JPS6139390A - モジユール電気ヒーター - Google Patents
モジユール電気ヒーターInfo
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- JPS6139390A JPS6139390A JP16103485A JP16103485A JPS6139390A JP S6139390 A JPS6139390 A JP S6139390A JP 16103485 A JP16103485 A JP 16103485A JP 16103485 A JP16103485 A JP 16103485A JP S6139390 A JPS6139390 A JP S6139390A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- module
- substrate
- heating element
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- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
- H05B3/141—Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
- H05B3/54—Heating elements having the shape of rods or tubes flexible
- H05B3/56—Heating cables
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。
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、電気ストリップヒーター＋Ｅ関する。
Ｃ従来技術］
多くの長い電気ヒーター（例えば、化学産業におけるパ
イプ、タンクおよび他の装置を加熱するもの）は、電源
に接続されヒーター長さに沿って走る２本（またはそれ
以」二の）かなり低い抵抗の導体を有してなり、複数の
加熱要素は（当技術において電極と呼ばれる）導体間で
相互に並列に接続されている。従来の導電性ポリマース
トリップヒーターにおいて、加熱要素は、導体が埋設さ
れる導電性ポリマーの連続ストリップの形状である。
イプ、タンクおよび他の装置を加熱するもの）は、電源
に接続されヒーター長さに沿って走る２本（またはそれ
以」二の）かなり低い抵抗の導体を有してなり、複数の
加熱要素は（当技術において電極と呼ばれる）導体間で
相互に並列に接続されている。従来の導電性ポリマース
トリップヒーターにおいて、加熱要素は、導体が埋設さ
れる導電性ポリマーの連続ストリップの形状である。
他の従来の（ゾーンヒーターとして知られている）ヒー
ターにおいて、加熱要素は１本またはそれ以上の金属製
抵抗加熱ワイヤである。ゾーンヒーターにおいて、加熱
ワイヤは、導体に巻き付けられ、導体７こ接続される離
れた地点を除いて絶縁される。
ターにおいて、加熱要素は１本またはそれ以上の金属製
抵抗加熱ワイヤである。ゾーンヒーターにおいて、加熱
ワイヤは、導体に巻き付けられ、導体７こ接続される離
れた地点を除いて絶縁される。
加熱ワイヤは導体に交互に接触し、接続点間で導体のま
わりに複数の巻き付けを形成する。多くの用途において
、長いヒーターが自己制御することは好ましい。これは
、従来の導電性ポリマーヒーターにおいて、ＰＴＣ（正
温度係数）挙動を示す導電性ポリマーのストリップを用
いることによって行える。セラミックＰＴＣ材料からな
る接続要素を介して加熱ワイヤを導体の１方または両方
に接続することににってゾーンヒーターを自己制御させ
ることも提案されている。
わりに複数の巻き付けを形成する。多くの用途において
、長いヒーターが自己制御することは好ましい。これは
、従来の導電性ポリマーヒーターにおいて、ＰＴＣ（正
温度係数）挙動を示す導電性ポリマーのストリップを用
いることによって行える。セラミックＰＴＣ材料からな
る接続要素を介して加熱ワイヤを導体の１方または両方
に接続することににってゾーンヒーターを自己制御させ
ることも提案されている。
種々の長いヒーター、およびそのようなヒーターにおい
て用いる導電性ポリマーは、米国特許第２．９５２，７
６１．２，９７８，６６５．３，２４３．７５３．３，
３５１，８８２．３，５７１，７７７．３，７５７，０
８６．３，７９３，７１６．３゜８２３．２１７．３’
、８５８，１４４．３．８６＋。
て用いる導電性ポリマーは、米国特許第２．９５２，７
６１．２，９７８，６６５．３，２４３．７５３．３，
３５１，８８２．３，５７１，７７７．３，７５７，０
８６．３，７９３，７１６．３゜８２３．２１７．３’
、８５８，１４４．３．８６＋。
０２９．３，９５０，６０４．４，０１７，７１５．４
．０７２，８４８．４．Ｏ’８５，２８６．４，１１７
．３１２．４．１７’７，３７６．４，１７７．４４６
．４，１８８，２７６、４，２３７，４４１，４゜２４
２．５７３．４，２４６，４６８．４，２５０゜４００
．４，２．５２，６９２．４，２：５５，６９８．４、
・２７１，３５０．４，２７２，４７１．４，３０４．
９８７、４，３０９，５９６．４，３０９，５９７．４
．３１４，２３０、４．．３１５，２３７．４゜３１７
．０２／７、４．．３１８，８８１．４，３３０゜７０
４．４，３３４，３５１．４，３５２．０８３．４．３
８８，６０７．４，３９８，０８４および４，４１３．
３０１号ニジエイ・アプライド・ポリマー拳ザイエンス
（Ｊ、Ａｐｐｆ２ｉｅｄ Ｐｏ（ｙｍｅｒ ５ｃｉｅ
ｎｃｅ）１９．８１３−８１５（１９７５）’、クラソ
ン（Ｋ （！ａｓｏｎ）およびクーバット（Ｋｕｂａｔ
） ；ポリマー・エンジニアリング・アンド・サイエン
