JP2004227861A

JP2004227861A - 軸状被加熱物の加熱装置

Info

Publication number: JP2004227861A
Application number: JP2003012560A
Authority: JP
Inventors: Eizo Nagao; 英三長尾
Original assignee: Fuji Electronics Industry Co Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Fuji Electronics Industry Co Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2003-01-21
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2023-01-21
Also published as: JP4029932B2

Abstract

【課題】軸状被加熱物の軸方向の温度パターンを改善する。
【構成】軸状被加熱物Ｗの全体をその周りから間接的に加熱する円筒状抵抗発熱体１０と、円筒状抵抗発熱体１０をその周りから誘導加熱する誘導円形コイル２０と、誘導円形コイル２０を円筒状抵抗発熱体１０に沿って連続的に移動させる移動機構３０とを備えており、円筒状抵抗発熱体１０を予め直接抵抗加熱したときの温度に比べて高い温度に誘導円形コイル２０を用いて部分的に誘導加熱させ、この状態で移動機構３０を動作させ、これを通じて軸状被加熱物Ｗ上の最高温度領域を軸方向に連続的に推移させる構成となっている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は軸状被加熱物を熱処理するのに利用される軸状被加熱物の加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軸状被加熱物を熱処理するに当たり、図５（Ａ）に示すような基本構成を有する装置が使用される場合がある。図中Ｗは軸状被加熱物、８０は軸状被加熱物Ｗの全体を加熱する多段ヒータ、９０は多段ヒータ８０を構成するヒータ８１、８２、８３への電力量を各々調節するため電力調節部である。まず、ヒータ８１、８２、８３の全てに交流を通電すると、軸状被加熱物Ｗの外表面が予備加熱される。このときの軸状被加熱物Ｗの軸方向の温度パターンは図５（Ｂ）に示す通りである。その後、ヒータ８１、８２、８３に与える各電力をこの順番で順次最大に変化させると、軸状被加熱物Ｗの外表面上の最高ピーク点が順番に移行する。このときの軸状被加熱物Ｗの軸方向の温度パターンは図５（Ｃ）に示す通りである。このような過程を経て軸状被加熱物が熱処理される（関連する装置として、例えば特許文献１に開示されたものがある。）
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−６９１４１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ヒータ８１、８２、８３を上下方向に並べた構造の多段ヒータ９０を用いて軸状被加熱物Ｗを加熱している以上、ヒータ８１、８２、８３に与える電力をこの順番に最大にしても、軸状被加熱物Ｗの表面上の最高温度点が図５（Ｃ）に示す通り軸方向に一定とはならずヒータ８１、８２、８３のピッチ間隔に応じて波うつ形になる。即ち、軸状被加熱物Ｗ上の最高温度点を軸方向に連続的に推移させることが不可能であり、この点が軸状被加熱物Ｗに対して所望の熱処理を行う上で大きな問題となっている。
【０００５】
