WO2020202619A1 - マルチシャンク型ヒーター - Google Patents

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shank
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里安 成田
高村　博
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Ｊｘ金属株式会社
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    • H05B2203/018—Heaters using heating elements comprising mosi2

Definitions

  • the present invention relates to a multi-shank type heater.
  • heaters containing molybdenum disilicate (MoSi 2 ) as the main component have excellent oxidation resistance, they have long been used as ultra-high temperature heaters used in the atmosphere or in an oxidizing atmosphere, and have been used in a wide range of applications to date. There is.
  • This disilicate molybdenum heater contains 70 wt% or more of MoSi 2 as a main component, and an insulating oxide such as SiO 2 may be added in order to increase the electric resistance.
  • heaters containing molybdenum disilicate as the main component which are used in many fields such as the glass industry and ceramics firing, soften a round bar-shaped MoSi 2 material at a high temperature and bend it to form a single U-shape. It is composed of a multi-shank type that is processed into a shape (two-shank type) that forms a shape (2 shank type) and is connected by welding the U-shaped directions alternately in opposite directions. This is used by being attached to a support base such as the ceiling or side wall of a furnace.
  • the standard of the multi-shank type heater on the market is that the wire diameters of the heat generating part and the terminal part are ⁇ 3 mm / ⁇ 6 mm, ⁇ 4 mm / ⁇ 9 mm, ⁇ 6 mm / ⁇ 12 mm, ⁇ 9 mm / ⁇ 18 mm, ⁇ 12 mm / ⁇ 24 mm, etc., respectively.
  • the heater When the heater is energized, the high-resistance part with a small diameter becomes hot and plays a role as a heat generating part, and the low-resistance part with a large diameter suppresses heat generation and the terminal part for keeping the power supply part at a low temperature. Take on.
  • Patent Document 1 describes that in a multi-zone multi-shank heater, a dead space (a region where the temperature does not rise) is formed between the zones, and as a method for eliminating this, between the zones. It is disclosed that the folded portions of the above are arranged in a state of meshing with each other. Further, Patent Document 2 describes that the multi-shank heater is a U-shaped or W-shaped heater because there is a problem in delicate temperature adjustment.
  • the present invention has been proposed to solve the problem of the conventional multi-shank type MoSi 2 heater described above, and even if the U-shaped pieces are arranged at high density and have the same pitch,
  • An object of the present invention is to provide a multi-shank type heater capable of significantly improving the energy output.
  • the present invention has been proposed to solve the above problems, and the multi-shank type heater according to the embodiment of the present invention has a normal direction with respect to the support substrate from the heater side to the support substrate side.
  • the gist is that there is a U-shaped piece whose plane angle ⁇ from the heater side to the support base side is ⁇ 10 ° or more and ⁇ 60 ° or less.
  • each U-shaped piece can be arranged at a high density, the total length of the heat generating portion can be extended, and the energy output per unit installation area can be significantly improved. Has an effect.
  • FIG. 1 It is a cross-sectional view of a conventional multi-shank type heater (upper figure: view from above, lower figure: view from the front). It is sectional drawing of the multi-shank type heater which concerns on one Embodiment of this invention (upper figure: figure seen from the top, lower figure: figure seen from the front). It is explanatory drawing of the heater heating part in the multi-shank type heater which concerns on one Embodiment of this invention (upper figure: figure seen from the top, lower figure: figure seen from the front). It is an enlarged view of a part of the multi-shank type heater (view from above) which concerns on one Embodiment of this invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the multi-shank type heater of the second embodiment (upper view: top view, lower view: front view).
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the multi-shank type heater of the third embodiment (upper view: top view, lower view: front view).
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the multi-shank type heater of the fourth embodiment (upper view: top view, lower view: front view).
  • the multi-shank type heater is usually manufactured as follows. First, MoSi 2 powder or the like, which is a raw material for a heater, is mixed with a binder, and this mixture is formed into a round bar shape by an extruder or the like. Next, after drying, degreasing, and primary sintering, energization sintering is performed to prepare a bar having a predetermined diameter. Then, this bar is set in a U-shaped bending machine and bent into a U-shape at a predetermined pitch while being energized and heated to produce a U-shaped round bar (referred to as a U-shaped piece).
  • the U-shaped piece produced at this time is bent into a U-shape on the same plane, the two parallel straight and curved parts forming the U-shape are one plane (hereinafter referred to as the U-piece plane). It may be called.).
  • the plurality of U-shaped pieces produced in this manner are alternately welded into an upward U-shape and a downward U-shape to form a multi-shank type heater.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a multi-shank type heater attached to a conventional support substrate.
  • the heater 10 to which each U-shaped piece is connected is attached to the support base (including the heat insulating material) 20 by the fixing pin 30.
  • the terminal portion of the heater penetrates the furnace wall and is connected to the power supply via the external terminal 40.
