(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面近傍に発熱線が埋設された発熱面と、前記発熱線に通電するためのリード線が導出された、前記発熱面の反対側の面である裏面とを有する片面ヒータを２つ用い、当該２つの片面ヒータの前記裏面同士を接合することにより構成されるパネル状のヒータであって、当該ヒータの両方の面が各々その表面近傍に発熱線が埋設された発熱面となっており、かつ、前記両方の面が各々独立して温度制御できるように構成された両面ヒータ。
【請求項２】
請求項１に記載の両面ヒータが、前記発熱面の向きが一致するようにして３つ以上直線状に連結されてなる連結両面ヒータであって、前記両面ヒータの内、前記連結両面ヒータの両端部に位置しない両面ヒータについては、前記リード線が、当該両面ヒータに隣接する両面ヒータの前記裏面に形成された溝を通じて、前記連結両面ヒータの端部から外部に引き出されている連結両面ヒータ。
【請求項３】
前記溝が、前記両面ヒータを構成するに当たって接合された２つの前記片面ヒータの裏面の内、一方の前記片面ヒータの裏面にのみ形成されている請求項２に記載の連結両面ヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼成炉の加熱手段として使用されるヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、焼成炉の加熱手段に使用されるヒータとして、セラミックファイバーをブロック状にしたファイバーブロックの内部に、Ｎｉ−Ｃｒ合金やＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金からなる線材を螺旋状に巻いた発熱線を包含させてなるパネル状ヒータが知られている。通常、パネル状ヒータは、その表面近傍に発熱線が埋設された発熱面と、発熱線に通電するためのリード線が導出された、発熱面の反対側の面である裏面（非発熱面）とを有し、裏面から導出されたリード線は炉の上部（天井側）又は下部（床側）の炉壁に設けられた貫通孔を通じて炉外に引き出され、制御装置等に配線される。
【０００３】
ところで、最近は、プラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」と言う。）製造の分野などにおいて、生産性の向上や省スペース化を目的として、上下方向に複数の搬送路を設け、各搬送路内で同時に被焼成体の焼成を行えるようにした多段構造の焼成炉が開発されている（例えば、特許文献１参照）。このような焼成炉において、ＰＤＰの焼成を行う場合、被焼成体であるＰＤＰは、通常、その上面と下面との両方から加熱される必要があるため、各搬送路を仕切る隔壁（断熱壁）の上面側に当該隔壁上方の搬送路を通過するＰＤＰの下面を加熱するためのヒータ（床ヒータ）を設置するとともに、当該隔壁の下面側に当該隔壁下方の搬送路を通過するＰＤＰの上面を加熱するためのヒータ（天井ヒータ）を設置する必要がある（特許文献１の図３及び図４参照）。
【０００４】
このように搬送路間を仕切る隔壁は、その上方及び下方に搬送路が存在するため、当該隔壁に設置したヒータのリード線を、前記のように天井側や床側から炉外に引き出そうとすると、搬送路内の機器や被焼成体と物理的に干渉することになる、したがって、そのような干渉を回避するためには、リード線を横方向（炉幅方向）に導出し、焼成炉の側壁に設けた貫通孔を通じて炉外に引き出す必要がある。
【０００５】
しかしながら、従来のヒータでリード線を横方向に導出しようとすると、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、発熱体２に接続されたリード線３を、断熱性のファイバーブロック１３の内部を通じて導出することになるため、ファイバーブロック１３の厚みが少なくとも１００ｍｍ程度必要である。このヒータを前記のように隔壁の上側面と下側面とに設置した場合、それら２つのヒータと隔壁とを併せた厚さは、２００ｍｍを超えることになるが、ＰＤＰ等の焼成に使用される炉内温度が６００℃以下の焼成炉であれば、当該厚さは１２０〜１５０ｍｍ程度有れば十分であり、過剰な厚さは、前記のような多段構造の焼成炉において高さ方向の省スペース性を阻害する要因となる。
【０００６】
また、リード線は、炉の運転時と停止時の炉内温度の変化により熱膨張・収縮するが、リード線がファイバーブロックに拘束されていると、リード線の自由な熱膨張・収縮が阻害され、その結果、リード線が破断する場合がある。
