JPH0972669A - 空冷式超高温観察炉 - Google Patents

空冷式超高温観察炉

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JPH0972669A
JPH0972669A JP22819695A JP22819695A JPH0972669A JP H0972669 A JPH0972669 A JP H0972669A JP 22819695 A JP22819695 A JP 22819695A JP 22819695 A JP22819695 A JP 22819695A JP H0972669 A JPH0972669 A JP H0972669A
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JP
Japan
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light source
cooling air
chamber
high temperature
air
Prior art date
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JP22819695A
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English (en)
Inventor
Masahiko Ichihashi
正彦 市橋
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SHINKU RIKO KK
Original Assignee
SHINKU RIKO KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】楕円球状に形成した炉室内を透明な仕切用石英
板で光源室と加熱室とに仕切り、加熱室内に加熱、観察
すべき試料を入れ、光源室からの光線を試料に向かって
集光入射させ、試料を超高温観察できるようにした空冷
式超高温観察炉において、試料の全体観察を可能とする
と共に汎用性をもたせるため構造の簡単化及び低コスト
化を図ること。 【解決手段】光源室に冷却空気を導入し、光源室の内周
反射壁及び光源に沿って冷却空気を流す通気装置を設け
ると共に、加熱室の周壁を内面反射性で半透過性の耐熱
ガラスで構成したことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種素材の超高温
観察や、各種部材の製造、試験、分析等に使用される赤
外線イメージ加熱による空冷式超高温観察炉に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】点光源型のイメージ炉は試料だけを加熱
する加熱炉としては好都合であり、容易に高温が実現で
きることが知られている。本発明者は先に、顕微鏡の対
物レンズに隣接しかつその光軸を囲んで形成された炉内
にサンプルを挿置し、炉内に設けた赤外線光源からの赤
外線をサンプルに向かって集光入射させ、赤外線イメー
ジ加熱によってサンプルの高温観察を行なうようにした
高温観察炉において、炉内を透明な仕切り用石英板によ
って光源室と加熱室とに仕切り、加熱室を気密構造にす
ると共に、透明な仕切り用石英板を光源室内の赤外線光
源からの赤外線密度の低い位置に位置決めし、また顕微
鏡の対物レンズの光軸の通る炉壁部分に観察窓を設けた
ものを提案した(特開平1−163594号公報参照)。また
この先に提案した赤外線イメージ加熱による高温観察炉
では、炉室を囲んで冷却媒体通路を設け、冷水等の冷却
媒体を流して炉室の温度上昇を抑制するようにしてい
る。また本発明者は、光源室に冷却空気を導入し、赤外
線ランプや反射面を冷却して高温による損傷を防ぐよう
にした赤外線加熱炉も提案した(特開平2−282689号公
報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】特開平1−163594号公
報に開示された先に提案した高温観察炉は専ら顕微鏡観
察を対象にしており、試料全体を観察したい場合には利
用できない。また炉室を囲んで冷却媒体通路を設けてい
るので、構造が複雑であり、コストが高くなるという問
題があり、さらに炉本体の熱容量が大きいため所望の高
温に加熱するのにエネルギや時間がかかり汎用性の点で
も問題があった。ところで、この種の楕円イメージ炉は
最も熱効率の高い加熱炉であり、小容量では1kwで1700
℃を1分以内に達成することができるが、理化学実験や
汎用実験での小試料や、歯科技工における陶歯焼成、義
歯メタルボンドのブリッジろう付け等において要求され
る試料の全体観察を可能とした汎用性のある低コストの
高温観察炉に対する要望が益々高くなってきている。な
お特開平2−282689号公報に開示された先に提案した赤
外線加熱炉は光源室を空冷できる構造ではあるが、クロ
ーズタイプでは加熱すべき試料を加熱室に設けた開孔か
ら加熱室内へ挿入し、またオープンタイプでは試料を外
部の集光位置に置き加熱するように構成されているの
で、熱放射ロスによる観察試料の温度低下だけでなく試
