JP3018831B2 - 発熱体 - Google Patents
発熱体Info
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- JP3018831B2 JP3018831B2 JP5143827A JP14382793A JP3018831B2 JP 3018831 B2 JP3018831 B2 JP 3018831B2 JP 5143827 A JP5143827 A JP 5143827A JP 14382793 A JP14382793 A JP 14382793A JP 3018831 B2 JP3018831 B2 JP 3018831B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating element
- muffle
- carbon material
- heating
- furnace
- Prior art date
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- Resistance Heating (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、加熱炉、たとえば耐
炎化繊維を焼成して炭素繊維を製造するときに使用する
タンマン式加熱炉の発熱体に関する。
炎化繊維を焼成して炭素繊維を製造するときに使用する
タンマン式加熱炉の発熱体に関する。
【０００２】
【従来の技術】タンマン式加熱炉の発熱体は、よく知ら
れているように、内側を線状やテープ状、シート状等の
被加熱物が走行せしめられる筒状マッフルと、このマッ
フルの外側に配置された発熱素子とからなる。そして、
発熱体、すなわちマッフルや発熱素子には、グラファイ
トやカーボンからなる、押出成形法による成形体を焼結
してなる一方向炭素材料が使われている。当然、方向性
のあるほうが長さ方向になっている。ところが、そのよ
うな発熱体には、以下において説明するような問題があ
る。
れているように、内側を線状やテープ状、シート状等の
被加熱物が走行せしめられる筒状マッフルと、このマッ
フルの外側に配置された発熱素子とからなる。そして、
発熱体、すなわちマッフルや発熱素子には、グラファイ
トやカーボンからなる、押出成形法による成形体を焼結
してなる一方向炭素材料が使われている。当然、方向性
のあるほうが長さ方向になっている。ところが、そのよ
うな発熱体には、以下において説明するような問題があ
る。
【０００３】すなわち、上述した一方向性炭素材料は、
方向性のある方向には電気抵抗が低く、したがって、低
い電圧でも大電流を流すことができ、１，５００℃以上
といった高温になってもスパークによる減耗が少ないと
いう利点を有する反面、強度が低く、特に２，０００℃
以上の高温になると方向性のある方向と直交する方向に
大きくクリープ変形してマッフル内に形成される被加熱
物の走行空間の形状が変わり、加熱処理の均一性が低下
したり、著しい場合には被加熱物がマッフルの内壁に接
触したりするという問題がある。マッフルは、加熱効率
を上げるためにその走行空間が非常に狭く設定されてい
るからである。発熱素子においても同様にクリープ変形
が起こるが、発熱素子は横断面積が大きいために断面二
次モーメントも大きく、それほど大きな変形は起こらな
いし、起こっても内側にはマッフルがあるので被加熱物
との接触等は起こらない。
方向性のある方向には電気抵抗が低く、したがって、低
い電圧でも大電流を流すことができ、１，５００℃以上
といった高温になってもスパークによる減耗が少ないと
いう利点を有する反面、強度が低く、特に２，０００℃
以上の高温になると方向性のある方向と直交する方向に
大きくクリープ変形してマッフル内に形成される被加熱
物の走行空間の形状が変わり、加熱処理の均一性が低下
したり、著しい場合には被加熱物がマッフルの内壁に接
触したりするという問題がある。マッフルは、加熱効率
を上げるためにその走行空間が非常に狭く設定されてい
るからである。発熱素子においても同様にクリープ変形
が起こるが、発熱素子は横断面積が大きいために断面二
次モーメントも大きく、それほど大きな変形は起こらな
いし、起こっても内側にはマッフルがあるので被加熱物
との接触等は起こらない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、従
来の発熱体の上述した問題点を解決し、２，０００℃以
上の高温になってもマッフルのクリープ変形が小さく、
加熱処理の均一性を向上させることができるばかりか、
低い電圧でも発熱素子に大きな電流を流すことができて
スパークによる減耗を少なくすることができる発熱体を
