JPH06124772A - 高温電気炉用発熱体 - Google Patents
高温電気炉用発熱体Info
- Publication number
- JPH06124772A JPH06124772A JP27273492A JP27273492A JPH06124772A JP H06124772 A JPH06124772 A JP H06124772A JP 27273492 A JP27273492 A JP 27273492A JP 27273492 A JP27273492 A JP 27273492A JP H06124772 A JPH06124772 A JP H06124772A
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- Japan
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- heating element
- intermediate terminal
- terminal portion
- high temperature
- furnace
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 大気中にて炉内温度1800℃以上を長時間連続
保持しても、二珪化モリブデン発熱体の中間端子部と端
子部の接合部が溶断したり亀裂が発生したりすることの
ない高温電気炉用発熱体を提供する。 【構成】 Ｕ字形に成形された等径の発熱部１１とこの
発熱部に続くこれより大径の中間端子部１２とを二珪化
モリブデンにより一体に形成し中間端子部の両端に、こ
の中間端子部より大径で二珪素化モリブデンより融点の
低い材料により形成された端子部を接合させてなる高温
電気炉用発熱体において、中間端子部をその直径の 7倍
以上の長さとした。
保持しても、二珪化モリブデン発熱体の中間端子部と端
子部の接合部が溶断したり亀裂が発生したりすることの
ない高温電気炉用発熱体を提供する。 【構成】 Ｕ字形に成形された等径の発熱部１１とこの
発熱部に続くこれより大径の中間端子部１２とを二珪化
モリブデンにより一体に形成し中間端子部の両端に、こ
の中間端子部より大径で二珪素化モリブデンより融点の
低い材料により形成された端子部を接合させてなる高温
電気炉用発熱体において、中間端子部をその直径の 7倍
以上の長さとした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば、大気中にて
炉内温度1800℃以上を長時間連続保持するための加熱炉
に使用される高温電気炉用発熱体に関する。
炉内温度1800℃以上を長時間連続保持するための加熱炉
に使用される高温電気炉用発熱体に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、耐熱性の高い酸化物系セラミック
ス焼結体が開発されているが、このようなセラミックス
焼結体を生産するためには焼結用電気炉の炉内温度の高
温化、昇温時間の短縮化をはかる必要がある。そして電
気炉の炉内温度の高温化、昇温時間の短縮化を達成する
ためには、発熱体の表面温度の高温化を図る必要がある
が、特に大気中において高温化をはかるためには発熱体
として高温における耐酸化性の高い発熱体を用いる必要
がある。
ス焼結体が開発されているが、このようなセラミックス
焼結体を生産するためには焼結用電気炉の炉内温度の高
温化、昇温時間の短縮化をはかる必要がある。そして電
気炉の炉内温度の高温化、昇温時間の短縮化を達成する
ためには、発熱体の表面温度の高温化を図る必要がある
が、特に大気中において高温化をはかるためには発熱体
として高温における耐酸化性の高い発熱体を用いる必要
がある。
【０００３】このため従来から高温電気炉の発熱体とし
ては、耐酸化性に優れた二珪化モリブデン発熱体が用い
られていた。
ては、耐酸化性に優れた二珪化モリブデン発熱体が用い
られていた。
【０００４】図３は、従来の二珪化モリブデン発熱体の
外観を示すもので、Ｕ字形に成形された円柱状、等径の
発熱部１と、この発熱部１の両端に続くこれより大径の
円柱状の中間端子部２と、さらにこの両端を形成する中
間端子部２の端部に続く、この中間端子部２より大径の
円柱状の端子部３とから構成されている。発熱部１、中
間端子部２および端子部３間は、テーパー部２ａ、３ａ
とされている。
外観を示すもので、Ｕ字形に成形された円柱状、等径の