ス（Ｐ ｏｆ２ｙｍｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎ
ｄ ５ｃｉｅｎｃｅ） １８ 、６４９−６５３（１９
７８）、ナルキス他（Ｎａｒｋｉｓ ｅｔ ａ（り ；
西独国特許出願公開第２，７５５，０７７．２，７４６
．６０２．２，７５５，０７６および２，８２１ 。
．０７２，８４８．４．Ｏ’８５，２８６．４，１１７
．３１２．４．１７’７，３７６．４，１７７．４４６
．４，１８８，２７６、４，２３７，４４１，４゜２４
２．５７３．４，２４６，４６８．４，２５０゜４００
．４，２．５２，６９２．４，２：５５，６９８．４、
・２７１，３５０．４，２７２，４７１．４，３０４．
９８７、４，３０９，５９６．４，３０９，５９７．４
．３１４，２３０、４．．３１５，２３７．４゜３１７
．０２／７、４．．３１８，８８１．４，３３０゜７０
４．４，３３４，３５１．４，３５２．０８３．４．３
８８，６０７．４，３９８，０８４および４，４１３．
３０１号ニジエイ・アプライド・ポリマー拳ザイエンス
（Ｊ、Ａｐｐｆ２ｉｅｄ Ｐｏ（ｙｍｅｒ ５ｃｉｅ
ｎｃｅ）１９．８１３−８１５（１９７５）’、クラソ
ン（Ｋ （！ａｓｏｎ）およびクーバット（Ｋｕｂａｔ
） ；ポリマー・エンジニアリング・アンド・サイエン
ス（Ｐ ｏｆ２ｙｍｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎ
ｄ ５ｃｉｅｎｃｅ） １８ 、６４９−６５３（１９
７８）、ナルキス他（Ｎａｒｋｉｓ ｅｔ ａ（り ；
西独国特許出願公開第２，７５５，０７７．２，７４６
．６０２．２，７５５，０７６および２，８２１ 。
７９９号、欧州特許第２８１４２号、欧州特許出願公開
箱００３８７１８．００３８７１５．００３８７１３．
００３８７１４．００４０５３７．００６３４４０．０
０６７６７９および００９２４０６号に開示されている
。
箱００３８７１８．００３８７１５．００３８７１３．
００３８７１４．００４０５３７．００６３４４０．０
０６７６７９および００９２４０６号に開示されている
。
［発明の構成Ｊ
本発明者らは、導体間で相互に並列に接続された複数の
剛直な加熱モジュールを供給することによって、電源に
接続可能である一対の長い可撓性導体を有してなる長い
電気ヒーターを機能させ、適用することにおいて実質的
な改良および利点か得られることを見い出した。この電
気ヒーターにおいて、モジュールと長い導体の間の物理
的および電気的接続は電気リード線によって与えられ、
それぞれの加熱モジュールは、 （ａ）剛直な絶縁基材：および （ｂ）基材」−に配置されており、導体が適切な電源に
接続された場合に熱を発生ずる抵抗加熱要素を有してな
る、。
剛直な加熱モジュールを供給することによって、電源に
接続可能である一対の長い可撓性導体を有してなる長い
電気ヒーターを機能させ、適用することにおいて実質的
な改良および利点か得られることを見い出した。この電
気ヒーターにおいて、モジュールと長い導体の間の物理
的および電気的接続は電気リード線によって与えられ、
それぞれの加熱モジュールは、 （ａ）剛直な絶縁基材：および （ｂ）基材」−に配置されており、導体が適切な電源に
接続された場合に熱を発生ずる抵抗加熱要素を有してな
る、。
本発明の重要な特徴は、長い導体にモジュールを接続す
るり−Ｆ線（好ましくはワイヤ）の使用である。モジュ
ールが導体に直接に物理的に接続されている場合、材料
の熱拡張係数の差および可撓性の不足によって種々の問
題が発生する。リード線が基材に比較して可撓性でなけ
ればならないのは当然である。ヒーターが、ヒーターの
損傷なく、直径０．５インチのパイプに数回巻き刊（」
られるように充分に可撓性であることは好ましい。
るり−Ｆ線（好ましくはワイヤ）の使用である。モジュ
ールが導体に直接に物理的に接続されている場合、材料
の熱拡張係数の差および可撓性の不足によって種々の問
題が発生する。リード線が基材に比較して可撓性でなけ
ればならないのは当然である。ヒーターが、ヒーターの
損傷なく、直径０．５インチのパイプに数回巻き刊（」
られるように充分に可撓性であることは好ましい。
ヒーターは、実質的に温度に無関係である出力を有して
よく、加熱要素は実質的に零の温度係数抵抗を有してよ
い。しかし、ヒーターは、ヒーターが電源に接続された
場合にモジュール温度が高温に近づくとともにモジュー
ルによる発生熱が実質的に減少するように変化する電気
性質を有し、加熱要素に熱的に接続された温度応答要素
を有してなることが好ましい。加熱要素および温度応答
要素の両方は、正温度係数抵抗を有する単一の要素によ
って供給されてよく、あるいは加熱要素は実質的に零の
温度係数抵抗を有してよく、温度応答要素は正温度係数
抵抗を有する別の要素であってよい。
よく、加熱要素は実質的に零の温度係数抵抗を有してよ
い。しかし、ヒーターは、ヒーターが電源に接続された
場合にモジュール温度が高温に近づくとともにモジュー
ルによる発生熱が実質的に減少するように変化する電気
性質を有し、加熱要素に熱的に接続された温度応答要素
を有してなることが好ましい。加熱要素および温度応答
要素の両方は、正温度係数抵抗を有する単一の要素によ
って供給されてよく、あるいは加熱要素は実質的に零の
温度係数抵抗を有してよく、温度応答要素は正温度係数
抵抗を有する別の要素であってよい。
本明細書において、材料は、操作温度範囲において、ヒ
ーターを自己制御可能にするように充分に抵抗増加する
場合に、「正温度係数抵抗」を有すると規定されろ。材
料は、好ましくは少なくとも２．５のＲ１４値および少
なくともＩＯのＲ＋ｏｏｆｌ１Ｍ、特に少なくとｔＪ６
のＲ３０値を有することが好ましい。ここで、ｒｌ＋ｔ
は、最も急激な抵抗率増加を示す１４℃の差のある２つ
の温度での抵抗率の比、ＩＬｏｏは最乙急激な抵抗率増
