JPS5966094A - 真空成型の電気発熱ユニツトとこれを製造する方法 - 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】 本発明は、特許請求の範囲第１項の前半に記述しである
真空成型の電気発熱ユニットにおいて、抵抗発熱コイル
の表面帯が放熱面において露出され、そして絶縁本体が
セラミックファイバ材で構成されているような−やり方
で抵抗発熱コイルが絶縁本体内に埋め込まれる真空成型
の電気発熱ユニットに係る。この形式の発熱ユニットは
また発熱モジュールとも呼ばれる。加えるに、主として
、本発明はこの型式の電気発熱ユニットを製造する真空
成型の方法に係る。

以降「発熱モジュール」と称する真空成型の電気発熱ユ
ニットに関する基本技術は、例えば米国特許第３，５０
０，４４４号及び更に新形式として米国特許第４，２７
８，８７７にて説明されている。この真空成型方法によ
って製造される発熱モジュールにおいては、発熱螺線即
ち発熱コイルは、発熱コイルの内部空所が通常状態下で
ファイバ材で充填されるようなやυ方でセラミックファ
イバの合成体内に埋め込まれる。

本発明の詳細な説明するために、在来一般の真空成型法
について第１図を参照して先ず説明する。

ＭＭコイル５が、ふるい状の皿１上に例えば多孔板上に
置かれる。図示されてないが吸込箱が皿１の下部に在シ
、この箱を通して、全般的に符号２にて示される真空に
よって、コイルの上部にそ＼がれ、水に溶かしたバイン
ダの溶液で構成されたセラミックファイバを含んでいる
泥漿６から液体分が除去される。液体成分は吸い込みに
よってふるい状の皿１から除去されそしてセラミック、
７アイバの層が堆積される。

この在来の方法では、発熱コイル５内の空所８も当然セ
ラミックファイバで充填されてしまう、そして更にこの
内部空所８内の密度はセラミックファイバのブロック４
を形成する組成の残シの密度にはｙ相当、即ち４ｔ”２
００ｋｆ／ｍ’に同勢になる。

この形式の発熱モジュールを使用するうちに発生する技
術上の問題点を第２図を参照しぺ下記に説明する。

発熱コイル６の自由に放熱する面域が例えば１．１５０
Ｃの作用温度になると甚しい高温度が発熱コイル５の反
対側（裏側７）に発生する、処がこの裏側は完全にセラ
ミツ２フフ４フ組成体中に埋め込まれている。その結果
、自由に放熱するコイルの表面側６において所望する作
用温度限度−になるまで発熱コイル５を加熱することは
、裏側７が過熱してしまうことにもなるので不可能であ
る。

それに関連する問題点は、ファイバ組成に対し主として
よく使われそして経済上から屡々多く使用されるアルミ
ニュームシリケートファイバの温度即ち作用温度を最高
に利用することである。最近の経験によればこのアルミ
ニュームシリケートファイバの最高許容作用温度にはｙ
ｌ、１５０ｃであることが示されている。この温度以上
ではこのファイバは過度の結晶化管起こし、これによっ
てその構造及び所望される特性が完全に失われる。さて
若し発熱コイルが、自由に放熱する面側６上において１
，１５０１：ｌ’の温度にまで上けられると、これによ
って発熱コイル５の裏側面７は＃ｔｘ１，２５０Ｃの温
度に達することになる。この温度は従ってファイバの最
高許容作用温度をはｙｉｏｏｃ越えておシファイバ材の
甚しい急速な再結晶化をもたらす。その結果として発熱
コイル５はファイバ組織の過熱した部分の把持力を失な
いそして遅かれ早かれファイバを離してしまうであろう
、と９わけ炉室内の天井部要素の場合においても全くそ
の通９である。発熱コイル５は従って最初にファイバブ
ロック４の放熱側９から段々とはみ出し、そして最終的
には脱落してしまうであろう。

、本発明の目的は、従って、例えば発熱モジュールの放
熱側に１，１５０１：の温度が発生するような最適作用
温度にまで発熱コイルが加熱されても結果としてアルミ
ニュームシリケートファイバ組織内の発熱コイルの固定
がゆるんだυ破壊したシすることのない発熱モジュール
を製造するための真空成型方法と共に最初に記述した形
式の発熱モジュールを提供することである。

本発明による発熱モジュールは特許請求の範囲牙１項に
示す特徴がある。

この形式の発熱モジュールを製造する真空成型方法は特
許請求の範囲オ６項に規定する。

本発明による方法の効果的な実施例及びなお一層の改良
点を実施態様環に示す。

本発明の結果として、発熱コイル内の空所は多少ともフ
ァイバ材の侵入を受けぬ状態となシ、それで発熱モジュ
ールの放熱面と裏側との間の発熱コイルの温度差が甚し
く減少し、そして発熱コイルのファイバブロック内の固
定が次オにゆるんで行く危険を免れり＼著しい高度の作
用温度にても完全に働かし得る。

