JP3227156U - 工業炉 - Google Patents
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Abstract
【課題】結露によって生じる漏電を防止できる工業炉を提供する。【解決手段】工業炉10は、内壁52および外壁54を備える圧力容器12と、内壁52と外壁54の間に冷却液を供給する給液ポンプ56と、給液ポンプ56から圧力容器12の内壁52と外壁54の間に接続されている給液パイプ58と、圧力容器12または冷却液の温度を計測する第1温度計40と、圧力容器12の外気の温度を計測する第2温度計42と、第1温度計40で計測された温度と第2温度計42で計測された温度の差から外壁54の表面の結露を判定する制御装置46とを備える。【選択図】図1
Description
本考案は、工業炉に関する。
従来、金属または磁性材料などからなる被処理物を真空または加圧環境下で熱処理している。たとえば、下記の特許文献1は、真空チャンバ、その真空チャンバの中の断熱容器、その断熱容器の中の加熱ヒーターを備える。断熱容器の中に被処理物を配置する。加熱ヒーターで断熱容器の内部空間を昇温し、被処理物が脱脂および加熱処理される。真空チャンバは内壁と外壁からなる二重構造であり、内壁と外壁の間に冷却液が流される。冷却液によって真空チャンバが冷却される。
冷却液の温度が下がりすぎると、真空チャンバの表面が結露する場合がある。真空チャンバの表面の露によって加熱ヒーターの電極が漏電するおそれがある。
そこで本考案の目的は、結露によって生じる漏電を防止できる工業炉を提供することにある。
以上の課題を解決すべく、本考案に係る工業炉は、以下に述べるような構成を有する。
本考案の工業炉は、内壁および外壁を備える圧力容器と、前記内壁と外壁の間に冷却液を供給する給液ポンプと、前記圧力容器または冷却液の温度を計測する第1温度計と、前記圧力容器の外気の温度を計測する第2温度計と、前記第1温度計で計測された温度と第2温度計で計測された温度の差から前記外壁の表面の結露を判定する制御装置とを備える。
本考案の工業炉は、内壁および外壁を備える圧力容器と、前記内壁と外壁の間に冷却液を供給する給液ポンプと、前記圧力容器または冷却液の温度を計測する第1温度計と、前記圧力容器の外気の温度を計測する第2温度計と、前記圧力容器の外気の湿度を計測する湿度計と、前記第2温度計で計測された温度と湿度計で計測された湿度から空気中の水蒸気量を求め、前記第1温度計で計測された温度と空気中の水蒸気量から前記外壁の表面の結露を判定する制御装置とを備える。
本考案によれば、温度および湿度から外壁の表面の結露を判定することで、結露による漏電の可能性を事前に知ることができる。結露を取り除くための措置を講じることができる。
本考案の工業炉について図面を参照して説明する。複数の実施形態を説明するが、異なる実施形態であっても同じ手段には同一の符号を付して説明を省略する場合がある。
[実施形態1]
図1に示す本願の工業炉10は、容器状の圧力容器12、その圧力容器12の内部空間14に配置された断熱体16、その断熱体16の内部空間18に配置されたヒーター20、被処理物22が収容されるタイトボックス(インナーケース)24、ガス源26、そのガス源26から圧力容器12の内部空間14または断熱体16の内部空間18およびタイトボックス24の内部空間28をつなぐ供給パイプ30、排気ポンプ32、その排気ポンプ32とタイトボックス24の内部空間28をつなぐ第1排気パイプ34、排気ポンプ32と圧力容器12の内部空間14または断熱体16の内部空間18をつなぐ第2排気パイプ36、第1排気パイプ34の途中に設けられた捕捉装置38を備える。
図1に示す本願の工業炉10は、容器状の圧力容器12、その圧力容器12の内部空間14に配置された断熱体16、その断熱体16の内部空間18に配置されたヒーター20、被処理物22が収容されるタイトボックス(インナーケース)24、ガス源26、そのガス源26から圧力容器12の内部空間14または断熱体16の内部空間18およびタイトボックス24の内部空間28をつなぐ供給パイプ30、排気ポンプ32、その排気ポンプ32とタイトボックス24の内部空間28をつなぐ第1排気パイプ34、排気ポンプ32と圧力容器12の内部空間14または断熱体16の内部空間18をつなぐ第2排気パイプ36、第1排気パイプ34の途中に設けられた捕捉装置38を備える。
さらに、工業炉10は、圧力容器12または冷却液の温度を計測する第1温度計40、外気温を計測する第2温度計42、外気の湿度を計測する湿度計44および制御装置46を備える。
工業炉10は、焼結、半焼結、焼成、脱脂、ろう付け、メタライズ、焼き入れ、容体化処理、焼戻し、焼きなましまたは時効熱処理などをおこなうための装置である。
[圧力容器]
