專利名稱：電加熱裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及爐等加熱裝置上使用的電加熱裝置及其制造方法，特別是涉及在以陶瓷纖維等的絕熱材料為主要成分的絕熱主體的表面上設(shè)置的槽內(nèi)一體地支承加工成波形的發(fā)熱體的加熱裝置及其利用真空成型方法制造所述加熱裝置的方法。
美國專利第4575619號(hào)說明書(日本特開昭60-243992號(hào)公報(bào))公開了一種把加工成波形板式電阻發(fā)熱體埋設(shè)在以陶瓷纖維為主要成分的絕熱主體的表面上所開設(shè)的槽底部上而形成的電加熱裝置及其真空成型的制造方法。在該種結(jié)構(gòu)中，在絕熱主體的表面附近自身支承波形發(fā)熱體，發(fā)熱體在絕熱主體的厚度方向具有一定的寬度地分布，與現(xiàn)有螺旋狀發(fā)熱體相比，很明顯向外部的散熱較為容易，而且，發(fā)熱體的過熱比現(xiàn)有的少。
但是，在上述加熱裝置中，仍存在以下的問題。圖18及圖19示出了上述加熱裝置的一部分，(1)是陶瓷纖維為主要成分的絕熱主體，(1a)是其加熱表面，(1b)是加熱表面(1a)相反的非加熱冷表面，(2)是形成在加熱表面(1a)上的槽，(2a)是槽(2)的底部，(2b)是槽(2)的兩側(cè)壁，(3)是加工成波形的發(fā)熱體，(3a)是發(fā)熱體(3)的寬度方向兩側(cè)的彎曲部。如這些圖面所示，在槽(2)的底部(2a)，只不過極少的一部分發(fā)熱體向自由空間露出，大部分被絕熱主體圍著，而且，發(fā)熱體(3)的彎曲部(3a)穿過槽(2)的兩側(cè)壁(2b)，被完全地埋設(shè)在絕熱主體(1)的內(nèi)側(cè)。在這種結(jié)構(gòu)中，發(fā)熱體(3)的表面幾乎由絕熱主體(1)所覆蓋，發(fā)熱體(3)的整個(gè)表面中，能夠向空間自由輻射熱能的露出表面所占比例極低。因此，發(fā)熱體不僅容易過熱，而且會(huì)有很多的熱量通過絕熱層傳導(dǎo)至非加熱冷表面(1b)側(cè)。因此，導(dǎo)致加熱效率不充分，特別在高溫狀態(tài)下使用時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱體劣化、消耗更多能量及由此引起的斷線等，不能得到足夠長(zhǎng)的壽命。
圖20示出了這樣的一種加熱裝置，在從槽(2)的底部(2a)向開口側(cè)離開的位置處，發(fā)熱體(3)的彎曲部(3a)從槽(2)的兩側(cè)壁(2b)處插入絕熱主體(1)內(nèi)，由絕熱主體(1)埋設(shè)并支承，在槽(2)內(nèi)發(fā)熱體(3)的整個(gè)表面向絕熱主體(1)的外部露出。例如在日本專利申請(qǐng)實(shí)開平2-89300號(hào)公報(bào)中，公開了一種發(fā)熱體的數(shù)量不是一根而是二根的加熱裝置。圖21示出了這種加熱裝置的制造工藝的一個(gè)實(shí)例，其中(4)是真空成型模具，(5)是水平地配置在模具(4)內(nèi)的由多孔金屬板構(gòu)成的濾網(wǎng)，(6)是設(shè)置在模具(4)的壁部的位于濾網(wǎng)(5)下方的真空抽吸口。在制造加熱裝置時(shí)，首先，把用于形成槽(2)的至發(fā)熱體(3)的開口側(cè)的部分的方形棒狀第一掩體件(7)放在濾網(wǎng)(5)上，再把波形發(fā)熱體(3)放在其上，把用于形成槽(2)的至發(fā)熱體(3)的底側(cè)部分的方形棒狀第二掩體件(8)放在發(fā)熱體(3)上。然后進(jìn)行公知的真空成型，在濾網(wǎng)(5)上方的發(fā)熱體(3)及掩體件(7)、(8)的周圍形成構(gòu)成絕熱主體的絕熱材料層(9)，在加熱干燥硬化后，從絕熱主體(1)上取下掩體件(7)(8)，形成槽(2)。因?yàn)榈谝谎隗w件(7)能夠在開口側(cè)除去，所以除去作業(yè)相對(duì)而言較為容易。相反，對(duì)于第二掩體件(8)而言，因?yàn)樵诓?2)的開口側(cè)處有發(fā)熱體(3)，所以要在槽(2)的底部和發(fā)熱體(3)之間的空間內(nèi)朝槽(2)的長(zhǎng)度方向移動(dòng)第二掩體件(8)，并且必須從槽(2)的一端拉出。因此，第二掩體件(8)的除去作業(yè)每次都要用手工進(jìn)行作業(yè)，該作業(yè)過程非常麻煩。
本發(fā)明的目的是提供一種使發(fā)熱體的表面盡可能多地露出在絕熱主體外部，而且制造較為容易的加熱裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供一種制造加熱裝置的方法，該方法可以容易且低價(jià)地制造發(fā)熱體的表面盡可能多地露出在絕熱主體外部的加熱裝置。