発熱部１と、この発熱部１の両端に続くこれより大径の
円柱状の中間端子部２と、さらにこの両端を形成する中
間端子部２の端部に続く、この中間端子部２より大径の
円柱状の端子部３とから構成されている。発熱部１、中
間端子部２および端子部３間は、テーパー部２ａ、３ａ
とされている。
【０００５】高温にさらされる発熱部１と中間端子部２
は、耐熱性、耐酸化性に優れた二珪化モリブデンにより
一体形成されているが、それほど高温とはならない端子
部３は、高価な二珪化モリブデン単独を用いずに、二珪
化モリブデンに二酸化珪素のような他のセラミックス材
料を混合した二珪化モリブデンより融点の低い材料で形
成し、これを二珪化モリブデンペーストを介して中間端
子部２の端部に高温で接合させて構成されている。
は、耐熱性、耐酸化性に優れた二珪化モリブデンにより
一体形成されているが、それほど高温とはならない端子
部３は、高価な二珪化モリブデン単独を用いずに、二珪
化モリブデンに二酸化珪素のような他のセラミックス材
料を混合した二珪化モリブデンより融点の低い材料で形
成し、これを二珪化モリブデンペーストを介して中間端
子部２の端部に高温で接合させて構成されている。
【０００６】この二珪化モリブデン発熱体は、発熱部１
が炉内に挿入され、中間端子部２が炉内面近傍に位置
し、端子部３が天井断熱材から炉外に突出するように、
オールファイバー炉の天井断熱材に設けた挿入孔から挿
入設置されて使用されている。また、中間端子部２は発
熱部１と同じ高価な二珪化モリブデンで形成される上に
発熱に寄与しない部分であるため、できるだけ短く（通
常は外径の３．５倍以下）形成されている。
が炉内に挿入され、中間端子部２が炉内面近傍に位置
し、端子部３が天井断熱材から炉外に突出するように、
オールファイバー炉の天井断熱材に設けた挿入孔から挿
入設置されて使用されている。また、中間端子部２は発
熱部１と同じ高価な二珪化モリブデンで形成される上に
発熱に寄与しない部分であるため、できるだけ短く（通
常は外径の３．５倍以下）形成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の二珪化モリブデン発熱体では、発熱体の発熱
部１を断続的には1820℃、短時間的には1850℃にするこ
とはできても、酸化物質セラミックスの焼結条件であ
る、長時間連続1800℃以上に保持すると、中間端子部２
と端子部３との接合面において溶断したり、膨脹係数の
違いによる亀裂が発生しやすくなるという問題があっ
た。
うな従来の二珪化モリブデン発熱体では、発熱体の発熱
部１を断続的には1820℃、短時間的には1850℃にするこ
とはできても、酸化物質セラミックスの焼結条件であ
る、長時間連続1800℃以上に保持すると、中間端子部２
と端子部３との接合面において溶断したり、膨脹係数の
違いによる亀裂が発生しやすくなるという問題があっ
た。
【０００８】また、長尺品の場合には、高温において発
熱部１と中間端子部２の軟化が顕著になり、自重によっ
て中間端子部に変形が生じて機械的強度が低下したり自
己発熱を起こすようになるという問題があった。
熱部１と中間端子部２の軟化が顕著になり、自重によっ
て中間端子部に変形が生じて機械的強度が低下したり自
己発熱を起こすようになるという問題があった。
【０００９】本発明者は、かかる従来の問題を解決すべ
く鋭意研究をすすめた結果、その原因が中間端子部の長
さが短いために中間端子部と端子部の接合部が炉内に近
接して高温にさらされるためであり、特に、大型炉の天
井断熱材はアーチ構造となっているため、中間端子部と
端子部の接合部の一方が炉内に近接し易く、この傾向が
大きくなって上記問題が生じることを発見した。
く鋭意研究をすすめた結果、その原因が中間端子部の長
さが短いために中間端子部と端子部の接合部が炉内に近
接して高温にさらされるためであり、特に、大型炉の天
井断熱材はアーチ構造となっているため、中間端子部と
端子部の接合部の一方が炉内に近接し易く、この傾向が
大きくなって上記問題が生じることを発見した。
【００１０】図４は、このような従来の二珪化モリブデ
ン発熱体４を設置した大気中で使用されるオールファイ
バー型炉の天井断熱材５の二珪化モリブデン発熱体４の
挿入孔６付近を模式的に示す断面図である。
ン発熱体４を設置した大気中で使用されるオールファイ
バー型炉の天井断熱材５の二珪化モリブデン発熱体４の
挿入孔６付近を模式的に示す断面図である。
【００１１】この図から明らかなように、二珪化モリブ