  • all the planes of each U-shaped piece are connected in a straight line arrangement in parallel with the support substrate and arranged so as to be the same plane (plane).
  • FIG. 2 of Patent Document 1 even when the support base has a cylindrical shape, the welding of each U-shaped piece has an angle, but each U-shaped piece plane is a support base. They were arranged in parallel with each other so as to have substantially the same plane (curved surface).
  • each U-shaped piece plane is connected at an angle to the support substrate. ing.
  • the number of U-shapes is increased from 13 to 15 as compared with the conventional multi-shank type heater, and the heater The total length of the heat generating portion (U-shaped piece) is extended, which can greatly improve the energy output.
  • FIG. 3 is an explanatory view of a heater heating unit in the multi-shank type heater according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 3 upper figure is a view of the multi-shank type heater from above
  • FIG. 3 lower figure is a multi It is the figure which looked at the shank type heater from the front.
  • a multi-shank type heater is configured by alternately welding and connecting an upward U-shaped (shown in black) U-shaped piece 11 and a downward U-shaped (shown in white) U-shaped piece.
  • FIG. 4 shows a part of the heater heating portion of FIG. 3 extracted (three U-shaped pieces are connected), and a support base is added for convenience of explanation.
  • the plane direction of the U-shaped piece (from the heater side to the support base side) is based on the normal direction with respect to the support base (direction from the heater side to the support base side) shown in FIG. It is characterized in that there is a U-shaped piece having an angle ⁇ ⁇ (direction toward).
  • + ⁇ is the plane direction of the U-shaped piece (direction of the arrow: heater) with reference to the normal direction with respect to the support base (direction of the arrow: the direction from the heater side to the support base side) shown in FIG.
  • the multi-shank type heater according to the embodiment of the present invention is a flat surface of a U-shaped piece from the heater side to the support base side with reference to the normal direction with respect to the support base from the heater side to the support base side. It is preferable that the angle ⁇ in the direction is ⁇ 10 ° or more and ⁇ 60 ° or less. If the angle ⁇ is less than ⁇ 10 °, the density of the U-shaped piece is insufficient, while if the angle ⁇ exceeds ⁇ 60 °, the heater protrudes significantly toward the work (heated member). Therefore, it is not practical and it is difficult to attach the U-shaped piece. More preferably, the angle ⁇ is ⁇ 45 ° or less.
  • the U-shaped piece having an angle ⁇ of ⁇ 10 ° or more and ⁇ 60 ° or less may be arranged in such a manner in all or a part of the multi-shank type heater.
  • the angle ⁇ 0 ° may be set.
  • the multi-shank type heater among the U-shaped pieces constituting the multi-shank type heater, it is preferable that there are three or more U-shaped pieces having an angle ⁇ of ⁇ 10 ° or more and ⁇ 60 ° or less. If there are at least three locations, it is expected that the energy output will be improved by increasing the density of the U-shaped pieces.
  • the U-shaped piece having the angle ⁇ of + 10 ° or more and + 60 ° or less and the angle ⁇ are It is preferable that there is at least one U-shaped piece having a temperature of ⁇ 10 ° or more and ⁇ 60 ° or less. Further, there are a plurality of U-shaped pieces having an angle ⁇ of +10 ° or more and + 60 ° or less and a U-shaped piece having an angle ⁇ of ⁇ 10 ° or more and ⁇ 60 ° or less connected adjacent to each other. Is preferable.
  • the multi-shank type heater according to the embodiment of the present invention is attached to a support base such as a ceiling inside a heating furnace, a furnace wall, or a board provided separately, and a heat insulating material is provided between the support base and the heater. Be placed.
  • the support substrate is made of refractory brick, heat insulating brick, ceramic fiber board, microporous board, etc., and its shape includes a flat shape, a slope (sliding table type) shape, a curved surface shape, a cylindrical shape, etc.
  • the present invention can be applied.
  • the heat insulating material it is preferable to use a high temperature heat insulating material having a thermal conductivity at 800 ° C. of 0.6 W / mK or less.
  • the multi-shank type heater according to the present embodiment can be applied to a multi-shank type heater composed of molybdenum disilicate (MoSi 2 ) as a main component and other material components.
  • MoSi 2 molybdenum disilicate
  • FIG. 1 A cross-sectional view of a conventional multi-shank type heater is shown in FIG.
  • the terminal 40 was welded.
  • the maximum number of U-shapes was 13
  • the unfolded length (total length) of the heat generating portion was 2051 mm.
  • the number of U-shapes was 15, and the unfolded length (total length) of the heat generating portion was 2355 mm. Since the output of the heater is proportional to the total length of the heat generating part, it is expected that the output will be improved by about 15% compared to the reference example.
  • the number of U-shapes is 15, and the expansion length (total length) of the heat generating portion is 2355 mm, which is expected to improve the output by about 15% as compared with the conventional example.
  • each U-shaped piece (heating part) in the multi-shank type heater can be arranged at a high density, the total length of the heat generating part can be extended, and the energy output can be significantly improved. It has an excellent effect of being able to do it.
  • the multi-shank type heater according to the present invention is useful as a heater for firing glass, ceramics, and the like.
  • Heater heating unit 11 U-shaped piece (upward U-shaped: shown in black) 12 U-shaped piece (downward U-shaped: shown in white) 20 Support base 30 Fixing pin 40 Terminal 50 Shank height

