JPS6136151B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は抵抗発熱体電気炉、特に1000℃以上の
高温加熱に用いる抵抗発熱体電気炉に関するもの
である。

従来、このような耐熱導電材料を発熱体とし、
これに電流を流してジユール熱により発熱させ
る、いわゆる抵抗発熱体電気炉は炉体内に断熱材
を設け、この断熱材で覆われた空間に、たとえば
円筒状発熱体を設置したものである。このような
構造の抵抗発熱体電気炉は、中空円筒状発熱体内
壁で構成される加熱領域が狭く、かつ低温の場合
はともかく、加熱領域の温度が高温であり、かつ
広くなると、前記加熱領域を所定温度に保持する
ためには極めて大きな電力を必要とすると言う欠
点があつた。これは断熱材と発熱体の温度差が大
きくなるため、熱移動が激しくなるからと考えら
れる。

本発明はこのような欠点を除去することを目的
とするものである。詳しくは、従来に比較して電
力消費量の小さい抵抗発熱体電気炉を提供するこ
とを目的とする。

したがつて、本発明による抵抗発熱体電気炉
は、炉体内の加熱領域に設けられた高温用抵抗発
熱体と、この高温用抵抗発熱体の発する熱より低
い熱を発するための低温用抵抗発熱体とを備え、
この低温用抵抗発熱体は前記高温用抵抗発熱体よ
り前記炉体内壁近くに設けられたことを特徴とす
るものである。

本発明を更に詳しく説明する。第１図は本発明
による抵抗発熱体電気炉の一実施例の断面図であ
り、図中、１は炉体、２は高温用抵抗発熱体、３
は低温用抵抗発熱体、４は内部電極、５は外部電
極、６は絶縁材、７はガス流入口、８は加熱領
域、９は断熱材を示す。

この第１図より明かなように、本発明による抵
抗発熱体電気炉は、水冷の炉体１内にカーボン製
中空円筒状の高温用抵抗発熱体２を有し、この高
温用抵抗発熱体２と同心的に、やはりカーボン製
中空円筒状の低温用抵抗発熱体３が設けられてい
る。この低温用抵抗発熱体３の直径は高温用抵抗
発熱体２の直径より大であり、両者はほぼ二重管
構造になるように設けられ、したがつて、低温用
抵抗発熱体３は高温用抵抗発熱体２より炉体１の
内壁に近くに、即ち外側に備えられている。高温
用抵抗発熱体２及び低温用抵抗発熱体３の形状
は、この実施例では、中空円筒状であるが、本発
明においてはこの形状に限定されるものではな
く、基本的にいかなる形状であつてもよい。ま
た、両発熱体２及び３はカーボン製であるが、こ
れも基本的に限定されるものではなく、このよう
な発熱体に用いうる導電性材料であれば、いかな
るものでもよい。

この高温抵抗発熱体２及び低温抵抗発熱体３は
それぞれ絶縁材６を介し炉体１に備えられた水冷
電極である内部電極４及び外部電極５と電気的に
接続している。

さらに、この抵抗発熱体電気炉はガス流入口７
を有し、たとえばチツソガスを流入させ、炉体１
内を還元性雰囲気とするようにすることもでき
る。

加熱領域８は高温用抵抗発熱体２の中空部、即
ち、中空円筒状体内に形成されており、さらに炉
体１の内壁は熱効率を向上せしめるため断熱材９
が備えられている。

次に本発明による抵抗発熱体電気炉の作用につ
いて説明すると、内部電極４及び外部電極５を介
し、それぞれ高温用抵抗発熱体２及び低温用抵抗
発熱体３に電流を流し発熱せしむる。これにより
加熱領域８を加熱せしめるわけであるが、このと
き、高温用抵抗発熱体２及び低温用抵抗発熱体３
の発熱量は前者が大で、後者はそれに比較して小
となるようにする。このような制御は、高温用抵
抗発熱体２と低温用抵抗発熱体３の種類を、あら
かじめそれぞれ高温発熱体、低温発熱体とするこ
とによつても到成しえるが、たとえば、同一また
は異なる種類の発熱体を用いて、それぞれの発熱
体２，３へ流す電流の量を変化させることにより
行うこともできる。しかしながら、制御のしやす
さ、取扱いの容易さ等から電力供給を個別的に変
えることにより高温用抵抗発熱体２及び低温用抵
抗発熱体３を制御するのが好ましい。

このように、高温用抵抗発熱体２より高温を、
低温用抵抗発熱体３より低温を発熱せしめること
により、高温用抵抗発熱体２で発生した熱は、そ
の外側に低温用抵抗発熱体３があるため、従来に
較べ断熱材９との温度差が小さくなり熱が逃げに
くくなる。即ち熱移動は温度差に依存するため、
高温用抵抗発熱体２と断熱材９間に低温用抵抗発
熱体３が設けることにより、温度勾配をゆるやか
にすることができるのである。

例 前述の実施例に記載された本発明による抵抗発
熱体電気炉を用いて、ガラスフアイバを製造し
た。

石英ガラス棒の線引きには石英ガラスを2000℃
以上に加熱する必要がある。この例においては外
径80mmの石英ガラス棒を外径125μｍのガラスフ
アイバに線引きした。高温用抵抗発熱体２の内径
は100mmであつた。この結果、所要電力は高温用
抵抗発熱体２ 11kw、低温用抵抗発熱体３
3kwであつた。高温用抵抗発熱体２及び低温用抵
抗発熱体３の表面温度はそれぞれ2300℃及び700
℃であつた。

この電気炉の所要電力は合計14kwであつたの
に対し、従来の電気炉では21kwの電力が必要で
あつた。

なお、高温用抵抗発熱体２及び低温用抵抗発熱
体３に供給する電力はそれぞれ個別に制御し、低
温用抵抗発熱体３の温度を高温用抵抗発熱体２の
温度の20〜50％となるよう電力を制御して結果を
検討したところいずれも良好な結果を得たが、特
に約30％程度が、この実施例では最適であつた。

以上説明したように、本発明によれば、高温用
抵抗発熱体より炉体内壁近くに低温用発熱体を設
けることにより、加熱領域の断熱効果を著しく向
上しえ、このため所要電力を大幅に節約しえると
いう利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による抵抗発熱体電気炉の一実
施例の断面図である。 １……炉体、２……高温用抵抗発熱体、３……
低温用抵抗発熱体、４……内部電極、５……外部
電極、６……絶縁材、７……ガス流入口、８……
加熱領域、９……断熱材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 炉体内の加熱領域近傍に設けられた高温用抵
   抗発熱体と、この高温用抵抗発熱体の発する熱よ
   りも低い熱を発するための低温用抵抗発熱体とを
   備え、前記低温用抵抗発熱体は前記高温用抵抗発
   熱体よりも前記炉体内壁近くに設けられているこ
   とを特徴とする抵抗発熱体電気炉。