本發(fā)明的加熱裝置是在以絕熱材料為主要成分的絕熱主體的表面上設(shè)置的槽內(nèi)設(shè)置振幅比槽的寬度大的波形發(fā)熱體，發(fā)熱體的寬度方向兩側(cè)的彎曲部從槽的兩側(cè)壁處插入絕熱主體內(nèi)，從而由絕熱主體一體地支承該發(fā)熱體，其特征在于與絕熱主體分別制作的耐火物制槽底形成部件覆蓋槽的底部，而其槽開口側(cè)的面從絕熱主體中露出并由絕熱主體一體地支承；發(fā)熱體靠著槽底形成部件地配置在槽開口側(cè)，與槽底形成部件的表面局部接觸地由絕熱主體一體地支承，而且在槽內(nèi)露出于絕熱主體外。
本發(fā)明的加熱裝置，通過真空成型制造，波形發(fā)熱體被一體地支承在以陶瓷纖維為主要成分的絕熱成型體的表面的槽內(nèi)，其特征在于沿設(shè)置或放置在真空成型模具內(nèi)規(guī)定位置上的槽形成用凸條部放置波形發(fā)熱體，至少其一部分與凸條部接觸，將耐火物制槽底形成部件配置在該發(fā)熱體上，其與凸條部垂直的截面的尺寸關(guān)系是具有覆蓋發(fā)熱體的波振幅中與凸條部的寬度相當(dāng)?shù)陌l(fā)熱體的部分的外形尺寸，且配置成與發(fā)熱體的局部接觸的同時(shí)與凸條部不接觸，通過真空成型由絕熱成型體一體地支承槽底形成部件及發(fā)熱體。
本發(fā)明的加熱裝置的制造方法，是通過真空成型法制造波形發(fā)熱體被一體地支承在以陶瓷纖維為主要成分的絕熱成型體的表面的槽內(nèi)的電加熱裝置的方法，其特征在于沿設(shè)置或放置在真空成型模具內(nèi)規(guī)定位置上的槽形成用凸條部放置波形發(fā)熱體，至少其一部分與凸條部接觸，將耐火物制槽底形成部件配置在該波形發(fā)熱體上，其與凸條部垂直的截面的尺寸關(guān)系是具有覆蓋發(fā)熱體的波形振幅中與凸條部的寬度相當(dāng)?shù)陌l(fā)熱體的部分的外形尺寸，且配置成與發(fā)熱體的局部接觸的同時(shí)與凸條部不接觸，通過真空成型由絕熱成型體一體地支承槽底形成部件及發(fā)熱體。
進(jìn)一步地具體說明本發(fā)明的加熱裝置的制造方法，如下所述。
通過把掩體件放置在真空成型模具內(nèi)的濾網(wǎng)上，從而形成槽形成用凸條部。然后，把波形發(fā)熱體放在掩體件上，把槽底形成部件放在發(fā)熱體上。在這樣的狀態(tài)下，將含有陶瓷纖維的料漿導(dǎo)入模具內(nèi)濾網(wǎng)上方的空間內(nèi)，進(jìn)行真空成型。這樣，料漿中的陶瓷纖維堆積在模具內(nèi)的濾網(wǎng)上面、掩體件、發(fā)熱體及槽底形成部件的各表面上，形成了成為絕熱主體的絕熱成型體。陶瓷纖維不堆積在具有掩體件的部位處。另外，槽底形成部件也起掩體件作用，因此配置在槽底形成部件附近的發(fā)熱體的部分的周圍不堆積陶瓷纖維。真空成型結(jié)束時(shí)，從模具內(nèi)取出成型物，使其加熱干燥硬化，除去掩體件。因此，可以得到這樣的加熱裝置，由絕熱主體的加熱表面的槽的底部一體地支承槽底形成部件的同時(shí)，發(fā)熱體在槽內(nèi)露出于絕熱主體外并由絕熱主體一體地支承。
在上述本發(fā)明的方法中，因?yàn)椴鄣仔纬刹考鸬窖隗w件的作用，從而阻止了絕熱材料圍堆在發(fā)熱體的表面，所以可得到發(fā)熱體暴露于絕熱主體表面上的槽內(nèi)地受到支承的加熱裝置。能夠從槽的開口側(cè)很容易地除去掩體件等的槽形成用凸條部，且因?yàn)椴鄣仔纬刹考悄突鹞镏瞥?，所以不必從成型物中去除可按原樣將其作為加熱裝置的絕熱主體的一部分使用。而且，根據(jù)本發(fā)明的方法，能夠容易且價(jià)廉地制造出發(fā)熱體暴露于絕熱主體的表面的槽內(nèi)地受到支承的加熱裝置。
根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置，由槽底形成部件將發(fā)熱體的表面的大部分與絕熱主體隔離，因此發(fā)熱體可露出于絕熱主體外，這樣，發(fā)熱體就可自由地向空間輻射熱量，減少了發(fā)熱體的過熱，另外提高了加熱效率。
在使用濾網(wǎng)制造加熱裝置時(shí)，濾網(wǎng)的形狀根據(jù)加熱裝置所要求的形狀，可適當(dāng)?shù)夭捎闷矫?、圓筒面、圓筒分割面、以及其它曲面等合適的形狀。
槽形成用凸條部，把由鋁等的金屬棒構(gòu)成的掩體件放置在濾網(wǎng)上形成是較好的。而且，也可以通過把與濾網(wǎng)同樣的多孔金屬板制成方筒狀的掩體件放置在濾網(wǎng)上形成槽形成用凸條部。此外，也可以使用在上面一體地形成槽形成用凸條部的濾網(wǎng)。
