JPH05312479A - 試料温度制御方法およびこの方法を実施するための電気炉 - Google Patents
試料温度制御方法およびこの方法を実施するための電気炉Info
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- JPH05312479A JPH05312479A JP12026292A JP12026292A JPH05312479A JP H05312479 A JPH05312479 A JP H05312479A JP 12026292 A JP12026292 A JP 12026292A JP 12026292 A JP12026292 A JP 12026292A JP H05312479 A JPH05312479 A JP H05312479A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数の試料の温度上昇あるいは温度下降を個
別、精密かつ迅速に制御可能で、さらに消費電力を大幅
に節約できる試料温度制御方法ならびにこの方法を実施
するための電気炉を提供する。 【構成】 位置に応じて温度が変化する環境に試料を置
き、この試料の位置を移動することにより、試料の温度
を制御する。この試料温度制御方法を実施するための電
気炉は、断熱壁２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅにより形
成される加熱室３と、加熱室３と炉体１の外部との間に
形成される温度変化環境を有する。この温度変化環境
は、円筒５の中途部５ｃの内部に形成される。試料を載
せる試料台１８を取付けるロッド１４は、駆動モータ１
２のより上下動される。これにより、温度変化環境を試
料が上下に位置移動することで、迅速に所望の温度環境
に設定でき、試料の精密な温度制御が可能となる。
別、精密かつ迅速に制御可能で、さらに消費電力を大幅
に節約できる試料温度制御方法ならびにこの方法を実施
するための電気炉を提供する。 【構成】 位置に応じて温度が変化する環境に試料を置
き、この試料の位置を移動することにより、試料の温度
を制御する。この試料温度制御方法を実施するための電
気炉は、断熱壁２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅにより形
成される加熱室３と、加熱室３と炉体１の外部との間に
形成される温度変化環境を有する。この温度変化環境
は、円筒５の中途部５ｃの内部に形成される。試料を載
せる試料台１８を取付けるロッド１４は、駆動モータ１
２のより上下動される。これにより、温度変化環境を試
料が上下に位置移動することで、迅速に所望の温度環境
に設定でき、試料の精密な温度制御が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックス、金属、
合金等の試料を焼成あるいは熱処理等をするための温度
制御方法ならびにこの方法を実施するための電気炉に関
するものである。
合金等の試料を焼成あるいは熱処理等をするための温度
制御方法ならびにこの方法を実施するための電気炉に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、セラミックスの焼成あるいは
鋼の熱処理等に用いる加熱炉においては、加熱炉の内部
の加熱室全体の温度を上昇あるいは下降させることで、
炉内の加熱室全体の温度を制御していた。
鋼の熱処理等に用いる加熱炉においては、加熱炉の内部
の加熱室全体の温度を上昇あるいは下降させることで、
炉内の加熱室全体の温度を制御していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の加熱炉においては、加熱室において試料を加
熱あるいは冷却する構成であるから、加熱室を形成する
断熱壁のもつ熱容量が大であるため、温度昇降速度が遅
く、試料を急速加熱あるいは急速冷却することが困難で
ある。このため、セラミックスなどの試料の焼成スケジ
ュールにおいて、複雑な焼成スケジュールを実施するこ
とは難しく、精密な試料温度制御を行なうことはできな
かった。
うな従来の加熱炉においては、加熱室において試料を加
熱あるいは冷却する構成であるから、加熱室を形成する
断熱壁のもつ熱容量が大であるため、温度昇降速度が遅
く、試料を急速加熱あるいは急速冷却することが困難で
ある。このため、セラミックスなどの試料の焼成スケジ
ュールにおいて、複雑な焼成スケジュールを実施するこ
とは難しく、精密な試料温度制御を行なうことはできな
かった。
【０００４】また、加熱炉を構成する断熱壁のもつ熱容
量が大であることから、熱源となる電力消費量が大とな
るという問題があった。さらには、加熱室全体の温度条
件を一律に上昇あるいは下降させることから、複数個の
試料について複数の条件下で焼成することは不可能であ
る。この場合には、複数個の電気炉もしくは複数個の運
