JPH0696844A - 黒鉛発熱体及びその製造方法 - Google Patents
黒鉛発熱体及びその製造方法Info
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- JPH0696844A JPH0696844A JP41793090A JP41793090A JPH0696844A JP H0696844 A JPH0696844 A JP H0696844A JP 41793090 A JP41793090 A JP 41793090A JP 41793090 A JP41793090 A JP 41793090A JP H0696844 A JPH0696844 A JP H0696844A
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Landscapes
- Surface Heating Bodies (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 スリット式黒鉛発熱体の強化を計り、温度分
布の均一性を高めると共に、破損や漏電事故を未然に防
止する発熱体の強化構造を提供する。 【構成】 スリット式黒鉛発熱体１に於いて、そのスリ
ット２間の上端または下端に、耐熱性絶縁物３を嵌合す
る。
布の均一性を高めると共に、破損や漏電事故を未然に防
止する発熱体の強化構造を提供する。 【構成】 スリット式黒鉛発熱体１に於いて、そのスリ
ット２間の上端または下端に、耐熱性絶縁物３を嵌合す
る。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕本発明はスリット式黒鉛発熱体並
びにその製造方法に関し、その目的とするところは該発
熱体の撓みを防止するための強化構造体とすることにあ
る。 〔従来の技術〕黒鉛発熱体はたとえば単結晶引き上げ炉
用、高温真空炉用、高温加圧炉用等その殆どがスリット
形状で使用されている。尚このスリット式発熱体にはス
リット加工を施した通常のものばかりでなく、個々の黒
鉛発熱体を格子状に組み立てた形状やラセン状の形状の
ものも含まれる。このスリット式黒鉛発熱体に於いては
その自重により撓みを生じ、極端な場合スリット間で接
触してしまうという大きな難点がある。また温度分布の
不均一や炉内構造物との接触等の問題も発生する。著し
い場合には過度の撓みによる機械的破損や漏電事故の原
因となる。この難点は特に炉形状面の制約から２端子で
支持される形状の発熱体で大型化される場合や、スリッ
ト分割数が多くエレメントが細くなる場合、特に大型の
ヒーターの場合に顕著に発生する傾向がある。 〔発明が解決しようとする課題〕そこで本発明が解決し
ようとする課題は上記の問題を克服し、黒鉛発熱体の強
化を計り、温度分布の均一性を高めると共に、破損や漏
電事故を未然に防止する発熱体の強化構造を提供するこ
とである。 〔課題を解決するための手段〕この課題はスリット式黒
鉛発熱体のスリット間の上端又は（及び）下端に耐熱性
絶縁物を嵌合することによって解決される。 〔発明の作用並びに構成〕本発明の基本的な特徴は耐熱
性絶縁物を補強材として黒鉛発熱体のスリット間の上端
及び（又は）下端に施用することである。これによりス
リット式黒鉛発熱体の自重による撓みを未然に防止し、
スリット間での接触を大きく緩和することができる。ま
た温度分布も均一となり、炉内構造物との接触等の問題
も有効に防止される。その結果機械的破損や漏電事故も
自ずと未然に防止されることとなる。尚本発明に於いて
スリット式発熱体としては、スリットを有する発熱体を
意味し、通常のスリットを加工して施したものばかりで
なく、組立式やラセン状の発熱体も含まれる。これらは
実質的にスリットを有するものである。本発明に於いて
耐熱性絶縁物をスリット式黒鉛発熱体に施用する手段と
しては上記発熱体のスリット間に上記耐熱性絶縁物を嵌
合できる方法であれば特に限定されるものではないが、
代表的な２、３の例を示せば下記の通りである。例えば
第１図（イ）に示す耐熱性絶縁物（３）を第１図（ロ）
に示す黒鉛発熱体（１）のスリット（２）の間の上端に
嵌合するものである。この際黒鉛発熱体は上記絶縁物
