JPH02210787A - 重ね合わせ誘導電流発熱板 - Google Patents

重ね合わせ誘導電流発熱板

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JPH02210787A
JPH02210787A JP1029305A JP2930589A JPH02210787A JP H02210787 A JPH02210787 A JP H02210787A JP 1029305 A JP1029305 A JP 1029305A JP 2930589 A JP2930589 A JP 2930589A JP H02210787 A JPH02210787 A JP H02210787A
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Shigemi Matsuzaki
松崎 茂巳
Isao Nemoto
功 根本
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Nemoto Kikaku Kogyo KK
Nippon Koei Co Ltd
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Nemoto Kikaku Kogyo KK
Nippon Koei Co Ltd
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/10Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications

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  • Electromagnetism (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)
  • Road Signs Or Road Markings (AREA)

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】 Ca業上の利用分野] 本発明は、2枚の鋼板を重ね合わせるとき、その間に複
数本の管状の空洞を作り、この空洞に複数本の絶縁電線
よりなり、交流電流の1次回路をなしつる電線束を挿入
出来るようにし、かつ重ね合わせた鋼板の管状空洞内面
表皮部分のみに2次電流を集中発熱させるようにした誘
導電流発熱板および該発熱板をコンクリートその他建設
材に埋設又は挿入した発熱体に関する。
本発明品は主として路面、床面又は屋根等の発熱板や或
はコンクリートその他建設材と一体構造され、利用され
る。
[従来の技術とその問題点] 従来路面融雪、凍結防止、或は床暖房に表皮電流発熱管
のような鋼管内に通された電線を1次回路とし、鋼管内
面表皮に2次電流を集中発熱させる、又は、これに類似
の発熱構造のものでは通される電線が1本の場合は電線
1m当りの電圧が0.4〜0.7 V程度とニクローム
線などによる発熱線と比べて低いため電源装置が比較的
低電圧、大電流となり、これを避けるため、特許第89
0,180号(登録 昭和52年12月17日)特公昭
52−14.1154号「供与電圧を高く出来る表皮電
流加熱管」に見られるように、鋼管内に通す電線数を1
本ではなく、2本以上複数本にして、例えば本願明細書
添付第8図に見られる如く3本とすると、電源よりの1
次電流i、は鋼管1,2の内表皮に流れる2次誘導電流
1.の3分の1に出来、従って電源電圧は3倍となり、
汎用される電圧、例えば100 Vに近ずけることが可
能になる。
ところが、第8図の構造のものを製作するには1本の絶
縁電線を鋼管1.2に3回通して1次の1回路とするか
3木の絶縁電線を鋼管1□ 2に通し、鋼管1.2の両
端外部で3木の電線が1次の1回路を作るよ、うに接続
しなければならない。
このようなことは、電線の本数が増加する程困難になる
か、電線の接続数を増加させ、製作費を高くするのみな
