JPH0313791A - 誘導加熱装置 - Google Patents
誘導加熱装置Info
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- JPH0313791A JPH0313791A JP14748089A JP14748089A JPH0313791A JP H0313791 A JPH0313791 A JP H0313791A JP 14748089 A JP14748089 A JP 14748089A JP 14748089 A JP14748089 A JP 14748089A JP H0313791 A JPH0313791 A JP H0313791A
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Landscapes
- Furnace Details (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は酸化雰囲気下で超高温の加熱を行えるようにし
た誘導加熱装置に関する。
た誘導加熱装置に関する。
第3図は従来の加熱炉の例として、ジルコニア製炉心管
を有する光フアイバ線引き炉を示す図である。
を有する光フアイバ線引き炉を示す図である。
図に示す光フアイバ線引き炉において、炉体1内は保温
材4で周囲を覆われ、中心部にジルコニアを材料として
なる炉心管3が配置され、炉心管3と炉体lとはシール
材5.6で気密に封止され、炉心管と炉体とで形成する
密閉空間内にカーボンヒータ2が配置されている。炉体
内には流入ロアから雰囲気ガスが導入され、炉心管内の
母材加熱雰囲気と炉心管外側のヒータ周囲の雰囲気が炉
心管3によって遮断されている。そして、石英ガラスを
主成分とする棒状の光フアイバ母材8を部分的に加熱軟
化させて光ファイバ9に線引きしている(特開昭60−
231439号)。
材4で周囲を覆われ、中心部にジルコニアを材料として
なる炉心管3が配置され、炉心管3と炉体lとはシール
材5.6で気密に封止され、炉心管と炉体とで形成する
密閉空間内にカーボンヒータ2が配置されている。炉体
内には流入ロアから雰囲気ガスが導入され、炉心管内の
母材加熱雰囲気と炉心管外側のヒータ周囲の雰囲気が炉
心管3によって遮断されている。そして、石英ガラスを
主成分とする棒状の光フアイバ母材8を部分的に加熱軟
化させて光ファイバ9に線引きしている(特開昭60−
231439号)。
第4図は従来の加熱炉の例として、単結晶引上装置を示
す図である。
す図である。
カーボンサセプタ10により石英るつぼ11を支持し、
その周囲にカーボンヒータ2、さらにその周囲に保温筒
12を配置し、カーボンヒータ2、カーボンサセプタI
Oで石英るつぼ11を介してシリコンを加熱して溶融し
、シードホルダ16の先端に取り付けたシードを回転さ
せながらゆっくりと引き上げることにより単結晶14を
成長させている。
その周囲にカーボンヒータ2、さらにその周囲に保温筒
12を配置し、カーボンヒータ2、カーボンサセプタI
Oで石英るつぼ11を介してシリコンを加熱して溶融し
、シードホルダ16の先端に取り付けたシードを回転さ
せながらゆっくりと引き上げることにより単結晶14を
成長させている。
ところで、第3図に示す構成においては、カーボンヒー
タ2の内側にジルコニア製炉心管が配設されてヒータ側
と炉心管内側との雰囲気は遮断され、発熱体の酸化損耗
を防ぐと共に、炉心管と石英ガラス揮発分との反応によ
るファイバ品質低下を防止することを特徴としているが
、ジルコニア製炉心管は温度変化に弱く、割れやすいた
め、長大化するに際しては炉心管を分割する必要がある
。
タ2の内側にジルコニア製炉心管が配設されてヒータ側
と炉心管内側との雰囲気は遮断され、発熱体の酸化損耗
を防ぐと共に、炉心管と石英ガラス揮発分との反応によ
るファイバ品質低下を防止することを特徴としているが
、ジルコニア製炉心管は温度変化に弱く、割れやすいた
め、長大化するに際しては炉心管を分割する必要がある
。
しかし、炉心管を分割すると継目のシールが重要となる
が、なかなか密封が難しく、この部分から酸素が侵入し
てカーボンヒータの損耗を早めてしまうという問題があ
る。
が、なかなか密封が難しく、この部分から酸素が侵入し
てカーボンヒータの損耗を早めてしまうという問題があ
る。
また、第4図に示す加熱炉においては、高価な石英るつ
ぼを使用し、これを通して間接的にシリコンを溶融して
いるため効率的ではない。そこで石英るつぼを取り外し
て直接カーボンサセプタにシリコンを入れて溶融するこ
とが考えられるが、その場合はシリコンとカーボンサセ
プタとが反応してSiCを形成してしまい、シリコンが
汚染されてしまって品質を低下してしまうという問題が
あった。
ぼを使用し、これを通して間接的にシリコンを溶融して
いるため効率的ではない。そこで石英るつぼを取り外し
て直接カーボンサセプタにシリコンを入れて溶融するこ
とが考えられるが、その場合はシリコンとカーボンサセ
