TWM581661U - Combined protection bucket for high temperature process protected by inert atmosphere - Google Patents

Abstract

本新型為一種惰性氣氛保護之高溫製程用的組合式保護桶，其包含至少一薄板及至少二個緊固件，緊固件分別套設於呈圓筒狀的薄板之兩端，薄板之各端穿設於其中一緊固件之固定部中，藉由薄板來套設於設備加熱熱場之外，再以兩端的緊固件來加以固定薄板，則可簡化製作保護桶的製程，整體而言有效降低製作成本。

Description

惰性氣氛保護之高溫製程用的組合式保護桶

本新型係指一種保護桶，尤指一種用於惰性氣氛保護之高溫製程的組合式保護桶。

在進行惰性氣氛保護之高溫相關的製程中，設備通常採用碳纖維氈做為最外側的保溫材料，確保熱場區域內部的高溫不易散逸到外界；但碳纖維氈結構容易產生粉塵或其他雜質，恐影響產品品質，因此維持熱場區域的穩定性至關重要，舉例而言，熱場區域的反應須保護而不受外界物質干擾，或熱場區域的溫度需要被維持恆定。因此，現有技術提供一種該製程用的保護桶，來圍繞於加熱熱場外而加以保護。

現有技術之惰性氣氛保護之高溫製程用的保護桶，其一係提供一實心的柱體，再將柱體中心挖空而製作成具有特定桶徑的預成形體，接著再對桶壁進行增密、石墨化等製程；或以碳纖維製成具特定厚度以上的預成形體，例如針扎成形、纏繞成形、層疊成形等各種方式，並進行固化成形後，再反覆進行增密、石墨化等製程。無論何種作法，現有技術之惰性氣氛保護之高溫製程用的保護桶係為單一厚度之結構體，為確保結構之強度與穩定性，其厚度必須達特定厚度以上，均需要較複雜的製程，則生產時間長而導致成本較高。

有鑑於此，本新型係將現有技術的保護桶加以改良，以改善複雜製程及高製作成本的問題。

為達到上述之新型目的，本新型提供一種惰性氣氛保護之高溫製程用的組合式保護桶，一種惰性氣氛保護之高溫製程用的組合式保護桶，其中包括：至少一薄板，其為碳材料所製，其呈圓筒狀；至少二個緊固件，其分別套設於呈圓筒狀的薄板之兩端，各緊固件呈環形且至少一端之端面處成形有至少一固定部，各薄板之各端穿設於其中一緊固件之所述固定部中。

本新型的優點在於，藉由薄板來套設於所欲保護之熱場區域外，再以兩端的緊固件將薄板加以固定，則僅須製作薄板及緊固件後再加以組裝即可完成，則能簡化製作保護桶的製程，以薄型化圓筒狀碳材料來達到所需之保護性，以組合的方式維持整體結構強度。進一步而言，由於薄板本身的量體小，在高溫作業時的升溫、降溫階段，僅需較少的能量即可達到所欲的工作溫度，進而達到節能效果。進一步而言，若薄板為高彎折特性，而在設備所在處才圍繞成圓筒狀，而且片狀薄板在運送過程中，亦可將薄板層疊、緊固件層疊而加以運送，則能有效節省運送時所佔據的體積，整體而言能更有效降低製作成本與便利性。