槽形成用凸條部寬度與絕熱主體的槽寬度相等，但比發(fā)熱體的波形振幅小。槽底形成用凸條部的外形寬度較好的是相當(dāng)于槽的寬度，最好是比槽的寬度稍大一點(diǎn)。當(dāng)過小時(shí)，不能期待得到充分的掩體件效果，相反過大時(shí)，就不能充分地堆積絕熱材料來支承發(fā)熱體。
構(gòu)成絕熱主體的絕熱材料的材質(zhì)是可任意選用的，陶瓷纖維是特別合適。另外，槽底形成部件的材質(zhì)也是可任選的，此處不特別限定，但輕質(zhì)耐火材料較合適，絕熱材料為陶瓷纖維時(shí)，就全部加熱裝置的材質(zhì)的整體性而言，以陶瓷纖維為主要成分的模制品是特別合適。
槽底形成部件的成型密度根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，對(duì)應(yīng)于形狀、最終的強(qiáng)度、絕熱性能等要求可在較大范圍內(nèi)調(diào)整。例如，可以使用內(nèi)部具有大量空洞或氣泡的低密度成型物。
槽底形成部件的、從絕熱主體露出的、面對(duì)發(fā)熱體的表面可由高熱輻射體或高熱反射體構(gòu)成。作為高熱輻射材料，可以采用市場(chǎng)銷售的含有碳化硅等的粉末的膏狀或液狀物，將這些膏狀或液狀物涂或浸在所希望的表面上再加熱干燥，就能夠容易地制作成表面被高輻射材料覆蓋的槽底形成部件。當(dāng)然，將來如果能夠得到高輻射性材料的纖維，通過公知技術(shù)，直接將其成型后的模制品用作為槽底形成部件也可以。
槽底形成部件形狀可作多種變形，這要根據(jù)加熱裝置的使用狀態(tài)，目的等進(jìn)行適當(dāng)選擇。
例如，槽底形成部件的槽開口側(cè)的面為凹凸?fàn)睿摪纪姑娴耐範(fàn)畈糠种械囊徊糠峙c發(fā)熱體接觸。如果這樣，就由凹凸面的凸起部分可靠在支承發(fā)熱體，而且，因?yàn)榘l(fā)熱體與槽形成部件的凹凸面的凹狀部分不接觸，可進(jìn)一步擴(kuò)大發(fā)熱體的露出面積。
例如，在槽底形成部件的槽開口側(cè)的面的除去寬度方向兩側(cè)的部分上形成沿槽的長(zhǎng)度方向延伸的一條凹條，就可使該面成凹凸?fàn)睢４藭r(shí)，可由凹狀兩側(cè)的凸起部分可靠地支承發(fā)熱體，并因較寬的凹條部分而使發(fā)熱體與槽形成部件不接觸，所以發(fā)熱體的露出面積進(jìn)一步增大。通常發(fā)熱體為平面狀，在使用這種槽形成部件時(shí)，暴露于槽內(nèi)的發(fā)熱體的部分也形成有向槽底形成部件的凹槽內(nèi)突出的凸起狀。
例如，通過在槽底形成部件的槽開口側(cè)的面的寬度方向中間部位上形成沿槽的長(zhǎng)度方向延伸的一條凸條，該面就形成為凹凸?fàn)睢?br> 例如，通過在槽底形成部件的槽開口側(cè)的面上形成多個(gè)突起，該面就可形成為凹凸?fàn)?。突起的平面形狀及截面形狀是任意的?br> 另外，通過在槽底形成部件的槽開口側(cè)的面上形成多個(gè)凹部，也可使該面形成凹凸?fàn)睢＠?，通過使槽形成部件成蜂窩狀，就能夠在其單面上形成多個(gè)凹部。
例如，在槽底形成部件的寬度方向兩側(cè)上設(shè)置這樣的發(fā)熱體支承部，即分別由槽的兩側(cè)壁部一體地支承且在槽的寬度方向上具有相互相對(duì)的凹面，發(fā)熱體的彎曲部分插入該凹面內(nèi)而受其支承。
例如，在凹條底部的寬度方向中間部分上形成用于把持發(fā)熱體的寬度方向中間部的突起。如果這樣，就能夠可靠地保持暴露于槽內(nèi)的發(fā)熱體的部分。
也有用絕熱主體的一條槽支承多個(gè)發(fā)熱體。此時(shí)，例如，在從與槽底形成部件接觸的發(fā)熱體到槽開口側(cè)上設(shè)置由槽的兩側(cè)壁部一體地支承的耐火物制隔體隔開的至少一個(gè)發(fā)熱體，這多個(gè)發(fā)熱體在槽的深度方向具有一定間隔地受到支承。發(fā)熱體之間的隔體與槽形成部件一樣在真空成型時(shí)起到掩體件的作用，并不必從成型物中取出，可以保持原狀作為加熱裝置的絕熱主體的一部分而使用。
圖1是示出本發(fā)明的第一實(shí)施例的加熱裝置的主要部分的透視圖。
圖2是圖1的A-A線的放大截面圖。
圖3是示出了第一實(shí)施例的加熱裝置的制造過程的一個(gè)實(shí)例的制造裝置的中間省略的垂直截面圖。
圖4是示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例的加熱裝置的主要部分的截面圖。
圖5是圖4的B-B線的截面圖。
圖6是示出了本發(fā)明的第三實(shí)施例的加熱裝置的主要部分的截面圖。
圖7是示出了第三實(shí)施例的加熱裝置的槽底形成部件的一個(gè)實(shí)例的透視圖。
圖8是示出了第三實(shí)施例的加熱裝置的槽底形成部件的一個(gè)變形例的透視圖。
圖9是示出本發(fā)明的第四實(shí)施例的加熱裝置的主要部分的截面圖。