加を示す１００℃の差のある２つの温度での抵抗率の比
、ｒ（３ｏは最も急激な抵抗率増加を示す３０℃の差の
ある２つの温度での抵抗率の比である。材料は、操作温
度範囲においてＰ Ｔ Ｃ材料でない場合、ＺＴＣ（零
温度係数）材料と規定される。
ーターを自己制御可能にするように充分に抵抗増加する
場合に、「正温度係数抵抗」を有すると規定されろ。材
料は、好ましくは少なくとも２．５のＲ１４値および少
なくともＩＯのＲ＋ｏｏｆｌ１Ｍ、特に少なくとｔＪ６
のＲ３０値を有することが好ましい。ここで、ｒｌ＋ｔ
は、最も急激な抵抗率増加を示す１４℃の差のある２つ
の温度での抵抗率の比、ＩＬｏｏは最乙急激な抵抗率増
加を示す１００℃の差のある２つの温度での抵抗率の比
、ｒ（３ｏは最も急激な抵抗率増加を示す３０℃の差の
ある２つの温度での抵抗率の比である。材料は、操作温
度範囲においてＰ Ｔ Ｃ材料でない場合、ＺＴＣ（零
温度係数）材料と規定される。
他の要旨によれば、本発明は、自己制御ヒーターの製造
に適したモジュールであって、（ａ）剛直な絶縁基材； （ｂ）基材上に配置されている零温度係数抵抗加熱要素
： （ｃ）基材に固定されている別の正温度係数抵抗要素：
および （ｄ）零温度係数抵抗要素と正温度係数抵抗要素の間の
直列の電気接続 を有してなるモジュールを提供する。
に適したモジュールであって、（ａ）剛直な絶縁基材； （ｂ）基材上に配置されている零温度係数抵抗加熱要素
： （ｃ）基材に固定されている別の正温度係数抵抗要素：
および （ｄ）零温度係数抵抗要素と正温度係数抵抗要素の間の
直列の電気接続 を有してなるモジュールを提供する。
更に他の要旨によれば、本発明は、
（１）それぞれの加熱モジュールが、
（ａ）剛直な絶縁基材。
（ｂ）基材上に配置されており、適切な電源に接続され
た場合に熱を発生する抵抗加熱要素；および（ｃ）加熱
要素に熱的に接続されており、ヒーターが電源に接続さ
れた場合にモジュール温度が高温に近づくとともにモジ
ュールによる発生熱か実質的に減少するように変化する
電気性質を有する温度応答要素 を有してなる複数の加熱モジュールを供給し；ならびに （２）電気リード線によって一対の長い平行な可撓性導
体の間にそれぞれの加熱モジュールを接続すことを含ん
でなる自己制御ヒーターの製造方法を提供する。
た場合に熱を発生する抵抗加熱要素；および（ｃ）加熱
要素に熱的に接続されており、ヒーターが電源に接続さ
れた場合にモジュール温度が高温に近づくとともにモジ
ュールによる発生熱か実質的に減少するように変化する
電気性質を有する温度応答要素 を有してなる複数の加熱モジュールを供給し；ならびに （２）電気リード線によって一対の長い平行な可撓性導
体の間にそれぞれの加熱モジュールを接続すことを含ん
でなる自己制御ヒーターの製造方法を提供する。
剛直な絶縁基材は、いずれかの適切な材料、例えば、ア
ルミナ、はうろう引き金属、ガラスまたは圧縮繊維１料
からできていてよい。絶縁基材は、加熱要素ににり発生
する熱を分配する重要な機能を果たす。これは、加熱要
素の寿命および安定性を長くすることを含む多くの利点
を与える。同時に、絶縁基材は、機械的衝撃および電気
的ストレスを吸収か一ノ防止するので、安全性において
貢献する。基材は、長さ０．１〜５インチ、好ましくは
長ざ０．２５〜１．５インチ、厚さ０．ＯＩ〜Ｏｌイン
チ、好ましくは厚さ０．０２〜００６インチ、および幅
０．１−１．２インチ、好ましくは幅０．２〜１．０イ
ンチである寸法を有する。しかし、かなり広い基材を加
熱するため、モジュールは、もっと広く（例えば、少な
くとも幅Ｉ ０インチ、具体的には幅１〜１２インチ、
特に、基材に応して幅２〜６インチ）でもよい。
ルミナ、はうろう引き金属、ガラスまたは圧縮繊維１料
からできていてよい。絶縁基材は、加熱要素ににり発生
する熱を分配する重要な機能を果たす。これは、加熱要
素の寿命および安定性を長くすることを含む多くの利点
を与える。同時に、絶縁基材は、機械的衝撃および電気
的ストレスを吸収か一ノ防止するので、安全性において
貢献する。基材は、長さ０．１〜５インチ、好ましくは
長ざ０．２５〜１．５インチ、厚さ０．ＯＩ〜Ｏｌイン
チ、好ましくは厚さ０．０２〜００６インチ、および幅
０．１−１．２インチ、好ましくは幅０．２〜１．０イ
ンチである寸法を有する。しかし、かなり広い基材を加
熱するため、モジュールは、もっと広く（例えば、少な
くとも幅Ｉ ０インチ、具体的には幅１〜１２インチ、
特に、基材に応して幅２〜６インチ）でもよい。
抵抗加熱要素は、導電性ポリマー、セラミックまたは他
の抵抗材料を含んでなってよく、あるいは基材に付着さ
れた（例えば、プリントされた）組成物であってよく、
該組成物として形成されてよい。抵抗材料を基材に付着
した後に、抵抗材料が基材にしっかり付着するように処
理してよい（例えば、溶媒を蒸発するように、または物
理的および／または化学的変化を生じさせるように加熱
してよい）。好ましい抵抗材料はＲｕ ＯＰ系セラミッ
クを包含する。
の抵抗材料を含んでなってよく、あるいは基材に付着さ
れた（例えば、プリントされた）組成物であってよく、
該組成物として形成されてよい。抵抗材料を基材に付着
した後に、抵抗材料が基材にしっかり付着するように処
理してよい（例えば、溶媒を蒸発するように、または物
理的および／または化学的変化を生じさせるように加熱
してよい）。好ましい抵抗材料はＲｕ ＯＰ系セラミッ
クを包含する。
温度応答要素は、要すれば、正温度係数抵抗を有する材
料を含んでなることが好ましい。この要素は加熱要素と
別個である場合、その同じ側または反対側で基材に固定
される（例えば、基材に付着される、特に、プリントさ
れる）ことも好ましい。
料を含んでなることが好ましい。この要素は加熱要素と
別個である場合、その同じ側または反対側で基材に固定
