2023-167897 発熱要素と熱電対とを有する被覆体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023167897

(43)【公開日】2023-11-24

(54)【発明の名称】発熱要素と熱電対とを有する被覆体

(51)【国際特許分類】

   F16L 53/38 20180101AFI20231116BHJP

   F16L 59/147 20060101ALI20231116BHJP

   F16L 55/00 20060101ALI20231116BHJP

【ＦＩ】

F16L53/38

F16L59/147

F16L55/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022079432

(22)【出願日】2022-05-13

(71)【出願人】

【識別番号】000110804

【氏名又は名称】ニチアス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100144451

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 博子

(74)【代理人】

【識別番号】100107537

【弁理士】

【氏名又は名称】磯貝 克臣

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 章

(72)【発明者】

【氏名】石 大作

(72)【発明者】

【氏名】飯田 研二

【テーマコード（参考）】

3H025

3H036

【Ｆターム（参考）】

3H025AA13

3H025AB02

3H025AB05

3H036AA01

3H036AB13

3H036AB18

3H036AB24

3H036AC03

3H036AE09

(57)【要約】

【課題】 発熱要素と熱電対とを有する被覆体であって、熱電対を対象物表面に安定的に直接接触させることで高精度な温度測定を実現することができる被覆体を提供すること。
【解決手段】 本発明は、対象物を被覆する被覆体であって、前記対象物に近い側に配置される内層部と、前記対象物から遠い側に配置される外層部と、前記内層部の前記外層部側に配置されている内層側断熱部材と、前記外層部の前記内層部側に配置されている外層側断熱部材と、前記内層側断熱部材と前記外層側断熱部材との間に配置されている発熱要素と、前記内層部の前記対象物に更に近い側に段差部を提供するシートと、前記段差部の前記対象物に更に近い側に設けられた熱電対と、を備えたことを特徴とする被覆体である。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物を被覆する被覆体であって、
前記対象物に近い側に配置される内層部と、
前記対象物から遠い側に配置される外層部と、
前記内層部の前記外層部側に配置されている内層側断熱部材と、
前記外層部の前記内層部側に配置されている外層側断熱部材と、
前記内層側断熱部材と前記外層側断熱部材との間に配置されている発熱要素と、
前記内層部の前記対象物に更に近い側に段差部を提供するシートと、
前記段差部の前記対象物に更に近い側に設けられた熱電対と、
を備えたことを特徴とする被覆体。

【請求項2】

前記熱電対は、前記段差部の前記対象物に更に近い側において、少なくとも一部が露出されている
ことを特徴とする請求項１に記載の被覆体。

【請求項3】

前記シートは、シートパッチとして、前記内層部の前記対象物に更に近い側に局所的に設けられることで、前記段差部を提供している
ことを特徴とする請求項１または２に記載の被覆体。

【請求項4】

前記シートパッチは、フッ素樹脂、ポリイミド系樹脂、または、アラミド系樹脂、からなる
ことを特徴とする請求項３に記載の被覆体。

【請求項5】

前記熱電対は、前記段差部の前記対象物に更に近い側において、少なくとも一部が露出されており、
前記シートパッチの面積は、前記シートパッチ上において露出する前記熱電対の面積に対して、５～４００倍である
ことを特徴とする請求項３または４に記載の被覆体。

【請求項6】

前記シートパッチは、０．１ｍｍ～５．０ｍｍの厚さを有している
ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の被覆体。

【請求項7】

前記シートパッチは、一辺が配管外周の１／２倍以下の矩形形状を有している
ことを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の被覆体。

【請求項8】

前記シートパッチは、直径が配管外周の１／２倍以下の円形形状または環形状を有している
ことを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の被覆体。

【請求項9】

前記シートの一部が、シートパッチ部として前記対象物に更に近い側に局所的に突出することによって、前記段差部を提供している
ことを特徴とする請求項１または２に記載の被覆体。

【請求項10】

前記シートは、フッ素樹脂、ポリイミド系樹脂、または、アラミド系樹脂、からなる
ことを特徴とする請求項９に記載の被覆体。

【請求項11】

前記熱電対は、前記段差部の前記対象物に更に近い側において、少なくとも一部が露出されており、
前記シートパッチ部の面積は、前記シートパッチ部上において露出する前記熱電対の面積に対して、５～４００倍である
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の被覆体。

【請求項12】

前記シートパッチ部は、０．１ｍｍ～５．０ｍｍの厚さを有している
ことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の被覆体。

【請求項13】

前記シートパッチ部は、一辺が配管外周の１／２倍以下の矩形形状を有している
ことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれかに記載の被覆体。

【請求項14】

前記シートパッチ部は、直径が配管外周の１／２倍以下の円形形状または環形状を有している
ことを特徴とする請求項９乃至１３のいずれかに記載の被覆体。

【請求項15】

前記内層部から前記外層部に向かう厚み方向に見て、前記発熱要素と前記熱電対とが重ならないように配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の被覆体。

