以下に、本発明の実施の形態について添付� ��面を参照して説明する。
 図1は、本発明の一実施形態である浸漬型ヒ ータ1の長手方向(軸方向)断面図である。なお 、浸漬型ヒータ1を説明するにおいて、便宜� �、炉装着時に炉内に挿入される側の端部を� �先端」、その反対側端部を「後端」という� �

 浸漬型ヒータ1は、セラミック製の保護管 2を備えている。保護管2は窒化珪素質系等の� ��ァインセラミックからなり、先端が閉塞し� ��端が開口した有底円筒体として形成されて� ��る。保護管2の後端部外周部には、テーパ部 材3が保護管2の一部をなすように固定されて� ��る。テーパ部材3は、保護管2と同様にセラ� �ック製のものであり、外周面が先端側に向� �って先細り状のテーパ形状をなしている。� �のテーパ部材3の外周テーパ形状は、浸漬型� ��ータ1が装着される炉側壁(図示せず)のヒー� ��取付口の内周面のテーパ形状に対応してい� ��。これにより、外部から炉側壁に浸漬型ヒ� ��タを取り付ける際に、ヒータ取付口のテー� ��形状内周面に前記保護管2のテーパ部材3の� �ーパ形状外周面が係合することで、浸漬型� �ータ1の正確な位置決めと堅固な取り付けが� ��能になる。なお、テーパ部材3は、保護管2� �予め一体成形されていてもよい。

 保護管2の後端開口部は、ガラス繊維強化 複合材等の絶縁性断熱材料からなる蓋体4に� �って塞がれている。蓋体4は、図2の正面図お よび側面図に示すように、保護管2の開口部� �挿入される小径の円盤状挿入部4aと、保護管 2の開口縁部に当接する大径のフランジ部4bと を有している。蓋体4には、後述する端子棒12 ,15を貫通させるための貫通孔5a,5bが形成され� ��いる。一方の貫通孔5aは、略円盤状をなす� �体4の中心に形成され、他方の貫通孔5bは蓋� �4の外周寄りに形成されている。

 保護管2内には、アルミナ含有量が90%以上の セラミック等の絶縁性耐熱材料からなる円筒 体6が挿入配置されている。円筒体6の外周面� ��は、図3Aに示すように、先端から後端まで� �続する螺旋溝7が形成されている。螺旋溝7は 、図3Bに示すように、底部に向かって両側壁� ��の寸法が狭くなるようなテーパ状に形成さ� ��ている。なお、実施例では、溝の深さH:4mm� �表面側の溝幅W ₁ :2.3mm、底部側の溝幅W ₂ :1.7mm、溝のピッチP:4.8mmであるが、これらに� �定されない。

 螺旋溝7には、例えば、Fe-Cr-Al系合金等の金� ��からなる帯状(実施例では、幅10mm、厚さ1mm� �あるが、これに限定されない。)の発熱体8の 一方のエッジ部が保持され、発熱体8の他方� �エッジ部は、円筒体6の外周面から、例えば� ��6~7mm程度突出している。これにより、円筒� �6の外周部には、先端から後端まで連続する� ��旋状の発熱部9が構成される。
 なお、帯状の発熱体8は、図3Cに示すように� ��予め平面部が互いに対向するように螺旋状� ��形成され、この螺旋状の発熱体8の先端を円 筒体6の螺旋溝7内に位置させ、相対的に回転� ��せることで螺旋溝7に装着する。

 また、円筒体6の外周壁は、図3Aに示すよ� ��に複数の貫通開口10が形成されている。本� �施形態では、貫通開口10を略楕円形の長孔形 状とし、A-A断面およびB-B断面に示されるよう に軸方向に垂直な平面内において3つの貫通� �口10が円周方向に等ピッチで形成されている 。なお、A-A断面とB-B断面とで、貫通開口10の� ��成位置を60度ずらしてあるのは、円筒体6の� ��度低下を抑制するためである。このような� ��周方向で3つ一組をなす貫通開口10が円筒体6 の軸方向において複数組形成されている。こ のように円筒体6に多数の貫通開口10を形成す ることによって、発熱体8の輻射熱が貫通開� �10を介して、後述するように円筒体6内部に� �置される熱電対20に直に与えられることで、 熱電対20による温度測定の応答性が向上する� ��ともに、貫通開口10が形成されることで発� �体8を保持する円筒体6の熱容量が小さくなっ て消費電力の低減を図れる。なお、貫通開口 10の形状、大きさ、数、形成位置等は、上述� ��ものに限定されず、適宜に変更可能である� ��

 円筒体6の先端および後端には、アルミナ 含有量が70~80%のセラミック等の絶縁材料から なる円筒体支持部材11がそれぞれ取り付けら� ��ている。円筒体支持部材11は、図4の正面図� ��よび断面図に示すように、円筒体6の各端部 開口から円筒体6の中空部に嵌合する円筒状� �合部11aと、円筒体6の各端面に当接するフラ� ��ジ部11bとから構成されている。円筒体支持� ��材11の中央には、後述する端子棒12が挿通さ れる貫通孔(挿通口)12aが形成されるとともに� ��フランジ部11bの外周部には略矩形状の切欠� ��(挿通口)12bが形成されている。円筒体6の先� ��に取り付けられる円筒体支持部材11の切欠� �12bには、図6に示すように、後述する端子棒1 2の接続板13が挿通され、円筒体6の後端に取� �付けられる円筒体支持部材11の切欠部12bには 、図1に示すように、後述する端子棒15が挿通 される。

