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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023053797
(43)【公開日】2023-04-13
(54)【発明の名称】浸漬ヒーターユニット
(51)【国際特許分類】
H05B 3/06 20060101AFI20230406BHJP
F27D 11/02 20060101ALI20230406BHJP
【ＦＩ】
H05B3/06 A
F27D11/02 A
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021163057
(22)【出願日】2021-10-01
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-07-21
(71)【出願人】
【識別番号】592134871
【氏名又は名称】日本坩堝株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000219750
【氏名又は名称】東海高熱工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000796
【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】大田 峰彦
(72)【発明者】
【氏名】竹内 晋之介
(72)【発明者】
【氏名】坂本 和久
(72)【発明者】
【氏名】米久 直幸
【テーマコード（参考）】
3K092
4K063
【Ｆターム（参考）】
3K092PP10
3K092QA02
3K092TT08
3K092TT22
4K063AA04
4K063AA12
4K063BA03
4K063CA08
4K063FA07
4K063FA18
(57)【要約】
【課題】発熱体と保護管との間に充填物を充填しない構造を採用しつつ、輸送しやすい浸漬ヒーターユニットを提供する。
【解決手段】浸漬ヒーターユニット１は、溶融金属を加熱する浸漬ヒーターユニット１であって、上下方向に沿って延びた少なくとも一つの発熱体２３を有するヒーター２と、発熱体２３の上端部を露出した状態でヒーター２を収容すると共に、外面から突き出したつば部３２を有するヒーターチューブ３と、ヒーターチューブ３の内面に対してヒーター２を非接触位置に保つスペーサ部材４と、発熱体２３の上端部の位置を保持する位置決め部６と、位置決め部６をつば部３２上に保持する保持部７と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】浸漬ヒーターユニット１は、溶融金属を加熱する浸漬ヒーターユニット１であって、上下方向に沿って延びた少なくとも一つの発熱体２３を有するヒーター２と、発熱体２３の上端部を露出した状態でヒーター２を収容すると共に、外面から突き出したつば部３２を有するヒーターチューブ３と、ヒーターチューブ３の内面に対してヒーター２を非接触位置に保つスペーサ部材４と、発熱体２３の上端部の位置を保持する位置決め部６と、位置決め部６をつば部３２上に保持する保持部７と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
溶融金属を加熱する浸漬ヒーターユニットであって、
上下方向に沿って延びた少なくとも一つの発熱体を有するヒーターと、
前記発熱体の上端部を露出した状態で前記ヒーターを収容し、外面から突き出したつば部を有するヒーターチューブと、
前記ヒーターチューブの内面に対して前記ヒーターを非接触位置に保つスペーサ部材と、
前記発熱体の上端部の位置を保つ位置決め部と、
前記位置決め部を前記つば部上に保持する保持部と、
を備える、
浸漬ヒーターユニット。
上下方向に沿って延びた少なくとも一つの発熱体を有するヒーターと、
前記発熱体の上端部を露出した状態で前記ヒーターを収容し、外面から突き出したつば部を有するヒーターチューブと、
前記ヒーターチューブの内面に対して前記ヒーターを非接触位置に保つスペーサ部材と、
前記発熱体の上端部の位置を保つ位置決め部と、
前記位置決め部を前記つば部上に保持する保持部と、
を備える、
浸漬ヒーターユニット。
【請求項2】
前記スペーサ部材は、
前記ヒーターチューブの底部に収容され、前記ヒーターチューブの内底面に対して前記ヒーターの下端を非接触位置に保つ下スペーサと、
前記ヒーターチューブの上端部に設けられ、前記ヒーターチューブの開口内周縁に対して前記ヒーターを非接触位置に保つ上スペーサと、
を有する、
請求項１記載の浸漬ヒーターユニット。
前記ヒーターチューブの底部に収容され、前記ヒーターチューブの内底面に対して前記ヒーターの下端を非接触位置に保つ下スペーサと、
前記ヒーターチューブの上端部に設けられ、前記ヒーターチューブの開口内周縁に対して前記ヒーターを非接触位置に保つ上スペーサと、
を有する、
請求項１記載の浸漬ヒーターユニット。
【請求項3】
前記上スペーサは、
前記ヒーターチューブの開口面に通される挿入部と、
前記挿入部の上端に設けられ前記ヒーターチューブの前記開口面を覆う蓋部と、
前記挿入部の下面と前記蓋部の上面を貫通し、前記発熱体を通す挿通穴と、
を有する、
請求項２記載の浸漬ヒーターユニット。
前記ヒーターチューブの開口面に通される挿入部と、
前記挿入部の上端に設けられ前記ヒーターチューブの前記開口面を覆う蓋部と、
前記挿入部の下面と前記蓋部の上面を貫通し、前記発熱体を通す挿通穴と、
を有する、
請求項２記載の浸漬ヒーターユニット。
【請求項4】
前記上スペーサと前記位置決め部との間に配置され、前記発熱体が通されかつ前記挿通穴よりも径が大きい取付け穴を有する板状のアダプタと、
中心軸に沿って前記発熱体が通された状態で前記取付け穴内に通される筒部、及び前記筒部から径方向の外側に突き出て前記取付け穴を覆う覆い部を有するブッシュと、
を更に備え、
前記取付け穴の内周面と前記筒部の外周面との間には隙間が形成されている、
請求項３記載の浸漬ヒーターユニット。
中心軸に沿って前記発熱体が通された状態で前記取付け穴内に通される筒部、及び前記筒部から径方向の外側に突き出て前記取付け穴を覆う覆い部を有するブッシュと、
を更に備え、
前記取付け穴の内周面と前記筒部の外周面との間には隙間が形成されている、
請求項３記載の浸漬ヒーターユニット。
【請求項5】
前記位置決め部は、前記ヒーターの上端部が通され上底面を有する凹部を有し、
前記位置決め部は、前記凹部の上底面と前記下スペーサとの間に前記ヒーターを挟むことで、前記発熱体の上端部の位置を保つように構成されている、
請求項２～４のいずれか一項に記載の浸漬ヒーターユニット。
前記位置決め部は、前記凹部の上底面と前記下スペーサとの間に前記ヒーターを挟むことで、前記発熱体の上端部の位置を保つように構成されている、
請求項２～４のいずれか一項に記載の浸漬ヒーターユニット。
【請求項6】
前記保持部は、
前記つば部の下面に対して下方から当たる位置規制板と、
前記位置規制板上に前記位置決め部を支持する複数の支柱と、
を有する、
請求項１～５のいずれか一項に記載の浸漬ヒーターユニット。
前記つば部の下面に対して下方から当たる位置規制板と、
前記位置規制板上に前記位置決め部を支持する複数の支柱と、
を有する、
請求項１～５のいずれか一項に記載の浸漬ヒーターユニット。
【請求項7】
