JPH1060958A - ヒータ装置およびヒータ付配管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単かつ安価な構成で、既設の合成樹脂製配管
にも容易に取付可能なヒータ装置を提供すること。簡単
かつ安価に構成できるヒータ付配管を提供すること。 【解決手段】ヒータ装置１は、熱伝導性に優れた金属板
を配管９２の外周面に沿うように湾曲させた２枚の伝熱
片２１，２２を有している。伝熱片２１，２２は、ヒー
タ装置１を取り付けるべき配管９２の長さとほぼ同じ長
さに形成されている。伝熱片２１の一方側端と伝熱片２
２の一方側端とは、ヒンジ２５，２６によって、配管９
２の外周面を覆うことができるように回動可能に連結さ
れている。伝熱板２１の外周面には、ＰＴＣ素子発熱体
を内部に有する２本のヒータユニットＨ１，Ｈ２が取り
付けられている。また、伝熱片２２の外周面にも、２本
のヒータユニットＨ３，Ｈ４が取り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば、寒冷地
域の配管の凍結防止のために用いられるヒータ装置に関
する。また、たとえば凍結防止のためのヒータが取り付
けられた配管に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１５に示すように、陸屋根９０のよう
な傾斜の小さい屋根には、通常、溜まった雨水などを排
出するためのルーフドレン９１が配設されている。陸屋
根９０上の雨水などは、このルーフドレン９１から、塩
化ビニル製の配管９２を通して地中の下水管など（図示
せず）に排出されるようになっている。

【０００３】ところで、たとえば北海道などの寒冷地域
では、ルーフドレン９１から排出された水が、夜間に配
管９２内で凍結することがある。具体的には、配管９２
が屋内に設けられている部分９３および地中に埋設され
ている部分９４では、それぞれ屋内の熱および地熱によ
って排水が凍結することはないが、床９５と地面９６と
の間に配管されている部分９７で凍結してしまい、この
部分で配管９２が割れるおそれがある。

【０００４】そこで、実開昭５９−３５５２０号公報に
開示されている技術では、地下水の熱で温められるヒー
トパイプを配管内に突出させることによって、配管内で
の凍結が防止されている。ところが、この技術では、地
下水が存在する地域でしか、凍結を防止することができ
ない。また、配管内における凍結を防止する他の技術と
して、実公平５−２０８１９号公報には、配管内に電熱
ヒータ線を配設することによって、配管内の凍結を防止
する技術が開示されている。しかし、電熱ヒータ線の異
常過熱を防止するためには、サーモスタットのような発
熱温度制御装置が必要となり、装置のイニシャルコスト
が高くなってしまう。

【０００５】さらに、特開平７−１８９３０７号公報に
は、配管内に配設された電熱ヒータ線に太陽電池から電
力を供給することによって、ランニングコストを低減し
た装置が開示されている。しかしながら、太陽電池が比
較的高価なものであるから、装置全体にかかるイニシャ
ルコストが高くなってしまう。配管内における凍結を防
止するためのさらに他の方法として、配管の外周面にヒ
ータ線を巻き回して、このヒータ線に通電して配管自体
を加温することが考えられる。ところが、この方法で
は、前記実公平５−２０８１９号公報に開示されている
技術と同様に、ヒータ線の異常過熱を防止するために、
サーモスタットなどが必要となり、装置のイニシャルコ
ストが高くなってしまう。

【０００６】また、供給電圧が急変したり、環境温度が
急上昇した場合に、ヒータ線が異常過熱して配管が融け
るおそれがあるので、ヒータ線を配管に直接取り付ける
ことはできない。そこで、ヒータ線の発熱によって配管
を加熱する場合には、図１６に示すように、たとえばス
テンレスなどの金属材料で構成された金属管部１０３の
両端部に塩化ビニル製の管継手１０１，１０２を取り付
け、金属管部１０３の外周面にヒータ線１０４が巻回さ
れる。これにより、ヒータ線の異常過熱による配管の溶
融が防止される。このようにして作成された配管は、図
１５に示す床９５と地面９６との間の配管部分９７に介
装されて、凍結を防止する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１６の装置
では、依然としてサーモスタットなどが必要であるう
え、管継手１０１，１０２と金属管部１０３とを、直に
接触しないように、かつ、水漏れがないように接続する
ことは、非常に製造上面倒なことである。また、発熱線
による加熱効率を高めるために配管の外側を断熱材で覆
う場合には、断熱材が発熱線に直に接触しないようにす
る必要もある。

【０００８】さらに、図１６に示すユニットは、配管の
途中に介装しなければならないから、既設配管に取り付
けることはできない。そこで、本発明の目的は、上述の
技術的課題を解決し、簡単かつ安価な構成で、既設の樹
脂製配管にも容易に取付可能なヒータ装置を提供するこ
とである。また、本発明の他の目的は、簡単かつ安価に
構成できるヒータ付配管を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項１記載のヒータ装置は、合成樹脂製配管の表
面に配置されて、配管を保温するためのヒータ装置であ
って、表面側をヒータ取付面とし、上記配管表面と対向
する裏面側を上記配管に伝熱するための伝熱面とした伝
熱部材と、上記伝熱部材のヒータ取付面に取り付けら
れ、正特性サーミスタ素子を合成樹脂で絶縁被覆するこ
とによって形成されたヒータユニットとを含むことを特
徴とするものである。

