JP2003139472A

JP2003139472A - 電気炉

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Publication number: JP2003139472A
Application number: JP2001339228A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Abe; 剛阿部; Masanori Nakatani; 正則中谷; Kazuyo Inui; 一代乾; Koji Onishi; 宏司大西; Toshio Kawanami; 利夫河波
Original assignee: Nikkato Corp
Current assignee: Nikkato Corp
Priority date: 2001-11-05
Filing date: 2001-11-05
Publication date: 2003-05-14
Anticipated expiration: 2021-11-05
Also published as: JP4053277B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、小型でありながら発熱体の
有効加熱領域が大きく、急速加熱冷却が可能で長寿命の
ランタンクロマイト系発熱体からなるコンパクトな電気
炉を提供すること。【解決手段】発熱部３と両端からなる円筒型のランタ
ンクロマイト系発熱体１において、発熱体１の下端面を
２等分割する位置から垂直方向に２ケ所のスリットを設
けることによって端子部２を一方に集中し、該端子部２
に高温用金属電極膜を取り付けた発熱体１と、該発熱体
の外側に装着した断熱材９と、該発熱体１の中空部内に
装着したセラミックス炉心管８とを備え、該炉心管８の
中空部内を有効加熱室とした電気炉。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ランタンクロマイ
トを主成分とする円筒型の抵抗発熱体の内部を加熱室と
して利用する電気炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】ペロブスカイト型結晶構造を有するラン
タンクロマイト（ＬａＣｒＯ_３）を主成分とした、必要
に応じてＬａの一部をＳｒ、Ｃａなどで、Ｃｒの一部を
Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｍｇなどで置換固溶した組成を有す
る発熱体（以下単にランタンクロマイト系という）は、
１５００℃以上の高温酸化雰囲気において優れた安定性
と長寿命をもつセラミックス抵抗発熱体として広く利用
されている。

【０００３】従来、一般に用いられている抵抗発熱体を
使用した電気炉は、図１に示すように複数の棒状発熱体
１２を用いて加熱室を加熱する構造になっているが、こ
のような構造の電気炉では、装置の構造が複雑かつ大型
化するなどの欠点があり、また熱効率が低く消費電力が
高くなるため発熱体の使用温度及び昇温速度などの性能
面及び寿命面にも限界があった。なお図１において、１
３は断熱材、１４は炉心管を示す。

【０００４】そこで図２に示すように発熱体１の構造を
円筒型の一本の発熱体を用いて、中空部を加熱室とする
構造にすることにより、電気炉の熱効率を向上し、使用
温度及び昇温速度などの性能面及び寿命面を改善するこ
とが可能であり、炭化ケイ素（ＳｉＣ）のら管型、複ら
管型発熱体などで一部実用化されている。なお、図２に
おいて、１５は発熱部、１６は電極、１７はリード線、
１８は断熱材、１９は炉心管を示す。

【０００５】しかしながら、従来より使用されている炭
化ケイ素発熱体を大気中１５００℃以上の温度領域で用
いる場合には、炭化ケイ素の酸化、及び炭化ケイ素の熱
伝導率が高いことから、発熱体の寸法を長尺化し、端子
部の温度を低下させること及び発熱部の気密性を高める
必要があり、所望の温度とする有効加熱領域に対して発
熱体が大型化し、ひいては電気炉が大型化してしまう問
題がある。また、急速加熱冷却を繰り返すと短期で破断
してしまうため寿命にも問題がある。このため、発熱体
の材質だけをランタンクロマイトに変えるなどの対策も
物理的には可能であるが、炭化ケイ素は熱膨張率が低
く、熱伝導がよく、耐熱衝撃性に優れるのに対し、ラン
タンクロマイトはこれらに劣る一方、耐熱性、導電性の
温度に対する安定性、耐久性が優れるなどの長所があ
る。そのため、炭化ケイ素製発熱体と同等の構造に使用
することが不適当である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の問題点を解決し、小型でありながら発熱体の有効
加熱領域が大きく、１９００℃まで急速加熱冷却が可能
で長寿命のランタンクロマイト系発熱体からなるコンパ
クトな電気炉を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、発熱体の端子
部を一ケ所に集中することにより発熱体の長尺化を防
ぎ、発熱体内部を有効加熱室として用いることにより電
気炉を一体型化し、これらにより電気炉をコンパクト化
すること、及び発熱体の形状及び材料の特性を適切な範
囲に設定することにより前記目的を達成することができ
た。

