JP2000329475A - ヒータ炉 - Google Patents
ヒータ炉Info
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- JP2000329475A JP2000329475A JP11137964A JP13796499A JP2000329475A JP 2000329475 A JP2000329475 A JP 2000329475A JP 11137964 A JP11137964 A JP 11137964A JP 13796499 A JP13796499 A JP 13796499A JP 2000329475 A JP2000329475 A JP 2000329475A
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- heat insulating
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- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 9
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 7
- 238000002791 soaking Methods 0.000 abstract description 7
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
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Landscapes
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】均熱長が長く且つ熱効率が良く更に冷却効率が
良いヒータ炉を提供すること。 【解決手段】内部に被加熱物を入れる炉心管と、該炉心
管の外周から熱を印加できるヒータと、該ヒータの外側
に配設される断熱材と、該断熱材を冷却する冷却部とか
ら成るヒータ炉において、前記ヒータをサブヒータとメ
インヒータとに分割し、且つ該メインヒータの断面形状
を不均一にしたことにある。
良いヒータ炉を提供すること。 【解決手段】内部に被加熱物を入れる炉心管と、該炉心
管の外周から熱を印加できるヒータと、該ヒータの外側
に配設される断熱材と、該断熱材を冷却する冷却部とか
ら成るヒータ炉において、前記ヒータをサブヒータとメ
インヒータとに分割し、且つ該メインヒータの断面形状
を不均一にしたことにある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はヒータ炉、特に単一
電源を用いて円筒形状のヒータの中心部で被加熱物を加
熱するヒータ炉に関するものである。
電源を用いて円筒形状のヒータの中心部で被加熱物を加
熱するヒータ炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来のヒータ炉の断面図であ
る。単一電源を用いて円筒形状のヒータの中心部で被加
熱物を加熱するタイプである。３１は第一炉心管、３２
は第二炉心管、３３は上部断熱材、３４は側部第一断熱
材、３５は側部第二断熱材、３６は下部断熱材、３７は
ヒータ、３８は冷却部である。
る。単一電源を用いて円筒形状のヒータの中心部で被加
熱物を加熱するタイプである。３１は第一炉心管、３２
は第二炉心管、３３は上部断熱材、３４は側部第一断熱
材、３５は側部第二断熱材、３６は下部断熱材、３７は
ヒータ、３８は冷却部である。
【０００３】ヒータ３７は円筒形状であり、その内部に
円筒形状の第二炉心管３２が挿設され、更にその内部に
第一炉心管３１が挿設されている。ヒータ３７の側部に
は側部第一断熱材３４が挿着され、その外側に側部第二
断熱材３５が挿着されている。ヒータ３７の上部には上
部断熱材３３、下部には下部断熱材３６が配設されてい
る。上部断熱材３３と側部第二断熱材３５と下部断熱材
３６の周囲は冷却部３８で覆われており、その内部に冷
媒を流すことによりヒータ炉の外側が冷却できるように
構成されている。
円筒形状の第二炉心管３２が挿設され、更にその内部に
第一炉心管３１が挿設されている。ヒータ３７の側部に
は側部第一断熱材３４が挿着され、その外側に側部第二
断熱材３５が挿着されている。ヒータ３７の上部には上
部断熱材３３、下部には下部断熱材３６が配設されてい
る。上部断熱材３３と側部第二断熱材３５と下部断熱材
３６の周囲は冷却部３８で覆われており、その内部に冷
媒を流すことによりヒータ炉の外側が冷却できるように
構成されている。
【０００４】なお、ヒータ３７の電源は単一のものであ
り、ヒータを分割して各々電流、電圧、電力をコントロ
ールするタイプのものではない。ヒータ３７の材質はカ
ーボンであり、電圧を印加すると内部の電気抵抗により
発熱する。被加熱物は第一炉心管３１の内部に設置され
必要な熱量が加えられる。