【００１０】請求項１記載の構成によれば、ヒータユニ
ットから発生した熱は、伝熱部材に伝達され、さらに伝
熱部材の伝熱面から配管に与えられる。これにより、配
管が保温されて、たとえば、配管の内部での水分の凍結
を防止できる。また、この発明にかかるヒータ装置は、
自己温度制御機能を有する正特性サーミスタ素子を用い
て構成されているから、温度制御のためのサーミスタな
どの装置を必要としない。ゆえに、装置のイニシャルコ
ストを低減できる。さらに、配管がヒータユニットから
発生した熱によって異常過熱されることがなく、配管が
融けるといった不具合を生じるおそれがない。

【００１１】さらにまた、ヒータユニットは正特性サー
ミスタ素子を合成樹脂で絶縁被覆することによって形成
されているので、優れた防水性を有しており、このヒー
タ装置が排水管などの加温に用いられても、高い信頼性
を有することができる。また、このヒータ装置は、既設
の配管にも取り付けることができ、大変便利である。

【００１２】請求項２記載の発明は、上記伝熱部材は、
上記配管の表面に沿う弧形状に形成された複数の伝熱片
を含み、これら複数の伝熱片が結合されて、上記配管の
表面を覆うことを特徴とする請求項１記載のヒータ装置
である。複数の伝熱片は、配管の軸方向に直交する方向
に切断したときの断面形状が弧形状となるように形成さ
れており、これら複数の伝熱片を結合して配管の表面を
覆った状態で、複数の伝熱片は断面円形状をなすように
形成されている。したがって、このヒータ装置によれ
ば、既設の配管への取付けが簡単に行える。そのうえ、
各々の伝熱片の大きさが小さくできるので、その取扱い
が便利である。

【００１３】請求項３記載の発明は、上記伝熱部材は、
上記複数の伝熱片同士をヒンジ結合するヒンジ部材を含
むことを特徴とする請求項２記載のヒータ装置である。
請求項３記載の構成によれば、複数の伝熱片同士がヒン
ジ部材によって予め連結されているので、配管の外周面
に沿う形状に組み立てる際の手間が軽減される。

【００１４】請求項４記載の発明は、上記伝熱部材は、
配管の外周面に沿わせて変形させることができる可撓性
の板状体であることを特徴とする請求項１記載のヒータ
装置である。請求項４記載の構成によれば、伝熱部材を
配管の形状に沿う形状に変形することができるので、配
管への取付が簡単である。また、伝熱部材を配管に密着
させることができるので、ヒータユニットから発生した
熱が効率良く伝達される。さらに、伝熱部材が板状体で
あるから、ヒータ装置がかさばらず、輸送上便利であ
る。

【００１５】請求項５記載の発明は、合成樹脂製の配管
と、配管の外表面に設けられた伝熱層と、上記伝熱層の
外表面に取り付けられ、正特性サーミスタ素子を合成樹
脂で絶縁被覆することによって形成されたヒータユニッ
トとを含むことを特徴とするヒータ付配管である。

【００１６】請求項５記載の構成によれば、ヒータユニ
ットから発生した熱は、伝熱層を介して配管に与えられ
て、配管が保温される。ゆえに、配管内で水分が凍結す
るおそれがない。また、請求項１に記載されている発明
と同様に、正特性サーミスタ素子を用いて構成されてい
るから、温度制御のためのサーミスタなどの装置を必要
とせず、装置のイニシャルコストを低減できる。そのう
え、配管がヒータユニットから発生した熱によって異常
過熱されることがなく、配管が融けるといった不具合を
生じるおそれがない。

【００１７】さらに、ヒータユニットは、優れた防水性
を有しており、このヒータ装置が排水管などの加温に用
いられても、高い信頼性を有することができる。さら
に、予めヒータユニットが取り付けられた配管であるか
ら、建物などの建築時にこの配管を組み込んでおくこと
で、ヒータ装置を後付けする必要がなくなる。

【００１８】請求項６記載の発明は、上記配管を外装す
る断熱部材をさらに含むことを特徴とする請求項５記載
のヒータ付配管である。請求項６記載の構成によれば、
ヒータユニットが取り付けられた配管の外表面が断熱部
材によって覆われるので、加温効率を高めることができ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を、添
付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一
実施形態に係るヒータ装置を斜め上方から見た図であ
る。また、図２は、図１の切断面線II−IIにおける上記
ヒータ装置の断面図である。このヒータ装置１は、たと
えば、図１５に示す塩化ビニル製の配管９２において、
特に凍結しやすい箇所の外周面、具体的には床９５と地
面９６との間に位置している部分９７の外周面に装着さ
れて、配管９２を保温するためのものである。