本発明は上記した背景の下で創作されたものであり、その目的とするところは、従来装置に内在する問題を抜本的に解消することが可能な軸状被加熱物の加熱装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の軸状被加熱物の加熱装置は、軸状被加熱物の全体をその周りから間接的に加熱する円筒状抵抗発熱体と、円筒状抵抗発熱体をその周りから誘導加熱する誘導円形コイルと、誘導円形コイルを円筒状抵抗発熱体に沿って連続的に相対移動させる移動機構とを備えており、円筒状抵抗発熱体を予め直接抵抗加熱したときの温度に比べて高い温度に誘導円形コイルを用いて部分的に誘導加熱させ、この状態で移動機構を動作させ、これを通じて軸状被加熱物上の最高温度領域を軸方向に連続的に推移させる構成となっている。
【０００７】
具体的には、軸状被加熱物の全体をその周りから間接的に加熱するカーボン製の円筒状抵抗発熱体と、円筒状抵抗発熱体を不活性ガス又は減圧の下に置くために円筒状抵抗発熱体を収容する石英菅と、石英菅外に配置されており且つ円筒状抵抗発熱体をその周りから誘導加熱する誘導円形コイルと、誘導円形コイルを円筒状抵抗発熱体及び石英菅に沿って連続的に相対移動させる移動機構とを備えており、円筒状抵抗発熱体を予め直接抵抗加熱したときの温度に比べて高い温度に誘導円形コイルを用いて部分的に誘導加熱させ、この状態で移動機構を動作させ、これを通じて軸状被加熱物上の最高温度領域を軸方向に連続的に推移させる構成にすると良い。
【０００８】
好ましくは、円筒状抵抗発熱体上における誘導円形コイル直下の誘導加熱領域の幅を狭くするためのシールドリングが誘導円形コイルの反移動方向側の付近に配設されており、移動機構を用いてシールドリングを円筒状抵抗発熱体に対して誘導円形コイルとともに相対移動させる構成にすることが望ましい。この場合、誘導円形コイルに対するシールドリングの位置関係が調整可能な構成にすることがより望ましい。
【０００９】
本発明の別の軸状被加熱物の加熱装置は、軸状被加熱物の全体をその周りから間接的に加熱する円筒状抵抗発熱体と、円筒状抵抗発熱体をその周りから誘導加熱する誘導円形コイルと、誘導円形コイルの反移動方向側の付近に配設され且つ円筒状抵抗発熱体に向けてその周りから冷却媒体を噴射する環状冷却ジャケットと、誘導円形コイル及び環状冷却ジャケットを円筒状抵抗発熱体に沿って連続的に相対移動させる移動機構とを備えており、円筒状抵抗発熱体を予め直接抵抗加熱したときの温度に比べて高い温度に誘導円形コイルを用いて部分的に誘導加熱させ、この状態で移動機構及び環状冷却ジャケットを動作させ、これを通じて軸状被加熱物上の最高温度領域を軸方向に連続的に推移させる構成となっている。
【００１０】
具体的には、円筒状抵抗発熱体として二珪化モリブデン製のものを用いるようにすると良い。
【００１１】
好ましくは、環状冷却ジャケットは電磁シールドに適した素材を用いて作製されており、円筒状抵抗発熱体上における誘導円形コイル直下の誘導加熱領域の幅を狭くするためのシールドリングを兼ねるようにすることが望ましい。この場合、誘導円形コイルに対する環状冷却ジャケットの位置関係が調整可能な構成にすることがより望ましい。
【００１２】
上記した軸状被加熱物の加熱装置の円筒状抵抗発熱体は、より好ましくは、放熱し易い箇所の付近の部分の厚みがそれ以外の部分に比べて薄くするようにすることが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は第１の実施の形態を説明するための図であって、（Ａ）は軸状被加熱物の加熱装置の模式的構成図、（Ｂ）は軸状被加熱物の軸方向の温度パターンを示す図である。
【００１４】
