JP2023063866A - 熱風発生用ヒータ及びその碍子 - Google Patents

Abstract

【課題】500℃から1200℃程度の熱風を連続吐出できるヒータ及び碍子を提供する。【解決手段】ハウジング内に複数の碍子を20配列し、これらの碍子20に設けた複数の気体流通孔25に螺旋状に巻回した電熱線15を挿通し、ハウジングの供給口からエアーを供給してその吐出口から高温熱風を吐出する熱風発生用ヒータである。気体流通孔25の形状を、正面視左右の長さよりも上下の長さを大きく形成する。気体流通孔25の天井部及び底面部にはそれぞれ前後方向突条部23を気体流通方向に形成し、気体流通孔25の左右の両側面部にはそれぞれ１又は２以上の上下方向突条部24を上下方向に形成する。これにより天井部及び底面部に設けた前後方向突条部23が電熱線15の上縁部と下縁部を支持し、且つ、左右の両側面部に設けた上下方向突条部24が電熱線15の螺旋のピッチ間に配置される。これら碍子を気体流通方向に所定間隔を維持して略平行に配列した。【選択図】図２

Description

本発明は、送風機等に接続して約１２００℃の高温熱風を連続的に吐出することのできる熱風発生用ヒータ及びこれに用いる碍子に関するものである。

従来のこの種の熱風発生用ヒータ及びこのヒータ内で使用する碍子の初歩的なものを添付の図１０及び図１１に図示している。図１０はその碍子の斜視説明図、図１１は熱風発生用ヒータの概念説明図である。
図１０に示した碍子７０は、円柱形状を有するいわゆるレンコン碍子と呼ばれるものであって、その軸方向に多数の気体流通孔７５、７５、…が設けられ、該気体流通孔７５のそれぞれに抵抗加熱合金から成る螺旋状に巻回された電熱線が配線されるものである。

送風気体は軸方向（気体流通方向）Ｄに流れ、前記各気体流通孔７５内を通過し、加熱される。それぞれの気体流通孔７５の内壁面には電熱線を支持するための突条又は突起等は設けられていない。
この碍子７０は、その適数個を軸方向に配列し、それぞれの気体流通孔７５の位置を合致させて重ね合わせ、熱風発生用ヒータ内に配備される。

図１１は、上記碍子７０が内部に配備された熱風発生用ヒータ８０を示している。
図中右端側の気体の供給口８１と、図中左端側の熱風の吐出口８２を有するヒータ収納体８３の内部には上記碍子７０が４個軸方向（気体流通方向Ｄ）に直列に配列され、固定されている。

碍子７０の配列個数は、ヒータの容量に応じて適宜決定される。碍子７０の配列に際しては、それぞれの気体流通孔７５の位置を同一位置に配置する。そして、図中二点鎖線で示した通り、これらの気体流通孔７５内に電熱線を供給口８１の側から吐出口８２に向けて配線し、次に吐出口８２の側から供給口８１の側に向けてジグザグ状に順次配線して行く。碍子７０の気体流通孔７５の数を偶数とすることにより電熱線の両端子を供給口側に配置させることができる。

それぞれの碍子７０は、長軸ボルト８６とナット８７により固定される。これらのボルト・ナットは、碍子７０に設けられている何れかの気体流通孔７５の２乃至４箇所を利用して固定される。
異常過熱防止用の熱伝対等の温度センサは、図示はしていないが、中央部分に位置する何れかの気体流通孔７５に配設することができる。この場合には螺旋状に巻回された電熱線の中心部分に挿通させて配置することとなる。
吐出温度を感知する吐出温度感知センサＴは、ヒータ収納体８３内の最も吐出口側に位置する碍子の前方にヒータ収納体８３の外部から配設される。

上記従来例の問題点を列挙すると、次のようになる。
碍子に配線される電熱線が、送風気体の急激増加（気体流通孔を通過する風速の変化）、或は重力により、力の負荷される方向へ伸びてしまい（螺旋状に巻回された電熱線の隣接する線と線の間の距離（ピッチ）にムラが出る）、これによる異常過熱によって各気体流通孔内を通過する風量が変わってしまうため、高温熱風を安全に長期にわたり吐出することが出来ない。

８００℃以上の高温熱風を吐出させる場合、電熱線の表面温度は約９００℃以上になるが、送風気体の風圧によって電熱線が碍子の吐出口側へ伸長する現象が発生する。
この電熱線の伸長の問題は、電熱線に電流を流すと磁界が発生し、この磁界による電熱線の振動によっても促進される可能性がある。

電熱線の振動は、磁界ばかりでなく、機械的振動によっても発生するが、かかる振動の発生により、電熱線と気体流通孔とが摩擦接触し、電熱線の酸化皮膜が削られ（研磨され）或いは碍子の内壁面の方が研磨されてしまい、粉塵となって外部に飛び出して環境に悪影響を及ぼし、気体流通孔内にそれが溜まった場合には、電熱線の断線の原因にもなる。
碍子による電熱線の保持が不十分で、機械的振動又は磁界的振動に弱い。電熱線は碍子の気体流通孔に挿通されて配線されているだけなので、碍子によって電熱線は保持されていない。

上記諸問題を解決すべく本願発明者は先に下記特許文献１に記載の発明を提案した。
下記特許文献１に記載の発明は、碍子と電熱線との組み合わせを工夫することにより、碍子自体が電熱線を保持せずとも、８００℃から１０００℃程度の高温熱風を連続吐出させることができる熱風発生用ヒータを提供することがその課題であり、更にその軽量化、省資源化、コンパクト化、及びコスト低減化をも図り、尚且つ従来のヒータよりも性能を向上させること、即ち、その送風気体への熱交換効率を向上させ、従来のもの以上の連続吐出気体温度を得ることができるようにすることがその課題であった。

その構成は、一方端部分に気体の供給口を設け、他方端部分には吐出口を設けた略筒形状のヒータ収納体の内部に碍子を配備し、碍子に設けた多数の気体流通孔には電熱線を配設したものから成り、送風機等から供給口を介して供給された送風気体を前記碍子の気体流通孔に流通させて加熱し、吐出口から高温熱風を吐出する熱風発生用ヒータにおいて、碍子を所定厚の複数の円板形状のものから形成し、気体流通孔はその軸方向に設け、これら複数の碍子を１個ずつ略平行に間隔を置いて送風方向に１列に配置し、その間隔を碍子の厚みの約１／２から約２個分の距離としたことを特徴とする熱風発生用ヒータであった。

ここで発熱体（電熱線）とその寿命に関して簡単に説明すると、空気を加熱する場合、一般にオーステナイト系抵抗合金が使用される。この発熱体としては各メーカにより色々な物が販売されているが、なかでも工業用として販売されている材料には、過酷な使用条件として、発熱体の最高連続使用温度が明記されている。

ところが、温度に対して発熱体の寿命予想は難しい場合が多く、これにはいろいろな要素、例えば発熱体の支持方法、雰囲気温度の変動、電圧のオン・オフによる発熱体の温度変化と振動、碍子の電気的絶縁値及び良質の耐火碍子（アルミナ系40％以上含む）等々が影響を及ぼしており、これらを理解せずに選択し、設計すると、すべて発熱体の寿命を短くすることとなる。