り、ヒータを分割して各々電流、電圧、電力をコントロ
ールするタイプのものではない。ヒータ３７の材質はカ
ーボンであり、電圧を印加すると内部の電気抵抗により
発熱する。被加熱物は第一炉心管３１の内部に設置され
必要な熱量が加えられる。
【０００５】図５は、図４のヒータ炉の温度分布説明図
である。横軸に温度（℃）、縦軸に開口部からの距離
（mm）を示す。開口部とは第一炉心管３１の上部を指
す。ヒータ３７の中心付近で最大温度約１１５０℃を達
成している。
である。横軸に温度（℃）、縦軸に開口部からの距離
（mm）を示す。開口部とは第一炉心管３１の上部を指
す。ヒータ３７の中心付近で最大温度約１１５０℃を達
成している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のヒータ炉には以
下の問題点があった。
下の問題点があった。
【０００７】（１）開口部からヒータ３７の中心にかけ
て温度勾配が急であり均熱長が短い。均熱長とは、略一
定温度と見なせる範囲を表し、均熱長が短い程使い難い
ヒータ炉となる。
て温度勾配が急であり均熱長が短い。均熱長とは、略一
定温度と見なせる範囲を表し、均熱長が短い程使い難い
ヒータ炉となる。
【０００８】（２）保温・昇温時には第一炉心管３１内
部より熱の放射が多く、設定温度に到達するのに長時間
を要する。
部より熱の放射が多く、設定温度に到達するのに長時間
を要する。
【０００９】（３）ヒータ３７の表面粗度が第二炉心管
３２側と側部第一断熱材３４側で略同一のため、側部第
一断熱材３４側での熱の放射が多く熱効率が悪い。
３２側と側部第一断熱材３４側で略同一のため、側部第
一断熱材３４側での熱の放射が多く熱効率が悪い。
【００１０】（４）冷却部３８に冷媒を流す場合、冷却
部３８全体に流す方式のため冷却効率が悪い。
部３８全体に流す方式のため冷却効率が悪い。
【００１１】従って本発明の目的は、前記した従来技術
の欠点を解消し、均熱長が長く且つ熱効率が良く更に冷
却効率が良いヒータ炉を提供することにある。
の欠点を解消し、均熱長が長く且つ熱効率が良く更に冷
却効率が良いヒータ炉を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を実
現するため、内部に被加熱物を入れる炉心管と、該炉心
管の外周から熱を印加できるヒータと、該ヒータの外側
に配設される断熱材と、該断熱材を冷却する冷却部とか
ら成るヒータ炉において、前記ヒータをサブヒータとメ
インヒータとに分割し、且つ該メインヒータの断面形状
を不均一にした。
現するため、内部に被加熱物を入れる炉心管と、該炉心
管の外周から熱を印加できるヒータと、該ヒータの外側
に配設される断熱材と、該断熱材を冷却する冷却部とか
ら成るヒータ炉において、前記ヒータをサブヒータとメ
インヒータとに分割し、且つ該メインヒータの断面形状
を不均一にした。
【００１３】メインヒータの断面形状は温度が高い所は
厚く、且つ温度が低い所は薄くなるように階段状に構成
した。
厚く、且つ温度が低い所は薄くなるように階段状に構成
した。
【００１４】更に、メインヒータはその表面粗度を前記
炉心管側では粗く且つ前記断熱材側では細かくした。
炉心管側では粗く且つ前記断熱材側では細かくした。
【００１５】サブヒータは保温・昇温時には電流を流さ
ずに断熱材として使用した。
ずに断熱材として使用した。
【００１６】冷却部は前記断熱材の外周に巻かれたパイ
プと該パイプの中を流れる冷媒とから構成し、且つ該冷
媒は温度の低い所から高い所に順に流れるようにした。
プと該パイプの中を流れる冷媒とから構成し、且つ該冷
媒は温度の低い所から高い所に順に流れるようにした。
【００１７】炉心管は保温・昇温時にはその内部に断熱
材を充填した。
材を充填した。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明のヒータ炉の一実
施例を示した断面図である。１は第一炉心管、２は第二
炉心管、３は上部断熱材、４は側部第一断熱材、５は側
部第二断熱材、６は下部断熱材、７はサブヒータ、８は
メインヒータ、９は絶縁体、１０は冷却部、１１は中心
部充填断熱材である。図２は、図１のサブヒータ７とメ
インヒータ８の詳細断面図である。
施例を示した断面図である。１は第一炉心管、２は第二
炉心管、３は上部断熱材、４は側部第一断熱材、５は側
部第二断熱材、６は下部断熱材、７はサブヒータ、８は
メインヒータ、９は絶縁体、１０は冷却部、１１は中心
部充填断熱材である。図２は、図１のサブヒータ７とメ
インヒータ８の詳細断面図である。
【００１９】メインヒータ８の内部に絶縁体９を介して
サブヒータ７が挿設されている。その内部に円筒形状の
第二炉心管２が挿設され、更にその内部に円筒形状の第
一炉心管１が挿設されている。メインヒータ８の側部に
は側部第一断熱材４が挿着され、その外側に側部第二断
熱材５が挿着されている。サブヒータ７とメインヒータ
８の上部には上部断熱材３、下部には下部断熱材６が配
設されている。上部断熱材３と側部第二断熱材５と下部
