JPS5824788A - 温度勾配炉 - 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】 本発明は１被加熱物の所定方向に沿って温度勾配を与え
る温度勾配炉に関する・ 例えば、牛導体等の結晶を特定方向に生長させる場合や
１薄鋼板の生産工程での加熱のシセユレーシ璽ンを行な
わせる場合、その特定方向に温度勾配（例えばｓ００〜
５０℃／α）をつけ、その状態で高温まで急速に昇温す
る加熱炉すなわち温度勾配炉が必要である。

従来、温度勾配炉として抵抗加熱炉かあるが、各ゾーン
に投入するエネルギに限度（２０Ｗ／（１１前後）があ
りＳまた断熱の条件があるので、被加熱物に大幅の温度
差を生じさせることは不可りである・ｔたこのものは熱
春量も大きいので急速な昇温を被加熱物に与えることが
できない。

また、一般に温度勾配炉では、各ゾーンを個別に温度制
御する場合箋互に熱的に干渉してしばしば制御がハンチ
ングする欠点があり、ｔた昇温しながら温度勾配を変化
する場合、各ゾーンを個別にプログラム制御するので、
構成上複雑である等Ｏ欠点がある。

これに対シ、赤外軸加熱炉は、投入熱量が１００Ｗ　／
　ｅｘと抵抗加熱炉の５倍強大きく、且つその熱容量も
発熱体だけのため小さいから１被加熱物を急速に昇温さ
曽、シかもそれに大幅な温度。

差の温度勾配をつける温度勾配炉に達しているので、本
発明は、この赤外線加熱炉を用い１被′　加熱物を所定
の温度勾１配をつ叶て急速に昇温することができるとと
もに、温度制御を安定に且つ簡単な構成で行わせること
ができる温度勾配炉を提供することをその目的とするも
ので、戻射面とその焦点位置に置かれ九ヒータとより成
る赤外線加熱：Ｌエラ）を複数個連設してなるものにお
いて１被加熱＠０離隔した個所の温度を検知する少くと
もｔＩＩの感温素子と１該感温素子のそれぞれに１１！
統され、該感温素子の設置個所の濃度を設定値に制御す
る七−夕の加熱電力制御装置と、前記被加熱物を前記設
定値により規定され九温度勾ンで加熱する他のヒータへ
の供給電力を１前記感温素子に対応するＥ−夕への供給
電力値をもとにして内外挿計算する演算回路と、該演算
回路に接続され九前、配備Ｏと−タの加熱電力制御装置
とを具備することを特徴とする。

以下本発明の実施例を図面につき詳細に説明する・ 図面において、放物反射面（１ム）（１・１）・←・（
ＩＧ）及び（１ム５（１ｓ’＞−（１ａｓとその焦点位
置に置かれたヒータ（２ム）（２Ｂ）　−（２Ｇ）及び
（２ｆｆｉ）（２ｆｆｌ）−・・（２ｄ）とより成る赤
外線加熱ｘ　ｘ−ツ）　（３ＡＸ！ＩＩＩ）　・・・（
！’　Ｇ）及び（！　Ａ）（ｓ：ｉ：）−・・（ｌｅ）
は例えば７個を連ね且つ被加熱物（４）を介して互に対
向して配置するようにして、赤外線加熱炉を構成した。

被加熱物（４）の離隔された個所に接して設けられ良、
例えば熱電対のような２個ｃ＞ａｌｌ！素子（ｓ　ｍ）
（ｓ　ｙ）　ハ、−ｔレソｒｔ、＋。

素子（ｓｍ）（ｓｙ）に近接配置された赤外線加熱炉二
’）　）　（１Ｂ）（３ｍ）、（５１バ５７）４０と−
タ（２））　（２ＩＩ）、（２ｙ）（２１）の加熱電力
制御装置（ａｍＸ６ｙ）に接続した。

この加熱電力制御装置（４ＩＩ）（４Ｆ）は−それぞれ
１プ四ダツ＾ＪＬエツト（７）とアンプ：Ｌエラ）（８
）と比例、積分及び微分制御するＦＩＤ制御二ニット（
９）と、蒙゛エエツ）（９）の出力に応じた位相のトリ
ガーパルスを発生するトリガーパルス発生回路（１１と
、電源回路に介入ざｒｔ〜出力をヒータ（２Ｂ）（２Ｉ
）、（ｚｙ）（ｚｙＦ）に接続して前記）９１１−パル
スに応じた出力を該ヒータに供給するサイリスタａυと
で構成し大０演算回路ａりは、前記加熱電力制御装置（
４Ｂ）（４ν）によって設定され大被加熱物（４）の離
隔した２点の高低湯度値に゛よって規定ざむる温度勾配
になるように、被加熱物（４）を赤外ｓ　加熱−＝　ｙ
　）　（ｓｉ）（ｉｒ＞（ｓ　ｏ）（ｉｏ）　−（ｓｍ
）（ｓｊ）（ｅ）（ｓ　ｅ）の各ヒ−１（２Ａ）（２１
）、（２Ｇ）（２０）　ｓ　−（２１）（２ｍ）、（２
Ｇ）（２Ｇ）で加熱する大めに、その各加熱電力量を、
前記各制御装置（４ｍ）（４？）の１ｒ力制御ユニツト
（９）の出力を基にして内外挿計算する回路である。こ
の＃ｉ路の各出力はそれぞれ）リガーパ′ルス発生１路
ａのと、この回路−によって制御されるサイリスタ（１
１とより成る加熱電力制御装置ａ、１を介してヒーａ　
（ｔｏ）（２ｆｆｉｔ　％　（ｔｏ）（ｔｏ）、（！　
Ｄ）（２ｎ）（口＞　＜２ｉ＞及び（２Ｇ）（２Ｇ＞に
接続した。（図面では＊　−＃　（２Ａ）＜２１）−（
ｔｏ）　ｔ’ｖ　イｇｘ　＊、ａｔｏｍカａ。

