JPH04112481A - 発熱部材 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は電熱ケーブルやヒーティングチューブ等に使用
され、電圧が加えられたときに発生するジュール熱で配
管等を加熱して内部を流れる流体の保温等を行う発熱部
材に関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種の発熱部材を用いた電熱ケーブル（Ｃ）を
、第１０図に示す。

第１Ｏ図において、（１）は給電線である。（２）は給
電線（１）の２本の心線、（３）　、　＜４）　、　（
９）は絶縁体の被覆、（５）は被覆（４）に螺旋巻きさ
れた１本の抵抗線、（１０）は外被である。抵抗線（５
）は発熱部材を構成する。普通、抵抗線（５）の線径は
、ＡＶＧ（Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｗｉｒｅ　Ｇａｕｇｅ　
）　３８〜４２程度のものが用いられる。（７）は２本
の心線（２）に交互に設けられた露出部、（８）は心線
（２）と抵抗線（５）との接続点である。

このような電熱ケーブル（Ｃ）は、例えば寒冷地の計装
用の配管等に取付けられる。そして、２本の心線（２）
に交流電圧が加えられると、隣接した露出部（７）の区
間内に接続された各抵抗線（５）が発熱する。発熱した
各抵抗線（５）の熱で計装用の配管等が帯域毎に加熱さ
れて、配管内に流れる流体の凍結が防止されるようにな
っている。

［発明が解決しようとする課１ｉ１ 従来の電熱ケーブル（Ｃ）には上述のように、給電線（
１）の絶縁被覆に螺旋状に巻かれた１本の抵抗線（５）
を発熱部材として利用している。そして、抵抗線（５）
が接続点（８）で心線（２）に交互に接続され、通電に
よって発熱するように構成されている。このため、交流
電圧が印加されて発熱したときの温度サイクルの変化や
曲げ等の外力が加ったときに、抵抗線（５）が断線して
断線帯域が発熱しないようなことが発生する。また、１
本の抵抗線り５）を通電したときの温度上昇に伴う発熱
負荷が大きいので、中湿度〜高温度域（５０℃以上）の
保温等には不向きになる。更に、接続点（８）で心線（
２）に１本の抵抗線（５）を接続するので、接触不良を
起す虞がある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、温度サイクルの変化や外力による断
線が皆無になる等の種々の利点がある発熱部材を実現し
たものである。

口課題を解決するための手段］ 本発明は、複数本の素線からなる編組構造の発熱部材を
構成したものである。

［作　　用］ 本発明の発熱部材を適用した電熱ケーブルは、流体の流
れる配管に沿って配線される。通電用のスイッチが入れ
られると、給電線の２本の心線の間に交流電圧が加えら
れる。そして、心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体の発熱部材に交流電
流が流れて、ジュール熱か発生する。発熱部材に発生し
たジュール熱が配管を加熱して、内部に流れる流体に伝
達されて一定温度に保持される。

［実　施　例］ 第１図と第２図の（Ａ）　、　（Ｂ）は本発明実施例の
構成説明図で、それぞれ（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面
図である。

第１．２図において、（５）は発熱部材である。

発熱部材（５）は、複数の素線（５０）からなる。素線
（５０）には０．０８〜０．１ｍｍφ程度の裸の抵抗線
が用いられ、複数の素線（５０）を″交互人出”等に編
んだ編組体で構成されている。第１図（Ａ）　、　（Ｂ
）は単数又は複数本の素線（５０）を帯状に編み上げた
もの、第２図の（Ａ）　、　（Ｂ）は同様の素線（５０
）を心材（５１）を心にしてその周りに編み上げたもの
である。このような構成の本発明の発熱部材（５）は、
第３図以降に示す装置に適用される。

第３図は本発明適用例の構成説明図で、第４図は第３図
の一部の分解説明図、第５図の（Ａ）　、　（Ｂ）　。

（Ｃ）は発熱部材を接続する固着子の斜視説明図で、こ
こでは低、中温（０〜５０．５０〜１２０℃）用の電熱
ケーブルに本発明を適用した場合が例示されている。第
３図乃至第５図で第９図と同様機能の部分には同一符号
が付されていて一部重複するが、ここでやや詳しく説明
する。

