(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属溶湯中に浸漬されて該金属溶湯を加熱または保温する浸漬ヒータであって、
金属溶湯中に浸漬されるヒータ本体部と、屈曲部を介してヒータ本体部に対して交差する方向に延び、上部が金属溶湯の湯面上に露出する送電部とを備え、
ヒータ本体部は、導電性のセラミックス材料からなり前記送電部を介した通電により発熱する発熱体と、該発熱体を内部に収納して前記金属溶湯から発熱体を保護する第１保護管と、を有し、
前記送電部は、金属溶湯外に位置する上部に外部電源との接続用の電極部が設けられ、下部において前記発熱体に一連につながる、導電性のセラミックス材料からなる送電体と、該送電体を内部に収納し前記金属溶湯から送電体を保護する第２保護管と、を有し、
前記送電体は、相互に絶縁状態で平行に延びる一対の送電体部からなり、該一対の送電体部は、互いに交差する前記ヒータ本体部の軸線方向および前記送電部の軸線方向の双方に直交する左右方向に並置されていることを特徴とする浸漬ヒータ。
【請求項２】
前記送電体は、接合部を介して前記発熱体に接合されている、請求項１に記載の浸漬ヒータ。
【請求項３】
前記送電体と前記発熱体との接合部は、前記ヒータ本体部の軸線方向に対して所定の斜度で傾斜している、請求項２に記載の浸漬ヒータ。
【請求項４】
前記斜度は、３０〜６０度の範囲内にある、請求項３に記載の浸漬ヒータ。
【請求項５】
前記発熱体は、高発熱部と、該高発熱部よりも発熱量の小さい低発熱部とを有し、前記低発熱部は、前記送電体と前記発熱体との接合部に隣接して配置されている、請求項２〜４のいずれか一項に記載の浸漬ヒータ。
【請求項６】
前記低発熱部と前記第１保護管との間に遮熱部材を備える、請求項５に記載の浸漬ヒータ。
【請求項７】
前記送電体と前記発熱体との接合部は、焼結接合部である、請求項２〜６のいずれか一項に記載の浸漬ヒータ。
【請求項８】
前記送電体は、前記発熱体よりも比抵抗が小さいセラミックス材料から形成されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の浸漬ヒータ。
【請求項９】
前記発熱体は、２重の螺旋部を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の浸漬ヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、保持炉内の金属溶湯中に浸漬されて該金属溶湯を加熱または保温する浸漬ヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウムや亜鉛、ブラスなどの金属溶湯を加熱または保温する技術として、従来は、石油やガスの燃焼式バーナを用いた輻射加熱が主流であったが、熱効率等の観点から、近年では、セラミック等の耐火物製保護管（ヒータチューブ）内に発熱体を装備した浸漬ヒータを金属溶湯保持炉内に浸漬し、直接加熱する方式が一般的になりつつある。
【０００３】
このような浸漬ヒータとしては、上記保持炉の溶湯容器の側壁を貫通させて容器内の底寄りに水平に架設して用いるものや、上部を溶湯容器の上蓋に懸垂支持してその下部を溶湯中に浸漬して用いる直筒形ヒータなどが知られている。
【０００４】
しかしながら、保持炉の溶湯容器の側壁を貫通させて設置する形式の浸漬ヒータでは、側壁に浸漬ヒータを挿通させる孔が形成されるため溶湯容器の断熱特性が低下し、また後から浸漬ヒータを増設するのも困難である。また、直筒形ヒータの場合、ヒータの湯面付近の保護管も高温に晒され、そのために外周面に付着した溶湯が酸化固化（例えばコランダム化）し、この固化層との熱膨脹率の違いから保護管が破損し易くなるためにヒータ寿命が短いこと、また設置箇所が炉壁付近に限定されるため溶湯への熱伝達効率が劣るという問題点があった。
