JPH02213078A - Ceramic heater furnace - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
1産業上の利用分野1
本発明は、セラミックスヒータ炉に関し、特に焼成炉、
熱間静水圧プレス装置(IIIP)用炉、超高温試験測
定炉、単結晶溶解炉等の発熱体としてセラミックスヒー
タを使用するセラミックスヒータ炉に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 1. Field of Industrial Application 1. The present invention relates to a ceramic heater furnace, particularly a firing furnace,
The present invention relates to a ceramic heater furnace that uses a ceramic heater as a heating element for a hot isostatic press (IIIP) furnace, an ultra-high temperature test and measurement furnace, a single crystal melting furnace, and the like.
[従来の技術]
セラミックスは、常温では絶縁体であるが、900℃以
上に加熱すると、その比抵抗が低下し、導体となり、ヒ
ータエレメントとして使用可能となる。[Prior Art] Ceramics are insulators at room temperature, but when heated to 900° C. or higher, their specific resistance decreases and they become conductors, allowing them to be used as heater elements.
このような特性を有、するセラミックスをヒータエレメ
ントとして用いた従来のセラミックスヒータ炉の構造を
第6図に示す。FIG. 6 shows the structure of a conventional ceramic heater furnace using ceramics having such characteristics as a heater element.
第6図において、01は予熱用金属ヒータエレメント、
02はセラミックスヒータエレメント、03は断熱シェ
ル、04はセラミックスヒータエレメント02の支持具
、05は上蓋、06は測温用センサ、07はセラミック
スヒータエレメント2への給電部、08は炉室、09は
被加熱材料を載せる下部断燕台、010は炉床台、B−
B’は予熱用金属ヒータエレメント01の端子、c−c
’はセラミックスヒータエレメント02の両端の端子、
Dは測温用センサ06の端子である。In FIG. 6, 01 is a preheating metal heater element;
02 is a ceramic heater element, 03 is a heat insulating shell, 04 is a support for the ceramic heater element 02, 05 is an upper lid, 06 is a temperature measurement sensor, 07 is a power supply part to the ceramic heater element 2, 08 is a furnace chamber, 09 is a The lower swallow stand on which the material to be heated is placed, 010 is the hearth stand, B-
B' is the terminal of metal heater element 01 for preheating, c-c
' are terminals at both ends of ceramic heater element 02,
D is a terminal of the temperature sensor 06.
[発明が解決しようとする課題]
ところで、第6図に示すセラミックスヒータ炉の開発に
際しては、次ぎのような問題がある。[Problems to be Solved by the Invention] In the development of the ceramic heater furnace shown in FIG. 6, there are the following problems.
(+)セラミックスヒータエレメント02への給電部0
7.07の破損:
セラミックスヒータエレメント02の両端にある給電部
(すなわち、電極) 07,07は、中央部発熱部より
も抵抗を小さくするために、該発熱部よりも径を大きく
するのが一般的である。このため、熱膨張による熱応力
が発生し、早期に破損する。(+) Power supply part 0 to ceramic heater element 02
Damage to 7.07: In order to make the power feeding parts (i.e. electrodes) at both ends of the ceramic heater element 02 smaller in resistance than the central heating part, it is recommended that the diameter of the power feeding parts (i.e. electrodes) be made larger than that of the central heating part. Common. Therefore, thermal stress is generated due to thermal expansion, leading to early failure.
(2)セラミ・ツタスヒータエレメント02の熱変形に
よる破損とヒータ特性の低下:
1800〜2200℃の超高温になると、セラミ、クス
ヒータエレメント02そのものの剛性が低下し、セラミ
・スクスヒータエレメント02がクリープにより熱変形
し、破損したり、電流、7i圧特性が低下する。(2) Damage due to thermal deformation of the ceramic ceramic heater element 02 and decrease in heater characteristics: When the temperature reaches an extremely high temperature of 1800 to 2200°C, the rigidity of the ceramic ceramic heater element 02 itself decreases, and the ceramic ceramic heater element 02 loses its rigidity. is thermally deformed due to creep, resulting in breakage and a decrease in current and 7i pressure characteristics.
