JP4319537B2

JP4319537B2 - 配管用ヒーター

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Publication number: JP4319537B2
Application number: JP2003433058A
Authority: JP
Inventors: 芳之本吉; 章佐々木; 啓一福田; 三志和田迫; 強小林
Original assignee: Nichias Corp
Current assignee: Nichias Corp
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2023-12-26
Also published as: JP2005188677A

Description

本発明は、精密器具や装置などの任意の配管の保温または加熱に使用できる配管用ヒーターに関し、より具体的には、配管への密着性が優れ、クリーンルーム等において使用できる粉塵の発生が極めて少なく、且つ装着が容易な配管用ヒーターに関する。

従来の精密器具や装置などの配管の保温または加熱に使用できるヒーターとしては、例えば、ヒーターを配管自体の内壁面に沿って接触配設して成るヒーター付配管（例えば、特許文献１参照。）や、ガラス繊維を帯形状に集合させて成るファイバーグラステープ本体の少なくとも上下面に、薄い熱可塑性樹脂シートを熱融着して成る保温用ファイバーグラステープ（例えば、特許文献２参照。）、などが知られている。
特開平１１−１０８２８３号公報特開２００２−２２８０８７号公報

上記の特許文献１に記載のヒーター付配管は、使用する場所毎にそれぞれの長さ、分岐を考慮して配管その物を使い分ける必要があり、特に配管形状が特殊な場合にはその形状に合わせて配管その物を別に調製する必要があり、工業的な大量生産が困難な上、管の内径が細い場合は管内へのヒーターの配設が困難であり、配管工事そのものも複雑となる。

また、上記の特許文献２に記載の保温用ファイバーグラステープは、巻き付け可能で且つ基材がファイバーグラステープから構成され、さらに上記ファイバーグラステープ本体の少なくとも上下面に薄い熱可塑性樹脂シートが熱融着されているため、種々の形状の配管に適用でき、耐熱性もあり、さらにグラス繊維の飛散が少ないことを目標として製造されたものであるが、単に断熱による保温の機能を有するのみであり、積極的に加熱して所定の温度に維持する機能は有していない。

本発明は、発熱部層と断熱部層とを有し、精密器具や装置など任意の配管の保温または加熱のために配管に巻き付けて使用する配管使用するヒーターにおいて、配管への密着性が優れ、粉塵の発生が極めて少なく、且つ装着および脱着の操作が容易な配管用ヒーターを提供する。

本発明は、上記の問題点に鑑み鋭意検討の結果、配管表面に巻き付けて加熱する発熱部層とそれを外側から取り巻く断熱部層とを分離して形成し、発熱部層と断熱部層とを幅方向の両辺縁部（以下、各層部の巻き付け方向を幅方向といい、それぞれの端を辺縁部という。）において結合して一体化する際、この発熱部層の加熱面を配管表面に密着して巻き付けたとき断熱部層の幅を発熱部層の幅より広くすることにより、発熱部層の加熱面が全面的に配管に密着し、ヒーター全体が加熱面にしわが生じないように配管を被覆できることに着目し、本発明を完成したものである。

即ち、本発明は、発熱部層と断熱部層とを有し、加熱対象とする配管の外周部に幅方向に巻き付けて配管を加熱・保温する配管用ヒーターであって、発熱部層と断熱部層はそれぞれ分離して構成され、上記の発熱部層は耐熱性且つ可撓性を有する帯状基材の加熱面側となる表面に発熱体を配置しその全体を耐熱性被包材料により被包されて成り、また、上記の断熱部層は帯状の断熱材料を耐熱性被包材料により被包されて成り、断熱部層を発熱部層の非加熱面側になるように且つ幅方向両辺縁部をそれぞれ揃えて重ね、当該重ねた縁部をそれぞれ一体に結合されて本体部が形成され、その際、上記の配管用ヒーター発熱部層の加熱面を配管の表面に密着するように巻き付けたとき、断熱部層の幅が、断熱部層内側面が発熱部層外周面に緩く密着する程度に長く設定されていることを特徴とする配管用ヒーターに存する。