圧力容器12は容器本体48および容器蓋50を備える。容器本体48は円筒形状になっている。容器蓋50は容器本体48の両端を開閉するものである。容器本体48の両端を容器蓋50で閉じると、圧力容器12の内部空間14は気密にされた空間になる。圧力容器12の内部空間14、断熱体16の内部空間18およびタイトボックス24の内部空間28は減圧されたり、加圧されたりする。
圧力容器12は容器本体48および容器蓋50を備える。容器本体48は円筒形状になっている。容器蓋50は容器本体48の両端を開閉するものである。容器本体48の両端を容器蓋50で閉じると、圧力容器12の内部空間14は気密にされた空間になる。圧力容器12の内部空間14、断熱体16の内部空間18およびタイトボックス24の内部空間28は減圧されたり、加圧されたりする。
圧力容器12は内壁52と外壁54からなる二重構造である。内壁52と外壁54の間を冷却液が流れる。工業炉10は、冷却液を吐出する給液ポンプ56、給液ポンプ56から内壁52と外壁54の間に取り付けられた給液パイプ58、内壁52と外壁54の間に取り付けられた排液パイプ60、給液パイプ58に設けられたバルブ62を備える。
[断熱体]
断熱体16は圧力容器12の内部空間14に配置されている。断熱体16は断熱体本体64および断熱体蓋66を備える。断熱体本体64は筒状になっている。断熱体蓋66は断熱体本体64の両端を開閉するものである。容器蓋50が閉じた状態で断熱体蓋66が開閉できるように、断熱体蓋66の開閉装置(図示省略)を備える。断熱体16はグラファイトフェルトまたはグラファイトフォイルなどの耐熱性材料で構成される。
断熱体16は圧力容器12の内部空間14に配置されている。断熱体16は断熱体本体64および断熱体蓋66を備える。断熱体本体64は筒状になっている。断熱体蓋66は断熱体本体64の両端を開閉するものである。容器蓋50が閉じた状態で断熱体蓋66が開閉できるように、断熱体蓋66の開閉装置(図示省略)を備える。断熱体16はグラファイトフェルトまたはグラファイトフォイルなどの耐熱性材料で構成される。
[ヒーター]
断熱体16の内部空間18にヒーター20が配置されている。ヒーター20としてグラファイト製のロッドヒーターが挙げられる。ヒーター20はタイトボックス24に対して平行に配置されている。また、タイトボックス24の周囲を回るように複数のヒーター20が配置されている。ヒーター20の電極68は絶縁体を介して圧力容器12に取り付けられている(図2)。なお、図2は断熱体16およびタイトボックス24を省略している。
断熱体16の内部空間18にヒーター20が配置されている。ヒーター20としてグラファイト製のロッドヒーターが挙げられる。ヒーター20はタイトボックス24に対して平行に配置されている。また、タイトボックス24の周囲を回るように複数のヒーター20が配置されている。ヒーター20の電極68は絶縁体を介して圧力容器12に取り付けられている(図2)。なお、図2は断熱体16およびタイトボックス24を省略している。
ヒーター20に電力を供給するための電力供給回路70は図3のようになっている。電力供給回路70は三相交流の電力をヒーター20に供給する。三相交流の3つの端子はR、S、Tである。電力供給回路70は各端子R、S、Tにつながる配線72、その配線72に流れる電流を計測する電流計74、電力供給する配線72を選択するスイッチ76、電力変換するトランス78、スイッチ76を制御する制御装置46を備える。スイッチ76はサイリスタなどの素子を使用できる。
制御装置46はCPU(Central Processing Unit)またはPLC(Programmable Logic Controller)などを備えた回路である。スイッチ76がオンになるとトランス78を介してヒーター20に電力供給される。制御装置46には電流計74で計測された電流値および第3温度計80で計測された温度が入力される。第3温度計80は断熱体16の内部空間18の温度を計測する。断熱体16の内部空間18の温度が所定温度になるように制御装置46がスイッチ76を制御する。なお、制御装置46に第1温度計40で計測された温度、第2温度計42で計測された温度および湿度計44で計測された湿度も入力される。これらはスイッチ76の制御に利用される。
[タイトボックス]
断熱体16の内部空間18の中にタイトボックス24が配置されている。タイトボックス24はグラファイトなどで構成されている。タイトボックス24はタイトボックス本体82とタイトボックス蓋84を備える。タイトボックス本体82は筒状になっている。タイトボックス蓋84はタイトボックス本体82の両端を開閉する。タイトボックス蓋84が開閉できるように、タイトボックス蓋84の開閉装置(図示省略)を備える。タイトボックス本体82の両端をタイトボックス蓋84で閉じることで、タイトボックス24の内部空間28が密閉される。
