JPH0431330A - 有底管を加熱真空成型するための炉 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、有底管を短時間で加熱真空成型することので
きる炉の構造に関する。

［従来の技術］ 自動化学分析装置等においては、透明な反応セルに被検
試料を収容し、光を照射して分析、測定を行っている。

この反応セルとしては、通常、有底の角管状のものが用
いられ、例えば、ガラスあるいは石英などでできた有底
の円筒管を加熱真空成型することにより作成される。そ
の際用いられる作成方法の一つとして、例えば特公平１
−３８０５５号公報に記載されているものがある。

第３図は、上記公報に記載されている作成方法を説明す
るための図である。第３図において、１は電気炉で、そ
の内底部にヒータ２が設置されている。この電気炉内に
、所望の形状に精密加工ｌまた芯金３を内部に挿入した
ガラス又は石英製の有底円筒管４が上方から徐々にゆっ
くりと挿入される。有底円筒管４の炉外に露出している
開口端部は、接続管５を介して図示しない真空ポンプと
接続されており、その内部は常時真空状態に維持される
。

そして、電気炉の内底部に配設されたヒータ２によって
、有底円筒管４は底面部から徐々に加熱を受け、軟化し
たガラス又は石英は管４の内外の圧力差によって中の芯
金に押し付けられるため、芯金２の外形に合わせて成型
される。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、加熱真空成型では、芯金と管との間にガスが
残留するとその部分に気泡が発生し成型精度が低下する
ため、真空排気１７ていない方の端部から徐々に成型を
行うようにし、そちら側から徐々にガスを抜き出して気
泡か発生しないようにすることか必要とされている。

そこで、上述（７た従来の加熱真空成型方法では、内底
部にヒータを配設した加熱炉内に有底管４を徐々にゆっ
くりと下降させ、加熱真空成型を底部から徐々に行うよ
うにしている。

しかしながら、この様に有底管を徐々にゆっくりと下降
させるのでは、１回の成型に要する時間が長くなること
は避けられないし、有底管を一定速度でゆっくりと下降
させるための機構が必要となり、複雑な速度制御も必要
である。

それに加えて、前述１７た気泡の発生が必ずしもなくな
らないという問題点もあった。これは、徐々に下降させ
ていっても、芯金の全体が電気炉内へ入り切らない内は
、芯金の炉内に入っていない部分からの外部への熱放散
により、芯金全体の温度が成型に必要な温度まで上昇せ
ず、芯金全体が電気炉内へ入った途端に芯金の温度か上
昇し、有底管の全体で加熱真空成型が始まるためである
と思われる。これには、第３図のような電気炉内では、
ヒータに近い底面部と、高温になった空気が上昇して停
滞している上部とか他の部分に比べて高温になっている
ことも一因となっていると思われる。

この様な気泡ができると、−旦冷やして芯金と有底管と
の間に隙間を作った後、再度加熱真空成型を行い、それ
でも気泡が取れない場合にはそれを更に繰り返す必要が
ある。従来は、平均で４回程度成型を繰り返していたた
め、冷却に要する時間も加えると、全体の成型時間は極
めて長くなってしまう。

そこで、本発明者らは、第４図に示すように炉］の底部
に配置されるヒータ２の上に石英管６を直立させ、その
石英管６内へ芯金３を挿入した有底管４を一気に挿入さ
せる方式を試みた。この様にすれば、−気に挿入された
有底管４は、底部に配置されたヒータ２によって加熱さ
れ上昇する高温度の空気によって加熱され、しかも有底
管４の底部はヒータ２からの熱輻射も併せて受けるため
、有底管４は底部はど高温度になり、底部から徐々に成
型され気泡の発生が減少するのではないかと考えられた
。また、−気に有底管を挿入することによって石英管内
部の温度が一旦低下しても、内部を上昇する空気によっ
て加熱されかなりの熱容量を持つ石英管によって囲まれ
ているため、温度は速やかに回復し、−気に挿入しても
成型に悪影響は出ないと考えられた。

しかしなから、この方式においても、気泡は必ずしも減
少せず、そのため、４回程度の成型を繰り返さなければ
ならない状態は第３図の従来例と大差なかった。

これは、熱源であるヒータが炉の底部のみに存在するた
め、石英管内でヒータに近い底部と高温になった空気か
上昇して停滞している上部が他の部分に比べて高温にな
っており、そのため底部と上部から有底管の成型が始ま
ってしまい、底部から徐々にという理想的な成型が行わ
れなくなって気泡が発生しているものと推測される。

本発明は、上述した諸点に鑑みてなされたものであり、
有底管を短時間で加熱真空成型することのできる炉を提
供することを目的としている。

［課題を解決するだめの手段］ この目的を達成するため、本発明にかかる炉は、炉内に
外部と一端が連通ずるように配置される管状放熱体と、
該管状放熱体の周囲に配置される発熱体とを備え、該発
熱体からの熱輻射によって管状放熱体を加熱すると共に
、連通口を介して外部から該管状放熱体の内部に被加熱
物を挿入して加熱するようにしたことを特徴としている
。

［作用］ 本発明では、加熱炉内に管状放熱体を配置し、この管状
放熱体を周囲に配置したヒータからの熱輻射によって均
一に加熱し、外部からこの管状放熱体の中に有底管を挿
入して有底管を加熱真空成型するようにしている。