デン発熱体４の中間端子部２と端子部３の一方の接合部
Ａは挿入孔６内に位置しているが、他方の接合部Ａ′は
挿入孔６の炉内に非常に接近した位置となり、この部分
が非常に高い温度となって溶断や亀裂の原因となってい
たのである。
デン発熱体４の中間端子部２と端子部３の一方の接合部
Ａは挿入孔６内に位置しているが、他方の接合部Ａ′は
挿入孔６の炉内に非常に接近した位置となり、この部分
が非常に高い温度となって溶断や亀裂の原因となってい
たのである。
【００１２】本発明は、かかる知見に基づいてなされた
もので、大気中にて発熱体の発熱部の温度1800℃以上を
長時間連続保持しても、二珪化モリブデン発熱体の中間
端子部と端子部の接合部が溶断したり亀裂が発生したり
することのない高温電気炉用発熱体を提供することを目
的とする。
もので、大気中にて発熱体の発熱部の温度1800℃以上を
長時間連続保持しても、二珪化モリブデン発熱体の中間
端子部と端子部の接合部が溶断したり亀裂が発生したり
することのない高温電気炉用発熱体を提供することを目
的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の高温電気炉用発
熱体は、Ｕ字形に成形された等径の発熱部とこの発熱部
に続くこれより大径の中間端子部とを二珪化モリブデン
により一体に形成し、両端を形成する前記中間端子部の
端部に、この中間端子部より大径で前記二珪素化モリブ
デンより低融点材料により形成された端子部を接合させ
てなる高温電気炉用発熱体において、前記中間端子部を
その直径の 7倍以上の長さとしたことを特徴とするもの
である。なお、中間端子部と発熱部間には通常テーパー
部が形成されるが、本発明においてはこのテーパー部の
長さも中間端子部に含められる。また、端子部は、二珪
化モリブデンに二酸化珪素等を混合した融点の低い焼結
体からなり、端子部と中間端子部とは二珪化モリブデン
のペーストを介して局部加熱により溶着されている。中
間端子部の長さの上限は特にないが、二珪化モリブデン
は高価であるので天井断熱材の厚さより短い長さとする
ことが望ましい。なお、中間端子部をその直径の7 倍未
満とした場合は、中間端子部と端子部の接合部は炉内に
近くなり発熱部からの伝導熱および炉内からの放射熱に
影響され中間端子部と端子部との接合面において溶断、
亀裂が発生しやすくなり、そのため大気中にて発熱体の
発熱部の温度1800℃以上を長時間連続保持することはで
きない。
熱体は、Ｕ字形に成形された等径の発熱部とこの発熱部
に続くこれより大径の中間端子部とを二珪化モリブデン
により一体に形成し、両端を形成する前記中間端子部の
端部に、この中間端子部より大径で前記二珪素化モリブ
デンより低融点材料により形成された端子部を接合させ
てなる高温電気炉用発熱体において、前記中間端子部を
その直径の 7倍以上の長さとしたことを特徴とするもの
である。なお、中間端子部と発熱部間には通常テーパー
部が形成されるが、本発明においてはこのテーパー部の
長さも中間端子部に含められる。また、端子部は、二珪
化モリブデンに二酸化珪素等を混合した融点の低い焼結
体からなり、端子部と中間端子部とは二珪化モリブデン
のペーストを介して局部加熱により溶着されている。中
間端子部の長さの上限は特にないが、二珪化モリブデン
は高価であるので天井断熱材の厚さより短い長さとする
ことが望ましい。なお、中間端子部をその直径の7 倍未
満とした場合は、中間端子部と端子部の接合部は炉内に
近くなり発熱部からの伝導熱および炉内からの放射熱に
影響され中間端子部と端子部との接合面において溶断、
亀裂が発生しやすくなり、そのため大気中にて発熱体の
発熱部の温度1800℃以上を長時間連続保持することはで
きない。
【００１４】
【作用】本発明においては、中間端子部をその直径の 7
倍以上としたので、中間端子部の先端を炉内面から露出
させても、端子部との接合部は、天井断熱材の挿入孔の
奥に位置することになり、したがって、中間端子部と端
子部との接合部は炉内から遠ざかり、発熱部から接合部
への伝導熱や炉内からの放射熱が少なくなり、接合部の
溶断、亀裂の発生が防止され、発熱部温度を長時間連続
1800℃以上に維持することも可能となる。
倍以上としたので、中間端子部の先端を炉内面から露出
させても、端子部との接合部は、天井断熱材の挿入孔の
奥に位置することになり、したがって、中間端子部と端
子部との接合部は炉内から遠ざかり、発熱部から接合部
