(57)【要約】    【課題】  各種流体を移送するヒータ付配管の端部における保温及び解凍性能を向上させる。    【解決手段】  流体を移送するナイロンチューブ３８の略全長に沿ってコード状ヒータ４０が配設されると共に、ナイロンチューブ３８及びコード状ヒータ４０の周囲に少なくとも保温層４６又は端末保温材５４が夫々配設されたヒータ付配管において、ナイロンチューブ３８の端部に位置するコード状ヒータ４０、詳細には、ナイロンチューブ３８と端末保温材５４との間に位置するコード状ヒータ４０を、折り返して二重化する。このようにすれば、ヒータ付配管の端部における発熱量は倍増し、コード状ヒータ４０の消費電力を極力抑制しつつ、配管端部における保温及び解凍性能を向上させることができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を移送する配管と、
該配管の略全長に沿って配設されるコード状のヒータと、
前記配管及びヒータの周囲に配設される保温層と、
を含んで構成されるヒータ付配管において、
前記配管の端部に位置するヒータは、所定長さの部位が多重化されることを特徴とするヒータ付配管。
【請求項２】
前記ヒータは、その端部を折り返すことで多重化されることを特徴とする請求項１記載のヒータ付配管。
【請求項３】
前記ヒータは、その端部にコード状のヒータを接続することで多重化されることを特徴とする請求項１記載のヒータ付配管。
【請求項４】
前記配管及びヒータと保温層との間には、該ヒータで発生した熱量を配管の外周に略均一に伝達する均熱層が介在されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のヒータ付配管。
【請求項５】
流体を移送する配管の略全長に沿ってコード状のヒータが配設されると共に、該配管及びヒータの周囲に少なくとも保温層が配設されたヒータ付配管を相手機器に接続するときに、その端部から保温層を剥ぎ取って配管及びヒータの一部を露出させ、該配管端部を相手機器に接続した後、露出しているヒータを多重化すると共に、露出している配管及びヒータの周囲に保温層を配設し、その保温層の周囲を熱収縮チューブで被覆することを特徴とするヒータ付配管の接続方法。
【請求項６】
流体を移送する配管の略全長に沿ってコード状のヒータが配設されると共に、該配管及びヒータの周囲に少なくとも保温層が配設されたヒータ付配管を相手機器に接続するときに、その端部から保温層を剥ぎ取って配管及びヒータの一部を露出させ、該配管端部を相手機器に接続した後、露出しているヒータを多重化すると共に、露出している配管及びヒータの周囲に均熱層及び保温層を配設し、その保温層の周囲を熱収縮チューブで被覆することを特徴とするヒータ付配管の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種流体を移送するヒータ付配管において、特に、配管端部における保温及び解凍性能を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
寒冷地における給水設備やガス分析装置などでは、配管内が結露又は凍結すると不具合が発生するので、特開２００３−２７５３５号公報（特許文献１）及び特開２００２−２４６１５７号公報（特許文献２）に記載されるようなヒータ付配管が用いられる。ヒータ付配管は、図５に示すように、チューブ１にコード状ヒータ２及びリード線３を沿わせ、その周囲に均熱層４，保温層５，結束層６及び保護カバー７を順次配設した構造をなす。
【特許文献１】特開２００３−２７５３５号公報
【特許文献２】特開２００２−２４６１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、配管を各種機器などに接続するときには、少なくとも、その端部に配設された保温層５，結束層６及び保護カバー７を剥ぎ取り、チューブ１を露出させなければならない。このため、配管端部では、コード状ヒータ２で発生した熱量がその周囲に放熱してしまい、中央部と比較して端部の保温及び解凍性能が劣らざるを得なかった。配管端部から放熱する熱量を補うべく、配管全長に亘ってヒータ容量を大きくすることが考えられるが、特に、車両に搭載する配管では、ジェネレータ（発電機）やバッテリの容量に制限があるため、このような対策を施すことは現実的ではなかった。