転を必要とするので、煩雑な操作となっていた。
量が大であることから、熱源となる電力消費量が大とな
るという問題があった。さらには、加熱室全体の温度条
件を一律に上昇あるいは下降させることから、複数個の
試料について複数の条件下で焼成することは不可能であ
る。この場合には、複数個の電気炉もしくは複数個の運
転を必要とするので、煩雑な操作となっていた。
【０００５】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、試料の温度上昇あるいは温度下降
を急速制御可能で、かつ複数の試料について個別に温度
制御が可能であり、さらに消費電力を大幅に節約できる
試料温度制御方法ならびにこの方法を実施するための電
気炉を提供することを目的とする。
めになされたもので、試料の温度上昇あるいは温度下降
を急速制御可能で、かつ複数の試料について個別に温度
制御が可能であり、さらに消費電力を大幅に節約できる
試料温度制御方法ならびにこの方法を実施するための電
気炉を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明による試料温度制御方法は、位置に応じて温度
が変化する環境に試料を置き、この試料の位置を移動す
ることにより、試料の温度を制御することを特徴とす
る。前記試料温度制御方法を実施するための電気炉は、
試料の温度を制御する電気炉であって、断熱壁により形
成される加熱室を有する炉体と、前記加熱室と前記炉体
の外部との間に形成される温度変化環境と、試料を取付
可能な試料台と、前記温度変化環境を前記試料が移動可
能に前記試料台を取付ける移動体と、前記試料近傍の前
記試料台また前記移動体に取付けられる温度センサとを
備えたことを特徴とする。
の本発明による試料温度制御方法は、位置に応じて温度
が変化する環境に試料を置き、この試料の位置を移動す
ることにより、試料の温度を制御することを特徴とす
る。前記試料温度制御方法を実施するための電気炉は、
試料の温度を制御する電気炉であって、断熱壁により形
成される加熱室を有する炉体と、前記加熱室と前記炉体
の外部との間に形成される温度変化環境と、試料を取付
可能な試料台と、前記温度変化環境を前記試料が移動可
能に前記試料台を取付ける移動体と、前記試料近傍の前
記試料台また前記移動体に取付けられる温度センサとを
備えたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明の試料温度制御方法によると、位置によ
り温度が変化する温度変化環境に試料を置き、この試料
の位置を移動することで、試料の温度を制御するから、
試料の置かれる環境を迅速に所望の温度環境に設定する
ことができるため、試料について精密なスケジュールに
沿った温度制御が可能となる。
り温度が変化する温度変化環境に試料を置き、この試料
の位置を移動することで、試料の温度を制御するから、
試料の置かれる環境を迅速に所望の温度環境に設定する
ことができるため、試料について精密なスケジュールに
沿った温度制御が可能となる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。加熱室を有する電気炉に本発明を適用した実施例
を図１および図２に示す。図１および図２において、電
気炉の炉体１は、断熱壁２により加熱室３が形成されて
いる。断熱壁２は、底部断熱壁２ａ、上部断熱壁２ｂ、
側部断熱壁２ｃ、２ｄ、奥部断熱壁２ｅならびに断熱材
からなる蓋体２ｆとからなる。蓋体２ｆは、加熱室３と
炉外部とを開閉自在に取付けられている。そして、加熱
室３の奥行方向左右両側にそれぞれ５本ずつの円筒５が
平行に設けられている。そして側部断熱壁２ｃ、２ｄの
加熱室３側の内壁に加熱室３を加熱するための電熱線７
が加熱室３の出入口から奥行方向に蛇行させて張り巡ら
されている。
する。加熱室を有する電気炉に本発明を適用した実施例
を図１および図２に示す。図１および図２において、電
気炉の炉体１は、断熱壁２により加熱室３が形成されて
いる。断熱壁２は、底部断熱壁２ａ、上部断熱壁２ｂ、
側部断熱壁２ｃ、２ｄ、奥部断熱壁２ｅならびに断熱材
からなる蓋体２ｆとからなる。蓋体２ｆは、加熱室３と
炉外部とを開閉自在に取付けられている。そして、加熱
室３の奥行方向左右両側にそれぞれ５本ずつの円筒５が
平行に設けられている。そして側部断熱壁２ｃ、２ｄの
加熱室３側の内壁に加熱室３を加熱するための電熱線７
が加熱室３の出入口から奥行方向に蛇行させて張り巡ら
されている。
【０００９】円筒５はアルミナからなり、円筒５の上端
５ａが上部断熱壁２ｂに接着され、下端５ｂが下部断熱
壁２ａの最下端まで延びている。円筒５の中途部５ｃ
は、底部断熱壁２ａの上面から下面に貫通される貫通穴
２ｇに挿入されている。この円筒５の中途部５ｃの内部
には、軸方向に温度勾配が付与される温度変化環境が形
成される。この円筒５の内部は、下端５ｂで形成される
