JPH0517143Y2 - - Google Patents
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- JPH0517143Y2 JPH0517143Y2 JP18723985U JP18723985U JPH0517143Y2 JP H0517143 Y2 JPH0517143 Y2 JP H0517143Y2 JP 18723985 U JP18723985 U JP 18723985U JP 18723985 U JP18723985 U JP 18723985U JP H0517143 Y2 JPH0517143 Y2 JP H0517143Y2
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- furnace core
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Landscapes
- Tunnel Furnaces (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本考案は主に高真空高温状態で各種材料の物理
的乃至化学的性質を調べたり、新材料の研究開
発、例えばウエハー等の加熱処理や結晶成長、高
温ガスフロー中の試料の表面状態観察下での気相
成長、速い昇温、安定な温度保持を要する生産炉
等各種用途に応じて使用される透明電気炉に関す
るもので、特にすぐれた均熱特性を有するゴール
ドミラー管を採用した高真空熱処理装置の省エネ
に適合した改良型を提供するものである。
的乃至化学的性質を調べたり、新材料の研究開
発、例えばウエハー等の加熱処理や結晶成長、高
温ガスフロー中の試料の表面状態観察下での気相
成長、速い昇温、安定な温度保持を要する生産炉
等各種用途に応じて使用される透明電気炉に関す
るもので、特にすぐれた均熱特性を有するゴール
ドミラー管を採用した高真空熱処理装置の省エネ
に適合した改良型を提供するものである。
（従来の技術）
従来に於いては、高真空、高温状態で各種材料
の物理的、化学的性質を調べ、新材料の研究開発
を行う際に高真空熱処理装置を用いることにより
電気炉内の均熱帯を長く採り、又装置全体を小型
簡略化することを要求するものであつた。
の物理的、化学的性質を調べ、新材料の研究開発
を行う際に高真空熱処理装置を用いることにより
電気炉内の均熱帯を長く採り、又装置全体を小型
簡略化することを要求するものであつた。
又、この種の従来装置に使用している第１図に
示した電気炉１は通常の断熱材を使用せず円筒形
パイレツクスガラスの内面に金の薄膜を塗布せし
めたゴールドミラー管を採用し螺線状のインコネ
ルシースのヒーターのピツチを両端で密にする等
して電気炉の均熱帯を長く採るために特別の工夫
がなされたものであつた。
示した電気炉１は通常の断熱材を使用せず円筒形
パイレツクスガラスの内面に金の薄膜を塗布せし
めたゴールドミラー管を採用し螺線状のインコネ
ルシースのヒーターのピツチを両端で密にする等
して電気炉の均熱帯を長く採るために特別の工夫
がなされたものであつた。
然しながらこの透明電気炉は炉芯管２として全
長L0に亘り透明石英円筒を使用しているので該
透明電気炉１からの熱が透明石英管材の熱伝導、
石英管内の輻射、ガス雰囲気中による対流伝導等
により、真空シールされている金属フランジ３の
温度を上昇させ、そこからリークして真空度が低
下してしまう等の欠点があつた。
長L0に亘り透明石英円筒を使用しているので該
透明電気炉１からの熱が透明石英管材の熱伝導、
石英管内の輻射、ガス雰囲気中による対流伝導等
により、真空シールされている金属フランジ３の
温度を上昇させ、そこからリークして真空度が低
下してしまう等の欠点があつた。
この時の炉内の温度分布特性は縦軸炉内温度
（℃）、横軸炉内距離（mm）に採ると第４図中点線
で示す如くなる。従つてこの欠点を防止する為に
電気炉１と金属フランジ３との距離を十分長く採
り又金属フランジ個所を水冷構造にする等工夫し
