JP3082211B2 - 真空炉及び真空炉における温度均一化方法 - Google Patents
真空炉及び真空炉における温度均一化方法Info
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 43
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 31
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
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- Control Of Resistance Heating (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
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及びその
真空炉における温度均一化方法に関する。
焼成などの熱処理を施す為に用いられる真空炉及びその
真空炉における温度均一化方法に関する。
［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
量制御が行われる。
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
量制御が行われる。
［発明が解決しようとする課題］ このような従来の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
った。そこで上記側面側にもヒータと温度検出器とを設
け、その温度検出器による検出値に基づいて該側面側の
ヒータを制御する技術が案出された。このような技術
は、被処理材の全体の温度の均一化を向上させる上にお
いて好ましい。しかし温度検出器の数が増加すればそれ
の制御網が極めて複雑となってしまう問題点がある。
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
った。そこで上記側面側にもヒータと温度検出器とを設
け、その温度検出器による検出値に基づいて該側面側の
ヒータを制御する技術が案出された。このような技術
は、被処理材の全体の温度の均一化を向上させる上にお
いて好ましい。しかし温度検出器の数が増加すればそれ
の制御網が極めて複雑となってしまう問題点がある。
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、一つの温度検出器からの検出
値でもって、複数のヒータの発熱量を相互に偏差を持た
せた状態で制御することにより、簡易な制御網でもって
被処理材の温度分布の均一化を向上させた状態での加熱
を行い得るようにした真空炉及び真空炉における温度均
一化方法を提供することを目的とする。
する為になされたもので、一つの温度検出器からの検出
値でもって、複数のヒータの発熱量を相互に偏差を持た
せた状態で制御することにより、簡易な制御網でもって
被処理材の温度分布の均一化を向上させた状態での加熱
を行い得るようにした真空炉及び真空炉における温度均
一化方法を提供することを目的とする。
［課題を解決する為の手段］ 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、上記存置空間の周囲に夫々
上記存置空間に存置される被処理材を加熱する為の複数
のヒータを備えている真空炉において、上記複数の各ヒ
ータの夫々の給電経路には発熱量調節器を夫々個別に介
設し、それら複数の発熱量調節器と、真空容器内の被処
理材の温度を検出して、上記複数の発熱量調節器を同時
に制御する為に真空容器内に設けられた一つの温度検出
器との間には、上記複数のヒータ相互の発熱量に偏差を
持たせ得るよう上記複数の発熱量調節器の夫々につい
て、個別の偏差設定器を介設したものである。
する真空容器内においては、上記存置空間の周囲に夫々
上記存置空間に存置される被処理材を加熱する為の複数
のヒータを備えている真空炉において、上記複数の各ヒ
ータの夫々の給電経路には発熱量調節器を夫々個別に介
設し、それら複数の発熱量調節器と、真空容器内の被処
理材の温度を検出して、上記複数の発熱量調節器を同時
に制御する為に真空容器内に設けられた一つの温度検出
器との間には、上記複数のヒータ相互の発熱量に偏差を
持たせ得るよう上記複数の発熱量調節器の夫々につい
て、個別の偏差設定器を介設したものである。
［作用］ 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、その全体の温度分布の均一化が向上
される。その加熱の場合、温度検出器によって被処理材
の温度が検出され、その検出値に基づいて複数のヒータ
の発熱量が制御される。該制御の場合、一つの温度検出
器による検出値に基づき、複数のヒータの発熱量が予め
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。
ら熱が与えられて、その全体の温度分布の均一化が向上
される。その加熱の場合、温度検出器によって被処理材
の温度が検出され、その検出値に基づいて複数のヒータ
の発熱量が制御される。該制御の場合、一つの温度検出
器による検出値に基づき、複数のヒータの発熱量が予め
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］ 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は熱処理部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〜12f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、及び
左、右、前、後の各側面側に設けられたものを示し（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）、各々は断熱壁に取付
けてある。尚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内に備えられた温
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15は被処理材の周知の冷却機
構を示し、以下これについて説明する。16はクーラ、17
は冷却ファンで、ファンモータ18によって運転されるよ
うになっている。19はモータカバーで、真空保持用のも
のである。20,21は夫々ダクトで、ダクト20はその下面
に、ダクト21は上面に夫々ガスの流通口を有している。
22,23は上下流切替用のダンパーである。このような冷
却機構15にあっては、ダンパー22,23が図示の如き状態
においてクーラ16及びファン17を運転することにより、
冷却用のガスが実線矢印の如き経路で循環し、存置空間
11に置かれた被処理材が冷却される。尚ダンパー22,23
を切り替えることにより、冷却用のガスを存置空間11に
下から上へ向けて流して被処理材の冷却を行うこともで
きる。
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は熱処理部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〜12f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、及び
左、右、前、後の各側面側に設けられたものを示し（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）、各々は断熱壁に取付
けてある。尚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内に備えられた温
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15は被処理材の周知の冷却機