される（例えば、基材に付着される、特に、プリントさ
れる）ことも好ましい。
上記のように、本発明の重要な特徴は、リード線、好、
ましくはワイヤ、箔もしくはスプリング付クリップを使
用し、長い導体にモジュールを接続することである。リ
ード線は基材に比較して可撓性でなければならず、好ま
しくはｌ０８ｐｓｉより小さい、更に好ましくは１０７
より小さい引っ張りおよび歪み弾性率を有する。リード
線は０．５より大きい、特に１．０より大きいアスペク
ト比を有することが好ましい。ここでアスペクト比はリ
ード線の長さくＱ）／直径（ｄ）として定義され、長さ
く１２）は、モジュールまたは長い導体に取り付けられ
ていないこれらの間のその部分を表し、直径は非円形リ
ード線の場合に相当直径を表す。
ましくはワイヤ、箔もしくはスプリング付クリップを使
用し、長い導体にモジュールを接続することである。リ
ード線は基材に比較して可撓性でなければならず、好ま
しくはｌ０８ｐｓｉより小さい、更に好ましくは１０７
より小さい引っ張りおよび歪み弾性率を有する。リード
線は０．５より大きい、特に１．０より大きいアスペク
ト比を有することが好ましい。ここでアスペクト比はリ
ード線の長さくＱ）／直径（ｄ）として定義され、長さ
く１２）は、モジュールまたは長い導体に取り付けられ
ていないこれらの間のその部分を表し、直径は非円形リ
ード線の場合に相当直径を表す。
本発明のモジュールヒーターの可撓性を識別するため、
有用な等式、即ち、 を用いてよく、１くは６より小さい、特に４より小さい
ことが好ましい。この等式中、 Ｑ、／ｄはリード線のアスペクト比、 Ｅは長い平行な導体の弾性率（ｐｓｉ）、Ｄは長い平行
な導体の相当直径、およびＦはモジュールと長い導体の
間の結合（電気的連続性）を破壊するのに要する最小力
を表す。Ｆは以下のようにして測定する。１つの長い導
体に接続した１つのモジュールからなる試料を用意する
。
有用な等式、即ち、 を用いてよく、１くは６より小さい、特に４より小さい
ことが好ましい。この等式中、 Ｑ、／ｄはリード線のアスペクト比、 Ｅは長い平行な導体の弾性率（ｐｓｉ）、Ｄは長い平行
な導体の相当直径、およびＦはモジュールと長い導体の
間の結合（電気的連続性）を破壊するのに要する最小力
を表す。Ｆは以下のようにして測定する。１つの長い導
体に接続した１つのモジュールからなる試料を用意する
。
インストロン機械において押しまたは引っ張り試験のい
ずれかを行う。長い導体の長さをモジュールのいずれか
の側で１インチ伸ばす。モジュールをインストロン機械
において静止させ、長いワイヤの一末端を機械の可動ジ
ョーに接続する。長い導体の他末端およびモジュールを
マルチメーターに接続し、接続の電気的一体性を観測す
る。長い導体をモジュールに対して垂直に引っ張り、電
気的一体性が失われる時の力を結合力Ｆとして記録する
。
ずれかを行う。長い導体の長さをモジュールのいずれか
の側で１インチ伸ばす。モジュールをインストロン機械
において静止させ、長いワイヤの一末端を機械の可動ジ
ョーに接続する。長い導体の他末端およびモジュールを
マルチメーターに接続し、接続の電気的一体性を観測す
る。長い導体をモジュールに対して垂直に引っ張り、電
気的一体性が失われる時の力を結合力Ｆとして記録する
。
ヒーターは、ヒーターｌ直線フィート当たり２〜２０の
モノ、−ルを有してなることが好ましい。
モノ、−ルを有してなることが好ましい。
有益には、ヒーターは、２つのガラス繊維層の間にはさ
まれた雲母テープを有してなる絶縁ジャケットを更に含
むことが好ましい。ヒーターは一定電圧電源に接続して
用いろことが好ましい。
まれた雲母テープを有してなる絶縁ジャケットを更に含
むことが好ましい。ヒーターは一定電圧電源に接続して
用いろことが好ましい。
添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。
本発明の方法および装置の概略を示す第１図を参照され
たい。第１図は、本発明の自己制御ヒーターを製造４−
る個々の工程を示す部分Ａ−Ｆに分かれている。特に、
第１Ａ図および第１Ｂ図はそれぞれ、基材１０の上に形
成されたヒーター８の平面図おＪ：び底面図である。第
１Ａ図および第１Ｂ図は、枯祠１０に固定された第１、
第２、第３および第４導電性パツド（１１ａ、Ｉ Ｉｂ
、Ｉ ８ａおよび１８ｂ）を示す。ここで、導電性パッ
ドＩｌａおよびｌｌｂは、導電性パッド１８ａおよび＋
８ｂと同様に共通である。導電性パラ１司８ａ（および
１８ｂ）と共通の導電性パッド１７および基材の底面上
に導電性バットＩ７が示されている。
たい。第１図は、本発明の自己制御ヒーターを製造４−
る個々の工程を示す部分Ａ−Ｆに分かれている。特に、
第１Ａ図および第１Ｂ図はそれぞれ、基材１０の上に形
成されたヒーター８の平面図おＪ：び底面図である。第
１Ａ図および第１Ｂ図は、枯祠１０に固定された第１、
第２、第３および第４導電性パツド（１１ａ、Ｉ Ｉｂ
、Ｉ ８ａおよび１８ｂ）を示す。ここで、導電性パッ
ドＩｌａおよびｌｌｂは、導電性パッド１８ａおよび＋
８ｂと同様に共通である。導電性パラ１司８ａ（および
１８ｂ）と共通の導電性パッド１７および基材の底面上
に導電性バットＩ７が示されている。
第１Ｃ図は、次の工程の平面図を与え、基材ｌＯにプリ
ントされ、導電性パッドｌ Ｉａ、、ｌ ｌｂおよび１
２に電気接触している零温度係数を有する抵抗加熱要素
１３を示す。第１Ｄ図は、次の底面図を与え、正温度係
数抵抗を有し、導電性パッド１２と１７の間で基材１０
に結合している温度応答要素１４を示す。
ントされ、導電性パッドｌ Ｉａ、、ｌ ｌｂおよび１
２に電気接触している零温度係数を有する抵抗加熱要素
１３を示す。第１Ｄ図は、次の底面図を与え、正温度係
数抵抗を有し、導電性パッド１２と１７の間で基材１０
に結合している温度応答要素１４を示す。
