JPS63170879A - 可撓性の電気加熱要素およびその製造方法 - Google Patents

可撓性の電気加熱要素およびその製造方法

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JPS63170879A
JPS63170879A JP62270493A JP27049387A JPS63170879A JP S63170879 A JPS63170879 A JP S63170879A JP 62270493 A JP62270493 A JP 62270493A JP 27049387 A JP27049387 A JP 27049387A JP S63170879 A JPS63170879 A JP S63170879A
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
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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】 この発明は、絶縁した芯線とこれ等の芯線に巻き付けた
一本又はそれ以上の加熱導体から成り、これ等の加熱導
体は、芯線の絶縁体を取り除きこの芯線に直接接触する
か、又は取り除かないで、全長にわたり間隔を保って繰
り返し、芯線ごとに異なる位置で接触橋渡しで接触し、
加熱配線部材に沿って連続する接触位置の間で一方の芯
線から加熱ゾーンに交互に定めることのできる出力を形
成し、その場合、上記芯線は隣り合わせに配設してある
か、撚り合わせてあるか、又は束ねてあるか、一つ個所
に集めてあり、前記加熱導体は芯線を全体でコイル状に
巻き付けるか、それ等の芯線の間に編み込んである可撓
性電気加熱配線部材及びその製造方法に関する。
この種の公知加熱配線部材は、任意に伸ばすこができ（
西独特許第３２３３９０４号、第３２３３９２８号、及
び第３２４３０６１号広報）、例えば測定又は制御機能
をを受は持った他の芯線、特に長距離送電の場合、他の
給電線としても使用できるが、導入領域はかなり拡大し
ている。この公知の加熱配線部材は、比較的に短いピッ
チで例えば円管導体に巻き付けることができある。従っ
て、円管表面上の熱分布は平行に延びる芯線を有する加
熱配線部材に比べて相当改良されている。
しかしながら、時として、特に湾曲半径の短い、強い湾
曲の要請、及びこの配線部材を引き伸ばした形に戻すこ
とによって、材料選択に基すき、例えばニッケル・クロ
ム、比較的硬い加熱導体が導体表面の接触位置の領域で
、例えば給電芯線から外れるため、この給電芯線と加熱
導体の間の導電接触が破れることになる。
この救済策を提供するため、既に同じように、加熱導体
を接触位置の領域で自由にしである電気導体の上に補助
手段、例えば炎の先端、ハンダ又は付加的な巻線によっ
て固定することも公知である（西独特許第３３２０４２
０号広報）。加熱配線部材（加熱ケーブル）の給電線と
使用している加熱導体の間の接触は、この方式では極度
な湾曲の要請でも保持される。しかし、この場合の欠点
は、連続製造に立ちはだかる高い製造経費にある。加え
て、接触位置で合体する給電芯線のリンツ線と、加熱導
体と、場合によってハンダ材とである種々の材料から生
じる問題が生じる。これ等の材料は、稼働に対する（８
頬性の点から、お互いを耐久性のある結合にしなければ
ならない。
上記の従来技術を出発点として、この発明の課題は、接
触個所で加熱導体と給電線の間に信頼性があり、耐久性
がある電気接続を作り、そのような加熱配線部材を合理
的に製造できる可能性を示すことにある。
上記の課題は、この発明により、接触位置で加熱導体が
形成する単位長さあたりの巻き付け又は巻線の数が、加
熱配線部材の連続する二つの接触位置間の領域に比べて
大きくして、解決されている。意外なことに、各接触個
所の領域で加熱導体の巻き付け又は編み込みを隣接する
