JPS6222074Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は管状ヒータに関するものである。

従来、この種の管状ヒータの内部構造は第２図
に示すように蜂の巣状又は花形状をした磁器製の
絶縁碍子１の略周囲に同心円上に位置させてそれ
ぞれ外方を開口させた挿入孔２，２を長手方向に
平行に設け、且つ中心部に小孔３を形成して複数
の絶縁碍子１，１を第３図に示すように直線状に
位置し、中心に位置した各小孔３に長尺ボルト
（図示せず）を挿通して一体に固定し、この挿入
孔２，２内に収容した各々の発熱線４，４を絶縁
碍子の底部で折返して隣接する挿入孔に挿通させ
ることによつて発熱体５を構成し、この発熱体を
外筒６内に収容して両者の間に粉末絶縁物７を充
填してヒータを構成していたが、以下のような欠
点があつた。

ヒータ容量が大きくなると発熱線の本数が増
加すると共にヒータ全長が長くなるため挿入孔２
の数を多くし、且つ必要な積層長Ｌを得るために
は積層数を多くする必要があるが、挿入孔２の形
状が複雑になれば加工精度が出ないのみならず、
長いものは曲がり、そり、割れ等が生ずるため絶
縁碍子２の長さｌとして一定の限界を有し、約50
〜100mmが経済的に見て限度であつた。パイプ
寸法によつては複雑な形状の絶縁碍子を多種類用
意しておく必要があり、それによつてヒータの大
きさ、寸法等が大きく制約を受けて自由度が得ら
れないし、その上、絶縁碍子の形状も加工上から
の制約を受けた。ヒータの特性上、表面温度を
一定に保ち、均一な発熱を得るためには筒形の金
属管内壁に極力沿つて発熱線４を配する必要があ
り、そのためには第２図の寸法ｔを極力小さく
し、且つ直径ｄφを極力大きくする必要がある。
しかし第２図の構造では加工精度上と経済性の面
から考えて或る程度不満足な状態で留めておかな
ければならないし、限度まで近づけると加工上か
らギヤツプＧが大きくなつてしまい、絶縁性及び
耐圧特性が劣化する欠点があつた。発熱線と金
属内壁との距離ｔを薄く出来ないので、ワツト密
度を大きく出来ず、従つてヒータが大形となつて
しまう欠点があつた。絶縁碍子を直線状に多数
個連結するため各挿入孔２のズレ及び段違いが大
きくなり、均一なピツチで発熱線を挿入すること
が出来ず、更に、発熱線を金属管内壁に沿つて万
遍なく均一に分散させることが困難となり、従つ
て前記寸法ｄ中のワツト密度を高めようとすると
発熱線の局部過熱等により断線の危険があつた。
挿入孔２の多いものや長いものは加工が複雑困
難であるばかりでなく、加工時に発生した潜在的
な歪や、使用時の熱ストレスによつて割れや欠け
を生じ、断線、短絡、耐電圧低下、絶縁劣化等の
致命的な欠陥が増加した。熱容量が大きく、発
熱線と金属内壁との距離が大きいことにより熱伝
導率の低下と合せてワツト密度を大きく出来ない
ので迅速な昇温が得られず、温度コントロールに
対する追従性が悪かつた。少ない発熱線の本数
（各挿入孔の半分）で所要ワツト数を得なければ
ならないために各発熱線に大きな負担がかかると
共に、一部分断線した場合には大きなワツト数の
低下をもたらし使用が不能となつた。発熱線の
各端末が頂部へ集中し、これらのものを空間的に
限られたキヤツプ内で配線を行なわなければなら
ない関係上、絶縁や耐電圧特性の劣化や短絡する
危険性を含んでいた。

本考案はかかる従来の欠点を除去するため、金
属管内に、内部に発熱線を挿入させる複数の外管
を同心状に配列すると共に、中心に内管を収容
し、当該発熱線を底部で、ひとまとめにして接続
することを特徴とするものである。