【０００８】すなわち、本発明の第１は、発熱部と両端
部からなる円筒型のランタンクロマイト系発熱体におい
て、発熱体の下端面を２等分割する位置から垂直方向に
２ケ所のスリットを設けることによって端子部を一方に
集中し、該端子部に高温用金属電極を取り付けた発熱体
と、該発熱体の外側に装着した断熱材と、該発熱体の中
空部内に装着したセラミックス炉心管とを備え、該炉心
管の中空部内を有効加熱室としたことを特徴とする電気
炉に関する。本発明の第２は、請求項１におけるランタ
ンクロマイト系発熱体において、発熱部と端子部の外径
の比率（［端子部外径］／［発熱部外径］）が１．１〜
１．６の範囲にあり、発熱部と端子部の長さの比率
（［端子部長さＬ_１］／［発熱部長さＬ_２］）が０．３
〜１．０の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の
電気炉に関する。本発明の第３は、請求項１または２に
おけるランタンクロマイト系発熱体において、スリット
の幅が１〜１０ｍｍ、端子部と発熱部の長さの合計とス
リットの長さの比率（［スリットの長さＬ_３］／｛［端
子部の長さＬ_１］＋［発熱部の長さＬ_２］｝）が０．８
〜１．２の範囲にあることを特徴とする請求項１または
２記載の電気炉に関する。本発明の第４は、請求項１〜
３のいずれか記載のランタンクロマイト系発熱体の材料
が、気孔率５％未満であり、かつ１０００℃における比
抵抗が０．１Ωｃｍ以上であることを特徴とする請求項
１〜３記載の電気炉に関する。

【０００９】以下に、図面を参照しつつ、本発明の電気
炉について説明する。

【００１０】図３および４は、本発明の電気炉の発熱体
を示す図である。即ち、図３は本発明電気炉の発熱体を
正面からみた図、図４（Ａ）は本発明電気炉の発熱体を
側面からみた図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＡ−Ａ′断
面図である。

【００１１】図３において、発熱体１は、端子部２と発
熱部３と上端部４からなる円筒型のランタンクロマイト
系セラミックスからなり、発熱部３の外径を端子部２の
外径未満として、さらに発熱体１の下端面を２等分割す
る位置から垂直方向に２ケ所のスリット５を設け、端子
部電極を一方に集中して端子部２とし、該端子部２に高
温用電極６及び金属リード部品７を取り付け、両端部間
を発熱部３としたものである。かくして、電流は、一方
の端子部→一方の発熱体→上端部→他方の発熱体→他方
の端子部へと流れることとなる。

【００１２】該発熱体１では、発熱部３と端子部２の外
径の比率（［端子部外径］／［発熱部外径］）を１．１
〜１．６の範囲とする必要がある。外径の比率が１．１
未満の場合、発熱部３と端子部２の外径差がほとんどな
くなり、端子部２の抵抗が発熱部３の抵抗とほぼ同じに
なるため、端子部電極が抵抗発熱を起こすため短寿命と
なる。また、外径の比率が１．６を超える場合、発熱部
３と端子部２との外径差が大きすぎて発熱体１が不必要
に大きくなるばかりでなく、消費電力の増大、端子部２
への熱衝撃などにより発熱体が短寿命となり実用的でな
くなる。このため、発熱部３と端子部２の外径の比率を
１．１〜１．６の範囲とする必要があり、１．１５〜
１．５の範囲とすることがより望ましい。

【００１３】また、該発熱体１の発熱部３と端子部２の
長さの比率（［端子部の長さＬ_１］／［発熱部の長さＬ
_２］）が０．３〜１．０の範囲にある必要がある。長さ
の比率が０．３未満の場合、端子部２が短すぎるため端
子部の冷却が十分にできず高温となり、端子部電極の劣
化が速くなるため短寿命となり実用的でない。長さの比
率が１．０を超える場合には端子部が不必要に長くなり
消費電力が増大することにより寿命が短くなるだけでな
く、発熱体の有効加熱領域に対して発熱体が大型化し、
ひいては電気炉が大型化してしまい本発明の目的が達成
されなくなる。このため発熱部と端子部の長さの比率が
０．３〜１．０の範囲にある必要があり、０．６〜０．
９５の範囲にあることがより望ましい。また、発熱部３
と端子部２の長さは上記の条件の範囲内で適宜決めるこ
とができるが、スリットの長さと有効加熱領域とを考慮
すると発熱体全長と端子部の長さの比率［（端子部の長
さＬ_１＋発熱部の長さＬ_２＋上端部の長さ）／端子部の
長さＬ_１］が２．０〜４．０の範囲にあることが望まし
い。