【請求項16】

直管、エルボ管、フレキシブル管、または、弁箱である対象物と、
前記対象物を被覆する請求項１乃至１５のいずれかに記載の被覆体と、
を備えたことを特徴とする発熱構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発熱要素と熱電対とを有する被覆体に関している。特には、例えばガスの供給ないし排気のための配管等を所望の温度に加熱して保温することができる被覆体に関している。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、ガスの供給ないし排気のための配管を所望の温度に加熱して保温することができる被覆体として、以下の構造を開示している。

【0003】

図２１（特許文献１の図４（ｃ）に対応する）に示すように、特許文献１の被覆体は、内層部５１０と外層部５００（共にフッ素樹脂材）との間に、ヒータ線等の発熱体５３０と、当該発熱体５３０を内層側で支持する断熱部材５４０（ガラスクロス材）と、当該発熱体５３０の外層側に配置された断熱部５２０（ガラスファイバー）と、が積層されている。

【0004】

図２１の例では、更に、断熱部材５４０と内層部５１０との間に、金属薄板４００が介在されており、内層部５１０の更に内側（ガス配管１１０側）に、蓄熱度の大きい断熱絶縁部材６００（アルミナクロス材）が設けられている。金属薄板４００及び断熱絶縁部材６００は、ガス配管の加熱具合を均一にするために配置されている。

【0005】

そして、ガス配管１１０の実際の温度を発熱体５３０のフィードバック制御に利用するべく、ガス配管１１０に当接するように板状の集熱板等の温度検知部５５５が設けられている。温度検知部５５５は、断熱絶縁部材６００の更に内側（ガス配管１１０側）に取り付けられている。そして、温度検知部５５５に、図２１においては不図示の熱電対が接続されている。また、図２１の例では、温度スイッチ（制御部）としてのサーモスイッチ５６０も、断熱絶縁部材６００の更に内側（ガス配管１１０側）に取り付けられている。

【0006】

以上のような被覆体によれば、板状の集熱板等の温度検知部５５５に対してガス配管１１０の熱が直接伝わりやすくなっているため、これに接続された熱電対は、間接的にではあるが、ガス配管１１０の温度を検知することができる。従って、当該熱電対による検知温度の情報を、発熱体５３０のフィードバック制御に利用することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第６６１６２６５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本件発明者は、配管の温度を熱電対によって測定する場合において、前述のように板状の集熱板（熱電対がより効果的に周囲の熱を検知する為に、熱電対に補助的に取り付けられた熱伝導率の高い金属（例えば、ステンレス鋼やアルミニウムであり、その他にも熱電対と同等以上の熱伝導率を有する金属）の板または箔を指す）等を介在させないで、熱電対を配管表面（配管本体が樹脂等で被覆されている場合には、当該樹脂表面が配管表面である）に直接的にあてがう（直接接触させることに加えて、少なくとも本願出願の時点においては、温度測定への影響が小さいフィルムやパッチ等が両者の間に介在する態様を排除しない）方が、より高精度に温度測定を実施できることを知見した。

【0009】

しかしながら、一方で、断熱絶縁部材６００の内側に熱電対を単に露出等させた形態では、熱電対と配管表面との接触状態が安定せず、高精度な温度測定を実施できない場合があることをも知見した。

【0010】

更に、前述のように、断熱絶縁部材６００は、温度均一性の向上のために配管全体を一律に等しく被覆するように設けられていたところ、本件発明者は、この機能を局所的に犠牲にしたとしても、配管全体の温度均一性には大きな影響がないことを知見した。

【0011】

本発明は、以上の知見に基づいて創案されたものである。本発明の目的は、発熱要素と熱電対とを有する被覆体であって、熱電対を対象物表面に安定的に直接接触させることで高精度な温度測定を実現することができる被覆体を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明は、対象物を被覆する被覆体であって、前記対象物に近い側に配置される内層部と、前記対象物から遠い側に配置される外層部と、前記内層部の前記外層部側に配置されている内層側断熱部材と、前記外層部の前記内層部側に配置されている外層側断熱部材と、前記内層側断熱部材と前記外層側断熱部材との間に配置されている発熱要素と、前記内層部の前記対象物に更に近い側に段差部を提供するシートと、前記段差部の前記対象物に更に近い側に設けられた熱電対と、を備えたことを特徴とする被覆体である。

【0013】

本発明によれば、段差部（その周縁領域に対して局所的に内方側に盛り上がっている部分）が設けられていることによって、熱電対を対象物表面に安定的に直接的にあてがうことが支援される。これによって、より高精度な温度測定が実現され得る。

【0014】

少なくとも本願出願の時点においては、熱電対が露出されておらず、すなわち、熱電対の対象物側に例えば薄膜状のフィルムやパッチ等（例えば、フッ素樹脂、ポリイミド系樹脂、または、アラミド系樹脂、からなり、厚みの上限は０．５ｍｍ程度である）が設けられていて、それらのフィルムやパッチ等が熱電対と対象物との間に介在する態様も排除されない。もっとも、前記熱電対の少なくとも一部が、前記段差部の前記対象物に更に近い側において露出されていれば、熱電対と対象物とが直接接触することが支援されるため、好適である。

【0015】

本発明の一態様においては、前記シートは、シートパッチとして、前記内層部の前記対象物に更に近い側に局所的に設けられることで、前記段差部を提供する。

【0016】

本発明の当該態様によれば、局所的に設けられたシートパッチによって、熱電対を対象物表面に安定的に直接的にあてがうことが支援される。これによって、より高精度な温度測定が実現され得る。

