JPH0440158Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は、加圧ガス雰囲気下で処理を行うよ
うにした加圧雰囲気炉に関するものである。

「従来の技術」 従来、たとえばセラミツクスを焼結するための
炉として第３図および第４図に示すような加圧焼
結炉が広く用いられている。この従来の加圧焼結
炉は、横置円筒状の炉体１の内部に断熱材２によ
つて円筒状の加熱室３を設け、この加熱室３の内
部にさらにインナーケース４を設けて、断熱材２
とインナーケース４との間に複数（この例では12
本）のヒーター５……をインナーケース４を囲ん
で取り付けた構成となつている。そして、この加
圧焼結炉では、雰囲気ガス（一般には不活性ガ
ス）によつて炉内を加圧し、インナーケース４内
に配置した被処理物６を加圧ガス雰囲気下で加熱
するようになつている。

なお、第４図において符号７は炉体１の蓋、８
は加熱室３の蓋となる断熱材、９はインナーケー
ス４の蓋である。また、上記の加熱室３を形成す
る断熱材２，８は、高い断熱性能を有することは
勿論であるが高温に耐え得ることが必要であるの
で、一般にはグラフアイト繊維やアルミナ繊維等
の耐熱性を有する繊維を成型したものが用いられ
ている。

「考案が解決しようとする問題点」 ところで、上記のような焼結炉によつて焼結を
行う場合、良質の焼結製品を得るためには被処理
物６をその周囲から均等に加熱できることが重要
であり、そのためには炉内の各位置での温度にば
らつきが生じないことが必要である。

ところが、上記のような加圧焼結炉において
は、加熱室３内で雰囲気ガスの自然対流が生じ、
高温となつた雰囲気ガスが加熱室３の上部に上昇
してそこに滞留してしまうものであつた。したが
つて加熱室３の上部における温度が下部における
温度に比して高くなるような温度分布状態が生じ
てしまい、このため被処理物６の下部が充分に加
熱されないという問題を生じていた。

このような問題は、炉内が高圧になるほど雰囲
気ガスの密度が変化して自然対流が促進されるた
め顕著となる。また、加圧焼結炉の場合に限らず
加圧ガス雰囲気下で処理を行う炉全般について同
様に生じる問題である。

この考案は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、加熱室内の温度分布を改善して被処理物をそ
の周囲から均等に加熱することのできる加圧雰囲
気炉を提供することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」 この考案は、加圧状態を保持可能な炉体の内部
に断熱材によつて形成した加熱室を配設するとと
もに、その加熱室の内部にヒーターを配設してな
り、前記炉体および前記加熱室の内部を雰囲気ガ
スによつて加圧することにより、前記加熱室の内
部に配置した被処理物を加圧ガス雰囲気下で処理
するように構成した加圧雰囲気炉において、金属
あるいはセラミツクス等の良熱伝導性材料によつ
て形成した均熱板を前記加熱室を形成している断
熱材の内面に密着あるいは近接させて設け、その
均熱板によつて断熱材内面を覆つてなることを特
徴としている。

「作用」 この考案の加圧雰囲気炉では、加熱室を形成す
る断熱材の内面を覆う均熱板は、部分的に加熱さ
れても速やかに他の部分に熱を伝えて全体が自ず
と均等な温度となる。すなわち均熱板は高温部か
ら低温部に向かつて速やかに熱を運ぶ作用をな
し、その結果、加熱室の内面温度は常にほぼ均等
に保たれ、加熱室内部の温度分布も上下でほぼ均
等になる。

「実施例」 以下、この考案を加圧焼結炉に適用した場合の
一実施例について、第１図および第２図を参照し
て説明する。第１図はこの実施例の加圧焼結炉の
概略構成を示す正断面図、第２図は側断面図であ
るが、この実施例の加圧焼結炉において第３図お
よび第４図に示した従来の加圧焼結炉と同様の構
成要素については、第３図、第４図と同一符号を
付してその説明は省略する。

この実施例の加圧焼結炉は、上記従来の焼結炉
と同様の構成に加えて、加熱室３およびその蓋を
形成している断熱材２，８の内面に密着して均熱
板１０，１１が設けられ、これらの均熱板１０，
１１によつて断熱材２，８の内面が覆われた構成
となつている。均熱板１０，１１は良熱伝導性す
なわち熱伝導率λの大きい材料、たとえば固体グ
ラフアイト、ステンレス、耐熱性合金等の金属、
あるいはアルミナ、窒化硅素等のセラミツクスに
よつて板状に形成されたものであり、その材料の
種類や厚み寸法は、炉内の圧力や温度等の処理条
件を勘案して決定されるものである。