前記複数の支柱の各々と前記位置決め部との間に設けられ、前記位置決め部を前記複数の支柱に沿って弾性的に位置変更させる弾性体を更に備える、
請求項６記載の浸漬ヒーターユニット。
請求項６記載の浸漬ヒーターユニット。
【請求項8】
前記位置決め部は、上下方向に貫通する貫通穴を有し、
前記発熱体は、上端部に電極を含み、
前記浸漬ヒーターユニットは、前記電極に接続されかつ前記貫通穴を通して前記位置決め部よりも上方に引き出された接続具を更に備える、
請求項１～７のいずれか一項に記載の浸漬ヒーターユニット。
前記発熱体は、上端部に電極を含み、
前記浸漬ヒーターユニットは、前記電極に接続されかつ前記貫通穴を通して前記位置決め部よりも上方に引き出された接続具を更に備える、
請求項１～７のいずれか一項に記載の浸漬ヒーターユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、浸漬ヒーターユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、従来の浸漬ヒータの一形態が開示されている。特許文献１記載の浸漬ヒータは、溶融金属に漬けられるように炉に設置され、溶融金属を加熱する。特許文献１記載の浸漬ヒータは、保護管と、保護管の内部に収容された発熱体と、保護管と発熱体との間に充填された無機充填物と、発熱体に給電する電流端子と、を備える。発熱体が発熱すると、その熱は、無機充填物を介して保護管に伝導し、保護管から放熱される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－１３９８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、特許文献１に記載の浸漬ヒータを始めとする、発熱体と保護管との間に充填物が充填された浸漬ヒーターでは、充填物の密度が、部分的に密や粗になりやすく、均一になりにくい上に、充填物自体のコストも高い。このため、浸漬ヒーターとして、発熱体と保護管との間に充填物を使用しない構造を採用するにはメリットがある。
しかし、発熱体と保護管との間に充填物が無いと、浸漬ヒーターを製造工場から設置現場まで輸送する際に、発熱体と保護管とが干渉する可能性があり、破損の可能性が懸念される。また、発熱体、保護管等の部品を、個別に、製造工場から設置する現場に輸送した上で、当該現場で組み立てると、現場作業者の作業効率が悪いうえに、現場作業者の技量によっては、適切な組み立てができずに、十分な能力が得られない浸漬ヒーターとなる可能性もある。
しかし、発熱体と保護管との間に充填物が無いと、浸漬ヒーターを製造工場から設置現場まで輸送する際に、発熱体と保護管とが干渉する可能性があり、破損の可能性が懸念される。また、発熱体、保護管等の部品を、個別に、製造工場から設置する現場に輸送した上で、当該現場で組み立てると、現場作業者の作業効率が悪いうえに、現場作業者の技量によっては、適切な組み立てができずに、十分な能力が得られない浸漬ヒーターとなる可能性もある。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みてなされ、発熱体と保護管との間に充填物を充填しない構造を採用しつつ、輸送しやすい浸漬ヒーターユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る一態様の浸漬ヒーターユニットは、溶融金属を加熱する浸漬ヒーターユニットであって、上下方向に沿って延びた少なくとも一つの発熱体を有するヒーターと、前記発熱体の上端部を露出した状態で前記ヒーターを収容し、外面から突き出したつば部を有するヒーターチューブと、前記ヒーターチューブの内面に対して前記ヒーターを非接触位置に保つスペーサ部材と、前記ヒーターの上端部の位置を保つ位置決め部と、前記位置決め部を前記つば部上に保持する保持部と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
本発明に係る上記態様の浸漬ヒーターユニットは、発熱体と保護管との間に充填物を充填しない構造を採用しつつ、組み立てられた状態での取り扱いが容易で輸送しやすい、という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
＜実施形態＞
以下、本発明の実態形態について添付図面を参照して説明する。
以下、本発明の実態形態について添付図面を参照して説明する。
【0010】
（１）全体
本実施形態に係る浸漬ヒーターユニット１は、炉に溜められた溶融金属に漬けられるように設置されることで、溶融金属を加熱することができる。ここでいう「加熱」は、熱を加えることを意味し、溶融金属の温度を上昇させること、溶融金属を保温させることのほか、溶融金属の温度低下を緩やかにさせることも含む。溶融金属は、溶解した略液状の金属のことである。溶融金属をなす金属としては、特に制限はなく、例えば、アルミニウム合金、亜鉛合金等が挙げられる。
本実施形態に係る浸漬ヒーターユニット１は、炉に溜められた溶融金属に漬けられるように設置されることで、溶融金属を加熱することができる。ここでいう「加熱」は、熱を加えることを意味し、溶融金属の温度を上昇させること、溶融金属を保温させることのほか、溶融金属の温度低下を緩やかにさせることも含む。溶融金属は、溶解した略液状の金属のことである。溶融金属をなす金属としては、特に制限はなく、例えば、アルミニウム合金、亜鉛合金等が挙げられる。
【0011】
なお、浸漬ヒーターユニット１を炉に取り付ける方法については、従来の取付け方法によって取り付けられる。本明細書では説明を省略する。
【0012】
浸漬ヒーターユニット１は、図１に示すように、ヒーター２と、ヒーターチューブ３と、スペーサ部材４と、取付け部材５と、平編素線を含む接続具８と、を備える。
【0013】
以下では、説明の便宜上、図１に示すように、浸漬ヒーターユニット１の長手方向に沿う方向のうち、接続具８からヒーターチューブ３に向かう方向を「下方向」とし、その反対方向を「上方向」とし、下方向及び上方向に平行な２方向を「上下方向」として定義する。ただし、この方向の定義は、本発明に係る浸漬ヒーターユニット１の使用態様を限定する趣旨ではない。
【0014】
（２）ヒーター
ヒーター２は、浸漬ヒーターユニット１の熱源となる部材である。ヒーター２は、図２に示すように、上下方向に沿って延びており、大部分がヒーターチューブ３内に収容される。ヒーター２は、図３に示すように、発熱領域である発熱部２１と、発熱しない領域である非発熱部２２と、を備える。本実施形態に係るヒーター２は、非発熱部２２として、ヒーター２の上端を含む第一非発熱部２２１と、ヒーター２の下端を含む第二非発熱部２２２と、を備える。第一非発熱部２２１、発熱部２１及び第二非発熱部２２２は、この順でヒーター２の長手方向に沿って並んでおり、第一非発熱部２２１は、ヒーター２の長手方向において、発熱部２１よりも上方に形成されている。
ヒーター２は、浸漬ヒーターユニット１の熱源となる部材である。ヒーター２は、図２に示すように、上下方向に沿って延びており、大部分がヒーターチューブ３内に収容される。ヒーター２は、図３に示すように、発熱領域である発熱部２１と、発熱しない領域である非発熱部２２と、を備える。本実施形態に係るヒーター２は、非発熱部２２として、ヒーター２の上端を含む第一非発熱部２２１と、ヒーター２の下端を含む第二非発熱部２２２と、を備える。第一非発熱部２２１、発熱部２１及び第二非発熱部２２２は、この順でヒーター２の長手方向に沿って並んでおり、第一非発熱部２２１は、ヒーター２の長手方向において、発熱部２１よりも上方に形成されている。