(3)断熱シェル03の破損:
1800〜2100℃の超高温を達成するには、高湿の
炉室08を断熱する必要があるが、この超高温及び熱応
力により、断熱シェル03が破損する。(3) Damage to the heat insulating shell 03: In order to achieve an ultra-high temperature of 1800 to 2100°C, it is necessary to insulate the high humidity furnace chamber 08, but this ultra-high temperature and thermal stress causes the insulating shell 03 to break. .
以」二のように、セラミックスをヒータエレメントとし
て用いるセラミックスヒータ炉においては、該炉の寿命
や断熱材等の熱応力による破損等の問題があった。As mentioned above, in ceramic heater furnaces that use ceramics as heater elements, there are problems such as the lifespan of the furnace and damage to the heat insulating material due to thermal stress.
上記の(1)については、本発明者らの先願に係るセラ
ミックスヒータエレメント(特願昭62−256318
号)により解決されている。Regarding (1) above, the ceramic heater element according to the inventors' earlier application (Japanese Patent Application No. 62-256318
issue).
すなわち、第2図に示すように、(申実父は中空)セラ
ミックスヒータエレメント6の給電部の外周面にリード
tli16’を巻付けてなる電極の幅よりも広い電気伝
導性の良好な金属(例えば、白金、白金−ロジウム合金
等)被覆層6″を形成し、給電部の抵抗を発熱部よりも
小さくして、該給電部の発熱温度を低く抑え、熱応力を
なくして割れを防止する。That is, as shown in FIG. 2, a metal with good electrical conductivity (e.g. , platinum, platinum-rhodium alloy, etc.), and the resistance of the power feeding part is made smaller than that of the heat generating part to suppress the heat generation temperature of the power feeding part to a low level, eliminate thermal stress, and prevent cracking.
また、上記の(2)については、本発明者らが別途提案
するセラミックスヒータ炉にて解決している。In addition, the above (2) has been solved by a ceramic heater furnace separately proposed by the present inventors.
すなわち、第3図(後述の第1図のx−X線断面X?[
)に示すように、セラミックスヒータエレメント6の外
周を、組qて可能に分割された支持(Jn、t’で支持
し、セラミックスヒータエレメント6の超a;iAi域
での高温強度低下に伴う底形を局所的’t fZ 形に
止め、該セラミックスヒータエレメント6の高温域での
性能を確保し、セラミックスヒータ炉の大幅な寿命延長
を図る。In other words, FIG. 3 (X-X cross section in FIG.
), the outer periphery of the ceramic heater element 6 is supported by divided supports (Jn, t' that can be assembled q), and the bottom of the ceramic heater element 6 is By keeping the shape to a local 't fZ shape, the performance of the ceramic heater element 6 in a high temperature range is ensured, and the life of the ceramic heater furnace is significantly extended.
更に、上記(3)についても、本発明者らが別途提案す
るセラミックスヒータ炉にて、解決されている。すなわ
ち、断熱シェル03を多孔質なセラミックスで構成する
ことにより、該断熱シェルσ3に超高温域で良好な断熱
性作用を持たせて、該シェル03の破損を防止している
。Furthermore, the above (3) has also been solved by a ceramic heater furnace separately proposed by the present inventors. That is, by constructing the heat insulating shell 03 from porous ceramics, the heat insulating shell σ3 has a good heat insulating effect in the ultra-high temperature range, thereby preventing the shell 03 from being damaged.
本発明は、これとは別の手段で上記(3)の問題を解決
し、長寿命なセラミックスヒータ炉を提案することを目
的とする。The present invention aims to solve the above problem (3) by a different means and to propose a long-life ceramic heater furnace.