真空成型加工中に間隔素子が発熱コイルの下に置かれ、
或いはふるい皿のふるい目が発熱コイルの下で取シ除か
れておシ、即ちふるい目がなく、そしてこの間隔素子或
いは場合によってはふるい皿の不浸透領域が放熱面に平
行する面において発熱コイルの中寸法よシ狭く或いは発
熱コイルの直径よシ狭いという事実によシ、真空成型の
作業中ふるい状の皿の開口が発熱コイルの長さ方向の範
囲にわたって部分的に閉じられ或いはこれら領域内には
穴がないことが明らかであるので、発熱コイル内の空所
には実質上フフィバ材の侵入がないという結果となる。

本発明の効果的な実施例においては、以降［間隔片」と
呼ぶ灸片状の素子が真空成型作業中に発熱コイル下に置
かれるが下記に説明する理由に基づき、発熱コイルが発
熱モジュールの放熱面で露出はしているけれども発熱コ
イル全体が間隔片の厚さに相当する距離だけファイバブ
ロック内の奥の方へずらされている。然して最適の固定
が得られ、しかも同時にコイル内の空所はファイバ材の
侵入を受けない状態となる。

下記においては、本発明の実施例及び効果についての詳
細を、実施例に基づき添付図面を参照しり＼更に詳しく
説明する。

総ての図において互いに対応する部分は同じ参照番号が
付されている。

刀・３図は本発明第１番目の実施例を図示する。

例えば粘着性のテープの条片１０がふるい状の皿１（多
孔付きの板）に貼シ付けられ、これらの条片は発熱コイ
ル５の縦方向の範囲上に即ち図面の直角方向上に亘って
ふるい目をふさいでいる。これらの粘着性のテープの条
片は、発熱コイル５の真下に貼られ、このコイルは多孔
板に置かれ軽く取付けられる。ふるい目の若干が閉じら
れるので、この点においては真空２の吸い込み効果は及
はされない、従って発熱コイル５内の空所８内は最大の
可能の範囲でセラミックファイバ材がない状態にされる
。

第６図に基づき説明した装置の製造法を第４図に示す。

この処に又、第２図にて示された実施例の場合と同様の
やシ方で、発熱コイル５はファイバブロック４の放熱面
９と同一平面内に在る。発熱コイル５内の空所８は空の
状態即しファイバ材はなく、従って発熱コイル５の裏面
７は極めて自由に放熱することが出来る。これにより、
放熱面９における自由に放熱する面６と裏面７との間の
発熱コイルの温度差が著しく減少する結果が得られ、従
って発熱コイル５の裏面７の領域における望ましくない
過熱が避けられ名。

しかし乍ら、この本発明の基本的、ｔ１実施例では、部
分的過熱による上記の再結晶化効果はもはやファイバ内
に観察されないが、発熱コイル５がセラミックーファイ
バブロック４に、よシ良く効果的に固着されないという
欠点がなお存在する。

しかし乍ら、発熱コイル５は第２図による場合と同様に
ファイバによってその外面周囲のみが包囲されており、
然も自由に放熱する面６では何等支えられた状態となっ
ていない。ファイバ材の結晶化が最早起こらない基本的
な効果はあるにも拘らず、この股Ｒ１の場合には不適当
な固定の結果として発熱コイルがファイバブロックから
脱落する、特にこの形式の発熱モジュールが炉室の天井
構造に採用される時には脱落するというもう１つ別の難
点がある。

第５図及び第６図による本発明の著しく改良された実施
例に基づく考え方は、一方では発熱コイル内の空所８に
セラミックファイバがない様にし他方不適当な固着のた
めファイバブロック４がら発熱コイルが脱落する恐れの
起こらないようなやシ方で発熱コイル５をファイバブロ
ック４の組成内に、！Ｊ１め込むことである。

この製造法の基礎となる原理を牙５図に示す断面図を参
考にして先ず説明する。

間隔片１１を、ふるい状の皿１に発熱コイル５の占める
位置の下の処へ取付ける。これ等の間隔片１１は例えば
金属、木材又はプラスチック製にすることが出来る。こ
れ等の間隔片１１の巾は、如何なる場合でも放熱面を形
成するファイバブロック４の面９と平行する而において
の発熱コイル５の直径よシ、或いは場合によるとしても
その巾よシ少し小さくしなければならず、そして一方、
間隔片１１の厚さは最低０．１　ｆｆ１１１がらほぼ３
０＋ｍまでの範囲内に、そして好ましいのは２ＩＯ＋か
ら１０闘の範囲内でなければならない。詳細に図示はさ
れてないがふるい状の皿１に設備しである型枠内へ今若
し泥漿６が導入され、そして着し液体成分がふるい状の
皿１全通して引き出されれば、そりによって間隔片１１
はファイバで包囲されるが発−熱コイル５内の空所は質
的に空のま＼即ちファイバの沈積がない様にして、ファ
イバが次オに堆積して行く。

