JP4750147B2

JP4750147B2 - 高温用加熱炉

Info

Publication number: JP4750147B2
Application number: JP2008098063A
Authority: JP
Inventors: 忠之植松; 功坂口
Original assignee: 株式会社アルファ・オイコス
Priority date: 2008-04-04
Filing date: 2008-04-04
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2028-04-04
Also published as: JP2009250506A

Description

本発明は蛇行状ヒータエレメントを有する高温用加熱炉、特に１０００℃以上の高温用加熱炉に関するものである。

従来、蛇行状ヒータエレメントを有するセラミックファイバー加熱炉は特許文献１に示されている。また、従来の蛇行状ヒータエレメントを有するセラミックファイバー加熱炉においては、ヒータエレメントをセラミックファイバーに固定するため、ヒータエレメントの湾曲部をセラミックファイバー内に埋め込んで固定していた。このような加熱炉は例えば特許文献２及び３に記載されている。
米国特許第４５７５６１９号明細書特開平１０−１２３６１号公報特開平７−１３０４５８号公報

しかしながら、従来の加熱炉においては、蛇行状ヒータエレメントの湾曲部を炉壁用断熱材に固定しているため、加熱中のヒータエレメントの膨脹及び冷却中の収縮による歪みがヒータエレメントに蓄積し、そのため長期に亘って使用しているとヒータエレメントがこれを配置した溝内から飛び出したり、ヒータエレメント同士が接触したり、ヒータエレメントが炉内の被加熱物に接触したり、熱疲労によりヒータエレメントが破断してしまうという欠点があった。

本発明は上記の欠点を除くようにしたものである。

本発明の高温用加熱炉は、炉壁用断熱材と、この断熱材の炉芯側面に上下方向に互いに離間して多段に配置した、夫々上下端で蛇行状に折れ曲がるヒータエレメントと、上下に隣接する上記ヒータエレメントの互いに対向する蛇行部分を連結する、上記断熱材に固定されていない耐熱・絶縁性フックと、上記ヒータエレメントの最上段のものを吊下する手段とより成ることを特徴とする。

また、本発明の高温用加熱炉においては、上記耐熱・絶縁性フックには上記断熱材を貫通する長さの支持棒が取付けられており、上記断熱材には上記支持棒が自由に前後動並びに上下動できる空隙を設けていることを特徴とする。

また、上記空隙を介して炉内に冷却媒体を流入せしめる手段を有することを特徴とする。

本発明の高温用加熱炉によれば、炉壁用断熱材の炉芯側に設けられた多段のヒータエレメント中、一番上のヒータエレメントだけが断熱材に固定され、２段目以降のヒータエレメントは耐熱・絶縁性フックで互いに連結・吊下されている。このフック自体は断熱材に固定されておらず、自由に前後動並びに上下動できるようになっている。また、ヒータエレメントには常に下方へと重力が作用する。従って、加熱炉を使用中、ヒータエレメントが熱で軟化し、膨脹すると、重力によってヒータエレメントは、外側、下方へと移動し、膨張による伸びが吸収されるようになる。このため従来のような加熱によるヒータエレメントの伸びが原因で生ずる炉の内側への伸び出しや被加熱物との接触、または隣接するヒータエレメント同士の接触によるトラブルは全くない。

以下図面によって本発明の実施例を説明する。

図１は本発明高温用加熱炉を示し、１は炉壁用の円筒状断熱材、２はこの断熱材１の炉芯側の面に上下方向に互いに離間して多段に配置した、夫々上下端で蛇行状に折れ曲がる蛇行状ヒータエレメントである。一番上のヒータエレメント２は断熱材１に固定した碍管３によって吊下する。２段目以降のヒータエレメント２については、上下に隣接するヒータエレメント１の互いに対向する湾曲蛇行部分４をフック５を介して互いに連結せしめる。このフック５は耐熱性で絶縁性のあるセラミックを適用することが好ましい。このフック５には上記断熱材１を貫通して伸びる長さのセラミック製または金属製の支持棒６を取付け、この支持棒６を自由に前後並びに上下移動をせしめる大きさの空隙７を上記断熱材１に設ける。