【０００４】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、配管端部に位置するヒータを多重化することで部分的な発熱量を倍増し、ヒータの消費電力を極力抑制しつつ、配管全長に亘って略均一な保温及び解凍性能を発揮可能なヒータ付配管及びその接続方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため、請求項１記載の発明では、流体を移送する配管と、該配管の略全長に沿って配設されるコード状のヒータと、前記配管及びヒータの周囲に配設される保温層と、を含んで構成されるヒータ付配管において、前記配管の端部に位置するヒータは、所定長さの部位が多重化されることを特徴とする。
請求項２記載の発明では、前記ヒータは、その端部を折り返すことで多重化されることを特徴とする。
【０００６】
請求項３記載の発明では、前記ヒータは、その端部にコード状のヒータを接続することで多重化されることを特徴とする。
請求項４記載の発明では、前記配管及びヒータと保温層との間には、該ヒータで発生した熱量を配管の外周に略均一に伝達する均熱層が介在されることを特徴とする。
請求項５記載の発明では、流体を移送する配管の略全長に沿ってコード状のヒータが配設されると共に、該配管及びヒータの周囲に少なくとも保温層が配設されたヒータ付配管を相手機器に接続するときに、その端部から保温層を剥ぎ取って配管及びヒータの一部を露出させ、該配管端部を相手機器に接続した後、露出しているヒータを多重化すると共に、露出している配管及びヒータの周囲に保温層を配設し、その保温層の周囲を熱収縮チューブで被覆することを特徴とする。
【０００７】
請求項６記載の発明では、流体を移送する配管の略全長に沿ってコード状のヒータが配設されると共に、該配管及びヒータの周囲に少なくとも保温層が配設されたヒータ付配管を相手機器に接続するときに、その端部から保温層を剥ぎ取って配管及びヒータの一部を露出させ、該配管端部を相手機器に接続した後、露出しているヒータを多重化すると共に、露出している配管及びヒータの周囲に均熱層及び保温層を配設し、その保温層の周囲を熱収縮チューブで被覆することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、ヒータ付配管の端部では、流体を移送する配管の略全長に沿って配設されるヒータの所定長さの部位が多重化されるので、同一電流を印加したときその部位における発熱量が倍増し、ヒータの消費電力を極力抑制しつつ、端部の保温及び解凍性能を向上させることができる。このとき、ヒータの容量，印加電流などに応じて多重化する所定長さを適切に設定すれば、ヒータ付配管の全長に亘って略均一の保温及び解凍性能が発揮され、移送される流体を効果的に保温及び解凍することができる。
【０００９】
請求項２又は請求項３に記載の発明によれば、ヒータ端部を折り返す、又は、ヒータの端部にコード状のヒータを接続するという簡単な構成で、配管の端部に位置するヒータの所定長さの部位を多重化することができる。そして、特に、請求項３記載の発明によれば、ヒータの柔軟性が低く折り返すことができないものであっても、その端部を容易に多重化することができる。
【００１０】
請求項４記載の発明によれば、ヒータで発生した熱量は、均熱層により配管の外周に略均一に伝達されるので、配管内はその外周から略均一に加熱されることとなり、移送対象たる流体の温度分布が略均一となると共に、凍結した流体を短時間で解凍することができる。
請求項５記載の発明によれば、ヒータ付配管は、その端部に位置する保温層を剥ぎ取って配管及びヒータの一部を露出させ、配管端部に相手機器を接続した後、露出しているヒータを多重化すると共に、露出している配管及びヒータの周囲に保温層を配設し、その保温層の周囲を熱収縮チューブで被覆する、という一連の手順を順次実施することで、相手機器に接続される。このため、汎用品のヒータ付配管を利用して、本発明に係るヒータ付配管を実現することが容易となり、製造コストの低減などを有効に図ることができる。
【００１１】
請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の発明の作用及び効果に加え、配管及びヒータの周囲に均熱層及び保温層が配設されるため、ヒータで発生した熱量は、均熱層により配管の外周に略均一に伝達されるので、配管内はその外周から略均一に加熱されることとなり、移送対象たる流体の温度分布が略均一となると共に、凍結した流体を短時間で解凍することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１は、尿素水溶液を還元剤として使用し、エンジン排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を触媒還元反応により浄化する排気浄化装置に対して、本発明に係るヒータ付配管を適用した実施形態を示す。