への伝導熱や炉内からの放射熱が少なくなり、接合部の
溶断、亀裂の発生が防止され、発熱部温度を長時間連続
1800℃以上に維持することも可能となる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００１６】実施例 図１に示すようにＵ字形に形成されたφ 6mm× 450mmの
モリブデン発熱部１１と、その両端にテーパー部１２ａ
を介して連なるφ9mm ×70mmの中間端子部１２とを二珪
化モリブデンにより一体に形成する一方、中間端子部１
２の端部と同径の先端をもつテーパー部１３ａを有する
二珪化モリブデンと二酸化珪素の混合物の焼結体からな
るφ12mm × 285mmの端子部１３を形成し、端子部１３
のテーパー部１３ａの先端を二珪化モリブデンのペース
トを介して中間端子部１２の後端に当接させて、局部加
熱により当接部を溶着によりー体に固着させて高温電気
炉用発熱体１４を製作した。製作した高温電気炉用発熱
体１４を大気中で使用されるオールファイバー型炉の天
井断熱材１５の挿入孔１６から挿入した。
モリブデン発熱部１１と、その両端にテーパー部１２ａ
を介して連なるφ9mm ×70mmの中間端子部１２とを二珪
化モリブデンにより一体に形成する一方、中間端子部１
２の端部と同径の先端をもつテーパー部１３ａを有する
二珪化モリブデンと二酸化珪素の混合物の焼結体からな
るφ12mm × 285mmの端子部１３を形成し、端子部１３
のテーパー部１３ａの先端を二珪化モリブデンのペース
トを介して中間端子部１２の後端に当接させて、局部加
熱により当接部を溶着によりー体に固着させて高温電気
炉用発熱体１４を製作した。製作した高温電気炉用発熱
体１４を大気中で使用されるオールファイバー型炉の天
井断熱材１５の挿入孔１６から挿入した。
【００１７】図２は、この実施例の高温電気炉用発熱体
１４を大気中で使用されるオールファイバー型炉の天井
断熱材１５の挿入孔１６から挿入して設置した状態を模
式的に示す断面図である。
１４を大気中で使用されるオールファイバー型炉の天井
断熱材１５の挿入孔１６から挿入して設置した状態を模
式的に示す断面図である。
【００１８】この図から明らかなように、二珪化モリブ
デン発熱体１４の中間端子部１２と端子部１３の接合部
は、天井断熱材１５の挿入孔１６の奥深くに位置してい
る。この状態で高温電気炉用発熱体１４に通電して評価
を行った。評価の条件および結果を表１に示す。
デン発熱体１４の中間端子部１２と端子部１３の接合部
は、天井断熱材１５の挿入孔１６の奥深くに位置してい
る。この状態で高温電気炉用発熱体１４に通電して評価
を行った。評価の条件および結果を表１に示す。
【００１９】従来例 中間端子部をφ9mm ×30mmとした以外は、実施例と同様
にして高温電気炉用発熱体を製作した。
にして高温電気炉用発熱体を製作した。
【００２０】製作した高温電気炉用発熱体について実施
例と同じ条件で評価した。表１にその結果を示す。
例と同じ条件で評価した。表１にその結果を示す。
【００２１】表１から明らかなように、実施例の高温電
気炉用発熱体では許容発熱部温度が従来例より60℃高く
なり1880℃を保持することができ、そのため炉内温度を
従来例より70℃高くして1800℃に到達させることがで
き、かつ、この状態で300 時間以上という長時間連続保
持することができた。これに対して従来例の場合は発熱
部温度を1880℃とし、炉内温度を1800℃に到達させると
発熱体の寿命（亀裂、溶断、変形などが起こるまでの時
間）は 6時間以下となり実用に供することはできなかっ
た。
気炉用発熱体では許容発熱部温度が従来例より60℃高く
なり1880℃を保持することができ、そのため炉内温度を
従来例より70℃高くして1800℃に到達させることがで
き、かつ、この状態で300 時間以上という長時間連続保
持することができた。これに対して従来例の場合は発熱
部温度を1880℃とし、炉内温度を1800℃に到達させると
発熱体の寿命（亀裂、溶断、変形などが起こるまでの時
間）は 6時間以下となり実用に供することはできなかっ
た。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、大
気中にて炉内温度1800℃以上を長時間連続保持する加熱
炉が可能であり、従来の実験炉規模の小型炉だけでな
く、生産炉として使用可能な大型の高温電気炉が製作可
能となった。
気中にて炉内温度1800℃以上を長時間連続保持する加熱
