JPH03199891A - 真空炉 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、たとえば真空ろう付は炉等の、真空雰囲気下
で加熱処理を行う真空炉に関するものである。

「従来の技術Ｊ この種の真空炉としては第２図に示すものが一般的であ
る。これは、一端に扉１が設けられた水冷二重壁構造の
真空容器２の内部に、断熱材または多層に貼り合わされ
た金属板により加熱室３を設け、その内部に被処理物４
を支持する炉床５およびヒータ６を備えてなるもので、
図示しない真空排気ポンプによって排気ダクト７を通し
て真空容器２内から排気を行うことにより、真空容器２
内および加熱室３内を所望の真空度となし、その状態で
ヒータ６により被処理物４を所望の温度に加熱処理する
ようにしたものである。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上記従来の真空炉にあっては、真空状態で加
熱処理を行うことから、被処理物４はヒータ６による輻
射伝熱によってのみ加熱されるものであり、このため、
輻射伝熱量の少ない低温度域での昇温速度が遅く、所望
の設定温度に達するまでの昇温時間が長くかかるという
欠点があった。

また、被処理物４が大形であったり熱の伝わり難い材料
からなるものであった場合、あるいは被処理物４が中空
部を有しているような場合、たとえばステンレス製の熱
交換器を真空ろう付けする場合、等においては、輻射熱
を直接的に受ける被処理物４の表層部は速やかに高温と
なるが、内部における温度上昇は遅れるので、表層部と
内部とで大きな温度差が生じてしまうことがある。その
場合、被処理物４に歪が生じてしまうので、そのような
温度差を解消するために均熱時間を十分に確保しなけれ
ばならず、したがって、上記の昇温時間が長くかかるこ
ととあいまって処理時間が著しく長くなってしまうもの
であった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、昇温時間を短縮し得るとともに、被処
理物の表Ｈｓと内部とでの温度差も低減させることがで
き、もって、処理時間を大幅に短縮することのできる真
空炉を提供することにある。

「課題を解決するための手段」 本発明は、真空容器と、その内部に設けられた加熱室と
、加熱室の内部に設けられたヒータとを具備し、前記真
空容器内および前記加熱室内を真空として、加熱室内に
装入した被処理物を前記ヒータによる輻射伝熱により加
熱処理するように構成された真空炉において、前記加熱
室内に雰囲気ガスを導入するように構成し、かつ、加熱
室内に導入した雰囲気ガスを吸引するとともに、吸引し
た雰囲気ガスを加熱装置により加熱して前記加熱室に戻
すための送風機を前記真空容器の外部に設けてなり、そ
の送風機によって加熱室に送風される加熱雰囲気ガスに
よる強制対流伝熱を併用して前記被処理物を加熱可能に
構成してなることを特徴としている。

「作用」 本発明の真空炉は、被処理物を加熱室内に設けたヒータ
による輻射伝熱によって加熱するのみならず、加熱室内
に導入した雰囲気ガスを真空容器の外部ｌこ設けた送風
機および加熱装置によって加熱しつつ循環させることに
より、被処理物を加熱雰囲気ガスによる強制対流伝熱に
よっても加熱するものであって、被処理物に対する輻射
加熱と対流加熱とを併用し得るものである。

そして、昇温開始時に上記のような輻射加熱と対流加熱
を併用し、所定の温度に達した後に送風機を停止して輻
射加熱のみに移行することにより、低温域における昇温
時間が短縮され、また、輻射加熱時における高温に送風
機がさらされることがない。

「実施例」 以下、本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

第１図は本実施例の真空炉の全体概略構成を示す平断面
図であり、図中符号１０は真空容器、１１はその一端側
に設けられた扉、１２は断熱材もしくは多層ｔこ貼り合
わされた金属板からなる加熱室、１３はその一端側に設
けられた扉、１４は図示を略した真空排気ボンダに接続
されていて真空容器１０内および加熱室１２内を真空と
するための排気ダクト、１５は図示を略した炉床上に支
持されて加熱室１２内に配置された被処理物、１６は加
熱室１２内に設けられたヒータである。

