JP2018092800A

JP2018092800A - Heater device

Info

Publication number: JP2018092800A
Application number: JP2016235506A
Authority: JP
Inventors: 健二中嶋; Kenji Nakajima
Original assignee: Nihon Dennetsu Co Ltd
Current assignee: Nihon Dennetsu Co Ltd
Priority date: 2016-12-05
Filing date: 2016-12-05
Publication date: 2018-06-14
Anticipated expiration: 2036-12-05
Also published as: JP6840521B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heater device which can quickly and stably increase a temperature, and can control the temperature in more precisely.SOLUTION: A heater part 2 is constructed so that a plurality of heating lines 5 and 6 in which a separation distance d from an inner peripheral surface is different in an inner part of a metal pipe 3 are extended to a pipe length direction, and are housed while interposing electric insulators 4 and 7. An electric conduction to each of the heating lines 5 and 6 is individually controlled by a control part 8, and the heating line 6 distributed at a position where the separation distance d is the largest at least is electrically conducted until the temperature is increased to a predetermined temperature range which is previously set. After the temperature reaches to the predetermined temperature range, the heating line 6 in which the separation distance d is distributed at the largest position is set to non-electric conduction. The electric conduction and the non-electric conduction to the heating line 5 in which the separate distance d is distributed at the smallest position are controlled, and the predetermined temperature range is maintained.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明はヒーター装置に関し、更に詳しくは、迅速で安定した昇温を可能にするとともに、より精密な温度制御を行うことができるヒーター装置に関する。 The present invention relates to a heater device, and more particularly, to a heater device that enables rapid and stable temperature rise and more precise temperature control.

ヒーター装置の１つのタイプとしてカートリッジヒーターが知られている（例えば、特許文献１参照）。カートリッジヒーターは、外周面に発熱線が巻き付けられた棒状の電気絶縁コア（碍子）が電気絶縁粉末を介在させて金属管に収容された構造になっている。発熱線の両端の接続端子は、金属管の一方端側に設けられる。カートリッジヒーターでは比較的細い発熱線が使用されるため、ヒーター表面での電力密度は比較的低くなる。発熱線は金属管の近傍に配置されているので、ヒーター表面を迅速に昇温させるには有利である。一方で、電気絶縁コアの熱容量に起因して、電気絶縁コアの内部の昇温は金属管に比して遅くなる。そのため、ヒーター全体の温度を安定させるには相応の時間を要する。 A cartridge heater is known as one type of heater device (see, for example, Patent Document 1). The cartridge heater has a structure in which a rod-shaped electric insulation core (insulator) having a heating wire wound around its outer peripheral surface is accommodated in a metal tube with electric insulation powder interposed therebetween. Connection terminals at both ends of the heating wire are provided on one end side of the metal tube. Since the cartridge heater uses a relatively thin heating wire, the power density on the heater surface is relatively low. Since the heating wire is arranged in the vicinity of the metal tube, it is advantageous for rapidly heating the heater surface. On the other hand, due to the heat capacity of the electrical insulation core, the temperature rise inside the electrical insulation core is slower than that of the metal tube. Therefore, it takes a certain time to stabilize the temperature of the entire heater.

ヒーター装置の別のタイプとして、シーズヒーターが知られている（例えば、特許文献２参照）。シーズヒーターは、金属管の中心部でコイル状の発熱線が電気絶縁体に埋設された構造になっている。シーズヒーターでは比較的太い発熱線を使用できるので、ヒーター表面での電力密度は比較的高くなる。シーズヒーターでは、ヒーターの内部から温度が上がるので、ヒーター全体の温度を迅速に安定して昇温させることが可能である。しかしながら、ヒーター表面の温度を詳細に制御することは困難である。 A sheathed heater is known as another type of heater device (see, for example, Patent Document 2). The sheathed heater has a structure in which a coiled heating wire is embedded in an electrical insulator at the center of a metal tube. Since the sheathed heater can use a relatively thick heating wire, the power density on the heater surface is relatively high. In the sheathed heater, the temperature rises from the inside of the heater, so that the temperature of the entire heater can be quickly and stably raised. However, it is difficult to control the temperature of the heater surface in detail.

