JPH0581985U

JPH0581985U - ＳｉＣ発熱体

Info

Publication number: JPH0581985U
Application number: JP2725792U
Authority: JP
Inventors: 貴浩田部井
Original assignee: 東芝セラミックス株式会社
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1993-11-05

Abstract

(57)【要約】【目的】発熱量を被加熱物の直接加熱に有効に利用す
る。【構成】横断面における長軸に対する短軸の割合を５
０〜８０％となした楕円筒形にすることにより、長軸が
被加熱物の受熱面と平行になるようにセットすることに
よって、被加熱物と対向するＳｉＣ発熱体の表面積を大
きくする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ＳｉＣ（炭化けい素）発熱体に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ＳｉＣ発熱体は、化学的に安定であり、単位面積当りの発熱量が大きく、又、取り扱いが容易であるので、各種工業分野、特にセラミックスの焼成や金属の熱処理等に用いられる連続熱処理炉のように直接加熱を行う炉の加熱手段として広く用いられている。

【０００３】従来、この種のＳｉＣ発熱体１１は、図６に示すように、一般的に横断面円形をなす円筒形に形成されていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

この従来のＳｉＣ発熱体では、炉の熱源として使用する場合、輻射熱が放射状に出るので、つまりＳｉＣ発熱体の周囲の３６０度方向に出るので、被加熱物を直接加熱するのに使われるのは、被加熱物と対向した部分から放射される輻射熱の一部となり、発熱量を有効に利用できない欠点があった。

【０００５】そこで、本考案は、発熱量を被加熱物の直接加熱に有効に利用し得るＳｉＣ発熱体の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するため、本考案のＳｉＣ発熱体は、横断面における長軸に対する短軸の割合を５０〜８０％となした楕円筒形に形成されているものである。

【０００７】

【作用】

上記手段においては、長軸が被加熱物の受熱面と平行になるようにセットすることにより、被加熱物の受熱面と対向するＳｉＣ発熱体の表面積が大きくなる。横断面における長軸に対する短軸の割合（以下、単に「偏平率」という。）が５０％未満であると、安全率が低くなる（脆性材料の安全率は、２．０以上が望ましい。）一方、偏平率が８０％を超えると、被加熱物の受熱面と対向するＳｉＣ発熱体の表面積の増大効果がない。

【０００８】ＳｉＣ発熱体は、再結晶炭化けい素からなる本体の表面に、ＣＶＤ（化学蒸着）法による厚さ１０μｍ以上、好ましくは３０〜５００μｍの緻密質炭化けい素膜を形成して構成されていることが好ましい。

【０００９】

【実施例】

次に、本考案について図面を参照して説明する。図１は本考案の一実施例のＳｉＣ発熱体の横断面図である。このＳｉＣ発熱体１は、横断面における長軸に対する短軸の割合、すなわち偏平率を５０％となした楕円筒形（楕円管状を含む）の本体２の内外表面に、厚さ２００μｍの緻密質炭化けい素膜３を形成し、かつ両端部に金属シリコンを含浸させて端子部（図示せず）を形成して構成されている。

【００１０】上記構成のＳｉＣ発熱体１は、図２、図３に示すように、連続熱処理炉４内を移動させられる被加熱物５の受熱面と長軸が平行となるように炉内に配置して使用されるものであり、被加熱物５の受熱面と対向するＳｉＣ発熱体１の表面積が、同じ発熱量の円筒形のＳｉＣ発熱体の１．３倍程度大きくなるので、発熱量を被加熱物の直接加熱に有効に利用することができた。

【００１１】ここで、ＳｉＣ発熱体１の表面温度を１０００℃とし、大気中、解放状態にて短軸の延長上における各位置の温度を測定したところ、発熱量が同じ従来品のそれを併記する図４に示すようになった。

【００１２】図中黒丸は本考案品、白丸は従来品を示す。従って、本考案品によれば、被加熱物の受熱面と垂直な方向への輻射熱を従来品より多くし得ることがわかる。又、外径４０ｍｍ、内径２２ｍｍの円筒形の従来のＳｉＣ発熱体と断面積を等しくし、これを押し潰すようにして偏平率を表１に示すように変えてＳｉＣ発熱体とした。

【００１３】各ＳｉＣ発熱体の安全率は、スパンを１０００ｍｍ、中央集中荷重が１０ｋｇ、テコの材料強度を４００ｋｇ／ｃｍ²とした時、それぞれ表１に示すようになった。一方、各ＳｉＣ発熱体の表面温度を１０００℃とし、大気中、解放状態にて短軸の延長上５０ｍｍの位置に被加熱物を配置したところ、被加熱物の温度は、それぞれ表１に示すようになった。

【００１４】

【表１】

【００１５】従って、安全率と被加熱物の温度を考慮すると、ＳｉＣ発熱体の偏平率を５０〜８０％とすればよいことがわかる。なお、ＳｉＣ発熱体の肉厚は、図１に示すＳｉＣ発熱体１のように全周に亘って均一にする場合に限らず、例えば図５に示す発熱体６のように、短軸方向の肉厚Ａを最小にすると共に、長軸方向に近づくにつれて肉厚を漸次増大させ、かつ長軸方向の肉厚Ｂを最大にするようにしてもよい。このようにすることにより、肉厚の小さい部分の抵抗が肉厚の大きい部分の抵抗より大きなるため、被加熱物の受熱面と対向させられる偏平部分の発熱量を尖突部分の発熱量より大きくすることができる。

【００１６】両方向の肉厚の比は、Ａ：Ｂ＝１：２〜１：１となるようにすることが好ましい。Ａ：Ｂ＝１：２より短軸方向の肉厚Ａが小さくなると、機械的強度が小さくなる。又、例えば石英ガラス溶解用ヒーター等のように、アルカリ雰囲気中で使用した場合の寿命が極端に短かくなってしまう。一方、Ａ：Ｂ＝１：１より短軸方向の肉厚Ａが大きくなると、偏平部分の発熱量を尖突部分の発熱量より大きくする効果が得られなくなる。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案のＳｉＣ発熱体によれば、長軸が被加熱物の受熱面と平行となるようにセットすることにより、被加熱物の受熱面と対向するＳｉＣ発熱体の表面積が大きくなるので、同じ発熱量（断面積）を有する従来のＳｉＣ発熱体に比して被加熱物に対する放射熱を増加させることができ、ひいては発熱量を被加熱物の直接加熱に有効に利用できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例のＳｉＣ発熱体の横断面図で
ある。

【図２】本考案の一実施例のＳｉＣ発熱体の使用状態を
示す断面図である。

【図３】本考案の一実施例のＳｉＣ発熱体の他の使用状
態を示す断面図である。

【図４】本考案の一実施例のＳｉＣ発熱体と従来のＳｉ
Ｃ発熱体による温度分布の比較説明図である。

【図５】本考案の他の実施例のＳｉＣ発熱体の横断面図
である。

【図６】従来のＳｉＣ発熱体の横断面図である。

【符号の説明】

１ＳｉＣ発熱体２本体３緻密質炭化けい素膜４連続熱処理炉５被加熱物

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】横断面における長軸に対する短軸の割合
を５０〜８０％となした楕円筒形に形成されていること
を特徴とするＳｉＣ発熱体。