(57)【要約】      （修正有）【課題】管状加熱炉の炉内温度が、被加熱物を一様な温度で加熱するために、軸方向に均一な温度分布となる管状加熱炉を提供する。【解決手段】絶縁管２に内嵌め固着した管状の炉心管と、絶縁管２の外周軸方向に分割して巻装した加熱ヒータ１と、各加熱ヒータ１に対応する炉心管４１の温度を制御する温度センサ３と温度調整器よりなる管状加熱炉において、炉心管を内側炉心管４２と外側炉心管４１との２層に分割し、内側炉心管４２と外側炉心管４１の境界に刻設した溝に温度センサ３を設置した加熱炉とした。【選択図】  図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
絶縁管に内嵌め固着した管状の炉心管と、絶縁管の外周軸方向に分割して巻装した加熱ヒータと、各加熱ヒータに対応する炉心管の温度を制御する温度センサと温度調整器よりなる管状加熱炉において、炉心管を内側炉心管と外側炉心管との２層に分割し、内側炉心管と外側炉心管の境界に刻設した溝に温度センサを設置した加熱炉。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、管状体等の被加熱物を加熱する管状加熱炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
絶縁管に内嵌め固着した管状の炉心管と、絶縁管の外周軸方向に分割して巻装した加熱ヒータと、各加熱ヒータに対応する炉心管の温度を制御する温度センサと温度調整器よりなる管状加熱炉において、炉心管内の軸方向の温度分布を均一にするのは困難であった。    
【特許文献１】特開２００１−０５０６７１号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
通常、管状加熱炉の炉内温度は、被加熱物を一様な温度で加熱するために、軸方向に均一な温度分布であることが求められる。
【０００４】
このため、加熱ヒータを軸方向に複数に分割して設置し、各々の加熱ヒータに設けた温度制御用の温度センサと温度調節器により、温度センサの測定温度が温度調節器の設定温度となるように、加熱ヒータの出力を制御する構成が管状加熱炉に多く採用されている。      
【０００５】
分割した各ヒータの温度調節器の設定温度は、炉内軸方向温度分布が目的とする温度で、かつ軸方向に均一となるように設定される。
【０００６】
図２は、加熱ヒータを５分割した従来の管状加熱炉の例を示している。炉の本体は、最内層の炉心管４と、その外側の絶縁管２およびその外側に巻かれた加熱ヒータ１よりなる。なお、図示していないが、さらに最外層には断熱材が設けられる。
【０００７】
炉心管４は、炉内温度の均一性を促進するために、熱伝導性が良く、かつ厚みのある金属が使用される。絶縁管２は、加熱ヒータ１と炉心管４の電気絶縁を確実なものとするために、セラミック等の絶縁材料が用いられる。
【０００８】
各加熱ヒータ１の出力を制御するための温度センサ３は、炉内、すなわち炉心管４の内側に設けると被加熱物の挿入に障害となるので、図２のように炉心管４の外側表面の温度を測定するように設置されている。図示していないが、各温度センサ３の設定温度は対応する加熱ヒータ１の温度調節器の入力となり、設定温度が温度調節器の設定温度に等しくなるように、各加熱ヒータ１の出力が制御される。
【０００９】
以上の管状加熱炉において、温度センサ３の温度設定点が炉内の温度でないため、炉内の軸方向温度分布を目的の温度で、かつ均一性の高いものとするためには、炉内温度分布を別の温度計で測定しながら、各加熱ヒータの５台の温度調節器の適切な設定温度を、トライアンドエラーで決定していく作業が必要である。しかし、この作業は煩雑で、長い時間を要するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる問題を解決するため、絶縁管に内嵌め固着した管状の炉心管と、絶縁管の外周軸方向に分割して巻装した加熱ヒータと、各加熱ヒータに対応する炉心管の温度を制御する温度センサと温度調整器よりなる管状加熱炉において、炉心管を内側炉心管と外側炉心管との２層に分割し、内側炉心管と外側炉心管の境界に刻設した溝に温度センサを設置した加熱炉とした。
【００１１】
なお、各々の加熱ヒータに設けた温度制御用の温度センサと温度調節器により、温度センサの測定温度が温度調節器の設定温度となるように加熱ヒータの出力を制御することは、従来と同様である。
