JP2003142237A - Carbon heater unit - Google Patents
Carbon heater unitInfo
- Publication number
- JP2003142237A JP2003142237A JP2001339225A JP2001339225A JP2003142237A JP 2003142237 A JP2003142237 A JP 2003142237A JP 2001339225 A JP2001339225 A JP 2001339225A JP 2001339225 A JP2001339225 A JP 2001339225A JP 2003142237 A JP2003142237 A JP 2003142237A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- carbon
- fixed
- heater unit
- unit according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Surface Heating Bodies (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、炭素を素材とした
ヒータユニットに関し、特に炭素繊維を炭素基材の中に
結合・固定してなる長尺な薄板状のヒータを使用し、熱
処理炉等の急加熱、急冷却を可能として炭素ヒータユニ
ットに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heater unit made of carbon, and more particularly to a heat treatment furnace or the like which uses a long thin plate-shaped heater in which carbon fibers are bonded and fixed in a carbon base material. The present invention relates to a carbon heater unit capable of rapid heating and rapid cooling.
【０００２】[0002]
【従来の技術】本件発明者は、高効率の円筒形ヒータを
提供するため、板状のグラファイトからなるヒータ部材
を円筒形に組み上げ、これを順次直列に接続した円筒形
ヒータを提案した（特開２００１−６８５７号公報）。
この円筒形ヒータは、Ｕ字状に連なった板状のグラファ
イトからなる長尺板状のヒータ部材とグラファイトから
なる接続ブロックとを有している。接続ブロックを円周
状に互いに絶縁した状態で配列し、複数のヒータ部材の
一対の上端を隣接する接続ブロックに固定する。これに
より、複数のヒータ部材を円筒形に配置すると共に、複
数のヒータ部材を閉じたサークル状に直列接続したもの
である。2. Description of the Related Art In order to provide a highly efficient cylindrical heater, the inventor of the present invention has proposed a cylindrical heater in which heater members made of plate graphite are assembled into a cylindrical shape, and these are sequentially connected in series (see Open 2001-6857).
This cylindrical heater has a long plate-shaped heater member made of plate-shaped graphite and connected to each other in a U shape, and a connection block made of graphite. The connection blocks are circumferentially arranged in a mutually insulated state, and the pair of upper ends of the plurality of heater members are fixed to the adjacent connection blocks. Thereby, the plurality of heater members are arranged in a cylindrical shape, and the plurality of heater members are connected in series in a closed circle shape.
【０００３】このような円筒状ヒータでは、ヒータ部材
にグラファイトを使用しているため、ヒータ部材をそれ
が燃えない環境に置く必要があるという欠点はある。し
かし、ヒータ部材は、円筒面を有した面状発熱ヒータで
あり、円周方向の温度のばらつきが±０．３℃以下とい
う均熱性が得られる。また、ヒータ部材を上から吊り下
げるようにして円筒状に配置することにより、ごく薄い
ヒータ部材でも容易に円筒形に配置することができる。
このため、薄くて高電気抵抗を有するヒータ部材を得る
ことができ、高温の発熱が可能となる。In such a cylindrical heater, since graphite is used for the heater member, there is a drawback in that the heater member needs to be placed in an environment where it does not burn. However, the heater member is a sheet-shaped heat generating heater having a cylindrical surface, and uniform heat distribution with a temperature variation in the circumferential direction of ± 0.3 ° C. or less can be obtained. Further, by arranging the heater member in a cylindrical shape so as to be suspended from above, even a very thin heater member can be easily arranged in a cylindrical shape.
Therefore, it is possible to obtain a heater member that is thin and has a high electric resistance, and it is possible to generate heat at a high temperature.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、前
記の円筒形ヒータに使用されるグラファイトヒータは、
成型や切削で形成される長尺板状のヒータであり、上か
ら吊り下げても、その強度等の観点から厚みを薄くする
のには限界がある。例えば、長さ１０００ｍｍ、幅４０
ｍｍ程度のヒータ部材の場合、その厚さはせいぜい３ｍ
ｍ程度が限度となる。However, the graphite heater used for the above-mentioned cylindrical heater is
It is a long plate-shaped heater formed by molding or cutting, and even if it is hung from above, there is a limit in reducing the thickness from the viewpoint of its strength and the like. For example, length 1000 mm, width 40
In the case of a heater member of about mm, its thickness is at most 3 m
The limit is about m.
