JPS6231982A - 炭化ケイ素発熱体 - Google Patents
炭化ケイ素発熱体Info
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- JPS6231982A JPS6231982A JP60171109A JP17110985A JPS6231982A JP S6231982 A JPS6231982 A JP S6231982A JP 60171109 A JP60171109 A JP 60171109A JP 17110985 A JP17110985 A JP 17110985A JP S6231982 A JPS6231982 A JP S6231982A
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- silicon carbide
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Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
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。
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、各種工業炉の加熱源として使用される炭化ケ
イ素発熱体に関する。
イ素発熱体に関する。
一般に炭化ケイ素発熱体は、均一な抵抗値を有する発熱
部と、該発熱部の両端に形成された低抵抗の端子部から
構成される。
部と、該発熱部の両端に形成された低抵抗の端子部から
構成される。
炭化ケイ素発熱体は、セラミックス部材で構成されるた
め、金属発熱体には見られない特性を示す。
め、金属発熱体には見られない特性を示す。
例えば、炭化ケイ素発熱体は室温から７００℃まで負の
温度係数を示し、それより高温域では正の温度係数をも
つ特性を有しており、正の温度係数領域である７００℃
以上での使用が望ましい。炭化ケイ素は、雰囲気に対し
ては、比較的安定であるが水蒸気やアルカリ蒸気には、
弱く発熱体の寿命を短くする原因となる。炭化ケイ素発
熱体においては発熱部の表面に各種セラミック材料の被
覆がなされてきている。
温度係数を示し、それより高温域では正の温度係数をも
つ特性を有しており、正の温度係数領域である７００℃
以上での使用が望ましい。炭化ケイ素は、雰囲気に対し
ては、比較的安定であるが水蒸気やアルカリ蒸気には、
弱く発熱体の寿命を短くする原因となる。炭化ケイ素発
熱体においては発熱部の表面に各種セラミック材料の被
覆がなされてきている。
ニューセラミックス製品や電子部品では製造条件が非常
にきびしく、特に焼成炉においては、炉内温度分布が細
かく制御できることが要求されている。炭化ケイ素発熱
体を熱源とする電気抵抗炉においては、炉内幅方向の温
度分布が問題となった。すなわち、いかに均一な表面温
度を有する発熱体を使用しても、炉の側壁からの熱放散
によって炉内の中央部から側壁に向かって温度降下する
ため、焼成条件のきびしいセラミックスの焼成等におい
ては、焼成位置の差によって焼きムラや収縮ムラが生じ
、歩留りが悪く温度分布の改善が望まれていた。
にきびしく、特に焼成炉においては、炉内温度分布が細
かく制御できることが要求されている。炭化ケイ素発熱
体を熱源とする電気抵抗炉においては、炉内幅方向の温
度分布が問題となった。すなわち、いかに均一な表面温
度を有する発熱体を使用しても、炉の側壁からの熱放散
によって炉内の中央部から側壁に向かって温度降下する
ため、焼成条件のきびしいセラミックスの焼成等におい
ては、焼成位置の差によって焼きムラや収縮ムラが生じ
、歩留りが悪く温度分布の改善が望まれていた。
１２ 、
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述の改善方法として、実公昭４８−２２７５０にて、
抵抗値の異なるものを任意に接続して、発熱部を形成せ
しめ、温度分布を変えようとするものが提案されている
。
抵抗値の異なるものを任意に接続して、発熱部を形成せ
しめ、温度分布を変えようとするものが提案されている
。
上述の方法は、炉内の温度分布を改善する方法としては
、有効な手段であるが、しかし、大きな欠点を有してい
た。すなわち、抵抗値の異なる発熱体を接合するため（
乙接合部分が炉内に入ること、更に発熱部同士の接合の
ため、接合部分の強度劣化、酸化が著しく、発熱体の寿
命が短いこと、加えて製造上においては、抵抗値の異な
る発熱体の製作やそれらを組み合わせて接合するために
作業工数が長くなり、作業性やコストの面で不利である
ことである。
、有効な手段であるが、しかし、大きな欠点を有してい
た。すなわち、抵抗値の異なる発熱体を接合するため（
乙接合部分が炉内に入ること、更に発熱部同士の接合の
ため、接合部分の強度劣化、酸化が著しく、発熱体の寿
命が短いこと、加えて製造上においては、抵抗値の異な