【0015】
ヒーター２は、上端部に形成された電極２３３に対して電圧を印加することで発熱部２１が発熱する。電極２３３は、第一非発熱部２２１のうちの上端部に形成されている。ただし、電極２３３は、第一非発熱部２２１に含まれていれば、上端部に形成されていなくてもよく、例えば、ヒーター２の上端から下方向に離れた位置に形成されていてもよい。
【0016】
本実施形態に係るヒーター２は、複数（ここでは三つ）の発熱体２３と、連結体２４と、を備える。各発熱体２３は、上下方向に一様な断面形状（円形）で延びた棒状のセラミックヒーターであり、下端から上方に向かう一範囲が発熱領域Ｈ１であり、それ以外の範囲が非発熱領域Ｈ２である。電極２３３は、各発熱体２３に形成されている。本実施形態に係るヒーター２では、複数の発熱体２３の発熱領域Ｈ１によって、ヒーター２の発熱部２１が構成されており、複数の発熱体２３の非発熱領域によってヒーター２の第一非発熱部２２１が構成されている。
【0017】
連結体２４は、複数の発熱体２３の下端部同士を連結し、複数の発熱体２３を一体にする。連結体２４は、上方から見て（以下、平面視）略円形状に形成されている。連結体２４の上面には、複数の発熱体２３の下端部が嵌まり込む複数の嵌合凹部２４１が形成されている。連結体２４の素材としては、特に制限はなく、例えば、セラミック、カーボン、金属等が挙げられる。ヒーター２の第二非発熱部２２２は、連結体２４によって構成されている。
【0018】
（３）ヒーターチューブ
ヒーターチューブ３は、ヒーター２を保護しつつ、ヒーター２からの熱を溶融金属に伝導させる保護管である。ヒーターチューブ３は、図２に示すように、有底円筒状に形成されており、上端面に開口面を有する。ヒーターチューブ３は、浸漬ヒーターユニット１として組み立てられた状態では、図４に示すように、ヒーター２に対し、発熱部２１を覆いかつ第一非発熱部２２１のうちの少なくとも上端部を露出するように位置付けられる。
ヒーターチューブ３は、ヒーター２を保護しつつ、ヒーター２からの熱を溶融金属に伝導させる保護管である。ヒーターチューブ３は、図２に示すように、有底円筒状に形成されており、上端面に開口面を有する。ヒーターチューブ３は、浸漬ヒーターユニット１として組み立てられた状態では、図４に示すように、ヒーター２に対し、発熱部２１を覆いかつ第一非発熱部２２１のうちの少なくとも上端部を露出するように位置付けられる。
【0019】
ヒーターチューブ３は、炭化珪素（ＳｉＣ）を主成分とする材料で形成されており、耐酸化性、耐熱性、物理的強度、スラグや溶融金属等の化学的浸食に対する耐食性、熱伝導性を有している。ここで言う「主成分」とは、材料中の含有量が最も多いこと（好ましくは、含有量が５５重量％を超えること）を意味する。ヒーターチューブ３を構成する材料は、主成分である炭化珪素に加えて、例えば、ホウ化物、ＳｉＯ２（例えば、シリカ、石英等）、金属酸化物（例えば、アルミナ、ムライト等）、カーボン（例えば、黒鉛、カーボンブラック等）等を含有することができる。これにより、耐熱衝撃性（耐スポール性）、耐酸化性、熱伝導性等を向上することができる。
【0020】
ヒーターチューブ３は、図４に示すように、チューブ本体３１と、つば部３２と、を備える。
【0021】
チューブ本体３１は、ヒーターチューブ３の主体を構成する部分である。チューブ本体３１は、上下方向に中心軸を有する有底円筒の直管状に形成されており、下端部の外面が半球状に形成されている。また、チューブ本体３１の内面の底面（以下、内底面３１１という）も半球面状に形成されている。チューブ本体３１の上端面は開口面を有しており、当該開口面は、チューブ本体３１の内部に通じている。
【0022】
つば部３２は、チューブ本体３１の外面から、チューブ本体３１の径方向の外側に突き出している。つば部３２は、チューブ本体３１の外面の周方向の全長にわたって形成されている。ただし、つば部３２は、本発明では、チューブ本体３１の外面の周方向の全長にわたっている必要はなく、部分的に形成されてもよい。
【0023】
つば部３２は、チューブ本体３１の上端部に設けられている。つば部３２の上面は、チューブ本体３１の上端面と面一である。ただし、本発明では、つば部３２の上面は、チューブ本体３１の上端面と面一でなくてもよく、溶融金属に接しない位置であれば、チューブ本体３１の上端面から下方向に進んだ位置に形成されてもよい。
【0024】
ヒーターチューブ３は、浸漬ヒーターユニット１として組み立てられると、発熱体２３のうちの少なくとも発熱部２１を覆う。本実施形態では、ヒーターチューブ３は、ヒーター２の第二非発熱部２２２、発熱部２１、ならびに第一非発熱部２２１のうちの下部及び中央部を覆う。これにより、第一非発熱部２２１のうちの少なくとも上端部が露出する。本実施形態では、ヒーターチューブ３により覆われないヒーター２の露出した部分を「上部」とし、上部のうちの電極２３３に対応する部分を「上端部」とする。
【0025】
（４）スペーサ部材
スペーサ部材４は、ヒーターチューブ３の内面に対して、ヒーター２を非接触位置に保つ部材である。スペーサ部材４は、ヒーターチューブ３に設けられている。スペーサ部材４は、電気的な絶縁性を有する材料で形成されている。スペーサ部材４の材料としては、例えば、アルミナ、サファイア、窒化アルミニウム、窒化珪素、コージライト、ムライト、フォルステライト等が挙げられるが、このなかでも、耐熱性及び電気絶縁性の観点から、アルミナが用いられることが好ましい。本実施形態に係るスペーサ部材４は、図４に示すように、下スペーサ４１と、上スペーサ４２と、を備える。
スペーサ部材４は、ヒーターチューブ３の内面に対して、ヒーター２を非接触位置に保つ部材である。スペーサ部材４は、ヒーターチューブ３に設けられている。スペーサ部材４は、電気的な絶縁性を有する材料で形成されている。スペーサ部材４の材料としては、例えば、アルミナ、サファイア、窒化アルミニウム、窒化珪素、コージライト、ムライト、フォルステライト等が挙げられるが、このなかでも、耐熱性及び電気絶縁性の観点から、アルミナが用いられることが好ましい。本実施形態に係るスペーサ部材４は、図４に示すように、下スペーサ４１と、上スペーサ４２と、を備える。
【0026】
下スペーサ４１は、図５（Ｂ）に示すように、ヒーターチューブ３の底部に収容され、ヒーターチューブ３の内底面３１１に対してヒーター２の下端を非接触位置に保つ部材である。下スペーサ４１の下面は、球面状に形成されており、内底面３１１に面状に接触する。下スペーサ４１は、ヒーター２が載る載置面４１１と、載置面４１１の外周を囲む突出部４１２と、を備える。載置面４１１は、平面状に形成されており、上方向を向く。突出部４１２は、載置面４１１にヒーター２の下端部（具体的には、連結体２４）が載った状態で、ヒーター２の下端部が、載置面４１１に対して、ヒーターチューブ３の径方向に移動するのを妨げる。
【0027】
上スペーサ４２は、図５（Ａ）に示すように、ヒーターチューブ３の開口内周縁に対してヒーター２を非接触位置に保つ部材である。上スペーサ４２は、ヒーターチューブ３の上端部に設けられる。上スペーサ４２は、挿入部４２１と、蓋部４２２と、複数の挿通穴４２３と、を備える。
【0028】
