JPH07208876A - 真空炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 処理品を高温度に加熱するのに使用する真空
炉に関するもので、その冷却性能を向上させる。 【構成】 耐圧性で気密構造を有する炉体１の内部に耐
熱性の断熱壁３によって囲った処理室４を形成し、該処
理室４の内面に電熱ヒータ７を設けると共に該処理室４
の対向壁面に夫々扉９，２０によって開閉可能なるよう
にした一対の通気口８，１９を開設し、炭素繊維強化炭
素複合材料により形成された耐熱性ファン１５を該通気
口８内に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は処理品を高温度に加熱す
るのに使用する真空炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】真空炉は一般に処理品を真空または減圧
下で数百乃至千度以上に加熱するのに使用され、耐圧性
で密閉構造を有するように炉体が形成されその内部にカ
ーボン等の耐熱性の断熱壁によって囲った処理室が設け
られ、該処理室の内面に電熱ヒータが設けられてなる。

【０００３】そして処理室内に置かれた処理品を真空下
で電熱ヒータから受ける輻射熱によって高温度まで加熱
するようにしているが、処理品を冷却するに際しては、
従来から処理室の扉を開くと共に該炉体内に保護ガスを
導入し炉壁に冷却水を循環させて、水冷し該ガスを自然
対流させることにより冷却スピードを高めるようにして
いる。

【０００４】また処理室にファンを設置し炉内ガスを循
環させることにより冷却効率を高めると共に、炉内また
は炉外にクーラを設け炉内ガスを該クーラに強制循環さ
せることによりさらに冷却スピードを高めることも行な
われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来の真空炉
は、例えば特公平４−５３９２７号公報に示されたよう
に炉内ガス攪拌用のファンを処理室の一端壁に設けたも
のであったが、このタイプの真空炉では特に冷却時にお
ける通気性が良くないために冷却スピードが遅いという
問題がある。

【０００６】また炉外に設けられたクーラに炉内ガスを
循環させる方式の真空炉では、装置全体が大型化し、真
空ポンプによる所要排気量、或いは炉内ガスの所要量が
大きくなり、その吸排気のための時間も長く要するよう
になるという問題がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の真空炉は上記課
題を解決しようとするもので、耐圧性で気密構造を有す
る炉体の内部に耐熱性の断熱壁によって囲った処理室を
形成し、該処理室の内面に電熱ヒータを設けると共に該
処理室の対向壁面に夫々扉によって開閉可能なるように
した一対の通気口を開設し、炭素繊維強化炭素複合材料
により形成された耐熱性ファンを該通気口内に設けてな
ることを特徴とする。なお上記炭素繊維強化炭素複合材
料は、炭素をマトリックスとして炭素繊維で強化した複
合材料（以下Ｃ／Ｃコンポジットという）である。

【０００８】

【作用】処理室の対向壁面に夫々通気口を開設している
ので、冷却時に該扉を開いて耐熱性ファンを回転駆動す
ることにより炉内ガスを処理室内外に効率的に循環させ
ることができ冷却スピードがあがる。また、加熱の初期
（比較的低温度域にあるとき）には両通気口の扉を閉じ
て耐熱性ファンを回転駆動させ処理室内で炉内ガスを攪
拌することにより処理品を均一加熱することを可能とす
る。

【０００９】また上記Ｃ／Ｃコンポジットは、１０００
℃以上の高温度下においても機械的強度が秀れ、従って
この材料により成形されたファンは、処理室内の高温度
ガスに接して高速回転させても充分な耐熱性を有する。

【００１０】

【実施例】次に図面と共に本発明に係る真空炉の一実施
例を説明する。炉体１は筒状の耐圧性容器がフレーム２
上に横向に支持されてなり、該炉体１内には断熱壁３に
よって囲った処理室４が形成される。５は該処理室４内
のテーブル６上に置かれた処理品、７は処理室４の内面
に設けられた電熱ヒータである。

【００１１】処理室４の上部壁には通気口８が開設され
ている。９は該通気口８を閉塞し得る断熱性の扉で、該
扉９は炉体１外の上部に設けられたシリンダ１０の作動
軸１１端に固着され、該シリンダ１０の作動により上下
して該通気口８を開閉し得るようにしている。そして炉
体１外上部中央に回転速度および回転方向をコントロー
ル可能なモータ１２を設け該モータ１２の回転軸１３に
図２に示したようにＣ／Ｃコンポジット（炭素繊維強化
炭素複合材料）からなる筒状の回転軸１４を延設し、該
回転軸１４を該扉９の中心に貫通させて垂下し該回転軸
１４の先端に同様のＣ／Ｃコンポジット製の軸流型耐熱
性ファン１５を取付ける。なお、回転軸１３と回転軸１
４とは互いに螺合して連結されその螺合が緩まないよう
に耐熱性のピン１６が挿通されている。また、回転軸１
４の先端部外周にファン１５のボス部が挿通され、該回
転軸１４の先端端に螺合した耐熱性の螺子部材１７によ
り該ファン１５を抜脱しないように止着している。なお
回転軸１４中にはカオウール等の断熱材１８が充填され
ている。

【００１２】一方、処理室４の下部壁には通気口１９が
開設され、該通気口１９を閉塞し得る断熱性の扉２０が
炉体１外下部に設けられたシリンダ２１の作動軸２２端
に固着され、該シリンダ２１の作動により扉２０が上下
することで通気口１９を開閉し得るようにしている。

【００１３】２３ａ，２３ｂは炉体１内で処理室４の外
部両側に設けられた冷却水循環式のクーラである。な
お、炉体１は二重壁構造（ジャケット構造）としその壁
間に冷却水を循環させる構成としてもよい。

【００１４】このように構成した真空炉では、テーブル
６上に置かれた処理品５を加熱するに際して炉体１内に
窒素ガス等の保護ガスを充填し、扉９，扉２０を閉じた
状態にて電熱ヒータ７を通電する。その際モータ１２の
駆動によりファン１５を正回転させ図１に示したように
処理品５に処理室４内の熱風を真上から吹付ける。こう
して処理室４内のガスが攪拌されることにより処理室４
内のガスは隅なく処理品５および電熱ヒータ７に接触す
るので対流伝熱により処理品５を短時間で均一に加熱す
ることができる。なお、ファン１５の表面にセラミック
ス層をコーティングすればＣ／Ｃコンポジットの高温酸
化による消耗が防止され、さらに耐熱性，耐久性が向上
する。

【００１５】こうして処理品５が６００℃程度に加熱さ
れたところで、真空ポンプ（図示せず）によって炉体１
内および処理室４内のガスを炉外に排出させ電熱ヒータ
７の輻射加熱によって該処理品５をさらに１２００℃程
度の所要目的高温度に加熱する。

【００１６】次いで該処理品５を冷却するに際しては図
２に示したように扉９，扉２０を夫々上下に移動させ、
通気口８，通気口１９を開くと共に、クーラ２３ａ，２
３ｂまたは炉体１の二重壁間に冷却水を通水し、保護ガ
スを炉体１内，処理室４内に導入しモータ１２によりフ
ァン１５を逆回転させ処理室４内のガスを通気口８より
上方に吹出させて炉体１内にて該ガスを矢印で示したよ
うに循環させる。これにより冷たいガスが通気口１９よ
り処理室４内に吹出し処理品５を急冷することができ
る。なお冷却時のこのようなガス循環は、処理品５に接
触して温度上昇したガスが自然と上昇しクーラ２３ａ，
２３ｂに接して温度降下したガスが自然と下降するのを
ファン１５の回転が助勢するものであるのでより効率的
に冷却が行なわれる。

【００１７】

【発明の効果】このように本発明の真空炉は、処理室の
対向壁間に扉により夫々開閉可能な一対の通気口を設
け、該通気口内に炭素繊維強化炭素複合材料により形成
された耐熱性ファンを設けてなるものであるので、両通
気口を閉じて処理室内のガスを該ファンにより攪拌する
ことで対流熱伝達により短時間で均一な加熱を可能なら
しめると共に、冷却時には両通気口を開けて炉体内のガ
スを循環させることにより冷却スピードが高く効率的な
冷却を可能にする有益な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る真空炉の一実施例を示す加熱時の
縦断面図。

【図２】本発明に係る真空炉の一実施例を示す冷却時の
縦断面図。

【図３】実施例に示す耐熱性ファンの拡大縦断面図。

【符号の説明】

１ 炉体 ３ 断熱壁 ４ 処理室 ５ 処理品 ７ 電熱ヒータ ８ 通気口 ９ 扉 １２ モータ １５ ファン １９ 通気口 ２０ 扉 ２３ａ，２３ｂ クーラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 耐圧性で気密構造を有する炉体の内部に
   耐熱性の断熱壁によって囲った処理室を形成し、該処理
   室の内面に電熱ヒータを設けると共に該処理室の対向壁
   面に夫々扉によって開閉可能なるようにした一対の通気
   口を開設し、炭素繊維強化炭素複合材料により形成され
   た耐熱性ファンを該通気口内に設けてなることを特徴と
   する真空炉。
2. 【請求項２】 処理室の上部壁と下部壁に夫々通気口を
   開設し、上部壁の通気口内に正逆回転可能な軸流型の耐
   熱性ファンを設けてなることを特徴とした請求項１に記
   載の真空炉。
3. 【請求項３】 処理室の外部両側の炉体内にクーラを設
   けてなる請求項１または２に記載の真空炉。