(57)【要約】【課題】従来の縦型加熱炉に用いる発熱線はその収納溝から飛び出したり、垂れ落ちる欠点があり、また、縦型加熱炉はそのメンテナンスに問題があった。【解決手段】本発明のコイル状ヒータは、セラミック棒と、このセラミック棒にらせん状に巻き付け固定したセラミック線と、このセラミック線の各ターン間に形成されるらせん溝と、このらせん溝に沿って巻き付けたコイル状発熱線とより成る。本発明の縦型加熱炉は、円筒状炉壁と、この炉壁内面に円周方向に互いに離間して縦に設けた複数の上記コイル状ヒータとより成る。【選択図】図１
2010135256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック棒と、このセラミック棒にらせん状に巻き付け固定したセラミック線と、このセラミック線の各ターン間に形成されるらせん溝と、このらせん溝に沿って巻き付けたコイル状発熱線とより成ることを特徴とするコイル状ヒータ。
【請求項２】
円筒状炉壁と、この炉壁の内面に円周方向に互いに離間して縦に配置した複数のコイル状ヒータとより成り、上記コイル状ヒータがセラミック棒と、このセラミック棒にらせん状に巻き付け固定したセラミック線と、このセラミック線の各ターン間に形成されるらせん溝と、このらせん溝に沿って巻き付けたコイル状発熱線とより成ることを特徴とする縦型加熱炉。
【請求項３】
上記コイル状ヒータが上記炉壁から離間していることを特徴とする請求項２記載の縦型加熱炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル状ヒータ並びにコイル状ヒータを用いた縦型加熱炉、特に、垂れ下がりの無いコイル状発熱線を有するコイル状ヒータ及びこのヒータを用いた縦型加熱炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来の加熱炉装置（特許文献１）を示し、１は電気炉等の筒状のセラミックファイバ炉壁、２はこの炉壁１の内周面に上下に離間しながら円周方向に形成した発熱線収納溝、３はこの発熱線収納溝２内に配置したコイル状の発熱線、４は上記炉壁１の底部に設けた台座である。
【０００３】
上記従来の加熱炉装置においては、発熱線収納溝２内の発熱線３の加熱膨脹・収縮現象により発熱線３が発熱線収納溝２から飛び出すのを防ぐため、発熱線収納溝２の開口を挟める塞ぎ部５を設けたり、発熱線飛び出し防止策を設けていた。
【０００４】
然しながら、筒状の炉壁に発熱線収納溝を設けその内部にコイル状ヒータを収納した電気炉では、加熱が長時間になると発熱線収納溝内に熱がこもり、発熱状体が異常となり、温度ムラを生じ、炉壁内部の被加熱体に対し悪影響を及ぼす欠点があった。
【０００５】
また、図３に示すように発熱体を収納溝内に入れるために放熱ロスが大きくなるという欠点があった。更に、発熱線を炉内円周方向に円周に沿って配設しているため炉内円周方向の温度分布はよいが、炉内上下方向の温度分布が悪くなるという欠点があった。
【０００６】
また耐熱性支柱にヒータ線を間隔付けして巻き込み円筒炉壁内に配設した加熱炉もあるが（特許文献２）、加熱中の膨張収縮でヒータ線が垂れ落ち隣接するヒータ線と接触する事故が発生する危険があった。
【０００７】
図４において６は耐熱性材料の支柱、７はこの支柱６に形成した冷却エア噴出口、８は上記支柱６に巻回して形成したインナーヒータ、９は炉壁１に形成したアウターヒータである。
【特許文献１】特開平９−２８０７４９号公報
【特許文献２】特開平８−１８１０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような問題を解決したものであり、放熱ロスの少ない、メンテナンスも容易で、しかも、長期に亘って安定した特性を有する縦型加熱炉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】
【０００９】
本発明のコイル状ヒータは、セラミック棒と、このセラミック棒にらせん状に巻き付け固定したセラミック線と、このセラミック線の各ターン間に形成されるらせん溝と、このらせん溝に沿って巻き付けたコイル状発熱線とより成る。
【００１０】
本発明の縦型加熱炉は、円筒状炉壁と、この炉壁の内面に円周方向に互いに離間して縦に配置した複数のコイル状ヒータとより成り、上記コイル状ヒータがセラミック棒と、このセラミック棒にらせん状に巻き付け固定したセラミック線と、このセラミック線の各ターン間に形成されるらせん溝と、このらせん溝に沿って巻き付けたコイル状発熱線とより成ることを特徴とする。
【００１１】
本発明の縦型加熱炉においては、上記コイル状ヒータが上記炉壁から離間していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のコイル状ヒータによれば、次の効果が得られる。
【００１３】
（１）コイル状発熱線の各ターンの間に必ずセラミック材が介在するので、加熱中にコイルが垂れ下がってくることはない。
【００１４】
（２）らせん状セラミック体のらせん高さを高くすることで、加熱中の発熱線の飛び出しを防ぐことができる。
【００１５】
