JPH0684869B2 - 棒状発熱体を用いた抵抗炉 - Google Patents
棒状発熱体を用いた抵抗炉Info
- Publication number
- JPH0684869B2 JPH0684869B2 JP22470289A JP22470289A JPH0684869B2 JP H0684869 B2 JPH0684869 B2 JP H0684869B2 JP 22470289 A JP22470289 A JP 22470289A JP 22470289 A JP22470289 A JP 22470289A JP H0684869 B2 JPH0684869 B2 JP H0684869B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rod
- shaped heating
- heating element
- resistance furnace
- virtual circle
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- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Description
本発明は棒状発熱体を用いた抵抗加熱炉（以下抵抗炉と
いう）に関し、とくにセラミックスの焼成、結晶の育成
等主として高温領域で用いられる抵抗炉に関する。
いう）に関し、とくにセラミックスの焼成、結晶の育成
等主として高温領域で用いられる抵抗炉に関する。
高温を発生させる装置として、高周波誘導炉や輻射加熱
炉に比して簡単な構造の抵抗炉が産業用及び実験用に使
われている。第３図は井桁配置の棒状発熱体による抵抗
炉の一例を示し、第4A図はその平面図を示し、第4B図は
その要部断面図を示す。棒状発熱体1a、1bが耐火性周壁
２内の均熱管３の両側に同管と直交する平面上に平行配
置され、この平面から適宜隔てられた平面上の均熱管３
両側に上記棒状発熱体1a、1bとそれぞれ平行に棒状発熱
体11a、11bが配置され、同様な間隔毎に棒状発熱体31
a、31b等が平行配置される。これら平行棒状発熱体の対
1a、1b;11a、11b;31a、31bの中間にこれらと直角に棒状
発熱体の対21a、21b;41a、41b等が均熱管３を挟んで平
行配置される。第4A図及び第4B図はその平面図及び縦断
面図をそれぞれ示す。 図示の棒状発熱体1a、1b・・・41a、41b等は例えばカー
ボン、白金、SiC、LaCrO3、ZrO2等の材料によって構成
される。発熱体の形状や配置は、所要の温度分布条件、
使用される雰囲気、経済性等を考慮して製作の都度設計
しなければならなかった。
炉に比して簡単な構造の抵抗炉が産業用及び実験用に使
われている。第３図は井桁配置の棒状発熱体による抵抗
炉の一例を示し、第4A図はその平面図を示し、第4B図は
その要部断面図を示す。棒状発熱体1a、1bが耐火性周壁
２内の均熱管３の両側に同管と直交する平面上に平行配
置され、この平面から適宜隔てられた平面上の均熱管３
両側に上記棒状発熱体1a、1bとそれぞれ平行に棒状発熱
体11a、11bが配置され、同様な間隔毎に棒状発熱体31
a、31b等が平行配置される。これら平行棒状発熱体の対
1a、1b;11a、11b;31a、31bの中間にこれらと直角に棒状
発熱体の対21a、21b;41a、41b等が均熱管３を挟んで平
行配置される。第4A図及び第4B図はその平面図及び縦断
面図をそれぞれ示す。 図示の棒状発熱体1a、1b・・・41a、41b等は例えばカー
ボン、白金、SiC、LaCrO3、ZrO2等の材料によって構成
される。発熱体の形状や配置は、所要の温度分布条件、
使用される雰囲気、経済性等を考慮して製作の都度設計
しなければならなかった。
上記の棒状発熱体による抵抗炉は、高温・酸化性雰囲気
中（ただし、酸化雰囲気中のカーボンを除く。）で使用
できる利点を有するものの、均熱管３の外周方向におけ
る熱源配置が一様でないために周方向の温度分布が不均
一となる傾向をもつ欠点があった。また、均熱管３の長
さ方向においても、棒状発熱体がいわば点状の熱源とな
り温度傾斜の制御に不便である欠点も認められた。 従って、本発明の目的は高温領域において周方向の温度
