JPH04245510A - 高温水素炉 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高温水素炉に関し、特に
炉芯管型高温水素炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の高温水素炉は図３に示すように、
アルミナ製炉芯管１と、炉芯管１の外周に巻かれたＭｏ
又はＷヒータ２と、炉芯管１とヒータ２を包むように構
成され、かつガス導入口９と、ガス排出口１０をもつ金
属性筐体３と、炉芯管１と筐体３間に充填された耐酸化
性粒状断熱材４とを有している。

【０００３】さらに、炉芯管１の開口部と反対の側面に
、ガス導入用フランジ８が設置されている。また、ヒー
タ２は、オートトランス１２を介して交流電源１１に接
続されている。

【０００４】まず、ガス導入用フランジ８及びガス導入
口９からＮ２ガス等の不活性ガスを導入し、数分後、Ｈ
２ガスを導入し、Ｎ２ガス等の不活性ガスを停止する。

【０００５】次に、交流電源１１のスイッチを入れ、オ
ートトランス１２のタップを切り換え、ヒータ２の印加
電圧を徐々に上げていく。この操作は、内部温度をパイ
ロメータで確認しながら、所定の温度（ＭＡＸ１７００
℃）になるまで続ける。そして所定の温度に達した時点
で炉芯管１内で処理を行う。

【０００６】稼働の停止は、以下のようである。まず、
交流電源１１を切る。次に、オートトランス１２のタッ
プ位置を０Ｖに戻す。そして、数時間待ち、Ｎ２ガス等
の不活性ガスをガス導入用フランジ８及びガス導入口９
から筐体３，炉芯管１内に導入する。そして、Ｎ２ガス
等の不活性ガス導入後、Ｈ２ガスを停止する。

【０００７】さらに、数分後、Ｎ２ガス等の不活性ガス
導入を停止し、稼働終了となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この従来の高温水素炉
では、オートトランスを使用しているため、昇温時、ほ
とんど常にタップ操作をしなければならないという問題
点があった。

【０００９】また、炉内温度の確認は目視で行わねばな
らず、不安定で、不確実なものであった。

【００１０】さらに、オートトランスのタップ位置の間
隔が広く設定されてあるため、炉体の昇温限界を超えて
、ヒータ電圧を加えてしまう場合があった。稼動停止時
も、炉内温度が不明確であるため、ヒータを高温状態で
酸化させることが多かった。

【００１１】本発明の目的は、前記課題を解決した高温
水素炉を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
、本発明に係る高温水素炉においては、ヒータと、温度
センサと、電源と、ＳＣＲユニットと、プログラムコン
トローラとを有する高温水素炉であって、ヒータは、炉
芯管を加熱するものであり、温度センサは、感熱部が炉
芯管内に設置され、管内温度を計測するものであり、電
源は、ヒータに電力供給するものであり、ＳＣＲユニッ
トは、電源による電力供給を制御するものであり、プロ
グラムコントローラは、温度センサからの信号に基づい
てＳＣＲユニットを駆動制御するものである。

【００１３】

【作用】炉芯管１内の温度を熱電対５により計測し、そ
の計測信号に基づいてプログラムコントローラ７により
ＳＣＲユニット６を、駆動制御し、電源１１によるヒー
タ２への電力制御を行うものである。

【００１４】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。

【００１５】（実施例１）図１（ａ）は、本発明の実施
例１を示す断面図、図１（ｂ）は同側面図である。図に
おいて、本実施例は、アルミナ製炉芯管１と、炉芯管１
の外周に巻かれたＭｏ又はＷヒータ２と、炉芯管１とヒ
ータ２を包むように構成され、かつガス導入口９及びガ
ス排出口１０をもつ金属性筐体３と、炉芯管１と筐体３
間に充填された耐酸化性粒状断熱材４と、筐体３を貫通
し、感熱部５ａが炉芯管１内に設置され非還元性材料で
構成された温度センサとしての熱電対５とを備えている
。