上記の加熱室１２の外側にはプレナムチャンバ１７が設
けられ、そのプレナムチャンバ１７には、真空容器１０
を貫通している雰囲気ガス供給ダクト１８が接続されて
おり、その供給ダクト１８を通してプレナムチャンバ１
７内に供給された雰囲気ガスは、加熱室１２の壁面に多
数設けられているガス流通孔１９・・・を通って加熱室
１２内に導入されるようになっている。

また、真空容器ＩＯの外部には送風機２０が設けられ、
その吐出側に接続されたダク）２１の先端部は真空容器
１０および加熱室１２を貫通してその内部に位置してい
るとともに、吸引側に接続されたダクト２２の先端は加
熱室１２に接続されており、これによって、供給ダクト
１８により加熱室１２内に導入された雰囲気ガスは、送
風機２０を運転することにより図中の矢印のようにダク
ト２２を通して吸引され、ダクト２１を通って再び加熱
室１２に戻されるようになっている。そして、そのよう
に循環する雰囲気ガスは、ダクト２２の途中に設けられ
たヒータ（加熱装置）２３を通過する間に所望の温度た
とえば８００〜９００°Ｃ程度に加熱されるようになっ
ている。

なお、上記ダクト２１の途中には通風路を開閉するため
のダンパ２４が設けられているとともに、上記ダクト２
２の加熱室１２への接続部には、雰囲気ガスの通過を許
容しつつ通風路を光学的に閉じている邪魔板２５が取り
付けられている。また、送風機２０および双方のダクト
２１．２２の外面にはそれぞれ断熱材２６が取り付けら
れていて、これらからの熱放散が防止されるようになっ
ている。

上記構成の真空炉の使用方法を説明する。被処理物１５
を加熱室１２内に収納したら、真空排気ポンプを運転す
ることにより排気ダクト１４を通して真空引きを行い、
真空容器１０内および加熱室１２内を所望の真空度とな
す。

次に、供給ダクト１８、プレナムチャンバ１７を通して
加熱室１２内に雰囲気ガス（たとえばＮ２゜Ｈｅ＋’Ａ
ｒ、Ｎ２等の不活性ガス）を導入して加熱室１２内を復
圧した後、ヒータ１６およびヒータ２３に通電するとと
もにダンパ２４を開とし、送風機２０を運転する。これ
により、加熱室１２内に導入された雰囲気ガスはそれら
ヒータ１６，２３により加熱されつつ循環し、これによ
って、被処理物１５はヒータ１６からの輻射伝熱によっ
て加熱されるのみならず、高温となった雰囲気ガスによ
る強制対流伝熱によっても加熱されることになり、被処
理物１５は速やかに昇温していく。

被処理物１５が所定の温度たとえば８００〜９００°Ｃ
に達したら、従来の場合と同様の輻射伝熱のみによる加
熱に移行する。すなわち、送風Ｉ！２０の運転を停止す
るとともに、ヒータ２３への通電を停止し、ダンパ２４
を閉じる。そして、加熱室１２内から真空引きを行って
その内部を再び真空とし、ヒータ１６による輻射伝熱の
みによって被処理物１５をたとえば１．２００〜１．３
００°Ｃ程度にまでさらに加熱する。

上記のように、昇温を開始した時点において雰囲気ガス
を加熱しつつ循環させることによって、被処理物１５を
ヒータ１６による輻射伝熱によるのみならず加熱雰囲気
ガスによる強制対流伝熱によっても加熱するようにした
ことにより、この真空炉では、従来の真空炉による場合
に比して特に低温度域における昇温速度を十分に大きく
することができ、その分、処理時間を短縮できるもので
ある。