【０００５】このため、非常に大きな通電電流が必要に
なるうえ、熱容量が大きくなり、加熱、放熱に要する時
間が長くなるという課題がある。また、またヒータ部材
を成型や切削により作るため、その加工により得られる
形状も自ずと限られる。このため例えば、加熱物を周囲
から加熱する以外に、上面等からも加熱する場合は、円
筒形ヒータとは別に、円板状の面ヒータ等を必要とす
る。Therefore, there is a problem that a very large energizing current is required, the heat capacity becomes large, and the time required for heating and heat radiation becomes long. Further, since the heater member is formed by molding or cutting, the shape obtained by the processing is naturally limited. For this reason, for example, in the case of heating the heated object not only from the surroundings but also from the upper surface and the like, a disc-shaped surface heater or the like is required in addition to the cylindrical heater.
【０００６】本発明は、このような従来におけるグラフ
ァイトヒータにおける課題に鑑み、極めて薄いヒータを
使用することができ、このため、高電気抵抗を有し、通
電電流を非常に小さくできるうえ、熱容量が小さく、し
かも可撓性を有して変形が可能なヒータを備えた炭素ヒ
ータユニットを提供することを目的とする。In view of the above problems in the conventional graphite heater, the present invention can use an extremely thin heater. Therefore, it has a high electric resistance, the energization current can be made extremely small, and the heat capacity can be reduced. An object of the present invention is to provide a carbon heater unit that is small and has a flexible and deformable heater.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明では、前記の目的
を達成するため、ヒータ１として、炭素繊維を炭素基材
の中に結合・固定してなる長尺な薄板状のものを使用す
ることにより、高強度でなお且つ薄いヒータ１を得るこ
とが出来るようにした。また、このヒータ１の一端から
その中央にスリット１６を設け、全体をＵ字形とし、円
筒形に並べた時に直列接続ができるようにした。すなわ
ち、本発明による炭素ヒータユニットは、炭素繊維を炭
素基材の中に結合・固定してなる長尺な薄板状のヒータ
１の一端からその中央にスリット１６を設けることによ
り、Ｕ字形としたものである。In the present invention, in order to achieve the above-mentioned object, a long thin plate-shaped heater having carbon fibers bonded and fixed in a carbon base material is used as the heater 1. As a result, the heater 1 having high strength and thinness can be obtained. In addition, a slit 16 is provided from one end of the heater 1 to the center thereof so that the heater 1 has a U shape as a whole so that the heaters 1 can be connected in series when arranged in a cylindrical shape. That is, the carbon heater unit according to the present invention has a U-shape by providing a slit 16 at one end of a long thin plate-shaped heater 1 formed by bonding and fixing carbon fibers in a carbon base material. It is a thing.
【０００８】このような炭素繊維を炭素基材の中に結合
・固定してなる長尺な薄板状のヒータ１は、高強度であ
る。そのため、極めて薄いヒータ１を使用することが出
来るので、高電気抵抗を得ることができる。従って、電
圧を高くし、電流を小さくして、高温に加熱するのに適
したヒータとすることができる。しかも、ヒータ１を薄
くすることが出来るため、熱容量を小さくすることがで
き、急速加熱と急速冷却に適している。The long thin plate-shaped heater 1 obtained by bonding and fixing such carbon fibers in a carbon substrate has high strength. Therefore, an extremely thin heater 1 can be used, and a high electric resistance can be obtained. Therefore, it is possible to make the heater suitable for heating to a high temperature by increasing the voltage and decreasing the current. Moreover, since the heater 1 can be thinned, the heat capacity can be reduced, which is suitable for rapid heating and rapid cooling.
