(57)【要約】【課題】  加熱された気体流の横断面における温度の均一性が高いと共に、早期の劣化や断線が生じにくい流路内装填用ヒーターを提供する。【解決手段】  柱状の発熱体が螺旋状に屈曲して小径部１ａと大径部１ｂを形成しているコーン形の螺旋発熱部１を有し、加熱対象の流体の流路に設けられるヒーターであって、前記大径部の外径の寸法は、配設される流路の内径の寸法の７０％以上である流路内装填用ヒーター。【選択図】  図１
2005106391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状の発熱体が螺旋状に屈曲して小径部と大径部を形成しているコーン形の螺旋発熱部を有し、加熱対象の流体の流路に設けられるヒーターであって、
前記大径部の外径の寸法は、配設される流路の内径の寸法の７０％以上であることを特徴とする流路内装填用ヒーター。
【請求項２】
前記コーン形の螺旋発熱部を少なくとも２つ有することを特徴とする請求項１に記載の流路内装填用ヒーター。
【請求項３】
前記コーン形の螺旋発熱部のうちで最も上流側に設けられるものよりも上流側において流路の中心領域を流れる流体を流路の外縁領域に分散して流す分散部を有することを特徴とする請求項１〜２のいずれか一に記載の流路内装填用ヒーター。
【請求項４】
前記コーン形の螺旋発熱部のうちで最も下流側に設けられるものよりも下流側において流体の流れる方向を流路の長さ方向に対して平行にする整流部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一に記載の流路内装填用ヒーター。
【請求項５】
前記コーン形の螺旋発熱部の最高温度部分の外面温度を連続的に監視し、前記外面温度が一定の温度範囲になるように、前記螺旋発熱部の発熱量を制御する温度制御部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一に記載の流路内装填用ヒーター。
【請求項６】
柱状の内部空間を有し、前記流体の流路の一部として代用可能な流路代用部を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一に記載の流路内装填用ヒーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流路に設けて前記流体を加熱する流路内装填用ヒーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、径方向の断面が円形である円柱状の内部空間を流路として有する管の前記内部空間を通過する気体（例えば、空気）を連続的に加熱する場合、前記管内において気体を均一に流動させるため、前記管の内径よりも著しく径の細いマイクロシーズヒーターを前記管内に過剰に装填していた。例えば、柱状のマイクロシーズヒーターを螺旋状に曲げた螺旋状のマイクロシーズヒーターを前記管の前記内部空間に設けて前記気体を連続的に加熱していた。前記螺旋状のマイクロシーズヒーターの径の寸法は、前記管の内径の寸法の２〜３％程度である。また、前記螺旋状のマイクロシーズヒーターにおける螺旋部分の螺旋の外径の寸法は、前記管の内径の寸法の２０〜３５％程度である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来の技術では、次のような問題点がある。第１に、前記管の内部空間を流れる気体流の前記管の径方向における温度分布にかなりのばらつきがある。即ち、前記螺旋状のマイクロシーズヒーターを配設した領域よりも下流側の管の径方向においては、流路である管の内部空間の中心領域を流れる気体の温度に比較して管の内周壁面の近傍の環状領域（流路の外縁領域）を流れる気体の温度がかなり低いと共に、気体流の横断面において高温の中心領域よりも低温の外縁領域の占める割合が高い。そのため、前記マイクロシーズヒーターを配設した領域の下流側かつ管の内部空間の中心領域を流れる気体の温度だけに基づいて、前記マイクロシーズヒーターの発熱量を調節して前記マイクロシーズヒーターの下流側で得られる気体の温度を管理しようとしても、十分精密な温度管理を行うことはできない。また、第２に、前記流体の流れを均一な流動にさせるため、管の内径に比較してかなり細いシーズヒーターを過剰に装填するので、通常使用時と比較してヒーター劣化が激しく、また、圧力損失も増える、という問題点がある。