圖10是示出本發(fā)明的第五實(shí)施例的加熱裝置的主要部分的截面圖。
圖11是示出本發(fā)明的第六實(shí)施例的加熱裝置的主要部分的截面圖。
圖12是圖11的C-C線的放大截面圖。
圖13是示出了第六實(shí)施例的加熱裝置的槽底形成部件的一個(gè)實(shí)例的透視圖。
圖14是示出本發(fā)明的第七實(shí)施例的加熱裝置的主要部分的截面圖。
圖15是圖14的D-D線的放大截面圖。
圖16是示出本發(fā)明的第八實(shí)施例的加熱裝置的主要部分的截面圖。
圖17是圖16的E-E線的截面圖。
圖18示出了現(xiàn)有技術(shù)實(shí)例的加熱裝置的主要部分的截面圖。
圖19是圖18的F-F線的放大截面圖。
圖20是示出了其它現(xiàn)有技術(shù)實(shí)例的加熱裝置主要部分的截面圖。
圖21是示出了圖20的加熱裝置的制造過程的制造裝置的中間省略垂直截面圖。
下面，參照


本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。在這些實(shí)施例中，與上述現(xiàn)有技術(shù)對(duì)應(yīng)的部分給予相同的附圖標(biāo)記，相互對(duì)應(yīng)的部分也給以相同的附圖標(biāo)記。
(第一實(shí)施例)圖1和圖2示出了第一實(shí)施例的加熱裝置的主要部分。
在圖1和圖2中，在作為絕熱材料的以陶瓷纖維為主要成分的絕熱主體(1)的加熱表面(1a)上形成截面大致為方形的槽(2)，在槽(2)的底部(2a)上一體地支承著與絕熱主體(1)分別制作的板狀耐火物制槽底形成部件(10)，這樣，槽底形成部件(10)覆蓋底部(2a)，槽(2)開口側(cè)的面從絕熱主體(1)上露出。波形發(fā)熱體(3)配置在槽(2)的開口側(cè)上且位于槽底形成部件(2)上部，兩側(cè)的彎曲部分(3a)從槽(2)的兩側(cè)壁(2b)處插入絕熱主體(1)內(nèi)，從而被絕熱主體(1)成一體地支承著。
槽底形成部件(10)最好采用與絕熱主體(1)相同的以陶瓷纖維為主的預(yù)制件，在該槽(2)開口側(cè)表面的寬度方向兩側(cè)一體地形成了沿槽(2)的長(zhǎng)度方向延伸的截面為長(zhǎng)方形的凸條(11)，在這兩個(gè)凸條之間形成了一條沿槽(1)的長(zhǎng)度方向延伸的截面為長(zhǎng)方形的寬面凹條(12)。因此，槽底形成部件(10)的槽(2)開口側(cè)表面成為凹凸?fàn)睢２鄣仔纬刹考?10)的外寬比槽(2)的寬度稍大，凹條(12)內(nèi)寬比槽(2)的寬度稍小。由于槽(2)的兩側(cè)壁(2b)位于槽底形成部件(10)的兩側(cè)的凸條(11)的頂面的寬度方向中間部位，兩側(cè)的凸條(11)的寬度方向外側(cè)的部分埋入在兩側(cè)壁(2b)的靠近底部(2a)的部分內(nèi)，因此，槽底形成部件(10)可靠在支承在絕熱主體(1)上。兩側(cè)的凸條(11)的頂面的凹條(12)側(cè)的部分和凹槽(12)的表面露出在槽(2)內(nèi)。
發(fā)熱體(3)被配置成在靠近貫通槽(2)的兩側(cè)壁(2b)的兩側(cè)部分處與槽底形成部件(10)的兩側(cè)凸?fàn)畈糠旨赐箺l(11)的頂面接觸。而且，在槽底形成部件(10)的與凹條(12)對(duì)應(yīng)寬度的寬的部分處，發(fā)熱體(3)與絕熱主體(1)和槽底形成部件(10)完全分離，該部分的整個(gè)表面暴露于槽(1)內(nèi)。因此，從發(fā)熱體(3)可向空間自由地輻射熱量，發(fā)熱體(3)不易過熱，而且可減少傳給非加熱冷表面(1b)側(cè)的熱量。因此，提高了加熱效率，延長(zhǎng)了發(fā)熱體(3)的壽命。
圖3示出了上述加熱裝置的制造工藝的一個(gè)實(shí)例。
圖3示出的制造裝置是與圖21示出的裝置相同的。模具(4)由如丙烯酸樹脂等的合適材料制成箱形。濾網(wǎng)(5)水平配置在模具(4)內(nèi)的高度的中間部位。真空吸氣口(6)與圖中未示出的公知真空抽吸裝置連接。
加熱裝置的制造以如下的方式進(jìn)行。
