JP3229042U

JP3229042U - Industrial furnace

Info

Publication number: JP3229042U
Application number: JP2020003512U
Authority: JP
Inventors: 洋祐 ▲高▼間
Original assignee: Shimadzu Industrial Systems Co Ltd
Current assignee: Shimadzu Industrial Systems Co Ltd
Priority date: 2020-08-19
Filing date: 2020-08-19
Publication date: 2020-11-19
Anticipated expiration: 2030-08-19

Abstract

【課題】不良なヒータを容易に判定できる工業炉を提供する。【解決手段】工業炉は、圧力容器と、圧力容器の内部空間に配置された断熱体と、断熱体の内部空間に配置されたヒータ２０と、ヒータ２０に流れる電流を計測する電流計７０と、ヒータ２０の両端電圧を計測する電圧計７２と、電流計７０で測定された電流値と電圧計７２で計測された電圧値からヒータ２０の抵抗値を求める制御装置７４とを含む。ヒータ２０の抵抗値を求めることで、客観的にヒータ２０の不良を判定することができる。【選択図】図２PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an industrial furnace capable of easily determining a defective heater. SOLUTION: An industrial furnace includes a pressure vessel, a heat insulating body arranged in the internal space of the pressure container, a heater 20 arranged in the internal space of the heat insulating body, and an ammeter 70 for measuring a current flowing through the heater 20. A voltmeter 72 that measures the voltage across the heater 20 and a control device 74 that obtains the resistance value of the heater 20 from the current value measured by the ammeter 70 and the voltage value measured by the voltmeter 72 are included. By obtaining the resistance value of the heater 20, it is possible to objectively determine the defect of the heater 20. [Selection diagram] Fig. 2

Description

本考案は、工業炉に関する。 The present invention relates to an industrial furnace.

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に開示される工業炉は、加熱室、ヒータおよびマッフル板を備える。加熱室の中にヒータとマッフル板が備えられる。マッフル板で空間が形成されており、その空間に被処理物が収容される。ヒータに電流が流されると、ヒータが発熱する。ヒータの熱がマッフル板を介して被処理物に伝熱される。被処理物が加熱され、脱脂、焼成または焼結などされる。 Conventionally, an object to be treated made of a metal or a magnetic material is heat-treated in a vacuum or pressurized environment. For example, the industrial furnace disclosed in Patent Document 1 below includes a heating chamber, a heater, and a muffle plate. A heater and a muffle plate are installed in the heating chamber. A space is formed by the muffle plate, and the object to be processed is accommodated in the space. When an electric current is passed through the heater, the heater generates heat. The heat of the heater is transferred to the object to be processed via the muffle plate. The object to be treated is heated and degreased, fired or sintered.

国際公開番号 WO２０１６／００６５００International publication number WO2016 / 00600

工業炉が繰り返し使用されることで、ヒータが徐々に劣化する。たとえば、ヒータが細くなり、ヒータの抵抗値が高くなる。そのようなヒータは所定温度に発熱できない。工業炉には複数のヒータが使用されており、ヒータごとに劣化度合いも異なる。ヒータごとに発熱温度が異なると被処理物を均一に加熱できなくなる。被処理物は正常に脱脂等されず、歩留まりが悪化する。工業炉の操作者がヒータを目視したり、ヒータにテスターを接続したりして、ヒータの劣化を確認している。このような確認は操作者の負担になっている。不良なヒータを容易に確認できるようにすることが求められている。 The heater gradually deteriorates due to repeated use of the industrial furnace. For example, the heater becomes thinner and the resistance value of the heater becomes higher. Such a heater cannot generate heat to a predetermined temperature. A plurality of heaters are used in an industrial furnace, and the degree of deterioration differs for each heater. If the heat generation temperature is different for each heater, the object to be processed cannot be heated uniformly. The object to be treated is not normally degreased and the yield deteriorates. The operator of the industrial furnace visually inspects the heater and connects a tester to the heater to check the deterioration of the heater. Such confirmation is a burden on the operator. There is a need to make it easy to identify defective heaters.

そこで本考案の目的は、不良なヒータを容易に判定できる工業炉を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an industrial furnace capable of easily determining a defective heater.

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。 In order to solve the above problems, the industrial furnace according to the present invention has the following configuration.

本考案の工業炉は、圧力容器と、前記圧力容器の内部空間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と、前記ヒータに流れる電流を計測する電流計と、前記ヒータの両端電圧を計測する電圧計と、前記電流計で測定された電流値と電圧計で計測された電圧値からヒータの抵抗値を求める制御装置とを含む。 The industrial furnace of the present invention includes a pressure vessel, a heat insulating body arranged in the internal space of the pressure vessel, a heater arranged in the internal space of the heat insulating body, an ammeter for measuring the current flowing through the heater, and an ammeter. A voltmeter for measuring the voltage across the heater and a control device for obtaining the resistance value of the heater from the current value measured by the ammeter and the voltage value measured by the voltmeter are included.

本考案によれば、ヒータの抵抗値を求めることで、客観的にヒータの不良を判定することができる。従来のようにテスターをヒータに接続する必要がないため、容易にヒータの不良を判定することができる。 According to the present invention, it is possible to objectively determine the defect of the heater by obtaining the resistance value of the heater. Since it is not necessary to connect the tester to the heater as in the conventional case, it is possible to easily determine the defect of the heater.

工業炉の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an industrial furnace. ヒータの抵抗を求める構成を示す図である。It is a figure which shows the structure which obtains the resistance of a heater. ヒータの抵抗を求める他の構成を示す図である。It is a figure which shows the other structure which obtains the resistance of a heater. 制御装置にコンピュータ接続した構成を示す図である。It is a figure which shows the configuration which connected to the control device by a computer.