また、発熱体（抵抗加熱合金）は表面に酸化被膜を形成し、その被膜によって発熱体の寿命を延ばすのに役立っているのであるが、その被膜は薄く、碍子の気体流通孔を通過する送風気体による振動などで剥離しないようにすることも必要となる。

碍子の気体流通孔に挿通する発熱体は、碍子と点接触しないように注意する必要もある。点接触をすると摩耗限界を超える擦れが発生して、その部分は酸化被膜が摩耗し又は消滅し、更には発熱体表面も擦り削られて、その部分の電気抵抗値も変わり寿命に大変な悪影響を与えることとなるのである。

以上のように発熱体の寿命の観点からも、当該発熱体と碍子とは非常に密接な関係を有しており、これを考慮しつつ碍子及び熱風発生用ヒータの構成及び構造を考慮する必要があることとなる。

そこで、本願発明者は、上記従来例にあるような比較的小型な高温熱風発生用ヒータばかりでなく、小さい容量のものからより大きな容量のものへと容易にグレードアップできる高温熱風（５００℃から１１００℃程度）を連続吐出できる熱風発生用ヒータ及びその碍子を提供すること、そして、上記従来の熱風発生用ヒータや碍子が有していた諸問題を解決することを目的として、令和２年６月３０日付にて特願２０２０－１１２２３６号の下に特許出願を実行した。

しかしながら、上記出願発明に係るヒータにおいても、実験室においては１０００℃以上の吐出熱風を得ることができるものの、当該高温の熱風を連続吐出すると、発熱体の溶解や碍子のクラック発生等各種の問題が生じ、営業用としては最高吐出温度９００℃が限界であった。

特開２０１２－５７８９２号公報

そこで、本願発明においては、上記特許出願発明と同様に、従来例にあるような比較的小型な高温熱風発生用ヒータばかりでなく、小さい容量のものからより大きな容量のものへと容易にグレードアップできる高温熱風（５００℃から１２００℃程度）を連続吐出（営業運転）できる熱風発生用ヒータ及びその碍子を提供すること、そして、上記従来の熱風発生用ヒータや碍子が有していた諸問題を解決することをその課題としている。
尚、実験室では高温熱風は約１３００℃程度吐出することができるのであるが、本願においては、営業運転が可能な、即ち何ら支障なく連続運転可能な上記温度範囲の熱風の吐出ができるものを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の第１のものは、ハウジング内に複数の碍子を配列し、これらの碍子に設けられた複数の気体流通孔に螺旋状に巻回した電熱線を挿通し、ハウジングの供給口からエアーを供給してその吐出口から高温熱風を吐出させることができる熱風発生用ヒータにおいて、前記気体流通孔の形状を、正面視左右の長さよりも上下の長さを大きく形成し、この気体流通孔の上下の天井部及び底面部にはそれぞれ前後方向突条部を気体流通方向に形成し、この気体流通孔の左右の両側面部にはそれぞれ１又は２以上の上下方向突条部を上下方向に形成し、これにより、天井部及び底面部に設けた前後方向突条部が前記電熱線の上縁部と下縁部を支持することができ、且つ、左右の両側面部に設けた上下方向突条部が螺旋状に巻回された電熱線のピッチ間に配置され、これら碍子を気体流通方向に所定間隔を維持して略平行に配列したことを特徴とする熱風発生用ヒータである。

本発明の第２のものは、上記第１の発明において、前記碍子の正面視外形形状を略矩形形状とし、前記気体流通孔を正面視縦長の略矩形形状とし且つ正面視縦横に複数整列させて設け、
当該一つの碍子において、横に整列された気体流通孔同士の上下の中央部を横方向に分割して略同一形状の構成分割碍子としてこれらを重ね合わせることによって前記一つの碍子が形成され、
更に、それぞれの構成分割碍子の中央部を横方向に分割して単位分割碍子とし、
これら単位分割碍子を上下に重ね合わせることにより前記一つの碍子が形成されることを特徴とする熱風発生用ヒータである。

本発明の第３のものは、上記第２の発明において、前記碍子の構成分割碍子の上面部及び下面部に凹所を設け、更に、前記構成分割碍子の下面と上面とが接合する両端部分を除く中間部分に隙間を形成し、且つ、上記単位分割碍子同士の気体流通孔側の接合部分でその両端部分を除く中間部分に隙間を設けたことを特徴とする熱風発生用ヒータである。

本発明の第４のものは、上記第１乃至第３の発明において、前記気体流通孔の上下の長さを前記発熱体の外径の２倍以上３倍以下としたことを特徴とする熱風発生用ヒータである。

本発明の第５のものは、上記第１乃至第４の発明において、前記一つの碍子を上下方向及び／又は横方向に並列させてヒータ容量を変更できることを特徴とする熱風発生用ヒータである。

本発明の第６のものは、上記それぞれの発明において、気体流通方向に配列された前記碍子の間隔を吐出口に向かうにしたがって狭く設定したことを特徴とする熱風発生用ヒータである。

本発明の第７のものは、上記第２乃至第６の発明において、前記構成分割碍子同士が接合する接合面に熱電対等の温度センサを挿通するためのセンサ挿通孔を気体流通方向に複数設けたことを特徴とする熱風発生用ヒータである。

本発明の第８のものは、ハウジング内に複数の碍子を配列し、これらの碍子に設けられた複数の気体流通孔に螺旋状に巻回した電熱線を挿通し、ハウジングの供給口からエアーを供給してその吐出口から高温熱風を吐出させることができる熱風発生用ヒータ内で用いられる碍子において、当該碍子の気体流通孔の形状を、正面視左右の長さよりも上下の長さを大きく形成し、この気体流通孔の上下の天井部及び底面部にはそれぞれ前後方向突条部を気体流通方向に形成し、この気体流通孔の左右の両側面部にはそれぞれ１又は２以上の上下方向突条部を上下方向に形成し、これにより、天井部及び底面部に設けた前後方向突条部が前記電熱線の上縁部と下縁部を支持することができ、且つ、左右の両側面部に設けた上下方向突条部が螺旋状に巻回された電熱線のピッチ間に配置され、この碍子の正面視外形形状を略矩形形状とし、前記気体流通孔を正面視縦長の略矩形形状とし且つ正面視縦横に複数整列させて設け、この一つの碍子において、横に整列された気体流通孔同士の上下の中央部を横方向に分割して略同一形状の構成分割碍子としてこれらを重ね合わせることによって前記一つの碍子が形成され、更に、それぞれの構成分割碍子の中央部を横方向に分割して単位分割碍子とし、これら単位分割碍子を上下に重ね合わせることによりこの一つの碍子が形成されることを特徴とする熱風発生用ヒータの碍子である。

本発明の第９のものは、上記第８の発明において、前記碍子の構成分割碍子の上面部及び下面部に凹所を設け、更に、前記構成分割碍子同士の下面と上面とが接合する正面側と背面側の両端部分を除く中間部分に隙間を形成し、且つ、上記単位分割碍子同士の接合部分でその正面側と背面側の両端部分を除く中間部分に隙間を設けたことを特徴とする熱風発生用ヒータの碍子である。

