JP3579932B2 - パネルヒータ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、高温加熱炉において採用されているパネルヒータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、セラミック製品の焼成などのような高温熱処理を実施するに際しては高温加熱炉を使用するのが一般的となっており、この種の高温加熱炉における加熱源としては周知構造のパネルヒータ（モジュールヒータ）、すなわち、図示していないが、所定形状を有する断熱ブロック体の表面側に金属ヒータ、ＳｉＣ（炭化ケイ素）ヒータやカンタルヒータなどのようなヒータ線を取り付けて構成されたパネルヒータを用いることが行われている。なお、高温焼成炉の炉内温度が１２００℃程度以上となる場合のヒータ線としてはＳｉＣや二ケイ化モリブデンを用いることが多く、また、１２００℃程度以下の場合にはコストの面から金属ヒータが用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高温加熱炉において用いられる金属ヒータやＳｉＣヒータなどは空気や窒素からなる炉内雰囲気中では劣化などの不都合を生じないものであるが、これらを鉛（Ｐｂ）やビスマス（Ｂｉ）などのような重金属を含有する炉内雰囲気中において用いた場合には重金属蒸気との反応によって著しい劣化が生じることになり、特に、金属ヒータを高温下で用いた場合にはヒータ寿命が大幅に短縮化されてしまうことになる。すなわち、一般的なセラミックであるＰＺＴやＰＬＺＴなどの高温熱処理を行った際には鉛などの重金属が発生することになり、金属ヒータなどの著しい劣化や寿命の短縮化が生じることになっていた。
【０００４】
本発明は、これらの不都合に鑑みて創案されたものであって、ヒータ線の劣化を防止して長寿命化を図ることができるパネルヒータの提供を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる第１のパネルヒータは、このような目的を達成するため、表面側にヒータ線が配設された断熱ブロック体を備えており、この断熱ブロック体の内部には、ヒータ線を保護ガスで囲むことができる位置ごとに開口した多数のガス噴出孔と、これらのガス噴出孔を連通接続したうえで外部からの保護ガスが供給されるガス供給通路を設けていることを特徴としている。また、第２のパネルヒータは、表面側にヒータ線が配設された内側ブロック体と外側ブロック体とを互いに厚み方向に沿って接合してなる断熱ブロック体を備えており、
前記内側ブロック体の内部には厚み方向に沿って、前記ヒータ線を保護ガスで囲むことができる位置に多数のガス噴出孔を形成しているとともに、外側ブロック体の接合面上にはガス噴出孔を連通接続したうえで外部からの保護ガスが供給されるガス供給通路を形成していることを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】
上記構成によれば、断熱ブロック体の内部に設けられたガス供給通路に対して供給された保護ガスは断熱ブロック体のガス噴出孔からヒータ線に向かって噴出したうえでヒータ線の周囲を通過しながら炉内へと向かって流れていくことになる。すなわち、この際、ヒータ線の周囲には炉内へと向かう保護ガスの流れが生じており、ヒータ線は保護ガスによって囲まれていることになる。したがって、ヒータ線の周囲にまで炉内雰囲気が押し寄せて接触することはなくなり、例え、炉内雰囲気が重金属を含有するものであったとしてもヒータ線が重金属蒸気と反応を起こすことは起こり得ないこととなる。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【０００８】
図１は本発明の一実施例にかかるパネルヒータを示す分解斜視図、図２はその側断面図であり、図３は変形例にかかるパネルヒータを示す分解斜視図である。
【０００９】
本実施例にかかるパネルヒータは高温加熱炉（図示していない）の炉内温度が１２００℃程度以下の比較的低温である際に用いられるものであり、図１で示すように、金属ヒータであるところのヒータ線１が表面に形成された凹溝に埋め込んで配設された断熱ブロック体２を備えている。そして、この断熱ブロック体２はアルミナファイバー成形体などのような断熱材を用いたうえ、ともに所定厚みを有する平面視矩形状として作製された内側ブロック体３及び外側ブロック体４を互いの厚み方向に沿って一体に張り合わせ接合したものとなっている。また、この断熱ブロック体２の内部には、ヒータ線１と対向する所定位置ごとに開口した多数のガス噴出孔５と、これらのガス噴出孔５を相互に連通接続したうえで外部からの保護ガスＧが供給されるガス供給通路６とが設けられている。
【００１０】
すなわち、ここでのパネルヒータにおける内側ブロック体３、つまり炉内側に配置される内側ブロック体３の内部にはこれをその厚み方向に沿って貫通する細径のガス噴出孔５が多数形成される一方、炉外側に配置される外側ブロック体４の内表面である接合面上には内側ブロック体３における多数のガス噴出孔５同士を互いに連通接続する所定深さの凹溝がガス供給通路６として形成されている。そして、このガス供給通路６の一方側端部は閉塞され、かつ、その他方側端部は開放されたものとなっており、開放されたガス供給通路６の他方側端部には空気や窒素、アルゴンなどの保護ガスＧを外部から供給するためのガス供給管７が挿入されている。