[課題を解決するための手段]
本発明は、上記の目的を、予熱ヒータと、該予熱ヒータ
に内押され両端に給電部が設けられた棒状(中実父は中
空のいずれでも良い)セラミックスヒータエレメントと
、該棒状セラミ・ノクスヒータエレメントの外側に配さ
れた単層又は複層のセラミックス製部材から構成される
セラミックスヒータ炉において、前記の予熱ヒータの内
側に、緻密質でかつ耐破損性に優れたセラミックス部材
を配してなることを特徴とするセラミックスヒータ炉に
より達成するものである。[Means for Solving the Problems] The present invention achieves the above object by providing a preheating heater, and a rod-shaped ceramic heater (the solid end may be hollow) that is internally pressed by the preheating heater and has a power supply section at both ends. In a ceramic heater furnace composed of an element and a single-layer or multi-layer ceramic member placed outside the rod-shaped ceramic/nox heater element, a dense and breakage-resistant material is placed inside the preheater. This is achieved by a ceramic heater furnace that is characterized by being made of superior ceramic members.
このセラミックス部材としては、セラミックス繊維で強
化した複合セラミックス又はセラミックス繊維で強化し
ていない複合セラミ・ツクスで、その母材セラミックス
はジルコニア、マグネシア、アルミナ等の高温用酸化物
やm含酸化物で、強化用繊維は母材と同材質か異なる材
質のウィスカや短又は長繊維が好ましく使用され、また
その相対密度が95%以上すなわち空孔率が5%未満の
ものが適している。This ceramic member is a composite ceramic reinforced with ceramic fibers or a composite ceramic not reinforced with ceramic fibers, and the base material ceramic is a high-temperature oxide or m-oxide containing material such as zirconia, magnesia, or alumina. The reinforcing fibers are preferably whiskers or short or long fibers made of the same material or different from the base material, and those with a relative density of 95% or more, that is, a porosity of less than 5%, are suitable.
1作用]
本発明セラミックスヒータ炉においては、ヒータ炉内(
被加熱物体を挿入する所謂炉室、以下、炉室)が、先ず
予熱用全屈ヒータエレメントによす9(1(1℃以上(
900〜1200℃程度)に加熱され、次いで(中実父
は中空の)セラミックスヒータエレメントへの通電によ
り1500〜2200℃程度に加熱される。1 Effect] In the ceramic heater furnace of the present invention, the inside of the heater furnace (
The so-called furnace chamber (hereinafter referred to as the furnace chamber) into which the object to be heated is inserted is first heated to a temperature of 1°C or higher (1°C or higher) by a fully bent heater element for preheating.
(about 900 to 1200°C), and then heated to about 1500 to 2200°C by energizing the ceramic heater element (which is hollow).
このセラミックスヒータエレメントへの通電による加熱
の際に、炉室内の熱が予熱用金属し−タエレメント側へ
移行するのを、該予熱用金属ヒータエレメントの内側に
配された前記のm密質でかつfi4破損性に帰れたセラ
ミックス部材が遮断(断熱)する。When the ceramic heater element is heated by electricity, the heat in the furnace chamber is prevented from transferring to the preheating metal heater element side by the dense material placed inside the preheating metal heater element. Moreover, the ceramic member which has returned to fi4 breakage property is shut off (insulated).
このセラミックス部材は、上記のように耐破損性に優れ
ているため、」−記のセラミックスヒータエレメントへ
の通電により1500〜2200℃程度の高温に加熱さ
れても、また熱応力が発生しても、破損することはない
。As mentioned above, this ceramic member has excellent breakage resistance, so even if it is heated to a high temperature of about 1,500 to 2,200 degrees Celsius by energizing the ceramic heater element mentioned above, or if thermal stress is generated. , will not be damaged.
[実施例]
参η例
第1図はセラミックスヒータ炉の参考例を示す縦断面図
、第2図は第1図のセラミックスヒータエレメントの詳
細を示す図、第3図は第1図のXX線断面矢視図である
。[Example] Reference Example Figure 1 is a vertical cross-sectional view showing a reference example of a ceramic heater furnace, Figure 2 is a diagram showing details of the ceramic heater element in Figure 1, and Figure 3 is an XX line in Figure 1. FIG.
