(57)【要約】【課題】  流体を全長に渡って従来より均質に加熱することができる流体加熱用チューブを提供しようとするもの。【解決手段】  流体を昇温させるチューブであって、導電発熱層３が長手方向に形成されると共に、前記導電発熱層３に電圧を印加し発熱させて流体を加熱するようにした。外付けのヒーター・熱源にチューブを接触させて流体へと伝熱するよりも効率的に加熱することができる。特に絶縁性の流体を対象として加熱する場合には、シンプルな構造で実施できるという利点がある。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を昇温させるチューブであって、導電発熱層（３）が長手方向に形成されると共に、前記導電発熱層（３）に電圧を印加し発熱させて流体を加熱するようにしたことを特徴とする流体加熱用チューブ。
【請求項２】
最内層には流体と接する絶縁層（２）を有し、その外層側には導電発熱層（３）が長手方向に積層されると共に、前記導電発熱層（３）に電圧を印加して発熱させ前記最内層の絶縁層（２）を介して流体を加熱するようにした請求項１記載の流体加熱用チューブ。
【請求項３】
前記導電発熱層（３）は長手方向に帯状に形成され、前記帯状部分相互間に内部状況を確認できる視認可能領域（５）を有する請求項２記載の流体加熱用チューブ。
【請求項４】
前記導電発熱層（３）の帯状部分は長手方向に向けて螺旋状に形成された請求項３記載の流体加熱用チューブ。
【請求項５】
チューブ外面に絶縁層（１）を有する請求項１乃至４のいずれかに記載の流体加熱用チューブ。
【請求項６】
熱可塑性エラストマ、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ゴム又はこれらの混合物で形成された請求項１乃至５のいずれかに記載の流体加熱用チューブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、検体その他の流体を加熱する流体加熱用チューブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、住宅用の給水、給湯等の送水ホースとして使用される発熱性チューブが知られているが、前記送水ホースは野外の使用、特に寒冷地での野外の使用においてホース内に残留した水が凍結するという問題に鑑み、ホース全長に亘って一定の温度で発熱することができるようにするため次のような提案がある（特許文献１参照）。
【０００３】
すなわち、図１０に示すように、内層チューブ11と外層チューブ12で構成された円筒状の合成樹脂製の発熱性チューブであって、前記内層チューブ11と前記外層チューブ12の層間に互いに交差しない２本の裸銅線13a、13bと１本の発熱繊維14が埋設されており、前記裸銅線13a、13bが前記発熱繊維14に一定間隔で接触交差するようにしている。これにより、発熱繊維14が一定間隔で裸銅線13a、13bと接触していることから、発熱性チューブに埋設した裸銅線13a、13bに電流を流すことで裸銅線13a、13bと発熱繊維14で形成された並列回路が等間隔で形成され、チューブの長さに関係なくチューブ全体を一定の温度で発熱することができる、というものである。
【０００４】
ところで、上記のような給水、給湯等の生活材としての大径の発熱性チューブとは発明が属する技術分野が若干異なるのであるが、近時、微量で高速の分析技術の開発により、家庭用等診断チップなどの大きなライフサイエンス市場を創出しようとする試みがある（非特許文献１参照）。
【０００５】
具体的には、検体その他の流体を体温程度まで昇温して分析装置に供給するため、前記流体を流すチューブを熱源に接触させて加熱を行う配管（プロセス管）の開発が進められている。
【０００６】
しかし、前記プロセス管と熱源（板状形状や紐状形状のヒーターなど）との相互間の接触面積が小さく、全長に渡って均質に加熱することができないという問題があった。
【特許文献１】特開２００４―１６２８２７号公報（第２〜３頁、図１）
【非特許文献１】マイクロ化学プロセス技術研究組合ホームページ、“事業目的”、[2004/11/5検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.mcpt.jp/japanese/mission.html＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこでこの発明は、流体を全長に渡って従来より均質に加熱することができる流体加熱用チューブを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するためこの発明では次のような技術的手段を講じている。