本発明の配管用ヒーターは、発熱部層と断熱部層とがそれぞれ分離して構成され、断熱部層を発熱部層の非加熱面側になるように且つ幅方向両辺縁部をそれぞれ揃えて重ね、当該重ねた縁部をそれぞれ一体に結合して本体部が形成され、その際、両層の幅は、上記の配管用ヒーター発熱部層の加熱面を幅方向に配管の表面に密着するように巻き付けたとき、断熱部層の幅が、断熱部層の内側面が発熱部層外周面に緩く密着する程度に長く設定されているため、これを配管の周りに巻き付けたとき、発熱部層と断熱部層の厚さが厚い場合であっても、加熱面がしわにならないで、配管外周面によく密着して熱伝導がよく且つ断熱層面が発熱層外周面に密着してコンパクトな装着外観となる。また、発熱部層と断熱部層がそれぞれ耐熱性樹脂シートから成る被包材料により被包されており、粉塵の発生が極めて少ないためクリーンルーム等においても使用できる。さらに、締着部を具備したものは配管への装着および脱着が容易であり、作業効率が優れており、産業上の効果は大である。

以下、本発明の配管用ヒーターを詳細に説明する。本発明の配管用ヒーターは、発熱部層と断熱部層とを有し、かかる発熱部層と断熱部層はそれぞれ分離して構成される。そして上記の発熱部層は耐熱性且つ可撓性を有する帯状基材の加熱面側となる表面に発熱体を配置しその全体を耐熱性被包材料により被包して成る。

上記の発熱部層に使用される耐熱性且つ可撓性を有する帯状基材は、発熱体を支持する基材であり、耐熱性、可撓性の他に好ましくは断熱性が優れた材料から構成される。かかる材料としては、例えば、ガラス、セラミック、シリカ、アルミナ、ムライト等の無機質素材から構成される可撓性がある連続体シート、繊維織物または不織布、ブラケット、マットまたはＰＴＦＥ、ＰＦＴ、ＦＥＰ、ＰＣＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＥＣＴＦＥ、ＰＶｄＦなどのフッ素樹脂、アラミド樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン等の耐熱有機質素材が挙げられ、対象とする保温または加熱温度に応じて適宜選択して使用されるが、中でも耐熱性および取り扱い安さから、ガラス繊維から成る織物がより好適に使用される。また、前記材料は素材として混合したものまたは層状で積層して使用することも出来る。

上記の帯状基材の寸法は特に限定されないが、通常、厚さは、０．５〜１０ｍｍ程度とされ、実用的には１〜３ｍｍ程度とされる。さらに厚くまたは薄くすることも出来るが、あまり厚すぎると、特に配管が細い場合は可撓性が不足する。また、基材の幅は、対象とする配管の外周長さに依存し、具体的には外周長よりやや狭い程度とされる。通常１０〜１０００ｍｍ程度であるが、配管の太さ次第でより広くまたはより狭くすることが出来る。

また、帯状基材の長さは配管の長さに依存するが、配管が長い場合は、配管ヒーターの長さとして取り扱いが容易な比較的短いものとして、複数個の配管ヒーターを縦に並べて使用するのが実用的であり、一つの配管ヒーターの長さとしては、例えば、２００〜１０００ｍｍ程度とする事が出来、それに応じて帯状基材の長さを決定される。実際の長さは製造される配管ヒーターの長さよりやや短い程度である。

また、上記の発熱体としては、抵抗加熱を利用して発熱するものであれば良く、特に制限されないが、通常、線状の他、リボン状、網状の面状発熱体が挙げられ、中でもニクロム線が実用的に使用できる。この発熱体の消費電力は、本発明のテープヒーターの対象配管およびその加熱・保温温度により適宜設定されるが、通常、１０〜５００ワットとされる。本発明の配管ヒーターは、幅方向に配管外周面に巻き付けるようにして使用されるため、幅方向の屈曲が少ないように、即ち線状ヒーターの場合は原則として長さ方向に配置されるのが好ましい。

上記の発熱体は安全性および耐久性の面からその外周部が耐熱性且つ電気絶縁性材料などの保護材料で被覆されているのが好ましい。係る保護材料としては特に制限されないが、例えば、シリカスリーブまたはクロス、アルミナスリーブまたはクロス、ガラススリーブまたはクロス等が挙げられ、中でもシリカスリーブが安全に使用できる。