分布が一様であり且つ長さ方向の温度傾斜の制御に便利
である棒状発熱体を用いた抵抗炉を提供するにある。
中（ただし、酸化雰囲気中のカーボンを除く。）で使用
できる利点を有するものの、均熱管３の外周方向におけ
る熱源配置が一様でないために周方向の温度分布が不均
一となる傾向をもつ欠点があった。また、均熱管３の長
さ方向においても、棒状発熱体がいわば点状の熱源とな
り温度傾斜の制御に不便である欠点も認められた。 従って、本発明の目的は高温領域において周方向の温度
分布が一様であり且つ長さ方向の温度傾斜の制御に便利
である棒状発熱体を用いた抵抗炉を提供するにある。
第1A図及び第1B図の実施例を参照するに、本発明による
棒状発熱体を用いた抵抗炉は、耐火性周壁２内に配置さ
れた円筒状均熱管３の中心軸線10と直交する所定径Ｄの
炉内仮想円11に外装し且つその仮想円11の面と異なる向
き及び角度で交差する如く配置された３本以上の棒状発
熱体1a-1fを備えてなる構成を用いる。 この実施例の仮想円11は均熱管３と同心的に選ばれその
径Ｄは均熱管３のそれより僅かに大きく選ばれる。しか
し、本発明による棒状発熱体を用いた抵抗炉においては
均熱管３は必ずしも必要ではなく、軸線10も均熱管３の
中心軸線に限定されるものではなく、抵抗炉内の任意の
軸線であれば足りる。本発明における仮想円11は抵抗炉
内にあることは要する。棒状発熱体の数は６本に限定さ
れず、また棒状発熱体1a-1fの支持方法も図示例の耐火
性周壁２への固定に限定されるものではない。 図示例の棒状発熱体1aと1bは同方向に配置されている
が、1aが右下がりであるのに対し1bは右上がりであるの
で両者は異なる向きと角度で仮想円11の面と交差する。
棒状発熱体1cと1dとは、同様にして相互に異なる向きと
角度で仮想円11の面と交差し、また棒状発熱体1a及び1b
とは異なった方向に配置される。棒状発熱体1eと1fと
は、同様にして相互に異なる向きと角度で仮想円11の面
と交差し、また棒状発熱体1a及び1b並びに棒状発熱体1c
と1dとは異なった方向に配置される。 従って、６本の棒状発熱体1a、1b、1c、1d、1e、1fはす
べて相互に異なる向き及び角度で仮想円11の面と交差す
る。しかも各棒状発熱体1a-1fはそれぞれ仮想円11に外
接する。 電気的には、接続線4a-4gを介して６本の棒状発熱体1a-
1fが全て直列に制御回路５へ接続された例が図示されて
いる。しかし、本発明における棒状発熱体相互間の接続
はこの直列接続に限定されるものではない。
棒状発熱体を用いた抵抗炉は、耐火性周壁２内に配置さ
れた円筒状均熱管３の中心軸線10と直交する所定径Ｄの
炉内仮想円11に外装し且つその仮想円11の面と異なる向
き及び角度で交差する如く配置された３本以上の棒状発
熱体1a-1fを備えてなる構成を用いる。 この実施例の仮想円11は均熱管３と同心的に選ばれその
径Ｄは均熱管３のそれより僅かに大きく選ばれる。しか
し、本発明による棒状発熱体を用いた抵抗炉においては
均熱管３は必ずしも必要ではなく、軸線10も均熱管３の
中心軸線に限定されるものではなく、抵抗炉内の任意の
軸線であれば足りる。本発明における仮想円11は抵抗炉
内にあることは要する。棒状発熱体の数は６本に限定さ
れず、また棒状発熱体1a-1fの支持方法も図示例の耐火
性周壁２への固定に限定されるものではない。 図示例の棒状発熱体1aと1bは同方向に配置されている
が、1aが右下がりであるのに対し1bは右上がりであるの
で両者は異なる向きと角度で仮想円11の面と交差する。
棒状発熱体1cと1dとは、同様にして相互に異なる向きと
角度で仮想円11の面と交差し、また棒状発熱体1a及び1b
とは異なった方向に配置される。棒状発熱体1eと1fと
は、同様にして相互に異なる向きと角度で仮想円11の面
と交差し、また棒状発熱体1a及び1b並びに棒状発熱体1c
と1dとは異なった方向に配置される。 従って、６本の棒状発熱体1a、1b、1c、1d、1e、1fはす
べて相互に異なる向き及び角度で仮想円11の面と交差す
る。しかも各棒状発熱体1a-1fはそれぞれ仮想円11に外
接する。 電気的には、接続線4a-4gを介して６本の棒状発熱体1a-