【００１４】該発熱体１に設けられたスリット５の幅は
１〜１０ｍｍとすることが必要である。スリット５の幅
が１ｍｍ未満の場合には、長時間の使用による発熱体の
変形によって接触、回路的短絡が発生する可能性があ
り、一方、スリット５の幅が１０ｍｍを超える場合に
は、スリット５からの熱のロスが大きくなるため消費電
力が高くなり、さらにスリット５の幅が大きくなるため
に、発熱体の長時間使用による変形が大きくなり、発熱
体が破損しやすくなるなど寿命面での問題があるばかり
か、炉内温度分布が不均一となりやすく、発熱体として
実用的ではない。このため、該発熱体１に設けられたス
リット５の幅は１〜１０ｍｍとすることが必要であり、
２〜６ｍｍの範囲にあることがより望ましい。

【００１５】また、該発熱体１の端子部２と発熱部５の
長さの合計とスリット５の長さの比率（［スリットの長
さＬ_３］／｛［端子部の長さＬ_１］＋［発熱部の長さＬ
_２］｝）が０．８〜１．２の範囲にあることが必要であ
る。かかる比率が０．８未満の場合には、スリットの終
端が肉薄である発熱部に位置するために強度的に弱く、
発熱体の耐久性が低下する。また比率が１．２倍を超え
る場合には、上端部４にスリットが入ってくるために上
端部の強度が低下し、発熱体の耐久性が低下する。この
ため、該発熱体１の端子部と発熱部の長さの合計とスリ
ットの長さの比率（［スリットの長さＬ_３］／｛［端子
部の長さＬ_１］＋［発熱部の長さＬ_２］｝）が０．８〜
１．２の範囲にあることが必要であり、０．９〜１．０
５倍の範囲にあることがより望ましい。

【００１６】該発熱体１の材料として用いるランタンク
ロマイト系セラミックスは、気孔率が５％未満であるこ
とが必要であり、３％未満であることがより望ましい。
気孔率を小さくすることにより繰り返しの熱衝撃に対す
る耐久性に優れた発熱体を得ることが可能となる。これ
に加えて、発熱体を形成するランタンクロマイト系セラ
ミックスの１０００℃における比抵抗が０．１Ωｃｍ以
上であることが必要である。比抵抗が０．１Ωｃｍ未満
の場合は、抵抗特性が低く電流値が大きくなり端子部電
極の劣化が速くなるため短寿命となる。また逆に比抵抗
が高くなりすぎると、制御に必要な印加電圧値の範囲が
大きくなり実用的でなくなるため、比抵抗が０．２〜
２．０Ωｃｍの範囲にあることがより望ましい。これら
の特性制御は適宜、Ｌａの一部をＳｒ、Ｃａなどで、Ｃ
ｒの一部をＣｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｍｇなどで置換固溶させ
ることにより、上記特性を有する発熱体とすることがで
きる。

【００１７】図５は、本発明の電気炉の一例を示す断面
図であり、発熱体１の中空部内には、セラミックス炉心
管８を装着し、この中空部内を有効加熱室とする。セラ
ミックス炉心管８は、この内部に被加熱物を置くことに
より、発熱体１からの蒸発物によって被加熱物が汚染さ
れることを防止できる。該セラミックス炉心管８の厚
さ、長さ、及び外寸法は、電気炉の仕様に応じて適宜決
めることができ、さらに、該セラミックス炉心管８は電
気炉の仕様に応じて長さ方向に対して位置によって厚み
や外寸法などを変化させてもよい。また、該セラミック
ス炉心管８は発熱体１と密着させても良いが、発熱部３
では非接触とすることで、より一層被加熱物への汚染防
止効果が向上する。図４に示した本発明の電気炉は、縦
型で示されているが、縦型での使用は勿論のこと、横型
での使用も全く問題なく可能であり、横型での使用の場
合には、試料の出し入れが容易となる。また、本発明の
電気炉において、セラミック炉心管８の上端部は、開放
状態で使用されるが、密閉状態で使用することもでき
る。その場合、試料搬入口と試料搬出口は同一となる。