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。 The industrial furnace of the present invention will be described with reference to the drawings. A plurality of embodiments will be described, but even in different embodiments, the same means may be designated by the same reference numerals and the description thereof may be omitted.

[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２０、被処理物２２が収容されるマッフル（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およびマッフル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とマッフル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トラップ３８を備える。 [Embodiment 1]
The industrial furnace 10 of the present application shown in FIG. 1 includes a container-shaped pressure vessel 12, a heat insulating body 16 arranged in the internal space 14 of the pressure vessel 12, a heater 20 arranged in the internal space 18 of the heat insulating body 16, and a cover. A supply pipe 30 connecting the muffle (inner case) 24 in which the processed material 22 is housed, the gas source 26, the internal space 14 of the pressure vessel 12 or the internal space 18 of the heat insulating body 16 and the internal space 28 of the muffle 24 from the gas source 26. , The exhaust pump 32, the first exhaust pipe 34 connecting the exhaust pump 32 and the internal space 28 of the muffle 24, the second exhaust pipe 36 connecting the exhaust pump 32 with the internal space 14 of the pressure vessel 12 or the internal space 18 of the heat insulating body 16. , A trap 38 provided in the middle of the first exhaust pipe 34 is provided.

工業炉１０は、被処理物２２に対して焼結、半焼結、焼成、脱脂、脱ガス、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。 The industrial furnace 10 is an apparatus for performing sintering, semi-sintering, firing, degreasing, degassing, brazing, metallizing, quenching, materialization treatment, tempering, annealing, aging heat treatment, etc. on the object to be processed 22. is there.

[圧力容器]
圧力容器１２は容器本体４０および容器蓋４２を備える。容器本体４０は円筒形状になっていて、その両端が開口している。容器蓋４２は容器本体４０の両端の開口を開閉するものである。容器本体４０の両端を容器蓋４２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は減圧されたり、加圧されたりする。 [Pressure vessel]
The pressure vessel 12 includes a container body 40 and a container lid 42. The container body 40 has a cylindrical shape, and both ends thereof are open. The container lid 42 opens and closes the openings at both ends of the container body 40. When both ends of the container body 40 are closed by the container lid 42, the internal space 14 of the pressure vessel 12 becomes an airtight space. The internal space 14 of the pressure vessel 12 is decompressed or pressurized.

圧力容器１２は内壁４４と外壁４６からなる二重構造である。内壁４４と外壁４６の間を冷却液が流れる。工業炉１０は、内壁４４と外壁４６の間に冷却液を供給するための給液ポンプ（図示省略）を備えてもよい。 The pressure vessel 12 has a double structure including an inner wall 44 and an outer wall 46. Coolant flows between the inner wall 44 and the outer wall 46. The industrial furnace 10 may include a liquid supply pump (not shown) for supplying the cooling liquid between the inner wall 44 and the outer wall 46.

[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４８および断熱体蓋５０を備える。断熱体本体４８は筒状になっていて、その両端は開口している。断熱体蓋５０は断熱体本体４８の両端の開口を開閉するものである。容器蓋４２が閉じた状態で断熱体蓋５０が開閉できるように、断熱体蓋５０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。 [Insulation]
The heat insulating body 16 is arranged in the internal space 14 of the pressure vessel 12. The heat insulating body 16 includes a heat insulating body body 48 and a heat insulating body lid 50. The heat insulating body 48 has a tubular shape, and both ends thereof are open. The heat insulating body lid 50 opens and closes the openings at both ends of the heat insulating body 48. An opening / closing device (not shown) for the heat insulating body lid 50 is provided so that the heat insulating body lid 50 can be opened / closed with the container lid 42 closed. The insulation 16 is made of a heat resistant material such as graphite felt or graphite foil.

断熱体１６の内部空間１８に熱電対で構成された温度計（図示省略）が配置され、断熱体１６の内部空間１８の温度が計測される。断熱体１６の内部空間１８の温度が監視される。 A thermometer (not shown) composed of a thermocouple is arranged in the internal space 18 of the heat insulating body 16, and the temperature of the internal space 18 of the heat insulating body 16 is measured. The temperature of the internal space 18 of the heat insulating body 16 is monitored.

[ヒータ]
断熱体１６の内部空間１８に複数のヒータ２０が配置されている。ヒータ２０はグラファイト製のロッドヒータなど種々のヒータを使用できる。ヒータ２０の形状は線状になっている。複数本のヒータ２０がマッフル２４の周囲に配置されている。ヒータ２０の端子は絶縁体を介して圧力容器１２に取り付けられている。ヒータ２０の熱は断熱体１６の内部空間１８の中に閉じ込められる。 [heater]
A plurality of heaters 20 are arranged in the internal space 18 of the heat insulating body 16. As the heater 20, various heaters such as a graphite rod heater can be used. The shape of the heater 20 is linear. A plurality of heaters 20 are arranged around the muffle 24. The terminal of the heater 20 is attached to the pressure vessel 12 via an insulator. The heat of the heater 20 is confined in the internal space 18 of the heat insulating body 16.