る発熱体の製作やそれらを組み合わせて接合するために
作業工数が長くなり、作業性やコストの面で不利である
ことである。
本発明の目的は、炉内温度の温度分布改善方法においで
比較的容易にしかも安価に温度分布を改善できる発熱体
を提供することにある。
比較的容易にしかも安価に温度分布を改善できる発熱体
を提供することにある。
すなわち、本発明は、炭化ケイ素発熱体において、発熱
部の一部に炭化ケイ素と輻射率の異なる一種以上のセラ
ミック材料を被覆することを特徴とする。
部の一部に炭化ケイ素と輻射率の異なる一種以上のセラ
ミック材料を被覆することを特徴とする。
従来、炉用レンガ等は、その色（黒度）によって輻射率
が変わることが知られている。一般に高温域では、被熱
物への伝熱は主としで、輻射による。輻射熱は、ステフ
ァンボルツマンの法則から、材料の黒度の影響が大きく
、発熱体の場合には、黒い表面が好ましい。
が変わることが知られている。一般に高温域では、被熱
物への伝熱は主としで、輻射による。輻射熱は、ステフ
ァンボルツマンの法則から、材料の黒度の影響が大きく
、発熱体の場合には、黒い表面が好ましい。
しかし、電気炉等の炉壁に使用される耐火材においては
、逆に受熱量を少なくして、省エネを図ることが検討さ
れ、黒度の低いものが多用されることから、発熱体の表
面温度を任意に変える方法を検討した結果、発熱部の表
面に炭化ケイ素と輻射率ｃＱ％な６セラミツク材料を被
覆することによって発散する輻射熱量を制御できること
が判明した。
、逆に受熱量を少なくして、省エネを図ることが検討さ
れ、黒度の低いものが多用されることから、発熱体の表
面温度を任意に変える方法を検討した結果、発熱部の表
面に炭化ケイ素と輻射率ｃＱ％な６セラミツク材料を被
覆することによって発散する輻射熱量を制御できること
が判明した。
すなわち、炭化ケイ素の輻射率は、一般に０８７１程度
であるが、例えは発熱部の表面を部分的に輻射率の低い
もので被覆すれば、被覆された表面近傍は温度が低下す
る。その結果炉内温度分布の均一化を達成できる。
であるが、例えは発熱部の表面を部分的に輻射率の低い
もので被覆すれば、被覆された表面近傍は温度が低下す
る。その結果炉内温度分布の均一化を達成できる。
〔実施例１〕
直径２５ ｍｍ、発熱部長３００ｍｍ、端部長３００ｍ
ｍの棒状の炭化ケイ素発熱体で、第１図に示すように発
熱部１の中央部に白色のムライト質（輻射率ε＝ ０．
４ ）のコート材を施行した被覆域３を７５ｙｎｍ形成
し、該被覆域３の両側に未被覆域４からなる発熱部１と
両端子部２及び電極部５からなる炭化ケイ素発熱体を電
気容量１５Ｋｗ、炉内寸法中３００ｍｍ、奥行６００ｍ
ｍ、高さ１２０ｍｍの電気炉に６本設置した該電気炉の
炉内の設定温度を１２００℃にし、通電発熱させ昇温後
１時間保持し、炉内温度分布を測定した。測定にあたっ
ては第３図に示すように、該発熱体の下方７５ ｍｍの
位置に熱電対を設置し、炉内巾方向の５点の温度を測定
した。測定結果を表１に示す。
ｍの棒状の炭化ケイ素発熱体で、第１図に示すように発
熱部１の中央部に白色のムライト質（輻射率ε＝ ０．
４ ）のコート材を施行した被覆域３を７５ｙｎｍ形成
し、該被覆域３の両側に未被覆域４からなる発熱部１と
両端子部２及び電極部５からなる炭化ケイ素発熱体を電
気容量１５Ｋｗ、炉内寸法中３００ｍｍ、奥行６００ｍ
ｍ、高さ１２０ｍｍの電気炉に６本設置した該電気炉の
炉内の設定温度を１２００℃にし、通電発熱させ昇温後
１時間保持し、炉内温度分布を測定した。測定にあたっ
ては第３図に示すように、該発熱体の下方７５ ｍｍの
位置に熱電対を設置し、炉内巾方向の５点の温度を測定
した。測定結果を表１に示す。
〔実施例２〕
第２図に示すＵ型炭化ケイ素発熱体直径２０ｍｍ、発熱
部長３００ ｍｍ、端部長３００ｍｍ、発熱部のピッチ
５０ｍｍのものを４本上記の実施例１と同じ電気炉に設
置した。該Ｕ型炭化ケイ素発熱体の発熱部の一部（発熱
部の中心部より若干先端部よりの位置）に７５ ｍｍ巾
の輻射率ε−０，４のムライト質の被覆を施しているも
のであった。炉内温度１２００℃の炉内温度分布を実施
例１と同一の方法で測定した結果を表１に示す。
部長３００ ｍｍ、端部長３００ｍｍ、発熱部のピッチ
５０ｍｍのものを４本上記の実施例１と同じ電気炉に設
置した。該Ｕ型炭化ケイ素発熱体の発熱部の一部（発熱
部の中心部より若干先端部よりの位置）に７５ ｍｍ巾
の輻射率ε−０，４のムライト質の被覆を施しているも
のであった。炉内温度１２００℃の炉内温度分布を実施
例１と同一の方法で測定した結果を表１に示す。
〔比較例１〕
実施例１と同じ棒状炭化ケイ素発熱体でムライト質の被
覆を施していないものを同一の電気炉にて、炉内温度分
布を測定した。測定結果を表１に示す。
覆を施していないものを同一の電気炉にて、炉内温度分
布を測定した。測定結果を表１に示す。
〔比較例２〕
実施例２と同じＵ型炭化ケイ素発熱体でムライト質の被
覆を施していないものを同一の電気炉を用いて、炉内温