（３）が嵌合できるように予め第１図（ハ）の如く加工
（切削加工）されている。耐熱性絶縁物（３）の形状と
しては第１図（イ）に一例を示したが、その他第２図
（イ）や（ロ）に示すような形状を他の例として挙げる
ことができる。この場合も発熱体（１）は予め第２図の
（ハ）及び（ニ）の如く加工されている。尚本発明に於
いてはスリット間の上端又は下端に耐熱性絶縁物を嵌合
できる限りその形状は何等限定されない。本発明に於い
ては耐熱性絶縁物（３）はスリット間（２）に嵌合する
だけでもよいが、必要に応じ更に適宜な手段で固定して
もよい。この例が第３図であり、固定用ネジ又はボルト
（４）で固定するものである。また特に耐熱性絶縁物
（３）を黒鉛発熱体（１）の下端に嵌合する場合には、
第３及び４図に示すように、これが落下しないようにボ
ルト又はビス止めすることが好ましい。この嵌合手段を
採用する場合に於いては黒鉛発熱体の上端又は（及び）
下端と絶縁物とが同一平面（第１〜２図の如く）となっ
てもよく、また絶縁物が発熱体にはまり込むようになっ
てもよく（第３〜４図）、また絶縁物が発熱体より若干
突出するような状態となってもよい。耐熱性絶縁物
（３）を黒鉛発熱体（１）に施用する際の場所としては
上記発熱体（１）の上端又は（及び）下端であればよ
い。またスリット間一つ一つに施用してもよいし、スリ
ット間を二つ以上まとめて一つの耐熱性絶縁物で補強し
てもよい。極端な場合上端又は下端全てを一つの絶縁物
で補強しても構わない。また黒鉛発熱体の上端、下端い
ずれでもよく、両者を同時に補強しても構わない。補強
すべき耐熱性絶縁物の数としても何等限定されず、要は
撓み防止を達成できる限り最小限一つでも構わないが、
好ましくは全スリット間毎に嵌合することである。本発
明に於いて使用する耐熱性絶縁物としては黒鉛発熱体が
使用される温度に於いて充分なる耐熱性を有すると共
に、絶縁性を有し、更に黒鉛との熱膨張差で破壊に至ら
ないものであれば広く各種のものが適宜に選択して使用
される。この際の耐熱性としては、通常１０００℃以上
の耐熱性を有し、且つ炭素材又は炭化珪素材との化学反
応を起こさず、電気の不良導体であるものが好ましく使
用される。代表的な具体例を挙げると、炭化珪素並びに
チッ化ホウ素であり、炭化珪素としては通常の炭化珪素
を始め、焼結炭化珪素、ＣＶＤ炭化珪素、ＣＶＲ炭化珪
素（炭化珪素をコートした炭素材料）等を具体例として
例示することができる。本発明に於いて対象となる黒鉛
発熱体は通常スリット式発熱体であり、このような発熱
体である限りどのようなものでも使用することができ
る。またその形状としても、平板状、環状等適宜の形の
ものが全て包含される。この発熱体の用途としては従来
から使用されてきた用途に全て使用でき、たとえばシリ
コン単結晶引き上げ用、金属溶融用、冶金用を代表例と
して例示でき、その他セラミック焼結用、ホットプレス
用等各種電気炉など全般に使用可能である。 〔実施例〕以下に実施例を示して本発明を詳しく説明す
る。 実施例１ 第１図（ロ）に示す黒鉛発熱体（１）に対し補強を行っ
た。この第１図に示す発熱体（１）は上下蛇行型平板発
熱体の例であり、等方性高密度黒鉛材（東洋炭素（株）
製「ＩＧ−１１」）を発熱体（１）とし、この発熱体の
スリット（２）の上端に耐熱性絶縁物（３）を嵌合し
た。但し耐熱性絶縁物としては炭化珪素成形体（東洋炭
素（株）製「ＳＯＬＳＩＸ」ＣＶＲ法ＳｉＣ）を第１図
（イ）のような形に加工して用いた。この際室温時耐熱
性絶縁物の有無による総抵抗は０．１７Ωであり、耐熱
性絶縁物を施用しても総抵抗変化は見られなかった。ま
た耐熱性絶縁物を施用した場合の撓みに対する影響はこ
れを用いない場合の撓みが１．１９ｍｍであったのに対
して０．１８ｍｍになり、約１．０ｍｍの減少が見られ
た。 実施例２ この例は第５図に示すように上端及び下端共に耐熱性絶
縁物を施用した例である。但し発熱体並びに耐熱性絶縁
物は実施例１と同様の材質のものを使用した。スリット
間への絶縁物の嵌合は上端は第３図の、また下端は第４
図の通り行った。ほぼ実施例１と同様の撓み防止効果が
あった。 実施例３ 第６図に示すような半導体シリコン引き上げ用発熱体に
ついて適用したものである。この例に於いても使用した
発熱体並びに耐熱性絶縁物は実施例１と同様の材質のも
