JPH0250079A - 高温加熱炉 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、炭素又は黒鉛質の発熱体を設けた高温加熱炉
に関するもので、更に詳細には該発熱体の端子部からの
放熱量を減少させる省エネルギー対策にかかる発明であ
る。

（ロ）従来技術 従来の高温加熱炉を添付図により詳細に説明すると、第
１図は３０００℃まで昇温できる高温加熱炉で、図の上
半分Ｂ部は従来からの黒鉛質の発熱体で、発熱部５は電
気抵抗を大きくするために径を小さくし、端子柄部６は
径を小さくすることで電気抵抗を低くして発熱を抑えて
いる。

通常。上記発熱部５は断面積を小さくするために中空管
とするが、黒鉛の固有の強度からして、上記発熱部５の
径はあまりに小さくすることはできない、このため、発
熱体の加熱は低電圧・大電流方式となる。これは、高電
圧・小電流方式と比較して、トランスの巻線や導線の径
が大きくなるなどの不利がある。特に大きい損失は、炉
外への熱放散である。

第１図Ｂ部で示しまた前述した通り、端子柄部６は発熱
を小さくするため、径を大きくして電気抵抗を小さくし
ている。端子柄部６の発熱部５との接合部は加熱室２に
さらされているので、発熱部５からの伝熱と加熱室２か
らの放射により高温となる。この熱は端子部６を通り、
炉外に放出される。

ところで、導線接続用の金属端子７は通常水冷されてい
るので、この端子柄部６は炉内温度（例えば、２６００
℃）から端子部７の温度（例えば８０℃）に渡る大きな
温度傾斜にさらされる。

端子柄部６以外にも、端子保護パイプ８も黒鉛質で端子
と同様に炉内の熱を炉外へ放熱する。放熱量はこれらの
熱伝導度と温度傾斜度と熱伝導面積に比例する。即ち、
端子柄部６の径（断面積）に比例する。

従来型の発熱体の炉外への放熱量は、このようにして極
めて大きいことが大きな問題であり、その解決が求めら
れて来た。

（ハ）発明の開示と実施例 本発明においては、第１図にＡにより示される部分の如
く、発熱部５′と端子柄部６′の径が従来と比較して小
さい。

本発明では、発熱部５′を炭素繊維強化炭素で作ること
により、従来の黒鉛の数倍の強度を持つ中空管の発熱部
５′を作ることが可能となり、従来型と比較して中空管
の厚さを薄くできるのである。このため、電気抵抗が高
くなり、電圧は高く電流は小さくなる。

以下の実施例により、本発明と従来からの黒鉛発熱体と
を比較して説明する。

従来型の発熱体の発熱部５と端子柄部６の断面積を、そ
れぞれ４２４ｍｍ”（外径３２■、内径２２　ａｍ）　
、　２３７５．８ｍｍ”　　（外径５５ｍｍ）とＬ？、
とき、発熱部５と端子柄部６の断面積の比はｔ　：　５
．ｅである。

これに対して、本発明では発熱体に炭素繊維強化炭素を
使用したので、上記の如く発熱体の径を小さくすること
ができる。この実施例では、炭素Ｉａｍ強化炭素により
発熱体の発熱部５′と端子柄部６′の断面積を、それぞ
れＩＥ１８．５１ｍ２（外径３２ｍｍ、内径２８■）と
ＩＱ５７．８ｍｍｚ（外径３８．７ｍｓ＋）とした、こ
の断面積の比は、従来型とほぼ等しい１７５．６１であ
る。

この実施例での端子柄部からの放熱は、単純に比較する
と、それぞれの断面積（径）に比例する。

従って、従来型の端子柄部と本発明の端子柄部の断面積
は、それぞれ２３７５．８鳳膳２と１０５７．８ｍ層２
であるから、その比は２．２４８　　：　１であり、５
５．４８％の放熱量が減少することとなる。

なお、図中１は水冷された炉殻、３は断熱材、４は炉内
壁を示すものである。

（ニ）発明の効果 本発明による高温加熱炉は、従来型の黒鉛質又は炭素質
の発熱体を炭素繊維強化炭素又は黒鉛で・製作すること
により、上述したように放熱量が５５％以上節減できる
のである。