【００１６】さらに、炉芯管１の開口部と反対側面にガ
ス導入用フランジ８が取付けられている。また、ヒータ
２がＳＣＲユニット６と直列に交流電源１１に電気的に
接続されている。そして、熱電対５の出力側がプログラ
ムコントローラ７に電気的に接続され、コントローラ７
の出力側がＳＣＲユニット６に電気的に接続されている
。ここで、熱電対５は、Ｗ／ＷＲｅ５−２６を素線とし
、先端に穴をあけたアルミナ製保護管にＨ２ガス導入可
能な端子を有している。

【００１７】プログラムコントローラ７は、熱電対５の
起電力を受け、プログラムされた温調信号をＳＣＲユニ
ット６に与える。ＳＣＲユニット６は、プログラムコン
トローラ７の信号を受け、コータ２にかかる電圧を制御
する。なお、Ｗ又はＭｏのヒータのため、高温時の電気
抵抗が大きくなるので、ＳＣＲユニット６は定電流用を
使用している。

【００１８】この実施例１の動作は以下の通りである。 まず、ガス導入口９及びガス導入用フランジ８，熱電対
５の端子にそれぞれＮ２ガス等の不活性ガスを導入する
。数分後、同じ箇所にＨ２ガスを導入し、Ｎ２ガス等の
不活性ガスを停止する。

【００１９】次に、交流電源１１のスイッチを入れ、プ
ログラムコントローラ７のプログラムをスタートさせる
。そして、昇温が完了したところで、処理を行う。

【００２０】稼働の停止は、以下のように行う。まず、
前記交流電源１１のスイッチを切る。次に、プログラム
コントローラ７をリセットする。そして、プログラムコ
ントローラ７の温度指示値が４００℃以下になったら、
ガス導入口９，ガス導入用フランジ８，熱電対５の端子
にＮ２ガス等の不活性ガスを導入し、Ｈ２ガスを停止す
る。

【００２１】さらに数分後、Ｎ２ガス等の不活性ガスを
停止する。実施例１の場合、１６８０℃±２０℃までの
昇温が自動で３Ｈ，４００℃までの降温が２Ｈ以内で可
能である。

【００２２】（実施例２）図２（ａ）は、本発明の実施
例２を示す断面図、図２（ｂ）は、同側面図である。本
実施例は、温度センサとしてシース熱電対５を用いたも
のである。本実施例によれば、熱電対内へのＮ２ガス等
の不活性ガスの導入のそれぞれの操作が不用となる。ま
た、熱電対内へ導入するガスの流量変化による熱起電力
の変動がなくなり安定した温度指示が得られる。さらに
は、高温状態で熱電対へガスを導入しなくてもよいため
、断線の危険性がなくなる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、炉芯管内
の温度を温度センサで計測し、その計測信号に基づいて
ヒータ制御を定電流ＳＣＲユニット及びプログラムコン
トローラで行うことにより、昇温を自動化し、また炉内
温度がプログラムコントローラにより指示され、ヒータ
電圧が昇温限界を超えることもなくなり、停止時にヒー
タを酸化させることもなくなるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を示す図であり、（ａ）は断
面図、（ｂ）は側面図である。

【図２】本発明の実施例２を示す図であり、（ａ）は断
面図、（ｂ）は側面図である。

【図３】従来例を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ
）は側面図である。

【符号の説明】

１　　アルミナ製炉芯管 ２　　Ｍｏ又はＷヒータ ３　　金属性筐体 ４　　耐酸化性粒状断熱材 ５　　非還元性材料の熱電対 ６　　定電流ＳＣＲユニット ７　　プログラムコントローラ ８　　ガス導入用フランジ ９　　ガス導入口 １０　　ガス排出口 １１　　交流電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ヒータと、温度センサと、電源と、Ｓ
   ＣＲユニットと、プログラムコントローラとを有する高
   温水素炉であって、ヒータは、炉芯管を加熱するもので
   あり、温度センサは、感熱部が炉芯管内に設置され、管
   内温度を計測するものであり、電源は、ヒータに電力供
   給するものであり、ＳＣＲユニットは、電源による電力
   供給を制御するものであり、プログラムコントローラは
   、温度センサからの信号に基づいてＳＣＲユニットを駆
   動制御するものであることを特徴とする高温水素炉。