挿入部４２１は、上スペーサ４２において、ヒーターチューブ３の開口面に通される部分である。挿入部４２１の外径は、挿入部４２１及びヒーターチューブ３の寸法精度の関係上、挿入部４２１とヒーターチューブ３との間に一定の隙間（いわゆる、遊び）を有するように形成されることが好ましい。ここでいう「一定の隙間」は、（ヒーターチューブ３の内径と挿入部４２１の外径との差）／２で表される寸法であり、例えば、２ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは４ｍｍ以上である。「一定の隙間」の上限値としては、特に制限はないが、例えば、ヒーターチューブ３の外径の１／２以下であることが好ましい。
【0029】
蓋部４２２は、ヒーターチューブ３の開口面を覆う部分である。蓋部４２２は、挿入部４２１の上端に設けられている。蓋部４２２は、挿入部４２１に対して一体に成形されているが、例えば、ねじ止め、嵌め込み、ピン止め、溶着、接着、スナップフィット構造等によって挿入部４２１に接合されてもよい。
【0030】
蓋部４２２の外径は、挿入部４２１の外径よりも大きく、かつヒーターチューブ３の内径よりも大きく形成されている。また、蓋部４２２の外径は、ヒーターチューブ３のつば部３２の外径以下に形成されている。ただし、本発明では、蓋部４２２の外径は、ヒーターチューブ３のつば部３２の外径よりも大きく形成されていてもよい。
【0031】
挿通穴４２３は、発熱体２３を通す穴である。挿通穴４２３は、挿入部４２１の下面と蓋部４２２の上面とを貫通する。挿通穴４２３は、間隔をおいて複数形成されており、複数の発熱体２３が、一対一で通される。本実施形態に係る浸漬ヒーターユニットは複数の発熱体２３を有するため、複数の挿通穴４２３が形成されているが、発熱体２３が一つの場合には、挿通穴４２３は一つのみ形成される。
【0032】
各挿通穴４２３の内径は、ヒーター２の取付け性の関係上、発熱体２３の外面との間に一定の隙間を有するように形成されることが好ましい。ここでいう「一定の隙間」は、（挿通穴４２３の内径と発熱体２３の外径との差）／２で表される寸法であり、例えば、１ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは２ｍｍ以上である。「一定の隙間」の上限値としては、例えば、５ｍｍであることが好ましい。これによって、発熱体２３の芯出しを精度よく行うことができる。
【0033】
ここで言う「発熱体２３の芯出し」とは、発熱体２３の中心軸がヒーターチューブ３の中心軸に対して平行となるように、発熱体２３の角度や位置を調整して、発熱体２３をヒーターチューブ３に取り付ける一製造工程を意味する。ヒーター２の芯出しを精度よく行うには、挿通穴４２３の長さをできる限り長くすることが好ましく、すなわち、挿入部４２１の下面と蓋部４２２の上面との間の寸法（「上スペーサ４２の厚さ寸法Ｔ１」ともいう）をできる限り大きく設計することが好ましい。上スペーサ４２の厚さ寸法Ｔ１としては、例えば、Ｔ１≦２０ｍｍであることが好ましく、より好ましくはＴ１≦５０ｍｍである。上スペーサ４２の厚さ寸法の上限値は、例えば、４００ｍｍである。
【0034】
各挿通穴４２３には、図７（Ａ）に示すように、発熱体２３が通される。上述の通り、挿通穴４２３と発熱体２３との間には、一定の隙間が形成されるため、発熱体２３が発熱した際に、当該隙間から熱が逃げる可能性がある。このため、本実施形態に係る浸漬ヒーターユニット１では、挿通穴４２３と発熱体２３との間の隙間には、図７（Ｂ）に示すように、充填部材４３が充填される。
【0035】
充填部材４３は、挿通穴４２３と発熱体２３との間の隙間に充填される部材であり、当該隙間を埋める。充填部材４３は、弾性及び耐熱性を有することが好ましい。充填部材４３としては、例えば、セラミックファイバー、ガラスウール、ロックウール等が挙げられる。
【0036】
（５）取付け部材
取付け部材５は、図１に示すように、ヒーターチューブ３に対して、ヒーター２を取り付ける部材である。取付け部材５によって、ヒーターチューブ３に対してヒーター２を取り付けたまま、浸漬ヒーターユニット１として輸送を行うことができる。取付け部材５は、図２に示すように、位置決め部６と、保持部７と、を備える。
取付け部材５は、図１に示すように、ヒーターチューブ３に対して、ヒーター２を取り付ける部材である。取付け部材５によって、ヒーターチューブ３に対してヒーター２を取り付けたまま、浸漬ヒーターユニット１として輸送を行うことができる。取付け部材５は、図２に示すように、位置決め部６と、保持部７と、を備える。
【0037】
（５．１）位置決め部
位置決め部６は、発熱体２３の上端部のヒーターチューブ３に対する位置を保つ部材である。位置決め部６は、板状に形成されている。位置決め部６は、本実施形態では、平面視円形状に形成されているが、本発明では形状に特に制限はなく、例えば、平面視三角形状、平面視四角形状、平面視五角形状等の平面視多角形状、平面視楕円形状、隅丸多角形状、ブロック状、網状、パンチングメタル状、エキスパンドメタル状、格子状等に形成されてもよい。
位置決め部６は、発熱体２３の上端部のヒーターチューブ３に対する位置を保つ部材である。位置決め部６は、板状に形成されている。位置決め部６は、本実施形態では、平面視円形状に形成されているが、本発明では形状に特に制限はなく、例えば、平面視三角形状、平面視四角形状、平面視五角形状等の平面視多角形状、平面視楕円形状、隅丸多角形状、ブロック状、網状、パンチングメタル状、エキスパンドメタル状、格子状等に形成されてもよい。
【0038】
位置決め部６は、図５（Ａ）に示すように、発熱体２３の上端部が通される複数の凹部６１を有する。複数の凹部６１には、複数の発熱体２３の上端部が一対一で通される。各凹部６１は、図６に示すように、下方向を向く底面（以下、「上底面６１１」という）と、内側面６１２とを有している。複数の凹部６１は、各発熱体２３に対応する位置に形成されている。上底面６１１は、凹部６１に発熱体２３の上端部が通されると、ヒーター２の上端面に対向する。したがって、浸漬ヒーターユニット１として組み立てられた状態では、図４に示すように、凹部６１の上底面６１１と下スペーサ４１の載置面４１１とで、ヒーター２が挟まれる。この状態で、凹部６１の内側面６１２は、図６に示すように、発熱体２３の上端部が上底面６１１に対してヒーターチューブ３の径方向に移動するのを妨げる。
【0039】
位置決め部６は、電気的な絶縁性を有している。位置決め部６の材料としては、例えばカルシウム、カルシア、アルミナ、シリカ、ムライト、サファイア、窒化アルミニウム、窒化珪素、コージライト、フォルステライト等のうちの一種又は複数種の複合体が挙げられ、このなかでも、電気絶縁性、機械的強度及び軽量性の観点から、アルミナ、シリカ、ムライト、及びカルシウム（又はカルシア）の複合体が用いられることが好ましい。
【0040】
（５．２）保持部
保持部７は、ヒーターチューブ３のつば部３２上に、位置決め部６を保持する部材である。保持部７は、図５（Ａ）に示すように、位置規制板７１と、複数の支柱７２と、を備える。
保持部７は、ヒーターチューブ３のつば部３２上に、位置決め部６を保持する部材である。保持部７は、図５（Ａ）に示すように、位置規制板７１と、複数の支柱７２と、を備える。
【0041】
位置規制板７１は、つば部３２の下面に対して下方から当たり、少なくとも上方向及び径方向に位置決めされる部材である。ここでいう「つば部３２の下面に対して下方から当たる」とは、つば部３２の下面に対して接触して「直接的に当たる」場合のほか、シーリング材や粘着剤等を介在して「間接的に当たる」場合も含むこととする。
