JP2001167862A - ヒータ及び該ヒータの端子部構造 - Google Patents
ヒータ及び該ヒータの端子部構造Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ヒータ端子部からの放熱を低減して炉内温度
分布のばらつきを防止できる熱処理炉用ヒータ及び該ヒ
ータの端子部構造を提供する。 【解決手段】 端子部５と、該端子部５を介して供給さ
れた電力によって発熱する発熱部４とを有するヒータの
端子部構造において、上記端子部５の断面積を発熱部４
の断面積より小さく設定する。例えば、端子部５の直径
ｂを発熱部４の直径ａの約１／２にする。
分布のばらつきを防止できる熱処理炉用ヒータ及び該ヒ
ータの端子部構造を提供する。 【解決手段】 端子部５と、該端子部５を介して供給さ
れた電力によって発熱する発熱部４とを有するヒータの
端子部構造において、上記端子部５の断面積を発熱部４
の断面積より小さく設定する。例えば、端子部５の直径
ｂを発熱部４の直径ａの約１／２にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばセラミック
を焼成する熱処理炉に採用されるヒータの端子部構造に
関する。
を焼成する熱処理炉に採用されるヒータの端子部構造に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、セラミック等を焼成する熱処理
炉では、ＳｉＣからなる棒状，あるいはスパイラル形状
のヒータが採用されている。図１０は、従来の一般的な
ＳｉＣ製ヒータを示しており、このヒータ５０は、炉内
に挿入される発熱部５０ａと、炉壁５１を貫通して炉外
に露出する端子部５０ｂとを有しており、この端子部５
０ｂを介して発熱部５０ａに電力を供給することによっ
て該発熱部５０ａが発熱し、これにより炉内を所定温度
に昇温させる。
炉では、ＳｉＣからなる棒状，あるいはスパイラル形状
のヒータが採用されている。図１０は、従来の一般的な
ＳｉＣ製ヒータを示しており、このヒータ５０は、炉内
に挿入される発熱部５０ａと、炉壁５１を貫通して炉外
に露出する端子部５０ｂとを有しており、この端子部５
０ｂを介して発熱部５０ａに電力を供給することによっ
て該発熱部５０ａが発熱し、これにより炉内を所定温度
に昇温させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記昇温時
の炉内の温度分布は、ヒータの配置構造，配置方法ある
いは発熱むら等のさまざまな要因によって影響を受け易
く、これらの問題を解決してもなおヒータ自体の構造に
よる影響が残り、炉内温度にばらつきが生じるという問
題がある。
の炉内の温度分布は、ヒータの配置構造，配置方法ある
いは発熱むら等のさまざまな要因によって影響を受け易
く、これらの問題を解決してもなおヒータ自体の構造に
よる影響が残り、炉内温度にばらつきが生じるという問
題がある。
【０００４】このようなヒータ構造による原因には、図
１０に示すように、上記ヒータ５０の基材中の熱伝導に
よる端子部５０ｂからの放熱、あるいはヒータ５０と炉
壁５１との僅かな隙間からの熱洩れによる放熱の影響が
考えられる。特に、ヒータ基材がＳｉＣの場合、その熱
伝導率が高いことから、温度の低い端子部に熱がより流
れ易くなり、その結果ヒータ５０の発熱部５０ａで発熱
むらが生じ易くなっている。
１０に示すように、上記ヒータ５０の基材中の熱伝導に
よる端子部５０ｂからの放熱、あるいはヒータ５０と炉
壁５１との僅かな隙間からの熱洩れによる放熱の影響が
考えられる。特に、ヒータ基材がＳｉＣの場合、その熱
伝導率が高いことから、温度の低い端子部に熱がより流
れ易くなり、その結果ヒータ５０の発熱部５０ａで発熱
むらが生じ易くなっている。
【０００５】本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされ
たもので、ヒータ端子部からの放熱を低減して炉内温度
分布のばらつきを防止できるヒータ及び該ヒータの端子
部構造を提供することを目的としている。
たもので、ヒータ端子部からの放熱を低減して炉内温度
分布のばらつきを防止できるヒータ及び該ヒータの端子
部構造を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、端子
部と、該端子部を介して供給された電力によって発熱す