ても装置全体のスペースを多く必要とし構造が煩
雑化するものであり、当然のことながらその熱の
損失によつて電気炉１内の均熱帯も短かくなるも
のであつた。
（℃）、横軸炉内距離（mm）に採ると第４図中点線
で示す如くなる。従つてこの欠点を防止する為に
電気炉１と金属フランジ３との距離を十分長く採
り又金属フランジ個所を水冷構造にする等工夫し
ても装置全体のスペースを多く必要とし構造が煩
雑化するものであり、当然のことながらその熱の
損失によつて電気炉１内の均熱帯も短かくなるも
のであつた。
（技術的課題）
而して、本考案は従来技術の欠点に鑑みなされ
たもので、金属フランジ部への熱伝導、輻射、対
流等による温度上昇及びそれに伴う真空度の低下
を防止し、石英炉芯管が短いものを採用してもそ
の金属フランジ部の上昇温度が少なく熱の損失も
少なくなり電気炉内の均熱帯も十分長く設定し得
る電気炉を提案することを技術的課題とするもの
である。
たもので、金属フランジ部への熱伝導、輻射、対
流等による温度上昇及びそれに伴う真空度の低下
を防止し、石英炉芯管が短いものを採用してもそ
の金属フランジ部の上昇温度が少なく熱の損失も
少なくなり電気炉内の均熱帯も十分長く設定し得
る電気炉を提案することを技術的課題とするもの
である。
（技術的手段）
本考案では上記の技術的課題を解決するために
特に炉芯管である通常の透明石英管を電気炉内に
挿入した部分である中心部を従来通りの構成にし
てその両端部を熱伝導率の小さい不透明石英材を
採用することによつて、金属フランジ部の温度上
昇をカツトしたものであり、具体的には図示（第
２図乃至第４図）の実施例に示す如く下記の構成
となる。
特に炉芯管である通常の透明石英管を電気炉内に
挿入した部分である中心部を従来通りの構成にし
てその両端部を熱伝導率の小さい不透明石英材を
採用することによつて、金属フランジ部の温度上
昇をカツトしたものであり、具体的には図示（第
２図乃至第４図）の実施例に示す如く下記の構成
となる。
１０は高真空熱処理装置であり大別して高真空
排気ユニツト１１、炉芯管１２、透明電気炉１
３、温度コントローラー１４とから構成してあ
る。
排気ユニツト１１、炉芯管１２、透明電気炉１
３、温度コントローラー１４とから構成してあ
る。
前記高真空排気ユニツト１１は真空度略10-6
Torrまで排気可能なロータリ拡散ポンプ１５を
採用してあり該高真空排気ユニツト１１のガスケ
ツト１６と炉芯管１２に真空シールを施して取付
た金属フランジ１７とをフレキシブル配管１８を
介して連結してある。１９及び２０は真空バルブ
である。
Torrまで排気可能なロータリ拡散ポンプ１５を
採用してあり該高真空排気ユニツト１１のガスケ
ツト１６と炉芯管１２に真空シールを施して取付
た金属フランジ１７とをフレキシブル配管１８を
介して連結してある。１９及び２０は真空バルブ
である。
前記透明電気炉１３は外側を透明のパイレツク
ス管の内壁に金の薄膜を塗布したゴールドミラー
管２１を採用し、内側で赤外線を略95％以上反射
せしめ、同時に外部へは可視光線を透過すべく成
してあり、その両端にある支持部２２，２３間の
全長は略Ｌを有している。
ス管の内壁に金の薄膜を塗布したゴールドミラー
管２１を採用し、内側で赤外線を略95％以上反射
せしめ、同時に外部へは可視光線を透過すべく成
してあり、その両端にある支持部２２，２３間の
全長は略Ｌを有している。
２４は透明電気炉１３内に挿入し螺線状に捲回
して成る発熱体ヒーターで、ニツケル線等でシー
スヒーターの外被覆部を溶接し略籠型に形成する
と共に、透明電気炉１３の両端近傍を密にし中心
部である試料加熱部は粗にそのピツチを変えるな
ど均熱特性を良くするため適宜工夫してある。
して成る発熱体ヒーターで、ニツケル線等でシー
スヒーターの外被覆部を溶接し略籠型に形成する
と共に、透明電気炉１３の両端近傍を密にし中心
部である試料加熱部は粗にそのピツチを変えるな
ど均熱特性を良くするため適宜工夫してある。
又、前記発熱体ヒーター２４は耐熱金属インコ
ネルにシースされたニクロム線等を採用し中間