【０００４】
本発明は、加熱された気体流の横断面における温度の均一性が高いと共に、早期の劣化や断線が生じにくい流路内装填用ヒーター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】
【０００５】
本発明によれば、柱状の発熱体が螺旋状に屈曲して小径部と大径部を形成しているコーン形の螺旋発熱部を有し、加熱対象の流体の流路に設けられるヒーターであって、前記大径部の外径の寸法は、配設される流路の内径の寸法の７０％以上である流路内装填用ヒーターにより、上記目的を達成することができる。本発明の流路内装填用ヒーターは、次のようにすることができる。
【０００６】
前記コーン形の螺旋発熱部を少なくとも２つ有することができる。前記コーン形の螺旋発熱部のうちで最も上流側に設けられるものよりも上流側において流路の中心領域を流れる流体を流路の外縁領域に分散して流す分散部を有することができる。前記コーン形の螺旋発熱部のうちで最も下流側に設けられるものよりも下流側において流体の流れる方向を流路の長さ方向に対して平行にする整流部を有することができる。前記コーン形の螺旋発熱部の最高温度部分の外面温度を連続的に監視し、前記外面温度が一定の温度範囲になるように、前記螺旋発熱部の発熱量を制御する温度制御部を有することができる。柱状の内部空間を有し、前記流体の流路の一部として代用可能な流路代用部を備えることができる。
【０００７】
本発明の流路内装填用ヒーターにおけるコーン形の螺旋発熱部は、小径部と大径部のそれぞれの径方向が、配設される流路の径方向と一致するように流路に配設して使用する。また、前記流路代用部を備える場合には、コーン形の螺旋発熱部は、小径部と大径部のそれぞれの径方向が、配設される流路代用部の径方向と一致するように流路代用部に配設して使用する。コーン形の螺旋発熱部を配設した流路代用部は、加熱対象の流体の流路に接続して使用する。なお、本発明において数値範囲の記載は、両端値のみならず、その中に含まれる全ての任意の中間値を含むものとする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の流路内装填用ヒーターは、上記構成を有するので、加熱対象の流体に乱流（流路の横断面における半径方向での前記流体の単振動運動及び旋回流れ）を与えて、前記流体の温度（特に、流体の横断面の半径方向における温度）の均一性を向上することができる。
【０００９】
また、流路の径に対して太さが著しく細いマイクロシーズヒーターを使用する必要がないので、ヒーターの早期の劣化や断線を生じにくいから、ヒーターの本来の寿命を予測して使用することができる。即ち、ヒーターの劣化や断線が生じる前に、ヒーターの本来の寿命（ないし安定して使用可能な時間）に基づいて劣化や断線が生じそうなヒーターを予め交換することができるので、ヒーターの維持・管理が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のヒーターは、加熱対象の流体の流路内に前記流体と直接接触するように設けることができる。本発明のヒーターによる加熱対象の流体は、好ましくは気体（常温において気体であるもの）であり、例えば、空気、窒素、有機化合物（常温において気化するもの）、臭いを有する気体である。加熱後の気体は、例えば、触媒を通過させることができる。
【００１１】
［コーン形の螺旋発熱部］
