JPH0732498U

JPH0732498U - 電磁誘導加熱装置

Info

Publication number: JPH0732498U
Application number: JP6089093U
Authority: JP
Inventors: 博之木下
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1993-11-12
Filing date: 1993-11-12
Publication date: 1995-06-16

Abstract

(57)【要約】【構成】炭素成形体から成る筒状体１０の一部に、軸線
方向に絶縁体１１を備えて断熱部材１を構成する。【効果】電磁誘導加熱装置において誘導損失が少なく、
しかも機械的強度が高く、さらに高温にも耐えることが
できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は誘導加熱炉等の電磁誘導加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、単結晶サファイアを製造する場合、ルツボ内でＡｌ₂Ｏ₃を溶融し、種結晶を用いてサファイアを引き上げる方法が行われており、Ａｌ₂Ｏ₃を溶融するルツボは電磁誘導加熱装置によって加熱されるようになっている。例えば、図３に示すように、電磁誘導コイル３の内側に水冷ジャケット２を備え、その内側に断熱部材１を隔ててサセプタ５に支持されたルツボ４を備えている。

【０００３】そして、上記電磁誘導コイル３に高周波電流を流す事によって、ルツボ４に誘導電流を誘起し、ルツボ４を１６００℃以上に加熱するものである。この時、保温の為に電磁誘導コイル３とルツボ４の間に円筒状の断熱部材１が配置されており、その材質は一般に耐熱性の高い黒鉛等が使用されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、黒鉛は電気伝導体であるため、高周波によって断熱部材１自体に誘導電流が生じて加熱されてしまう、いわゆる誘導損失が生じ、加熱効率が悪いという問題があった。この発熱ロスを避けるための手段として、黒鉛製の断熱部材１に軸線方向の切り欠きを形成して周方向の誘導電流を防止する方法もあるが、この場合には断熱部材１の機械的な強度が弱くなってしまうという欠点があった。また、機械的な強度を補うために断熱部材１を厚くする必要があり、逆に誘導損失が増加するという矛盾が生じる。

【０００５】本考案は、上記に鑑みて実用上十分な機械的強度を持ち、加熱装置内の熱輻射の漏洩を抑え、しかも誘導損失の少ない断熱部材を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記に鑑みて本考案では、炭素成形体からなる筒状体の軸線方向に絶縁体を備えて断熱部材を形成したものである。つまり、黒鉛等の炭素成形体から成る筒状体に、周方向の誘導電流を防止するために軸線方向の切り欠きを形成し、この切り欠きの部分に、酸化カルシウム（ＣａＯ）や窒化硼素（ＢＮ）等の耐熱性に優れた電気絶縁体を嵌め込み、または焼結一体化することによって断熱部材を形成し、この断熱部材を用いて、電磁誘導加熱装置を構成したものである。

【０００７】

【作用】

本考案の断熱部材は、炭素成形体から成る筒状体の軸線方向に絶縁体が備えられているため、筒状体の周方向に誘導電流が生じることを防止し、電磁誘導加熱時の発熱ロスを抑えることができる。

【０００８】

【実施例】

以下に、本考案の具体的な実施例を示す。

【０００９】図１に示す断熱部材１は、炭素成形体からなる筒状体１０の一部に軸線方向の切り欠き１０ａを形成し、一方予め成形し焼結させた酸化カルシウム（ＣａＯ）の絶縁体１１にカーボンペーストを塗って上記切り欠き１０ａに嵌め込み、不活性雰囲気中約１０００℃で焼結させ、両者を一体化したものである。

【００１０】また、他の実施例を図２に示すように、断熱部材１は、炭素成形体から成る筒状体１０の一部に軸線方向の切り欠き１０ａを形成し、この切り欠き１０ａと筒状体１０の上下に合致するような形状の酸化カルシウム（ＣａＯ）製絶縁体１１を、カーボンペーストを介在して嵌め込み、焼成一体化したものである。

【００１１】これらの断熱部材１では、筒状体１０が周方向に連続しておらず絶縁体１１で分断されていることから、電磁誘導加熱を行った際に断熱部材１に周方向の誘導電流が生じることはなく、発熱ロスを防止することができる。また、全体としては完全な円筒形状をしていることから、十分な機械的強度を有している。