特開平７−１９２８５８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-192858 特開平６−８９７７６号公報JP-A-6-89976

本発明の目的は、迅速で安定した昇温を可能にするとともに、より精密な温度制御を行うことができるヒーター装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a heater device that enables rapid and stable temperature increase and can perform more precise temperature control.

上記の目的を達成する本発明のヒーター装置は、金属管とこの金属管の内部に電気絶縁体を介在させて管長手方向に延在して収容されている複数本の発熱線とからなるヒーター部と、前記複数本の発熱線への通電を個別に制御する制御部とを備えて、前記複数本の発熱線が前記金属管の内周面からの離間距離を異ならせて配置されていることを特徴とする。 The heater device of the present invention that achieves the above object is a heater comprising a metal tube and a plurality of heating wires that are housed extending in the longitudinal direction of the tube with an electrical insulator interposed inside the metal tube. And a control unit that individually controls energization to the plurality of heating lines, and the plurality of heating lines are arranged with different distances from the inner peripheral surface of the metal tube. It is characterized by that.

本発明によれば、金属管の内周面からの離間距離を異ならせて配置されている複数本の発熱線に対して、制御部により、それぞれを独立して個別に通電させることができる。この離間距離が小さい位置に配置されている発熱線を通電させると、ヒーター部の表面温度を詳細に制御するには有利である。一方、この離間距離が大きい位置に配置されている発熱線を通電させると、ヒーター部全体の温度を迅速に安定して昇温させるには有利である。したがって、通電させる発熱線の選択と、発熱線を通電させるタイミングとを適切に設定することで、迅速で安定した昇温が可能になるとともに、より精密な温度制御を行うことができる。 According to the present invention, the control unit can individually energize each of the plurality of heating wires arranged with different separation distances from the inner peripheral surface of the metal tube. It is advantageous to control the surface temperature of the heater part in detail by energizing the heating wire arranged at a position where the separation distance is small. On the other hand, energizing the heating wire arranged at a position where the separation distance is large is advantageous for quickly and stably raising the temperature of the entire heater section. Therefore, by appropriately selecting the heating wire to be energized and the timing for energizing the heating wire, it is possible to quickly and stably raise the temperature and perform more precise temperature control.

本発明のヒーター装置を模式的に例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates typically the heater apparatus of this invention. 図１のヒーター部の内部を例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the inside of the heater part of FIG. 図２のＡ矢視図である。FIG. 3 is a view as seen from an arrow A in FIG. 2. 図１のヒーター装置における温度制御を例示するグラフ図である。FIG. 2 is a graph illustrating temperature control in the heater device of FIG. 1. ヒーター装置の別の実施形態を模式的に例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates another embodiment of a heater apparatus typically.

以下、本発明のヒーター装置を図面に示した実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, a heater device of the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings.

図１に例示する本発明のヒーター装置１は、ヒーター部２と、ヒーター部２の温度を制御する制御部８とを備えている。ヒーター部２は、金属管３と、金属管３の内部で管長手方向に延在する複数本の発熱線５、６と、金属管３の内部に収容される電気絶縁コア４および電気絶縁粉末７とで構成されている。それぞれの発熱線５、６は制御部８を介して電源９に接続されている。この実施形態では、ヒーター装置１は２本の発熱線５、６を有しているが、３本以上の発熱線を有する仕様にすることもできる。 The heater device 1 of the present invention illustrated in FIG. 1 includes a heater unit 2 and a control unit 8 that controls the temperature of the heater unit 2. The heater unit 2 includes a metal tube 3, a plurality of heating wires 5 and 6 extending in the longitudinal direction of the tube inside the metal tube 3, an electric insulating core 4 and an electric insulating powder housed inside the metal tube 3. 7. Each heating wire 5, 6 is connected to a power source 9 via a control unit 8. In this embodiment, the heater device 1 has the two heating lines 5 and 6, but the heater device 1 may have a specification having three or more heating lines.