る発熱部とを有するヒータの端子部構造において、上記
端子部の断面積を発熱部の断面積より小さく設定したこ
とを特徴としている。
部と、該端子部を介して供給された電力によって発熱す
る発熱部とを有するヒータの端子部構造において、上記
端子部の断面積を発熱部の断面積より小さく設定したこ
とを特徴としている。
【０００７】請求項２の発明は、請求項１において、上
記端子部の外径が発熱部の外径より小径に設定されてい
ることを特徴としている。
記端子部の外径が発熱部の外径より小径に設定されてい
ることを特徴としている。
【０００８】請求項３の発明は、請求項１において、上
記端子部の外径と発熱部の外径とが同一に設定されてお
り、該端子部は中空に発熱部は中実に形成されているこ
とを特徴としている。
記端子部の外径と発熱部の外径とが同一に設定されてお
り、該端子部は中空に発熱部は中実に形成されているこ
とを特徴としている。
【０００９】請求項４の発明は、炉外に位置するように
配置される端子部と、炉内に位置するように配置され、
上記端子部を介して供給された電力によって発熱する発
熱部とを有する熱処理炉用ヒータの端子部構造におい
て、上記端子部の断面積を発熱部の断面積より小さく設
定したことを特徴としている。
配置される端子部と、炉内に位置するように配置され、
上記端子部を介して供給された電力によって発熱する発
熱部とを有する熱処理炉用ヒータの端子部構造におい
て、上記端子部の断面積を発熱部の断面積より小さく設
定したことを特徴としている。
【００１０】請求項５の発明は、請求項４において、上
記端子部の外径が発熱部の外径より小径に設定されてい
ることを特徴としている。
記端子部の外径が発熱部の外径より小径に設定されてい
ることを特徴としている。
【００１１】請求項６の発明は、炉外に位置するように
配置される端子部と、炉内に位置するように配置され、
上記端子部を介して供給された電力によって発熱する発
熱部とを有する熱処理炉用ヒータの端子部構造におい
て、上記端子部の外表面を断熱材で覆ったことを特徴と
している。
配置される端子部と、炉内に位置するように配置され、
上記端子部を介して供給された電力によって発熱する発
熱部とを有する熱処理炉用ヒータの端子部構造におい
て、上記端子部の外表面を断熱材で覆ったことを特徴と
している。
【００１２】請求項７の発明は、請求項１から請求項６
のいずれかに記載の端子部構造を有することを特徴とす
るヒータである。
のいずれかに記載の端子部構造を有することを特徴とす
るヒータである。
【００１３】本発明にかかるヒータの材質としては、炭
化珪素，二珪化モリブデン，ジルコニア等が挙げられる
が、加工しやすいなどの理由から炭化珪素を用いること
が好ましい。
化珪素，二珪化モリブデン，ジルコニア等が挙げられる
が、加工しやすいなどの理由から炭化珪素を用いること
が好ましい。
【００１４】
【発明の作用効果】本発明にかかるヒータ及び該ヒータ
端子部構造によれば、端子部の断面積を発熱部の断面積
より小さくしたので、発熱部からの端子部への熱伝導に
より伝達される熱量が低減され、それだけ端子部からの
放熱が抑制されることとなる。その結果、発熱部での発
熱むらを回避でき、ひいては炉内の温度分布のばらつき
を防止できる。
端子部構造によれば、端子部の断面積を発熱部の断面積
より小さくしたので、発熱部からの端子部への熱伝導に
より伝達される熱量が低減され、それだけ端子部からの
放熱が抑制されることとなる。その結果、発熱部での発
熱むらを回避でき、ひいては炉内の温度分布のばらつき
を防止できる。
【００１５】また上記端子部の断面積を発熱部より小さ
くしたことから、ヒータに熱伝導率の高いＳｉＣを採用
した場合の発熱部から端子部への熱の移動を抑制でき、
端子部の温度低下が防止されることとなり、発熱部の発
熱むらを回避できる。
くしたことから、ヒータに熱伝導率の高いＳｉＣを採用
した場合の発熱部から端子部への熱の移動を抑制でき、
端子部の温度低下が防止されることとなり、発熱部の発
熱むらを回避できる。
【００１６】ここで、上記端子部の断面積を小さくした
ことによる抵抗値の増加が懸念されるが、端子部の小径
化による発熱量は、発熱部の発熱量に比べて極僅かであ
り、抵抗値増加分の発熱量増加による温度上昇は無視で
きるレベルである。
ことによる抵抗値の増加が懸念されるが、端子部の小径
化による発熱量は、発熱部の発熱量に比べて極僅かであ