上記の発熱体を上記の帯状基材に支持する方法は、特に制限されないが、ガラスヤーン、シリカヤーン、アルミナヤーン、さらにはそれらをフッ素樹脂で被覆したもの等の細い耐熱性繊維、糸などにより、電気ヒーター線とそれを固定する帯状基材部分を巻き縫いする方法、編み目状シートで電気ヒーター線部を帯状基材表面に押さえるようにして接着する方法、電気ヒーター線自体をミシンで縫いつける方法などが挙げられる。なお、この際、熱効率の観点から上記の支持に使用する材料が発熱体を可能な限り覆うことにならない方法が好ましい。

上記の帯状基材上に支持された電気ヒーター線の少なくとも電気ヒーター線が支持されている側の表面（加熱側面）を、熱伝導性が優れたシート材料すなわちシート状均熱材料により被覆するのが好ましい。この熱伝導性が優れたシート状均熱材料で被覆することにより、ヒーターによる発熱が配管用ヒーターの加熱側面においてより均一に分布し、配管表面をより均一に加熱することが出来る。上記のシート状均熱材料により、前記の発熱体を帯状基材に支持した全体を被包するように配置してもよい。なお、帯状基材層の裏面側または均熱材料層と被包材料層との間にさらに断熱材料層を設けることができる。かかる断熱材料層を構成する材料としては後述の断熱部に使用される断熱材料を使用することが出来る。

上記の熱伝導性が優れたシート状均熱材料としては、特に限定されないが、通常、銅あるいはアルミニウム等の金属箔が使用され、中でもアルミニウム箔が好適に使用できる。かかる金属箔の厚さは特に制限されないが、通常、０．１〜１ｍｍ程度であり、厚すぎると製品としての配管用ヒーターの巻き付け時の可撓性が低下する。係る金属箔は２枚または３枚以上を重ねて使用することも出来る。また係る金属箔は、破れ防止のため、必要により耐熱性フイルムなどと積層構造にして補強することも出来るが、この場合、熱伝導の観点から上記の耐熱性フイルムは可能な限り薄いものが好ましい。

本発明においては、上記の帯状基材層または均熱材料層と加熱面側の被包材料層との間に温度検出用熱電対プローブを１カ所以上に設けることができる。上記の温度検出用熱電対プローブとしては、とくに制限されないが、通常、熱電対を実用的に使用することが出来る。この場合、被包層を形成する際、または前記の引き出し口を密封する際、上記の熱電対のリード線を引き出し口から引き出す。そして、リード線の先端には温度制御装置に接続可能な端子を設けておくのが望ましい。

また、本発明においては、帯状基材層または均熱材料層と加熱面側被包材料層との間にバイメタル温度スイッチを１カ所以上配置しておくことが出来る。また、本発明においては、安全上および過熱防止の観点から、電気ヒーター線に温度ヒューズを組み込むことも出来る。この際、バイメタルスイッチはあらかじめ制御すべき温度で開閉するように設定される。また、バイメタルスイッチおよび温度ヒューズは、発熱体に電力を供給する電力供給線に直列に結合される。上記の電力供給線先端は、コンセント、テーブルタップなどの電源、コントローラと容易に接続可能なオスまたはメス型の差込みプラグ形状となっているのが好ましい。

前記の被包材料は、上記の帯状基材、発熱体、および、シート状均熱材料、温度検出用熱電対プローブ等の全体を被包する材料であり、併せて電気ヒーター線および帯状基材の屈曲等により微量ではあるが発生する粉塵の放散を防ぐ効果もある。かかる被包材料としては、耐熱性、可撓性であり且つ屈曲または摩擦により粉塵が発生しない材料として耐熱性樹脂シートが好適に例示され、具体的にはシリコーン樹脂フイルム、フッ素樹脂フイルムなどが挙げられるが、中でも粉塵発生がより少ないこと等の観点から、ＰＴＦＥ樹脂シートあるいはＰＦＡ樹脂シートがより好適に使用される。そして、被加熱物への密着性の観点から、微多孔性ＰＴＦＥ樹脂シートがさらに好適に使用される。