金属管３の材質としては例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、鉄またはチタン等の中から加熱温度範囲や用途に応じて選択される。電気絶縁コア４としては例えば、酸化マグネシウムの焼結体が用いられる。電気絶縁コア４は、例えば外径が１０〜３２ｍｍ程度、長さが１００〜３００ｍｍ程度である。複数本の電気絶縁コア４を長手方向に連続させることでヒーター部２を長くすることもできる。 The material of the metal tube 3 is selected from, for example, stainless steel, aluminum, copper, iron or titanium according to the heating temperature range and application. As the electrically insulating core 4, for example, a sintered body of magnesium oxide is used. The electrically insulating core 4 has an outer diameter of about 10 to 32 mm and a length of about 100 to 300 mm, for example. The heater part 2 can also be lengthened by making a plurality of electrically insulating cores 4 continue in the longitudinal direction.

発熱線５、６の材質としては例えば、ニッケル・クロム、鉄・クロム、純ニッケルが用いられる。それぞれの発熱線５、６は同じ材料にすることも異なる材料にすることもできる。電気絶縁粉末７の材質としては例えば、酸化マグネシウムが用いられる。 For example, nickel / chromium, iron / chromium, or pure nickel is used as the material of the heating wires 5 and 6. Each heating wire 5, 6 can be made of the same material or different materials. For example, magnesium oxide is used as the material of the electrical insulating powder 7.

ヒーター部２の構造を詳述すると、図２、図３に例示するように、金属管３の内部には、棒状の電気絶縁コア４が管長手方向に延在している。電気絶縁コア４の外周面には一方の発熱線５が螺旋状に巻き付けられていて、他方の発熱線６は電気絶縁コア４の内部に配置されている。 The structure of the heater part 2 will be described in detail. As illustrated in FIGS. 2 and 3, a rod-shaped electrically insulating core 4 extends in the longitudinal direction of the pipe inside the metal pipe 3. One heating wire 5 is spirally wound around the outer peripheral surface of the electrical insulating core 4, and the other heating wire 6 is disposed inside the electrical insulating core 4.

電気絶縁コア４には長手方向に貫通する４つの貫通穴４ａが形成されている。電気絶縁コア４の長手方向一端部では、それぞれの貫通穴４ａに接続端子５ａ、６ａが取り付けられている。 The electrically insulating core 4 is formed with four through holes 4a penetrating in the longitudinal direction. At one end in the longitudinal direction of the electrically insulating core 4, connection terminals 5 a and 6 a are attached to the respective through holes 4 a.

対向配置されている一対の接続端子５ａ、５ａにはそれぞれ、一方の発熱線５の長手方向一端、他端が接続されている。発熱線５は電気絶縁コア４の外周面に螺旋状に巻き付けられて、電気絶縁コア４の長手方向一端から他端まで延在している。電気絶縁コア４の長手方向他端では、発熱線５は貫通穴４ａに挿入されて電気絶縁コア４の長手方向他端から一端まで延在している。これにより、発熱線５はループ状の第１回路を形成している。 One end of the heating wire 5 in the longitudinal direction and the other end thereof are connected to the pair of connection terminals 5a and 5a arranged to face each other. The heating wire 5 is spirally wound around the outer peripheral surface of the electrical insulating core 4 and extends from one end of the electrical insulating core 4 in the longitudinal direction to the other end. At the other longitudinal end of the electrical insulating core 4, the heating wire 5 is inserted into the through hole 4 a and extends from the longitudinal other end of the electrical insulating core 4 to one end. Thereby, the heating wire 5 forms a loop-shaped first circuit.