第1〜3図において、lはステンレス製外枠、2はr・
熱用向金ヒータエレメント(白金の他に、鉄−クロム−
アルミナ合金、炭化ケイ素専が使用される)で、本例で
は該予熱用白金ヒータエレメント2は、外枠Iにビス市
め(図示省略)されている金属製仕切り板12に固定さ
れている。In Figures 1 to 3, l is a stainless steel outer frame, 2 is r.
Heat-oriented metal heater element (in addition to platinum, iron-chromium
In this example, the preheating platinum heater element 2 is fixed to a metal partition plate 12 screwed onto the outer frame I (not shown).
この予熱用白金ヒータエレメント2とステンレス製外枠
1との間には、セラミックス製断熱シェル3がある。A ceramic heat insulating shell 3 is located between the preheating platinum heater element 2 and the stainless steel outer frame 1.
また、ステンレス製外枠lは金属製炉床台4にビス5で
インロー止めされている。該ビス5を緩めステンレス製
外枠1を図示省略のシリンダ等で」二昇させると、仕切
り板12に固定されている子熱用白金ヒータエレメント
2とセラミックスラフ断熱シェル3が一緒に上昇する。Further, the stainless steel outer frame 1 is fixed to the metal hearth stand 4 with screws 5. When the screws 5 are loosened and the stainless steel outer frame 1 is raised by a cylinder or the like (not shown), the platinum heater element 2 for child heat and the ceramic slough heat insulating shell 3 fixed to the partition plate 12 are raised together.
そして、上記の炉床台4には、(中実父は中空の)セラ
ミックスヒータエレメント6受台13、多孔質セラミッ
クス製部材8、イブトリア等で安定化させたジルコニア
製セラミックスヒータエレメント6及びその支持具7.
7’ 、測温センサ■及び下部断熱台10等が固定され
ている。The hearth stand 4 includes a pedestal 13 for the ceramic heater element 6 (which is hollow), a porous ceramic member 8, a zirconia ceramic heater element 6 stabilized with butria, etc., and its support. 7.
7', a temperature sensor (2), a lower heat insulating stand 10, etc. are fixed.
予熱用白金ヒータエレメント2のi子A −A’セラミ
・ツクスヒータエレメント6の端子B−B’測温センサ
11の端子Cは、それぞれ加熱炉外に図示省略のリード
1id(8’はセラミックスヒータエレメント6のリー
ド線で、白金ロジウム線や白金線)が使用される)で導
かれ、給電及び測温が可能となっている。なお、図示は
省略するが、予熱用白金ヒータエレメント2の温度も測
定可能となっている。The terminals A-A' of the preheating platinum heater element 2 and the terminals B-B' of the ceramic heater element 6 and the terminals C of the temperature sensor 11 are connected to leads 1id (not shown) outside the heating furnace (8' is a ceramic heater The lead wire of the element 6 is a platinum-rhodium wire or a platinum wire), which enables power supply and temperature measurement. Although not shown, the temperature of the preheating platinum heater element 2 can also be measured.
以−1−のように構成される参考例セラミックスヒータ
炉において、先ず、予熱用白金ヒータエレメント2に通
電する。In the reference example ceramic heater furnace configured as described below-1-, first, the platinum heater element 2 for preheating is energized.
すなわち、セラミックスヒータエレメント6の抵抗は、
第5図に示すように、900℃以りに加熱されると比抵
抗が大幅に低下し、絶縁性が失われる。このため、」:
記のように先ず予熱用白金ヒータエレメント2に通電し
、炉室14内を予熱して、該室14内に設置されている
セラミックスヒータエレメント6を1000〜1200
℃まで昇温するのである。That is, the resistance of the ceramic heater element 6 is
As shown in FIG. 5, when heated above 900° C., the specific resistance decreases significantly and the insulation property is lost. For this reason,":
As shown above, first, the platinum heater element 2 for preheating is energized to preheat the inside of the furnace chamber 14, and the ceramic heater element 6 installed in the chamber 14 is heated to a temperature of 1000 to 1200.
