JPH0743224B2 - U字形発熱体による抵抗炉 - Google Patents

U字形発熱体による抵抗炉

Info

Publication number
JPH0743224B2
JPH0743224B2 JP2164822A JP16482290A JPH0743224B2 JP H0743224 B2 JPH0743224 B2 JP H0743224B2 JP 2164822 A JP2164822 A JP 2164822A JP 16482290 A JP16482290 A JP 16482290A JP H0743224 B2 JPH0743224 B2 JP H0743224B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaped heating
furnace
heating element
resistance furnace
heating elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2164822A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0455687A (ja
Inventor
徹 勝亦
克友 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP2164822A priority Critical patent/JPH0743224B2/ja
Publication of JPH0455687A publication Critical patent/JPH0455687A/ja
Publication of JPH0743224B2 publication Critical patent/JPH0743224B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明はU字形発熱体による抵抗加熱炉(以下抵抗炉と
いう)に関し、とくに酸化物単結晶の育成等の処理・加
工に用いられる抵抗炉に関する。
【従来の技術】
高温を発生させる装置として、高周波誘導炉や輻射加熱
炉に比して簡単な構造の抵抗炉が産業用及び実験用に使
われている。第4図に井桁配置の棒状発熱体による抵抗
炉の一例を示す。棒状発熱体21a、21bが耐熱性周壁3内
の均熱管4の両側に同管と直交する平面上に平行配置さ
れ、この平面から適宜隔てられた平面上の均熱管4の両
側に上記棒状発熱体21a、21bとそれぞれ平行に棒状発熱
体23a、23bが配置され、同様な間隔毎に棒状発熱体25
a、25b等が平行配置される。これら平行棒状発熱体の対
21a、21b;23a、23b;25a、25bの中間にこれらと直角に棒
状発熱体の対22a、22b;24a、24bが均熱管4を挾んで平
行配置される。第5A図及び第5B図はその抵抗炉の平面図
及び縦断面図をそれぞれ示す。 図示例における従来の棒状発熱体は例えばカーボン、Si
C、LaCrO3、NrO2等の材料によって構成される。従来の
抵抗炉においては、発熱体の形状や配置を、所要の温度
分布条件、使用される雰囲気、経済性等を考慮して製作
の都度設計しなければならなかった。
【発明が解決しようとする課題】
カーボン製の場合を除き、上記棒状発熱体による抵抗炉
は高温の酸化性雰囲気中で使用できるという利点を有す
るものの、均熱管4の外周方向における熱源配置がいわ
ば点状の熱源となり一様でないために加熱効率が低いだ
けでなく周方向の温度分布が不均一となる傾向をもつと
いう欠点があった。また、均熱管4の長さ方向において
も、同様の理由により温度勾配の制御に不便であり、さ
らに作業員に対する安全確保のため棒状発熱体の突出部
を覆う耐熱性の絶縁カバー(図示せず)を必要とし大形
化する欠点も認められた。 これらの欠点の一解決策として、本出願人の1名は特公
平6−84869号(特願平1−224702号)において、第6
図に示すように棒状発熱体27a−27fを均熱管4の軸線5
に対しねじれ角度を以て取付ける構造を提案した。しか
し、この棒状発熱体ねじれ角度配置には、均熱管4の長
さ方向における炉温の完全な一様性が得られない点、及
び炉構造の単純性の点においてなお改良の余地が認めら
れる。 従って、本発明の目的は高温領域において炉の周方向及
び長さ方向の温度分布が一様であり且つ加熱効率及び安
全性に優れ小形化が容易である抵抗炉を提供するにあ
る。
【課題を解決するための手段】
第1A図及び第1B図の実施例を参照するに、本発明の抵抗
炉30に用いられるU字形発熱体1は、一端の連結部102
(第2図)で相互に結合された2本の平行脚部101を有
する。本発明は、炉30の軸線5と直交する所定径Dの炉
内仮想円6に沿って複数のU字形発熱体1を等間隔で配
置し各U字形発熱体1の平行脚部101を前記軸線6と平