（３）セラミックファイバー炉の内面に後からコイル状発熱線を、炉壁から離間して取りつけることができるためワット密度を自由に設定でき、電気炉設計の自由度が著しく向上する。
【００１６】
（４）セラミックファイバー炉の内面とコイル状発熱線の離間距離を自由に設定できるため被加熱物の熱効率が向上する。
【００１７】
また、本発明の縦型加熱炉においては、（１）炉内に縦型にコイル状発熱体を配設することで炉の上下方向の温度分布が著しく向上でき、特に長尺炉において顕著である。
【００１８】
また（２）ヒータの断線や一部不具合に対して、その箇所のコイル状ヒータを取り替えることで対処できるためメンテナンスが極めて容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２０】
本発明においては図１に示すように、セラミック棒１０にらせん状セラミック線１１を巻き付け固定し、このセラミック線１１の各ターン間に形成されるらせん溝１２に沿ってコイル状の発熱線３を巻き付けてコイル状ヒータ１３を形成せしめる。
【００２１】
この実施例１においては、発熱線３はらせん溝１２をガイドとして巻き付けられているため、炉使用中に加熱収縮しても下に垂れることはなく、セラミック線１１のらせん高さを高くすることで発熱線３はこれを乗り越えることはできないようになる。
【００２２】
また、セラミック線１１のらせんピッチを短くすることで、発熱線３の巻きピッチも短くなるが、ピッチ内にセラミック線１１が存在するため隣接する発熱線３のターン同志が接触することはない。
【００２３】
また、炉内面に縦方向に密に発熱線３を配設することでワット密度を高めることができ、さらにセラミック棒１０をセラミック棒固定具１４によって炉壁１から離間させ被加熱物５に接近させることで熱効率を飛躍的に高めることができる。
【実施例２】
【００２４】
本発明の第２の実施例においては図２に示すように上記コイル状ヒータ１３をセラミックスファイバー炉壁１の内面に円周方向に互いに離間して縦に複数本配設して縦型加熱炉１５を構成せしめる。
【００２５】
本発明の縦型加熱炉１５によれば、炉１の上下方向の温度分布を著しく向上でき、また、コイル状ヒータ１３を個々に取り換えることができ、そのメンテナンスが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のコイル状ヒータの正面図である。
【図２】図１に示すコイル状ヒータを用いた縦型加熱炉の平面図である。
【図３】従来の加熱炉装置の縦断正面図である。
【図４】従来の他の加熱炉装置のヒータの拡大図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  セラミックファイバ炉壁
２  発熱線収納溝
３  発熱線
４  台座
５  塞ぎ部
６  支柱
７  冷却エア噴出口
８  インナーヒータ
９  アウターヒータ
１０  セラミック棒
１１  セラミック線
１２  らせん溝
１３  コイル状ヒータ
１４  セラミック棒固定具
１５  縦型加熱炉
【図１】
2010135256.tif 000003
【図２】
2010135256.tif 000004
【図３】
2010135256.tif 000005
【図４】
2010135256.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成21年5月11日(2009.5.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状炉壁と、この炉壁の内面に円周方向に互いに離間して縦に配置した複数のコイル状ヒータとより成り、上記コイル状ヒータがセラミック棒と、このセラミック棒にらせん状に巻き付け固定したセラミック線と、このセラミック線の各ターン間に形成されるらせん溝と、このらせん溝に沿って巻き付けたコイル状発熱線とより成り、上記セラミック棒をセラミック固定具によって上記円筒状炉壁にこれから離間して固定することによって上記コイル状ヒータが上記炉壁から離間されていることを特徴とする縦型加熱炉。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル状ヒータを用いた縦型加熱炉、特に、垂れ下がりの無いコイル状発熱線を有するコイル状ヒータを用いた縦型加熱炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来の加熱炉装置（特許文献１）を示し、１は電気炉等の筒状のセラミックファイバ炉壁、２はこの炉壁１の内周面に上下に離間しながら円周方向に形成した発熱線収納溝、３はこの発熱線収納溝２内に配置したコイル状の発熱線、４は上記炉壁１の底部に設けた台座である。
【０００３】
上記従来の加熱炉装置においては、発熱線収納溝２内の発熱線３の加熱膨脹・収縮現象により発熱線３が発熱線収納溝２から飛び出すのを防ぐため、発熱線収納溝２の開口を挟める塞ぎ部５を設けたり、発熱線飛び出し防止策を設けていた。
【０００４】
然しながら、筒状の炉壁に発熱線収納溝を設けその内部にコイル状ヒータを収納した電気炉では、加熱が長時間になると発熱線収納溝内に熱がこもり、発熱状体が異常となり、温度ムラを生じ、炉壁内部の被加熱体に対し悪影響を及ぼす欠点があった。