断熱体16の内部空間18の中にタイトボックス24が配置されている。タイトボックス24はグラファイトなどで構成されている。タイトボックス24はタイトボックス本体82とタイトボックス蓋84を備える。タイトボックス本体82は筒状になっている。タイトボックス蓋84はタイトボックス本体82の両端を開閉する。タイトボックス蓋84が開閉できるように、タイトボックス蓋84の開閉装置(図示省略)を備える。タイトボックス本体82の両端をタイトボックス蓋84で閉じることで、タイトボックス24の内部空間28が密閉される。
[被処理物]
タイトボックス24の内部空間28に被処理物22が配置される。被処理物22の材料は、超硬金属、鉄系金属、非鉄金属、磁性材料、セラミックス、グラファイト、ハイス鋼、ダイス鋼または低合金鋼などであり、金属は合金を含む。被処理物22は、粉体、粒体または所定形状を有した固体である。
タイトボックス24の内部空間28に被処理物22が配置される。被処理物22の材料は、超硬金属、鉄系金属、非鉄金属、磁性材料、セラミックス、グラファイト、ハイス鋼、ダイス鋼または低合金鋼などであり、金属は合金を含む。被処理物22は、粉体、粒体または所定形状を有した固体である。
タイトボックス24の中に被処理物22が収容されることで、被処理物22を脱脂処理したときに被処理物22から放出される放出物がタイトボックス24の外に放出されるのを低減させる。
[ガス源]
ガス源26は窒素、アルゴン、水素、一酸化炭素、ヘリウム、メタンなどを貯蔵、生成またはその両方をおこなう。ガス源26と圧力容器12の内部空間14または断熱体16の内部空間18およびタイトボックス24の内部空間28は供給パイプ30で接続されている。供給パイプ30は分岐しており、それぞれにバルブ86、88が設けられている。バルブ86、88の開閉によってガスの流量を制御できる。ガス源26から供給パイプ30を介して圧力容器12の内部空間14または断熱体16の内部空間18およびタイトボックス24の内部空間28にガスが導入される。ガス源26を複数にして、複数種のガスを圧力容器12の内部空間14または断熱体16の内部空間18およびタイトボックス24の内部空間28に供給してもよい。供給パイプ30を複数設け、複数種のガスが供給されるようにする。なお、断熱体16は完全に気密にされていないため、圧力容器12の内部空間14または断熱体16の内部空間18の一方にガスを導入することで、他方にもガスを導入することができる。
ガス源26は窒素、アルゴン、水素、一酸化炭素、ヘリウム、メタンなどを貯蔵、生成またはその両方をおこなう。ガス源26と圧力容器12の内部空間14または断熱体16の内部空間18およびタイトボックス24の内部空間28は供給パイプ30で接続されている。供給パイプ30は分岐しており、それぞれにバルブ86、88が設けられている。バルブ86、88の開閉によってガスの流量を制御できる。ガス源26から供給パイプ30を介して圧力容器12の内部空間14または断熱体16の内部空間18およびタイトボックス24の内部空間28にガスが導入される。ガス源26を複数にして、複数種のガスを圧力容器12の内部空間14または断熱体16の内部空間18およびタイトボックス24の内部空間28に供給してもよい。供給パイプ30を複数設け、複数種のガスが供給されるようにする。なお、断熱体16は完全に気密にされていないため、圧力容器12の内部空間14または断熱体16の内部空間18の一方にガスを導入することで、他方にもガスを導入することができる。
[排気ポンプ]
排気ポンプ32は圧力容器12の内部空間14または断熱体16の内部空間18およびタイトボックス24の内部空間28に対して排気をおこなう。排気ポンプ32とタイトボックス24の内部空間28は第1排気パイプ34で接続されている。排気ポンプ32と圧力容器12の内部空間14または断熱体16の内部空間18は第2排気パイプ36で接続されている。排気ポンプ32によって、圧力容器12の内部空間14、断熱体16の内部空間18およびタイトボックス24の内部空間28が減圧される。第1排気パイプ34と第2排気パイプ36にはそれぞれバルブ90、92が備えられていて、バルブ90、92の開閉によっても排気を制御することができる。なお、断熱体16は完全に気密にされていないため、圧力容器12の内部空間14または断熱体16の内部空間18の一方からガスを排気することで、他方もガスが排気される。
排気ポンプ32は圧力容器12の内部空間14または断熱体16の内部空間18およびタイトボックス24の内部空間28に対して排気をおこなう。排気ポンプ32とタイトボックス24の内部空間28は第1排気パイプ34で接続されている。排気ポンプ32と圧力容器12の内部空間14または断熱体16の内部空間18は第2排気パイプ36で接続されている。排気ポンプ32によって、圧力容器12の内部空間14、断熱体16の内部空間18およびタイトボックス24の内部空間28が減圧される。第1排気パイプ34と第2排気パイプ36にはそれぞれバルブ90、92が備えられていて、バルブ90、92の開閉によっても排気を制御することができる。なお、断熱体16は完全に気密にされていないため、圧力容器12の内部空間14または断熱体16の内部空間18の一方からガスを排気することで、他方もガスが排気される。