炉が可能であり、従来の実験炉規模の小型炉だけでな
く、生産炉として使用可能な大型の高温電気炉が製作可
能となった。
【００２４】さらにまた従来より格段に耐熱性の高い酸
化物系セラミックスの焼成も可能となった。
化物系セラミックスの焼成も可能となった。
【図１】本発明の高温電気炉用発熱体の外観を模式的に
示す正面図である。
示す正面図である。
【図２】本発明の高温電気炉用発熱体を設置した大気中
で使用されるオールファイバー型炉の天井断熱材の高温
電気炉用発熱体の挿入孔付近を模式的に示す断面図であ
る。
で使用されるオールファイバー型炉の天井断熱材の高温
電気炉用発熱体の挿入孔付近を模式的に示す断面図であ
る。
【図３】従来の二珪化モリブデン発熱体の外観を模式的
に示す正面図である。
に示す正面図である。
【図４】従来の二珪化モリブデン発熱体を設置した大気
中で使用されるオールファイバー型炉の天井断熱材の二
珪化モリブデン発熱体の挿入孔付近を模式的に示す断面
図である。
中で使用されるオールファイバー型炉の天井断熱材の二
珪化モリブデン発熱体の挿入孔付近を模式的に示す断面
図である。
１、１１…発熱部、２、１２…中間端子部、２ａ、１２
ａ…中間端子部のテーパー部、３、１３…端子部、３
ａ、１３ａ…端子部のテーパー部、４、１４…発熱体、
５、１５…天井断熱材、６、１６…貫通孔 Ｌ…中間端子部の長さ、ｄ…中間端子部の直径
ａ…中間端子部のテーパー部、３、１３…端子部、３
ａ、１３ａ…端子部のテーパー部、４、１４…発熱体、
５、１５…天井断熱材、６、１６…貫通孔 Ｌ…中間端子部の長さ、ｄ…中間端子部の直径
Claims (1)
- 【請求項１】Ｕ字形に成形された等径の発熱部とこの発
熱部に続くこれより大径の中間端子部とを二珪化モリブ
デンにより一体に形成し、両端を形成する前記中間端子
部端部に、この中間端子部より大径で前記二珪素化モリ
ブデンより融点の低い材料により形成された端子部を接
合させてなる高温電気炉用発熱体において、 前記中間端子部をその直径の 7倍以上の長さとしたこと
を特徴とする高温電気炉用発熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27273492A JPH06124772A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | 高温電気炉用発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27273492A JPH06124772A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | 高温電気炉用発熱体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06124772A true JPH06124772A (ja) | 1994-05-06 |
Family
ID=17518038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27273492A Withdrawn JPH06124772A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | 高温電気炉用発熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06124772A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007128796A (ja) * | 2005-11-07 | 2007-05-24 | Riken Corp | 二珪化モリブデン系セラミック発熱体 |
-
1992
- 1992-10-12 JP JP27273492A patent/JPH06124772A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007128796A (ja) * | 2005-11-07 | 2007-05-24 | Riken Corp | 二珪化モリブデン系セラミック発熱体 |
| JP4632205B2 (ja) * | 2005-11-07 | 2011-02-16 | 株式会社リケン | 二珪化モリブデン系セラミック発熱体 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000104 |