JPH0452215A - 真空炉及び真空炉における温度均一化方法 - 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］ この発明は種々の被処理材に焼入や焼戻或いは焼結、焼
成などの熱処理を施す為に用いられる真空炉及びその真
空炉における温度均一化方法に関する。

［従来の技術］ この種の炉においては、例えば真空容器内において被処
理材の存置空間の上面側と下面側に夫々ヒータが配設さ
れると共に、被処理材の温度を検出する為の温度検出器
が設けられ、その検出値に基づいて上記ヒータの発熱量
制御が行われる。

［発明が解決しようとする課題］ このような従来の真空炉では被処理材は上面と下面とか
ら加熱されるのみである為、側面側の加熱が充分でなく
、上面側や下面側との温度差が大きくなる問題点があっ
た。そこで上記側面側にもヒータと温度検出器とを設け
、その温度検出器による検出値に基づいて該側面側のヒ
ータを制御する技術が案出された。このような技術は、
被処理材の全体の温度の均一化を向上させる上において
好ましい。しかし温度検出器の数が増加すればそれの制
御網が極めて複雑となってしまう問題点がある。

本発明は上記従来技術の問題点（技術的謀Ｂ）を解決す
る為になされたもので、一つの温度検出器からの検出値
でもって、複数のヒータの発熱量を相互に偏差を持たせ
た状態で制御することにより、簡易な制御網でもって被
処理材の温度分布の均一化を向上させた状態での加熱を
行い得るようにした真空炉及び真空炉における温度均一
化方法を提供することを目的とする。

［課題を解決する為の手段］ 上記目的を達成する為に、本願発明の真空炉は、内部に
被処理材の存置空間を有する真空容器内においては、上
記存置空間の周囲に夫々上記存置空間に存置される被処
理材を加熱する為の複数のヒータを備えている真空炉に
おいて、上記各ヒータの給電経路には発熱量調節器を夫
々個別に介設し、それらの発熱量調節器と真空容器内の
被処理材の温度を検出する為に真空容器内に設けられた
温度検出器との間には、上記複数のヒータの発熱量に偏
差を持たせ得るよう夫々個別の偏差設定器を介設したも
のである。

［作用］ 被処理材には上面側、下面側及び側面側の各ヒータから
熱が与えられて、その全体の温度分布の均一化が向上さ
れる。その加熱の場合、温度検出器によって被処理材の
温度が検出され、その検出値に基づいて複数のヒータの
発熱量が制御される。

該′ｖＩ御の場合、一つの温度検出器による検出値に基
づき、複数のヒータの発熱量が予め偏差設定器に設定さ
れた偏差を持たせた状態で制御される。

その結果、被処理材をその全体の温度を均一化した状態
で加熱できる。

「実施例コ 以下本願の実施例を示す図面について説明する。

第１．２図において、１は真空炉を示す。２は真空容器
で、本体３とその本体３の出入口に設けた扉４とから構
成しである。５は断熱壁で、本体６とその本体６の出入
口に設けた扉７とから構成され、その内側の空間が熱処
理室８となっている。

１０は熱処理室８内に設けられた載置台で、その上側の
空間が被処理材の存置空間１１となっている。

１２ａ〜１２ｆは上記存置空間１１の周囲に配設された
ヒータで、夫々上記存置空間１１の上面側、下面側、及
び左、右、前、後の各側面側に設けられたものを示しく
本明細書中では扉の側を前、その反対側を後と呼び、左
右は扉の側から見ての左右を言う）、各々は断熱壁に取
付けである。向上記前面側及び後面側のヒータ１２ｅ、
１２ｆは設けられない例もある。１３は処理室８内に備
えられた温度検出器で、高温度の検出が可能なものであ
り、例えば熱電対が用いられる。次に１５は被処理材の
周知の冷却機構を示し、以下これについて説明する。１
６はクーラ、１７は冷却ファンで、ファンモータ１８に
よって運転されるようになっている。１９はモータカバ
ーで、真空保持用のものである。２０．２１は夫々ダク
トで、ダクト２０はその下面に、ダクト２１は上面に夫
々ガスの流通口を有している。２２．２３は上下流切替
用のダンパーである。このような冷却機構１５にあって
は、ダンパー２２．２３が図示の如き状態においてクー
ラ１６及びファン１７を運転することにより、冷却用の
ガスが実線矢印の如き経路で循環し、存置空間１１に置
かれた被処理材が冷却される。尚ダンパー２２．２３を
切り替えることにより、冷却用のガスを存置空間１１に
下から上へ向けて流して被処理材の冷却を行うこともで
きる。