（１）この発明の流体加熱用チューブは、流体を昇温させるチューブであって、導電発熱層が長手方向に形成されると共に、前記導電発熱層に電圧を印加し発熱させて流体を加熱するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
この流体加熱用チューブは、長手方向に形成される導電発熱層に電圧を加えて発熱させ流体を加熱するようにしたので、外付けのヒーター・熱源にチューブを接触させて流体へと伝熱するよりも効率的に加熱することができる。特に絶縁性の流体を対象として加熱する場合には、シンプルな構造で実施できるという利点がある。
【００１０】
例えば、採取した分析用の検体（流体）を例えば生体内と同じような条件に近づける為に室温から３５〜３７℃程度へと効率的に加熱し昇温させた状態で分析機器に導入することができる。
【００１１】
チューブに対して長手方向に形成される前記導電発熱層は絶縁層を併設して例えばストライプ状や螺旋状とすることができるが、チューブ自体を導電発熱材料から成る単一材料で構成してもよい。
【００１２】
(２) 最内層には流体と接する絶縁層を有し、その外層側には導電発熱層が長手方向に積層されると共に、前記導電発熱層に電圧を印加して発熱させ前記最内層の絶縁層を介して流体を加熱するようにしてもよい。
【００１３】
この流体加熱用チューブは、流体と接する絶縁層の外層側の導電発熱層に電圧を加えて発熱させ最内層の絶縁層を介して流体を加熱するようにしたので、外付けのヒーター・熱源にチューブを接触させて流体へと伝熱するよりも効率的に加熱することができる。
【００１４】
ここで、前記導電発熱層は、チューブの肉厚中や外層に設けることができる。前記導電発熱層には、導電することにより発熱する性質を有する樹脂や物質（例えばカーボンや金属粉）を含有させることができる。また、前記導電発熱層の体積抵抗率を１０−６〜１０５Ω・ｃｍに設定すると、自在に昇温設定が可能となるという利点がある。このチューブは内径の直径を好ましくは８ｍｍ以下、昇温効率上より好ましくは３ｍｍ以下として実施することができ、導電発熱層より内層の絶縁層の肉厚はできればより薄めに設定する方が熱伝達効率に優れる。
【００１５】
また、最内層には流体と接する絶縁層を有するので、導電性流体に対しても効率的に加熱することができる。
【００１６】
なお、絶縁層と導電発熱層との間に接着層その他の層が介在していていもよい。
【００１７】
(３)前記導電発熱層は長手方向に帯状に形成され、前記帯状部分相互間に内部状況を確認できる視認可能領域を有することとしてもよい。
【００１８】
前記導電発熱層はチューブの長手方向の全周に設けてもよいし長手方向に渡る一部領域に沿って設けてもよいが、前記のように構成すると内部の流体の様子を確認しながら流体の昇温を円滑に行うことができる。
【００１９】
(４) 前記導電発熱層の帯状部分は長手方向に向けて螺旋状に形成されたこととしてもよい。このように構成すると、前記（３）の構造よりも円周方向により均一な加熱ができるという利点がある。
【００２０】
(５) チューブ外面に絶縁層を有することとしてもよい。このように構成すると、多層押出成形設備を用いた多層チューブ押出金型により各層の構成を自在に調整できるので、チューブの耐圧性や柔軟性を自由に調整することができる。
【００２１】
(６) 熱可塑性エラストマ、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ゴム又はこれらの混合物で形成されたこととしてもよい。このように構成して小径等のプロセス管を一体的に形成することができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明は上述のような構成であり、次の効果を有する。
【００２３】
外付けのヒーター・熱源にチューブを接触させて流体へと伝熱するよりも効率的に加熱することができるので、流体を全長に渡って従来より均質に加熱することができる流体加熱用チューブを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（実施形態１）
図１に示すように、この実施形態の微量の分析用流体の加熱用チューブは、流体（採取された分析用の検体等）を昇温させる小径チューブである。その内径の直径は好ましくは８ｍｍ以下であり、昇温効率上より好ましくは３ｍｍ以下である。例えば、外径（ｍｍ）―内径（ｍｍ）が３−２φとか３−１φとすることができる。
【００２５】