また、特に、被処理物１５が熱交換器等の中空部を有す
る場合にあっては、被処理物１５の内部を雰囲気ガスが
通過するので、被処理物１５は内部からも加熱されるこ
とになり、その結果、輻射伝熱のみによる場合に比して
表層部と内部とでの温度差が低減し、したがって、従来
においては長時間を要していた均熱時間を大幅に短縮さ
せることができ、この点においても処理時間を短縮させ
ることができるばかりでなく、温度差に起因して被処理
物に生じる歪を低減させることができる、８− という利点がある。

なお、上記実施例の真空炉では、送風機２０を真空容器
１０の外部に設け、かつ、送風８２０の運転を停止した
時点でダンパ２４を閉じるとともに、ダクト２２の加熱
室１２への接続部を邪魔板２５により光学的に閉じるよ
うにしているので、輻射加熱に移行した後に加熱室１２
からダクト２１．２２への熱放散が防止され、その結果
、輻射加熱の際の熱ロスを低減させることができるとと
もに、輻射加熱時の高温に送風機２０がさらされること
が防止されるので、送風＠２０を真空容器１０の内部に
設ける場合に比してその耐熱性能を軽減させることがで
きる、という利点がある。

また、ダンパ２４を設けることに代えてダクト２１の加
熱室１２への接続部にも上記の邪魔板２５と同様の邪魔
板を設けることも可能であるが、その場合は通風抵抗が
著しく増大してしまうので送風機２０の出力を増大させ
る必要がある。

「発明の効果」 以上で詳細に説明したように、本発明は、加熱室内に雰
囲気ガスを導入するように構成するとともに、加熱室内
に導入した雰囲気ガスを真空容器の外部に設けた送風機
および加熱装置により加熱しつつ循環させるように構威
し、被処理物を輻射伝熱によるのみならず加熱雰囲気ガ
スの強制対流伝熱によっても力Ｕ黙するようにしたので
、輻射伝熱量が小さい昇温開始時に雰囲気ガスを加熱循
環させることによって昇温時間を短縮することができる
という効果を奏し、また、送風機を真空容器の外部に設
けたことから、内部に設ける場合に比してその耐熱性能
を軽減させることができる、という利点がある。そして
、特に、中空部を有する被処理物を処理する場合にあっ
ては、中空部内を加熱雰囲気ガスが通過して被処理物を
内部からも加熱することができるから、被処理物の表層
部と内部とでの温度差を低減させることができ、その結
果、被処理物に生じる歪を低減させることができるとと
もに、均熱時間も大きく短縮することができる、という
利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る真空炉の一実施例を示す平断面図
である。第２図は従来一般の真空炉を示すもので、（イ
）は正断面図、（ロ）は側断面図である。 １０・・・・・・真空容器、１２・・・・・・加熱室、
１４・・・・・・排気ダクト、１５・・・・・・被処理
物、１６・・・・・・ヒータ、１７・・・・・・プレナ
ムチャンバ、１８・・・・・・雰囲気ガス供給ダクト、
１９・・・・・・ガス流通孔、２０・・・・・・送風機
、２１．２２・・・・・・ダクト、２３・・・・・・ヒ
ータ（加熱装置）、２４・・・・・・ダンパ、２５・・
・・・・邪魔板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空容器と、その内部に設けられた加熱室と、加熱室の
   内部に設けられたヒータとを具備し、前記真空容器内お
   よび前記加熱室内を真空として、加熱室内に装入した被
   処理物を前記ヒータによる輻射伝熱により加熱処理する
   ように構成された真空炉において、前記加熱室内に雰囲
   気ガスを導入するように構成し、かつ、加熱室内に導入
   した雰囲気ガスを吸引するとともに、吸引した雰囲気ガ
   スを加熱装置により加熱して前記加熱室に戻すための送
   風機を前記真空容器の外部に設けてなり、その送風機に
   よって加熱室に送風される加熱雰囲気ガスによる強制対
   流伝熱を併用して前記被処理物を加熱可能に構成してな
   ることを特徴とする真空炉。