行にしてなる構成を用いる。好ましくは、各U字形発熱
体1の各平行脚部101の自由端に端子部2を形成し、す
べてのU字形発熱体1の端子部2を前記軸線6に直交す
る一平面上、例えば第3図の耐熱性底壁10と絶縁固定台
11との間に配置する。 垂直な炉30の前記仮想円6の内側に同軸的に均熱管4を
配置しその中心軸線に相当する軸線5と直交する径Dの
仮想円6に沿い、複数本、例えば記号1A、1B・・・、1
K、1Lで示される12本のU字形発熱体1を垂直且つ等間
隔で取付ける。好ましくは、各U字形発熱体1の連結部
102を上に、端子部2を下にし、炉30の耐熱性頂壁9、
耐熱性底壁10、及び絶縁固定台11によりU字形発熱体1
を固定する。しかし、U字形発熱体1の数及び固定方法
は図示例に限定されるものではない。 U字形発熱体1に対する電気的接続は、炉30内における
各U字形発熱体1の発熱量が等しくなるように行なう。
例えば、各U字形発熱体1の抵抗値を実質上等しくした
上ですべてのU字形発熱体1を第1図のように直列に接
続する。抵抗値が等しい複数のU字形発熱体1を同一電
源に並列接続してもU字形発熱体1ごとに等しい発熱が
得られることは当業者には明らかである。すべてのU字
形発熱体1の端子部2を第3図のように実質的に同一平
面上に配置し、それらを例えば制御回路7から接続線8
a、8b、・・・、8mによって直列に接続する手法は、炉3
0の小形化のために有効であるのみでなく組立時の接続
作業が簡単になる。しかし、U字形発熱体1の電気的接
続方法は図示例に限定されるものではない。 2本の平行脚部101を有するU字形発熱体1の使用は、
均熱管4の周囲におけるヒータの高密度化を容易にし、
しかも均熱管4に沿うU字形発熱体1の平行配置は、炉
の周壁からの突出部無しに実施できるので、作業員に対
する安全性を高める。また炉下部の底壁10と固定台11と
の間における端子部2の接続は、接続作業を容易にする
と共にその安全性を確保する。 仮想円6は抵抗炉30内にあることを要するが、軸線5は
均熱管4の中心軸線に限定されるものではなく、抵抗炉
30内の任意の軸線であれば足りる。
【作用】
第1A図及び第1B図の実施例において12本のU字形発熱体
1A-1Lが付勢されて発熱すると、均熱管4の前記仮想円
6に囲まれた部分は高温度に加熱され、しかも複数のU
字形発熱体1が均熱管4に近接し且つU字形発熱体1相
互は等間隔を以て均熱管4に臨んでいるので、炉30の周
方向の温度分布の一様性が向上する。また、U字形発熱
体1の平行脚部101は軸線5と平行に配置されているの
で、軸方向、即ち炉30の長さ方向の温度分布の一様性も
同様に向上する。この長さ方向の一様性は、第4図の従
来構造では必ずしも確保されず、上記特願平1−224702
号の第6図構造によっても炉30の全長に亘っては必ずし
も充分に実現されなかったものである。 さらに本発明による上記周方向及び長さ方向の両方向温
度分布一様性は、とくに大口径の均熱管4を使用する場
合に顕著な効果を奏する。 非常に高温度分布一様性が要求される場合には、炉30の
周方向におけるU字形発熱体1の密度を高くすればよ
い。 炉30の長さ方向における高い温度分布一様性が上記のよ
うに確保されるので、同じ長さ方向に温度勾配が必要な
場合にも適切に対応することができる。即ち、U字形発
熱体1の一端又は中間部分に、所要の温度勾配に応じた
断熱材を配置するか又は放熱機構を併設すればかなり広
範囲の温度勾配を正確に実現することができる。 炉30の一方の端末部分、とくに図示実施例の如くU字形
発熱体1を垂直配置した場合の炉下端部分を、炉高温部
分から熱的に遮断してこれを室温に保持すると共に開放
凹部を形成し、制御回路7(電源を含む)とU字形発熱
体1との接続をこの端末部分の開放凹部内で行なえば、
放熱による接点の過熱防止と絶縁構造物自体による感電
防止とによって充分な安全性が具備される。従って、本
発明によるU字形発熱体1の炉軸線と平行な配置は、発
熱体突出部に対する作業員保護を不要とするだけでなく
U字形発熱体と電源との接続部構造を簡単にできるの
で、従来の抵抗炉に比しコンパクト即ち小形である抵抗
炉を提供することができる。 即ち、棒状発熱体を用いた第4図及び第6図の従来構造
では、単に炉長さ方向の温度勾配の制御が困難であるだ
けでなく発熱体の一部が炉の耐熱性周壁から外部へ突出
するので保護カバー(図示せず)が必要となり抵抗炉の
大形化が免れなかった。 均熱管4を用いない場合であっても、本発明による上記
炉周方向及び長さ方向の温度分布一様性の改善、炉長さ
方向温度勾配の制御の容易化、及び抵抗炉小形化が確保
されることは当業者には明らかである。 従って、本発明の目的である「高温領域において炉の周
方向及び長さ方向の温度分布が一様であり且つ加熱効率
及び安全性に優れ小形化が容易である抵抗炉」の提供が
達成される。
【実施例】
第3図は、引上げ法による酸化物の育生等に適する本発
