炉内加熱ヒータ用碍子およびそれを用いた炉内加熱ヒータ
【課題】加熱線の各二重線部における折返し先端部での短絡を良好に防止する。
【解決手段】炉内加熱ヒータ１は、折返し先端部１１ａおよび二重線部１１ｂを有する加熱線１１を複数セット備える。各加熱線１１の先端側には炉内加熱ヒータ用碍子１２が配置される。碍子１２は、各二重線部１１ｂを１本ずつ通す線挿通孔のセットＳを複数有するベース板部１２ａを備える。ベース板部１２ａは、基準線Ｌを中心として放射状に突出し、隣り合う折返し先端部１１ａ同士が短絡しないように線挿通孔のセットＳをセット毎に仕切る第１仕切り壁１２ｃと、それら第１仕切り壁１２ｃの突出端を円筒状に繋ぎ、折返し先端部１１ａのいずれもが保護管３１（保護カバー）の内周面と短絡しないように線挿通孔１２ａ１の全てと保護管３１の内周面とを仕切る第２仕切り壁１２ｄとを一体に備える。
【解決手段】炉内加熱ヒータ１は、折返し先端部１１ａおよび二重線部１１ｂを有する加熱線１１を複数セット備える。各加熱線１１の先端側には炉内加熱ヒータ用碍子１２が配置される。碍子１２は、各二重線部１１ｂを１本ずつ通す線挿通孔のセットＳを複数有するベース板部１２ａを備える。ベース板部１２ａは、基準線Ｌを中心として放射状に突出し、隣り合う折返し先端部１１ａ同士が短絡しないように線挿通孔のセットＳをセット毎に仕切る第１仕切り壁１２ｃと、それら第１仕切り壁１２ｃの突出端を円筒状に繋ぎ、折返し先端部１１ａのいずれもが保護管３１（保護カバー）の内周面と短絡しないように線挿通孔１２ａ１の全てと保護管３１の内周面とを仕切る第２仕切り壁１２ｄとを一体に備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炉内加熱ヒータ用碍子およびそれを用いた炉内加熱ヒータに関し、特に加熱線の先端側に配置される碍子、およびその碍子を用いた炉内加熱ヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の炉内加熱ヒータ用碍子として通常、複数積み重ねた絶縁支持碍子の孔に複数の発熱線を差し込んだ構造や、発熱線を例えば下記特許文献１に記載されているように、加熱線を螺旋状に巻いて形成した発熱コイル内に配置されるものが知られている。この特許文献１では、碍子の基部に板状の第１短絡防止体が複数設けられ、各第１短絡防止体の先端に板状の第２短絡防止体が設けられている。そして、碍子が発熱コイルのピッチ間を回転しつつ移動できるように、各第１短絡防止体の取り付け位置や形状が設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１６２９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載されたような加熱線が螺旋状に巻かれた形態以外にも、加熱線が基端から先端に向かって延び、先端側で折り返されて再び基端側に戻る形態とされ、そのような折返し形態からなる二重線部が複数セット設けられるものがある。通常、後者の形態の加熱線によると、前者の形態の加熱線に比べて有効発熱部の長さを長く設定できるので、より大きな出力（発熱量）を得ることが可能である。この場合、後者の形態の加熱線においては、各セットの二重線部同士、および隣り合う各二重線部のセット同士の短絡を防止するために、碍子が加熱線の基端から先端にかけて二重線部の各加熱線を単独で通過させるように複数配置されることが多い。
【０００５】
ところが、例えば図２１に示すように、碍子１３０が複数配置される後者の形態では、加熱線１１０が通電による発熱で線膨張し、各二重線部１１０ｂにおける折返し先端部１１０ａ（ループ部分）が広がるように熱変形することがある。このため、隣り合う折返し先端部１１０ａ同士が接触することで、加熱線１１０が短絡し、断線してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、上記した後者の形態の加熱線が通電による発熱で線膨張しても、加熱線の各二重線部における折返し先端部での短絡を良好に防止し得る炉内加熱ヒータ用碍子およびその碍子を用いた炉内加熱ヒータを提供することにある。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、基端から先端に向かって延び、先端側で折り返されて再び基端側に戻る加熱線の折返し形態からなる二重線部が複数セットあり、各セットの二重線部同士、および隣り合う各二重線部のセット同士の短絡を防止するために、加熱線の基端から先端にかけて二重線部の各加熱線を単独で通過させるように複数配置される炉内加熱ヒータ用碍子であって、それら複数の炉内加熱ヒータ用碍子のうち、先端部に配置される碍子は、各セットの二重線部を１本ずつ通す線挿通孔のセットを、基準線の周りに所定の角度間隔で有するベース板部を備えており、そのベース板部の、加熱線の各二重線部における折返し先端部側には、基準線を中心として放射状に突出し、隣り合う折返し先端部同士が短絡しないように線挿通孔のセットをセット毎に仕切る第１仕切り壁と、それら第１仕切り壁の突出端を筒状に繋ぎ、折返し先端部のいずれもが該ベース板部の外周上を基準線から離れる向きに超えないように仕切る第２仕切り壁とが一体に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
この炉内加熱ヒータ用碍子を用いると、複数のセットの二重線部の任意の１セットが、第１仕切り壁の隣り合うもの同士の間に位置し、その第１仕切り壁の近傍で折り返されるようになる。つまり、ベース板部の「行き方向」の線挿通孔から先端側に出た線部分は、隣り合う第１仕切り壁の近傍で折り返され、ベース板部の「帰り方向」の線挿通孔を通過して基端側へ戻る。これらの第１仕切り壁によって、複数セットの二重線部同士がベース板部の線挿通孔より先端側に延び出た部分で接触すること（短絡）が防止される。つまり、通電による発熱で各二重線部の折返し先端部のループが広がるように熱変形しても、第１仕切り壁があるから、それに当たってそれ以上、隣の二重線部側へ寄ることが阻止され、短絡が防止される。
【０００９】
