JPS60138004A - 熱処理炉における安全装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、爆発性ガスを使用する真空焼結炉等の熱処理
炉における安全装置に関するものである。

（ロ）従来技術 例えば、超硬合金の焼結には、近年、その雰囲気ガスと
してＨ２、Ｃ０５Ｃ）１１、ＣＡ　等の爆発性を有する
ガスを使用する方法が提案され、普及しつつある。とこ
ろが、この焼結作業は通常真空焼結炉内で適当な減圧状
態の下に実施されるため、万一炉内に突発的なリークや
シール劣化等に起因する不慮のリークを発生すると、前
記爆発性ガスに空気（酸素）が混入されて爆発事故を発
生するおそれがある。このため、この種の爆発性ガスを
使用する焼結方法では、真空焼結炉の安全対策を確立す
ることが最大の技術的課題となっている。また、真空焼
結炉以外の爆発性ガスを使用する熱処理炉においても、
同様に安全性を確実に保証するものがめられている。

（ハ）目的 本発明は、かかる事情に着目してなされたもので、爆発
性ガスを使用する熱処理炉において、リーク発生等に起
因して炉内ガスの酸素比率に異常を起こしても、直ちに
これを感知し、かつ即座に適切な安全処理を自動的に講
することができるようにした安全装置を提供することを
目的とする。

（ニ）構成 すなわち、本発明は上記の目的を達成するために、熱処
理炉内の爆発性ガスの酸素比率を検出する酸素比率検出
手段と、この酸素比率検出手段か・らの酸素比率情報を
受信しているとともに、炉内ガスの酸素比率が操業条件
に応じて設定される爆発限界比率ヌはその近傍の比率に
達すると危険信号を出力するように構成された制御手段
と、この制御手段からの危険信号を入力して炉内ガスの
酸素比率を調整する酸素比率調整手段とを具備してなる
ことを特徴とするものである。

（ホ）実施例 以下、本発明の〜実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明に係る安全装置のシステムを示し、熱
処理炉特にこの場合真空焼結炉１は、ガス導入路ａにバ
ルブ２を介し図示されていないガス供給装置と連通され
ているとともに、ガス排気路すにバルブ３を介設して真
空ポンプ４と連通されている。そして、真空炉１には、
炉内に減圧状態で封入される爆発性ガス中の酸素比率を
検出するための酸素比率検出手段の１つとして０２セン
サ５が付設されている。このｏ２セン、す５は、その検
出結果を電気信号に変換する変換器６を経由して酸素比
率情報を制御手段７に送信している。

制御手段７は、これらの情報を受信しているとともに、
使用ガスの種類や炉容積などの必要な諸条件を入力して
、真空炉Ｐの操業条件に応じて設定されるところの爆発
限界比率をその記憶部分に記憶している。ここに、爆発
限界比率とは各種の爆発性ガスが化学量論的に固有にも
つ爆発可能となる酸素比率の上限又は下限の比率をいう
。例えば、Ｈ２ガスの場合では、Ｈ，５〜７５％（空気
との混合比）の割分の範囲で爆発可能で、Ｈ２ガス又は
酸素量に過不足があると爆発できない。したがって、こ
の場合には爆発限界比率として上記割合から算出される
比率、又はより安全性を増す目的でその近傍のある一定
のセット比率が記憶される。

なお、酸素量が上限界比率を越えることは通常予想され
ないから、下限界比率のみで十分であるが、必要ならば
その上限界比率を記憶させておいてもよい。そして１Ｍ
制御手段７は、その演算部分で前記酸素比率情報と爆発
限界比率とを比較演算し、酸素比率情報により伝達され
る炉内爆発性ガスの酸素比率が爆発下限界比率またはそ
の近傍のセット比率にまで上昇した場合にはその出力部
分より危険信号Ｏを１次に述べる酸素比率調整手段に出
力するように構成されている。

酸素比率調整手段は、炉内に不活性ガスを供給するカス
供給路Ｃに電磁バルブ９を介設して真空炉１に連通され
るガス貯留器８と、真空炉ｌの雰囲気ガスを大気中に放
出する放出路ｄに介設した電磁バルブ１０とによって構
成される炉内パージ機構からなる。すなわち、この炉内
パージ機構は、前記危険０が供給路Ｃ側の電磁バルブ９
と放出路ｄ側の電磁バルブｌＯとに同時に入力されて両
へルブ９．１０が開成されると、供給路Ｃからはカス貯
留器８に貯留された高圧のＮ２やＣＯ２等の不活性ガス
を炉内に導入する一方、放出路ｄから炉内ガスを外気へ
駆逐して、炉内ガス中の酸素比率を瞬時に低下するもの
である。

