(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理炉の炉天井から略鉛直下方向にヒータを保持するヒータ保持構造であって、
一方の端部近傍に貫通孔が形成された棒状のヒータと、前記ヒータの貫通孔に挿入され、前記ヒータの外径より大きい長さを有するヒータ保持ピンと、前記炉天井に設けられたヒータ挿入口を覆うように設置され、内部に前記ヒータを挿入して前記ヒータ保持ピンを掛止するヒータ保持管と、ピン脱落防止具とからなり、
前記ヒータを前記ヒータ保持管に挿入するとともに、ヒータの貫通孔に挿入された前記ヒータ保持ピンを前記ヒータ保持管の上面に掛止して、前記ヒータを前記炉天井から懸架し、かつ前記ヒータ保持ピンおよびヒータ保持管の外側にピン脱落防止具を被せることを特徴とするヒータ保持構造。
【請求項２】
炉天井と、炉壁と、炉床とで構成された熱処理空間を有し、
請求項１に記載のヒータ保持構造を用いてヒータを前記熱処理空間内に挿入、保持していることを特徴とする熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱処理炉に関し、特にセラミック焼成炉等に用いられる高温用ヒータのヒータ保持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、セラミック用のバッチ式焼成炉には、熱源として棒状のセラミックヒータが用いられている。この棒状のセラミックヒータを垂直に設置する場合には、焼成炉の炉天井に設けられたヒータ挿入口からセラミックヒータを懸架して用いていた。
【０００３】
図７のように、従来のヒータ保持構造２０は、炉天井２４のヒータ挿入口２４ａにセラミックヒータ２１の外径より大きい内径を有するヒータ保持管２３を設けている。一方、セラミックヒータ２１の端部近傍に貫通孔２１ａを形成し、この貫通孔２１ａに金属製の割ピン２２を通している。セラミックヒータ２１の懸架については、セラミックヒータ２１をヒータ保持管２３を介してヒータ挿入口２４ａから炉内へ挿入し、その際、セラミックヒータ２１の貫通孔２１ａに挿入された割ピン２２をヒータ保持管２３の上面に掛止させてセラミックヒータ２１を懸架する。また、セラミックヒータ２１の貫通孔２１ａに挿入した割ピン２２が抜けないように突出している割ピン２２の先端部を折り曲げて固定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のヒータ保持構造には次のような問題点があった。
１．ヒータに挿入する割ピンが金属であるため、ヒータの保持側の端部にプラス極とマイナス極の両極が位置するスパイラルヒータでは割ピンを介してショートしてしまう。
【０００５】
２．折り曲げた割ピンの先端部が周囲に接触して漏電の恐れがある。
【０００６】
３．ヒータ端部が高温になるため、特に金属製の割ピンでは材質劣化が著しく寿命が短い。
【０００７】
４．割ピンの先端部を折り曲げるため、曲折箇所が脆性破壊を起こしやすい。
【０００８】
本発明の目的は、漏電やショートの恐れがなく、高温に曝されても材質の劣化が少なく寿命が長いヒータの保持構造を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記のような目的に鑑みてなされたものである。第１の発明のヒータ保持構造は、熱処理炉の炉天井から略鉛直下方向にヒータを保持するヒータ保持構造であって、一方の端部近傍に貫通孔が形成された棒状のヒータと、前記ヒータの貫通孔に挿入され、前記ヒータの外径より大きい長さを有するヒータ保持ピンと、前記炉天井に設けられたヒータ挿入口を覆うように設置され、内部に前記ヒータを挿入して前記ヒータ保持ピンを掛止するヒータ保持管と、ピン脱落防止具とからなり、前記ヒータを前記ヒータ保持管に挿入するとともに、ヒータの貫通孔に挿入された前記ヒータ保持ピンを前記ヒータ保持管の上面に掛止して、前記ヒータを前記炉天井から懸架し、かつ前記ヒータ保持ピンおよびヒータ保持管の外側にピン脱落防止具を被せることを特徴とする。
【００１０】