この自己発熱チューブは熱可塑性樹脂（ＥＴＦＥ樹脂）で押出成形により形成しており、小径のプロセス管を一体的に連続成形し、任意の長さにカットして使用することができる。また、前記熱可塑性樹脂以外にＰＦＡ樹脂で形成することもできる。
【００２６】
図１に示すように、この微量流体加熱用チューブはチューブ外面に絶縁層１（ナイロン１２）を形成しているが、図２に示すように、前記外面の絶縁層を形成せずに実施することもできる。
【００２７】
チューブ最内層には流体と接する絶縁層２（ベースのＥＴＦＥ樹脂）を有し、その外層側には導電発熱層３が長手方向に積層される。前記導電発熱層３は、チューブの肉厚中（図１参照）や外層（図２参照）に設けることができる。前記導電発熱層３では、ベースのＥＴＦＥ樹脂に対して導電することにより発熱する性質を有する樹脂や物質（例えば導電性カーボンや金属粉、カーボン繊維や金属繊維、カーボンナノチューブ）を混合して含有させている。前記導電発熱層３の体積抵抗率を１０−６〜１０５Ω・ｃｍとなるように設定しており、自在に昇温設定が可能となるという利点がある。
【００２８】
そして、前記導電発熱層３に電圧を印加して発熱させ前記最内層の絶縁層２を介して流体を加熱するようにしている。具体的には、図３に示すように（チューブサイズを２．２−１φに設定した）、前記流体の出口近傍のチューブ温度を温度センサＳにより検知して導電発熱層への導線４により印加電圧を制御するようにしている。
【００２９】
例えば、採取した分析用の検体（流体）を生体内と同じような条件に近づける為に室温（雰囲気温度１５〜２５℃）から体温に近い３５〜３７℃程度へと加熱し昇温させた状態で分析機器（図示せず）に導入する小径プロセス管として使用することができる。なお、昇温させる温度として８０℃等のより高温に加熱する場合もある。
【００３０】
ここで、図１に係る微量流体加熱用チューブは、３種３層多層チューブ金型を用いて押出成形により製造した。また、図２に係る微量流体加熱用チューブは、２種２層多層チューブ金型を用いて押出成形により製造した。
【００３１】
次に、この実施形態の微量流体加熱用チューブの使用状態を説明する。
【００３２】
この微量流体加熱用チューブは、流体と接する絶縁層２の外層側の導電発熱層３に電圧を加えて発熱させ最内層の絶縁層２を介して流体を加熱するようにしたので、外付けのヒーター・熱源にチューブを接触させて流体へと伝熱するよりも効率的に加熱することができるという利点がある。ここで、導電発熱層３より内層の絶縁層２の肉厚はできればより薄めに設定する方が熱伝達効率に優れる。
【００３３】
また、前記流体の出口近傍のチューブ温度を検知して導電発熱層３への印加電圧を制御するようにしており、昇温させた流体の温度を直接測定しなくても流体の出口近傍のチューブ温度により印加電圧を調整することができると共に、流体入口近傍（１５〜２５℃）と比較して出口近傍（３７℃）では流体が昇温されてきており、この位置でのチューブ温度を検知することによりチューブ内の実際の流体の温度をより正確に評価することができるという利点がある。
【００３４】
（実施形態２）
前記実施形態との相違点を主に説明する。
図４に示すように、導電発熱層３は対称の位置に４本の帯状に形成されると共に、前記帯状部分相互間に内部状況を確認できる略透明の視認可能領域５を有する。この微量流体加熱用チューブは、２色異型金型を用いて押出成形により製造した。なお、この微量流体加熱用チューブはチューブ外面に絶縁層１（ベースのＥＴＦＥ樹脂）を形成しているが、図５に示すように、前記外面の絶縁層を形成せずに実施することもできる。
【００３５】
前記導電発熱層３は実施形態１のようにチューブの長手方向の全周に設けてもよいが、この実施形態では長手方向に渡る一部領域に沿って設けている。そして、前記導電発熱層３は長手方向に帯状に形成され前記帯状部分相互間に内部状況を確認できる視認可能領域５を有しているので、内部の流体の様子を確認しながら流体の昇温を円滑に行うことができるという利点がある。
【００３６】
（実施形態３）
前記実施形態との相違点を主に説明する。
図６に示すように、導電発熱層３の帯状部分は長手方向に向けて対称の位置の２本の螺旋状に形成していると共に、前記帯状部分相互間に内部状況を確認できる略透明の視認可能領域５を有する。この微量流体加熱用チューブは、２色異型回転金型を用いて押出成形により製造した。そして、この構造により、内部の流体の様子を確認しながら流体の昇温を円滑に行うことができると共に、どの方向にも均等な力で曲げることができるという利点がある。
【００３７】
（実施形態４）
上記実施形態との相違点を主に説明する。