り、抵抗値増加分の発熱量増加による温度上昇は無視で
きるレベルである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１及び図２は、請求項１，
２，４，５の発明の一実施形態（第１実施形態）による
熱処理炉用ヒータの端子部構造を説明するための図であ
り、図１はヒータが配設された熱処理炉の概略図、図２
はヒータ端子部の要部の断面図である。
図面に基づいて説明する。図１及び図２は、請求項１，
２，４，５の発明の一実施形態（第１実施形態）による
熱処理炉用ヒータの端子部構造を説明するための図であ
り、図１はヒータが配設された熱処理炉の概略図、図２
はヒータ端子部の要部の断面図である。
【００１８】図において、１はバッチ式熱処理炉を示し
ており、これは耐火断熱材からなる炉壁２ａにより密閉
された炉本体２を形成し、該炉本体２に、図示していな
いが、セラミック等の被処理材を出し入れする開口を形
成するとともに、該開口にこれを開閉する炉扉を配設し
て構成されている。
ており、これは耐火断熱材からなる炉壁２ａにより密閉
された炉本体２を形成し、該炉本体２に、図示していな
いが、セラミック等の被処理材を出し入れする開口を形
成するとともに、該開口にこれを開閉する炉扉を配設し
て構成されている。
【００１９】上記炉本体２内には天井部２ｂにより懸吊
支持された複数本のヒータ３が挿入されており、この各
ヒータ３は被処理材を囲むように配置されている。
支持された複数本のヒータ３が挿入されており、この各
ヒータ３は被処理材を囲むように配置されている。
【００２０】上記ヒータ３は炭化珪素（ＳｉＣ）からな
る非金属円柱状発熱部４をＵ字状に折り曲げて形成され
たものであり、この発熱部４の両端部には円柱状の端子
部５が接続形成されている。
る非金属円柱状発熱部４をＵ字状に折り曲げて形成され
たものであり、この発熱部４の両端部には円柱状の端子
部５が接続形成されている。
【００２１】上記ヒータ３の発熱部４は炉本体２内に位
置しており、端子部５は天井部２ｂから炉外に露出して
いる。この端子部５には不図示の電極部を介して電源が
接続されており、端子部５を介して発熱部４に電力を供
給することにより炉内を所定温度に昇温させる。
置しており、端子部５は天井部２ｂから炉外に露出して
いる。この端子部５には不図示の電極部を介して電源が
接続されており、端子部５を介して発熱部４に電力を供
給することにより炉内を所定温度に昇温させる。
【００２２】そして、上記端子部５の断面積は発熱部４
の断面積より小さく設定されており、具体的には発熱部
４の直径ａ２０ｍｍφに対して端子部５の直径ｂは１０
ｍｍφと１／２となっている。上記端子部５は発熱部４
とともに一体成形した後、切削加工を施して形成された
ものである。なお、端子部のみ別途製作し、これを発熱
部に接着剤等により固着してもよい。
の断面積より小さく設定されており、具体的には発熱部
４の直径ａ２０ｍｍφに対して端子部５の直径ｂは１０
ｍｍφと１／２となっている。上記端子部５は発熱部４
とともに一体成形した後、切削加工を施して形成された
ものである。なお、端子部のみ別途製作し、これを発熱
部に接着剤等により固着してもよい。
【００２３】上記天井部２ｂには発熱部４が挿入可能な
大きさを有する大径孔２ｃと該大径孔２ｃに続いて端子
部５が挿通可能な大きさを有する小径孔２ｄとが同軸を
なすように段付き形成されており、これにより端子部５
の発熱部４との接続部は炉壁２ａに埋設されている。
大きさを有する大径孔２ｃと該大径孔２ｃに続いて端子
部５が挿通可能な大きさを有する小径孔２ｄとが同軸を
なすように段付き形成されており、これにより端子部５
の発熱部４との接続部は炉壁２ａに埋設されている。
【００２４】ここで、上記ヒータ３の基材中を移動する
熱量は、 Ｑ＝λ／Ｌ（ｔ１−ｔ２）・Ａ λ：ヒータの熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ） Ｌ：発熱部と端子部間の距離（ｍ） ｔ１：発熱部の温度（Ｋ） ｔ２：端子部の温度（Ｋ） Ａ：ヒータ断面積（ｍ2 ） で表されることから、端子部５の直径ｂを発熱部４の直
径ａより小さくすることにより、端子部５内を移動する
熱量を低減できる。