首先，將鋁制的方棒狀掩體件(7)置于濾網(wǎng)(5)上。這樣，在濾網(wǎng)(5)上形成槽成形用凸條部。然后，把發(fā)熱體(3)放在掩體件(7)上，再把槽底形成部件(10)放在發(fā)熱體(3)上。此時(shí)，發(fā)熱體(3)兩側(cè)的彎曲部分(3a)從掩體件(7)及槽底形成部件(10)處向?qū)挾确较蛲鈧?cè)突出。在這樣的狀態(tài)下，將含水、粘接劑和陶瓷纖維的料漿澆入模具(4)內(nèi)，同時(shí)，起動(dòng)真空抽吸裝置，在濾網(wǎng)(5)的下部空間產(chǎn)生抽吸作用，在濾網(wǎng)(5)的上部空間導(dǎo)入料漿。真空抽吸力通過濾網(wǎng)作用于料漿上，料漿從濾網(wǎng)(5)上面流入時(shí)，使得分散在料漿中的陶瓷纖維堆積在模具(4)內(nèi)的濾網(wǎng)(5)上面及在掩體件(7)、發(fā)熱體(3)和槽底形成部件(10)的各表面上，形成為絕熱主體(1)的絕熱層(9)。陶瓷纖維不會(huì)堆積在具有掩體件(7)的部分內(nèi)。另外，陶瓷纖維堆積在掩體件(7)及從槽底形成部件(10)向?qū)挾确较蛲鈧?cè)突出的發(fā)熱體(3)的彎曲部(3a)的周圍處，彎曲部(3a)被埋設(shè)在絕熱主體(1)內(nèi)，槽底形成部件(10)也起到阻止真空吸力的掩體件作用，槽底形成部件(10)的凹條(12)的部分和位于槽底形成部件(10)與掩體件(7)之間的發(fā)熱體(3)的部分因?yàn)橄鄬?duì)于料漿流成為槽底形成部件(10)的遮蔽部，在凹條(12)內(nèi)以及面對(duì)該凹條的發(fā)熱體(3)周圍不堆積陶瓷纖維。真空成型一結(jié)束，就從模具(4)內(nèi)取出成型物，加熱干燥使其硬化，然后除去掩體件(7)。這樣，由絕熱主體(1)的加熱表面(1a)的槽(2)的底部(2a)一體地支承槽底形成部件(10)的同時(shí)，發(fā)熱體(3)受絕熱主體(1)一體地支承，并在槽(2)內(nèi)暴露于絕熱主體(1)外，得到圖1及圖2所示的加熱裝置。在該加熱裝置中，與模具(4)的濾網(wǎng)(5)對(duì)應(yīng)的面成為加熱表面(1a)，具有掩體件(7)的部分成為形成在該加熱表面(1a)上的槽(2)的從發(fā)熱體(3)的開口側(cè)部分。
上述真空成型法是公知的方法，分別用適當(dāng)?shù)膴A具把掩體件(7)、發(fā)熱體(3)和槽底形成部件(10)支承在模具(4)內(nèi)的一定位置處，在這樣支承的狀態(tài)下，進(jìn)行臨時(shí)成型，取出夾具之后，再進(jìn)行正式成型。
槽底形成部件(10)的凸條(11)及凹條(12)的截面形狀不局限于方形，也可以采用其它合適的形狀。
第二實(shí)施例圖4及圖5示出了第二實(shí)施例的加熱裝置的主要部分。
第二實(shí)施例的情況如下，槽底形成部件(13)為方形截面的板狀。由于槽底形成部件(13)的寬度稍大于槽(2)的寬度，槽底形成部件(13)的兩側(cè)部埋設(shè)在兩側(cè)壁(2b)的靠近底部(2a)的部分內(nèi)，因此，槽底形成部件(13)可靠地由絕熱主體(1)支承。而且，槽底形成部件(13)的槽(2)的開口側(cè)的表面除了兩側(cè)部的部分暴露于槽(2)內(nèi)。位于槽(2)內(nèi)的發(fā)熱體(3)的直線部分與槽底形成部件(13)的表面成線接觸，其余部分暴露于槽(2)。
第二實(shí)施例的加熱裝置利用真空成型法與第一實(shí)施例的裝置同樣地制造。在這種情況下，槽底形成部件(13)也起到掩體件的作用，得到發(fā)熱體(3)暴露于槽(2)內(nèi)的加熱裝置。槽底形成部件(13)的材料通常也可使用與第一實(shí)施例相同的材料，但視具體情況，也可采用多孔低密度成型制品。此時(shí)，當(dāng)使用內(nèi)部多孔的成型品時(shí)，由于與槽底形成部件(13)接觸的發(fā)熱體(3)，可以得到與空氣層相同的自由放熱效果。
第三實(shí)施例與槽底形成部件的發(fā)熱體(3)相對(duì)的表面的加工不受限制，也可以形成第二實(shí)施例那樣平坦的，或者也可以是凹凸?fàn)畹摹．?dāng)槽底形成部件成凹凸?fàn)顣r(shí)，與平坦表面的制作工藝幾乎不變，但因表面成凹凸?fàn)?，所以發(fā)熱體(3)與槽底形成部件的接觸面積減少，發(fā)熱體(3)的自由表面更多，放熱效率進(jìn)一步提高。
圖6示出了槽底形成部件(14)的表面成凹凸?fàn)畹膶?shí)施例(第三實(shí)施例)，圖7示出了槽底形成部件(14)。
在第三實(shí)施例的情況下，槽底形成部件(14)的表面形成截面為波形的凹凸?fàn)?，暴露于?2)內(nèi)的發(fā)熱體(3)與凸起部(15)的一部分接觸。
圖8示出了第三實(shí)施例的槽底形成部件(14)的變形例。
在此情況下，由于在槽底形成部件(14)的表面上形成相互斜向交叉的多個(gè)槽，因此形成了多個(gè)方形柱狀凸起(16)，該表面成凹凸?fàn)?。發(fā)熱體(3)與一部分凸起(16)接觸。
第四實(shí)施例圖9示出了槽底形成部件(17)的表面成凹凸?fàn)畹钠渌鼘?shí)施例(第四實(shí)施例)。
在第四實(shí)施例的情況下，在板狀槽底形成部件(17)的暴露于槽(2)內(nèi)的表面的寬度方向中間部位上形成截面為方形的一條凸條(18)，暴露于槽(2)內(nèi)的發(fā)熱體(3)與該凸條(18)的頂面接觸。因?yàn)橥箺l(18)在真空成型過程中應(yīng)具有自我穩(wěn)定的良好形狀，所以需要有一定的寬度。