コーン形の螺旋発熱部における大径部の外径の寸法は、配設される流路の内径の寸法の７０〜９８％（好ましくは７５〜９８％、より好ましくは８０〜９５％、さらに好ましくは８０〜９０％）にすることができる。前記大径部の外径の寸法が配設される流路の内径の寸法の７０％未満の場合、加熱対象の流体に乱流（流路の横断面における半径方向での前記流体の単振動運動及び旋回流れ）を与えにくく、前記流体の温度（特に、流体の横断面の半径方向における温度）の均一性を向上することが容易でない。また、配設される流路の内壁に大径部が接触してしまう場合、流路（例えば、配管）を媒体としての局所的な伝熱が生じるので好ましくない。コーン形の螺旋発熱部は、柱状の発熱体が螺旋状に屈曲して小径部と大径部を形成している。発熱体は、通電により発熱する通電発熱体にすることができる。柱状の発熱体は、柱状の通電発熱体にすることができ、発熱体の発熱温度に対して耐熱性を有する絶縁膜で絶縁が必要な部分を被覆した柱状の通電発熱体にすることができる。柱状の通電発熱体は、好ましくは、長手方向において長さ当たりの発熱量が均一なものにする。
【００１２】
コーン形の螺旋発熱部における各部分の寸法比は、用途に応じて適宜設定することができ、例えば、次のとおりにすることができる。柱状の発熱体の径の寸法を１とする場合、小径部の寸法は大径部の寸法よりも小さいという条件下において、小径部の寸法は３〜１５（好ましくは３〜１２、より好ましくは４〜８）にすることができ、大径部の寸法は４〜２５（好ましくは６〜２０、より好ましくは８〜１６）にすることができる。また、螺旋の軸方向における小径部から大径部までの長さ（小径部と大径部を含む）は、３〜１４（好ましくは３〜１２、より好ましくは４〜１０）にすることができる。
【００１３】
コーン形の螺旋発熱部における螺旋の巻き数、ピッチ（螺旋に沿って螺旋の中心軸の軸回りに一回転（３６０°回転）した場合における、螺旋の中心軸方向における移動距離）等の各部分の寸法は、用途に応じて適宜設定することができる。
【００１４】
コーン形の螺旋発熱部は、例えば、柱状の発熱体が平面内において中心部から外側に渦巻き状に屈曲している平面状渦巻き発熱体を、前記平面状渦巻き発熱体の厚さ方向（面方向に対して垂直な方向）に引き伸ばして形成することができる。前記平面状渦巻き発熱体は、例えば、柱状の発熱体を平面内において中心部から外側に渦巻き状に屈曲して形成することができる。
【００１５】
本発明のヒーターは、少なくとも２つのコーン形の螺旋発熱部を有することができる。前記少なくとも２つのコーン形の螺旋発熱部は、各々のコーン形の螺旋発熱部の中心軸が１本の共通の軸上に存在するように流路に配置して使用することができる。なお、本発明のヒーターへの給電を三相交流電源により行う場合、前記螺旋発熱部を３の倍数の個数で設けることにより、各相の負荷のバランスを整え、機器の配電への障害を防止することができる。
【００１６】
前記少なくとも２つのコーン形の螺旋発熱部の各々は、１本の連続した柱状の発熱体（好ましくは、通電発熱体）を屈曲して形成したものにすることができる。前記少なくとも２つのコーン形の螺旋発熱部の各々が１本の連続した柱状の通電発熱体を屈曲して形成したものである場合、各々のコーン形の螺旋発熱部を独立して通電加熱することができるものにすることができる。また、前記少なくとも２つのコーン形の螺旋発熱部は、１本の連続した柱状の発熱体（好ましくは、通電発熱体）を屈曲して形成したものにすることができる。
【００１７】
［分散部］