構を示し、以下これについて説明する。16はクーラ、17
は冷却ファンで、ファンモータ18によって運転されるよ
うになっている。19はモータカバーで、真空保持用のも
のである。20,21は夫々ダクトで、ダクト20はその下面
に、ダクト21は上面に夫々ガスの流通口を有している。
22,23は上下流切替用のダンパーである。このような冷
却機構15にあっては、ダンパー22,23が図示の如き状態
においてクーラ16及びファン17を運転することにより、
冷却用のガスが実線矢印の如き経路で循環し、存置空間
11に置かれた被処理材が冷却される。尚ダンパー22,23
を切り替えることにより、冷却用のガスを存置空間11に
下から上へ向けて流して被処理材の冷却を行うこともで
きる。
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、一例として電流調節器が用い
てある。このような電流調節器としては、例えばサイリ
スタが用いられる。27は変圧器で、電圧を降下させるよ
うにしたものである。上記電流調節器26と変圧器27とは
図示の如き順序に接続することにより、電流調節器26は
小電流容量のもので足りる。28は周知の温度調節計で、
温度検出器13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、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26に与えるようにしてあ
る。
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、一例として電流調節器が用い
てある。このような電流調節器としては、例えばサイリ
スタが用いられる。27は変圧器で、電圧を降下させるよ
うにしたものである。上記電流調節器26と変圧器27とは
図示の如き順序に接続することにより、電流調節器26は
小電流容量のもので足りる。28は周知の温度調節計で、
温度検出器13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、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26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、大きな被処理材31はそのまま、
小さなものは例えば棚に積んだ状態である。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〜12f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。
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、大きな被処理材31はそのまま、
小さなものは例えば棚に積んだ状態である。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〜12f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13に
よって検出され、それからの信号に基づき温度調節計2
8、偏差設定器29を経て電流調節器26が制御され、各ヒ
ータ12a〜12fの出力が制御される。それらヒータ12a〜1
2fの出力の制御は、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一な温度に加熱さ
れる。
よって検出され、それからの信号に基づき温度調節計2
8、偏差設定器29を経て電流調節器26が制御され、各ヒ
ータ12a〜12fの出力が制御される。それらヒータ12a〜1
2fの出力の制御は、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一な温度に加熱さ
れる。
尚上記各偏差設定器29a〜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。
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、クーラ16やファン17が前述のよ
うに運転されて、被処理材31の冷却が行われる。
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、クーラ16やファン17が前述のよ
うに運転されて、被処理材31の冷却が行われる。
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。
終えた被処理材31が取り出される。
次に被処理材の種別、例えば大きさ、形状、材質等が
変更になった場合における熱処理について説明する。一
例として、被処理材が大きなものに変更になった場合に
おける熱処理の場合には、例えばヒータ12bの発熱量が
大きくなるように偏差設定器29bの設定値を変更し、そ
の状態で上記の場合と同様の操作が行われる。その結
果、その変更された被処理材であっても均一な温度分布
の状態で熱処理を行うことができる。
変更になった場合における熱処理について説明する。一
例として、被処理材が大きなものに変更になった場合に
おける熱処理の場合には、例えばヒータ12bの発熱量が
大きくなるように偏差設定器29bの設定値を変更し、そ
の状態で上記の場合と同様の操作が行われる。その結
果、その変更された被処理材であっても均一な温度分布
の状態で熱処理を行うことができる。
次に、第３図の制御系統において、上記の如き偏差設
定器29を用いずに全ヒータの発熱制御を行った場合と、
前記のように偏差設定器29を用いて全ヒータの発熱制御
を行っ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。
定器29を用いずに全ヒータの発熱制御を行った場合と、
前記のように偏差設定器29を用いて全ヒータの発熱制御
を行っ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。
次に、上記炉内のヒータ12a〜12fの制御は、第３図に
２点鎖線で示されるように、ヒータ12a〜12fを２組（例
えばヒータ12a〜12cとヒータ12d〜12f）を区分し、各々
の組において夫々一つの温度検出器13′（13″）及び夫
々一つの温度調節計28′（28″）により前記実施例と同
様の制御を行っても良い。また断熱壁５の形状は、第２
図の如き断面が四角な形状以外に、円筒状であっても良
い。
２点鎖線で示されるように、ヒータ12a〜12fを２組（例
えばヒータ12a〜12cとヒータ12d〜12f）を区分し、各々
の組において夫々一つの温度検出器13′（13″）及び夫
々一つの温度調節計28′（28″）により前記実施例と同
様の制御を行っても良い。また断熱壁５の形状は、第２
図の如き断面が四角な形状以外に、円筒状であっても良
い。
［発明の効果］ 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には周囲の複数のヒータから熱
が与えられるから、被処理材31の全体を温度分布の均一
化を向上させた状態で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13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複数のヒータ
の発熱量を同時に制御するから、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。
る場合、その被処理材31には周囲の複数のヒータから熱
が与えられるから、被処理材31の全体を温度分布の均一
化を向上させた状態で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13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複数のヒータ