熱量は、 Ｑ＝λ／Ｌ（ｔ１−ｔ２）・Ａ λ：ヒータの熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ） Ｌ：発熱部と端子部間の距離（ｍ） ｔ１：発熱部の温度（Ｋ） ｔ２：端子部の温度（Ｋ） Ａ：ヒータ断面積（ｍ2 ） で表されることから、端子部５の直径ｂを発熱部４の直
径ａより小さくすることにより、端子部５内を移動する
熱量を低減できる。
【００２５】図３〜図５は、端子温度計算のモデルを説
明するための図である。これは、熱処理炉を炉外径２０
０φ×炉高さ６５０ｍｍ×断熱材厚さ５０ｍｍとし、ヒ
ータ発熱部を直径２０φ×長さ５００ｍｍとし、炉外に
露出するヒータ端子部の炉外長さを５０ｍｍとするとと
もに、端子部の直径をそれぞれ２０，１０，６ｍｍφの
３条件とした。
明するための図である。これは、熱処理炉を炉外径２０
０φ×炉高さ６５０ｍｍ×断熱材厚さ５０ｍｍとし、ヒ
ータ発熱部を直径２０φ×長さ５００ｍｍとし、炉外に
露出するヒータ端子部の炉外長さを５０ｍｍとするとと
もに、端子部の直径をそれぞれ２０，１０，６ｍｍφの
３条件とした。
【００２６】上記ヒータ発熱部を１０００℃の温度に１
０℃／ｍｉｎの昇温速度でもって昇温し、１０００℃に
２ｈｒキープした後の温度を評価した。ヒータ端子部の
自然対流伝達係数は上面部で１０．４８Ｋｃａｌ／ｍ2
・ｈ・℃、側面部で７．５７Ｋｃａｌ／ｍ2 ・ｈ・℃で
ある。また端子温度の計算結果は、端子部２０ｍｍφで
上面部Ａｖｅ＝６４１℃，側面部Ａｖｅ＝６７０℃、端
子部１０ｍｍφで上面部Ａｖｅ＝６０８℃，側面部Ａｖ
ｅ＝６６０℃、端子部６ｍｍφで上面部Ａｖｅ＝５９０
℃，側面部Ａｖｅ＝６７３℃である。
０℃／ｍｉｎの昇温速度でもって昇温し、１０００℃に
２ｈｒキープした後の温度を評価した。ヒータ端子部の
自然対流伝達係数は上面部で１０．４８Ｋｃａｌ／ｍ2
・ｈ・℃、側面部で７．５７Ｋｃａｌ／ｍ2 ・ｈ・℃で
ある。また端子温度の計算結果は、端子部２０ｍｍφで
上面部Ａｖｅ＝６４１℃，側面部Ａｖｅ＝６７０℃、端
子部１０ｍｍφで上面部Ａｖｅ＝６０８℃，側面部Ａｖ
ｅ＝６６０℃、端子部６ｍｍφで上面部Ａｖｅ＝５９０
℃，側面部Ａｖｅ＝６７３℃である。
【００２７】
【表１】
【００２８】表１は、各端子部の放散熱量の計算結果を
示しており、第１欄ａは端子上面部表面積，第２欄ｂは
端子上面部温度差，第３欄ｃは端子側面部表面積，第４
欄ｄは端子側面部温度である。表１からも明らかなよう
に、端子部の直径を発熱部と同じ２０ｍｍφとした場合
の放熱量は１７．５Ｋｃａｌ／ｈと高くなっている。こ
れに対して、端子部の直径を１０ｍｍφとした場合の放
熱量は８．０９Ｋｃａｌ／ｈであり、従来端子部に比べ
て約半減している。また端子部の直径を６ｍｍφとした
場合の放熱量は４．８３Ｋｃａｌ／ｈであり、従来端子
部に比べて大幅に低減されている。
示しており、第１欄ａは端子上面部表面積，第２欄ｂは
端子上面部温度差，第３欄ｃは端子側面部表面積，第４
欄ｄは端子側面部温度である。表１からも明らかなよう
に、端子部の直径を発熱部と同じ２０ｍｍφとした場合
の放熱量は１７．５Ｋｃａｌ／ｈと高くなっている。こ
れに対して、端子部の直径を１０ｍｍφとした場合の放
熱量は８．０９Ｋｃａｌ／ｈであり、従来端子部に比べ
て約半減している。また端子部の直径を６ｍｍφとした
場合の放熱量は４．８３Ｋｃａｌ／ｈであり、従来端子
部に比べて大幅に低減されている。
【００２９】ここで、本実施形態の端子部を発熱部の約
１／２としたことによって、端子部の抵抗値が増加する
ことが懸念される。しかしながら、端子部の抵抗値増加
により生じる発熱量は、２０ｍｍφ端子部が０．０２Ｗ
（電圧５０Ｖ，電流２０Ａ時）となる。これに対して１
０ｍｍφ端子部の場合は０．０８Ｗとなり、約４倍とな
るものの両者とも発熱部の１ＫＷと比較すると０．１％
程度であり、抵抗値増加分に伴う発熱量の増加による温
度上昇は無視できるレベルである。
１／２としたことによって、端子部の抵抗値が増加する
ことが懸念される。しかしながら、端子部の抵抗値増加
により生じる発熱量は、２０ｍｍφ端子部が０．０２Ｗ
（電圧５０Ｖ，電流２０Ａ時）となる。これに対して１
０ｍｍφ端子部の場合は０．０８Ｗとなり、約４倍とな
るものの両者とも発熱部の１ＫＷと比較すると０．１％
程度であり、抵抗値増加分に伴う発熱量の増加による温
度上昇は無視できるレベルである。
【００３０】このように本実施形態によれば、端子部５
の直径ｂを発熱部４の直径ａの約１／２としたので、発