第１の実施の形態に係る軸状被加熱物の加熱装置は図１に示すような構成となっている。同装置は、軸状被加熱物Ｗの全体をその周りから間接的に加熱するカーボン製の円筒状抵抗発熱体１０と、円筒状抵抗発熱体１０を不活性ガス（ここでは窒素ガス等を用いている）下に置くために円筒状抵抗発熱体１０を収容する透明の石英菅１と、石英菅１外に配置されており且つ円筒状抵抗発熱体１０をその周りから誘導加熱する誘導円形コイル２０と、誘導円形コイル２０を円筒状抵抗発熱体１０及び石英菅１に沿って連続的に移動させる移動機構３０とを備えている。最も特徴的であるのは、円筒状抵抗発熱体１０を予め直接抵抗加熱したときの温度に比べて高い温度に誘導円形コイル２０を用いて部分的に誘導加熱させ、この状態で移動機構３０を動作させ、これを通じて軸状被加熱物Ｗ上の最高温度領域を軸方向に連続的に推移させる基本構成になっている点である。以下、各部の詳細について説明する。
【００１５】
円筒状抵抗発熱体１０は、軸状被加熱物Ｗに比べて大きな内径を有した円筒体であって、ここでは軸状被加熱物Ｗに比べて若干長いものが用いられている。円筒状抵抗発熱体１０の外表面上の上端、下端付近には、商用周波数の単相電流を生成する電源５０に接続するための給電端子１１、１２が設けられている。給電端子１１、１２は円筒状抵抗発熱体１０の全体に均一した電流が流れるように図１中に示すように円筒状抵抗発熱体１０の軸芯を基準とした対称位置に配置されている。
【００１６】
円筒状抵抗発熱体１０としてカーボン製のものを用いたのは、低温域から高温域にかけての電気的特性が優れており、誘導円形コイル２０により誘導加熱が行われても何ら支障がないので、同装置には最も理想的な発熱体だからである。ここでは軸状被加熱物Ｗを１０００℃以上の高温で熱処理することを想定しており、このような高温で大気中に置いたときには酸化して厚みが薄くなるとともに寿命が極端に短くなることから、ここでは石英菅１の中に配置している。石英菅１内には窒素等の不活性ガスが流されている。
【００１７】
なお、石英菅１の内の空気を抜いて軸状被加熱物Ｗを減圧下で熱処理するようにしてもかまわない。また、円筒状抵抗発熱体１０自体の材質や軸状被加熱物Ｗの熱処理温度との関係で、円筒状抵抗発熱体１０が容易に酸化しないときには石英菅１を省略するようにしても良い。
【００１８】
誘導円形コイル２０は、円筒状抵抗発熱体１０の外径に比べて少し大きな内径を有した環状体であって、ここでは銅製のパイプを円状に湾曲して作製されたものを用いている。移動機構３０に連結された状態で、高周波電源３０に電気接続されるとともに図外の冷却用配管に接続されている。冷却用配管を通じて供給された冷却水が誘導円形コイル２０の内部を流通してその温度上昇が防止されている。
【００１９】
移動機構３０はボールネジ機構やモータが組み合わされたものであって、モータの回転運動をボールネジ機構により直線運動に変換し、誘導円形コイル２０を図示矢印方向に移動させる構成となっている。
【００２０】
高周波電源４０は円筒状抵抗発熱体１０を誘導加熱するための数十ＫＨｚの高周波電流を生成するインバータ電源であって、高周波電流を誘導円形コイル２０に供給するようになっている。
【００２１】
なお、移動機構３０、高周波電源４０及び電源５０に対してシーケンス制御を行うシーケンサ等については図示省略されている。
【００２２】
以下、同装置の動作について説明する。まず、円筒状抵抗発熱体１０の内部に軸状被加熱物Ｗを配置する。この状態で、図外のスイッチがオンにされると、電源５０が動作する。この結果、円筒状抵抗発熱体１０が通電され発熱し（直接抵抗加熱）、円筒状抵抗発熱体１０の輻射により軸状被加熱物１０が加熱される（間接抵抗加熱）。即ち、軸状被加熱物１０の予備加熱が行われる。このときの軸状被加熱物１０の温度をＴ１（図１（Ｂ）参照）とし、円筒状抵抗発熱体１０の温度をＴ１’（Ｔ１’＞Ｔ１）とする。
【００２３】