【0042】
位置規制板７１は、図２に示すように、円環状に形成されている。位置規制板７１は、中央の開口部７１１に対し、ヒーターチューブ３のチューブ本体３１が上方から挿し込まれ、つば部３２の下面に当たる位置に位置付けられる。位置規制板７１とつば部３２とは、例えば、接着剤、ねじ止め、挟み込み等で互いに固定されてもよい（すなわち、全方向に位置決めされてもよい）が、ここでは、位置規制板７１は、ヒーターチューブ３に対して、つば部３２の下面に当たる位置から上方向及び径方向に移動しないように位置規制されている。
【0043】
支柱７２は、位置規制板７１上に位置決め部６を支持する部材である。複数の支柱７２は、図５（Ａ）に示すように、位置規制板７１と位置決め部６とをつなぐ。各支柱７２は、上下方向に延びた棒状体で構成されており、具体的には、ボルトで構成されている。
【0044】
支柱７２に対する位置決め部６の固定は、支柱７２のねじ部にねじ込まれるナット７２１で行われる。ナット７２１をねじ込むと、位置決め部６は、位置規制板７１に対して近付く方向に移動するが、このとき、ヒーター２の上端に対して、下方向に力を加える。ヒーター２は、位置決め部６の凹部６１の上底面６１１と、下スペーサ４１の載置面４１１との間で挟まれ、支持される。これによって、輸送中等に浸漬ヒーターユニット１に振動が加わっても、ヒーター２が、ヒーターチューブ３内でガタつくのを防ぐことができ、ヒーター２が折れ曲がったり、破損したりすることを回避することができる。
【0045】
（５．３）接続具
接続具８は、図１に示すように、電極２３３に接続され、位置決め部６に形成された貫通穴６２を通して位置決め部６から上方に引き出されている。したがって、作業者は、ヒーター２に対する電気的な接続作業の作業性を向上することができる。
接続具８は、図１に示すように、電極２３３に接続され、位置決め部６に形成された貫通穴６２を通して位置決め部６から上方に引き出されている。したがって、作業者は、ヒーター２に対する電気的な接続作業の作業性を向上することができる。
【0046】
位置決め部６は、図２に示すように、位置決め部６の上面と下面とを貫通する複数の貫通穴６２を有する。貫通穴６２は、平面視で、凹部６１に隣接する位置に形成されており、凹部６１からずれた位置に形成されている。ここで言う「平面視で凹部６１からずれた位置」とは、平面視で、貫通穴６２と凹部６１とが重なる部位がないような位置関係を意味する。貫通穴６２の形状としては、特に制限はなく、スリット状、長穴状、丸穴状等が挙げられる。
【0047】
接続具８は、図３に示すように、電極２３３に接続される連結具８１と、連結具８１に接続されかつ貫通穴６２に通される導線８２と、を備える。連結具８１は、電極２３３に接触した状態で電極２３３に対して固定される固定部８１１と、固定部８１１から発熱体２３の径方向に突き出る導線接続部８１２と、を備える。連結具８１は、導体で構成されている。
【0048】
本実施形態に係る導線８２は、扁平状の平編素線（フラットケーブル）で構成されている。導線８２は、導線接続部８１２に電気的に接続される第一端子８２１と、ハーネスの長手方向の端部のうちの第一端子８２１とは反対側に形成された第二端子８２２と、を備える。第二端子８２２は、図１に示すように、浸漬ヒーターユニット１が組み立てられると、位置決め部６よりも上方に位置する。なお、導線８２としては、平編素線に限らず、例えば、撚り線、単線、ハーネス等であってもよい。
【0049】
第二端子８２２に電力を供給すると、導線８２及び連結具８１を介して各発熱体２３に電力が供給される。これによって、ヒーター２の発熱部２１が発熱する。
【0050】
（６）作用効果
以上説明したように、本実施形態に係る浸漬ヒーターユニット１は、スペーサ部材４によってヒーターチューブ３とヒーター２とを非接触の状態に保ちつつ、位置決め部６によって発熱体２３の上端部の位置が保たれた状態で、当該位置決め部６が保持部７によってつば部３２上に保持される。このため、浸漬ヒーターユニット１として組み立てられた状態では、一のユニット品を構成する。この結果、浸漬ヒーターユニット１として、予め組み立てられた状態で輸送することができ、現場で部品を組み立てることなく、浸漬ヒーターユニット１を現場に搬入することができる。
以上説明したように、本実施形態に係る浸漬ヒーターユニット１は、スペーサ部材４によってヒーターチューブ３とヒーター２とを非接触の状態に保ちつつ、位置決め部６によって発熱体２３の上端部の位置が保たれた状態で、当該位置決め部６が保持部７によってつば部３２上に保持される。このため、浸漬ヒーターユニット１として組み立てられた状態では、一のユニット品を構成する。この結果、浸漬ヒーターユニット１として、予め組み立てられた状態で輸送することができ、現場で部品を組み立てることなく、浸漬ヒーターユニット１を現場に搬入することができる。
【0051】
また、スペーサ部材４は、下スペーサ４１と上スペーサ４２とを有するため、ヒーターチューブ３の底部の内底面３１１とヒーター２との非接触状態と、ヒーターチューブ３の上端部とヒーター２との非接触状態とを確実に保つことができる。
【0052】
また、浸漬ヒーターユニット１では、スペーサ部材４によって、ヒーターチューブ３とヒーター２とを非接触の状態に保っている上に、位置決め部６と下スペーサ４１との間にヒーター２を挟むことで、発熱体２３の上端部の位置を保っている。このため、ヒーターチューブ３に対してヒーター２を固定することができ、輸送時にヒーター２が折れたり、破損したりすることを抑制することができる。さらに、ヒーターチューブ３に対してヒーター２を固定する構造が、発熱体２３の発熱領域を阻害しないため、浸漬ヒーターユニット１として予め組み立てられた状態で、現場に搬入されても、そのまま設置することができる。
【0053】
また、複数の挿通穴４２３は、上スペーサ４２において互いに離れた位置に形成されている。複数の発熱体２３は、複数の挿通穴４２３に対して一対一で通される。このため、上スペーサ４２によれば、複数の発熱体２３は互いに接触することなく、互いの間の間隔を保つことができる。
【0054】
＜変形例＞
上記実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
上記実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
【0055】
（１）変形例１
上記実施形態では、図７（Ｂ）に示すように、挿通穴４２３とヒーター２との間に充填部材４３が充填され、これによって、挿通穴４２３とヒーター２との間から、ヒーター２から生じた熱が逃げるのを抑制した。
上記実施形態では、図７（Ｂ）に示すように、挿通穴４２３とヒーター２との間に充填部材４３が充填され、これによって、挿通穴４２３とヒーター２との間から、ヒーター２から生じた熱が逃げるのを抑制した。
【0056】
ところで、ヒーター２が発熱することによって、各発熱体２３が、発熱体２３の長手方向に膨張することがある。このとき、発熱体２３が上下から挟まれていると、湾曲しようとする力が生じる。このとき、発熱体２３が、充填部材４３によって、発熱体２３の長手方向の中間部分で拘束されていると、応力が生じ得る。このため、本変形例では、これを緩和するために、充填部材４３に代えて、例えば、図８（Ａ）（Ｂ）に示すような構造を採用している。ここでは、上記実施形態と異なる部分を主に説明し、共通する部分については、説明を省略する。