凸條(18)的截面形狀不限于方形，可作適當(dāng)變更。另外，凸條(18)的數(shù)量不限于一條，根據(jù)發(fā)熱體(3)的寬度也可有2條以上。據(jù)此，作為一個(gè)整體，要能夠確保凸條(18)的足夠?qū)挾?。不管怎樣，這種槽底形成部件(17)的制作利用現(xiàn)有技術(shù)即可。
第五實(shí)施例圖10示出了第五實(shí)施例的加熱裝置的主要部分。
在第五實(shí)施例的情況下，槽底形成部件(20)由與第二實(shí)施例的槽底形成部件(13)同樣板狀的槽底形成部(21)和配置在其兩側(cè)的發(fā)熱體支承部(22)構(gòu)成。發(fā)熱體支承部(22)與槽底形成部件(21)分別制作，截面略呈V字狀，內(nèi)面成凹面(22a)。發(fā)熱體支承部(22)以凹面(22a)相互相對(duì)著槽(2)的寬度方向地埋設(shè)在兩側(cè)壁(2b)的靠近底部(2a)的部位，由絕熱主體(1)一體地支承。發(fā)熱體(3)的兩側(cè)的彎曲部(3a)緊緊地嵌合在發(fā)熱體支承部(22)的凹面(22a)的底部，因此，發(fā)熱體由絕熱主體(1)一體地支承。槽底形成部(21)的寬度基本上與槽(2)的寬度相等。槽底形成部(21)被兩側(cè)的發(fā)熱體支承部(22)夾著，并被配置在底部(2a)上，以便使暴露于槽(2)開口側(cè)的表面與發(fā)熱體(3)接觸，并由發(fā)熱體支承部(22)和發(fā)熱體(3)一體地支承在絕熱主體(1)上。
對(duì)照上述圖3說明第五實(shí)施例的加熱裝置的制造方法，在把發(fā)熱體(3)放在掩體件(7)上之后，再把槽底形成部(21)放在發(fā)熱體(3)上，在比掩體件(7)和槽底形成部(21)突出的發(fā)熱體(3)的彎曲部(3a)上設(shè)置發(fā)熱體支承部(22)。然后，與第一實(shí)施例相同地進(jìn)行真空成型。真空成型時(shí)，槽底形成部(21)起掩體件的作用，阻止陶瓷纖維堆積到發(fā)熱體(3)上，同時(shí)，發(fā)熱體支承部(22)也起到掩體件的作用，阻止陶瓷纖維堆積到凹面(22a)和發(fā)熱體(3)的彎曲部(3a)上，彎曲部(3a)在發(fā)熱體支承部(22)內(nèi)向槽(2)露出，實(shí)質(zhì)上，得到了發(fā)熱體(3)的整個(gè)表面暴露于絕熱主體(1)外的加熱裝置。該加熱裝置因?yàn)榘l(fā)熱體(3)的彎曲部(3a)也暴露于絕熱主體(1)的外面，所以彎曲部(3a)的放熱特性優(yōu)異。
在上述實(shí)施例中，槽底形成部(21)和發(fā)熱體支承部(22)分別制作，相互不接合，但與槽底形成部(21)組合后，可用適當(dāng)?shù)氖侄问怪嗷ソ雍?。另外，也可使用槽底形成?21)和發(fā)熱體支承部(21)一體制作的槽底形成部件(20)。此時(shí)，在真空成型前，把發(fā)熱體(3)和槽底形成部件(20)的組合體放在掩體件(7)上。
槽底形成部(21)和發(fā)熱體支承部(22)的形狀不限于第五實(shí)施例的形狀，可作適當(dāng)變更。作為槽底形成部(21)，例如，可使用與第一、第三或第四實(shí)施例的槽底形成部件(10)(14)(17)相同的部件，能夠以與上述相同方法制造出作用和效果與上述相同的加熱裝置。
第六實(shí)施例圖11及圖12示出了第六實(shí)施例的加熱裝置的主要部分。
在第六實(shí)施例的情況下，槽底形成部件(23)由形狀相同的多個(gè)槽底成形片(24)構(gòu)成。槽底形成片(24)的詳細(xì)情況如圖13所示。在槽底形成片(24)的槽(2)的開口側(cè)的表面的寬度方向兩側(cè)上一體地形成沿槽(2)的長(zhǎng)度方向延伸的截面為方形的凸條(25)，在這些凸條(25)之間，形成沿槽(2)的長(zhǎng)度方向延伸的較寬的凹條(26)。凹條(26)的底部的寬度方向中間部的一端側(cè)的部分上一體地形成用于把持發(fā)熱體(3)的寬度方向中間部的突起(27)。突起(27)的單面與槽底形成片(24)的一端面平齊，該突起(27)的端面的高度的中間部位上形成沿寬度方向延伸的截面為半圓形的溝(28)。突起(27)的相對(duì)側(cè)的面與溝(28)的形狀吻合并呈半圓筒形，位于比槽底形成片(24)的相反側(cè)的端面更靠長(zhǎng)度方向的內(nèi)側(cè)的位置。突起(27)比凸條(25)高，槽(28)的下緣基本上與凸條(25)的頂面同高。