上記の耐熱性樹脂シートの厚さは、通常、０．５〜１ｍｍ程度とされ、必要によりこれらの基材を２枚以上重ねて使用することも出来る。また、幅および長さは、上記の帯状基材、発熱体、シート状均熱材料、温度検出用熱電対プローブの全体を被包することが出来る程度の寸法に適宜決定される。

上記の発熱部層を被包する際、被包材料の一部に、内包される発熱体に電気を供給するための電力供給線、あるいは熱電対のリード線などの引き出し線を通過させる引き出し口が設けられる。かかる引き出し口の数は、特に限定されないが、通常、１カ所で十分であるが、必要により、２カ所以上に形成してもよい。そして、その形成する位置も特に限定されないが、長さ方向の先端部が便利である。しかし、幅方向の両辺縁部であってもよいし、必要により、熱融着部以外の被包面であってもよい。

また、引き出し口は、取り出し口が２カ所ある場合、一方の電力供給線の先端を差込みプラグ形状とし、他方の先端をメス型プラグ形状として、本発明の配管用ヒーターを２つ以上シリーズに接続することもできる。

上記の被包材料である耐熱性樹脂シートにより、発熱部層を被包する方法は、その素材が熱融着性の場合は熱融着により接着することが出来るが、熱融着性がない素材の場合は、あらかじめ接着する部分に熱接着性樹脂層を介在させて加熱融着することにより接着して被包することが出来る。かかる熱融着にはヒートシーラーやヒートプレスを使用することができる。

上記の被包の際、引き出し口は、上記の引き出し線を固定し容易に破壊しない程度の強度を付与するように補強手段を付加するのが好ましく、且つ、粉塵を含む空気の放出を防ぐことが出来るように密封するのが好ましい。かかる補強手段としては、公知の構造を適用することが出来る。上記の密封は被包層の上下両面のシートの熱融着により行なってもよいが、上下両面のシートの間に電力供給線、熱電対リード線とを包むように硬化性のシール材を充填した後硬化させることにより行うことも出来る。係るシール材としては、例えば、ＰＦＡ、シリコーンゴム、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられ、中でも硬化後に粉塵を発生しない観点からＰＦＡがより好適に使用される。

前記の断熱部層は、帯状の断熱材料層を耐熱性被包材料により被包して成る。上記の断熱材料は、断熱性の他に耐熱性、可撓性が優れた材料から構成される。係る断熱材料を構成する物質としては、例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＴ、ＦＥＰ、ＰＣＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＥＣＴＦＥ、ＰＶｄＦなどのフッ素樹脂、アラミド樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン等の耐熱有機質素材またはガラス、セラミック、シリカ、アルミナ、ムライト等の無機質素材から構成される繊維織物または不織布、ブランケット、マットが挙げられ、対象とする保温または加熱温度に応じて適宜選択して使用される。また、前記材料は混合されて使用されても良い。かかる断熱材料は比較的薄い材料を２枚以上重ねて使用することも出来る。同じ素材のシートまたは異なった素材のシートを２枚以上重ねて使用する場合は、各層は相互に部分的結合しておくのが好ましい。

上記の断熱部層の被包に使用される被包材料は、前記の発熱部層に使用される被包材料の中から適宜選択して使用することが出来る。また、上記の被包材料である耐熱性樹脂シートにより、断熱材料を被包する方法は、前記の発熱部層の場合と同様に、その素材が熱融着性の場合は熱融着により接着することが出来るが、熱融着性がない素材の場合は、あらかじめ接着する部分に熱接着性樹脂層を介在させて加熱融着することにより接着して被包することが出来る。かかる熱融着にはヒートシーラーやヒートプレスが使用することが出来る。

本発明の配管ヒーターは、上記の断熱部層を発熱部層の非加熱面側となるように且つ幅方向両辺縁部をそれぞれ揃えて重ね、その幅方向の両辺縁部をそれぞれ一体に結合されてなる。その際、両層の幅は、通常、上記の配管用ヒーターの発熱部層の加熱面を配管の表面に密着するように巻き付けたとき、発熱部層の外周面に断熱部層の内面が緩く密着する程度の幅とされるが、発熱部層の幅が上記の配管用ヒーター発熱部層の加熱面を配管の表面に密着するように巻き付けたとき、幅方向の両辺縁部が実質的に突き合わせとなる程度であることが望ましい。上記の発熱部層および断熱部層の幅は、発熱部層の厚さおよび断熱部層の厚さが厚いほど広くなる。