[捕捉装置]
被処理物22が脱脂された際に、被処理物22から放出されたガス状のバインダー、粒子状のダスト、またはその両方を含む放出物が放出される。第1排気パイプ34に放出物を捕捉する捕捉装置38が備えられている。捕捉装置38はワックスタンク94およびワックスフィルター96を含む。ワックスタンク94は放出物を液状にして溜める装置である。ワックスフィルター96は粒子状の放出物を集塵する装置である。放出物が排気ポンプ32まで到達されない。
被処理物22が脱脂された際に、被処理物22から放出されたガス状のバインダー、粒子状のダスト、またはその両方を含む放出物が放出される。第1排気パイプ34に放出物を捕捉する捕捉装置38が備えられている。捕捉装置38はワックスタンク94およびワックスフィルター96を含む。ワックスタンク94は放出物を液状にして溜める装置である。ワックスフィルター96は粒子状の放出物を集塵する装置である。放出物が排気ポンプ32まで到達されない。
[給液ポンプ]
給液ポンプ56は圧力容器12の内壁52と外壁54の間に冷却液を供給する。給液ポンプ56から内壁52と外壁54の間に給液パイプ58が接続されている。給液ポンプ56から給液パイプ58を介して内壁52と外壁54の間に冷却液が供給される。
給液ポンプ56は圧力容器12の内壁52と外壁54の間に冷却液を供給する。給液ポンプ56から内壁52と外壁54の間に給液パイプ58が接続されている。給液ポンプ56から給液パイプ58を介して内壁52と外壁54の間に冷却液が供給される。
給液パイプ58にバルブ62が取り付けられている。バルブ62の開閉によって内壁52と外壁54の間への冷却液の供給を制御する。バルブ62は通常開けられており、制御装置46から信号が入力されることで閉じられる。制御装置46が故障してバルブ62に信号を送信できなくなった場合、バルブ62が開けられていることで圧力容器12の温度上昇を抑え、圧力容器12を保護できる。
冷却液を内壁52と外壁54の間から排液するための排液パイプ60が備えられる。内壁52と外壁54の間を流れた冷却液が排液パイプに流される。内壁52と外壁54の間を冷却液が流れ、圧力容器12が冷却される。排液パイプ60の途中に冷却装置98を取り付けて冷却液を冷却し、再び給液ポンプ56によって内壁52と外壁54の間に供給されてもよい。
[温度計]
第1温度計40は圧力容器12または冷却液の温度を計測する。圧力容器12の温度を計測する場合、第1温度計40は外壁54の表面の温度を計測する。冷却液の温度を計測する場合、冷却液の温度が外壁54に熱伝導されて外壁54の温度と冷却液の温度が同じまたはほぼ同じとする。第2温度計42は圧力容器12の周囲の外気温度を計測する。第2温度計42はできるだけ圧力容器12の付近の温度を計測する。各温度計40、42は熱電対温度計または抵抗温度計など種々の温度計を使用することができる。各温度計40、42で計測された温度は制御装置46に入力される。
第1温度計40は圧力容器12または冷却液の温度を計測する。圧力容器12の温度を計測する場合、第1温度計40は外壁54の表面の温度を計測する。冷却液の温度を計測する場合、冷却液の温度が外壁54に熱伝導されて外壁54の温度と冷却液の温度が同じまたはほぼ同じとする。第2温度計42は圧力容器12の周囲の外気温度を計測する。第2温度計42はできるだけ圧力容器12の付近の温度を計測する。各温度計40、42は熱電対温度計または抵抗温度計など種々の温度計を使用することができる。各温度計40、42で計測された温度は制御装置46に入力される。
[湿度計]
湿度計44は圧力容器12の周囲の外気の湿度を計測する。計測される湿度は相対湿度である。湿度計44として電気式湿度計または伸縮式湿度計など種々の湿度計を使用することができる。湿度計44はできるだけ圧力容器12の付近の湿度を計測する。計測された湿度は制御装置46に入力される。
湿度計44は圧力容器12の周囲の外気の湿度を計測する。計測される湿度は相対湿度である。湿度計44として電気式湿度計または伸縮式湿度計など種々の湿度計を使用することができる。湿度計44はできるだけ圧力容器12の付近の湿度を計測する。計測された湿度は制御装置46に入力される。
[結露判定]
上述した制御装置46に温度および湿度が入力される。制御装置46は第1温度計40の温度と第2温度計42の温度の差を求め、その差と湿度から外壁54の表面が結露しているか否かを判定する。図4に示すように、ある気温において結露するときの温度の差と湿度の関係は曲線Aのようになっている。ある温度差において曲線Aよりも上の湿度になれば結露する。制御装置46は求めた温度差における湿度が曲線Aよりも高ければ結露していると判定する。制御装置46が結露を判定するために、記憶装置(図示省略)に図4の温度差と湿度の関係を記憶しておく。