円筒状抵抗発熱体１０に通電してから所定時間経過後に高周波電源４０が動作する。この結果、誘導円形コイル２０に高周波電流が供給され、円筒状抵抗発熱体１０のうち誘導円形コイル２０に対向した部分の周辺が誘導加熱される。このときの軸状被加熱物１０の当該部分の周辺の温度をＴ２（Ｔ２＞Ｔ１）とし（図１（Ｂ）参照。）、円筒状抵抗発熱体１０の当該部分の周辺の温度をＴ２’（Ｔ２’＞Ｔ２）とする。このように円筒状抵抗発熱体１０を予め直接抵抗加熱したときの温度Ｔ１’に比べて高い温度（Ｔ２’）に誘導円形コイル２０により部分的に誘導加熱される。
【００２４】
その後、誘導円形コイル２０に高周波電流が供給された状態で、高周波電源４０が動作してから所定時間経過後に移動機構３０が動作する。この結果、誘導円形コイル２０が円筒状抵抗発熱体１０に沿って図示矢印の方向に連続的に移動する。すると、円筒状抵抗発熱体１０上の最高温度領域（温度Ｔ２’）が軸方向に連続的に推移する。これに伴って、軸状被加熱物Ｗの最高温度領域（温度Ｔ２）が軸方向に連続的に推移する。よって、軸状被加熱物Ｗに対して所望の熱処理（を行うことが可能になる。ここでいう熱処理として、例えば、光ファイバ母材の焼結上の処理等がある。しかも従来装置による場合とは異なり、たとえ誘導円形コイル２０に大電流を流したとしても、その構造上、特別な絶縁設計を施す必要がない。
【００２５】
なお、高周波電源４０や移動機構３０を動作させるタイミング、誘導円形コイル２０を移動させる速度、その移動のパターン等については、軸状被加熱物Ｗ及び円筒状抵抗発熱体１０の熱容量等を考慮して適宜設定すれば良い。また、移動機構３０により円筒状抵抗発熱体１０を軸状被加熱物Ｗとともに誘導円形コイル２０に対して移動させるようにしても良い。さらに、電源５０、高周波電源４０及び移動機構３０を一斉に動作させるようにしても良い。これらの点は後述する第２の実施の形態についても同様である。
【００２６】
次に、第１の実施の形態の変形例を図２を参照して説明する。図２（Ａ）は軸状被加熱物の加熱装置の模式的構成図、（Ｂ）は軸状被加熱物の軸方向の温度パターンを示す図である。
【００２７】
この変形例においては、シールドリング７０が誘導円形コイル２０の反移動方向側の付近に配設されており、移動機構３０を用いてシールドリング７０を円筒状抵抗発熱体１０に対して誘導円形コイル２０とともに移動させるようにしている。
【００２８】
シールドリング７０は、誘導円形コイル２０と略同じ大きさの環状体であって、ここでは銅製のパイプを円状に湾曲して作製されたものを用いており、移動機構３０に取り付けられている。具体的には、ボルト等を用いて機構移動機構３０に位置調整可能に取り付けられている。これにより誘導円形コイル２０に対する環状冷却ジャケット６０の位置関係、ここではシールドリング７０と誘導円形コイル２０との距離間隔が各々調整可能になっている。
【００２９】
シールドリング７０は、誘導円形コイル２０の近くの上方位置に配置されていることから、この付近の電磁界の広がりが抑制され、そのため円筒状抵抗発熱体１０上における誘導円形コイル２０直下の誘導加熱領域の幅が狭くなり、温度パターンの山が急峻になって改善される（図２（Ｂ）参照）。この点で軸状被加熱物Ｗに対して一層望ましい熱処理を行うことが可能になる。また、軸状被加熱物Ｗの軸方向の温度パターンについては、誘導円形コイル２０に対するシールドリング７０の位置関係の調整を通じて微調整することが可能であり、この点でも所望の熱処理を行う上でメリットがある。
【００３０】
次に、第１の実施の形態の別の変形例を図３を参照して説明する。図３は軸状被加熱物の加熱装置のうち円筒状抵抗発熱体の断面図である。
【００３１】
