JPS6020081A - 真空炉 - 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】 本発明はマグネシウムを燃焼させて残留酸素を除去し炉
内真空度を高める真空炉に係り、特に真空炉内の被加熱
物を加熱する加熱室を区画形成する区画部にマグネシウ
ムトラップを設けたことにより、加熱室外へのマグネシ
ウムの拡散を阻止し、炉内機器等へのマグネジ・クム付
着ににる８Ｎ能低下を防止し得ると共に、マグネシウム
除去作業を簡素化でき炉の操業度を向上し得る真空炉に
関する。

アルミニウム１１ｉ”１Ｍ体（主として熱交換器）の製
造方法として従来の塩浴法（ソルトバス法）に代って、
低コスト、低公害の理由から真空炉による方法が主流と
なりつつある。真空炉法では、アルミニウム製品のろう
付けを行なう際には高品質の製品を得るために、高い炉
内真空度が要求される。このため、真空ポンプで炉内を
真空引きにする他に、炉内にてマグネシウムを燃焼させ
て残留酸素や残留水分を除去するようにしている。マグ
ネシウムは、ろう材中に含有され、あるいは予めアルミ
ニウム製品に被覆された状態で加熱室に入れられ、５０
０℃以上に加熱されると気化し気体分子として炉内を飛
び回る。そして、気化状態のマグネシウムは炉内に残留
する酸素や水分と結合して酸化マグネシウムとなって、
炉内の残留酸素および残留水分を除去する。

このように、マグネシウムはゲッターとして寄与するが
、その反面、気化状態にある酸化マグネシウムおよびマ
グネシウムは湿度が４００℃以下になると固化し始め、
４００℃以下の物体に当るとその表面に付着し堆積する
という性質がある。このため、真空炉の加熱室以外の低
−温域、たとえば炉内壁、移動台車の車輪やその移送レ
ール、あるいは炉内を真空にするための真空ポンプ、真
空弁、電気導体の絶縁材等に付着し、それら機器類の機
能を低下させ”でしまう。

更に、それらマグネシウム付着堆積物の除去には手間が
かかると共にそれらを除去せず放置しておくと、堆積し
たマグネシウムおよび酸化マグネシウムに水分が吸着し
、真空排気時間が増大するという問題がある。

特に、移動台車により炉内にアルミニウム製品を搬入す
る炉にあっては、移動台車の熱ｍ散板が加熱室の床部を
なしているが、熱による変形、台車と炉内に固定された
加熱室壁との間の干渉等を考慮しχ台車と加熱室壁との
間には空隙を設ける必要があり、この空隙より加熱室内
で気化したマグネシウムが加熱室外へ飛び出し、低温部
のｙＰ壁や台車に付着する（イ）が多い。

また、一般に、アルミニウム製品を加熱し、ろう付けを
行った後、炉外部に設けられた循環ファン及び熱交換器
により炉内にＮｕガス等の不活性冷却ガスを強制循環さ
せて製品を冷却することが行われているが、固化したマ
グネシウム及び酸化マグネシウムの粉末が、これらの配
管や機器にも堆積し、メンテナンスに多くの労力を要し
ていた。

本発明は以上の従来の問題点に鑑み、これを有効に解決
すべく創案されたものであり、本発明の目的は、真空炉
内の被加熱物を加熱する加熱室を区画形成する区画部に
着脱可能にマグネシウムトラップを設け、該マグネシウ
ムトラップにより加熱室外へのマグネシウム及び酸化マ
グネシウムの拡散を防止するように構成したことにより
、炉内機器等へのマグネシウム付着を低減でき、マグネ
シウム付着による機器の機能低下を防止できると共に、
マグネシウム除去作業を軽減でき炉の稼働率を向上し得
る真空炉を提供するにある。

以下に本発明の好適一実施例を添付図面に従って詳述Ｊ
−る。

第１図において、１は真空炉であり、真空炉１は、円筒
状のシェル２と、シェル２の一端開口部に開閉自在に設
けられた扉３と、扉３を開閉駆動する開閉装置４と、大
型アルミニウム製熱交換器等の被加熱物５をシェル２内
に搬入、搬出する移送台車６と、移送台車６をシェル２
開口部側に案内し走行移動させるべく敷設された炉外レ
ール７とから主に構成されている。