本発明の第１０のものは、上記第８又は第９の発明において、前記気体流通孔の上下の長さを前記発熱体の外径の２倍以上３倍以下としたことを特徴とする請求項８又は９に記載の熱風発生用ヒータの碍子である。

本発明の第１１のものは、上記第８乃至第１０の発明において、前記構成分割碍子同士が接合する接合面に熱電対等の温度センサを挿通するためのセンサ挿通孔を気体流通方向に複数設けたことを特徴とする熱風発生用ヒータの碍子である。

本発明の第１２のものは、上記第８の発明に記載した熱風発生用ヒータの碍子を構成するところの構成分割碍子自体を発明の対象とした。

本発明の第１３のものは、上記第８の発明に記載した熱風発生用ヒータの碍子を構成するところの単位分割碍子自体を発明の対象とした。

本発明の第１のものにおいては、碍子の気体流通孔の形状を、正面視左右の長さよりも上下の長さを大きく形成し、この気体流通孔の上下の天井部及び底面部にはそれぞれ前後方向突条部を気体流通方向に形成し、この気体流通孔の左右の両側面部にはそれぞれ１又は２以上の上下方向突条部を上下方向に形成しているため、天井部及び底面部に設けた前後方向突条部が前記電熱線の上縁部と下縁部を適切に支持することができ、且つ、左右の両側面部に設けた上下方向突条部が螺旋状に巻回された電熱線のピッチ間に配置され、電熱線の前方（吐出口方向）への伸びを防止できる。

また、気体流通孔の上下の長さを左右の長さよりも大きく形成することにより、電熱線からの送風気体への熱交換効率が極限にまで向上する。
これは、従来、電熱線の外側表面（巻回された電熱線の外縁の面）と碍子内壁面との間隔を狭め、その間隔内に強制的に気体を流通させることにより熱交換効率を向上させるという概念を覆すもので、後の実験結果によってそれが判明する。

更に、気体流通方向に配列された碍子同士の間に所定間隔を開けているために、それぞれの碍子の気体流通孔内で加熱された送風気体が、碍子と碍子の間で一度混合・混和される。
この碍子間での送風気体の混合・混和によって、送風気体のそれぞれの気体流通孔内での温度むら（温度相違）が解消され、一定の昇温が実現される。これが各碍子間の空間で繰り返し行われることとなり、その結果送風気体への熱交換効率がより向上する。
更に、この碍子間の間隔によって各気体流通孔内を通過する風量をほぼ同じ量にすることもでき、電熱線から送風気体への熱変換効率をより向上させることができる。

送風機から送られた空気は、ダクトなどを使用して熱風発生用ヒータに接続される。その送風気体は、碍子の複数の気体流通孔を流通するが、各々の気体流通孔を通過する風速（風量・温度）は一定とは限らず、特にバランスが崩れると、ある気体流通孔を通過した熱風は７００℃、他は６６０℃と温度差が生じる場合がある。この際に、碍子間の次の空間で送風気体は混ざり合って均一になる。これを２、３回又はそれ以上繰り返すことにより、ほぼ完全にすべての気体流通孔内の温度（風量・風速）がほぼ同一になるのである。

本発明の第２のものにおいては、上記第１の発明における碍子をより限定したものである。
即ち、前記碍子の正面視外形形状を略矩形形状とし、前記気体流通孔を正面視縦長の略矩形形状とし且つ正面視縦横に複数整列させて設け、当該一つの碍子において、横に整列された気体流通孔同士の上下の中央部を横方向に分割して略同一形状の構成分割碍子としてこれらを重ね合わせることによって前記一つの碍子が形成され、更に、それぞれの構成分割碍子の中央部を横方向に分割して単位分割碍子とし、これら単位分割碍子を上下に重ね合わせることにより前記一つの碍子が形成されるように構成した。
これにより、電熱線の碍子への配線が容易となり、ヒータの組付けが容易となる。

本発明の第３のものにおいては、構成分割碍子及び単位分割碍子の形状をより限定したものである。
即ち、前記構成分割碍子の上面部及び下面部に凹所を設け、更に、前記構成分割碍子の下面と上面とが接合する両端部分を除く中間部分に隙間を形成し、且つ、上記単位分割碍子同士の気体流通孔側の接合部分でその両端部分を除く中間部分に隙間を設け、これにより碍子の肉厚を薄くすることができ、且つ、その熱膨張等を考慮した形態とした。

本発明の第４のものにおいても、碍子の気体流通孔の形態を限定したものであって、即ち、前記気体流通孔の上下の長さを前記発熱体の外径の２倍以上３倍以下の範囲に限定した。この範囲を超えて気体流通孔の縦方向長さを大きくすると送風気体への熱交換効率が下がり、逆に小さくすると従来例のような問題が生じるし、熱交換効率も下がるのである。

本発明の第５のものにおいては、前記１組の碍子の複数を正面視縦方向及び／又は横方向に複数並列させて固定することによって、容易にヒータの容量を変更することができることを特定したものである。

本発明の第６のものにおいては、気体流通方向に配列された前記碍子の間隔を吐出口に向かうにしたがって狭く設定したことを特定したものであり、より高温熱風を発生させるヒータにおいて適用できるようにしたものである。

本発明の第７のものにおいては、前記構成分割碍子同士が接合する接合面に熱電対等の温度センサを挿通するためのセンサ挿通孔を気体流通方向に複数設けたことを特定したものであり、これにより所望位置でのより正確な温度測定が可能となる。

本発明の第８のものは、上記第１及び第２の発明で特定したヒータ内で使用される碍子自体を権利請求したものであり、その効果は上記第１及び第２の発明の効果と同じである。

本発明の第９のものは、上記第３の発明で特定したヒータ内で使用される構成分割碍子及び単位分割碍子自体を権利請求したものであり、その効果は上記第３の発明と同じである。

本発明の第１０のものは、前記碍子の気体流通孔の上下の長さを内部に挿通される発熱体の外径の２倍以上３倍以下としたことを特定したものであり、最も熱交換効率が良い碍子の形態を特定したものである。

本発明の第１１のものは、前記構成分割碍子同士が接合する接合面に熱電対等の温度センサを挿通するためのセンサ挿通孔を気体流通方向に複数設けたこと特定したものであり、その効果は上記第７の発明と同じである。