Landscapes

  • Resistance Heating (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

支持基体に取り付けられるマルチシャンク型ヒーターであって、前記ヒーター側から前記支持基体側へと向かう支持基体に対する法線方向を基準として、前記ヒーター側から前記支持基体側へと向かうＵ字ピースの平面方向の角度θが±１０°以上±６０°以下であるＵ字ピースが存在することを特徴とするマルチシャンク型ヒーター。本発明は、Ｕ字ピースを高密度に配置して、同一ピッチであっても、エネルギー出力を大幅に向上することができるマルチシャンク型のヒーターを提供することを課題とするものである。

Description

マルチシャンク型ヒーター
　本発明は、マルチシャンク型ヒーターに関する。
　二珪化モリブデン（ＭｏＳｉ２）を主成分とするヒーターは優れた耐酸化特性を有することから、大気又は酸化性雰囲気下で使用する超高温ヒーターとして古くから使用され、現在まで幅広い用途で使用されている。この二珪化モリブデンヒーターは、主成分としてＭｏＳｉ２を７０ｗｔ％以上含有し、電気抵抗を増加させるために、ＳｉＯ２などの絶縁性酸化物等が添加される場合がある。
 現在、ガラス工業やセラミックス焼成等の多くの分野で使用されている二珪化モリブデンを主成分とするヒーターは、丸棒状のＭｏＳｉ２材を高温下にて軟化させ、これを曲げて１つのＵ字を成す形状（２シャンク型）に加工し、これをＵ字の向きが交互に反対方向に溶接して連結させたマルチシャンク型からなるものである。これが、炉の天井や側壁等の支持基体に取り付けられて使用される。
 現在、市販されているマルチシャンク型ヒーターの規格は、発熱部と端子部の線径が、それぞれφ３ｍｍ／φ６ｍｍ、φ４ｍｍ／φ９ｍｍ、φ６ｍｍ／φ１２ｍｍ、φ９ｍｍ／φ１８ｍｍ、φ１２ｍｍ／φ２４ｍｍ等になる。ヒーターに通電すると、径の細い高抵抗の部分が高温になって発熱部としての役割を担い、径の太い低抵抗の部分は発熱を抑え、給電する部分を低温に保つための端子部の役割を担う。
 このようなマルチシャンク型ヒーターに関して、特許文献１には、多ゾーンのマルチシャンクヒーターにおいて、各ゾーンの間がデッドスペース（温度が上がらない領域）になるため、これを解消する方法としてゾーン間での折返し部同士が噛み合う状態に配列することが開示されている。また、特許文献２には、マルチシャンクヒーターでは微妙な温度調整に問題があるため、Ｕ字あるいはＷ字ヒーターとすることが記載されている。
特開平７－１８４４７号公報 特開２０００－２５２０４７号公報
 マルチシャンク型ヒーターのエネルギー出力を上げるためには、Ｕ字間隔（ピッチ）を狭くすることが考えらえるが、前記ピッチには下限が存在し、それはＵ字ピースの直径に依存する。下限よりも狭い間隔で曲げた場合には、Ｕ字の湾曲部にクラックが発生し、曲げ加工中に断線する場合があり得る。このようなピッチの制限は、マルチシャンク型ヒーターにおいてエネルギー出力の制限になっていた。
 また、出力を上げるためにヒーターへの電流を増加させるという手段もあるが、過剰な電流はヒーターの寿命を縮めることになり、特に、ヒーター自体の価格が高く、交換作業も煩雑で時間もかかるＭｏＳｉ２のマルチシャンク型ヒーターにおいて、そのような行為は得策でない。このように従来では、ヒーターの設置スペース（炉内表面積）が決まると必然的に出力の上限が決まってしまうという問題があった。
 そこで、本発明は、上述した従来のマルチシャンク型ＭｏＳｉ２ヒーターが有する問題を解決するために提案されたものであって、Ｕ字ピースを高密度に配置して、同一ピッチであっても、エネルギー出力を大幅に向上することができるマルチシャンク型のヒーターを提供することを課題とするものである。