【０００９】また、ヒータ１は高強度で粘りがあり、且
つ薄くすることが出来るため、ヒータ１に可撓性を与え
ることが可能である。そのため、ヒータ１を厚さ方向に
曲げることが出来る等、或る程度自由な形状に変形して
使用することができる。例えば、ヒータ１を途中からそ
の厚さ方向に屈曲して側面く字形とすると、加熱物を異
なる２面方向から加熱することが出来る。Further, since the heater 1 has high strength, is tenacious, and can be made thin, it is possible to give the heater 1 flexibility. Therefore, the heater 1 can be used by being deformed to a certain degree, such as being able to be bent in the thickness direction. For example, if the heater 1 is bent in the thickness direction from the middle to have a side-face V-shape, the heating object can be heated from two different surface directions.
【００１０】ヒータ１は炭素繊維と炭素基材の複合物で
あり、基本的に炭素からなるため、空気中で発熱させる
と、それ自体が燃えてしまう。そこで、ヒータ１を気密
な管２の中に収納し、その管２の中を不活性ガス雰囲気
として使用することになる。The heater 1 is a composite of carbon fiber and a carbon base material, and is basically composed of carbon. Therefore, when it is heated in the air, the heater 1 itself burns. Therefore, the heater 1 is housed in an airtight tube 2, and the tube 2 is used as an inert gas atmosphere.
【００１１】このようなヒータ１は、長尺薄板状のもの
であり、可撓性を有するため、そのまま使用すると、撓
んでしまうことになる。そこで、ヒータ１の二股に分か
れた両端部を端子３に固定し、同ヒータ１の連なった一
端側の部分でヒータ１に張力を与えた状態とし、これに
よりヒータ１に張りを与えて使用する。この場合、ヒー
タ１に張力を与える手段は、炭素繊維を炭素基材の中に
結合・固定してなる材料により作られたバネ６の弾力に
よることができる。Since such a heater 1 is a long thin plate and has flexibility, if it is used as it is, it will bend. Therefore, the bifurcated ends of the heater 1 are fixed to the terminal 3, and tension is applied to the heater 1 at the end portion where the heater 1 is connected, whereby the heater 1 is tensioned for use. . In this case, the means for applying tension to the heater 1 can be based on the elasticity of the spring 6 made of a material obtained by bonding and fixing carbon fibers in a carbon base material.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態について、具体的且つ詳細に説明する。
図１と図２は、本発明の一実施形態による炭素ヒータユ
ニットの全体を示すもので、図３と図４はそれぞれその
下端と上端を示す。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, embodiments of the present invention will be described specifically and in detail with reference to the drawings.
1 and 2 show an entire carbon heater unit according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 show a lower end and an upper end thereof, respectively.
【００１３】図１と図２に示すように、この炭素ヒータ
ユニットの主要部をなすヒータ１は、薄い長尺薄板状の
ものであって、炭素繊維を炭素基材で結合・固定したも
のである。一般に炭素繊維は、エポキシ樹脂等の樹脂基
材により結合・固定され、パイプ状、板状、薄板状等に
成型されて使用されることが多い。本発明では、樹脂基
材ではなく、炭素基材を使用して炭素繊維を結合・固定
したものである。As shown in FIGS. 1 and 2, the heater 1, which is the main part of the carbon heater unit, is a thin, long thin plate-like member in which carbon fibers are bonded and fixed by a carbon base material. is there. Generally, carbon fibers are bonded and fixed by a resin base material such as an epoxy resin, and are often used after being molded into a pipe shape, a plate shape, a thin plate shape or the like. In the present invention, the carbon fiber is bonded and fixed using the carbon base material instead of the resin base material.
【００１４】例えばそのその製造方法は、炭素繊維の編
成体を薄板状とした状態で、これを炭化可能な結合剤と
共にホットプレス成形する。その後、この成形されたシ
ートを約２０００℃の温度で焼成し、炭化するものであ
る。こうして作られた薄板状のヒータ１は、炭素基材に
炭素繊維が結合・固定化されたものであり、炭素繊維と
炭素基材との複合材である。このようなヒータ１として
使用出来る材料としては、アクロス株式会社（埼玉県蕨
市）製の商品名「エクセルシー」等を挙げることができ
る。For example, in the manufacturing method thereof, a knitted body of carbon fibers is formed into a thin plate and hot-press molded with a carbonizable binder. Then, the formed sheet is fired at a temperature of about 2000 ° C. and carbonized. The thin plate-shaped heater 1 produced in this way is a composite material of carbon fiber and carbon base material, in which carbon fiber is bonded and fixed to a carbon base material. As a material that can be used as such a heater 1, a product name “Excelcy” manufactured by Across Co., Ltd. (Warabashi, Saitama) can be mentioned.