【考案の効果】
【００１２】
従来の管状加熱炉に較べて、温度制御用の温度センサの温度測定点が炉内に近接しているため、炉内温度と測定温度の差は僅少である。
【００１３】
したがって、炉内の軸方向温度分布を目的の温度で、かつ均一性の高いものとするための各加熱ヒータの温度調整器の設定温度選定は、目的の温度を中心とする微調整で済み、従来の設定温度選定に較べて容易で、短時間に実施することが可能である。
【００１４】
また、炉心管を２層に分割することにより、内側炉心管と外側炉心管を異なる材料とすることができるという効果も生じる。
【００１５】
例えば、白金などの高価であるが高温に耐えられる金属を内側炉心管に、耐高温性は落ちるが安価なニッケル等を外側炉心管に使用することができる。
【００１６】
これにより、炉心管を全て白金とする場合に較べて大きなコスト減が得られ、炉心管を全てニッケルとする場合に較べて、僅かなコスト増で耐高温性が向上する。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１に、本考案の管状加熱炉の一実施例を示す。
【００１８】
本考案は、絶縁管２に内嵌め固着した管状の炉心管と、絶縁管２の外周軸方向に分割して巻装した加熱ヒータ１と、各加熱ヒータ１に対応する炉心管の温度を制御する温度センサ３と温度調整器よりなる管状加熱炉において、炉心管を内側炉心管４２と外側炉心管４１との２層に分割し、内側炉心管４２と外側炉心管４１の境界に刻設した溝に温度センサを設置した加熱炉である。
【００１９】
加熱ヒータ１は、軸方向に５分割された発熱線で、アルミナを焼き固めた絶縁管２の外側に巻かれている。
【００２０】
絶縁管２の内側には、ニッケルを材料とする外側炉心管４１と白金を材料とする内側炉心管４２の２層に分割された炉心管が設けられており、外側炉心管４１の内側表面には、温度制御用の５本の温度センサ３を各１本挿入するための５つの溝が切られている。
【００２１】
５本の温度センサ３には熱電対を使用し、各々の温度センサ３は５つに分割された加熱ヒータ１にそれぞれ対応させ、温度センサ３の先端にある温度測定点の軸方向位置が、対応する加熱ヒータ１の軸方向中央位置にほぼ一致するように上記の溝に挿入されている。なお、図示していないが、絶縁管２のさらに外層には断熱材が設けられている。
【００２２】
また、図示していないが、各加熱ヒータ１にはそれぞれ温度調節器が設けられている。      
【００２３】
各温度センサ３の測定温度は対応する加熱ヒータ１の温度調節器の入力となり、測定温度が温度調節器の設定温度に等しくなるように、各加熱ヒータ１の出力が制御される。
【００２４】
この管状加熱炉は、温度センサ３が炉内、すなわち内側炉心管４２の内側に設定されていないので、被加熱物の炉内への挿入の障害にはならない。
【００２５】
また、温度センサ３の温度測定点が炉内に近接しているため、炉内温度と測定温度の差は僅少である。したがって、炉内の軸方向温度分布を目的の温度で、かつ均一性の高いものとするための加熱ヒータ温度調節器の設定温度を、容易にかつ短時間に実施することができる。
【００２６】
さらに、外側炉心管４１および内側炉心管４２の材料を分け、それぞれニッケルおよび白金としたことにより、低コストで耐高温性のある管状加熱炉となった。本実施形態の管状管炉では、約１１００℃の炉内温度とすることが可能である。
【実施例１】
【００２７】
本考案を、外径１００ｍｍ、長さ２００ｍｍの管状加熱炉に適用した。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本考案は、管状加熱炉で炉心管を内外に分割したものであるが、炉心管を径方向で複数個に分割するものに応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本考案の一実施例の横断面図とＩ矢視の２面図である。
【図２】従来の管状加熱炉の横断面図とII矢視の２面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…加熱ヒータ
２…絶縁管
３…温度センサ
４…炉心管
４１…外側炉心管
４２…内側炉心管
【図１】
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【図２】
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