で、酸化マグネシユウムで絶縁し、先端にてヒー
ター部とインコネルとを溶着して無誘導巻に構成
してある。
ネルにシースされたニクロム線等を採用し中間
で、酸化マグネシユウムで絶縁し、先端にてヒー
ター部とインコネルとを溶着して無誘導巻に構成
してある。
従つて透明電気炉１３の発熱体ヒーター２４か
ら発する赤外線によつて炉芯管１２内に載置した
試料の加熱均熱効果を高めると共に加熱中でも炉
内試料の形状、色の変化等を肉眼で観察すべく成
してある。又前記炉芯管１２を透明電気炉１３内
に挿入した部分を透明石英材から構成すると共
に、炉芯管１２の透明電気炉１３の支持部２２，
２３より外部へ張出した両端部分を不透明石英材
から成る不透明炉芯管２５Ａ，２５Ｂに形成して
架台２６に固定した前記支持部２２，２３の位置
で透明石英材から成る炉芯管１２と熱溶着等によ
つて一体化してある。この両端部分の不透明炉芯
管２５Ａ，２５Ｂの夫々の全長即ち支持部２２か
ら金属フランジ１７までの距離は長さｌを有して
おり又他端側の金属フランジ２７と支持部２３ま
での距離は略同一の長さｌを有している。
ら発する赤外線によつて炉芯管１２内に載置した
試料の加熱均熱効果を高めると共に加熱中でも炉
内試料の形状、色の変化等を肉眼で観察すべく成
してある。又前記炉芯管１２を透明電気炉１３内
に挿入した部分を透明石英材から構成すると共
に、炉芯管１２の透明電気炉１３の支持部２２，
２３より外部へ張出した両端部分を不透明石英材
から成る不透明炉芯管２５Ａ，２５Ｂに形成して
架台２６に固定した前記支持部２２，２３の位置
で透明石英材から成る炉芯管１２と熱溶着等によ
つて一体化してある。この両端部分の不透明炉芯
管２５Ａ，２５Ｂの夫々の全長即ち支持部２２か
ら金属フランジ１７までの距離は長さｌを有して
おり又他端側の金属フランジ２７と支持部２３ま
での距離は略同一の長さｌを有している。
２８及び２９は夫々金属フランジ１７，２７を
架台２６上に支持固定せしめた支持枠であり、前
記炉芯管１２を略水平に保持してある。
架台２６上に支持固定せしめた支持枠であり、前
記炉芯管１２を略水平に保持してある。
３０は前記金属フランジ２７に設けた試料出入
口であり、該金属フランジ２７は前記不透明炉芯
管２５Ｂに真空シールを施して取付けてある。
口であり、該金属フランジ２７は前記不透明炉芯
管２５Ｂに真空シールを施して取付けてある。
前記温度コントローラー１４はマイコンを内臓
して、そのプログラム回路によつて透明電気炉１
３内に温度を希望するプログラム例えば昇温、保
持、降温に従つて自動的にコントロールすべく成
してある。
して、そのプログラム回路によつて透明電気炉１
３内に温度を希望するプログラム例えば昇温、保
持、降温に従つて自動的にコントロールすべく成
してある。
次に炉芯管１２の両端部分に従来の透明石英材
を採用した場合と本実施例の如く不透明石英材を
採用した場合との対比について説明する。
を採用した場合と本実施例の如く不透明石英材を
採用した場合との対比について説明する。
透明石英材と不透明石英材（共に東芝セラミツ
クス製を採用）との熱伝導率は、 透明石英材 0.057cal／cm sec℃（800℃） 不透明石英材 0.053cal／cm sec℃（800℃） であり、このときの金属フランジ１９，２７の温
度上昇は炉内温度800℃に於いて、 透明石英材の場合、 全長 1000mm、ｌ＝200mmで約100℃ 不透明石英材の場合、 全長 800mm、ｌ＝100mmで約100℃ 従つて不透明石英材を採用した場合には両端部
分の夫々の長さｌが短かくても金属フランジ１
９，２７の温度上昇は少なく又水冷も不要とな
る。
クス製を採用）との熱伝導率は、 透明石英材 0.057cal／cm sec℃（800℃） 不透明石英材 0.053cal／cm sec℃（800℃） であり、このときの金属フランジ１９，２７の温
度上昇は炉内温度800℃に於いて、 透明石英材の場合、 全長 1000mm、ｌ＝200mmで約100℃ 不透明石英材の場合、 全長 800mm、ｌ＝100mmで約100℃ 従つて不透明石英材を採用した場合には両端部