提供するにある。
来の発熱体の上述した問題点を解決し、２，０００℃以
上の高温になってもマッフルのクリープ変形が小さく、
加熱処理の均一性を向上させることができるばかりか、
低い電圧でも発熱素子に大きな電流を流すことができて
スパークによる減耗を少なくすることができる発熱体を
提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、内側を被加熱物が走行せしめられる、
等方性炭素材料からなる矩形筒状マッフルと、このマッ
フルの外側に接触して配置された、一方向性炭素材料か
らなる発熱素子とを有することを特徴とする発熱体を提
供する。この発熱体は、タンマン式加熱炉の発熱体とし
て好適であり、その加熱炉内を不活性雰囲気に保ちなが
らマッフル内を耐炎化繊維を連続的に走行させ、焼成す
ることで炭素繊維を製造することができる。
に、この発明は、内側を被加熱物が走行せしめられる、
等方性炭素材料からなる矩形筒状マッフルと、このマッ
フルの外側に接触して配置された、一方向性炭素材料か
らなる発熱素子とを有することを特徴とする発熱体を提
供する。この発熱体は、タンマン式加熱炉の発熱体とし
て好適であり、その加熱炉内を不活性雰囲気に保ちなが
らマッフル内を耐炎化繊維を連続的に走行させ、焼成す
ることで炭素繊維を製造することができる。
【０００６】この発明において、等方性炭素材料は、ラ
バープレス法や静水圧加圧処理法等による等方プレスに
よって得られた成形体を焼結してなるグラファイトやカ
ーボンからなる。そのような等方性炭素材料は、密度が
１．７ｇ／cm3 以上、粒子径が０．５mm以下で、力学
的、電気的に方向性をもたない。また、一方向性炭素材
料は、押出成形法によって得られた成形体を焼結してな
るグラファイトやカーボンからなる。そのような一方向
性炭素材料は、押出方向には強度が高く、電気抵抗も低
い。これらの等方性炭素材料や一方向性炭素材料自体は
市販されており、容易に入手することができる。
バープレス法や静水圧加圧処理法等による等方プレスに
よって得られた成形体を焼結してなるグラファイトやカ
ーボンからなる。そのような等方性炭素材料は、密度が
１．７ｇ／cm3 以上、粒子径が０．５mm以下で、力学
的、電気的に方向性をもたない。また、一方向性炭素材
料は、押出成形法によって得られた成形体を焼結してな
るグラファイトやカーボンからなる。そのような一方向
性炭素材料は、押出方向には強度が高く、電気抵抗も低
い。これらの等方性炭素材料や一方向性炭素材料自体は
市販されており、容易に入手することができる。
【０００７】さて、この発明の発熱体は、内側を被加熱
物が走行せしめられる、矩形筒状の、いわゆる角筒状の
マッフルと、このマッフルを包囲するようにそのマッフ
ルの外側に接触して配置された、円筒状や棒状等の発熱
素子とを有する。この発熱体はタンマン式加熱炉の発熱
体として有用であり、そのようなタンマン式加熱炉を使
用して耐炎化繊維から炭素繊維を製造するときは、炉内
が窒素ガス等による不活性雰囲気に保たれ、マッフル内
が１，５００〜３，０００℃程度に加熱される。
物が走行せしめられる、矩形筒状の、いわゆる角筒状の
マッフルと、このマッフルを包囲するようにそのマッフ
ルの外側に接触して配置された、円筒状や棒状等の発熱
素子とを有する。この発熱体はタンマン式加熱炉の発熱
体として有用であり、そのようなタンマン式加熱炉を使
用して耐炎化繊維から炭素繊維を製造するときは、炉内
が窒素ガス等による不活性雰囲気に保たれ、マッフル内
が１，５００〜３，０００℃程度に加熱される。
【０００８】
【実施態様】図１および図２において、発熱体は、内側
を、被加熱物、たとえば耐炎化繊維が走行せしめられる
角筒状マッフル１と、このマッフル１を包囲するように
そのマッフル１の外側に配置された円筒状発熱素子２と
を有する。マッフルは、かかる形状により、被加熱物で
ある耐炎化繊維が、例えば互いに平行かつシート状に並
べられてマッフル内を走行せしめられ、加熱、焼成され
るような場合、発熱体から伝熱されたマッフルとの距離
や角度などの位置関係が一様となり、これによりマッフ
ルから被加熱物に伝えられる熱量が均一化され、均一な
品質の炭素繊維が得られるようになる。マッフル１は等
方性炭素材料からなる。発熱素子２は、その長さ方向に
方向性を有する一方向炭素材料からなる。そして、マッ
フル１は等方性炭素材料やセラミックス材料などからな
る支柱３によって発熱素子２に支持されており、電極４
によって発熱素子２に電圧が印加されるようになってい
る。なお、マッフル１と発熱素子２とは接触していて、
マッフル１にも電流が流れるが、接触抵抗があるため、
電流は発熱素子２に選択的に流れる。また、マッフルと
発熱素子とが接触していることにより、高温時に生じ
