JPH0221587A - 電気炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的１ （産業上の利用分野） この発明は温度セン号からの温度情報に基づいてヒータ
の劣化状態等が判断できるようにしたものである。

（従来の技術） 従来、ヒータ等の発熱体を用いた電気炉にあっては、炉
内に設けられた温度センサからの温度信号に基づいてヒ
ータへ供給される電力をコントロールすることで炉内温
度が設定温度内に収まるよう制御される構造となってい
る。

（発明が解決しようとする課題〉 前記した如くヒータは温度センサから出力される検知信
号に基づいてコントロールされる電力により炉内の設定
温度が一定に確保されるｂのであるが、ニクロム線を用
いたヒータにあっては寿命がくると断線する。ヒータの
断線は温度センサでは検出できないが電流検出回路等に
よって容易に判断できるようになりヒータの交換時期が
わかる。

ところが、劣化と共に抵抗値が増加する炭化硅素ヒータ
にあっては、断線することがないため寿命の判断がしず
らくヒータの正確な交換時期がわからないのが現状であ
る。

炭化硅素ヒータは一般に１０００℃以上の高温用の電気
炉に採用されているもので、劣化と共にヒータ表面温度
が順次降下していくようになる。

したがって、劣化した炭化硅素ヒータは、温度センサに
よってヒータ温度をコントロールしても設定温度まで到
達しないまま炉内温度が安定するようになる。前記した
如く炭化硅素ヒータは１０００℃以上で使用される所か
ら常温から設定温度までの温度中が非常に大きく、劣化
による温度降下があっても正確に把握しにくく融解に支
障が起きる原因となっている。このために、例えば一定
期間使用後にヒータを交換する等の対応策が採られてい
るが、場合によっては、まだ使用可能な状態にあるもの
を交換することがあった。

そこで、この発明はヒータ温度を管理する温度センサを
利用して正しいヒータ交換時期がわかるようにした電気
炉を提供することを目的としてい信 ［発明の構成１ （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために、この発明にあっては、温度
センサからの温度情報に基づいて発熱体の温度制御を行
な・う電気炉において、設定時間経過後に温度センサか
らの温度情報と、予め入力された設定温度情報とを比較
演算し、温度センサからの温度情報が設定温度情報内に
あるか否かを判断すると共に設定湿度情報内から外れた
時、警報信号を出力する制御手段を有している。

（作用） かかる電気炉によれば、温度センサからの温度情報と、
予め入力された設定温度情報とを比較演算し、設定時間
経過後に温度センサからの温度情報が設定温度情報内か
ら外れた時、制御手段によって警報信号を出力するよう
になる。このため、炉内温度が正確に把握できるように
なり、発熱体の断線、劣化状態が判断できるため正しい
発熱体の交換時期がわかるようになる。

（実施例） 以下、第１図乃至第４図を参照しながらこの発明の一実
施例を詳細に説明する。

第２図において１は電気炉、３は電気炉１の炉内に設け
られたヒータ等の発熱体、５は炉内温度を検知する温度
センサをそれぞれ示しており、発熱体３は炭化硅素３ｉ
ｃを採用している。

温度センサ５からの温度情報は第２の制御手段９に入ツ
ノされると共に第２の制御手段９に接続された第１の制
御手段７は第２の制御手段９からの指令に基づき発熱体
に流れる電ツノをコントロールすることで発熱温度を一
定範囲内に管理する機能を備えている。

第２の制御手段９は発熱体３の劣化等の条件によって劣
化する炉内温度を監視づる機能を有している。

即ち、発熱体３は、炭化硅素を採用している所から第３
図に示す如く、新品時にあっては、スタートしてから設
定り間経過後、設定温度Ａのバンド幅の下限温度をこえ
設定温度に到達し、設定温度Ａの維持が可能となる。し
かし長期間の使用による劣化にともない、抵抗値が順次
増加してくるとやがて同図ａに示すように、実測温度は
Ａｔ以下になってしまい設定温１１１　Ａのバンド巾か
ら外れた低い位置で安定するようになる。このため、改
ためてスタートると同図すに示り゛如くＲ温開始侵設定
時間Ｔを過ぎても設定温度に到達せずに安定する特性を
有するところから、ａおよびｂの場合において発熱体３
の劣化状態を知るには設定時間経過後の実測温度とバン
ド巾の下限温度ＡＬとの関係を観測することで判断され
る。