熱部４からの端子部５へ伝達される熱量が低減され、そ
れだけ端子部５からの放熱が抑制されることとなる。そ
の結果、発熱部での発熱むらを回避でき、ひいては炉内
の温度分布のばらつきを防止できる。
の直径ｂを発熱部４の直径ａの約１／２としたので、発
熱部４からの端子部５へ伝達される熱量が低減され、そ
れだけ端子部５からの放熱が抑制されることとなる。そ
の結果、発熱部での発熱むらを回避でき、ひいては炉内
の温度分布のばらつきを防止できる。
【００３１】本実施形態では、端子部５の直径ｂを発熱
部４の直径ａより小径にしたので、熱伝導率の高いＳｉ
Ｃを採用した場合の発熱部４から端子部５への熱の移動
を抑制でき、端子部５の温度低下が防止されることとな
り、発熱部４の発熱むらを回避できる。
部４の直径ａより小径にしたので、熱伝導率の高いＳｉ
Ｃを採用した場合の発熱部４から端子部５への熱の移動
を抑制でき、端子部５の温度低下が防止されることとな
り、発熱部４の発熱むらを回避できる。
【００３２】図６は、請求項３の発明の一実施形態（第
２実施形態）によるヒータの端子部構造を説明するため
の図である。
２実施形態）によるヒータの端子部構造を説明するため
の図である。
【００３３】本実施形態のヒータ１０は、発熱部１１に
端子部１２を接続形成するとともに、該端子部１２の外
径と発熱部１１の外径とを同一に設定し、上記端子部１
２は中空に発熱部１１は中実に形成して構成されてい
る。
端子部１２を接続形成するとともに、該端子部１２の外
径と発熱部１１の外径とを同一に設定し、上記端子部１
２は中空に発熱部１１は中実に形成して構成されてい
る。
【００３４】本実施形態によれば、発熱部１１と端子部
１２との外径は同じでありながら、端子部１２を中空に
して発熱部１１の断面積より小さくしたので、発熱部１
１から端子部１２へ伝達される熱量が低減され、それだ
け端子部１２からの放熱が抑制されることとなり、上記
実施形態と同様の効果が得られる。
１２との外径は同じでありながら、端子部１２を中空に
して発熱部１１の断面積より小さくしたので、発熱部１
１から端子部１２へ伝達される熱量が低減され、それだ
け端子部１２からの放熱が抑制されることとなり、上記
実施形態と同様の効果が得られる。
【００３５】図７は、請求項６の発明の一実施形態（第
３実施形態）によるヒータの端子部構造を説明するため
の図である。
３実施形態）によるヒータの端子部構造を説明するため
の図である。
【００３６】本実施形態のヒータ２０は、炉内に位置す
る発熱部２１と、炉外に露出する端子部２２とを同じ外
径とし、この炉外に露出する端子部２２の外表面を断熱
材２３により覆って構成されている。
る発熱部２１と、炉外に露出する端子部２２とを同じ外
径とし、この炉外に露出する端子部２２の外表面を断熱
材２３により覆って構成されている。
【００３７】本実施形態では、発熱部２１と端子部２２
との外径は同一とし、炉外に露出する端子部２２の外表
面を断熱材２３で覆ったので、端子部２２の見掛けの断
面積が略ゼロになり、端子部１２からの放熱が抑制され
ることとなり、この場合も上記実施形態と同様の効果が
得られる。
との外径は同一とし、炉外に露出する端子部２２の外表
面を断熱材２３で覆ったので、端子部２２の見掛けの断
面積が略ゼロになり、端子部１２からの放熱が抑制され
ることとなり、この場合も上記実施形態と同様の効果が
得られる。
【００３８】図８は、請求項１，３，４，６の発明の一
実施形態（第４実施形態）によるヒータの端子部構造を
説明するための図である。
実施形態（第４実施形態）によるヒータの端子部構造を
説明するための図である。
【００３９】本実施形態のヒータ３０は、ＳｉＣからな
る一対の発熱部３１，３１を非接触状態で互いに巻きつ
けてなるスパイラル形状のものであり、各発熱部３１の
上端には端子部３２が接続形成されている。
る一対の発熱部３１，３１を非接触状態で互いに巻きつ
けてなるスパイラル形状のものであり、各発熱部３１の
上端には端子部３２が接続形成されている。
【００４０】上記ヒータ３０の発熱部３１は炉壁２ａを
挿通して炉内に位置しており、端子部３２は炉壁２ａか
ら炉外に露出している。そして、各端子部３２の断面積
は発熱部３１の断面積より小さく設定されており、かつ
各端子部３２の外表面は断熱材３３により覆われてい
る。
挿通して炉内に位置しており、端子部３２は炉壁２ａか
ら炉外に露出している。そして、各端子部３２の断面積