る、マッフルのクリープ変形を防止し、被加熱物とマッ
フルの上壁とが接触しないようにするとともに、加熱炉
の寿命を延長することができる。
を、被加熱物、たとえば耐炎化繊維が走行せしめられる
角筒状マッフル１と、このマッフル１を包囲するように
そのマッフル１の外側に配置された円筒状発熱素子２と
を有する。マッフルは、かかる形状により、被加熱物で
ある耐炎化繊維が、例えば互いに平行かつシート状に並
べられてマッフル内を走行せしめられ、加熱、焼成され
るような場合、発熱体から伝熱されたマッフルとの距離
や角度などの位置関係が一様となり、これによりマッフ
ルから被加熱物に伝えられる熱量が均一化され、均一な
品質の炭素繊維が得られるようになる。マッフル１は等
方性炭素材料からなる。発熱素子２は、その長さ方向に
方向性を有する一方向炭素材料からなる。そして、マッ
フル１は等方性炭素材料やセラミックス材料などからな
る支柱３によって発熱素子２に支持されており、電極４
によって発熱素子２に電圧が印加されるようになってい
る。なお、マッフル１と発熱素子２とは接触していて、
マッフル１にも電流が流れるが、接触抵抗があるため、
電流は発熱素子２に選択的に流れる。また、マッフルと
発熱素子とが接触していることにより、高温時に生じ
る、マッフルのクリープ変形を防止し、被加熱物とマッ
フルの上壁とが接触しないようにするとともに、加熱炉
の寿命を延長することができる。
【０００９】図３に示す発熱体は、図１、図２における
円筒状発熱体に代えて複数本の棒状発熱素子２をマッフ
ルに接触して並べて使用したものである。なお、マッフ
ル１は炉体に支持される。また、この態様の場合、電極
４を各発熱素子２について共通の電極とすることもでき
る。
円筒状発熱体に代えて複数本の棒状発熱素子２をマッフ
ルに接触して並べて使用したものである。なお、マッフ
ル１は炉体に支持される。また、この態様の場合、電極
４を各発熱素子２について共通の電極とすることもでき
る。
【００１０】
【発明の効果】この発明の発熱体は、筒状マッフルを高
温でもクリープ変形を起こしにくい等方性炭素材料で構
成しているので、被加熱物の走行空間の形状が安定し、
さらに、筒状マッフルを矩形とすることにより、温度分
布やマッフル内における気流の流れが安定し、加熱処理
の均一性が向上する。被加熱物が内壁に接触するといっ
た不都合も防止することができる。また、発熱体を一方
向性炭素材料で構成しているので、方向性を有する電気
抵抗の低い方向を通電方向とすることで低い電圧でも大
電流を流すことができ、１，５００℃以上といった高温
になってもスパークによる減耗が少なくなり、さらに発
熱体を筒状マッフルの外側に、マッフルと接触して配置
することにより、２，０００℃以上の高温になっても筒
状マッフルのクリープ変形が防止でき、加熱炉の寿命が
延長される。」
温でもクリープ変形を起こしにくい等方性炭素材料で構
成しているので、被加熱物の走行空間の形状が安定し、
さらに、筒状マッフルを矩形とすることにより、温度分
布やマッフル内における気流の流れが安定し、加熱処理
の均一性が向上する。被加熱物が内壁に接触するといっ
た不都合も防止することができる。また、発熱体を一方
向性炭素材料で構成しているので、方向性を有する電気
抵抗の低い方向を通電方向とすることで低い電圧でも大
電流を流すことができ、１，５００℃以上といった高温
になってもスパークによる減耗が少なくなり、さらに発
熱体を筒状マッフルの外側に、マッフルと接触して配置
することにより、２，０００℃以上の高温になっても筒
状マッフルのクリープ変形が防止でき、加熱炉の寿命が
延長される。」
【図１】この発明の一実施態様に係る発熱体の概略側面
図である。
図である。
【図２】この発明の一実施態様に係る発熱体の概略縦断
面図である。
面図である。
【図３】この発明の他の実施態様に係る発熱体の概略斜
視図である。
視図である。
１：マッフル ２：発熱素子 ３：支柱 ４：電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−43423（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−184387（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−105115（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−175923（ＪＰ，Ａ) 特公 昭46−13540（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭62−17497（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 3/14 H05B 3/64 F27B 5/10 F27B 5/14
