JPS624802A - デワツクス装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、粉末成形品を焼結するための焼結炉に付帯さ
れるデワックス装置に関するものである。

［従来の技術］ 金属およびセラミック等の各種焼結材料は、周知のよう
に、原料粉末を目的形状に成形した後高温で焼結して製
造される。しかして、まず原料粉末から粉末成形品を造
る段階では、粉末粒子の成形性を確保する必要等から種
々の有機助剤（以下ワックスと総称する）が加えられる
が１反面焼結工程においてはこの混入ワックスが焼結晶
に諸々の悪影響を及ぼす有害物質として作用することに
なる。このため、粉末成形品を焼結するに当っては、そ
の前処理として成形品中に含まれているワックスを除去
しておかなければならない、そして、近時の焼結炉では
、そのデワックス工程と引き続く予備乃至本焼結工程と
を、単一の炉内で一貫工程の下に実施し、処理能率と熱
効率を高めるようにしている。モして又、この種の焼結
炉では、そのデワックス工程時に粉末成形品から発生す
るワックスペーパを真空吸引して、回収するために必要
なデワックス装置を付帯しているのが通例である。

このデワックス装置には、従来、焼結炉から排出される
ワックスペーパを含んだガスを流通する導管内に、冷却
フィン、邪魔板その他のメカニカルトラップからなるト
ラップ要素を介在せしめて構成したものが使用されてい
る。すなわち、ワックスペーパを含んだガスをその内部
に流通させると、そのトラップ要素の表面にワックスが
露結して凝結し、排ガス中からワックスを冷却トラップ
することができるものである。そして、この種のデワッ
クス装置では、内部のトラップ要素を冷却するための冷
却手段（例えば、水冷器、冷凍機の設置あるいは水、油
等の冷媒を直接内部に流し込むなど）と、逆にトラップ
要素を加熱するための加熱手段（例えば、加熱用ヒータ
の設置あるいは湯水等の熱媒を直接内部に流し込むなど
）とを併せもたせるようにし、ワックストラップ開始前
には内部のトラップ要素を十分に冷し込み、また焼結炉
の１乃至数チャージ毎にトラップ要素を加熱してその表
面等に凝着したワックスを溶解して回収するようにして
いる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、このような既存の装置では、その導管内に介入
しであるトラップ要素が使用に伴ない表面にワックスペ
ーパを凝着するにつれて、また昇温するにつれてそのト
ラップ能力が低下し、加えて導管の外周のヒータで保温
してその内壁にワックスが固着しないようにしているこ
ともあって、トラップ効率が必ずしも良くなく、゛この
ため下流側の配管系路や吸引用の真空ポンプ内でトラッ
プされなかったワックスペーパが付着して支障を来たす
トラブルを頻発している。また、この種のデワックス装
置では、前述のように、冷却手段と加熱手段とを別個に
付設もしくは準備しておかなければならず、装置が大型
複雑化したり、一連の熱処理工程における作業が煩雑な
ものになるなどの不具合も見られる。

本発明は、このような装置の現状に鑑み、従来のものよ
りも高いワックストラップ効率が約束できるとともに、
装置構成の簡易化１作業取扱い操作の簡便化その他種々
のメリットが期待できる新しいタイプのデワックス装置
を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記の目的を達成するために、ワックスペー
パを含んだガスを流通する導管と、この導管内に介在さ
れるトラップ要素と、このトラップ要素と熱的に接続さ
れる電子冷却素子とを具備してなることを特徴としてい
るものである。

［作用］ かかる電子冷却素子を具備してなるものであると、デワ
ックス工程においては、該電子冷却素子に対し一定の方
向から通電してそのコールドヘッドと熱的に接続される
導管内のトラップ要素を強制冷却することが可能となる
。このため導管内に介在されるトラップ要素は、絶えず
熱を奪われて常に十分低い温度に保持され、これにより
ワックストラップ効率の維持向上を図ることができる。

一方、トラップしたワックスを溶解回収する工程では、
電子冷却素子に前記工程と逆方向に通電するようにすれ
ばよい、すなわち、こうすると導管内のトラップ要素と
熱的に接続される電子冷却素子の前記コールドヘッドが
今度はホットヘッドに反転し、トラップ要素を有効に加
熱することができるからである。