このような構成にすることにより、ヒータ保持ピンに耐熱性、絶縁性に優れたセラミック等を使用することができる。すなわち、ヒータ保持管の上面でヒータ保持ピンの掛止を行うとともに、その外側からピン脱落防止具を被せるので、ヒータ保護管に掛止部を設けなくても、ヒータ保持ピンのヒータからの脱落を防止することができる。したがって、折り曲げることが不可能な金属以外の材質を使用することができる。さらに、ヒータ保持ピンを変形させる必要がないため、繰り返し使用することができる。
【００１１】
さらに、第２の発明の熱処理炉は、炉天井と、炉壁と、炉床とで構成された熱処理空間を有し、請求項１から請求項３のいずれかに記載のヒータ保持構造を用いてヒータを前記熱処理空間内に挿入、保持していることを特徴とする。
【００１２】
このような構成にすることによって、ヒータ保持構造の寿命が長く、ショートや漏電の危険性のない熱処理炉とすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の参考となるヒータ保持構造を示す概略断面図、図２は本発明の参考となるヒータ保持構造を示す分解斜視図、図３は本発明の参考となるヒータ保持管の掛止部を示す斜視図、図４は本発明のヒータ保持構造を示す概略断面図、図５は本発明のヒータ保持構造を示す分解斜視図である。
【００１４】
図４または図５に示すように本発明のヒータ保持構造１は、ヒータ３と、ヒータ保持ピン５と、ヒータ保持管７、ピン脱落防止具１１とから構成されている。
【００１５】
上記ヒータ３は、棒状ヒータやスパイラルヒータ等からなり、略垂直に保持されている。また、ヒータ３の上端部近傍には、ヒータ保持ピン５を挿入する貫通孔３ａが長手方向と直交するように形成されている。また、ヒータ３の材質は、炭化ケイ素、ジルコニア等が挙げられるが特に限定しない。
【００１６】
上記ヒータ保持ピン５は、上記ヒータ３の貫通孔３ａに挿入され、ヒータ３を懸架するためのものである。また、ヒータ保持ピン５のサイズは、ヒータ３の貫通孔３ａに挿入できるもので、ヒータ３の外径より大きい長さを有するものであればよい。また、ヒータ保持ピン５の形状は、円柱状であっても、角柱状であってもよいが、ヒータを確実に固定するために、その断面形状をヒータ３の貫通孔３ａに合わせることが好ましい。また、ヒータ保持ピン５の材質は、耐熱性、機械的強度、絶縁性に優れたものを使用するのが好ましい。具体的には、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素が挙げられる。
【００１７】
上記ヒータ保持管７は、熱処理炉の炉天井１３に設けられたヒータ挿入口１３ａを覆うように設けられ、上記ヒータ保持ピン５をその上面に掛止することによって、上記ヒータ３を懸架するためのものである。ヒータ保持管７は、内側にヒータ３を挿入できる程度の内径を有しており、その外側面の一部を外側に突出させることによって、ヒータ保持管７を炉天井１３に固定する固定部７ａとしている。また、ヒータ保持管７の材質は、耐熱性、機械的強度に優れたものが好ましい。具体的には、ヒータ保持ピン５と同じく、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素が挙げられる。
【００１８】
ここで、図４または図５のように、ヒータ保持管７の上面にヒータ保持ピン５を直接掛止し、その後、ヒータ保持ピン５が脱落しないように、ヒータ保持管７の外側からピン脱落防止具１１を装着し、ヒータ保持ピン５を長手方向から抑えることによって、ヒータ保持ピン５をより強固に固定することができる。なお、ピン脱落防止具１１は円筒状であり、その内径はヒータ保持管７の外径に即している。
【００１９】
次に、熱処理炉について説明する。図６は本発明の熱処理炉を示す概略断面図である。図６に示すように、本発明の熱処理炉１２は、炉天井１３と、炉壁１４と、炉床１５とで構成された熱処理空間と、ワーク（図示しない）を加熱するヒータ３と、このヒータ３を保持するヒータ保持構造１とからなる。また、熱処理空間に雰囲気ガスを供給するガス供給管１７と、熱処理空間から排気ガスを排出するガス排出管１８とを備えている。
【００２０】
