JPH0362490A

JPH0362490A - 発熱装置

Info

Publication number: JPH0362490A
Application number: JP19676189A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Hanawa; 塙　仁志; Takashi Misawa; 三沢　隆
Original assignee: HANAWA NETSUDEN KINZOKU KK
Current assignee: HANAWA NETSUDEN KINZOKU KK
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1989-07-31
Publication date: 1991-03-18

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】［産業上の利用分野］本発明は電気炉等において使用する発熱装置に関し、特
に電気炉等の小型化を可能ならしめるコンパクトな構成
の発熱装置に関する。

［従来の技術］従来、電気炉などのように、電気エネルギを熱エネルギ
に変換して加熱を行なう発熱装置においては、発熱体と
して■ニクロム線、カンタル線など、■炭化けい素など
、■炭素系のカーボン、グラファイトなどを材料として
用いていた。

［発明か解決しようとする課題］上記発熱体のうちのニクロム線、カンタル線等からなる
発熱体は、柔軟かつ変形しやすいので、発熱体を任意の
形状に形成できるという利点かあるものの、その反面、
柔軟かつ変形しやすいが故に１発熱体を碍子などで支持
する必要かあった。

また、■炭化けい素等からなる発熱体は、通常棒状ヒー
タとして用いられるが、比較的重いため、棒状ヒータの
両端をスリーブなどで支持する必要があった。

さらに、■炭素系のカーボン、グラファイトなどの材料
は、もろい性質を有するために、発熱体を薄く形成する
とこわれやすく、逆に厚く形成すると重量が大きくなる
ので、台座等のなんらかの支持手段を設ける必要があっ
た。また、発熱体を厚く形成すると、炭素系発熱体の内
部に温度差を生じ、長時間使用していると自己崩壊する
ことかあった。

そして、上述のように■〜■のいずれの発熱体も、なん
らかの支持手段によって支持されているため、支持手段
を介する熱伝導により熱が逃げてしまい、電力のロスを
生じ経済効率を低下させるとともに、発熱にむらを生じ
て試料に悪影響を与えるという問題があった。

さらにまた１発熱体の支持手段を炉体に取り付ける必要
上、及び支持手段を介して逃げた熱の遮断、冷却を行な
う必要上、炉体の構造が複雑かつ大型化するという問題
があった。

このように、上述した発熱体を用いた従来の発熱装置に
は、種々の問題があった。

本発明は上記の問題点にかんがみてなされたもので、構
造が簡単で支持手段を必要としない発熱体を備えた発熱
装置の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明の発熱装置は、上記目的を遠戚するため、炭素繊
維強化炭素複合材料によって形威した発熱体と、この発
熱体と接続して給電を行なう電極部材とからなり、かつ
上記発熱体を上記電極部材のみで支持する構成としであ
る。

［作用］このように構成した本発明の発熱装置によれば、発熱体
か軽量でしかも機械的強度も大きいことから、電極との
接合のみで自立でき、支持手段を必要としない。

［実施例］以下、本発明の発熱装置の一実施例について、図面を参
照しつつ説明する。

第１図は実施例発熱装置の分解正面図、第２図は発熱体
の上面図、第３図は電極の側面図、第４図は本発熱装置
を用いた電気炉の断面図を示す。

図面において、ｌＯＯは発熱体であり、炭素繊維強化炭
素複合材料ＣＣ／Ｃコンポジット：以下、Ｃ／Ｃ材と称
す、）を用いている。この発熱体１００は、Ｃ／Ｃ材に
スリットを切込んで矩形波状にするとともに、全体を筒
状にしてヒータ部１０１を形成し、かつＣ／Ｃ材の末端
を電極部材２００の接合する端子１０２として形威しで
ある。端子１０２はヒータ部１０１より太い幅にしであ
る。

端子部１０２をヒータ部１０１より太くすると、端子部
１０２における電気抵抗が小さくなって自己発熱量が少
なくなるとともに、放熱面積が広くなり温度の上昇を防
止する。

Ｃ７Ｃ材は、すべてが炭素なので、炭素材料の利点であ
る軽量性、耐熱性及び熱・電気の伝達性か十分に活かさ
れている上に、炭素ｍｒａで強化したことによって、弾
性と機械的強度が向上し、特に、高温においては、鋼に
比べてもはるかに強い性質を有している。したがって、
Ｃ／Ｃ材によって形成した発熱体１００も、これらの優
れた性質をすべて有することになり、発熱体そのものを
きわめて薄く（例えば、１厘−厚）形成できる。また。

発熱体１００を薄くすることにより、て重量もきわめて
軽く（例えば、５０ｇ）できる。

電極部材２００は１発熱体１００のそれぞれの端子１０
２と接続して発熱体１０１のヒータ１０２に給電を行な
うものである（第１図及び第４図では一方の電極のみ図
示しである。）、この電極部材２００は、接合部２０１
の下部に浅い溝２０２を設けた側面はぼ十手形をした形
状としである。この溝２０２は発熱体１００の端子１０
２の厚みより僅かに大きい幅としである。

したがって１発熱体１００と電極部材２００を接合する
ときは、電極部材２００の接合部２０１の溝２０２に発
熱体１００の端子１０２を係合させることにより端子１
０２と接合部２０１の位置決めと仮止めを行なうことが
できる。これによって、発熱体１００の電極部材２００
への接合作業が容易となる。