このように、本発明によると、導管内に介在されるトラ
ップ要素と熱的に接続された電子冷却素子がそれ単独で
トラップ要素の冷却手段と加熱手段とを兼ねるものとな
り、しかもその切換が該電子冷却素子の直流電源回路に
介設される切換スイッチのスイッチイング操作で至便に
行ない得るものとなる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、真空焼結炉に本発明に係るデワックス装置を
付帯せしめてなるシステムの概要を図示している０図に
おいて、１は真空焼結炉のチャンバー、２はこのジャン
パー１内の炉心部に配置されたタイトボックスであって
、その内部に目的の処理物（粉末成形品）ａを収納する
。この処理物ａはタイトボックス２の外周に配置された
ヒータ３で加熱され一連の熱処理に供される。そして、
処理物ａから脱ワツクスするデワックス工程では、チャ
ンバー１に接続した導入管１ａから該チャンバー１内に
不活性ガス（フローガス）を流入せしめる一方、タイト
ボックス２に直接接続した排気管２ａからタイトボック
ス２内を真空吸引し、処理物ａから蒸発されるワックス
ペーパをチャンバー１内に供給したフローガスと共に漏
れなく外部に排出せしめるようにする。４は、前記排気
管２ａから排気系路５ａ、５ｂ等を経由してタイトボッ
クスｚ内からワックスペーパを含んだガスを排気するた
めの真空ポンプである。そして、これら排気系路５ａ、
５ｂ間にワックスペーパを含むガスを流通せしめ流通ガ
ス中からワックス分を除去するためのデワックス装置６
を介設している。

このデワックス装置６は、その下方部−偏に前記排気系
路５ａを連通接続しその上方部−偏に前記排気系路５ｂ
を連通接続して、焼結炉から排出されたワックスペーパ
を含むガスがその内部を上昇しながら流通されるように
した立型筒状の導管７と、この導管７内に多段に介在さ
れるトラ−２プ要素８と、導管７の外側に近接配置され
その中のトラップ要素８と熱的に接続される電子冷却ユ
ニット　（電、予冷却°素子）９等を具備して構成され
る。前記トラップ要素８は、この場合具体的には；各々
多数の通気用の穴８ａを開口し導管１内を複数１段に仕
切る邪魔板状のトラップ板８Ａと、各トラップ板８Ａの
上に密に積載されるラッシャリングのようなトラップ片
８Ｂとにより構成されたものである。そして、各トラッ
プ板８Ａは、その一端部８ｂが導管１を貫いて外部に延
出されている。なお、トラップ要素８を構成するこれら
の部材８Ａ、８Ｂは、好ましくは銅、黄銅系材料のよう
な熱伝導性の良い素材で形成される。

また、前記電子冷却ユニット９は、ペルテイエ効果を利
用する電子冷却素子を積層状に内蔵して構成されるもの
で、その−側と反対側（図において導管１との対向側と
その反対向側）とに、一方が発熱すると他方が冷却する
逆の熱挙動を営むサーマルヘッド９ａ、９ｂを設置する
ようにしている。ここに、各電子冷却素子９は、その基
本的な構造の一例を挙げれば第２図に示すように、Ｎ型
半導体９ＡとＰ型半導体９Ｂとを導体接点９Ｃ１９Ｄを
介し交互に配列接続して構成されるものなどが利用でき
る。そして、かかる電子冷却素子９は、その一端の端子
９Ｅと他端の端子９Ｆとに図示実線の極性で直流電圧を
印加するとその片側の接点９Ｃで冷却（Ｑｉｎ）、反対
側の接点９Ｄで発ｆｐｌ（Ｑ　ｏｕｔ　）　Ｌ、逆に図
示破線の極性で直流電圧を印加すると今度は接点９Ｃで
発熱（Ｑｏｕｔ）、接点９Ｄで冷却（Ｑｉｎ）する切換
自在のと一トポンプの役割を果す特性を有する。しかし
て、かかる電子冷却素子を内蔵している電子冷却ユニッ
ト９は、その電源入力端子９ｅ、９ｆに１逆接続可能な
切換スイッチ１１を介して直流電源１２から必要な作動
電力が通電されるようになっている。

モして又、この電子冷却ユニット９−側の前記サーマル
ヘッド９ａ側で、その各電子冷却素子と前記トラップ板
８Ａの一端部８ｂとが熱的に接続されている。具体的に
は、この各一端部８ｂと電子冷却ユニット９のサーマル
ヘッド９ａとが結合され、該一端部８ｂからの熱伝導で
導管７内の前記トラップ要素８、即ち、トラ−、プ板８
Ａ及びトラップ片８Ｂが冷却または加熱される。なお、
電子冷却ユニット９の導管７と反対側のサーマルヘッド
９ａ面に対しては、図示してないが、放熱または吸熱用
のファン等が設置される。

その他、図において１３．１４は前記排気系路５ａや導
管７等の外周に設けた保温用ヒータ、１５は導管７の底
部に溶解されて貯留されるワックスＷのドレンポート、
また１６は前記真空ポンプ４からの緋気口を示す。