【０００５】
これに対し、上述した浸漬ヒータの問題点を克服するものとして、特許文献１および特許文献２では、Ｌ字形をなす保護管の水平部に発熱体を内装するとともに、保護管の垂直部に送電線を収納し、発熱体の後端の電極に該送電線を結線した浸漬ヒータが提案されている。このようなＬ字形の浸漬ヒータであれば、溶湯容器の側壁に孔を開けることなくヒータの増設が可能である。また、発熱部（水平部）が完全に溶湯内に浸漬されるため、保護管の破損を防ぐとともに良好な熱伝達効率を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−７０８９０号公報
【特許文献２】特開２０１２−９２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の従来技術の場合、送電線と発熱体とをつなぐ電極部が高温となり、劣化する危険性がある。また、金属製の電極部は発熱体を構成するセラミックスよりも熱膨張が大きいため、電極部にてゆるみ等による接触不良が生じるおそれがあり、安定操業に不安がある。これらの問題に対処するため、特許文献２では、保護管の垂直部（送電筒）の内部に冷媒を循環させ、電極部を冷却する技術が提案されている。しかしながら、かかる技術では、冷媒によって電極部のみならず送電筒までもが冷却され、溶湯温度の低下や熱損失を招くという問題点がある。
【０００８】
それ故この発明は、上記問題点を解決し、安全かつ耐久性に優れ、熱伝達効率の良好な浸漬ヒータ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】
この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、この発明は、金属溶湯中に浸漬されて該金属溶湯を加熱または保温する浸漬ヒータであって、金属溶湯中に浸漬されるヒータ本体部と、屈曲部を介してヒータ本体部に対して交差する方向に延び、上部が金属溶湯の湯面上に露出する送電部とを備え、ヒータ本体部は、導電性のセラミックス材料からなり前記送電部を介した通電により発熱する発熱体と、該発熱体を内部に収納して前記金属溶湯から発熱体を保護する第１の保護管と、を有し、前記送電部は、金属溶湯外に位置する上部に外部電源との接続用の電極部が設けられ、下部において前記発熱体に一連につながる、導電性のセラミックス材料からなる送電体と、該送電体を内部に収納し前記金属溶湯から送電体を保護する第２保護管と、を有することを特徴とするものである。
【００１０】
なお、この発明の浸漬ヒータにあっては、前記送電体は、接合部を介して前記発熱体に接合されていることが好ましい。
【００１１】
また、この発明の浸漬ヒータにあっては、前記送電体と前記発熱体との接合部は、前記ヒータ本体部の軸線方向に対して所定の斜度で傾斜していることが好ましく、この場合、前記斜度は、３０〜６０度の範囲内にあることが好ましい。
【００１２】
さらに、この発明の浸漬ヒータにあっては、前記発熱体は、高発熱部と、該高発熱部よりも発熱量の小さい低発熱部とを有し、前記低発熱部は、前記送電体と前記発熱体との接合部に隣接して配置されていることが好ましい。この場合、前記低発熱部と前記第１保護管との間に遮熱部材を備えることが好ましい。
【００１３】
さらに、この発明の浸漬ヒータにあっては、前記送電体と前記発熱体との接合部は、焼結接合部であることが好ましい。
【００１４】
さらに、この発明の浸漬ヒータにあっては、前記送電体は、相互に絶縁状態で平行に延びる一対の送電体部からなり、該一対の送電体部は、前記ヒータ本体部の軸線方向および前記送電部の軸線方向の双方に直交する方向に並置されていることが好ましい。
【００１５】
さらに、この発明の浸漬ヒータにあっては、前記送電体は、前記発熱体よりも比抵抗が小さいセラミックス材料から形成されていることが好ましい。
【００１６】
