JPH09115651A - 炭化けい素発熱体 - Google Patents
炭化けい素発熱体Info
- Publication number
- JPH09115651A JPH09115651A JP30036195A JP30036195A JPH09115651A JP H09115651 A JPH09115651 A JP H09115651A JP 30036195 A JP30036195 A JP 30036195A JP 30036195 A JP30036195 A JP 30036195A JP H09115651 A JPH09115651 A JP H09115651A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating
- temperature
- heating unit
- silicon carbide
- spiral
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】発熱部表面温度を傾斜させることによって、熱
処理で要求される温度分布の改善、あるいは発熱部の負
荷を軽減し、かつ効率的に加熱できる炭化けい素発熱体
を提供することにある。 【解決手段】発熱部が螺旋構造で、螺旋幅の変化により
表面負荷密度を変化させ、発熱部の表面温度を傾斜させ
る。
処理で要求される温度分布の改善、あるいは発熱部の負
荷を軽減し、かつ効率的に加熱できる炭化けい素発熱体
を提供することにある。 【解決手段】発熱部が螺旋構造で、螺旋幅の変化により
表面負荷密度を変化させ、発熱部の表面温度を傾斜させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発熱体の発熱分布
を制御したい時、例えば穴開け加工面や管内部の熱処理
を施すといった局部加熱を必要とするような場合、又は
熱処理炉の温度分布を改良したい場合等、好適な温度分
布で加熱することができる炭化けい素発熱体に関する。
を制御したい時、例えば穴開け加工面や管内部の熱処理
を施すといった局部加熱を必要とするような場合、又は
熱処理炉の温度分布を改良したい場合等、好適な温度分
布で加熱することができる炭化けい素発熱体に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭化けい素発熱体は、従来から高温熱処
理の熱源として広く利用されている。主たるものとして
は、ＪＩＳ−Ｒ７５０１に規定されているような棒状発
熱体であるが、より高温の用途でよく使用されるもので
発熱部が螺旋構造を成している発熱体がある。さらに、
発熱部を２重螺旋構造にすることにより片端子とした発
熱体は、熱処理炉の省エネルギー、省メンテナンス、均
熱化に寄与してきた。一方、局部的で炉を用いることが
できない高温熱処理、例えば、周りに充分空間が無いよ
うな箇所の溶接や管の内部に焼きなまし等を施すような
場合がある。この場合、レーザー加熱や誘導加熱等の技
術を応用することがあるが、より扱いやすく安価である
炭化けい素発熱体においても、図３に示したようなＵ字
形状等の局部発熱体によって、局部の高温熱処理を可能
としていた。そして、近年では熱処理技術が特殊で精密
なものへと進むなかで、発熱体の改良が求められ、発熱
分布の制御まで要求されることが増加する傾向にある。
理の熱源として広く利用されている。主たるものとして
は、ＪＩＳ−Ｒ７５０１に規定されているような棒状発
熱体であるが、より高温の用途でよく使用されるもので
発熱部が螺旋構造を成している発熱体がある。さらに、
発熱部を２重螺旋構造にすることにより片端子とした発
熱体は、熱処理炉の省エネルギー、省メンテナンス、均
熱化に寄与してきた。一方、局部的で炉を用いることが
できない高温熱処理、例えば、周りに充分空間が無いよ
うな箇所の溶接や管の内部に焼きなまし等を施すような
場合がある。この場合、レーザー加熱や誘導加熱等の技
術を応用することがあるが、より扱いやすく安価である
炭化けい素発熱体においても、図３に示したようなＵ字
形状等の局部発熱体によって、局部の高温熱処理を可能
としていた。そして、近年では熱処理技術が特殊で精密
なものへと進むなかで、発熱体の改良が求められ、発熱
