JP2005522851A - 電気発熱抵抗体 - Google Patents

Abstract

本発明は、グロー・ゾーンと２つの電源端子とを備えた電気抵抗体に関する。本発明は、抵抗体（１）のグロー・ゾーン（２）は、管状であり、それぞれの端子（３、４）とグロー・ゾーン（２）のそれぞれの終端（７、８）との間にユニオン（５、６）を含む。

Description

本発明は、電気抵抗体に関するものである。

この種の発熱体は、不活性雰囲気、還元性雰囲気、酸化性雰囲気中において、更に真空状態において、最高２３００℃もの高さの超高温度においてだけでなく、例えば、５００℃の温度のような低温での加熱処理および焼結処理においても用いられることを目的としたものである。

この種の抵抗体の製造は、出願人によるものである。抵抗体は、あらゆる種類のものからなり、ＮｉＣｒ、ＦｅＣｒＡｌ、ＳｉＣおよびＭｏＳｉ_２ならびにその合金をベースにしている。これらの材料は、複数の雰囲気の中で且つ異なる温度において用いられる。主としてモリブデン、タングステン、タンタルおよびグラファイトから成る発熱体は、およそ２０００℃以上の温度において用いられる。それより温度が低い場合には、ケイ化モリブデンと酸化アルミニウムとの複合材料が用いられる。

発熱体は、１つ、２つまたはそれ以上のレッグを備え、電流源に接続するための端子を２つ含む。端子において生成される熱量を抑えるために、これら端子の直径は、抵抗体のグロー・ゾーンの直径よりも大きい。抵抗体は、同質のロッド形状であり、電流は、これを通過する。

抵抗体のグロー・ゾーンにおける電気抵抗を増やし、電流強度がより低いところにおける抵抗体の温度を同じにすることが求められている。その方が抵抗体の電源設置コストを大幅にひき下げられるからである。

抵抗体の直径を小さくすることによって電気抵抗を高めようとすると、抵抗体の放射表面が結果的に小さくなってしまい、これは、解決策としては極めて不都合である。放射が大きくなれば、放射熱によって生ずる熱は、大きくなるからである。更に、抵抗体が薄いと、高温では機械的強度問題の原因となる。

このように特に求められているものが本発明によって実現される。

これより、添付図面に示された本発明を具現する実施形態を一部参照して、本発明をさらに詳細に説明する。

従って、本発明は、グロー・ゾーンと２つの電源端子とを含んだ電気抵抗体に関し、本発明は、抵抗体のグロー・ゾーンは、管状であること、およびそれぞれの端子とそれぞれのグロー・ゾーン終端との間に接続部、即ち、ユニオン（ｕｎｉｏｎ）を設けたことを特徴とする。

本発明の出願は、２つのレッグ抵抗体に限定されるものではなく、本発明は、２つ以上のレッグを有する抵抗体にも使用可能であることは理解される。

図１は、２レッグ抵抗体１の長手方向の断面図である。

電気抵抗体１は、グロー・ゾーン２と２つの電源端子３、４とを含む。

本発明によれば、抵抗体１のグレー・ゾーン２は、管状である。また、図は、それぞれの端子３、４とグロー・ゾーン２のそれぞれの終端７、８との間のユニオン手段５、６を示す。

グロー・ゾーンは、管状であり、対応する標準的な抵抗体の外径に対応する外径を有するので、放射表面は、同一である。他方において、断面積が小さくなる結果、抵抗体の温度を同じにするためには、グロー・ゾーンを通る電流強度をより低くすることが必要である。これによって、温度およびパワーを同じにしながら、抵抗体の電源装置に伴うコストが大幅に低減される。

また、ユニオン５、６も管状で、壁は、より厚いことが好ましい。それによって、電気抵抗がそれだけ小さくなるために、ユニオンの温度は、結果として低くなる。端子３、４にも同じことが言える。

急激な温度傾斜を回避するため、グロー・ゾーン２に取り付けられるユニオン終端では、ユニオン５、６の内径は、大きくなる。

本発明の好適な実施形態の１つによれば、グロー・ゾーン２の内径は、ユニオン５、６の最大内径と本質的に同じである。

本発明の別の好適な実施形態によれば、ユニオンの壁厚は、グロー・ゾーンに向いているユニオン終端に向かって逐次的に薄くなるが、ユニオン５、６の外径は、グロー・ゾーン２の外径と本質的に同じである。図２が参照される。図２は、図１の丸で囲んだ領域の拡大図である。

