JP5932443B2 - 熱風発生用ヒータの製造方法 - Google Patents
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Description
図4は碍子の斜視説明図、図5は熱風発生用ヒータの概念説明図である。
図4に示した碍子50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り、その軸方向に多数の貫通孔(気体流通孔)52、52、…が設けられ、該貫通孔52のそれぞれにニクロム線等の電熱線が配線されるものである。
この碍子50は、その適数個を軸方向に配列し、それぞれの貫通孔52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固定される。
図中右端側の気体の供給口61と、図中左端側の熱風の吐出口62を有するヒータ収納体65の内部には上記碍子50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50の貫通孔52の数を偶数とすることによりニクロム線の両端子を供給口側に位置させることができる。
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貫通孔52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ニクロム線の中心部分に挿通させて配置することとなる。
吐出エアーの温度を感知する吐出エアー温度感知センサTは、ヒータ収納体65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65の外部から配設される。
かかるリング碍子は、軸方向の長さの短い円筒形状のものからなり、その中央部分には温度センサ等を挿通するための挿通孔が設けられ、その中央部分の外周部分にはニクロム線を配線するための複数の電熱線挿通部が放射状の仕切枠によって形成されたものである。
換言すれば、このリング碍子は、本発明に係る約800℃の高温熱風発生用のヒータ用碍子とは異なるカテゴリーのものとなる。
風速を一定にすることができないと、各孔に配線されている電熱線の表面温度が異なってしまい、これにより全体の熱交換効率も向上させることができず、最高吐出温度に限界が出るものと考えられるのである。
碍子に配線される電熱線が、送風気体の急激増加(貫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貫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。
複数の碍子の固定は、2乃至4個所の貫通孔を利用して、長軸のボルトとナットの締め着けによって行っているが、かかる貫通孔には被加熱気体を流通させることが出来ず、コンパクトに作れない。
吐出気体の温度センサは、ヒータ収納体65の吐出口側部分にその外部から配線しており、該配線が邪魔となったり、或いは見栄えがよくない。
本発明は、上記従来の熱風発生用ヒータを基礎として、とりわけ上記特許文献2に記載の発明と同様の効果を有し、しかもその構造の簡易化を目的として、より簡易な構成からなる小型の所謂ペンヒータと呼ばれる熱風発生用ヒータを提案することがその課題である。
更に、ヒータの異常過熱防止、加熱むらの低減化等を目的として、送風気体への熱交換効率を向上させ、より適切に高温の吐出気体を安定的に得ることができるようにすることもその課題とするところである。
尚、本発明に係る技術思想は、小型のペンヒータばかりでなく、大型の筒状ヒータとしても応用可能なものである。
空間部の複数の電熱線が捻られることにより、電熱線自体もこの空間部の部位で適宜固定されることとなるのである。
即ち、電熱線は、積層された碍子の気体流通孔内では保持はされていないが、空間部で捻られてこの空間部の部位で云わば固定されることとなるのである。
これにより、この部分での異常過熱が防止され、更に、この部分で被加熱エアーの温度の均一化も図れるのである。
即ち、この固定用支持部材は、ステンレス製の適宜幅を有する板状のものを使用し、この板状のものの両側側縁部には、所定間隔で幅方向(長手方向と直交する方向)に切込を列設して、固定用支持部材をより捻り易くしたものである。
これにより、手の力によって簡単に上記固定用支持部材を捻り、電熱線及び碍子を固定することができることとなる。
この空間部は、やはり予めの実験等により、各種容量のヒータにおいて加熱むらができ易い箇所が判明しているため、その加熱むらが生じるであろう箇所に或いは加熱むらを予め防止するためにその空間部を更に設けたものである。
この空間部を設けることにより、この空間部内で被加熱気体が混合、攪拌されることにより被加熱気体の温度むらが低減化されることとなる。
これにより、当該ヒータの最高加熱温度を感知し、所定の温度に達した際には電熱線に供給する電力を低減化又は停止等することができるような温度制御システムを導入し、付加することができることとなる。
これにより、吐出エアーの温度をコントロールできるようにすることが可能となるのである。
上記第4及び第5の発明におけるセンサは、何れもヒータの基端側から配設することができ、電熱線の端子等と同様に全て基端側にその端子を配設することができる。
図1は、本発明の熱風発生用ヒータに係る一実施形態のヒータ収納体の部分の一部を分解した状態の一部省略説明図である。
このヒータ収納体10は、収納本体部11と先端の吐出口部12とから成り、収納本体部11の基端部には、配線及びエアー供給チューブを被覆する被覆部材30が設けられたものである。
この吐出口部12は、その形態を適宜設計変更可能で、使用者の要望に合致させて各種形状のものを用意し、収納本体部11の先端に螺合させることができるものである。
収納本体部11の先端側(左側)に示した図は、収納本体部の左端面図である。
送風気体(送風エアー)は、ブロアから配管を介して基端部側のエアー供給チューブを通過し、収納本体部11内で碍子に配設された電熱線の表面を通過し、加熱されて、吐出口部12の吐出口13から高温熱風として吐出されるのである。
図3は、上記実施形態に係る1つの碍子を拡大して示しており、その(A)が正面図、その(B)が側面図である。
上記ヒータ収納体の内部には、複数の碍子20が積層配列され、固定される。
