JPH0616896Y2 - 加熱炉装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【産業上の利用分野】 本考案は、例えば光ファイバ用母材や石英ガラスの製造
に用いる加熱炉装置に関するものである。

【従来の技術】

光ファイバ用母材や石英ガラスの製造工程において、ガ
ラス微粒子を堆積させた多孔質の部材を透明ガラス化す
る装置として加熱炉が用いられている。 第４図に加熱炉の一例を示す。この加熱炉は、不銹鋼製
の胴部２とその両端の蓋体３とで構成された炉体１の内
部に、カーボンあるいは炭化ケイ素製のヒータ４を配置
したものである。ヒータ４の周囲には断熱材５が配設さ
れている。胴部２および蓋体３の外側には夫々冷却ジャ
ケット６が設けられ、その外壁６ａには冷却水入出口７
が取り付けられている。炉体１の側面には胴部２および
冷却ジャケット６を貫通する温度測定口８や覗き窓９な
どが取り付けられている。 胴部２や蓋体３は溶接構造であり、例えば胴部２とその
端部のフランジ２ａとは炉体１内側の溶接部分１０にて
溶接されている。また、炉体１の側面に取り付けられた
温度測定口８や覗き窓９の端部も胴部２の内側で溶接し
てある。 この装置は以下のように使用する。例えばガラス微粒子
を堆積させた多孔質部材を加熱炉の中央に入れ、ヒータ
４に通電して昇温する。ヒータ４の温度は1400〜1600℃
に達するため、冷却ジャケット６に水を流して胴部２や
蓋体３を冷却しておく。

【考案が解決しようとする課題】

ところがこの加熱炉装置は、溶接部分１０に応力腐食割
れ（ＳＣＣ）が発生することがある。これは、金属材料
が腐食性環境で応力を受けると孔食やすきま腐食が起点
となって亀裂が発生し、結晶粒界や粒内を通って進展
し、割れに至る損傷形態である。ＳＣＣは、特に環化物
を含む環境で発生しやすい。この加熱炉装置の場合、熱
応力と冷却水中の塩素イオンとが応力腐食割れの原因に
なっている。 第３図にステンレスの金属材料（JIS SUS316）の温度と
塩素イオン濃度との関係におけるＳＣＣ領域を示す。冷
却水として使用される水道水や工業用水の塩素イオン濃
度は６〜15ppmであることから、金属材料としてSUS316
を用いた場合、同図によれば溶接部分１０の温度が100
℃を越えるとSCC領域に入ることがわかる。 この加熱炉装置の場合、炉体１外面の温度は100℃以下
に冷却される。しかし、溶接部分１０が位置する炉体１
内壁の温度は、ヒータ４の周囲に断熱材５を配置し、冷
却ジャケット６で胴部２や蓋体３を冷却しているにもか
かわらず120〜250℃に達している。 本考案は前記の課題を解決するためになされたもので、
応力腐食割れの発生しない加熱炉装置を提供することを
目的とする。

【課題を解決するための手段】

前記の目的を達成するためなされた本考案の加熱炉装置
を、実施例に対応する第１図を用いて説明する。 同図に示すように本考案の加熱炉装置は、炉体１と、炉
体１の内部に配置されたヒータ４およびヒータ５を取り
囲む断熱材と、炉体１の外側に設けられた冷却ジャケッ
ト６とを有し、溶接により接合された部分１０が冷却ジ
ャケット６の外側に位置している。

【実施例】

以下、本考案の実施例を説明する。 第１図は本考案を適用する加熱炉装置の一実施例の縦断
面図である。 この加熱炉装置の炉体１は、円筒形の胴部２とその上下
面の蓋体３とで構成される。胴部２の中央部にはヒータ
４が備えられ、ヒータ４の周囲には断熱材５が配置され
ている。胴部２および蓋体３の外側には冷却ジャケット
６が設けられている。また、炉体１の側面には胴部２お
よび冷却ジャケット６を貫通する温度測定口８や覗き窓
９が取り付けられている。 この加熱炉の胴部２や蓋体３は、SUS316からなる比較的
大型の金属インゴットを削り出して作製したものであ
る。胴部２の端部にはフランジ２ａ、側面の開口部の周
囲には突起２ｂが一体に形成されている（第２図参
照）。冷却ジャケット６の外壁６ａや温度測定口８など
は、フランジ２ａや突起２ｂにて溶接される。これらの
溶接部分１０は全て冷却ジャケット６の外側に位置して
おり、炉体１の内壁面、即ちヒータ４に近接した箇所に
は溶接された部分がない。 この装置は以下のように使用する。炉体１の中央部に被
加工物を載置し、ヒータ４に通電して1400〜1600℃に昇
温する。同時に冷却ジャケット６に冷却水を流し、炉体
１を冷却する。 このとき胴部２や蓋体３の内面側の温度は120〜250℃に
達するが、各溶接部分１０は冷却ジャケット６の外側に
位置し、高温のヒータ４から離れているため、溶接部分
１０の温度は100℃以下に保たれる。従って冷却ジャケ
ット６の冷却水に６〜15ppm程度の塩素イオンが含まれ
ていても、SUS316の溶接部分１０はＳＣＣ領域に入ら
ず、クラックが発生することはない。 なお、本考案の加熱炉装置の溶接構造は、加熱炉以外に
も線引炉などの高温装置に応用することも可能である。

【考案の作用、効果】

以上詳細に説明したように、本考案の加熱炉装置は、各
構成部材の溶接部分が冷却ジャケットの外側に位置し、
加熱炉の高温部分から離間している。そのため、溶接部
分の温度が応力腐食割れ領域に入らず、熱応力や冷却水
中の塩素イオンによる応力腐食割れが発生することがな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を適用する加熱炉装置の一実施例を示す
縦断面図、第２図はその溶接部分を示す概略縦断面図、
第３図は応力腐食割れ領域を示す図、第４図は従来の加
熱炉装置を示す部分断面図 ２……胴部、２ａ……フランジ ２ｂ……突起部、３……蓋体 ４……ヒータ、５……断熱材 ６……冷却ジャケット、６ａ……外壁 ７……冷却水入出口、８……温度測定口 ９……覗き窓、１０……溶接部分

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】炉体と、炉体内部に配置されたヒータおよ
   びヒータを取り囲む断熱材と、炉体の外側に設けられた
   冷却ジャケットとを有し、溶接により接合された部分が
   冷却ジャケットの外側に位置することを特徴とする加熱
   炉装置。
2. 【請求項２】前記冷却ジャケットにより１００℃以下に
   冷却された部分が溶接により接合されていることを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の加熱炉装
   置。
3. 【請求項３】前記チャンバ、フランジおよび溶接により
   接合された部分が不銹鋼で形成されていることを特徴と
   する実用新案登録請求の範囲第１項記載の加熱炉装置。