対向配置されているもうひと組の一対の接続端子６ａ、６ａにはそれぞれ、他方の発熱線６の長手方向一端、他端が接続されている。この発熱線６は、貫通穴４ａの中を電気絶縁コア４の長手方向一端から他端まで延在している。電気絶縁コア４の長手方向他端では、発熱線６は対向する貫通穴４ａに挿入されて、この貫通穴４ａの中を電気絶縁コア４の長手方向他端から一端まで延在している。これにより、発熱線６はループ状の第２回路を形成している。したがって、第１回路と第２回路との別々の独立した回路が存在している。 The other pair of connection terminals 6a and 6a arranged opposite to each other are connected to one end and the other end of the other heating wire 6 in the longitudinal direction. The heating wire 6 extends from one end in the longitudinal direction of the electrically insulating core 4 to the other end in the through hole 4a. At the other end in the longitudinal direction of the electrical insulating core 4, the heating wire 6 is inserted into the opposing through hole 4 a and extends through the through hole 4 a from the other longitudinal end of the electrical insulating core 4 to one end. Thereby, the heating wire 6 forms a loop-shaped second circuit. Therefore, there are separate independent circuits of the first circuit and the second circuit.

この電気絶縁コア４の外周面と金属管３の内周面との間には電気絶縁粉末７が充填されている。それぞれの発熱線５，６は、金属管３には非接触状態になっている。 An electric insulating powder 7 is filled between the outer peripheral surface of the electric insulating core 4 and the inner peripheral surface of the metal tube 3. Each heating wire 5, 6 is not in contact with the metal tube 3.

このヒーター部２を製造するには、長手方向一端が塞がれた金属管２に、発熱線５、６を配置した電気絶縁コア４を挿入する。次いで、金属管２の内周面と電気絶縁コア４の外周面との間、貫通穴４ａと発熱線６との間、貫通穴４ａと接続端子５ａとの間のそれぞれに、電気絶縁粉末７を充填する。次いで、スウェージングやプレス加工により金属管２を減径させことにより、ヒーター部２を一体化させる。 In order to manufacture the heater unit 2, the electrically insulating core 4 in which the heating wires 5 and 6 are arranged is inserted into the metal tube 2 whose one end in the longitudinal direction is closed. Next, the electric insulating powder 7 is provided between the inner peripheral surface of the metal tube 2 and the outer peripheral surface of the electric insulating core 4, between the through hole 4a and the heating wire 6, and between the through hole 4a and the connection terminal 5a. Fill. Next, the heater portion 2 is integrated by reducing the diameter of the metal tube 2 by swaging or pressing.

このようにして金属管３の内部には、複数本の発熱線５、６が電気絶縁コア４および電気絶縁粉末７を介在させて収容されている。そして、それぞれの発熱線５、６は金属管３の内周面からの離間距離ｄ（ｄ１＜ｄ２）を異ならせて配置されている。離間距離ｄ（ｄ１）が相対的に小さな位置に配置されている発熱線５は、金属管３の軸心部の外周側に配置されている。離間距離ｄ（ｄ２）が相対的に大きな位置に配置されている発熱線６は、金属管３の軸心部に配置されている。 In this way, a plurality of heating wires 5 and 6 are accommodated inside the metal tube 3 with the electric insulating core 4 and the electric insulating powder 7 interposed therebetween. The heating wires 5 and 6 are arranged with different separation distances d (d1 <d2) from the inner peripheral surface of the metal tube 3. The heating wire 5 disposed at a position where the separation distance d (d1) is relatively small is disposed on the outer peripheral side of the axial center portion of the metal tube 3. The heating wire 6 arranged at a position where the separation distance d (d2) is relatively large is arranged at the axial center of the metal tube 3.

構造上、電気絶縁コア４の外周面に配置される発熱線５は太径にすることが難しく、電気絶縁コア４の内部に配置される発熱線５は太径にすることが容易である。そこで、この実施形態では、金属管３の軸心部に配置されている発熱線６の線径が、軸心部の外周側に配置されている発熱線５よりも大きく設定されている。一方の発熱線５の外径は例えば０．０５ｍｍ〜０．３５ｍｍ、他方の発熱線６の外径は例えば０．１ｍｍ〜１．８ｍｍである。発熱線６の線径は発熱線５の線径と同じ程度にすることもできるが、３００〜５００％程度にするとよい。 Due to the structure, it is difficult to make the heating wire 5 arranged on the outer peripheral surface of the electrical insulating core 4 thick, and the heating wire 5 arranged inside the electrical insulation core 4 is easy to make thick. Therefore, in this embodiment, the diameter of the heating wire 6 disposed in the axial center portion of the metal tube 3 is set larger than that of the heating wire 5 disposed on the outer peripheral side of the shaft center portion. The outer diameter of one heating wire 5 is, for example, 0.05 mm to 0.35 mm, and the outer diameter of the other heating wire 6 is, for example, 0.1 mm to 1.8 mm. The wire diameter of the heating wire 6 may be the same as the wire diameter of the heating wire 5, but is preferably about 300 to 500%.

