JPH0362491A - 発熱装置 - 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】 ［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、電気エネルギを熱エネルギに変換して加熱を行な
う電気炉等において使用する発熱装置は、炉体側に支持
されるのが一般的であった。

これは発熱装置における発熱体が、カーボン。

タラファイト等の炭素あるいは炭化けい素糸の材料によ
って形成されており、比較的大重量になったり、もろか
ったりするため、発熱体を、炉体等に支持手段を介して
堅固に支持、固定しなければならないからであった。

このように従来の発熱＃置は比較的重く、しかももろい
ため、しっかりした構築物、すなわち炉体側に支持させ
なければならない必然性があった。

また１発熱体を支持手段によって支持す名と。

この支持手段を介して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１発熱
にむらを生して試料に悪影響を与えることから、支持手
段を介する熱の伝導を防止するため、種々の遮熱対策を
とる必要がある。この場合、炉体側のように大きなスペ
ースを有したものてないと、遮熱材の充填等の遮熱対策
を有効に施すことができなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 上述のように、従来の電気炉等における発熱装置は１発
熱体の重い、もろいといった性質に起因して、支持手段
を介し炉体等に取り付けなければならなかった。

このため、発熱装置を用いる電気炉等の設計。

製作に際し種々の制約を生じるとともに、電気炉等の小
型化、軽量化を図ることか困難であった。

本発明は上述した問題点にかんがみてなされたもので１
発熱装置自体の軽量、小型化は勿論のこと、この発熱装
置を用いる電気炉の軽量、小型化及び設計製作時の自由
度を高めることのできる発熱装置の提供を目的とする。

［課題の解決手段］ 本発明の発熱装置は上記目的を遠戚するため、電気炉等
のベースプレートに炭素ｍ維強化炭素複合材料からなる
発熱体を取り付ける構成としである。

また、必要に応じて、上記ベースプレートに発熱体とと
もに試料台を取り付けた構成としである。

［作用］ このように構成した本発明の発熱装置によれば、電気炉
等の蓋側に発熱体（及び試料台）を取り付けたコンパク
トな構造となる。

［実施例］ 以下、本発明発熱装置の実施例について図面を参照しつ
つ説明する。

第１図は第一実施例発熱装置の正面図、第２図は第二実
施例発熱装置の正面図、第３図は発熱体の端子と電極部
材の接合部の拡大側面図、第４図は第二実施例発熱装置
を用いた電気炉の断面図を示す。

第１図において、１０は発熱体であり、炭素繊維強化炭
素複合材料（Ｃ／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１０は、Ｃ７Ｃ材にス
リットを切り込んて矩形波状とするとともに、全体を筒
状のヒータ部１１に形成し、かつＣ／Ｃ材の末端を電極
部材２０の接合する端子１２としである。そして、この
端子１２の幅は、ヒータ部１１より太い幅にしである。

端子部１２をヒータ部１１より太くすると、端子部１２
における電気抵抗か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
ことかできる。

Ｃ／Ｃ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・電気の伝達性が十分に活かさ
れている上に、炭素ｍ維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
べても図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ｌＯ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、ｌａｍ厚）形成でき
る。また、発熱体ｌＯを薄くすることによって重量もき
わめて軽く（例えば、５０ｇ）できる。

電極部材２０は、発熱体ｌＯのそれぞれの端子１２と接
続して発熱体１１のヒータ１２に給電を行なうものであ
る（第２図では一方の電極のみ図示しである。）。

この電極部材２０は、接合部２１の下部に浅い溝２２を
設けた側面はぼ十手形をした形状としである。この溝２
２は発熱体１０の端子１２の厚みより僅かに大きい幅と
しである。したがって、発熱体１０と電極部材２０を接
合するときは、電極部材２０の接合部２１の溝２２に、
発熱体ｌＯの端子１２を係合させることにより、端子１
２と接合部２１の位置決め及び仮止めを行なうことかて
きる。これによって、発熱体ｌＯの電極部材２０への接
合作業が容易となる。

１３は発熱体ｌＯの端子１２に設けたボルト孔、２３は
電極部材２０の接合部に設けたボルト孔であり、これら
ボルト孔１３．２３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ｌＯと電極部材２０の電気的
、ａ械的接合を図る。