１０３は発熱体１００の端子１０２に設けたボルト孔、
２０３は電極部材２００の接合部２０１に設けたボルト
孔であり、これらボルト孔１０３．２０３に図示せざる
ボルトを貫入し締め付けるよことによって発熱体１００
を電極部材２００へ固着する。

発熱体１０６は、−この電極部材２００との接合のみに
よって支持される。

次に、上記実施例発熱装置を用いた電気炉について、第
４図を参照して説明する。

同図において、例えばステンレス製の円形状をしたベー
スプレートｌか複数の支持柱２によって支えられている
。

このベースプレートｌのほぼ中央には、熱電対を内蔵し
た検温装置３か固定して取り付けられてる。検温装置３
の上端には、試料台４が固定して取り付けらており、そ
の試料台４の上に試料５、例えば鉄鋼、セラミックス、
プラスチックス。

ガラスが蔵置されている。

試料５のまわりには上述した発熱体１００が配設されて
いる。この発熱体ｌＯＯのそれぞれの端子１０２，１０
２と接合する電極部材Ｚｏｏは。

上記ベースプレートｌの中央から外れた位置に固定され
ている。この電極部材２００に発熱体１００が接合され
ている。以上のように１発熱体１００は電極部材２０を
介してのみベースプレートｌ上に支持されている。

ベースプレートｌの中央から外れた所に支柱６か固定さ
れており、その支柱６の上端に遮熱基板７が固定されて
いる。支柱６は図では便宜上、１本のみを示しであるが
、実際は、遮熱基板７を確実に支持するために複数本設
けられている。

遮熱基板７には、遮熱板８が嵌め込まれている。遮熱板
８は、３個の筒状部材（下端が開放で上端は閉じられて
いる）を重ね合わせることによって形成されている。こ
れらの筒状部材、発熱体１００と同様に、Ｃ７Ｃ材によ
って形成されている。この遮熱板８は、発熱体１００を
覆っており、発熱体ｌＯＯから放出された熱がさらに外
部へ放出されるのを防止して、熱効率を高める働きをす
る。

遮熱基板７には、上記の遮熱板８以外に、その遮熱板８
を覆うように断熱ケース９が取り付けられている。この
断熱ケース９によって、より一層の熱効率の向上を図っ
ている。

また、ベースプレートｌの上方であって断熱ケース１６
の外側に、アルミニウム等の金属で作られた内部シェル
ｌＯが配置されている。この内部シェルｌＯは内部を真
空にするためのものである。

ベースプレートｌの右部には排気ダクト１１が取り付け
られており、このダクトには真空ポンプ（図示せず）が
連結されている。内部シェル１０をベースプレートｌの
上に載せた状態で、上記の真空ポンプを作動させると、
内部シェル１０の内の空気か吸引されてその内部が真空
となる。

内部シェル１０とベースプレートｌとの連結面は、図示
の通り、図の下方へ向って広がってゆく状態の傾斜面と
なっている。排気ダクト１１を介して空気か抜かれてゆ
くと、大気圧によって内部シェル１７がベースプレート
ｌに押し付けられる。

内部シェル１０の外側に内筒状の外側ケース１２が配設
されている。この外側ケース１２は、ベースプレートｌ
のさらに下方まで伸びていて、その底面部分に送風ファ
ン１３を備えている。

送風ファン１３が作動すると、内部シェル１０と外側ケ
ース１２との間の隙間に空気か流れ、内部シェル１０及
び外側ケース１２の両者か冷却される。

上記構成から明らかなように、本発熱装置においては、
発熱体１００を内部シェル（炉体）１０に支持させる手
段を設けていない、したがって、支持手段を内部シェル
１０に固着するための手段及び、支持手段を介して逃げ
る熱の遮熱部材を設ける必要かなくなり、電気炉の構造
か簡単かつ小型となる。また、これにともない電気炉の
組立作業、保守等も容易になる。

なお、上記実施例発熱装置においては、発熱体の形状を
、Ｃ／Ｃ材にスリット切り込んでを矩形波状にするとと
もに、全体を円筒形状とした場合について説明したが、
発熱体の形状はこれに限定されるものではなく、円板状
や多面状等、Ｃ／Ｃ材を用いて加工できる形状であれば
、種々形状のものを含む。

また、この発熱装置を利用できる装置９機器等は、上記
電気炉に限定されないことも勿論である。

［発明の効果］以上のように本発明の発熱装置は１発熱体を、この発熱
体に給電を行なう電極のみで支持しているので、電力の
ロスがなくて経済効率の高い、均一な発熱を行なうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例発熱装置の分解正面図、第２図は発熱体
の上面図、第３図は電極の側面図、第４図は本発熱装置
を用いた電気炉の断面図を示す。Ｚｏｏ：発熱体　　　１０１：ヒータ部１０２：端子　
　　　２００　：電極２０１：接合部　　　２０２：溝

Claims

【特許請求の範囲】

炭素繊維強化炭素複合材料によって形成した発熱体と、
この発熱体と接続して給電を行なう電極部材とからなり
、かつ上記発熱体を上記電極部材のみで支持することを
特徴とした発熱装置。