明の抵抗炉30の実施例を示す。この種用途は炉長さ方向
の強い温度勾配を要求するので、抵抗炉上端に蓋部材15
付の冷却部16を設ける。均熱管12内に置かれたルツボ13
の中の原料は、複数のU字形発熱体1によって一様な周
方向温度分布を維持しながら加熱・溶融され、溶融原料
14となる。同様に周方向温度分布を以て加熱された均熱
管12内の空気は上昇気流となり均熱管12の上端即ち冷却
部16へ一旦進入するが、ここで冷却され重い低温空気と
なって均熱管12内へ戻る。 この戻り空気のため、均熱管12内部及び溶融原料14冷却
されるが、この冷却効果と複数のU字形発熱体1による
一様な加熱効果との均衡によりルツボ13内の溶融原料14
は固化されることなく高温に保たれる。このようにし
て、単結晶育成に必要な炉長さ方向の温度勾配が形成・
維持される。とくに近年は単結晶の水形化の必要性が高
く炉上端の冷却部16も大形化の傾向にあるので、本発明
の抵抗炉30における複数のU字形発熱体1による効率的
で一様な加熱が果す効果はとくに顕著である。 大きな温度勾配が求められる用例について説明したが、
温度勾配が僅かであるか又は不用である場合には、冷却
部16を縮小又は省略することがで、いる。 本発明で使われるU字形発熱体1の材料としては、耐熱
性及び耐酸化性が高くしかも市販されているSiC又はMoS
iO2を用いることができる。また他の材料例えばLaCrO3
又はZrO2等を使用することも可能である。本発明の一特
徴は、入手容易なU字形発熱体により高温用の抵抗炉を
短時間に低コストで製作可能とすることにある。
【発明の効果】
以上説明したように本発明の抵抗炉は、炉の軸線と直交
する炉内仮想円に沿って複数のU字形発熱体を等間隔で
適当に配置し各U字形発熱体の平行脚部を前記軸線と平
行にするので、次の効果を奏する。 (イ)抵抗炉の周方向の温度分布の一様性を改善するこ
とができる。 (ロ)抵抗炉の軸線に沿った長さ方向の温度分布の一様
性を高めることができる。 (ハ)発熱体がすべて炉壁内に収められ突出部がないの
で、安全性を高め且つコンパクトな構造とすることがで
きる。 (ニ)発熱体の発熱部の全長が実質的に炉内空間に接す
るので、加熱効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1A図及び第1B図は一実施例の図式的平面図及び図式的
縦断面図、第2図はU字形発熱体の説明図、第3図は他
の実施例の図式的縦断面図、第4図は従来の抵抗炉の斜
視図、第5A図及び第5B図は第4図の抵抗炉の平面図及び
要部断面図、第6図は他の従来例の説明図である。 1A−1L……U字形発熱体、2……端子部、3……耐熱性
周壁、4、12……均熱管、5……軸線、6……仮想円、
7……制御回路、8a−8m……接続線、9……耐熱性頂
壁、10……耐熱性底壁、11……絶縁固定台、13……ルツ
ボ、14……溶融原料、15……蓋部材、16……冷却部、21
a,21b,22a,22b,23a,23b,24a,24b,25a,25b,27a−27f……
棒状発熱体、30……抵抗炉、101……平行脚部、102……
連結部。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炉の軸線と直交する所定径の炉内仮想円に
    沿って複数のU字形発熱体の発熱部のみを等間隔で配置
    し、各U字形発熱体の平行脚部を前記軸線と平行にし、
    前記仮想円に沿う発熱体の内側に均熱管を前記炉と同軸
    的に配置してなるU字形発熱体による抵抗炉。
  2. 【請求項2】請求項1記載の抵抗炉において、前記各U
    字形発熱体の各平行脚部の自由端に端子部を形成し、す
    べてのU字形発熱体の端子部を前記軸線に直交する抵抗
    炉炉の発熱部外の一平面上に配置し、前記一平面に沿う
    炉壁外面に周方向の凹部を形成し、前記複数の発熱体の
    端子部を前記凹部内で相互に接続してなるU字形発熱体
    による抵抗炉。
  3. 【請求項3】請求項1又は2記載の抵抗炉において、前
    記各U字形発熱体の材料をSiC、MoSiO2、LaCrO3、又はZ
    rO2としてなるU字形発熱体を用いた抵抗炉。
  4. 【請求項4】請求項1、2又は3記載の抵抗炉におい
    て、前記各U字形発熱体の抵抗値を実質上等しくし、前
    記各U字形発熱体の電力が等しくなるように接続してな
    るU字形発熱体による抵抗炉。
JP2164822A 1990-06-23 1990-06-23 U字形発熱体による抵抗炉 Expired - Lifetime JPH0743224B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2164822A JPH0743224B2 (ja) 1990-06-23 1990-06-23 U字形発熱体による抵抗炉