【0057】
【0058】
アダプタ９は、複数のブッシュ９１を支持する。アダプタ９は、発熱体２３が通る複数の取付け穴９２を有する。アダプタ９は、上スペーサ４２と位置決め部６（図１参照）との間に配置される。具体的には、本変形例では、上スペーサ４２に載せられる。アダプタ９は、上スペーサ４２に対して、接着、ねじ止め等の固定手段で、固定されてもよいし、載せるだけで固定されていなくてもよい。
【0059】
アダプタ９は、上面及び下面が互いに平行な平面であり、板状に形成されている。アダプタ９の上面は、取付け穴９２の中心軸に対して直交している。また、アダプタ９の下面も、取付け穴９２の中心軸に対して直交している。アダプタ９の形状は、本変形例では円板状であるが、本発明では特に制限はなく、例えば、四角板状、五角形板状、楕円形状等であってもよい。
【0060】
アダプタ９の材料は、特に制限はなく、例えば、例えば、アルミナ、サファイア、窒化アルミニウム、窒化珪素、コージライト、ムライト、フォルステライト等が挙げられるが、このなかでも、耐熱性及び電気絶縁性の観点から、アルミナが用いられることが好ましい。
【0061】
ブッシュ９１は、発熱体２３が通された状態で、取付け穴９２に嵌め込まれる。ブッシュ９１は、図９に示すように、中央に発熱体２３が通される筒部９１１と、筒部９１１の上端部から径方向の外側に突き出て取付け穴９２を覆う覆い部９１２と、を備える。覆い部９１２は、アダプタ９の上面に載る。
【0062】
取付け穴９２の内周面と筒部９１１の外周面との間には隙間が形成されている。これにより、ブッシュ９１は、筒部９１１が取付け穴９２内で移動し得る範囲において、アダプタ９の上面に沿って移動し得る。覆い部９１２は、どの位置に移動しても、取付け穴９２を覆うような大きさに設定されている。
【0063】
ここで、図９に示すように、発熱体２３の外径をｄ１、上スペーサ４２の挿通穴４２３の内径をｄ２、アダプタ９の取付け穴９２の内径をｄ３、筒部９１１の外径をｄ４とする。このとき、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３であり、ｄ２≦ｄ４である。なお、筒部９１１の内径と発熱体２３の外径ｄ１との差は、略同じサイズであってよく、例えば、０ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。
【0064】
また、取付け穴９２の内径ｄ３と筒部９１１の外径ｄ４との差ｄ３－ｄ４は、１ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは４ｍｍ以上である。ｄ３－ｄ４が、１ｍｍ未満であると、発熱体２３に生じる応力が適切に緩和できない可能性がある。ｄ３－ｄ４の上限値には特に制限はないが、例えば、例えば、７ｍｍを超えると、発熱体２３が上スペーサ４２の挿通穴４２３の内面に当たり得る。
【0065】
この構成によれば、発熱体２３が発熱した結果、発熱体２３が径方向に沿って湾曲する力が働いても、それに追従してブッシュ９１が移動するため、応力を緩和することができる。このとき、取付け穴９２は、ブッシュ９１の覆い部９１２に覆われているため、ヒーター２とヒーターチューブ３との間の熱が取付け穴９２から逃げるのを抑制することができる。
【0066】
（２）変形例２
上記実施形態では、位置決め部６は、支柱７２に対して固定されたが、例えば、図１０に示すように、位置決め部６は、支柱７２に沿って弾性的に位置変更し得る構造であってもよい。これによって、発熱体２３が発熱した際、各発熱体２３が、発熱体２３の長手方向に膨張しても、熱応力の発生を抑制することができる。
上記実施形態では、位置決め部６は、支柱７２に対して固定されたが、例えば、図１０に示すように、位置決め部６は、支柱７２に沿って弾性的に位置変更し得る構造であってもよい。これによって、発熱体２３が発熱した際、各発熱体２３が、発熱体２３の長手方向に膨張しても、熱応力の発生を抑制することができる。
【0067】
取付け部材５は、弾性体７３を備える。弾性体７３は、位置決め部６を複数の支柱７２に沿って弾性的に位置変更させる。弾性体７３は、支柱７２と位置決め部６との間、より具体的には、支柱７２に固定されたナット７２１と、位置決め部６の上面との間に配置されている。弾性体７３は、浸漬ヒーターユニット１が組み立てられた状態で、常時、発熱体２３を下方向に押している。
【0068】
発熱によって、発熱体２３が長手方向に膨張すると、位置決め部６が上方向に押されるが、弾性体７３が圧縮することで、位置決め部６が上方向に移動する。したがって、熱応力が緩和される。一方、発熱体２３の温度が低下し、発熱体２３の長さが元に戻ると、弾性体７３の弾性力に従って、位置決め部６が下方向に移動する。
【0069】
弾性体７３は、弾性変形すれば特に制限はなく、例えば、ねじりコイルばね、板ばね、ゴム等が挙げられる。
【0070】
（３）その他の変形例
以下、実施形態の変形例を列挙する。
以下、実施形態の変形例を列挙する。
【0071】
上記実施形態に係るヒーター２は、非発熱部２２が第一非発熱部２２１と第二非発熱部２２２とを備えたが、本発明では、第二非発熱部２２２はなくてもよい。すなわち、発熱部２１がヒーター２の下端を含む領域であってもよい。また、上記実施形態に係るヒーター２は、複数の発熱体２３を備えたが、一つの発熱体２３のみで構成されてもよい。この場合、連結体２４はなくてもよい。
【0072】
上記実施形態に係るヒーター２は、電力の供給を受けて発熱する電気ヒーターであったが、本発明では、これに限らず、例えば、ガスバーナにより構成されてもよい。また、上記実施形態に係る発熱体２３は、セラミックヒーターであったが、金属ヒーターであってもよい。
【0073】
上記実施形態では、チューブ本体３１は、円筒状に形成されたが、本発明では、チューブ本体３１の形状に特に制限はなく、例えば、角筒状に形成されてもよい。
【0074】
上記実施形態に係るスペーサ部材４は、上スペーサ４２と下スペーサ４１の２部材で構成されたが、本発明では、上スペーサ４２と下スペーサ４１に加えて、上スペーサ４２と下スペーサ４１との間に設けられる中間スペーサを備えてもよい。また、スペーサ部材４によって形成されたヒーター２とヒーターチューブ３との間は、空間であってもよいし、無機充填物が充填されてもよい。また、上記実施形態のような上スペーサ４２と下スペーサ４１とを設けず、スペーサ部材４を無機充填物のみで構成してもよい。
【0075】
また、下スペーサ４１と位置決め部６とで、ヒーターチューブ３に対して発熱体２３を非接触位置に保つことができれば、上スペーサ４２は無くてもよい。また、中間のスペーサ又は上スペーサ４２によって、ヒーターチューブ３に対して発熱体２３を非接触位置に保つことができ、かつヒーターチューブ３に対して発熱体２３を固定することができれば、下スペーサ４１はなくてもよい。
【0076】
上記実施形態に係る位置決め部６は、複数の凹部６１を有しており、凹部６１の上底面６１１と下スペーサ４１とで、ヒーター２を挟んだが、本発明では、凹部６１は無くてもよく、位置決め部６の下面は平面であってもよい。位置決め部６の下面と、下スペーサ４１とでヒーター２を挟んでもよい。
【0077】
上記実施形態に係る位置規制板７１は、つば部３２の下面に対して下方から当たり、つば部３２に対する上方向の移動を規制されたが、本発明では、位置規制板７１は、例えば、断面Ｃ字状に形成され、つば部３２が挿し入れられるような構造であってもよい。また、位置規制板７１は、ピース状であってもよく、ヒーターチューブ３の全周に亘って設けられていなくてもよい。
