との原理的
な接続図か、第５図に示されている。図示されたように
、編組発熱体（５）を構成する複数本の素線（５０）が
、それぞれ多点接触して芯線（２）に複雑な並列回路で
接続される。その後、チューブ（１）の回りに緩い螺旋
状に巻かれた２本の給電線（１）で作る隙間を絶縁体（
４）で埋めてから、断面を円形に整形加工する。整形後
、絶縁体（４）と接続子（６）等を被覆（９ａ）で覆っ
て被覆して、ヒーティングチューブ（Ｈ）が完成する。

なお、第２図の２点鎖線で示したように、被覆（９ａ）
の外側に更に断熱材（９）を介在させてから、最外層に
保護用の外被（１０）を被せて単一チューブ＜１）の複
合管を構成することもてきる。

第６図は本発明の別の実施例の構成説明図である。第６
図の実施例では第１図の実施例のときと給電線（１）と
編組発熱体（５）の構造か相違し、他の部分においては
異なることはない。ここでは給電線（１）と編組発熱体
（５）が、いずれも“真田紐”のように複数の素線（５
０）を用いて偏平な平形に形成されている。編組発熱体
（５）は芯材無しに、例えば第８図（Ａ）　、　（Ｂ）
に示すように１本または複数本の素線（５０）で編み込
まれる。また、第９図（Ａ）。

（Ｂ）の場合では編組発熱体（５）が、素線（５０）か
芯材（５１）を芯にして回りに編組される。

この実施例では第７図のように、初めに給電線（１）の
露出部（７）を設けた２本の平形の芯線（２〉が、チュ
ーブ（１）の外周に図示のようにほぼ１８０度間隔隔て
て、或いは２本を並べて緩い螺旋で巻かれる。偏平に編
み上げられた編組発熱体（５）が、その上に螺旋状に重
ね巻きされる。その後、第１図の実施例と同様に絶縁体
（３）と（４）を樹脂成型して、その外側に被覆（９ａ
）が被せられる。第６図の実施例構成によれば、給電線
（１）と編組発熱体（５）が共に偏平に形成されている
ので、コンパクトなヒーティングチューブ（Ｈ）が実現
する特徴がある。

このような構成のヒーティングチューブ（Ｈ）は、温度
保持のためのガス分析用や液体用電気加熱保温導管とし
て使用される。また、医療用のチューブとして、医療器
具等にも配管される。配管されたヒーティングチューブ
（Ｈ）の２本の芯線（２）に電圧か加えられると、接続
子（６）を介して編組発熱体（５）に電流が流れてジュ
ール熱か発生する。

編組発熱体（５）に発生したジュール熱がチューブ（１
）に伝達され、チューブ（１）の内部の液体や気体が加
熱されたり一定温度に維持されるようになっている。

なお、上述の実施例では複数の抵抗線からなる編組発熱
体（５）の場合を例示して説明したが、単線で編組編み
したものの他に、炭素繊維又は炭素繊維とセラミックや
樹脂を撚り合わせたもの、或いは普通の金属抵抗線と炭
素繊維との撚り線等を用いてもよい。また、絶縁体（３
）　、　　（４）とチューブ（１）の被覆も実施例に限
らず、シリカゲル繊維、セラミック繊維又はポリイミド
・フィルム等で構成してもよい。これらセラミック繊維
等の絶縁材を用いてシース形に構成すれば、高温用に適
する電熱ヒータが提供できる。さらに、２芯の芯線に電
圧を加えた場合で説明したが、３芯にして３相交流を印
加してもよい。

［発明の効果］ 本発明は、流体を流すチューブと、チューブの外側に設
けられ絶縁被覆されて一定間隔毎に芯線露出部を形成し
た２芯又は３芯の給電線と、給電線の芯線露出部におい
て給電線に順次循環的に接続され編組体で構成した発熱
体と、発熱体と前記給電線とを包囲する絶縁体とを備え
たヒーティングチューブを構成したものである。

また、芯線露出部で発熱体を給電線に圧接して電気的に
多箇所で接続させる接続子を設けたヒーティングチュー
ブを構成した。

この結果、編組発熱体か各給電線に多箇所で接続される
ので、譬え発熱時の温度サイクルの変化や曲げ等の外力
か加ったときに編組素線の−・部か断線した場合でも帯
域か発熱しないようなことかない。特に、発熱体を給電
線に圧接して接続させる接続子を設けたので、接触不良
を起すこともない。また、編組発熱体に通電したときの
温度上昇に伴う発熱負荷か分散されるので、中湿度（５
０〜１２０℃）は勿論高温度域（１２０℃以上）の保温
等にも適用することができる。この場合、前述のように
セラミック繊維やポリイミド繊維等の耐熱性の絶縁材を
用いれば、高温度に耐えることができる。

よって、本発明によれば、故障がなく、しかも適用温度
範囲の広いヒーティングチューブを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構成説明図、第２図は第１図の
一部の断面説明図、第３図は第１図のチューブの長手方
向の断面説明図、第４図（Ａ）　、　（Ｂ）　。 （Ｃ）は接続子の接続を示す説明図、第５図は発熱体の
原理的な電気接続図、第６図は本発明の別の実施例の構
成説明図、第７図は第６図の一部の断面説明図、第８図
と第９図の（Ａ）　、　（Ｂ）は編組発熱体の説明図で
、共に（＾）は平面図、（Ｂ）は断面図、第１０図（Ａ
）　、　（Ｂ）は従来の電熱ケーブルの構成説明図であ
る。 第１〜９図において、 （１）は給電線、（２）は芯線、（３）及び（４）は絶
縁体、（５）は発熱体、（６）は接続子、（７）は露出
部、（８）は接続部、（９）は断熱材、（９ａ）は被覆
、（１ｏ〉は外被、（１１）は固着子、（５０）は素線
、（５１）は芯材、＜１）はチューブ、（ｌ（）はヒー
ティングチューブである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体を流すチューブと、該チューブの外側に設け
   られ絶縁被覆されて一定間隔毎に芯線露出部を形成した
   ２芯又は３芯の給電線と、該給電線の前記芯線露出部に
   おいて給電線に順次循環的に接続され編組体で構成した
   発熱体と、該発熱体と前記給電線とを包囲する絶縁体と
   を備えたヒーティングチューブ。
2. （２）前記芯線露出部において発熱体を給電線に圧接し
   て電気的に多箇所で接続させる接続子を設けたことを特
   徴とする請求項（１）記載のヒーティングチューブ。