プタとが反応してSiCを形成してしまい、シリコンが
汚染されてしまって品質を低下してしまうという問題が
あった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、酸化
雰囲気においても超高温まで極めて安定な材料を用いて
、直接被加熱物を加熱できる誘導加熱装置を提供するこ
とを目的とする。
雰囲気においても超高温まで極めて安定な材料を用いて
、直接被加熱物を加熱できる誘導加熱装置を提供するこ
とを目的とする。
本発明の誘導加熱装置は、温度変化に強く、割れ難く酸
化に強い金属発熱体または非金属発熱体ヲ用いて、ジル
コニアファイバ成形体よりなる誘電体を1200〜15
00℃に予熱した後、金属発熱体または非金属発熱体を
取り外し、加熱コイルに高周波電圧を加えて誘電体を加
熱する。また、ジルコニアファイバ成形体に金属発熱体
または非金属発熱体を埋設してジルコニアファイバ成形
体を予熱した後、ヒータを内蔵したまま誘導加熱するこ
とによりヒータの酸化損耗なく超高温を達成することが
できる。
化に強い金属発熱体または非金属発熱体ヲ用いて、ジル
コニアファイバ成形体よりなる誘電体を1200〜15
00℃に予熱した後、金属発熱体または非金属発熱体を
取り外し、加熱コイルに高周波電圧を加えて誘電体を加
熱する。また、ジルコニアファイバ成形体に金属発熱体
または非金属発熱体を埋設してジルコニアファイバ成形
体を予熱した後、ヒータを内蔵したまま誘導加熱するこ
とによりヒータの酸化損耗なく超高温を達成することが
できる。
本発明の誘導加熱装置においては、炭化珪素発熱体等の
昇温速度の大きい金属発熱体または非金属発熱体により
、ジルコニアファイバ成形体よりなる誘電体を1200
〜1500℃に予熱する。
昇温速度の大きい金属発熱体または非金属発熱体により
、ジルコニアファイバ成形体よりなる誘電体を1200
〜1500℃に予熱する。
その後、金属発熱体または非金属発熱体を取り出して加
熱コイルに交流(出カニ5KW、発振周波数:13.5
6MHz)を印加することによって交番磁束がジルコニ
アファイバ成形体中を貫通し、成形体中を渦電流が流れ
て抵抗損失が発生する。
熱コイルに交流(出カニ5KW、発振周波数:13.5
6MHz)を印加することによって交番磁束がジルコニ
アファイバ成形体中を貫通し、成形体中を渦電流が流れ
て抵抗損失が発生する。
また、交番電界により分極した分子が励振されて摩擦損
失が発生する。これらの損失のために発熱が生じ、この
熱エネルギを利用してファインセラミックス、金属ある
いはプラスチック等を加熱す〔実施例〕 以下、実施例を図面を参照して説明する。
失が発生する。これらの損失のために発熱が生じ、この
熱エネルギを利用してファインセラミックス、金属ある
いはプラスチック等を加熱す〔実施例〕 以下、実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の誘導加熱装置の一実施例を示す縦断面
図である。
図である。
図において、lは誘導加熱装置本体であり、加熱コイル
18の内面に断熱材20が施されており、その内側に昇
降式回転テーブル22の上に載置されたジルコニアファ
イバ成形体よりなるるつぼ19が配設されている。
18の内面に断熱材20が施されており、その内側に昇
降式回転テーブル22の上に載置されたジルコニアファ
イバ成形体よりなるるつぼ19が配設されている。
ジルコニアファイバ成形体は、ジルコニアファイバとジ
ルコニアに対する結晶安定化剤または加熱により結晶安
定化剤に変化する前駆体である結合剤とからなるもので
あり、例えばジルコニア100%ファイバ100に対し
て炭酸マグネシウム粉末10を加えたものは、気孔率8
5、曲げ強度25 kg/ cd、耐火性2300℃、
マイグレーション現象(乾燥時に結合剤が表面に偏在し
て表面のみ硬化し、内部が柔らかい状態になる現象)な
し、ライム安定化ジルコニアファイバ100に対して炭
酸カルシウム15を加えたものは、気孔率80、曲げ強
度38 kg/ cat、耐火性2200℃、マイグレ
ーション現象なしであり、2200℃程度までは充分に
耐えられ、しかも曲げ強度が強いという性質を有してい
る。
ルコニアに対する結晶安定化剤または加熱により結晶安
定化剤に変化する前駆体である結合剤とからなるもので
あり、例えばジルコニア100%ファイバ100に対し
て炭酸マグネシウム粉末10を加えたものは、気孔率8
5、曲げ強度25 kg/ cd、耐火性2300℃、
マイグレーション現象(乾燥時に結合剤が表面に偏在し
て表面のみ硬化し、内部が柔らかい状態になる現象)な
し、ライム安定化ジルコニアファイバ100に対して炭
酸カルシウム15を加えたものは、気孔率80、曲げ強
度38 kg/ cat、耐火性2200℃、マイグレ
ーション現象なしであり、2200℃程度までは充分に
耐えられ、しかも曲げ強度が強いという性質を有してい
る。
るつぼ19内にはるつぼ天井部の断熱材25、るつぼ蓋