【００１８】セラミックス炉心管８は、電気炉を使用す
る温度域に応じて、従来電気炉の炉心管として用いられ
ている各種の公知のセラミックスを使用することができ
るが、特に、純度９５％以上、相対密度９３％以上のア
ルミナ、ムライト、スピネル、安定化ジルコニア（安定
化剤も含めた純度が９５％以上）、マグネシア又はイッ
トリアを使用することが望ましく、これらの材料を用い
ることにより、セラミックス炉心管８の耐熱性がさらに
向上すると共に、発熱体１との反応も抑制され、被加熱
物への汚染防止効果も向上する。

【００１９】上記発熱体１の外側には、断熱材９を装着
する。発熱体１の外側に断熱材９を装着することによっ
て、電気炉の熱効率を上げることができる。断熱材の材
質としては、耐火煉瓦、耐火断熱煉瓦、キャスタブル耐
火物、セラミックファイバー成形体等の各種の公知の耐
火物を使用できる。又、セラミックファイバー成形体を
使用する場合には、断熱性に優れ、蓄熱量が小さいため
に、消費電力を低減することができ、発熱体１を更に長
寿命化することが可能となる。また、断熱材の材質とし
てセラミックファイバー成形体を使用する場合、発熱体
１と断熱材９との間に厚さ１〜３ｍｍ程度のセラミック
ス層を形成することにより、発熱体１と断熱材９との反
応をより一層少なくすることができ、発熱体１をより一
層長寿命化することが可能となる。

【００２０】

【実施例】以下に本発明の実施例について下記に説明す
るが、本発明はこれらの実施例だけに限定するものでは
ない。

【００２１】実施例１図５の電気炉において、発熱体１として、図３および図
４（Ａ）（Ｂ）に示すように、表１に記載した形状およ
び特性を有し、内径３２ｍｍ、端子部２及び上端部４の
外径４４ｍｍ（端子部２の長さ５５ｍｍ、上端部４の長
さ２５ｍｍ）、発熱部３の外径３６ｍｍ（有効発熱部の
長さ７５ｍｍ）、全長１５５ｍｍの円筒型ランタンクロ
マイト系セラミックスを用い、端子部２の下端面を２等
分割する位置から上端部に向かって垂直方向に２ケ所の
幅３ｍｍ、長さ１３０ｍｍの溝を設けスリット５とし、
端子部２の下端から２５ｍｍの位置までの部位（外周面
及び端面）に白金ペーストを塗布し、１３００℃で焼き
付けて、高温用電極６を形成したのち、ステンレス鋼Ｓ
ＵＳ３０４からなる金属リード部品７を取り付けた。こ
の発熱体１の中空部内に純度９９．５％、相対密度９７
％のアルミナセラミックス炉心管８（以下炉心管と呼
ぶ）（外径３０ｍｍ×内径２４ｍｍ×長さ４００ｍｍ）
を挿入し、発熱体１の外側に、純度９９．５％、相対密
度９７％の円筒型のアルミナセラミックス１０（外径１
０ａの大きさが５４ｍｍ、外径１０ｂの大きさが５０ｍ
ｍ、内径１０が４６ｍｍ、全長１２０ｍｍ）を装着し
た。さらにその外側には断熱材９として、純度９５％の
α−アルミナ材質からなる、かさ密度０．７ｇ／ｃｍ^３
の成形体（セラミックファイバー成形体）を、中央部に
４８ｍｍの貫通孔を有する形状に加工して配置し、その
外部を、耐火材を内張りにした金属缶体で取り囲み固定
することによって、電気炉を得た。

【００２２】実施例２図５の電気炉において、実施例１と同様の特性を有する
ランタンクロマイト系セラミックスを用いて、端子部２
の外径５０ｍｍ、端子部２の長さ６０ｍｍ、全長１６０
ｍｍ、スリットの長さ１３７ｍｍとして発熱体１を作製
し、発熱体１の外側に、純度９９．５％、相対密度９７
％の円筒型のアルミナセラミックス１０（外径１０ａの
大きさが６０ｍｍ、外径１０ｂの大きさが５６ｍｍ、内
径１０が５２ｍｍ、全長１２０ｍｍ）を装着したこと以
外は、実施例１と同様にして電気炉を得た。