加えて、この発明の浸漬ヒータにあっては、前記発熱体は、２重の螺旋部を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
この発明の浸漬ヒータによれば、浸漬ヒータの、外部電源と接続される電極部は、金属溶湯の湯面よりも上方に配置されて金属溶湯の熱および発熱体の熱から隔離されるため、電極部の熱劣化を防止することができるとともに、熱膨張差による接触不良も防止することができる。さらに、上記特許文献２のように、電極部を冷媒により冷却する必要がなく、熱伝達効率を向上させることができる。さらに、送電部の上部にて外部電源との接続が形成される片端子型であるため、保持炉の天井や側壁から吊り下げるといった設置が可能であり、増設やメンテナンスも容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の一実施形態の浸漬ヒータが保持炉の溶湯容器内の金属溶湯中に浸漬された使用状態を示す概略図である。
【図２】上記実施形態の浸漬ヒータを一部断面で示す側面図である。
【図３】上記実施形態の浸漬ヒータを保護管を除いた状態で示すものであり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図４】上記実施形態の浸漬ヒータを保護管を除いた状態で示すものであり、（ａ）は背面図であり、（ｂ）は図４（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う拡大断面図である。
【図５】一対の送電体部の配置の変形例を示す、浸漬ヒータの部分側面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、送電体と発熱体との接合部の変形例を示す、浸漬ヒータの部分側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。ここで、図１は、この発明の一実施形態の浸漬ヒータが保持炉の溶湯容器内の金属溶湯中に浸漬された使用状態を示す概略図であり、図２は、この浸漬ヒータを一部断面で示す側面図であり、図３および図４は、浸漬ヒータを保護管を除いた状態で示すものであり、図３（ａ）は上面図であり、図３（ｂ）は側面図であり、図４（ａ）は背面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う拡大断面図である。なお、以下の説明において、「上」とは、送電部の一端と他端との関係において、ヒータ本体部が連結された端からヒータ本体部が連結されていない端へ向かう方向を指し、「下」とはその逆である。また、「前」とは、ヒータ本体部の一端と他端との関係において、送電部が連結された端から送電部が連結されていない端へ向かう方向を指し、「後」とはその逆である。また、「左」、「右」は、上記で定義された「前」、「後」を基準に定義されるものとする。
【００２０】
まず溶湯容器１は、図１に示すように、複数層、図示例では３層の断熱壁構造を有しており、底壁２と、底壁２の周縁から立ち上がり、内側にアルミニウム、亜鉛、ブラス等の金属溶湯の保持領域Ｓを区画、形成する複数（通常は４つ）の側壁３とからなる。また、溶湯容器１は、図示は省略するが、浸漬ヒータ１０を溶湯容器１に支持、固定する支持具を有してよい。
【００２１】
この発明の一実施形態としての浸漬ヒータ１０は、図１に示すように、溶湯容器１の底壁２に沿って略水平に設置されてよいヒータ本体部１２と、湯面ＭＬを貫くように略鉛直に設置されてよい送電部１４とが屈曲部１５を介して設けられた、側面視で略Ｌ字形を有するものであり、送電部１４は、その少なくとも下部１４ａが溶湯に浸漬されるが上部１４ｂは金属溶湯の湯面ＭＬ上に露出するとともに、ヒータ本体部１２を完全に溶湯内に浸漬させる長さを有する。
【００２２】