10、10A、10B、10C、10D、10F、10G‧‧‧薄板

100H‧‧‧子薄板

101E‧‧‧第一薄板

102E‧‧‧第二薄板

103E‧‧‧第三薄板

104E‧‧‧第四薄板

11‧‧‧中空區域

20、20B、20D、20F、20H‧‧‧緊固件

20A、20C、20E、20G‧‧‧端部緊固件

200H‧‧‧子緊固件

201、201A、201B、201C、201F、201G‧‧‧環槽

201D、201E‧‧‧內環槽

202B、202C‧‧‧容槽

202D、202E‧‧‧外環槽

203H‧‧‧第一銜接部

204H‧‧‧第二銜接部

205H‧‧‧長貫孔

206H‧‧‧長槽

21A、21C、21E、21G‧‧‧中介緊固件

211A、211C、211G‧‧‧環槽

211E‧‧‧內環槽

212E‧‧‧外環槽

212C‧‧‧容槽

30B、30C‧‧‧加強柱

30H‧‧‧支撐板

301H‧‧‧狹槽

圖1A為本新型第一實施例之立體圖。

圖1B為本新型第一實施例之元件分解圖。

圖1C為本新型第一實施例之剖面圖。

圖2A為本新型第二實施例之立體圖。

圖2B為本新型第二實施例之元件分解圖。

圖2C為本新型第二實施例之剖面圖。

圖3A為本新型第三實施例之立體圖。

圖3B為本新型第三實施例之剖面圖。

圖4A為本新型第四實施例之立體圖。

圖4B為本新型第四實施例之剖面圖。

圖5A為本新型第五實施例之立體圖。

圖5B為本新型第五實施例之元件分解圖。

圖5C為本新型第五實施例之剖面圖。

圖6A為本新型第六實施例之立體圖。

圖6B為本新型第六實施例之元件分解圖。

圖6C為本新型第六實施例之剖面圖。

圖7A為本新型第七實施例之立體圖。

圖7B為本新型第七實施例之剖面圖。

圖8A為本新型第八實施例之立體圖。

圖8B為本新型第八實施例之剖面圖。

圖9A為本新型第九實施例之立體圖。

圖9B為本新型第九實施例之元件分解圖。

圖9C為本新型第九實施例之剖面圖。

圖9D為本新型第九實施例拿掉上方緊固件之上視圖。

以下配合圖式及本新型之實施例，進一步闡述本新型為達成預定新型目的所採取的技術手段，其中圖式僅為了說明目的而已被簡化，並通過描述本新型的元件和組件之間的關係來說明本新型的結構或方法新型，因此，圖中所示的元件不以實際數量、實際形狀、實際尺寸以及實際比例呈現，尺寸或尺寸比例已被放大或簡化，藉此提供更好的說明，已選擇性地設計和配置實際數量、實際形狀或實際尺寸比例，而詳細的元件佈局可能更複雜。

請參閱圖1A所示，本新型包含有至少一薄板10及至少二個緊固件20。

該薄板10係為碳材料所製並呈圓筒狀，在一實施例中，該薄板10為碳碳複合材料(carbon-carbon composite material)、石墨材料等材質所製，但不以此為限。該薄板10可在預成形時即成形為圓筒狀或捲繞成圓筒狀。在一實施例中，該薄板10係具有高彎折特性，係繞成圓筒狀而圍繞一中空區域11，中空區域11之大小則依據所需而設定，單一薄板10亦可由多塊子薄板分別繞成弧形銜接為一圓筒狀而成。在一實施例中，薄板10之厚度為0.5至2.5mm，密度為1.3至2.0g/cm³。

請參閱圖1B及圖1C所示，所述之緊固件20分別套設於繞成圓筒狀之薄板10的兩端，各緊固件20呈環形且至少一端之端面處成形有一固定部，各薄板10之各端穿設於其中一緊固件20之固定部中，以使薄板10固定於緊固件20之間，而無須額外的接合結構加以輔助。在一實施例中，緊固件20為石墨材料所製，但不以此為限。在一實施例中，緊固件20之高度為3至300mm，緊固件20之壁厚為3至150mm，緊固件20之密度為0.8至8.0g/cm³。

使用時，係將薄板10圍繞於所欲保護之惰性氣氛保護之高溫製程設備(如單晶爐)外，使該設備之熱場區域位於薄板10所圍繞之中空區域11中， 再以緊固件20將薄板10加以固定。因此，本新型不但製作簡單，且可在現場依照需求組裝為所欲的大小。

本新型之薄板及緊固件的數量及結合方式，係依照需求而有不同的變化態樣，以下詳述各實施例。

請參閱圖1A至圖1C所示，本新型之第一實施例係包含有一薄板10及兩緊固件20，兩緊固件20分別套接於薄板10之兩端，各緊固件20之固定部為由一端面內凹成形之環槽211，使該薄板10之兩端分別插設於所述緊固件20之環槽201中，利用薄板10本身的彈性所產生之向外擴張的力量，以使薄板10嵌卡於緊固件20的環槽201中，則薄板10可穩固的固定於緊固件20之間。在一實施例中，緊固件20之環槽201的深度為1.5至150mm；在一實施例中，緊固件20之環槽201的深度與緊固件20之高度的比例為0.2至0.9；在又一實施例中，緊固件20之環槽201的深度與薄板10之高度的比例為0.01至0.5。