【００２０】図１および図２を参照して、ヒータ装置１
は、２枚の伝熱片２１，２２を有している。伝熱片２
１，２２は、それぞれ、熱伝導性に優れた金属板、たと
えばステンレス板を配管９２の外周面に沿うように湾曲
させたものであり、配管９２の長手方向に直交する方向
に切断したときの断面が半円形状に形成されている。ま
た、伝熱片２１，２２は、ヒータ装置１を取り付けるべ
き配管９２の長さとほぼ同じ長さに形成されており、２
つの伝熱片２１，２２によって配管９２の外周面を包被
できるように形成されている。

【００２１】伝熱板２１の表面となる外周面には、２本
のヒータユニットＨ１，Ｈ２が取り付けられている。ま
た、伝熱片２２の表面となる外周面には、２本のヒータ
ユニットＨ３，Ｈ４が取り付けられている。すなわち、
２枚の伝熱板２１，２２の外周面が、ヒータユニットＨ
１〜Ｈ４（以下、総称するときには、単に「ヒータユニ
ットＨ」という。）を取り付けるためのヒータ取付面に
されている。

【００２２】ヒータユニットＨは、全体として長手の部
材であり、内部にＰＴＣ素子発熱体１１（図２および図
３参照）を収容している４つの円板部６２と、４つの円
板部６２を連結している連結部６３とを含んでいる。ヒ
ータユニットＨは、配管９２の長手方向に沿うように、
円板部６２においてリベット６１で伝熱片２１，２２の
外周面に取り付けられている。

【００２３】図９は、ヒータユニットの接続状態を簡略
化して示す図である。図９を参照して、ヒータユニット
Ｈの一方端部からは、リード線３６，３７が引き出され
ている。これらのリード線３６，３７は、各ヒータユニ
ットＨに商用交流電源８３の電圧が並列に印加されるよ
うに、接続部８４において電源コード８５と接続されて
いる。

【００２４】具体的には、図１０に示すように、電源コ
ード８５から引き出されている導電線８５ａとリード線
３６とが、閉端接続子８７によって圧着接続されてい
る。また、電源コード８５から引き出されている導電線
８５ｂとリード線３７とが、閉端接続子８６によって圧
着接続されている。接続部８４は、導電線８５ａ，８５
ｂおよび閉端接続子８６，８７などが、シリコン樹脂な
どの絶縁性樹脂で封止されることによって構成されてい
る。

【００２５】このように、各ヒータユニットＨが電気的
に並列に接続されているので、電源コード８５を商用交
流電源８３（図９参照）に接続すれば、各ヒータユニッ
トＨには商用交流電源８３の電圧が並列に印加される。
また、接続部８４は、絶縁樹脂によって絶縁封止されて
いるので、接続部８４で水分などによる短絡が生じるお
それがない。

【００２６】また、図１０に示す以外にも、図１１に示
すように、リード線３６が導電線８５ａの先端に圧着さ
れた並列端子８９に接続され、リード線３７が導電線８
５ｂの先端に圧着された並列端子８８に接続されて、導
電線８５ａ，８５ｂおよび並列端子８８，８９などが絶
縁性樹脂で封止されることによって、接続部８４が構成
されてもよい。

【００２７】図１を参照して、伝熱片２１の一方側端と
伝熱片２２の一方側端とは、ヒンジ２５，２６によっ
て、配管９２の外周面を覆うことができるように回動可
能に連結されている。ヒータ装置１は、たとえば、伝熱
片２２の内周面２４を配管９２の外周面に密着させ、さ
らに伝熱片２１の内周面２３が配管９２の外周面に密着
するように、伝熱片２１を図中矢印Ｐ方向に回動させる
ことによって、配管９２に取り付けられる。ヒータ装置
１が配管９２に取り付けられた状態では、伝熱片２１，
２２の内周面２３，２４は、配管９２の外周面にほぼ密
着して、ヒータユニットＨから発生する熱を配管９２に
伝達するための伝熱面をなす。これにより、ヒータユニ
ットＨから発生する熱によって、配管９２内で水分など
が凍結するのを確実に防止することができる。

【００２８】図３は、ヒータユニットＨの構成を示す分
解斜視図である。以下では、図２および図３を参照し
て、ヒータユニットＨの構成について詳細に説明する。
このヒータユニットＨは、上述したように、４つの円板
部６２（図１参照）の内部に、それぞれ正特性サーミス
タであるＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）
特性を有するセラミックス半導体からなるＰＴＣ素子発
熱体１１を備えている。このＰＴＣ素子発熱体１１は、
ヒータユニットＨの長手方向に沿って上下に対向配置さ
れた上給電部材３１および下給電部材３２の間に一定の
間隔を開けて並列に接続されている。ＰＴＣ素子発熱体
１１および給電部材３１，３２からなる発熱ユニット
は、キャップ４１が被せられた状態で、電気絶縁性を有
する上絶縁ケース５１および下絶縁ケース５２によって
封止されている。