この実施形態では、これらの碍子20は、14個積層配設している。
それぞれの空間部25a、25bの長手方向の間隔は、碍子20の約1個分の長さである。
この固定用支持部材23には、更に、その両側側縁部に切込23kが列設されており、少なくとも空間部25a、25bの対応部分に複数列設されている。
勿論、碍子が積層配列される全体に渡り、この切込23kを設けることもできる。
勿論、これらの切込を設けなくとも、固定用支持部材23を捻ることも可能である。
この固定用支持部材23を上記空間部25a、25bで捻ることにより、空間部を挟んでグループ化された(区分された)碍子20のそれぞれがその長手方向に固定されることとなるのである。
他方、基端部の碍子20eの図中右側部位も、この固定用支持部材23を捻ることにより、一番右側の積層された碍子20のグループが固定されることとなる。
尚、図2においては、理解容易化のために、固定用支持部材23は、その何れの部分においても、捻る前の状態を示している。これは、固定用支持部材23の両側側縁部の切込23kを明瞭に表示するためである。
本実施形態において使用する碍子は、シリカアルミナ系のセラミックス製のものを使用しているが、その他コージライト系のもの等、高温耐熱性及び絶縁性を有するものであればよい。
この窪み29は、各碍子20の気体流通孔24を通過する被加熱気体の攪拌・混合に寄与することができるものである。
ヒータ収納体の基端部を封止する基端部封止部31には、更に、ブロア等の送風機から配管を介して送風される気体を供給するためのエアー供給チューブ33が接続し、このエアー供給チューブ33が被加熱気体の供給口となる。
この部位は、本実施形態においては、空間部25aである。
そして、この実施形態では、更に空間部25bをその先端側に設けているが、この空間部25bの部位が加熱むらを防止する部位として形成している。
この加熱むらを防止する空間部25bにおいては、被加熱エアーがこの空間部内で混合され、攪拌されて、被加熱エアーの温度の均一化に寄与することとなる。
また、先端部には、即ち吐出口部の内部には吐出エアー温度感知センサ36を配設する。
これらの温度センサ35、36としては熱電対を使用しているが、これらの配線を行うために、各碍子20の軸芯部分に温度センサ挿通穴26、27を設けているのである。
従って、本発明においては、最高温度感知センサ35及び吐出エアー温度感知センサ36の配線用端子も基端側にまとめて配線することができるものである。
最高加熱温度部位を空間部とすることにより、異常加熱を防止でき、温度むらが生じる部位にも空間部を設けることにより、その空間内で被加熱気体が攪拌、混合されて被加熱エアーの温度の均一化が実現されるのである。
本発明は、これら異常加熱や加熱むらを有効かつ良好に防止でき、エアーへの熱伝導効率を向上させ、連続的かつ安定的に高温熱風を吐出できることとなるのである。
ヒータ収納体の長手方向長さ及びその外径は、適宜自由に必要に応じて設計変更することができる。
同様に、碍子の長手方向の厚み及び外径も必要に応じて設計変更でき、使用する個数も適宜その容量に応じて設定することができる。
積層した碍子の中間部に設ける空間部も3箇所以上設けてもよい。
長尺状の固定用支持部材も、その長さは、上記ヒータ収納体および碍子の個数に応じて設定することができ、切欠は設けずに実施することもできる。
センサの数は、3つ以上設けることもできる。
ヒータ収納体の外周に円筒形状の断熱カバーを設けて実施することもできる。
最後に、前記した通り、本発明に係るヒータにおいては、ペンヒータとしてばかりでなく、大型筒状の熱風発生用ヒータとして実施することも可能である。
11 収納本体部
12 吐出口部
13 吐出口
20 碍子
21 貫通穴(固定用支持部材用の)
22 電熱線
23 固定用支持部材
23k 切欠
24 気体流通孔
25a、25b 空間部
26、27 温度センサ挿通穴
33 エアー供給チューブ(供給口)
35 最高温度感知センサ
36 吐出エアー温度感知センサ
Claims (5)
- 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、複数の碍子を積層配備し、碍子の軸方向に設けた複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の製造方法において、
前記複数の碍子(20)を相互に固定するための金属製の長尺状の固定用支持部材(23)を碍子(20)の軸芯部に挿通して配設し、
積層された碍子(20)において、その最高加熱部位に該当する部位に空間部(25a) を設けて電熱線(22)を碍子(20)によって支持しない部分を形成し、
この空間部(25a) に位置する前記固定用支持部材(23)を適宜角度回転させて捻ることにより、電熱線(22)が捻られ且つ積層されている碍子(20)同士も固定されることを特徴とする熱風発生用ヒータの製造方法。 - 前記固定用支持部材(23)として、ステンレス製の適宜幅の板状のものを使用し、その両側側縁部に所定間隔で幅方向に切込(23k) を列設し、前記空間部(25a) で捻り易くしたことを特徴とする請求項1に記載の熱風発生用ヒータの製造方法。
- 複数の碍子(20)が積層された部分で、加熱むらが生じる箇所に更に空間部(25b) を形成し、この空間部(25b)に位置する前記固定用支持部材(23)を適宜回転させて捻ることにより、電熱線(22)が捻られ且つ積層されている碍子(20)同士も固定されることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱風発生用ヒータの製造方法。
- 前記最高加熱部位に該当する空間部(25a) に最高温度感知センサ(35)をヒータ収納体(10)の基端側から先端側に向けて、碍子(20)の軸芯部分に配設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の製造方法。
- 吐出口部(12)内部に吐出エアーの温度を感知する吐出エアー温度感知センサ(36)をヒータ収納体(10)の基端側から先端側に向けて、碍子(20)の軸芯部分に更に設けたことを特徴とする請求項4に記載の熱風発生用ヒータの製造方法。
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