図２に示す電力供給回路５２はヒータ２０に電力を供給する回路である。電力供給回路５２はヒータ２０に三相交流の電力を供給する。三相交流の３つの端子はＲ、Ｓ、Ｔである。電力供給回路５２は各端子Ｒ、Ｓ、Ｔにつながる配線５４および電圧変換するトランス５６を含む。必要に応じてヒータ２０への電力供給をオン・オフするスイッチを配線５４に接続してもよい。 The power supply circuit 52 shown in FIG. 2 is a circuit that supplies power to the heater 20. The power supply circuit 52 supplies the heater 20 with three-phase alternating current power. The three terminals of three-phase alternating current are R, S, and T. The power supply circuit 52 includes a wiring 54 connected to each terminal R, S, T and a transformer 56 for voltage conversion. If necessary, a switch for turning on / off the power supply to the heater 20 may be connected to the wiring 54.

電力供給回路５２は三相交流の電力をヒータ２０に供給できるため、ヒータ２０は３本である。３本のヒータ２０は配線５４にΔ結線で接続されてもよいし（図２）、Ｙ結線で接続されてもよい。３本の配線５４を途中で分岐させて、ヒータ２０の本数を３の倍数にしてもよい。たとえば、断熱体１６の内部空間１８の上部に３本のヒータ２０を配置し、下部に３本のヒータ２０を配置してもよい。また、電力供給回路５２を複数にして、各電力供給回路５２に3本のヒータ２０を接続してもよい。 Since the power supply circuit 52 can supply the three-phase alternating current power to the heater 20, the number of heaters 20 is three. The three heaters 20 may be connected to the wiring 54 by a Δ connection (FIG. 2) or by a Y connection. The number of heaters 20 may be a multiple of 3 by branching the three wires 54 in the middle. For example, three heaters 20 may be arranged in the upper part of the internal space 18 of the heat insulating body 16, and three heaters 20 may be arranged in the lower part. Further, a plurality of power supply circuits 52 may be provided, and three heaters 20 may be connected to each power supply circuit 52.

[マッフル]
断熱体１６の内部空間１８の中にマッフル２４が配置されている。マッフル２４はグラファイトなどで構成されている。マッフル２４はマッフル本体５８とマッフル蓋６０を備える。マッフル本体５８は筒状になっていて、その両端が開口になっている。マッフル蓋６０はマッフル本体５８の両端の開口を開閉する。マッフル蓋６０が開閉できるように、マッフル蓋６０の開閉装置（図示省略）を備える。マッフル本体５８の両端をマッフル蓋６０で閉じることで、マッフル２４の内部空間２８が密閉される。 [Muffle]
The muffle 24 is arranged in the internal space 18 of the heat insulating body 16. The muffle 24 is made of graphite or the like. The muffle 24 includes a muffle body 58 and a muffle lid 60. The muffle main body 58 has a tubular shape, and both ends thereof are open. The muffle lid 60 opens and closes the openings at both ends of the muffle body 58. An opening / closing device (not shown) for the muffle lid 60 is provided so that the muffle lid 60 can be opened / closed. By closing both ends of the muffle main body 58 with the muffle lid 60, the internal space 28 of the muffle 24 is sealed.

[被処理物]
マッフル２４の内部空間２８に被処理物２２が配置される。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。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。 [Processed object]
The object 22 to be processed is arranged in the internal space 28 of the muffle 24. The object to be treated 22 is a powder, a granular material, or a solid having a predetermined shape. The material of the object to be treated 22 is a superhard metal, an iron-based metal, a non-ferrous metal, a magnetic material, ceramics, graphite, high-speed steel, die steel, low alloy steel, or the like, and the metal includes an alloy.

マッフル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マッフル２４の外に放出されることを低減させる。 By accommodating the object to be processed 22 in the muffle 24, it is possible to reduce the release of the release from the object to be processed 22 to the outside of the muffle 24 when the object to be processed 22 is degreased.

[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およびマッフル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６２、６４が設けられている。バルブ６２、６４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およびマッフル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およびマッフル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。 [Gas source]
The gas source 26 stores, produces, or both stores nitrogen, argon, hydrogen, carbon monoxide, helium, methane, and the like. The gas source 26 and the internal space 14 of the pressure vessel 12 or the internal space 18 of the heat insulating body 16 and the internal space 28 of the muffle 24 are connected by a supply pipe 30. The supply pipe 30 is branched and is provided with valves 62 and 64, respectively. The gas flow rate can be controlled by opening and closing the valves 62 and 64. Gas is introduced from the gas source 26 into the internal space 14 of the pressure vessel 12 or the internal space 18 of the heat insulating body 16 and the internal space 28 of the muffle 24 via the supply pipe 30. A plurality of gas sources 26 may be used to supply a plurality of types of gas to the internal space 14 of the pressure vessel 12, the internal space 18 of the heat insulating body 16, and the internal space 28 of the muffle 24. A plurality of supply pipes 30 are provided so that a plurality of types of gas can be supplied. Since the heat insulating body 16 is not completely airtight, by introducing gas into one of the internal space 14 of the pressure vessel 12 or the internal space 18 of the heat insulating body 16, gas can be introduced into the other. ..

[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およびマッフル２４の内部空間２８に対して排気をおこなう。排気ポンプ３２とマッフル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およびマッフル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６６、６８が備えられていて、バルブ６６、６８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。 [Exhaust pump]
The exhaust pump 32 exhausts air to the internal space 14 of the pressure vessel 12, the internal space 18 of the heat insulating body 16, and the internal space 28 of the muffle 24. The exhaust pump 32 and the internal space 28 of the muffle 24 are connected by a first exhaust pipe 34. The exhaust pump 32 and the internal space 14 of the pressure vessel 12 or the internal space 18 of the heat insulating body 16 are connected by a second exhaust pipe 36. The exhaust pump 32 decompresses the internal space 14 of the pressure vessel 12, the internal space 18 of the heat insulating body 16, and the internal space 28 of the muffle 24. The first exhaust pipe 34 and the second exhaust pipe 36 are provided with valves 66 and 68, respectively, and the exhaust can be controlled by opening and closing the valves 66 and 68, respectively. Since the heat insulating body 16 is not completely airtight, by exhausting the gas from one of the internal space 14 of the pressure vessel 12 or the internal space 18 of the heat insulating body 16, the gas is also exhausted from the other.