請參閱圖2A至2C所示，本新型之第二實施例係包含有兩薄板10A、兩端部緊固件20A及一中介緊固件21A，各緊固件20A、21A之固定部為由端面內凹成形之環槽201A、211A，薄板10A呈堆疊設置，該中介緊固件21A之兩端面均內凹成形有環槽211A，各薄板10A之一端插設於相對應之端部緊固件20A的環槽201A中，各薄板10A之另一端插設於該中介緊固件21A之相對應的環槽211A中，則各薄板10A之兩端分別為其中一端部緊固件20A及該中介緊固件21A。藉由堆疊薄板10A，來延長薄板10A所能圍繞的高度，並藉由中介緊固件21A來固定堆疊的薄板10A。

請參閱圖3A至3B所示，本新型之第三實施例係包含有一薄板10B、兩緊固件20B及多個加強柱30B，各緊固件20B之固定部為由一端面內凹成形之環槽201B，兩緊固件20B分別套接於薄板10B之兩端，使該薄板10B之兩端分別插設於所述緊固件20B之環槽201B中，各緊固件20B設有環槽201B之端面內 凹成形有多個間隔設置的容槽202B，所述容槽202B相對位於該環槽201B之外側，各加強柱30B之兩端分別插設於所述緊固件20B之相對應的容槽202B中，使所述加強柱30B排列設置於該薄板10B之外側。藉由加強柱30B的設置，來分散並吸收緊固件20B對薄板10B的壓力，進而強化整體強度。在一實施例中，為了使加強柱30B能有效分散並吸收緊固件20B對薄板10B的壓力，設置加強柱30B用的容槽202B之深度大於或至少等於設置薄板10B用的環槽201B之深度。

進一步而言，加強柱與緊固件之間可藉由不同於前述的方式加以結合，例如透過額外的鎖固件來固定加強柱與緊固件之間，或在加強柱上設有固定槽並在緊固件上設有延伸的固定凸緣來加以固定，但不以此為限。

請參閱圖4A至4B所示，本新型之第四實施例係包含有兩薄板10C、兩端部緊固件20C、一中介緊固件21C、及多個加強柱30C，薄板10C呈堆疊設置，各緊固件20C、21C之固定部為由端面內凹成形之環槽201C、211C，各薄板10C之一端插設於相對應之端部緊固件20C的環槽201C中，各薄板10C之另一端插設於該中介緊固件21C之相對應的環槽211C中，則各薄板10C之兩端分別為其中一端部緊固件20C及該中介緊固件21C，各加強柱30C之兩端分別插設於所述緊固件20C、21C之相對應的容槽202C、212C中。藉由堆疊薄板10C，來延長薄板10C所能圍繞的高度，並藉由中介緊固件21C來固定堆疊的薄板10C，另藉由加強柱30C的設置，來強化整體強度。

請參閱圖5A至圖5C所示，本新型之第五實施例係包含有兩薄板10D及兩緊固件20D，各緊固件20D之固定部包含有由端面內凹成形之內環槽201D及外環槽202D，各緊固件20D之一端的端面處內凹成形有內環槽201D及外環槽202D，其中一薄板10D的兩端分別插設於兩緊固件20D之內環槽201D中，另一薄板10D的兩端分別插設於兩緊固件20D的外環槽202D中，則兩緊固件20分別套接於薄板10之兩端，內環槽201D與外環槽202D之間具有一間距d₁，使得兩薄 板10D之間具有一間距d₂，d₁及d₂均大於零，當位於中空區域11D的熱場區域之熱能散溢至位於內側的薄板10D時，基於間距d₂的設置形成一氣體保溫層，而不會使熱能直接由內側的薄板10D傳遞至外側的薄板10D，進而達到保溫的效果，以維持熱場區域的工作溫度，進一步減少耗能。