［実施例］ 以下、図面に基づき本発明の一実施例を詳説する。

第１図は本発明の一実施例の構成を示す断面図、第２図
は第１図におけるＡ　−Ａ断面図である。第１図及び第
２図において、加熱炉本体１１の内面はグラスウールな
どで出来た断熱壁１２によって囲まれると共に、その上
部は２重の断熱蓋１３゜１４によって覆われている。１
５は、加熱炉内に直立状態で配設される石英管で、１列
に４本がほぼ等間隔で並べられ、それが適当な間隔で３
列設けられている。各石英管の上端は、上記断熱蓋１３
に石英管の位置及び外径に合わせて開けられた穴１６に
挿入されて固定されると共に、その下端は、断熱材でで
きたスペーサ１７によって横方向にずれないように位置
決めされている。

スペーサ１７の上には、石英管１８内に発熱体１９を収
容した４本の棒状ヒータ２０が、３列の石英管１５を間
に挟むように配置されている。また、上記断熱蓋１４に
は、被成型物である有底管２３を石英管１５内へ挿入す
るための挿入口２１が石英管１５の位置に合わせて開け
られている。

２２は、有底管２３を図示しない真空ポンプに接続する
ための接続管である。なお、すべての有底管２３は、図
示しない保持及び上下動機構によって、一体的に挿入口
２１を介して石英管１５内へ挿脱される。

上記構成において、石英管１５及び１８の表面は、砥石
加工等による処理を施すことによりすりガラス面とされ
、不透明な状態になっている。そのため、発熱体１９に
通電し、て発熱させ石英管１８を全長にわたって均一な
高温度に加熱すると、石英管１８表面からはあらゆる方
向へ赤外線か放射される。そして、石英管１８から放射
された赤外線を受けた石英管１５は、やはりその表面の
凹凸により赤外線を有効に吸収し２、全長にわたつで高
温度になる。もちろん、ヒータに接触している空気もヒ
ータにより加熱され、その加熱された空気の対流によっ
ても石英管〕５は加熱される。

この様にして全長にわたって高温度に加熱された石英管
１５の内部は、底部も上部も中間部もほぼ同じ温度に設
定される。この様に１７で全体がほぼ同じ温度になって
いる石英管１５の中へ、挿入口２１を介して芯金を内部
に収容した有底管２３が一気に挿入され、第１図の位置
すなわち、有底管の底部がヒータ２０によって挟まれる
程度の位置に配置される。挿入された有底管２３は、石
英管１５内の高温に加熱された空気からの熱伝達及び石
英管１５からの熱輻射によって全体に均一に加熱され、
急速に温度上昇する。その際、加熱は全体に均一に行わ
れるが、有底管の端部は常温に近い炉外に露出しており
、そちらへ向けて熱か散逸するため、有底管全体として
は、底部か最も温度か高く、上部へ向けて徐々に温度の
低下する比較的ゆるやかな温度勾配か発生する。そのた
め、有底管は底部から徐々に加熱真空成型されることに
なり、理想的に近い加熱真空成型を行うことができる。

本発明を実施した結果、気泡の発生が著しく減少し、多
くても２回の真空加熱成型で、これまで４回の成型で作
成したものと同等の製品を作成することができた。その
ため、全体の成型時間も著しく減少し、生産性も格段に
向上した。

有底管２３が挿入された直後、石英管１５内の温度は一
時低下するが、挿入された有底管２３は、有底管に近い
位置に配置される熱容量の大きな石英管１５によって周
囲を囲まれているため、石英管１５からの放熱を受けて
その内部温度は急速に回復する。そのため、有底管２３
の温度も急速に上昇し、１回の加熱真空成型も短時間で
完了することになる。

尚、上述した実施例では、有底管を加熱するための管状
放熱体とＬ７て、すりガラス面処理された石英管１５を
使用したか、周囲に配置されたヒータからの熱輻射を均
一に吸収して効率良く加熱されると共に高温度に耐え、
そして、内部の有底管へ向けて効率良く放熱する材料で
あれば、他のものを用いても良い。

また、上述した実施例ではヒータ２０として石英管１８
内に発熱体１９を通したものを用いたが、これに限らず
、−様に赤外線を発散するものてあれば、適宜な発熱体
を用いることが可能である。

そのヒータの形状や位置も、上述した実施例に限定され
ず、例えば第１図において破線で示すように長板状のも
のを立てて配置するようにしても良い。

［発明の効果コ 以上詳述の如く、本発明によれば、加熱炉内に管状放熱
体を配置し、この放熱体を周囲に配置したヒータからの
熱輻射によって均一に加熱すると共に、内部に芯金を挿
入した有底管をこの放熱体内に挿入して加熱真空成型す
るようにしたため、有底管を短時間で成型することか可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構造を示す断面図、第２図
は第１図におけるＡ−Ａ断面図、第３図は従来方法を説
明するための図、第４図は本発明者が試た方式を説明す
るための図である。 １１：加熱炉本体　　１２：断熱壁 １Ｂ、１．４＋断熱ＩＥ　　１５．　１８：石英管１６
：穴　　　　　　］７：スベーサ ２０　： ヒータ ２２：接続管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）炉内に外部と一端が連通するように配置される管
   状放熱体と、該管状放熱体の周囲に配置される発熱体と
   を備え、該発熱体からの熱輻射によって管状放熱体を加
   熱すると共に、連通口を介して外部から該管状放熱体の
   内部に被加熱物を挿入して加熱するようにしたことを特
   徴とする有底管を加熱真空成型するための炉。