上述した制御装置46に温度および湿度が入力される。制御装置46は第1温度計40の温度と第2温度計42の温度の差を求め、その差と湿度から外壁54の表面が結露しているか否かを判定する。図4に示すように、ある気温において結露するときの温度の差と湿度の関係は曲線Aのようになっている。ある温度差において曲線Aよりも上の湿度になれば結露する。制御装置46は求めた温度差における湿度が曲線Aよりも高ければ結露していると判定する。制御装置46が結露を判定するために、記憶装置(図示省略)に図4の温度差と湿度の関係を記憶しておく。
制御装置46は結露していると判定した場合、スイッチ76を制御しない。電力供給回路70はヒーター20に電力を供給しない。ヒーター20の電極が漏電することを防止できる。
操作者に結露を知らせるための警報装置100が工業炉10に備えられる。制御装置46が結露していると判定した場合、警報装置100がその旨を示す。たとえば、警報装置100は液晶ディスプレイを用い、その液晶ディスプレイに結露している旨を表示する。警報装置100はスピーカーであってもよく、スピーカーで結露している旨を発する。警報装置100が操作者に結露を知らせる通知部として機能する。
スイッチ76の制御の停止を解除するための解除スイッチ102が備えられる。制御装置46がスイッチ76の制御を停止した後、解除スイッチ102が押されると、制御装置46がスイッチ76を制御する。制御装置46が結露と判定しても、空気が流れていた場合、外壁54が結露しにくくなるためである。また、結露が解消された後にヒーター20に電力を供給するためである。
[その他]
圧力容器12の内部空間14にファン104が備えられる。ファン104は、容器蓋50が閉じられ、断熱体蓋66が開けられたときに回転する。圧力容器12の内部空間14および断熱体16の内部空間18をガスが循環する。タイトボックス蓋84が開けられる場合もある。ファン104を回転させるためのモーター106が容器蓋50に取り付けられている。
圧力容器12の内部空間14にファン104が備えられる。ファン104は、容器蓋50が閉じられ、断熱体蓋66が開けられたときに回転する。圧力容器12の内部空間14および断熱体16の内部空間18をガスが循環する。タイトボックス蓋84が開けられる場合もある。ファン104を回転させるためのモーター106が容器蓋50に取り付けられている。
断熱体本体64からファン104に向かうガイド108を設けてもよい。ガイド108によって循環するガスの方向を定める。ガスの方向を定められればガイド108の形状は限定されない。圧力容器12は二重構造になっており、その内部に冷却液が流れるため、その冷却液によって循環するガスが冷却される。ファン104と断熱体16の間に水冷式の熱交換器110を配置し、その熱交換器110でもガスを冷却してもよい。
[熱処理]
次に本願の工業炉10を使用した熱処理について説明する。なお、説明する熱処理は一例であり、被処理物22の種類および処理方法に応じて適宜変更される。
次に本願の工業炉10を使用した熱処理について説明する。なお、説明する熱処理は一例であり、被処理物22の種類および処理方法に応じて適宜変更される。
(1)第1温度計40が圧力容器12の外壁54または冷却水の温度を計測する。第2温度計42が圧力容器12の外部の気温を計測する。湿度計44が圧力容器12の外部の湿度を計測する。計測された温度と湿度は制御装置46に入力される。
(2)制御装置46は第1温度計40で計測された温度、第2温度計42で計測された温度、湿度計44で計測された湿度を用いて圧力容器12の外壁54の表面の結露を判定する。結露の判定方法は、第1温度計40で計測された温度と第2温度計42で計測された温度の温度差を求め、温度差と湿度から結露を判定する。たとえば、図4において温度差がT1であり、湿度がH1であれば曲線Aよりも湿度が高く、外壁54は結露する。湿度がH2であれば曲線Aよりも湿度が低く、外壁54は結露しない。圧力容器12の外壁54の表面が結露していないと判定すれば次の工程に進む。
圧力容器12の外壁54の表面が結露していると判定した場合、制御装置46はスイッチ76を制御しない。ヒーター20に電力が供給されない。圧力容器12の外壁54の表面が結露している旨を警報装置100で示す。工業炉10の操作者は圧力容器12の外壁54の表面を確認する。外壁54の表面が結露していれば、暖房装置で圧力容器12の周囲の気温を上げたり、送風装置で圧力容器12の周囲の空気を動かしたりして結露を取り除く。外壁54の表面が結露していなければ、解除スイッチ102を押す。制御装置46はスイッチ76を制御できるようになる。
(3)タイトボックス24の内部空間28に被処理物22を収容し、タイトボックス蓋84、断熱体蓋66および容器蓋50を閉じる。
(4)排気ポンプ32を駆動させ、圧力容器12の内部空間14、断熱体16の内部空間18およびタイトボックス24の内部空間28からガスを排気する。この排気と同時に、ガス源26から圧力容器12の内部空間14、断熱体16の内部空間18およびタイトボックス24の内部空間28にガスを供給し、それらの空間14、18、28を所定のガスで満たす。ガスの供給量と排気量を調整することで、圧力容器12の内部空間14、断熱体16の内部空間18およびタイトボックス24の内部空間28を所定圧力にする。