請參閱圖6A至圖6C所示，本新型之第六實施例係包含有一第一薄板101E、一第二薄板102E、一第三薄板103E、一第四薄板104E、兩端部緊固件20E及一中介緊固件21E，各緊固件20E、21E之固定部包含有由端面內凹成形之內環槽201E、211E及外環槽202E、212E，各中介緊固件21E之兩端面均內凹成形有一內環槽211D及一外環槽212D，該第一薄板101E之一端插設於相對應端部緊固件20E的內環槽201E中，另一端插設該中介緊固件21E之相對應的內環槽211E中，該第二薄板102E之一端插設於相對應端部緊固件20E的外環槽202E中，另一端插設該中介緊固件21E之相對應的外環槽212E中，該第三薄板103E之一端插設於相對應端部緊固件20E的外環槽201E中，另一端插設該中介緊固件21E之相對應的內環槽211E中，該第四薄板104E之一端插設於相對應端部緊固件20E的外環槽202E中，另一端插設該中介緊固件21E之相對應的外環槽212E中，該第一薄板101E及該第二薄板102E對應相同的端部緊固件20E，該第三薄板103E及該第四薄板104E對應相同的端部緊固件20E，而該第一薄板101E與該第三薄板103E對應不同的端部緊固件20E。藉由堆疊第一至第四薄板101E、102E、103E、104E，來延長第一至第四薄板101E、102E、103E、104E所能圍繞的高度，並藉由中介緊固件21E來固定堆疊的薄板10E，並藉由第一至第四薄板101E、102E、103E、104E之間的間距d₂而不會使熱能直接由內側的第一及第三薄板101E、103E傳遞至外側的第二及第四薄板102E、104E，進而達到保溫的效果，以維持熱場區域的工作溫度。

請參閱圖7A至圖7B所示，本新型之第七實施例係包含有多片薄板10F及兩緊固件20F，所述薄板10F平行層疊，兩緊固件20F分別套接於所述薄板10F之兩端，各緊固件20F之固定部為由端面內凹成形之環槽201F，使所述薄板10F之兩端分別插設於所述緊固件20F之環槽201F中。藉由層疊的薄板10F，來強化整體強度。

請參閱圖8A至8B所示，本新型之第八實施例係包含有多片薄板10G、兩端部緊固件20G及一中介緊固件21G，所述薄板10G平行層疊為兩組而呈堆疊設置，各緊固件20G、21G之固定部為由端面內凹成形之環槽201G、211G，各薄板10G之一端插設於相對應之端部緊固件20G的環槽201G中，各薄板10G之另一端插設於該中介緊固件21G之相對應的環槽211G中，則各薄板10G之兩端分別為其中一端部緊固件20G及該中介緊固件21G。藉由堆疊薄板10G，來延長薄板10G所能圍繞的高度，並藉由中介緊固件21G來固定堆疊的薄板10G，又藉由層疊的薄板10G，來強化整體強度。

請參閱圖9A至圖9D所示，本新型之第九實施例係包含有多片子薄板100H、兩緊固件20H及多個支撐板30H，所述子薄板100H繞成弧形且各支撐板30H設於兩相鄰的子薄板100H之間，以圍繞成圓筒狀，各緊固件20H包含有多個子緊固件200H，子緊固件200H之數量與支撐板30H之數量相同，各子緊固件200H呈弧形且一端延伸成形有一第一銜接部203H、另一端延伸成形有一第二銜接部204H，第一銜接部203H與第二銜接部204H呈錯位設置，而使相鄰的子緊固件200H藉由第一銜接部203H與第二銜接部204H的搭接，圍繞組合成該緊固件20H，所述支撐板30H分別設置於相鄰緊固件200H之搭接處，並以螺釘40H穿設螺合於第一銜接部203H、第二銜接部204H及支撐板30H，以將各子緊固件200H與所述支撐板30H加以固定。設置於相對上方之緊固件20H的固定部為設置於各子緊固件200H之長貫孔205H，設置於相對下方之緊固件20H的固定部為設置於 各子緊固件200H之長槽206H，各子薄板100H貫穿上方之子緊固件200H的長貫孔205H後，再向下插入下方之子緊固件200H的長槽206H中。在一實施例中，各支撐板30H之兩側邊內凹成形有一狹槽301H，所述子薄板100H之兩側邊穿設於相對應之支撐板30H的狹槽301H中，穿設於相對應之支撐板30H的狹槽301H中，以加強子薄板100H與支撐板30H圍繞成圓筒狀的穩定性，並避免子薄板100H與支撐板30H間產生縫隙。在另一實施例中，可進一步增設一緊固件於前述兩緊固件之間，並為具有長貫孔之子緊固件所對接而呈以供子薄板貫穿設置，支撐板係分別固定於各緊固件之間，當子薄板較長以對應較高的保護範圍時，透過中介緊固件的設置能強化整體強度。