また、上記課題を解決するために本発明は、基端から先端に向かって延び、先端側で折り返されて再び基端側に戻る加熱線の折返し形態からなる二重線部が複数セットあり、各セットの二重線部同士、および隣り合う各二重線部のセット同士の短絡を防止するために、加熱線の基端から先端にかけて二重線部の各加熱線を単独で通過させるように複数配置される炉内加熱ヒータ用碍子を備え、それら炉内加熱ヒータ用碍子の隣り合うもの同士が相互に連結可能とされ、連結状態にあるそれら複数の炉内加熱ヒータ用碍子が装着された碍子付き加熱線のアッセンブリの外側に、筒状の金属製の保護カバーが装着されてなる炉内加熱ヒータであって、それら複数の炉内加熱ヒータ用碍子のうち、先端部に配置される碍子は、各セットの二重線部を１本ずつ通す線挿通孔のセットを、基準線の周りに所定の角度間隔で有するベース板部を備えており、そのベース板部の、加熱線の各二重線部における折返し先端部側には、基準線を中心として放射状に突出し、隣り合う折返し先端部同士が短絡しないように線挿通孔のセットをセット毎に仕切る第１仕切り壁と、それら第１仕切り壁の突出端を筒状に繋ぎ、折返し先端部のいずれもが保護カバーの内周面と短絡しないように線挿通孔の全てと該保護カバーの内周面とを仕切る第２仕切り壁とが一体に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の炉内加熱ヒータを用いると、通電による発熱で各二重線の折返し先端部が中心の基準線から離れる向きに反り返るように熱変形しても、筒状の第２仕切り壁が存在するため、反り返るように熱変形する折返し先端部が、この筒状の第２仕切り壁に当たることで、保護カバーの内周面に接触すること（短絡）が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る炉内加熱ヒータ用碍子およびそれを用いた炉内加熱ヒータを適用した加熱炉を概略的に示す説明図。
【図２】図１に示した炉内加熱ヒータの主要部を構成するヒータ本体（碍子付き加熱線）のアッセンブリの斜視図。
【図３】図２に示した加熱線の斜視図。
【図４】図２に示した各碍子の斜視図。
【図５】図２に示した碍子１２，１３の連結状態を示す斜視図。
【図６】図２の部分拡大図。
【図７】（ａ）は図２に示した加熱線とヒータ端子とを接続する前の、加熱線同士の結線状態を示す斜視図。（ｂ）は（ａ）の正面図。
【図８】図７の加熱線に碍子１４を組み付けた状態（差し込んだ状態）を示す斜視図。
【図９】図８の加熱線に碍子１５を組み付けた状態（差し込んだ状態）を示す斜視図。
【図１０】（ａ）は図２に示したヒータ端子の斜視図。（ｂ）は碍子１６，１７等が介装された（ａ）のヒータ端子と図９の加熱線とを接続した状態を示す斜視図。
【図１１】図２に示したヒータ本体の外側に装着される保護管の斜視図。
【図１２】図２に示したヒータ本体と図１１に示した保護管とを組み付けた状態を示す平面断面図（保護管のみ破断）。
【図１３】（ａ）は碍子１２の平面図。（ｂ）は（ａ）の縦断面図。（ｃ）は（ａ）の底面図。（ｄ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。
【図１４】（ａ）は碍子１３の平面図。（ｂ）は（ａ）の縦断面図。（ｃ）は（ａ）の底面図。（ｄ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図。
【図１５】（ａ）は碍子１４の平面図。（ｂ）は（ａ）の縦断面図。（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図。
【図１６】（ａ）は碍子１５の平面図。（ｂ）は（ａ）の縦断面図。
【図１７】（ａ）は碍子１６の平面図。（ｂ）は（ａ）の縦断面図。
【図１８】（ａ）は碍子１７の平面図。（ｂ）は（ａ）の縦断面図。
【図１９】加熱線の折返し先端部が発熱により線膨張した状態を示す説明図。
【図２０】本発明の変形例に係る碍子１２’の縦断面図。
【図２１】従来の碍子を用いた場合において、加熱線の発熱による線膨張に起因して折返し先端部が断線した状態を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【実施例】
【００１３】
図１（ａ），１（ｂ）は、本発明に係る炉内加熱ヒータ用碍子（以下、単に碍子という）１２、およびその碍子１２を用いた炉内加熱ヒータ１（加熱源）を適用した工業用熱処理設備としての加熱炉Ｆ１，Ｆ２を例示したものである。炉内加熱ヒータ１は、炉内の熱分布および熱処理効果の観点から、加熱炉Ｆ１のように垂直方向に複数設置される場合や、加熱炉Ｆ２のように水平方向に複数設置される場合がある。なお、本発明に係る碍子１２および炉内加熱ヒータ１は、炉内への扉が一つである加熱炉に限らず、入口用と出口用の各扉が設けられている加熱炉（例えば、連続炉）に広く適用することができる。
【００１４】
炉内加熱ヒータ１（図１２参照）の主要部を構成するヒータ本体（碍子付き加熱線）のアッセンブリ１０は、図２および図３に示すように、加熱線（ヒータ素線）１１、碍子１２〜１７、およびヒータ端子２１を備えている。
【００１５】
加熱線１１は、線状の金属製の電熱素材（例えば、ニクロム製の電熱素材）を基端から先端に向かって直線状に延び出させ、先端側でＵ字状に折り返して再び基端側に直線状に戻すような折返し形態を１セットとするものであり、折返し先端部１１ａと二重線部１１ｂとを有している。このような形態の加熱線１１が複数セット使用されて、全体で一つの発熱体を構成している。
【００１６】
この実施例では、例えば６セットの加熱線１１が使用されており、そのうち４セットの加熱線１１Ａは基端から先端までの全長（有効発熱部）がほぼ同じ長さに設定されている。残り２セットの加熱線１１Ｂは、いずれも２本ある基端部の一方が他方に比べて所定長だけ長く設定されており、この長く設定された部位がヒータ端子２１（図１０参照）と溶接により接続されるリード部１１ｃ（溶接しろ）として機能するようになっている。
【００１７】
碍子１２〜１５は、図２および図４に示すように、加熱線１１の先端側から基端側（ヒータ端子２１側）に向かってこの順に装着されている。また、碍子１６，１７は、ヒータ端子２１の基端側（加熱線１１側）から先端側に向かってこの順に装着されている。最初に、碍子１３〜１７について説明する。
【００１８】
碍子１３は、図４（ｂ）および図１４（ａ），１４（ｄ）に示すように、各セットの加熱線１１における二重線部１１ｂを１本ずつ通す線挿通孔のセットを、基準線Ｌの周りの所定の角度間隔で有する円板状のベース板部１３ａを備えている。この実施例では、６セットの加熱線１１に対応して、１２個の線挿通孔１３ａ１が、所定のピッチ円Ｐに沿って角度θ（＝３０度）の等角度間隔で形成されている。
【００１９】
ベース板部１３ａには、各加熱線１１の折返し先端部１１ａ側に突出する連結基部１３ｂが設けられている（図１４（ｂ）参照）。連結基部１３ｂは、基準線Ｌを中心軸線とする略円柱状（先端側が基端側に比べて若干量だけ先細りとなる形態）をなし、ベース板部１３ａの各線挿通孔１３ａ１よりも径方向内側部位に一体形成されている。
【００２０】
連結基部１３ｂには、基準線Ｌを中心軸線とする円形かつ段付き状の挿通孔１３ｂ１が形成されている。挿通孔１３ｂ１は、補強のための芯棒や、温度検出のためのセンサを組み入れる等して適宜利用される。ベース板部１３ａには、挿通孔１３ｂ１に連通する正四角錐台状の凹部１３ａ２が形成されている（図１４（ｂ），１４（ｃ）参照）。連結基部１３ｂの先端には、ベース板部１３ａの凹部１３ａ２における底辺および高さ寸法を若干量だけ小さくした正四角錐台状の凸部１３ｂ２が形成されている（図１４（ａ），１４（ｂ）参照）。