らず故障の原因を作る事になる。
L発明の解決しようとしている問題点J本発明は前記し
た従来技術の問題点、すなわち製作上の困難、電線の接
続点数の増加による故障の原因等を一挙に解決して、安
価かつ信頼性の高い発熱板を経済的、かつ大量生産が可
能になるようにした。
r問題点を解決するための手段〕 本発明を従来技術の問題点と対照しつつ図面をもって説
明する。
1J7図は公知の詞導表皮電流発熱管の略図で、1.2
は強磁性鋼管、3は鋼管に通された絶縁電線、4は交流
電源、5は1次電流、6は鋼管1゜2の内表皮に集中し
て流れる2次銹導電瀉、7゜8は鋼管1.2の両端の#
JI統である62次電流6を内表皮に集中させるための
条件の重要な一つは表皮電流の深さをS (c+w) 
、鋼管の肉厚をt (cm)としたとき、 t  >  23    −9・・・・ (1)ここに
S(cm)はf(ヘルツ)電源周波数、p(Ω・C■)
!I管の抵抗率、μ(−)、鋼管の比透磁率としたとき であり、強磁性鋼管の場合でf−50ヘルツのときSは
0.1c−程度であることはよく知られている。
例えば、特許出願公開 昭81−285,692(電1
ift誘導型発熱板 公開 昭和61年12月16日)
の(3)式である。
第8図は第7図の電線3が1巻であフたのに対し、電線
20は鋼管1.2の内表皮を流れる電流12に対し、電
線20に流れる1次電流11はi、譚i2/3   ・
・・・−(3)となる。
そうすると、この場合も変圧器の原理が通用で診るの′
1:%鋼管1.2の両端電圧は1次側である絶縁電線の
両端で3倍される。すなわち、鋼管1.2の両端電圧の
合計をvlとすると電線20のであった。
端子電圧すなわち1次電圧V、(電源電圧)はv I=
  3v *   =・”・(4)である。
このように鋼管1.2に通される電線数を増すと1次電
流は小さく、1次電圧は高くなる。絶縁電線の定格電圧
は800 Vまでは同一であるから電圧の高い方がこの
ような発熱鋼管の場合、電線・の経済になり電源スィッ
チの電流容量も小さくてすむ。
熱しながら第8図のように鋼管に複数本の電線を挿入す
る場合を考えると、1本の電線を複数回鋼管に通すこと
は非常に困難であり、又他の方法として複数本の電線を
鋼管に通し、鋼管の両端で電線が1本の1次回路を作る
よう接続することも困難であるばかりか不可能である場
合もある。
本発明は、このような困難を排除し、第8図を基本的構
想とする発熱装置を経済的に量産するために行われた。
第1図、第2図、第3図は本発明手段を説明するための
もので、第1図は第3図x−Yにおける断面を示してい
る。モして′1Ih1図で9.9゛は2枚の鋼板を示し
、鋼板9は10.11の、鋼板9″はto’、tt’の
連続し、かつ相互に反対方向に断面が半円形又はそれに
近い溝をもち、鋼板9,9゛を図のように重ね合わせた
とき、相応した溝が管状の空洞Δ、旦を作り、鋼板9.
9′の他の部分12.13.14  は一定の幅以上で
密着出来るように加工されている。
又、第2図は、第1図と同様第3図X−Yにおける断面
を示し、第2図で22.9°は2枚の鋼板を示す、鋼板
22は平鋼板で、鋼板9°は10°、11’の連続し、
かつ断面が半円形又はそれに近い溝をもち、鋼板22,
9°を図のように重ね合わせたとき相応した溝が半管状
の空洞Δ、互を作り、鋼板22.9°の他の部分12.
13.14は一定の幅以上で密着出来るように加工され
ている。
鋼板9.9゛及び22.9゛の各1枚の全体の加工の態
様は第3図を見ればよく理解で診る。
第3図は鋼板の加工の態様と、前記の管状空洞に入れる
絶縁電線との関係を理解し易くするための島轍略図で2
枚の鋼板のうち上部の第1図の鋼板9、及び第2図の2
2を取除いである。第1図、第2図断面で示された各空
洞Δ、見向の3本の電線20は、第3図において電源4
に対して1つの回路を作っており、l1l(1+)は1
次電流、19(it)は2次電流である。
さて、前記の2枚の鋼板を加工して密着させたとき、管
状空洞Δ、旦を作る鋼板の部分1O1to’が第7図の