分布の制御まで要求されることが増加する傾向にある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】発熱分布を制御できる
発熱体が要求される理由としては、以下の事が挙げられ
る。 局部加熱の例では、局部発熱の炭化けい素発熱体は、
被加熱物の熱伝導等のため加熱の効率が悪く、発熱部に
も過大な負荷がかかって短寿命になる場合があった。ま
た、上記のレーザー加熱や誘導加熱にはその装置の規模
とコストの面で負担が大きいといった難点がある。 熱処理炉の温度分布は、炉壁や発熱体端子及び端子穴
等からの熱放散があり、この近辺の温度が低くなってい
るため、有効加熱範囲が狭くなるという問題がある。 本発明の目的は、発熱部の温度傾斜により、熱処理で要
求される温度分布の改善、あるいは発熱部の負荷を軽減
し、かつ効率的とする炭化けい素発熱体を提供すること
にある。
発熱体が要求される理由としては、以下の事が挙げられ
る。 局部加熱の例では、局部発熱の炭化けい素発熱体は、
被加熱物の熱伝導等のため加熱の効率が悪く、発熱部に
も過大な負荷がかかって短寿命になる場合があった。ま
た、上記のレーザー加熱や誘導加熱にはその装置の規模
とコストの面で負担が大きいといった難点がある。 熱処理炉の温度分布は、炉壁や発熱体端子及び端子穴
等からの熱放散があり、この近辺の温度が低くなってい
るため、有効加熱範囲が狭くなるという問題がある。 本発明の目的は、発熱部の温度傾斜により、熱処理で要
求される温度分布の改善、あるいは発熱部の負荷を軽減
し、かつ効率的とする炭化けい素発熱体を提供すること
にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの炭化けい素発熱体は、発熱部が螺旋構造の炭化けい
素発熱体において、螺旋の間隔を変化させることで発熱
部の表面温度を傾斜させたことを特徴とする。
めの炭化けい素発熱体は、発熱部が螺旋構造の炭化けい
素発熱体において、螺旋の間隔を変化させることで発熱
部の表面温度を傾斜させたことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明を図により説明する。図１
は片端子型２重螺旋構造の炭化けい素発熱体の螺旋のピ
ッチを変化させた１例である。螺旋のピッチは端子部か
ら発熱部の先端に向かって順に小さくなっている。図２
は単螺旋構造の炭化けい素発熱体で両端部付近のピッチ
を変化させた１例である。これらの発熱体は発熱部材質
の比抵抗が一定であり、螺旋のピッチが小さくなるほど
表面負荷密度が増加するため表面温度も比例して高くな
っていくよう設計されている。
は片端子型２重螺旋構造の炭化けい素発熱体の螺旋のピ
ッチを変化させた１例である。螺旋のピッチは端子部か
ら発熱部の先端に向かって順に小さくなっている。図２
は単螺旋構造の炭化けい素発熱体で両端部付近のピッチ
を変化させた１例である。これらの発熱体は発熱部材質
の比抵抗が一定であり、螺旋のピッチが小さくなるほど
表面負荷密度が増加するため表面温度も比例して高くな
っていくよう設計されている。
【０００６】
【実施例】本発明の実施例により更に詳しく説明する。
【０００７】
【実施例１】押出し成形により炭化けい素粉末を外径φ
１２×内径φ８×全長１５０ｍｍのパイプ状に成形し
た。次に図１の形状の通り、発熱部の先端から末にかけ
て螺旋の幅を２ｍｍから５ｍｍへと直線比例で増加する
ような螺旋溝加工をした。これを非酸化雰囲気・２５０
０℃で０．５時間の焼成を行って片端子型２重螺旋構造
の発熱体とし、試験のサンプルとした。
１２×内径φ８×全長１５０ｍｍのパイプ状に成形し
た。次に図１の形状の通り、発熱部の先端から末にかけ
て螺旋の幅を２ｍｍから５ｍｍへと直線比例で増加する
ような螺旋溝加工をした。これを非酸化雰囲気・２５０
０℃で０．５時間の焼成を行って片端子型２重螺旋構造
の発熱体とし、試験のサンプルとした。
【０００８】
【比較例１】図３に示す形状で幅１２×全長１５０×肉
厚４ｍｍのＵ字型炭化けい素発熱体を作製し、比較用の
サンプルとした。
厚４ｍｍのＵ字型炭化けい素発熱体を作製し、比較用の
サンプルとした。
【０００９】発熱試験は、サンプルを開放空気中で発熱
させ、抵抗安定時の発熱部の表面温度を図１に示してあ
る測定点（発熱部先端からの長さ：ｄ）で測定した。加
熱試験は、上記の発熱試験で発熱させたままの発熱体を