分の夫々の長さｌが短かくても金属フランジ１
９，２７の温度上昇は少なく又水冷も不要とな
る。
又、長さＬを有する透明電気炉１４内の均熱帯
の長さは雰囲気空気中、コントローラーKeep温
度が800℃に於いて、 透明石英材の場合 炉長Ｌ＝508mmのとき炉長の48％が±５℃、炉
長の30％が±２℃であり、 不透明石英材の場合、 炉長Ｌ＝508mmに於いて炉長の70％が±５℃、
及び炉長の50％が±２℃との範囲内にある。（第
４図参照） （作用） 上記の技術的手段は下記の如く作用する。
の長さは雰囲気空気中、コントローラーKeep温
度が800℃に於いて、 透明石英材の場合 炉長Ｌ＝508mmのとき炉長の48％が±５℃、炉
長の30％が±２℃であり、 不透明石英材の場合、 炉長Ｌ＝508mmに於いて炉長の70％が±５℃、
及び炉長の50％が±２℃との範囲内にある。（第
４図参照） （作用） 上記の技術的手段は下記の如く作用する。
先ず、試料出入口３０を開蓋してそこから炉芯
管１２内の略中央に加熱用試料を載置し、然る
後、試料出入口３０を閉蓋する。
管１２内の略中央に加熱用試料を載置し、然る
後、試料出入口３０を閉蓋する。
次いで真空バルブ１９，２０等を開成して、高
真空排気ユニツト１１のロータリ拡散ポンプ１５
等を作動せしめて炉芯管１２内を高真空度、略
10-6Torrにまで排気する。このとき、炉芯管１
２内を他のガス雰囲気に設定するために稀ガス類
等を充填せしめても良い。
真空排気ユニツト１１のロータリ拡散ポンプ１５
等を作動せしめて炉芯管１２内を高真空度、略
10-6Torrにまで排気する。このとき、炉芯管１
２内を他のガス雰囲気に設定するために稀ガス類
等を充填せしめても良い。
然る後、真空バルブ１９，２０等を閉成して温
度コントローラー１４の作動によつて発熱体ヒー
ター２４に電流を流しその赤外線等の輻射熱によ
つて試料を加熱する。
度コントローラー１４の作動によつて発熱体ヒー
ター２４に電流を流しその赤外線等の輻射熱によ
つて試料を加熱する。
然る時、輻射熱はゴールドミラー管２１によつ
て内部へ反射せしめられて外部に透過しないので
効率良く試料を加熱することが出来、又可視光線
は全て外部へ透過するので加熱中炉内試料の形状
や色の変化を観察することが出来る。
て内部へ反射せしめられて外部に透過しないので
効率良く試料を加熱することが出来、又可視光線
は全て外部へ透過するので加熱中炉内試料の形状
や色の変化を観察することが出来る。
一方、炉芯管１２の両端部分に形成した不透明
炉芯管２５Ａ，２５Ｂを照射する発熱体ヒーター
２４からの輻射熱はその熱伝導性が悪いので不透
明炉芯管２５Ａ，２５Ｂから金属フランジ１７，
２７へ伝わる熱は少なくなる。
炉芯管２５Ａ，２５Ｂを照射する発熱体ヒーター
２４からの輻射熱はその熱伝導性が悪いので不透
明炉芯管２５Ａ，２５Ｂから金属フランジ１７，
２７へ伝わる熱は少なくなる。
従つて全長ｌの短かい不透明炉芯管２５Ａ，２
５Ｂを採用しても金属フランジ１７，２７の温度
上昇は少なく熱の損失も少ないので、その透明電
気炉１３内の均熱帯域を広くすることが出来、常
時一定した真空度を維持することも出来る。
５Ｂを採用しても金属フランジ１７，２７の温度
上昇は少なく熱の損失も少ないので、その透明電
気炉１３内の均熱帯域を広くすることが出来、常
時一定した真空度を維持することも出来る。
又、特別に水冷装置を金属フランジ１７，２７
部分に附加せしめる必要もない。
部分に附加せしめる必要もない。
（効果）
而して、本考案は下記の如き特有の効果を有す
るものである。
るものである。
特に、炉芯管１２の両端部分に小さな熱伝導率
を有する不透明石英材から成る炉芯管を採用した
ので、炉芯管１２の熱伝導、炉内での輻射熱、ガ
ス雰囲気中での対流、熱伝導等による金属フラン
ジ１７，２７の温度上昇を防止することが出来、
炉内での熱損失も少なくなりその均熱帯域も十分
に長く設定することが出来る等の多大なる利点が
ある。
を有する不透明石英材から成る炉芯管を採用した