(5)制御装置46がスイッチ76を制御してヒーター20に電力供給し、断熱体16の内部空間18を昇温させる。断熱体16の内部空間18に配置されたタイトボックス24が加熱され、さらに被処理物22が加熱される。
タイトボックス24の内部空間28にある被処理物22の温度が上昇し、被処理物22が脱脂される。脱脂するときに、排気ポンプ32を駆動させ、被処理物22から生じた放出物は第1排気パイプ34の途中にあるワックスタンク94とワックスフィルター96に溜められる。必要に応じてガス源26からタイトボックス24の内部空間28にガスを供給する。吸気と排気によってタイトボックス24の内部空間28を所定の圧力にする。タイトボックス24の内部空間28以外に圧力容器12の内部空間14と断熱体16の内部空間18にもガス源26からガスを供給してもよい。
(6)被処理物22の脱脂が完了した後、ヒーター20に流す電流の値を変えて、断熱体16の内部空間18の温度を変える。ヒーター20に流れる電流を増加させ、被処理物22の温度を高める。たとえば、約1500℃以上で被処理物22を熱処理する。
(7)被処理物22が熱処理された後、被処理物22を冷却する。断熱体蓋66とタイトボックス蓋84を開ける。ファン104を回転させてガスを循環させ、被処理物22を冷却させる。冷却する際、ガス源26から圧力容器12の内部空間14、断熱体16の内部空間18およびタイトボックス24の内部空間28にガスを導入してもよい。
また、給液ポンプ56を駆動させる。内壁52と外壁54の間に冷却液を供給し、圧力容器12を冷却する。圧力容器12が冷却されることで、圧力容器12の内壁52に触れたガスが冷却される。熱交換器110によって循環するガスを冷却してもよい。ガスが冷却されることで、被処理物22がガスに触れて冷却される。
被処理物22が冷却されれば、容器蓋50、断熱体蓋66およびタイトボックス蓋84を開け、被処理物22を取り出す。
上記(1)と(2)の工程は、上記(5)の工程が開始される前であれば、いつ行われてもよい。
以上のように、ヒーター20に電力供給する前に外壁54の表面が結露しているか否かを判定している。外壁54の表面が結露しているとヒーター20に電力供給しないため、ヒーター20の電極から漏電することを防止できる。警報装置100が結露を示すため、工業炉10の操作者が結露を解消するための措置を講ずることができる。
[実施形態2]
実施形態1において、湿度計44を省略してもよい。圧力容器12の外気を所定湿度または所定湿度以下に保つようにする。たとえば、空気調和器または除湿器などで圧力容器12の外気を所定湿度または所定湿度以下に保つ。制御装置46は第1温度計40と第2温度計42の差から結露を判定することができる。具体的には、温度差が所定値以上であれば結露していると判定し、温度差が所定値未満であれば結露していないと判定する。この温度差の所定値は、所定湿度と図4の曲線Aによって決定される。
実施形態1において、湿度計44を省略してもよい。圧力容器12の外気を所定湿度または所定湿度以下に保つようにする。たとえば、空気調和器または除湿器などで圧力容器12の外気を所定湿度または所定湿度以下に保つ。制御装置46は第1温度計40と第2温度計42の差から結露を判定することができる。具体的には、温度差が所定値以上であれば結露していると判定し、温度差が所定値未満であれば結露していないと判定する。この温度差の所定値は、所定湿度と図4の曲線Aによって決定される。
[実施形態3]
実施形態1の制御装置46は空気中の水蒸気量を求めた上で結露を判定してもよい。図5に示す曲線Bは飽和水蒸気量である。湿度は飽和水蒸気量に対する水蒸気の割合である。たとえば、気温(第2温度計42が計測した温度)がT2、湿度が50%であれば、水蒸気量はW1となる。外壁54の表面の温度(第1温度計40が計測した温度)がT3より低くなれば、水蒸気量が飽和水蒸気量よりも大きくなるため、結露が生じていると判定する。外壁54の表面の温度がT3より高くなれば、水蒸気量が飽和水蒸気量よりも小さくなるため、結露が生じていないと判定する。すなわち、制御装置46は、第2温度計42が計測した温度と湿度計44が計測した湿度から空気中の水蒸気量を求め、第1温度計40が計測した温度と空気中の水蒸気量から結露を判断する。第1温度計40で計測した温度において、水蒸気量が飽和水蒸気量以上であれば結露していると判定し、水蒸気量が飽和水蒸気量未満であれば結露していないと判定する。