は発熱部３１の断面積より小さく設定されており、かつ
各端子部３２の外表面は断熱材３３により覆われてい
る。
【００４１】上記断熱材３３は端子部３２に隙間が生じ
ないように一体成形され、かつヒータ基材との間に隙間
が生じないように炉壁２ａの外面に気密に接している。
この断熱材３３は熱伝導率０．０１〜０．０４Ｗ／ｍ・
Ｋ程度のアルミナ−シリカ系のファイバー質からなるも
のである。なお、ブロック状の断熱材を別途形成し、こ
の断熱材に端子部挿入用に孔を繰り抜いて形成してもよ
い。
ないように一体成形され、かつヒータ基材との間に隙間
が生じないように炉壁２ａの外面に気密に接している。
この断熱材３３は熱伝導率０．０１〜０．０４Ｗ／ｍ・
Ｋ程度のアルミナ−シリカ系のファイバー質からなるも
のである。なお、ブロック状の断熱材を別途形成し、こ
の断熱材に端子部挿入用に孔を繰り抜いて形成してもよ
い。
【００４２】また上記各端子部３２には軸直角方向に延
びる電極部３４が接続されており、この各電極部３４の
先端部は断熱材３３を貫通して外部に露出している。こ
の各電極部３４の露出部にはアルミ網線３５が巻きつけ
られており、該アルミ網線３５に不図示の電源が接続さ
れる。
びる電極部３４が接続されており、この各電極部３４の
先端部は断熱材３３を貫通して外部に露出している。こ
の各電極部３４の露出部にはアルミ網線３５が巻きつけ
られており、該アルミ網線３５に不図示の電源が接続さ
れる。
【００４３】本実施形態によれば、端子部３２の断面積
を発熱部３１の断面積より小さくするとともに、各端子
部３２の外表面を断熱材３３により覆ったので、発熱部
３１を伝導して端子部３２に移動した熱が、該端子部３
２の表面から外気に伝達されるのをより確実に防止で
き、これにより発熱部３１から端子部３２への熱伝達量
を大幅に低減できる。その結果、端子部３２近傍の発熱
部３１の温度低下を防止でき、ひいては炉内の温度分布
のばらつきを防止できる。
を発熱部３１の断面積より小さくするとともに、各端子
部３２の外表面を断熱材３３により覆ったので、発熱部
３１を伝導して端子部３２に移動した熱が、該端子部３
２の表面から外気に伝達されるのをより確実に防止で
き、これにより発熱部３１から端子部３２への熱伝達量
を大幅に低減できる。その結果、端子部３２近傍の発熱
部３１の温度低下を防止でき、ひいては炉内の温度分布
のばらつきを防止できる。
【００４４】ここで、上記端子部３２を断熱材３３で覆
うことにより、端子部３２の異常温度上昇が懸念され
る。本実施形態では、通常ターミナルとして使用するア
ルミ網線３５の耐久性について実験を行ったところ、特
に問題が生じることはなかったことから、温度上昇によ
る影響はほとんどないと考えられる。
うことにより、端子部３２の異常温度上昇が懸念され
る。本実施形態では、通常ターミナルとして使用するア
ルミ網線３５の耐久性について実験を行ったところ、特
に問題が生じることはなかったことから、温度上昇によ
る影響はほとんどないと考えられる。
【００４５】図９は、本実施形態の効果を確認するため
に行った実験結果を示す図である。この実験では、本実
施形態のスパイラルヒータ３０により炉内を昇温し、炉
内に載置した被熱処理材３７の上端部と下端部の温
度差を測定して行った（図９（ｂ）参照）。また比較す
るために端子部３８を炉外に露出した従来のスパイラル
ヒータ３９により炉内を昇温し、上記同様に被熱処理材
３７の上端部と下端部の温度差を測定した（図９
（ａ）参照）。
に行った実験結果を示す図である。この実験では、本実
施形態のスパイラルヒータ３０により炉内を昇温し、炉
内に載置した被熱処理材３７の上端部と下端部の温
度差を測定して行った（図９（ｂ）参照）。また比較す
るために端子部３８を炉外に露出した従来のスパイラル
ヒータ３９により炉内を昇温し、上記同様に被熱処理材
３７の上端部と下端部の温度差を測定した（図９
（ａ）参照）。
【００４６】従来ヒータ３９の場合は、被熱処理材３７
の上端部と下端部との温度差は約２０℃と、上端部
側の温度が低くなっている。これは端子部３８からの放
熱の影響により該端子部３８付近の温度が低下し、この
ため発熱部４０に温度分布のばらつきが生じ、このため
炉内において温度勾配が生じるからである。
の上端部と下端部との温度差は約２０℃と、上端部
側の温度が低くなっている。これは端子部３８からの放
熱の影響により該端子部３８付近の温度が低下し、この