屈曲部１５の角度、つまりヒータ本体部１２の軸線方向（延在方向）Ｃ１と送電部１４の軸線方向（延在方向）Ｃ２とのなす角は、図示例のように略直角とするのが好ましいが、これに限らず、４５度から１３５度の範囲の任意の角度としてもよい。ヒータ本体部１２と送電部１４とのなす角度を９０度未満または９０度超とすることで、形状の異なる溶湯容器１に適合させることもできる。
【００２３】
浸漬ヒータ１０の具体的構成は図２以降に示してある。図２に示すように、浸漬ヒータ１０のヒータ本体部１２は、炭化珪素（ＳｉＣ）やＳｉＣ−Ｓｉ複合材等の導電性のセラミックス材料からなり通電により発熱する発熱体１６と、該発熱体１６を内部に収納して高温の金属溶湯から発熱体１６を保護する絶縁性セラミックス製の第１の保護管１８とを有している。第１の保護管１８と発熱体１６との間の空間には、熱伝達を促進する図示しないセラミックフィラーを充填してもよい。
【００２４】
第１の保護管１８に用いられる絶縁抵抗の高い絶縁性セラミックスとしては、高温で高強度、高硬度、高耐食性を有するのみならず、高温で良好な熱伝導性を示し、さらに、高温で良好な電気絶縁性を示すものを採用することができる。この発明においては、例えば、窒化珪素やサイアロン、窒化硼素またはそれらの複合セラミックスを用いることができる。特に窒化珪素は８００℃以上の高温になっても絶縁抵抗の低下が少なく、アルミニウムや亜鉛等の非鉄金属溶湯に対する耐食性も優れ、耐熱衝撃性にも優れており、好適に用いることができる。
【００２５】
浸漬ヒータ１０の送電部１４は、炭化珪素（ＳｉＣ）やＳｉＣ−Ｓｉ複合材等の導電性のセラミックス材料からなる長尺状の送電体２０と、該送電体２０を内部に収納して金属溶湯から送電体２０を保護する、第１の保護管１８と同様の絶縁性セラミックス材料からなる第２の保護管２４とを有している。送電体２０の、金属溶湯外に位置する上部には、図示しない外部電源との接続用の電極部２２が設けられている。
【００２６】
また、浸漬ヒータ１０は、ヒータ本体部１２における第１の保護管１８と、送電部１４における第２の保護管２４とを互いに交差（図示例では直交）させた状態で連結する、第１の保護管１８および第２の保護管２４と同様の絶縁性セラミックス材料からなる屈曲部材２６を備えている。第１の保護管１８と屈曲部材２６、および第２の保護管２４と屈曲部材２６はそれぞれ、互いにねじ結合されるとともに耐熱セラミック系の接着剤によって接着されており、これにより結合強度および密閉性が高められている。
【００２７】
図３および図４に発熱体１６および送電体２０の詳細を示すように、発熱体１６は、全体的に中空円筒形状に形成されており、上下の２箇所において後端（基端）から軸線方向Ｃ１に沿って延びる２本の直線状のスリット２８ａ、２８ｂにより左右に分断された一対の断面半円筒状の直線部３０ａ、３０ｂと、上記２本の直線状のスリット２８ａ、２８ｂから前方へと続く２本の螺旋状のスリット３２ａ、３２ｂにより形成された二重の螺旋部３４ａ、３４ｂとを有し、各螺旋部３４ａ、３４ｂは、発熱体１６の前端側にて互いに一体的に連続している。
【００２８】
発熱体１６の二重の螺旋部３４ａ、３４ｂは、抵抗が相対的に大きい高発熱部３６を構成し、直線部３０ａ、３０ｂは、抵抗が相対的に小さい低発熱部３８を構成する。高発熱部３６および低発熱部３８は、構造の相違に加えて、相互に異なる比抵抗（１０００℃における比抵抗）を有するよう形成してもよい。例えば、低発熱部３８の比抵抗は、高発熱部３６の比抵抗の１０％以下としてもよい。このような比抵抗の調整は、例えば、高発熱部と低発熱部とでＳｉとＣの比率を異ならせることにより行うことができる。具体的には、直線部３０ａ、３０ｂにＳｉを含浸させる手法や、直線部３０ａ、３０ｂをＳｉＣ−Ｓｉの複合材とし、ＳｉＣからなる螺旋部３４ａ、３４ｂと接合面３９を介して接合する方法等がある。