次に上記ヒータ１２ａ〜１２ｆの制御系統を示す第３図
について説明する。尚第３図において符号数字に付した
英小文字ａ　−ｆは、それらを付した符号で示される各
部材が上記各ヒータ１２ａ〜１２ｆに対応する部材であ
ることを示すものであり、以下においては必要のある場
合を除き英小文字ａ　−ｒを省略した符号で説明を行う
。２５は電源端子で、商用電源に接続される。２６はヒ
ータへの給電経路に介設した発熱量調節器で、−例とし
て電流調節器が用いである。このような電流調節器とし
ては、例えばサイリスタが用いられる。２７は変圧器で
、電圧を降下させるようにしたものである。上記電流調
節器２６と変圧器２７とは図示の如き順序に接続するこ
とにより、電流ｇｌｉｆｆ器２Ｇは小電流容量のもので
足りる。２８は周知の温度調節計で、温度検出器１３か
ら得られる温度の検出値に基づいて制御信号を出力する
ようにしたものである。２９は偏差設定器で、温度調節
計２８からの制御信号を受け、自体に予め設定された偏
差値をその制御信号に加え、その偏差値の加えられた信
号を上記電流調節器２６に与えるようにしである。

次に上記真空炉を用いた被処理材の熱処理を説明する。

ｍ４，７が開けられ、被処理材３１が載置台１０の上に
乗せられる。載置状態は、大きな被処理材３１はそのま
ま、小さなものは例えば棚に積んだ状態である。次に扉
４．７が閉しられ、真空容器２内が真空排気され、ヒー
タ１２ａ〜１２ｆへの通電によってそれらが発熱され、
それらヒータ１２ａ〜１２ｆからの主として輻射伝熱に
よって被処理材３１が加熱される。

上記加熱の場合、被処理材３１の温度は温度検出器１３
によって検出され、それからの信号に基づき温度調節計
２８、偏差設定器２９を経て電流調節器２６が制御され
、各ヒータ１２ａ〜１２ｆの出力が制御される。それら
ヒータ１２ａ〜１２ｆの出力の制御は、予め偏差設定器
２９に設定された偏差をもった状態で行われる。従って
存置空間１１に存置された被処理材３１はその何れの部
分も略均−な温度に加熱される。

向上記各偏差設定器２９２〜２９ｆに設定すべき偏差値
は、被処理材３Ｉの形態、大きさ、存置空間１１での積
載状態等の違いに応じて、夫々存置空間１１の各部の被
処理材３１の温度を均一にすることのできる種々の値を
予め実験的に求めておき、それらの値のうちから実情に
合ったものを選択して用いるのが良い。

上記のようにして被処理材３１に所定の加熱が施された
ならば、ヒータへの通電が停止され、冷却用のガスが真
空容器２内に導入され、クーラ１６やファン１７が前述
のように運転されて、被処理材３１の冷却が行われる。

そして冷却が終了すると、扉４，７が開かれて熱処理を
終えた被処理材３１が取り出される。

次に被処理材の種別、例えば大きさ、形状、材質等が変
更になった場合における熱処理について説明する。−例
として、被処理材が大きなものに変更になった場合にお
ける熱処理の場合には、例エバヒータ１２ｂの発熱量が
大きくなるように偏差設定器２９ｂの設定値を変更し、
その状態で上記の場合と同様の操作が行われる。その結
果、その変更された被処理材であっても均一な温度分布
の状態で熱処理を行うことができる。