接触個所の間より多めに行うと、接触個所で加熱導体を
固定する余分な、即ち相当経費のかる手段を省略できる
ことが明らかになる。曲率半径の短い強い湾曲を要請す
る場合も、自由にした導体と加熱導体の間の接触の破れ
につながる。加熱配線部材又は加熱ケーブルの硬化に強
制的に導く接触位置でのハンダ付け又は溶着が避けられ
うので、加熱ケーブルの高い可撓性は全体として維持さ
れている。この発明を更に進展させ、加熱導体と給電導
体の間の多重接触に導く接触位置の領域の巻き付け又は
編み込み回数を少なくとも２０％上げることによって、
接触位置の領域はその他の位置に比べて低い温度レベル
に維持される。このことは、接触領域で加熱導体の熱膨
張が少なくなり、従って稼働状態で接触の外れが生じる
危険を更に低減させることを意味する。
この発明により稼働上の信頼性が大幅に向上する。それ
だけ、でなく、この発明で組立てる加熱配線部材は問題
なく連続的に製造できる。ただ、加熱導体を取り付け又
は導入する場合、連続製造の間それ自体公知の巻線装置
又は巻き付け装置又は編み込み装置では、巻き付け又は
編み込み速度を所定の領域で変更していることに注意す
る必要がある。
この発明を更に進展させ、接触位置の領域が加熱導体の
密な巻き付け又は絡ませによって長さ方向に被覆される
と、特に有利であることが分かる。
このことは、稼働の信頼性、特に前記の領域の温度レベ
ルの降下に関しても、改良に導く。稼働ん信頼性の改善
は、密に巻き付け又は編み込みによって加熱導体の位置
が所定の場所で保持され、給電線の接触領域から巻線又
はローブ状線の長手方向のずれを阻止するとう言うこと
からも生じる。
通常、導体の被覆を一定の位置で行うことで、充分であ
る。しかし、加熱配線部材又は加熱ケーブルを極度な外
部条件にさらす必要があるなら、被覆を二個所又は多個
所で行うことができる。
この発明の他の実施にあっては、加熱配線部材が少なく
とも一本の別な芯線を有することである。
こうすることによって、そのような配線部材の導入領域
が相当拡大する。この場合、加熱配線部材としては、平
にした平板状導体又はリッツ線の形状にした配線部材で
も、丸く束ねた形状にした配線部材でも、それほど問題
にならない。それどころか、この加熱配線部材中に表示
、制御又は監視機能が同時に集積でき、稼働の信頼性を
大きく向上させることが、決定的に大切である。これ等
の機能を受は入れできる特別な伝導配線部材が省略され
る。他の重要な利点は、この加熱配線部材を組立場所で
同時に組立るとき、出力を上げるため端末で配電技術上
の処置、例えば平行結線で、一本又はそれ以上の本数の
付加的芯線を使えることにある。
他の芯線は、加熱配線部材の第一の長さ部分にも一緒に
併用できるし、第二の長さ部分で接続したり又はそこか
ら分枝する場合にも使用できるので、第二の長さ部分及
び／又は分枝した長さ部分に、例えば第−長さ部分の初
めの端末にある電圧源から加熱導線に必要な給電電流を
供給できる。
加熱配線部材の領域で必要以外な給電位置を低減するこ
とによって、全体の系の稼働信幀性が大幅に向上する。
既に述べたように、この発明を実施するのに、別な芯線
を接触位置を有する給電芯線に平行に接続できる。この
ことは、加熱配線部材を同じ長さに保つ場合、導体の断
面積が増し、加熱出力が上昇することを意味する。特に
有利な点は、この出力上昇が後から追加、即ち出力端末
に接続するだけで行えることである。従って、既に設置
した系に後から追加する組立作業は不要である。出力を
上昇させることが必要なければ、他の芯線は、例えば表
示用芯線としてその使命に応じて公知の方法で、特別に
構成することにより監視の目的に流用できる。
他の芯線は、例えば敷設した系で一定時間間隔で制御用
測定を行うために使用できる。そのためには、出力を増
やすために接続した他の芯線を切り離し、制御測定の聞
出力を下げ、次いで再び平行回路に接続して希望する最
大出力にすることができる。
少なくとも一本の別な芯線を配設することにより、加熱