最後に、第１ＩＣ図および第１Ｆ図は、導電性パソトｌ
ｌａ、ｌｌｂおよび＋８ａ、＋８ｂそれぞれに電気接触
するブスバー導体２１および２２を示す。４つのモネル
ピン（図示せず）はブスバー導体２１および２２にプラ
ズマ溶接され、導電性パッドｌｌａ。
ｌａ、ｌｌｂおよび＋８ａ、＋８ｂそれぞれに電気接触
するブスバー導体２１および２２を示す。４つのモネル
ピン（図示せず）はブスバー導体２１および２２にプラ
ズマ溶接され、導電性パッドｌｌａ。
１１ｂならびに１８ａおよび＋８ｂに電気接触している
。
。
操作時、ヒーター８は電源に接続され、電流はブスバー
導体２１から導電性パッドＩｌａ、ｂ；ＺＴＣ要素１３
、導電性パッド＋２．ＰＴＣ要素１４、導電性パッド１
７．１８ａ、ｂを通過してブスバー導体２２に流れる。
導体２１から導電性パッドＩｌａ、ｂ；ＺＴＣ要素１３
、導電性パッド＋２．ＰＴＣ要素１４、導電性パッド１
７．１８ａ、ｂを通過してブスバー導体２２に流れる。
ヒーター８に対応する電気回路図を与える第２図を参照
されたい。ＺＴＣ要素１３およびＰＴＣ要素１４は電気
的に直列に接続され、このモノコール２４の総抵抗は１
０Ω〜１００にΩである。
されたい。ＺＴＣ要素１３およびＰＴＣ要素１４は電気
的に直列に接続され、このモノコール２４の総抵抗は１
０Ω〜１００にΩである。
複数のそのようなモジュール２４は並列に接続されてい
る。
る。
第３Ａ図および第３Ｂ図はそれぞれ、本発明の異なった
態様の回路図および図面である。特に、第３Ａ図はＰＴ
Ｃ要素１３の直列接続、第３８図は形成しノーヒーター
を示す。直列接続は電気リード線２６に１１）って得ら
れる。ＰＴＣ要素１３の直列接続はヒーターの電力条件
を最適化する。
態様の回路図および図面である。特に、第３Ａ図はＰＴ
Ｃ要素１３の直列接続、第３８図は形成しノーヒーター
を示す。直列接続は電気リード線２６に１１）って得ら
れる。ＰＴＣ要素１３の直列接続はヒーターの電力条件
を最適化する。
［実施例］
以下に実施例を示す。
実施例１
定ワットＩ） Ｔ Ｃヒーター３０を示す第４図を参照
されたい１１幅０３７５インチ、長さ０５インチおよび
厚さ０．０４０インチを有するアルミナ基材３２のそれ
ぞれの角に００３２インチの孔を設けた。孔をタングス
テンによって金属被覆し、ニッケルメッキした。長さ１
７８インチの４つのモネルピン３４を、それぞれの孔に
挿入し、銀ハンダによってニッケルメッキにハンダっけ
した。
されたい１１幅０３７５インチ、長さ０５インチおよび
厚さ０．０４０インチを有するアルミナ基材３２のそれ
ぞれの角に００３２インチの孔を設けた。孔をタングス
テンによって金属被覆し、ニッケルメッキした。長さ１
７８インチの４つのモネルピン３４を、それぞれの孔に
挿入し、銀ハンダによってニッケルメッキにハンダっけ
した。
抵抗体パターン３６を基材上で遮蔽し、厚い導電性フィ
ルム３８を介してピン３４に接続しノこ３．モジュール
抵抗は２１にΩであった。８つのモジュールを１フィー
ト当たり等間隔て配置し、モネルピンを１４ＡＷＧニッ
ケルクラッド銅撚りワイヤ４０にプラズマ溶接した。図
示するように、絶縁はガラス４２／雲母４４／ガラス４
２であり、絶縁ケーブルをステンレス鋼シース４６内に
納めた。
ルム３８を介してピン３４に接続しノこ３．モジュール
抵抗は２１にΩであった。８つのモジュールを１フィー
ト当たり等間隔て配置し、モネルピンを１４ＡＷＧニッ
ケルクラッド銅撚りワイヤ４０にプラズマ溶接した。図
示するように、絶縁はガラス４２／雲母４４／ガラス４
２であり、絶縁ケーブルをステンレス鋼シース４６内に
納めた。
実施例２
自己制御ＰＴＣヒーター４７を示す第５図を参照された
い。基ｔｌ’４８を供給し、ニッケルザーメットにより
ＰＴＣチップ５０および５２をモネルピン５４および暴
利４８に接合した。ＰＴＣチップ５０および５２を電気
的に直列に接続した。４本のモネルピン５４を基材にハ
ンダづけした。２本のピンを、電気リード線５８および
６０によって１４ＡＷＧニツケルクラツド銅ブスバー５
６および２つのチップに接続し、２本のピンを電気リー
ド線６２および６４によって基材４８およびブスバー５
６のみに接続した。ヒーター４７を、−次編組６６、雲
母テープ６８、二次編組７０および′外ンース７２に封
入した。
い。基ｔｌ’４８を供給し、ニッケルザーメットにより
ＰＴＣチップ５０および５２をモネルピン５４および暴
利４８に接合した。ＰＴＣチップ５０および５２を電気
的に直列に接続した。４本のモネルピン５４を基材にハ
ンダづけした。２本のピンを、電気リード線５８および
６０によって１４ＡＷＧニツケルクラツド銅ブスバー５
６および２つのチップに接続し、２本のピンを電気リー
ド線６２および６４によって基材４８およびブスバー５
６のみに接続した。ヒーター４７を、−次編組６６、雲
母テープ６８、二次編組７０および′外ンース７２に封
入した。
第１Ａ−ＩＦ図は、本発明の方法を示す概略図、第２図
は、第１図の方法に対応する電気回路を示す図、 第３Ａおよび３Ｂ図は、本発明の別の態様を示す図、お
よび 第４図および第５図は、本発明の実施例を示す図である
。 ８．３０．４７・・・ヒーター、１０，３２．４８・基
材、Ｉｌａ、Ｉｌｂ、１２，１７．１８ａ、１８ｂ・パ
ッド、１３・・・抵抗加熱要素、１４・・・温度応答要
素、２１．２２，５（ｉ・・ブスバー導体、２４・・モ
ジュール、２６．５８，６０，６２．６４・・・電気リ
ード線、３４．５４・ピン、３６・抵抗体パターン、３
８・・フィルＪ１．４０・・・ワイヤ、４２ ・ガラス
、４４・・雲母、４６．７２・・シース、５０．５２・
デツプ、６６．７０・・・編組、６８・・・テープ。 特許出願人 レイケム・コーポレイノヨン代 理 人
弁理士 青白 葆 ばか２名上
千ＦＩＧ ｌＡ ＦＩ
Ｇ ／Ｂ上手 ＦＩＧ ／ＣＦＩＧ ／Ｄ Ｆ／θ−／Ｅ ＦＩＧ ／ＦＦ／θ−