開口部で炉外部に連通している。
５ａが上部断熱壁２ｂに接着され、下端５ｂが下部断熱
壁２ａの最下端まで延びている。円筒５の中途部５ｃ
は、底部断熱壁２ａの上面から下面に貫通される貫通穴
２ｇに挿入されている。この円筒５の中途部５ｃの内部
には、軸方向に温度勾配が付与される温度変化環境が形
成される。この円筒５の内部は、下端５ｂで形成される
開口部で炉外部に連通している。
【００１０】昇降装置１０は、駆動モータ１２により上
下に昇降可能なロッド１４と、このロッド１４の上端に
形成される基板１６と、基板１６に載せられる試料台１
８とからなる。図３および図４に示すように、試料台１
８の側部には熱電対２４を挿入するための溝１８ａが軸
方向に延びている。そして試料台１８の上端外周部に円
筒保護管２０を嵌合するための環状凹溝１８ｂが形成さ
れる。さらに試料台１８の頂面１８ｃの上に試料２２が
載置される。円筒状保護管２０の内部には、試料２２の
近傍に熱電対２４の先端が試料２２に対し非接触の状態
で設けられる。この熱電対２４により試料２２の近傍の
温度が検知される。図１において、ロッド１４の伸縮に
より試料台１８の位置が上下に移動し、試料２２が上下
に移動する。これにより、試料２２が炉外から貫通穴２
ｇ内の円筒５の内部を経由して加熱室３内部の円筒５内
部に移動可能となっている。
下に昇降可能なロッド１４と、このロッド１４の上端に
形成される基板１６と、基板１６に載せられる試料台１
８とからなる。図３および図４に示すように、試料台１
８の側部には熱電対２４を挿入するための溝１８ａが軸
方向に延びている。そして試料台１８の上端外周部に円
筒保護管２０を嵌合するための環状凹溝１８ｂが形成さ
れる。さらに試料台１８の頂面１８ｃの上に試料２２が
載置される。円筒状保護管２０の内部には、試料２２の
近傍に熱電対２４の先端が試料２２に対し非接触の状態
で設けられる。この熱電対２４により試料２２の近傍の
温度が検知される。図１において、ロッド１４の伸縮に
より試料台１８の位置が上下に移動し、試料２２が上下
に移動する。これにより、試料２２が炉外から貫通穴２
ｇ内の円筒５の内部を経由して加熱室３内部の円筒５内
部に移動可能となっている。
【００１１】試料２２の上下位置を制御する電気回路
は、例えば図６に示すブロック図に示される回路からな
る。温度設定手段２６は、試料の温度設定が操作者によ
り操作されるスイッチである。制御手段３０は、温度設
定手段２６での温度設定値と、熱電対２４の検知する温
度との温度差を計算し、この温度差に基づいて試料の置
かれるべき上下位置を演算し、演算処理の結果、ポテン
ショメータ３２に処理信号を出力する。ポテンショメー
タ３２は、制御手段３０からの処理信号に基づいてこの
信号を位置信号に変換し、駆動モータ３４に駆動信号を
出力する。駆動モータ３４は、前記ポテンショメータ３
２からの駆動信号に応じて温度設定に基づいた位置まで
ロッド１４を上下動し、試料２２を所定の温度環境に到
着するまで移動する。
は、例えば図６に示すブロック図に示される回路からな
る。温度設定手段２６は、試料の温度設定が操作者によ
り操作されるスイッチである。制御手段３０は、温度設
定手段２６での温度設定値と、熱電対２４の検知する温
度との温度差を計算し、この温度差に基づいて試料の置
かれるべき上下位置を演算し、演算処理の結果、ポテン
ショメータ３２に処理信号を出力する。ポテンショメー
タ３２は、制御手段３０からの処理信号に基づいてこの
信号を位置信号に変換し、駆動モータ３４に駆動信号を
出力する。駆動モータ３４は、前記ポテンショメータ３
２からの駆動信号に応じて温度設定に基づいた位置まで
ロッド１４を上下動し、試料２２を所定の温度環境に到
着するまで移動する。
【００１２】次に、試料２２の置かれる試料台１８の昇
降位置に応じて試料２２の温度がどのように変化するか
を示す特性図を図５に示す。図５に示すように、試料台
１８の最下降位置においては、試料２２が室温状態にあ
り、室内領域ではほとんど室温状態に近い。そして試料
２２の昇降位置が底部断熱壁２ａの円筒５内に入ると、
その位置からさらに上昇するに従い試料２２の温度は次
第に高くなり、下部断熱壁２ａから加熱室３内の炉内領
域に入ると、ほぼ一定の加熱室温度となる。加熱室３内
では、下部と上部では若干温度差があり、上部ほど温度
が高い。そして図１に示す状態では、図１に示す右側３
本の円筒５内に載置される試料２２の位置は、最上昇位
置であり、この位置では試料２２の温度は最高温度とな
る。
降位置に応じて試料２２の温度がどのように変化するか
を示す特性図を図５に示す。図５に示すように、試料台
１８の最下降位置においては、試料２２が室温状態にあ
り、室内領域ではほとんど室温状態に近い。そして試料
２２の昇降位置が底部断熱壁２ａの円筒５内に入ると、
その位置からさらに上昇するに従い試料２２の温度は次
第に高くなり、下部断熱壁２ａから加熱室３内の炉内領
