(57)【要約】本発明は、少なくとも１つの加熱要素（２）と、前記加熱要素（２）に電力を供給するための電流リード（２０、２１）と、を備えた高温加熱装置（１）に関し、前記装置は、任意の場所で動作するとともに、各加熱要素は、モリブデンからなる伝導性の耐熱接続片（３）を介して、前記電流リードにその端部において接続された少なくとも１つの薄肉グラファイト細片（２）を有することを特徴とする。
2004534370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの加熱要素（２）と、前記加熱要素（２）に電力を供給するための電流リード（２０、２１）と、を備えた高温加熱装置（１）において、
任意の場所で動作するとともに、
各加熱要素は、モリブデンからなる伝導性の耐熱接続片（３）を介して、前記電流リードにその端部において接続された少なくとも１つの薄肉グラファイト細片（２）を有する
ことを特徴とする高温加熱装置。
【請求項２】
精製された高密度のグラファイトからなる少なくとも１つの薄肉細片（２）を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の高温加熱装置。
【請求項３】
精製され焼きなまされたイリジウム、タングステン、タンタル、あるいはニオビウムからなる少なくとも１つの薄肉細片（２）を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の高温加熱装置。
【請求項４】
精製された高密度のグラファイトからなる少なくとも１つの薄肉細片（２）は、硝子炭素で被覆されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の高温加熱装置。
【請求項５】
均一の厚さを有する、あるいは、所定の外形（プロファイル）に成形された厚さを有する少なくとも１つの薄肉細片（２）を有する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の高温加熱装置。
【請求項６】
ニオビウム、タングステン、あるいはタンタルからなる伝導性の接続要素（３）を有する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の高温加熱装置。
【請求項７】
イリジウムからなる伝導性接続要素（３）を有し、このとき薄肉細片はイリジウムからなる
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の高温加熱装置。
【請求項８】
選択的に等しい長さを有すると共に、伝導性接続要素（３）によりそれらの端部を介して結合された複数の薄肉細片（２）を有し、前記要素（３）のうちの少なくとも２つは電流リード（２１、２２）に接続されるのに好適である
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の高温加熱装置。
【請求項９】
複数の薄肉細片（２）は、接続要素（３）を介して組み立てられて、平面内或いは任意の規定された表面上にシートを形成するのに好適な連続的なジグザグ形状を形成する
ことを特徴とする請求項８に記載の高温加熱装置。
【請求項１０】
接続要素（３）の形状は、シートに円筒形状或いは矩形ブロック形状を付与するのに好適である
ことを特徴とする請求項９に記載の高温加熱装置。
【請求項１１】
各接続要素（３）は、高温において細片（２）及び接続要素（３）の材料と炉の雰囲気とに熱化学的に適合するボルト（６）及び／又はナット（８）及び／又はワッシャ及び／又はプレート（７、４１）を有するクランプ手段及び／又は固定手段、と協働するのに好適であって、
２つの細片要素（２）が前記接続片（３）と前記クランプ手段または固定手段との間に延在している
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の高温加熱装置。
【請求項１２】
グラファイトの各接続要素（３）が、精製され高密度化されたグラファイト接着剤結合によって細片（２）に結合されている
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の高温加熱装置。
【請求項１３】
接続要素（３）に面して、伝導性材料のシートを含み、
前記伝導性材料のシートは、高温において、薄肉細片（２）の材料と、接続要素（３）の材料と、炉の雰囲気と、に熱化学的に適合し、且つ、接続要素と薄肉細片との間に延在している
ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の高温加熱装置。
【請求項１４】
接続要素（３）は、略上下逆のＴ字形状を有し、
薄肉細片は、この上下逆のＴ字形状の水平部分に面して延びており、
垂直部分は、電気接続手段として及び抵抗体を絶縁支持体に固定する固定手段として機能するのに好適な手段（３１）を有している
ことを特徴とする請求項１乃至１３に記載の高温加熱装置。
