JP3196261B2 - 炉内ヒータおよびそれを備えた熱処理炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、焼成炉などにおいて用
いられる炉内ヒータ、およびその炉内ヒータを備えた熱
処理炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５はセラミック部品の焼成に際して使
用されるバッチ式焼成炉の断面構造を示しており、この
焼成炉の内部にはＳｉＣ（炭化けい素）製の炉内ヒータ
が設置されている。すなわち、図５中の符号２１は炉
体、２２は炉床であり、２３は炉内ヒータである。

【０００３】そして、これらの炉内ヒータ２３は、図６
で示すように、２本の平行するヒータ本体の一端同士を
互いに接続することによってＵ字形に構成されており、
通常、炉底に対して縦向きになるように、すなわちその
長手方向が略鉛直方向に沿うように挿入されたうえ、炉
側壁に沿って互いに並列配置されている。なお、この片
端子構造とされた炉内ヒータ２３は、炉体２１の構造を
簡素化し得るほか、メンテナンスが容易で、省エネルギ
ーにも役立つ、等の利点を有しているので多用されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
炉内ヒータ２３を用いて構成された焼成炉においては、
図７で示すように、炉内における温度分布が高さ方向、
すなわち鉛直方向に沿って不均一となりやすく、炉内の
中間高さ位置から上部にかけての範囲が高温域となりが
ちである。これは、ヒータ本体のほぼ全長が発熱部２３
ａとなっているのが普通であり、その長さ方向に沿う中
心位置付近が最も高温となることから、これらの炉内ヒ
ータ２３によって加熱された雰囲気ガスが炉内に発生す
る上昇気流によって上側へと運ばれるためである。その
ため、これらの炉内ヒータ２３を用いて焼成炉を構成し
た場合には、炉内に積み重ねて載置された被焼成物の上
段と下段との間に大きな温度差が生じ、焼成むらが生じ
ることになる結果、焼成された製品それぞれの特性にば
らつきが発生することになっていた。

【０００５】本発明は、かかる不都合に鑑みて創案され
たものであって、炉内における温度分布状態を均一化す
ることができる炉内ヒータの提供を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、略鉛直方向に挿入され、かつ炉側
壁に沿って互いに並列配置される炉内ヒータであって、
鉛直方向に沿って異なる複数の部位を設定し、前記異な
る複数の部位のいずれかを発熱部としたことを特徴とす
るものである。

【０００７】また、炉側壁を含む炉本体と、炉本体の底
部を閉塞する炉床とで形成される熱処理空間を有し、上
記炉内ヒータを備えたことを特徴とする熱処理炉であ
る。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、鉛直方向に沿って異なる部
位に発熱部が設けられた炉内ヒータのそれぞれを適宜選
択したうえで炉内に配置することによって炉内の鉛直方
向における発熱部の位置を調整することが可能となるの
で、炉内における温度分布状態を均一となるように制御
することができる。

【０００９】炉側壁を含む炉体と、炉本体の底部を閉塞
する炉床とで形成される熱処理空間を有する熱処理炉に
おいて、請求項１に係る炉内ヒータを備えることで炉内
の鉛直方向における発熱部の位置を調整可能にし、よっ
て、炉内における温度分布状態を均一となるよう制御で
きる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明にかかる実施例を図面に基づい
て説明する。

【００１１】図１ないし図３は本発明の一実施例にかか
り、図１は炉内ヒータを備えた焼成炉の断面構造を示す
縦断面図、図２は炉内ヒータの形状及び構造を示す正面
図、図３は炉内ヒータによる炉内における温度分布状態
を示す説明図である。

【００１２】図１における符号１は炉本体、２は炉床、
３，４はＳｉＣを用いて形成された炉内ヒータであり、
炉内ヒータ３，４のそれぞれは互いに一組とされたたう
えで炉底に対して縦向きになるように、すなわちその長
手方向が略鉛直方向に沿うように挿入されたうえ、炉側
壁に沿って並列状に配置されている。なお、図中の符号
５は温度検出用の熱電対を示しており、熱電対５のそれ
ぞれは炉内の上部と下部とに配置されている。

