JP3134560B2 - 加熱炉 - Google Patents
加熱炉Info
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- JP3134560B2 JP3134560B2 JP04317728A JP31772892A JP3134560B2 JP 3134560 B2 JP3134560 B2 JP 3134560B2 JP 04317728 A JP04317728 A JP 04317728A JP 31772892 A JP31772892 A JP 31772892A JP 3134560 B2 JP3134560 B2 JP 3134560B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、抵抗発熱体に通電して
発熱せしめる加熱炉に関し、詳しくは、該発熱体と電極
との連結部の構造に関する。
発熱せしめる加熱炉に関し、詳しくは、該発熱体と電極
との連結部の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、炭素系材料、セラミックス系材料
などの各種工業用材料の熱処理に用いられる高温加熱炉
として、抵抗炉、誘導炉、アーク炉、プラズマ炉など数
多くの加熱炉が用いられているが、中でも抵抗発熱体に
電流を通じ、発生するジュール熱を利用した抵抗炉は、
比較的簡単な加熱手段により高温度が得られるため広く
用いられている。
などの各種工業用材料の熱処理に用いられる高温加熱炉
として、抵抗炉、誘導炉、アーク炉、プラズマ炉など数
多くの加熱炉が用いられているが、中でも抵抗発熱体に
電流を通じ、発生するジュール熱を利用した抵抗炉は、
比較的簡単な加熱手段により高温度が得られるため広く
用いられている。
【０００３】この抵抗炉は、筒状または棒状の抵抗発熱
体を炉の上下に、あるいは環状に配置し、炉内に静置し
た、または炉内を連続的に通過する被処理物を、窒素や
アルゴンなどの不活性ガス中あるいは減圧雰囲気下で、
炉内温度が２０００〜３０００°Ｃといった高温度下で
抵抗発熱体の外周面からの輻射熱を利用して加熱を行う
ものであり、抵抗発熱体としては一般に炭素材、主とし
て黒鉛が用いられる。
体を炉の上下に、あるいは環状に配置し、炉内に静置し
た、または炉内を連続的に通過する被処理物を、窒素や
アルゴンなどの不活性ガス中あるいは減圧雰囲気下で、
炉内温度が２０００〜３０００°Ｃといった高温度下で
抵抗発熱体の外周面からの輻射熱を利用して加熱を行う
ものであり、抵抗発熱体としては一般に炭素材、主とし
て黒鉛が用いられる。
【０００４】炭素材からなる抵抗発熱体は、金属材料や
セラミックス系材料の抵抗発熱体では実用に供し得ない
２０００〜３０００°Ｃの高温領域でも、溶融、分解な
どを起こさず、十分機能を発揮することができ、かつ、
比較的安価な材料であるが、前述の高温下で長時間使用
すると徐々に減耗し、劣化するので、継続使用が困難と
なる欠点がある。
セラミックス系材料の抵抗発熱体では実用に供し得ない
２０００〜３０００°Ｃの高温領域でも、溶融、分解な
どを起こさず、十分機能を発揮することができ、かつ、
比較的安価な材料であるが、前述の高温下で長時間使用
すると徐々に減耗し、劣化するので、継続使用が困難と
なる欠点がある。
【０００５】すなわち、抵抗発熱体の減耗、劣化により
肉厚が薄くなったり直径が細くなると、その部分の電気
抵抗が局部的に高くなって加速度的に減耗が進行し、さ
らには発熱密度の変化に伴い炉内の温度分布の変化をき
たすため、焼成した製品の品質安定に対する阻害要因と
なる。したがって、抵抗発熱体は、経時的に新規なもの
と交換する必要がある。抵抗発熱体の交換作業は、安全
上、炉を冷却した後に行う必要があるが、特に大型の加
熱炉においては、冷却−解体−組立−再加熱といった一
連の作業に多大の時間、労力を必要とし、抵抗発熱体交
換周期が短くなるほど単に抵抗発熱体の材料費のみでな
く、生産性を著しく阻害し、かつ焼成コストの増大をも
たらすことになる。
肉厚が薄くなったり直径が細くなると、その部分の電気
抵抗が局部的に高くなって加速度的に減耗が進行し、さ
らには発熱密度の変化に伴い炉内の温度分布の変化をき
たすため、焼成した製品の品質安定に対する阻害要因と
なる。したがって、抵抗発熱体は、経時的に新規なもの
と交換する必要がある。抵抗発熱体の交換作業は、安全
上、炉を冷却した後に行う必要があるが、特に大型の加