【００２３】実施例３図５の電気炉において、実施例１と同様の特性を有する
ランタンクロマイト系セラミックスを用いて、端子部２
の長さ５０ｍｍ、発熱部３の外径３８ｍｍ、発熱部３の
長さ８０ｍｍとして発熱体１を作製したこと以外は、実
施例１と同様にして電気炉を得た。

【００２４】実施例４図５の電気炉において、実施例１と同様の特性を有する
ランタンクロマイト系セラミックスを用いて、発熱体１
の内径２８ｍｍ、端子部２及び上端部４の外径４０ｍｍ
（端子部２の長さ６５ｍｍ、上端部４の長さ２５ｍ
ｍ）、発熱部３の外径３２ｍｍ、スリットの長さ１４０
ｍｍとして発熱体１を作製したこと以外は、実施例１と
同様にして電気炉を得た。

【００２５】実施例５図５の電気炉において、スリットの幅を５ｍｍ、発熱体
１の全長１６０ｍｍ（上端部４の長さ３０ｍｍ）、スリ
ットの長さを１３２ｍｍとして発熱体１を作製したこと
以外は、実施例１と同様にして電気炉を得た。

【００２６】実施例６図５の電気炉において、実施例１と同様の特性を有する
ランタンクロマイト系セラミックスを用いて、発熱体１
の内径１６ｍｍ、端子部２及び上端部４の外径２４ｍｍ
（端子部２の長さ３５ｍｍ、上端部４の長さ１５ｍ
ｍ）、発熱部３の外径２０ｍｍ（有効発熱部の長さ５０
ｍｍ）、全長１００ｍｍ、スリットの幅２．５ｍｍ、ス
リットの長さ８０ｍｍとして発熱体１を作製し、発熱体
１の中空部内に純度９９．５％、相対密度９７％のアル
ミナ炉心管（外径１５ｍｍ×内径１１ｍｍ×長さ２００
ｍｍ）を挿入し、発熱体１の外側に、純度９９．５％、
相対密度９７％の円筒型のアルミナセラミックス１０
（外径１０ａの大きさが３６ｍｍ、外径１０ｂの大きさ
が３２ｍｍ、内径１０が２５ｍｍ、全長８０ｍｍ）を装
着したこと以外は、実施例１と同様にして電気炉を得
た。

【００２７】実施例７図５の電気炉において、実施例１と同様の特性を有する
ランタンクロマイト系セラミックスを用いて、発熱体１
の内径８ｍｍ、端子部２及び上端部４の外径１５ｍｍ
（端子部２の長さ２０ｍｍ、上端部４の長さ３０ｍ
ｍ）、発熱部３の外径１１ｍｍ（有効発熱部の長さ３０
ｍｍ）、全長６０ｍｍ、スリットの幅２ｍｍ、スリット
の長さ５２ｍｍとして発熱体１を作製し、発熱体１の中
空部内に純度９９．５％、相対密度９７％のアルミナ炉
心管（外径６ｍｍ×内径４ｍｍ×長さ９０ｍｍ）を挿入
し、発熱体１の外側に、純度９９．５％、相対密度９７
％の円筒型のアルミナセラミックス１０（外径１０ａの
大きさが２４ｍｍ、外径１０ｂの大きさが２０ｍｍ、内
径１０が１６ｍｍ、全長７５ｍｍ）を装着したこと以外
は、実施例１と同様にして電気炉を得た。

【００２８】実施例８図５の電気炉において、発熱体１の材料の比抵抗が０．
５６Ωｃｍであるランタンクロマイト系セラミックスを
用いて、発熱体１の内径４５ｍｍ、端子部２及び上端部
４の外径６０ｍｍ（端子部２の長さ１００ｍｍ、上端部
４の長さ４０ｍｍ）、発熱部３の外径５０ｍｍ（有効発
熱部の長さ１６０ｍｍ）、全長３００ｍｍ、スリットの
幅５ｍｍ、スリットの長さ２６０ｍｍとして発熱体１を
作製し、発熱体１の中空部内に純度９９．５％、相対密
度９７％のアルミナ炉心管（外径４２ｍｍ×内径３５ｍ
ｍ×長さ４５０ｍｍ）を挿入し、発熱体１の外側に、純
度９９．５％、相対密度９７％の円筒型のアルミナセラ
ミックス１０（外径１０ａの大きさが８５ｍｍ、外径１
０ｂの大きさが７５ｍｍ、内径１０が６５ｍｍ、全長２
３０ｍｍ）を装着したこと以外は、実施例１と同様にし
て電気炉を得た。