給電端子１１、１２には熱伝導の高い銅製の配線ラインが接続されるので、円筒状抵抗発熱体１０’のうち給電端子１１、１２の付近が一番放熱し易いと言える。この変形例においては、円筒状抵抗発熱体１０’のうち放熱し易い箇所、即ち、給電端子１１、１２の付近の部分１１１、１１２の厚みがそれ以外の部分に比べて薄くされている。円筒状抵抗発熱体１０’には均一に電流が流れるものの、厚みの薄くされた部分は他の部分に比べて発熱量が大きくなるので、結果として、予熱加熱時の円筒状抵抗発熱体１０’、ひいては軸状被加熱物Ｗの軸方向の温度パターンが均一化される。
【００３２】
このように予熱加熱時の軸状被加熱物Ｗの軸方向の温度パターンが均一である状態の下で、上記したように誘導円形コイル２０により円筒状抵抗発熱体１０’の誘導加熱が行われ、軸状被加熱物Ｗの最高温度領域（温度Ｔ２）が軸方向に連続的に推移することになる。即ち、温度Ｔ２が常に安定し、この点で軸状被加熱物Ｗに対して一層望ましい熱処理を行うことが可能になる。
【００３３】
なお、上記変形例においては、円筒状抵抗発熱体１０’の内周面を切り欠いて部分１１１、１１２としたが、その代わりに外周面に同様の切り欠くようにしてもかまわない。また、円筒状抵抗発熱体１０’の内周面のうち温度の低い部分に切り欠きを形成する代わりに、温度が高い部分の内周面又は外周面に突起を形成するようにしてもかまわない。この場合であっても円筒状抵抗発熱体１０’の当該部分の断面積が大きくなり、発熱量が他の部分に比べて低下する結果、上記と全く同様の結果が得られる。
【００３４】
以下、第２の実施の形態を図４を参照して説明する。図４（Ａ）は軸状被加熱物の加熱装置の模式的構成図、（Ｂ）は軸状被加熱物の軸方向の温度パターンを示す図である。
【００３５】
第２の実施の形態に係る軸状被加熱物の加熱装置は図４に示すような構成となっている。即ち、軸状被加熱物Ｗの全体をその周りから間接的に加熱する円筒状抵抗発熱体１０’’と、円筒状抵抗発熱体１０’’をその周りから誘導加熱する誘導円形コイル２０と、誘導円形コイル２０の反移動方向側の付近に配設され且つ円筒状抵抗発熱体に向けてその周りから冷却媒体を噴射する環状冷却ジャケット６０と、誘導円形コイル２０及び環状冷却ジャケット６０を円筒状抵抗発熱体１０’’に沿って連続的に移動させる移動機構３０とを備えている。そして、円筒状抵抗発熱体１０’’を予め直接抵抗加熱したときの温度に比べて高い温度に誘導円形コイル２０を用いて部分的に誘導加熱させ、この状態で移動機構３０及び環状冷却ジャケット６０を動作させ、これを通じて軸状被加熱物Ｗ上の最高温度領域を軸方向に連続的に推移させる構成となっている。第１の実施の形態と同一部品については同一の部品番号を用いて表して説明を省略し、異なる部分を中心として以下説明する。
【００３６】
第２の実施の形態においては、冷却ガスを円筒状抵抗発熱体１０’’に直接噴射させていることから、円筒状抵抗発熱体１０’’等を石英菅１に入れた状態で加熱することは困難である。そのため、ここでは円筒状抵抗発熱体１０’’として大気中で１０００℃以上の高温に耐え得る二珪化モリブデン製（ここではＭｏＳｉ_２に鉄・クロム・アルミを添加して製造されたもの）を用いている。即ち、軸状被加熱物Ｗ及び円筒状抵抗発熱体１０’’を大気下に置き、この状態で軸状被加熱物Ｗ等を加熱するようにようにしている。
【００３７】
環状冷却ジャケット６０は、誘導円形コイル２０と略同じ大きさの環状体であって、ここでは銅製のパイプを円状に湾曲して作製されたものを用いており、誘導円形コイル２０と所定間隔を開けて平行になるように移動機構３０に取り付け付けられている。具体的には、ボルト等を用いて機構移動機構３０に位置調整可能に取り付けられており、これにより誘導円形コイル２０に対する環状冷却ジャケット６０の位置関係、ここでは環状冷却ジャケット６０と誘導円形コイル２０との距離間隔が調整可能になっている。
【００３８】