図７に示すように、この微量流体加熱用チューブは、流体を昇温させる小径チューブであって、導電発熱層３が長手方向にストライプ状に形成されると共に、前記導電発熱層３に電圧を印加し発熱させて流体を加熱するようにしている。前記ストライプ状の相互間には、絶縁層２を併設している。この微量流体加熱用チューブは、２色異型チューブ金型を用いて製造した。
【００３８】
この微量流体加熱用チューブは、長手方向にストライプ状に形成される導電発熱層３に電圧を加えて発熱させ流体を加熱するようにしたので、外付けのヒーター・熱源にチューブを接触させて流体へと伝熱するよりも効率的に加熱することができる。特に絶縁性の流体を対象として加熱する場合には、シンプルな構造で実施できるという利点がある。また、導電発熱層３を長手方向にストライプ状に形成したので、実施形態３よりも効率的に加熱することができるという利点がある。
【００３９】
（実施形態５）
上記実施形態との相違点を主に説明する。
図８に示すように、この微量流体加熱用チューブは、流体を昇温させる小径チューブであって、導電発熱層３が螺旋状に形成されると共に、前記導電発熱層３に電圧を印加し発熱させて流体を加熱するようにしている。前記螺旋状の相互間には、絶縁層２を併設している。この微量流体加熱用チューブは、２色回転異型チューブ金型を用いて製造した。
【００４０】
この微量流体加熱用チューブは、螺旋状に形成される導電発熱層３に電圧を加えて発熱させ流体を加熱するようにしたので、外付けのヒーター・熱源にチューブを接触させて流体へと伝熱するよりも効率的に加熱することができる。特に絶縁性の流体を対象として加熱する場合には、シンプルな構造で実施できるという利点がある。また、導電発熱層３を螺旋状に形成したので、どの方向にも均等な力で曲げることができるという利点がある。
【００４１】
（実施形態６）
上記実施形態との相違点を主に説明する。
図９に示すように、この微量流体加熱用チューブは、流体を昇温させる小径チューブであって、導電発熱層３が螺旋状に形成されると共に、前記導電発熱層３に電圧を印加し発熱させて流体を加熱するようにしている。この実施形態では、チューブ自体を導電発熱材料から成る単一材料で構成している。
【００４２】
この微量流体加熱用チューブは、単層チューブ金型により製造した。
【００４３】
この微量流体加熱用チューブは、螺旋状に形成される導電発熱層３に電圧を加えて発熱させ流体を加熱するようにしたので、外付けのヒーター・熱源にチューブを接触させて流体へと伝熱するよりも効率的に加熱することができる。特に絶縁性の流体を対象として加熱する場合には、シンプルな構造で実施できるという利点がある。また、チューブ自体を導電発熱材料から成る単一材料で構成したので、効率的に加熱できまた材料が混ざらないのでリサイクルすることができるという利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
検体その他の流体を体温程度まで加熱して分析機器に供給するプロセス管の用途など、種々の流体加熱用チューブの用途に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の流体加熱用チューブの実施形態１を説明する要部斜視図。
【図２】実施例１の流体加熱用チューブの他の実施態様を説明する要部斜視図。
【図３】図１の流体加熱用チューブの使用状態を説明する平面図。
【図４】この発明の流体加熱用チューブの実施形態２で、（Ａ）は軸方向の断面図、（Ｂ）は長手方向の断面図、（Ｃ）は要部斜視図。
【図５】実施例２の流体加熱用チューブの他の実施態様を説明する図で、（Ａ）は軸方向の断面図、（Ｂ）は長手方向の断面図、（Ｃ）は要部斜視図。
【図６】この発明の流体加熱用チューブの実施形態３で、（Ａ）は軸方向の断面図、（Ｂ）は長手方向の断面図、（Ｃ）は要部斜視図。
【図７】この発明の流体加熱用チューブの実施形態４で、（Ａ）は軸方向の断面図、（Ｂ）は長手方向の断面図、（Ｃ）は要部斜視図。
【図８】この発明の流体加熱用チューブの実施形態５で、（Ａ）は軸方向の断面図、（Ｂ）は長手方向の断面図、（Ｃ）は要部斜視図。
【図９】この発明の流体加熱用チューブの実施形態６で、（Ａ）は軸方向の断面図、（Ｂ）は長手方向の断面図、（Ｃ）は要部斜視図。
【図１０】従来の発熱性チューブを示す斜視図（特許文献１の図１）
【符号の説明】
【００４６】
１  （外面の）絶縁層
２  （最内層の）絶縁層
３  導電発熱層
５  視認可能領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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