２
は、第１図の方法に対応する電気回路を示す図、 第３Ａおよび３Ｂ図は、本発明の別の態様を示す図、お
よび 第４図および第５図は、本発明の実施例を示す図である
。 ８．３０．４７・・・ヒーター、１０，３２．４８・基
材、Ｉｌａ、Ｉｌｂ、１２，１７．１８ａ、１８ｂ・パ
ッド、１３・・・抵抗加熱要素、１４・・・温度応答要
素、２１．２２，５（ｉ・・ブスバー導体、２４・・モ
ジュール、２６．５８，６０，６２．６４・・・電気リ
ード線、３４．５４・ピン、３６・抵抗体パターン、３
８・・フィルＪ１．４０・・・ワイヤ、４２ ・ガラス
、４４・・雲母、４６．７２・・シース、５０．５２・
デツプ、６６．７０・・・編組、６８・・・テープ。 特許出願人 レイケム・コーポレイノヨン代 理 人
弁理士 青白 葆 ばか２名上
千ＦＩＧ ｌＡ ＦＩ
Ｇ ／Ｂ上手 ＦＩＧ ／ＣＦＩＧ ／Ｄ Ｆ／θ−／Ｅ ＦＩＧ ／ＦＦ／θ−
２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、（１）電源に接続可能である一対の長い平行な可撓
性導体； （２）導体間で相互に並列に接続されており、それぞれ
が （ａ）剛直な絶縁基材；および （ｂ）基材上に配置されており、導体が適切な電源に接
続された場合に熱を発生する抵抗加熱要素を含んでなる
複数の剛直な加熱モジュール；ならびに （３）モジュールを長い導体に物理的かつ電気的に接続
する電気リード線 を有してなるヒーター。 ２、加熱要素に熱的に接続されており、ヒーターが電源
に接続された場合にモジュール温度が高温に近づくとと
もにモジュールによる発生熱が実質的に減少するように
変化する電気性質を有する温度応答要素を更に有する第
１項記載のヒーター。 ３、加熱要素および温度応答要素の両方は、正温度係数
抵抗を有する単一の要素によって与えられる第２項記載
のヒーター。 ４、抵抗加熱要素は実質的に零の温度係数抵抗を有し、
温度応答要素は正温度係数抵抗を有する第２項または第
３項に記載のヒーター。 ５、抵抗加熱要素および温度応答要素は電気的に直列に
接続されている第２〜４項のいずれかに記載のヒーター
。 ６、温度応答要素は基材に結合されている第２〜５項の
いずれかに記載のヒーター。 ７、加熱要素は実質的に零の温度係数抵抗を有する第１
〜６項のいずれかに記載のヒーター。 ８、それぞれのモジュールは室温で１０Ω〜１００ｋΩ
の抵抗を有する第１〜７項のいずれかに記載のヒーター
。 ９、それぞれのモジュールは直列に接続されている少な
くとも２つの別個の抵抗加熱要素を有してなる第１〜８
項のいずれかに記載のヒーター。 １０、それぞれの基材はアルミナを含んでなり、長さ０
．１〜５インチ、厚さ０．０１〜０．１インチおよび幅
０．１〜１２インチの寸法を有する第１〜９項のいずれ
かに記載のヒーター。 １１、抵抗加熱要素は厚いフィルム抵抗体である第１〜
１０項のいずれかに記載のヒーター。 １２、厚いフィルム抵抗体は導電性ポリマーを含んでな
る第１〜１１項のいずれかに記載のヒーター。 １３、厚いフィルム抵抗体はセラミックを含んでなる第
１〜１２項のいずれかに記載のヒーター。 １４、抵抗加熱要素は基材上にプリントされている第１
〜１３項のいずれかに記載のヒーター。 １５、ヒーターの１直線フィート当たり２〜２０のモジ
ュールを有してなる第１〜１４項のいずれかに記載のヒ
ーター。 １６、一定電圧電源に接続される第１〜１５項のいずれ
かに記載のヒーター。 １７、ガラス繊維を含んでなる絶縁ジャケットを更に有
してなる第１〜１６項のいずれかに記載のヒーター。 １８、絶縁ジャケットは２つのガラス繊維層の間にはさ
まれた雲母テープを有してなる第１７項記載のヒーター
。 １９、自己制御ヒーターの製造に適したモジュールであ
って、 （ａ）剛直な絶縁基材； （ｂ）基材上に配置されている零温度係数抵抗加熱要素
； （ｃ）基材に固定されている別の正温度係数抵抗要素；
および （ｄ）零温度係数抵抗要素と正温度係数抵抗要素の間の
直列の電気接続 を有してなるモジュール。 ２０、抵抗加熱要素は厚いフィルム抵抗体である第１９
項記載のモジュール。 ２１、厚いフィルム抵抗体はＲｕＯ＿２系である第２０
項記載のモジュール。 ２２、厚いフィルム抵抗体は基材上で遮蔽され赤熱され
る第２０項または第２１項に記載のモジュール。 ２３、剛直な基材から広がる２本の相対的に可撓性の電
気リード線を更に有してなる第１９〜２２項のいずれか
に記載のモジュール。 ２４、電気リード線はモネルピンである第２３項記載の
モジュール。 ２５、（１）それぞれの加熱モジュールが、（ａ）剛直
な絶縁基材； （ｂ）基材上に配置されており、適切な電源に接続され
た場合に熱を発生する抵抗加熱要素；および（ｃ）加熱
要素に熱的に接続されており、ヒーターが電源に接続さ
れた場合にモジュール温度が高温に近づくとともにモジ
ュールによる発生熱が実質的に減少するように変化する
電気性質を有する温度応答要素 を有してなる複数の加熱モジュールを供給し；ならびに （２）電気リード線によって一対の長い平行な可撓性導
体の間でそれぞれの加熱モジュールを接続する ことを含んでなる自己制御ヒーターの製造方法。 ２６、電気リード線はワイヤを含んでなる第２５項記載
の方法。 ２７、電気リード線はスプリングクリップを含んでなる
第２５項記載の方法。 ２８、電気リード線は箔を含んでなる第２５項記載の方
法。 ２９、電気リード線は１０＾８ｐｓｉより小さい弾性率
を有する第２５〜２８項のいずれかに記載の方法。 ３０、電気リード線は０．５より大きいアスペクト比を
有し、ここでアスペクト比はリード線の長さ／直径で規
定され、直径は相当直径である第２５〜２９項のいずれ