エンジン１０の排気マニフォールド１２に接続される排気管１４には、排気流通方向に沿って、一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ2）へと酸化させる酸化触媒１６と、エンジン運転状態に応じた必要量の尿素水溶液を噴射供給する噴射ノズル１８と、尿素水溶液を加水分解して得られるアンモニアによりＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ還元触媒２０と、ＮＯｘ還元触媒２０を通過したアンモニアを酸化させるアンモニア酸化触媒２２と、が夫々配設される。また、噴射ノズル１８には、貯蔵タンク２４に貯蔵される尿素水溶液が、ヒータ付配管２６及び還元剤供給装置２８を経て、空気と混合した噴霧状態で供給される。一方、還元剤供給装置２８に供給された尿素水溶液のうち余剰のものは、ヒータ付配管３０を通って貯蔵タンク２４へと戻される。ここで、貯蔵タンク２４と還元剤供給装置２８との間をヒータ付配管２６及び３０で接続した理由は、尿素水溶液の凝固点（氷点）が氷点下約１１℃であり、例えば、寒冷地を車両が走行したときに、貯蔵タンク２４から還元剤供給装置２８へと供給される尿素水溶液が凍結し、還元剤不足によりＮＯｘ浄化性能が得られない若しくは低下してしまうおそれがあるからである。なお、ヒータ付配管２６及び３０は、例えば、外気温度や貯蔵タンク２４内の温度に応じて、そのヒータが適宜作動するように制御することが望ましい。
【００１３】
排気浄化装置の制御系としては、エンジン運転状態に応じて尿素水溶液の噴射供給量を制御すべく、コンピュータを内蔵したコントロールユニット３２が備えられる。コントロールユニット３２では、エンジン回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ３４及びエンジン負荷Ｑを検出する負荷センサ３６からの信号に基づいて、そのＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶された制御プログラムによって、還元剤供給装置２８が制御される。ここで、エンジン負荷Ｑとしては、燃料噴射量，吸気流量，吸気負圧，アクセル開度，スロットル弁開度などが利用可能である。
【００１４】
かかる排気浄化装置において、噴射ノズル１８から噴射供給された尿素水溶液は、排気熱及び排気中の水蒸気により加水分解され、アンモニアが発生する。発生したアンモニアは、ＮＯｘ還元触媒２０において、排気中のＮＯｘと反応し、水及び無害なガスに浄化されることは知られたことである。このとき、ＮＯｘ還元触媒２０によるＮＯｘ浄化率を向上させるべく、酸化触媒１６によりＮＯがＮＯ2へと酸化され、排気中のＮＯとＮＯ2との割合が触媒還元反応に適したものに改善される。また、ＮＯｘ還元触媒２０を通過したアンモニアは、その排気下流に配設されたアンモニア酸化触媒２２により酸化されるので、異臭を放つアンモニアがそのまま大気中に排出されることを防止できる。
【００１５】
ヒータ付配管２６及び３０は、図２に示すように、流体としての尿素水溶液を移送するナイロンチューブ３８の略全長に沿ってコード状ヒータ４０及びリード線４２が夫々配設されると共に、その中間部周囲に、アルミニウムなどからなる均熱層４４，ガラスファイバーなどからなる保温層４６，ポリエステルなどからなる防湿層４８，ポリ塩化ビニルなどからなる保護カバー５０が順次配設された構成をなす。ここで、均熱層４４は、コード状ヒータ４０で発生した熱量をナイロンチューブ３８の外周に略均一に伝達する機能を発揮する。なお、尿素水溶液を移送するチューブとしては、ナイロンチューブ３８に限らず、フッ化樹脂チューブなどを用いてもよい。
【００１６】
一方、ナイロンチューブ３８の両端部周囲には、相手機器としてのコネクタ５２を接続するときに剥ぎ取った保温層４６，防湿層４８及び保護カバー５０の代わりに、略円筒形状のシリコンスポンジなどからなる保温層としての端末保温材５４が配設されると共に、その略全長に亘って熱収縮チューブ５６が被覆される。また、ナイロンチューブ３８と端末保温材５４との間に位置するコード状ヒータ４０は、部分的な発熱量を倍増させるべく、所定長さの部位が二重化される。具体的には、図３（Ａ）に示すように、コード状ヒータ４０の端部の所定長Ｌを折り返し、又は、同図（Ｂ）に示すように、圧着端子５８を使用してコード状ヒータ４０の端部に所定長Ｌを有するコード状ヒータ６０を接続することで、所定長さの部位が二重化される。ここで、同図（Ｂ）に示す圧着端子５８を使用するものでは、コード状ヒータ４０の柔軟性が低く、折り返すことができないものであっても、本発明を適用可能である。なお、図中略中央に位置する圧着端子６２は、コード状ヒータ４０とリード線４２とを接続するためのものである。また、コード状ヒータ４０の端部は、二重化する構成に限らず、例えば、幾重にも折り返して多重化するようにしてもよい。