 本発明は、上記の課題を解決するために提案されたものであって、本発明の実施形態に係るマルチシャンク型ヒーターは、前記ヒーター側から前記支持基体側へと向かう支持基体に対する法線方向を基準として、前記ヒーター側から前記支持基体側へと向かうＵ字ピースの平面方向の角度θが±１０°以上±６０°以下であるＵ字ピースが存在することを要旨とするものである。
　本発明によれば、各Ｕ字ピースを高密度に配置することができるので、発熱部の総長を延長することができ、単位設置面積当たりのエネルギー出力を大幅に向上することができるという優れた効果を有する。
従来のマルチシャンク型ヒーターの断面図（上図：上から見た図、下図：正面から見た図）である。 本発明の一実施形態に係るマルチシャンク型ヒーターの断面図（上図：上から見た図、下図：正面から見た図）である。 本発明の一実施形態に係るマルチシャンク型ヒーターにおけるヒーター発熱部の説明図（上図：上から見た図、下図：正面から見た図）である。 本発明の一実施形態に係るマルチシャンク型ヒーター（上から見た図）の一部を拡大した図である。 実施例２のマルチシャンク型ヒーターの断面図（上図：上から見た図、下図：正面から見た図）である。 実施例３のマルチシャンク型ヒーターの断面図（上図：上から見た図、下図：正面から見た図）である。 実施例４のマルチシャンク型ヒーターの断面図（上図：上から見た図、下図：正面から見た図）である。
 マルチシャンク型ヒーターは、通常、以下のようにして作製される。まず、ヒーター原料であるＭｏＳｉ２粉末等とバインダーとを混合し、この混合物を押し出し機等によって丸棒状に成形する。次に、乾燥や脱脂、そして一次焼結を行った後、通電焼結を行って、所定の直径を有する棒材を作製する。その後、この棒材をＵ字曲げ機にセットし、通電加熱しながら、所定のピッチでＵ字形状に曲げて、Ｕ字型の丸棒材（Ｕ字ピースと称する。）を作製する。このとき作製されるＵ字ピースは、同一平面でＵ字形状に曲げられるため、Ｕ字形状を構成する平行な２本の直線部と湾曲部は、１つの平面（以後、Ｕ字ピース平面と称する場合がある。）をなす。このようにして作製した複数のＵ字ピースを、上向きＵ字と下向きＵ字にそれぞれ交互に溶接して、マルチシャンク型のヒーターとする。
 従来の支持基体に取り付けられたマルチシャンク型ヒーターの模式図を図１に示す。各Ｕ字ピースを連結させたヒーター１０は、支持基体（断熱材を含む）２０に固定ピン３０によって取り付けられる。ヒーターの端子部は、炉壁を貫通して外部の端子４０を介して電源に接続される。従来は、図１上図に示すように、１つ１つのＵ字ピース平面の全てが、支持基体に対して平行に直線配列で連結して同一の面（平面）になるように配置していたが、このように２次元的に配置する場合には、設置可能なＵ字ピース（ヒーター）の数に制約があった。なお、特許文献１の図２に示されるように、支持基体が円筒形状の場合も、各Ｕ字ピースの溶接にはそれぞれ角度がついているものの、一つ一つのＵ字ピース平面は全て支持基体に対して平行に配列しており、実質的に同一の面（曲面）となるように配置していた。
 このような問題を解決するために、本発明の実施形態に係るマルチシャンク型ヒーターでは、図２上図に示すように、各Ｕ字ピース平面を支持基体に対して角度をつけて、連結している。このような構造とすることにより、例えば、図２下図に示すような形状のマルチシャンク型ヒーターでは、上記従来のマルチシャンク型ヒーターに比べてＵ字数が１３個から１５個に増加して、ヒーター発熱部（Ｕ字ピース）の総長が伸び、これによって、エネルギー出力を大幅に向上させることができるものである。