一方、シェル２内には、第２図に示す如く、下方が開放
した断面Ｕ字状の加熱室フレーム８がシェル２軸り向に
沿って配設されており、加熱室フレーム８はシェル２か
ら吊下ロッド９により吊り下げられている。加熱室フレ
ーム８内壁面には、熱遮蔽板１０が張設されると共に、
加熱室１１内の被加熱物５を加熱するための電熱ヒータ
１２がサポート１３を介して取りつけられている。また
、加熱室フレーム８上壁には加熱後の加熱物を冷却する
ための冷却ガスを加熱室１１内に導入するための導入ｕ
８ａが形成され、導入口８ａには、これを開閉づ−るス
ライド式の開閉扉１４が設けられると共に導入口８ａ上
方のシェル２には冷却ガス導入管１５が接続されている
。更に、シェル２下方には、シェル２内に導入された冷
却ガスを排出する冷却ガス導出管１６が接続されると共
に、シェル２側方にはシェル２内を真空引きするための
真究排気管１７が接続されている。真空排気管１７には
、図示省略の真空ポンプが連設されている。

また、シェル２内底壁には、炉外レール７の延長線上に
炉内レール１８が敷設されると共に、移送台車６下部に
は走行車輪１９が設けられている。

更に、移送台車６上部には、加熱室フレーム８と同様に
熱遮蔽板１０及び電熱ヒータ１２が設けられ、また被加
熱物（以下、便宜上、加熱処理された加熱物をもいう。

）５を支持する支持台２０が設けられている。また、移
送台車６の両側部には、マグネシウム及び酸化マグネシ
ウムを吸着または捕捉すためのマグネシウムトラップ２
１が設けられている。

マグネシウムトラップ２１は、第２図ないし第３図に示
すように、捕集ケース２２とこれに止めねじ２３により
取り付けられるルーパー２４とから構成されている。台
車６側部には、その全長に亙つ−Ｃ上下に水平に横板２
５’、’２５がそれぞれ設りられると共に、横板２５．
２５間には横板２５に沿って所定間隔にて縦リブ２６が
設けられている。そして、横板２５と縦リブ２６により
区画される各収納スペース２７にマグネシウムトラップ
２１の捕集ケース２２がそれぞれ着脱自在に収納される
ようになっている。捕集ケース２２はその一側に開口部
２２ａを有する箱型状をなし、開口部２２ａには上段と
これより突出形成した下段とからなる段部が形成されて
おり、上段、下段にはそれぞれ開口部２２ａを覆うよう
にルーパー２４が取りつ【プられている。ルーパー２４
は第２図に示すように移送台車６側に向って傾斜させて
設置されている。また、移送台車６の上部に張設された
熱遮蔽板１０の両側端部には、加熱室フレーム８側に突
出させて突出部１０ａが形成されると共に、加熱室フレ
ーム８の熱遮蔽板１０の下端部にも上記台車６側の突出
部１０ａを挾むように突出部１０ａ、１０ａが形成され
ている。これら突出部１０ａは、高温の加熱室１１から
その外側の低湿部への熱の散逸を防止するためのもので
あって、高温部より低温部に至る温度勾配に直角に設置
される。

尚、本実施例においては、加熱室フレーム８、移送台車
６．熱遮蔽板１０．電熱ヒータ１２などから加熱室１１
を区画形成する区画部が形成されている。

次に上記構成の真空炉の作用について述べる。

被加熱物５は移送台車６に積載され台車６と共にシェル
２内に搬入される。搬入後、扉３が閉じられ真空ポンプ
の作動により類１内の大気は真空排気管１７から排出さ
れる。加熱室１１内の被加熱物５は電熱ヒータ１２の通
電により加熱されるが、加熱室１１内の温度が上昇する
と、被加熱物５や熱遮蔽板１０などに付着していたマグ
ネシウムは気化し、秒速１ｋｍ程度で加熱室１１内を反
射しながら飛び回り、その一部は加熱室１１内の酸素と
衝突し酸化マグネシウムとなる。こうして、加熱室１１
内の残留酸素は除去され類１内の真空度が高められる。

一方、シェル２内は常時、真空ポンプにより真空引きさ
れているので、加熱室１１内の気化状態にあるマグネシ
ウムおよび酸化マグネシウムＣよ、加熱室フレーム８と
移送台車６との間隙より加熱室１１外へと吸引され、更
に真空排気管１７から炉外に排出される。ところが、マ
グネシウムトラップ２１は、高温の加熱室内と低温の加
熱室外との中間部に位置しているため、マグネシウムお
よび酸化マグネシウムは、熱遮蔽板１０の突出部１Ｑａ
とマグネシウムトラップ２１とから形成されるＳ字状に
屈曲された通路を通過する際に、捕集ケース２２または
ルーパー２４に当たってそこに固化しイ」着堆積する。

従って、マグネシウムおよび酸化マグネジ「クム分子は
マグネシウムトラップ２１に吸着ないし捕集されて除去
されるので、加熱室１１外へ拡散することがなくなり、
シェル２内壁、移送台車６の走行車輪１６や炉内レール
１８あるいは真空ポンプ等へのマグネシウム付着を防止
でき、それらの機能低下を防ぐことができると共に、マ
グネシウム除去作業がほとんど不要となる。