【００１７】
このようにすれば、ヒータ付配管２６及び３０の端部では、コード状ヒータ４０が二重化されることから、同一電流を印加したときその部位における発熱量が略２倍となり、コード状ヒータ４０の消費電力を極力抑制しつつ、端部の保温及び解凍性能を向上させることができる。そして、コード状ヒータ４０のヒータ容量，印加電流などに応じて二重化する所定長さＬを適切に設定すれば、ヒータ付配管の全長に亘って略均一の保温及び解凍能力を発揮することができ、ナイロンチューブ３８により移送される尿素水溶液を効果的に保温及び解凍することができる。
【００１８】
次に、ナイロンチューブ３８の略全長に沿って配設されるコード状ヒータ４０及びリード線４２の周囲に、均熱層４４，保温層４６，防湿層４８及び保護カバー５０が順次配設された端部が切りっぱなしのヒータ付配管の端部に、相手機器としてのコネクタ５２を接続する手順について説明する。
先ず、ヒータ付配管の端部から適当な位置で、保護カバー５０，防湿層４８，保温層４６及び均熱層４４に切り目を入れ、図４（Ａ）に示すように、これらを端部から剥ぎ取ってナイロンチューブ３８，コード状ヒータ４０及びリード線４２を露出させる。次に、ナイロンチューブ３８を図示しない工具で把持し、同図（Ｂ）に示すように、その端部にコネクタ５２を圧入する。ナイロンチューブ３８の端部にコネクタ５２を圧入したら、同図（Ｃ）に示すように、露出しているコード状ヒータ４０の所定長Ｌを二重化すると共に、その端部とリード線４２とを圧着端子６２で接続した後、ナイロンチューブ３８及びコード状ヒータ４０全体にアルミテープなどからなる均熱層４４を巻き付け、その後軸方向にスリットが形成された略円筒形状の端末保温材５４を取り付ける。端末保温材５４が取り付けられたら、同図（Ｄ）に示すように、端末保温材５４の略全長に亘って熱収縮チューブ５６を被せた後、これに熱を加えて収縮させ、同図（Ｅ）に示すように、端末保温材５４の周囲を被覆する。
【００１９】
このようにすれば、ヒータ付配管は、端部に位置する保温層４６などを剥ぎ取った後、コネクタ５２を接続し、コード状ヒータ４０を二重化すると共に端末保温材５４を取り付け、熱収縮チューブ５６によりその周囲を被覆する、という一連の作業を順次実施することで、相手機器に接続される。このため、汎用品のヒータ付配管を利用して、本発明に係るヒータ付配管を実現することが容易となり、製造コストの低減などを有効に図ることができる。
【００２０】
なお、本発明に係るヒータ付配管は、車両に搭載される排気浄化装置に限らず、寒冷地の給水設備，ガス分析装置などでも利用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るヒータ付配管を排気浄化装置に適用した構成図
【図２】本発明に係るヒータ付配管の詳細を示し、（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）は側面断面図
【図３】配管端部におけるコード状ヒータを二重化する方法を示し、（Ａ）はコード状ヒータを折り返す方法の説明図、（Ｂ）は圧着端子を用いた方法の説明図
【図４】本発明に係るヒータ付配管の製造方法を示し、（Ａ）〜（Ｅ）は夫々第１工程〜第５工程の説明図
【図５】従来技術におけるヒータ付配管の構造を示し、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は斜視図
【符号の説明】
【００２２】
２６  ヒータ付配管
３０  ヒータ付配管
３８  ナイロンチューブ
４０  コード状ヒータ
４２  リード線
４４  均熱層
４６  保温層
５２  コネクタ
５４  端末保温材
５６  熱収縮チューブ
５８  圧着端子
６０  コード状ヒータ
６２  圧着端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005214403.tif 000006
【図５】
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