熱炉においては、冷却−解体−組立−再加熱といった一
連の作業に多大の時間、労力を必要とし、抵抗発熱体交
換周期が短くなるほど単に抵抗発熱体の材料費のみでな
く、生産性を著しく阻害し、かつ焼成コストの増大をも
たらすことになる。
【０００６】そこで、かかる問題を解消せんとして、特
開平３−２５４０８９号公報に抵抗発熱体の交換が容易
で、交換作業時間が短くてすむ加熱炉が提案されてい
る。以下、この加熱炉の抵抗発熱体と電極との連結部の
構成を図４、図５に示す。
開平３−２５４０８９号公報に抵抗発熱体の交換が容易
で、交換作業時間が短くてすむ加熱炉が提案されてい
る。以下、この加熱炉の抵抗発熱体と電極との連結部の
構成を図４、図５に示す。
【０００７】図４では、炭素材からなる筒状または棒状
（図示せず）の抵抗発熱体３と電極４とが抵抗発熱体３
の軸方向における単位長さ当たりの電気抵抗よりも小さ
い炭素材からなるホルダー５０を介して接続され、か
つ、ホルダー５０と抵抗発熱体３とは互いに抵抗発熱体
３の軸方向に形成されているテーパ面で密着されると共
に、炭素材からなるボルト５１とナット５２で固定さ
れ、一方、ホルダー５０と電極４とは螺合されている。
（図示せず）の抵抗発熱体３と電極４とが抵抗発熱体３
の軸方向における単位長さ当たりの電気抵抗よりも小さ
い炭素材からなるホルダー５０を介して接続され、か
つ、ホルダー５０と抵抗発熱体３とは互いに抵抗発熱体
３の軸方向に形成されているテーパ面で密着されると共
に、炭素材からなるボルト５１とナット５２で固定さ
れ、一方、ホルダー５０と電極４とは螺合されている。
【０００８】また、図５では、炭素材からなる筒状また
は棒状（図示せず）の抵抗発熱体３と電極４とが抵抗発
熱体３の軸方向における単位長さ当たりの電気抵抗より
も小さい炭素材からなるテーパ部材５３とホルダー５０
とを介して接続され、かつ、抵抗発熱体３とテーパ部材
５３とは螺合され、テーパ部材５３とホルダー５０とは
互いに抵抗発熱体３の軸方向に形成されているテーパ面
で密着されると共に、炭素材からなるボルト５１とナッ
ト５２で固定され、一方、ホルダー５０と電極４とは螺
合されている。
は棒状（図示せず）の抵抗発熱体３と電極４とが抵抗発
熱体３の軸方向における単位長さ当たりの電気抵抗より
も小さい炭素材からなるテーパ部材５３とホルダー５０
とを介して接続され、かつ、抵抗発熱体３とテーパ部材
５３とは螺合され、テーパ部材５３とホルダー５０とは
互いに抵抗発熱体３の軸方向に形成されているテーパ面
で密着されると共に、炭素材からなるボルト５１とナッ
ト５２で固定され、一方、ホルダー５０と電極４とは螺
合されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案の抵抗発熱体３と電極４との連結部の構成では、ホル
ダー５０と電極４、あるいはホルダー５０と電極４およ
び抵抗発熱体３とテーパ部材５３が螺合されているの
で、螺合部分で隙間が生じ易く、そのため螺合部分で通
電時の放電による融着が発生し易く、抵抗発熱体の交換
周期が短いという欠点があった。このような事情で発熱
体を新しいものと交換するとしても、抵抗発熱体と該発
熱体の両端にある電極との連結部の構成は、両電極共同
一であるため、扉と反対方向の炉内奥側では、予め電極
にホルダーを螺合しておいても炉壁側からボルトおよび
ナットを取付けせねばならず、作業性が悪いという欠点
があった。
案の抵抗発熱体３と電極４との連結部の構成では、ホル
ダー５０と電極４、あるいはホルダー５０と電極４およ
び抵抗発熱体３とテーパ部材５３が螺合されているの
で、螺合部分で隙間が生じ易く、そのため螺合部分で通
電時の放電による融着が発生し易く、抵抗発熱体の交換
周期が短いという欠点があった。このような事情で発熱
体を新しいものと交換するとしても、抵抗発熱体と該発
熱体の両端にある電極との連結部の構成は、両電極共同
一であるため、扉と反対方向の炉内奥側では、予め電極
にホルダーを螺合しておいても炉壁側からボルトおよび
ナットを取付けせねばならず、作業性が悪いという欠点
があった。
【００１０】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、抵抗発熱体と電極との接続構造を改善
することにより、抵抗発熱体の寿命を長くし、かつ、そ
の交換作業を容易に行うことができる加熱炉を提供する
ことを目的とする。
たものであって、抵抗発熱体と電極との接続構造を改善