ろう付は等の加熱処理が完了すると、炉内には加熱物５
を冷却するための不活性ガスが供給される。冷却ガスは
、冷却ガス導入管１５よりシェル２内に導入され、更に
開成された開閉扉１４の導入口８ａを通って加熱室１１
内に導かれ、そして、加熱物５を冷却して後、熱遮蔽板
１０問およびマグネシウムトラップ２１を通って冷却ガ
ス導出管１６から排出される。排出された冷却ガスは、
炉外の冷却ガス循環系に設けられた熱交換器で冷却され
、ファンにより圧送されて再び炉に供給される。この冷
却ガス循環中において、加熱室１１内面や加熱物５の表
面に付着したマグネシウムの固体粉末、あるいは冷却ガ
スにより直接冷却され固体化したマグネシウム粉が不活
性ガス気流に搬送されてマグネシウムトラップ２１に入
ってくる。

ところが、マグネシウムトラップ２１は、移送台車６の
長手方向全長に亙って分割して設けられているので、比
較的に大きな流路面積を有するため、マグネシウムトラ
ップ２１を通過する冷却ガスの流速を１ｍ／ｓｅｃ以下
に押えることができる。従って、比較的に小径のマグネ
シウム粉もマグネシウムトラップ２１にて捕集すること
ができる。このため、冷却ガス循環系へのマグネシウム
粉末の侵入を低減でき、メンテナンス労力を軽減できる
。

冷却終了後、加熱処理された加熱物５は移送台車６と共
に第１図の如くか外に搬出される。マグネシウムおよび
酸化マグネシウムはマグネシウムトラップ２１に吸着ま
たは捕集されるので、台車６側部の収納スペース２７か
らマグネシウムトラップ２１を引き出し、マグネシウム
トラップ２１からのマグネシウム除去するのみでマグネ
シウム除去作業が済む。マグネシウムトラップ２１から
のマグネシウム除去は、機械的方法、化学的方法（酸洗
い）、あるいは点火して燃やす方法により簡単にでき、
この際ルーパー２４を捕集ケース２２から取り外して実
施できる。尚、マグネシウム１〜ラツプ２１の予備品を
用意しておけば、マグネシウムトラップ２１からのマグ
ネシウム除去作業によって炉の操業度が低下することは
ない。

なお上記実施例においては、マグネシウム１〜ラツプ２
１を、移送台車６側部に設けたが、シェル２内の加熱室
１１を区画する区画部であればどこに設けてもよく、例
えば移送台車６の中央部に開孔部を形成し、該開孔部の
中央あるいは出口部にマグネシウムトラップを設けるよ
うにしてもよい。

以上要するに本発明によれば次のような優れた効果が得
られる。

（１ン　真空炉内の被加熱物を加熱する加熱室を区画形
成する区画部にマグネシウムトラップを設けて、マグネ
シウムトラップによりマグネシウムおよび酸化マグネシ
ウムを吸着ないし捕集するようにしたため、加熱室外へ
のマグネシウム及び酸化マグネシウムの拡散を防止でき
る。

（２）　従って、加熱室外の低温の炉内機器等へのマグ
ネシウム付着を低減でき、マグネシウム付着により機器
等の機能低下を防止できると共に、マグネシウム除去作
業を大幅に軽減することができる。

（３）　マグネシウム除去は着脱自在なマグネシウムト
ラップのみすれば足り、マグネシウム除去作業が簡易と
なるので、炉の操業度を向上できる・

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るものであって、第１図は真空炉全体
を示す概略側面図、第２図は真空炉の横断面図、第３図
は移送台車側部に収納されるマグネシウムトラップの分
解組立図である。 図中、１は真空炉、２はシェル、３は扉、５は被加熱物
（または加熱物ン、６は移送台車、８は加熱室フレーム
、１０は熱遮蔽板、１１は加熱室、１２は電熱ヒータ、
１４は開閉扉、１５は冷却ガス導入管、１６は冷却ガス
導出管、１７は真空排気管、１９は走行車輪、２１はマ
グネシウムトラップ、２２は捕集ケース、２４はルーバ
ー、２５は横板、２６は縦リブ、２７は収納スペースで
ある。 特Ｈ’？出願人　石川島ＷＩＭ重工業株式会社外１名 代理人弁理士　絹　谷　信　雄

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マグネシウムを燃焼させて炉内真空痕を高める真空炉に
   おいて、該真空炉内の被加熱物を加熱する加熱室を区画
   形成する区画部に着脱可能なマグネシウムトラップを設
   けたことを特徴とする真空炉。