第３図において、（１）は給電線である。（２）は給電
線（１）の２本の心線、（３）は給電線（１）の回りを
覆う絶縁体、（４）は纏め用の絶縁体である。

心線（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）と（４）には耐熱性の弗素系の樹脂が利用され
る。

（５）は本発明に係わる発熱部材、（６）は接続子であ
る。発熱部材（５）は、前述のような裸の抵抗線の素線
（５０）を編んだ編組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、発熱部材（５）と同様に編組体構造に作られ
て帯状に形成されている。（ア）は２本の心線（２）の
露出部（第４図を参照のこと）　、（８）は心線（２）
と発熱部材（５）との接続部である。露出部（７）は２
本の心線（２）に一定間隔りを隔てて交互に形成され、
この露出部（ア）に編組体からなる接続子（６）が巻き
回されている。そして、接続子（６）により各接続部（
８）において、編組構造の発熱部材（５）が心線（２）
に押圧されて多箇所で点又は線状に接触して電気的に接
続される。（９）は接続子（６）等を覆う絶縁体、（１
０）は保護用の外被である。而して、給電線（１）と発
熱部材（５）及び接続子（６）等により、本発明を適用
した電熱ケーブル（Ｃ）が構成される。

上記のような構成の電熱ケーブル（Ｃ）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心線（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本並べて回りを纏め用の絶縁体（４
）で包囲して、断面小判形の２心の給電線＜１）を樹脂
成型する。次に、給電線（１）の回りの絶縁体（４）の
外側の部分を、一定間隔りを隔てて交互に半環状に切取
る。半環状に切取ると、心線（２）が半分程度露出して
所定幅の露出部（７）が形成される。

露出部（７）の形成後、給電線（１）の回りに抵抗線か
らなる素線（５０）を編み上げて、発熱部材（５）で回
りから押し包む。発熱部材（５）と２本の心線（２）と
の接触を確実にするために、露出部（７）の位置に露出
部（７）の幅よりやや狭い幅の編組構造の接続子（６）
を巻き付ける。更に、第５図（Ａ）〜（Ｃ）に示された
リング状の固着片（１１）を被せてから開口部を両側か
ら挟圧すると、固着片（１１）の爪（１２）が心線（２
）の撚線の隙間に侵入して固着される。この結果、発熱
部材（５）を構成している複数の素線（５０〉が点及び
線状に圧接されて、発熱部材（５）が心線（２）の外周
に多箇所において接触して電気的に接続される。発熱部
材（５）と心線（２）との原理的な接続図が、第６図に
示されている。図示のように、発熱部材（５）を構成す
る複数本の素線（５０）が、それぞれ多点接触して心線
（２）に接続される。その後、絶縁体（９）を押出し加
工により樹脂成型して被覆し、必要により最外層に編組
繊維やステンレスシースなどの保護用の外被（１０）を
被せる。

本発明を適用した電熱ケーブル（Ｃ）は、例えば第７図
に示されたような計装プラントに適用される。

第７図の（２０）は流体の流れる主管、（２１）は枝管
、（２２）は主管（２０）の一部の回りに設けられた保
温材、（２３）は手動調節弁である。また、（２４）は
電源ボ・ツクス、（２５）は電源ボックス（２４）を取
付けるバンドである。本発明を適用した電熱ケーブル（
Ｃ）は、図示のように主管（２０）に沿って配線される
。また、分岐路（ｌａ）で分岐されて、枝管（２１）に
も配線される。特に、手動調節弁（２３）のような部分
には、折返し形に密に配線されて加熱が強化されるよう
になっている。そして、電源ボックス（２４）から交流
電圧が加えられると、前述のように発熱部材（５）の各
編組の素線（５０）が発熱する。この結果、主管（２０
）や枝管（２１）或いは手動調節弁（２３）の内部を流
れる流体が加熱されて、図示されていない温度検出器に
より温度が検出されて一定温度に制御されるようになっ
ている。