【0017】

本件発明者による各種実験によれば、シートパッチは、対象物表面に対して熱電対をソフトに押し当てるような弾性を有する材料からなることが好ましい。具体的には、シートパッチは、フッ素樹脂、ポリイミド系樹脂、または、アラミド系樹脂、からなることが好ましい。このようなシートパッチを局所的に設けても、対象物全体の温度均一性には大きな影響がないことが確認された。更に、このようなシートパッチの場合、断熱性があって蓄熱性が小さいため、熱電対による温度測定において発熱要素からの直接的な影響を効果的に排除できるという利点もある。

【0018】

シートパッチの面積（内側からの投影面積）は、シートパッチ上において熱電対が露出する場合、当該熱電対の露出する面積（内側からの投影面積）に対して、５～４００倍であることが好ましい。当該範囲内であれば、対象物全体の温度均一性に大きな影響を与えることなく、熱電対を対象物表面に安定的に直接接触させることができる。

【0019】

具体的には、シートパッチの面積が１０ｃｍ×１０ｃｍである場合、熱電対が露出する面積がその１／４００～１／８７倍であれば、本発明の効果が得られることが確認された（シートパッチの面積が、シートパッチ上において熱電対が露出する面積に対して、８７～４００倍）。更に、シートパッチの面積が３ｃｍ×２ｃｍである場合、熱電対が露出する面積がその１／２４～１／５倍であれば、本発明の効果が得られることが確認された（シートパッチの面積が、シートパッチ上において熱電対が露出する面積に対して、５～２４倍）。

【0020】

例えば、シートパッチは、０．１ｍｍ～５．０ｍｍの厚さを有している。また、例えば、シートパッチは、一辺が配管外周の１／２倍以下の矩形形状を有している、または、一辺が１０ｃｍ以下の矩形形状を有している。あるいは、例えば、シートパッチは、直径が配管外周の１／２倍以下の円形形状または環形状を有している、または、直径が１０ｃｍ以下の円形形状または環形状を有している。

【0021】

なお、シートパッチを局所的に設けるという技術的思想は、対象物に対して全体的に延在するシートの一部であるシートパッチ部を局所的に突出させることによっても、代替可能である。すなわち、本発明の別の一態様においては、前記シートの一部が、シートパッチ部として前記対象物に更に近い側に局所的に突出することによって、前記段差部を提供する。

【0022】

本発明の当該態様によれば、局所的に設けられたシートパッチ部によって、熱電対を対象物表面に安定的に直接的にあてがうことが支援される。これによって、より高精度な温度測定が実現され得る。

【0023】

本件発明者による各種実験によれば、シートパッチ部（を含むシート）は、対象物表面に対して熱電対をソフトに押し当てるような弾性を有する材料からなることが好ましい。具体的には、シートパッチ部を含むシートは、フッ素樹脂、ポリイミド系樹脂、または、アラミド系樹脂、からなることが好ましい。このようなシートパッチ部（を含むシート）を設けても、対象物全体の温度均一性には大きな影響がないことが確認された。更に、このようなシートパッチ部の場合、断熱性があって蓄熱性が小さいため、熱電対による温度測定において発熱要素からの直接的な影響を効果的に排除できるという利点もある。

【0024】

シートパッチ部の面積（内側からの投影面積）は、シートパッチ部上において熱電対が露出する場合、当該熱電対の露出する面積（内側からの投影面積）に対して、５～４００倍であることが好ましい。当該範囲内であれば、対象物全体の温度均一性に大きな影響を与えることなく、熱電対を対象物表面に安定的に直接接触させることができる。

【0025】

具体的には、シートパッチ部の面積が１０ｃｍ×１０ｃｍである場合、熱電対が露出する面積がその１／４００～１／８７倍であれば、本発明の効果が得られることが確認された（シートパッチ部の面積が、シートパッチ部上において熱電対が露出する面積に対して、８７～４００倍）。更に、シートパッチ部の面積が３ｃｍ×２ｃｍである場合、熱電対が露出する面積がその１／２４～１／５倍であれば、本発明の効果が得られることが確認された（シートパッチ部の面積が、シートパッチ部上において熱電対が露出する面積に対して、５～２４倍）。

【0026】

例えば、シートパッチ部を除いたシートは、０．１ｍｍ～５．０ｍｍの厚さを有している。シートパッチ部は、シート上において、０．１ｍｍ～５．０ｍｍの厚さを有している。また、例えば、シートパッチ部は、一辺が配管外周の１／２倍以下の矩形形状を有している、または、一辺が１０ｃｍ以下の矩形形状を有している。あるいは、例えば、シートパッチ部は、直径が配管外周の１／２倍以下の円形形状または環形状を有している、または、直径が１０ｃｍ以下の円形形状または環形状を有している。