【００２１】
このように構成された碍子１３は、図５に示すように、複数用いられ、任意の碍子１３の凸部１３ｂ２が他の碍子１３の凹部１３ａ２に嵌合することで、複数の碍子１３が基準線Ｌの方向に数珠繋ぎ状に連結される。この場合、凸部１３ｂ２および凹部１３ａ２が正四角錐台状に形成されているので、各碍子１３が連結された状態では、碍子１３同士の基準線Ｌ回りの相対回転が防止されるようになっている。
【００２２】
各碍子１３の線挿通孔１３ａ１には、図６に示すように、各加熱線１１の二重線部１１ｂが１本ずつ通り、各二重線部１１ｂの基端部は、図７（ａ）に示すように、最も基端側に近い位置に配置される碍子１３のベース板部１３ａから突出した状態となる。この状態で、一方の加熱線１１Ｂのリード部１１ｃと他方の加熱線１１Ｂのリード部１１ｃとが、図７（ｂ）にて矢印で示すように、全加熱線１１の二重線部１１ｂを経由して直列に繋がるよう、所定の加熱線１１Ａ同士、所定の加熱線１１Ａと加熱線１１Ｂとが、円柱状の結線部材１９ａで接続され、あるいは板状の結線部材１９ｂで接続されている。
【００２３】
碍子１４は、図４（ｃ）、図８および図１５に示すように、碍子１３から連結基部１３ｂを取り除いて凹部１３ａ２を円形の貫通孔１４ａに代えたものとほぼ同じ形状をなし、碍子１３のベース基板部１３ａにおける線挿通孔１３ａ１にそれぞれ対応する線挿通孔１４ｂを有している。碍子１４は、各加熱線１１Ｂのリード部１１ｃのみを挿通させ（図８参照）、線挿通孔１４ｂの形成されていない板面にて結線部材１９ａ，１９ｂの端面と当接することにより、碍子１３側への配置位置が規定されるようになっている。
【００２４】
碍子１５は、図４（ｄ）、図９および図１６に示すように、碍子１４とほぼ同じ大きさの円板状をなし、各加熱線１１Ｂのリード部１１ｃのみを挿通させる線挿通孔１５ａを有していて、碍子１４の板面に当接した状態で配置される。
【００２５】
碍子１６は、図４（ｅ）、図１０および図１７に示すように、碍子１５とほぼ同じ大きさの円板状をなし、各ヒータ端子２１のみを挿通させる線挿通孔１６ａを有していて（図１０参照）、各加熱線１１Ｂのリード部１１ｃにおける基端面に当接した状態で配置される。
【００２６】
碍子１７は、図４（ｆ）、図１０および図１８に示すように、碍子１４〜１６に比べて直径、厚さともに大きな小径部１７ａと大径部１７ｂを有する二段の円柱状をなし、各ヒータ端子２１のみを挿通させる線挿通孔１７ｃを有している。
【００２７】
ヒータ端子２１は、図１０（ａ）に示すように、直線棒状の非発熱体であり、その一端にて電源（例えば、交流電源）側の端子と結線するための端子板部２１ａを備えている。ヒータ端子２１には、図１０（ｂ）に示すように、端子板部２１ａ側から加熱線１１Ｂのリード部１１ｃ側に向けて碍子１７、断熱部材１８（例えば、複数の丸状ブランケット）、碍子１６がこの順に挿通され、基端部が碍子１５の板面に当接した状態で加熱線１１Ｂのリード部１１ｃに溶接により接続される。
【００２８】
上記の碍子１２〜１７、断熱部材１８およびヒータ端子２１が装着されたヒータ本体のアッセンブリ１０（図２参照）の外側には、図１１に示すような、保護カバーとしての円筒状の金属製（例えば、ステンレス製）の保護管（ラジアントチューブ）３１が装着される。保護管３１は、先端部にて底部３１ａを備え、基端部にて加熱炉Ｆ１，Ｆ２のフランジ部（図１参照）に固定するためのフランジ部３１ｂを備えている。
【００２９】
この実施例では、例えば図１２に示すように、上記碍子１６を流用して、保護管３１側の碍子として保護管３１の底部３１ａに着座させた状態で、ヒータ本体のアッセンブリ１０を保護管３１内に組み込み、先端側に配置される碍子１２をその碍子１６に接触させることにより、アッセンブリ１０の保護管３１内での先端位置を規定するようにしている。
【００３０】
ヒータ本体のアッセンブリ１０が保護管３１内に組み込まれた状態では、碍子１２〜１６の外側面と保護管３１の内周面との間に所定長の隙間が形成され、また、碍子１７の小径部１７ａにおける外側面と保護管３１の内周面との間に極僅かの隙間が形成されるとともに、大径部１７ｂが保護管３１のフランジ部３１ｂに着座するようになっている。
【００３１】
そして、上記のように構成された炉内加熱ヒータ１では、電源（図示省略）からヒータ端子２１への通電により、加熱線１１が発熱し、発生した熱が保護管３１を経て外部へ放射されることとなる。
【００３２】
ところで、この実施例では、加熱線１１の先端側に配置される碍子１２が、図４（ａ）、図１２および図１３に示すように、碍子１３に共通する形状と、共通しない形状との両形状を具備するように構成されている。具体的には、図１３に示すように、各セットの加熱線１１における二重線部１１ｂを１本ずつ通す線挿通孔のセットＳ（２個の線挿通孔１２ａ１で１セット）を、基準線Ｌの周りの所定の角度間隔で有する円板状のベース板部１２ａを備え、かつ各加熱線１１の折返し先端部１１ａ側に突出する連結基部１２ｂを備える点において共通している。
【００３３】
また、連結基部１２ｂは、碍子１３の連結基部１３ｂと同様、基準線Ｌを中心軸線とする略円柱状をなし、ベース板部１２ａの各線挿通孔１２ａ１よりも径方向内側部位に一体形成されている。連結基部１２ｂには、基準線Ｌを中心軸線とする円形かつ段付き状の挿通孔１２ｂ１が形成されており、ベース板部１２ａには、挿通孔１２ｂ１に連通する正四角錐台状の凹部１２ａ２が形成されている。凹部１２ａ２は、碍子１３に形成された凹部１３ａ２とほぼ同じ大きさに形成されており、基端側に配置される碍子１３の凸部１３ｂ２と嵌まり合って連結状態となる。
【００３４】
これに対して、ベース板部１２ａの各加熱線１１の折返し先端部１１ａ側には、第１仕切り壁１２ｃと第２仕切り壁１２ｄとが一体に形成されている点において、このような仕切り壁のない碍子１３と異なっている。また、碍子１２の連結基部１２ｂには、連結のための凸部が省略されている点において、連結基部１３ｂに凸部１３ｂ２が形成されている碍子１３と異なっている。
【００３５】
第１仕切り壁１２ｃは、図１３（ｂ）の図示下端にてベース板部１２ａに、内側端にて連結基部１２ｂに接続され、基準線Ｌを中心として放射状（径方向外向き）に突出し、加熱線１１の隣り合う折返し先端部１１ａ同士が短絡しないようにベース板部１２ａの線挿通孔のセットＳをセット毎に仕切っている。
【００３６】
第２仕切り壁１２ｄは、各第１仕切り壁１２ｃの突出端を円筒状に繋ぎ、加熱線１１の折返し先端部１１ａのいずれもがベース板部１２ａの外周上を基準線Ｌから離れる向きに超えないように仕切っている。つまり、第２仕切り壁１２ｄは、加熱線１１の折返し先端部１１ａのいずれもが保護管３１の内周面と短絡しないようにベース板部１２ａの線挿通孔１２ａ１の全てと保護管３１の内周面とを仕切っている。