また、３０はステンレス等からなるベースプレートであ
り、複数の支柱３１によって支えられている。このベー
スプレート３０は、はぼ円形上てあって、その外周側部
に９０度の間隔て４個の突部３２か固定されである。ま
た、このベースプレート３０の中央から外れた位置には
上記電極部材２０か固定されている。

これにより、発熱体１０は、電極部材２０を介してのみ
ベースプレート３０に支持される。

第２図は、試料台を発熱体といっしょに固定した発熱装
置の実施例である。

この第二実施例の発熱装置は、ベースプレート３０のほ
ぼ中央に熱電対を内蔵した検温器５０か固定して取り付
けである。そして、この検温器５０の上端には、上記試
料台４０が固定して取り付けられており、さらに、その
試料台４０の上部には試料４１、例えば、鉄鋼、セラミ
ックス、ガラス、プラスチック等が載置しである。

また、試料４１の回りには上述した円筒状の発熱体１０
が配設しである。

次に、上記第二実施例発熱装置を用いた電気炉の一例に
ついて、第３図を参照して説明する。

同図において、１は遮熱基板であり、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支柱２の上端に
固定されている。支柱２は１図では便宜上、１本のみを
示しであるが、実際は遮熱基板ｌ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ｌには、遮熱板３が嵌め込まれている。遮熱板
３は、３個の筒状部材（下端が開放で上端は閉じられて
いる）を重ね合せることによって形成されている。これ
らの筒状部材は、発熱体ｌＯと同様にＣ／Ｃ材によって
形成されている。この遮熱板３は、発熱体１０を覆って
おり、発熱体１０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ｌには、上記の遮熱板３以外に、その遮熱板３
を覆うように断熱ケース４が取り付けられている。この
断熱ケース４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３０の上方であって断熱ケース４
の外側に、アルミニウム等の金属で作られた内部シェル
５が配置されている。この内部シェル５は内部を真空に
するためのものである。

ベースプレート３０の右部には排気ダクト６が取り付け
られており、このダクト６には真空ポンプ（図示せず）
が連結されている。内部シェル５をベースプレート１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５の内の空気か吸引されてその内部か真空と
なる。

内部シェル５とベースプレート３ｏ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６を介して空気が抜かれてゆく
と、大気圧によって内部シェル５がベースプレート３０
に押し付けられる。

内部シェル５の外側に内筒状の外側ケース７が配設され
ている。この外側ケース７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８を
備えている。送風ファン８か作動すると、内部シェル５
と外側ケース７との間の隙間に空気が流れ、内部シェル
５及び外側ケース７の両者が冷却される。

このような構成からなる電気炉においては、蓋としての
機能を有するベースプレートは固定した状態であり、炉
体ケースとして機能する内部シェルが取り外し可能とな
っている。

上記構成からも明らかなように１本発熱装置においては
、発熱体１０を蓋等のベースプレート３０に取り付けで
ある。しかも、その取り付けは電極部材２０を介しての
みてあり、別個に特別な支持手段を設けていない、した
かって、発熱装置自体を軽量化、小型化できることは勿
論のこと。

この発熱装置を用いる電気炉の軽量、小型化及び設計製
作時の自由度を高めることもできる。

しかも、本発熱装置は８、発熱体１０とベースプレート
３０か一体的に構成されているので、ベースプレートを
規格化されたフランジ構造（例えば、ＩＣＦフランジ）
にすれば、この発熱装置をどのような容器にも自由に装
着できる。

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材にスリットを切り込み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、発熱体とともに、試料台をいっしょにベースプレ
ートに取り付ける場合には、より一層電気炉等の軽量化
、小型化を促進することができる。

さらに、この発熱装置を利用できる装置１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、ベースプレートに発
熱体を取り付けた構成としであるので、構造が非常にコ
ンパクトになるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第一実施例発熱装置の正面図、第２図は第二実
施例発熱装置の正面図、第３図は発熱体の端子と電極部
材の接合部の拡大側面図、第４図は第二実施例発熱装置
を用いた電気炉の断面図を示す。 ：発熱体 ２０：電極部材 ３０：ベースプレート ４０：試料台 試料

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電気炉等のベースプレートに、炭素繊維強化炭素複合材
   料からなる発熱体を取り付けたことを特徴とする発熱装
   置。