【0027】

また、以上の各被覆体において、前記内層部から前記外層部に向かう厚み方向に見て、前記発熱要素と前記熱電対とが重ならないように配置されていることが好ましい。

【0028】

この場合、熱電対による温度測定において、発熱要素からの直接的な影響をより一層効果的に排除することができる。

【0029】

また、本発明は、直管、エルボ管、フレキシブル管、または、弁箱である対象物と、前記特徴のいずれかを有する被覆体と、を備えたことを特徴とする発熱構造体である。

【発明の効果】

【0030】

本発明によれば、段差部が設けられていることによって、熱電対を対象物表面に安定的に直接的にあてがうことが支援される。これによって、より高精度な温度測定が実現され得る。

【0031】

特に、本発明の一態様によれば、局所的に設けられたシートパッチによって、熱電対を対象物表面に安定的に直接的にあてがうことが支援される。これによって、より高精度な温度測定が実現され得る。

【0032】

あるいは、本発明の別の一態様によれば、シート上に局所的に突出するシートパッチ部によって、熱電対を対象物表面に安定的に直接的にあてがうことが支援される。これによって、より高精度な温度測定が実現され得る。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明の一実施形態に係る被覆体の概略斜視図である。

【図2】図１の被覆体の概略断面図である。

【図3】他のタイプの熱電対の写真である。

【図4】他のタイプの熱電対の写真である。

【図5】他のタイプの熱電対の写真である。

【図6】弁箱の具体例を示す斜視図である。

【図7】弁箱の具体例を示す正面図である。

【図8】厚さが一定でないタイプのシートパッチの一例を示す概略縦断面図である。

【図9】厚さが一定でないタイプのシートパッチの他の例を示す概略縦断面図である。

【図10】厚さが一定でないタイプのシートパッチの他の例を示す概略縦断面図である。

【図11】厚さが一定でないタイプのシートパッチの他の例を示す概略縦断面図である。

【図12】厚さが一定でないタイプのシートパッチの他の例を示す概略縦断面図である。

【図13】厚さが一定でないタイプのシートパッチの他の例を示す概略縦断面図である。

【図14】本発明の他の実施形態に係る被覆体の概略斜視図である。

【図15】図１４の被覆体の概略断面図である。

【図16】シートパッチ部の他の例を示す、図１５に対応する概略断面図である。

【図17】シートパッチ部の他の例を示す、図１５に対応する概略断面図である。

【図18】シートパッチ部の他の例を示す、図１５に対応する概略断面図である。

【図19】シートパッチ部の他の例を示す、図１５に対応する概略断面図である。

【図20】シートパッチ部の他の例を示す、図１５に対応する概略断面図である。

【図21】従来の被覆体の概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

【0035】

（一実施形態）
本発明の一実施形態の被覆体１は、ガスの供給ないし排気のための直管状の配管（対象物の一例）を所望の温度に加熱して保温することができる被覆体である。被覆体１の（内層側の）形態は、予め配管の直管状の外観形態に合わせて、設計及び製造されている。

【0036】

（被覆体１の構成）
図１及び図２に示すように、本実施形態の被覆体１は、２つの積層されたガラスクロス、フッ素樹脂コーティングガラスクロス、フッ素樹脂多孔質シート、またはアラミド繊維クロス層からなる内層部１１と、フッ素樹脂コーティングガラスクロス、シリコーン樹脂コーティングガラスクロス、フッ素樹脂多孔質シート、またはアラミド繊維クロス層からなる外層部１２と、を備えている。内層部１１が、配管に近い側に配置されるようになっており、外層部１２が、配管から遠い側に配置されるようになっている。

【0037】

被覆体１は、所定の厚み（本例では２０ｍｍ程度）を有しており、内層部１１と外層部１２とは、側方端において、側方層部１３によって接続されている。側方層部１３も、外層部１２と同様、フッ素樹脂コーティングガラスクロス層からなる。

【0038】

図２に示すように、内層部１１の外側（外層部１２側）に、内層側断熱部材２１が配置されている。内層側断熱部材２１は、ヒータ線からなる発熱要素２３を、内層側において支持している。発熱要素２３の外側（外層部１２側）に、外層側断熱部材２２が配置されている。

【0039】

内層側断熱部材２１は、シリカ繊維クロスからなり、発熱要素２３は、ニッケルクロム電熱線からなり、フッ素樹脂コーティングガラスヤーンによって内層側断熱部材２１に縫着されており、外層側断熱部材２２は、ガラスマットからなる。

【0040】

そして、本実施形態の被覆体１では、内層部１１の内側（配管側）に、段差部を提供するシートとして、局所的に２か所に、シートパッチ３１が設けられている（糸を介しての縫い付けでも、接着でもよく、設けられるシートパッチ３１は１か所または３か所以上でもよい。）。本実施形態のシートパッチ３１の各々は、フッ素樹脂製であり、適度な弾性を有しており、３ｃｍ×２ｃｍの矩形形状を有しており（面積は６ｃｍ²）、厚さは１．０ｍｍである。

【0041】

そして、シートパッチ３１の各々の更に内側（配管側）に、熱電対３２が露出されている。本実施形態の熱電対３２は、直径１ｍｍの「シースストレート」タイプであり、長さ２．０ｃｍの全体部分が露出している。熱電対３２は、シートパッチ３１に、糸を介して縫い付け、または、接着されている。