外径φ２５．４×内径φ２０．３×長さ１５０ｍｍの室
温に保持したＳＵＳ３０４管の中に発熱部の先端から１
００ｍｍの位置まで挿入し、３０秒保持後のＳＵＳ管内
表面の温度を測定した。温度測定結果を発熱試験と加熱
試験の測定点を対比して表１に示す。実施例１では発熱
部の温度傾斜による予熱の効果で、ＳＵＳ管内のｄ＝０
ｍｍ点付近を効率良く加熱できたことが分かる。
させ、抵抗安定時の発熱部の表面温度を図１に示してあ
る測定点（発熱部先端からの長さ：ｄ）で測定した。加
熱試験は、上記の発熱試験で発熱させたままの発熱体を
外径φ２５．４×内径φ２０．３×長さ１５０ｍｍの室
温に保持したＳＵＳ３０４管の中に発熱部の先端から１
００ｍｍの位置まで挿入し、３０秒保持後のＳＵＳ管内
表面の温度を測定した。温度測定結果を発熱試験と加熱
試験の測定点を対比して表１に示す。実施例１では発熱
部の温度傾斜による予熱の効果で、ＳＵＳ管内のｄ＝０
ｍｍ点付近を効率良く加熱できたことが分かる。
【００１０】
【表１】
【００１１】寿命試験は、外径φ３０×内径φ２０×長
さ１５０ｍｍの炭化けい素質パイプに、上記の加熱試験
と同じ位置までサンプルを挿入し、ｄ＝０ｍｍ点の管内
表面温度が１３００℃に達するまで通電した。室温まで
復帰した後通電するといったサイクルで、通電不可能と
なるまでの回数を評価した。寿命試験結果は、比較例１
が３０３回に対して実施例１は約４倍の１１９２回であ
り、寿命も良好であった。
さ１５０ｍｍの炭化けい素質パイプに、上記の加熱試験
と同じ位置までサンプルを挿入し、ｄ＝０ｍｍ点の管内
表面温度が１３００℃に達するまで通電した。室温まで
復帰した後通電するといったサイクルで、通電不可能と
なるまでの回数を評価した。寿命試験結果は、比較例１
が３０３回に対して実施例１は約４倍の１１９２回であ
り、寿命も良好であった。
【００１２】
【実施例２】押出し成形により炭化けい素粉末を外径φ
１６×内径φ１０×全長４００ｍｍのパイプ状に成形し
た。次に図２の形状の通り、発熱部が２００ｍｍとなる
よう単螺旋の溝加工をした。（両端子部は各１００ｍ
ｍ）螺旋の間隔は、ａ部１４０ｍｍ部分が１５ｍｍ、ｂ
部の各３０ｍｍ部分が１２ｍｍになっている。これを非
酸化雰囲気・２５００℃で０．５時間の焼成を行って両
端子型単螺旋構造の発熱体とし、試験のサンプルとし
た。
１６×内径φ１０×全長４００ｍｍのパイプ状に成形し
た。次に図２の形状の通り、発熱部が２００ｍｍとなる
よう単螺旋の溝加工をした。（両端子部は各１００ｍ
ｍ）螺旋の間隔は、ａ部１４０ｍｍ部分が１５ｍｍ、ｂ
部の各３０ｍｍ部分が１２ｍｍになっている。これを非
酸化雰囲気・２５００℃で０．５時間の焼成を行って両
端子型単螺旋構造の発熱体とし、試験のサンプルとし
た。
【００１３】
【比較例２】実施例２と同寸法で、発熱部の螺旋間隔を
一定の１５ｍｍとしたものを比較用のサンプルとした。
一定の１５ｍｍとしたものを比較用のサンプルとした。
【００１４】温度分布の測定は、図４に示したようにＳ
ｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系繊維の断熱材で囲んだ空間にサン
プルの発熱部を配して、定常発熱の状態となったところ
で断熱材の壁から２０ｍｍ離れた点（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、
Ｅ）の温度を測定した。表２に温度分布測定結果を示
す。実施例２の温度分布はΔｔ＝４℃という非常に良好
な結果を示した。
ｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３系繊維の断熱材で囲んだ空間にサン
プルの発熱部を配して、定常発熱の状態となったところ
で断熱材の壁から２０ｍｍ離れた点（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、
Ｅ）の温度を測定した。表２に温度分布測定結果を示
す。実施例２の温度分布はΔｔ＝４℃という非常に良好
な結果を示した。
【００１５】
【表２】
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、発熱部に温度傾斜をも
つ炭化けい素発熱体を提供できる。加熱の温度分布の改