[トラップ]
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、粉状または粒状のダスト、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トラップ３８が備えられている。トラップ３８はフィンおよびフィルターを含む。フィンは放出物を冷却し、液体にして溜める装置である。液状になった放出物はさらに冷却されて固体になることもある。フィルターは粉状または粒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。 [trap]
When the object to be treated 22 is degreased, a release containing a gaseous binder, powdery or granular dust, or both released from the object to be treated 22 is released. The first exhaust pipe 34 is provided with a trap 38 for capturing the exhaust gas. The trap 38 includes fins and a filter. Fins are devices that cool, liquefy, and store emissions. The liquefied emissions may be further cooled to a solid. A filter is a device that collects powdery or granular emissions. The emission does not reach the exhaust pump 32.

[電流計・電圧計]
図２に示すように、本願はヒータ２０の抵抗値を測定するために、電流計７０、電圧計７２および制御装置７４を備える。後述するように、電流計７０、電圧計７２および制御装置７４が抵抗計として動作する。電流計７０はヒータ２０に流れる電流を計測する。具体的には、配線５４に変流器７６を取り付け、電流計７０は変流器７６に流れた電流を計測する。変流器７６は少なくとも２本の配線５４に取り付けられる。２本の配線５４に流れた電流から残りの１本の配線５４に流れた電流を求められるからである。電圧計７２はヒータ２０の両端電圧を測定する。電流計７０で計測された電流値と電圧計７２で計測された電圧値は制御装置７４に入力される。 [Ammeter / Voltmeter]
As shown in FIG. 2, the present application includes an ammeter 70, a voltmeter 72, and a control device 74 for measuring the resistance value of the heater 20. As will be described later, the ammeter 70, the voltmeter 72 and the control device 74 operate as ohmmeters. The ammeter 70 measures the current flowing through the heater 20. Specifically, a current transformer 76 is attached to the wiring 54, and the ammeter 70 measures the current flowing through the current transformer 76. The current transformer 76 is attached to at least two wires 54. This is because the current flowing through the remaining one wiring 54 can be obtained from the current flowing through the two wirings 54. The voltmeter 72 measures the voltage across the heater 20. The current value measured by the ammeter 70 and the voltage value measured by the voltmeter 72 are input to the control device 74.

制御装置７４はＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などを備えた回路である。制御装置７４には電流計７０で計測された電流値および電圧計７２で計測された電圧値が入力される。制御装置７４は、変流器７６の定格電流に応じて入力された電流値を配線５４に流れた電流の値に変換する。制御装置７４は、２本の配線５４に流れた電流を合成し、残りの１本の配線５４に流れた電流の値を求める。さらに、制御装置７４は電流値と電圧値を用いてヒータ２０の抵抗値を求める。抵抗値はオームの法則を利用して求められる。なお、３本の配線５４のすべてに変流器７６を取り付けて、各配線５４の電流を直接計測してもよい。 The control device 74 is a circuit including a CPU (Central Processing Unit) or a PLC (Programmable Logic Controller). The current value measured by the ammeter 70 and the voltage value measured by the voltmeter 72 are input to the control device 74. The control device 74 converts the input current value according to the rated current of the current transformer 76 into the value of the current flowing through the wiring 54. The control device 74 synthesizes the currents flowing through the two wirings 54, and obtains the value of the currents flowing through the remaining one wiring 54. Further, the control device 74 obtains the resistance value of the heater 20 by using the current value and the voltage value. The resistance value is calculated using Ohm's law. A current transformer 76 may be attached to all three wirings 54 to directly measure the current of each wiring 54.

制御装置７４の内部または外部に記憶装置を備える。記憶装置にヒータ２０の抵抗値の差を予め記憶しておく。この抵抗値の差は、ヒータ２０が発熱したときに不均一にならない値である。 A storage device is provided inside or outside the control device 74. The difference in the resistance value of the heater 20 is stored in the storage device in advance. This difference in resistance value is a value that does not become non-uniform when the heater 20 generates heat.

制御装置７４は、ヒータ２０の抵抗値の差を求める。複数のヒータ２０が備えられているため、制御装置７４は複数の抵抗値の最大値と最小値の差を求める。求められた差が記憶装置に記憶された差よりも大きければ、ヒータ２０が劣化しており、ヒータ２０の不良と判定する。ヒータ２０同士の抵抗値の差が大きくなるとヒータ２０同士の発熱温度に差が生じ、断熱体１６の内部空間１８の温度分布が不均一になる。被処理物２２を均一に加熱できなくなる。 The control device 74 obtains the difference in the resistance values of the heater 20. Since the plurality of heaters 20 are provided, the control device 74 obtains the difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of resistance values. If the obtained difference is larger than the difference stored in the storage device, it is determined that the heater 20 has deteriorated and the heater 20 is defective. When the difference in resistance value between the heaters 20 becomes large, the heat generation temperature between the heaters 20 becomes different, and the temperature distribution in the internal space 18 of the heat insulating body 16 becomes non-uniform. The object to be processed 22 cannot be heated uniformly.