【0042】

すなわち、熱電対３２がシートパッチ３１上において露出する面積（内側からの投影面積）は、０．２５ｃｍ²である。これにより、シートパッチ３１の面積（内側からの投影面積）は、熱電対３２がシートパッチ３１上において露出する面積（内側からの投影面積）に対して、２４倍となっている。

【0043】

熱電対３２の基端側は、被覆体１（シートパッチ３１、内層部１１、内層側断熱部材２１、外層側断熱部材２２、及び、外層部１２）を貫通するリード線（不図示）を介して、不図示の制御部（例えばサーモスタット）に接続可能となっている。当該制御部は、また、外層部１２及び外層側断熱部材２２を貫通するリード線によって、発熱要素２３に接続可能となっている。そして、当該制御部が、熱電対３２による温度測定値に応じて、発熱要素２３への通電を制御するようになっている。

【0044】

その他、本実施形態の被覆体１には、外層部１２の外側表面部に、締結部１４が設けられており、当該締結部１４の留め具と外層部１２の留め具とが、フック、ベルト、面ファスナー、紐又はフッ素ゴム製リングにより締結されることによって、被覆体１が対象物である配管上に固定されるようになっている。

【0045】

（被覆体１の作用）
前述のように、被覆体１の（内層側の）形態は、予め、対象物である配管の外観形態に合わせて設計及び製造されている。そして、被覆体１は、締結部１４の留め具と外層部１２の留め具とが締結されることによって、対象物である配管上に固定される。

【0046】

この固定の際、本実施形態の被覆体１では、配管側に熱電対３２が露出されているが、シートパッチ３１が配管表面に対して熱電対３２をソフトに押し当てるような弾性を有しているため、熱電対３２を配管表面に安定的に直接接触させることができる。

【0047】

ここで、シートパッチ３１は、熱電対３２の設置位置に対応して局所的にのみ設けられているため、配管全体の温度均一性に大きな悪影響を及ぼすことはないことが確認された。

【0048】

以上のような本実施形態の被覆体１によれば、局所的に設けられたシートパッチ３１によって、熱電対３２を配管表面に安定的に直接接触させることが支援される。これによって、より高精度な温度測定が実現され得る。

【0049】

そして、熱電対３２は、不図示の制御部（例えばサーモスタット）に接続され、当該制御部が、熱電対３２による温度測定値に応じて、発熱要素２３への通電を制御する。これにより、発熱要素２３への通電制御が、より高精度に実施され得る。

【0050】

ここで、本実施形態の被覆体１によれば、シートパッチ３１に断熱性があって蓄熱性も小さいため、熱電対３２による温度測定において、発熱要素２３からの直接的な影響を効果的に排除できるという利点もある。また、内層部１１から外層部１２に向かう厚み方向に見て、発熱要素２３と熱電対３２の露出された部分とが重ならないように配置されていれば、発熱要素２３からの直接的な影響を排除する上で更に効果的である。

【0051】

（シートパッチの変形例）
以上の実施形態では、シートパッチ３１は３ｃｍ×２ｃｍの矩形形状であって、シートパッチ３１の面積は、熱電対３２がシートパッチ３１上において露出する面積に対して、２４倍となっていたが、これに限定されない。本件発明者によれば、シートパッチの面積が３ｃｍ×２ｃｍである場合、熱電対が露出する面積がその１／２４～１／５倍であれば（シートパッチの面積が、シートパッチ上において熱電対が露出する面積に対して、５～２４倍）、本発明の効果が得られることが確認された。

【0052】

また、シートパッチ３１が１０ｃｍ×１０ｃｍの矩形形状である場合、本件発明者によれば、熱電対が露出する面積がその１／４００～１／８７倍であれば（シートパッチの面積が、シートパッチ上において熱電対が露出する面積に対して、８７～４００倍）、本発明の効果が得られることが確認された。

【0053】

更に、シートパッチ３１は、他のサイズの矩形形状であってもよく、例えば一辺が１０ｃｍ以下の矩形形状であれば本発明の効果が得られる。配管外周との関係で言えば、シートパッチ３１は、一辺が配管外周の１／２倍以下（好ましくは１／４倍以下）の矩形形状であれば、本発明の効果が得られる（配管表面に対して熱電対３２をソフトに押し当てることができ、熱電対３２を配管表面に安定的に直接接触させることができる）。

【0054】

あるいは、シートパッチ３１は、矩形形状に限定されないで、様々な形状を有することができる。例えば、シートパッチ３１は、円形形状や楕円形状や環形状であってもよい。環形状の場合、中央の穴の領域が熱電対３２と重なっても構わない。シートパッチ３１が円形形状、楕円形状、または環形状である場合、その直径、長軸半径の２倍、または外径が１０ｃｍ以下であれば、本発明の効果が期待できる。配管外周との関係で言えば、シートパッチ３１は、その直径、長軸半径の２倍、または外径が配管外周の１／２倍以下（好ましくは１／４倍以下）であれば、本発明の効果が得られる（配管表面に対して熱電対３２をソフトに押し当てることができ、熱電対３２を配管表面に安定的に直接接触させることができる）。