【００１１】
そこで、本実施例にかかるパネルヒータを構成する断熱ブロック体２内のガス供給通路６にはガス供給管７を通じて外部からの保護ガスＧが供給されていることになり、ガス供給通路６に供給された保護ガスＧは断熱ブロック体２に形成されたガス噴出孔５のそれぞれからヒータ線１へと向かって噴出されたうえでヒータ線１の周囲を通過しながら炉内へと流れていくことになる。そして、この際、ヒータ線１の周囲には炉内へと向かって流れる空気などの保護ガスＧが存在しており、ヒータ線１は保護ガスＧによって囲まれていることになるから、このヒータ線１の周囲にまで炉内雰囲気が押し寄せてくることは起こらず、ヒータ線１と炉内雰囲気とが接触することはなくなる。したがって、炉内雰囲気が鉛やビスマスなどの重金属を含有していたとしても、炉内雰囲気と接触することのないヒータ線１が重金属蒸気との間で反応を起こすことはあり得ないこととなる。
【００１２】
ところで、炉内温度が１０００℃程度以下である際の被熱処理物であるセラミック製品などに対する熱伝達では、一般的に熱放射の寄与が弱いことになる。しかしながら、上記構造のパネルヒータを用いて高温加熱炉を構成した場合には、断熱ブロック体２から噴出してきた保護ガスＧがヒータ線１によって直接的に加熱されたうえで炉内に供給されている結果、炉内での熱対流が促進されることになって炉内温度分布の均一化を図ることが可能になるという利点が得られる。
【００１３】
さらにまた、本実施例のパネルヒータを構成するヒータ線１は断熱ブロック体２の凹溝内に埋め込まれるものとなっているが、このような構造に限定されることはなく、図３で示すように、ヒータ線１を断熱ブロック体２の表面上に離間した状態で配設することも可能である。すなわち、このような構造を有するパネルヒータは炉内温度が１２００℃程度以上となる際に用いられるものであり、この際におけるヒータ線１としては、金属ヒータの他、ＳｉＣや二ケイ化モリブデンなどを用いて作製されたヒータが使用されることになる。そして、図３で示すパネルヒータの全体構造は図１及び図２で示したパネルヒータと基本的に異ならないので、互いに同一もしくは相当する部品、部分には同一符号を付している。なお、図３中の符号８はヒータ線１を固定支持するためのサポートピンであり、これらのサポートピン８は断熱ブロック体２の表面上に取り付けられたうえでヒータ線１を支持すべく設けられているのである。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかるパネルヒータによれば、表面側にヒータ線が配設された断熱ブロック体を通じて供給された保護ガスがヒータ線の周囲を通過しながら炉内へと向かって流れることになり、このヒータ線の周囲には保護ガスが存在していることになる。したがって、ヒータ線の周囲にまで炉内雰囲気が押し寄せてくることはなくなり、例え、炉内雰囲気が重金属を含有していたとしてもヒータ線が重金属蒸気と接触したうえで反応を起こすことは起こり得ないことになる。
【００１５】
その結果、重金属蒸気との反応によってヒータ線が劣化したり、ヒータ線の寿命が短縮化されたりすることは起こらず、ヒータ線の劣化を防止しながら長寿命化を図ることができるという効果が得られる。また、本願構造の採用によって熱対流効果をも高めることが可能となり、炉内温度分布の均一化を図ることができるという付随的な効果も得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例にかかるパネルヒータの構造を示す分解斜視図である。
【図２】その側断面図である。
【図３】変形例にかかるパネルヒータの構造を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１ ヒータ線
２ 断熱ブロック体
３ 内側ブロック体
４ 外側ブロック体
５ ガス噴出孔
６ ガス供給通路
Ｇ 保護ガス

Claims (2)

1. 表面側にヒータ線（１）が配設された断熱ブロック体（２）を備えており、
   この断熱ブロック体（２）の内部には、前記ヒータ線（１）を保護ガス（Ｇ）で囲むことができる位置ごとに開口した多数のガス噴出孔（５）と、これらのガス噴出孔（５）を連通接続したうえで外部からの保護ガス（Ｇ）が供給されるガス供給通路（６）を設けていることを特徴とするパネルヒータ。
2. 表面側にヒータ線（１）が配設された内側ブロック体（３）と外側ブロック体（４）とを互いに厚み方向に沿って接合してなる断熱ブロック体（２）を備えており、
   前記内側ブロック体（３）の内部には厚み方向に沿って、前記ヒータ線（１）を保護ガス（Ｇ）で囲むことができる位置に多数のガス噴出孔（５）を形成しているとともに、前記外側ブロック体（４）の接合面上には前記ガス噴出孔（５）を連通接続したうえで外部からの保護ガス（Ｇ）が供給されるガス供給通路（６）を形成していることを特徴とするパネルヒータ。

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