Claims (3)
- 【請求項１】内側を被加熱物が走行せしめられる、等方
性炭素材料からなる矩形筒状マッフルと、このマッフル
の外側に接触して配置された、一方向性炭素材料からな
る発熱素子とを有することを特徴とする発熱体。 - 【請求項２】請求項１の発熱体を有するタンマン式加熱
炉。 - 【請求項３】等方性炭素材料からなる矩形筒状マッフル
と、このマッフルの外側に接触して配置された、一方向
性炭素材料からなる発熱素子とを有する発熱体を備えた
タンマン式加熱炉を用い、その加熱炉内を不活性雰囲気
に保ちながら上記マッフル内を耐炎化繊維を連続的に走
行させ、焼成することを特徴とする、炭素繊維の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5143827A JP3018831B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5143827A JP3018831B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 発熱体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH076866A JPH076866A (ja) | 1995-01-10 |
| JP3018831B2 true JP3018831B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=15347875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5143827A Expired - Fee Related JP3018831B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 発熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3018831B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007080628A1 (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | Ibiden Co., Ltd. | 焼成炉及びセラミック焼成方法 |
| JP2013006747A (ja) * | 2011-06-27 | 2013-01-10 | Toyo Tanso Kk | シード保持部材、多結晶シリコン製造装置、及びシード保持部材の製造方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5643423A (en) * | 1979-09-06 | 1981-04-22 | Toray Ind Inc | Device for making carbon fiber |
| JPS6217497U (ja) * | 1985-07-17 | 1987-02-02 | ||
| JPS63105115A (ja) * | 1986-10-23 | 1988-05-10 | Nippon Carbon Co Ltd | 金属炭化物含有炭素繊維並びにその製造法 |
| JPH01184387A (ja) * | 1988-01-20 | 1989-07-24 | Kureha Chem Ind Co Ltd | 高温電気炉用マッフル |
| JPH02175923A (ja) * | 1988-12-26 | 1990-07-09 | Toray Ind Inc | 黒鉛繊維の製造装置 |
-
1993
- 1993-06-15 JP JP5143827A patent/JP3018831B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH076866A (ja) | 1995-01-10 |
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Legal Events
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080107 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090107 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
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