【００１５】このようなヒータ１は、炭素独特の物理
的、化学的な物性を有すると共に、高強度であり、厚さ
０．５ｍｍより薄いものを得ることが出来る。また、こ
のヒータ１は熱膨張係数が極めて小さく、繊維が長手方
向に揃っているか否かで異なるが、熱膨張係数は長手方
向で０．６〜１．１（１０-6／℃）である。また、熱輻
射率εは、ε＝０．８〜０．９と極めて高い。Such a heater 1 has physical and chemical properties peculiar to carbon, has high strength, and can have a thickness less than 0.5 mm. Further, the heater 1 has an extremely small coefficient of thermal expansion, and the coefficient of thermal expansion is 0.6 to 1.1 (10 −6 / ° C.) in the longitudinal direction although it depends on whether the fibers are aligned in the longitudinal direction. . The thermal emissivity ε is extremely high at ε = 0.8 to 0.9.
【００１６】このようなヒータ１は、図２に示すように
幅方向の中央部にその下端から上端近くまで切り込まれ
たスリット１６を有し、全体として縦に長い逆Ｕ字形と
なっている。このヒータ１の二つに分かれた両下端部に
は、銅やニッケル等の金属からなる端子３、３を取り付
ける。図３は、この端子３、３を取り付ける構造の例を
示している。As shown in FIG. 2, such a heater 1 has a slit 16 cut from the lower end to the vicinity of the upper end in the central portion in the width direction, and has a vertically long inverted U-shape as a whole. . Terminals 3 made of a metal such as copper or nickel are attached to both lower ends of the heater 1. FIG. 3 shows an example of a structure for attaching the terminals 3 and 3.
【００１７】ヒータ１の両下端部に通孔１１を設け、こ
の部分を両側からグラファイト製のヒータホルダ４ａ、
４ｂで挟む。この一方のヒータホルダ４ａには、前記ヒ
ータ１の両下端部に通孔１１に嵌合される突起９を有し
ており、他方のヒータホルダ４ｂには、前記一方のヒー
タホルダ４ａの突起９を密に嵌合する凹部１０を有して
いる。さらに、双方のヒータホルダ４ａ、４ｂには、下
方にいくに従って厚みが増すようなテーパ１３ａ、１３
ｂが形成されている。また端子３は、上端が二股状に分
かれており、その上端内面には、前記ヒータホルダ４
ａ、４ｂのテーパ１３ａ、１３ｂに対応する逆方向のテ
ーパ１２ａ、１２ｂが形成されている。Through holes 11 are provided at both lower end portions of the heater 1, and this portion is provided with graphite heater holders 4a from both sides.
Sandwich with 4b. The one heater holder 4a has projections 9 fitted into the through holes 11 at both lower end portions of the heater 1, and the other heater holder 4b has the projections 9 of the one heater holder 4a closely packed therein. It has a recess 10 to be fitted. Further, both the heater holders 4a and 4b are provided with tapers 13a and 13b whose thickness increases as they go downward.
b is formed. The terminal 3 has a bifurcated upper end, and the heater holder 4 is provided on the inner surface of the upper end.
Reverse tapers 12a and 12b corresponding to the tapers 13a and 13b of a and 4b are formed.
【００１８】前記の一対のヒータホルダ４ａ、４ｂでヒ
ータ１の下端部を挟むと共に、一方のヒータホルダ４ａ
の突起９を、ヒータ１の下端部の通孔１１に嵌め込み、
さらにこの突起９を他方のヒータホルダ４ｂの凹部１０
に嵌め込んで固定する。次に、端子３の上端側の二股状
になった部分を図３に矢印で示すように押し拡げ、この
上端部を前記ヒータホルダ４ａ、４ｂを両側から挟むよ
うに嵌め込む。これにより端子３、３がヒータホルダ４
ａ、４ｂを介してヒータ１の下端部に取り付けられる。The lower end of the heater 1 is sandwiched between the pair of heater holders 4a and 4b, and one heater holder 4a
The projection 9 of the heater 1 into the through hole 11 at the lower end of the heater 1,
Further, the protrusion 9 is replaced with the recess 10 of the other heater holder 4b.