ため発熱部４０に温度分布のばらつきが生じ、このため
炉内において温度勾配が生じるからである。
【００４７】これに対して、本実施形態のヒータ３０の
場合には、端子部３３からの放熱が低減されることか
ら、被熱処理材３７に生じる温度差は約１０℃以下とな
っており、温度差が半減していることが分かる。このよ
うに端子部の断面積を発熱部より小さくするとともに端
子部を断熱材で覆うことにより、炉内の温度勾配が小さ
くなり、焼成時の被熱処理材の温度差を小さくすること
ができ、ひいては焼結差の小さい高品質の焼結体を得る
ことができる。
場合には、端子部３３からの放熱が低減されることか
ら、被熱処理材３７に生じる温度差は約１０℃以下とな
っており、温度差が半減していることが分かる。このよ
うに端子部の断面積を発熱部より小さくするとともに端
子部を断熱材で覆うことにより、炉内の温度勾配が小さ
くなり、焼成時の被熱処理材の温度差を小さくすること
ができ、ひいては焼結差の小さい高品質の焼結体を得る
ことができる。
【図１】本発明の第１実施形態によるヒータ及び該ヒー
タの端子部構造を説明するための熱処理炉の概略図であ
る。
タの端子部構造を説明するための熱処理炉の概略図であ
る。
【図２】上記ヒータの端子部の断面図である。
【図３】上記端子部の放熱量の計算モデルを説明するた
めの図である。
めの図である。
【図４】上記計算モデルの図である。
【図５】上記計算モデルの図である。
【図６】本発明の第２実施形態による端子部構造を説明
するための図である。
するための図である。
【図７】本発明の第３実施形態による端子部構造を説明
するための図である。
するための図である。
【図８】本発明の第４実施形態による端子部構造を説明
するための図である。
するための図である。
【図９】上記実施形態の効果を確認するために行った実
験結果を示す図である。
験結果を示す図である。
【図１０】従来の端子部構造を示す断面図である。
３，１０，２０，３０ ヒータ ４，１１，２１，３１ 発熱部 ５，１２，２２，３２ 端子部 ２３，３３ 断熱材 ａ 発熱部の直径 ｂ 端子部の直径
フロントページの続き (72)発明者 伊藤 毅 京都府長岡京市天神２丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 上野 健之 京都府長岡京市天神２丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Ｆターム(参考） 3K092 PP09 QA01 QB06 QB09 QB11 QB24 QC03 QC18 QC42 QC46 RA05 SS02 TT09 VV22 4K063 AA05 BA04 CA01 CA03 FA07 FA18 FA25
Claims (7)
- 【請求項１】 端子部と、該端子部を介して供給された
電力によって発熱する発熱部とを有するヒータの端子部
構造において、上記端子部の断面積を発熱部の断面積よ
り小さく設定したことを特徴とするヒータの端子部構
造。 - 【請求項２】 請求項１において、上記端子部の外径が
発熱部の外径より小径に設定されていることを特徴とす
るヒータの端子部構造。 - 【請求項３】 請求項１において、上記端子部の外径と
発熱部の外径とが同一に設定されており、該端子部は中
空に発熱部は中実に形成されていることを特徴とするヒ
ータの端子部構造。 - 【請求項４】 炉外に位置するように配置される端子部
と、炉内に位置するように配置され、上記端子部を介し
て供給された電力によって発熱する発熱部とを有する熱
処理炉用ヒータの端子部構造において、上記端子部の断
面積を発熱部の断面積より小さく設定したことを特徴と
する熱処理炉用ヒータの端子部構造。 - 【請求項５】 請求項４において、上記端子部の外径が
発熱部の外径より小径に設定されていることを特徴とす
る熱処理炉用ヒータの端子部構造。 - 【請求項６】 炉外に位置するように配置される端子部
と、炉内に位置するように配置され、上記端子部を介し
て供給された電力によって発熱する発熱部とを有する熱
処理炉用ヒータの端子部構造において、上記端子部の外
表面を断熱材で覆ったことを特徴とする熱処理炉用ヒー
タの端子部構造。 - 【請求項７】 請求項１から請求項６のいずれかに記載