善ばかりでなく、発熱体のみで温度傾斜環境が生み出せ
ることから、加熱装置構造の簡素化を図ることも可能と
なるため、産業上の効果は大きい。
つ炭化けい素発熱体を提供できる。加熱の温度分布の改
善ばかりでなく、発熱体のみで温度傾斜環境が生み出せ
ることから、加熱装置構造の簡素化を図ることも可能と
なるため、産業上の効果は大きい。
【図１】本発明の２重螺旋構造の温度傾斜をもつ炭化け
い素発熱体の１例。
い素発熱体の１例。
【図２】本発明の単螺旋構造の温度傾斜をもつ炭化けい
素発熱体の１例。
素発熱体の１例。
【図３】従来の局部加熱用Ｕ字型炭化けい素発熱体の１
例。
例。
【図４】温度分布測定方法を図解するもの。数値の単位
はｍｍ。図４中の点Ｅは空間の長手方向に対して中間
点、点Ｂ、Ｃ、ＤはＡ−Ｅ間を等分する位置である。ｄ
は発熱部先端から端部方向へ向けての位置をｍｍ単位で
示すものである。
はｍｍ。図４中の点Ｅは空間の長手方向に対して中間
点、点Ｂ、Ｃ、ＤはＡ−Ｅ間を等分する位置である。ｄ
は発熱部先端から端部方向へ向けての位置をｍｍ単位で
示すものである。
１．発熱部 ２．端子部 ３．断熱材 ４．本発明の炭化けい素発熱体
Claims (1)
- 【請求項１】 発熱部が螺旋構造の炭化けい素発熱体に
おいて、螺旋の間隔を変化させることで発熱部の表面温
度を傾斜させたことを特徴とする炭化けい素発熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30036195A JPH09115651A (ja) | 1995-10-13 | 1995-10-13 | 炭化けい素発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30036195A JPH09115651A (ja) | 1995-10-13 | 1995-10-13 | 炭化けい素発熱体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09115651A true JPH09115651A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17883861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30036195A Pending JPH09115651A (ja) | 1995-10-13 | 1995-10-13 | 炭化けい素発熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09115651A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014510384A (ja) * | 2011-04-06 | 2014-04-24 | シュンク・コーレンストッフテヒニーク・ゲーエムベーハー | 抵抗加熱素子を製造する方法及び抵抗加熱素子 |
| JP2014513393A (ja) * | 2011-04-06 | 2014-05-29 | シュンク・コーレンストッフテヒニーク・ゲーエムベーハー | 抵抗加熱素子を製造する方法及び抵抗加熱素子 |
-
1995
- 1995-10-13 JP JP30036195A patent/JPH09115651A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014510384A (ja) * | 2011-04-06 | 2014-04-24 | シュンク・コーレンストッフテヒニーク・ゲーエムベーハー | 抵抗加熱素子を製造する方法及び抵抗加熱素子 |
| JP2014513393A (ja) * | 2011-04-06 | 2014-05-29 | シュンク・コーレンストッフテヒニーク・ゲーエムベーハー | 抵抗加熱素子を製造する方法及び抵抗加熱素子 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040701 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20041207 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050405 |