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2164822A JPH0743224B2 (ja) 1990-06-23 1990-06-23 U字形発熱体による抵抗炉

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0455687A JPH0455687A (ja) 1992-02-24
JPH0743224B2 true JPH0743224B2 (ja) 1995-05-15

Family

ID=15800578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2164822A Expired - Lifetime JPH0743224B2 (ja) 1990-06-23 1990-06-23 U字形発熱体による抵抗炉

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0743224B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4203647B2 (ja) * 2002-06-13 2009-01-07 株式会社日立製作所 単結晶の製造装置、及びその製造方法
ATE468427T1 (de) * 2004-08-05 2010-06-15 Amosov Vladimir Iljich Verfahren zum ziehen von einkristallen aus einer schmelze

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0431518Y2 (ja) * 1986-05-16 1992-07-29

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0455687A (ja) 1992-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69103969D1 (de) Induktionsheizspule.
KR920007122A (ko) 열처리로
ES2001233A6 (es) Un calentador electrico radiante
EP0179606A1 (en) Heater for heating heat shrinkable tube
JPH0743224B2 (ja) U字形発熱体による抵抗炉
US5401937A (en) Sheathed heater
EP0484327A1 (en) Arrangement for converting electrical energy to heat energy
JP2561297Y2 (ja) 電気炉用抵抗発熱体
JPS6031259Y2 (ja) 半導体熱処理用電気炉
SE8304035L (sv) Eluppvermt vermeelement med vermeackumulerande egenskaper
JPH0326638Y2 (ja)
JP2001124477A (ja) 溶融金属炉用チューブヒータ
JP2006038436A (ja) 小型金属溶解炉
JPS625038Y2 (ja)
JPH081595Y2 (ja) ラジアントチューブ
JPS5824711B2 (ja) 炉の温度制御装置
JPH053806U (ja) 電気こんろ
JP2861577B2 (ja) 電気ヒーター
JPH07183238A (ja) 加熱装置
JPS589186Y2 (ja) 抵抗発熱体電気炉
JPH0896932A (ja) 超高温発熱体及び該発熱体を用いた加熱方法及び装置
KR890000292Y1 (ko) 전자 유도 조리기의 가열코일
JPH0239197Y2 (ja)
JPS6137542B2 (ja)
SU537771A1 (ru) Электропа льник

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090515

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090515

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100515

Year of fee payment: 15

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100515

Year of fee payment: 15

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110515

Year of fee payment: 16

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110515

Year of fee payment: 16