【請求項１５】
上下逆の各Ｔ字形状は、その中央にその垂直軸に沿った折り込み部を有し、
２つの水平部分は、接続要素が折り込まれていない位置に対してある角度を形成しており、
前記角度は、３６０度を抵抗体の内部に延在する薄肉細片（２）の数で割った値に等しい
ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の高温加熱装置。
【請求項１６】
上下逆のＴ字形状の２つの水平部分の各々は、傾斜して略三角形状を形成し、
当該三角形状のＴ字形状の垂直軸に沿って延びる頂点は、３６０度を抵抗体（１）の内部に延在する薄肉細片（２）の数で割った値に等しい頂角を有し、
前記２つの傾斜部は、あるステップ（３５）だけ、上下逆のＴ字形状の平面に対して直角な平面において径方向にオフセットされつつそれらの頂点に面しており、
前記ステップは、接続要素（３）に取付けられた２つの薄肉細片（２）の間で絶縁破壊が生じることを防止するとともに、接続要素（３）に取付けられた２つの薄肉細片（２）の間に外見上の半径方向重なり部分を得るのに好適である
ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の高温加熱装置。
【請求項１７】
接続要素（３）は、Ｔ字形状の水平部分のみに限定されるとともに、接続要素（３）は、絶縁プレート（４１）によって隣接する接続要素に固定されている
ことを特徴とする請求項１５または１６に記載の高温加熱装置。
【請求項１８】
絶縁部品（４２）が、接続片（３）を相互に所定位置に保持するとともに、加熱スクリーンを互いに好適な距離をおくように、且つ、薄肉細片（２）から好適な距離をおくように保持するように機能する
ことを特徴とする請求項１７に記載の高温加熱装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１８のいずれかに記載の抵抗体を製造する方法であって、
薄肉細片は、耐熱性の材料から切り出され、
１以上の薄肉細片は、端と端とをつないで整列させることにより一体に組み立てられ、この整列は、耐熱性の伝導性材料からなる１以上の接続要素を介して機械的にあるいは接着剤結合によって実行され、
当該耐熱性の伝導性材料は、高温において、各薄肉細片の耐熱材料と炉の雰囲気とに熱化学的に適合する
ことを特徴とする抵抗体の製造方法。
【請求項２０】
薄肉細片の組立体は、連続的なジグザグ形状に折り返されて、平面内あるいは任意の規定された表面上にシートを形成する
ことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
炉の幾何学的形状は、シートの縁部を形成する接続要素（３）に好適な形状を付与することにより形成される
ことを特徴とする請求項１９または２０に記載の方法。
【請求項２２】
薄肉細片は、０．１５ｍｍという小径を有するダイアモンド切断ワイヤによって切り出され、
薄肉細片の材料は、炭素ガスを拡散することにより高密度化される
ことを特徴とする請求項１９乃至２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
切り出された薄肉細片は、硝子炭素で被覆される
ことを特徴とする請求項１９乃至２２のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温及び寿命の長さに関して高い性能を発揮する炉に関する。より詳細には、本発明は、特にグラファイトからなる高温抵抗を有する炉の構造における改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、グラファイトのブロックから機械加工される抵抗を有する炉は、高純度の結晶を成長させるための結晶成長の用途等の、非常に高精度な高温を要求する用途に使用されている。
【０００３】
このような炉は消耗品である。炉の非常に高温の作動温度が、グラファイトを消耗させる。それは、炉の雰囲気は制御されるものの、炉の雰囲気中の酸素の軌跡のため、あるいは、このような非常な高温において昇華するグラファイトのためである。
【０００４】
グラファイトのブロックの表面において炉の抵抗を微細に機械加工することにより、炉内の所望の温度特性を提供するのに好適な寸法特徴を得ることができる。
【０００５】
このような機械加工により、利用可能な電源の一機能としての熱力を最適化するために必要な抵抗を得ることができる。
【０００６】
一般に筒状の形態を有するブロックの発電線に沿って、ブロックの表面にジグザグが切り欠かれる。この切り欠きによって、ブロックは可能な限りの剛性を有し続けることができる。
【０００７】
グラファイトのブロックは、機械加工される前に、高温処理を受けて精製されなくてはならない。ブロックの体積が大きければ大きいほど、精製時間は長くなる。
【０００８】
好適には、次いで、グラファイトの気孔率を低減させるために、炭素ガスを拡散させることにより、グラファイトが含浸される。しかし、含浸は、限られた深さのみについて可能である。