かに記載の方法。 ３１、係数 Ｋ＝−Ｌｏｇ（ｌ／ｄ Ｆ／ＥＤ＾２） ［式中、 ｌはリード線の長さ、 ｄはリード線の相当直径、 Ｅは長い平行な導体の弾性率、 Ｄは長い平行な導体の相当直径、および Ｆはモジュールへのリード線の最小結合力 である。］ がヒーターに規定され、Ｋが６より小さい第２５〜３０
項のいずれかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/632,776 US4638150A (en) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | Modular electrical heater |
| US632776 | 2000-08-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6139390A true JPS6139390A (ja) | 1986-02-25 |
Family
ID=24536893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16103485A Pending JPS6139390A (ja) | 1984-07-19 | 1985-07-19 | モジユール電気ヒーター |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4638150A (ja) |
| EP (1) | EP0175453B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6139390A (ja) |
| AT (1) | ATE58272T1 (ja) |
| CA (1) | CA1241689A (ja) |
| DE (1) | DE3580435D1 (ja) |
| IN (1) | IN166176B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003507843A (ja) * | 1999-08-12 | 2003-02-25 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | より線に対するランプ・リードの溶接 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4849611A (en) * | 1985-12-16 | 1989-07-18 | Raychem Corporation | Self-regulating heater employing reactive components |
| US5521357A (en) * | 1992-11-17 | 1996-05-28 | Heaters Engineering, Inc. | Heating device for a volatile material with resistive film formed on a substrate and overmolded body |
| WO1996008613A1 (fr) * | 1994-09-14 | 1996-03-21 | Sekisui Kaseihin Kogyo Kabushiki Kaisha | Dispositif de chauffage et procede de fabrication |
| DE60041058D1 (de) * | 1999-05-14 | 2009-01-22 | Asuk Technologies Llc | Elektrische beheizungsvorrichtungen und rückstellbare sicherungen |
| US7090727B2 (en) * | 2001-08-17 | 2006-08-15 | Micron Technology, Inc. | Heated gas line body feedthrough for vapor and gas delivery systems and methods for employing same |
| KR100965758B1 (ko) * | 2003-05-22 | 2010-06-24 | 주성엔지니어링(주) | 액정표시장치용 플라즈마 강화 화학기상증착 장치의샤워헤드 어셈블리 |
| US7626146B2 (en) * | 2005-08-09 | 2009-12-01 | Watlow Electric Manufacturing Company | Modular heater systems |
| US8563086B2 (en) | 2009-07-22 | 2013-10-22 | Korea Institute Research and Business Foundation | Nano pattern formation |
| US8592732B2 (en) * | 2009-08-27 | 2013-11-26 | Korea University Research And Business Foundation | Resistive heating device for fabrication of nanostructures |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1565315A1 (de) * | 1965-03-27 | 1970-01-15 | Bedco Electronics Ltd | Elektrisches Heizelement |
| US3757086A (en) * | 1972-10-05 | 1973-09-04 | W Indoe | Electrical heating cable |
| US3976854A (en) * | 1974-07-31 | 1976-08-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Constant-temperature heater |