することにより、抵抗発熱体の寿命を長くし、かつ、そ
の交換作業を容易に行うことができる加熱炉を提供する
ことを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、炉内に設けられた炭素材からなる筒状また
は棒状の抵抗発熱体に通電し、前記発熱体の外周面から
放射される輻射熱により被処理物を加熱処理する加熱炉
において、前記発熱体は、その一端側に先細り円錐台状
のテーパ面をもち、その最大径が前記発熱体よりも径大
である第１連結部を備え、他端側に外径が前記第１連結
部の最大径よりも径大である円柱状のストレート面をも
った第２連結部を備えており、かつ、前記発熱体の第１
連結部は、第１電極に穿設されたすり鉢状の第１連結孔
に嵌合されてテーパ面を介して密着し、前記発熱体の第
２連結部は、第２電極に貫通形成された第２連結孔の一
方側に嵌合し、かつ、前記第２連結孔の他方側から螺合
された炭素材からなる押し付け部材で前記発熱体を第１
電極側に押しつけ、更に、前記第１連結孔から若干突出
した第１連結部の基部および前記第２連結孔から若干突
出した第２連結部の基部を、それぞれ炭素材からなる固
定板で押圧して第１および第２電極に固定したことを特
徴とする。
成するため、炉内に設けられた炭素材からなる筒状また
は棒状の抵抗発熱体に通電し、前記発熱体の外周面から
放射される輻射熱により被処理物を加熱処理する加熱炉
において、前記発熱体は、その一端側に先細り円錐台状
のテーパ面をもち、その最大径が前記発熱体よりも径大
である第１連結部を備え、他端側に外径が前記第１連結
部の最大径よりも径大である円柱状のストレート面をも
った第２連結部を備えており、かつ、前記発熱体の第１
連結部は、第１電極に穿設されたすり鉢状の第１連結孔
に嵌合されてテーパ面を介して密着し、前記発熱体の第
２連結部は、第２電極に貫通形成された第２連結孔の一
方側に嵌合し、かつ、前記第２連結孔の他方側から螺合
された炭素材からなる押し付け部材で前記発熱体を第１
電極側に押しつけ、更に、前記第１連結孔から若干突出
した第１連結部の基部および前記第２連結孔から若干突
出した第２連結部の基部を、それぞれ炭素材からなる固
定板で押圧して第１および第２電極に固定したことを特
徴とする。
【００１２】
【作用】本発明によれば、抵抗発熱体の第１連結部は、
第１電極の第１連結孔に挿入され、かつ、第２電極側か
ら押し付け部材で押しつけられることにより、テーパ面
を介して面接触し、抵抗発熱体の第２連結部は、第２電
極の第２連結孔に挿入されてストレート面を介して面接
触するので、抵抗発熱体の各連結部と電極との間に隙間
が生じ難くなり、連結部分での放電現象が抑制される。
第１電極の第１連結孔に挿入され、かつ、第２電極側か
ら押し付け部材で押しつけられることにより、テーパ面
を介して面接触し、抵抗発熱体の第２連結部は、第２電
極の第２連結孔に挿入されてストレート面を介して面接
触するので、抵抗発熱体の各連結部と電極との間に隙間
が生じ難くなり、連結部分での放電現象が抑制される。
【００１３】また、第１および第２電極の各固定板を取
り外すとともに、第２電極の押し付け部材を取り外すこ
とにより、第２電極の第２連結孔を介して抵抗発熱体を
挿抜することができるので、抵抗発熱体の交換が容易で
ある。
り外すとともに、第２電極の押し付け部材を取り外すこ
とにより、第２電極の第２連結孔を介して抵抗発熱体を
挿抜することができるので、抵抗発熱体の交換が容易で
ある。
【００１４】
【実施例】以下、本発明に係る加熱炉の実施例を図面を
参照して説明する。図１は、実施例に係る加熱炉の概略
縦断面図である。図１において、１は加熱炉で内部は被
処理物２を収容する広さをもっている。加熱炉１の中に
は、複数の抵抗発熱体３が炭素材からなる板状の電極４
ａ，４ｂで一定間隔で固定されている。本発明の第１電
極に相当する電極４ａは抵抗発熱体３が被処理物２から
等間隔となるように炉殻５と絶縁して設けられた炭素材
よりなる給電端子部６で支持されている。加熱炉１の上
部に位置する板状の電極４ｂは、図示しない吊り具で、
炉殻５より支持され、水平方向に移動可能な構造となっ
ている。また、加熱炉１の下部に位置する板状の電極４
ｂは、図示しない支持具で炉殻５の底部より支持され、
水平方向に移動可能な構造となっている。上述した電極
４ｂは、本発明の第２電極に相当する。
参照して説明する。図１は、実施例に係る加熱炉の概略
