JPH0452216A - 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】 ［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
の制御が行われる。

このような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る。そこ
で上記側面側をも加熱する為にヒータと温度検出器とを
別に設け、その温度検出器による検出値に基づいて該側
面側加熱用のヒータを制御する技術が案出されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし上記のように各面の側にヒータを設けて、それら
のヒータの発熱量を上記温度検出器の検出値に基づいて
制御するようにしても次のような問題がある。即ち、上
記存置空間に置かれる被処理材は入れ替えが行われる為
、上記温度検出器は上記存置空間を避けた位置に配置さ
ｎる。この位置の温度検出器には被処理材からの温度的
な影響がある為、温度検出器の検出値は被処理材の温度
と対応した値となる。従ってその対応関係を考慮して、
温度検出器の検出値をもって被処理材の温度を推定し、
上記ヒータの制御を行っている。しかし存置空間におけ
る被処理材の積み方や形状が変わったりすると、被処理
材と温度検出器との距離が変わり、単独で設けられてい
る温度検出器にとってはその距離の違いが上記対応関係
に大きな相違をもたらす。すると温度検出器の検出値か
ら推定した被処理材の温度が、実際の被処理材の温度と
相違する。そのような誤った値に基づき上記ヒータの発
熱量を制御する結果、被処理材が誤った温度に加熱され
てしまう問題点があった。

本発明は上記従来技術の問題点（技術的課題）を解決す
る為になされたもので、被処理材をその上面、下面、側
面の各面側のヒータによって加熱できるようにすると共
に、ヒータからの熱影響を被処理材と同様に受けること
のできるダミー材を設け、そのダミー材に付設した温度
検出器からの検出値でもって上記ヒータの発ＰＡＮを制
御することにより、被処理材の積み方や形状が変わった
りしても、常に被処理材の温度を正確に検出することが
できて、被処理材の全体を均一な温度分布で加熱できる
ようにした真空炉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
記存置空間の上面側、下面側及び側面側に夫々上記存置
空間に存置される被処理材を加熱する為のヒータを備え
、さらに真空容器内には被処理材の温度を検出する為の
温度検出器を備えている真空炉において、上記存置空間
の近傍にはダミー材を配設すると共に、上記温度検出器
は該ダミー材に付設し、一方、上記各ヒータの給電経路
には夫々上記温度検出器に接続されている発熱量調節器
を夫々個別に介設し、それらの発熱量調節器と上記温度
検出器との間には、上記各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
。

［作用コ 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、その全体が均一に加熱される。上記加
熱の場合、ダミー材も各ヒータからの熱を受けてその温
度が上昇する。ダミー材の温度上昇は温度検出器によっ
て検出さね、その検出値に基づいて上記ヒータの発熱量
が制御される。

上記制御の場合、一つの温度検出器による検出値に基づ
き、各ヒータの発熱量は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
成してある。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〜１２ｒ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
ヒ左、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１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内にお
いて存置空間１１の近傍に設けたダミー材（存置空間１
１の上、下、左、右、前、後回れの側に設けられる場合
もある）で、予定される被処理材に似た材質、形状、大
きさのものが用いられる。１４はダミー材１３に付設し
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〜ｆ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。このような電流間ｍｓとし
ては、例えばサイリスタが用いられる。２８は周知の温
度調節計で、温度検出器１４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
受けて、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２
６に与えるようにしてある。

次に上記真空炉を用いた被処理材の熱処理を説明する。

扉４，７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、小さな被処理材３１は図示の
如（棚に積んだ状態である。また大きなものは単独で台
１０の上に置かれる。次に扉４．７が閉じられ、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〜１２
ｆ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１４
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
、各ヒータエ２ａ〜１２ｆの出力が制硼される。それら
ヒータ１２ａ〜１２ｆの出力のＩＩＪｖｓ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。

上記温度検出器１４による被処理材の温度の検出は次の
通りである。温度検出ｌ５１４はダミー材１３に付設さ
れている為、温度検出Ｓ１４は直接にはダミー材１３の
温度を検知する。ダミー材１３は前述のように形成され
ている為、存置空間１１に存置された被処理材３１の形
状や配置の違いによるそれら被処理材３１とダミー材１
３との距離の違いが、そのダミー材１３の温度上昇に与
える影響は小さく、ダミー材１３はヒータから被処理材
３１と同等の加熱を受けて被処理材３１と略同様に温度
上昇する。従って温度検出器１４は精度良く被処理材３
１の温度を検出する。

よって上記ヒータの出力の制御は精度良く行われる。

向上記者偏差設定５２９３〜２９ｆに設定すべき偏差値
は、被処理材３１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、真空容器２内に備えられている
周知のターラやファンの作動によって被処理材３１が冷
却される。

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。

次に上記の如きダミー材１３を使用しない場合と使用し
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、上記実施例においては断熱壁は第２図に示される
断面形状が四角な形状に配置される例をあげたが、その
断熱壁はｇＪ、１．２図の真空容器２の形状に対応させ
て円筒状に配置してもよい。

次に第４．５図は本願の異なる実施例を示すもので、複
数のヒータを、各個別に設けた温度検出器の検出値によ
って制御するようにした例を示すものである。即ちダミ
ー材１３８〜１３ｆが存置空間１１ｘの上面側、下面側
及び左、右、前、後の各側面側に夫々配設されている。

それらの各ダミー材１３８〜１３ｆには温度検出器１４
８〜１４ｆが夫々個別に付設してある。各温度検出器に
は夫々温度調節計２８ａ〜２８ｆが接続され、各ヒータ
の発熱量ａ断器２６ａｘ〜２６ｆχは各温度調節計を介
して各々の側の温度検出器１４２〜１４ｆに接続してあ
る。