上記の発熱部層と断熱部層の両辺縁部の結合方法は、特に制限されないが、たとえば、それぞれの両辺縁部を揃えた状態で幅方向の両辺縁部をミシンで縫製加工する方法や、その被包材料が熱融着性の素材である場合は熱融着により、熱融着性がない素材である場合は、両層の間にあらかじめ熱接着性樹脂層を介在させまたは形成した状態で熱接着することにより結合する方法が挙げられる。かかる熱融着にはヒートシーラーやヒートプレスを使用することが出来る。

以上の方法により形成された配管用ヒーターは、そのまま配管外周面に巻き付けて、その外側から適宜の結束部材により固定することにより使用することが出来るが、本発明では、さらに、たとえばＴ字型の分岐部の加熱または保温に好適な配管の分岐用孔を設けることが出来る。例えば、配管用ヒーターを加熱対象の管状体に幅方向に密着して巻き付けたとき形成される実質的に突き合わせとなる両辺縁部の一部を切り欠き、両切り欠きを合わせて分岐管が貫通しうる程度の切り欠き孔を形成することにより上記の目的を達成することができる。このような切り欠き孔を有する配管用ヒーターは長さを短くして、分岐部分の周辺のみの加熱保温に供し、分岐がない部分には切り欠き孔が無い一般用配管ヒーターのみを使用するのが実用的である。

上記の切り欠き孔の直径は、通常、上記の配管用ヒーターが予定している配管の太さに対応する寸法とされるが、分岐配管の太さがより太い配管またはより細い配管に対応する寸法にすることもできる。なお、上記の切り欠き孔を形成する場合、その孔を形成する辺縁部は、他の幅方向の辺縁部と同様に熱融着により密封することができる。

本発明の配管用ヒーターは、前記のように主要部をそのまま配管外周面に巻き付けて、その外側から適宜の結束部材により固定することにより使用することが出来るが、利便性のため、さらに配管用ヒーターの幅方向の一方の辺縁部とその対向辺縁部との間に締着部を具備することが出来る。

上記の締着部の構成は、特に限定されないが、たとえば、配管用ヒーターの幅方向の一方の辺縁部からその全幅またはその一部の幅で延びる帯状片を付設し、この配管用ヒーターをこの帯状片が外側となるように加熱対象とする配管に巻き付けたとき、この帯状片とこの帯状片が当該ヒーターの対向辺縁部外周面と当接する位置とにそれぞれ結合要素の一方を具備し、上記の結合要素の一方と結合要素の他方とにより結合して配管用ヒーターを締着するものが挙げられる。

上記の帯状片は、配管用ヒーターの辺縁部の全長に亘って連続して形成されてもよいが、いくつかの部分に分けて複数の帯状片として形成してもよい。そして、前記のように配管に配管用ヒーターを幅方向に密着して巻き付けたとき形成される突き合わせ部の切り欠き孔部が形成されている場合は、その切り欠き孔部又は分岐管径に対応した幅に対応する部分は帯状片を欠除させるのが好ましい。

上記の結合要素としては、特に制限されないが、例えば、粘着材、磁石、結び紐、ホック、マグネットホック、オープンスナップ、釦掛け構造、マジックテープ（商品名）、ベルクロファスナー（商品名）、スライドファスナーなどが挙げられる。結びひも、釦掛け構造、スライドファスナーなどの場合は上記の帯状片を設けないで、一方の要素と他方の要素を直接配管用ヒーターの幅方向の両辺縁部に直接設けることも出来る。また、結合要素としてスライドファスナーを使用する場合は、帯状片を設けないで前記の幅方向の両辺縁部に直接接合するのが好ましい。そしてこの場合、前記の配管用切り欠き孔が設けられている場合は、その孔部を避けるため、辺縁部の両端から切り欠き孔に向かって別々に結合するのが好ましい。