のを使用した。但しこの例に於いては上端は第２図
（イ）に示す絶縁物を使用し、また下端は第４図に示す
ようにネジを用いて固定した。ほぼ実施例１と同様の撓
み防止効果があった。 実施例４ この例は第７図に示すように個々の黒鉛発熱体を格子状
に組立てた形状の場合のスリット間に耐熱性絶縁物を施
用した例である。但し発熱体は実施例１と同様の材質の
ものを使用し、耐熱性絶縁物としてはチッ化ホウ素を切
削成形して使用した。スリット間への絶縁物の嵌合は、
上端は第３図の、また下端は第４図の通り行った。ほぼ
実施例１と同様の撓み防止効果があった。 実施例５ 第８図に示すラセン状のスリット式発熱体に耐熱性絶縁
物を施用した例を示す。但し発熱体は実施例１と同様の
材質のものを使用し、耐熱性絶縁物としてはチッ化ホウ
素を使用し、第８図に示すような形状となしたものを使
用した。また上端は第３図の、下端は第４図の通り行っ
た。ほぼ実施例１と同様の結果を得た。
びにその製造方法に関し、その目的とするところは該発
熱体の撓みを防止するための強化構造体とすることにあ
る。 〔従来の技術〕黒鉛発熱体はたとえば単結晶引き上げ炉
用、高温真空炉用、高温加圧炉用等その殆どがスリット
形状で使用されている。尚このスリット式発熱体にはス
リット加工を施した通常のものばかりでなく、個々の黒
鉛発熱体を格子状に組み立てた形状やラセン状の形状の
ものも含まれる。このスリット式黒鉛発熱体に於いては
その自重により撓みを生じ、極端な場合スリット間で接
触してしまうという大きな難点がある。また温度分布の
不均一や炉内構造物との接触等の問題も発生する。著し
い場合には過度の撓みによる機械的破損や漏電事故の原
因となる。この難点は特に炉形状面の制約から２端子で
支持される形状の発熱体で大型化される場合や、スリッ
ト分割数が多くエレメントが細くなる場合、特に大型の
ヒーターの場合に顕著に発生する傾向がある。 〔発明が解決しようとする課題〕そこで本発明が解決し
ようとする課題は上記の問題を克服し、黒鉛発熱体の強
化を計り、温度分布の均一性を高めると共に、破損や漏
電事故を未然に防止する発熱体の強化構造を提供するこ
とである。 〔課題を解決するための手段〕この課題はスリット式黒
鉛発熱体のスリット間の上端又は（及び）下端に耐熱性
絶縁物を嵌合することによって解決される。 〔発明の作用並びに構成〕本発明の基本的な特徴は耐熱
性絶縁物を補強材として黒鉛発熱体のスリット間の上端
及び（又は）下端に施用することである。これによりス
リット式黒鉛発熱体の自重による撓みを未然に防止し、
スリット間での接触を大きく緩和することができる。ま
た温度分布も均一となり、炉内構造物との接触等の問題
も有効に防止される。その結果機械的破損や漏電事故も
自ずと未然に防止されることとなる。尚本発明に於いて
スリット式発熱体としては、スリットを有する発熱体を
意味し、通常のスリットを加工して施したものばかりで
なく、組立式やラセン状の発熱体も含まれる。これらは
実質的にスリットを有するものである。本発明に於いて
耐熱性絶縁物をスリット式黒鉛発熱体に施用する手段と
しては上記発熱体のスリット間に上記耐熱性絶縁物を嵌
合できる方法であれば特に限定されるものではないが、
代表的な２、３の例を示せば下記の通りである。例えば
第１図（イ）に示す耐熱性絶縁物（３）を第１図（ロ）
に示す黒鉛発熱体（１）のスリット（２）の間の上端に
嵌合するものである。この際黒鉛発熱体は上記絶縁物
（３）が嵌合できるように予め第１図（ハ）の如く加工
（切削加工）されている。耐熱性絶縁物（３）の形状と
しては第１図（イ）に一例を示したが、その他第２図
（イ）や（ロ）に示すような形状を他の例として挙げる
ことができる。この場合も発熱体（１）は予め第２図の
（ハ）及び（ニ）の如く加工されている。尚本発明に於
いてはスリット間の上端又は下端に耐熱性絶縁物を嵌合
できる限りその形状は何等限定されない。本発明に於い
ては耐熱性絶縁物（３）はスリット間（２）に嵌合する
だけでもよいが、必要に応じ更に適宜な手段で固定して
もよい。この例が第３図であり、固定用ネジ又はボルト
（４）で固定するものである。また特に耐熱性絶縁物
（３）を黒鉛発熱体（１）の下端に嵌合する場合には、
第３及び４図に示すように、これが落下しないようにボ