【0055】

また、シートパッチ３１の厚さについては、０．１ｍｍ～５．０ｍｍであれば、本発明の効果が期待できる。（シートパッチ３１の厚さが５．０ｍｍを超えると、当該箇所における発熱要素３２と配管表面との間の距離が過大となり、更に、シートパッチ３１の端面部分が過大な段差となって被覆体１と配管表面との間に隙間を残存させてしまうため、効率的かつ均等に配管を加熱することが阻害され得る。）

【0056】

（熱電対の変形例）
また、本発明は、「シースストレート」タイプの熱電対３２に限定されず、他の様々なタイプの熱電対を利用することができる。例えば、図３は、「先端プレート付き」タイプの熱電対の写真であり、図４は、「先端ブロック付」タイプの熱電対の写真であり、図５は、「先端Ｏ字端子付」タイプの熱電対の写真であるが、本発明はこれらのタイプの熱電対（特に、対象物に沿わせることが容易な平面的な形状を有しているとは言い難いタイプの熱電対）を任意に適用することができる。

【0057】

（全体形態の変形例）
また、以上の実施形態では、直管状の配管に対して、被覆体１の全体形態が設計及び製造されているが、これに限定されず、直管部と屈曲部とを有する配管に対して、被覆体１の全体形態が設計及び製造されていてもよい。更には、弁箱（バルブユニットを収容する箱）等の複雑な形状を有する対象物に対して、被覆体１の全体形態が設計及び製造されていてもよい。図６及び図７に、弁箱４０の具体的構造例を示す（図６及び図７は、本件出願人による先行特許（特許第６５９６０２５号）の図１０及び図１１に準じている）。

【0058】

そして、対象物（例えば、直管、エルボ管、フレキシブル管、または、弁箱）と、当該対象物を被覆する被覆体１と、を備えた発熱構造体の全体についても、本願発明の対象である。

【0059】

（シートパッチの厚み）
シートパッチ３１の厚みは、厚くすれば熱電対３２を押し当てる作用効果が大きくなる一方、厚くし過ぎるとシートパッチ３１の加熱が不十分になって温度ムラが生じることがある。従って、シートパッチ３１の厚みは、対象物及び被覆体１のタイプ及び寸法、並びに、熱電対３２のタイプ及び寸法、等に応じて適切に選択されることが望ましい。

【0060】

また、以上の実施形態及び各変形例において、シートパッチ３１の厚さは、シートパッチ３１の全体において一定または略一定であることが前提となっている。しかしながら、本発明はそのような態様に限定されない。

【0061】

例えば、熱電対３２の先端側に位置するシートパッチ３１の領域を、熱電対３２の根元側に位置するシートパッチ３１の領域よりも厚くすることによって、熱電対３２の先端側を対象物に押し当てる作用をより確実なものとすることができる。当該作用によって熱電対３２と対象物との間の距離が縮まると、ヒータ線からなる発熱要素２３から熱電対３２に直接届いてしまう熱ノイズの影響が抑制される。

【0062】

熱電対３２の先端側に位置するシートパッチ３１の領域を熱電対３２の根元側に位置するシートパッチ３１の領域よりも厚くするための具体的態様としては、様々な態様が考えられる。図８乃至図１３は、それぞれ、厚さが一定でないタイプのシートパッチ３１の例を示す概略縦断面図である。

【0063】

図８は、熱電対３２の先端側（図８において右側）に位置するシートパッチ３１の領域を折り曲げたタイプの一例を示す概略縦断面図である。図８（ａ）は、被覆体１への装着前の状態を示しており、図８（ｂ）は、被覆体１への装着後の状態を示している。図８（ｂ）において、シートパッチ３１の上面側が被覆体１に接着等されているが、被覆体１の図示は省略されている。折り曲げ回数は、製造容易性の観点から、２回以下（重なりが３枚以下）であることが好ましい（３回以上折り曲げることは容易でないため）。

【0064】

図８に示すように、熱電対３２の先端側に位置するシートパッチ３１の領域を熱電対３２とは反対側に折り曲げることによって、熱電対３２がシートパッチ３１と不所望な「引っ掛かり」等を生じて不所望な変形ないし破損を生じる虞が顕著に抑制される。

【0065】

図９は、熱電対３２の先端側（図９において右側）に位置するシートパッチ３１の領域を二重に重ねたタイプの一例を示す概略縦断面図である。図９（ａ）は、被覆体１への装着前の状態を示しており、図９（ｂ）は、被覆体１への装着後の状態を示している。図９（ｂ）において、シートパッチ３１の上面側が被覆体１に接着等されているが、被覆体１の図示は省略されている。重ねられる枚数は、製造容易性の観点から、３枚以下であることが好ましい（４枚以上を重ねることは容易でないため）。

【0066】

図９に示すように、熱電対３２の先端側に位置するシートパッチ３１の領域を熱電対３２とは反対側で二重にすることによって、熱電対３２がシートパッチ３１と不所望な「引っ掛かり」等を生じて不所望な変形ないし破損を生じる虞が顕著に抑制される。

【0067】

図１０は、熱電対３２の先端側（図１０において右側）に位置するシートパッチ３１の領域の方が熱電対３２の根元側（図１０において左側）に位置するシートパッチ３１の領域よりも厚くなるように、シートパッチ３１の全体が「楔形」に形成されたタイプの一例を示す概略縦断面図である。熱電対３２が楔形のシートパッチ３１の傾斜面側に設けられている。