この均熱板１０，１１は熱伝導性に優れている
ことから、部分的に加熱されても直ちに他の部分
に熱が伝わていき、全体が速やかにほぼ均等な温
度となるものである。したがつて、この焼結炉で
は、ヒータ５による加熱開始当初においては加熱
室３内で生じる雰囲気ガスの自然対流によつて加
熱室３内の上部が下部に比して高温となり、この
ため均熱板１０，１１もその上部が下部に比して
一時的に高温となるが、その場合図中に矢印で示
すように均熱板１０，１１の上部から下部に向か
つて速やかに伝熱がなされ、均熱板１０，１１は
その全体が自ずとほぼ均等な温度となる。すなわ
ち均熱板１０，１１の熱伝導作用によつて加熱室
３の上部（高温部）から下部（低温部）に向かつ
て速やかに熱が運ばれることになる。この結果、
加熱室３の内面温度は均等になり、したがつて加
熱室３の内部の上下の温度差は従来の加圧焼結炉
の場合に比して低減し、上下でほぼ均等になる。
そして、上述したように均熱板１０，１１の材料
やその厚みを適宜選定することによつて、処理条
件に対応する最適な熱伝導量を設定することがで
きる。

以上で説明したように、この加圧焼結炉によれ
ば、均熱板１０，１１を設けたことによつて加熱
室３内部の温度分布が改善されて上部のみが高温
となることが避けられ、加熱室３内の各位置にお
ける温度は所望の設定温度に近付くので、被処理
物６をその周囲からほぼ均等に加熱することがで
き、もつて良質の焼結製品を得ることができる。
また、均熱板１０，１１を設けたことによつて、
断熱材２，８の内面の摩耗や損傷が防止され、断
熱材２，８内面が露出している従来の焼結炉に比
して断熱材２，８の寿命が延びるとともに保守が
軽減される。

なお、上記実施例では均熱板１０，１１を断熱
材２，８内面に密着させるようにしたが、均熱板
１０，１１と断熱材２，８との間に若干の隙間が
あつても良い。この場合、その隙間が大きいとそ
こで対流が生じて熱損失が増大してしまうので、
隙間の寸法は２〜３mm程度以下とすることが望ま
しい。また、断熱材２，８を通して雰囲気ガスを
流通させる必要のある場合には、均熱板１０，１
１に熱伝導性を大きく損なわない程度に小孔を設
けても良い。

さらに、この考案は焼結炉に適用するのみなら
ず、脱脂炉、浸炭炉、窒化炉、ホツトプレス装置
その他の加圧ガス雰囲気下で処理を行う熱処理炉
等に広く適用できるものである。また、炉の形状
は横型炉のみならず竪型炉であつても同様に適用
できるし、加熱室の形状も円筒状のみならず角筒
状であつても同様に適用できることは勿論であ
る。なお、インナーケース４は省略しても良い。

「考案の効果」 以上で詳細に説明したように、この考案によれ
ば、加熱室を形成する断熱材の内側に良熱伝導性
材料からなる均熱板を設けたので、加熱室内部の
温度分布が改善されて加熱室内の各位置における
温度はほぼ均等になり、したがつて被処理物をそ
の周囲からほぼ均等に加熱することができ、もつ
て良質の製品を得ることができるという効果を奏
する。また、均熱板を設けたことによつて断熱材
の内面の摩耗や損傷が防止され、したがつて断熱
材の寿命が延びるとともに、保守が軽減されると
いう効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの考案の一実施例の加
圧焼結炉の概略構成を示すもので、第１図は正断
面図、第２図は側断面図である。第３図および第
４図は従来の加圧焼結炉の概略構成を示すもの
で、第３図は正断面図、第４図は側断面図であ
る。 １……炉体、２……断熱材、３……加熱室、５
……ヒーター、６……被処理物、８……断熱材、
１０，１１……均熱板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 加圧状態を保持可能な炉体の内部に断熱材によ
   つて形成した加熱室を配設するとともに、その加
   熱室の内部にヒーターを配設してなり、前記炉体
   および前記加熱室の内部を雰囲気ガスによつて加
   圧することにより、前記加熱室の内部に配置した
   被処理物を加圧ガス雰囲気下で処理するように構
   成した加圧雰囲気炉において、金属あるいはセラ
   ミツクス等の良熱伝導性材料によつて形成した均
   熱板を前記加熱室を形成している断熱材の内面に
   密着あるいは近接させて設け、その均熱板によつ
   て断熱材内面を覆つてなることを特徴とする加圧
   雰囲気炉。