ルト又はビス止めすることが好ましい。この嵌合手段を
採用する場合に於いては黒鉛発熱体の上端又は（及び）
下端と絶縁物とが同一平面（第１〜２図の如く）となっ
てもよく、また絶縁物が発熱体にはまり込むようになっ
てもよく（第３〜４図）、また絶縁物が発熱体より若干
突出するような状態となってもよい。耐熱性絶縁物
（３）を黒鉛発熱体（１）に施用する際の場所としては
上記発熱体（１）の上端又は（及び）下端であればよ
い。またスリット間一つ一つに施用してもよいし、スリ
ット間を二つ以上まとめて一つの耐熱性絶縁物で補強し
てもよい。極端な場合上端又は下端全てを一つの絶縁物
で補強しても構わない。また黒鉛発熱体の上端、下端い
ずれでもよく、両者を同時に補強しても構わない。補強
すべき耐熱性絶縁物の数としても何等限定されず、要は
撓み防止を達成できる限り最小限一つでも構わないが、
好ましくは全スリット間毎に嵌合することである。本発
明に於いて使用する耐熱性絶縁物としては黒鉛発熱体が
使用される温度に於いて充分なる耐熱性を有すると共
に、絶縁性を有し、更に黒鉛との熱膨張差で破壊に至ら
ないものであれば広く各種のものが適宜に選択して使用
される。この際の耐熱性としては、通常１０００℃以上
の耐熱性を有し、且つ炭素材又は炭化珪素材との化学反
応を起こさず、電気の不良導体であるものが好ましく使
用される。代表的な具体例を挙げると、炭化珪素並びに
チッ化ホウ素であり、炭化珪素としては通常の炭化珪素
を始め、焼結炭化珪素、ＣＶＤ炭化珪素、ＣＶＲ炭化珪
素（炭化珪素をコートした炭素材料）等を具体例として
例示することができる。本発明に於いて対象となる黒鉛
発熱体は通常スリット式発熱体であり、このような発熱
体である限りどのようなものでも使用することができ
る。またその形状としても、平板状、環状等適宜の形の
ものが全て包含される。この発熱体の用途としては従来
から使用されてきた用途に全て使用でき、たとえばシリ
コン単結晶引き上げ用、金属溶融用、冶金用を代表例と
して例示でき、その他セラミック焼結用、ホットプレス
用等各種電気炉など全般に使用可能である。 〔実施例〕以下に実施例を示して本発明を詳しく説明す
る。 実施例１ 第１図（ロ）に示す黒鉛発熱体（１）に対し補強を行っ
た。この第１図に示す発熱体（１）は上下蛇行型平板発
熱体の例であり、等方性高密度黒鉛材（東洋炭素（株）
製「ＩＧ−１１」）を発熱体（１）とし、この発熱体の
スリット（２）の上端に耐熱性絶縁物（３）を嵌合し
た。但し耐熱性絶縁物としては炭化珪素成形体（東洋炭
素（株）製「ＳＯＬＳＩＸ」ＣＶＲ法ＳｉＣ）を第１図
（イ）のような形に加工して用いた。この際室温時耐熱
性絶縁物の有無による総抵抗は０．１７Ωであり、耐熱
性絶縁物を施用しても総抵抗変化は見られなかった。ま
た耐熱性絶縁物を施用した場合の撓みに対する影響はこ
れを用いない場合の撓みが１．１９ｍｍであったのに対
して０．１８ｍｍになり、約１．０ｍｍの減少が見られ
た。 実施例２ この例は第５図に示すように上端及び下端共に耐熱性絶
縁物を施用した例である。但し発熱体並びに耐熱性絶縁
物は実施例１と同様の材質のものを使用した。スリット
間への絶縁物の嵌合は上端は第３図の、また下端は第４
図の通り行った。ほぼ実施例１と同様の撓み防止効果が
あった。 実施例３ 第６図に示すような半導体シリコン引き上げ用発熱体に
ついて適用したものである。この例に於いても使用した
発熱体並びに耐熱性絶縁物は実施例１と同様の材質のも
のを使用した。但しこの例に於いては上端は第２図
（イ）に示す絶縁物を使用し、また下端は第４図に示す
ようにネジを用いて固定した。ほぼ実施例１と同様の撓
み防止効果があった。 実施例４ この例は第７図に示すように個々の黒鉛発熱体を格子状
に組立てた形状の場合のスリット間に耐熱性絶縁物を施
用した例である。但し発熱体は実施例１と同様の材質の
ものを使用し、耐熱性絶縁物としてはチッ化ホウ素を切
削成形して使用した。スリット間への絶縁物の嵌合は、
上端は第３図の、また下端は第４図の通り行った。ほぼ
実施例１と同様の撓み防止効果があった。 実施例５ 第８図に示すラセン状のスリット式発熱体に耐熱性絶縁
物を施用した例を示す。但し発熱体は実施例１と同様の
材質のものを使用し、耐熱性絶縁物としてはチッ化ホウ