縦断面図である。図１において、１は加熱炉で内部は被
処理物２を収容する広さをもっている。加熱炉１の中に
は、複数の抵抗発熱体３が炭素材からなる板状の電極４
ａ，４ｂで一定間隔で固定されている。本発明の第１電
極に相当する電極４ａは抵抗発熱体３が被処理物２から
等間隔となるように炉殻５と絶縁して設けられた炭素材
よりなる給電端子部６で支持されている。加熱炉１の上
部に位置する板状の電極４ｂは、図示しない吊り具で、
炉殻５より支持され、水平方向に移動可能な構造となっ
ている。また、加熱炉１の下部に位置する板状の電極４
ｂは、図示しない支持具で炉殻５の底部より支持され、
水平方向に移動可能な構造となっている。上述した電極
４ｂは、本発明の第２電極に相当する。
【００１５】抵抗発熱体３は被処理物２を加熱して焼成
するための加熱源であり、外部の低電圧大電流の加熱制
御器７から給電端子部６および電極４ａを経て供給され
た電流によって発生したジュール熱により、被処理物２
に輻射熱を放射し、炉内雰囲気温度を上げるものであ
る。
するための加熱源であり、外部の低電圧大電流の加熱制
御器７から給電端子部６および電極４ａを経て供給され
た電流によって発生したジュール熱により、被処理物２
に輻射熱を放射し、炉内雰囲気温度を上げるものであ
る。
【００１６】被処理物２は、炉床に設けられた炭素製の
支持材８に載置され、不活性雰囲気下で加熱処理され
る。加熱炉１の上下には、夫々不活性ガスＧの給気口９
と排気口１０とが設けられ、排気口１０には更に電磁弁
１１が設けられている。この電磁弁１１を炉内雰囲気圧
力に応じて開閉することにより、炉内雰囲気圧力を一定
範囲に制御するようにされている。不活性ガスＧとして
は、窒素ガス、アルゴンガス等を用いることができる。
支持材８に載置され、不活性雰囲気下で加熱処理され
る。加熱炉１の上下には、夫々不活性ガスＧの給気口９
と排気口１０とが設けられ、排気口１０には更に電磁弁
１１が設けられている。この電磁弁１１を炉内雰囲気圧
力に応じて開閉することにより、炉内雰囲気圧力を一定
範囲に制御するようにされている。不活性ガスＧとして
は、窒素ガス、アルゴンガス等を用いることができる。
【００１７】なお、１２は抵抗発熱体３の外周面温度を
覗き窓１３を介して測定制御するための放射温度計であ
り、放射温度計１２の信号は、加熱を制御する機構を持
つ加熱制御器７に伝達されるので、炉内温度はその制御
器７により一定値に保持される。また、１４は被処理物
２を炉内に出し入れするための扉で、図示しない開閉装
置により開閉することができる。抵抗発熱体３の交換は
扉１４を開き、該発熱体３を扉１４側に引き抜いた後、
新しい抵抗発熱体３を扉１４側から扉１４に近い電極４
ｂを貫通して加熱炉１の奥側に位置する電極４ａまで挿
入し取付ける。
覗き窓１３を介して測定制御するための放射温度計であ
り、放射温度計１２の信号は、加熱を制御する機構を持
つ加熱制御器７に伝達されるので、炉内温度はその制御
器７により一定値に保持される。また、１４は被処理物
２を炉内に出し入れするための扉で、図示しない開閉装
置により開閉することができる。抵抗発熱体３の交換は
扉１４を開き、該発熱体３を扉１４側に引き抜いた後、
新しい抵抗発熱体３を扉１４側から扉１４に近い電極４
ｂを貫通して加熱炉１の奥側に位置する電極４ａまで挿
入し取付ける。
【００１８】図２は図１におけるＡ−Ａ’矢視断面図、
図３は図１におけるＢ−Ｂ’矢視断面図である。図２は
抵抗発熱体３と電極４ａ，４ｂとの連結部の構成を示す
断面図で、炭素材からなる筒状または棒状（図では筒状
で示す）の抵抗発熱体３の電極４ａとの連結部（本発明
の第１連結部に相当する）３ａ、即ち、炉内の奥側に位
置する方は該発熱体３の発熱部の軸方向における単位長
さ当たりの電気抵抗よりも小さくなるよう、即ち、電流
密度が低くなるよう該発熱体３の発熱部の断面積よりも
大きい断面積で円錐台状にテーパ加工される。即ち、テ
ーパ最小部の寸法が該発熱体３の発熱部外径よりも僅か
に太くなるように加工される。このテーパ加工は、該発
熱体３の軸方向に、かつ端部に向かって円錐台状に絞ら
れた形状で雄型に作られる。
図３は図１におけるＢ−Ｂ’矢視断面図である。図２は
抵抗発熱体３と電極４ａ，４ｂとの連結部の構成を示す
断面図で、炭素材からなる筒状または棒状（図では筒状
で示す）の抵抗発熱体３の電極４ａとの連結部（本発明
の第１連結部に相当する）３ａ、即ち、炉内の奥側に位
置する方は該発熱体３の発熱部の軸方向における単位長