【００２９】ＰＴＣ素子発熱体１１は、たとえばチタン
酸バリウムなどを主原料としたもので、室温からキュリ
ー温度Ｔｃ（抵抗急変温度）までは低抵抗であるが、キ
ュリー温度Ｔｃを越えると急に抵抗値が増大する特性を
有する感熱素子である。この特性により、ＰＴＣ素子発
熱体１１は、キュリー温度Ｔｃを下回る温度下において
電圧が印加されると、最初は、低温であるために抵抗値
が小さく、大電流が流れる。これにより、急激に温度が
上昇する。そして、温度がキュリー温度Ｔｃを越える
と、抵抗値が急に増大し、電流値が低下して、発熱量が
減少する。そのため、一定の温度以上に温度が上がるこ
とがなく、ある温度で安定する。すなわち、ＰＴＣ素子
発熱体１１は、自己温度制御機能を有している。

【００３０】ＰＴＣ素子発熱体１１は、全体として円板
状に形成されており、その中央部には、取付孔１２が上
下面に貫通して形成されている。取付孔１２は、後述す
る下絶縁ケース５２に形成された位置決め用軸５３が挿
通可能な大きさに形成されている。また、ＰＴＣ素子発
熱体１１の上面および下面には、それぞれ電極１３，１
４が形成されている。

【００３１】一方、上給電部材３１は、ＰＴＣ素子発熱
体１１の個数と同数の円形平板部３３ａと、これらの円
形平板部３３ａを連結している長尺平板部３４ａとを有
している。また、下給電部材３２は、ＰＴＣ素子発熱体
１１の個数と同数の円形平板部３３ｂと、これらの円形
平板部３３ｂを連結している長尺平板部３４ｂとを有し
ている。円形平板部３３ａ，３３ｂは、ＰＴＣ素子発熱
体１１の外径にほぼ等しい大きさに形成されており、そ
の中央部には、それぞれＰＴＣ素子発熱体１１の取付孔
１２とほぼ同径の取付孔３５ａ，３５ｂが貫通形成され
ている。

【００３２】上給電部材３１の円形平板部３３ａが電極
１３に接触し、下給電部材３２の円形平板部３３ｂが電
極１４に接触して、ＰＴＣ素子発熱体１１は一対の給電
部材３１，３２に挟持された状態になっている。また、
給電部材３１，３２の一方端部には、図外の商用交流電
源に接続されるべきリード線３６，３７がそれぞれ接続
されている。したがって、４つのＰＴＣ素子発熱体１１
には、交流電源からの電圧が並列に印加される。

【００３３】キャップ４１は、給電部材３１，３２をそ
れぞれ電極１３，１４に接触固定するためのものであ
り、電気絶縁性を有する材料によって一体成形されてい
る。キャップ４１は、ＰＴＣ素子発熱体１１および給電
部材３１，３２の円形平板部３３を上方から覆うことが
できるように、内部に空間が形成され、かつ下面が開放
されている。キャップ４１の上面には、その中央部にＰ
ＴＣ素子発熱体１１の取付孔１２とほぼ同径の取付孔４
２が貫通形成されている。また、キャップ４１の側面に
は、給電部材３１の長尺平板部３４ａが嵌められる切欠
４３，４４と、給電部材３２の長尺平板部３４ｂが嵌め
られる切欠４５，４６とが形成されている。

【００３４】なお、電極１３，１４と給電部材３１，３
２との接続は、導電性を有する接着剤を用いて行われて
もよい。しかし、接着剤の硬化に要する時間および接着
剤の液垂れによる上部電極１３と下部電極１４との短絡
を防ぐための手間を考慮すると、上述のように、接着剤
を使用しないで、キャップ４１を被せることによって、
電極１３，１４にそれぞれ給電部材３１，３２を固定す
るのが好ましい。

【００３５】下絶縁ケース５２は、電気絶縁性を有する
材料を用いて、たとえば射出成形によって形成される。
下絶縁ケース５２には、ＰＴＣ素子発熱体１１の個数と
同数の位置決め用軸５３が、上方に立ち上がった状態に
突設されている。位置決め用軸５３は、下給電部材３２
の取付孔３５ｂ、ＰＴＣ素子発熱体１１の取付孔１２、
上給電部材３１の取付孔３５ａおよびキャップ４１の取
付孔４２に、この順で挿通されている。また、位置決め
用軸５３には、リベット６１が挿通されるリベット孔５
４が貫通形成されている。

【００３６】上絶縁ケース５１（図２参照）は、ＰＴＣ
素子発熱体１１および給電部材３１，３２が下絶縁ケー
ス５２に取り付けられ、さらにキャップ４１が被せられ
た状態で、射出成形用金型にセットして、電気絶縁性を
有する材料を射出成形することによって、下絶縁ケース
５２と一体的に成形されるものである。ＰＴＣ素子発熱
体１１、給電部材３１，３２および給電部材３１，３２
とリード線３６，３７との接続部分などは、上絶縁ケー
ス５１および下絶縁ケース５２によって絶縁封止され
る。これにより、ヒータユニットＨは、優れた防水性を
有し、水まわりで使用されても、高い信頼性を有するこ
とができる。