【００１２】なお、筒状体１０と絶縁体１１との接合方法は、一体焼結に限らず、例えば絶縁体１１の幅を切り欠き１０ａよりもやや大きく形成しておいて、絶縁体１１を切り欠き１０ａに嵌め込むことだけでもよく、その他の様々な接合方法を用いることもできる。

【００１３】また、絶縁体１１は、１６００℃以上の耐熱性があり、体積固有抵抗１０⁸Ω ・ｃｍ以上の電気絶縁性があるものであれば良く、その材質としては酸化カルシウム（ＣａＯ）や窒化硼素（ＢＮ）等の焼結体を用いる。

【００１４】さらに、絶縁体１１は、筒状体１０を周方向に絶縁すればよいことから、軸線方向と平行な直線状に備える必要はなく、曲線状や斜線状に備えても良い。また、絶縁体１１の幅は、通常５〜１０ｍｍの幅とすれば良い。さらに、上記実施例では１ヶ所に絶縁体１１を備えたものを示したが、２ヶ所以上に絶縁体１１を備えることもできる。

【００１５】なお、筒状体１０は、円筒に限らず角筒等の形状であっても良く、その形状や寸法は使用条件に応じて自由に設定すれば良い。

【００１６】次に、上記断熱部材１を用いた電磁誘導加熱装置を図３に示す。

【００１７】この電磁誘導加熱装置は、サセプタ５で支持したルツボ４を本考案の断熱部材１で取り囲み、その外側に水冷ジャケット２を隔てて電磁誘導コイル３を備えてなるものである。

【００１８】そして、電磁誘導コイル３に高周波電流を流せば、電磁誘導作用によってルツボ４を加熱することができ、このとき断熱部材１には周方向の誘導電流が流れないことから、その誘導加熱を防止し、発熱ロスを防ぐことができる。また、断熱部材１は大部分が筒状炭素成形体１０からなるため、断熱性に優れ、ルツボ４を好適に保温することができる。

【００１９】このような電磁誘導加熱装置は、例えばサファイア等の単結晶を製造する際の引き上げ装置として用いることができ、保温性が高く、発熱ロスが小さいことから、引き上げ時の加熱効率を高くすることができる。

【００２０】ここで、実際に図１に示す断熱部材１を作成した。筒状体１０の寸法は、内径２０８ｍｍ、外径２１６ｍｍ、高さ６０ｍｍで、絶縁体１１は酸化カルシウム（ＣａＯ）の焼結体で幅１０ｍｍに形成し、両者間にカーボンペーストを介在させて一体焼成した。また、比較例として同一寸法で炭素成形体のみからなる断熱部材も用意し、両者を図３の電磁加熱誘導装置に用いて、電磁誘導コイル３に１０ｋＨｚの電流を流した。

【００２１】その結果、比較例の断熱部材は誘導加熱により１８００℃となり、発熱ロスが生じたのに対し、本考案の断熱部材１は１０００℃にしかならず、発熱ロスを防止できることがわかった。

【００２２】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、炭素成形体からなる筒状体に軸線方向に断熱部材を備えたことによって、電磁誘導加熱時に誘導損失が少なく、機械的強度も実用上十分にあり、加熱装置内の熱輻射の漏洩を抑え、しかも１６００℃以上の高温域でも十分な耐熱性のある断熱部材を得る事ができる。そして、この断熱部材を用いて電磁誘導加熱装置を構成すれば、発熱ロスが少ないため加熱効率の優れた加熱装置とできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の電磁誘導加熱装置に用いる断熱部材を
示す図である。

【図２】本考案に用いる断熱部材の他の実施例を示す図
である。

【図３】本考案の電磁誘導加熱装置を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１：断熱部材２：水冷ジャケット３：電磁誘導コイル４：ルツボ５：サセプタ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】電磁誘導コイルで被加熱体を電磁誘導加熱
するようにした装置であって、上記被加熱体の周囲に、
筒状炭素成形体の軸線方向に絶縁体を備えてなる断熱部
材を配置したことを特徴とする電磁誘導加熱装置。