一對(duì)槽底形成片(24)以溝(28)側(cè)的端面彼此緊密接觸的狀態(tài)組合，這樣組合而成的組件設(shè)置多組，端面之間彼此緊密接觸，在槽(2)的長(zhǎng)度方向無間隔地排列。槽底形成片(24)與第一實(shí)施例的槽底形成部件(10)一樣，由絕熱主體(1)一體地支承著。
發(fā)熱體(3)與第一實(shí)施例的情況相同，在與槽底形成片(24)的兩側(cè)的凸條(25)的頂面接觸的狀態(tài)下，在兩側(cè)的彎曲部受絕熱主體(1)一體地支承，發(fā)熱體(3)的寬度方向中間部位插入在由一對(duì)槽底形成片(24)的突起(27)的溝(28)組合而形成的截面為圓形孔內(nèi)并受其支承。穿過突起(27)的孔的部分以外的發(fā)熱體(3)的表面暴露于槽(2)內(nèi)的兩側(cè)壁(2b)之間。
這樣的構(gòu)成在特別高溫的環(huán)境下使用時(shí)能夠非常有效地束縛發(fā)熱體(3)的蠕變伸縮引起的變形。
也可使突起(27)的溝(28)的截面形狀制成三角形，也可使發(fā)熱體(3)穿過一對(duì)溝(28)組合而成的截面為方形的孔。如果這樣的話，發(fā)熱體(3)在孔內(nèi)與突起(27)在四個(gè)部位線接觸，其余大部分露出。
參照?qǐng)D3說明第六實(shí)施例的加熱裝置的制造方法。在掩體件(7)的上面形成槽底形成片(24)的突起(27)的前端部嵌入的凹槽，將多個(gè)槽底形成片(24)與發(fā)熱體(3)的組合體放在掩體件(7)上，以便把突起(27)的前端部插入上述凹槽內(nèi)，然后進(jìn)行與第一實(shí)施例同樣的真空成型。
為了確保在真空成型過程中的槽底形成片(24)的形狀自穩(wěn)定性，作為槽底形成片(24)，通常最好使用在第一實(shí)施例的槽底形成部件(10)上形成突起(27)這樣形狀的。但是，槽底形成片(24)的形狀不限于這種形狀，可作適當(dāng)變更。另外，在上述實(shí)施例中，雖然由相互分割的多個(gè)槽底形成片(24)構(gòu)成槽底形成部件(23)，但也可以一體地形成槽底形成部件，可以在其適當(dāng)?shù)胤叫纬砂殉职l(fā)熱體(3)的寬度方向中間部位的任意形狀的突起。
第七實(shí)施例圖14及圖15示出了第七實(shí)施例的加熱裝置的主要部分。
第七實(shí)施例中的槽底形成部件(10)是與第一實(shí)施例的相同。但是，凹條(12)的深度比第一實(shí)施例的深，凹條(12)的內(nèi)寬基本上與槽(2)的寬度相等。發(fā)熱體(3)與第一實(shí)施例的情況相同由絕熱主體(1)支承。在露出于槽(2)內(nèi)的發(fā)熱體(3)的部分上形成向槽底形成部件(10)的凹條(12)內(nèi)突出的凸形彎曲部(3b)。
該加熱裝置的制造方法是與上述各實(shí)施例的情況相同。
這種結(jié)構(gòu)因?yàn)椴?2)的每單位面積的發(fā)熱體(3)的密度高，所以最好作為高輸出密度的加熱裝置使用。
不必對(duì)發(fā)熱體(3)的彎曲部(3a)的凸形作特別限定，除了圖14所示的形狀之外，也可以使用圖中未示的三角形、具有一定曲率的峰形或谷形。
第八實(shí)施例圖16及圖17示出了第八實(shí)施例的加熱裝置的主要部分。
在第八實(shí)施例的情況下，與第一實(shí)施例的情況相同，由絕熱主體(1)的槽(2)的底部(2a)一體地支承槽底形成部件(10)和第一發(fā)熱體(3)。在第一發(fā)熱體(3)的槽(2)的開口側(cè)上配置一對(duì)隔體(30)，在隔體(30)的槽(3)的開口側(cè)上配置第二發(fā)熱體(31)。第二發(fā)熱體(31)的形狀與第一發(fā)熱體(3)的形狀相同，兩側(cè)的彎曲部(31a)埋設(shè)槽(2)的兩側(cè)壁(2b)的部分內(nèi)，并由絕熱主體(1)一體地支承。隔體(30)為沿槽(2)的長(zhǎng)度方向延伸的角形柱，被兩個(gè)發(fā)熱體(3)(31)的靠近兩側(cè)的部分夾持著埋設(shè)在槽(2)的兩側(cè)壁(2b)的部分內(nèi)，由絕熱主體(1)一體地支承著。隔體(30)的相對(duì)面與槽(2)的兩則壁(2b)基本上平齊。隔體(30)例如由陶瓷纖維等的耐火材料制成。
下面參照?qǐng)D3說明第八實(shí)施例的加熱裝置的制造方法。先把第二發(fā)熱體(31)放置在掩體件(7)的上面，再把隔體(30)放在靠近第二發(fā)熱體(31)的兩側(cè)的部分上，在其放置第一發(fā)熱體(3)，最后在其上放置槽底形成部件(10)。然后進(jìn)行與第一實(shí)施例相同的真空成型。在真空成型時(shí)，與第一實(shí)施例的情況相同，槽底形成部件(10)起掩體件作用，阻止陶瓷纖維堆積到該凹槽(12)內(nèi)及第一發(fā)熱體的表面上。另外，隔體(30)保持二發(fā)熱體(3)(31)之間的間隔并起掩體件作用，阻止陶瓷纖維堆積到第二發(fā)熱體(31)的表面上。因此，可以得到二個(gè)發(fā)熱體(3)(31)露出于槽(2)內(nèi)的加熱裝置。