And then fix it. Next, the bifurcated portion on the upper end side of the terminal 3 is expanded as shown by the arrow in FIG. 3, and the upper end portion is fitted so as to sandwich the heater holders 4a and 4b from both sides. As a result, the terminals 3 and 3 are connected to the heater holder 4.
It is attached to the lower end of the heater 1 via a and 4b.
【００１９】このようにして端子３、３を取り付けたヒ
ータ１を図１と図２に示すような管２に収納する。この
管２は、石英ガラス等からなる扁平なもので、上端部に
近い部分が厚さ方向に折れ曲がり、く字形となってい
る。この折れ曲がった部分に窒化ホウ素等からなる棒状
のガイド１０が設けられている。The heater 1 with the terminals 3 and 3 attached in this manner is housed in a tube 2 as shown in FIGS. The tube 2 is a flat tube made of quartz glass or the like, and has a dogleg shape in which a portion near the upper end is bent in the thickness direction. A rod-shaped guide 10 made of boron nitride or the like is provided on the bent portion.
【００２０】ヒータ１は管２の内部に収納されると共
に、その一対の端子３、３が管２の下端部に互いに絶縁
した状態で封止される。そしてヒータ１の上端側は、前
記の折れ曲がり部分でガイド１０により案内されて、管
３の屈曲角度と同じ角度で折り曲げられ、上端が管３の
上端部に達している。The heater 1 is housed inside the tube 2, and the pair of terminals 3 and 3 are sealed at the lower end of the tube 2 in a mutually insulated state. The upper end side of the heater 1 is guided by the guide 10 at the bent portion and bent at the same angle as the bending angle of the tube 3, and the upper end reaches the upper end of the tube 3.
【００２１】図４にも示すように、管３の上端部には、
バネ室１７が設けられ、ここに圧縮性のバネ６が収納さ
れている。このバネ６の中には、上端にフランジを有す
るピン７が嵌め込まれ、上端のフランジがバネ６の上端
を受けた状態で、ピン７の下端側がバネ室１７の底壁の
孔を通してヒータ１側に引き出されている。そして、バ
ネ６が圧縮された状態で、ピン７の下端のフックがヒー
タ１の上端の小孔に掛けられている。これにより、ヒー
タ１は、バネ６の弾力でガイド１０により折り曲げられ
た状態で張られ、管３の中に収納される。この場合、ヒ
ータ１に張力を与えるバネ６とピン７とは、前記ヒータ
１と同様に、炭素繊維を炭素基材の中に結合・固定して
なる材料により作られている。As shown in FIG. 4, at the upper end of the pipe 3,
A spring chamber 17 is provided in which a compressible spring 6 is housed. A pin 7 having a flange at the upper end is fitted in the spring 6, and the lower end side of the pin 7 passes through the hole in the bottom wall of the spring chamber 17 while the flange at the upper end receives the upper end of the spring 6 and the heater 1 side. Have been pulled out. Then, with the spring 6 compressed, the hook at the lower end of the pin 7 is hooked on the small hole at the upper end of the heater 1. As a result, the heater 1 is stretched in a state of being bent by the guide 10 by the elastic force of the spring 6, and is housed in the tube 3. In this case, the spring 6 and the pin 7 for applying tension to the heater 1 are made of a material in which carbon fibers are bonded and fixed in a carbon base material, as in the heater 1.
【００２２】さらに、管３の下端部の端子３、３の間と
バネ室１７の上端部には、図２に矢印で示すように、管
３の中にＮ2 ガス等の不活性ガスを導入し、排出するガ
スポート５、６が設けられている。下方のガスポート５
から管３の中に導入された不活性ガスは、管３の中をそ
のガス雰囲気に維持しながら、上方のガスポート６から
排出される。Further, between the terminals 3 and 3 at the lower end of the pipe 3 and the upper end of the spring chamber 17, as shown by the arrow in FIG. 2, an inert gas such as N 2 gas is introduced into the pipe 3. Gas ports 5 and 6 for introducing and discharging are provided. Lower gas port 5
The inert gas introduced into the pipe 3 is discharged from the upper gas port 6 while maintaining the gas atmosphere in the pipe 3.