そして、ＳｉＣからなる螺旋部３４ａ、３４ｂとＳｉＣ−Ｓｉの複合材からなる直線部３０ａ、３０ｂとを接合面３９にて接合する方法としては、ＳｉＣ、Ｃ、バインダーを含む接着剤を接合面３９に塗布して、窒素雰囲気中で高温（１９００〜２１００℃）に加熱し、溶融したＳｉと接着剤中のＣと反応させる反応焼結接合法がある。この他にも、ＳｉＣからなる螺旋部３４ａ、３４ｂとＳｉＣ−Ｓｉの複合材からなる直線部３０ａ、３０ｂとの接合面３９に、ＳｉＣ、Ｃ、バインダーを含む接着剤を塗布し、これらを一定の減圧下（１５０〜１５００Ｐａ）に制御して、加熱（１４５０℃〜１６００℃）し接合する方法がある。なお、直線部３０ａ、３０ｂと螺旋部３４ａ、３４ｂとは、相互に同じ比抵抗値を有していてもよい。この場合においても、螺旋部３４ａ、３４ｂが螺旋形状を有することにより、螺旋部３４ａ、３４ｂの抵抗絶対値を直線部３０ａ、３０ｂの抵抗絶対値に比べて大きくすることができる。
【００２９】
送電体２０は、断面半円筒状で上下方向に長尺状に延びる一対の送電体部２０ａ、２０ｂを有しており、各送電体部２０ａ、２０ｂは、炭化珪素（ＳｉＣ）やＳｉＣ−Ｓｉの複合材等の導電性のセラミックス材料からなる。各送電体部２０ａ、２０ｂにおける比抵抗は、発熱体１６の螺旋部３４ａ、３４ｂ（高発熱部３６）における比抵抗よりも小さくすることが好ましく、具体的には、各送電体部２０ａ、２０ｂにおける比抵抗は、螺旋部３４ａ、３４ｂにおける比抵抗の１０％以下とすることが好ましい。なお、各送電体部２０ａ、２０ｂにおける比抵抗は、発熱体１６の直線部３０ａ、３０ｂ（低発熱部３８）における比抵抗と同一または略同一の値としてもよい。
【００３０】
一対の送電体部２０ａ、２０ｂ間には上記直線状のスリット２８ａ、２８ｂの幅と同等の幅の間隙４０ａ、４０ｂが前後の２箇所に設けられている。これらの間隙４０ａ、４０ｂには、送電体２０の上下２箇所において、例えばアルミナ製の絶縁スペーサ４１、４２がそれぞれ挿入されている。
【００３１】
送電体２０の、金属溶湯の湯面ＭＬよりも上方に位置する上端部には、アルミナ等の絶縁材料からなる円弧状の複数（図示例では４つ）の締付けカラー４３が取り付けられており、締付けカラー４３の外側には、金属製の締付け帯４４が巻き付けられている。これにより、一対の送電体部２０ａ、２０ｂは、上部において円筒形に形状保持される。また、締付けカラー４３と一対の送電体部２０ａ、２０ｂの外面との間には、上記電極部２２を構成する一対の端子２２ａ、２２ｂが介装されている。
【００３２】
各送電体部２０ａ、２０ｂの下端は、発熱体１６の直線部３０ａ、３０ｂの後端（基端）に接合部４５を介してそれぞれ接合されている。つまり、一方の送電体部２０ａの下端は、一方の接合部４５を介して一方の直線部３０ａの後端に接合され、他方の送電体部２０ｂの下端は、他方の接合部４５を介して他方の直線部３０ｂの後端に接合されている。なお、送電体２０と発熱体１６とは、接合部４５のない一体の焼結体であってもよい。
【００３３】
送電体部２０ａ、２０ｂの下端と、発熱体１６の直線部３０ａ、３０ｂの後端との接合は、例えば、送電体部２０ａ、２０ｂの下端面と発熱体１６の直線部３０ａ、３０ｂの後端面とにＳｉＣ、Ｃ、バインダーを含む接着剤を塗布して、窒素雰囲気中で高温（１９００〜２１００℃）に加熱し、溶融したＳｉと接着剤中のＣと反応させる反応焼結接合法や、送電体部２０ａ、２０ｂの下端面と発熱体１６の直線部３０ａ、３０ｂの後端面に、ＳｉＣ、Ｃ、バインダーを含む接着剤を塗布し、これらを一定の減圧下（１５０〜１５００Ｐａ）に制御して、加熱（１４５０℃〜１６００℃）し接合する方法、銀やチタン等の金属材料およびガラスやシリコン等の無機材料を用いたろう付け、接着剤による接合、電子ビームやレーザービームを用いた融接により行うことができる。あるいは、これらに限らず嵌め込みや焼ばめ等の機械的結合法を用いてもよい。
【００３４】
