(57)【要約】【課題】配管やダクト等の加熱対象物の外周面に隙間無く密着して装着することが可能な、優れた加熱効率を有するヒータ装置を提供すること。【解決手段】ベースフィルム上に箔状に設けられ発熱体として機能する抵抗体と、上記抵抗体に連続して形成され電気母線として機能する一対の電極と、を具備した面状ヒータを任意個数用意して、該任意個数の面状ヒータを、上記一対の電極の端部で、溶接により接続してなることを特徴とするヒータ装置。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースフィルム上に箔状に設けられ発熱体として機能する抵抗体と、上記抵抗体に連続して形成され電気母線として機能する一対の電極と、を具備した面状ヒータを任意個数用意して、該任意個数の面状ヒータを、上記一対の電極の端部で、溶接により接続してなることを特徴とするヒータ装置。
【請求項２】
ベースフィルム上に箔状に設けられ発熱体として機能する抵抗体と、上記抵抗体に連続して形成され電気母線として機能する一対の電極と、を具備した面状ヒータを任意個数用意して、該任意個数の面状ヒータを、上記一対の電極の端部で、別に用意した箔状の導電部材を介して溶接により接続してなることを特徴とするヒータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルムヒータからなる面状ヒータを長手方向に複数連続して設けたヒータ装置に係り、特に、配管やダクト等の加熱対象物の外周面に隙間無く密着して装着することが可能な、優れた加熱効率を有するヒータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、各種のプラント等においては、配管の外周部にヒータを取り付け、凍結防止等を図ることが行われている。上記ヒータとしては、例えば、「ベルトヒータ」、「可変長ヒータ」と称される、いわゆるコード状のヒータがある。このような構成のヒータを使用する場合には、加熱対象物、例えばプラントの配管の長さに合わせてその長さを現場で任意に決定して切断し、必要な施工作業を行う。しかしながら、上記のようなコード状のヒータを用いた場合の不具合として、加熱対象物に対して、ヒータが極めて小さな接触面で接触することになるので、加熱効率が低いという問題や、ヒータを加熱対象物に固定する場合に、別途固定用テープ等を用意する必要があり、固定作業も煩雑になるという問題がある。
【０００３】
このような不具合を改善したものとして、特開平９−７３９７５号公報に開示されたヒータ装置が挙げられる。図７は、このヒータ装置の構造を示す図である。まず、ベースフィルム１０５があり、このベースフィルム１０５は、例えば、ＰＥＴフィルム（ポリエステルフィルム）等から構成されている。又、このベースフィルム１０５の下面は接着面になっていて、そこに貼付けられた図示しないカバーを除去することにより、該接着面を介して加熱対象物の外表面に貼付可能になっている。上記ベースフィルム１０５上には、一対の電極１０３と、発熱部として機能する箔状の抵抗体１０６とがエッチング加工によってパターンとして設けられている。上記パターンは、例えば、アルミニウム等の金属を上記したようにエッチングすることにより構成されている。又、一対の電極１０３の両端には接続端子１０７が接続されている。このようにして構成された隣接する面状ヒータ１０２、１０２が接続端子１０７を介して電気的に接続され、ヒータ装置１０１が構成されている。
【０００４】
上記公報によれば、このヒータ装置は、上述したような従来のコード状のヒータに比べて、加熱対象物に対して比較的大きな接触面積で接触することになるため、加熱効率が高くなるとともに、加熱対象物に装着する場合にも、上述したような従来のコード状のヒータのように別途固定用テープ等を使用する必要が無く、ベースフィルムのカバーを除去して、その接着面を加熱対象物の表面に接着させるだけで装着することできる、とされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に開示されたヒータ装置には、次のような問題点があった。即ち、面状ヒータを接続端子を介して接続する構成であるため、接続部分が厚くなり、ヒータ装置の平坦度が部分的に損なわれた状態になる。又、接続端子は可撓性に乏しいことから、接続部分を加熱対象物の曲面に対応して変形させることができない。そのため、接続部分及びその近傍が加熱対象物の表面から離間した状態になってしまい、ヒータ装置の全面を加熱対象物の表面に隙間無く密着させることが困難であった。
【０００６】
本発明は上記の点に基づいてなされたもので、その目的とするところは、例えば、配管やダクト等の加熱対象物の外周面に隙間無く密着して装着することが可能な、優れた加熱効率を有するヒータ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するべく、本発明の請求項１によるヒータ装置は、ベースフィルム上に箔状に設けられ発熱体として機能する抵抗体と、上記抵抗体に連続して形成され電気母線として機能する一対の電極と、を具備した面状ヒータを任意個数用意して、該任意個数の面状ヒータを、上記一対の電極の端部で、溶接により接続してなることを特徴とするものである。