【0068】

図１０に示すように、シートパッチ３１の全体を「楔形」に形成することによっても、熱電対３２がシートパッチ３１と不所望な「引っ掛かり」等を生じて不所望な変形ないし破損を生じる虞が顕著に抑制される。

【0069】

図１１も、熱電対３２の先端側（図１１において右側）に位置するシートパッチ３１の領域の方が熱電対３２の根元側（図１１において左側）に位置するシートパッチ３１の領域よりも厚くなるように、シートパッチ３１の全体が「楔形」に形成されたタイプの一例を示す概略縦断面図である。図１１（ａ）は、被覆体１への装着前の状態を示しており、熱電対３２が楔形のシートパッチ３１の水平面側に設けられている。図１１（ｂ）は、被覆体１への装着後の状態を示しており、シートパッチ３１の上面側が被覆体１に接着等されているが、被覆体１の図示は省略されている。

【0070】

図１１に示す例でも、熱電対３２がシートパッチ３１と不所望な「引っ掛かり」等を生じて不所望な変形ないし破損を生じる虞が顕著に抑制される。

【0071】

図１２は、熱電対３２の先端側（図１０において右側）に位置するシートパッチ３１の領域の方が熱電対３２の根元側（図１１において左側）に位置するシートパッチ３１の領域よりも厚くなるように、シートパッチ３１の一部が「楔形」に形成されたタイプの一例を示す概略縦断面図である。熱電対３２がシートパッチ３１の傾斜面側に設けられている。

【0072】

図１２に示すように、シートパッチ３１の一部を「楔形」に形成することによっても、熱電対３２がシートパッチ３１と不所望な「引っ掛かり」等を生じて不所望な変形ないし破損を生じる虞が顕著に抑制される。

【0073】

図１３も、熱電対３２の先端側（図１３において右側）に位置するシートパッチ３１の領域の方が熱電対３２の根元側（図１３において左側）に位置するシートパッチ３１の領域よりも厚くなるように、シートパッチ３１の一部が「楔形」に形成されたタイプの一例を示す概略縦断面図である。図１３（ａ）は、被覆体１への装着前の状態を示しており、熱電対３２がシートパッチ３１の水平面側に設けられている。図１３（ｂ）は、被覆体１への装着後の状態を示しており、シートパッチ３１の上面側が被覆体１に接着等されているが、被覆体１の図示は省略されている。

【0074】

図１３に示す例でも、熱電対３２がシートパッチ３１と不所望な「引っ掛かり」等を生じて不所望な変形ないし破損を生じる虞が顕著に抑制される。

【0075】

（他の実施形態）
なお、前述の実施形態においては、内層部１１の内側（配管側）に直接的にシートパッチ３１が設けられているが、両者の間に何らかの中間層が介在していても、本発明の範囲内の構成である。

【0076】

更に、当該中間層とシートパッチ３１とが一体的に結合されていた場合（糸を介しての縫い付けや接着等）でも、本発明の範囲内の構成である。

【0077】

更に、段差部を提供するシートとして、シートパッチ３１を局所的に配置することに代えて、シートパッチ部１３１が局所的に突出するシート１３０を内層部１１の内側（配管側）に配置してもよい。そのような実施形態を、図１４及び図１５に示す。

【0078】

図１４及び図１５に示す実施形態では、内層部１１の内側（配管側）に、局所的に２か所（１か所または３か所以上でもよい）でシートパッチ部１３１が突出するシート１３０が配置されている。シートパッチ部１３１は、シート１３０の他の部分よりも肉厚の部分として構成されて段差部を提供している（図１５参照）。本実施形態の（シートパッチ部１３１を含む）シート１３０は、フッ素樹脂製であり、適度な弾性を有している。シートパッチ部１３１を除いたシート１３０の厚みは、０．５ｍｍであり、各シートパッチ部１３１は、３ｃｍ×２ｃｍの矩形形状を有しており（面積は６ｃｍ²）、厚さは１．０ｍｍである（シート１３０の他の部分よりも０．５ｍｍ厚い）。

【0079】

図１４及び図１５に示す実施形態において、図１及び図２に示す実施形態と同様の構成については、同様の符号を付し、詳細な説明は省略する。

【0080】

図１４及び図１５に示す実施形態でも、配管側に熱電対３２が露出されているが、シートパッチ部１３１が配管表面に対して熱電対３２をソフトに押し当てるような弾性を有しているため、熱電対３２を配管表面に安定的に直接接触させることができる。

【0081】

シートパッチ部１３１は、熱電対３２の設置位置に対応して局所的にのみ設けられているため、配管全体の温度均一性に大きな悪影響を及ぼすことはないが確認された。

【0082】

図１４及び図１５に示す実施形態によっても、局所的に設けられたシートパッチ部１３１によって、熱電対３２を配管表面に安定的に直接接触させることが支援される。これによって、より高精度な温度測定が実現され得る。

【0083】

そして、熱電対３２は、不図示の制御部（例えばサーモスタット）に接続され、当該制御部が、熱電対３２による温度測定値に応じて、発熱要素２３への通電を制御する。これにより、発熱要素２３への通電制御が、より高精度に実施され得る。