 図３は、本発明の実施形態に係るマルチシャンク型ヒーターにおけるヒーター発熱部の説明図であり、図３上図は、マルチシャンク型ヒーターを上から見た図であり、図３下図は、マルチシャンク型ヒーターを正面から見た図である。図３に示すように上向きＵ字（黒色で示す）のＵ字ピース１１と、下向きＵ字（白色で示す）のＵ字ピースを交互に溶接して連結することでマルチシャンク型ヒーターが構成される。また、図４は、図３のヒーター発熱部の一部を抜き出した（３個のＵ字ピースを連結した）ものであり、説明の便宜上、支持基体を追加している。
 本実施形態のマルチシャンク型ヒーターは、図４に示す、支持基体に対する法線方向（ヒーター側から支持基体側へと向かう向き）を基準として、Ｕ字ピースの平面方向（ヒーター側から支持基体側へと向かう向き）が角度±θを有したＵ字ピースが存在することを特徴とするものである。ここで、＋θとは、図４に示す、支持基体に対する法線方向（矢印の向き：ヒーター側から支持基体側へと向かう向き）を基準に、Ｕ字ピースの平面方向（矢印の向き：ヒーター側から支持基体側へと向かう向き）へと時計回りに角度θ回転させた場合を意味し、一方、－θとは、同図において、支持基体に対する法線方向（矢印の向き：ヒーター側から支持基体側へと向かう向き）を基準に、Ｕ字ピースの平面方向（矢印の向き：ヒーター側から支持基体側へと向かう向き）へと反時計回りに角度θ回転させた場合を意味する。なお、従来型のマルチシャンク型ヒーターは、Ｕ字ピース平面の全てが前記角度θ＝０°であった。
　本発明の実施形態に係るマルチシャンク型ヒーターは、前記ヒーター側から前記支持基体側へと向かう支持基体に対する法線方向を基準として、前記ヒーター側から前記支持基体側へと向かうＵ字ピースの平面方向の角度θを±１０°以上±６０°以下とすることが好ましい。前記角度θが±１０°未満であると、Ｕ字ピースの高密度化が不十分であり、一方、前記角度θが±６０°を超えると、ヒーターがワーク（被加熱部材）側に大きくせり出すため、実用的ではなく、またＵ字ピースの取り付けも困難となる。より好ましくは前記角度θが±４５°以下である。なお、前記角度θが±１０°以上±６０°以下であるＵ字ピースは、マルチシャンク型ヒーターの全部又は一部において、そのように配置されていればよいので、例えば、一部において、前記角度θ＝０°であっても構わない。
　また、本発明の実施形態は、マルチシャンク型ヒーターを構成するＵ字ピースのうち、前記角度θが±１０°以上±６０°以下であるＵ字ピースが３箇所以上存在することが好ましい。少なくとも３箇所以上であれば、Ｕ字ピースの高密度化によるエネルギー出力の向上が見込まれる。さらに、マルチシャンク型ヒーターの単位面積当たりのＵ字数を効率的に増加させるために、本発明の実施形態では、前記角度θが＋１０°以上＋６０°以下であるＵ字ピースと、前記角度θが－１０°以上－６０°以下であるＵ字ピースが、それぞれ１箇所以上存在することが好ましい。さらには、前記角度θが＋１０°以上＋６０°以下であるＵ字ピースと、前記角度θが－１０°以上－６０°以下であるＵ字ピースとが隣り合って連結したものが複数存在することが好ましい。
 本発明の実施形態に係るマルチシャンク型ヒーターは、加熱炉内部の天井や炉壁、その他別に設けられたボード等の、支持基体に取り付けられ、支持基体とヒーターとの間には、断熱材が配置される。支持基体は、耐火れんが、断熱れんが、セラミックファイバーボード、マイクロポーラスボード等からなり、その形状として、平面形状、スロープ（滑り台型）形状、曲面形状、円筒形状等があるが、いずれの形状のものであっても、本発明を適用することができる。また、断熱材としては、８００℃での熱伝導度が０．６Ｗ／ｍＫ以下である高温断熱材を使用することが好ましい。
 本実施形態に係るマルチシャンク型ヒーターは、二珪化モリブデン（ＭｏＳｉ２）を主成分とする他、他の材料成分からなるマルチシャンク型ヒーターに対しても本発明を適用することができる。
