JPH01200588A - 面熱放射形電気抵抗発熱器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属発熱線を用いた電気抵抗発熱器に関する
ものであって、熱の利用効果を、著しく向上させたもの
である。

従来の発熱器の発熱体は、Ｃｏ１１状発熱体に見られる
ように、それは、体積的構造を有しているため、発熱体
よりの熱放射に、方向性が欠けているから、熱の利用効
果を向上させることが困難で、熱の無駄な消耗が多くな
るのである。

本発明は、発熱体を、面的楕遣にすることにより、その
熱放射に、方向性を与え得るので、熱の利用効果を著し
く向上させたものである。

従来の金属発熱線を用いた電気抵抗発熱器は、小型のも
のは、丸線をＣｏ１１状に巻いたものを、大型のものは
、帯線をジグザグ状に、平面的に、折返し曲げ加工した
ものを、発熱体とし、それを、それぞれの形状に応じな
、一部が開口している溝又は横孔を有する断熱耐火物の
支持体に装着したものである。

その例として、丸線を用いたＣｏ１１状発熱体を用いた
場合を示せば、第１図（断面図）及び第２図（正面図）
の通りである。

本発明の例として、熱放射面が半円形の場合で、丸線を
用いた発熱体の場合を、第３図（断面図）及第４図（正
面図）に、帯線を用いた発熱体の場合を、第５図（断面
図）、第６図（正面図）及第７図（俯轍図、第５図及第
６図をｘ−ｘ’線で切断したものを、矢印の方向から俯
轍したもの）に示しである。

第１図〜第７図において、発熱体のＣｏ１１半径（内径
）及び半円形熱放射面の半径（内径）を、ともに、Ｒと
し、丸線のときは、線径を２ｒとし、帯線（巾Ｗ厚さｔ
で示す）のときは、ｗＸｔ＝＝πｒ２を満足するように
、Ｗ及びｔの値をきめたのである。

各図の共通の記号番号は、１は発熱体、２は断熱耐火物
よりなる支持体、３は熱放射窓を示し、Ａは、供試発熱
器の厚さで、すべて等しい値である。

Ｏ１０′及び○〜は、それぞれ熱放射窓の開き寸法で、
下記の関係となるので、発熱体よりの、熱放射量も、こ
の関係式にしたがって行われることになる。

０′絢　０″＞　　Ｏ−−−−−−−−−＝　　ｆｌ）
Ｔ、Ｔ’及びＴ″は、定電流操作時の、支持体と接して
いる部分の発熱線の温度を示している。

電、Ｔ１′及びＴ１″は、定電流操作時の、発熱器の内
面温度（炉内温度と考えてもよい）を示している。

各断面図で、支持体部分に打点した部分は、発熱体周辺
の支持体の、同程度の高温度領域を示したものである。

各正面図で、発熱線に斜線を施した部分は、そこに発生
した熱量は、開口窓から、直接放射で、器外に放散され
ることを示したものである。この部分を、発熱体の直接
熱放射領域と称することにする。

以上に例示した発熱体に用いた、発熱線は同質で、断面
積も等しいから、単位長当りの電気抵抗等も等しくなる
ので、従来のＣｏ１１状発熱体及本発明の面熱放射形弁
熱体とも、内径Ｒ、ピッチＰに成形された発熱体は、単
位ピッチ当たりの電気抵抗値は等しいとして、記述を進
めることにする。

以上に述べたことにもとづいて、従来品と本発明品との
比較検討をすることにする。

先ず、直接熱放射のことから、述べることにする。

直接熱放射は、従来の、Ｃｏ１１状発熱＃−（第１図、
第２図参照）の場合は、正面の発熱面の約５０％程度の
面よりのもので、残部は、Ｃｏ１１自体及その周辺の支
持体の加熱の熱源となるので、それらのものの温度は、
発熱器内面の温度（炉温と考えてもよい）よりも、可成
り高くなるので、発熱線の損傷も促進されるのである。

本発明の面熱放射形弁熱体の場合は、それが、発熱面の
、約９０％程度の面よりのものとなり、従来品と発生熱
量が等しいのに、熱放射量が増加するから、発熱体の温
度は、従来品のときよりも低くなり、特に帯線の場合は
、熱放射量が、更に増加するから、炉温との差が更に小
さくなる。それを図中の温度記号で示せば、下記のよう
になる。