The temperature rises to ℃.
この温度までセラミックスヒータエレメント6が昇温し
たなら、該セラミックスヒータエレメント6の通電を開
始する。Once the temperature of the ceramic heater element 6 has risen to this temperature, energization of the ceramic heater element 6 is started.
このセラミックスヒータエレメント6の給電部には、第
2図に示すように、電気伝導性の良好な白金被膜層6″
を予め形成しておき、給電部の発熱温度を低く抑え、給
電部の割れを予防する。As shown in FIG. 2, the power supply part of the ceramic heater element 6 has a platinum coating layer 6'' with good electrical conductivity.
is formed in advance to suppress the heat generation temperature of the power supply part and prevent cracking of the power supply part.
更に、セラミックスヒータエレメント6は、第3図に示
すように、組立自由に分割された支持具7.7′で支持
され、高温時のセラミックスヒータエレメント6の残影
に伴う割れを予防している。Furthermore, as shown in FIG. 3, the ceramic heater element 6 is supported by support members 7 and 7' which are divided into parts that can be assembled freely to prevent cracks caused by residual shadows of the ceramic heater element 6 at high temperatures. .
上記のセラミックスヒータエレメント6への通電により
、炉室I4内を2000℃以」−の超高温にするには、
予熱用ヒータエレメント2とセラミックスヒータエレメ
ント6間の断熱が重要である。In order to raise the temperature inside the furnace chamber I4 to an extremely high temperature of 2000°C or higher by energizing the ceramic heater element 6,
Heat insulation between the preheating heater element 2 and the ceramic heater element 6 is important.
このために、この診考例では、多孔質なセラミックス製
の部材8をこの間(すなわち、予熱用白金ヒータエレメ
ント2の側近)に配置して、セラミックスヒータエレメ
ント6の熱を予熱用白金ヒータエレメント2へ移行する
のを遮断(すなわち、断熱)しているのである。For this reason, in this diagnostic example, a porous ceramic member 8 is placed between them (that is, near the preheating platinum heater element 2), and the heat of the ceramic heater element 6 is transferred to the preheating platinum heater element 2. In other words, it blocks (i.e., insulates) the transition to
また、この多孔質セラミックス部材8は、この断熱の外
に、炉高方向の温度差に伴う熱応力に耐えることも要求
される。この要求に応えるべ(、この参考例では、例え
ば安定化ジルコニア繊II テ強化された安定化ジルコ
ニア多孔質体(空孔率30〜50%)を2層で用いてい
る。これにより、炉室14内を20+10℃以上の高温
にすることが可能である。In addition to this heat insulation, the porous ceramic member 8 is also required to withstand thermal stress due to temperature differences in the furnace height direction. In order to meet this demand (in this reference example, for example, two layers of stabilized zirconia porous material (30 to 50% porosity) reinforced with stabilized zirconia fibers are used. It is possible to make the inside of 14 as high as 20+10°C or higher.
多孔質なセラミックス部材(例えば、気孔率50%のア
ルミナ又はジルコニアセラミックス’32)8は、熱応
力には強いが、対流を起こし易く断熱効果が小さいとい
う理由で使用限界がある。A porous ceramic member (for example, alumina or zirconia ceramic '32 with a porosity of 50%) 8 is strong against thermal stress, but there are limits to its use because it tends to cause convection and has a small heat insulating effect.
しかし、1200℃以上の高温域では伝熱の主流が対流
から輻射に変わるため、このような高温域では多孔質な
セラミックス部材8の断熱効果を得ることができる。However, in a high temperature range of 1200° C. or higher, the main flow of heat transfer changes from convection to radiation, so the porous ceramic member 8 can provide a heat insulating effect in such a high temperature range.