【０００９】
残念なことに、上記の技術には欠点がある。
【００１０】
ブロックにおいて、表面の厚さ特性を微細に機械仕上することは非常に困難である。
【００１１】
強度等の理由から、ブロックの厚さを減少させることは難しい。従って、「ジグザグ」を形成するとともにブロックの発電線に沿って延びる各抵抗部の幅を低減することが必要である。この時、炉内に放射状に広がる表面の面積が低減される。すると、炉の同一の作業温度を得るために、放射状に広がる当該表面の温度を上昇させる必要がある。こうして、加熱要素はより早く蒸発し、炉の寿命は短くなってしまう。
【００１２】
加熱要素は単一のブロック内（あるいは、三相電源により給電される炉の場合には３つのブロック内）にあるため、単一のブランチが破砕すると、炉が完全に使用できなくなる。このような場合、大量の原料（精製され処理された高価なグラファイト）が無駄となり、ブロックの加工に要した全費用も無駄になってしまう。
【発明の開示】
【００１３】
（発明の要約）
本発明は、これらの問題を軽減することを提案する。
【００１４】
本発明の目的は、そのような炉の製造をより簡単にすること、及び、炉を製造する非常に高価な原料を節約することである。
【００１５】
本発明において、物理的及び経済的理由から、小型の部品のためのみに得られる材料が使用される。しかし、この材料は、炉の用途において受ける非常な熱に耐え得るものでなくてはならない。
【００１６】
本発明は、複数の加熱片を伝導性要素によって一体に接続するものである。伝導性要素の材料は、耐熱性の材料であるとともに、他の物理的性質も有する。特には、良好な機械加工性、及び、最大のジュール効果を得るのに好適な抵抗性を有している。
【００１７】
この目的のために、本発明は請求項１に係る装置を提供する。
【００１８】
本発明は、以下の特徴を、個別にあるいは技術的に好適な任意の組み合わせで採用することにより、有利に補足される。すなわち、
−装置は、精製された高密度のグラファイトからなる少なくとも１つの薄肉細片を含む。
【００１９】
−装置は、精製され焼きなまされたイリジウム、タングステン、タンタル、あるいはニオビウムからなる少なくとも１つの薄肉細片を含む。
【００２０】
−精製された高密度のグラファイトからなる少なくとも１つの薄肉細片は、硝子炭素で被覆されている。
【００２１】
−装置は、均一の厚さを有する、あるいは、所定の外形（プロファイル）に成形された厚さを有する少なくとも１つの薄肉細片を含む。
【００２２】
−装置は、ニオビウム、タングステン、あるいはタンタルからなる伝導性の接続要素を含む。
【００２３】
−装置は、イリジウムからなる導電性接続要素を有し、このとき薄肉細片はイリジウムからなる。
【００２４】
−装置は、選択的に等しい長さを有すると共に伝導性接続要素によりそれらの端部を介して結合された複数の薄肉細片を有し、前記要素のうちの少なくとも２つは電流リードに接続されるのに好適である。
【００２５】
−複数の薄肉細片は、接続要素を介して組み立てられて、平面内或いは任意の規定された表面上にシートを形成するのに好適な連続的なジグザグ形状を形成する。
【００２６】
−接続要素の形状は、シートに円筒形状或いは矩形ブロック形状を付与するのに好適である。
【００２７】
−各接続要素は、高温において細片及び接続要素の材料と炉の雰囲気とに熱化学的に適合するボルト及び／又はナット及び／又はワッシャ及び／又はプレートを有するクランプ手段及び／又は固定手段、と協働するのに好適であって、２つの細片要素が前記接続片と前記クランプ手段または固定手段との間に延在している。
【００２８】
−グラファイトの各接続要素は、精製され高密度化されたグラファイト接着剤結合によって細片に結合されている。
【００２９】
−接続要素に面して、装置は伝導性材料のシートを含み、この伝導性材料のシートは、高温において、薄肉細片の材料と、接続要素の材料と、炉の雰囲気と、に熱化学的に適合し、且つ、接続要素と薄肉細片との間に延在している。
【００３０】
−接続要素は、略上下逆のＴ字形状を有し、薄肉細片は、この上下逆のＴ字形状の水平部分に面して延びており、垂直部分は、電気接続手段として及び抵抗体を絶縁支持体に固定する固定手段として機能するのに好適な手段を有している。
【００３１】
−上下逆の各Ｔ字形状は、その中央に垂直軸に沿った折り込み部を有し、２つの水平部分は、接続要素が折り込まれていない位置に対して角度を形成し、前記角度は、３６０度を抵抗体の内部に延在する薄肉細片の数で割った値に等しい。
【００３２】
−上下逆のＴ字形状の２つの水平部分の各々は、傾斜して略三角形状を形成し、当該三角形状のＴ字形状の垂直軸に沿って延びる頂点は、３６０度を抵抗体の内部に延在する薄肉細片の数で割った値に等しい頂角を有し、２つの傾斜部は、あるステップだけ、上下逆のＴ字形状の平面に対して直角な平面において半径方向にオフセットされつつそれらの頂点に面しており、前記ステップは、接続要素に取付けられた２つの薄肉細片の間で絶縁破壊が生じることを防止するとともに、接続要素に取付けられた２つの薄肉細片の間に外見上の半径方向重なり部分を得るのに好適である。