26を取り外して、例えばU字型或いはスパイラル型等
の金属または非金属抵抗発熱体24が挿入できるように
なっており、るつぼ19を1200〜1500℃に予熱
する。なお、金属発熱体としては鉄・クロム・アルミ系
、ニッケル・クロム系、タングステン、タンタル、モリ
ブデン、白金等、また非金属発熱体としては炭化珪素、
二珪化モリブデン(モリブデンシリサイド)、ランタン
クロマイド、カーボン、グラファイト等を使用すること
ができる。
26を取り外して、例えばU字型或いはスパイラル型等
の金属または非金属抵抗発熱体24が挿入できるように
なっており、るつぼ19を1200〜1500℃に予熱
する。なお、金属発熱体としては鉄・クロム・アルミ系
、ニッケル・クロム系、タングステン、タンタル、モリ
ブデン、白金等、また非金属発熱体としては炭化珪素、
二珪化モリブデン(モリブデンシリサイド)、ランタン
クロマイド、カーボン、グラファイト等を使用すること
ができる。
ところで、ジルコニアファイバ成形体は絶縁物であるが
、1200〜1500℃以上において抵抗が下がるとい
う性質があり、この温度まで予熱後、発熱体24を取り
出してるつぼ蓋26、断熱材25をセットし、加熱コイ
ル18に通電すると、るつぼ19中を交番磁束が貫通す
るため、るつぼ19中を渦電流が流れて抵抗損失を生じ
、また誘電体の分極した分子が交番電界で励振されて摩
擦損失を生じ、これらの損失によりジルコニアファイバ
成形体は発熱し、1900〜2200℃に達する。この
高エネルギを利用してるつぼ19内の被加熱物21、例
えばファインセラミックス、金属あるいはプラスチック
等を加熱処理することができる。この場合、融点が19
00〜2200℃以下であれば、被加熱物21を溶融さ
せることが可能であり、被加熱物21が酸化を嫌う場合
は、炉体lを真空タンク内(図示せず)に設置すればよ
い。したがって、第4図に示したように石英るつぼを使
用して間接的に加熱せずに直接ジルコニアファイバ成形
体よりなるるつぼを使用し、シリコンの汚染の虞れもな
く、直接シリコンを加熱して溶融を行うことも可能であ
る。
、1200〜1500℃以上において抵抗が下がるとい
う性質があり、この温度まで予熱後、発熱体24を取り
出してるつぼ蓋26、断熱材25をセットし、加熱コイ
ル18に通電すると、るつぼ19中を交番磁束が貫通す
るため、るつぼ19中を渦電流が流れて抵抗損失を生じ
、また誘電体の分極した分子が交番電界で励振されて摩
擦損失を生じ、これらの損失によりジルコニアファイバ
成形体は発熱し、1900〜2200℃に達する。この
高エネルギを利用してるつぼ19内の被加熱物21、例
えばファインセラミックス、金属あるいはプラスチック
等を加熱処理することができる。この場合、融点が19
00〜2200℃以下であれば、被加熱物21を溶融さ
せることが可能であり、被加熱物21が酸化を嫌う場合
は、炉体lを真空タンク内(図示せず)に設置すればよ
い。したがって、第4図に示したように石英るつぼを使
用して間接的に加熱せずに直接ジルコニアファイバ成形
体よりなるるつぼを使用し、シリコンの汚染の虞れもな
く、直接シリコンを加熱して溶融を行うことも可能であ
る。
第2図は本発明の誘導加熱装置の他の実施例の縦断面図
である。
である。
本実施例は、カーボン製サセプタ27をジルコニアファ
イバ成形体よりなるシート28を用いて被覆し、密封し
て特殊なサセプタあるいはるつぼとしたものであり、金
属または非金属抵抗発熱体を用いてサセプタまたはるつ
ぼを予熱することなく、カーボン製サセプタ27を加熱
することにより酸化雰囲気下においてもジルコニア融点
近くまで加熱することができる。
イバ成形体よりなるシート28を用いて被覆し、密封し
て特殊なサセプタあるいはるつぼとしたものであり、金
属または非金属抵抗発熱体を用いてサセプタまたはるつ
ぼを予熱することなく、カーボン製サセプタ27を加熱
することにより酸化雰囲気下においてもジルコニア融点
近くまで加熱することができる。
また、図示は省略するが、ジルコニアファイバ製サセプ
タの内側または外側に炭化珪素質サセプタを挿入自在の
昇降式回転テーブル上に載置して誘導加熱し、ジルコニ
アファイバ製サセプタの温度が1200−1500℃に
到達すれば炭化珪素質サセプタを取り外し、再び誘導加
熱して1900〜2200℃まで加熱し、サセプタ内の
被加熱物を加熱処理してもよい。このように炭化珪素質
サセプタを用いれば、抵抗加熱装置を必要とせずに誘導
加熱装置のみで対応することができる。
タの内側または外側に炭化珪素質サセプタを挿入自在の
昇降式回転テーブル上に載置して誘導加熱し、ジルコニ
アファイバ製サセプタの温度が1200−1500℃に
到達すれば炭化珪素質サセプタを取り外し、再び誘導加
熱して1900〜2200℃まで加熱し、サセプタ内の
被加熱物を加熱処理してもよい。このように炭化珪素質
サセプタを用いれば、抵抗加熱装置を必要とせずに誘導
加熱装置のみで対応することができる。