本考案の実施例について第５〜７図に基づいて
説明すると、石英管若しくは磁器管等の耐熱絶縁
性を有した複数の外管１１を内管１２の周囲に同
一円周上に配列し、この外管内に発熱線１３を挿
入して第６，７図に示す如く、底部で一括接続Ｏ
した後、各外管１１及び内管１２を有底金属管１
４内に挿入し、互いの間隙内にマグネシア等の粉
末絶縁物１５を充填する。この場合、内管１２の
材質は外管１１に準ずるか、或は金属性のもので
発熱線回路の一部として使用してもよいし、又、
内管１２を用いて同心状に複数の外管１１を有底
金属管１４内に配し、互いの間隙内に粉末絶縁物
を充填すればよい。

第８図に挿入孔が６個の場合について従来品と
本考案の実施例に於ける発熱線の接続方法の違い
を示す。即ち、全体のワツト数をＰとし、外管の
本数又は発熱線の本数をｎとすると、発熱線１本
当りの負担は従来品―２Ｐ／ｎ、本考案品―Ｐ／ｎとな
る。

又、かりに１線が断線した時のワツト数の低下は
それぞれ従来品―ｎ−２／ｎ、本考案品―ｎ−１／ｎと
かな り変動が少なくなる。特に大容量のヒータについ
ては従来品では１線が断線した時には単相運転と
なり、電源に大きな不平衡をもたらすが、本考案
ではそれがワツト数の低下も少なく十分使用に耐
えることが出来る。

外管が単純な円筒状であるから長尺のものでも
容易に製作でき、金属管の略頭部に締付部付ネジ
部１６を設け、この金属管１４を被加熱物たる液
体内に挿入し、該ネジ部１６を液体収容槽壁に螺
着させて液体の加熱を行う。

本考案は以下のような効果を有する。

金属管内壁に接して同心円上に収容する外管
の中心に内管を位置させて、空隙内に絶縁材を
充填させるので、振動等によつても外管が金属
管の半径方向には移動することがないので、ヒ
ータの表面温度を一定に維持できる。

発熱線の本数及びヒータ寸法を自由に決定で
き、特性上及び寸法上の制約を受けず、加熱液
体に最適なワツト密度に設計することが可能で
ある。

外管の本数ｎ（発熱線の本数）を適宜増加さ
せれば発熱線１本当りの負担や抵抗値のバラツ
キが１／ｎとなり、均一な発熱と特性が安定するの みならず、ヒータを長寿命化することが出来る。

発熱線を外管内に挿入するのみで良いから製
作上簡便で、且つ均一な状態で挿入出来るため
折返し形に比べ、局部加熱や層間短絡（隣接す
る発熱線相互間の電位差が小さい）による断線
事故を軽減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のものの一部破断した正面図、第
２図は従来の絶縁碍子の正面図、第３図は第２図
Ａ−Ａ線断面図、第４図は絶縁碍子の孔に発熱線
を通した状態の斜視図、第５図は本考案の一部破
断した正面図、第６図は外管と内管との配管状態
を示した正面図、第７図は第６図Ｂ−Ｂ線断面
図、第８図１は本考案の単相に使用する場合の結
線図、第８図２は本考案の三相に使用する場合の
結線図、第８図３は従来品の単相に使用する場合
の結線図、第８図４は従来品の三相に使用する場
合の結線図である。 １１……外管、１３……発熱線、１４……有底
金属管、Ｏ……一括接続点。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内部にそれぞれ発熱線１３を挿通する耐熱絶縁
   性を有した円筒状の外管１１を有底金属管１４内
   に収容し、且つ内壁に接してそれぞれ同心円状に
   配列すると共に中心部に円筒状の内管１２を収容
   し、この金属管１４の上部外周に締付部付螺条部
   １６を形成すると共に、この金属管内に位置させ
   た外管と内管との間に存する間隙内にそれぞれマ
   グネシア等の粉末絶縁物１５を充填し、前記発熱
   線１３の一端を金属管内で全て一括して接続する
   と共に、該発熱線の他端を金属管の外部に引き出
   して成る管状ヒータ。