また、送電体部２０ａ、２０ｂと直線部３０ａ、３０ｂとの接合部４５は、図３（ｂ）に示す側面視で、ヒータ本体部１２の軸線方向Ｃ１に対して所定の斜度θで傾斜させることが好ましい。当該斜度θは、３０〜６０度の範囲内にあることがより好ましく、４０〜５０度の範囲内にあることがより好ましい。このようにすれば、送電体部２０ａ、２０ｂと直線部３０ａ、３０ｂとの接合面積を増大させ、接合強度を向上させることができる。また、発熱体１６および送電体２０が熱膨張した場合、接合部４５では互いに押し合うような力が作用するため、接合部４５の信頼性を向上させることができるとともに発熱体１６および送電体２０の過度な伸長を抑制することができる。
【００３５】
ところで、この実施形態においては、一対の送電体部２０ａ、２０ｂは、図４に示すように、ヒータ本体部１２の軸線方向Ｃ１および送電部１４の軸線方向Ｃ２の双方に直交する方向、つまり左右方向に並置されている。このような配置によれば、図５に示す変形例との比較からも分かるように、一対の送電体部２０ａ、２０ｂの長さを等しくすることができ、ひいては両送電体部２０ａ、２０ｂ間で熱による伸長度合いを略等しくすることができ、発熱体１６と送電体部２０ａ、２０ｂの接合部４５にせん断応力が生じないようすることができる。しかし、この発明では、図５に示す変形例のように、一対の送電体部２０ａ、２０ｂを前後方向に並置するとともに、発熱体１６の直線部３０ａ、３０ｂを上下方向に対向配置し、２つの接合部４５が上下に並ぶような構成としてもよい。
【００３６】
なお、発熱体１６と送電体２０を接合部４５において接合する場合、Ｌ字形の角部において互いに斜めに突き合わせる必要はなく、図６（ａ）に示す変形例のように、ヒータ本体部１２の軸線方向Ｃ１と平行に接合部４５を形成してもよく、あるいは図６（ｂ）に示す変形例のように、ヒータ本体部１２の軸線方向に対して垂直に接合部４５を形成してもよい。
【００３７】
また、この実施形態では、図２に示すように、発熱体１６の直線部３０ａ、３０ｂ（低発熱部３８）と第１の保護管１８との間の環状空間に、遮熱性および電気絶縁性を有する、例えばセラミックスからなる遮熱部材４８を設けている。このような遮熱部材４８を設けることにより、発熱エネルギーの損失を低減できるとともに、発熱体１６と送電体２０との接合部４５および第１の保護管１８と屈曲部材２６との連結部への熱負荷を低減でき、これらの接合部４５および連結部の信頼性を向上させることができる。図２中、符号４９で示される部材は、発熱体１６の先端と第１の保護管１８の先端部内壁との間を絶縁する例えばセラミックス製の絶縁板である。絶縁板４９は、第１の保護管１８に対して発熱体１６の中心位置を出す役割も果たす。
【００３８】
上記構成を備える浸漬ヒータ１０にあっては、側面視略Ｌ字形の浸漬ヒータ１０が、そのヒータ本体部１２が保持炉の溶湯容器１の底壁２に沿うとともに送電部１４が略鉛直になるように設置され、かつ溶湯容器１内に高温の金属溶湯が充填された状態において、電極部２２の端子２２ａ、２２ｂ間に所定の外部電源を接続して電圧を印加すると、一方の送電体部２０ａ、一方の直線部３０ａ、２重の螺旋部３４ａ、３４ｂ、他方の直線部３０ｂおよび他方の送電体部２０ｂの順に電流が流れ、相対的に抵抗が高い螺旋部３４ａ、３４ｂにおいてに発熱する。そして、発生した熱は、第１の保護管１８を介して金属溶湯に伝達され、金属溶湯が加熱または保温される。
【００３９】
このとき、浸漬ヒータ１０の、外部電源と接続される電極部２２は、金属溶湯の湯面ＭＬよりも上方に配置されて金属溶湯の熱および発熱体１６の熱から隔離されるため、電極部２２の熱劣化を防止することができるとともに、金属製の端子２２ａ、２２ｂとセラミックス製の送電体部２０ａ、２０ｂ間の熱膨張差による接触不良も防止することができる。さらに、上記特許文献２のように、送電部（送電筒）内に冷媒を循環させて冷却する必要がなく、熱伝達効率を向上させることができる。
【００４０】