本発明の第１２のものは、上記第８の発明に係る碍子を構成する構成分割碍子について権利請求をしたものである。

本発明の第１３のものは、上記第８の発明に係る碍子を構成する単位分割碍子について権利請求をしたものである。

本発明に係る熱風発生用ヒータの一実施形態の外観を示し、その吐出口部分を取り除いた状態を図示している。 上記実施形態に係るヒータに装備されている碍子を示し、その（Ａ）が横断面図（単位分割碍子の平面図）、その（Ｂ）が正面図、その（Ｃ）が一部縦断面図である。 上記碍子を構成する単位分割碍子を示し、その（Ａ）が正面図、その（Ｂ）が平面図、その（Ｃ）が底面図、その（Ｄ）が右側面図、その（Ｅ）が（Ａ）図のＥ－Ｅ断面図である。 上記単位分割碍子の別態様を示し、その（Ａ）が正面図、その（Ｂ）が底面図である。 試作機１に係る熱風発生用ヒータ及び碍子を示し、その（Ａ）がヒータの吐出口側から見た正面概念説明図（吐出口部分を分離した状態）、その（Ｂ）が側面概念説明図、その（Ｃ）が碍子の平面図、その（Ｄ）が碍子の正面図である。 試作機２に使用した碍子を図示しており、その（Ａ）が正面図、その（Ｂ）が側面図（左右側面図同一）、その（Ｃ）が平面図（底面図と同一）である。 試作機１の実験結果を示すグラフである。 試作機２の実験結果を示すグラフである。 本発明の上記実施形態に係る試作機３の実験結果を示すグラフである。 従来の碍子の斜視説明図である。 図１０に図示した碍子を内部に配備した従来の熱風発生用ヒータを示す概念説明図である。

以下、添付の図面と共に本発明の実施形態について説明する。
まず、本発明に至る開発の経緯について実験方法も含めて概説する。

試作機１は、上記特願２０２０－１１２２３６号の発明に係るもの（図５で後に説明する。）である。
試作機２は、上記試作機１に用いた碍子の気体流通孔の断面形状を変更し（電熱線の外縁表面と気体流通孔壁面との空間を狭くし）、水平方向に６分割した形状を有する碍子（図６で後に説明する。）を用いたものである。
試作機３が本発明に係る碍子を用いた熱風発生用ヒータである。

これら３種類の試作機において使用した碍子と、碍子を取り囲む性能の異なる断熱材を用いて性能試験を行った。その結果は後に示す。
使用する発熱体（ヒータ線／電熱線）の材料に関しては、寿命に関する設計要因を考慮し、発熱体の最高共用温度として安全率を加味して１３００℃から１３５０℃の耐熱効果を有する発熱体材料を用いた。

碍子の材料としては、各種の物理的な特性に優れたものを選び、発熱体を碍子によって固定保持するため、碍子の壁面負荷を考慮し、その周りを通過する気体の風速と圧力損失をも考慮した形状としている。

＜試作機３（本発明）について＞
（販売する製品に関する性能について）
実験を繰り返し行う途中で、吐出口の温度は、ユーザーの要望も色々とあり、また碍子を通過する風量も変更できるようにして、それら条件が変わっても、吐出口の最高吐出熱風温度は変化なく使用できるような製品が要求される。
例えば、運転するとほぼ同時に高温熱風を吐出させたい場合、また運転途中で風量を極端に少なくしても、初めに設定した吐出温度はキープしたい、というような場合があるため、製品本体には、発熱体の近くに、数か所、温度センサを取り付けて、あらかじめ各部分の温度を個別制御することにより、オーバーヒート又は発熱体の断線事故などの問題を解決する必要がある。

＜試作機１，２で解った問題点＞
試作機１について
熱風発生機用の碍子製作において、考慮することは熱的特性（最高使用温度）、電気的特性（絶縁耐力）、機械的特性（圧縮・曲げ強度）、通気性を考えての断面積の形状（エアーの流れを左右する）、発熱体の保持方法、発熱体と気体（エアー）との熱交換効率、生産性コストなどを考えて設計するが、この試作機１の碍子では、試験運転を行うと、碍子の表面温度が900℃を超えると、碍子の機械的特性の限界値を超えて碍子にクラック（ヒビ割れ）が発生した。
当然、そのクラック防止策として、問題の場所にスリット（１ミリ幅）加工を施したが、熱風発生温度800℃までの製品に搭載することとした。

試作機２について
次に、試作機２においては、上記試作機１の問題点を取り除いた碍子形状とした。碍子材料の特性もアルミナ系材料を５０％ほどブレンドした。
試作機１と比較して、発熱体の周囲（外側表面）を通過する碍子の断面積を１０％ほど少なくなる形状にした。これによる発熱体を通過する気体の風速アップで熱交換効率が上がることを期待したが、試験運転の結果判明したことは、1000℃の熱風を発生した場合、発熱体の一番温度の高い部位で約１３００℃以上となることが分かった。
原因は発熱体から発した赤外線が碍子に伝播し、碍子の温度が異常に上昇し、肝心な発熱体と気体との熱交換効率が下がる傾向を示した。
試作機２では、発熱体を保持又は支持するための形状工夫の限界が見えて来たので、新たな碍子を設計し、創案し、本発明に係る試作機３を完成させた。

試作機３について
一般的には、無風状態で、発熱体の両端に電圧を加えると、発熱体表面は加熱され温度が上昇し、同時に赤外線を放射し、更に電圧を上げると発熱体自身の温度が高くなり、発熱体から赤外線の量もウナギ上りに上昇する。
この赤外線だけで空気を直接加熱するのは、ほぼ無理なため、一つの工夫として赤外線を碍子表面で取り込み碍子を加熱して、そこで空気との熱交換をすればとの考えもあるが、上記試作機２の碍子形状で試験運転をした結果、その形状では発熱体の外側表面と碍子との距離が少ないことが原因で、発熱体の外側表面の温度が上がり過ぎて、発熱体が溶断線した。当然碍子全体も赤外線により高温になり、試験の結果は、吐出口側の熱風温度は１０５０℃が限界であった。

そこで、更に改良して試作機３を製作したのであるが、ここで用いた碍子の形状は、本願発明者が着想したもので、この形状にした理由は単なる「思いつき」ではあるが、本願発明者が電気ヒータの製作と販売を約50年以上に渡り経験した賜物である。
この試作機３は、上記試作機１及び２の問題点を改良した設計で、まず発熱体が発する熱が碍子に籠らないように、碍子の気体流通孔の上下の寸法を長く変更した。

更に、碍子は出来るだけその肉厚を薄くすることにより質量を軽減して、生産コストを考慮した形状にした、と同時に大型機種にも使用できるようにヒータ容量（発熱体を装填する量）も１．４倍にした。
高温熱風発生中に、加熱される気体（空気）が碍子内に流れ込み、発熱体に触れ、当該発熱体を気体が押すこととなるが、この気体を押す力（風圧）が、高温になり軟化した発熱体を押し出さないように（動かないように）、発熱体が装填された気体流通孔の壁面に複数の上下方向突条部を設けた。またこれらの上下方向突条部によって、発熱体は必ずしも水平方向ばかりでなく、あらゆる使用方向で使用できるように改善した。

即ち、試作機３では、発熱体を支持するための気体流通孔の形状を改良し、発熱体を保持するその形状は、縦長の長方形とし、横幅は発熱体の外径より少しゆとりを持たせた。ゆとりがあるので、発熱体が風圧で押されないように（動かないように）碍子の通路には上記した通り４ヶ所（数は任意）の突条部を設けた。