さ当たりの電気抵抗よりも小さくなるよう、即ち、電流
密度が低くなるよう該発熱体３の発熱部の断面積よりも
大きい断面積で円錐台状にテーパ加工される。即ち、テ
ーパ最小部の寸法が該発熱体３の発熱部外径よりも僅か
に太くなるように加工される。このテーパ加工は、該発
熱体３の軸方向に、かつ端部に向かって円錐台状に絞ら
れた形状で雄型に作られる。
【００１９】また、該発熱体３の電極４ｂとの連結部
（本発明の第２連結部に相当する）３ｂ、即ち、扉１４
側に位置する方はテーパ最大径よりも大きい直径を有す
るストレート加工がなされるため、電流密度はテーパ加
工側よりも更に低くなっている。この連結部３ｂは、該
発熱体３の連結部３ａのテーパ最大径よりも僅かに大き
い直径で軸加工される。
（本発明の第２連結部に相当する）３ｂ、即ち、扉１４
側に位置する方はテーパ最大径よりも大きい直径を有す
るストレート加工がなされるため、電流密度はテーパ加
工側よりも更に低くなっている。この連結部３ｂは、該
発熱体３の連結部３ａのテーパ最大径よりも僅かに大き
い直径で軸加工される。
【００２０】一方、抵抗発熱体３の両端に設けた一対の
電極４ａ，４ｂは、該発熱体３の両端連結部３ａ，３ｂ
と嵌合可能な形状に加工され、炉内の奥側に位置する電
極４ａには、雌型、即ち、すり鉢状のテーパ面をもつ連
結孔（本発明の第１連結孔に相当する）４ｃが穿設さ
れ、扉１４側に位置する電極４ｂには、内径一定の連結
孔（本発明の第２連結孔に相当する）４ｄが穿設されて
いる。電極４ａ側は給電端子部６で支持されており、抵
抗発熱体３に通電しても取付位置は固定されている。そ
のため、抵抗発熱体３への通電による熱膨張は図中の矢
印方向に移動する。
電極４ａ，４ｂは、該発熱体３の両端連結部３ａ，３ｂ
と嵌合可能な形状に加工され、炉内の奥側に位置する電
極４ａには、雌型、即ち、すり鉢状のテーパ面をもつ連
結孔（本発明の第１連結孔に相当する）４ｃが穿設さ
れ、扉１４側に位置する電極４ｂには、内径一定の連結
孔（本発明の第２連結孔に相当する）４ｄが穿設されて
いる。電極４ａ側は給電端子部６で支持されており、抵
抗発熱体３に通電しても取付位置は固定されている。そ
のため、抵抗発熱体３への通電による熱膨張は図中の矢
印方向に移動する。
【００２１】抵抗発熱体３の取付け手順は、電極４ｂ側
より電極４ｂ内の連結孔４ｄを貫通して該発熱体３の連
結部３ａが電極４ａの連結孔４ｃに嵌まり合うまで挿入
すると、電極４ｂの連結孔４ｄに発熱体３の連結部３ｂ
が嵌合する。次いで電極４ｂの連結孔４ｄに連通形成さ
れた螺合部に炭素製の押し付け部材である押しボルト１
５を螺合し、押しボルト１５によって該発熱体３を電極
４ａ側へ押しつけることにより、連結部３ａのテーパ面
と、連結孔４ｃのテーパ面とを密着させる。
より電極４ｂ内の連結孔４ｄを貫通して該発熱体３の連
結部３ａが電極４ａの連結孔４ｃに嵌まり合うまで挿入
すると、電極４ｂの連結孔４ｄに発熱体３の連結部３ｂ
が嵌合する。次いで電極４ｂの連結孔４ｄに連通形成さ
れた螺合部に炭素製の押し付け部材である押しボルト１
５を螺合し、押しボルト１５によって該発熱体３を電極
４ａ側へ押しつけることにより、連結部３ａのテーパ面
と、連結孔４ｃのテーパ面とを密着させる。
【００２２】この状態において、該発熱体３の電極４
ａ，４ｂの各連結部３ａ，３ｂの基端部３ｃ，３ｄは、
電極４ａ，４ｂの連結孔４ｃ，４ｄの開口部より僅かに
炉心方向に突出しており、更に前記連結部３ａ，３ｂの
突出した基端部３ｃ，３ｄの端面に図３で示すような２
つ割りを呈した炭素製の固定板１６を炭素製あるいはＣ
／Ｃコンポジット製の複数のボルト１７で該発熱体３を
電極４ａ，４ｂに固定する。その理由は、両連結部の密
着状態に変化が生じないように、また電極４ｂ側を発熱
体３の収縮（図２の矢印と反対方向）に追随して移動さ
せるためである。
ａ，４ｂの各連結部３ａ，３ｂの基端部３ｃ，３ｄは、
電極４ａ，４ｂの連結孔４ｃ，４ｄの開口部より僅かに
炉心方向に突出しており、更に前記連結部３ａ，３ｂの
突出した基端部３ｃ，３ｄの端面に図３で示すような２
つ割りを呈した炭素製の固定板１６を炭素製あるいはＣ
／Ｃコンポジット製の複数のボルト１７で該発熱体３を
電極４ａ，４ｂに固定する。その理由は、両連結部の密
着状態に変化が生じないように、また電極４ｂ側を発熱
体３の収縮（図２の矢印と反対方向）に追随して移動さ
せるためである。
【００２３】尚、ボルト１７はスタッドボルトとし、ナ