また、上記実施形態の浸漬ヒータ１０によれば、発熱体１６の高発熱部３６と送電体２０および発熱体１６間の接合部４５との間に低発熱部３８が介在することにより、接合部４５の温度上昇を抑制することができ、接合部４５の接合安定性を向上させることができる。
【００４１】
さらに、上記実施形態の浸漬ヒータ１０によれば、低発熱部３８と第１の保護管１８との間に遮熱部材４８が設けられていることにより、発熱エネルギーの損失が低減されるとともに、発熱体１６と送電体２０との接合部４５および第１の保護管１８と屈曲部材２６との連結部への熱負荷を低減することができ、当該接合部４５および連結部の安定性をより一層向上させることができる。
【００４２】
さらに、上記実施形態の浸漬ヒータ１０によれば、送電体２０を構成する一対の送電体部２０ａ、２０ｂは、ヒータ本体部１２の軸線方向Ｃ１および送電部１４の軸線方向Ｃ２の双方に直交する方向（つまり左右方向）に並置されていることにより、発熱もしくは外部からの入熱に伴い送電体部２０ａ、２０ｂが熱伸長する場合でも、２つの送電体部２０ａ、２０ｂの伸長度合いを略等しくすることができ、送電体２０と発熱体１６との接合部４５におけるせん断応力を低減または防止することができる。
【００４３】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の実施形態に限らず、特許請求の範囲の記載内で種々の変更、追加が可能である。例えば、この発明の浸漬ヒータは、１つの送電部に対して２以上のヒータ本体部を有するものでもよく、この場合、浸漬ヒータは、全体として逆さＴ字形をなすものでもよい。また、上述の実施形態では、ヒータ本体部は２重の螺旋構造を有するものであったが、３重の螺旋構造からなる発熱体を備えた３相型の浸漬ヒータであってもよい。
【実施例】
【００４４】
図１〜図４に示した構造を有し、下記諸元を有する浸漬ヒータをアルミニウム溶湯中に３日間浸漬し、浸漬後に浸漬ヒータを分解し、電極部の熱劣化および接触性、送電体と発熱体との接合部の状態を調査したところ、電極部に熱による劣化は無く、接触性も良好であった。また、接合部においてもクラック等の損傷は無く、良好な接合が維持されていた。また、定格出力３ｋＷに対して実効出力２．８ｋＷが得られた。
‐送電体の材料：ＳｉＣ−Ｓｉ複合材、１０００℃における比抵抗０．００３Ωｃｍ
‐発熱体の材料（直線部）：ＳｉＣ、１０００℃における比抵抗０．０１６Ωｃｍ
‐発熱体の材料（螺旋部）：ＳｉＣ、１０００℃における比抵抗０．０１６Ωｃｍ
‐第１、２の保護管および屈曲部材の材料：Ｓｉ３Ｎ４
‐送電体と発熱体との接合法：反応焼結接合
‐ヒータ本体部と送電部とのなす角度：９０度
【産業上の利用可能性】
【００４５】
この発明により、安全性かつ耐久性に優れ、熱伝達効率の良好な浸漬ヒータを提供することが可能になった。
【符号の説明】
【００４６】
１  溶湯容器
２  底壁
３  側壁
１０  浸漬ヒータ
１２  ヒータ本体部
１４  送電部
１５  屈曲部
１６  発熱体
１８  第１の保護管
２０  送電体
２０ａ、２０ｂ  送電体部
２２  電極部
２２ａ、２２ｂ  端子
２４  第２の保護管
２６  屈曲部材
２８ａ、２８ｂ  直線状のスリット
３０ａ、３０ｂ  直線部
３２ａ、３２ｂ  螺旋状のスリット
３４ａ、３４ｂ  螺旋部
３６  高発熱部
３８  低発熱部
３９  接合面
４０ａ、４０ｂ  間隙
４１、４２  絶縁スペーサ
４３  締付けカラー
４４  締付け帯
４５  接合部
４８  遮熱部材
４９  絶縁板
Ｃ１  ヒータ本体部の軸線方向
Ｃ２  送電部の軸線方向
ＭＬ  湯面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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