【００３３】
−接続要素は、Ｔ字形状の水平部分のみに限定されるとともに、接続要素は、絶縁プレートによって隣接する接続要素に固定されている。
【００３４】
−絶縁部品が、接続片を相互に所定位置に保持するとともに、加熱スクリーンを互いに好適な距離をおくように、且つ、薄肉細片から好適な距離をおくように保持するように機能する。
【００３５】
本発明は、また、請求項１に記載の装置を製造する方法を提供する。
【００３６】
本発明の他の特徴及び利点は、以下の説明から明らかにされる。この説明は、単に非限定的な例示であり、添付図面を参照しつつ理解されるべきものである。
【００３７】
図１は、本発明の好適な一実施の形態における抵抗体の全体図である。
【００３８】
図２は、本発明の第１の実施の形態における接続片の全体図である。
【００３９】
図３は、本発明の第２の実施の形態における接続片の全体図である。
【００４０】
図４は、本発明の第３の実施の形態における接続片の全体図である。
【００４１】
図５は、接続片を相互接続することを可能にする部品の一実施形態の全体図である。
【００４２】
（好適な実施の形態）
図１は、グラファイトからなる炉の抵抗体１の好適な一実施の形態を示す。以下の説明で想定されている電源は単相である。
【００４３】
抵抗体１は、１本の細片、あるいは、接続片３により端部を介して連続的に一体に接続された細長形状を有する複数の薄肉細片要素２、から構成されている。
【００４４】
これらの細片２は、縦方向に整列されて、端と端とが接するように配置されてもよい。
【００４５】
細片２は、異なる長さであってもよい。
【００４６】
しかし、図１に示す実施の形態においては、連続する細片要素２は折り返されて、連続的なジグザグ形状に延びている。
【００４７】
細片要素２のジグザグ形状は、シートを形成するのに適している。
【００４８】
シートは湾曲されて、略環状の対称な円筒を形成することができる。この時、細片２の長さ方向は、環状の対称な円筒の発電線を形成する。
【００４９】
細片要素２は、伝導性の接続片３を介して、一体に接続されている。
【００５０】
細片２の本数Ｎは、１或いはそれ以上となるように任意に選択することができる。
【００５１】
本数Ｎが少ない場合、接続片３は炉の半径に等しい半径を有する略円弧形状を有する。グラファイトからなる細片２は、非常に小さい半径を有する環状の対称な円筒に亘るように湾曲されるのに、十分に微細であり得る。シートは、細片の長さ方向或いはその幅方向に湾曲されることができるが、好適には、各細片２の幅方向に湾曲される。
【００５２】
より大きい高さすなわち長さを有する構造が必要である場合、複数の細片２は整列されて、長さ方向に一体に組み立てられる。
【００５３】
細片２を一体に固定するために、所望の幾何学形状に適合された、例えばモリブデンからなる接続片３が使用され得る。
【００５４】
細片要素２は、好適には、精製され高密度化されたグラファイトから形成される。
【００５５】
また、細片要素２は、精製され焼きなまされたタングステン、タンタル、ニオビウム、或いはモリブデンから形成することもできる。
【００５６】
細片要素２は、所望の幅に切断され得るが、この幅は、電源から所望の熱力を生じるのに適した抵抗値を得るように決定される。
【００５７】
例えば細片は、成形された厚さ外形を有するグラファイトの板から、ダイアモンドワイヤソーを使用して切り出される。成形される板の厚さ外形は、板を硝子炭素で被覆する最終処理を行う前に規定される。
【００５８】
細片が切り出されるグラファイトの板の厚さの長手方向軸に沿った外形は、例えば、炉の端部において利用できる力を補強するように選択され得る。あるいは所望の場合、例えば、炉の軸に沿ってより均一な外形が選択され得る。
【００５９】
有利には、グラファイトからなる板は、以下の性質を有するように処理される。すなわち、
例えば結晶成長炉において必要な最大純度。
【００６０】
脱気、及び／又は、次第に加熱要素を妨害するホットスポットの出現を防止するための最小の気孔率。
【００６１】
グラファイトの密度は、炭素を気体として拡散させることにより増大される。
【００６２】
最後には、板の表面をシールして酸化に耐える能力を向上させるように、当該表面が硝子炭素の堆積物により被覆され得る。
【００６３】
これらの全ての処理により、加熱要素２の寿命が顕著に長くなる。
【００６４】
例えば、細片は、直線的な構造を有していてもよい。この時、細片の細長断面は長方形状になる。図１に示すように、細片要素２の縁部４の面積は、表面５の面積よりもずっと小さい。しかし、細片２の縁部４は、炉の動作中、同一の雰囲気にさらされる。それらの影響を無視することも可能であるし、あるいは有利には、それらを硝子炭素で被覆して前記影響を軽減させることも可能である。また、有利には、細片２全体がガラス炭素で被覆される前に細片要素２が所定の設計寸法に切断され得て、それによって縁部４を保護する。