発熱線６はコイル状などに形成した癖付けをした仕様ではなく、癖付けのない直線的な仕様にすることもできる。ただし、癖付けをした仕様であると、金属管３に収容できる発熱線６の長さが長くなるので発熱量を増大させるには有利になる。 The heating wire 6 may be a linear specification without brazing, rather than a brazed specification formed in a coil shape or the like. However, if the specification is brazed, the length of the heating wire 6 that can be accommodated in the metal tube 3 becomes longer, which is advantageous in increasing the amount of heat generation.

制御部８は、それぞれの発熱線５、６への通電を個別に制御する。それぞれの発熱線５、６は電源９からの電気を通電させることにより発熱するので、それぞれの発熱線５、６を発熱させるタイミングが制御部８により制御される。一方の発熱線５のみを通電させることも、他方の発熱線６のみを通電させることも、両方の発熱線５，６を通電させることも、両方の発熱線５、６への通電を停止して非通電にすることもできる。 The controller 8 individually controls energization to the heating lines 5 and 6. Since each of the heating lines 5 and 6 generates heat by energizing electricity from the power source 9, the timing at which the heating lines 5 and 6 generate heat is controlled by the control unit 8. Energizing only one heating wire 5, energizing only the other heating wire 6, energizing both heating wires 5, 6, stops energizing both heating wires 5, 6. Can be turned off.

本発明のヒーター装置１では、離間距離ｄを異ならせて配置されている発熱線５、６に対して、制御部８により、それぞれを独立して個別に通電させることができる。離間距離ｄが小さい位置に配置されている発熱線５を通電させると、ヒーター部２の表面温度を詳細に制御することが容易である。一方、離間距離ｄが大きい位置に配置されている発熱線６を通電させると、ヒーター部２全体の温度を迅速、かつ安定して昇温させることが容易である。そのため、離間距離ｄの異なる発熱線５、６のうち通電させる発熱線の選択と、選択した発熱線を通電させるタイミングとを適切に設定することで、ヒーター部２の迅速で安定した昇温と、精密な温度制御との両立が可能になる。 In the heater device 1 of the present invention, the heating wires 5 and 6 arranged with different separation distances d can be individually energized independently by the control unit 8. When the heating wire 5 arranged at a position where the separation distance d is small is energized, it is easy to control the surface temperature of the heater unit 2 in detail. On the other hand, when the heating wire 6 disposed at a position where the separation distance d is large is energized, it is easy to quickly and stably raise the temperature of the entire heater unit 2. Therefore, by selecting the heating line to be energized among the heating lines 5 and 6 having different separation distances d and appropriately setting the timing for energizing the selected heating line, the heater unit 2 can be quickly and stably heated. This makes it possible to achieve both precise temperature control.

このヒーター装置１を用いて、対象物を予め設定された所定の温度範囲で加熱する場合の温度制御を図４に基づいて説明する。 The temperature control in the case where the object is heated in a predetermined temperature range set in advance using the heater device 1 will be described with reference to FIG.