素を使用し、第８図に示すような形状となしたものを使
用した。また上端は第３図の、下端は第４図の通り行っ
た。ほぼ実施例１と同様の結果を得た。
【図面の簡単な説明】
第１図は黒鉛発熱体に耐熱性絶縁物を嵌合する際に使用
する黒鉛発熱体及び耐熱性絶縁物の一例を示し、同図
（イ）は該絶縁物、同図（ロ）は該発熱体、同図（ハ）
は該発熱体を加工した状態を示す説明図である。第２図
（イ）及び（ロ）は夫々本発明で使用する耐熱性絶縁物
の他の一例を、同図（ハ）は同図（イ）の絶縁物を発熱
体に嵌合する際の発熱体の加工状態を示す説明図であ
る。第３〜４図はいずれも絶縁物を発熱体に嵌合した状
態を示す説明図である。第５〜８図は絶縁物を発熱体に
嵌合した他の例を示す説明図である。 １…黒鉛発熱体 ２…スリット ３…耐熱性絶縁物 ４…固定用ネジ又はボルト （以 上）
する黒鉛発熱体及び耐熱性絶縁物の一例を示し、同図
（イ）は該絶縁物、同図（ロ）は該発熱体、同図（ハ）
は該発熱体を加工した状態を示す説明図である。第２図
（イ）及び（ロ）は夫々本発明で使用する耐熱性絶縁物
の他の一例を、同図（ハ）は同図（イ）の絶縁物を発熱
体に嵌合する際の発熱体の加工状態を示す説明図であ
る。第３〜４図はいずれも絶縁物を発熱体に嵌合した状
態を示す説明図である。第５〜８図は絶縁物を発熱体に
嵌合した他の例を示す説明図である。 １…黒鉛発熱体 ２…スリット ３…耐熱性絶縁物 ４…固定用ネジ又はボルト （以 上）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） スリット式黒鉛発熱体に於いて、そのスリット
間の上端及び（又は）下端に耐熱性絶縁物を嵌合したこ
とを特徴とする黒鉛発熱体。 （２） 上記耐熱性絶縁物が炭化珪素又はチッ化ホウ素
である請求項（１）に記載の発熱体。 （３） スリット式黒鉛発熱体のスリット間の上端及び
（又は）下端に耐熱性絶縁物を嵌合することを特徴とす
る黒鉛発熱体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2417930A JP3050925B2 (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 黒鉛発熱体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2417930A JP3050925B2 (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 黒鉛発熱体及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0696844A true JPH0696844A (ja) | 1994-04-08 |
| JP3050925B2 JP3050925B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=18525928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2417930A Expired - Fee Related JP3050925B2 (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 黒鉛発熱体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3050925B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000032906A1 (fr) * | 1998-11-27 | 2000-06-08 | Shigeki Nagatomo | Procede de construction en arete de sardine pour tunnel de grande section |
| WO2001008450A1 (en) * | 1999-07-22 | 2001-02-01 | Toyo Tanso Co., Ltd. | Heating element |
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