配線部材の中に加熱導線の長さをより長くできる。この
ことは、例えば給電芯線及び他の芯線を同一平面に隣接
して並べ、加熱導線がそれ等の芯線を全体としてコイル
状に取り囲むか、加熱導線をそれ等の芯線中に編み込む
か又は繊り込み、ループ状に取り囲む時に有効である。
即ち、長くする場合、比較的短い端末を製造でき、充分
加熱用出力を導入できる。
給電芯線を加熱ケーブル又は加熱導体から絶縁するため
には、高温で安定な材料が優先される。
このような材料は、例えばシリコンゴム又は架橋熱可塑
性樹脂を基材とする適当なエラストマ、ないしは熱可塑
性エラストマである。他の有利な可能性は、上記の目的
に合致するフロールポリマ、例えばポリテトラフロール
エチレン又は溶融して加工した、記号、ＰＥＰ　、　Ｐ
ＦＡ又は［！ＴＦＥで知られているような前記材料のコ
ポリマを導入することである。つまり、ＰＥＰはテトラ
フロールエチレンとパーフロールプロピレンから成るも
ので、２５０　’Ｃの持続使用温度がある。一方ＰＦＡ
のコポリマは、バーフロールアルコールオキシデート大
体２６０″Ｃ１即ちポリテトラフロールエチレン（ＰＴ
ＰＥ）自体の温度領域に対応する。ＥＴＦＢは、市販名
称テフゼル（Ｔｅ４ｚｅｌ）で知られているが、テトラ
フロールエチレンとエチレンの比率７５％対２５％から
成る改良したコポリマで、その持続使用温度は大体１５
５°Ｃになる。この材料は、特別な被覆層として予め取
り付けた絶縁網、又はガラス繊維又はそれ等に応じた編
物ないしは織物と組み合わせて使用できる。
電気導体を絶縁するため、ポリテトラフロールエチレン
自体のような溶融から加工されないフロールポリマを導
入することも、それ自体数に公知である。しかし、この
ようなポリマ材料でよく知られている加工上の困難性に
より、製造しようとする製品の長さには制限がある０例
えば、より長・　　い円管導体ないしは円管系を、上記
の高温で安定な材料で絶縁した電気導体によってそのま
ま加熱することができる。公知の加熱テープ又は加熱ケ
ーブルを挿入する場合の上記の難点は、この発明の別な
考えにより、給電芯線の絶縁が場合によって配設する中
間層及び／又は最初半融しない形状で巻き付け、取り付
け状態で半融するテープ材の外部被覆自体から成ること
によって克服される。
この絶縁法は、最も厳しい熱的要請に対する給電芯線を
製造することを可能にする。この場合、高温に安定な合
成物質の粉末プレス及び半融による成形に比べて、なに
よりも製造する長さに制限がない場合、より早い製造速
度が達成できる。
更に、この発明の有利な実施形状は、芯線をコアの周り
に絢うか、又は束ね、しかもこのコアが液体又は気体の
媒質を収納する円管又は円管系のときである。この発明
による加熱配線部材を補助加熱のために導入することは
、付加的な手段が不要で、円管の周り全体にわたって均
一な温度分布を保証する。それだけでなく、加熱配線部
材をこの発明により任意の長さに製造できるため、どん
な長さにでも、またどんな調整も行える円管導体及び／
又は円管系が提供できると言う優れた利点がある。加熱
できる形状では、例えば合成樹脂製又は銅ないしはステ
ンレスのような金属製の円管導体を実用上無制限に製作
でき、組立場所で初めて必要な長さに切断できる。延長
できる円管導体は、円管導体の区間が短くても長くても
常時疑いなく、円管の周囲全体にねったで調整できると
う言うことに対して危険を提供する。
同じことは、円管又は円管系がこの発明に応じて輸送す
る媒質の温度管理に関し監視される場合に対しても当て
はまる。他の芯線が円管の周囲に一様に、例えば分配さ
れた温度測定素子、抵抗導体、発熱体又は類似なものに
よって、正確な温度管理ができ、系の損害が短期間に捕
捉される。
加熱配線部材をこの発明に従って製造するためには、接
触位置の長さとその位置に応じて、この加熱配線部材の
単位長さあたりの巻線の数を制御することが大切である
。この処置が、以下に簡単な方法で加熱配線部材の連続
製造をもたらす。そのためには、この発明の考えを更に