【００１３】そして、炉内ヒータ３，４のそれぞれは、
図２で示すように、２本の平行するヒータ本体の一端同
士を互いに接続することによってＵ字形として構成され
ており、各ヒータ本体における発熱部３ａ，４ａはその
長さ方向である鉛直方向に沿って互いに異なる部位ごと
に設けられている。すなわち、図２における一方の炉内
ヒータ３はその発熱部３ａが上半部に設けられているこ
とから上部発熱型となり、他方の炉内ヒータ４はその発
熱部４ａが下半部に設けられていることから下部発熱型
となっている。

【００１４】そこで、この焼成炉においては、図１で示
すように、上部発熱型となった炉内ヒータ３と、下部発
熱型となった炉内ヒータ４とが交互に並列配置されてい
ることになり、上部発熱型の炉内ヒータ３によって炉内
における上部範囲の温度が、また、下部発熱型の炉内ヒ
ータ４によって炉内における下部範囲の温度がそれぞれ
制御されることになる。したがって、熱電対５によって
炉内の上部及び下部範囲における温度をそれぞれ検出し
ながら、その検出結果に応じて上部発熱型の炉内ヒータ
３と下部発熱型の炉内ヒータ４とによる発熱状態を各別
に制御すれば、炉内における温度分布状態が図３で示す
ような均一状態となる。すなわち、上記構成によれば、
上部発熱型の炉内ヒータ３による温度分布と、下部発熱
型の炉内ヒータ４による温度分布とを重ね合わせた形の
温度分布状態が得られることになる。

【００１５】ところで、上記の実施例では、炉内ヒータ
３，４を構成するヒータ本体それぞれを長さ方向に沿う
上下２つの部位に分けたうえ、その上下いずれか一方に
発熱部３ａ，４ａを設けているが、これに限定されるも
のではなく、ヒータ本体のそれぞれをより多数の部位に
分けたうえで発熱部を設けるようにしてもよい。例え
ば、図４で示す他の実施例においては、炉内ヒータ３，
４，５を構成するヒータ本体それぞれを上中下３つの部
位に分けたうえ、上中下いずれかの互いに異なる部位ご
とに発熱部３ａ，４ａ，５ａを設けている。そこで、こ
のようにした際には、炉内ヒータ３，４，５のそれぞれ
が各々上部発熱型、中部発熱型、下部発熱型として機能
することになり、これらの炉内ヒータ３，４，５を備え
た焼成炉では炉内の上部、中部、下部範囲における温度
分布状態を各別に制御しうることになる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
略鉛直方向に挿入され、かつ炉側壁に沿って互いに並列
配置される炉内ヒータにおいて、鉛直方向に沿って異な
る複数の部位を設定し、前記異なる複数の部位のいずれ
かを発熱部としたので、炉内ヒータのそれぞれを適宜選
択したうえで配置することによって炉内の鉛直方向にお
ける発熱部の位置を調整することが可能となり、炉内に
おける温度分布状態を均一となるように制御することが
できる。その結果、炉内に積み重ねて載置された被焼成
物間に大きな温度差が生じるのを抑制し、焼成むらのな
い均一な焼成を実現できるという効果が得られることに
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる炉内ヒータを備えた
焼成炉の断面構造を示す縦断面図である。

【図２】炉内ヒータの形状及び構造を示す正面図であ
る。

【図３】炉内における温度分布状態を示す説明図であ
る。

【図４】本発明の他の実施例に係る炉内ヒータの形状及
び構造を示す正面図である。

【図５】従来例にかかる炉内ヒータを備えた焼成炉の断
面構造を示す縦断面図である。

【図６】炉内ヒータの形状及び構造を示す正面図であ
る。

【図７】炉内における温度分布状態を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

３，４ ヒータ ３ａ，４ａ 発熱部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略鉛直方向に挿入され、かつ炉側壁に沿
   って互いに並列配置される炉内ヒータであって、鉛直方向に沿って異なる複数の部位を設定し、前記異な
   る複数の部位のいずれかを発熱部としたことを特徴とす
   る炉内ヒータ 。
2. 【請求項２】 炉側壁を含む炉本体と、炉本体の底部を
   閉塞する炉床とで形成される熱処理空間を有し、請求項
   １に記載の炉内ヒータを備えたことを特徴とする熱処理
   炉。