環状冷却ジャケット６０は、移動機構３０に連結された状態で図外の冷却ガス用配管に接続されている。冷却ガス用配管を通じて供給された冷却ガス（ここでは窒素ガス等）が環状冷却ジャケット６０の内部を流通し、その内面に周方向に複数形成された噴射口から冷却ガスが円筒状抵抗発熱体１０’’に向けて真っ直ぐに噴射するようになっている。
【００３９】
冷却ガス用配管の途中に設けられた図外のバルブは上記シーケンサ等により開閉制御され、移動機構３０が動作した時点で開状態にされるようになっている。そのため、円筒状抵抗発熱体１０’’に対する誘導円形コイル２０による誘導加熱と環状冷却ジャケット６０の動作による強制冷却とが同時に行われる。
【００４０】
環状冷却ジャケット６０については、誘導円形コイル２０の反移動方向側の上側付近に位置しているので、円筒状抵抗発熱体１０’’のうち誘導円形コイル２０に対向している現時点の最高温度領域ではなく、その直前の最高温度領域、言い換えると、誘導円形コイル２０が通り過ぎて温度が徐々に低下している領域に向けて冷却ガスが噴射され、当該領域が強制冷却される。これにより円筒状抵抗発熱体１０’’ 上の誘導円形コイル２０直下の誘導加熱領域の幅が狭くなる。
【００４１】
しかも環状冷却ジャケット６０は電磁シールドに適した銅材を用いて作製されており、シールドリングを兼ねていることから、これにより円筒状抵抗発熱体１０’’上の誘導円形コイル２０直下の誘導加熱領域の幅が更に狭くなる。これらの結果、温度パターンの山が急峻になって改善される（図４（Ｂ）参照）。その結果、第１の実施の形態等に比べ、、軸状被加熱物Ｗに対して一層望ましい熱処理を行うことが可能になる。また、軸状被加熱物Ｗの軸方向の温度パターンについては、誘導円形コイル２０に対する環状冷却ジャケット６０の位置関係の調整を通じて微調整することが可能であり、この点でも所望の熱処理を行う上でメリットがある。ここでいう熱処理として、例えば、光ファイバ母材の焼結上の処理等がある。
【００４２】
なお、第２の実施の形態においても図３に示す例と全く同様に円筒状抵抗発熱体１０’’のうち放熱し易い箇所の厚みをそれ以外の部分に比べて薄くするようにするようにことが望ましい。
【００４３】
なお、本発明の軸状被加熱物の加熱装置は第１及び２の実施の形態に限定されず、円筒状抵抗発熱体を予め直接抵抗加熱したときの温度に比べて高い温度に誘導円形コイルを用いて部分的に誘導加熱させ、この状態で移動機構を動作させ、これを通じて軸状被加熱物上の最高温度領域を軸方向に連続的に推移させる構成となっている限り、どのような形態をとっても良く、円筒状抵抗発熱体等の構造、材質、供給電圧等については適宜設計変更すれば良い。
【００４４】
【発明の効果】
以上、本発明に係る軸状被加熱物の加熱装置による場合、軸状被加熱物上の最高温度点を軸方向に連続的に推移させることが可能な構成となっているので、軸状被加熱物に対して高品位な熱処理を施すことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明するための図であって、（Ａ）は軸状被加熱物の加熱装置の模式的構成図、（Ｂ）は軸状被加熱物の軸方向の温度パターンを示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の変形例を説明するための図であって、（Ａ）は軸状被加熱物の加熱装置の模式的構成図、（Ｂ）は軸状被加熱物の軸方向の温度パターンを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の別の変形例を説明するための図であって、円筒状抵抗発熱体の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を説明するための図であって、（Ａ）は軸状被加熱物の加熱装置の模式的構成図、（Ｂ）は軸状被加熱物の軸方向の温度パターンを示す図である。
