JPH04112495U

JPH04112495U - ランタンクロマイト系ユニツトヒーター

Info

Publication number: JPH04112495U
Application number: JP9744291U
Authority: JP
Inventors: 川章中; 山久道飴; 田和博永
Original assignee: 株式会社ニツカトー
Priority date: 1991-11-27
Filing date: 1991-11-27
Publication date: 1992-09-30

Abstract

(57)【要約】【目的】炉材面での制約や使用雰囲気面での制約がな
く、汎用型にして耐用度のよいランタンクロマイト系ユ
ニットヒーターを提供する。【構成並びに効果】本考案によるランタンクロマイト系
ユニットヒーターは、ランタンクロマイトを主成分とす
る発熱体と、該発熱体の発熱部の外周部を周隙を存して
密閉被覆するように当該発熱体に一体結合された、ジル
コニア、アルミナまたはムライト製の保護管とから構成
されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はランタンクロマイト系ユニットヒーターに関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】

ランタンクロマイト系発熱体は例えば特公昭５４−１１５４１号公報などから明らかなように既に種々の構造のものが提案されているが、これら従来構造のものに於ては、その使用範囲についていくつかの制約があった。

【０００３】（１）炉材の制約ランタンクロマイト材質は、炉材に含まれるアルカリ成分（Ｎａ，Ｋ）との反応により劣化するため、その材質の選定については、Ａｌ₂Ｏ₃純度の高いアルカリ成分の少ない材質である必要性がある。

【０００４】（２）雰囲気についての制約発熱体の導電性は、酸素を介在するホッピング伝導によりその導伝機構がなされており、使用雰囲気に酸素が存在している必要性がある。

【０００５】（３）炉の設計についての制約高温下で発熱体から飛散するＣｒ₂Ｏ₃による汚染を防止するため、構造上、加熱室の被焼成物と発熱体を隔離する必要性がある。

【０００６】また一般にランタンクロマイト系発熱体の発熱部からは発熱時に酸化クロムが蒸散し、この酸化クロムの蒸散は、発熱体の寿命に重大な影響を与える。ところが従来ではその対策が殆んどとられておらず、この種発熱体の寿命が問題になっていた。

【０００７】本考案はこのように従来の問題点を一掃することを目的としてなされたものである。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】

本考案は、ランタンクロマイトを主成分とする発熱体と、該発熱体の発熱部の外周部を周隙を存して密閉被覆するように当該発熱体に一体結合された、ジルコニア、アルミナ又はムライト製の保護管を具備していることを特徴とするランタンクロマイト系ユニットヒーターに係る。

【０００９】

【実施例】

以下に本考案の実施例を添付図面に基づき説明すると次の通りである。

【００１０】第１図は本考案の一実施例を示し、ランタンクロマイトを主成分とする発熱体（１）（以下ランタンクロマイト系発熱体という）は管状であって発熱部（１１）と、該発熱部（１１）の両端に接続する端子部（１２）（１２）から構成され、端子部（１２）（１２）には、電極（１３）がそれぞれ取り付けられている。図中（１４）は端子部（１２）の端部を閉塞する栓体で、該栓体（１４）の材質は例えば発熱管（１）と同材質でよく、その他アルミナ、ムライト、ジルコニアなどの耐火物を用いてもよい。このような発熱体（１）の構造そのものは、従来品と実質的に異なる所がない。

【００１１】上記発熱体（１）の発熱部（１１）の外周部を周隙（２）を存して密閉被覆するように保護管（３）が上記発熱管（１）に結合一体化される。

【００１２】上記保護管（３）はアルミナ、ジルコニア又はムライトから成形されていることが必要である。保護管（３）として例えば炭化けい素管などを用いると、高温雰囲気での使用中に酸化分解されて早期に保護機能を失うことになるが、アルミナ、ジルコニア及びムライトは酸化物であって高温雰囲気中での安定性に優れ、保護機能を長期間持続保持できる。勿論保護管（３）を構成するアルミナ、ジルコニア及びムライトはアルカリ成分を含有せず、ランタンクロマイト系発熱体（１）への悪影響はない。

【００１３】上記保護管（３）はその両端部に於て、スペーサを兼ねるシール部（４）を介して発熱体（１）に結合一体化される。シール部（４）の材質は保護管（３）と同様にアルミナ、ジルコニア及びムライトが適当であり、また構成材料としては、予め所定形状に成形されたブッシュ、ファイバー及びセメントなどを単独又は併用して用いることができる。