【００３７】上絶縁ケース５１および下絶縁ケース５２
は、熱収縮が小さく、熱伝導性や機械的強度に耐え得る
耐熱性、水分を内部に通さない防水性、および空気を内
部に通さない気密性を備えること、およびリード線３
６，３７の被覆材料との密着性が良好であることが必要
である。したがって、絶縁ケース５１，５２は、たとえ
ば、ナイロン、ポリプロピレンおよびガラス繊維からな
るポリマアロイなどで成形されるのが好ましい。

【００３８】また、上絶縁ケース５１と下絶縁ケース５
２とを同じ電気絶縁性材料で構成することは、互いの親
和性が良く、かつ熱膨張係数が等しくなるため、一体化
の観点では望ましい。しかし、熱伝導の観点に立つと、
下絶縁ケース５２は伝熱片２１，２２に良好に熱を伝え
る方が良く、一方、上絶縁ケース５１は放熱しにくい方
が良い。したがって、後者の観点を優先させる場合に
は、互いの親和性および熱膨張係数を考慮しつつ、下絶
縁ケース５２には、熱伝導性および電気絶縁性が共に良
好な素材、たとえばポリマアロイを用い、上絶縁ケース
５１には、熱伝導性が比較的低い素材、たとえばエポキ
シ樹脂を用いるとよい。

【００３９】上記のようなヒータユニットＨは、たとえ
ば、次のようにして作成することができる。まず、扁平
な円筒形状のＰＴＣ素子発熱体１１を作成し、この上面
および下面にそれぞれ電極１３，１４を形成する。たと
えば、オーミックコンタクト電極形成用の銀ペーストを
塗布した後に、ＰＴＣ素子発熱体１１を５６０℃にて３
０分間加熱することによって、電極１３，１４を形成す
ることができる。

【００４０】次に、射出成形などによって予め成形した
下絶縁ケース５２に、下給電部材３２、ＰＴＣ素子発熱
体１１および上給電部材３１をこの順に嵌め込む。この
とき、ＰＴＣ素子発熱体１１の取付孔１２および給電部
材３１，３２の取付孔３５ａ，３５ｂに、下絶縁ケース
５２に形成された位置決め用軸５３が挿入されるよう
に、ＰＴＣ素子発熱体１１および給電部材３１，３２を
配置する。

【００４１】そして、給電部材３１，３２の一方端部
に、それぞれリード線３６，３７を半田付けする。この
リード線３６，３７の接続は、給電部材３１，３２が下
絶縁ケース５２に嵌め込まれる前に行われてもよい。そ
の後、キャップ４１の取付孔４２が位置決め用軸５３の
位置に合い、かつ上給電部材３１が切欠４３，４４に、
下給電部材３２が切欠４５，４６にそれぞれ嵌め込まれ
るように、キャップ４１を被せる。

【００４２】このようにして上記各部材が配置された下
絶縁ケース５２を射出成形用金型にセットし、上絶縁ケ
ース５１となる樹脂材料を射出成形して上絶縁ケース５
１を形成することにより、上絶縁ケース５１と下絶縁ケ
ース５２とが一体化されて、ヒータユニットＨが完成す
る。このようにして完成されたヒータユニットＨの上下
面には、位置決め用軸５３に形成されたリベット孔５４
がヒータユニットＨを伝熱片２１，２２に取り付ける際
の取付孔として貫通形成されている。

【００４３】このようにして完成されたヒータユニット
Ｈを用いてヒータ装置１を作成する方法について、図４
を参照して説明する。まず、たとえばステンレス板をヒ
ータ装置１が装着される配管の径に合わせて凸湾曲させ
ることによって作成された伝熱片２１，２２をヒンジ２
５，２６で連結しておく。そして、この伝熱片２１，２
２に、ヒータユニットＨを位置決めして取り付けるため
の位置決め孔２７を貫通形成する。形成する位置決め孔
２７の数は、ヒータユニットＨの本数および１本のヒー
タユニットＨに備えられているＰＴＣ素子発熱体１１の
個数に応じて決定される。

【００４４】次に、ヒータユニットＨに形成されたリベ
ット孔５４が伝熱片２１，２２の位置決め孔２７に合う
ように、ヒータユニットＨを伝熱片２１，２２上に配置
する。そして、先端部分６１ａが割れているリベット６
１をリベット孔５４および位置決め孔２７に挿通し、先
端部分６１ａをハンマなどで開くことによって、ヒータ
ユニットＨが伝熱片２１，２２に固定されて、ヒータ装
置１が完成する。