さて、このような構成のデワックス装置６は。

次のように作用を営むものとなる。すなわち、焼結炉の
デワックス工程においては、各電子冷却素子９（電子冷
却ユニット）に直流電源１２から所定の方向から通電し
て、導管７側のサーマルヘッド９ａ側を冷却するように
する。すると、導管１内のトラップ要素８は、このコー
ルドへラド９ａと一端部８ｂが結合されたトラップ板８
Ａからの熱伝導で吸熱され強制冷却されることになる。

このため導管７内に介在されるトラップ要素８（トラッ
プ板８Ａ及びトラップ片８Ｂ）は、絶えず熱を奪われて
常に十分低い温度に保持され、これによりワックストラ
ップ効率を高めることができる。次いで、焼結炉の１チ
ヤージ乃至数チャージ毎に行なう装置内の溶解回収工程
では、その電源回路に介設した切換スイッチ１１の接続
を前記工程と逆に切換える。すると、電子冷却素子９は
逆方向から通電されて導管１側のサーマルヘッド９ａは
今度は発熱するホットヘッドに反転される。

そして、同様にトラップ板８Ａからの熱伝導でこの場合
にはトラップ要素８が加熱され、これによりトラップ要
素８に付着しているワックスが溶解されて導管１の底部
に集められ、ドレンボート１５により逐次回収される。

このように、このデワックス装置によると、その導管１
内に介在されるトラップ要素８と熱的に接続された電子
冷却素子９（電子冷却ユニット）がそれ単独でトラップ
要素８の冷却手段と加熱手段とを兼ねるものとなり、し
かもその切換が該電子冷却素子９の直流電源回路に介設
される切換スイッチ１２のスイッチング操作で至便に行
なえるものである。

したがって、このデワックス装置６を従来のものと比較
すると、以下の特徴または利点が列挙される。すなわち
、（ｉ）そのトラップ要素８を有効に強制冷却できるの
で、ワックストラフシブ効率が高められること、（ｉｉ
）電子冷却素子９が冷・熱手段を兼ね、そのスイッチン
グ操作で簡単に稼動条件を切換えることができること、
（ｉｉｉ）焼結炉と共にその自動制御が容易化されるこ
と、（ｉマ）ソリッドステートであるので故障が少ない
こと、（マ）水冷器等並びに加熱ヒータ等が不要となる
ので装置が小型で構造シンプルなものとなり、作業操作
も簡易になること、等である。

以上、一実施例について説明したが、本発明のデワック
ス装置ではその導管１内に介在せしめるトラップ要素８
の形式や、これと電子冷却素子９との熱的接続の態様は
、実施例で例示したものに特に限定されるものでないこ
とは勿論であって、その他種々に変更することができる
０例えば、後者の点に関しては、図示実施例の場合、そ
の電子冷却ユニット９を導管１の外部に配設し、導管１
内から延出したトラップ板８Ａの一端部８ｂを連結せし
めるようにしたが、これに代えて電子冷却ユニット９の
サーマルヘッド９ａを導管１内に直接露呈しトラップ要
素８との熱的接続を図ることもでき、熱移送効率の面で
はこの方が有利である。

［発明の効果］ 以上に説明したように、本発明のデワックス装置では、
導管内のトラップ要素と熱的に接続される電子冷却素子
を備えたことにより、従来のものよりも高いワックスト
ラップ効率が得られると同時に、装置構成の簡易化、作
業取扱い操作の簡便化その他種々のメリットが併せて得
られる画期的なものを提供することができたものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す焼結炉システムの概略
側断面図であり、第２図はそのデワックス装置に組み込
まれる電子冷却素子の基本構造例を示す構成説明図であ
る。 １・・拳チャンバ嗜 ２拳・・タイトボックス ２ａ１１１１・排気管 ａ・・拳処理物（粉末成形品） ３１１１ヒータ ４・・・真空ポンプ ５ａ、５ｂ争・・排気系路 ６・・・デワックス装置 ７・Φ・導管 ８・拳・トラップ要素 ８Ａ１１拳・トラップ板 ８ａ−・・穴、　　８ｂφ・・一端部 ８Ｂ・φｏトラップ片 ９・・・電子冷却素子（電子冷却ユニット）１１・・・
切換スイッチ １２・・・直流電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ワックスペーパを含んだガスを流通する導管と、この
   導管内に介在されるトラップ要素と、このトラップ要素
   と熱的に接続される電子冷却素子とを具備してなること
   を特徴とするデワックス装置。