発熱体と碍子の上下の隙間には、できるだけ大きい空間を設けたが、過去の試験により、この空間を空け過ぎると、発熱体と空気との熱交換効率は低くなってしまう。他方、この空間が狭すぎると、試作機２での実験結果が示す通り問題が生じてしまうのである。
以上の構成により、試作機３の試験運転の結果は、素晴らしい性能を発揮したのである。
試作機３等の試験運転結果は後に示す。

以下、本発明に係る熱風発生用ヒータの実施形態（試作機３）について詳説する。
図１は、本発明に係る熱風発生用ヒータの一実施形態の外観を示し、その吐出口部分を取り除いた状態を図示している。
図２が上記実施形態に係るヒータに装備されている碍子を示し、その（Ａ）が横断面図（単位分割碍子の平面図）、その（Ｂ）が正面図、その（Ｃ）が一部縦断面図である。

本発明に係る熱風発生用ヒータは、前後に長い直方体形状のハウジング１０内に図２に示す碍子２０が気体流通方向に所定距離を置いて略平行に並列され、配設されたものから成る。
図１において、ハウジング１０の手前側（左下側）が吐出口側で、その反対側の向こう側が気体供給口側である。

ハウジング１０の内部には、図２に示す１組（「１ブロック」とも言う。）の碍子２０が加熱される気体の流通方向に所定間隔を置いて略平行に複数並列されて配列されている。
即ち、碍子２０の気体流通孔２５の前後方向（気体流通方向）をハウジング１０の気体流通方向に合致させるように複数個所定間隔を置いて配列されている。
螺旋状に巻回された電熱線１５は、上記気体流通孔２５内に配線される。（図１では図示省略している。）

碍子２０には、図２から解る通り、横方向に６個、縦方向に３個の気体流通孔２５が設けられ、横方向に並んだ気体流通孔２５の上下の中間部を横方向（水平方向）に分割して、構成分割碍子２２とし、更に、この構成分割碍子２２の中間部の略中央部を横方向（水平方向）に２分割して単位分割碍子２１としている。

即ち、単位分割碍子２１の２個をその気体流通孔２５の側を相互に合致させることにより構成分割碍子２２が形成され、この構成分割碍子２２の３個を上下に重ね合わせることにより１組（１ブロック）の碍子２０が構成される。
このように６個の単位分割碍子２１を利用して１ブロックの碍子を形成するようにしたのは、気体流通孔２５内に電熱線１５を配線し易く、組み付け容易とするためであり、且つ、電熱線１５を支持する碍子２１の壁の厚みを薄くするためである。
試作機１で使用した碍子では、１ブロックが１個の単一のものからなり、後に説明するように横方向に並んだ気体流通孔の上下の間に空間部を設けることが出来なかったのである。

本発明においては、上記気体流通孔２５の形状が従来のものと相違する。
即ち、その正面視形状を縦長の略矩形形状とし、その天井部と底面部の略中央部の前後方向（気体流通方向）には気体流通孔２５の中心部に向かって突出する前後方向突条部２３がそれぞれ設けられている。
これらの前後方向突条部２３、２３が螺旋状に巻回された電熱線１５の上縁部及び下縁部を支持する。

他方、気体流通孔２５の両側側面部のそれぞれには上下に延長し、気体流通孔２５の中央に向かって突出する上下方向突条部２４がそれぞれ２本ずつ設けられている。
これら両側側面部に設けた上下方向突条部２４、２４は、螺旋状に巻回された発熱体１５のピッチ間に適合して、電熱線１５の吐出口側への動きを防止する。

更に、図２（Ｂ）から良く解る通り、気体流通孔２５は、縦長の略矩形形状を有し、電熱線１５の上下に大きな空間を形成している。この実施形態では、この気体流通孔２５の上下の距離は巻回された電熱線１５の外径の約２倍程度に設定している。

以上の通り、本発明に係る熱風発生用ヒータは、略直方体のハウジング１０内に上記１ブロックの碍子２０が気体流通方向に略平行に複数並列され装備されたものから成る。
各ブロックの間には適宜間隔を空けて配置するのであるが、そのブロック間の間隔は同一間隔であってもよいが、吐出口に向かって徐々にその間隔を狭く設定することが好ましい。

図３は、上記碍子を構成する単位分割碍子を示し、その（Ａ）が正面図、その（Ｂ）が平面図、その（Ｃ）が底面図、その（Ｄ）が右側面図、その（Ｅ）が（Ａ）図のＥ－Ｅ断面図である。

この図から単位分割碍子２１の形態を良く見て取ることができる。
この図に示した単位分割碍子２１の２個を上下対称に重ね合わせて、即ち、その気体流通孔２５の開口部同士を合体させるようにして、更に換言すると、一方の単位分割碍子２１を１８０度回転させて合体させるようにして上記構成分割碍子２２が完成し、この構成分割碍子２２を３個分上下に重ね合わせて１ブロックの碍子２０が完成する。

図３（Ａ）の正面図から良く解る通り、それぞれの気体流通孔２５の底面部中央にはその前後方向（気体流通方向）に長条の前後方向突条部２３が適宜高さをもって設けられている。
電熱線の上下の間隔をより大きく保つためである。

図３（Ｂ）の平面図から良く解る通り、気体流通口２５の両側側面には上下方向にそれぞれ２本の上下方向突条部２４、２４が形成されている。
これらの上下方向突条部２４、２４は、気体流通孔２５内に配線される電熱線の螺旋のピッチ間に適合するように形成されたものである。

図３（Ｃ）の底面図等から良く解る通り、単位分割碍子２１の底面には凹所２６が設けられ、碍子の厚みをより薄くすることが出来ることとなる。
この凹所２６を形成することにより、１ブロックの碍子２０の構成分割碍子２２同士の間に空間を形成することができることなり、碍子の壁を薄くすることができ、その製造コストの低減化も図ることができる。

平面図及び底面図に良く現れている両端部の上下方向の一対の突条部２７、２７間の縦方向の窪み２８は、この窪み２８を利用してハウジング内でこれら単位分割碍子２１を上下に重ね合わせて固定する際に使用する。

ここで、ヒータの温度制御を行うための温度センサの配設について説明すると、良い製品（高温熱風1000℃以上）を開発するためには、各パーツの温度測定が大切となる。
ヒータの性能に影響する大切な測定ポイントは3点あり、この3点の計測が不確実の場合、販売した製品は致命的なトラブルに見舞われる。

温度測定ポイントの場所は、以下の３箇所となる。
１．吐出口の熱風温度（顧客が求める熱風温度）
２．電熱線の先端（吐出口部位）温度（発熱体が一番高温になっている場所）
３．先端の電熱線を支持している碍子の一番高温になっている場所

試験結果は後に示すが、本発明に係る試作機３では、上記１～３の各部分の測定結果で温度差が、試作機１及び２に比較して大変少ないことが分かる。碍子の効率が非常に良いということである。