図４では、破線で挟まれた温度範囲が、定常状態で加熱する予め設定された温度範囲である。そこで、この所定の温度範囲に昇温するまでは、少なくとも離間距離ｄが最も大きい位置に配置された発熱線６を通電させる。即ち、発熱線６のみ、または、両方の発熱線５、６を通電させて発熱させる。昇温速度を最大限にするには、両方の発熱線５、６を通電させる。一方、消費電力の削減等を最優先に考慮する場合は、発熱線６のみを通電させる。 In FIG. 4, the temperature range between the broken lines is a preset temperature range for heating in a steady state. Therefore, until the temperature is raised to the predetermined temperature range, the heating wire 6 arranged at least at the position where the separation distance d is longest is energized. That is, only the heating wire 6 or both the heating wires 5 and 6 are energized to generate heat. In order to maximize the rate of temperature rise, both heating wires 5 and 6 are energized. On the other hand, when considering the reduction of power consumption or the like with the highest priority, only the heating wire 6 is energized.

これにより、ヒーター部２全体の温度を迅速、かつ安定して昇温し、対象物を早期に所定の温度範囲に昇温させることができる。この段階では、大きな発熱量が必要になるため、発熱線６の線径は発熱線５に比して大きい仕様であることが好ましい。 Thereby, the temperature of the whole heater part 2 can be raised rapidly and stably, and the target can be raised to a predetermined temperature range at an early stage. At this stage, since a large heat generation amount is required, it is preferable that the diameter of the heating wire 6 is larger than that of the heating wire 5.

対象物が所定の温度範囲に達した後は、離間距離ｄが最も大きい位置に配置された発熱線６は非通電にして、離間距離ｄが最も小さい位置に配置された発熱線５への通電および非通電を制御する。この段階では、ヒーター部２の全体が十分に加熱されているので、比較的小幅な温度調整をするだけで、対象物を所定の温度範囲に維持できる。 After the object reaches the predetermined temperature range, the heating wire 6 disposed at the position where the separation distance d is the largest is de-energized, and the heating wire 5 disposed at the position where the separation distance d is the smallest is energized. And deenergizing is controlled. At this stage, since the entire heater unit 2 is sufficiently heated, the object can be maintained in a predetermined temperature range only by performing a relatively small temperature adjustment.

そこで、金属管３のより近くに配置されている発熱線５に対して、通電または非通電の制御を繰り返すことで、ヒーター部２の表面温度を詳細に制御できる。これにより、対象物を所定の温度範囲に精密に維持する定常加熱を実現できる。 Therefore, the surface temperature of the heater unit 2 can be controlled in detail by repeating energization or non-energization control on the heating wire 5 disposed closer to the metal tube 3. Thereby, the steady heating which maintains a target object precisely in a predetermined temperature range is realizable.

ヒーター部２の表面温度を詳細に温度制御するには、発熱線の発熱量が小さい方が有利である。そのため、電気絶縁コア４の外周面に巻き付けられた相対的に細径の発熱線５を使用する構造にすると、対象物の温度に精密に制御し易くなる。 In order to control the surface temperature of the heater unit 2 in detail, it is advantageous that the heat generation amount of the heating wire is small. Therefore, if a structure using a relatively small heating wire 5 wound around the outer peripheral surface of the electrical insulating core 4 is used, it becomes easy to precisely control the temperature of the object.

このように本発明のヒーター装置１は、昇温時には電気絶縁コア４の内部に配置された発熱線６（第２回路）を利用し、昇温した後の定常状態では、より金属管３の近くに配置された温度に対する応答性に優れた発熱線５（第１回路）を利用し、第１回路と第２回路とを巧みに組み合わせて使用する構成になっている。そのため、迅速で安定した昇温と、より精密な温度制御との両立という、従来では実現が困難であった温度制御を実現している。本発明によるこのような温度制御では、ヒーター部２全体の消費電力を抑えることができるのでフリッカー対策が可能である。 As described above, the heater device 1 of the present invention uses the heating wire 6 (second circuit) disposed inside the electrical insulating core 4 at the time of temperature rise, and more of the metal tube 3 in the steady state after the temperature rise. A heating wire 5 (first circuit) having excellent responsiveness to temperature disposed nearby is used to skillfully combine the first circuit and the second circuit. For this reason, temperature control, which has been difficult to realize in the past, has been realized, in which both rapid and stable temperature increase and more precise temperature control are compatible. In such temperature control according to the present invention, the power consumption of the entire heater unit 2 can be suppressed, and therefore a countermeasure against flicker can be taken.