料内温度分布が生じてしまうことになる。
【0004】そこで、本発明は、前記のような問題点に
鑑みてなされたもので試料の全体観察を可能とした汎用
性のある構造が簡単で低コストの空冷式超高温観察炉を
提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明によれば、楕円球状に形成した炉室内を透明
な仕切用石英板で光源室と加熱室とに仕切り、加熱室内
に加熱、観察すべき試料を入れ、光源室からの光線を試
料に向かって集光入射させ、試料を超高温観察できるよ
うにした空冷式超高温観察炉において、光源室に冷却空
気を導入し、光源室の内周反射壁及び光源に沿って冷却
空気を流す通気装置を設けると共に、加熱室の周壁を内
面反射性で半透過性の耐熱ガラスで構成したことを特徴
としている。通気装置は、光源室と加熱室とを仕切る仕
切用石英板に隣接して光源室の上部に設けた冷却空気導
入口と、光源室の底部中央における光源の取付口の周囲
に設けた冷却空気導出口と、冷却空気導入口から光源室
の内周反射壁及び光源に沿って冷却空気導出口へ冷却空
気を流す通気ファンとで構成され得る。また加熱室の周
壁を構成する耐熱ガラスは、その内面に厚さ500〜2000
オングストロームの金膜が成膜され得る。加熱室の周壁
を構成する耐熱ガラスは着脱可能に設けられ得る。
【0006】
【作用】本発明による空冷式超高温観察炉においては、
光源室に冷却空気を導入し、光源室の内周反射壁及び光
源に沿って冷却空気を流す通気装置を設けたことによ
り、光源及び光源室の反射壁は冷却され、高温による損
傷は防止され、光源及び反射壁の寿命を延ばすことがで
きる。また加熱室の周壁を内面反射性で半透過性の耐熱
ガラスで構成したことにより、試料の全体観察ができる
ようになると同時に、光源室からの赤外線は加熱室の周
壁で大半が反射され、試料を熱効率よく一様に加熱する
ことができるようになる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を添付図
面に示す実施例に基いて説明する。
【実施例】図1には、本発明の一実施例による空冷式超
高温観察炉を示し、1はハウジングで、このハウジング
1の上部には楕円球状の炉室を形成する炉本体2が取付
けられている。炉本体2は半楕円球状の光源室を構成す
る下方半楕円球状体3と半楕円球状の加熱室を構成する
上方半楕円球状体4とから成っている。また、ハウジン
グ1にはその外側に温度制御回路等の付属装置を収容す
る室1aが設けられている。及び冷却空気を内部へ取り入
れるための開口1bが設けられている。下方半楕円球状体
3は熱容量を少なくするため薄い高輝度アルミニウム合
金で作られ、曲面の加工は、精密に成形できかつ加工強
度が増ししかも加工歪が均一で対称となる対抗液圧成形
法により行われ得る。このようにして構成された下方半
楕円球状体3はハウジング1の上端に設けた取付フラン
ジ5にフランジ3aを固定して装着され、この下方半楕円
球状体3のフランジ3a上に僅かな間隔をおいて、環状耐
熱フェルト6により透明な仕切用石英板7を挟んで固定
している。その上に上方半楕円球状体4が着脱可能に密
封的に装着されている。すなわち上方半楕円球状体4と
仕切用石英板7との接触面は研磨処理して良好な平面度
に仕上げられており、この部位からのガスリークが実質
的にないようにしている。また図面において8は冷却空
気取入れ口で、ハウジング1の上端外周と透明な仕切用
石英板7の取付け部との間に画定され、この冷却空気取
入れ口8は透明な仕切用石英板7の下面と下方半楕円球
状体3のフランジ3aとの間の隙間を介して下方半楕円球
状体3内部へ連通している。下方半楕円球状体3は内面
を反射面として構成されている。下方半楕円球状体3内
にはその焦点位置に赤外線光源9が配置され、この光源
9は下方半楕円球状体3の底部中央に設けた開口3bを通
っのび、ソケット10を介してハウジング1内に設けた支
持部11に固定されている。ハウジング1内の底部には通
気フアン12が設けられ、この通気フアン12は、冷却空気
取入れ口8から取り入れた冷却空気を下方半楕円球状体
3内部へ引き入れ、そして光源室の内周反射壁に沿って
流し、底部中央に設けた開口3bを通って外部へ放出する
ように働く。上方半楕円球状体4は耐熱ガラスで構成さ
れ、上部中央にはガス排出口4aを備えている。上方半楕
円球状体4の内面には金が500〜2000オングストローム
の厚さに成膜され、半透過鏡として形成され、可視光線
は透過し、赤外線は反射するようにされている。それに
より高温観察と高温到達との両機能を満たすことができ
る。また上方半楕円球状体4の焦点位置には試料保持測
温部13が位置決めされており、この試料保持測温部13
は、透明な仕切用石英板7を貫通して伸びるL型の石英
製の管部材14の一端すなわち先端に支持されており、管
部材14の他端は下方半楕円球状体3と透明な仕切用石英
板7との取付け部を通って外部へのびている。管部材14
内部には測温用の熱電対が挿置されている。また、この
管部材14の外側にはガス流路を画定する石英製のガス導
入用管部材15が同軸的に設けられ、ガス流路の外方端は
適当なガス源(図示してない)に結合され、そしてガス
流路の自由端すなわち内方端は加熱室内に開放して、内