押し進めて、個々の給電芯線が接触位置で全面的に又は
部分的に先ず絶縁体を除去される。このように加工した
芯線を、場合によっては他の芯線と一緒に絢うか、平行
に伸ばすか、あるいはコアの上に巻き付けるかし、製造
工程中で接触位置の場所とその長さを検出する。この場
合、検出値は制御信号として使用され、この信号の助け
で加熱配線部材の単位長さあたりの加熱導体の巻き付け
回数を増やすか、又は減らす。連続工程では、更に例え
ば加熱導体を外部絶縁外被によって被覆される。
この発明を第１〜６図に基き詳しく説明する。
第１図には、所謂二つの給電芯線を平行配線した二芯の
加熱配線部材（加熱ケーブル）が示しである。これ等の
芯線は、リッツ導線３又は４、及びその上に配設した適
当な耐熱縁材料製の絶縁体５又は６から成る。引用数字
７で抵抗線の加熱導線が示しである。この導線は、図示
の場合、両方の芯線１及び２の周りにコイル状に巻き付
けてあ。
芯線１と２に互いにずらして配設しである図示した接触
位置８と９の領域では、加熱導線のコイルのピッチ間隔
が著しく縮めである。即ち、加熱導体７がここでは狭い
ピッチで取り付けである。従って、個々の巻線が接触を
確実にするため互いに密着して配設されている。外被１
０は加熱導体７を被覆し、同時に加熱配線部材を機械的
に保護している。
第１図から離れ、第２図には、芯８１１．１２及び１３
を有する平行三芯に作製した実施例が示しである。これ
等の芯線は、三相で使用する場合、所謂給電用芯線とし
て全てを使用してあってもよい。
しかしながら、この内、ここに示しであるように、芯線
１３には、接触位置がなく、例えば制御用又は測定用に
使用できる他の導線として一緒に導入されている。可撓
性を保証するため選定されたリッツ線１４．１５及び１
６は、絶縁体１７．１８及び１９によって取り巻かれて
いる。、τの場合、芯線１１と１２の絶縁体は、それぞ
れ接触位置２０と２１の領域で主にどの向にも取り外し
である。この接触位置の領域では、加熱導体２２が平行
に導入されている芯線１１．１２と１３の非常に狭い巻
線になっている。この巻線が、確実でしかも極端に湾曲
度が要求されて来ている加熱導体２２と芯線１１又は１
２のリッツ線１４又は１６の間の接触をもたらす。
前方から眺めた第３図に模式的に示しであるように、加
熱導体２３は芯線２４．２５と２６の間にも巻き込んで
あるか、又は編み込んである。従って、加熱導体はどの
導線も個別にループ状に取り巻いている。特に、そのよ
うな加熱導体ないしは加熱導線の巻き込みは、所謂給電
芯線をたんに加熱配線部材の外側端部のところだけでな
く、芯線間の結合の内側にも配設することができる。
第４図には、特に有利な実施形状として加熱配線部材又
は加熱ケーブルが示しである。このケーブルでは、個々
の芯線２７．２８と２９が互いに撚り合わせである。少
なくとも二つの芯線の絶縁体は、例えばシリコンゴム、
押出成形した形状のフロールポリマ、即ちＦＥＰ、　Ｐ
ＦＡ又はＥＴＦＢ、あるいは、例えば最初巻き付けた状
態で半融したＰＴＦＨのテープのようなテープ形状のフ
ロロポリマーから成るが、接触位置の周りで導体、例え
ば導体３０及び３１から取り外しである。従って、どん
な場合でも、個々の芯線の撚り合わせ及び固有の捻じり
にもかかわらず、加熱導体（２２）はその接触位置で導
体３ｏ及び３工に接触している。この図に示しであるよ
うに、ここでも、加熱導体は芯線３０の接触位置３３及
び芯線３１の接触位置３４の領域で撚り合わせた結合体
全体の周りに非常に短いピッチで巻き付けてあり、この
発明の意義である稼働を保証する接触が達成される。保
護被覆、例えば押出成形したＦＥＰ又はシリコンゴムの
外被を引用記号３５で表す。
この発明による加熱配線部材の配置を有する所謂円管付
随加熱を行う特殊な実施形状を第５図に示す。中心に導
入された円管３６の上には、給電用芯線３７と３８が他
の芯線３９と一緒に、例えば撚り合わせて一定の場所に
配設しである。加熱導体４０は、その場所をコイル状に