ットを別部品としてもよい。また、固定板１６は図２に
示した態様に限定されるものではない。また、押しボル
ト１５も図２に示した態様に限定されず、同一形状ある
いは異形状の押しボルトを２個連結したダブルであって
もよい。また、該発熱体３のテーパ面側の電極４ａ側は
図２に示した態様に限定されず、該発熱体３のテーパ面
側の内筒部に炭素製あるいはＣ／Ｃコンポジット製のボ
ルトを軸方向に螺合し、電極４ａの端面より該ボルトと
同材質のナットで固定し、テーパ面を密着させた上、更
に固定板１６とボルト１７で該発熱体３を電極４ａに固
定してもよい。
ットを別部品としてもよい。また、固定板１６は図２に
示した態様に限定されるものではない。また、押しボル
ト１５も図２に示した態様に限定されず、同一形状ある
いは異形状の押しボルトを２個連結したダブルであって
もよい。また、該発熱体３のテーパ面側の電極４ａ側は
図２に示した態様に限定されず、該発熱体３のテーパ面
側の内筒部に炭素製あるいはＣ／Ｃコンポジット製のボ
ルトを軸方向に螺合し、電極４ａの端面より該ボルトと
同材質のナットで固定し、テーパ面を密着させた上、更
に固定板１６とボルト１７で該発熱体３を電極４ａに固
定してもよい。
【００２４】尚、抵抗発熱体３の取外し作業は、上記取
付け作業の逆手順で行えばよい。ここで炭素なる語は、
黒鉛をも含む炭素質の意味を云う。上記の抵抗発熱体
３、電極４ａ、４ｂ、押しボルト１５、固定板１６等
は、炭素材を構成材料とし、比重が１．５以上のものが
強度面から好ましい。また、炭素材は押出し材、モール
ド材、等方性材等いずれの製法で作られたものでも良い
が、強度の点からモールド材や高密度の等方性材が好ま
しい。また、上記炭素材は、導電体であって、非酸化性
雰囲気の下で高温に耐え、加工し易く、かつ経済性にも
優れている。上記各構成部品は、全て同一製法の材料で
ある必要はないが、熱膨張、固有抵抗等の物性値の関係
から全て同一製法の材料に統一した方が好ましい。
付け作業の逆手順で行えばよい。ここで炭素なる語は、
黒鉛をも含む炭素質の意味を云う。上記の抵抗発熱体
３、電極４ａ、４ｂ、押しボルト１５、固定板１６等
は、炭素材を構成材料とし、比重が１．５以上のものが
強度面から好ましい。また、炭素材は押出し材、モール
ド材、等方性材等いずれの製法で作られたものでも良い
が、強度の点からモールド材や高密度の等方性材が好ま
しい。また、上記炭素材は、導電体であって、非酸化性
雰囲気の下で高温に耐え、加工し易く、かつ経済性にも
優れている。上記各構成部品は、全て同一製法の材料で
ある必要はないが、熱膨張、固有抵抗等の物性値の関係
から全て同一製法の材料に統一した方が好ましい。
【００２５】また、抵抗発熱体３を取付ける際、発熱体
３の円柱状のストレート面を４００〜５００番の紙ヤス
リを用いて摺り合わせ、電極４ｂの第２連結孔４ｄと嵌
合するが、予め炭素微粉末にフェノール樹脂等のバイン
ダーを加え半液状にしたものを、該発熱体３のテーパ
面、ストレート面に薄く塗布した後、電極４ａ，４ｂに
取付けた方が連結部３ａ，３ｂの僅かな隙間も埋まるた
め好ましい。また、抵抗発熱体３の電極４ａ，４ｂとの
連結部３ａ，３ｂの突出距離ｌは０．５〜５ｍｍが好ま
しく、１〜３ｍｍがより好ましい。
３の円柱状のストレート面を４００〜５００番の紙ヤス
リを用いて摺り合わせ、電極４ｂの第２連結孔４ｄと嵌
合するが、予め炭素微粉末にフェノール樹脂等のバイン
ダーを加え半液状にしたものを、該発熱体３のテーパ
面、ストレート面に薄く塗布した後、電極４ａ，４ｂに
取付けた方が連結部３ａ，３ｂの僅かな隙間も埋まるた
め好ましい。また、抵抗発熱体３の電極４ａ，４ｂとの
連結部３ａ，３ｂの突出距離ｌは０．５〜５ｍｍが好ま
しく、１〜３ｍｍがより好ましい。
【００２６】図２に示すように、テーパ角の正接は、円
錐台部の最大径をｄ1 、最小径をｄ2 、長さをＬとする
と、（ｄ1 −ｄ2 ）／Ｌで表される。ここで、軸心と円
錐台部の斜面間の片側角度をθとすると、テーパ角２θ
の正接は、１／２０（θ≒１．４３度）〜６／１０（θ
≒１６．７度）が好ましく、１／１０（θ≒２．８６
度）〜２／１０（θ≒５．７１度）がより好ましい。
錐台部の最大径をｄ1 、最小径をｄ2 、長さをＬとする
と、（ｄ1 −ｄ2 ）／Ｌで表される。ここで、軸心と円
錐台部の斜面間の片側角度をθとすると、テーパ角２θ
の正接は、１／２０（θ≒１．４３度）〜６／１０（θ