【0084】

図１４及び図１５に示す実施形態でも、シートパッチ部１３１に断熱性があって蓄熱性も小さいため、熱電対３２による温度測定において、発熱要素２３からの直接的な影響を効果的に排除できる。また、内層部１１から外層部１２に向かう厚み方向に見て、発熱要素２３と熱電対３２の露出された部分とが重ならないように配置されていれば、発熱要素２３からの直接的な影響を排除する上で更に効果的である。

【0085】

（シートパッチ部の変形例）
図１４及び図１５に示す実施形態でも、シートパッチ部１３１は３ｃｍ×２ｃｍの矩形形状であって、シートパッチ部１３１の面積は、熱電対３２がシートパッチ部１３１上において露出する面積に対して、２４倍となっていたが、これに限定されない。本件発明者によれば、シートパッチ部の面積が３ｃｍ×２ｃｍである場合、熱電対が露出する面積がその１／２４～１／５倍であれば（シートパッチ部の面積が、シートパッチ上において熱電対が露出する面積に対して、５～２４倍）、本発明の効果が得られることが確認された。

【0086】

また、シートパッチ部１３１が１０ｃｍ×１０ｃｍの矩形形状である場合、本件発明者によれば、熱電対が露出する面積がその１／４００～１／８７倍であれば（シートパッチ部の面積が、シートパッチ部上において熱電対が露出する面積に対して、８７～４００倍）、本発明の効果が得られることが確認された。

【0087】

更に、シートパッチ部１３１は、他のサイズの矩形形状であってもよく、例えば一辺が１０ｃｍ以下の矩形形状であれば本発明の効果が得られる。配管外周との関係で言えば、シートパッチ部１３１は、一辺が配管外周の１／２倍以下（好ましくは１／４倍以下）の矩形形状であれば、本発明の効果が得られる（配管表面に対して熱電対３２をソフトに押し当てることができ、熱電対３２を配管表面に安定的に直接接触させることができる）。

【0088】

あるいは、シートパッチ部１３１は、矩形形状に限定されないで、様々な形状を有することができる。例えば、シートパッチ部１３１は、円形形状や楕円形状や環形状であってもよい。環形状の場合、中央の穴の領域が熱電対３２と重なっても構わない。シートパッチ部１３１が円形形状、楕円形状、または環形状である場合、その直径、長軸半径の２倍、または外径が１０ｃｍ以下であれば、本発明の効果が期待できる。配管外周との関係で言えば、シートパッチ部１３１は、その直径、長軸半径の２倍、または外径が配管外周の１／２倍以下（好ましくは１／４倍以下）であれば、本発明の効果が得られる（配管表面に対して熱電対３２をソフトに押し当てることができ、熱電対３２を配管表面に安定的に直接接触させることができる）。

【0089】

また、シートパッチ部１３１の厚さについては、０．１ｍｍ～５．０ｍｍであれば、本発明の効果が期待できる。（シートパッチ部１３１の厚さが５．０ｍｍを超えると、当該箇所における発熱要素３２と配管表面との間の距離が過大となり、更に、シートパッチ部１３１の端面部分が過大な段差となって被覆体１と配管表面との間に隙間を残存させてしまうため、効率的かつ均等に配管を加熱することが阻害され得る。）

【0090】

また、図１６に示すシートパッチ部１３１’のように、その周縁部分がなだらかに傾斜するような形態が採用されてもよい。

【0091】

また、図１７に示すシートパッチ部２３１のように、内層部１１の内方側（配管側）に嵩増要素（段差形成要素）２１１を介在させた上で、それ自体の厚さは全体において一定または略一定であるシート１３０が配置されることで、段差部が提供されてもよい。

【0092】

また、図１８に示すシートパッチ部２３１’のように、内層部１１の内方側（配管側）に予め嵩増部（段差形成部）１１’を設けておいて、それ自体の厚さは全体において一定または略一定であるシート１３０が配置されることで、段差部が提供されてもよい。

【0093】

また、図１９に示すシートパッチ部２３１”のように、何らかの型押し技術等によってシート１３０の一部を内方側（配管側）に突出する形状に加工することで、段差部が提供されてもよい。

【0094】

また、図２０に示すシートパッチ部３３１のように、シート１３０の一部を断面Ｓ字状に折り畳むように配置することで、段差部が提供されてもよい。

【符号の説明】

【0095】

１ 被覆体
１１ 内層部
１１’ 嵩増部（段差形成部）
１２ 外層部
１３ 側方層部
１４ 締結部
２１ 内層側断熱部材
２２ 外層側断熱部材
２３ 発熱要素
３１ シートパッチ
３２ 熱電対
４０ 弁箱（バルブユニットを収容する箱）
１１０ ガス配管
１３０ シート
１３１ シートパッチ部
１３１’ シートパッチ部
２１１ 嵩増要素（段差形成要素）
２３１ シートパッチ部
２３１’ シートパッチ部
２３１” シートパッチ部
３３１ シートパッチ部
４００ 金属薄板
５００ 外層部
５１０ 内層部
５２０ 断熱部
５３０ 発熱体
５４０ 断熱部材
５５５ 温度検知部
５６０ サーモスイッチ
６００ 断熱絶縁部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】