【００２９】比較例１実施例１における図５の電気炉において、発熱部３の外
径を４２ｍｍとして発熱体１を作製したこと以外は、実
施例１と同様にして電気炉を得た。

【００３０】比較例２図５の電気炉において、実施例１と同様の特性を有する
ランタンクロマイト系セラミックスを用いて、発熱体１
の内径１８ｍｍ、端子部２及び上端部４の外径５０ｍ
ｍ、発熱部３の外径２２ｍｍ、スリットの幅２．５ｍｍ
として発熱体１を作製し、発熱体１の中空部内に純度９
９．５％、相対密度９７％のアルミナ炉心管（外径１５
ｍｍ×内径１１ｍｍ×長さ４００ｍｍ）を挿入し、発熱
体１の外側に、純度９９．５％、相対密度９７％の円筒
型のアルミナセラミックス１０（外径１０ａの大きさが
６０ｍｍ、外径１０ｂの大きさが５６ｍｍ、内径１０が
５２ｍｍ、全長１２０ｍｍ）を装着したこと以外は、実
施例１と同様にして電気炉を得た。

【００３１】比較例３実施例１における図５の電気炉において、発熱体１の内
径３３ｍｍ、端子部２の長さ３５ｍｍ、発熱部３の長さ
８５ｍｍ（全長１４５ｍｍ、スリットの長さ１２０ｍ
ｍ）として発熱体１を作製したこと以外は、実施例１と
同様にして電気炉を得た。

【００３２】比較例４図５の電気炉において、端子部２の長さを１００ｍｍ
（全長２０５ｍｍ、スリットの長さ１８０ｍｍ）として
発熱体１を作製したこと以外は、実施例１と同様にして
電気炉を得た。

【００３３】比較例５図５の電気炉において、端子部２および上端部４の外径
４２ｍｍ、発熱部３の外径３５ｍｍ、スリットの幅を
０．５ｍｍとして発熱体１を作製したこと以外は、実施
例１と同様にして電気炉を得た。

【００３４】比較例６図５の電気炉において、発熱体１の内径３０ｍｍ、スリ
ットの幅を１２ｍｍ、全長１６０ｍｍとして発熱体１を
作製したこと以外は、実施例１と同様にして電気炉を得
た。

【００３５】比較例７実施例１における図５の電気炉において、端子部２及び
上端部４の外径４６ｍｍ、発熱部３の外径３８ｍｍ、ス
リットの長さ１１０ｍｍとして発熱体１を作製し、発熱
体１の外側に、純度９９．５％、相対密度９７％の円筒
型のアルミナセラミックス１０（外径１０ａの大きさが
５８ｍｍ、外径１０ｂの大きさが５４ｍｍ、内径１０が
５０ｍｍ、全長１２０ｍｍ）を装着したこと以外は、実
施例１と同様にして電気炉を得た。

【００３６】比較例８実施例１における図５の電気炉において、発熱体１の内
径３３ｍｍ、スリットの長さ１４５ｍｍ、全長１６０ｍ
ｍとして発熱体１を作製したこと以外は、実施例１と同
様にして電気炉を得た。

【００３７】比較例９実施例８における図５の電気炉において、発熱体１の材
料として気孔率７．２％のランタンクロマイト系セラミ
ックスを用いて発熱体１を作製したこと以外は、実施例
８と同様にして電気炉を得た。

【００３８】比較例１０実施例６における図５の電気炉において、発熱体１の材
料の比抵抗が０．０８Ωｃｍであるランタンクロマイト
系セラミックスを用いて、スリットの長さを８５ｍｍと
して発熱体１を作製したこと以外は、実施例６と同様に
して電気炉を得た。

【００３９】試験例１実施例１〜８及び比較例１〜１０のそれぞれの電気炉
を、有効炉内中央での保持温度１８００℃、保持時間３
０ｍｉｎ、昇降温速度６００℃／ｈで繰り返しサイクル
通電試験を実施したときの、消費電力が最大となる保持
温度到達時の電圧、電流、消費電力及び発熱体が破損す
るまでのサイクル回数を求めた。その結果を表２に示
す。