工業炉１０の最初の駆動時およびヒータ２０を交換した後の最初の駆動時、ヒータ２０の抵抗値の差が記憶装置に記憶された抵抗値よりも大きい場合、ヒータ２０の製造時の不良または取り付け不良と判定してもよい。本願はヒータ２０の経年劣化を不良として判定するだけでなく、製造時および整備時に生じる不良も判定することができる。 If the difference between the resistance values of the heater 20 is larger than the resistance value stored in the storage device during the first drive of the industrial furnace 10 and the first drive after the heater 20 is replaced, a defect in the manufacture of the heater 20 or It may be determined that the mounting is defective. The present application can not only determine the aged deterioration of the heater 20 as a defect, but also determine the defect that occurs during manufacturing and maintenance.

工業炉１０は警報装置７８を備える。警報装置７８は液晶ディスプレイなどの表示装置８０、音を発するスピーカー８２の少なくとも１つを含む。制御装置７４で求められた抵抗値の差が記憶された抵抗値の差よりも大きければ、制御装置７４から警報装置７８に信号を送信する。警報装置７８はヒータ２０の不良を表示装置８０に表示したり、スピーカー８２で警報音を発したりする。 The industrial furnace 10 includes an alarm device 78. The alarm device 78 includes at least one of a display device 80 such as a liquid crystal display and a speaker 82 that emits sound. If the difference in resistance values obtained by the control device 74 is larger than the difference in the stored resistance values, a signal is transmitted from the control device 74 to the alarm device 78. The alarm device 78 displays a defect of the heater 20 on the display device 80, or emits an alarm sound on the speaker 82.

[その他]
図１に示すように、圧力容器１２の内部空間１４にファン８４が備えられる。ファン８４は、容器蓋４２が閉じられ、断熱体蓋５０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。マッフル蓋６０が開けられる場合もある。ファン８４を回転させるためのモータ８６が容器蓋４２に取り付けられている。 [Other]
As shown in FIG. 1, a fan 84 is provided in the internal space 14 of the pressure vessel 12. The fan 84 rotates when the container lid 42 is closed and the heat insulating body lid 50 is opened. Gas circulates in the internal space 14 of the pressure vessel 12 and the internal space 18 of the heat insulating body 16. The muffle lid 60 may be opened. A motor 86 for rotating the fan 84 is attached to the container lid 42.

断熱体本体４８からファン８４に向かうガイド８８を設けてもよい。ガイド８８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８８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８４と断熱体１６の間に水冷式の熱交換器９０を配置し、その熱交換器９０でもガスを冷却してもよい。また、ガスが循環する他の位置に熱交換器９０を配置してもよい。 A guide 88 from the heat insulating body 48 to the fan 84 may be provided. The guide 88 determines the direction of the circulating gas. The shape of the guide 88 is not limited as long as the direction of the gas is determined. Since the pressure vessel 12 has a double structure and the cooling liquid flows inside the pressure vessel 12, the circulating gas is cooled by the cooling liquid. A water-cooled heat exchanger 90 may be arranged between the fan 84 and the heat insulator 16, and the heat exchanger 90 may also cool the gas. Further, the heat exchanger 90 may be arranged at another position where the gas circulates.

[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。 [Heat treatment]
Next, the heat treatment using the industrial furnace 10 of the present application will be described. The heat treatment to be described is an example, and is appropriately changed depending on the type of the object to be treated 22 and the treatment method.

（１）マッフル２４の内部空間２８に被処理物２２を収容し、マッフル蓋６０、断熱体蓋５０および容器蓋４２を閉じる。 (1) The object to be processed 22 is housed in the internal space 28 of the muffle 24, and the muffle lid 60, the heat insulating body lid 50, and the container lid 42 are closed.

（２）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およびマッフル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およびマッフル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およびマッフル２４の内部空間２８を所定圧力にする。 (2) The exhaust pump 32 is driven to exhaust gas from the internal space 14 of the pressure vessel 12, the internal space 18 of the heat insulating body 16, and the internal space 28 of the muffle 24. At the same time as this exhaust, gas is supplied from the gas source 26 to the internal space 14 of the pressure vessel 12, the internal space 18 of the heat insulating body 16, and the internal space 28 of the muffle 24, and the spaces 14, 18 and 28 are filled with predetermined gas. Fulfill. By adjusting the gas supply amount and the exhaust amount, the internal space 14 of the pressure vessel 12, the internal space 18 of the heat insulating body 16, and the internal space 28 of the muffle 24 are set to predetermined pressures.

（３）ヒータ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に配置されたマッフル２４が加熱され、さらに被処理物２２が加熱される。 (3) Power is supplied to the heater 20 to raise the temperature of the internal space 18 of the heat insulating body 16. The muffle 24 arranged in the internal space 18 of the heat insulating body 16 is heated, and the object to be treated 22 is further heated.

マッフル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の途中にあるトラップ３８で捕捉される。必要に応じてガス源２６からマッフル２４の内部空間２８にガスを供給する。吸気と排気によってマッフル２４の内部空間２８を所定の圧力にする。マッフル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。 The temperature of the object to be processed 22 in the internal space 28 of the muffle 24 rises, and the object to be processed 22 is degreased. At the time of degreasing, the exhaust pump 32 is driven, and the discharge generated from the object to be processed 22 is captured by the trap 38 in the middle of the first exhaust pipe 34. Gas is supplied from the gas source 26 to the internal space 28 of the muffle 24 as needed. The internal space 28 of the muffle 24 is brought to a predetermined pressure by intake and exhaust. In addition to the internal space 28 of the muffle 24, gas may be supplied from the gas source 26 to the internal space 14 of the pressure vessel 12 and the internal space 18 of the heat insulating body 16.