【００３７】
第１仕切り壁１２ｃと第２仕切り壁１２ｄは、ベース板部１２ａの板面からの高さ寸法が同じ長さに設定されている。この高さ寸法は、加熱線１１の発熱時に折返し先端部１１ａが基準線Ｌの方向に向かって最大に線膨張した場合でも超えることのない長さ、すなわち加熱線１１の線径が例えば５〜１０ｍｍであり、加熱線１１の有効発熱部の長さが例えば１０００〜１５００ｍｍであって、ベース板部１２ａの直径が７０〜８０ｍｍであるとき、例えば１５〜３０ｍｍ程度となるように設定されている。
【００３８】
上記のように構成された碍子１２を加熱線１１の先端側に配置すると、図１９にて破線で示すように、複数のセットの二重線部１１ｂの任意の１セットが、第１仕切り壁１２ｃの隣り合うもの同士の間に位置し、その第１仕切り壁１２ｃの近傍で折り返されるようになる。つまり、碍子１２のベース板部１２ａにおける「行き方向」の線挿通孔１２ａ１から先端側に出た線部分は、隣り合う第１仕切り壁１２ｃの近傍で折り返され、ベース板部１２ａの「帰り方向」の線挿通孔１２ａ１を通過して基端側へ戻る。
【００３９】
これらの第１仕切り壁１２ｃによって、複数セットの二重線部１１ｂ同士がベース板部１２ａの線挿通孔１２ａ１より先端側に延び出た部分で接触すること（短絡）が防止される。つまり、通電による発熱で各加熱線１１の二重線部１１ｂが異なる態様で線膨張し、あるいは折返し先端部１１ａのループが広がるように熱変形しようとしても、第１仕切り壁１２ｃがあるから、それに当たってそれ以上、隣の折返し先端部１１ａ側へ寄ることが阻止され、最終的には、図１９にて二点鎖線で示すように、折返し先端部１１ａが基準線Ｌの方向に延び出すようになって、折返し先端部１１ａ同士の短絡が防止される。
【００４０】
また、上記のように構成された炉内加熱ヒータ１を用いると、通電による発熱で各加熱線１１の二重線部１１ｂにおける折返し先端部１１ａが基準線Ｌから離れる向きに反り返るように熱変形しようとしても、第２仕切り壁１２ｄがあるから、それに当たってそれ以上、保護管３１の内周面側へ寄ることが阻止され、最終的には、図１９にて二点鎖線で示すように、折返し先端部１１ａが基準線Ｌの方向に延び出すようになって、保護管３１の内周面に接触すること（短絡）が防止される。
【００４１】
（変形例）
碍子１２は、その先端側において他の碍子１３等と連結されることがなく、単に保護管３１側の碍子１６等と接触できる形状であればよいので、上記実施例では、連結基端部１２ｂの先端に凸部を設けないように構成したが、碍子１３を成形するための型を利用して、碍子１２を成形することも可能である。したがって、この場合には、例えば図２０に示すように、碍子１２’の連結基端部１２ｂの先端に碍子１３とほぼ同じ形状の凸部１２ｂ２が形成されるようになるが、このような碍子１２’を用いて炉内加熱ヒータを構成してもよい。なお、図２０において、凸部１２ｂ２以外の構成は碍子１２と同じであるため、碍子１２と同じ機能を果たす部位には同一の符号を付して説明は省略する。
【００４２】
上記実施例等においては、碍子１２もしくは碍子１２’と碍子１３、または碍子１３同士が四角錐台状の凹部１２ａ２と凸部１３ｂ２との嵌合により、または凹部１３ａ２と凸部１３ｂ２との嵌合により、基準線Ｌ回りの相互の相対回転が防止される構成とした。ただし、凹部、凸部は四角錐台状に限らず、例えば半月状であってもよい。
【００４３】
また、碍子１２もしくは碍子１２’のベース板部１２ａは、円板形状に限らず、例えば正多角形状に形成してもよい。また、これに対応して保護管３１を、例えば正多角形の筒状に形成してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
Ｆ１，Ｆ２ 加熱炉
１ 炉内加熱ヒータ
１０ ヒータ本体（碍子付き加熱線）のアッセンブリ
１１，１１Ａ，１１Ｂ 加熱線
１１ａ 折返し先端部
１１ｂ 二重線部
１１ｃ リード部
１２〜１７ 碍子
１２ａ ベース板部
１２ａ１ 線挿通孔
１２ａ２ 凹部
１２ｂ 連結基部
１２ｂ１ 挿通孔
１２ｃ 第１仕切り壁
１２ｄ 第２仕切り壁
２１ ヒータ端子
３１ 保護管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炉内加熱ヒータ用碍子およびそれを用いた炉内加熱ヒータに関し、特に加熱線の先端側に配置される碍子、およびその碍子を用いた炉内加熱ヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の炉内加熱ヒータ用碍子として通常、複数積み重ねた絶縁支持碍子の孔に複数の発熱線を差し込んだ構造や、発熱線を例えば下記特許文献１に記載されているように、加熱線を螺旋状に巻いて形成した発熱コイル内に配置されるものが知られている。この特許文献１では、碍子の基部に板状の第１短絡防止体が複数設けられ、各第１短絡防止体の先端に板状の第２短絡防止体が設けられている。そして、碍子が発熱コイルのピッチ間を回転しつつ移動できるように、各第１短絡防止体の取り付け位置や形状が設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１６２９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載されたような加熱線が螺旋状に巻かれた形態以外にも、加熱線が基端から先端に向かって延び、先端側で折り返されて再び基端側に戻る形態とされ、そのような折返し形態からなる二重線部が複数セット設けられるものがある。通常、後者の形態の加熱線によると、前者の形態の加熱線に比べて有効発熱部の長さを長く設定できるので、より大きな出力（発熱量）を得ることが可能である。この場合、後者の形態の加熱線においては、各セットの二重線部同士、および隣り合う各二重線部のセット同士の短絡を防止するために、碍子が加熱線の基端から先端にかけて二重線部の各加熱線を単独で通過させるように複数配置されることが多い。
【０００５】