1fが全て直列に制御回路５へ接続された例が図示されて
いる。しかし、本発明における棒状発熱体相互間の接続
はこの直列接続に限定されるものではない。
第1A図及び第1B図の実施例において３本以上、この場合
６本の棒状発熱体1a-1fが付勢されて発熱すると、均熱
管３の前記仮想円11に囲まれる部分は高温度に加熱さ
れ、しかもその仮想円11に外接する棒状発熱体と３ヵ所
以上、この場合６ヵ所で接近しているので第３図の２ヵ
所接近の場合に比して周方向温度分布の一様性が向上す
る。均熱管３がない場合であってもこの周方向温度分布
の改善とその制御が容易になることは当業者には明らか
である。 また、この場合６本である３本以上の棒状発熱体1a-1f
がそれぞれ異なる向きと角度で仮想円11の面に交差して
いるので、均熱管３の長さ方向における受熱部分が仮想
円11の面に限定されず一定の幅をもったものとなる。よ
って、第３、4A、4B図における２本の棒状発熱体を用い
た場合に比して、均熱管３の長さ方向、即ち抵抗炉の長
さ方向の温度分布の一様性も改善される。均熱管３がな
い場合にもこの抵抗炉長さ方向温度分布の改善とその制
御性の向上が実現されることは当業者には明らかであ
る。 従って、本発明の目的である「高温領域において周方向
の温度分布が一様であり且つ長さ方向の温度傾斜の制御
に便利な棒状発熱体を用いた抵抗炉」の提供が達成され
る。
６本の棒状発熱体1a-1fが付勢されて発熱すると、均熱
管３の前記仮想円11に囲まれる部分は高温度に加熱さ
れ、しかもその仮想円11に外接する棒状発熱体と３ヵ所
以上、この場合６ヵ所で接近しているので第３図の２ヵ
所接近の場合に比して周方向温度分布の一様性が向上す
る。均熱管３がない場合であってもこの周方向温度分布
の改善とその制御が容易になることは当業者には明らか
である。 また、この場合６本である３本以上の棒状発熱体1a-1f
がそれぞれ異なる向きと角度で仮想円11の面に交差して
いるので、均熱管３の長さ方向における受熱部分が仮想
円11の面に限定されず一定の幅をもったものとなる。よ
って、第３、4A、4B図における２本の棒状発熱体を用い
た場合に比して、均熱管３の長さ方向、即ち抵抗炉の長
さ方向の温度分布の一様性も改善される。均熱管３がな
い場合にもこの抵抗炉長さ方向温度分布の改善とその制
御性の向上が実現されることは当業者には明らかであ
る。 従って、本発明の目的である「高温領域において周方向
の温度分布が一様であり且つ長さ方向の温度傾斜の制御
に便利な棒状発熱体を用いた抵抗炉」の提供が達成され
る。
第２図は、均熱管３の長さ方向、即ち抵抗炉の長さ方向
の温度分布を改善するため、第1A図の棒状発熱体1a-1f
の様な棒状発熱体群を多段に設けた実施例を示す。この
場合３段に設けた棒状発熱体群51、61、71のそれぞれ
が、第1A図の棒状発熱体1a-1fと同様に配置された３本
以上の複数の棒状発熱体からなる。各群51、61、71はそ
れぞれの接続線54a-54g、64a-64g、74a-74g（両端のみ
を図示する。）により対応制御回路55、65、75に接続さ
れる。好ましくは、これらの制御回路により、各棒状発
熱体群51、61、71が独立に制御される。 第３、4A、4B図に示す均熱管３の長さ方向と直交する各
平面ごとに２本の棒状発熱体で平面状に加熱する場合に
比して、第２図の実施例の各棒状発熱体群51、61、71に
よる加熱は抵抗炉の長さ方向に一定の幅を有するので、
隣接加熱部分間の温度勾配を低く抑えることができる。
抵抗炉の長さ方向の温度分布に所定のパターンが必要な
場合にも、制御回路55、65、75によって独立に制御され
る棒状発熱体群51、61、71を用い高精度でこれを実現す
ることができる。 各棒状発熱体群を６本の棒状発熱体により構成する例に
ついて説明したが、均熱管３又は抵抗炉が大口径である
場合には、例えば８本の棒状発熱体を８角形に配置する
等多数の棒状発熱体を使用し外周方向の温度分布の一様
性を高めることができる。また小口径である場合には棒
状発熱体の数を少なくしこれを三角形や四角形に配置す
ることもできる。第２図の多段配置の場合に、各第２仮
想円の径並びに各棒状発熱体群51、61、71内の棒状発熱