| NL7504083A (nl) * | 1975-04-07 | 1976-10-11 | Philips Nv | Zelfregelend verwarmingselement. |
| NL7511173A (nl) * | 1975-09-23 | 1977-03-25 | Philips Nv | Zelfregelend verwarmingselement. |
| NL7603997A (nl) * | 1976-04-15 | 1977-10-18 | Philips Nv | Elektrische verhittingsinrichting omvattende een weerstandslichaam uit p.t.c.-materiaal. |
| US4117312A (en) * | 1976-07-22 | 1978-09-26 | Thermon Manufacturing Company | Self-limiting temperature electrical heating cable |
| NL7701813A (nl) * | 1977-02-21 | 1978-08-23 | Philips Nv | Verwarmingselement met een ptc-weerstands- lichaam. |
| US4100673A (en) * | 1977-05-05 | 1978-07-18 | Leavines Joseph E | Method of making high temperature parallel resistance pipe heater |
| US4246468A (en) * | 1978-01-30 | 1981-01-20 | Raychem Corporation | Electrical devices containing PTC elements |
| US4250400A (en) * | 1979-11-19 | 1981-02-10 | The Scott & Fetzer Company | Flexible temperature self regulating heating cable |
| GB2074170B (en) * | 1980-04-21 | 1984-03-14 | Raychem Corp | Electrically conductive polymer compositions |
| US4485297A (en) * | 1980-08-28 | 1984-11-27 | Flexwatt Corporation | Electrical resistance heater |
| GB2098438B (en) * | 1981-05-06 | 1984-10-17 | Isopad Ltd | Electrical heating tapes |
| US4449039A (en) * | 1981-09-14 | 1984-05-15 | Nippondenso Co., Ltd. | Ceramic heater |
| US4459473A (en) * | 1982-05-21 | 1984-07-10 | Raychem Corporation | Self-regulating heaters |
-
1984
- 1984-07-19 US US06/632,776 patent/US4638150A/en not_active Expired - Lifetime
-
1985
- 1985-07-18 AT AT85305153T patent/ATE58272T1/de not_active IP Right Cessation
- 1985-07-18 DE DE8585305153T patent/DE3580435D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1985-07-18 CA CA000487048A patent/CA1241689A/en not_active Expired
- 1985-07-18 EP EP85305153A patent/EP0175453B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-07-19 JP JP16103485A patent/JPS6139390A/ja active Pending
- 1985-09-12 IN IN714/MAS/85A patent/IN166176B/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003507843A (ja) * | 1999-08-12 | 2003-02-25 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | より線に対するランプ・リードの溶接 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE58272T1 (de) | 1990-11-15 |
| EP0175453B1 (en) | 1990-11-07 |
| CA1241689A (en) | 1988-09-06 |
| DE3580435D1 (de) | 1990-12-13 |
| IN166176B (ja) | 1990-03-24 |
| US4638150A (en) | 1987-01-20 |
| EP0175453A1 (en) | 1986-03-26 |
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