【００４５】このように、ヒータユニットＨは、ＰＴＣ
素子発熱体１１が存在している部分においてリベット締
めされて、伝熱片２１，２２に固定されるので、ＰＴＣ
素子発熱体１１が伝熱片２１，２２に押し付けられた状
態となり、ＰＴＣ素子発熱体１１の発熱が、伝熱片２
１，２２に効率良く伝達される。なお、ヒータユニット
Ｈは、ボルトをリベット孔５４および位置決め孔２７に
挿通して、このボルトに伝熱片２１，２２側からナット
を付けることで固定されてもよい。また、伝熱片２１，
２２が、たとえば３ｍｍ以上の厚みを有する場合には、
伝熱片２１，２２にねじ穴を形成し、このねじ穴にボル
トを螺合させることによってヒータユニットＨが取り付
けられてもよい。もちろん、ヒータユニットＨは、接着
剤で伝熱片２１，２２に固定されてもよい。

【００４６】以上のようにして作成されたヒータ装置１
は、伝熱片２１，２２をヒンジ２５，２６において回動
させて配管の外周面に巻き付けて、たとえば電線を結束
するための結束バンドなどでヒータ装置１を締め付ける
ことによって、配管に取り付けられる。したがって、本
実施形態にかかるヒータ装置１は、既設の配管にも、簡
単に装着することができる。

【００４７】なお、ヒータ装置１が配管に取り付けられ
て使用されるときには、ヒータ装置１による加温効果を
高めるために、ヒータ装置１の外表面が断熱材で覆われ
るのが好ましい。このとき、本実施形態にかかるヒータ
装置１によれば、一定温度以上に発熱することがないの
で、断熱材がヒータユニットＨに直に接触しても断熱材
が融けたりするおそれがない。ゆえに、断熱材に特別な
加工を施す必要がなく、製造にかかるコストおよび手間
を低減することができる。

【００４８】上述の実施形態では、発熱体として、ＰＴ
Ｃ特性を有するサーミスタ素子が用いられているので、
発熱温度を制御するためにサーモスタットなどの装置が
不要であり、装置のイニシャルコストが低減される。さ
らに、ＰＴＣ素子発熱体１１は、一定温度以上には発熱
しないので、たとえば塩化ビニルで構成されている配管
の外周面に装着されても、ＰＴＣ素子発熱体１１の発熱
によって配管が融けたり、変形したりするおそれがな
い。

【００４９】上述の実施形態では、配管の軸方向に直交
する方向に切断したときの断面が半円形状に形成された
２枚の伝熱片が、ヒンジで結合されている場合を例に挙
げて説明したが、配管の外周面に沿う断面弧形状に形成
された３枚以上の伝熱片がヒンジ接続されて、配管に外
装できるものであってもよい。また、伝熱片同士が必ず
しもヒンジで接続されている必要はなく、ばらばらの伝
熱片が、配管の形状に沿うように組み立てられて、配管
に取り付けられてもよい。

【００５０】さらに、上述の実施形態では、１枚の伝熱
片に２本のヒータユニットが取り付けられているが、１
枚の伝熱片に取り付けられるヒータユニットの本数は１
本であってもよいし、３本以上であってもよい。さらに
また、１本のヒータユニットに備えられているＰＴＣ素
子発熱体の個数は４個に限定されず、１個ないし３個で
あってもよい。また、５個以上であってもよい。

【００５１】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。図５は、本発明の第２実施形態にかかるヒータ
装置の外観構成を示す斜視図である。図５において、図
１に示す各部と同等の部分には、同一の参照符号を付し
て示し、その説明を省略する。このヒータ装置７０は、
熱伝導性に優れ、容易に曲げることができる金属薄板
（たとえば厚さ０．２５ｍｍ）などで構成された伝熱板
７１と、伝熱板７１の一方表面に取り付けられた複数本
のヒータユニットＨとを備えている。伝熱板７１は、ヒ
ータ装置７０が取り付けられる配管９２の外周を包被で
きるような大きさに形成されている。

【００５２】このヒータ装置７０を配管９２に取り付け
るに際しては、ヒータユニットＨが取り付けられている
面が外側になるように、伝熱板７１を配管９２の形状に
沿わせて湾曲させて、配管９２の外周面に巻き付ける。
そして、電線を結束するための結束バンド７４でヒータ
装置７０を締め付けることによって、ヒータ装置７０が
配管９２に固定される。

【００５３】ヒータユニットＨの発熱によって配管９２
を効率良く加温できるように、ヒータユニットＨおよび
伝熱板７１の外表面が、２つの断熱材７２，７３によっ
て覆われるのが好ましい。断熱材７２，７３は、たとえ
ば、半円筒形状の断熱材片を合成樹脂発泡成形体にて形
成し、２つの断熱材片を円筒形状に合致できるようにす
るほか、合成樹脂発泡体を円筒形状に成形し、この成形
品を長さ方向に２つに分割することによって作成された
ものである。断熱材７２，７３は、伝熱板７１の外表面
を覆う円筒をなすように取り付けられて、たとえば、そ
の外周面に塩化ビニル製の粘着テープが巻回されて固定
される。なお、２つの断熱材片が、円筒形状に合致でき
るように、たとえばヒンジによって開閉可能に連結され
ていてもよい。