　以下、実施例及び比較例に基づいて説明する。なお、本実施例はあくまで一例であり、この例により何ら制限されるものではない。すなわち、本発明は特許請求の範囲によってのみ制限されるものであり、本発明に含まれる実施例以外の種々の変形を包含するものである。
（従来例）
 従来のマルチシャンク型ヒーターの断面図を図１に示す。各Ｕ字ピース（線径：φ４ｍｍ、ピッチ１６ｍｍ、シャンク高さ１５０ｍｍ）を、角度をつけずに（θ＝０°）溶接して直線配列したマルチシャンク型ヒーターである。これを支持基体２０に固定ピン３０で取り付けた後、端子４０を溶接した。このとき、横幅２８０ｍｍの支持基体に対して横幅２０８ｍｍのマルチシャンク型ヒーターを配置する場合、Ｕ字数は１３個が上限であり、発熱部の展開長（総長）は２０５１ｍｍであった。
（実施例１）
　実施例１のマルチシャンク型ヒーターの断面図を図２に示す。従来例と同様、横幅２８０ｍｍの支持基体に対して横幅２０８ｍｍのマルチシャンク型ヒーターを配置できるように各Ｕ字ピース（線径：φ４ｍｍ、ピッチ１６ｍｍ、シャンク高さ１５０ｍｍ）を角度θ＝±３１．６２°となるように傾けて溶接した。但し、ヒーターの左右両端の下向きＵ字のみ角度θ＝±１５．２０°に変えて溶接した。この場合、Ｕ字数は１５個となり、発熱部の展開長（総長）は２３５５ｍｍであった。ヒーターの出力は発熱部の総長に比例するため、参考例と比べて１５％程度の出力向上が見込まれる。
（実施例２）
　実施例２のマルチシャンク型ヒーターの断面図を図５に示す。従来例と同様、横幅２８０ｍｍの支持基体に対して横幅２０８ｍｍのマルチシャンク型ヒーターを配置できるように、各Ｕ字ピース（線径：φ４ｍｍ、ピッチ１６ｍｍ）を角度θ＝±３１°となるように傾け、また、中央に１箇所、角度をつけずに（θ＝０°）水平配置した部分を設けて溶接した。この場合、実施例１と同様、Ｕ字数は１５個となり、発熱部の展開長（総長）は２３５５ｍｍであり、従来例と比べて１５％程度の出力向上が見込まれる。
（実施例３）
　実施例３のマルチシャンク型ヒーターの断面図を図６に示す。従来例と同様、横幅２８０ｍｍの支持基体に対して横幅２０８ｍｍのマルチシャンク型ヒーターを配置できるように各Ｕ字ピース（線径：φ４ｍｍ、ピッチ１６ｍｍ、シャンク高さ１５０ｍｍ）を角度θ＝±２９．９３°となるように傾けて溶接した。この場合、実施例１と同様、Ｕ字数は１５個となり、発熱部の展開長（総長）は２３５５ｍｍであり、従来例と比べて１５％程度の出力向上が見込まれる。なお、図６の上図に示すように、右側端子部が左側端子部よりも出っ張ることになるため、左右で異なる長さ端子を用意する必要がある。
（実施例４）
　実施例４のマルチシャンク型ヒーターの断面図を図２に示す。従来例と同様、横幅２８０ｍｍの支持基体に対して横幅２０８ｍｍのマルチシャンク型ヒーターを配置できるように各Ｕ字ピース（線径：φ４ｍｍ、ピッチ１６ｍｍ、シャンク高さ１５０ｍｍ）を角度θ＝±３５．６６°となるように傾けて溶接した。この場合、Ｕ字数は１６個となり、発熱部の展開長（総長）は２５１６ｍｍであり、従来例と比べて２２．７％程度の出力向上が見込まれる。なお、右側の端子部の向きが上向きとなるため、場合によって断熱材への接触のおそれがあるが、これについては、必要に応じて、他の接触を回避する手段を用いることができる。
 本発明によれば、マルチシャンク型ヒーターにおける各Ｕ字ピース（発熱部）を高密度に配置することができるので、発熱部の総長を延長するが可能となり、エネルギー出力を大幅に向上することができる、という優れた効果を有する。本発明に係るマルチシャンク型ヒーターは、ガラスやセラミックスなどの焼成用ヒーターとして有用である。
　１０　ヒーター発熱部
　１１　Ｕ字ピース（上向きＵ字：黒色で示す）
　１２　Ｕ字ピース（下向きＵ字：白色で示す）
　２０　支持基体
　３０　固定ピン
　４０　端子
 ５０　シャンク高さ