断熱材６の周囲は冷却部１０で覆われており、その内部
に冷媒を流すことによりヒータ炉の外側が冷却できるよ
うに構成されている。
サブヒータ７が挿設されている。その内部に円筒形状の
第二炉心管２が挿設され、更にその内部に円筒形状の第
一炉心管１が挿設されている。メインヒータ８の側部に
は側部第一断熱材４が挿着され、その外側に側部第二断
熱材５が挿着されている。サブヒータ７とメインヒータ
８の上部には上部断熱材３、下部には下部断熱材６が配
設されている。上部断熱材３と側部第二断熱材５と下部
断熱材６の周囲は冷却部１０で覆われており、その内部
に冷媒を流すことによりヒータ炉の外側が冷却できるよ
うに構成されている。
【００２０】メインヒータ８は温度分布に合わせて、温
度が高い所は熱容量を大きくするために断面積を大き
く、温度の低い所は熱容量を小さくするために断面積を
小さくしているのが特徴である。これは、円筒形状のカ
ーボンの外周を階段状に成形することにより構成するこ
とができる。また、メインヒータ８の外周と上部及び下
部は表面粗度を細かくし、且つ中心側（内側）は粗くし
ておき、熱が側部第一断熱材４側に放射しないようにし
ている。このように構成することで熱効率を向上するこ
とができる。
度が高い所は熱容量を大きくするために断面積を大き
く、温度の低い所は熱容量を小さくするために断面積を
小さくしているのが特徴である。これは、円筒形状のカ
ーボンの外周を階段状に成形することにより構成するこ
とができる。また、メインヒータ８の外周と上部及び下
部は表面粗度を細かくし、且つ中心側（内側）は粗くし
ておき、熱が側部第一断熱材４側に放射しないようにし
ている。このように構成することで熱効率を向上するこ
とができる。
【００２１】サブヒータ７は円筒形状である。そして、
このサブヒータ７は保温・昇温時には断熱材として使用
する。すなわち電流は流さない。しかし、ヒータ炉が設
定温度に到達して被加熱物を加熱する際には、サブヒー
タ７にも電流を流し被加熱物を加熱することに寄与す
る。外側及び内側の表面粗度については特に拘らず、同
じ表面粗度を有している。
このサブヒータ７は保温・昇温時には断熱材として使用
する。すなわち電流は流さない。しかし、ヒータ炉が設
定温度に到達して被加熱物を加熱する際には、サブヒー
タ７にも電流を流し被加熱物を加熱することに寄与す
る。外側及び内側の表面粗度については特に拘らず、同
じ表面粗度を有している。
【００２２】冷却部１０は側部第二断熱材５の上からラ
セン状にパイプを巻き、そのパイプの内部を冷媒が流れ
るように構成した。冷媒の流し方は、温度の低い部分か
ら高い部分に流れるように、すなわちヒータ炉の下部か
ら上部へそして中心部へと流れるようにした。このよう
に冷媒を流すことでヒータ炉の外周を効率良く冷却する
ことができた。なお、ヒータ炉の保温・昇温時には第一
炉心管１の内部に中心部充填断熱材１１を充填すること
で設定温度に迅速に到達することが可能になる。
セン状にパイプを巻き、そのパイプの内部を冷媒が流れ
るように構成した。冷媒の流し方は、温度の低い部分か
ら高い部分に流れるように、すなわちヒータ炉の下部か
ら上部へそして中心部へと流れるようにした。このよう
に冷媒を流すことでヒータ炉の外周を効率良く冷却する
ことができた。なお、ヒータ炉の保温・昇温時には第一
炉心管１の内部に中心部充填断熱材１１を充填すること
で設定温度に迅速に到達することが可能になる。
【００２３】図３は、図１のヒータ炉の温度分布説明図
である。横軸は温度（℃）、縦軸は開口部からの距離
（mm）である。開口部とは第一炉心管１の上部を指す。
メインヒータ８の中心付近で最大温度約１１５０℃を達
成しており、１０００℃以上の範囲（均熱長）は従来の
３３０mmから３８０mmと長くすることができた。
である。横軸は温度（℃）、縦軸は開口部からの距離
（mm）である。開口部とは第一炉心管１の上部を指す。
メインヒータ８の中心付近で最大温度約１１５０℃を達
成しており、１０００℃以上の範囲（均熱長）は従来の
３３０mmから３８０mmと長くすることができた。
【００２４】なお、本発明で開示した技術は縦型のヒー
タ炉に限らず、横型や斜め置き型のヒータ炉についても
適用が可能である。
タ炉に限らず、横型や斜め置き型のヒータ炉についても
適用が可能である。
【００２５】
【発明の効果】本発明のヒータ炉はヒータの断面形状を
階段状にし、且つ外周の表面粗度を細かくしたので、均
熱長が長く且つ熱効率が良く更に冷却効率が良いヒータ
炉を提供することができる。
階段状にし、且つ外周の表面粗度を細かくしたので、均
熱長が長く且つ熱効率が良く更に冷却効率が良いヒータ
炉を提供することができる。
【図１】本発明のヒータ炉の一実施例を示した断面図で
ある。
ある。
【図２】図１のサブヒータとメインヒータの詳細断面図
である。
である。
【図３】図１のヒータ炉の温度分布説明図である。
【図４】従来のヒータ炉の断面図である。
【図５】図４のヒータ炉の温度分布説明図である。