また、発熱体に関しては、一般に市販されている、工業用発熱体（フエライト系抵抗合金）を使用して、それを高温度（1000℃）以上の高温熱風発生用に用いるための、技術資料はこれまで一切なかった。
発熱体の使用に関する、基本設計は、発熱体メーカが述べている、電気炉設計の要点として、加熱する気体の雰囲気、使用する炉温度、炉電力、炉電圧、壁面負荷（炉面積）、炉温度に対しての発熱体の表面負荷、発熱体の形状（巻き線の場合、線径に対しての芯径など）は発表している。しかし巷間では、熱風発生機に応用するデータは皆無である。
世間には簡単な資料として、従来からある発熱体と碍子を使用して、その碍子に発熱体を挿入して、それに気体（一般の室内空気）を送風機で送り込むと、簡単に出口側からは熱風となり、その目的は達成される。

＜試作機３（本発明）の碍子の優れた点＞
しかし、工業熱風発生機を製造している者としては、ユーザーの要求が高度に変化しつつ、それは、碍子と発熱体に気体を送る場合の圧力損失の改善、高温熱風温度の要求800℃次に900℃、それから1000℃、現在では1100℃以上と要求する吐出温度が高くなってきている。
そして、大切な効率、寿命、安全性などの要求が求められる。

上記試作機１で約２年間、従来からの碍子も実験に使用して、高温熱風を吐出した場合、短い実験時間内では1000℃以上の高温熱風は出るのであるが、結果はコージライト系の碍子（耐熱温度1250℃以上）が一部溶けてしまうという結果であった。

上記試作機２では、アルミナ系（耐熱温度1500℃）を使用して、1100℃以上の高温熱風を得ることができたが、この時点で碍子の温度は1250℃前後となるが、発熱体の一部が溶けてしまった（最高許容発熱体温度1400℃）。つまり発熱体の内部の熱エネルギーがうまく発散できずに溶断したと考えられる。

普通に考えると、発熱体の持つエネルギーを気体が取り込む方法として、発熱体に接触する気体の風速を早くすると、発熱体の温度が下がった分、気体の温度が上がるが、従来の碍子の形状（試作機１及び試作機２の碍子）では、発熱体に接触する気体の風速を早くしても高温熱風発生に無理があったと思われる。

そこで、後に示す実験結果から分かる通り、碍子の形状を大幅に変更することにしたのであるが、熱風発生用ヒータの碍子においては、上記した通り、(1) 吐出口の熱風温度、(2)その時の発熱体の表面温度とその場所での(3)碍子の表面温度を計測して判断するのであるが、当然(1)から(3)の各温度の差が少ないほど高温熱風に使用する碍子の形状が適切なものとなる。

発熱体に通電すると、発熱体の表面温度は上昇し、さらにその表面温度は1000℃以上になり、さらに発熱体の表面が無風状態の場合には、熱と強烈な赤外線が出る。赤外線が碍子を加熱し、碍子の温度は発熱体温度より高くなる。

そこで、本発明に係る試作機３においては、上記図２及び図３に示した通り、気体流通孔を縦長の長方形としたのである。
その中に、コイル状に巻回した発熱体を置き、発熱体を中央において、それを安定支持するために、細い縦長の柱で発熱体を受け、他方、左右のすき間にも若干の余裕を持たせたが、このままでは発熱体が風圧を受けると、コイルは風圧で押されて移動するので２か所に上下方向突条部の出っ張りを設けた。電熱線のコイルが移動と脈動を繰り返すと、コイルと碍子が擦れて、その結果コイルの寿命に関わる酸化被膜を傷つけることになるからである。

実験で使用した発熱体は、線径が3.5ミリ、これをスパイラル巻にして、発熱体の内径17ミリ、外径24ミリにした、発熱体のピッチは3.9ミリ、ワット密度3.1W/㎟、使用電圧200V、ヒータ容量28Kwの試作機３で実験をした。

図面からも解るように、高温熱風発生用碍子としての理想の形状は、発熱体のスパイラルコイルの中側断面積に対して外側の断面積は２倍ぐらいにする（図２（Ｂ）斜線部参照）。
次に、スパイラルコイルの外側断面積に対して、縦長長方形の断面積は2.5倍から３倍ぐらいが理想であることが判明した。
他方、４倍以上にすると、今度は発熱体が異常加熱し溶断してしまうのである。

以下、試作機１、試作機２、及び本発明に係る試作機３についての実験結果について説明する。
図５は、試作機１に係る熱風発生用ヒータ及び碍子を示し、その（Ａ）がヒータの吐出口側から見た正面概念説明図（吐出口部分を分離した状態）、その（Ｂ）が側面概念説明図、その（Ｃ）が碍子の平面図、その（Ｄ）が碍子の正面図である。

試作機１に係る碍子５０は、正面視略矩形形状を有しており、その両側部の縦方向に固定用の凹所５１、５１を設け、その材質はコージライト等のセラミックス製のものからなる。
この碍子５０の紙面表裏方向（気体流通方向／図５（Ａ）（Ｄ）参照）には送風気体が流通する気体流通孔５５を縦に３個横に４個、合計１２個、縦横に整列させて設けている。
それぞれの気体流通孔５５は横断面略円形である。

図５（Ｄ）から解る通り、この気体流通孔５５の内壁面には、周方向に同じ間隔で突条部５３を気体流通方向に８個設けており、これらの突条部５３同士の間には、溝条部５４が同じく８個形成されることとなる。

これらの突条部５３が電熱線２０を支持する支持面は、ほぼ平面に形成しており、電熱線２０に面接触としている。
図示はしていないが、電熱線としてはオーステナイト系抵抗加熱合金を利用している。
上記突条部５３同士の間の溝条部５４の存在により、送風気体は、気体流通孔５５内に強制的に送り込まれ、電熱線の内周部及び外周部と強制的に接触して電熱線から熱を奪い、同時に上記碍子５０の突条部５３からもより有効に熱を奪うことが可能となる。

図５（Ｄ）において、４個の気体流通孔５５によって囲まれた部位には、それぞれ２個ずつの貫通する孔部５６、５６を設け、全部で合計１２個設けているが、これらの孔部５６は、熱電対等の温度センサを配設するための孔であって、これらの孔部５６の何れかを利用して最高温度や吐出エアーの温度等を検知するための温度センサを適宜配設することができる。
上記碍子５０は、図５（Ｂ）から解る通り、気体流通方向Ｄに５個、略平行にハウジング内に配列される。

上記５個の碍子５０のそれぞれの間隔ｋ１からｋ４は、供給口５側の間隔が一番広く、吐出口側に向かって順次狭く配列し、一番吐出口側の間隔ｋ４を一番狭く配列している。

以上の構成からなる試作機１においては、送風機等からの送風気体が配管やダクトを介して供給口５８から供給され、碍子５０に設けられた複数の気体流通孔５５に強制的に送り込まれ、加熱され、図中左端側の吐出口（図示省略）から矢印Ｄの方向に吐出される。

図６は、試作機２に使用した碍子を図示しており、その（Ａ）が正面図、その（Ｂ）
が側面図（左右側面図同一）、その（Ｃ）が平面図（底面図と同一）である。
この試作機２では、本発明に係る碍子と同様に、その全体形状を略矩形形状とし、横方向に４個、上下に３個の気体流通孔６５を、縦横に整列させて設けている。