熱処理炉本体１２ａは、炉天井１３、炉壁１４と、これらの熱処理空間側に設けられた断熱材１６とからなる。炉天井１３にはヒータ３を挿入するヒータ挿入口１３ａが形成されている。また、必要に応じてガス供給管１７の挿入口やガス排出管１８の挿入口を設けてもよい。
【００２１】
炉床１５は、断熱材１６からなり、駆動手段（図示しない）によって、回転、上下駆動か可能である。
【００２２】
ガス供給管１７は、ヒータ３と平行に炉天井１３から略垂直に設けられている。また、材質はアルミナ等のセラミックからなり、ワークに向かって側面に複数の雰囲気ガスの供給孔（図示しない）が形成されている。
【００２３】
ガス排出管１８は、熱処理空間において燃焼した排気ガスを熱処理空間外に排出するためのものであり、炉天井１３略中央に設けられている。
【００２４】
また、ヒータ保持構造１については、上記のものと同様であるため、説明を省略する。
【００２５】
なお、ここではバッチ式熱処理炉を実施の形態としたが、これを連続式熱処理炉としてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明のヒータ保持構造は、一方の端部近傍に貫通孔が形成された棒状のヒータと、ヒータの貫通孔に挿入され、ヒータの外径より大きい長さを有するヒータ保持ピンと、炉天井に設けられたヒータ挿入口を覆うように設置され、内部に前記ヒータを挿入してヒータ保持ピンを掛止するヒータ保持管と、ピン脱落防止具とからなり、ヒータをヒータ保持管に挿入するとともに、ヒータの貫通孔に挿入されたヒータ保持ピンをヒータ保持管の上面に掛止して、ヒータを炉天井から懸架し、かつヒータ保持ピンおよびヒータ保持管の外側にピン脱落防止具を被せて、熱処理炉の炉天井から略鉛直下方向にヒータを保持している。
【００２７】
このような構成にすることによって、ヒータ保持ピンのヒータからの脱落を防止できるため、ヒータ保持ピン自体を折り曲げてヒータ保持管に固定する必要がなく、ヒータ保持ピンに耐熱性、絶縁性に優れたセラミック等を使用することができる。さらに、ヒータ保持ピンを変形させる必要がないため、繰り返し使用することができる。
【００２８】
また、本発明の熱処理炉は、炉天井と、炉壁と、炉床とで構成された熱処理空間を有し、上記ヒータ保持構造を用いてヒータを前記熱処理空間内に挿入、保持しているので、ヒータ保持構造の寿命が長く、ショートや漏電の危険性のない熱処理炉とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の参考となるヒータ保持構造を示す概略断面図。
【図２】 本発明の参考となるヒータ保持構造を示す分解斜視図。
【図３】 本発明の参考となるヒータ保持管の掛止部を示す斜視図。
【図４】 本発明のヒータ保持構造を示す概略断面図。
【図５】 本発明のヒータ保持構造を示す分解斜視図。
【図６】 本発明の熱処理炉を示す概略断面図。
【図７】 従来のヒータ保持構造を示す概略断面図。
【符号の説明】
１                    ヒータ保持構造
３                    ヒータ
３ａ                  貫通孔
５                    ヒータ保持ピン
７                    ヒータ保持管
７ａ                  固定部
７ｂ                  掛止部
９                    ピン固定具
１１                  ピン脱落防止具
１２                  熱処理炉
１３                  炉天井
１３ａ                ヒータ挿入口
１４                  炉壁
１５                  炉床
【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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【図７】
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