ま・た、図に示す端子保護パイプ８．８′も黒鉛質で製
作されているので、これも炭素ｔａｔａ強化炭素で製作
することで厚さを繕とすることができ、放熱量が更に節
減される効果がある。

さらに、本発明によれば炭素金具７′　、導線。

トランスの二次巻線も小さくできるなど、多くの附随的
な効果を得ることもできるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は高温加熱炉の断面図で、図中Ａは本発明になる
発熱体を、またＢは従来の発熱体を比例寸法的に示すも
のである。 符号説明 ｌ−水冷炉殻　２−加熱室　３−断熱材４−炉内壁　５
．５′−発熱部 ６．６′一端子柄部 ７．７′−金属端子 ８．８′−黒鉛パイプ 特　　許　　出　　願　　人 関東冶金工業株式会社 手 続 補 正　書（自発） 昭和６３年　９月 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 ５日 ２、発明の名称 高温加熱炉 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名称関東冶金工業株式会社 ４、代理人 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ６、補正の内容 （１）明細書ＩＰ１９行目に「端子柄部６は径を小さく
すること」とあるを「端子柄部６は径を大きくすること
」と補正する。 −１：５．６１である。」の文章を下記のように補正す
る。 記 「　これに対して、本発明では発熱体に炭素繊維強化炭
素を使用したので、上記の如く発熱体の径を小さくする
ことができる。この実施例では、炭素繊維強化炭素を発
熱体としたので、その発熱部５′の断面積を減少するこ
とができて、１８８．５１１Ｉ１１２（外径３２＋ｓｍ
、内径２８１ｍ）とした、このときの端子柄部６′の断
面積は、従来例との放熱量の比較が容易に行なわれるよ
うに、前記した従来例の発熱部５と端子柄部６の断面積
の比（ｌ：５．６）にならって１０５７．８ｍｍ２（外
径３［１，７ｓ量）とした。この断面積の比は、従来型
とほぼ等しいｌ：５．６１である。　　　　　　　　　
　　　　　　　　」（３）明細書４Ｐ１９行目の「放熱
量が減少することとなる。」の次に下記の文章を挿入す
る。 記 「　また、本発明になる発熱部５′の加熱（２０００℃
付近で１６〜１８　Ｗ／ｃｍ２）は従来品に比して以下
の通りに高電圧・小電流方式となる。 １）従来品　：外形３２層ｍ−内径２２ｍ＋＊　（長さ
１ｍとして）、断面積４２舖腸２．抵抗０．０１８Ω、
１６ＫＷとして ２）本発明品：外形３２ｍｍ・内径２８１層（長さｉｎ
として）、断面積１８８．５　ｔａ層２　、抵抗０．０
４Ω、１６ＫＷとして 電力Ｐ　（Ｗ）　＝　Ｉ２　　（Ａ）　ＸＲ（ＩＱ）−
、ｘ＝ｆｉ宸Ｔ １）は　Ｉ　曹　＝Ｘ”““１１“ｅ”ｏｏｏ゛°“／
７“ｏ　°［］“ｏ”１８　　＝９４２．８　　Ａ２）
はＩ　！　＝　ｉ　＝　８３２．５　Ａ電圧Ｅ　（Ｖ）
　＝Ｉ　（Ａ）　ＸＲ（Ω）１）はＥ、　＝９４２．８
　Ｘｏ、０１８　＝１７．０　（Ｖ）２）はＥ２＝８３
２．５　Ｘｏ、０４　　＝２５．３　（Ｖ）従って、１
６ＫＷで加熱するときは、従来品は電圧１７．０ボルト
で電流９４２．８アンペアで低電圧・大電流方式であり
、−力水発明品は電圧２５．３ボルトで電流６３２．５
アンペアで高電圧・小電流方式となる。　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　」（４）明細書５Ｆ４〜
５行目に「炭素繊維強化炭素又は黒鉛で・製作すること
により、」とあるを「炭素繊維強化炭素で製作すること
により、」と補正する。 （５）明細書５Ｐ１１行目にｒ本発明によれば炭素金具
７′」とあるを「本発明によれば発熱体の加熱は高電圧
・小電流方式となるので、炭素金具７′」と補正する。 以　　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炭素又は黒鉛質の発熱体を設けた高温加熱炉であって、
   該発熱体が炭素繊維で強化されてなることを特徴とする
   高温加熱炉。