ので、炉芯管１２の熱伝導、炉内での輻射熱、ガ
ス雰囲気中での対流、熱伝導等による金属フラン
ジ１７，２７の温度上昇を防止することが出来、
炉内での熱損失も少なくなりその均熱帯域も十分
に長く設定することが出来る等の多大なる利点が
ある。
第１図は従来技術を示すものである。第２図乃
至第４図は本考案の実施例を示し、第２図は高真
空熱処理装置の全体構成図、第３図は透明電気炉
の要部の構造図、第４図は縦軸に炉内温度（℃）
横軸に炉内距離（mm）を採つた温度分布特性を示
す説明図である。 １２……炉芯管、１３……透明電気炉、２５
Ａ，２５Ｂ……不透明炉芯管、１７，２７……金
属フランジ。
至第４図は本考案の実施例を示し、第２図は高真
空熱処理装置の全体構成図、第３図は透明電気炉
の要部の構造図、第４図は縦軸に炉内温度（℃）
横軸に炉内距離（mm）を採つた温度分布特性を示
す説明図である。 １２……炉芯管、１３……透明電気炉、２５
Ａ，２５Ｂ……不透明炉芯管、１７，２７……金
属フランジ。
Claims (1)
- 炉芯管１２の透明電気炉１３内に挿入した部分
を透明石英材より構成すると共に、その両端部分
の金属フランジ１７，２７へ連らなる処の透明電
気炉１３から外へ張出した部分を熱伝導率の小さ
な不透明石英材より構成した高真空熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18723985U JPH0517143Y2 (ja) | 1985-12-06 | 1985-12-06 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18723985U JPH0517143Y2 (ja) | 1985-12-06 | 1985-12-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6295731U JPS6295731U (ja) | 1987-06-18 |
| JPH0517143Y2 true JPH0517143Y2 (ja) | 1993-05-10 |
Family
ID=31137536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18723985U Expired - Lifetime JPH0517143Y2 (ja) | 1985-12-06 | 1985-12-06 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0517143Y2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001135543A (ja) * | 1999-08-26 | 2001-05-18 | Nikko Consulting & Engineering Co Ltd | 熱処理装置 |
| JP6151552B2 (ja) * | 2013-04-26 | 2017-06-21 | 高砂工業株式会社 | ロータリーキルンのシール構造およびロータリーキルン |
| EP3739283B1 (de) * | 2019-05-17 | 2022-02-23 | Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG | Verfahren zur behandlung rieselfähiger anorganischer körnung sowie zur durchführung des verfahrens geeignetes drehrohr |
-
1985
- 1985-12-06 JP JP18723985U patent/JPH0517143Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6295731U (ja) | 1987-06-18 |
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