部に上方へ向かうガスフロー雰囲気が形成されるように
している。従って上方半楕円球状体4は、試料への反射
集光加熱、全体観察を可能とし、しかも機密ペルジャと
して試料の取り替え時には簡単に取り外すことができ
る。なお炉本体2の各部は、好ましくは温度が上昇して
も熱歪が生じないように加工時の歪が均一対称となる製
作され得る。また仕切用石英板7は赤外線光源9からの
赤外線の密度の低い位置に位置決めするのが好ましい。
【0008】次にこのように構成した図示装置の動作に
ついて説明する。光源室内の赤外線光源9から発光した
赤外線の一部は直接、そして残りの赤外線部分は下方半
楕円球状体3の内部反射面で反射して透明な仕切用石英
板7を通り上方半楕円球状体4の内面の半透過反射面で
反射して試料保持測温部13に集光され、試料を加熱す
る。上方半楕円球状体4の内面の半透過反射面は赤外線
の大半を反射し、一部内部雰囲気により伝熱加熱される
が放熱される。下方半楕円球状体3及び赤外線光源9
は、通気フアン12の作動による空気熱交換により冷却さ
れ、過熱による損傷が防止され、それによりこれら構成
要素の寿命を延ばすようにしている。管部材14及びガス
導入用管部材15は赤外線光源9からの直接光により予熱
される。
【0009】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、光源室に冷却空気を導入し、光源室の内周反射壁及
び光源に沿って冷却空気を流す通気装置を設けているの
で、光源及び光源室の反射壁は冷却され、高温による損
傷は防止され、光源及び反射壁の寿命を延ばすことがで
きるようになる。また加熱室の周壁を内面反射性で半透
過性の耐熱ガラスで構成しているので、試料の全体観察
が可能になると同時に、光源室からの赤外線は加熱室の
周壁で大半が反射され、試料を熱効率よく一様に加熱す
ることができるようになる。さらに光源室を薄い反射性
材料で構成することにより反射面の熱容量を少なくでき
る。従って本発明は、構造が簡単で小型で低コストの汎
用性の高い空冷式超高温観察炉を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例による空冷式超高温観察炉
を示す概略線断面図。
【符号の説明】
1:ハウジング 2:炉本体 3:半楕円球状の光源室を構成する下方半楕円球状体 3a:フランジ 3b:開口 4:半楕円球状の加熱室を構成する上方半楕円球状体 5:取付フランジ 6:耐熱フェルト 7:透明な仕切用石英板 8:冷却空気取入れ口 9:赤外線光源 10:ソケット 11:支持部 12:通気フアン 13:試料保持測温部 14:石英製の管部材 15:ガス導入用管部材

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 楕円球状に形成した炉室内を透明な仕切
    用石英板で光源室と加熱室とに仕切り、加熱室内に加
    熱、観察すべき試料を入れ、光源室からの光線を試料に
    向かって集光入射させ、試料を超高温観察できるように
    した空冷式超高温観察炉において、 光源室に冷却空気を導入し、光源室の内周反射壁及び光
    源に沿って冷却空気を流す通気装置を設けると共に、加
    熱室の周壁を内面反射性で半透過性の耐熱ガラスで構成
    したことを特徴とする空冷式超高温観察炉。
  2. 【請求項2】 上記通気装置が、光源室と加熱室とを仕
    切る仕切用石英板に隣接して光源室のうえ部に設けた冷
    却空気導入口と、光源室の底部中央における光源の取付
    口の周囲に設けた冷却空気導出口と、冷却空気導入口か
    ら光源室の内周反射壁及び光源に沿って冷却空気導出口
    へ冷却空気を流す通気ファンとを備えている請求項1に
    記載の空冷式超高温観察炉。
  3. 【請求項3】 加熱室の周壁を構成する耐熱ガラスが、
    その内面に厚さ500〜2000オングストロームの金膜を成
    膜している請求項1に記載の空冷式超高温観察炉。
  4. 【請求項4】 加熱室の周壁を構成する耐熱ガラスが着
    脱可能に設けられている請求項1に記載の空冷式超高温
    観察炉。
  5. 【請求項5】 光源室の周壁部が薄い反射性材料で構成
    されている請求項1に記載の空冷式超高温観察炉。
JP22819695A 1995-09-05 1995-09-05 空冷式超高温観察炉 Pending JPH0972669A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008200672A (ja) * 2008-02-08 2008-09-04 National Institute For Materials Science 雰囲気制御型加熱装置
CN102230734A (zh) * 2011-04-26 2011-11-02 长沙开元仪器股份有限公司 一种高温炉膛
JP2016109318A (ja) * 2014-12-02 2016-06-20 国立研究開発法人産業技術総合研究所 集光鏡方式加熱炉

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