の発熱量を同時に制御するから、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。
しかも上記制御の場合、上記温度検出器13による温度
の検出は一つでもって、複数のヒータを制御するもので
あるから、その制御網は単純化できる効果があり、従っ
て、設備に係わるコストは低減化し、運転に当たっての
メンテナンスは簡易化する有用性がある。また複数のヒ
ータの発熱量は所望通りに相互に偏差を持たせた状態で
同時に制御できる利点があるから、各ヒータ間でのハン
チングもなく、上記被処理材31は、上記複数のヒータを
夫々個別制御した場合よりも全域の温度制御が均一的に
できる特長がある。
の検出は一つでもって、複数のヒータを制御するもので
あるから、その制御網は単純化できる効果があり、従っ
て、設備に係わるコストは低減化し、運転に当たっての
メンテナンスは簡易化する有用性がある。また複数のヒ
ータの発熱量は所望通りに相互に偏差を持たせた状態で
同時に制御できる利点があるから、各ヒータ間でのハン
チングもなく、上記被処理材31は、上記複数のヒータを
夫々個別制御した場合よりも全域の温度制御が均一的に
できる特長がある。
さらに本発明の方法にあっては、被処理材31の種別が
変わった場合においても、その変更に応じて上記偏差の
設定値を変えるから、変更になった被処理材に対しても
上記の如き温度分布の均一化を向上させた状態での加熱
を行い得る効果がある。
変わった場合においても、その変更に応じて上記偏差の
設定値を変えるから、変更になった被処理材に対しても
上記の如き温度分布の均一化を向上させた状態での加熱
を行い得る効果がある。
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II−II線断面図、第３図はヒータの制御系統を示
す回路図。 ２……真空容器、11……存置空間、12a〜12f……ヒー
タ、13……温度検出器、26……発熱量調節器、29……偏
差設定器。
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II−II線断面図、第３図はヒータの制御系統を示
す回路図。 ２……真空容器、11……存置空間、12a〜12f……ヒー
タ、13……温度検出器、26……発熱量調節器、29……偏
差設定器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−17901（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−110382（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−112726（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−63700（ＪＰ，Ｕ) 実公 平１−43836（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21D 1/773 B22F 3/10 F27D 11/02 H05B 3/00 350
Claims (2)
- 【請求項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、上記存置空間の周囲に夫々上記存置空
間に存置される被処理材を加熱する為の複数のヒータを
備えている真空炉において、上記複数の各ヒータの夫々
の給電経路には発熱量調節器を夫々個別に介設し、それ
ら複数の発熱量調節器と、真空容器内の被処理材の温度
を検出して、上記複数の発熱量調節器を同時に制御する
為に真空容器内に設けられた一つの温度検出器との間に
は、上記複数のヒータ相互の発熱量に偏差を持たせ得る
よう上記複数の発熱量調節器の夫々について、個別の偏
差設定器を介設したことを特徴とする真空炉。 - 【請求項２】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、上記存置空間の周囲に夫々上記存置空
間に存置される被処理材を加熱する為の複数のヒータを
備えている真空炉において、上記複数の各ヒータの夫々
の給電経路には発熱量調節器を夫々個別に介設し、それ
ら複数の発熱量調節器と、真空容器内の被処理材の温度
を検出して、上記複数の発熱量調節器を同時に制御する
為に真空容器内に設けられた一つの温度検出器との間に
は、上記複数のヒータ相互の発熱量に偏差を持たせ得る
よう上記複数の発熱量調節器の夫々について、個別の偏
差設定器を介設して、上記存置空間に被処理材を存置さ
せてそれを加熱するに当たっては、その存置させた被処
理材の種別に応じて上記各偏差設定器の設定値を調節す
ることにより、上記ヒータ相互の発熱量を変えて、上記
存置空間に存置させた被処理材の全体の温度を均一化さ
せることを特徴とする真空炉における温度均一化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02160455A JP3082211B2 (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 真空炉及び真空炉における温度均一化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02160455A JP3082211B2 (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 真空炉及び真空炉における温度均一化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0452215A JPH0452215A (ja) | 1992-02-20 |
| JP3082211B2 true JP3082211B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=15715310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02160455A Expired - Lifetime JP3082211B2 (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 真空炉及び真空炉における温度均一化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3082211B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03112412U (ja) * | 1990-03-02 | 1991-11-18 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001092537A (ja) * | 1999-09-22 | 2001-04-06 | Toyo Seiki Seisakusho:Kk | 炉体等の温度制御方法とその炉体等を備えた装置 |
| JP5089248B2 (ja) * | 2007-05-30 | 2012-12-05 | 株式会社九州日昌 | 熱処理装置 |
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1990
- 1990-06-19 JP JP02160455A patent/JP3082211B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03112412U (ja) * | 1990-03-02 | 1991-11-18 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0452215A (ja) | 1992-02-20 |
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