Claims (6)

  1.  支持基体に取り付けられるマルチシャンク型ヒーターであって、前記ヒーター側から前記支持基体側へと向かう支持基体に対する法線方向を基準として、前記ヒーター側から前記支持基体側へと向かうＵ字ピースの平面方向の角度θが±１０°以上±６０°以下であるＵ字ピースが存在することを特徴とするマルチシャンク型ヒーター。
  2. 　前記ヒーターを構成するＵ字ピースのうち、前記角度が±１０°以上±６０°以下であるＵ字ピースが３箇所以上存在することを特徴とする請求項１記載のマルチシャンク型ヒーター。
  3.  前記角度θが＋１０°以上＋６０°以下であるＵ字ピースと、前記角度θが－１０°以上－６０°以下であるＵ字ピースとが、それぞれ少なくとも１箇所以上存在することを特徴とする請求項１又は２記載のマルチシャンク型ヒーター。
  4.  前記角度θが＋１０°以上＋６０°以下であるＵ字ピースと、前記角度θが－１０°以上－６０°以下であるＵ字ピースとが、隣り合って連結したものが複数存在することを特徴とする請求項３に記載のマルチシャンク型ヒーター。
  5. 　前記支持基体が、平板形状、多面形状、スロープ（滑り台型）形状、曲面形状又は円筒形状であることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のマルチシャンク型ヒーター。
  6. 　前記ヒーターが、ＭｏＳｉ２を主成分とすることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載のマルチシャンク型ヒーター。
     
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61113398U (ja) * 1975-05-01 1986-07-17
JPS6382932U (ja) * 1986-11-19 1988-05-31
JP2016531379A (ja) * 2013-06-14 2016-10-06 サンドビック株式会社 二珪化モリブデン系セラミックス発熱体保持構造

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4016403A (en) 1975-05-01 1977-04-05 National Element Inc. Electrical heating element
JP3020773B2 (ja) 1993-07-06 2000-03-15 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
JPH08143365A (ja) * 1994-11-15 1996-06-04 Riken Corp 二珪化モリブデンヒーター
JP3625589B2 (ja) * 1996-10-03 2005-03-02 芝浦メカトロニクス株式会社 マイクロ波加熱装置
JP2000252047A (ja) 1999-03-03 2000-09-14 Tokai Konetsu Kogyo Co Ltd 還元雰囲気用金属ヒーターおよび高還元雰囲気炉
JP4539895B2 (ja) * 2000-04-27 2010-09-08 日鉱金属株式会社 ＭｏＳｉ２を主成分とするヒーターの取付け方法
JP3876131B2 (ja) * 2001-04-27 2007-01-31 日鉱金属株式会社 ＭｏＳｉ２製弧状ヒーター並びにその製造方法及び装置
DE102016210159A1 (de) * 2016-06-08 2017-12-14 Mahle International Gmbh Rippenelement für einen Wärmeübertrager

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61113398U (ja) * 1975-05-01 1986-07-17
JPS6382932U (ja) * 1986-11-19 1988-05-31
JP2016531379A (ja) * 2013-06-14 2016-10-06 サンドビック株式会社 二珪化モリブデン系セラミックス発熱体保持構造

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