実施形態1の制御装置46は空気中の水蒸気量を求めた上で結露を判定してもよい。図5に示す曲線Bは飽和水蒸気量である。湿度は飽和水蒸気量に対する水蒸気の割合である。たとえば、気温(第2温度計42が計測した温度)がT2、湿度が50%であれば、水蒸気量はW1となる。外壁54の表面の温度(第1温度計40が計測した温度)がT3より低くなれば、水蒸気量が飽和水蒸気量よりも大きくなるため、結露が生じていると判定する。外壁54の表面の温度がT3より高くなれば、水蒸気量が飽和水蒸気量よりも小さくなるため、結露が生じていないと判定する。すなわち、制御装置46は、第2温度計42が計測した温度と湿度計44が計測した湿度から空気中の水蒸気量を求め、第1温度計40が計測した温度と空気中の水蒸気量から結露を判断する。第1温度計40で計測した温度において、水蒸気量が飽和水蒸気量以上であれば結露していると判定し、水蒸気量が飽和水蒸気量未満であれば結露していないと判定する。
制御装置46は温度および湿度を用いて外壁54の表面が結露しているか否かを判定できれば、その判定方法は限定されない。
[実施形態4]
供液パイプ58に冷却液の温度を上げるヒーター(図示省略)が備えられてもよい。外壁54が結露していると判定された場合、給液ポンプ56とヒーターを駆動させて冷却液の温度を上げる。冷却液の温度が上がることで圧力容器12の外壁54の温度を上げ、外壁54の表面に発生した露を蒸発させる。
供液パイプ58に冷却液の温度を上げるヒーター(図示省略)が備えられてもよい。外壁54が結露していると判定された場合、給液ポンプ56とヒーターを駆動させて冷却液の温度を上げる。冷却液の温度が上がることで圧力容器12の外壁54の温度を上げ、外壁54の表面に発生した露を蒸発させる。
また、上記のように制御装置46が第1温度計40、第2温度計42および湿度計44を用いて結露を判定している。そのため、第2温度計42で計測された温度と湿度計44で計測された湿度から結露する外壁54の温度または冷却液の温度がわかる。第1温度計40で計測された温度がその温度を上回った場合に、給液ポンプ56とヒーターを駆動させてもよい。この場合、工業炉10で被処理物22が熱処理されていないときも第1温度計40、第2温度計42、湿度計44および制御装置46を駆動させて、結露を判定するようにしてもよい。
[実施形態5]
上記実施形態では警報装置100が通知部として機能したが、通知部として他の手段を備えてもよい。たとえば図6に示すように、制御装置46に通信装置110が接続されていてもよい。制御装置46から警報装置100に信号を送信する以外に、通信装置110からネットワーク112を介して工業炉10の操作者が所有する端末114に信号を送信してもよい。通信装置110はLAN(Local Area Network)、インターネット、LTE(Long Term Evolution)などで信号を送信するための装置を含む。操作者が所有する端末114は通信可能なコンピュータであり、ラップトップ型パソコン、マートフォンまたはタブレットなどの携行可能なコンピュータを含む。操作者の端末114に結露の警告が表示されることで、操作者が結露解消のための措置を講じることができる。通信装置110、ネットワーク112および端末114が通知部として機能する。
上記実施形態では警報装置100が通知部として機能したが、通知部として他の手段を備えてもよい。たとえば図6に示すように、制御装置46に通信装置110が接続されていてもよい。制御装置46から警報装置100に信号を送信する以外に、通信装置110からネットワーク112を介して工業炉10の操作者が所有する端末114に信号を送信してもよい。通信装置110はLAN(Local Area Network)、インターネット、LTE(Long Term Evolution)などで信号を送信するための装置を含む。操作者が所有する端末114は通信可能なコンピュータであり、ラップトップ型パソコン、マートフォンまたはタブレットなどの携行可能なコンピュータを含む。操作者の端末114に結露の警告が表示されることで、操作者が結露解消のための措置を講じることができる。通信装置110、ネットワーク112および端末114が通知部として機能する。
(第1項)一態様に係る工業炉は、内壁および外壁を備える圧力容器と、前記内壁と外壁の間に冷却液を供給する給液ポンプと、前記圧力容器または冷却液の温度を計測する第1温度計と、前記圧力容器の外気の温度を計測する第2温度計と、前記第1温度計で計測された温度と第2温度計で計測された温度の差から前記外壁の表面の結露を判定する制御装置とを備える。
第1項に記載の工業炉によれば、第1温度計で計測された温度と第2温度計で計測された温度の差から外壁の表面の結露を判定できる。結露による漏電を事前に判断することができる。
(第2項)前記圧力容器の外気の湿度を計測する湿度計を備え、前記制御装置が、第1温度計で計測された温度と第2温度計で計測された温度の差および湿度計で計測された湿度から前記外壁の表面の結露を判定する。
第2項に記載の工業炉によれば、第1温度計で計測された温度と第2温度計で計測された温度の差および湿度計で計測された湿度から外壁の表面の結露を判定できる。結露による漏電を事前に防ぐことができる。