すなわち、予熱用白金ヒータエレメント2で炉室14内
を予熱する際(対流支配時)には、多孔質なセラミック
ス部材8の多孔内にび在するガスが熱を対流させるため
に、該セラミックス部材8の断熱性が悪く、予熱用白金
ヒータエレメント2の熱を効果的に炉室14に伝える。That is, when preheating the inside of the furnace chamber 14 with the preheating platinum heater element 2 (when convection is dominant), the gas existing in the pores of the porous ceramic member 8 causes heat to convect. 8 has poor insulation properties and effectively transmits the heat of the preheating platinum heater element 2 to the furnace chamber 14.
そして、予熱用白金ヒータエレメント2の温度−炉室1
4内温度になり、セラミックスヒータエレメント6に通
電された後は、セラミックスヒータエレメント6の方が
予熱用白金ヒータエレメント2より高iA’+ (輻射
支配)となるため、多孔質なセラミックス部材8の多孔
内のガスによる熱の対流はなくなり、該セラミックス部
材8の断熱性が良好となって、セラミックスヒータエレ
メント6の熱が予熱用ヒータエレメント2側へ移行する
のを遮断するのである。Temperature of preheating platinum heater element 2 - Furnace chamber 1
4 and after the ceramic heater element 6 is energized, the ceramic heater element 6 has a higher iA'+ (radiation dominated) than the preheating platinum heater element 2. Heat convection due to the gas in the pores is eliminated, and the ceramic member 8 has good heat insulation properties, thereby blocking heat from the ceramic heater element 6 from transferring to the preheating heater element 2 side.
このp考例では、炉室8内を1500℃以[−の超高温
(このシ考例では、2【00℃程度)に加熱しても充分
な断熱効果を得ることができた。In this example, a sufficient heat insulation effect could be obtained even if the inside of the furnace chamber 8 was heated to an extremely high temperature of 1500°C or higher (about 200°C in this example).
なお、−1−記のような多孔質のセラミックス部材8を
複数個並べることで、予想以1−の断熱効果を得ること
もできる。In addition, by arranging a plurality of porous ceramic members 8 as described in -1-, it is possible to obtain a heat insulation effect greater than expected.
実施例
上記の参考例のセラミックスヒータ炉の多孔質セラミッ
クス部材8を、第4図に示す緻密質なセラミックス部材
8′に代えた。EXAMPLE The porous ceramic member 8 of the ceramic heater furnace of the above reference example was replaced with a dense ceramic member 8' shown in FIG.
第4図に示すように、緻密質なセラミックス部材8′は
、分割型とし、できるだけ熱膨張率の低い材料(ジルコ
ニア)で作製シた。As shown in FIG. 4, the dense ceramic member 8' was made of a split type and made of a material (zirconia) with as low a coefficient of thermal expansion as possible.
このように分割型で、しかも熱膨張率の低いシルコニγ
製の緻密質セラミックス部材8′は、セラミックスヒー
タ炉運転中に該セラミックス部材8′に発生する熱応力
を緩和することができ、破損を効果的に防止することが
できる。Silcony γ, which is split-type and has a low coefficient of thermal expansion,
The dense ceramic member 8' made from the above can alleviate the thermal stress generated in the ceramic member 8' during operation of the ceramic heater furnace, and can effectively prevent breakage.
本実施例では、炉室内を20QO℃に加熱しても、緻密
質セラミ・ノクス部材8′は破損しないことを確認した
。In this example, it was confirmed that the dense ceramic nox member 8' would not be damaged even if the inside of the furnace chamber was heated to 20QO°C.
[発明の効果]
以上ノ、J、うに、本発明セラミ・ツクスヒータ炉によ
れば、予熱用金属ヒータエレメントの内側であって、該
予熱用金属ヒータエレメントとセラミックスヒータエレ
メントの間にセラミックス繊維で強化された緻密質なセ
ラミックス部材が存在するため、超高温域(輻射支配時
)での断熱性能の向上、及び温度不均一に伴う熱応力に
よる該セラミックス部材の破損を防止でき、寿命−の延
長を図ることができる。[Effects of the Invention] According to the ceramic heater furnace of the present invention, the inner side of the preheating metal heater element and the space between the preheating metal heater element and the ceramic heater element are reinforced with ceramic fibers. Due to the presence of dense ceramic components, it is possible to improve insulation performance in ultra-high temperature ranges (when radiation dominates) and prevent damage to the ceramic components due to thermal stress caused by uneven temperature, extending life. can be achieved.