度分布を測定した。
覆を施していないものを同一の電気炉を用いて、炉内温
度分布を測定した。
測定結果を表１に示す。
〔比較例３〕
実施例１と同一寸法同材質の炭化ケイ素発熱体ニムライ
ト質の代わりに黒色のクロム系コート（輻射率ε−０，
９）を発熱部中央７５順巾に施行した。
ト質の代わりに黒色のクロム系コート（輻射率ε−０，
９）を発熱部中央７５順巾に施行した。
上記のクロム系コートは、炭化ケイ素とほぼ同一の輻射
率をもっていた。実施例１と同様に炉内温度分布を測定
した。
率をもっていた。実施例１と同様に炉内温度分布を測定
した。
測定結果を表１に示す。
本発明の炭化ケイ素発熱体は、実施例に示したように、
従来品では、１０℃以上あった炉内温度差を±２℃以内
に改善することができた。実施例では、発熱体の１ケ所
にコートを施工したが、使用目的によっては複数ケ所の
施工も容易である。
従来品では、１０℃以上あった炉内温度差を±２℃以内
に改善することができた。実施例では、発熱体の１ケ所
にコートを施工したが、使用目的によっては複数ケ所の
施工も容易である。
本発明の炭化ケイ素発熱体を用いることによっで、従来
できなかった焼成、たとえば、上下限許容温度のきびし
いセ”＞ミックスの焼成が可能となり、焼成ムラや収縮
ムラを防止できた。
できなかった焼成、たとえば、上下限許容温度のきびし
いセ”＞ミックスの焼成が可能となり、焼成ムラや収縮
ムラを防止できた。
また同時複列焼成も可能になり、処理物の品質安定量産
化が図れるという効果もある。
化が図れるという効果もある。
本発明は、近年高精度、とりわけ温度分布の精度が要求
されているセラミックスや金属の加熱炉の分野において
大きな効果が期待でき、産業上のメリットははかりしれ
ないイ、のかある。
されているセラミックスや金属の加熱炉の分野において
大きな効果が期待でき、産業上のメリットははかりしれ
ないイ、のかある。
第１図は、本発明の炭化ケイ素発熱体の一実施例を示す
正面図である。第２図は、本発明の炭化ケイ素発熱体の
他の実施例を示す平面図である。 第３図は、実施例における炉内の温度の測定位置を示す
断面図である。 ■−−−−発熱部 ２−一〜一端子部 ３−−一被覆域 ４−一一一末被覆域 ５−−ｍ−電極部 第 １ 凶 第２図 第 ３ 図
正面図である。第２図は、本発明の炭化ケイ素発熱体の
他の実施例を示す平面図である。 第３図は、実施例における炉内の温度の測定位置を示す
断面図である。 ■−−−−発熱部 ２−一〜一端子部 ３−−一被覆域 ４−一一一末被覆域 ５−−ｍ−電極部 第 １ 凶 第２図 第 ３ 図
Claims (1)
- 各種工業炉の加熱源として、使用される炭化ケイ素発熱
体において、該炭化ケイ素発熱体の発熱部表面の一部に
炭化ケイ素と輻射率の異なる一種以上のセラミック材料
を被覆することを特徴とする炭化ケイ素発熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60171109A JPS6231982A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 炭化ケイ素発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60171109A JPS6231982A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 炭化ケイ素発熱体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6231982A true JPS6231982A (ja) | 1987-02-10 |
Family
ID=15917136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60171109A Pending JPS6231982A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 炭化ケイ素発熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6231982A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05141875A (ja) * | 1991-11-20 | 1993-06-08 | Murata Mfg Co Ltd | 炉内ヒータ |
-
1985
- 1985-08-05 JP JP60171109A patent/JPS6231982A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05141875A (ja) * | 1991-11-20 | 1993-06-08 | Murata Mfg Co Ltd | 炉内ヒータ |
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