次に、第３図の制御系統において、上記の如き偏差設定
器２９を用いずに全ヒータの発熱制御を行った場合と、
前記のように偏差設定器２９を用いて全ヒータの発熱制
御を行った場合とにおいて夫々炉内の温度分布幅を実測
したところ、次の第１表の如き改善が見られた。

第１表 次に、上記炉内のヒータ１２ａ−１２ｆの制御は、第３
図に２点鎖線で示されるように、ヒータ１２ａ〜１２ｆ
を２組（例えばヒータ１２ａ〜１２ｃとヒータ１２ｄ〜
１２ｆ）に区分し、各々の組において夫々温度検出器１
３’、１３”及び温度調節計２８’、２Ｂ’　により前
記実施例と同様の制御を行っても良い。また断熱壁５の
形状は、第２図の如き断面が四角な形状以外に、円筒状
であっても良い。

［発明の効果］ 以上のように本発明にあっては、被処理材３１を加熱す
る場合、その被処理材３１には周囲の複数のヒータから
熱が与えられるから、被処理材３１の全体を温度分布の
均一化を向上させた状態で加熱できる効果があるは勿論
のこと、 上記加熱の場合、温度検出Ｓ１３によって被処理材３１
の温度を検出し、その検出値に基づいて上記ヒータの発
熱量を制御するから、被処理材３１の温度状況に即した
加熱ができる効果がある。

しかも上記制御の場合、上記温度検出器１３による温度
の検出は一箇所であっても、複数のヒータの発ｐ＋量は
相互に偏差を持たせた状態で制御できるから、上記被処
理材３１は、上記複数のヒータを夫々個別制御した場合
と同様の全域の温度制御ができる特長がある。このこと
は、被処理材の温度均一化の為の制御網の単純化を可能
にできる有用性を有する。

さらに本発明の方法にあっては、被処理材３１の種別が
変わった場合においても、その変更に応じて上記偏差の
設定値を変えるから、変更になった被処理材に対しても
上記の如き温度分布の均一化を向上させた状態での加熱
を行い得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図は真空炉の縦
断面図、第２図はヒータの配置状態を示す為の第１図に
おける■−■線断面図、第３図はヒータの制御系統を示
す回路図。 ２・・・真空容器、１１・・・存置空間、１２ａ〜１２
ｆ・・・ヒータ、１３・・・温度検出器、２６・・発熱
量調節器、２９・・・偏差設定器。 π 第１図 第３図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内部に被処理材の存置空間を有する真空容器内にお
   いては、上記存置空間の周囲に夫々上記存置空間に存置
   される被処理材を加熱する為の複数のヒータを備えてい
   る真空炉において、上記各ヒータの給電経路には発熱量
   調節器を夫々個別に介設し、それらの発熱量調節器と真
   空容器内の被処理材の温度を検出する為に真空容器内に
   設けられた温度検出器との間には、上記複数のヒータの
   発熱量に偏差を持たせ得るよう夫々個別の偏差設定器を
   介設したことを特徴とする真空炉。 ２、内部に被処理材の存置空間を有する真空容器内にお
   いては、上記存置空間の周囲に夫々上記存置空間に存置
   される被処理材を加熱する為の複数のヒータを備えてい
   る真空炉において、上記各ヒータの給電経路には発熱量
   調節器を夫々個別に介設し、それらの発熱量調節器と真
   空容器内の被処理材の温度を検出する為に真空容器内に
   設けられた温度検出器との間には、上記複数のヒータの
   発熱量に偏差を持たせ得るよう夫々個別の偏差設定器を
   介設して、上記存置空間に被処理材を存置させてそれを
   加熱するに当たっては、その存置させた被処理材の種別
   に応じて上記各偏差設定器の設定値を調節することによ
   り、上記存置空間に存置させた被処理材の全体の温度を
   均一化させることを特徴とする真空炉における温度均一
   化方法。