(第3項)一態様に係る工業炉によれば、内壁および外壁を備える圧力容器と、前記内壁と外壁の間に冷却液を供給する給液ポンプと、前記圧力容器または冷却液の温度を計測する第1温度計と、前記圧力容器の外気の温度を計測する第2温度計と、前記圧力容器の外気の湿度を計測する湿度計と、前記第2温度計で計測された温度と湿度計で計測された湿度から空気中の水蒸気量を求め、前記第1温度計で計測された温度と空気中の水蒸気量から前記外壁の表面の結露を判定する制御装置とを備える。
第3項に記載の工業炉によれば、第1温度計で計測された温度、第2温度計で計測された温度および湿度計で計測された湿度から外壁の表面の結露を判定できる。結露による漏電を事前に判断することができる。
(第4項)前記制御装置の結露の判定結果に基づき結露に関する警告を通知する通知部を備える。
第4項に記載の工業炉によれば、通知で結露に関する警告を通知することで、工業炉の操作者が結露を解消するための対策を講じることができる。
(第5項)前記圧力容器の内方に配置された断熱体と、前記断熱体の内部空間に配置されたヒーターと、前記ヒーターに所定電力を供給する電力供給回路とを備え、前記制御装置が外壁の表面が結露していると判定した場合に、前記電力供給回路がヒーターへの電力供給を停止する。
第5項に記載の工業炉によれば、外壁の表面が結露していた場合にヒーターに電力供給しないため、ヒーターの電極から漏電が発生しない。
その他、本考案は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。説明した各実施形態は独立したものではなく、当業者の知識に基づき適宜組み合わせて実施できるものである。
10:工業炉
12:圧力容器
16:断熱体
20:ヒーター
22:被処理物
24:タイトボックス
26:ガス源
32:排気ポンプ
40、42:温度計
44:湿度計
46:制御装置
52:内壁
54:外壁
56:給液ポンプ
68:ヒーターの電極
70:電力供給回路
76:スイッチ
100:警報装置
110:通信装置
112:ネットワーク
114:端末
12:圧力容器
16:断熱体
20:ヒーター
22:被処理物
24:タイトボックス
26:ガス源
32:排気ポンプ
40、42:温度計
44:湿度計
46:制御装置
52:内壁
54:外壁
56:給液ポンプ
68:ヒーターの電極
70:電力供給回路
76:スイッチ
100:警報装置
110:通信装置
112:ネットワーク
114:端末
Claims (5)
- 内壁および外壁を備える圧力容器と、
前記内壁と外壁の間に冷却液を供給する給液ポンプと、
前記圧力容器または冷却液の温度を計測する第1温度計と、
前記圧力容器の外気の温度を計測する第2温度計と、
前記第1温度計で計測された温度と第2温度計で計測された温度の差から前記外壁の表面の結露を判定する制御装置と、
を備えた工業炉。 - 前記圧力容器の外気の湿度を計測する湿度計を備え、
前記制御装置が、第1温度計で計測された温度と第2温度計で計測された温度の差および湿度計で計測された湿度から前記外壁の表面の結露を判定する請求項1の工業炉。 - 内壁および外壁を備える圧力容器と、
前記内壁と外壁の間に冷却液を供給する給液ポンプと、
前記圧力容器または冷却液の温度を計測する第1温度計と、
前記圧力容器の外気の温度を計測する第2温度計と、
前記圧力容器の外気の湿度を計測する湿度計と、
前記第2温度計で計測された温度と湿度計で計測された湿度から空気中の水蒸気量を求め、前記第1温度計で計測された温度と空気中の水蒸気量から前記外壁の表面の結露を判定する制御装置と、
を備えた工業炉。 - 前記制御装置の結露の判定結果に基づき結露に関する警告を通知する通知部を備えた請求項1から3のいずれかの工業炉。
- 前記圧力容器の内方に配置された断熱体と、
前記断熱体の内部空間に配置されたヒーターと、
前記ヒーターに所定電力を供給する電力供給回路と、
を備え、
前記制御装置が外壁の表面が結露していると判定した場合に、前記電力供給回路がヒーターへの電力供給を停止する請求項1から4のいずれかの工業炉。
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JP2020000693U JP3227156U (ja) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | 工業炉 |
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JP2020000693U JP3227156U (ja) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | 工業炉 |
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JP3227156U true JP3227156U (ja) | 2020-08-06 |
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