鋼管1と、11.11°が第7図の鋼管2に相当して、
誘導表皮電流発熱管と同様の効果をもつためには、実験
の結果(1)式の条件の他に、第1図、第2図、第3図
において密着部12.13.14さらには1B、17等
が密着の幅をW (cs)としたとき、発明者は W   >   3S      ・・・・−(5)で
あれば良いことを発見した。
このような事が判明すると、1次回路を複数本の絶縁電
線としたいとき、第8図について説明したような困難、
複雑さを避けることが出来るようになった。
すなわち、前述したように鋼板を加工することは、加工
の金型さえ作っておけば容易に量産でき、1次回路とな
る絶縁電線は鋼板に作られた空洞Δ、旦に合わせて別途
加工し、第1図に於いて溝付鋼板9(又は9′)に納め
た後、他の溝付鋼板9° (又は9)をもって蓋とし、
密着部分12.13.14、Ill、17等を確実にす
るための第1図に示した孔15でボルト又はリベット締
めするか、例えば圧接、粉末冶金溶接、接着剤等さらに
簡単で瞬時で可能なスポットウェルド15°する。
又第2図に於いては溝付鋼板9°に納めた後他の上面の
平鋼板22をも7て蓋とし、密着部分12.13.14
.16.17等を確実にするため第2図に示した孔15
の一部又は全部でポルト又4よりベット締めするか、例
えば圧接、粉末冶金溶接、接着剤等さらに簡単で瞬時で
可能なスポットウェルド15′する。
以工は、第8図の2本の発熱鋼管1,2に相当して、第
1図、第2図、第3図を使用して説明したが、一般に管
状及び半管状空洞は2本だけではなく′!J4図、第5
図の実施例に示される如く16本ないしそれ以上仁なる
こともあり図示のように溝は直線部のみならず、曲線部
があってもよい、このような多数かつ?J[雑な管状空
洞及び半管状空洞の場合は、本発明によってその量産効
果が一層発揮できることは容易に理解できる。
なお、N1図、第3図の孔15は2枚の鋼板9.9′の
固定用ボルト、リベット用孔、或いは後述の発熱体とし
て使用する際の発熱板とコンクリートその他建設材の固
定のために利用できる。このように孔15が固定のため
に利用される場合には図示していないが孔15の近傍で
必要なスポットウェルド15°をすることも出来る。
また、本発明に係る第1〜5図の発熱板および発熱体は
、平板状に限らず、例えば円弧状の断面を有する曲面形
状とすることもできる。そしてこのような曲面形状は、
例えばトンネル内の凍結によるつらら防止、水路内面の
結氷防止などに好ましく通用することができる。
[実施例] 第1図は、管状空洞がΔ、旦の2本である場合の断面を
示したが、第4図、第5図はA、B、C・・・・・・ヱ
の18木の場合の断面を通される電線を省略して示して
いる。
このような場合、実験の結果必ずしも(1)式の条件を
必要とせず、 t  >  1.2S   ・・・・・・ (8)でも
電線に流れる1次電流の総計、例えば第8図ては31+
 と空洞内面表皮に流れる2次電流l。
とはほぼ等しく(3)式の関係が認められ、2枚の鋼板
9.9°の外表面には漏洩電圧の発生は認められなかフ
た。但し、この場合鋼板の一辺の長さは2mまでであり
、安全な発熱板として利用できることが判明した。
そこで、第3図、第4図で2枚の強磁性鋼板9.9°の
板厚を1.ft*sとし、空洞の内周に相当して考えた
直径を7膳龍とし、16本の空洞の全長が3mであり、
この空洞に断面0.2平方■の電線3本が通されこの3
木が直列に接続されて% 1木の1次回路となるように
し、電線の全長が接続端部を含め13.5mのとき、6
Aの電渣を通すと電線内で約30Wの管状及び半管状空
洞の内表皮部分で約iowの発熱が見られた。
なお、内表皮の厚みは(2)式で既述したように商用周
波数で約1mmである。
このような発熱板の利用の1例を第4図、′!J5図に
示す、、第4図は第1図の発熱板を16本並列に利用し
た発熱体21の断面略図である。
第5図は′!J2図で示した溝10’、11’、が18
本ある場合の断面略図である。
発熱体2Iの横進を第4図に示す。