【0078】
本明細書にて、「略平行」、又は「略直交」のように「略」を伴った表現が、用いられる場合がある。例えば、「略平行」とは、実質的に「平行」であることを意味し、厳密に「平行」な状態だけでなく、数度程度の誤差を含む意味である。他の「略」を伴った表現についても同様である。
【0079】
また、本明細書において「端部」及び「端」などのように、「…部」の有無で区別した表現が用いられている。例えば、「端」は物体の末の部分を意味するが、「端部」は「端」を含む一定の範囲を持つ域を意味する。端を含む一定の範囲内にある点であれば、いずれも、「端部」であるとする。他の「…部」を伴った表現についても同様である。
【0080】
＜まとめ＞
以上説明したように、第１の態様に係る浸漬ヒーターユニット１は、溶融金属を加熱する浸漬ヒーターユニット１である。浸漬ヒーターユニット１は、ヒーター２と、ヒーターチューブ３と、スペーサ部材４と、位置決め部６と、保持部７と、を備える。ヒーター２は、上下方向に沿って延びた少なくとも一つの発熱体２３を有する。ヒーターチューブ３は、発熱体２３の上端部を露出した状態でヒーター２を収容し、外面から突き出したつば部３２を有する。スペーサ部材４は、ヒーターチューブ３の内面に対してヒーター２を非接触位置に保つ。位置決め部６は、発熱体２３の上端部の位置を保つ。保持部７は、位置決め部６をつば部３２上に保持する。
以上説明したように、第１の態様に係る浸漬ヒーターユニット１は、溶融金属を加熱する浸漬ヒーターユニット１である。浸漬ヒーターユニット１は、ヒーター２と、ヒーターチューブ３と、スペーサ部材４と、位置決め部６と、保持部７と、を備える。ヒーター２は、上下方向に沿って延びた少なくとも一つの発熱体２３を有する。ヒーターチューブ３は、発熱体２３の上端部を露出した状態でヒーター２を収容し、外面から突き出したつば部３２を有する。スペーサ部材４は、ヒーターチューブ３の内面に対してヒーター２を非接触位置に保つ。位置決め部６は、発熱体２３の上端部の位置を保つ。保持部７は、位置決め部６をつば部３２上に保持する。
【0081】
この態様によれば、浸漬ヒーターユニット１は、スペーサ部材４によってヒーターチューブ３とヒーター２とを非接触の状態に保ちつつ、位置決め部６によって発熱体２３の上端部の位置が保たれた状態で、当該位置決め部６が保持部７によってつば部３２上に保持される。このため、浸漬ヒーターユニット１として組み立てられた状態では、一のユニット品を構成する。この結果、浸漬ヒーターユニット１として、予め組み立てられた状態で輸送することができ、現場で部品を組み立てることなく、浸漬ヒーターユニット１を現場に搬入することができる。
【0082】
第２の態様に係る浸漬ヒーターユニット１では、第１の態様において、スペーサ部材４は、ヒーターチューブ３の底部に収容され、ヒーターチューブ３の内底面３１１に対してヒーター２の下端を非接触位置に保つ下スペーサ４１と、ヒーターチューブ３に設けられて、ヒーターチューブ３の開口内周縁に対してヒーター２を非接触位置に保つ上スペーサ４２と、を有する。
【0083】
この態様によれば、ヒーターチューブ３の底部の内底面３１１とヒーター２との非接触状態と、ヒーターチューブ３の上端部とヒーター２との非接触状態とを確実に保つことができる。
【0084】
第３の態様に係る浸漬ヒーターユニット１では、第２の態様において、上スペーサ４２は、ヒーターチューブ３の開口面に通される挿入部４２１と、挿入部４２１の上端に設けられヒーターチューブ３の開口面を覆う蓋部４２２と、挿入部４２１の下面と蓋部４２２の上面を貫通し、発熱体２３を通す挿通穴４２３と、を有する。
【0085】
この態様によれば、挿入部４２１と蓋部４２２とを貫通する挿通穴４２３に沿って発熱体２３を通すことで、発熱体２３の芯出しを行うことができ、製造性を向上することができる。
【0086】
第４の態様に係る浸漬ヒーターユニット１では、第３の態様において、上スペーサ４２と位置決め部６との間に配置され、発熱体２３が通されかつ挿通穴４２３よりも径が大きい取付け穴９２を有する板状のアダプタ９と、中心軸に沿って発熱体２３が通された状態で取付け穴９２内に通される筒部９１１、及び筒部９１１から径方向の外側に突き出て取付け穴９２を覆う覆い部９１２を有するブッシュ９１と、を更に備える。取付け穴９２の内周面と筒部９１１の外周面との間には隙間が形成されている。
【0087】
この態様によれば、発熱体２３の長手方向の中間部分で発熱体２３を拘束するのを防ぎながら、取付け穴９２を覆うことができるため、ヒーター２に生じる熱応力を緩和することができる。
【0088】
第５の態様に係る浸漬ヒーターユニット１では、第２～４のいずれか１つの態様において、位置決め部６は、ヒーター２の上端部が通され上底面６１１を有する凹部６１を有する。位置決め部６は、凹部６１の上底面６１１と下スペーサ４１との間にヒーター２を挟むことで、発熱体２３の上端部の位置を保つように構成されている。
【0089】
この態様によれば、スペーサ部材４によって、ヒーターチューブ３とヒーター２とを非接触の状態に保っている上に、位置決め部６と下スペーサ４１との間にヒーター２を挟むことで、発熱体２３の上端部の位置を保つ。これにより、ヒーターチューブ３に対してヒーター２を固定することができ、輸送時にヒーター２が折れたり、破損したりすることを抑制することができる。さらに、ヒーターチューブ３に対してヒーター２を固定する構造が、発熱体２３の発熱領域を阻害しないため、浸漬ヒーターユニット１として予め組み立てられた状態で、現場に搬入されても、そのまま設置することができる。
【0090】
第６の態様に係る浸漬ヒーターユニット１では、第１～５のいずれか１つの態様において、保持部７は、つば部３２の下面に対して下方から当たる位置規制板７１と、位置規制板７１上に位置決め部６を支持する複数の支柱７２と、を有する。
【0091】
この態様によれば、つば部３２に位置規制された位置規制板７１と、複数の支柱７２とで、位置決め部６の位置を位置決めすることができ、既存のヒーターチューブ３に対して、位置決め部６及びヒーター２を固定することができる。
【0092】
第７の態様に係る浸漬ヒーターユニット１では、第６の態様において、複数の支柱７２の各々と位置決め部６との間に設けられ、位置決め部６を複数の支柱７２に沿って弾性的に位置変更させる弾性体７３を更に備える。
【0093】
この態様によれば、発熱により、ヒーター２が長手方向に膨張しても、その膨張に追従して位置決め部６の位置を変えることができるため、ヒーター２に生じる応力を緩和できる。
【0094】
第８の態様に係る浸漬ヒーターユニット１では、第１～７のいずれか１つの態様において、位置決め部６は、上下方向に貫通する貫通穴６２を有する。ヒーター２は、非発熱部２２に電極２３３を含む。浸漬ヒーターユニット１は、電極２３３に接続され、かつ貫通穴６２を通して位置決め部６から上方に引き出された接続具８を更に備える。
【0095】
この態様によれば、接続具８に配線を行うだけで、浸漬ヒーターユニット１として使用することができるため、設置時の作業性を向上することができる。
【符号の説明】
【0096】
１ 浸漬ヒーターユニット
２ ヒーター
２３ 発熱体
２３３ 電極
３ ヒーターチューブ
３１１ 内底面
３２ つば部
４ スペーサ部材
４１ 下スペーサ
４２ 上スペーサ
４２１ 挿入部
４２２ 蓋部