以上のように本発明によれば、ジルコニアファイバ成形
体よりなる誘電体を採用しているため、温度変化に対し
ても強く、従来酸化雰囲気では1800℃程度までしか
耐えられなかったものが、酸化雰囲気下において、19
00〜2200°Cの超高温を安定して得ることができ
る。
体よりなる誘電体を採用しているため、温度変化に対し
ても強く、従来酸化雰囲気では1800℃程度までしか
耐えられなかったものが、酸化雰囲気下において、19
00〜2200°Cの超高温を安定して得ることができ
る。
また、カーボン製サセプタをジルコニアファイバ成形体
よりなるシートを用いて全面被覆することにより、他の
金属または非金属発熱体を用いて予熱する必要なく、常
温から超高温まで誘導加熱することができる。
よりなるシートを用いて全面被覆することにより、他の
金属または非金属発熱体を用いて予熱する必要なく、常
温から超高温まで誘導加熱することができる。
さらに、ジルコニアファイバ製サセプタの内側または外
側に炭化珪素製サセプタを配設自在にすることにより常
温から超高温まで誘導加熱により対応することができる
。
側に炭化珪素製サセプタを配設自在にすることにより常
温から超高温まで誘導加熱により対応することができる
。
第1図は本発明の一実施例の誘導加熱装置の縦断面図、
第2図は本発明の他の実施例の誘導加熱装置の縦断面図
、第3図は従来の光ファイバ線弓き炉を示す図、第4図
は従来のシリコン単結晶の引上炉を示す図である。 1・・・誘導加熱装置本体、18・・・加熱コイル、9
・・・るつぼ、20・・・断熱材、21・・・被加熱物
、2・・・昇降式回転テーブル、24・・・ヒータ、2
5断熱材、26・・・るつぼ蓋。 出 願 人 品J 白煉瓦株式会社
第2図は本発明の他の実施例の誘導加熱装置の縦断面図
、第3図は従来の光ファイバ線弓き炉を示す図、第4図
は従来のシリコン単結晶の引上炉を示す図である。 1・・・誘導加熱装置本体、18・・・加熱コイル、9
・・・るつぼ、20・・・断熱材、21・・・被加熱物
、2・・・昇降式回転テーブル、24・・・ヒータ、2
5断熱材、26・・・るつぼ蓋。 出 願 人 品J 白煉瓦株式会社
Claims (4)
- (1)所定温度まで予熱した誘電体を加熱コイルに高周
波電圧を印加して誘導加熱する装置であって、誘電体が
ジルコニアファイバー成形体であることを特徴とする誘
導加熱装置。 - (2)前記ジルコニアファイバー成形体が円筒、角筒、
円形るつぼまたは角形るつぼである請求項1記載の誘導
加熱装置。 - (3)前記ジルコニアファイバー成形体の内側または外
側に炭化珪素成形体を装着自在に取付けた請求項1また
は2記載の誘導加熱装置。 - (4)加熱コイルに高周波電圧を印加して誘電体を加熱
する装置であって、誘電体がカーボンまたはグラファイ
ト成形体をジルコニアファイバー成形体で被覆したこと
を特徴とする誘導加熱装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14748089A JPH0313791A (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 誘導加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14748089A JPH0313791A (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 誘導加熱装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0313791A true JPH0313791A (ja) | 1991-01-22 |
Family
ID=15431350
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14748089A Pending JPH0313791A (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 誘導加熱装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0313791A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012115837A (ja) * | 2006-08-10 | 2012-06-21 | Corning Inc | 粒子合成用装置 |
-
1989
- 1989-06-09 JP JP14748089A patent/JPH0313791A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012115837A (ja) * | 2006-08-10 | 2012-06-21 | Corning Inc | 粒子合成用装置 |
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