具体的には第１図に示す如く、カウンタ（時計）１１を
備え後述するＲＯＭ１５やＲＡＭ１７のデータに塁づき
演算処理し、演算結果に基づき報知信号を出力するｃｐ
ｕ　１３を主体として構成されている。ＣＰＵ１３には
、前記した温度センサ５と、設定温度へに対するＡＬや
設定時間を記憶する前記したＲＯＭ１５と、温度センサ
５により実測された温度情報、到達時間等を一時記憶す
る前記したＲＡＭ１７と、報知信号に基づいてオペレー
タに知らせる報知器１つが接続されている。

第４図は第２の制御手段９の制御処理を示したフローチ
ャートであり、このフローチャートに基づき動作を説明
する。

ステップ１０１でプログラムが開始し、ステップ１０２
へ進む。

ステップ１０２で初期設定を行う。即ら、下限温度△Ｌ
、設定時間Ｔ、実測時間１＝０を設定゛する。Ｆ限温度
ＡＬは設定温度Ａのバンド幅の下限の温度である。設定
時間Ｔは下限温度ＡＬに到達する時間である。これらを
設定以後、ステップ１０３へ進む。

ステップ１０３では昇温速度によってＰＩＤ制御に基づ
いて発熱体３に電力を出力制御し、炉内温度を昇温させ
る。そして、ステップ１０４へ進む。

ステップ１０４では、開始と共に計時されている時間（
と設定時間Ｔとの大小を判断し、未だ王に到達していな
い場合（ステップ１０４のＮ）、さらに発熱体３に電力
を送るべくステップ１０３へ戻る。一方、ｔがＴを越え
ている場合（ステップ１０４の）、次のステップ１０５
へ進む。

ステップ１０５は炉内温度を計測している温度センサ５
から実測温度Ｂを取り込みステップ１０６へ進む。

ステップ１０６では実測温度Ｂと下限温度ＡＬとの大小
を判断し、実測温度Ｂが下限温度Ａ１以上（ステップ１
０６のＹ）であればステップ１０５へ戻り、再び炉内温
度を監視する。逆に実測温度Ｂが下限温度ＡＬ以下にな
っている場合（ステップ１０６のＹ）、ステップ１０７
へ進む。

ステップ１０７では発熱体３の劣化による高抵抗化によ
って設定′ｆｉＡ度到達不到達不能する。

以上の如く第２の制御手段９は温度センサから送られる
温度情報に基づいて炉内温度が常時監視されるようにな
り、警報器１つによって発熱体３の劣化が判断されるよ
うになる。この結果、発熱体３の正しい交換時期が正確
にわかるようになる。

なお、この実施例では発熱体３に炭化珪素を用いた例を
示したがニクロム線を用いた発熱体に適用することも可
能である。

また、外気温の低下、電諒電圧の低下、炉内に窒素ガス
を導入した場合等外部要因による条件によって設定温度
に到達しない場合、あるいは設定温度を維持できなくな
った時にも警報によって同様の判断が可能となり、すみ
やかに最適な電気炉の対応が図れるようになる。

［発明の効果］ 以上、説明したように、この発明の電気炉によれば、制
御手段によって発熱体の断線や劣化状態が正しく把握で
きるようになり発熱体の交換時期が確実にわかるように
なる。したがって電気炉の炉内温度を設定された温度で
正しく使用することができるようになる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の制御手段とその周辺装置を示した説
明図、第２図はこの発明を実施した全体のブロック説明
図、第３図は炭化珪素発熱体の温度特性を示した説明図
、第４図は制御手段の制御処理の動作フローを示したフ
ローチャート、である。 １・・・電気炉 ３・・・発熱体 ５・・・温度セン１ノ ９・・・制御手段 代理人　　弁理士　　　三　好　　保　男第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 温度センサからの温度情報に基づいて発熱体の温度制御
   を行なう電気炉において、温度センサからの温度情報と
   、予め入力された設定温度情報とを比較演算し、設定時
   間経過後に温度センサからの温度情報が設定温度情報内
   にあるか否かを判断すると共に設定温度情報内から外れ
   た時、警報信号を出力する制御手段を有することを特徴
   とする電気炉。