又、請求項２によるヒータ装置は、ベースフィルム上に箔状に設けられ発熱体として機能する抵抗体と、上記抵抗体に連続して形成され電気母線として機能する一対の電極と、を具備した面状ヒータを任意個数用意して、該任意個数の面状ヒータを、上記一対の電極の端部で、別に用意した箔状の導電部材を介して溶接により接続してなることを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明において用いられるベースフィルムは、合成樹脂などの従来公知の高分子材料をフィルム状にしたもので、例えば、ＰＥＴフィルム（ポリエステルフィルム）、ポリイミドフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルムなどが好ましく用いられる。
【０００９】
上記したベースフィルムの表面に、発熱体として機能する抵抗体と、電気母線として機能する一対の電極とが設けられることにより、面状ヒータが構成される。上記抵抗体及び上記電極は、例えば、アルミニウム、ニッケルクロム、ステンレスなどの金属が好ましく用いられる。これらは、例えば、エッチング加工、打抜き加工などの処理によりパターン化され、箔状のものとして得られる。
【００１０】
このようにして得られた面状ヒータを任意個数用意し、この任意個数の面状ヒータを、一対の電極の端部を溶接することによって接続して本発明のヒータ装置とする。ここで、任意個数の面状ヒータを接続する方法としては、例えば、面状ヒータの電極の端部に位置するベースフィルムを取り除いた後、この取り除いた部分の電極を別の面状ヒータの電極の端部に重ね溶接を施すことが考えられる。又、他の方法としては、例えば、面状ヒータの電極の端部及び別の面状ヒータの電極の端部に箔状の導電部材を重ね、導電部材と夫々の電極が重なる部分に溶接を施すことが考えられる。溶接の方法としては、スポット溶接、パラレルギャップ溶接等の従来公知の方法を採用することができる。
【００１１】
導電部材は、例えば、アルミニウム、ステンレスなどの金属を箔状又は板状にしたものが好ましく用いられる。上記した電極と同じ材料を用いれば、溶接が容易となるため、特に好ましい。導電部材の厚さは、電極の厚さを１とした時、０．３以上３以下であることが好ましい。導電部材の厚さが０．３未満であると、接続部分における機械的強度（引張強度）が不十分になってしまい、安定した電気的接続状態を得ることが困難となってしまう。この場合には、導通不良や接触不良による異常加熱が発生してしまう恐れがある。又、導電部材の厚さが３を超えた場合には、ヒータ装置全体の厚さが厚くなってしまうとともに、接続部分の可撓性が低下してしまう。
【００１２】
上記のような接続方法により、複数個、例えば、４個の面状ヒータを接続したとすると、図６に示すような回路構成になる。即ち、４個の面状ヒータの夫々の電極３，４が全て直列に接続されることになって一対の電気母線１３，１４を構成する。これら一対の電気母線１３，１４を介して、４個の面状ヒータの抵抗体６が並列接続されることになる。よって、どこの箇所においてもその発熱量は一定になるものである。
【００１３】
以上のようにして構成されたヒータ装置は、電極の所定の位置に溶接、端子等によってリード線が接続された後、例えば、縦添え、横巻などの方法によって加熱対象物に装着され実使用に供されることになる。尚、ヒータ装置の片面又は両面には、使用条件を考慮して適宜にＰＥＴフィルム等の絶縁部材を重ねても良い。又、加熱対象物への装着作業を容易にするために、ベースフィルム又は絶縁部材の一面に接着層を設けることも考えられる。
【００１４】
本発明のヒータ装置は、従来のように任意個数の面状ヒータを接続端子で接続した構成でなく、溶接によって接続した構成である。そのため、接続部分が厚くなることはなく、ヒータ装置全体が平坦な状態になっている。又、接続部分においても可撓性に優れていることから、接続部分を曲面に対応して変形させることができる。そのため、ヒータ装置の全面を加熱対象物の表面に隙間無く密着した状態で装着することができる。
【００１５】
尚、任意個数の面状ヒータを接続する際、ハンダ付による接続も考えられるが、この場合には、接続部分における機械的強度（引張強度）が不十分になってしまい、安定した電気的接続状態を得ることが困難となってしまうとともに、ヒータ装置全体の厚さが厚くなり、更に、接続部分の可撓性が低下してしまう。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を、図１乃至図５を参照しながら説明する。
【００１７】
実施例１