（４）被処理物２２の脱脂が完了した後、ヒータ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。 (4) After the degreasing of the object to be processed 22 is completed, the value of the current flowing through the heater 20 is changed to change the temperature of the internal space 18 of the heat insulating body 16. The current flowing through the heater 20 is increased to raise the temperature of the object 22 to be processed. For example, the object to be treated 22 is heat-treated at about 1500 ° C. or higher.

（５）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５０とマッフル蓋６０を開ける。ファン８４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およびマッフル２４の内部空間２８にガスを導入してもよい。 (5) After the object to be processed 22 is heat-treated, the object to be processed 22 is cooled. Open the insulation lid 50 and the muffle lid 60. The fan 84 is rotated to circulate the gas and cool the object 22 to be processed. When cooling, gas may be introduced from the gas source 26 into the internal space 14 of the pressure vessel 12, the internal space 18 of the heat insulating body 16, and the internal space 28 of the muffle 24.

また、給液ポンプで内壁４４と外壁４６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４４に触れたガスが冷却される。熱交換器９０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。 Further, a liquid supply pump supplies a cooling liquid between the inner wall 44 and the outer wall 46 to cool the pressure vessel 12. By cooling the pressure vessel 12, the gas touching the inner wall 44 of the pressure vessel 12 is cooled. The gas circulated by the heat exchanger 90 may be cooled. As the gas is cooled, the object to be processed 22 comes into contact with the gas and is cooled.

被処理物２２が冷却されれば、容器蓋４２、断熱体蓋５０およびマッフル蓋６０を開け、被処理物２２を取り出す。 When the object 22 to be processed is cooled, the container lid 42, the heat insulating body lid 50 and the muffle lid 60 are opened, and the object 22 to be processed is taken out.

[抵抗値計測]
上記熱処理の前、熱処理中またはその両方でヒータ２０の抵抗値を計測する。抵抗値は、電流計７０でヒータ２０に流れる電流値を計測し、電圧計７２でヒータ２０の両端電圧値を計測する。具体的には、ヒータ２０に電力供給すると、配線５４に電流が流される。配線５４に取り付けられた変流器７６の電流を電流計７０で計測し、制御装置７４で配線５４に流れた電流に変換する。制御装置７４に電流値と電圧値が入力されることで、制御装置７４はヒータ２０の抵抗値を求める。制御装置７４は求めた抵抗値の最大値と最小値の差も求める。 [Measurement of resistance]
The resistance value of the heater 20 is measured before the heat treatment, during the heat treatment, or both. As for the resistance value, the ammeter 70 measures the current value flowing through the heater 20, and the voltmeter 72 measures the voltage value across the heater 20. Specifically, when power is supplied to the heater 20, a current flows through the wiring 54. The current of the current transformer 76 attached to the wiring 54 is measured by the ammeter 70, and converted into the current flowing through the wiring 54 by the control device 74. When the current value and the voltage value are input to the control device 74, the control device 74 obtains the resistance value of the heater 20. The control device 74 also obtains the difference between the maximum value and the minimum value of the obtained resistance value.

制御装置７４は求めた抵抗値の差と記憶装置に記憶された抵抗値の差とを比較する。求めた抵抗値の差が記憶装置に記憶された抵抗値の差よりも大きければ、制御装置７４は警報装置７８に信号を送信する。表示装置８０でヒータ２０の不良を表示したり、スピーカー８２で警報音を発したりする。 The control device 74 compares the obtained difference in resistance value with the difference in resistance value stored in the storage device. If the difference in the obtained resistance values is larger than the difference in the resistance values stored in the storage device, the control device 74 transmits a signal to the alarm device 78. The display device 80 displays a defect of the heater 20, and the speaker 82 emits an alarm sound.

以上のように、ヒータ２０の抵抗値を求めることで、ヒータ２０の不良を確認できる。自動的にヒータ２０の抵抗値を求めており、ヒータ２０を目視して確認したり、ヒータ２０にテスターを接続してヒータ２０の不良を求める必要はない。従来と比較して工業炉１０の操作者の負担が小さくなっている。 By obtaining the resistance value of the heater 20 as described above, it is possible to confirm the defect of the heater 20. The resistance value of the heater 20 is automatically obtained, and it is not necessary to visually check the heater 20 or to connect a tester to the heater 20 to find a defect of the heater 20. The burden on the operator of the industrial furnace 10 is smaller than in the conventional case.

[実施形態２]
ヒータ２０の抵抗値の差の求め方は実施形態１の方法に限定されない。たとえば、隣り合うヒータ２０の抵抗値の差を求めてもよい。抵抗値の差が複数になり、それぞれの抵抗値の差を記憶装置に記憶された抵抗値の差と比較する。隣り合うヒータ２０の温度差が大きくならないようにできる。 [Embodiment 2]
The method of obtaining the difference in the resistance values of the heater 20 is not limited to the method of the first embodiment. For example, the difference in resistance values of adjacent heaters 20 may be obtained. There are multiple differences in resistance values, and the difference in each resistance value is compared with the difference in resistance values stored in the storage device. It is possible to prevent the temperature difference between adjacent heaters 20 from becoming large.