【００５４】このように、伝熱板７１が可撓性を有する
部材で構成されているので、ヒータ装置７０は配管９２
に簡単に装着することができる。また、伝熱板７１は、
配管への取付時に、取り付けられる配管の形状に合わせ
て曲げればよいので、このヒータ装置７０は、どのよう
な形状の配管にも取付可能である。さらに、伝熱板７１
が薄板で構成されているので、ヒータ装置７０がかさば
らず、輸送上便利である。この他、上述の第１実施形態
と同様の作用効果を奏することができる。

【００５５】図６に、本発明の第３実施形態に係るヒー
タ装置を示す。図６において、図１または図５に示す各
部と同等の部分には、同一の参照符号を付して示し、そ
の説明を省略する。ヒータ装置８０は、曲成するための
可撓性を有する伝熱板７１の一方側端に複数個の凸部７
５が形成され、他方側端に凸部７５と同数の凹部７６と
が形成されている。ヒータ装置８０は、ヒータユニット
Ｈが外側になるように配管の外周面に巻き付けられ、凸
部７５が凹部７６に嵌め込まれることによって、配管の
外周面に固定される。したがって、この構成によれば、
ヒータ装置７０を配管に固定するために、結束バンドな
どを必要としない。

【００５６】また、結束バンドなどの別部材を使わず
に、配管に対して巻装状態を維持することができるヒー
タ装置としては、図６に示すヒータ装置８０以外に、図
７に示すヒータ装置８１を例示することができる。ヒー
タ装置８１は、伝熱板７１の一方側端に複数個の凸部７
７が形成され、他方側端付近に凸部７７と同数個の長孔
７８が形成されている。伝熱板７１をヒータユニットＨ
が外側になるように配管の外周面に巻き付けて、凸部７
７を長孔７８に差し込み（図８（ａ）参照）、さらに凸
部７７を手前側に折り返すことによって、ヒータ装置８
１が配管に取り付けられる（図８（ｂ）参照）。

【００５７】なお、図８（ａ）に示すように、凸部７７
の差込方向に関して長孔７８の手前側は、凸部７７が長
孔７８に挿入しやすいように、ヒータ取付面側に押し出
されている。これにより、凸部７８が長孔７８に挿入し
やすいうえ、ヒータ装置８１が配管に取り付けられたと
きに、図８における下面側において凸部７７と伝熱板７
１とが略面一になり、伝熱板７１が配管の外周面に密着
する。

【００５８】なお、上述の３つの実施形態において、伝
熱片および伝熱板の表裏面は平滑になっている。しか
し、図１２に示すように、ヒータユニットＨの円板部６
２（図１参照）が接触する部分が、エンボシング加工に
よってヒータ取付面側に押し出されて、たとえば円形の
平面部７が形成されているのが好ましい。なぜなら、図
１３に示すように、上記平面部７が形成されていれば、
ヒータユニットＨの円板部６２が平面部７に密着し、ヒ
ータユニットＨによる加温効率が向上するからである。
また、ヒータユニットＨがリベット６１によって伝熱片
または伝熱板に固定されたときに、リベットなどの先端
部分６１ａが平面部７に形成された空間内に収容され、
伝熱片および伝熱板と配管９２との密着性を高めること
ができるからである。

【００５９】なお、図１４に示すように、ヒータユニッ
トが取り付けられる部分全体が、ヒータ取付面側に押し
出されて、平面長方形状の押出部８が形成されていても
よい。本発明の３つの実施形態について説明したが、本
発明はこれらの実施形態以外の形態で実施することもで
きる。たとえば、上述の各実施形態においては、配管の
外周面に装着されるヒータ装置として説明したが、伝熱
片または伝熱板が配管の外表面に一体的に設けられて、
ヒータ付配管とされてもよい。ヒータ付配管は、たとえ
ば、配管の表面にステンレスなどのメッキを施すことに
よって伝熱層を形成し、その伝熱層の外表面にヒータユ
ニットが取り付けられて作成されてもよい。このとき、
ヒータユニットは、たとえば接着剤などで接着固定する
か、結束バンドで締め付けて固定される。このように構
成されたヒータ付配管を、建物などの建築時に配管して
おくことで、配管を保温するためのヒータ装置を後付け
する必要がなくなる。また、予めヒータ付配管を断熱材
で外装しておけば、加温効率の良い配管となるうえ、配
管後に断熱材を装着する手間も省ける。

【００６０】また、伝熱片、伝熱板または伝熱層の材質
としては、ステンレス以外にも、アルミニウム、鉄、ニ
ッケルのような金属を用いることができる。さらに、金
属以外にも、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭
化ケイ素、窒化ケイ素のような物質を、その材料として
用いることができる。この他、特許請求の範囲に記載さ
れた範囲で種々の変更を施すことが可能である。