取り巻き、芯線３７及び３８にそれぞれ準備した接触位
置４１及び４２では、電圧を導入する給電芯線３７と３
８の導体に対して確実な導電結合が、図示した密集した
巻線形状で行われている。この発明の上記実施形状の優
れた利点は、周囲に対し完全に一様な温度分布をするこ
とにあり、円管のどの個所でもこの系は、伸ばすことが
でき、直ぐ使用できる。合成樹脂製の円管ないしは金属
製の円管導体を有する上記の加熱系は、実用上無限な長
さに製造でき、組立場所で初めて必要な長さに切断され
る。
二本の芯線の代わりに、多相駆動のため、例えば三本の
芯線を導入することもできる。ただ、密集した巻き付け
の頻度は多くなる。残りの芯線は測定及び制御のために
使用される。加熱導線のコイル上には、例えばより糸状
又はガラス繊維の織物又は網４３が配設してあり、それ
によって、熱絶縁外被４４が、場合によって金属テープ
のコイルを予め取り付けた後、ぴったりと合わさる。耐
摩耗性の合成樹脂製外部被覆を引用記号４５で表す。
この加熱導体自体は、芯線をコイル状に巻き付けるか、
あるいは芯線に平行に導入して、この芯線の間で編んで
あるが、例えばＣｒ−Ｎｉ合金で製造されている。加熱
配線部材の自己制限性又は自己制御性が望まれのであれ
ば、温度係数の高い材料、例えば純ニッケル製の加熱導
体を製造することが特に有利である。
最後に、第６図はこの発明により、例えば撚った個々の
芯線の加熱ケーブルの連続製造を示すものである。その
ためには、間隔を置いて絶縁体から分離しである芯線４
６．４７と４８が、例えば固定場所に設置した対応する
芯線の貯蔵部４９．５０と５１から引き出され、撚り線
装置５２中でロー１５３に撚り線にされる。次いで、こ
のローブ５３は絶縁体の無い位置（接触位置）の場所と
間隔を検出する光センサ又は電気センサを装備したサン
プリング装置５４を通過する。この装置５４は、前記の
ロープ５３の周囲全体を通過中に調べる。次いで、この
ロープの上に、例えばＣｕ−Ｎｉ製の抵抗線の形状にし
た加熱導体５５を、例えば所謂接線スピンナのようなス
ピン装置５６によってコイル状に巻き付ける。選定しよ
うとするピッチ間隔は、加熱配線部材の単位長さあたり
に要求される熱出力、即ち加熱配線部材ないしは加熱ケ
ーブルに導入するべき抵抗線の長さに依存している。
この発明によると、サンプリング装置５４によってロー
ブ５３の上の接触位置を決める場合、このサンプリング
装置から対応する信号が操作装置又は制御装置５７に出
力される。この制御装置５７は、通過−この装置側でス
ピン装置５６が設定した接触位置を回転数を上げて巻き
付けをさせ、この領域ではロー１５３の巻数を増やして
巻き付けさせる。制御又は操作は、サンプリング装置５
４とスピン装置５６の間の所謂電気回転軸を介して行わ
れ、駆動モータとしては、非常に短い切り換え時間のた
め所謂円板状電機子モータが使用されている。
ロー１５３に加熱導体５５を巻き付けた後、この加熱ケ
ーブルを試験、又は場合によっては他の加工処理のため
、ドラム又は巻き取り器５９に巻き取る前に、押し出し
成形器５８によって適当な材料の外部被覆を覆せる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明による二芯平行加熱ケーブルの斜視
図。 第２図は、この発明による三芯平行加熱ケーブルの斜視
図。 第３図は、加熱導線を巻き付けた三芯ケーブルの断面図
。 第４図は、この発明による撚り線にした三芯加熱ケーブ
ルの斜視図。 第５図は、円管随伴部を有するこの発明による加熱ケー
ブル配置を示す斜視図。 第６図は、この発明による撚り線加熱ケーブルの連続製
造法を示す模式図。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）絶縁した芯線とこれ等の芯線に巻き付けた一本又は
    それ以上の加熱導体から成り、これ等の加熱導体は、芯
    線の絶縁体を取り除きこの芯線に直接接触するか、又は
    取り除かないで、全長にわたり間隔を保って繰り返し、