発熱体21は正方形で第1図で示した発熱板を第4図の
構造体に形成し、発熱体の中央部に取付けられる1発熱
体は例えば第6図のように配列して用いられ23は給電
端子である0発熱体21の電気的接続には電力用防水コ
ネクター24を使用すれば層内床暖房は勿論、屋根や路
面の融雪凍結防止にも利用できる。
[作用と効果J 前述したように本発明によれば発熱体21は2枚の鋼板
9.9°又は22.9°等で補強1体とされているので
、機械的強度も大きく、発熱板の鋼板9.9°が管状空
洞の断面であるので、コンクリートその他建設材との付
着表面積が大ぎく、更に鋼板の接触面に1iJK1図に
示した孔15によりコンクリートその他建設材との付着
力を増す事でコンクリートその他建設材と発熱板との剥
離を防止できる効果がある。更にユニット化されれば量
産が可能となり、現場での設備も電力用防水コネクター
24を設けることにより発熱体を第6図のように簡単に
接続1体とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は、本発明の発熱板で管状空洞及び半管
状空洞がΔ、12木の場合の断面図、第3図は、発熱板
の上側鋼板を取外した鳥轍図、第4図は、管状空洞が丘
、旦、旦、・・・・・・旦と16木の場合の発熱体断面
図、第5図は半管状空洞がΔ、旦、旦、・・自・・旦と
16本の場合の断面図、第6図は発熱体配列の1例であ
る。第7図、第8図は、本発明の発熱原理を説明するた
めの図面である。 これらの図面において、112は発熱鋼管、3は絶縁電
線、4は交流電源、5は1次電流、6は2次電流、7.
8は鋼管の接続、9.9′は鋼板、10.10’、11
.11”は溝、A、Bは管状空洞及び半管状空洞、12
.H114,16、!7は鋼板の密着部、15は孔、 
15°はスポットウェルド、 ill (1+)は1次
電流、19(h)は2次電流、20は絶縁電線、21は
発熱体、22は平鋼板、23は給電端子、24は電力用
防水コネクターである。 以上

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)2枚の鋼板を連続し、かつ相互に反対方向に断面
    が半円形又はそれに近い複数本の溝を一定の間隔で、こ
    の2枚の鋼板を重ね合わせた時、相応した溝が管状の空
    洞となり、鋼板の他の部分が一定の幅以上で密着する様
    に加工するか、又は2枚の鋼板を片面は平面に、更に片
    面は断面が半円形又はそれに近い複数本の溝を一定の間
    隔でこの2枚の鋼板を重ね合わせた時、相応した溝が半
    管状の空洞となり、鋼板の他の部分が一定の幅以上で密
    着する様に加工し、この管状及び半管状空洞の断面は、
    一つの電気回路を作る複数本の絶縁電線の巻束が挿入出
    来るだけの面積をもつようにし、さらにこの複数本の絶
    縁電線が直列に1本に接続されて、1次交流回路となる
    とき、2枚の鋼板の管状又は半管状空洞を作る鋼板の内
    表皮部分に集中して1次電流にほぼ等しい2次電流が流
    れるための1つの条件として交流電流の表皮の深さをS
    (cm)、前記鋼板の密着部分の最小幅W(cm)との
    間に W>3S となるようにすることを特徴とする重ね合わせ誘導電流
    発熱板。
  2. (2)2枚や鋼板の厚さを(cm)が交流電流の表皮の
    深さをS(cm)としたとき、 t>1.2S とすることを特徴とする重ね合わせ誘導電流発熱板。
  3. (3)特許請求の範囲(1)、(2)に記載の発熱板に
    おいて、断面が半円形又はそれに近い溝の上下2枚の鋼
    板を重ね合わせ、その接触部の一部に貫通孔を設けた発
    熱板となし、コンクリートその他建設材に埋設又は挿入
    して貫通孔と発熱板の波状形状構造によってコンクリー
    トとその他建設材との付着を高め、はくりを防止した一
    体構造の発熱体。
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