【０００７】
更に、ＰＤＰ製造の分野などにおいては、その大型化により、焼成炉の炉幅が拡大する傾向にあり、それに伴って、炉幅方向に設置するヒータの長さも長くする必要があるが、一体構造のヒータでは、その長さが長くなるほど、ヒータを構成するファイバーブロックの質量が甚大になり、組み立て作業が困難になる。
【特許文献１】特開２００５−１５６０１６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、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、被焼成体を搬送するための搬送路を上下方向に複数有する多段構造の焼成炉において、前記搬送路間に設置した場合に、その上方及び下方の搬送路内を搬送される被焼成体を同時に加熱できるとともに、搬送路を仕切る薄型の隔壁としても機能し、組み立てが容易で、リード線の破断が生じにくいパネル状の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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明によれば、以下の両面ヒータ及び連結両面ヒータが提供される。
【００１０】
［１］  パネル状のヒータであって、当該ヒータの両方の面が各々その表面近傍に発熱線が埋設された発熱面となっており、かつ、前記両方の面が各々独立して温度制御できるように構成された両面ヒータ。
【００１１】
［２］  表面近傍に発熱線が埋設された発熱面と、前記発熱線に通電するためのリード線が導出された、前記発熱面の反対側の面である裏面とを有する片面ヒータを２つ用い、当該２つの片面ヒータの前記裏面同士を接合することにより構成される前記［１］に記載の両面ヒータ。
【００１２】
［３］  前記［２］に記載の両面ヒータが、前記発熱面の向きが一致するようにして３つ以上直線状に連結されてなる連結両面ヒータであって、前記両面ヒータの内、前記連結両面ヒータの両端部に位置しない両面ヒータについては、前記リード線が、当該両面ヒータに隣接する両面ヒータの前記裏面に形成された溝を通じて、前記連結両面ヒータの端部から外部に引き出されている連結両面ヒータ。
【００１３】
［４］  前記溝が、前記両面ヒータを構成するに当たって接合された２つの前記片面ヒータの裏面の内、一方の前記片面ヒータの裏面にのみ形成されている前記［３］に記載の連結両面ヒータ。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の両面ヒータ及び連結両面ヒータは、パネル状でその両方の面が発熱面であるとともに、両方の面が各々独立して温度制御できるように構成されているため、被焼成体を搬送するための搬送路を上下方向に複数有する多段構造の焼成炉において、搬送路間に設置した場合に、その上方及び下方の搬送路内を搬送される被焼成体を同時に加熱できる。また、この両面ヒータ及び連結両面ヒータは、前記のように搬送路間に設置した場合に、搬送路を仕切る隔壁としても機能するとともに、その厚さを、従来のように隔壁の上面側と下面側とにそれぞれヒータを設置した場合に比して薄くすることができるので、その分だけ焼成炉の高さを低くすることができ、高さ方向の省スペース性が向上する。
【００１５】
更に、本発明の連結両面ヒータは、本発明の両面ヒータを連結して構成されるので、炉幅の広い焼成炉に設置するために多数連結して長くした場合にも、その組み立て時における個々の構成部品の重量は、一体構造のヒータに比して軽く、組み立て作業が容易である。また、この連結両面ヒータを構成する両面ヒータの内、連結両面ヒータの両端部に位置しない両面ヒータについては、そのリード線が、当該両面ヒータに隣接する両面ヒータの裏面（片面ヒータ同士の接合面）に形成された溝を通じて、連結両面ヒータの端部から外部に引き出される構造となっているので、その溝の幅や深さをリード線の外径（太さ）より大きくしておけば、リード線は溝内で拘束されることなく自由に熱膨張・収縮でき、破断しにくくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の代表的な実施形態を具体的に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。
【００１７】