体の数及び形状を適宜独立に選択して所要の温度分布を
高精度で実現することもできる。 均熱管３を使用する場合にもその断面形状は円形に限定
されるものでではなく各種形状のものの使用が可能であ
る。 高温用の抵抗炉に対する棒状発熱体の好ましい材料とし
て、対熱性及び耐酸性が高くしかも発熱体として市販さ
れているSiC、LaCrO、又はZrO2を使うことができる。本
発明の一特徴は、特殊仕様により少量生産した棒状発熱
体を用いることなく、市販の棒状発熱体を適切に選択し
上記説明の様に配置することにより高温用の抵抗炉を短
期間に低コストで製作可能にした点にある。
の温度分布を改善するため、第1A図の棒状発熱体1a-1f
の様な棒状発熱体群を多段に設けた実施例を示す。この
場合３段に設けた棒状発熱体群51、61、71のそれぞれ
が、第1A図の棒状発熱体1a-1fと同様に配置された３本
以上の複数の棒状発熱体からなる。各群51、61、71はそ
れぞれの接続線54a-54g、64a-64g、74a-74g（両端のみ
を図示する。）により対応制御回路55、65、75に接続さ
れる。好ましくは、これらの制御回路により、各棒状発
熱体群51、61、71が独立に制御される。 第３、4A、4B図に示す均熱管３の長さ方向と直交する各
平面ごとに２本の棒状発熱体で平面状に加熱する場合に
比して、第２図の実施例の各棒状発熱体群51、61、71に
よる加熱は抵抗炉の長さ方向に一定の幅を有するので、
隣接加熱部分間の温度勾配を低く抑えることができる。
抵抗炉の長さ方向の温度分布に所定のパターンが必要な
場合にも、制御回路55、65、75によって独立に制御され
る棒状発熱体群51、61、71を用い高精度でこれを実現す
ることができる。 各棒状発熱体群を６本の棒状発熱体により構成する例に
ついて説明したが、均熱管３又は抵抗炉が大口径である
場合には、例えば８本の棒状発熱体を８角形に配置する
等多数の棒状発熱体を使用し外周方向の温度分布の一様
性を高めることができる。また小口径である場合には棒
状発熱体の数を少なくしこれを三角形や四角形に配置す
ることもできる。第２図の多段配置の場合に、各第２仮
想円の径並びに各棒状発熱体群51、61、71内の棒状発熱
体の数及び形状を適宜独立に選択して所要の温度分布を
高精度で実現することもできる。 均熱管３を使用する場合にもその断面形状は円形に限定
されるものでではなく各種形状のものの使用が可能であ
る。 高温用の抵抗炉に対する棒状発熱体の好ましい材料とし
て、対熱性及び耐酸性が高くしかも発熱体として市販さ
れているSiC、LaCrO、又はZrO2を使うことができる。本
発明の一特徴は、特殊仕様により少量生産した棒状発熱
体を用いることなく、市販の棒状発熱体を適切に選択し
上記説明の様に配置することにより高温用の抵抗炉を短
期間に低コストで製作可能にした点にある。
【発明の効果】 以上詳細に説明したように本発明による棒状発熱体を用
いた抵抗炉は、軸線と直交する所定径の炉内仮想円に外
装し且つその仮想円の面と異なる向き及び角度で交差す
る如く配置された３本以上の棒状発熱体を備えてなる構
成を用いるので、次の効果を奏する。 （イ）抵抗炉の周方向の温度分布の一様性を改善するこ
とができる。 （ロ）抵抗炉の長さ方向の温度分布の一様性を高めるこ
とができる。 （ハ）棒状発熱体群を多段に配置することにより抵抗炉
の長さ方向の所要温度分布を高い精度で実現することが
できる。
いた抵抗炉は、軸線と直交する所定径の炉内仮想円に外
装し且つその仮想円の面と異なる向き及び角度で交差す
る如く配置された３本以上の棒状発熱体を備えてなる構
成を用いるので、次の効果を奏する。 （イ）抵抗炉の周方向の温度分布の一様性を改善するこ
とができる。 （ロ）抵抗炉の長さ方向の温度分布の一様性を高めるこ
とができる。 （ハ）棒状発熱体群を多段に配置することにより抵抗炉
の長さ方向の所要温度分布を高い精度で実現することが
できる。
第1A図及び第1B図は一実施例の図式的平面図及び図式的
側面図、第２図は他の実施例の説明図、第３図は従来の
抵抗炉の斜視図、第4A図及び第4B図は第３図の抵抗炉の
平面図及び要部断面図である。 1a-1f、11a-11b、21a-21b、31a-31b、41a-41b……棒状