次に、上記構成を具備−する安全装置の作動につ。

いて説明する。

前記制御手段７は、０２センサ５からの酸素比率情報を
受信しているとともに、リーク発生等により炉内ガス中
の酸素比率の異常な増加をその演算部分で検出したなら
ば、前述の如く、その出力部分より危険信号０を出力し
て、即座に適切な姿全処置を講することになる。これを
第２図について具体的に説明すると、真空炉ｌが減圧制
御状態においてリーク等を発生し、漏入空気が炉内ガス
と混合してその酸素比率が図示矢印Ｏｕｐのように下限
界比率近傍のセット圧力にまでと昇したとすると、前記
制御手段７はその出力部分から前記ノクージ機構の電磁
バルブ９．１０に危険信号０を出力する。すると、バル
ブ９が開成されて炉内にガス貯留器８から不活性ガスが
送り込まれる一方、同時にバルブ１０が開成された放出
路ｄからは炉内の爆発性ガスが外部に放出され、炉内ガ
ス中の酸素比率は、図示矢印Ｏｄｏｗｎのように急速に
低下される。つまりこのシステムでは爆発性ガス中の酸
素比率が一定以上になると、炉内を不活性ガスで急激に
置換し爆発の危険を除去するものである。

このように、この安全装置では、仮にリーク発生等の異
常をきたしても炉内の爆発性ガスが化学的に爆発し得な
い一定の酸素比率範囲に保持するものであるから、爆発
事故のおそれがなく安全性が確保できる。

なお、本発明の安全装置で使用する酸素比率検出手段に
は、種々の原理によるセンサ類１分析装置等を適用でき
るが、近時の分析技術の進歩により減圧下においても酸
素量（比率）を検出することは容易になし得る。また、
制御手段７は必要な情報処理機能及び指令出力機を具備
するものであれば、その内部システムの構成は自由であ
る。

また、前記実施例では、酸素比率調整手段として炉内パ
ージ機構を採用する場合を述べたが、これに限定される
ものではない。例えば、真空炉ｌの前記ガス導入路ａと
排気路すに位置するバルブ２．３に危険信号を入力して
バルブを各々開成するようにし、ガス導入路ａから爆発
性ガスを補給しつつ真空ポンプ４で炉内の圧力を下げ炉
内ガス中の酸素比率を調整するようにすることもｒｊｆ
能である。

なお、以上の説明では爆発性ガスを減圧ｆで雰囲気ガス
として用いる真空熱処理炉の場合を例に述べたが１本発
明の安全装置はこれ以外の大気炉あるいは加圧炉形式の
熱処理炉についても同様に適用される。

（へ）効果 以上のように１本発明の安全装置は酸素比率検出手段と
、制御手段と、酸素比率調整手段とを所′定の結合状態
の下に具備し、熱処理炉の・爆発性ガスが常に一定の爆
発不能な酸素比率範囲に保持されるようにしたものであ
るから、熱処理炉に何等かの原因で空気が混入するよう
なことがあっても、爆発事故の危険は未然に防止される
。したかって、叙述の真空焼結炉をはじめとして、爆発
性カスを使用する熱処理方法等の広汎な実施も可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すシステム説明図である。 第２図は実施例システムの作９）Ｊ８様−例を示す説明
図である。 ｌ−・・真空炉　２．３１１・會バルブ４・・・真空ポ
ンプ　５φ・−・αセンサ６・・Φ変換器　７・骨・制
御手段 ８・φ・ガス貯留器 ９．１０拳・ｅ電磁バルブ ａｅψ・ガス導入路　ｂ・・・ガス排出路Ｃ・・・ガス
供給路　ｄ・・・ガス放出路０１・危険信号 代理人　弁理士　赤澤−博 第１頁の続き ０発明者武１）正大 京都市中京区西ノ京桑原町１番地　株式会社島津製作所
三条工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱処理炉内の爆発性ガスの酸素比率を検出する酸素比率
   検出手段と、この酸素比率検出手段からの酸素比率情報
   を受信しているとともに、炉内ガスの酸素比率が操業条
   件に応じて設定される爆発限界比率又はその近傍の比率
   に達すると危険信号を出力するように構成された制御手
   段と、この制御手段からの危険信号を入力して炉内ガス
   の酸素比率を調整する酸素比率調整手段とを具備してな
   ることを特徴とする熱処理炉における安全装置。