域に入ると、ほぼ一定の加熱室温度となる。加熱室３内
では、下部と上部では若干温度差があり、上部ほど温度
が高い。そして図１に示す状態では、図１に示す右側３
本の円筒５内に載置される試料２２の位置は、最上昇位
置であり、この位置では試料２２の温度は最高温度とな
る。
【００１３】前記実施例によれば、試料２２の昇降位置
を上下に位置移動させることにより、試料２２の温度環
境を自在にかつ速やかに変化させられるので、複雑な焼
成スケジュールに従って試料を精密に温度制御すること
ができる。特に、冷却する場合、試料２２を最下降位置
に移動させることで、室内温度に試料をさらすことがで
きるので、急速冷却が可能となる。
を上下に位置移動させることにより、試料２２の温度環
境を自在にかつ速やかに変化させられるので、複雑な焼
成スケジュールに従って試料を精密に温度制御すること
ができる。特に、冷却する場合、試料２２を最下降位置
に移動させることで、室内温度に試料をさらすことがで
きるので、急速冷却が可能となる。
【００１４】前記実施例においては、試料２２の近傍の
温度を検出する検出手段として熱電対２４を設けたが、
温度センサとしては、熱電対に限らずサーミスタ、その
他の温度センサであってもよい。また、加熱室３を加熱
する手段は電熱線を用いたが、その他の加熱手段であっ
てもよい。さらには、下部断熱壁２ａの上端と下端で
は、図５に示すように温度差がかなり大きいことから、
この下部断熱壁２ａを複数層の異なる材質から層状に形
成することにより、下部断熱壁内領域の温度特性を例え
ば図５において試料２２の昇降位置と試料温度とが比例
関係になるように構成することもできる。このように構
成した場合、試料のさらなる精密な温度制御が可能とな
る。
温度を検出する検出手段として熱電対２４を設けたが、
温度センサとしては、熱電対に限らずサーミスタ、その
他の温度センサであってもよい。また、加熱室３を加熱
する手段は電熱線を用いたが、その他の加熱手段であっ
てもよい。さらには、下部断熱壁２ａの上端と下端で
は、図５に示すように温度差がかなり大きいことから、
この下部断熱壁２ａを複数層の異なる材質から層状に形
成することにより、下部断熱壁内領域の温度特性を例え
ば図５において試料２２の昇降位置と試料温度とが比例
関係になるように構成することもできる。このように構
成した場合、試料のさらなる精密な温度制御が可能とな
る。
【００１５】前記実施例によれば、１０本の円筒５内に
おいて個々の試料台１８をそれぞれ個別に駆動モータ１
２により温度制御あるいは温度管理を行なえるから、試
料２２を個別の焼成スケジュールに従って精密に温度制
御することができる。さらには、加熱室３内を恒温に一
定温度に保持し、加熱および冷却の繰返し変化が不要と
なるので、加熱室３を加熱するための電熱線７の消費電
力が大幅に低減できるという効果がある。
おいて個々の試料台１８をそれぞれ個別に駆動モータ１
２により温度制御あるいは温度管理を行なえるから、試
料２２を個別の焼成スケジュールに従って精密に温度制
御することができる。さらには、加熱室３内を恒温に一
定温度に保持し、加熱および冷却の繰返し変化が不要と
なるので、加熱室３を加熱するための電熱線７の消費電
力が大幅に低減できるという効果がある。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の試料温度
制御方法によると、位置に応じて温度を変化させる環境
を作り、この環境の所望の温度位置になるところに試料
を移動させることで、試料を所望の温度に急速冷却ある
いは急速加熱することができるという効果がある。また
本発明によれば、複雑な焼成スケジュールあるいは熱処
理スケジュールに従って試料を精密に温度制御すること
ができるという効果がある。さらには、この加熱室と炉
体の外部とを自由に試料が行き来するように構成してい
るから、消費電力の損失が少なく電力消費量を節約でき
るという効果がある。
制御方法によると、位置に応じて温度を変化させる環境
を作り、この環境の所望の温度位置になるところに試料
を移動させることで、試料を所望の温度に急速冷却ある
いは急速加熱することができるという効果がある。また
本発明によれば、複雑な焼成スケジュールあるいは熱処
理スケジュールに従って試料を精密に温度制御すること
ができるという効果がある。さらには、この加熱室と炉
体の外部とを自由に試料が行き来するように構成してい
るから、消費電力の損失が少なく電力消費量を節約でき
るという効果がある。
【図１】本発明の実施例による電気炉を示す横断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明の実施例による電気炉を示す縦断面図で
ある。
ある。
【図３】図１に示すＡ部分の一部切欠断面図である。
【図４】図３のＢ方向矢視図である。
【図５】試料の昇降位置と試料の温度との関係を示す特
性図である。
性図である。