この実施形態では、発熱線５、６のそれぞれの接続端子５ａ、６ａがヒーター部２の長手方向一端に配置されたカートリッジヒーターになっているが、本発明はこの仕様に限定されない。接続端子５ａ、６ａがヒーター部２の長手方向両端に配置された仕様にすることもできる。 In this embodiment, the connection terminals 5a and 6a of the heating wires 5 and 6 are cartridge heaters arranged at one end in the longitudinal direction of the heater section 2, but the present invention is not limited to this specification. The connection terminals 5a and 6a can also be configured to be disposed at both ends in the longitudinal direction of the heater unit 2.

ヒーター部２が３本の発熱線を備えた仕様にする場合は、例えば、上述した発熱線５、６に加えて、離間距離ｄがｄ１＜ｄ＜ｄ２の発熱線を電気絶縁コア４の中に配置する。或いは、上述した発熱線５、６に加えて、離間距離ｄがｄ２＜ｄの発熱線を電気絶縁コア４の中に配置することもできる。尚、本願発明では、すべての発熱線の離間距離ｄを異ならせることもできるが、少なくとも２本の発熱線の離間距離ｄが異なっていればよい。 In the case where the heater unit 2 has a specification including three heating wires, for example, in addition to the heating wires 5 and 6 described above, a heating wire having a separation distance d of d1 <d <d2 is included in the electric insulating core 4. To place. Alternatively, in addition to the heat generation lines 5 and 6 described above, a heat generation line having a separation distance d of d2 <d can be arranged in the electrical insulating core 4. In the present invention, the separation distance d of all the heating wires can be varied, but it is sufficient that the separation distance d of at least two heating wires is different.

図５に例示する別の実施形態では、先の実施形態に加えて発熱線５の電気抵抗値を検知するセンサ１０を有している。センサ１０による検知データは制御部８に入力される。このセンサ１０は、発熱線５の電気抵抗値に連動した変化を検知できればよいので電流を検知するセンサ１０でもよい。さらに、この実施形態では、発熱線５には電気抵抗値の温度依存性が所定基準よりも高い検知用発熱線が使用されている。この検知用発熱線として、例えば、ニッケル・鉄合金線やニッケル線を用いる。その他の仕様は先の実施形態と同様である。 In another embodiment illustrated in FIG. 5, in addition to the previous embodiment, the sensor 10 that detects the electric resistance value of the heating wire 5 is provided. Data detected by the sensor 10 is input to the control unit 8. The sensor 10 may be a sensor 10 that detects a current as long as it can detect a change linked to the electric resistance value of the heating wire 5. Furthermore, in this embodiment, the heat generating wire 5 is a detecting heat generating wire whose temperature dependency of the electrical resistance value is higher than a predetermined reference. As the detection heating wire, for example, a nickel / iron alloy wire or a nickel wire is used. Other specifications are the same as in the previous embodiment.

この実施形態では、検知用発熱線５の電気抵抗値（電流値）をセンサ１０により検知する。そして、検知した電気抵抗値（電流値）に基づいてヒーター部２の異常過熱の有無を制御部８により判断する。 In this embodiment, the electrical resistance value (current value) of the detection heating wire 5 is detected by the sensor 10. Based on the detected electrical resistance value (current value), the control unit 8 determines whether the heater unit 2 is abnormally overheated.

例えば、定常加熱時の検知用発熱線５の電気抵抗値（電流値）を予め把握しておき、これらの適正範囲を制御部８に入力しておく。そして、センサ１０により検知した電気抵抗値（電流値）が、適正範囲を外れた場合に異常過熱と判断する。例えば、検知用発熱線５の電気抵抗値が、適正範囲よりも大きくなると異常過熱と判断する。または、検知用発熱線５の電流値が、適正範囲よりも小さくなると異常過熱と判断する。 For example, the electrical resistance value (current value) of the detection heating wire 5 at the time of steady heating is grasped in advance, and these appropriate ranges are input to the control unit 8. Then, when the electric resistance value (current value) detected by the sensor 10 is out of the proper range, it is determined that the overheating is abnormal. For example, when the electric resistance value of the detection heating wire 5 becomes larger than the appropriate range, it is determined that the overheating is abnormal. Alternatively, when the current value of the detection heating wire 5 becomes smaller than the appropriate range, it is determined that the overheating is abnormal.