    芯線ごとに異なる位置で接触橋渡しで接触し、加熱配線
    部材に沿って連続する接触位置の間で一方の芯線から加
    熱ゾーンに交互に定めることのできる出力を形成し、そ
    の場合、上記芯線は隣り合わせに配設してあるか、撚り
    合わせてあるか、又は束ねてあるか、一つ個所に集めて
    あり、前記加熱導体は芯線を全体でコイル状に巻き付け
    るか、それ等の芯線の間に編み込んである可撓性電気加
    熱配線部材において、接触位置で加熱導体が形成する単
    位長さあたりの巻き付け又は巻線の数は、加熱配線部材
    の連続する二つの接触位置間の領域に比べて大きくして
    あることを特徴とする加熱配線部材。 ２）巻き付け又は巻線の数の上昇は、少なくとも２０％
    になることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の加
    熱配線部材。 ３）接触位置の領域は、密な巻き付け又は絡ますことに
    より加熱導体によって長手方向に被覆されていることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の加熱
    配線部材。 ４）巻き付け又は絡ますことが、加熱導体により多個所
    にあることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の加
    熱配線部材。 ５）加熱配線部材は、加熱導体に給電する芯線以外に少
    なくとも一本の他の芯線を有することを特徴とする特許
    請求の範囲第１〜４項のいずれか１項に記載の加熱配線
    部材。 ６）芯線は、場所として円管又は円管システムの上に設
    置されていて、主に撚り合わせてあり、その上に加熱導
    体が巻き付けたることを特徴とする特許請求の範囲第１
    〜５項のいずれか１項に記載の加熱配線部材。 ７）加熱配線部材の単位長さあたり加熱導体の巻き付け
    又は絡ます数は、接触位置の場所とその長さに応じて制
    御されることを特徴とする特許請求の範囲第１〜６項の
    いずれか１項に記載の加熱配線部材。 ８）絶縁した芯線とこれ等の芯線に巻き付けた一本又は
    それ以上の加熱導体から成り、これ等の加熱導体は、芯
    線の絶縁体を取り除きこの芯線に直接接触するか、又は
    取り除かないで、全長にわたり間隔を保って繰り返し、
    芯線ごとに異なる位置で接触橋渡しで接触し、加熱配線
    部材に沿って連続する接触位置の間で一方の芯線から加
    熱ゾーンに交互に定めることのできる出力を形成し、そ
    の場合、上記芯線は隣り合わせに配設してあるか、撚り
    合わせてあるか、又は束ねてあるか、一つ個所に集めて
    あり、前記加熱導体は芯線を全体でコイル状に巻き付け
    るか、それ等の芯線の間に編み込んであり、接触位置で
    加熱導体が形成する単位長さあたりの巻き付け又は巻線
    の数は、加熱配線部材の連続する二つの接触位置間の領
    域に比べて大きくしてある加熱配線部材を連続製造する
    方法において、個々の給電芯線は、接触個所で全面的又
    は部分的に絶縁体を取り除き、そのように処理した芯線
    は、場合によっては、他の芯線と一緒に撚るか、平行に
    並べるか、又はコアの上に巻き付け、連続処理で接触位
    置の場所及びその長さを検出して、検出値を制御信号と
    して使用し、この信号の助けで加熱配線部材の単位長さ
    あたりの加熱導体の巻き付け又は絡み回数を高めるか又
    は減らすことを特徴とする製造方法。
JP62270493A 1986-10-29 1987-10-28 可撓性の電気加熱要素およびその製造方法 Expired - Lifetime JP2557910B2 (ja)

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