【図５】従来例を説明するための図であって、（Ａ）は軸状被加熱物の加熱装置の模式的構成図、（Ｂ）（Ｃ）は軸状被加熱物の軸方向の温度パターンを示す図である。
【符号の説明】
Ｗ軸状被加熱物
１石英菅
１０円筒状抵抗発熱体
２０誘導円形コイル
３０移動機構
４０高周波電源
５０電源

Claims

軸状被加熱物の全体をその周りから間接的に加熱する円筒状抵抗発熱体と、円筒状抵抗発熱体をその周りから誘導加熱する誘導円形コイルと、誘導円形コイルを円筒状抵抗発熱体に沿って連続的に相対移動させる移動機構とを備えており、円筒状抵抗発熱体を予め直接抵抗加熱したときの温度に比べて高い温度に誘導円形コイルを用いて部分的に誘導加熱させ、この状態で移動機構を動作させ、これを通じて軸状被加熱物上の最高温度領域を軸方向に連続的に推移させる構成となっていることを特徴とする軸状被加熱物の加熱装置。
軸状被加熱物の全体をその周りから間接的に加熱するカーボン製の円筒状抵抗発熱体と、円筒状抵抗発熱体を不活性ガス又は減圧の下に置くために円筒状抵抗発熱体を収容する石英菅と、石英菅外に配置されており且つ円筒状抵抗発熱体をその周りから誘導加熱する誘導円形コイルと、誘導円形コイルを円筒状抵抗発熱体及び石英菅に沿って連続的に相対移動させる移動機構とを備えており、円筒状抵抗発熱体を予め直接抵抗加熱したときの温度に比べて高い温度に誘導円形コイルを用いて部分的に誘導加熱させ、この状態で移動機構を動作させ、これを通じて軸状被加熱物上の最高温度領域を軸方向に連続的に推移させる構成となっていることを特徴とする軸状被加熱物の加熱装置。
請求項１又は２記載の軸状被加熱物の加熱装置において、円筒状抵抗発熱体上における誘導円形コイル直下の誘導加熱領域の幅を狭くするためのシールドリングが誘導円形コイルの反移動方向側の付近に配設されており、移動機構を用いてシールドリングを円筒状抵抗発熱体に対して誘導円形コイルとともに相対移動させる構成となっていることを特徴とする軸状被加熱物の加熱装置。
請求項３記載の軸状被加熱物の加熱装置において、誘導円形コイルに対するシールドリングの位置関係が調整可能な構成となっていることを特徴とする軸状被加熱物の加熱装置。
軸状被加熱物の全体をその周りから間接的に加熱する円筒状抵抗発熱体と、円筒状抵抗発熱体をその周りから誘導加熱する誘導円形コイルと、誘導円形コイルの反移動方向側の付近に配設され且つ円筒状抵抗発熱体に向けてその周りから冷却媒体を噴射する環状冷却ジャケットと、誘導円形コイル及び環状冷却ジャケットを円筒状抵抗発熱体に沿って連続的に相対移動させる移動機構とを備えており、円筒状抵抗発熱体を予め直接抵抗加熱したときの温度に比べて高い温度に誘導円形コイルを用いて部分的に誘導加熱させ、この状態で移動機構及び環状冷却ジャケットを動作させ、これを通じて軸状被加熱物上の最高温度領域を軸方向に連続的に推移させる構成となっていることを特徴とする軸状被加熱物の加熱装置。
請求項５記載の軸状被加熱物において、円筒状抵抗発熱体として二珪化モリブデン製のものが用いられていることを特徴とする軸状被加熱物の加熱装置。
請求項５又は６記載の軸状被加熱物の加熱装置において、環状冷却ジャケットは電磁シールドに適した素材を用いて作製されており、円筒状抵抗発熱体上における誘導円形コイル直下の誘導加熱領域の幅を狭くするためのシールドリングを兼ねていることを特徴とする軸状被加熱物の加熱装置。
請求項５、６又は７記載の軸状被加熱物の加熱装置において、誘導円形コイルに対する環状冷却ジャケットの位置関係が調整可能な構成となっていることを特徴とする軸状被加熱物の加熱装置。
請求項１乃至８記載の軸状被加熱物の加熱装置において、円筒状抵抗発熱体は、放熱し易い箇所の付近の部分の厚みがそれ以外の部分に比べて薄くされていることを特徴とする軸状被加熱物の加熱装置。