【００１４】保護管（３）は、発熱体（１）の発熱部（１１）を炉材から隔離するので、炉材に含まれるアルカリ成分の影響を考える必要がなくなり、炉材として、通常一般の耐火断熱レンガ並びに耐火断熱ボードを使用できる。而して断熱ボードを多用した一般省エネルギー炉に本考案ユニットヒータを適用すると、一般の耐火断熱レンガ炉に比べ、発熱体の電力表面負荷密度を約５〜６割に設定することができ、その結果炉の急速昇温が可能となる。

【００１５】更に保護管（３）は、発熱体（１）の発熱部（１１）の外周部を密閉被覆するので、高温下にて発熱部（１１）より飛散する酸化クロムの蒸気圧が抑制され、総体的に酸化クロムの蒸散を抑制することができる。一般にランタンクロマイト系発熱体に於て、高温下にてその素材たるランタンクロマイトより飛散する酸化クロムが、発熱体の寿命に重大な影響を与えることはよく知られることであり、このような酸化クロムの蒸散抑制により、発熱体の寿命を、保護管を有しない従来品に比べ約２倍に延長できる。

【００１６】更に保護管（３）と発熱体（１）の発熱部（１１）との間には周隙（２）が形成され、この周隙（２）内には、空気（酸素）が封入され、この封入空気の存在により、発熱体（１）は通電により支障なく発熱できる。而して本考案によれば、使用雰囲気面での制限がなくなり、例えば真空並びに各種ガス雰囲気（Ｈ₂，Ａｒ₂，ＣＯ₂，ＣＯ，Ｎ₂，Ｈ₂Ｏなど）にも支障なく適用できる。また保護管（３）として、特にジルコニア管を用いた場合は、炉内の使用最高温度を従来の１８００℃から２０００℃〜２２００℃まで上昇できる。

【００１７】第２図は本考案の他の実施の一例を示し、本実施例に於ては発熱体（１）の一側部がスリット（１５）により２つ割りされ、この２つ割部に電極（１３１）、（１３１）が設けられている以外は、第１図に示された実施例のものと実質的に異なる所がない。尚本実施例に於ては、電極（１３１）、（１３１）がスリット（１５）を挟んで隣り合うので、栓体（１４１）としては、絶縁性耐火物例えばアルミナ製のものが用いられ、この栓体（１４１）は比較的深く設けられていて、発熱体（１）内を外気から完全に遮断している。スリット（１５）の下端には、第３図に示されるように螺旋状スリット（１５１）（１５１）を１８０゜位相をずらして連成するようにしてもよい。

【００１８】第２図及び第３図に示されるように、電極（１３１）（１３１）を、発熱体（１）の一端側に設けることにより、発熱体のセット方法が炉の上、下面並びに側面の１面のみからの挿入セットが可能となり、第１図の発熱体（１）を使用した炉に比べ熱ロスをおさえることが可能であり更には、炉の設計に対しても容易となる。

【００１９】以下に本考案の実験例を掲げる。

【００２０】実験例１ランタンクロマイト系発熱体（１）の外周部をアルミナ製の保護管（３）で密閉被覆した本考案ユニットヒーターと、保護管（３）を有しない以外は本考案品と同一の従来品とを、第１表の各種耐火物にて内張りした電気炉に設置し、炉内温度１７００℃×１００ｈｒをサイクルとして発熱体が使用不能となるまでのサイクル数（但し最高１０サイクルまで）を調べた。その結果は第２表の通りである。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】第１表及び第２表から明らかなように、ＳｉＯ₂及びアルカリ成分の含有量の多い耐火物に於て、本考案品と従来品との間には顕著な差が認められた。

【００２４】実験例２実験例１と同じ条件で、耐火物１及び２につき、発熱体が使用不能になるままでのサイクル数を調べた。その結果は第３表の通りである。

【００２５】

【表３】

【００２６】第３表から明らかなように、本考案品は従来品に比し、およそ２倍程度、寿命が延長した。

【００２７】

【効果】

本考案ランタンクロマイト系ユニットヒーターによれば、炉材面での制約や使用雰囲気面での制約がいずれもなくなり、その適用範囲を拡大できると共に酸化クロムの蒸散抑制により寿命を従来品よりも２倍程度延長でき、汎用型にして耐用度のよいこの種製品を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す一部縦断面図。

【図２】本考案の他の実施例を示す縦断面図である。

【図３】本考案の他の実施例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１発熱体２周隙３保護管４シール部

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ランタンクロマイトを主成分とする発熱体
と、該発熱体の発熱部の外周部を周隙を存して密閉被覆
するように当該発熱体に一体結合された、ジルコニア、
アルミナ又はムライト製の保護管を具備していることを
特徴とするランタンクロマイト系ユニットヒーター。