【００２３】図５と図６は、ベース１５の上に設けた真
空チューブ１４の中の半導体ウエハ等の加熱物（図示せ
ず）を加熱するため、真空チューブ１４の周囲に前述の
炭素ヒータユニットを６組み円筒状に並べて配置した例
である。炭素ヒータユニット６は、端子５、５を介して
直列に接続し、１２０゜間隔で三相電源に接続し、ヒー
タ１に電力を供給する。また、下方のガスポート５から
不活性ガスを管３の中に導入し、この不活性ガスを上方
のガスポート６から排出することにより、排出管３の中
を不活性ガス雰囲気に維持しながら、ヒータ１を加熱
し、ヒータ１の焼失を防止する。5 and 6 are for heating a heating object (not shown) such as a semiconductor wafer in the vacuum tube 14 provided on the base 15, so that the above-mentioned carbon heater unit is provided around the vacuum tube 14. It is an example in which 6 sets are arranged side by side in a cylindrical shape. The carbon heater units 6 are connected in series via terminals 5 and 5 and are connected to a three-phase power source at 120 ° intervals to supply electric power to the heater 1. Further, by introducing an inert gas into the pipe 3 from the lower gas port 5 and discharging the inert gas from the upper gas port 6, the exhaust pipe 3 is maintained in an inert gas atmosphere. The heater 1 is heated to prevent the heater 1 from burning.
【００２４】図５から明らかなように、ヒータ１はく字
形に曲げてあり、その下側の部分を真空チューブ１の周
囲に配置し、上側の斜めになった部分を真空チューブ１
４の上に配置している。これにより、真空チューブ１４
を周囲からだけでなく、その上方からも加熱することが
できる。なお、前述の実施形態では、ヒータ１を厚さ方
向にく字形に曲げて使用したが、もちろん真っ直ぐにし
て使用することもできる。As is apparent from FIG. 5, the heater 1 is bent in a V shape, the lower part thereof is arranged around the vacuum tube 1, and the upper oblique part is formed in the vacuum tube 1.
It is placed on top of 4. This allows the vacuum tube 14
Can be heated from above as well as from the surroundings. In addition, in the above-mentioned embodiment, the heater 1 is used by bending it in a V shape in the thickness direction, but it is of course also possible to use it by making it straight.
【００２５】本件発明者の試験によれば、幅５ｍｍ、長
さ（有効発熱長さ）２０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのヒータ
１を使用し、電圧７Ｖ、電流５０Ａの電力を供給して発
熱したところ、温度は１５００℃に達した。ヒータ１の
表面積は２ｃｍ2 であり、１ｃｍ2 当たり１７５Ｗの電
力で１５００℃の発熱温度を得ることが出来たことにな
る。また、１２００℃の発熱温度は、電圧６Ｖ、電流３
０Ａの電力で得ることができた。つまり、１ｃｍ2 当た
り９０Ｗの電力で１２００℃の発熱温度を得ることが出
来た。このように、単位面積当たりの赤外線放射量を１
００Ｗを越えて投入を可能とすることができるのは、放
熱効率が高い炭素繊維を炭素基材の中に結合・固定した
複合炭素材料からなる薄板状のヒータ１を使用しことに
よるものである。According to a test conducted by the present inventor, a heater 1 having a width of 5 mm, a length (effective heating length) of 20 mm, and a thickness of 0.5 mm was used, and a voltage of 7 V and a current of 50 A were supplied to generate heat. However, the temperature reached 1500 ° C. The surface area of the heater 1 is 2 cm 2 , and it is possible to obtain a heat generation temperature of 1500 ° C. with an electric power of 175 W per 1 cm 2 . In addition, the heat generation temperature of 1200 ° C. is 6 V voltage, 3 current
It was possible to obtain it with the power of 0A. That is, it was possible to obtain a heat generation temperature of 1200 ° C. with an electric power of 90 W per cm 2 . Thus, the amount of infrared radiation per unit area is 1
It is possible to supply more than 00 W by using the thin plate-shaped heater 1 made of a composite carbon material in which carbon fibers having high heat dissipation efficiency are bonded and fixed in a carbon base material. .