【００６５】
好適には、ダイアモンド切断ワイヤは、０．１５ミリメートル（ｍｍ）という小径であるため、材料のロスは非常に少ない。従って、破損やチッピング除去の問題を回避することができる。
【００６６】
次いで、細片２の幅の微細な調整と、各細片２の仕上げ（ばり取り）とが、研磨紙による研磨によって行なわれ得る。
【００６７】
例えば、各横断面において一定の温度を有することが必要な円筒炉の場合、細片２は全て同じ幅を有する。
【００６８】
これに対し、特定の箇所に補足的な熱力を送出することによって縁部の影響が補償されることが望まれる異なる幾何学形状を得るためには、細片２は異なる幅を有する。
【００６９】
図１は、２８本のグラファイトからなる加熱細片要素２を有する炉の構造を示す。
【００７０】
細片要素２は、２つの同様な軌道内に設けられており、それぞれの軌道は、１４本の加熱細片から構成されている。各軌道は、対称な円筒の１８０度の扇形をなしている。これら２つの環対称な円筒扇形は、互いに向き合っている。
【００７１】
環対称な円筒の同一の端部において直径方向に対向して設けられた延長接続片２１及び２２は、前記軌道を分離するとともに、電流リードへの接続を提供するものである。
【００７２】
図２に示すように、各細片２は、それぞれの端部に少なくとも１つの穴２０を有しており、これにより少なくとも１つの固定ボルト６を通過させるようになっている。
【００７３】
細片２は、穴を有する代わりに、接続片３にクランプされるようにも取付けられ得る。
【００７４】
接続片３は、好ましくはモリブデンからなる。
【００７５】
本材料を選択するいくつかの理由が存在する。すなわち、モリブデンは、耐熱性を有し、機械加工が可能であり、カーバイドを形成しにくく、低い蒸気圧を有し、及び、グラファイトと適合する環境及び雰囲気において高い化学的安定性を有する、からである。
【００７６】
特定の用途において、モリブデンの蒸気圧が高すぎる場合には、接続片はグラファイトと不活性の耐熱断熱プレートとから形成され得る。このようなプレートは、グラファイトを、完成した組立品を固定するタングステン製のボルト及びナットから断熱し、これによりタングステンが炭化される反応を回避する。
【００７７】
接続片３は、プレートからなり、好適には、グラファイト製細片２を適切な位置に固定するためのねじ穴３０を有している。
【００７８】
組立に際して、細片２は必ずしも平行である必要はない。なぜならば、接続片３においては絶縁破壊の危険性は零であるが、細片２の他方の端部において最大であるからである。従って、放射面の占有割合は、グラファイトブロックからなる炉に対して従来の機械加工で得られる占有割合よりも大きくすることができる。
【００７９】
接続片３の形状によって、規定された任意の表面を用いてあらゆる種類の幾何学形状を得ることができる。あるいは、細片要素２が薄ければ、それらを高度に湾曲させることができる。
【００８０】
細片同士を接触させずに、それらを外見上多少重複させることにより、連続的な外観を有する表面を形成することもできる。
【００８１】
全ての接続片３は、電流リード２１、２２に接続されるものを除き、任意選択的に同一である。
【００８２】
接続片３は、全て多量に機械加工しやすく、再利用可能である。
【００８３】
グラファイト製の細片要素２と高温側の接続片３との接触面積は、電流密度が局所的に高くなりすぎることがないように、少なくとも、最も厚い部分における細片要素２の断面積と同じでなくてはならない。モリブデンの電気伝導率は、グラファイトのそれよりおよそ１００倍高いものであるから、接続片３の厚さは、通常、強度及び機械加工のしやすさの制約を主として満たす必要がある。
【００８４】
接続片３とグラファイトからなる細片要素２との接触表面は、高温部分でそれらが固着しないように、できる限り平坦で研磨されたものでなくてはならない。このようにすれば、メンテナンス作業に際して、細片要素２を交換することが容易である。
【００８５】
細片要素２は、固定（クランプ）ボルト６により接続片３に固定され、次いで、研磨されたモリブデンからなるワッシャ（図示せず）が、各ナット８とグラファイト製の細片要素２との間に配置される。
【００８６】
有利には、各ワッシャに替えてモリブデンからなるプレート７が用いられる。このプレート７は、好適には長方形であって、研磨され、接続片３のねじ穴３０と同一の寸法の平滑な穴７０を有している。プレート７は、共通の接続片３により結合されるグラファイト製の２本の細片要素２と同一のものである。
【００８７】