気体流通孔６５の形状は、その正面図から解る通り、上下に２つずつの前後方向突条６３、６３を設け、左右側面にも低い高さの前後方向突条６４、６４を設け、これらの前後方向突条部６３と前後方向突条部６４の間に凹条部６６が形成されている。
これらの凹条部６６に送風気体が流通して、電熱線の外周部から熱を奪うこととなる。

この巻回された電熱線の外周面と上記凹条部６６との空間は、上記試作機１よりも横断面積にして１０％程小さく設計した。
これによって電熱線から送風気体へ或いは碍子への熱交換効率を向上させることが目的であったが、既に述べたようにその効率は却って悪くなってしまった。

更に、この試作機２においては、本発明と同様に、上記碍子６０を水平方向に６分割して単位分割碍子６１とし、この単位分割碍子６１を２個、その気体流通孔６５の開口を合致させるように重ね合わせて構成分割碍子６２とし、この構成分割碍子６２の３個を上下に重ね合わせて１組の碍子６０としている。
これにより、各単位分割碍子６１の底面又は上面には凹所６８が形成される。

構成分割碍子６２同士の上下の接合部（前端部と後端部）には、その正面図に表れているように、その両端部を除き、小さな隙間７０を設けている。
同様に、単位分割碍子６１同士が合体する接合面であって、その前端部と後端部で、その両端部分を除き隙間６９を設けている。

これらの隙間６９、及び、隙間７０を本発明の上記碍子２０に設けても良いことは勿論である。
また、上記隙間６９の正面視中央部分には、熱電対等の温度センサ用のセンサ用貫通孔７１が２個設けられている。
尚、この試作機２は、本発明を完成させる途上で製作されたもので、製品化は行っていないし、本発明が完成したことにより製品化の予定も消滅したものである。

上記図２及び図３に開示した本発明に係る碍子のおいても、上記隙間６９、７０及び熱電対等の温度センサ用貫通孔７１を必要に応じて必須の構成要素としている。
そこで、上記センサ用貫通孔７１等を設けた本発明に係る試作機３の単位分割碍子を図４に示した。

図４は、本発明に係る碍子の単位分割碍子を示し、その（Ａ）が正面図、その（Ｂ）が底面図である。
この図４では、上記試作機２に設けた隙間６９、７０は図示省略しているが、当然設けることが可能である。

この単位分割碍子２１において、センサ用貫通孔７１は、単位分割碍子２１の成型後のレーザー加工により形成する。
この部分は、碍子の肉厚が薄いため、レーザー加工機により一瞬に形成できる。
同様に単位分割碍子２１の底面に設けた検温穴７２も碍子の肉厚が薄いために一瞬に加工できるのである。

従来、大型熱風発生機の電熱線表面の温度測定方法においては、熱電対線の絶縁のための小径の二つ穴絶縁管にリード線を装填し、それを螺旋状に巻回した電熱線の中心部に気体供給口側から直接挿入していた。

この方法のメリットは、確実に電熱線の温度が測定できるという点である。
他方、そのデメリットは、熱電対のリード線と二つ穴絶縁管が共に高温に晒されるために寿命が短くなる点である。
リード線の線径を太くすれば、絶縁管の外径も大きくなり、送風気体の流通断面積が小さくなり、送風気体への熱伝導効率も悪くなり、アンバランスとなる。

試作機２及び本発明に係る試作機３においては、温度センサ用貫通孔７１を、気体流通孔２５とは別に設けている。
試作機１の碍子では、汎用品でもあり、熱電対はどこにでもセットできるように、１個の碍子にセンサ用貫通孔を１２個設けている。

本発明に係る試作機３においては、すべての単位分割碍子２１に上記センサ用挿通孔７１を設ける必要はなく、発熱体の表面温度を正確に捉えるための必要な個所にのみ検温穴７２をレーザー加工により後加工することができるのである。
このような検温穴７２を設けて、温度測定を行うことが極めて理想的であることも判明した。

ホットスタート運転というのは、無風の状態で発熱体に僅かな電流を流してヒータ内に熱を蓄積するものである。
例えば、600℃の熱を蓄熱してから、送風スタートすれば、約500℃位の熱風をほぼ瞬時に吐出できる。

温度の立ち上がり時間が短くなり、非常に省エネとなる。
顧客からの要望としては、ホットスタート800℃或いは950℃というような場合もあり、このような場合には、安全回路として発熱体内部には温度センサを個別に顧客の要望に合致するように数本の熱電対を組み込む必要が出て来る。

従って、本発明に係る碍子においては、その全てに温度センサ用挿通孔７１を設ける必要がないのである。
図４には、４つのセンサ用挿通孔７１を４個設け、検温穴７２を１個設けたものを図示しているが、これらは必要に応じてセンサの数に応じてレーザー加工できる。

図４（Ｂ）に検温穴７２を図示しているが、この検温穴７２のすぐ下方には電熱線１５が配線されており、熱電対を配線する部分には送風気体は流通せず、センサを設置するには最適の場所となる。
このようなセンサの配設方法は業界初のものである。
熱電対の線径が太い場合には、その挿通孔７１や検温穴７２の大きさも適宜所望のサイズに設計変更して容易に加工することも可能となるのである。

試験運転に用いた上記試作機１から３までの概要を纏め、その試験結果を以下の表１に纏めた。

図６は、試作機１の実験結果を示すグラフである。
図７は、試作機２の実験結果を示すグラフである。
図８は、本発明の上記実施形態に係る試作機３の実験結果を示すグラフである。
図中、イが吐出口熱風温度を示し、ロが電熱線表面温度（吐出口部）を示し、ハが碍子温度（吐出口部分）を示している。

上記３つのグラフから良く解る通り、本発明に係る試作機３においては、吐出口熱風温度イ、発熱体表面温度ロ、及び、碍子温度ハとがほぼ近接する温度となっており、試作機１及び２と比較して、電熱線からの送風気体への熱交換効率が極めて良いことが判明した。
上記表１には示していないが、上記試作機３の碍子による最終の実験結果は以下のとおりであった。
（イ） 吐出口熱風温度は1277℃、その時点での（ハ）碍子周辺温度が1350℃、（ロ）ヒータ（電熱線コイル）温度が1293℃であった。
即ち、（ハ）－（ロ）／1350-1293＝57で、碍子と電熱線の温度差がたったの57℃であり、素晴らしい結果を得ることができたのである。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明については以下の通り種々設計変更が可能である。
上記実施形態においては、１ブロックの碍子において横方向に６個、縦方向に３個の気体流通孔を設けたが、これらの気体流通孔の縦横の数は適宜変更可能である。

需要なことは、上記１ブロックの碍子を横方向に同じ高さで等分することであり、縦方向に３個の気体流通孔を設けた場合には、６等分し、縦方向に気体流通孔を４個設けた場合には８等分というように分割し、各段の気体流通孔の中央部が横に分割されるようにすることである。
これにより、電熱線の碍子への配線が容易となり、ヒータのアッセンブリが容易となる。
更には、上下に位置する単位分割碍子同士（又は構成分割碍子同士）の間に空間も設けることができ、碍子の肉厚も薄くすることができる。