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上説明した通り、本発明による炭素ヒ
ータユニットでは、ヒータが高強度であり、極めて薄く
作ることができる。このため、高電気抵抗を有し、熱容
量が小さく、しかも可撓性を有して変形が可能となる。
これにより、急加熱、急冷却が可能であると共に、周面
加熱と上面加熱を単一のヒータユニットの組み合わせで
可能となる等、様々な加熱形態に対応することが出来
る。As described above, in the carbon heater unit according to the present invention, the heater has high strength and can be made extremely thin. Therefore, it has a high electric resistance, a small heat capacity, and is flexible and can be deformed.
As a result, rapid heating and rapid cooling are possible, and various heating modes such as peripheral surface heating and upper surface heating can be achieved by combining a single heater unit.
【図１】本発明の一実施形態による炭素ヒータユニット
の縦断側面図である。FIG. 1 is a vertical sectional side view of a carbon heater unit according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG.
【図３】前記実施形態による炭素ヒータユニットの下端
の端子部分の拡大分解縦断側面図である。FIG. 3 is an enlarged exploded vertical side view of a terminal portion at a lower end of the carbon heater unit according to the embodiment.
【図４】前記実施形態による炭素ヒータユニットの上端
のバネ部分の拡大縦断側面図である。FIG. 4 is an enlarged vertical side view of a spring portion at the upper end of the carbon heater unit according to the embodiment.
【図５】前記実施形態による炭素ヒータユニットの使用
例である加熱装置の背景を省略した縦断側面図である。FIG. 5 is a vertical cross-sectional side view in which a background of a heating device, which is an example of using the carbon heater unit according to the embodiment, is omitted.
【図６】図１のＢ−Ｂ線断面図である。6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
１ ヒータ ２ 管 ３ 端子 ６ バネ １６ ヒータのスリット 1 heater 2 tubes 3 terminals 6 spring 16 heater slit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K034 AA05 AA09 AA16 AA29 AA37 CA02 JA09 3K092 PP09 QA02 QB14 QB16 QB30 QB40 QB74 QC02 QC19 QC38 QC59 RA03 RB14 RD10 TT14 TT22 VV04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 3K034 AA05 AA09 AA16 AA29 AA37 CA02 JA09 3K092 PP09 QA02 QB14 QB16 QB30 QB40 QB74 QC02 QC19 QC38 QC59 RA03 RB14 RD10 TT14 TT22 VV04
Claims (5)
繊維を炭素基材の中に結合・固定してなる長尺な薄板状
のヒータ（１）の一端からその中央にスリット（１６）
を設けることにより、Ｕ字形としたことを特徴とする炭
素ヒータユニット。1. A heater made of carbon material, wherein a long thin plate-shaped heater (1) having carbon fibers bonded and fixed in a carbon substrate is slit (16) from one end to the center thereof.
A carbon heater unit characterized by having a U shape by being provided.
納し、その管（２）の中を不活性ガス雰囲気としたこと
を特徴とする請求項１に記載の炭素ヒータユニット。2. The carbon heater unit according to claim 1, wherein the heater (1) is housed in an airtight tube (2), and the inside of the tube (2) is an inert gas atmosphere. .
端子（３）に固定し、同ヒータ（１）の一端側の連なっ
た部分でヒータ（１）に張力を与えたことを特徴とする
請求項１または２に記載の炭素ヒータユニット。3. The heater (1) is characterized in that the forked ends are fixed to a terminal (3), and tension is applied to the heater (1) at a continuous portion on one end side of the heater (1). The carbon heater unit according to claim 1 or 2.
素繊維を炭素基材の中に結合・固定してなる材料により
作られたバネ（６）の弾力によるものであることを特徴
とする請求項３に記載の炭素ヒータユニット。4. The means for applying tension to the heater (1) is based on the elasticity of a spring (6) made of a material in which carbon fibers are bonded and fixed in a carbon base material. The carbon heater unit according to claim 3.
屈曲して側面く字形としたことを特徴とする請求項１〜
４の何れかに記載の炭素ヒータユニット。5. The heater (1) is bent in the thickness direction from the middle to have a side-face V-shape.