以上所述僅是本新型的實施例而已，並非對本新型做任何形式上的限制，雖然本新型已以實施例揭露如上，然而並非用以限定本新型，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本新型技術方案的內容，依據本新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本新型技術方案的範圍內。

Claims (16)

1. 一種惰性氣氛保護之高溫製程用的組合式保護桶，其中包括： 至少一薄板，其為碳材料所製，其呈圓筒狀； 至少二個緊固件，其分別套設於呈圓筒狀的薄板之兩端，各緊固件呈環形且至少一端之端面處成形有至少一固定部，各薄板之各端穿設於其中一緊固件之所述固定部中。
2. 如請求項1所述之惰性氣氛保護之高溫製程用的組合式保護桶，其中薄板之厚度為0.5至2.5mm，密度為1.3至2.0g/cm ³。
3. 如請求項1所述之惰性氣氛保護之高溫製程用的組合式保護桶，其中所述薄板為碳碳複合材料所製。
4. 如請求項1所述之惰性氣氛保護之高溫製程用的組合式保護桶，其中所述薄板捲繞成圓筒狀。
5. 如請求項1至4任一項所述之惰性氣氛保護之高溫製程用的組合式保護桶，其中所述薄板係包含有兩片薄板，所述緊固件係包含有兩個端部緊固件及一中介緊固件，所述薄板呈堆疊設置，各緊固件之固定部為環槽，各端部緊固件於其中一端面處內凹成形有所述環槽，該中介緊固件於兩端面處均內凹成形有所述環槽，各薄板之一端插設於相對應之端部緊固件的環槽中，各薄板之另一端插設於該中介緊固件之相對應的環槽中，則各薄板之兩端分別為其中一端部緊固件及該中介緊固件。
6. 如請求項5所述之惰性氣氛保護之高溫製程用的組合式保護桶，其進一步包含有多個加強柱，所述加強柱間隔排列設置於該薄板之外側，各加強柱與緊固件相互固定。
7. 如請求項6所述之惰性氣氛保護之高溫製程用的組合式保護桶，其中各端部緊固件於成形所述環槽之端面亦成形有多個間隔設置的容槽，該中介緊固件之兩端面處成形有多個間隔設置的容槽，所述容槽相對位於所述環槽之外側，各加強柱之兩端分別插設於所述緊固件之相對應的容槽中。
8. 如請求項1至4任一項所述之惰性氣氛保護之高溫製程用的組合式保護桶，其中所述薄板包含有一片薄板，所述緊固件包含有兩個緊固件，並進一步包含有多個加強柱，各緊固件之固定部為環槽，各緊固件於其中一端面處內凹成形有所述環槽，所述加強柱間隔排列設置於該薄板之外側，各加強柱與緊固件相互固定。
9. 如請求項8所述之惰性氣氛保護之高溫製程用的組合式保護桶，其中各緊固件之端面處亦成形有多個間隔設置的容槽，所述容槽相對位於所述環槽之外側，各加強柱之兩端分別插設於所述緊固件之相對應的容槽中。
10. 如請求項1至4任一項所述之惰性氣氛保護之高溫製程用的組合式保護桶，其中所述薄板包含有兩片薄板，所述緊固件包含有兩個緊固件，各緊固件之固定部包含有一內環槽及一外環槽，其中一薄板的兩端分別插設於所述緊固件之內環槽中，另一薄板的兩端分別插設於所述緊固件的外環槽中，則所述緊固件分別套接於所述薄板之兩端，各緊固件之所述內環槽與所述外環槽之間具有一第一間距，則所述薄板之間具有一第二間距，該第一間距及該第二間距均大於零。