分散部は、コーン形の螺旋発熱部のうちで最も上流側に設けられるものよりも上流側において流路の中心領域を流れる流体を流路の外縁領域（好ましくは下流側の外縁領域）に分散して流すものである。このような分散部としては、コーン形の螺旋発熱部のうちで最も上流側に設けられるものよりも上流側において、流路の中心軸の軸回りに配置される（好ましくは均等の間隔で配置される）複数（好ましくは４以上、より好ましくは８以上）の板状体であって、前記板状体のそれぞれは、板状体の長軸が流路の上流側の中心領域から下流側の外縁領域に向かっているものがある。このような板状体としては、厚さ方向に対して垂直方向の面の形状が長方形ないし正方形あるいは台形であり、厚さが均一な平面板状体がある。なお、厚さ方向に対して垂直方向の面の形状が台形である前記板状体は、好ましくは、上底を上流側にして配置する。
【００１８】
図８〜９に分散部の一例を示す。図示されている分散部は、管８０の円柱状の内部空間（流路）に設けられた４枚の偏向板８１、８２、８３及び８４からなるものである。図８は、管８０の円柱状の内部空間に設けた４枚の偏向板を、前記４枚の偏向板の上流側における管８０の部分を径方向に切断して視た図（加熱対象の流体の流路の上流側から視た図）である。図９は、図８のI−I線矢視方向の概略断面図である。なお、図８〜９においては、４枚の偏向板を管内に固定するための固定具、及び、前記偏向板の下流側に存在するコーン形の螺旋発熱部の記載は省略している。また、図９の矢９１の向く方向は、加熱対象の流体が流れる方向である。
【００１９】
偏向板８１、８２、８３及び８４は、同じ形状及び寸法を有する平面板状体であり、厚さ方向に対して垂直方向の面の形状が長方形であると共に厚さが均一である。これらの偏向板は、流路の中心軸９０の軸回りに均等の間隔で配置されている。即ち、偏向板８２、８３及び８４は、流路の中心軸９０の軸回りに偏向板８１を、それぞれ、９０°、１８０°及び２７０°回転させた位置に存在する。偏向板８１、８２、８３及び８４のそれぞれの長軸方向と流路の中心軸９０とのなす角度は全て等しい。偏向板の長軸方向と流路の中心軸９０とのなす角度は、２０〜７０°（好ましくは３０〜６０°、より好ましくは４０〜５０°）にすることができる。
【００２０】
［整流部］
整流部は、コーン形の螺旋発熱部のうちで最も下流側に設けられるものよりも下流側において流体の流れる方向を流路の長さ方向に対して平行にするものである。このような整流部としては、板状体（特に、厚さ方向に対して垂直方向の面の形状が長方形ないし正方形であり、厚さが均一な平面板状体）、又は、複数の平行なセル（両端がハニカム構造体の端面に開口した柱状の空間部）を有するハニカム構造体がある。
【００２１】
整流部としての板状体は、前記板状体の長軸の長さ方向が流路の長さ方向に対して平行になるように、コーン形の螺旋発熱部のうちで最も下流側に設けられるものの下流側に設ける。また、整流部としてのハニカム構造体は、セルの長さ方向が流路の長さ方向に対して平行になるように、コーン形の螺旋発熱部のうちで最も下流側に設けられるものの下流側に設ける。
【００２２】
図１０〜１１に整流部の一例を示す。図示されている整流部は、管１００の円柱状の内部空間（流路）に設けられた３枚の整流板１０１、１０２及び１０３からなるものである。図１０は、管１００の円柱状の内部空間に設けた３枚の整流板を、前記３枚の整流板の上流側における管１００の部分を径方向に切断して視た図（加熱対象の流体の流路の上流側から視た図）である。図１１は、図１０のII−II線矢視方向の概略断面図である。
【００２３】
整流板１０１、１０２及び１０３は、平面板状体であり、厚さ方向に対して垂直方向の面の形状が長方形であると共に厚さが均一である。整流板１０１、１０２及び１０３は、それぞれの整流板の長軸の長さ方向が流路の長さ方向に対して平行になるように、管１００の円柱状の内部空間（流路）に設けている。なお、図１０〜１１においては、３枚の整流板を管内に固定するための固定具の記載は省略している。また、図１１の矢１１１の向く方向は、加熱対象の流体が流れる方向である。
【００２４】
［温度制御部］