発熱体、51、61、71……棒状発熱体群、 ２……耐火性周壁、３……均熱管、 4a-4g、54a-54g、64a-64g、74a-74g……接続線、 ５、55、65、75……制御回路、10……軸線、11……仮想
円。
側面図、第２図は他の実施例の説明図、第３図は従来の
抵抗炉の斜視図、第4A図及び第4B図は第３図の抵抗炉の
平面図及び要部断面図である。 1a-1f、11a-11b、21a-21b、31a-31b、41a-41b……棒状
発熱体、51、61、71……棒状発熱体群、 ２……耐火性周壁、３……均熱管、 4a-4g、54a-54g、64a-64g、74a-74g……接続線、 ５、55、65、75……制御回路、10……軸線、11……仮想
円。
Claims (4)
- 【請求項１】軸線と直交する所定径の炉内仮想円に外装
し且つその仮想円の面と異なる向き及び角度で交差する
如く配置された３本以上の棒状発熱体を備えてなる棒状
発熱体を用いた抵抗炉。 - 【請求項２】請求項１記載の抵抗炉において、前記棒状
発熱体の材料をSiC、LaCrO3、又はZrO2としてなる棒状
発熱体を用いた抵抗炉。 - 【請求項３】軸線と直交する所定径の炉内仮想円に外装
し且つその仮想円の面と異なる向き及び角度で交差する
如く配置された３本以上の棒状発熱体、及び前記仮想円
から所定間隔づつ隔てて前記軸線と多段に直交する１個
以上の所定径の第２仮想円の各第２仮想円に外装し且つ
その当該各第２仮想円の面と異なる向き及び角度で交差
する如く配置された３本以上の第２棒状発熱体を備えて
なる棒状発熱体を用いた抵抗炉。 - 【請求項４】請求項３記載の棒状発熱体において、前記
棒状発熱体と前記第２棒状発熱体とを相互に独立に制御
する制御回路を備えてなる棒状発熱体を用いた抵抗炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22470289A JPH0684869B2 (ja) | 1989-09-01 | 1989-09-01 | 棒状発熱体を用いた抵抗炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22470289A JPH0684869B2 (ja) | 1989-09-01 | 1989-09-01 | 棒状発熱体を用いた抵抗炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0391690A JPH0391690A (ja) | 1991-04-17 |
| JPH0684869B2 true JPH0684869B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=16817905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22470289A Expired - Lifetime JPH0684869B2 (ja) | 1989-09-01 | 1989-09-01 | 棒状発熱体を用いた抵抗炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0684869B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005069514A (ja) * | 2003-08-20 | 2005-03-17 | Ngk Insulators Ltd | 熱処理炉 |
| JP4563022B2 (ja) * | 2003-12-01 | 2010-10-13 | 日鉱金属株式会社 | 板状発熱体からなる薄型高温電気加熱炉 |
-
1989
- 1989-09-01 JP JP22470289A patent/JPH0684869B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0391690A (ja) | 1991-04-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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