の端子部構造を有することを特徴とするヒータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35161699A JP4310563B2 (ja) | 1999-12-10 | 1999-12-10 | ヒータ及び該ヒータの端子部構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35161699A JP4310563B2 (ja) | 1999-12-10 | 1999-12-10 | ヒータ及び該ヒータの端子部構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001167862A true JP2001167862A (ja) | 2001-06-22 |
| JP4310563B2 JP4310563B2 (ja) | 2009-08-12 |
Family
ID=18418475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35161699A Expired - Lifetime JP4310563B2 (ja) | 1999-12-10 | 1999-12-10 | ヒータ及び該ヒータの端子部構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4310563B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006302887A (ja) * | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Ngk Insulators Ltd | 給電部材及び加熱装置 |
| JP2007003129A (ja) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Kanto Yakin Kogyo Co Ltd | 熱処理炉用カーボンヒーター |
| US8395096B2 (en) | 2009-02-05 | 2013-03-12 | Sandvik Thermal Process, Inc. | Precision strip heating element |
| JP2017119593A (ja) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミックス部材 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021065525A1 (ja) * | 2019-10-03 | 2021-04-08 | 株式会社Ihi | ギアポンプ |
-
1999
- 1999-12-10 JP JP35161699A patent/JP4310563B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006302887A (ja) * | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Ngk Insulators Ltd | 給電部材及び加熱装置 |
| JP2007003129A (ja) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Kanto Yakin Kogyo Co Ltd | 熱処理炉用カーボンヒーター |
| US8395096B2 (en) | 2009-02-05 | 2013-03-12 | Sandvik Thermal Process, Inc. | Precision strip heating element |
| JP2017119593A (ja) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミックス部材 |
| US10880955B2 (en) | 2015-12-28 | 2020-12-29 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ceramic member |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4310563B2 (ja) | 2009-08-12 |
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