≒１６．７度）が好ましく、１／１０（θ≒２．８６
度）〜２／１０（θ≒５．７１度）がより好ましい。
【００２７】以下に、本発明の具体例と従来例との比較
評価結果を示す。 ＜本発明の具体例＞図１に示した加熱炉１において、抵
抗発熱体３として外径５８ｍｍ、内径２５ｍｍ、発熱部
長さ８７０ｍｍで、発熱体の連結部３ａのテーパ面の最
大径は６０ｍｍ、テーパ１／１０とし、連結部３ｂのス
トレート面の直径６４ｍｍ、該発熱体３の全長が１００
０ｍｍで等方性黒鉛材を用い、図２に示す該発熱体３と
同一材質からなる電極４ａ，４ｂに該発熱体３と同一材
質からなる押しボルト１５と固定板１６、Ｃ／Ｃコンポ
ジット製のボルト１７を用いて該発熱体３を固定した
上、被処理物２を支持材８の上に載せ、不活性ガス雰囲
気中で所定の温度たとえば２０００〜２５００°Ｃ迄の
加熱を５回繰り返した。その結果、抵抗発熱体３と電極
４ａ，４ｂとの連結部で放電による融着は一度も発生し
なかった。また、抵抗発熱体３、１本当たりの取り付け
所要時間は約１０分で済ませることができた。
評価結果を示す。 ＜本発明の具体例＞図１に示した加熱炉１において、抵
抗発熱体３として外径５８ｍｍ、内径２５ｍｍ、発熱部
長さ８７０ｍｍで、発熱体の連結部３ａのテーパ面の最
大径は６０ｍｍ、テーパ１／１０とし、連結部３ｂのス
トレート面の直径６４ｍｍ、該発熱体３の全長が１００
０ｍｍで等方性黒鉛材を用い、図２に示す該発熱体３と
同一材質からなる電極４ａ，４ｂに該発熱体３と同一材
質からなる押しボルト１５と固定板１６、Ｃ／Ｃコンポ
ジット製のボルト１７を用いて該発熱体３を固定した
上、被処理物２を支持材８の上に載せ、不活性ガス雰囲
気中で所定の温度たとえば２０００〜２５００°Ｃ迄の
加熱を５回繰り返した。その結果、抵抗発熱体３と電極
４ａ，４ｂとの連結部で放電による融着は一度も発生し
なかった。また、抵抗発熱体３、１本当たりの取り付け
所要時間は約１０分で済ませることができた。
【００２８】＜比較例＞これに対し、図１の加熱炉１に
おいて、連結部の構成を図４に示したものにした他は、
上記実地例の抵抗発熱体３と同一内外径、同一発熱部長
さとし、同一加熱条件、同一加熱回数で連結部の放電に
よる融着トラブル回数を調査した結果、電極４とホルダ
ー５０との螺合部で前記トラブルが４回発生した。ま
た、抵抗発熱体３の１本当たりの取り付け所要時間はほ
ぼ２０分要した。
おいて、連結部の構成を図４に示したものにした他は、
上記実地例の抵抗発熱体３と同一内外径、同一発熱部長
さとし、同一加熱条件、同一加熱回数で連結部の放電に
よる融着トラブル回数を調査した結果、電極４とホルダ
ー５０との螺合部で前記トラブルが４回発生した。ま
た、抵抗発熱体３の１本当たりの取り付け所要時間はほ
ぼ２０分要した。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、炭素材からなる抵
抗発熱体の外周面から放射される輻射熱により被処理物
を加熱処理する加熱炉において、電極と抵抗発熱体との
連結構造をテーパ当接と嵌合による面接触とし、電極か
ら抵抗発熱体への通電を面を通して行うようにし、従来
の螺合接触部分をなくしたので、通電による連結部分で
の放電による融着を解消することができ、抵抗発熱体の
交換周期を延ばすことができる。
抗発熱体の外周面から放射される輻射熱により被処理物
を加熱処理する加熱炉において、電極と抵抗発熱体との
連結構造をテーパ当接と嵌合による面接触とし、電極か
ら抵抗発熱体への通電を面を通して行うようにし、従来
の螺合接触部分をなくしたので、通電による連結部分で
の放電による融着を解消することができ、抵抗発熱体の
交換周期を延ばすことができる。
【００３０】また、本発明によれば、固定板および押し
付け部材を取り外すことにより、第２電極の第２連結孔
を介して抵抗発熱体を挿抜することができるので、抵抗
発熱体を容易に交換することができる。よって、本発明
によれば、加熱炉の稼動率が向上し、生産性が高めら
れ、製造コストの低減に寄与するという効果を奏する。
付け部材を取り外すことにより、第２電極の第２連結孔
を介して抵抗発熱体を挿抜することができるので、抵抗
発熱体を容易に交換することができる。よって、本発明
によれば、加熱炉の稼動率が向上し、生産性が高めら
れ、製造コストの低減に寄与するという効果を奏する。
【図１】本発明が適用される加熱炉の概略縦断面図であ
る。
る。
【図２】図１における抵抗発熱体と電極との連結部の詳