まず、図１及び図２に示すように、厚さ７５μｍのＰＥＴフィルムからなるベースフィルム５があり、このベースフィルム５上には、厚さ３０μｍのステンレス箔をエッチング加工することにより得られた一対の電極３，４と、抵抗体６が設けられ、面状ヒータ２が構成される。抵抗体６の抵抗値は、（１００Ｖ−１２．５Ｗ）となるようにその抵抗値が８００Ωに設定されている。
【００１８】
次に、この面状ヒータ２の長手方向に、上記と同様にして作製した面状ヒータ２’を並べ、面状ヒータ２の電極３，４の端部に位置するベースフィルムを取り除いた後、この取り除いた部分の電極３，４を面状ヒータ２’の電極３’，４’の端部に重ねる。そして、電極３，４と電極３’，４’が重なった部分に図示しない溶接機の電極を配置して溶接を施した。このようにして、接続部分の厚さが１３５μｍであるヒータ装置１を製造した。ここで、ヒータ装置１において、電極３，３’と電極４，４’が夫々電気母線として機能し、抵抗体６と抵抗体６’が並列接続されるように構成されている。尚、ヒータ装置１の両面には、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムからなる絶縁部材を配置した。
【００１９】
実施例２
まず、図３及び図４に示すように、厚さ７５μｍのＰＥＴフィルムからなるベースフィルム５があり、このベースフィルム５上には、厚さ３０μｍのステンレス箔をエッチング加工することにより得られた一対の電極３，４と、抵抗体６が設けられ、面状ヒータ２が構成される。抵抗体６の抵抗値は、（１００Ｖ−１２．５Ｗ）となるようにその抵抗値が８００Ωに設定されている。
【００２０】
次に、この面状ヒータ２の長手方向に、上記と同様にして作製した面状ヒータ２’を並べ、面状ヒータ２の電極３，４の端部及び別の面状ヒータ２’の電極３’，４’の端部に、ステンレスからなり縦１０ｍｍ×横８ｍｍ×厚さ５０μｍの導電部材７を重ねる。そして、電極３，４と導電部材７が重なった部分及び電極３’，４’と導電部材７が重なった部分に図示しない溶接機の電極を配置して溶接を施した。このようにして、接続部分の厚さが１５５μｍであるヒータ装置１を製造した。ここで、ヒータ装置１において、電極３，３’と電極４，４’が夫々電気母線として機能し、抵抗体６と抵抗体６’が並列接続されるように構成されている。尚、ヒータ装置１の両面には、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムからなる絶縁部材を配置した。
【００２１】
ここで、このようにして得られたヒータ装置１を、図５に示すような外径３０φの円筒状パイプ（加熱対象物）１１の表面に接着剤を用いて装着してみたところ、何れのヒータ装置も、その全面が円筒状パイプ（加熱対象物）１１の表面に隙間無く密着した状態で装着されたことを確認できた。
【００２２】
尚、本発明は上記の実施例に限定されるものではない。上記の実施例においては、２個の面状ヒータを接続してヒータ装置とした例を示したが、同様の接続方法により、２個以上の複数の面状ヒータを接続し、加熱対象物の長さに合った所定の長さのヒータ装置を構成しても良い。
【００２３】
【発明の効果】
本発明のヒータ装置は、従来のように任意個数の面状ヒータを接続端子で接続した構成でなく、溶接によって接続した構成である。そのため、接続部分が厚くなることはなく、ヒータ装置全体が平坦な状態になっている。又、接続部分においても可撓性に優れていることから、接続部分を曲面に対応して変形させることができる。そのため、ヒータ装置の全面を加熱対象物の表面に隙間無く密着した状態で装着することができる。従って、例えば、配管やダクト等の加熱対象物の外周面に取り付けられ、凍結を防止するヒータ装置などに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１を示す図で、ヒータ装置の構造を示す上面図である。
【図２】本発明の実施例１を示す図で、ヒータ装置の接続状態を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例２を示す図で、ヒータ装置の構造を示す上面図である。
【図４】本発明の実施例２を示す図で、ヒータ装置の接続状態を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例を示す図で、ヒータ装置を加熱対象物の表面に装着した状態を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施例を示す図で、ヒータ装置の回路構成を示す図である。
【図７】従来例を示す図で、ヒータ装置の構造を示す上面図である。
【符号の説明】
１　ヒータ装置
２，２’　面状ヒータ
３，３’　電極
４，４’　電極
５，５’　ベースフィルム
６，６’　抵抗体
７　導電部材
１１　円筒状パイプ｛加熱対象物｝
１３　電気母線
１４　電気母線
【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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