温度制御部は、コーン形の螺旋発熱部の最高温度部分の外面温度を連続的に監視し、前記外面温度が一定の温度範囲になるように、前記螺旋発熱部の発熱量を制御するものである。前記外面温度が一定の温度範囲になるように、前記螺旋発熱部の発熱量を制御するには、例えば、前記コーン形の螺旋発熱部の最高温度部分の外面温度が設定温度範囲の最大温度になった時に通電発熱体の電源を切り、逆に、前記外面温度が設定温度範囲の最小温度になった時に通電発熱体の電源を入れて、前記螺旋発熱部の発熱量を規制することにより行うことができる。温度制御部は、前記コーン形の螺旋発熱部の最高温度部分の外面温度を測定する温度測定部を有することができる。
【００２５】
［流路代用部］
流路代用部は、柱状（好ましくは円柱状）の内部空間を有し、加熱対象の流体の流路の一部として代用可能なものである。前記内部空間の径方向の断面積は、加熱対象の流体の流路の径方向の断面積の９０〜１２０％（好ましくは１００〜１２０％、より好ましくは１００〜１１０％）にすることができる。前記内部空間の径の寸法は、加熱対象の流体の流路の径の寸法の９０〜１２０％（好ましくは１００〜１２０％、より好ましくは１００〜１１０％）にすることができる。
【００２６】
流路代用部は、両端が開口する管状（好ましくは、円柱状の内部空間を有する管状）にすることができ、両方の開口端には流体の流路（管状の流路、好ましくは径方向の断面が円形の管状の流路）に着脱自在に接続できるようにフランジ、ボルト及びナット等の接続具から成る接続部を設けることができる。このような流路代用部にコーン形の螺旋発熱部を設けることにより、コーン形の螺旋発熱部が劣化した場合等のようなコーン形の螺旋発熱部の交換が必要な場合に、コーン形の螺旋発熱部を迅速に交換することができる。
【実施例】
【００２７】
次に、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
【００２８】
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１の流路内装填用ヒーターを、コーン形の螺旋発熱部の螺旋の中心軸方向に対して直角方向から視た概略断面図（流路代用部を流路の長さ方向に切断した概略断面図）である。図２は、本発明の実施例１の流路内装填用ヒーターを、流路代用部の加熱対象の流体の入口側から視た概略図である。図３は、本発明の実施例１の流路内装填用ヒーターを、コーン形の螺旋発熱部の端部が設置板から突出する側から視た概略図である。
【００２９】
実施例１の流路内装填用ヒーターの３つのコーン形の螺旋発熱部１、２及び３は、円筒状の流路代用部４の円柱状の内部空間に設けられている。円筒状の流路代用部４の両方の開口端面には、加熱対象の流体の配管と接続するためのフランジＦ１、Ｆ２がそれぞれ設けられている。フランジＦ１、Ｆ２には、前記配管との接続用にボルトを通すための複数の貫通孔２１が形成されている。円筒状の流路代用部４の内径の形状、寸法及び径方向の断面積は、それぞれ、配管の内径の形状、寸法及び径方向の断面積とほぼ同じである。
【００３０】
３つのコーン形の螺旋発熱部１、２及び３は、同じ形状及び寸法であり、それぞれ、柱状の通電発熱体が螺旋状に屈曲して小径部１ａ、２ａ及び３ａと大径部１ｂ、２ｂ及び３ｂを形成している。前記大径部の外径の寸法は、配設される流路の内径の寸法のおよそ８２％である。前記小径部の外径の寸法は、配設される流路の内径の寸法のおよそ４２％である。小径部１ａから大径部１ｂまでの寸法（小径部１ａと大径部１ｂを含む）は、配設される流路の内径の寸法のおよそ６１％である。
【００３１】