その他、ヒータ２０の抵抗値の差をどのように求めるかは限定されない。たとえば、すべてのヒータ２０において、相互に抵抗値の差を求めてもよい。たとえば、３本のヒータ２０であれば、３つの抵抗値の差が求められる。複数の抵抗値の差を求めた場合、その平均値を求めてもよい。それらの抵抗値の差を用いてヒータ２０の不良を判定する。 In addition, there is no limitation on how to obtain the difference in the resistance values of the heater 20. For example, in all the heaters 20, the difference in resistance value may be obtained from each other. For example, if there are three heaters 20, the difference between the three resistance values can be obtained. When the difference between a plurality of resistance values is obtained, the average value may be obtained. The defect of the heater 20 is determined by using the difference between the resistance values.

[実施形態３]
制御装置７４はヒータ２０の抵抗値からヒータ２０の不良を判定してもよい。たとえば、上記記憶装置にヒータ２０の抵抗値の閾値を記憶しておく。制御装置７４は求めた抵抗値と記憶装置に記憶された抵抗値の閾値を比較し、求めた抵抗値が閾値を超えていればヒータ２０が不良であると判定する。各ヒータ２０の抵抗値から不良判定されるため、いずれのヒータ２０が不良であるかを判定することができる。交換を要するヒータ２０を判定することができる。 [Embodiment 3]
The control device 74 may determine the defect of the heater 20 from the resistance value of the heater 20. For example, the threshold value of the resistance value of the heater 20 is stored in the storage device. The control device 74 compares the obtained resistance value with the threshold value of the resistance value stored in the storage device, and if the obtained resistance value exceeds the threshold value, determines that the heater 20 is defective. Since the defect is determined from the resistance value of each heater 20, it is possible to determine which heater 20 is defective. The heater 20 that needs to be replaced can be determined.

[実施形態４]
図３に示すように、ヒータ２０の電圧および電流を計測するために、直流電源９２を備えてもよい。電流計７０と直流電源９２が直列接続されており、その直列接続された電流計７０と直流電源９２に対して並列に電圧計７２が接続されている。配線５４を選択するためのスイッチ９４が備えられており、スイッチ９４によって電流を流すヒータ２０を選択する。スイッチ９４のオン・オフは制御装置７４によって行われる。３本のヒータ２０がスイッチ９４によって順番に選択される。電流計７０で計測された電流値と電圧計７２で計測された電圧値は制御装置７４に入力される。制御装置７４は電流値と電圧値からヒータ２０の抵抗値を計算する。その後、実施形態1、２のように抵抗値の差を求めてヒータ２０の不良を判定してもよいし、実施形態３のように抵抗値からヒータ２０の不良を判定してもよい。本実施形態はヒータ２０に三相交流電源から電力供給されていないときに、直流電源９２からヒータ２０に電力供給し、ヒータ２０の抵抗値を求めることができる。 [Embodiment 4]
As shown in FIG. 3, a DC power supply 92 may be provided to measure the voltage and current of the heater 20. The ammeter 70 and the DC power supply 92 are connected in series, and the voltmeter 72 is connected in parallel to the ammeter 70 and the DC power supply 92 connected in series. A switch 94 for selecting the wiring 54 is provided, and the heater 20 through which the current flows is selected by the switch 94. The switch 94 is turned on and off by the control device 74. The three heaters 20 are sequentially selected by the switch 94. The current value measured by the ammeter 70 and the voltage value measured by the voltmeter 72 are input to the control device 74. The control device 74 calculates the resistance value of the heater 20 from the current value and the voltage value. After that, the defect of the heater 20 may be determined by obtaining the difference in resistance value as in the first and second embodiments, or the defect of the heater 20 may be determined from the resistance value as in the third embodiment. In this embodiment, when power is not supplied to the heater 20 from the three-phase AC power supply, power is supplied from the DC power supply 92 to the heater 20 to obtain the resistance value of the heater 20.

[実施形態５]
本願は図２と図３の両方の回路構成を備えてもよい。三相交流電源からヒータ２０への電力供給の有無に関係なくヒータ２０の抵抗を測定することができる。 [Embodiment 5]
The present application may include both circuit configurations of FIGS. 2 and 3. The resistance of the heater 20 can be measured regardless of whether or not power is supplied from the three-phase AC power supply to the heater 20.

[実施形態６]
図４のように、制御装置７４がコンピュータ９６に接続されていてもよい。制御装置７４からコンピュータ９６に電流値と電圧値、抵抗値、またはそれらすべての値が入力される。コンピュータ９６はヒータ２０の抵抗値を記憶する手段、抵抗値の変化からヒータ２０の劣化時期を判定する手段として機能する。また、コンピュータ９６に電流値と電圧値のみが入力された場合、コンピュータ９６は電流値と電圧値から抵抗値を求める手段としても機能する。劣化時期の判定は、たとえば抵抗値の時間変化から求めることができる。劣化時期を予測できるため、予めヒータ２０の保守準備を行うことができる。 [Embodiment 6]
As shown in FIG. 4, the control device 74 may be connected to the computer 96. The current value and voltage value, resistance value, or all of them are input from the control device 74 to the computer 96. The computer 96 functions as a means for storing the resistance value of the heater 20 and a means for determining the deterioration time of the heater 20 from the change in the resistance value. Further, when only the current value and the voltage value are input to the computer 96, the computer 96 also functions as a means for obtaining the resistance value from the current value and the voltage value. The determination of the deterioration time can be obtained from, for example, the time change of the resistance value. Since the deterioration time can be predicted, maintenance preparation of the heater 20 can be performed in advance.