【００６１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ヒータユ
ニットから発生した熱によって、配管が保温されて、た
とえば、配管の内部での水分の凍結を防止できる。ま
た、温度制御のためのサーミスタなどの装置を必要とし
ないので、装置のイニシャルコストを低減できる。さら
に、配管がヒータユニットから発生した熱によって異常
過熱されることがなく、配管が融けるといった不具合を
生じるおそれがない。

【００６２】さらにまた、ヒータユニット自体が優れた
防水性を有しており、このヒータ装置が水まわりで用い
られても、高い信頼性を有することができる。また、こ
のヒータ装置は、既設の配管にも取付可能で便利であ
る。請求項２記載の発明によれば、複数の伝熱片を結合
することによって、伝熱部材全体で配管の表面を覆うこ
とができるから、既設の配管への取付けが簡単に行え
る。そのうえ、各々の伝熱片の大きさが小さくできるの
で、その取扱いが便利である。

【００６３】請求項３記載の発明によれば、複数の伝熱
片同士がヒンジ部材によって予め連結されているので、
配管の外周面に沿う形状に組み立てる際の手間が軽減さ
れる。請求項４記載の発明によれば、伝熱部材を配管の
形状に沿う形状に変形することができるので、配管への
取付が簡単である。また、伝熱部材を配管に密着させる
ことができるので、ヒータユニットから発生した熱が効
率良く伝達される。

【００６４】請求項５記載の発明によれば、予めヒータ
ユニットが取り付けられた配管であるから、建物などの
建築時にこの配管を組み込んでおくことで、ヒータ装置
を後付けする必要がなくなる。請求項６記載の発明によ
れば、ヒータユニットが取り付けられた配管の外表面が
断熱部材によって覆われるので、加温効率を高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るヒータ装置を斜め上
方から見た図である。

【図２】図１の切断面線II−IIにおける上記ヒータ装置
の断面図である。

【図３】ヒータユニットの構成を示す分解斜視図であ
る。

【図４】上記ヒータ装置を作成する方法を説明するため
に、ヒータ装置を分解して示す拡大斜視図である。

【図５】本発明の第２実施形態に係るヒータ装置の構成
を示す図である。

【図６】本発明の第３実施形態に係るヒータ装置の構成
を示す図である。

【図７】図６に示すヒータ装置の変形例を示す平面図で
ある。

【図８】図７に示すヒータ装置の配管への取付方法を説
明するために、凸部および長孔を拡大して示す斜視図で
ある。

【図９】ヒータユニットの接続状態を簡略化して示す平
面図である。

【図１０】ヒータユニットの接続方法を一例を示す平面
図である。

【図１１】ヒータユニットの接続方法の他の例を示す平
面図である。

【図１２】伝熱片および伝熱板の変形例を示す図であ
る。

【図１３】図１２に示す伝熱片および伝熱板を用いた場
合の効果を説明するための図である。

【図１４】伝熱片および伝熱板の他の変形例を示す図で
ある。

【図１５】ルーフドレンに接続された配管の配管状態を
簡略化して示す断面図である。

【図１６】従来のヒータ付配管を斜め上方から見た図で
ある。

【符号の説明】

１，７０，８０，８１ ヒータ装置 １１ ＰＴＣ素子発熱体 ２１，２２，７１ 伝熱板 ２５，２６ ヒンジ ５１，５２ 絶縁ケース ７２，７３ 断熱材 ９２ 配管 Ｈ１〜Ｈ４ ヒータユニット

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】合成樹脂製配管の表面に配置されて、配管
   を保温するためのヒータ装置であって、 表面側をヒータ取付面とし、上記配管表面と対向する裏
   面側を上記配管に伝熱するための伝熱面とした伝熱部材
   と、 上記伝熱部材のヒータ取付面に取り付けられ、正特性サ
   ーミスタ素子を合成樹脂で絶縁被覆することによって形
   成されたヒータユニットとを含むことを特徴とするヒー
   タ装置。
2. 【請求項２】上記伝熱部材は、上記配管の表面に沿う弧
   形状に形成された複数の伝熱片を含み、これら複数の伝
   熱片が結合されて、上記配管の表面を覆うことを特徴と
   する請求項１記載のヒータ装置。
3. 【請求項３】上記伝熱部材は、上記複数の伝熱片同士を
   ヒンジ結合するヒンジ部材を含むことを特徴とする請求
   項２記載のヒータ装置。
4. 【請求項４】上記伝熱部材は、配管の外周面に沿わせて
   変形させることができる可撓性の板状体であることを特
   徴とする請求項１記載のヒータ装置。
5. 【請求項５】合成樹脂製の配管と、 配管の外表面に設けられた伝熱層と、 上記伝熱層の外表面に取り付けられ、正特性サーミスタ
   素子を合成樹脂で絶縁被覆することによって形成された
   ヒータユニットとを含むことを特徴とするヒータ付配
   管。
6. 【請求項６】上記配管を外装する断熱部材をさらに含む
   ことを特徴とする請求項５記載のヒータ付配管。