【０００５】
また、図３に示すように発熱体を収納溝内に入れるために放熱ロスが大きくなるという欠点があった。更に、発熱線を炉内円周方向に円周に沿って配設しているため炉内円周方向の温度分布はよいが、炉内上下方向の温度分布が悪くなるという欠点があった。
【０００６】
また耐熱性支柱にヒータ線を間隔付けして巻き込み円筒炉壁内に配設した加熱炉もあるが（特許文献２）、加熱中の膨張収縮でヒータ線が垂れ落ち隣接するヒータ線と接触する事故が発生する危険があった。
【０００７】
図４において６は耐熱性材料の支柱、７はこの支柱６に形成した冷却エア噴出口、８は上記支柱６に巻回して形成したインナーヒータ、９は炉壁１に形成したアウターヒータである。
【特許文献１】特開平９−２８０７４９号公報
【特許文献２】特開平８−１８１０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような問題を解決したものであり、放熱ロスの少ない、メンテナンスも容易で、しかも、長期に亘って安定した特性を有する縦型加熱炉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】
【０００９】
本発明の縦型加熱炉は、円筒状炉壁と、この炉壁の内面に円周方向に互いに離間して縦に配置した複数のコイル状ヒータとより成り、上記コイル状ヒータがセラミック棒と、このセラミック棒にらせん状に巻き付け固定したセラミック線と、このセラミック線の各ターン間に形成されるらせん溝と、このらせん溝に沿って巻き付けたコイル状発熱線とより成り、上記セラミック棒をセラミック固定具によって上記円筒状炉壁にこれから離間して固定することによって上記コイル状ヒータが上記炉壁から離間されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のコイル状ヒータによれば、次の効果が得られる。
【００１１】
（１）コイル状発熱線の各ターンの間に必ずセラミック線が介在するので、加熱中にコイルが垂れ下がってくることはない。
【００１２】
（２）らせん状セラミック線のらせん高さを高くすることで、加熱中の発熱線の飛び出しを防ぐことができる。
【００１３】
（３）セラミックファイバー炉の内面に後からコイル状発熱線を、炉壁から離間して取りつけることができるためワット密度を自由に設定でき、電気炉設計の自由度が著しく向上する。
【００１４】
（４）セラミックファイバー炉の内面とコイル状発熱線の離間距離を自由に設定できるため被加熱物の熱効率が向上する。
【００１５】
（５）炉内に縦型にコイル状発熱体を配設することで炉の上下方向の温度分布を著しく向上でき、特に長尺炉において顕著である。
【００１６】
（６）ヒータの断線や一部不具合に対して、その箇所のコイル状ヒータを取り替えることで対処できるためメンテナンスが極めて容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１８】
本発明においては図１に示すように、セラミック棒１０にセラミック線１１をらせん状に巻き付け固定し、このセラミック線１１の各ターン間に形成されるらせん溝１２に沿ってコイル状の発熱線３を巻き付けてコイル状ヒータ１３を形成せしめる。
【００１９】
また、図２に示すように上記コイル状ヒータ１３をセラミックスファイバー炉壁１の内面に円周方向に互いに離間して縦に複数本配設して縦型加熱炉１５を構成せしめる。
【００２０】
本発明の縦型加熱炉１５によれば、発熱線３はらせん溝１２をガイドとして巻き付けられているため、炉使用中に加熱収縮しても下に垂れることはなく、セラミック線１１のらせん高さを高くすることで発熱線３はこれを乗り越えることはできないようになる。
【００２１】
また、セラミック線１１のらせんピッチを短くすることで、発熱線３の巻きピッチも短くなるが、ピッチ内にセラミック線１１が存在するため隣接する発熱線３のターン同志が接触することはない。
【００２２】
また、炉内面に縦方向に密に発熱線３を配設することでワット密度を高めることができ、さらにセラミック棒１０をセラミック棒固定具１４によって炉壁１から離間させ被加熱物５に接近させることで熱効率を飛躍的に高めることができる。
【００２３】
また、炉１の上下方向の温度分布を著しく向上でき、また、コイル状ヒータ１３を個々に取り換えることができ、そのメンテナンスが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の加熱炉装置におけるコイル状ヒータの正面図である。
【図２】本発明の縦型加熱炉の平面図である。
【図３】従来の加熱炉装置の縦断正面図である。
【図４】従来の他の加熱炉装置のヒータの拡大図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  セラミックファイバ炉壁
２  発熱線収納溝
３  発熱線
４  台座
５  塞ぎ部
６  支柱
７  冷却エア噴出口
８  インナーヒータ
９  アウターヒータ
１０  セラミック棒
１１  セラミック線
１２  らせん溝
１３  コイル状ヒータ
１４  セラミック棒固定具
１５  縦型加熱炉