第８図は本発明の別の適用例の構成説明図である。第８
図の適用例では、本発明が流体を流すチューブ（１）を
備えたヒーティングチューブ（Ｈ）に適用されている。

この適用例では第３図の電熱ケーブル（Ｃ）のときと給
電線（１）と発熱部材（５）の構造が相違し、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
発熱部材（５）が、いずれも１真田紐”のように複数の
素線（５０）を用いて偏平に形成されている。発熱部材
（５）は第１図（Ａ）、（Ｂ）と同様に心材無しに、或
いは第２図（Ａ）　、　（Ｂ）に示すように心材（５１
）を心にして素線（５０）が編み込まれる。そして、第
９図のように、初めに給電線（１）の露出部（７）を設
けた２本の心線（２）が、チューブ（１）の外周にほぼ
１８０度隔てて緩い螺旋で巻かれる。

偏平に編み上げられた発熱部材（５）が、その上に螺旋
状に重ね巻きされる。その後、第３図の実施例と同様に
絶縁体（３）　、　（４）　、　＜９）を樹脂成型して
被覆し、その外側に保護用の外被（１０）が被せられる
。

第８図の適用例構成によれば、給電線（１）と発熱部材
（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（）Ｉ）が実現できる特徴がある
。

このような構成のヒーティングチューブ（）Ｉ）は、医
療用のチューブとして医療器具等に配管される。

配管されたヒーティングチューブ（Ｈ）の２本の心線（
２）に交流電圧が加えられると、前述の電熱ケーブル（
Ｃ）のときと同様に接続子（６）を介して発熱部材（５
）に交流電流が流れてジュール熱が発生する。発熱部材
（５）に発生したジュール熱がチューブＤ）に伝達され
、チューブ（１）の内部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ようにな
っている。

なお、上述の実施例ではニッケルクロウムのような複数
本の抵抗線の素線（５０）からなる発熱部材（５）の場
合を例示して説明したが、この外に炭素繊維又は炭素繊
維とセラミックや樹脂繊維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の撚り線等を用いてもよい
。また、２心の心線に交流電圧を加えた場合で説明した
が、３心にして３相交流を印加するように構成してもよ
い。

口発明の効果］ 本発明は、給電線に接続されてジュール熱を発生する発
熱部材において、給電線に多箇所で接続される複数本の
抵抗線の素線よりなる編組体で発熱部材を構成した。

この結果、本発明の発熱部材を電熱ケーブル等に適用す
ると、発熱部材が多箇所で各給電線に接続されるので、
譬え発熱時の温度サイクルの変化や曲げ等の外力が加っ
たときに素線の一部が断線した場合でも帯域が発熱しな
かったり、接触不良を起すことがない。また、発熱部材
に通電したときの温度上昇に伴う発熱負荷が分散される
ので、中湿度（５０−１２０℃）は勿論高温度域（１２
０℃以上）の保温等にも適用することができる。この場
合、前述のようにインコネル等のシース形でセラミック
繊維やポリイミド繊維等の耐熱性の絶縁材を用いれば、
高温度に耐える電熱ケーブルやヒーティングチューブを
提供することができる。

よって、本発明によれば、故障がなく、しかも適用温度
範囲の広い発熱部材を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図の（Ａ）　、　（Ｂ）は本発明実施例
の構成説明図で、共に（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図
、第３図は本発明の適用例の構成説明図、第４図は第３
図の一部の分解斜視図、第５図（Ａ）　、　（Ｂ）　、
　（Ｃ）は発熱部材を接続する固着子の説明図、第６図
は発熱部材の原理的な電気接続図、第７図は本発明を適
用した電熱ケーブルの使用例の説明図、第８図は本発明
の別の適用例の構成説明図、第９図は第８図の一部の断
面説明図、第１０図は本発明を説明するための従来の電
熱ケーブルの構成説明図である。 図において、（１）は給電線、（２）は心線、（３）（
４）　、　（９）は絶縁体、り５）は発熱部材、（８）
は接続子、（ア）は露出部、（８）は接続部、（１０）
は外被、（１１）は固着片、（１２）は爪、（２０）は
主管、（２１）は枝管、（２２）は保温材、（２３）は
手動調節弁、（２４）は電源ボックス、（２５）はバン
ド、（５０）は素線、（５Ｉ）は心材、（Ｃ）は電熱ケ
ーブル、（Ｈ）はヒーティングチューブである。 なお、図中の同一符号は同一または相当部品を示すもの
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 給電線に接続されてジュール熱を発生する発熱部材にお
   いて、 前記給電線に多箇所で接続される単数または複数本の抵
   抗線の素線よりなる編組体で構成したことを特徴とする
   発熱部材。