以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例により限定されるものではない。

［実施例１］
この実施例は、配管の外径を３５ｍｍと想定した配管用ヒーターを作製した例であり、添付した図１〜３を参照しながら説明する。
帯状基材層１１として平均直径３μｍのガラス繊維不織布から成る厚さ１．５ｍｍ、幅１１０ｍｍ、長さ２００ｍｍのガラス繊維製テープ１１を使用した。このテープ１１の幅方向の両辺縁部の上下の中央部（上下端から１０ｃｍの位置）に、その幅方向の両辺縁部を突き合わせたとき直径３５ｍｍの分岐配管用孔３２が形成されるように、それぞれ直径４１ｍｍの半円状の切り欠き３２を設けた。

そして、その完成後の配管ヒーター１０の加熱面側となる表面上に、発熱体としてシリカスリーブで被覆した１００ワットのニクロム線（ＮＣＨ−２、日本金属工業株式会社製）１２を、帯状基材１１の長さ方向に平行に且つ幅方向にほぼ等間隔になるように４回蛇行させて配置し、ニクロム線１２の長さのほぼ５ｃｍ毎にガラスヤーン１８を使用して帯状基材１２表面に巻き縫いしてニクロム線１２を固定した。ニクロム線１２の両端は、オス型プラグがセットされている絶縁被覆した外部電力供給線１７に接続した。

上記のニクロム線１２が配置され固定された帯状基材層１１全体を上記の電力線１７部のみ外に飛び出すようにして厚さ５０μｍのアルミニウム箔を二重に重ねた均熱材料１３で被包して被包体を得た。上記の帯状基材の両辺縁部の各半円形切り欠き部３２に当たるアルミニウム箔部分１３は、その切り欠き形状に合わせて押し込んだ。

被包材料１５として厚さ０．１ｍｍ、幅１１６ｍｍ、長さ２０６ｍｍの微多孔性ＰＴＦＥフイルム１５（商品名：ソフトミール、ニチアス株式会社製）２枚を準備し、上記の帯状基材１１の両辺縁の半円切り欠き部３２に対応した位置にそれぞれ直径３５ｍｍの半円３２を切り欠いた後、その２枚の微多孔性ＰＴＦＥフイルム１５を重ねた間に上記の均熱材料による被包体を挟み込み、上記の切り欠き部３２を含めて全ての周囲のあまり部（以下、「接合しろ」という。）３５が３ｍｍ幅となるように配置し、さらに、上記の２枚の微多孔性ＰＴＦＥフイルム１５の内、配管ヒーター１０の加熱面側になる上記の微多孔性ＰＴＦＥフイルム１５内面側の中央線を３等分する画部分の中央部の３つの点に、それぞれφ０．３２ｍｍのＫ熱電対の熱電対接合部１４を配置し、それらの絶縁されたリード線（図示省略）の先端が上記のニクロム線１２の引き出し口１６に並ぶように加熱面側になる上記の微多孔性ＰＴＦＥフイルム１５内面側に配置し、リード線をその長さ１０ｃｍ毎の位置でガラスヤーン１８で巻き縫いして微多孔性ＰＴＦＥフイルム１５内面側に固定した。

そして上記の非加熱面側となる微多孔性ＰＴＦＥフイルム１５と、アルミニウム箔１３で被包した帯状基材被包体と、内面側に熱電対１４を固定した加熱面側微多孔性ＰＴＦＥフイルム１５とを重ね、周辺の３ｍｍの接合しろ部分３５が生ずるように配置した後、接合しろ部分３５にＰＦＡ樹脂細幅シートを介在させた状態で、３６０℃に加熱したヒートシーラーを使用して押圧して熱融着し、引き出し口１６から電力線１７およびリード線（図示省略）が引き出された発熱部層を得た。全体の厚みは約３ｍｍであった。

また、断熱部層の断熱材料２１として、ガラス繊維から成る厚さ３ｍｍ、幅１１０ｍｍ、長さ２００ｍｍのマット２１を２枚重ねて使用し、この２枚のマットをガラス繊維糸を使用してほぼ５ｃｍ間隔の格子点で両シート間を緩く縫い合わせた。そして前記の帯状基材１１の半円形切り欠き部３２に対応する幅方向の両辺縁部には、同様に直径４１ミリの半円の窪みが出来るように切り欠き部３２を設けた。