接続片３は、Ｔ字形状をなすように、炉の外部に向かって延びていてもよい。この時、接続片３は、炉の環境に化学的及び熱的に適合する電気絶縁体に固定されるようになっている。例えば、絶縁材料は、アルミニウム或いは窒化ホウ素であり得る。最高の温度のため及び／又は入手可能な材料の寸法より大きい寸法のために、接続片は、酸化ハフニウムあるいは他の適合可能な絶縁体からなるプレート４１（図４を参照して後述する）により、一体に保持され得る。このプレートは、図４に示すように、接続片３を隣接する接続片に接続し、図４のボルトで固定される。Ｔ字形状の垂直部分は、接続片の残りの部分と一体に形成されており、これにより幾何学形状全体が維持されるようになっている。
【００８８】
接続片３と炉の周囲との間に延在する加熱スクリーン（図示せず）は、絶縁部品４１に替えて、図５に示す絶縁部品４２を介して接続片に固定されてもよい。それらは、有利には、モリブデン、タンタル、あるいはグラファイト発泡体から形成される。それらにより、放射によるエネルギーロスを最小とすることができる。このようにして、エネルギー消費を削減するとともに、炉の構成部品の寿命を長くすることができる。
【００８９】
（接続片の第１の実施の形態）
接続片３に面する要素の組立体の第１の可能な実施の形態について、以下に詳述する。
【００９０】
図２に示すように、接続片３は、平坦なシートから機械加工された上下逆のＴ字形状片を折り曲げることにより作製される。
【００９１】
Ｔ字形状の中央部分は、支持体、特には絶縁体、に装置を固定するように構成されている。特には、装置は穴３１により固定されることができる。
【００９２】
上下逆のＴ字形状の水平部分は、２つの隣接する細片を支持するように構成されている。
【００９３】
接続片３は、好適にはモリブデンからなる。
【００９４】
図２に、プレート９とプレート１０との間の角度aが示されている。角度aは、３６０度を抵抗体１に配置された細片要素２の本数で割った値に等しい。
【００９５】
例えば、単一の加熱プレートが所望の場合、角度aは零に等しい。
【００９６】
炉の抵抗を発電機の電力に適合させるために、以下の選択をすることができる。すなわち、その抵抗のために細片に使用される材料について、細片の幾何学的形状について、及び、細片を単に直列にあるいは直並列に組み立てるかについて、選択することができる。細片の本数によって、入力部２１及び出力部２２は、同じ側にあるか、あるいは、対向する側にある。
【００９７】
細片要素２は、好適には、精製され、高密度化され、硝子炭素により被覆されたグラファイトからなる。
【００９８】
細片要素２は、接続片３と部品７との間に延びており、ボルト６が細片２、接続片３及び部品７のネジ切りされていない穴を貫通して、ナット８と協働することにより最終的な組立体を固定している。
【００９９】
接続片３と部品７との順序が逆にされて、細片要素２を接続片３の外側に固定するようにすることもできる。このようにすれば、折込み部の軸に面して大きすぎる湾曲半径を有する接続片３から生じる問題を回避することができる。
【０１００】
図２に示す構成において、この問題は、細片２を湾曲領域から離間させることにより回避することができる。しかし、加熱表面の占める割合は小さくなる。
【０１０１】
ある変形例において、部品７は、それぞれ単一の折り曲げプレートから構成され得る。部品７の穴は、ネジ切りされてもよい。このようにすれば、ナット８が不要となる。
【０１０２】
グラファイト紙からなるシートを、接続片３に接触している細片要素２のいずれかの側に介在させて、電気接触を向上させることもできる。その後のメンテナンス作業に際して、細片要素２を分解することも容易になる。
【０１０３】
シートは、モリブデンから形成されてもよい。
【０１０４】
上下逆のＴ字形状の水平棒部分の幅は、（２つの）細片要素２の幅と、（２つの）細片２の間の空間との和に等しい。この空間は、前記細片２間の放電を防ぐために必要なものである。
【０１０５】
上下逆のＴ字形状の垂直部分は、非常に長くてもよい。細片要素２の所定の箇所を絶縁片（図示せず）に固定することも好適である。この垂直部分の頂部に延びるネジ穴３１が、そのような固定を可能にする。垂直棒部分の狭窄部、すなわち、ネック部３２により、熱伝導によるエネルギーロスを小さくすることができる。
【０１０６】
接続片３、細片要素２、及び部品７の各表面は、低い接触抵抗を保証するために、平滑かつ研磨されたものでなくてはならない。
【０１０７】
接続片３と部品７の厚さは、必ずしも等しくする必要はない。それらは、非常に小さくてもよい。
【０１０８】
しかし、接続片３の厚さは、高すぎる抵抗を生じることなく細片２を固定するというその機械的機能を発揮するために十分である必要がある。
【０１０９】
（接続片の第２の実施の形態）
接続片３に面する要素の組立体の第２の可能な実施の形態について、以下に詳述する。
【０１１０】
図３に示すように、接続片３は略上下逆のＴ字形状を有している。
【０１１１】
本実施の形態においても、Ｔ字形状の中央部分は、接続片を、例えば絶縁体等の支持体に固定するように構成されている。
【０１１２】