路の接続を省略した。） 尚１ｗＡ面において、ａ４はプ田ダラ＾＆墓ツ）（７）
のスター）・ス）ツブ回路、四は感温素子（５０）（５
ｍ）に接Ｈされたモ！ター用２ペンレコーダ、ａ・は被
加熱物（４）を不活性領域内で加熱する良めに、不活性
ガス源に接続きれ良管材である。

次にこの温度勾配炉の作動について説明する。

被加熱物（４）に対して所定の温度勾配をつけて急速昇
温するために、感温素子（５ｍ）（５ν）の設置点の温
度をそれヤれプ田ダラ＾エニツ）　（７）（７）　テｙ
定する・そしてこの工１ツ）　（７）（７）Ｖｔスター
ト・スジツブ回路α尋で始動する・かくして加熱電力制
御装置（４Ｂ）（４Ｆ）は感温素子（Ｉｎ）（５？）を
入力信号として、被加熱物（４）の感温素子（ｓｍ）（
ｓｙ）設置点の濃度がプ！ダラムエニツ［７）（７）の
設定値になるように作動し、と−タ（２ｍ）（２ｙ）を
加熱する。

これと同時に、前記制御装置（４ｍ）（４Ｆ）のｙｘｎ
制御エエツ）　（９）ｔ）出力が演算回路部に入力する
ので、と−でヒータ（２人＞＜ｘｉ）、（２Ｇ）（２め
−（２Ｇ）（２Ｇ）に加える加熱電力値が内外挿計算に
よって算出畜れる。すなわち制御装置（４ｍ）（４？）
のｙｚｎ：ｓ−ｚ　−１）　（９）（９）０出力を］Ｉ
Ｉ哀、罵νケす葛と１各ヒ−＃　（２Ａ）（２ム）、（
２０）（２０）、（２：Ｅ））（２Ｄ）、（２ｍ＋）（
２ｍ）及ヒ（２Ｇ）（２Ｇ）　Ｃ対応する出力端子（１
２Ａ）（１！ＯＸ１　！Ｄ）（１２］１）及び（１２Ｇ
）には ｙ−Ｉｍ １ム＝１１− が出力し１この値に応じた位相のトリガーパルスがトリ
ガーパルス発生回路＜１０から出力し１このトリガーパ
ルスでサイリスタａυを制御し、所定Ｏ熱勾配になるよ
うにヒー＃（２ム）（２る−（２０）（２ｄ）、（２Ｄ
）（２追、（２ｍ）（２Ｉｔ）及び（２Ｇ）（２Ｇ）を
加熱する。

フ四タラムエエツ）（７）（７）の設定値を変えること
により温度勾配を変えることができるし−また昇温速度
を任意に選定できる。

温度制御するための濃度検出は、被加熱物１４）の離隔
し九２点で行なっているので、互に熱的に干渉すること
がなく１そのため制御がハンチングすることがない。そ
してヒータ（２ム）（２ム）、（２０）（２ｄ）、＜２
Ｄ）（バ）、（ｚｍ）（２］ｌ′）、（２Ｇ）（２めの
加熱電力制御装置ａ３は、プログラム・エエツ）（７）
−％ＰｘＤ制御ユニツ）（９）やアンプエエット（８）
を用いる必要がなく、各ヒータに共通な演算回路ａ’ａ
ｔ設けるだけでよいので、構成が著しく簡略化される・
このように本発明によれば、赤外線加熱炉を用い、被加
熱物の離隔した少くとも２９１所の温度が所定の温度勾
配になる高低２つの値になるように、該２個所の温度を
検出して加熱電力制御装置でその個所のヒータを加熱制
御し、その他のと−タを、演算回路の出力を入力信号と
する加熱電力制御装置により加熱制御するようにし良の
で、被加熱物を所定の温度勾配をつけて急速に昇温でき
るとともに温度制御を安定に且つ簡単な構成で行わせる
ことができる効果を有する・

【図面の簡単な説明】 ８！！１ｔ１ｉは本発明の一実施例のプ冑ツク線図を示
すＯ （１ム＞（１ｉ＞〜（Ｉ　Ｇ）（Ｉ　Ｇ）・・・放物−
反射面（２ム）（２Ａ’）〜（２９）＜２　（））−・
・ヒ　−　タ（ｓ＊）（ｓｆｆｉ）　〜（３Ｇ）（５Ｇ
）　−赤外ｓ加熱！”ツ）（４）　　　−・・・・・・
・・・・・・・・・・被加熱物（５Ｂ）（Ｓ　ＱＸＳＪ
＋（５・ν）−・−感温素子（ｉＢＸ４ｙＪ＝−・・・
・・・・・・・・・・加熱電力制御装置０２−　　　　
・・・演算回路 ０　　　・・・・・・・・・・・・・・・−・加熱電力
制御装置特許出願人　　真空理工株式会社 外２名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 反射面とその焦点位置に置かれたと−タとより成る赤外
   線加熱ｓＩ−エツ）を複数個連設してなるものにおいて
   、被加熱物の離隔した個所の温度を検知する少（とも２
   個の感温素子と、該感温素子のそれぞれに接続され、該
   感温素子の設置個所の温度を設定値に制御すると−タの
   加熱電力制御装置と、前記被加熱物を前記設定値により
   規定された温度勾配で加熱する他のヒータへの供給電力
   を、前記感温素子に対応するヒータへの供給電力値をも
   とにして内外挿計算する演算回路と、該演算回路に接続
   された前記他のヒータの加熱電力制御装置とを具備する
   ことを特徴とする温度勾配炉・