断熱部の被包材料２２として、厚さ０．１μｍ、幅１７０ｍｍ、長さ２１０ｍｍのＰＴＦＥ樹脂コートガラスクロス２２（商品名：ＧＦ３−５、カニボウプラス会社製）２枚を準備し、その左端３ｍｍの位置から中央側に上記の断熱材料２１を配置し、断熱材料２１の右端の半円切り欠き部３２に対応する位置に直径３５ｍｍの半円を切り欠き３２、且つ右側の半円切り欠き部３２のさらに右側の帯状部３７は全て切除した。

上記のように処理した２枚のＰＴＦＥ樹脂コートガラスクロス２２の間に上記のガラス繊維マット２１を挟み、左端の接合しろ部分を含めてガラス繊維マット２１の周辺に３ｍｍの接合しろ３５が確保できるように配置し、当該接合しろ部に幅３ｍｍのＰＦＡ樹脂細幅シートを介在させた状態で３６０℃に加熱したヒートシーラーを使用して押圧して熱融着し、断熱材料２１が含まれる部分の幅方向の両辺縁に半円形切り欠き部３２を有する断熱部を得た。全体の厚みは約７ｍｍであった。上記の断熱部と前記の発熱部を幅方向の両辺縁部の接合しろ３５，３６を揃えてその接合しろ部分３５，３６においてそれぞれミシン縫いして一体化した。上記の断熱部の右側のガラスクロス３１のみから成る二つの帯状部は、その周辺をミシン縫いにより一層にまとめ、封着部帯状片とした。

この封着部帯状片３１の先端部の辺縁部に沿って幅１０ｍｍ、長さ８０ｍｍのマジックテープの一方の要素３３を接着剤を用いて接合し、配管用ヒーター１０を得た。この配管ヒーター１０を直径３５ｍｍの配管外周部に加熱面が面するように幅方向に巻き付けたところ、断熱部層内面は、発熱部層外周面に密着していたが、発熱部の加熱面にはしわは生じておらず、ピッタリと密着していた。そして、上記の封着部帯状片３１の先端に接合していたマジックテープの一方の要素３３が巻き付けた配管ヒーター１０の外周部に対面する位置に上記のマジックテープの他方の要素３４を接着剤を用いて接合し、両要素３３，３４間を押しつけて封着したところ、配管ヒーター１０は配管の外周面にピッタリと安定して装着された。

［実施例２］
実施例１において、発熱部層の帯状基材１１およびその被包材料１５の両辺縁部の半円形切り欠き部３２が無く両辺縁部を一直線状とした他は実施例１の場合と同様にして発熱部層を作製した。また、同様にして断熱部層の断熱材料２１の両辺縁部の切り欠き部３２が無く、その被包材料２２の切り欠き部３２に相当する位置の切り欠き部３２および帯状片３１の帯状の切り欠き部３２が無く、さらに外周面側および帯状片の先端に縫いつけられるマジックテープ（３３，３４）がそれぞれ一連に繋がっていること以外は実施例１の場合と同様にして断熱部層を作製した。得られた発熱部層および断熱部層を実施例１の場合と同様に左右の熱融着部で縫製して一体化して発熱部層および断熱部層を本体部を形成して分岐管用孔３２が無い配管用ヒーター１０を得た。

［実施例３］
外径が３５ｍｍ、長さが１００ｃｍで、端から３０ｃｍの位置にＴ字型分岐がある配管部分を実施例１および実施例２において得た配管用ヒーター１０を使用して加熱保温に供した。上記の配管部分の内、Ｔ字型分岐がある部分に実施例１で得られた分岐管用孔がある配管用ヒーター１つ１０を分岐管位置と分岐管用切り欠き孔部が合うように巻き付けて、封着部帯状片３１のマジックテープ内面の一方の要素３３を外周表面のマジックテープの他の要素３４と重ね合わせて結合して固定し、配管の残りの長さ１０ｃｍ部分および３０ｃｍ部分には実施例２で得た分岐管用孔が無い配管用ヒーター１０を４つ巻き付け、同様に封着部帯状片３１の内側のマジックテープの一方の要素３３を外周表面の他の要素３４と重ね合わせて結合して固定し、目的の配管部全表面を被覆した。