【００４０】表２から明らかなように、実施例１〜８の
電気炉は、高い耐久性を示した。また比較例１〜１０の
結果から明らかなように、本発明の要件を満足しないラ
ンタンクロマイト系発熱体を用いた電気炉は、耐久性に
優れた電気炉とはならない。

【００４１】試験例２実施例１及び６〜８のそれぞれの電気炉を、有効炉内中
央での保持温度１９００℃、保持時間３０ｍｉｎ、昇降
温速度６００℃／ｈで通電試験を実施したときの、消費
電力が最大となる保持温度到達時の電圧、電流、消費電
力を求めた。その結果を表３に示す。

【００４２】表３から明らかなように、本発明の電気炉
は１９００℃までの急速加熱冷却が可能であった。

【表１】

【表２】

【表３】

【００４３】

【発明の効果】本発明に係る電気炉においては、円筒型
のランタンクロマイト系発熱体に２ケ所のスリットを設
けることによって端子部を一方に集中しているため発熱
体を従来よりも短尺化することができ、発熱体内部を有
効加熱室として用いることにより電気炉を一体型化し、
これらにより電気炉をコンパクト化することができる。
また１９００℃まで急速加熱冷却が可能で長寿命となる
ほか、各種雰囲気制御を行うことが可能である。また本
電気炉は、縦型での使用はもちろんのこと、横型での使
用も全く問題なく可能であり、試料の出し入れが容易で
あるというメリットも持ちあわせている。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）は従来の複数の発熱体を使用した管
状型電気炉の縦断面図、図１（Ｂ）は従来の管状型電気
炉の横断面図である。

【図２】図２（Ａ）は従来の一本の発熱体を使用した一
体型の管状型電気炉の縦断面図、図２（Ｂ）は従来の一
本の発熱体を使用した一体型の管状型電気炉の横断面図
である。

【図３】図３は本発明電気炉の発熱体を正面から見た図
である。

【図４】図４（Ａ）は本発明電気炉の発熱体を側面から
見た図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＡ−Ａ′断面図であ
る。

【図５】図５は本発明電気炉の一例を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１発熱体２端子部３発熱部４上端部５スリット６電極７金属リード部品８セラミックス炉心管９断熱材１０セラミックス層１０ａセラミックス層１０ｂセラミックス層１１金属缶体１２棒状発熱体１３断熱材１４炉心管１５発熱部１６電極１７リード線１８断熱材１９炉心管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者乾一代大阪府堺市遠里小野町３丁２番24号株式会社ニッカトー内 (72)発明者大西宏司大阪府堺市遠里小野町３丁２番24号株式会社ニッカトー内 (72)発明者河波利夫大阪府堺市遠里小野町３丁２番24号株式会社ニッカトー内Ｆターム(参考） 3K092 PP09 QA05 QB07 QB30 QB40 QC02 QC37 SS18 VV04 VV15 4K063 AA12 CA06 FA04 FA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発熱部と両端部からなる円筒型のランタ
ンクロマイト系発熱体において、発熱体の下端面を２等
分割する位置から垂直方向に２ケ所のスリットを設ける
ことによって端子部を一方に集中し、該端子部に高温用
金属電極を取り付けた発熱体と、該発熱体の外側に装着
した断熱材と、該発熱体の中空部内に装着したセラミッ
クス炉心管とを備え、該炉心管の中空部内を有効加熱室
としたことを特徴とする電気炉。
【請求項２】請求項１におけるランタンクロマイト系
発熱体において、発熱部と端子部の外径の比率（［端子
部外径］／［発熱部外径］）が１．１〜１．６の範囲に
あり、発熱部と端子部の長さの比率（［端子部長さ
Ｌ_１］／［発熱部長さＬ_２］）が０．３〜１．０の範囲
にあることを特徴とする請求項１記載の電気炉。
【請求項３】請求項１または２におけるランタンクロ
マイト系発熱体において、スリットの幅が１〜１０ｍ
ｍ、端子部と発熱部の長さの合計とスリットの長さの比
率（［スリットの長さＬ_３］／｛［端子部の長さＬ_１］
＋［発熱部の長さＬ_２］｝）が０．８〜１．２の範囲に
あることを特徴とする請求項１または２記載の電気炉。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか記載のランタン
クロマイト系発熱体の材料が、気孔率５％未満であり、
かつ１０００℃における比抵抗が０．１Ωｃｍ以上であ
ることを特徴とする請求項１〜３記載の電気炉。