 円筒体6の前後に取り付けられる各円筒体 支持部材11のフランジ部11bは、保護管2の内径 よりも小径で、かつ、螺旋状の発熱部9の外� �径よりも大径である直径を有している。こ� �により、円筒体6の内周面と発熱部9の外周縁 との間に隙間が確実に形成され、発熱部9(す� ��わち、これを構成する帯状発熱体8)が保護� �2の内周面に押し付けられるのを確実に防止� ��ることができる。

 図1を再度参照すると、浸漬型ヒータ1の� �部には、その軸芯に沿って、例えば、ステ� �レス製パイプからなる第1端子棒12が挿入配� �されている。第1端子棒12は、その先端が先� �側の円筒体支持部材11の貫通孔12aに挿入され 、そこから円筒体6の内部を後方に延伸して� �後端側の円筒体支持部材11の貫通孔12aおよび 蓋体4の貫通孔5aを貫通している。第1端子棒12 は、蓋体4から後方に突出する後端部に、給� �用端子板12cを有している。また、図5A及び図 6に示すように、第1端子棒12の先端には側面� �略L字状をなす接続板13が連結固定されてお� �、接続板13の端部が発熱体8の先端に電気的� �接続されている。なお、図7に示すように、� ��1端子棒12の先端開口に断熱材21を充填して� �くことで、万一保護管2の先端部が破損して� ��、溶融金属が第1端子棒12の内部を通って外� ��に流出することを防止することができる。

 また、第1端子棒12は、後端側の円筒体支� ��部材11と蓋体4との間で、絶縁性円筒状スペ� ��サ14に収納された状態になっている。スペ� �サ14は、蓋体4と円筒体支持部材11との間隔を 規制する役割を果たすもので、これにより保 護管2内における円筒体6および発熱部9の位置 を正確に一定にすることができる。

 蓋体4の外部において、第1端子棒12には、 例えば、金属ワッシャからなる止め金具18が� ��定されており、この止め金具18と蓋体4との� ��であって第1端子棒12の外周にコイルばね(圧 縮ばね)19が圧縮状態で装着されている。これ により、第1端子棒12に対して常に引っ張り力 が付与されることになり、この引っ張り力が 前後一対の円筒体支持部材11,11を介して円筒� ��6に作用することになるから、スペーサ14の� ��置決め作用と相俟って円筒体6の固定が堅持 できるとともに、第1端子棒12の熱膨張による 変形を抑制できる。

 また、パイプ状の第1端子棒12の内部には� ��熱電対20が挿入配置されている。熱電対20は 、第1端子棒12の後端部から挿入され、その先 端が発熱部9を保持する円筒体6内に位置して� ��る。これにより、発熱部9を有する円筒体6� �での正確な温度測定が可能になる。なお、� �電対20を設けない場合には、第1端子棒12は中 実棒であってもよい。

 浸漬型ヒータ1の内部には、さらに、例え ば、ステンレス製棒からなる第2端子棒15が挿 入配置されている。第2端子棒15は、蓋体4の� �通孔5bを貫通して後端側の円筒体支持部材11� ��切欠部12b内まで挿通されており、図5Bに示� �ようにその先端に取り付けた接続板15aが帯� �発熱体8の後端部に電気的に接続されている� ��また、第2端子棒15は、後端部に給電用端子� ��15bを有している。

 保護管2内部であって後端側の円筒体支持 部材11と蓋体4との間の空間に、例えば、セラ ミックファイバーからなる断熱材16が充填さ� ��ている。これにより、螺旋状発熱部9から端 子部への熱移動が抑制されて端子棒15の熱膨� ��による変形を防止できるとともに、横浸漬� ��式の場合においては、保護管2の破損時、溶 湯の流出を防止することができる。

 上記構成からなる浸漬型ヒータ1は、例え ば、アルミ保持炉の炉側壁に取り付けられ、 アルミニウムの溶湯(溶融金属)内に浸漬され� ��状態で、第1および第2端子棒12,15を介して給 電されて発熱部9が発熱することで、溶湯を� �望温度に維持することができる。

 上述したように、本実施形態の浸漬型ヒー� ��1によれば、発熱体8に帯状のものを採用す� �ことで、発熱体8の表面積を大きくすること� ��できるため、線状発熱体に比べて同一出力� ��も発熱体8の温度を低く抑えることができ、 焼き減りの抑制等で耐久性が向上する。
 また、帯状発熱体8を螺旋状の発熱部9とし� �保持する円筒体6の両端に取り付けられた円� ��体支持部材11が保護管2の内径より小径で、� ��つ、螺旋状発熱部9の外周径よりも大径であ る径を有することから、帯状発熱体8の外周� �と保護管2の内壁面との間に隙間が確実に形� ��されるため、螺旋状発熱部9の外周縁が保護 管2の内壁に押圧されることを回避すること� �でき、その結果、帯状発熱体8の外周縁の押� ��による変形が生じることなく、隣接する帯� ��発熱体8同士の接触による断線を確実に回避 することができる。