１ 第一炉心管 ２ 第二炉心管 ３ 上部断熱材 ４ 側部第一断熱材 ５ 側部第二断熱材 ６ 下部断熱材 ７ サブヒータ ８ メインヒータ ９ 絶縁体 １０ 冷却部 １１ 中心部充填断熱材 ３１ 第一炉心管 ３２ 第二炉心管 ３３ 上部断熱材 ３４ 側部第一断熱材 ３５ 側部第二断熱材 ３６ 下部断熱材 ３７ ヒータ ３８ 冷却部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０５Ｂ 3/62 Ｈ０５Ｂ 3/62
Claims (6)
- 【請求項１】内部に被加熱物を入れる炉心管と、該炉心
管の外周から熱を印加できるヒータと、該ヒータの外側
に配設される断熱材と、該断熱材を冷却する冷却部とか
ら成るヒータ炉において、前記ヒータをサブヒータとメ
インヒータとに分割し、且つ該メインヒータの断面形状
を不均一に構成して成ることを特徴とするヒータ炉。 - 【請求項２】メインヒータの断面形状は温度が高い所は
厚く、且つ温度が低い所は薄くなるように階段状に構成
して成ることを特徴とする請求項１記載のヒータ炉。 - 【請求項３】メインヒータは、その表面粗度を前記炉心
管側では粗く、且つ前記断熱材側では細かくしたことを
特徴とする請求項１及び２記載のヒータ炉。 - 【請求項４】サブヒータは、保温・昇温時には電流を流
さずに断熱材として使用するように構成して成ることを
特徴とする請求項１記載のヒータ炉。 - 【請求項５】冷却部は、前記断熱材の外周に巻かれたパ
イプと該パイプの中を流れる冷媒とから構成し、且つ該
冷媒は温度の低い所から高い所に順に流れるように構成
して成ることを特徴とする請求項１記載のヒータ炉。 - 【請求項６】炉心管は、保温・昇温時にはその内部に断
熱材を充填するように構成して成ることを特徴とする請
求項１記載のヒータ炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11137964A JP2000329475A (ja) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | ヒータ炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11137964A JP2000329475A (ja) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | ヒータ炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000329475A true JP2000329475A (ja) | 2000-11-30 |
Family
ID=15210856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11137964A Pending JP2000329475A (ja) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | ヒータ炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000329475A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007003129A (ja) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Kanto Yakin Kogyo Co Ltd | 熱処理炉用カーボンヒーター |
| WO2010113265A1 (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | 電気化学工業株式会社 | 反応炉 |
| JP2013098227A (ja) * | 2011-10-28 | 2013-05-20 | Toshiba Corp | 超伝導コイルの加熱処理装置及び加熱処理方法 |
-
1999
- 1999-05-19 JP JP11137964A patent/JP2000329475A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007003129A (ja) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Kanto Yakin Kogyo Co Ltd | 熱処理炉用カーボンヒーター |
| WO2010113265A1 (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | 電気化学工業株式会社 | 反応炉 |
| JP2013098227A (ja) * | 2011-10-28 | 2013-05-20 | Toshiba Corp | 超伝導コイルの加熱処理装置及び加熱処理方法 |
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