11. 如請求項1至4任一項所述之惰性氣氛保護之高溫製程用的組合式保護桶，其中所述薄板包含有一第一薄板、一第二薄板、一第三薄板及一第四薄板，所述緊固件包含有兩個端部緊固件及一中介緊固件，各端部緊固件之固定部包含有一內環槽及一外環槽，各端部緊固件於其中一端面處內凹成形有所述環槽，該中介緊固件於兩端面處均內凹成形有所述環槽，該中介緊固件之所述環槽包含有一內環槽及一外環槽，該第一薄板之一端插設於相對應端部緊固件的內環槽中，另一端插設該中介緊固件之相對應的內環槽中，該第二薄板之一端插設於相對應端部緊固件的外環槽中，另一端插設該中介緊固件之相對應的外環槽中，該第三薄板之一端插設於相對應端部緊固件的外環槽中，另一端插設該中介緊固件之相對應的內環槽中，該第四薄板之一端插設於相對應端部緊固件的外環槽中，另一端插設該中介緊固件之相對應的外環槽中，該第一薄板及該第二薄板對應相同的端部緊固件，該第三薄板及該第四薄板對應相同的端部緊固件，而該第一薄板與該第三薄板對應不同的端部緊固件，各緊固件之所述內環槽與所述外環槽之間具有一第一間距，則該第一薄板與該第二薄板之間具有一第二間距，該第三薄板與該第四薄板之間具有一第三間距，該第一間距、該第二間距及該第三間距均大於零。
12. 如請求項1至4任一項所述之惰性氣氛保護之高溫製程用的組合式保護桶，其中所述薄板包含有多片薄板，所述緊固件包含有兩個緊固件，各緊固件之固定部為環槽，各緊固件於其中一端面處內凹成形有所述環槽，所述薄板呈平行層疊。
13. 如請求項1至4任一項所述之惰性氣氛保護之高溫製程用的組合式保護桶，其中各緊固件之固定部為環槽，所述環槽的深度與緊固件之高度的比例為0.2至0.9、或各緊固件之環槽的深度與薄板之高度的比例為0.01至0.5。
14. 如請求項1至4任一項所述之惰性氣氛保護之高溫製程用的組合式保護桶，其中所述薄板包含有多片子薄板，所述緊固件包含有兩緊固件，各緊固件包含有多個子緊固件，並進一步包含有多個支撐板，所述子薄板繞成弧形且各支撐板設於兩相鄰的子薄板之間，以圍繞成圓筒狀，各子緊固件呈弧形且一端延伸成形有一第一銜接部、另一端延伸成形有一第二銜接部，第一銜接部與第二銜接部呈錯位設置，而使相鄰的子緊固件藉由第一銜接部與第二銜接部的搭接，圍繞組合成該緊固件，所述支撐板分別設置於相鄰緊固件之搭接處，並以螺釘穿設螺合於第一銜接部、第二銜接部及支撐板，以將各子緊固件與所述支撐板加以固定，設置於相對上方之緊固件的固定部為貫穿成形於各子緊固件之長貫孔，設置於相對下方之緊固件的固定部為內凹成形於各子緊固件之一端面的長槽，各子薄板貫穿上方之子緊固件的長貫孔並向下插入下方之子緊固件的長槽中。
15. 如請求項14所述之惰性氣氛保護之高溫製程用的組合式保護桶，其中各支撐板之兩側邊內凹成形有一狹槽，所述子薄板之兩側邊穿設於相對應之支撐板的狹槽中，穿設於相對應之支撐板的狹槽中。
16. 如請求項14所述之惰性氣氛保護之高溫製程用的組合式保護桶，其中進一步包含有一緊固件設於前述兩緊固件之間，該緊固件為具有長貫孔之子緊固件對接而成，子薄板分別貫穿具有長貫孔之子緊固件，支撐板分別固定於各緊固件之間。