ところが、例えば図２１に示すように、碍子１３０が複数配置される後者の形態では、加熱線１１０が通電による発熱で線膨張し、各二重線部１１０ｂにおける折返し先端部１１０ａ（ループ部分）が広がるように熱変形することがある。このため、隣り合う折返し先端部１１０ａ同士が接触することで、加熱線１１０が短絡し、断線してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、上記した後者の形態の加熱線が通電による発熱で線膨張しても、加熱線の各二重線部における折返し先端部での短絡を良好に防止し得る炉内加熱ヒータ用碍子およびその碍子を用いた炉内加熱ヒータを提供することにある。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、基端から先端に向かって延び、先端側で折り返されて再び基端側に戻る加熱線の折返し形態からなる二重線部が複数セットあり、各セットの二重線部同士、および隣り合う各二重線部のセット同士の短絡を防止するために、加熱線の基端から先端にかけて二重線部の各加熱線を単独で通過させるように複数配置される炉内加熱ヒータ用碍子であって、それら複数の炉内加熱ヒータ用碍子のうち、先端部に配置される碍子は、各セットの二重線部を１本ずつ通す線挿通孔のセットを、基準線の周りに所定の角度間隔で有するベース板部を備えており、そのベース板部の、加熱線の各二重線部における折返し先端部側には、基準線を中心として放射状に突出し、隣り合う折返し先端部同士が短絡しないように線挿通孔のセットをセット毎に仕切る第１仕切り壁と、それら第１仕切り壁の突出端を筒状に繋ぎ、折返し先端部のいずれもが該ベース板部の外周上を基準線から離れる向きに超えないように仕切る第２仕切り壁とが一体に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
この炉内加熱ヒータ用碍子を用いると、複数のセットの二重線部の任意の１セットが、第１仕切り壁の隣り合うもの同士の間に位置し、その第１仕切り壁の近傍で折り返されるようになる。つまり、ベース板部の「行き方向」の線挿通孔から先端側に出た線部分は、隣り合う第１仕切り壁の近傍で折り返され、ベース板部の「帰り方向」の線挿通孔を通過して基端側へ戻る。これらの第１仕切り壁によって、複数セットの二重線部同士がベース板部の線挿通孔より先端側に延び出た部分で接触すること（短絡）が防止される。つまり、通電による発熱で各二重線部の折返し先端部のループが広がるように熱変形しても、第１仕切り壁があるから、それに当たってそれ以上、隣の二重線部側へ寄ることが阻止され、短絡が防止される。
【０００９】
また、上記課題を解決するために本発明は、基端から先端に向かって延び、先端側で折り返されて再び基端側に戻る加熱線の折返し形態からなる二重線部が複数セットあり、各セットの二重線部同士、および隣り合う各二重線部のセット同士の短絡を防止するために、加熱線の基端から先端にかけて二重線部の各加熱線を単独で通過させるように複数配置される炉内加熱ヒータ用碍子を備え、それら炉内加熱ヒータ用碍子の隣り合うもの同士が相互に連結可能とされ、連結状態にあるそれら複数の炉内加熱ヒータ用碍子が装着された碍子付き加熱線のアッセンブリの外側に、筒状の金属製の保護カバーが装着されてなる炉内加熱ヒータであって、それら複数の炉内加熱ヒータ用碍子のうち、先端部に配置される碍子は、各セットの二重線部を１本ずつ通す線挿通孔のセットを、基準線の周りに所定の角度間隔で有するベース板部を備えており、そのベース板部の、加熱線の各二重線部における折返し先端部側には、基準線を中心として放射状に突出し、隣り合う折返し先端部同士が短絡しないように線挿通孔のセットをセット毎に仕切る第１仕切り壁と、それら第１仕切り壁の突出端を筒状に繋ぎ、折返し先端部のいずれもが保護カバーの内周面と短絡しないように線挿通孔の全てと該保護カバーの内周面とを仕切る第２仕切り壁とが一体に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の炉内加熱ヒータを用いると、通電による発熱で各二重線の折返し先端部が中心の基準線から離れる向きに反り返るように熱変形しても、筒状の第２仕切り壁が存在するため、反り返るように熱変形する折返し先端部が、この筒状の第２仕切り壁に当たることで、保護カバーの内周面に接触すること（短絡）が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る炉内加熱ヒータ用碍子およびそれを用いた炉内加熱ヒータを適用した加熱炉を概略的に示す説明図。
【図２】図１に示した炉内加熱ヒータの主要部を構成するヒータ本体（碍子付き加熱線）のアッセンブリの斜視図。
【図３】図２に示した加熱線の斜視図。
【図４】図２に示した各碍子の斜視図。
【図５】図２に示した碍子１２，１３の連結状態を示す斜視図。
【図６】図２の部分拡大図。
【図７】（ａ）は図２に示した加熱線とヒータ端子とを接続する前の、加熱線同士の結線状態を示す斜視図。（ｂ）は（ａ）の正面図。
【図８】図７の加熱線に碍子１４を組み付けた状態（差し込んだ状態）を示す斜視図。
【図９】図８の加熱線に碍子１５を組み付けた状態（差し込んだ状態）を示す斜視図。
【図１０】（ａ）は図２に示したヒータ端子の斜視図。（ｂ）は碍子１６，１７等が介装された（ａ）のヒータ端子と図９の加熱線とを接続した状態を示す斜視図。
【図１１】図２に示したヒータ本体の外側に装着される保護管の斜視図。
【図１２】図２に示したヒータ本体と図１１に示した保護管とを組み付けた状態を示す平面断面図（保護管のみ破断）。
【図１３】（ａ）は碍子１２の平面図。（ｂ）は（ａ）の縦断面図。（ｃ）は（ａ）の底面図。（ｄ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。
【図１４】（ａ）は碍子１３の平面図。（ｂ）は（ａ）の縦断面図。（ｃ）は（ａ）の底面図。（ｄ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図。
【図１５】（ａ）は碍子１４の平面図。（ｂ）は（ａ）の縦断面図。（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図。
【図１６】（ａ）は碍子１５の平面図。（ｂ）は（ａ）の縦断面図。
【図１７】（ａ）は碍子１６の平面図。（ｂ）は（ａ）の縦断面図。
【図１８】（ａ）は碍子１７の平面図。（ｂ）は（ａ）の縦断面図。
【図１９】加熱線の折返し先端部が発熱により線膨張した状態を示す説明図。
【図２０】本発明の変形例に係る碍子１２’の縦断面図。
【図２１】従来の碍子を用いた場合において、加熱線の発熱による線膨張に起因して折返し先端部が断線した状態を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【実施例】
【００１３】
図１（ａ），１（ｂ）は、本発明に係る炉内加熱ヒータ用碍子（以下、単に碍子という）１２、およびその碍子１２を用いた炉内加熱ヒータ１（加熱源）を適用した工業用熱処理設備としての加熱炉Ｆ１，Ｆ２を例示したものである。炉内加熱ヒータ１は、炉内の熱分布および熱処理効果の観点から、加熱炉Ｆ１のように垂直方向に複数設置される場合や、加熱炉Ｆ２のように水平方向に複数設置される場合がある。なお、本発明に係る碍子１２および炉内加熱ヒータ１は、炉内への扉が一つである加熱炉に限らず、入口用と出口用の各扉が設けられている加熱炉（例えば、連続炉）に広く適用することができる。