4. The carbon heater unit according to any one of 4 above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001339225A JP3924153B2 (en) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | Carbon heater unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001339225A JP3924153B2 (en) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | Carbon heater unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003142237A true JP2003142237A (en) | 2003-05-16 |
| JP3924153B2 JP3924153B2 (en) | 2007-06-06 |
Family
ID=19153606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001339225A Expired - Lifetime JP3924153B2 (en) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | Carbon heater unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3924153B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008235080A (en) * | 2007-03-22 | 2008-10-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Heating element unit |
| US7747147B2 (en) | 2005-11-02 | 2010-06-29 | Panasonic Corporation | Heating unit and heating apparatus |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07296955A (en) * | 1994-04-22 | 1995-11-10 | Nippon Steel Corp | Carbon heater |
| WO1999034645A1 (en) * | 1997-12-29 | 1999-07-08 | Jonathan Patrick Leech | Infrared heaters and elements therefor |
| JPH11307230A (en) * | 1998-04-17 | 1999-11-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Heating element |
| JP2000082573A (en) * | 1998-09-07 | 2000-03-21 | Raito Black:Kk | Carbon heating element |
| JP2001194073A (en) * | 2000-01-13 | 2001-07-17 | Daiichi Kiden:Kk | Electric furnace |
-
2001
- 2001-11-05 JP JP2001339225A patent/JP3924153B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07296955A (en) * | 1994-04-22 | 1995-11-10 | Nippon Steel Corp | Carbon heater |
| WO1999034645A1 (en) * | 1997-12-29 | 1999-07-08 | Jonathan Patrick Leech | Infrared heaters and elements therefor |
| JPH11307230A (en) * | 1998-04-17 | 1999-11-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Heating element |
| JP2000082573A (en) * | 1998-09-07 | 2000-03-21 | Raito Black:Kk | Carbon heating element |
| JP2001194073A (en) * | 2000-01-13 | 2001-07-17 | Daiichi Kiden:Kk | Electric furnace |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7747147B2 (en) | 2005-11-02 | 2010-06-29 | Panasonic Corporation | Heating unit and heating apparatus |
| JP2008235080A (en) * | 2007-03-22 | 2008-10-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Heating element unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3924153B2 (en) | 2007-06-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8278604B2 (en) | Carbon nanotube heater-equipped electric oven | |
| US20110120491A1 (en) | Hairdressing Device | |
| KR20090033138A (en) | Planar heating source | |
| JP2011058794A (en) | Wall mounted electric heater | |
| CA2613300A1 (en) | Heating apparatus comprising a thermoelectric device | |
| JP6067745B2 (en) | Thermoelectric element having a structure capable of improving thermal efficiency | |
| JP2003142237A (en) | Carbon heater unit | |
| US20110044736A1 (en) | Heat generating unit and heating apparatus | |
| KR101638269B1 (en) | Vacuum deposition source heating system and vacuum deposition system | |
| EP1887285A3 (en) | Oven with electric heater | |
| US6741805B2 (en) | Flexible graphite felt heating elements and a process for radiating infrared | |
| JP3805620B2 (en) | Infrared light bulb, method for manufacturing the same, and heating or heating device using the same | |
| JPH05343170A (en) | Small-size electric furnace for working optical fiber | |
| JPH03221784A (en) | Combined adiabatic/heating unit and high temperature material treating furnace | |
| JP2001507510A (en) | Infrared radiation device that radiates heat in a spheroidal shape | |
| JP2005522666A (en) | Heat exchanger useful for heating purposes with electric heating device | |
| KR100766870B1 (en) | Graphite heater assembly having high temperature and rapidly heating capability | |
| KR200393709Y1 (en) | Apparatus for radiating heat using carbon fiber | |
| JP3954985B2 (en) | Electric furnace | |
| JPS58199047A (en) | Vacuum heating device | |
| KR20060128262A (en) | Apparatus for radiating heat using carbon fiber | |
| JPH04155822A (en) | Heat treatment device | |
| KR20060085186A (en) | Radiant electric heating element | |
| JP2003139468A (en) | Heating device | |
| JP2003197353A (en) | Flexible graphite felt heating element and infrared radiation method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040915 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060705 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060809 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070209 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070223 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100302 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130302 Year of fee payment: 6 |