また、この緻密質なセラミックス部材を分割型とし、し
かも熱膨張率の低い材料で製作することにより、より効
果的な破損防止を図ることができる。Further, by making this dense ceramic member into a split type and making it from a material with a low coefficient of thermal expansion, more effective damage prevention can be achieved.
第1図はセラミックスヒータ炉の磐4例を示す縦断面図
、第2図は第1図の一部詳細図、第3図は第1図のX−
X !!it 横断面図、゛第4図は本発明炉の一実施
例に使用した緻密質なセラミックス部材の一構成例を示
す園、第5図はセラミックスの温度と比抵抗値特性を示
すグラフ、第6図は従来のセラミックスヒータ炉を示す
=・部縦断面図である。
2:予熱用金属ヒータエレメント
6:セラミックスヒータエレメント
1.1’:セラミックス製円筒部材
8:多熱用金属ヒータエレメントの側近に配された多孔
質なセラミックス製部材
8′二予熱用金属ヒータエレメントの側近に配された緻
密質なセラミックス製部材Fig. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing four examples of ceramic heater furnaces, Fig. 2 is a partially detailed view of Fig. 1, and Fig. 3 is a
X! ! Fig. 4 is a diagram showing an example of the structure of a dense ceramic member used in an embodiment of the furnace of the present invention; Fig. 5 is a graph showing the temperature and resistivity characteristics of ceramics; FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a conventional ceramic heater furnace. 2: Preheating metal heater element 6: Ceramic heater element 1.1': Ceramic cylindrical member 8: Porous ceramic member 8' arranged near the multi-heating metal heater element. Dense ceramic components placed near the side
Claims (1)
設けられた棒状セラミックスヒータエレメントと、該棒
状セラミックスヒータエレメントの外側に配された単層
又は複層のセラミックス製部材から構成されるセラミッ
クスヒータ炉において、前記の予熱ヒータの内側に緻密
質でかつ耐破損性に優れたセラミックス部材を配してな
ることを特徴とするセラミックスヒータ炉。Ceramics composed of a preheater, a rod-shaped ceramic heater element inserted into the preheater and provided with a power supply section at both ends, and a single-layer or multi-layer ceramic member arranged outside the rod-shaped ceramic heater element. 1. A ceramic heater furnace, characterized in that a ceramic member that is dense and has excellent breakage resistance is arranged inside the preheater.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3282689A JPH02213078A (en) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | Ceramic heater furnace |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3282689A JPH02213078A (en) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | Ceramic heater furnace |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02213078A true JPH02213078A (en) | 1990-08-24 |
Family
ID=12369633
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3282689A Pending JPH02213078A (en) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | Ceramic heater furnace |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02213078A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02230085A (en) * | 1989-03-01 | 1990-09-12 | Shinagawa Refract Co Ltd | Electric resistance furnace |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6348789A (en) * | 1986-08-15 | 1988-03-01 | 三菱重工業株式会社 | Ceramic heater |
JPS6391988A (en) * | 1986-10-03 | 1988-04-22 | 日本化学陶業株式会社 | Electric furnace |
-
1989
- 1989-02-14 JP JP3282689A patent/JPH02213078A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6348789A (en) * | 1986-08-15 | 1988-03-01 | 三菱重工業株式会社 | Ceramic heater |
JPS6391988A (en) * | 1986-10-03 | 1988-04-22 | 日本化学陶業株式会社 | Electric furnace |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02230085A (en) * | 1989-03-01 | 1990-09-12 | Shinagawa Refract Co Ltd | Electric resistance furnace |
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