３つのコーン形の螺旋発熱部１、２及び３は、それぞれの螺旋の中心軸が流路代用部４の中心軸Ａ上に存在するように、流路代用部４の内部空間に直列に配設されている。より詳細には、コーン形の螺旋発熱部１、２及び３の両端部は、それぞれ、二枚の板が重なってできている設置板５の貫通孔３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂを貫通し、設置板５に固定具７ａ、７ｂで固定されている。コーン形の螺旋発熱部１、２及び３の先端部は、電源（図示せず）に接続される。コーン形の螺旋発熱部の端子部及び設置板接続部（コーン形の螺旋発熱部が設置板５と接触する部分）に二重に絶縁を施している。なお、図１では、先端部１ｃ、２ｃ、３ｃ及び１ｄ以外の先端部は、記載を省略している。小径部１ａ、２ａ及び３ａと大径部１ｂ、２ｂ及び３ｂは、それぞれの径方向が流路代用部４の径方向と一致する。螺旋発熱部１及び２の小径部１ａ及び２ａは、それぞれ、螺旋発熱部２及び３の大径部２ｂ及び３ｂの外側に存在する。
【００３２】
加熱対象の気体は、フランジＦ１側から流路代用部４の内部空間に流入する。流入した気体流のうちの中心領域を流れる気体流部分は、コーン形の螺旋発熱部３、２及び１により、順次、流路代用部４の内周壁面側に環状に分散され、流路代用部４の半径方向での単振動運動及び旋回流れが付与される。螺旋発熱部１の下流側において、流路代用部４の径方向断面における気体流の温度は、均一性が高くなっている。そのため、螺旋発熱部１の下流側に設けられた、気体流の温度を連続的に測定するための端子６により、少なくとも一箇所（例えば、径方向断面における中心点）の温度を測定し、この値に基づいて、螺旋発熱部３、２及び１の発熱量を調節することにより、螺旋発熱部１の下流側の気体流（例えば、フランジＦ２側から流出する気体流）の径方向断面における温度の均一性を十分精密に管理することができる。
【００３３】
［実施例２］
図４は、本発明の実施例２の流路内装填用ヒーターを、コーン形の螺旋発熱部の螺旋の中心軸方向に対して直角方向から視た概略断面図（流路代用部を流路の長さ方向に切断した概略断面図）である。図５は、本発明の実施例２の流路内装填用ヒーターを、流路代用部の加熱対象の流体の入口側から視た概略図である。図６は、本発明の実施例２の流路内装填用ヒーターを、コーン形の螺旋発熱部の端部が設置板から突出する側から視た概略図である。図７は、本発明の実施例２の流路内装填用ヒーターにおける流路代用部の概略斜視図である。
【００３４】
実施例２の流路内装填用ヒーターの３つのコーン形の螺旋発熱部４１、４２及び４３は、円筒状の流路代用部４４の円柱状の内部空間に設けられている。円筒状の流路代用部４４は、両端に開口４７、４８を有する。円筒状の流路代用部４４の内径の形状、寸法及び径方向の断面積は、それぞれ、配管の内径の形状、寸法及び径方向の断面積とほぼ同じである。
【００３５】
３つのコーン形の螺旋発熱部４１、４２及び４３は、同じ形状及び寸法であり、それぞれ、柱状の通電発熱体が螺旋状に屈曲して小径部４１ａ、４２ａ及び４３ａと大径部４１ｂ、４２ｂ及び４３ｂを形成している。
【００３６】
３つのコーン形の螺旋発熱部４１、４２及び４３は、それぞれの螺旋の中心軸が流路代用部４４の中心軸Ｂ上に存在するように、流路代用部４４の内部空間に直列に配設されている。より詳細には、コーン形の螺旋発熱部４１、４２及び４３の両端部は、それぞれ、設置板４５の貫通孔を貫通し、設置板４５に固定具４６ａ、４６ｂで固定されている。コーン形の螺旋発熱部４１、４２及び４３の先端部４１ｃ、４１ｄ、４２ｃ、４２ｄ、４３ｃ、４３ｄは、電源（図示せず）に接続される。これらの先端部は、流路代用部４４の長さ方向に一列に設けられている。小径部４１ａ、４２ａ及び４３ａと大径部４１ｂ、４２ｂ及び４３ｂは、それぞれの径方向が流路代用部４４の径方向と一致する。螺旋発熱部４２及び４３の小径部４２ａ及び４３ａは、それぞれ、螺旋発熱部４１及び４２の大径部４１ｂ及び４２ｂの内側に入り込んで存在する。
【００３７】