細を示すＡ−Ａ’部断面の断面図である。
細を示すＡ−Ａ’部断面の断面図である。
【図３】図１における抵抗発熱体と電極との連結部の詳
細を示すＢ−Ｂ’部断面の断面矢視図である。
細を示すＢ−Ｂ’部断面の断面矢視図である。
【図４】従来の抵抗発熱体と電極との連結部の詳細を示
す抵抗発熱体軸方向の部分断面図である。
す抵抗発熱体軸方向の部分断面図である。
【図５】従来の抵抗発熱体と電極との連結部の詳細を示
す抵抗発熱体軸方向の部分断面図である。
す抵抗発熱体軸方向の部分断面図である。
１…加熱炉 ２…被処理物 ３…抵抗発熱体 ３ａ…（第１）連結部 ３ｂ…（第２）連結部 ３ｃ…第１連結部の基部 ３ｄ…第２連結部の基部 ４…電極 ４ａ…電極 ４ｂ…電極 ４ｃ…（第１）連結孔 ４ｄ…（第２）連結孔 １５…押しボルト １６…固定板 １７…ボルト ｌ…突出距離 ｄ1 …円錐台部の最大径 ｄ2 …円錐台部の最小径 Ｌ…円錐台部の長さ θ…軸心と円錐台部間の角度
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 3/06 H05B 3/00 350 H05B 3/02 H05B 3/64
Claims (1)
- 【請求項１】 炉内に設けられた炭素材からなる筒状ま
たは棒状の抵抗発熱体に通電し、前記発熱体の外周面か
ら放射される輻射熱により被処理物を加熱処理する加熱
炉において、前記発熱体は、その一端側に先細り円錐台
状のテーパ面をもち、その最大径が前記発熱体よりも径
大である第１連結部を備え、他端側に外径が前記第１連
結部の最大径よりも径大である円柱状のストレート面を
もった第２連結部を備えており、かつ、前記発熱体の第
１連結部は、第１電極に穿設されたすり鉢状の第１連結
孔に嵌合されてテーパ面を介して密着し、前記発熱体の
第２連結部は、第２電極に貫通形成された第２連結孔の
一方側に嵌合し、かつ、前記第２連結孔の他方側から螺
合された炭素材からなる押し付け部材で前記発熱体を第
１電極側に押しつけ、更に、前記第１連結孔から若干突
出した第１連結部の基部および前記第２連結孔から若干
突出した第２連結部の基部を、それぞれ炭素材からなる
固定板で押圧して第１および第２電極に固定したことを
特徴とする加熱炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04317728A JP3134560B2 (ja) | 1992-11-02 | 1992-11-02 | 加熱炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04317728A JP3134560B2 (ja) | 1992-11-02 | 1992-11-02 | 加熱炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06151042A JPH06151042A (ja) | 1994-05-31 |
| JP3134560B2 true JP3134560B2 (ja) | 2001-02-13 |
Family
ID=18091379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04317728A Expired - Fee Related JP3134560B2 (ja) | 1992-11-02 | 1992-11-02 | 加熱炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3134560B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2018135038A1 (ja) * | 2017-01-18 | 2019-11-07 | 株式会社Ｉｈｉ | 発熱体及び真空熱処理装置 |
| JP7353046B2 (ja) * | 2019-03-12 | 2023-09-29 | 株式会社カネカ | 加熱炉および当該加熱炉を用いるグラファイトの製造方法 |
-
1992
- 1992-11-02 JP JP04317728A patent/JP3134560B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06151042A (ja) | 1994-05-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |