JPH0752071B2

JPH0752071B2 - 真空熱処理炉

Info

Publication number: JPH0752071B2
Application number: JP1010427A
Authority: JP
Inventors: 肇石丸
Original assignee: 新技術事業団
Priority date: 1989-01-19
Filing date: 1989-01-19
Publication date: 1995-06-05
Anticipated expiration: 2010-06-05
Also published as: JPH02192592A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、真空熱処理炉に関するものである。さらに
詳しくは、この発明は、粒子加速器の構成部品に施され
るベーキング処理等の熱処理を行うのに有用な、高温部
の冷却と断熱特性の保持に優れた新しい真空熱処理炉に
関するものである。

（従来の技術とその課題）従来より、真空機器の部品等のベーキング処理などを行
うために、真空チャンバーの内部に熱処理部を有する真
空熱処理炉が用いられてきている。

この真空熱処理炉については、従来より、その真空チャ
ンバーに、融点の高い普通鋼板またはステンレス鋼板が
使用されていた。

しかしながら、これらの鋼板を用いる場合には、熱輻射
率が高く、しかも熱伝導率が低いので、通常は、高熱処
理部から移動する熱に耐えられるように熱遮蔽壁を設
け、これと真空チャンバー内壁面との間の空間を十分に
大きくとる必要があった。このため、どうしても真空チ
ャンバーが大型化するという欠点があった。また、真空
チャンバーの壁部を冷却するための冷却管冷却水も多量
になるという欠点があった。

これらの問題点を解消するために、この発明の発明者
は、真空チャンバーをアルミニウム系の金属または合金
により構成し、かつ、チャンバーの内壁面を平滑にした
真空熱処理炉を開発した。このアルミニウム系真空熱処
理炉は、真空チャンバーにアルミニウム系素材を用いる
という全く新しい、これまでの常識では想定されなかっ
た発想に基づくものである。その作用効果もこれまでの
知識からは予期し得ないものであった。実際にも、この
アルミニウム系真空チャンバーによって構成される熱処
理炉は断熱特性に優れたものとしてより小型の規模でこ
れまでのものに比べてはるかに有利なものであることが
確認されている。

しかしながら、この発明の発明者によるその後の検討に
より、さらに改善すべきいくつかの課題があることが明
らかになってきた。

すなわち、まず、上記のアルミニウム系真空熱処理炉の
場合には、熱処理作業を完了した後にできるだけすみや
かに真空熱処理炉の温度を下げたい場合、アルミニウム
系材料の断熱特性が良好であるため、加熱用電源を切っ
ても真空熱処理炉の高温部の温度が下がりにくいという
問題があった。

また、アルミニウム系真空チャンバーは、アルミニウム
系材料による低熱輻射率を利用しているが、この熱輻射
率はチャンバー内壁の表面状態によって大きく左右さ
れ、熱処理作業にともなって被処理物等から蒸発する汚
染物質が真空チャンバー内壁に付着すると熱輻射率が大
きくなり、断熱特性を劣化させるという問題が避けられ
なかった。

この発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたもので
あり、優れた断熱特性を有するアルミニウム系真空チャ
ンバーによって構成される真空熱処理炉の特徴を生かし
つつ、上記した通りの問題点を解消し、熱処理後の温度
低下が容易で、汚染物質の付着による熱輻射率の増大を
抑止することのできる、新しいアルミニウム系真空熱処
理炉を提供することを目的としている。

（問題を解決するための手段）この発明は、上記の課題を解決するために、アルミニウ
ム系真空チャンバーと、その内部に空間を介して配設さ
れる熱遮蔽壁とを有し、熱遮蔽壁の内方が熱処理部とさ
れている真空熱処理炉であって、アルミニウム系真空チ
ャンバーは、平滑内面壁を有し、かつ、熱遮蔽壁の外壁
部または熱遮蔽壁の内部には冷媒が流通される冷却管が
配設されていることを特徴とする真空熱処理炉を提供す
る。

そしてまた、この発明は、アルミニウム系真空チャンバ
ーと熱遮蔽壁との間の空間には、冷媒が流通される汚染
物質吸着用冷却管がさらに配設されていることを特徴と
する真空熱処理炉や、アルミニウム系真空チャンバーと
熱遮蔽壁との間の空間には、断熱シールド板が配設され
ていることを特徴とする真空熱処理炉、さらには、この
断熱シールド板は、付設される冷媒の流通される冷却管
により冷却されて、汚染物質吸着板とされていることを
特徴とする真空熱処理炉をも提供する。

すなわち、この発明は、上記の通り、アルミニウム金属
もしくはその合金（主体はアルミニウム）からなるアル
ミニウム系真空チャンバーを必須の要件として備えた真
空熱処理炉であって、このアルミニウム系真空熱処理炉
の優れた断熱特性を最大限に、かつ、実用的特徴として
生かすために、前記の通りの特有の冷却管や、汚染物質
吸着用冷却管、さらには断熱シールド板を、特有の配設
位置において配備している。

このようなこの発明の構成とその優れた作用効果は、こ
れまでの常識からは全く着想も具体化もなし得ないもの
である。

（実施例）次に、添付した図面に沿ってこの発明の真空熱処理炉の
実施例を説明する。

第１図は、この発明の一例を示した縦断面図である。

この第１図に示したように、真空熱処理炉には、真空排
気系への接続部（１）を有するアルミニウム系真空チャ
ンバー（２）の内部に、セラミック等の断熱支持材
（３）で支持した熱遮蔽壁（４）を設けている。