【００１４】
炉内加熱ヒータ１（図１２参照）の主要部を構成するヒータ本体（碍子付き加熱線）のアッセンブリ１０は、図２および図３に示すように、加熱線（ヒータ素線）１１、碍子１２〜１７、およびヒータ端子２１を備えている。
【００１５】
加熱線１１は、線状の金属製の電熱素材（例えば、ニクロム製の電熱素材）を基端から先端に向かって直線状に延び出させ、先端側でＵ字状に折り返して再び基端側に直線状に戻すような折返し形態を１セットとするものであり、折返し先端部１１ａと二重線部１１ｂとを有している。このような形態の加熱線１１が複数セット使用されて、全体で一つの発熱体を構成している。
【００１６】
この実施例では、例えば６セットの加熱線１１が使用されており、そのうち４セットの加熱線１１Ａは基端から先端までの全長（有効発熱部）がほぼ同じ長さに設定されている。残り２セットの加熱線１１Ｂは、いずれも２本ある基端部の一方が他方に比べて所定長だけ長く設定されており、この長く設定された部位がヒータ端子２１（図１０参照）と溶接により接続されるリード部１１ｃ（溶接しろ）として機能するようになっている。
【００１７】
碍子１２〜１５は、図２および図４に示すように、加熱線１１の先端側から基端側（ヒータ端子２１側）に向かってこの順に装着されている。また、碍子１６，１７は、ヒータ端子２１の基端側（加熱線１１側）から先端側に向かってこの順に装着されている。最初に、碍子１３〜１７について説明する。
【００１８】
碍子１３は、図４（ｂ）および図１４（ａ），１４（ｄ）に示すように、各セットの加熱線１１における二重線部１１ｂを１本ずつ通す線挿通孔のセットを、基準線Ｌの周りの所定の角度間隔で有する円板状のベース板部１３ａを備えている。この実施例では、６セットの加熱線１１に対応して、１２個の線挿通孔１３ａ１が、所定のピッチ円Ｐに沿って角度θ（＝３０度）の等角度間隔で形成されている。
【００１９】
ベース板部１３ａには、各加熱線１１の折返し先端部１１ａ側に突出する連結基部１３ｂが設けられている（図１４（ｂ）参照）。連結基部１３ｂは、基準線Ｌを中心軸線とする略円柱状（先端側が基端側に比べて若干量だけ先細りとなる形態）をなし、ベース板部１３ａの各線挿通孔１３ａ１よりも径方向内側部位に一体形成されている。
【００２０】
連結基部１３ｂには、基準線Ｌを中心軸線とする円形かつ段付き状の挿通孔１３ｂ１が形成されている。挿通孔１３ｂ１は、補強のための芯棒や、温度検出のためのセンサを組み入れる等して適宜利用される。ベース板部１３ａには、挿通孔１３ｂ１に連通する正四角錐台状の凹部１３ａ２が形成されている（図１４（ｂ），１４（ｃ）参照）。連結基部１３ｂの先端には、ベース板部１３ａの凹部１３ａ２における底辺および高さ寸法を若干量だけ小さくした正四角錐台状の凸部１３ｂ２が形成されている（図１４（ａ），１４（ｂ）参照）。
【００２１】
このように構成された碍子１３は、図５に示すように、複数用いられ、任意の碍子１３の凸部１３ｂ２が他の碍子１３の凹部１３ａ２に嵌合することで、複数の碍子１３が基準線Ｌの方向に数珠繋ぎ状に連結される。この場合、凸部１３ｂ２および凹部１３ａ２が正四角錐台状に形成されているので、各碍子１３が連結された状態では、碍子１３同士の基準線Ｌ回りの相対回転が防止されるようになっている。
【００２２】
各碍子１３の線挿通孔１３ａ１には、図６に示すように、各加熱線１１の二重線部１１ｂが１本ずつ通り、各二重線部１１ｂの基端部は、図７（ａ）に示すように、最も基端側に近い位置に配置される碍子１３のベース板部１３ａから突出した状態となる。この状態で、一方の加熱線１１Ｂのリード部１１ｃと他方の加熱線１１Ｂのリード部１１ｃとが、図７（ｂ）にて矢印で示すように、全加熱線１１の二重線部１１ｂを経由して直列に繋がるよう、所定の加熱線１１Ａ同士、所定の加熱線１１Ａと加熱線１１Ｂとが、円柱状の結線部材１９ａで接続され、あるいは板状の結線部材１９ｂで接続されている。
【００２３】
碍子１４は、図４（ｃ）、図８および図１５に示すように、碍子１３から連結基部１３ｂを取り除いて凹部１３ａ２を円形の貫通孔１４ａに代えたものとほぼ同じ形状をなし、碍子１３のベース基板部１３ａにおける線挿通孔１３ａ１にそれぞれ対応する線挿通孔１４ｂを有している。碍子１４は、各加熱線１１Ｂのリード部１１ｃのみを挿通させ（図８参照）、線挿通孔１４ｂの形成されていない板面にて結線部材１９ａ，１９ｂの端面と当接することにより、碍子１３側への配置位置が規定されるようになっている。
【００２４】
碍子１５は、図４（ｄ）、図９および図１６に示すように、碍子１４とほぼ同じ大きさの円板状をなし、各加熱線１１Ｂのリード部１１ｃのみを挿通させる線挿通孔１５ａを有していて、碍子１４の板面に当接した状態で配置される。
【００２５】
碍子１６は、図４（ｅ）、図１０および図１７に示すように、碍子１５とほぼ同じ大きさの円板状をなし、各ヒータ端子２１のみを挿通させる線挿通孔１６ａを有していて（図１０参照）、各加熱線１１Ｂのリード部１１ｃにおける基端面に当接した状態で配置される。
【００２６】
碍子１７は、図４（ｆ）、図１０および図１８に示すように、碍子１４〜１６に比べて直径、厚さともに大きな小径部１７ａと大径部１７ｂを有する二段の円柱状をなし、各ヒータ端子２１のみを挿通させる線挿通孔１７ｃを有している。
【００２７】
ヒータ端子２１は、図１０（ａ）に示すように、直線棒状の非発熱体であり、その一端にて電源（例えば、交流電源）側の端子と結線するための端子板部２１ａを備えている。ヒータ端子２１には、図１０（ｂ）に示すように、端子板部２１ａ側から加熱線１１Ｂのリード部１１ｃ側に向けて碍子１７、断熱部材１８（例えば、複数の丸状ブランケット）、碍子１６がこの順に挿通され、基端部が碍子１５の板面に当接した状態で加熱線１１Ｂのリード部１１ｃに溶接により接続される。
【００２８】
上記の碍子１２〜１７、断熱部材１８およびヒータ端子２１が装着されたヒータ本体のアッセンブリ１０（図２参照）の外側には、図１１に示すような、保護カバーとしての円筒状の金属製（例えば、ステンレス製）の保護管（ラジアントチューブ）３１が装着される。保護管３１は、先端部にて底部３１ａを備え、基端部にて加熱炉Ｆ１，Ｆ２のフランジ部（図１参照）に固定するためのフランジ部３１ｂを備えている。
【００２９】
この実施例では、例えば図１２に示すように、上記碍子１６を流用して、保護管３１側の碍子として保護管３１の底部３１ａに着座させた状態で、ヒータ本体のアッセンブリ１０を保護管３１内に組み込み、先端側に配置される碍子１２をその碍子１６に接触させることにより、アッセンブリ１０の保護管３１内での先端位置を規定するようにしている。
【００３０】