加熱対象の気体は、開口端４７側から流路代用部４４の内部空間に流入する。流入した気体流のうちの中心領域を流れる気体流部分は、コーン形の螺旋発熱部４１、４２及び４３により、順次、流路代用部４４の内周壁面側に環状に分散され、流路代用部４４の半径方向での単振動運動及び旋回流れが付与される。螺旋発熱部４３の下流側において、流路代用部４４の径方向断面における気体流の温度は、均一性が高くなっている。そのため、螺旋発熱部４３の下流側に設けられた、気体流の温度を連続的に測定するための端子（図示せず）により、少なくとも一箇所（例えば、径方向断面における中心点）の温度を測定し、この値に基づいて、螺旋発熱部４１、４２及び４３の発熱量を調節することにより、螺旋発熱部４３の下流側の気体流（例えば、開口端４８側から流出する気体流）の径方向断面における温度の均一性を十分精密に管理することができる。
【００３８】
［実施例３］
前記実施例１の流路内装填用ヒーターと同様の、３つのコーン形の螺旋発熱部を有するヒーターを、図１と同様に、管状の流路（内径８２．５ｍｍ）に設置し、小径部から大径部の方向に加熱対象の気体を３ｍ／ｓの流速で流して気体を加熱した。
【００３９】
加熱対象の気体が流れる方向において、前記ヒーターよりも上流側に図１２に示す偏向板を設けた。図１２（ａ）は、管状の流路に配設された場合に、前記偏向板を気体の流入方向から視た図（管状の流路は図示せず）である。図１２（ｂ）は、前記偏向板を図１２（ａ）の矢Ａの向きに視た図である。図１２（ｃ）は、前記偏向板を図１２（ａ）の矢Ｂの向きに視た図である。
【００４０】
図１２の前記偏向板は、中央部から外側方向に４枚の板状体が放射状に設けられている。図１２（ａ）において、隣接する２枚の板状体が交差する角度は９０°である。図１２（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、前記板状体が、前記流路の長さ方向に対して垂直方向の横断面となす角度は、およそ４５°である。なお、前記板状体の数は２〜８枚にすることができる。また、前記角度は、３０〜６０°にすることができる。
【００４１】
さらに、前記ヒーターの下流側に整流板を設けた。前記整流板は、複数の円形の開口部を有する円形の板状体（開口率５０％）である。ここで開口率とは、前記円形の板状体の片面の面積（開口部の面積を含む）をＳとし、前記開口部の面積をＡとする場合における、Ａ／Ｓ×１００［％］の値のことである。前記整流板は、直径が流路の直径とほぼ等しいものであり、面方向が前記流路の径方向と同じ方向になるように設けている。
【００４２】
前記整流板の下流側で、流路（内径８２．５ｍｍ）の長さ方向に対して直角方向の横断面における気体の温度を測定した。流路の前記横断面は円であり、前記横断面の中心点の温度が３５０℃になるように、ヒーターの温度を設定した。前記中心点から半径方向に、前記中心点の温度の９０％以上の温度（３１５℃以上の温度）になる領域を求めたところ、直径８０．５ｍｍの円形の領域であった。温度均一性は（８０．５）２／（８２．５）２×１００［％］＝９５［％］である。温度の測定は、前記横断面における、直交する２本の直径を通る線上で行った。
【００４３】
［比較例１］
上記実施例３における流路内装填用ヒーターの代わりに従来のヒーターを用い、上記実施例３における前記ヒーターよりも上流側に設けた偏向板の代わりに上記実施例３における前記整流板と同様のものを用い、上記実施例３における前記ヒーターよりも下流側に設けた偏向板を開口率が３０％のものにすること以外は、上記実施例３と同様にして気体を加熱した。従来のヒーターとしては、柱状のマイクロシーズヒーターを螺旋状に曲げた螺旋状のマイクロシーズヒーターを用いた。前記螺旋状のマイクロシーズヒーターの径の寸法は、前記管の内径の寸法の３％である。また、前記螺旋状のマイクロシーズヒーターにおける螺旋部分の螺旋の外径の寸法は、前記管の内径の寸法の３０％である。
【００４４】