第八實(shí)施例的加熱裝置也最好作為高輸出密度的加熱裝置使用。對(duì)于二個(gè)發(fā)熱體(3)(31)的波形相互的配置關(guān)系不作特別限定，但為了盡量能夠從二個(gè)發(fā)熱體(3)(31)自由地輻射熱量，最好使波形相互的相位錯(cuò)開，相位的絕對(duì)值錯(cuò)開180度或圖17所示的90度是特別好。
發(fā)熱體的數(shù)量不限于二個(gè)，設(shè)置三個(gè)以上也完全一樣。當(dāng)然，發(fā)熱體的形狀不必如上述實(shí)施例那樣平坦，例如也可使用如上述第七實(shí)施例那樣的寬度方向中間部分為彎曲的發(fā)熱體。
在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可作出各種變形。絕熱主體的槽的形狀不限于方形、臺(tái)形，也可以使用三角形或多邊形或具有曲面的形狀，從上述實(shí)施例的示例中很容易得到變更。另外，相應(yīng)地，槽底形成部件、隔體或波形發(fā)熱體的與寬度垂直的截面形狀的變更也有各種可能，其結(jié)果是非常容易地選擇這些的最佳組合，這些都只不過是在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)的稍加變形。本發(fā)明也適用于利用真空成型法之外的方法，例如將用模具將可澆鑄成型的耐火物制的槽底形成部件澆鑄成型，再用將絕熱主體和發(fā)熱體一體成型的方法來制造加熱裝置。
權(quán)利要求
1.一種加熱裝置，該加熱裝置是在以絕熱材料為主要成分的絕熱主體的表面上設(shè)置的槽內(nèi)設(shè)置振幅比槽的寬度大的波形發(fā)熱體，發(fā)熱體的寬度方向兩側(cè)的彎曲部從槽的兩側(cè)壁處插入絕熱主體內(nèi)，從而由絕熱主體一體地支承該發(fā)熱體，其特征在于與絕熱主體分別制作的耐火物制槽底形成部件覆蓋槽的底部，而其槽開口側(cè)的面從絕熱主體中露出地由絕熱主體一體地支承；發(fā)熱體靠著槽底形成部件地配置在槽開口側(cè)，與槽底形成部件的表面局部接觸地由絕熱主體一體支承，而且在槽內(nèi)露出于絕熱主體外。
2.一種加熱裝置，其通過真空成型制造，波形發(fā)熱體被一體地支承在以陶瓷纖維為主要成分的絕熱成型體的表面的槽內(nèi)，其特征在于沿設(shè)置或放置在真空成型模具內(nèi)規(guī)定位置上的槽形成用凸條部，至少其一部分與凸條部接觸地放置波形發(fā)熱體，將耐火物制槽底形成部件配置在該波形發(fā)熱體上，其與凸條部垂直的截面的尺寸關(guān)系是具有覆蓋發(fā)熱體的波形的振幅中與凸條部的寬度相當(dāng)?shù)陌l(fā)熱體的部分的外形尺寸，且配置成與發(fā)熱體的局部接觸的同時(shí)與凸條部不接觸，通過真空成型由絕熱成型體一體地支承槽底形成部件及發(fā)熱體。
3.一種加熱裝置的制造方法，是通過真空成型法制造波形發(fā)熱體被一體地支承在以陶瓷纖維為主要成分的絕熱成型體的表面的槽內(nèi)的電加熱裝置的方法，其特征在于沿設(shè)置或放置在真空成型模具內(nèi)規(guī)定位置上的槽形成用凸條部放置波形發(fā)熱體，至少其一部分與凸條部接觸，將耐火物制槽底形成部件配置在該波形發(fā)熱體上，其與凸條部垂直的截面的尺寸關(guān)系是具有覆蓋發(fā)熱體的波形振幅中與凸條部的寬度相當(dāng)?shù)陌l(fā)熱體的部分的外形尺寸，且配置成與發(fā)熱體的局部接觸的同時(shí)與凸條部不接觸，通過真空成型由絕熱成型體一體支承槽底形成部件及發(fā)熱體。
全文摘要
一種加熱裝置,在以絕熱材料為主要成分的絕熱主體的表面上設(shè)置的槽內(nèi)設(shè)置振幅比槽的寬度大的波形發(fā)熱體,發(fā)熱體的寬度方向兩側(cè)的彎曲部從槽的兩側(cè)壁處插入絕熱主體內(nèi),從而由絕熱主體一體地支承該發(fā)熱體。與絕熱主體分別制作的耐火物制槽底形成部件覆蓋槽的底部,而其槽開口側(cè)的面從絕熱主體中露出地由絕熱主體一體支承。發(fā)熱體靠著絕熱主體地配置在槽開口側(cè),與槽底形成部件的表面局部接觸地由絕熱主體一體支承,而且在槽內(nèi)露出于絕熱主體外。
文檔編號(hào)H05B3/16GK1169649SQ9611201
公開日1998年1月7日 申請(qǐng)日期1996年6月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月27日
發(fā)明者杉山庸夫 申請(qǐng)人:光洋林德巴克株式會(huì)社