【図６】本発明の実施例による制御回路を示すブロック
図である。
図である。
１ 電気炉 ２ 断熱壁 ２ｇ 貫通穴 ３ 加熱室 ５ 円筒 ５ｃ 中途部（温度変化環境） １０ 昇降装置 １４ ロッド（移動体） １８ 試料台 ２２ 試料 ２４ 熱電対（温度センサ）
Claims (2)
- 【請求項１】 位置に応じて温度が変化する環境に試料
を置き、この試料の位置を移動することにより、試料の
温度を制御するようにした試料温度制御方法。 - 【請求項２】 試料の温度を制御する電気炉であって、 断熱壁により形成される加熱室を有する炉体と、前記加
熱室と前記炉体の外部との間に形成される温度変化環境
と、試料を取付可能な試料台と、前記温度変化環境を前
記試料が移動可能に前記試料台を取付ける移動体と、前
記試料近傍の前記試料台また前記移動体に取付けられる
温度センサとを備えた電気炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4120262A JP2956001B2 (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | 試料温度制御方法およびこの方法を実施するための電気炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4120262A JP2956001B2 (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | 試料温度制御方法およびこの方法を実施するための電気炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05312479A true JPH05312479A (ja) | 1993-11-22 |
| JP2956001B2 JP2956001B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=14781860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4120262A Expired - Fee Related JP2956001B2 (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | 試料温度制御方法およびこの方法を実施するための電気炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2956001B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103115490A (zh) * | 2011-11-16 | 2013-05-22 | 宜兴市前锦炉业设备有限公司 | 磷酸铁锂专用实验气氛炉 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104567384B (zh) * | 2014-12-25 | 2016-08-31 | 贵州永兴科技有限公司 | 一种信息化万用电炉 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6387530U (ja) * | 1986-11-26 | 1988-06-07 | ||
| JPH03288426A (ja) * | 1990-04-04 | 1991-12-18 | Tokyo Electron Ltd | 熱処理装置 |
| JPH0620080U (ja) * | 1992-06-10 | 1994-03-15 | 多加史 真野 | ファイリング用具 |
-
1992
- 1992-05-13 JP JP4120262A patent/JP2956001B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6387530U (ja) * | 1986-11-26 | 1988-06-07 | ||
| JPH03288426A (ja) * | 1990-04-04 | 1991-12-18 | Tokyo Electron Ltd | 熱処理装置 |
| JPH0620080U (ja) * | 1992-06-10 | 1994-03-15 | 多加史 真野 | ファイリング用具 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103115490A (zh) * | 2011-11-16 | 2013-05-22 | 宜兴市前锦炉业设备有限公司 | 磷酸铁锂专用实验气氛炉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2956001B2 (ja) | 1999-10-04 |
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