ユニオンの終端をグロー・ゾーンの終端に隣接して溶接する溶接動作、および抵抗体の操作の双方にユニオンを適応させるためには、逐次的に薄くなる壁厚は、多数の測定値を基準にして図２に示した関数に従うことが好ましい。

従って、逐次減少する壁厚は、関数

に従うことが好ましい。ここでｌは、ユニオンの長手方向の軸と一致し、ｒは、ユニオンの内半径に対応し、ｌｏは、壁厚が薄くなる長手方向に対応し、更にｒｏは、ユニオンの最大内半径に対応する。

ユニオンの最大内半径は、通常の場合、その最小内半径より３−５倍大きい。

また、それぞれのユニオン５、６とそれぞれの端子３、４とは、合わせて一体構造を形成することが好ましい。

抵抗体は、例えば、外径は、９、１２および１６ｍｍのような異なる寸法で作成される。ユニオンの寸法およびグロー・ゾーンの寸法は、勿論、互いに適合され、例えば、上記の公式に従う。

標準的な抵抗体のバランスは、抵抗体のグロー・ゾーンの外径が約１２ｍｍの場合、その内径は、約１０ｍｍ、ユニオンの外径は、約１２ｍｍ、最小内径は、約３ｍｍ、一方、逐次的に薄くなるユニオンの壁厚は、約１６ｍｍの距離まで延びるようにすることができる。

本発明の抵抗体は、特に、出願者が製造するあらゆる種類の材料から、多数の異なる用途を対象として製造可能である。従って、本発明の用途は、高温の抵抗体に限定されるものではなく、低温の用途にも同様に適用可能である。

グロー・ゾーンの壁厚の寸法は、上述以外のものでもよく、それは、特に、用いられる用途によって決まる。

ユニオンとグロー・ゾーンとの間のトランジション（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）の形態は、異なってもよい。但し、急激な温度勾配と、それによる熱応力とを確実に回避しなければならない。

従って、本発明は、上述の実施形態に限定されるものと看做してはならない。添付の特許請求の範囲内で変形が可能だからである。

図１は、２レッグ発熱体を示す。 図２は、ユニオン手段を示す。

Claims (8)

1. グロー・ゾーンと２つの電源端子とを備えた電気抵抗体であって、前記抵抗体（１）のグロー・ゾーン（２）は、管状であり、それぞれの端子（３、４）とグロー・ゾーンのそれぞれの終端（７、８）との間にユニオン（５、６）を設けたことを特徴とする電気抵抗体。
2. 請求項１記載の抵抗体であって、グロー・ゾーン（２）の内径はユニオン（５、６）の最大内径とほぼ同じであることを特徴とする前記抵抗体。
3. 請求項１または請求項２記載の抵抗体であって、ユニオン（５、６）の外径は、グロー・ゾーンの外径とほぼ同じであり、更にユニオンの壁厚は、グロー・ゾーン（２）に向いているユニオンの終端においてグロー・ゾーンに向かって逐次的に薄くなることを特徴とする抵抗体。
4. 請求項３記載の抵抗体であって、逐次的に薄くなる壁厚は、
   

   

   
   の関数に従うことを特徴とし、ｌは、ユニオン（５、６）の長手方向の軸に一致し、ｒは、ユニオンの内半径に対応し、ｌｏは、壁厚が逐次的に薄くなる長手方向に対応し、更にｒｏは、ユニオンの最大内半径に対応する前記抵抗体。
5. 請求項１、２、３または４記載の抵抗体であって、ユニオン（５、６）の最大内半径は、その最小内半径より３−５倍大きいことを特徴とする前記抵抗体。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の抵抗体であって、前記抵抗体（１）のバランスは、抵抗体のグロー・ゾーン（２）の外径が約１２ｍｍである場合、その内径は、約１０ｍｍ、ユニオン（５、６）の外径は、約１２ｍｍ、最小内径は、約３ｍｍであり、更に、ユニオン（５、６）の壁厚は、約１６ｍｍの長さに亘って逐次的に薄くなることを特徴とする前記抵抗体。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の抵抗体であって、それぞれのユニオン（５、６）は、グロー・ゾーンのそれぞれの終端（７、８）に溶接されることを特徴とする抵抗体。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の抵抗体であって、それぞれのユニオン（５、６）とそれぞれの端子（３、４）とは、合わせて一体構造を形成することを特徴とする抵抗体。

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