本発明の両面ヒータは、パネル状のヒータであって、当該ヒータの両方の面が各々その表面近傍に発熱線が埋設された発熱面となっており、かつ、前記両方の面が各々独立して温度制御できるように構成されたものである。この両面ヒータは、表面近傍に発熱線が埋設された発熱面と、前記発熱線に通電するためのリード線が導出された、前記発熱面の反対側の面である裏面とを有する片面ヒータを２つ用い、当該２つの片面ヒータの前記裏面同士を接合することにより構成されることが好ましい。
【００１８】
図１は、前記片面ヒータの構造例を示す組み立て説明図である。この片面ヒータ６は、Ｎｉ−Ｃｒ合金やＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金などからなる線材を螺旋状に巻いた発熱線２を、セラミックファイバーからなる発熱面側パネル７と裏面側パネル８とで挟み込むことにより構成される。発熱面側パネル７は、片面ヒータ６の発熱面４を構成し、発熱線２の固定と熱交換を容易にするための固定溝９が形成されている。裏面側パネル８は、発熱面４と反対側の裏面（非発熱面）５を構成する。発熱線２には通電のためのリード線３が接続されており、このリード線３は、片面ヒータ６の端部付近で裏面５側に折り曲げられて、裏面５側に導出されている。リード線３には、通常、発熱線２と同材質のものが使用され、抵抗値を下げるため、発熱線２より断面積を大きくしたものや、複数本の線を縒り併せた縒り線などが用いられる。
【００１９】
図２は、このような片面ヒータ６を２つ用いて構成される両面ヒータ１の構造例を示す組み立て説明図である。この図に示すように、この両面ヒータ１は前記片面ヒータ６の裏面５同士を接合することにより構成される。こうして片面ヒータ６の裏面５同士が接合された結果、得られた両面ヒータ１は、その両方の面が発熱面４となる。また、各々の発熱面４の近傍に埋設された発熱線２は互いに独立しており、それぞれ別個のリード線３にて通電されるので、両方の発熱面４は独立して温度制御を行うことができる。なお、リード線３は、片面ヒータ６の裏面５同士を接合した際に、重なり合わないように、片面ヒータ６の中心線から非対称に導出させることが好ましい。
【００２０】
被焼成体を搬送するための搬送路を上下方向に複数有する多段構造の焼成炉において、このような両面ヒータを搬送路間に設置すると、その上方及び下方の搬送路内を搬送される各被焼成体を、それぞれ適切な温度にて同時に加熱することができる。また、この両面ヒータは、前記のように搬送路間に設置した場合に、搬送路を仕切る隔壁としても機能するが、その厚さは、前述の従来技術のように隔壁の上面側と下面側とにそれぞれヒータを設置した場合に比して薄くすることができるので（具体的には１００ｍｍ程度の厚さにすることが可能）、その分だけ焼成炉の高さを低くすることが可能となる。
【００２１】
本発明の連結両面ヒータ１１は、図３の側面図に示すように、前記両面ヒータ１が、発熱面の向きが一致するようにして３つ以上直線状に連結されてなるものである。大型ＰＤＰパネル用の焼成炉のように炉幅の長い焼成炉においては、炉幅と同等の長いヒータが必要になるが、本発明の連結両面ヒータは、複数の両面ヒータ１を連結することで、必要な長さのヒータとすることができる。このような連結構造とすると、その組み立て時における個々の構成部品の重量を、同等の長さを有する一体構造のヒータに比して軽くすることができるので、組み立て作業が容易になる。連結両面ヒータ１１を構成する個々の両面ヒータ１の長さは特に限定されないが、組み立て時の作業性を考慮すると、５００〜８００ｍｍ程度とするのが好ましい。連結する両面ヒータ１の上限個数も特に限定されるものではなく、必要とされるヒータの長さ等に応じて適宜決定すればよい。
【００２２】
ところで、このような連結構造とした場合には、連結両面ヒータ１１を構成する両面ヒータ１の内、連結両面ヒータ１１の両端部に位置する両面ヒータ１ｂについては、そのリード線３をそのまま端部から引き出せばよいが、連結両面ヒータ１１の両端部に位置しない両面ヒータ１ａについては、その上方や下方の搬送路に存在する機器や被焼成体との干渉を避けるため、隣接する両面ヒータ１ｂの内部を通過させて連結両面ヒータ１１の端部まで導出しなければならない。
【００２３】