ヒータ本体のアッセンブリ１０が保護管３１内に組み込まれた状態では、碍子１２〜１６の外側面と保護管３１の内周面との間に所定長の隙間が形成され、また、碍子１７の小径部１７ａにおける外側面と保護管３１の内周面との間に極僅かの隙間が形成されるとともに、大径部１７ｂが保護管３１のフランジ部３１ｂに着座するようになっている。
【００３１】
そして、上記のように構成された炉内加熱ヒータ１では、電源（図示省略）からヒータ端子２１への通電により、加熱線１１が発熱し、発生した熱が保護管３１を経て外部へ放射されることとなる。
【００３２】
ところで、この実施例では、加熱線１１の先端側に配置される碍子１２が、図４（ａ）、図１２および図１３に示すように、碍子１３に共通する形状と、共通しない形状との両形状を具備するように構成されている。具体的には、図１３に示すように、各セットの加熱線１１における二重線部１１ｂを１本ずつ通す線挿通孔のセットＳ（２個の線挿通孔１２ａ１で１セット）を、基準線Ｌの周りの所定の角度間隔で有する円板状のベース板部１２ａを備え、かつ各加熱線１１の折返し先端部１１ａ側に突出する連結基部１２ｂを備える点において共通している。
【００３３】
また、連結基部１２ｂは、碍子１３の連結基部１３ｂと同様、基準線Ｌを中心軸線とする略円柱状をなし、ベース板部１２ａの各線挿通孔１２ａ１よりも径方向内側部位に一体形成されている。連結基部１２ｂには、基準線Ｌを中心軸線とする円形かつ段付き状の挿通孔１２ｂ１が形成されており、ベース板部１２ａには、挿通孔１２ｂ１に連通する正四角錐台状の凹部１２ａ２が形成されている。凹部１２ａ２は、碍子１３に形成された凹部１３ａ２とほぼ同じ大きさに形成されており、基端側に配置される碍子１３の凸部１３ｂ２と嵌まり合って連結状態となる。
【００３４】
これに対して、ベース板部１２ａの各加熱線１１の折返し先端部１１ａ側には、第１仕切り壁１２ｃと第２仕切り壁１２ｄとが一体に形成されている点において、このような仕切り壁のない碍子１３と異なっている。また、碍子１２の連結基部１２ｂには、連結のための凸部が省略されている点において、連結基部１３ｂに凸部１３ｂ２が形成されている碍子１３と異なっている。
【００３５】
第１仕切り壁１２ｃは、図１３（ｂ）の図示下端にてベース板部１２ａに、内側端にて連結基部１２ｂに接続され、基準線Ｌを中心として放射状（径方向外向き）に突出し、加熱線１１の隣り合う折返し先端部１１ａ同士が短絡しないようにベース板部１２ａの線挿通孔のセットＳをセット毎に仕切っている。
【００３６】
第２仕切り壁１２ｄは、各第１仕切り壁１２ｃの突出端を円筒状に繋ぎ、加熱線１１の折返し先端部１１ａのいずれもがベース板部１２ａの外周上を基準線Ｌから離れる向きに超えないように仕切っている。つまり、第２仕切り壁１２ｄは、加熱線１１の折返し先端部１１ａのいずれもが保護管３１の内周面と短絡しないようにベース板部１２ａの線挿通孔１２ａ１の全てと保護管３１の内周面とを仕切っている。
【００３７】
第１仕切り壁１２ｃと第２仕切り壁１２ｄは、ベース板部１２ａの板面からの高さ寸法が同じ長さに設定されている。この高さ寸法は、加熱線１１の発熱時に折返し先端部１１ａが基準線Ｌの方向に向かって最大に線膨張した場合でも超えることのない長さ、すなわち加熱線１１の線径が例えば５〜１０ｍｍであり、加熱線１１の有効発熱部の長さが例えば１０００〜１５００ｍｍであって、ベース板部１２ａの直径が７０〜８０ｍｍであるとき、例えば１５〜３０ｍｍ程度となるように設定されている。
【００３８】
上記のように構成された碍子１２を加熱線１１の先端側に配置すると、図１９にて破線で示すように、複数のセットの二重線部１１ｂの任意の１セットが、第１仕切り壁１２ｃの隣り合うもの同士の間に位置し、その第１仕切り壁１２ｃの近傍で折り返されるようになる。つまり、碍子１２のベース板部１２ａにおける「行き方向」の線挿通孔１２ａ１から先端側に出た線部分は、隣り合う第１仕切り壁１２ｃの近傍で折り返され、ベース板部１２ａの「帰り方向」の線挿通孔１２ａ１を通過して基端側へ戻る。
【００３９】
これらの第１仕切り壁１２ｃによって、複数セットの二重線部１１ｂ同士がベース板部１２ａの線挿通孔１２ａ１より先端側に延び出た部分で接触すること（短絡）が防止される。つまり、通電による発熱で各加熱線１１の二重線部１１ｂが異なる態様で線膨張し、あるいは折返し先端部１１ａのループが広がるように熱変形しようとしても、第１仕切り壁１２ｃがあるから、それに当たってそれ以上、隣の折返し先端部１１ａ側へ寄ることが阻止され、最終的には、図１９にて二点鎖線で示すように、折返し先端部１１ａが基準線Ｌの方向に延び出すようになって、折返し先端部１１ａ同士の短絡が防止される。
【００４０】
また、上記のように構成された炉内加熱ヒータ１を用いると、通電による発熱で各加熱線１１の二重線部１１ｂにおける折返し先端部１１ａが基準線Ｌから離れる向きに反り返るように熱変形しようとしても、第２仕切り壁１２ｄがあるから、それに当たってそれ以上、保護管３１の内周面側へ寄ることが阻止され、最終的には、図１９にて二点鎖線で示すように、折返し先端部１１ａが基準線Ｌの方向に延び出すようになって、保護管３１の内周面に接触すること（短絡）が防止される。
【００４１】
（変形例）
碍子１２は、その先端側において他の碍子１３等と連結されることがなく、単に保護管３１側の碍子１６等と接触できる形状であればよいので、上記実施例では、連結基端部１２ｂの先端に凸部を設けないように構成したが、碍子１３を成形するための型を利用して、碍子１２を成形することも可能である。したがって、この場合には、例えば図２０に示すように、碍子１２’の連結基端部１２ｂの先端に碍子１３とほぼ同じ形状の凸部１２ｂ２が形成されるようになるが、このような碍子１２’を用いて炉内加熱ヒータを構成してもよい。なお、図２０において、凸部１２ｂ２以外の構成は碍子１２と同じであるため、碍子１２と同じ機能を果たす部位には同一の符号を付して説明は省略する。
【００４２】
上記実施例等においては、碍子１２もしくは碍子１２’と碍子１３、または碍子１３同士が四角錐台状の凹部１２ａ２と凸部１３ｂ２との嵌合により、または凹部１３ａ２と凸部１３ｂ２との嵌合により、基準線Ｌ回りの相互の相対回転が防止される構成とした。ただし、凹部、凸部は四角錐台状に限らず、例えば半月状であってもよい。
【００４３】
また、碍子１２もしくは碍子１２’のベース板部１２ａは、円板形状に限らず、例えば正多角形状に形成してもよい。また、これに対応して保護管３１を、例えば正多角形の筒状に形成してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
Ｆ１，Ｆ２ 加熱炉
１ 炉内加熱ヒータ
１０ ヒータ本体（碍子付き加熱線）のアッセンブリ
１１，１１Ａ，１１Ｂ 加熱線
１１ａ 折返し先端部
１１ｂ 二重線部
１１ｃ リード部
１２〜１７ 碍子
１２ａ ベース板部