４２３ 挿通穴
６ 位置決め部
６１ 凹部
６２ 貫通穴
７ 保持部
７１ 位置規制板
７２ 支柱
７３ 弾性体
８ 接続具
９ アダプタ
９１ ブッシュ
９１１ 筒部
９１２ 覆い部
９２ 取付け穴
２ ヒーター
２３ 発熱体
２３３ 電極
３ ヒーターチューブ
３１１ 内底面
３２ つば部
４ スペーサ部材
４１ 下スペーサ
４２ 上スペーサ
４２１ 挿入部
４２２ 蓋部
４２３ 挿通穴
６ 位置決め部
６１ 凹部
６２ 貫通穴
７ 保持部
７１ 位置規制板
７２ 支柱
７３ 弾性体
８ 接続具
９ アダプタ
９１ ブッシュ
９１１ 筒部
９１２ 覆い部
９２ 取付け穴
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【手続補正書】
【提出日】2022-05-30
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
溶融金属を加熱する浸漬ヒーターユニットであって、
上下方向に沿って延びた少なくとも一つの発熱体を有するヒーターと、
前記発熱体の上端部を露出した状態で前記ヒーターを収容し、外面から突き出したつば部を有するヒーターチューブと、
前記ヒーターチューブの内面に対して前記ヒーターを非接触位置に保つスペーサ部材と、
前記発熱体の上端部の位置を保つ位置決め部と、
前記位置決め部を前記つば部上に保持する保持部と、
を備え、
前記スペーサ部材は、
前記ヒーターチューブの底部に収容され、前記ヒーターチューブの内底面に対して前記ヒーターの下端を非接触位置に保つ下スペーサと、
前記ヒーターチューブの上端部に設けられ、前記ヒーターチューブの開口内周縁に対して前記ヒーターを非接触位置に保つ上スペーサと、
を有する、
浸漬ヒーターユニット。
上下方向に沿って延びた少なくとも一つの発熱体を有するヒーターと、
前記発熱体の上端部を露出した状態で前記ヒーターを収容し、外面から突き出したつば部を有するヒーターチューブと、
前記ヒーターチューブの内面に対して前記ヒーターを非接触位置に保つスペーサ部材と、
前記発熱体の上端部の位置を保つ位置決め部と、
前記位置決め部を前記つば部上に保持する保持部と、
を備え、
前記スペーサ部材は、
前記ヒーターチューブの底部に収容され、前記ヒーターチューブの内底面に対して前記ヒーターの下端を非接触位置に保つ下スペーサと、
前記ヒーターチューブの上端部に設けられ、前記ヒーターチューブの開口内周縁に対して前記ヒーターを非接触位置に保つ上スペーサと、
を有する、
浸漬ヒーターユニット。
【請求項2】
前記上スペーサは、
前記ヒーターチューブの開口面に通される挿入部と、
前記挿入部の上端に設けられ前記ヒーターチューブの前記開口面を覆う蓋部と、
前記挿入部の下面と前記蓋部の上面を貫通し、前記発熱体を通す挿通穴と、
を有する、
請求項１記載の浸漬ヒーターユニット。
前記ヒーターチューブの開口面に通される挿入部と、
前記挿入部の上端に設けられ前記ヒーターチューブの前記開口面を覆う蓋部と、
前記挿入部の下面と前記蓋部の上面を貫通し、前記発熱体を通す挿通穴と、
を有する、
請求項１記載の浸漬ヒーターユニット。
【請求項3】
前記上スペーサと前記位置決め部との間に配置され、前記発熱体が通されかつ前記挿通穴よりも径が大きい取付け穴を有する板状のアダプタと、
中心軸に沿って前記発熱体が通された状態で前記取付け穴内に通される筒部、及び前記筒部から径方向の外側に突き出て前記取付け穴を覆う覆い部を有するブッシュと、
を更に備え、
前記取付け穴の内周面と前記筒部の外周面との間には隙間が形成されている、
請求項２記載の浸漬ヒーターユニット。
中心軸に沿って前記発熱体が通された状態で前記取付け穴内に通される筒部、及び前記筒部から径方向の外側に突き出て前記取付け穴を覆う覆い部を有するブッシュと、
を更に備え、
前記取付け穴の内周面と前記筒部の外周面との間には隙間が形成されている、
請求項２記載の浸漬ヒーターユニット。
【請求項4】
前記位置決め部は、前記ヒーターの上端部が通され上底面を有する凹部を有し、
前記位置決め部は、前記凹部の上底面と前記下スペーサとの間に前記ヒーターを挟むことで、前記発熱体の上端部の位置を保つように構成されている、
請求項１～３のいずれか一項に記載の浸漬ヒーターユニット。
前記位置決め部は、前記凹部の上底面と前記下スペーサとの間に前記ヒーターを挟むことで、前記発熱体の上端部の位置を保つように構成されている、
請求項１～３のいずれか一項に記載の浸漬ヒーターユニット。
【請求項5】
溶融金属を加熱する浸漬ヒーターユニットであって、
上下方向に沿って延びた少なくとも一つの発熱体を有するヒーターと、
前記発熱体の上端部を露出した状態で前記ヒーターを収容し、外面から突き出したつば部を有するヒーターチューブと、
前記ヒーターチューブの内面に対して前記ヒーターを非接触位置に保つスペーサ部材と、
前記発熱体の上端部の位置を保つ位置決め部と、
前記位置決め部を前記つば部上に保持する保持部と、を備え、
前記保持部は、
前記つば部の下面に対して下方から当たる位置規制板と、
前記位置規制板上に前記位置決め部を支持する複数の支柱と、
を有する、
浸漬ヒーターユニット。
上下方向に沿って延びた少なくとも一つの発熱体を有するヒーターと、
前記発熱体の上端部を露出した状態で前記ヒーターを収容し、外面から突き出したつば部を有するヒーターチューブと、
前記ヒーターチューブの内面に対して前記ヒーターを非接触位置に保つスペーサ部材と、
前記発熱体の上端部の位置を保つ位置決め部と、
前記位置決め部を前記つば部上に保持する保持部と、を備え、
前記保持部は、
前記つば部の下面に対して下方から当たる位置規制板と、
前記位置規制板上に前記位置決め部を支持する複数の支柱と、
を有する、
浸漬ヒーターユニット。
【請求項6】
前記複数の支柱の各々と前記位置決め部との間に設けられ、前記位置決め部を前記複数の支柱に沿って弾性的に位置変更させる弾性体を更に備える、
請求項５記載の浸漬ヒーターユニット。
請求項５記載の浸漬ヒーターユニット。
【請求項7】
溶融金属を加熱する浸漬ヒーターユニットであって、
上下方向に沿って延びた少なくとも一つの発熱体を有するヒーターと、
前記発熱体の上端部を露出した状態で前記ヒーターを収容し、外面から突き出したつば部を有するヒーターチューブと、
前記ヒーターチューブの内面に対して前記ヒーターを非接触位置に保つスペーサ部材と、
前記発熱体の上端部の位置を保つ位置決め部と、
前記位置決め部を前記つば部上に保持する保持部と、を備え、
前記位置決め部は、上下方向に貫通する貫通穴を有し、
前記発熱体は、上端部に電極を含み、
前記浸漬ヒーターユニットは、前記電極に接続されかつ前記貫通穴を通して前記位置決め部よりも上方に引き出された接続具を更に備える、浸漬ヒーターユニット。
上下方向に沿って延びた少なくとも一つの発熱体を有するヒーターと、
前記発熱体の上端部を露出した状態で前記ヒーターを収容し、外面から突き出したつば部を有するヒーターチューブと、
前記ヒーターチューブの内面に対して前記ヒーターを非接触位置に保つスペーサ部材と、
前記発熱体の上端部の位置を保つ位置決め部と、
前記位置決め部を前記つば部上に保持する保持部と、を備え、
前記位置決め部は、上下方向に貫通する貫通穴を有し、
前記発熱体は、上端部に電極を含み、
前記浸漬ヒーターユニットは、前記電極に接続されかつ前記貫通穴を通して前記位置決め部よりも上方に引き出された接続具を更に備える、浸漬ヒーターユニット。