水平部分は、２本の平行な隣接する細片を外側に支持する。水平部分は、接合ウェッジを画成する２つの部分から構成されている。ウェッジの外面は同一平面にあるが、それらの内面は同一平面になく、また、平行でもない。ウェッジの２つの内面間の角度が、参照符号γとして示されている。内面と外面との間の角度が、参照符号βとして示されている。角度β（ウェッジの頂点における角度）は、３６０度を抵抗体の内部に延在する薄肉細片２の本数で割った値に等しい。
【０１１３】
径方向オフセット部３５は、ウェッジの頂点上であって、上下逆のＴ字形状の中央部分に設けられている。細片（図３に示さず）は、中央部分の内面上に配置される。細片は、プレート７と中央部分の内面との間に固定される。
【０１１４】
軸方向オフセット部３５が細片の厚さより大きい場合、細片を外観上重ねるようにすることができる。従って、炉の１００％の表面を加熱面で占めることができる。このように重ねることは、非常に有利である。
【０１１５】
あらゆる場合において、頂点における厚さの差３５は、２本の細片２の間における抵抗体１の径方向の放電を防ぐのに十分でなければならない。
【０１１６】
接続片３は、固体モリブデンあるいは固体グラファイトから機械加工することにより、作製することができる。固体ピースは、非常な高温において使用される大型の炉に有利に利用される。
【０１１７】
固体材料から機械加工することにより、接続片３を、第１の実施の形態において折り曲げて得られた部品より、更に精巧なものとすることができる。
【０１１８】
（接続片の第３の実施の形態）
図４は、接続片３の第３の可能な実施の形態を示している。
【０１１９】
本実施の形態においては、各接続片３は、図２に示す第１の実施の形態の接続片３の水平部分に限定されたものである。
【０１２０】
抵抗細片２は、伝導性の接続片３により結合されている。細片２と接続片３とは、ボルト６とナット８とにより、良好な電気接触状態に保持されている。絶縁耐熱プレート４１は、ボルト６と接続片３との間に配置されている。絶縁耐熱プレート７は、細片２とナット８との間に配置されている。プレート４１及びプレート７は、炉の動作中に、グラファイトともボルト６及びナット８の材料とも、一切の熱化学反応を生じないものである。
【０１２１】
部品４１の寸法、特には部品４１の水平延長部分と穴４１０の配置位置は、隣接して連続する（２つの）細片２の間に十分な間隔を確保するのに好適なものとされている。接続片３の寸法も、この良好な間隔を確保するのに好適なものとされている。
【０１２２】
同様に、各接続片３の水平延長部分を短くすることもできる。このようにすると、隣接する接続片３の間の部品４１に沿った絶縁路が拡大される。従って、部品４１に沿った短絡回路が回避される。
【０１２３】
部品４１の機械加工を単純にするために、接続片３の頂点における角度を、３６０度を細片２の対の数で割った値に等しくしてもよい。
【０１２４】
図５に、各プレート４１を２つの隣接する角ブラケット４２から構成する例を示す。このようにすれば、炉の周囲をスクリーンする熱スクリーン（図示せず）を保持しやすくなる。スクリーンは、例えば、穴４２０を介して保持され得る。
【０１２５】
特殊な接続片３（図２乃至図５に示さず）は延長されて、電流リードへの接続を容易にしている。これらの特殊な接続片３は、図１においては、参照番号２１及び２２により示されている。
【０１２６】
本実施の形態においては、本発明に従って形成される加熱シリンダ（例えば環対称なシリンダ）の両端を、本発明に従って形成される加熱シートによって閉鎖することにより、外面全体を加熱される容積（容器）を形成することが容易である。
【０１２７】
説明を簡潔にするために、接続片は同一で左右対称なものとして示されているが、接続片に、加熱シートの形状を任意の外形の任意の規定面に適合させるために必要な形状を付与することもできる。
【０１２８】
グラファイトからなる抵抗細片２とグラファイトからなる接続片３とが使用される場合、精製され高密度化されたグラファイト接着剤を用いた接着結合により、それらは有利に組み立てられ得る。
【０１２９】
勿論、本発明は、上記の特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神に合致する任意の変形例にまで拡がるものである。
【０１３０】
（本発明の利点）
加熱細片要素２を機械加工して得られる精度は、従来の単一ブロックからなる炉により得られる精度よりずっと高い。
【０１３１】
更に、この機械加工は、従来の技術における単一ブロックの機械加工に比較して、非常に単純である。機械加工中に部品が破損する危険性はずっと低い。たとえ機械加工中に部品が破損したとしても、材料の浪費という点での影響は非常に小さい。
【０１３２】
好適な接続片を用いることにより、任意の加熱表面の形状を有する炉を製造すること、及び、高い占有率を得ること、が容易である。従って、最小限の加熱要素温度で、改良された温度均一性を得ることができる。これにより、炉のより長い寿命を得ることができる。