また、アルミニウム系真空チャンバー（２）の内面壁
（2a）とこの熱遮蔽壁（４）との間には空間（５）を設
けている。

そして、熱遮蔽壁（４）で囲んだ空間を熱処理部（６）
としている。

この熱処理部（６）を加熱する手段としては、第１図に
も例示したように、たとえば、タングステン線、ニクロ
ム線等からなる電気式ヒータ（７）を熱遮蔽壁（４）の
内部に配設するか、またはその内表面に配設し、電力供
給系（８）によって外部と接続することによって構成す
ることができる。

たとえば以上の構成からなる熱処理炉において、この発
明では、前記の通り、真空チャンバー（２）を、アルミ
ニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金によって
形成し、しかも、真空チャンバー（２）の内面壁（2a）
を平滑面に仕上ている。このことは、この発明にとって
必須の要件であり、こうすることにより、熱処理炉とし
ての断熱性が極めて優れたものとなる。

そして、このアルミニウム系真空熱処理炉では、真空チ
ャンバー（２）の外壁部に冷却用の冷却管（９）を配置
してもよいし、配置しなくてもよいが、熱処理後に、熱
処理部（６）をはじめとする高温部の温度をすみやかに
低下させるために、アルミニウム系真空チャンバー
（２）内部の熱遮蔽壁（４）には、冷媒流通用の冷却管
（10）を付設する。この冷却管（10）には圧縮空気、冷
却水などの媒体を注入して加熱高温部を急速冷却できる
ようにする。

この冷却管（10）は、いわゆる円筒形状であってもよい
し、その他、例えば冷媒注入用のプレート状体等であっ
てもよく、その形状に特に制限はない。この冷却管（1
0）の熱遮蔽壁（４）への付設については、第１図に例
示したように、その外壁面に冷却管（10）を当接させて
配置するか、あるいは、たとえば、第２図に示したよう
に、熱遮蔽壁（４）の内部に冷却管（10）を埋設する。
また、第３図に示したように熱遮蔽壁（４）の外壁面に
放熱フイン（11）を設け、これと組合わせて、冷却管
（10）を適宜に配置してもよい。

また、この発明のアルミニウム系真空熱処理炉において
は、第４図に示したように高温部の被処理物等から発生
する汚染物質の吸着によるアルミニウム系真空チャンバ
ー（２）の内面壁（2a）における輻射率の増大を防止す
るために、これら汚染物質を集中的に吸着する冷却部と
して冷媒流通用の冷却管（12）をアルミニウム系真空チ
ャンバー（２）と熱遮蔽壁（４）との間の空間内に配設
することが有効である。

この冷却管（12）は、内面壁（2a）と離して設けること
が好ましい。この場合、冷却管（12）には着脱自在に汚
染物質吸着用のプレート（12′）を設け、汚れが著しく
なったら取りはずし、洗浄した後に再度取付けること
や、あるいは新しいものを取付けもよい。また、第５図
に示したように、プレート状体（13）の内部に冷却管
（14）を設けて、吸着用の冷却部とすることもできる。

もちろん、これらの冷却部についても、その形状、配置
は、以上の例によって特に限定されることはない。

第６図に例示したアルミニウム系真空熱処理炉は、汚染
物質吸着用の冷却部についての別の例を示している。こ
の例においては、アルミニウム系真空チャンバー（２）
と熱遮蔽壁（４）との空間（５）に、アルミニウム、そ
の合金、またはステンレス等の断熱シールド板（15）
を、冷却管（17）によって冷却して、汚染物質の吸着板
として利用してもいる。この場合も、断熱シールド板
（15）は、吸着の程度によって容易に交換できるように
することができる。

（発明の効果）以上詳しく説明した通り、この発明により、アルミニウ
ム系真空チャンバーでしかも平滑内面壁を持つ熱処理炉
の特徴を生かしつつ、真空熱処理炉における処理後の高
温部の温度を下げ易くする。

また、汚染物質の吸着による輻射率の同大、断熱特性の
低下という障害を効果的に抑止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の真空熱処理炉の一例を示した縦断
面図である。第２図および第３図は、冷却管の配置の別
の例を示した部分縦断面図である。第４図および第５図は、汚染物質吸着用の冷却部の例を
示した部分縦断面図である。第６図は、さらに別の冷却
部の例を示した縦断面図である。１……真空排気系接続部２……アルミニウム系真空チャンバー３……断熱支持材４……熱遮蔽壁５……空間６……熱処理部７……ヒーター８……電力供給系９……冷却管 10……冷却管 11……放熱フィン 12……冷却管 12′……プレート 13……プレート状体 14……冷却管 15……断熱シールド板 16……断熱支持材 17……冷却管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム系真空チャンバーと、その内
部に空間を介して配設される熱遮蔽壁とを有し、熱遮蔽
壁の内方が熱処理部とされている真空熱処理炉であっ
て、アルミニウム系真空チャンバーは、平滑内面壁を有
し、かつ、熱遮蔽壁の外壁部または熱遮蔽壁の内部には
冷媒が流通される冷却管が配設されていることを特徴と
する真空熱処理炉。
【請求項２】冷却管には圧縮空気が流通されることを特
徴とする請求項（１）の真空熱処理炉。
【請求項３】請求項１または２の真空熱処理炉において
アルミニウム系真空チャンバーと熱遮蔽壁との間の空間
には、冷媒が流通される汚染物質吸着用冷却管がさらに
配設されていることを特徴とする真空熱処理炉。
【請求項４】請求項１、２または３の真空熱処理炉にお
いてアルミニウム系真空チャンバーと熱遮蔽壁との間の
空間には、断熱シールド板が配設されていることを特徴
とする真空熱処理炉。
【請求項５】請求項４の真空熱処理炉において、断熱シ
ールド板は、付設された冷媒の流通される冷却管により
冷却されて、汚染物質吸着板とされていることを特徴と
する真空熱処理炉。