碍子の気体流通孔を縦長のものとし、その天井部と底面部に設けた前後方向突条部により電熱線を保持することにより、電熱線の外側表面の上下の空間を大きく設けることができ、電熱線から送風気体への熱交換効率を極限にまで高めることができるのであるが、上記前後方向突条部の高さ又は長さは、気体流通孔の上下の長さ及び配線される電熱線の外径により適宜決定されるが、これらの寸法についても自由に設定することができる。

図１乃至図３に示した本発明に係る碍子では、図５に示した試作機２にある温度センサ用孔部が図示されていないが、この試作機２にある温度センサ用の孔部を本発明に係る単位分割碍子に設けることは当然可能である。
これにより、稼働中のヒータにおける所望の位置での温度測定が可能となり、適宜装置の温度制御を行うことができることとなる。
この温度センサ用挿通孔は、レーザー加工により後加工することができ、図４に示した通り、センサ用挿通孔及び検温穴を設けることができる。

以上、本発明においては、単位分割碍子を重ね合わせた１組の碍子を用い、その気体流通孔の形状を改良して電熱線からの送風気体及び碍子への熱交換効率を極限にまで高め、そのヒータ容量も容易に変更することができる熱風発生用ヒータ及び碍子を提供することができたものである。

１０ ハウジング
１５ 電熱線
２０ 碍子
２１ 単位分割碍子
２２ 構成分割碍子
２３ 前後方向突条部
２４ 上下方向突条部
２５ 気体流通孔
２６ 凹所
２７ 突条部
２８ 窪み
５０、６０ 碍子
５１ 凹所
５３ 突条部
５４ 溝条部
５５、６５ 気体流通孔
５６ 孔部
５８ 供給口
６１ 単位分割碍子
６２ 構成分割碍子
６３、６４ 前後方向突条部
６６ 凹条部
６８ 凹所
６９、７０ 隙間
７１ センサ用貫通孔
７２ 検温穴

Claims (13)

1. ハウジング内に複数の碍子を配列し、これらの碍子に設けられた複数の気体流通孔に螺旋状に巻回した電熱線を挿通し、ハウジングの供給口からエアーを供給してその吐出口から高温熱風を吐出させることができる熱風発生用ヒータにおいて、
   前記気体流通孔の形状を、正面視左右の長さよりも上下の長さを大きく形成し、
   この気体流通孔の上下の天井部及び底面部にはそれぞれ前後方向突条部を気体流通方向に形成し、
   この気体流通孔の左右の両側面部にはそれぞれ１又は２以上の上下方向突条部を上下方向に形成し、
   これにより、天井部及び底面部に設けた前後方向突条部が前記電熱線の上縁部と下縁部を支持することができ、
   且つ、左右の両側面部に設けた上下方向突条部が螺旋状に巻回された電熱線のピッチ間に配置され、
   これら碍子を気体流通方向に所定間隔を維持して略平行に配列したことを特徴とする熱風発生用ヒータ。
2. 前記碍子の正面視外形形状を略矩形形状とし、前記気体流通孔を正面視縦長の略矩形形状とし且つ正面視縦横に複数整列させて設け、
   当該一つの碍子において、横に整列された気体流通孔同士の上下の中央部を横方向に分割して略同一形状の構成分割碍子としてこれらを重ね合わせることによって前記一つの碍子が形成され、
   更に、それぞれの構成分割碍子の中央部を横方向に分割して単位分割碍子とし、
   これら単位分割碍子を上下に重ね合わせることにより前記一つの碍子が形成されることを特徴とする請求項１に記載の熱風発生用ヒータ。
3. 前記碍子の構成分割碍子の上面部及び下面部に凹所を設け、更に、前記構成分割碍子の下面と上面とが接合する両端部分を除く中間部分に隙間を形成し、且つ、上記単位分割碍子同士の気体流通孔側の接合部分でその両端部分を除く中間部分に隙間を設けたことを特徴とする請求項２に記載の熱風発生用ヒータ。
4. 前記気体流通孔の上下の長さを前記発熱体の外径の２倍以上３倍以下としたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の熱風発生用ヒータ。
5. 前記一つの碍子を上下方向及び／又は横方向に並列させてヒータ容量を変更できることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の熱風発生用ヒータ。
6. 気体流通方向に配列された前記碍子の間隔を吐出口に向かうにしたがって狭く設定したことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の熱風発生用ヒータ。
7. 前記構成分割碍子同士が接合する接合面に熱電対等の温度センサを挿通するためのセンサ挿通孔を気体流通方向に複数設けたことを特徴とする請求項２乃至６の何れか１項に記載の熱風発生用ヒータ。
8. ハウジング内に複数の碍子を配列し、これらの碍子に設けられた複数の気体流通孔に螺旋状に巻回した電熱線を挿通し、ハウジングの供給口からエアーを供給してその吐出口から高温熱風を吐出させることができる熱風発生用ヒータ内で用いられる碍子において、
   当該碍子の気体流通孔の形状を、正面視左右の長さよりも上下の長さを大きく形成し、
   この気体流通孔の上下の天井部及び底面部にはそれぞれ前後方向突条部を気体流通方向に形成し、
   この気体流通孔の左右の両側面部にはそれぞれ１又は２以上の上下方向突条部を上下方向に形成し、
   これにより、天井部及び底面部に設けた前後方向突条部が前記電熱線の上縁部と下縁部を支持することができ、
   且つ、左右の両側面部に設けた上下方向突条部が螺旋状に巻回された電熱線のピッチ間に配置され、
   この碍子の正面視外形形状を略矩形形状とし、前記気体流通孔を正面視縦長の略矩形形状とし且つ正面視縦横に複数整列させて設け、
   この一つの碍子において、横に整列された気体流通孔同士の上下の中央部を横方向に分割して略同一形状の構成分割碍子としてこれらを重ね合わせることによって前記一つの碍子が形成され、
   更に、それぞれの構成分割碍子の中央部を横方向に分割して単位分割碍子とし、
   これら単位分割碍子を上下に重ね合わせることによりこの一つの碍子が形成されることを特徴とする熱風発生用ヒータの碍子。
9. 前記碍子の構成分割碍子の上面部及び下面部に凹所を設け、更に、前記構成分割碍子同士の下面と上面とが接合する正面側と背面側の両端部分を除く中間部分に隙間を形成し、且つ、上記単位分割碍子同士の接合部分でその正面側と背面側の両端部分を除く中間部分に隙間を設けたことを特徴とする請求項８に記載の熱風発生用ヒータの碍子。
10. 前記気体流通孔の上下の長さを前記発熱体の外径の２倍以上３倍以下としたことを特徴とする請求項８又は９に記載の熱風発生用ヒータの碍子。
11. 前記構成分割碍子同士が接合する接合面に熱電対等の温度センサを挿通するためのセンサ挿通孔を気体流通方向に複数設けたことを特徴とする請求項８乃至１０の何れか１項に記載の熱風発生用ヒータの碍子。
12. 請求項８に記載した熱風発生用ヒータの碍子を構成するところの構成分割碍子。
13. 請求項８に記載した熱風発生用ヒータの碍子を構成するところの単位分割碍子。

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