この両配管用ヒーターの電力供給線１７および熱電対１４のリード線をそれぞれ温度制御装置（図示省略）に接続し、その温度制御装置により制御温度を１５０℃に設定した電源装置により配管を１５０℃に加熱保温した。巻き付けた外観は、配管用ヒーター１０の全厚さは１０ｍｍ以上の厚さであるにも拘わらず、内側の発熱部層内面はしわの発生もなく配管外周面とピッタリと密着していた。

本発明の配管用ヒーターは、可撓性を維持しつつ粉塵および放出ガスの発生が極めて少なく、さらに発熱部層にしわが形成されることなく配管表面に密着して巻き付けて被覆できるため、発熱部層で生成される加熱エネルギーの効率よく配管に伝達されてエネルギー効率が高く、且つ発熱部層内に熱伝導不良による蓄熱がないため、局部的にも過熱されることが無いため故障が少なく耐久性が優れている。また、締着部を設けることにより、精密器具や装置などの配管への装着および脱着が容易である。従って、高水準の品質が要求されるクリーンルーム内の配管等においても効率よく安定して使用できる。

実施例１の配管用ヒーターの外観説明図実施例１の配管用ヒーターの発熱部の断面構成説明図実施例１の配管用ヒーターの平面構成説明図

符号の説明

１０配管用ヒーター
１１帯状基材層
１２発熱体（ニクロム線）
１３均熱材料層（良熱伝導性材料）
１４熱電対
１５発熱部被包材料層
１６引き出し口
１７電力供給線
１８発熱体（ニクロム線）縫い付け糸
２０配管用ヒーター発熱部断面図
２１断熱材料層
２２断熱部被包材料層
２３断熱部外周面（帯状基材、断熱材料）
３０配管用ヒーター平面図
３１封着部帯状片
３２切り欠き部
３３封着部結合要素の一方
３４封着部結合要素の他方
３５接合しろ（発熱部・断熱部被包材料層）
３６一体化結合部
３７封着部帯状切り欠き部

Claims

発熱部層と断熱部層とを有し、加熱対象とする配管の外周部に幅方向に巻き付けて配管を加熱・保温する配管用ヒーターであって、発熱部層と断熱部層はそれぞれ分離して構成され、上記の発熱部層は耐熱性且つ可撓性を有する帯状基材の加熱面側となる表面に発熱体を配置しその全体を耐熱性被包材料により被包されて成り、また、上記の断熱部層は帯状の断熱材料を耐熱性被包材料により被包されて成り、断熱部層を発熱部層の非加熱面側になるように且つ幅方向両辺縁部をそれぞれ揃えて重ね、当該重ねた縁部をそれぞれ一体に結合されて本体部が形成され、その際、上記の配管用ヒーター発熱部層の加熱面を配管の表面に密着するように巻き付けたとき、断熱部層の幅が、断熱部層内側面が発熱部層外周面に緩く密着する程度に長く設定されていることを特徴とする配管用ヒーター。
発熱部層の幅が、上記の配管用ヒーター発熱部層の加熱面を配管の表面に密着するように巻き付けたとき、本体部幅方向の両辺縁部が実質的に突き合わせとなる程度の長さであることを特徴とする請求項１に記載の配管用ヒーター。
実質的に突き合わせとなる本体部幅方向両辺縁部の一部を切り欠き、両切り欠き部を合わせ分岐管が貫通しうる程度の切り欠き孔が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の配管用ヒーター。
配管用ヒーターの幅方向の一方の辺縁部とその対向辺縁部との間に締着部を具備することを特徴とする請求項１から３までの何れか１つに記載の配管用ヒーター。
締着部として、配管用ヒーターの本体部幅方向の一方の辺縁部からその全幅またはその一部の幅で延びる帯状片を付設し、この配管用ヒーターをこの帯状片が外側となるように加熱対象とする配管に巻き付けたとき、この帯状片先端部とこの帯状片が当該ヒーターの対向辺縁部外周面と当接する位置とにそれぞれ結合要素の一方および他方部を具備していることを特徴とする請求項４に記載の配管用ヒーター。
配管に配管用ヒーターを幅方向に密着して巻き付けたとき形成される突き合わせ部の切り欠き孔部又は分岐管径に対応した幅で帯状片が欠除されていることを特徴とする請求項４に記載の配管用ヒーター。
少なくとも前記発熱部層の発熱体と加熱面側被包材料層との間にシート状均熱材料層が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の配管用ヒーター。