前記整流板の下流側で、上記実施例３の場合と同様にして、流路（内径８２．５ｍｍ）の長さ方向に対して直角方向の横断面における気体の温度を測定した。流路の前記横断面は円であり、前記横断面の中心点の温度が３５０℃になるように、ヒーターの温度を設定した。前記中心点から半径方向に、前記中心点の温度の９０％以上の温度（３１５℃以上の温度）になる領域を求めたところ、直径７７ｍｍの円形の領域であった。温度均一性は（７７）２／（８２．５）２×１００［％］＝８７［％］である。
【００４５】
実施例３及び比較例１において、ヒーターよりも下流側に配設した整流板は、流路中央領域の気体流速がヒーターの最後尾で突出するのを防止するためと、横断面の温度が均一な気体流を次工程に等速で送り込むためのものである。比較例１では、温度を測定する前記横断面における気体流の温度を均一にするため、ヒーターの下流側の整流板の開口率を３０％にまで低下する必要がある。なお、前記開口率が５０％の場合は、前記温度の均一性は、より低下してしまう。前記整流板の開口率が３０％と低いので、圧力損失は２０ｍｍＨ２Ｏと大きい。これに対して、実施例３では、ヒーターの下流側の整流板によって、温度を測定する前記横断面における気体流の温度を均一にする必要がないので、前記整流板の開口率を５０％程度にまで大きくすることができるから、圧力損失は１０ｍｍＨ２Ｏと小さい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、本発明の実施例１の流路内装填用ヒーターを、コーン形の螺旋発熱部の螺旋の中心軸方向に対して直角方向から視た概略断面図（流路代用部を流路の長さ方向に切断した概略断面図）である。
【図２】図２は、本発明の実施例１の流路内装填用ヒーターを、流路代用部の加熱対象の流体の入口側から視た概略図である。
【図３】図３は、本発明の実施例１の流路内装填用ヒーターを、コーン形の螺旋発熱部の端部が設置板から突出する側から視た概略図である。
【図４】図４は、本発明の実施例２の流路内装填用ヒーターを、コーン形の螺旋発熱部の螺旋の中心軸方向に対して直角方向から視た概略断面図（流路代用部を流路の長さ方向に切断した概略断面図）である。
【図５】図５は、本発明の実施例２の流路内装填用ヒーターを、流路代用部の加熱対象の流体の入口側から視た概略図である。
【図６】図６は、本発明の実施例２の流路内装填用ヒーターを、コーン形の螺旋発熱部の端部が設置板から突出する側から視た概略図である。
【図７】図７は、本発明の実施例２の流路内装填用ヒーターにおける流路代用部の概略斜視図である。
【図８】図８は、管８０の円柱状の内部空間に設けた４枚の偏向板を、前記４枚の偏向板の上流側における管８０の部分を径方向に切断して視た図（加熱対象の流体の流路の上流側から視た図）である。
【図９】図９は、図８のI−I線矢視方向の概略断面図である。
【図１０】図１０は、管１００の円柱状の内部空間に設けた３枚の整流板を、前記３枚の整流板の上流側における管１００の部分を径方向に切断して視た図（加熱対象の流体の流路の上流側から視た図）である。
【図１１】図１１は、図１０のII−II線矢視方向の概略断面図である。
【図１２】図１２（ａ）は、管状の流路に配設された場合の偏向板を、気体の流入方向から視た図（管状の流路は図示せず）である。図１２（ｂ）は、前記偏向板を図１２（ａ）の矢Ａの向きに視た図である。図１２（ｃ）は、前記偏向板を図１２（ａ）の矢Ｂの向きに視た図である。
【符号の説明】
【００４７】
１、２及び３  コーン形の螺旋発熱部
１ａ、２ａ及び３ａ  小径部
１ｂ、２ｂ及び３ｂ  大径部
４１、４２及び４３  コーン形の螺旋発熱部
４１ａ、４２ａ及び４３ａ  小径部
４１ｂ、４２ｂ及び４３ｂ  大径部
【図１】
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【図２】
2005106391.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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