１２ａ１ 線挿通孔
１２ａ２ 凹部
１２ｂ 連結基部
１２ｂ１ 挿通孔
１２ｃ 第１仕切り壁
１２ｄ 第２仕切り壁
２１ ヒータ端子
３１ 保護管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端から先端に向かって延び、先端側で折り返されて再び基端側に戻る加熱線の折返し形態からなる二重線部が複数セットあり、各セットの二重線部同士、および隣り合う各二重線部のセット同士の短絡を防止するために、前記加熱線の基端から先端にかけて前記二重線部の各加熱線を単独で通過させるように複数配置される炉内加熱ヒータ用碍子であって、
それら複数の炉内加熱ヒータ用碍子のうち、先端部に配置される碍子は、前記各セットの二重線部を１本ずつ通す線挿通孔のセットを、基準線の周りに所定の角度間隔で有するベース板部を備えており、
そのベース板部の、前記加熱線の各二重線部における折返し先端部側には、前記基準線を中心として放射状に突出し、隣り合う折返し先端部同士が短絡しないように前記線挿通孔のセットをセット毎に仕切る第１仕切り壁と、それら第１仕切り壁の突出端を筒状に繋ぎ、前記折返し先端部のいずれもが該ベース板部の外周上を前記基準線から離れる向きに超えないように仕切る第２仕切り壁とが一体に形成されていることを特徴とする炉内加熱ヒータ用碍子。
【請求項２】
基端から先端に向かって延び、先端側で折り返されて再び基端側に戻る加熱線の折返し形態からなる二重線部が複数セットあり、各セットの二重線部同士、および隣り合う各二重線部のセット同士の短絡を防止するために、前記加熱線の基端から先端にかけて前記二重線部の各加熱線を単独で通過させるように複数配置される炉内加熱ヒータ用碍子を備え、
それら炉内加熱ヒータ用碍子の隣り合うもの同士が相互に連結可能とされ、連結状態にあるそれら複数の炉内加熱ヒータ用碍子が装着された碍子付き加熱線のアッセンブリの外側に、筒状の金属製の保護カバーが装着されてなる炉内加熱ヒータであって、
それら複数の炉内加熱ヒータ用碍子のうち、先端部に配置される碍子は、前記各セットの二重線部を１本ずつ通す線挿通孔のセットを、基準線の周りに所定の角度間隔で有するベース板部を備えており、
そのベース板部の、前記加熱線の各二重線部における折返し先端部側には、前記基準線を中心として放射状に突出し、隣り合う折返し先端部同士が短絡しないように前記線挿通孔のセットをセット毎に仕切る第１仕切り壁と、それら第１仕切り壁の突出端を筒状に繋ぎ、前記折返し先端部のいずれもが前記保護カバーの内周面と短絡しないように前記線挿通孔の全てと該保護カバーの内周面とを仕切る第２仕切り壁とが一体に形成されていることを特徴とする炉内加熱ヒータ。
【請求項１】
基端から先端に向かって延び、先端側で折り返されて再び基端側に戻る加熱線の折返し形態からなる二重線部が複数セットあり、各セットの二重線部同士、および隣り合う各二重線部のセット同士の短絡を防止するために、前記加熱線の基端から先端にかけて前記二重線部の各加熱線を単独で通過させるように複数配置される炉内加熱ヒータ用碍子であって、
それら複数の炉内加熱ヒータ用碍子のうち、先端部に配置される碍子は、前記各セットの二重線部を１本ずつ通す線挿通孔のセットを、基準線の周りに所定の角度間隔で有するベース板部を備えており、
そのベース板部の、前記加熱線の各二重線部における折返し先端部側には、前記基準線を中心として放射状に突出し、隣り合う折返し先端部同士が短絡しないように前記線挿通孔のセットをセット毎に仕切る第１仕切り壁と、それら第１仕切り壁の突出端を筒状に繋ぎ、前記折返し先端部のいずれもが該ベース板部の外周上を前記基準線から離れる向きに超えないように仕切る第２仕切り壁とが一体に形成されていることを特徴とする炉内加熱ヒータ用碍子。
【請求項２】
基端から先端に向かって延び、先端側で折り返されて再び基端側に戻る加熱線の折返し形態からなる二重線部が複数セットあり、各セットの二重線部同士、および隣り合う各二重線部のセット同士の短絡を防止するために、前記加熱線の基端から先端にかけて前記二重線部の各加熱線を単独で通過させるように複数配置される炉内加熱ヒータ用碍子を備え、
それら炉内加熱ヒータ用碍子の隣り合うもの同士が相互に連結可能とされ、連結状態にあるそれら複数の炉内加熱ヒータ用碍子が装着された碍子付き加熱線のアッセンブリの外側に、筒状の金属製の保護カバーが装着されてなる炉内加熱ヒータであって、
それら複数の炉内加熱ヒータ用碍子のうち、先端部に配置される碍子は、前記各セットの二重線部を１本ずつ通す線挿通孔のセットを、基準線の周りに所定の角度間隔で有するベース板部を備えており、
そのベース板部の、前記加熱線の各二重線部における折返し先端部側には、前記基準線を中心として放射状に突出し、隣り合う折返し先端部同士が短絡しないように前記線挿通孔のセットをセット毎に仕切る第１仕切り壁と、それら第１仕切り壁の突出端を筒状に繋ぎ、前記折返し先端部のいずれもが前記保護カバーの内周面と短絡しないように前記線挿通孔の全てと該保護カバーの内周面とを仕切る第２仕切り壁とが一体に形成されていることを特徴とする炉内加熱ヒータ。
【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】
【図２】
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【図４】
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【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１１−２９０２８（Ｐ２０１１−２９０２８Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７４４５０（Ｐ２００９−１７４４５０）
【出願日】平成２１年７月２７日（２００９．７．２７）
【特許番号】特許第４４０２７４３号（Ｐ４４０２７４３）
【特許公報発行日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【出願人】（５９６１７４３４１）ミクニ機工株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２７日（２００９．７．２７）
【特許番号】特許第４４０２７４３号（Ｐ４４０２７４３）
【特許公報発行日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【出願人】（５９６１７４３４１）ミクニ機工株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
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