そこで、本発明の連結両面ヒータにおいては、連結両面ヒータの両端部に位置しない両面ヒータについては、そのリード線が、当該両面ヒータに隣接する両面ヒータの前記裏面（両面ヒータを構成するに当たって接合された前記片面ヒータの裏面（接合面））に形成された溝を通じて、連結両面ヒータの端部から外部に引き出されるようにした。ここで、「当該両面ヒータに隣接する両面ヒータ」とは、当該両面ヒータの隣に位置する両面ヒータが連結両面ヒータの端部に位置するものである場合には、その両面ヒータを意味し、そうでない場合には、当該両面ヒータの隣に位置する両面ヒータから連結両面ヒータの端部に位置する両面ヒータまでの全ての両面ヒータを意味するものとする。
【００２４】
図４は、本発明の連結両面ヒータを構成している両面ヒータを、片面ヒータの裏面（接合面）同士の間で分割した状態を示す説明図で、図４（ａ）は一方の分割体を発熱面側から見た平面図であり、図４（ｂ）は他方の分割体を裏面側から見た平面図である。また、図５（ａ）は、連結両面ヒータの端面図で、図５（ｂ）はその部分拡大図である。図中、３ｂ’は連結両面ヒータ１１の端部に位置する両面ヒータ１ｂの一方の発熱面の近傍に埋設された発熱体に通電するためのリード線、３ｂ”は同じく連結両面ヒータ１１の端部に位置する両面ヒータ１ｂの他方の発熱面の近傍に埋設された発熱体に通電するためのリード線である。また、３ａ’は連結両面ヒータ１１の端部に位置しない両面ヒータ１ａの一方の発熱面の近傍に埋設された発熱体に通電するためのリード線、３ａ”は同じく連結両面ヒータ１１の端部に位置しない両面ヒータ１ａの他方の発熱面の近傍に埋設された発熱体に通電するためのリード線である。
【００２５】
前記のとおり、本発明の連結両面ヒータ１１では、その両端部に位置する両面ヒータ１ｂについては、そのリード線３ｂ’，３ｂ”がそのまま端部から横方向（炉幅方向）に引き出され、その両端部に位置しない両面ヒータ１ａについては、そのリード線３ａ’，３ａ”が、当該両面ヒータ１ａに隣接する両面ヒータ１ｂの前記裏面（両面ヒータを構成するに当たって接合された前記片面ヒータの裏面（接合面））５に形成された溝１２を通じて、連結両面ヒータ１１の端部から外部に引き出される構造となっている。したがって、その溝１２の幅Ｗや深さＤをリード線３の外径（太さ）に対して十分に余裕を持った大きな寸法としておけば、リード線３は溝１２内で自由に熱膨張・収縮でき、リード線３の熱膨張・収縮が拘束されることによって生じる破断を防ぐことが可能となる。溝１２の具体的な寸法は、リード線３の外径に対して幅Ｗは３〜４倍、深さＤは１．５〜２倍程度とすることが好ましい。
【００２６】
なお、前記溝は、両面ヒータを構成するに当たって接合された２つの片面ヒータの裏面の内、一方の片面ヒータの裏面にのみ形成されていることが好ましい。この場合、裏面に溝が形成された方の片面ヒータを下側にして、その裏面を上にして置き、当該裏面に形成された溝内にリード線を配した後、その上から裏面に溝が形成されていないもう一方の片面ヒータを被せるという手順で両面ヒータの組み立てを行えば、リード線を溝から逸脱させることなく組み立てることが容易である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の両面ヒータ及び連結両面ヒータは、被焼成体を搬送するための搬送路を上下方向に複数有する多段構造の焼成炉において、その加熱手段として好適に利用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】片面ヒータの構造例を示す組み立て説明図である。
【図２】本発明の両面ヒータの構造例を示す組み立て説明図である。
【図３】本発明の連結両面ヒータの側面図である。
【図４】本発明の連結両面ヒータを構成している両面ヒータを、片面ヒータの裏面（接合面）同士の間で分割した状態を示す説明図で、（ａ）は一方の分割体を発熱面側から見た平面図であり、（ｂ）は他方の分割体を裏面側から見た平面図である。
【図５】（ａ）は連結両面ヒータの端面図で、（ｂ）はその部分拡大図である。
【図６】従来構造のヒータにおいて、リード線を横方向に導出した状態を示す説明図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１，１ａ，１ｂ：両面ヒータ、２：発熱体、３，３ａ’，３ａ”，３ｂ’，３ｂ”：リード線、４：発熱面、５：裏面、７：発熱面側パネル、８：裏面側パネル、９：固定溝、１１：連結両面ヒータ、１２：溝、１３：ファイバーブロック。
【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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