異常過熱と判断した場合には制御部８は、すべての発熱線５、６を非通電にする制御を行う。これにより、異常過熱による不具合を回避するには有利になる。検知用発熱線を、いずれの発熱線５、６にも使用することもできるが、ヒーター部２の表面温度を迅速に検知する観点から離間距離ｄが最も小さい位置に配置された発熱線５に使用するとよい。また、細い発熱線の方が回路全体の電気抵抗値が大きくなるので、電気抵抗値の変化を検知し易くなる。そのため、相対的に細径になる発熱線５に検知用発熱線を使用するとよい。 If it is determined that the overheating is abnormal, the control unit 8 performs control to turn off all the heating wires 5 and 6. This is advantageous for avoiding problems due to abnormal overheating. Although the detection heating wire can be used for any of the heating wires 5 and 6, the heating wire 5 arranged at the position where the separation distance d is the smallest from the viewpoint of quickly detecting the surface temperature of the heater unit 2. It is good to use. Moreover, since the electric resistance value of the whole circuit becomes larger in the thin heating wire, it becomes easier to detect a change in the electric resistance value. Therefore, it is preferable to use a detection heating wire for the heating wire 5 having a relatively small diameter.

１ヒーター装置
２ヒーター部
３金属管
４電気絶縁コア（電気絶縁体）
４ａ貫通穴
５発熱線
５ａ接続端子
６発熱線
６ａ接続端子
７電気絶縁粉末（電気絶縁体）
８制御部
９電源
１０センサ
ｄ（ｄ１、ｄ２）離間距離 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heater apparatus 2 Heater part 3 Metal pipe 4 Electrical insulation core (electrical insulator)
4a Through hole 5 Heating wire 5a Connection terminal 6 Heating wire 6a Connection terminal 7 Electrical insulating powder (electrical insulator)
8 Control unit 9 Power supply 10 Sensor d (d1, d2) Separation distance

Claims

A heater unit comprising a metal tube and a plurality of heating wires housed in the metal tube with an electric insulator interposed in the longitudinal direction of the tube, and energizing the plurality of heating wires. And a controller that individually controls the heater lines, wherein the plurality of heating wires are arranged at different distances from the inner peripheral surface of the metal tube.

The heater device according to claim 1, wherein a diameter of the heating wire arranged at a position where the separation distance is relatively large is set to be relatively large.

A rod-shaped electrical insulating core extends in the longitudinal direction of the pipe inside the metal tube, and the heating wire wound around the plurality of heating wires in a spiral manner around the outer peripheral surface of the electrical insulating core; The heater device according to claim 1, further comprising a heating wire disposed inside the insulating core.

When heating in a predetermined temperature range set in advance, until the temperature is raised to the predetermined temperature range, at least the heating wire disposed at a position where the separation distance is the largest is energized, and the predetermined temperature is After reaching the range, the heating wire arranged at the position where the separation distance is the largest is de-energized, and energization and de-energization to the heating line arranged at the position where the separation distance is smallest is controlled. The heater device according to any one of claims 1 to 3, wherein the predetermined temperature range is maintained.

Any one of the plurality of heating wires uses a detection heating wire whose temperature dependency of the electrical resistance value is higher than a predetermined standard, and the presence or absence of abnormal overheating of the heater based on the electrical resistance value of the detection heating wire The heater device according to any one of claims 1 to 4, wherein a control is performed to turn off all the heating wires when it is determined that the overheating is abnormal.

The heater device according to claim 5, wherein the heating wire for detection is used as the heating wire arranged at a position where the separation distance is the smallest.