Ｔ＞Ｔ’＞Ｔ″　−−−−−−−−−−−−１２１即ち
、本発明品は、直接的熱放射量が、大であるから、同じ
電力で、炉の昇温時間が短縮されるとともに、発熱体の
温度が、より低い状態で運転されるので、発熱線の寿命
が長くなる。

次に、発熱器への熱の蓄積を考えて見る。

このことは、第１図と第３図とを比較すれば、容易に判
るように、Ｃｏ１１状発熱体の場合が、本発明の発熱体
に比して、支持体との接触面積が、２倍程度となるので
、その周辺に生ずる高温領域もそれに比例するばかりで
なく、前述したように、その温度もより高くなる筈であ
るから、蓄積熱量としては、約３倍程度になるものと考
えられる。

以上を、まとめれば、次の３点に要約出来る。

１）　本発明の発熱体は、熱の直接的熱放射量が大であ
る。

２）本発明の発熱体は、炉温との温度差が小さい。

３）　本発明の発熱体は、炉体の熱の蓄積量を少なくす
る。

この３点が、本発明の発熱体の基本となるもので、これ
を応用することによって、以下に述べるような実用的効
果が生ずるから、熱加工作業に寄与するところ大なるも
のと考えている。

ａ）　炉温の温度制御が、より正確にできる。

ｂ）　炉の昇温及冷却が、より迅速にできる。

Ｃ）　炉をより高温に保持し得る。

ｄ）　発熱線の寿命を、より長くする。

更に、本発明の発熱器は、第７図に示したように、発熱
体を構成する各線分が、２ｆで示した突出した障壁を介
して支持体中に、なかば収り込んで、各線分の位置が、
固定されているから、各線分間の短絡及び発熱体全体の
移動などを生ずることなく、高温での長期運転にも充分
堪えるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図及第２図は、Ｃｏ１１状発熱体を用いた従来形の
発熱器の１部の断面図及び正面図である。 第３図及び第４図は、丸線を用いたときの、本発明の発
熱器の１部の断面図及正面図である。 第５図及第６図は、帯線を用いたときの、本発明の発熱
器の１部の断面図及び正面図である。 第７図は、第５図のｘ−ｘ’線による断面の矢印方向よ
りの俯轍図である。 各図とも、１は発熱体、２は断熱耐火物よりなる支持体
、３は熱放射窓で、Ａは発熱器の厚さを示している。Ｒ
は、Ｃｏ１１の内径を、２ｒは丸線の径を、Ｗ及びｔは
、帯線の巾と厚みを示している。 ０、Ｏ′及びＯ″は、それぞれ熱放射窓の開き寸法を示
している。 第７図の２′は、支持体の１部が線分間に、突出してい
る状態を示している。 Ｔ、Ｔ’及Ｔ”は、定電流操作時の、支持体と接してい
る部分の発熱線の温度を示している。 Ｔ、　、Ｔ、’、及Ｔ１″は、定電流操作時の、発熱器
の内面温度（炉内温度と考えてもよい）を示している。 特許出願人　　　佐　藤　五　部 手続補正書（オ測 １　事件の表示　　昭和６３年特許願第０２５０２１号
２　発明の名称　　面熱放射形電気抵抗発熱器３　補正
をする者 事件との関係　　特許出願人 ４　補正命令の日付　　　昭和６３年４月２６日５補正
の対象　　全図面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属発熱線（丸線又は帯線）を、ジグザグ状に、
   同じ長さで、折返し曲げ加工をするに当り、線列（線列
   を構成する、折返し区間々の線の部分を、線分と呼ぶこ
   とにする）が、熱放射面と呼ぶ任意の形状の面、例えば
   、半円形面、半楕円形面、抛物線形面又はコの字形面な
   どの面上に、線分をほぼ等間隔に配列したものを、発熱
   体とした面熱放射形電気抵抗発熱器。
2. （２）（１）項に示した発熱体を、特許出願番号５９−
   ０９６０５３、５９−１０２３７６及び６１−１７０４
   ６１に示した、断熱耐火物よりなる支持体及びその装着
   要領によって、熱放射面が、凹面又は凸面になるように
   、且つ、熱放射面の線分が、半ば支持体中に篏り込み、
   半ば空中に露出するように、装着されている面熱放射形
   電気抵抗発熱器。