コンピュータ９６は制御装置７４に直接接続される必要はなく、ネットワークを介して接続されてもよい。そのネットワークはＬＡＮ（Local Area Network）に限定されず、ＬＴＥ（Long Term Evolution）などの携帯電話の通信設備を用いたネットワークであってもよい。複数の工業炉１０のヒータ２０を集中管理できる。 The computer 96 does not need to be directly connected to the control device 74, but may be connected via a network. The network is not limited to LAN (Local Area Network), and may be a network using communication equipment of a mobile phone such as LTE (Long Term Evolution). The heaters 20 of a plurality of industrial furnaces 10 can be centrally managed.

（第１項）一態様に係る工業炉は、圧力容器と、前記圧力容器の内部空間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と、前記ヒータに流れる電流を計測する電流計と、前記ヒータの両端電圧を計測する電圧計と、前記電流計で測定された電流値と電圧計で計測された電圧値からヒータの抵抗値を求める制御装置とを含む。 (Clause 1) The industrial furnace according to one embodiment uses a pressure vessel, a heat insulating body arranged in the internal space of the pressure vessel, a heater arranged in the internal space of the heat insulating body, and a current flowing through the heater. It includes an ammeter for measuring, a voltmeter for measuring the voltage across the heater, and a control device for obtaining the resistance value of the heater from the current value measured by the ammeter and the voltage value measured by the voltmeter.

第１項に記載の工業炉によれば、ヒータの抵抗値を求めることができ、ヒータの状態を客観的に判定することができる。 According to the industrial furnace described in paragraph 1, the resistance value of the heater can be obtained, and the state of the heater can be objectively determined.

（第２項）前記ヒータが複数であり、前記制御装置は各ヒータの抵抗値を求め、該抵抗値の差からヒータの不良を判定する。 (Item 2) There are a plurality of the heaters, and the control device obtains the resistance value of each heater, and determines the defect of the heater from the difference in the resistance values.

第２項に記載の工業炉によれば、ヒータの抵抗値の差が大きくなれば発熱温度の差が大きくなるため、ヒータの不良を判定することができる。 According to the industrial furnace described in the second item, if the difference in the resistance values of the heaters becomes large, the difference in the heat generation temperature becomes large, so that it is possible to determine the defect of the heater.

（第３項）前記制御装置は抵抗値が閾値を超えたヒータを不良と判定する。 (Section 3) The control device determines that a heater whose resistance value exceeds a threshold value is defective.

第３項に記載の工業炉によれば、ヒータの抵抗値が閾値を超えると所定の発熱ができなくなるため、ヒータの不良を判定することができる。 According to the industrial furnace according to the third item, when the resistance value of the heater exceeds the threshold value, a predetermined heat generation cannot be performed, so that it is possible to determine the defect of the heater.

（第４項）前記ヒータのっ不良を知らせる警報装置を備える。 (Item 4) An alarm device for notifying a defective heater is provided.

第４項に記載の工業炉によれば、工業炉の操作者にヒータの不良を知らせることができ、ヒータの保守が可能になる。 According to the industrial furnace according to the fourth item, the operator of the industrial furnace can be notified of the defect of the heater, and the heater can be maintained.

（第５項）前記制御装置から電流値と電圧値、抵抗値、またはそれらすべての値が入力されるコンピュータを備える。 (Item 5) A computer is provided in which a current value, a voltage value, a resistance value, or all of them are input from the control device.

第５項に記載の工業炉によれば、コンピュータで抵抗値を記憶することで、ヒータの劣化時期を求めることが可能になる。 According to the industrial furnace described in the fifth item, it is possible to determine the deterioration time of the heater by storing the resistance value with a computer.

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。 In addition, the present invention can be implemented in a mode in which various improvements, modifications, and changes are made based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the gist thereof. Each of the described embodiments is not independent and can be appropriately combined and implemented based on the knowledge of those skilled in the art.

１０：工業炉
１２：圧力容器
１６：断熱体
２０：ヒータ
２２：被処理物
２４：マッフル
２６：ガス源
３２：排気ポンプ
４０：容器本体
４２：容器蓋
４４：内壁
４６：外壁
４８：断熱体本体
５０：断熱体蓋
５８：マッフル本体
６０：マッフル蓋
７０：電流計
７２：電圧計
７４：制御装置
７６：変流器
７８：警報装置
８０：表示装置
８２：スピーカー
９２：直流電源
９４：スイッチ
９６：コンピュータ 10: Industrial furnace 12: Pressure vessel 16: Insulation body 20: Heater 22: Object 24: Muffle 26: Gas source 32: Exhaust pump 40: Container body 42: Container lid 44: Inner wall 46: Outer wall 48: Insulation body 50: Insulation body lid 58: Muffle body 60: Muffle lid 70: Ammeter 72: Voltmeter 74: Control device 76: Transmuter 78: Alarm device 80: Display device 82: Speaker 92: DC power supply 94: Switch 96: Computer

Claims

With a pressure vessel
With the heat insulating body arranged in the internal space of the pressure vessel,
A heater arranged in the internal space of the heat insulating body and
An ammeter that measures the current flowing through the heater,
A voltmeter that measures the voltage across the heater and
A control device that obtains the resistance value of the heater from the current value measured by the ammeter and the voltage value measured by the voltmeter.
Industrial furnace including.

There are a plurality of the heaters
The industrial furnace according to claim 1, wherein the control device obtains a resistance value of each heater and determines a heater defect from the difference in the resistance values.

The industrial furnace according to claim 1 or 2, wherein the control device determines that a heater whose resistance value exceeds a threshold value is defective.

The industrial furnace according to claim 2 or 3, further comprising an alarm device for notifying a defective heater.

The industrial furnace according to any one of claims 1 to 4, comprising a computer in which a current value and a voltage value, a resistance value, or all the values thereof are input from the control device.