このような制御系統においては、上記各温度検出器１４
２〜１４ｆの検出値に基づいてそれと同し側のヒータ１
２ａｘ〜１２ｆｘの発熱量が個別に制御されるから、存
置空間１１ｘに置かれる被処理材の大きさ、形状、配置
の状態が変わっても、それに応じて各側のヒータの出力
が自動調整され、何れの被処理材の場合もそれを均一な
温度分布の状態で加熱できる。

なお、機能上前図のものと同−又は均等構成と男えられ
る部分には、前回と同一の符号にアルファべ・７トのＸ
を付して重複する説明を省略した。

（又次回のものにおいても同様の考えでアルファベア）
のｙを付して重複する説明を省略する。）次に第６図は
本願の更に異なる実施例を示すもので、被処理材の種別
に応じて、ダミー材を選択できるようにした例を示すも
のである。

図において１３゛　　〜１３２゛は夫々種別の異なるダ
ミー材である。そのような種別としては例えば大きさ、
形状、材質等があり、それらの異なるものが準備されて
いる。各々のダミー材１３゛　　〜１３″゛には夫々温
度検出器１４”　〜１４”″が付設してある。３３は切
替手段で、例えばスイッチが用いられ、それの各切替接
点は上記各温度検出器１４”〜１４“と接続してあり、
共通接点は温度調節計２８ｙを介して各発熱量調節器（
図では発熱量両断５２６ｆｙのみを示す）と接続してあ
る。

上記構成にあっては、切替手段３３の操作によって、加
熱しようとする被処理材に似通ったダミー材１３°　〜
１３１に付された温度検出器１４°　〜１４１を選択す
ることにより、何れの被処理材についてもそれらの温度
を精度良く検出することができて、ヒータの出力＠御の
信頼性を向上させることかできる。

［発明の効果コ 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には上面側、下面側及び側面
側の各ヒータ１２ａ〜１２ｆから熱が与えられるから、
被処理材３１の全体を均一に加熱できる効果があるは勿
論のこと、 上記加熱の場合、温度検出器１４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１２
ａ〜１２ｆ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。

しかも上記温度検出器１４はダミー材Ｉ３に付設してあ
るから、上記のように被処理材３１の温度を検出しその
検出値に基づいてヒータ１２ａ〜１２ｆの発熱量を制御
しながら被処理材の加熱を行う場合において、上記被処
理材３１の積み方や形状が変わっても、そのような変更
に伴う被処理材３１と温度検出器１４との距離の違いが
温度検出５１４に与える影響を小さくでき、被処理材３
１の温度を高精度で検知できて被処理材３１を適正な温
度に加熱できる効果がある。

更に本願発明にあっては、上記制御の場合、上記温度検
出器１４による温度の検出は一箇所であっても、各ヒー
タｌＱａ〜１２ｆの発熱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、上記各ヒータ
１２ａ〜１２ｆ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を用件
を有する。

また本願発明において種別の異なる複数のダミ材１３“
　〜１３”を備えた場合には、種々の被処理材を加熱す
る場合、制御の為に利用する温度検出器をその被処理材
と似通ったダミー材に付した温度検出器１４°　〜１４
”°に切り替えることにより、何れの被処理材の加熱の
場合においても、各々についての適正温度加熱を高精度
で行い得る効果がある。

更に本願発明において、存置空間１１Ｘの各面側にダミ
ー材付きの温度検出器１４２〜１４ｆを設け、各々によ
って各ヒータ１２ａｘ〜１２ｆｘの発熱量の制御を行う
場合には、被処理材の変更があってもそれに追随して各
面側の温度検出及びその検出値に基づく制御が行われる
から、何れの被処理材に関しても適正な加熱を行い得る
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、第４図は異なる実施例を示す真空炉の縦断面
図、第５図はヒータの制御系統の異なる実施例を示す回
路図、第６図は更に異なる実施例を示す部分図。 ２・・・真空容器、１１・・・存置空間、１２ａ〜１２
ｆ・・・ヒータ、１３・・・ダミー材、１４・温度検出
器、２６・・・発熱量調節器、２９・・・偏差設定器。

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、上記存置空間の上面側、下面側及び側面側に夫
   々上記存置空間に存置される被処理材を加熱する為のヒ
   ータを備え、さらに真空容器内には被処理材の温度を検
   出する為の温度検出器を備えている真空炉において、上
   記存置空間の近傍にはダミー材を配設すると共に、上記
   温度検出器は該ダミー材に付設し、一方、上記各ヒータ
   の給電経路には夫々上記温度検出器に接続されている発
   熱量調節器を夫々個別に介設し、それらの発熱量調節器
   と上記温度検出器との間には、上記各ヒータの発熱量に
   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、ダミー材は夫々種別の異なるものが複数備えられ、
   各々のダミー材には温度検出器が個別に付設してあると
   共に、上記温度検出器は各々を選択利用する為の切替手
   段に接続してあり、各偏差設定器は上記切替手段に接続
   してある請求項１記載の真空炉。 ３、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、上記存置空間の上面側、下面側及び側面側に夫
   々上記存置空間に存置される被処理材を加熱する為のヒ
   ータを備え、さらに真空容器内には被処理材の温度を検
   出する為の温度検出器を備えている真空炉において、上
   記存置空間の上面側、下面側及び側面側には夫々ダミー
   材を配設すると共に、それらの各ダミー材には温度検出
   器を夫々個別に付設し、一方、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
   調節器は、上記各ヒータと同じ側の温度検出器の検出値
   に基づいて各ヒータの発熱量を個別に制御し得るよう、
   各々の側の温度検出器に接続したことを特徴とする真空
   炉。