更に、上記断熱材１の外部には上記支持棒６の移動量変化を計測・監視・記録する手段（図示せず）を設け、各段のヒータエレメント２の保守管理・寿命を評価することができるようにする。

本発明の高温用加熱炉は上記のような構成であるから断熱材１の炉芯側の面に設けられた多段のヒータエレメント中、一番上のヒータエレメント２は断熱材１に固定されているが、２段目以降のヒータエレメント２は断熱材１に固定されておらず、自由に前後動並びに上下動でき、加熱炉を使用中、ヒータエレメント２が熱で軟化し、膨脹すると、重力によってヒータエレメント２は、外側、下方へと移動し、膨脹による伸びを吸収するようになる。反対に冷却でヒータエレメント２が収縮する場合は、上方、内側へ移動する。このため従来のような加熱によるヒータエレメント２の伸びが原因で生ずる炉の内側への伸び出しや被加熱物との接触、または隣接するヒータエレメント同士の接触によるトラブルは全くない。また、フック５に取り付けた支持棒６の移動変化量が断熱材１の外側から観察・計測・監視できるようになるため、この支持棒６の移動変化量から、加熱中のヒータエレメント２の状態を把握しやすくなるため保守点検・寿命評価が楽になる。また必要に応じて断熱材１の外側からこの支持棒６を拘束し、ヒータエレメント２の前後・上下の自由移動を抑制することもできるようになる。

また、多段のヒータエレメント２は、フック５で互いに吊り下げられている構造であるため、不具合があった場合等において、所望の段のヒータエレメント２のみの交換を容易にかつ迅速に実施することができる。

また、加熱炉内温度を急速に冷却する必要が生じた場合には、この加熱炉の炉壁の断熱材１に設けた空隙７から冷却媒体を炉内に流入させることで、炉内温度を急速に下げることが可能になる。

隣接段のヒータエレメント２を連結する耐熱・絶縁フック５の形状については特に規定するものではないが、熱効率の観点からフック５の炉芯側の面は開口していることが望ましく、ヒータエレメント２の湾曲蛇行部分４にまたがるフック５部分の湾曲形状をヒータエレメント２の湾曲蛇行部分４の形状に合せておけば、ヒータエレメント２は加熱中も安定に保持され、炉内の温度分布も安定的に保持することができる。使用する耐熱・絶縁性フック５の数は必要に応じて増やしたり、減らすことができる。以上のように、本発明の高温用加熱炉は多くの長所を有しており、実用上極めて有効である。

本発明の高温用加熱炉における円筒状加熱炉の一部を除去した斜視図である。図１に示す円筒状加熱炉の要部の縦断正面図である。図２に示す加熱炉部分の側面図である。

符号の説明

１断熱材
２蛇行状ヒータエレメント
３碍管
４湾曲蛇行部分
５フック
６支持棒
７空隙

Claims

炉壁用断熱材と、この断熱材の炉芯側面に上下方向に互いに離間して多段に配置した、夫々上下端で蛇行状に折れ曲がるヒータエレメントと、上下に隣接する上記ヒータエレメントの互いに対向する蛇行部分を連結する、上記断熱材に固定されていない耐熱・絶縁性フックと、上記ヒータエレメントの最上段のものを吊下する手段とより成ることを特徴とする高温用加熱炉。
上記耐熱・絶縁性フックには上記断熱材を貫通する長さの支持棒が取付けられており、上記断熱材には上記支持棒が自由に前後動並びに上下動できる空隙を設けていることを特徴とする請求項１記載の高温用加熱炉。
上記空隙を介して炉内に冷却媒体を流入せしめる手段を有することを特徴とする請求項２記載の高温用加熱炉。