【０１３３】
細片に使用されるグラファイトは、単一ブロック炉に使用されるグラファイトより非常に高い質のものであり得る。グラファイトのより高い質により、同等の作業条件において、細片要素２の寿命が非常に長く保証される。
【０１３４】
炉の最大温度は、接続片の構成材料の熱化学特性によってのみ限定される。
【０１３５】
更に、接続片３は、無限に再利用することができる。
【０１３６】
２３００度もの高温にさらされた後でも、接続片３を細片要素２から取り外すことができる。炉の単一のグラファイト細片要素２を交換することは容易である。
【０１３７】
本発明の炉は、全てグラファイトからなる単一のブロックから形成される炉の従来の機械加工と比較して、経済的に有利であることが理解されるであろう。
【０１３８】
占有率は、非常に高いレベルに達し得る。従って、ユニット領域あたりの電力を削減することができ、他の条件は同様のままで、炉の寿命を長くすることができる。
【０１３９】
本発明の炉は、グラファイトの剛性のために、あらゆる場所で使用することができる。グラファイトの剛性は、高温において更に強化される。
【０１４０】
本発明の炉は、水平な場所で使用されることが有利である。
【０１４１】
グラファイトからなる炉の例は、本発明の利点を説明するために選択されたものである。
【０１４２】
しかし、本発明は、他の雰囲気条件のために、他の材料にも適用される。
【０１４３】
例えば、薄肉の加熱細片は、精製され焼きなまされたタングステン、タンタル、ニオビウム、あるいはモリブデンから形成することができる。
【０１４４】
接続片について材料を選択する際の条件（電気的及び機械的接続に関して）及び細片要素について材料を選択する際の条件は、材料同士の熱化学適合性、及び、材料がさらされる雰囲気との熱化学適合性のみである。
【０１４５】
これらの材料は、低すぎる融点を有する共晶を生成するものであってはならない。また、高温で材料が再結晶することも避けなければならない。なぜならば、再結晶により、材料は弱くなるからである。
【０１４６】
例えば、還元性あるいは中性の雰囲気を有する炉に対して、ニオビウム、タングステン、タンタル、あるいはグラファイトからなる接続片を取り付けることもできるし、あるいは、酸化性の雰囲気に対して、イリジウムからなる細片要素にイリジウムからなる接続片を取り付けることもできる。
【０１４７】
グラファイトからなる細片要素２が接続片３の伝導性材料と適合しない場合であって、この伝導性材料がそれ以外の必要な全ての性質を備えている場合、例えば金属等の適合可能な伝導性材料からなるシートが、グラファイトと接続片の非適合伝導性材料との間に配置されることが有利である。
【０１４８】
このシートは、モリブデンから形成されることが有利である。
【０１４９】
モリブデンからなる接続要素と、有利にはモリブデンからなる介在シートと、グラファイトからなる細片と、有利にはモリブデンからなる他の介在シートとを組合せて、グラファイトからなる細片が２枚の介在シートの間に配置されるようにして、完成される組立体がモリブデンからなるナットとボルトにより所定位置に保持されるようにすることが、有利に可能である。
【０１５０】
接続片は、加熱要素すなわち細片要素２と同一の材料から形成することもできる。
【０１５１】
上記の説明は、単相電源に関するものであるが、本発明は二相あるいは三相電源に使用することもできる。このような特別な電源の場合には、例えば高さ方向に重畳されたジグザグ形状の脚部をずらして交互配置することにより、各種電気相に対応する各セクタを交互配置して、熱分布をできるだけ一様にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】図１は、本発明の好適な一実施の形態における抵抗体の全体図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態における接続片の全体図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施の形態における接続片の全体図である。
【図４】図４は、本発明の第３の実施の形態における接続片の全体図である。
【図５】図５は、接続片を相互接続することを可能にする部品の一実施形態の全体図である。
【国際公開パンフレット】
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2004534370.tif 000004
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【国際調査報告】
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2004534370.tif 000033
2004534370.tif 000034
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