、８６図は概略的な断面・：′Ｃ最終製品を示す。発熱
コイル５の自由に放熱する面６は、最早ファイバブロッ
ク４の放熱面９と同一平面上にないが間隔片１１の厚さ
に和尚する距離だけ、ファイバブロック４内の後方にひ
っ込んだ位置となる。間隔片１１の存在から生ずる保持
ウェブ１２は発熱コイル５の自由に放熱する而６を１部
分数シ囲んでいるが内部の空所８にはファイバは充填さ
れていない。その結果所望の目的、即ちコイル内部の空
所を無ファイバに保つ目的瀘達成されたので発熱コイル
５の放熱面６と裏面７との間の温１度差は、発熱コイル
がファイバブロック４内に完全に埋め込まれ、即ち空所
８がファイバで充填されている在来一般の技法の場合よ
シ著しく小さい。更に一方保持つニブ１２が発熱コイル
５を確実に保持しているので、この形式の発熱モジュー
ルが炉の天井素子に使用されても最早脱落する恐れがな
い。

図から分るように、これまで述べられて来た本発明の実
施例では、上述の米国特許牙４，２７８．８７７にその
効果と共に開示されている型式である所謂卵形の発熱コ
イル即ち発熱ら線コイルが用いられている３、当業者は
、本発明が例えば円形の断面或いは短形状に変形した断
面を持つ他の断面を有する発熱コイルでも効果的に採用
出来ることは容易に理解出来よう。

【図面の簡単な説明】

牙１図は従来方式による真空成型加工法を説明する実施
例を示す図、 第２図は第１図による真空成型加工法による製品の図、 第６図は本発明の第１番の実施例による真空成型加工法
を説明するためを示す図、 第４図は第６図による真空成型加工法による製品の図、 第５図は本発明による好ましい真空成型加工法の実施例
を示す図、 第６図は便利な性質を説明するために第５図による本発
明の真空成型加工製品を示した図。 １・・・ふるい状の皿（多孔板） ４・・・セラミックファイバブロック ５・・・発熱コイル ６．９・・・放熱面 １０・・・テープ条片 ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、６ Ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　抵抗発熱コイルがセラミックファイバ層内に埋め
   込まれている真空成型の電気発熱ユニットにして、発熱
   コイルの内部空所には本質的にセラミックファイバ物質
   がなく、そして発熱コイルの表面帯域が放熱面において
   露出しているような発熱ユニットにおいて、発熱面にお
   いて露出されている発熱コイル（５）の表面帯域（６）
   がセラミックファイバ層（４）の外面（９）に対して僅
   かの距離だけ内方へ変位していることを特徴とする発熱
   ユニット。 ２、発熱コイル（５）の露出表面帯域（６）がセラミッ
   クファイバ層（４）の外面（９）から０．１乃至３Ｑｍ
   ｎの距離好ましい値では２乃至１０Ｍの距離の処にある
   ことを特徴とする特＃′ｆ請求の範囲第１項に記載の発
   熱ユニット。 ３、抵抗発熱コイルが吸込み箱上のフレーム内のふるい
   状の皿の上に置かれ、そしてセラミックファイバのスラ
   リ、接着材及び水とからなっていて泥漿がフレーム内へ
   向けて導かれ、それによってセラミックファイバ層が吸
   い込−１−動作の下で形成され、このファイバ層が硬化
   され、そして埋め込まれた発熱素子として抵抗発熱コイ
   ルを内包している電気発熱ユニットの真空成型方法にお
   いて、抵抗発熱コイルの下の処だけふるい状の皿の表面
   の部分が不浸透となるように設計されるが、ふるい状の
   皿に平行する面で発熱コイルの直径或いは巾の最大寸法
   よシ狭く設計されることを特徴とする電気発熱ユニット
   を製造する真空成型方法。 ４、準備工程において、発熱コイルが挿入される前に発
   熱コイルの位置に条片をふるい状の皿上に置くことを特
   徴とする特許請求の範囲オ６項に記載の真空成製方法。 ５、準備工程において、ふるい状の皿に面する側に発熱
   コイルに条片を付着させ、これらの付着は粘着性である
   が容易に取シ除き得ることを特徴とする特許請求の範囲
   第３項に記載の真空成型方法。 ６．　間隔条片は０．１乃至３０ｍの厚さ好ましい値と
   して２乃至１０１１１の厚さを有するように設計される
   ことを特徴とする特許請求の範囲オ６項及び牙５項に記
   載の真空成型方法。 Ｚ　ふるい状の皿は発熱コイルの下にある表面の部分に
   おいてふるい目が塞がれていることを特徴とする特許請
   求の範囲のオ６項乃至オ６項の真空成型方法。