JP2879571B2 - 赤外線加熱炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、製造、試験、分析等の加熱ユニットとして
使用される楕円球状の凹入した反射面を有する赤外線加
熱炉に関する。

（従来の技術） 従来、楕円球状の凹入反射面を有する赤外線加熱炉は
知られており、オープンタイプとクローズタイプの２種
類が使用されている。

オープンタイプのものは、第１図に見られるように、
半截楕円球状の凹入反射面ａを備えた反射体ｂ内に赤外
線ランプｃを設けた構成を有し、反射面ａで反射する赤
外線ランプｃの熱線を炉外に用意した加熱ワークｄに照
射して加熱が行なわれる。

また、クローズタイプのものは、第２図に見られるよ
うに、オープンタイプの反射体ｂの１対を互に反射面
ａ、ａを向き合せて内部に楕円球状の炉内空間ｅを形成
した構成を有するもので、炉内温度は比較的高温にな
り、加熱ワークｄは炉内空間ｅに用意される。

（発明が解決しようとする課題） 前記オープンタイプの赤外線加熱炉は、最近、電子部
材や義歯の熱加工への利用が検討されているが、汎用性
のある低コストな機器が少ない。

また、前記クローズタイプのものは、酸化物の単結晶
製作用等に利用されてはいるが、価格が高く、汎用の高
温炉としては利用されるに至っていない。

更に、これらのタイプはその加熱目的に応じて反射面
の幾何学的条件に変わり、製造コストが他の加熱炉より
も高く、しかも汎用性に乏しく利用面が限られてしまう
不都合がある。

更に、高パワーを得るためには高電力の赤外線ランプ
を使用することが望ましいが、この種の高電力用のラン
プはフィラメントの電流密度が高く、そのため電極端子
封止部の構造は単極構造即ち管状のランプの両端に夫々
一極ずつを有する構造になっているので、反射面の前方
に電極のない前記の各タイプには取付けが出来ず、高電
力用のランプを使えない不都合がある。

本発明は、加熱目的に応じて前記オープンタイプとク
ローズタイプとに任意に変更し得、多用途の使用が可能
であり、高温を得るために単極構造の高電力用赤外線ラ
ンプを使用出来る楕円球状の反射面を備えた赤外線加熱
炉を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明に於いては、半楕円球状の凹入した反射面を有
する反射体を１対用意し、その一方の反射体内に赤外線
ランプを設け、両反射体を、冷却空気導入孔を備えると
共に石英板の装着部を備えた中間リングを介して互に反
射面を対向させて分離自在に連結するようにし、オープ
ンタイプとクローズタイプの加熱炉に任意に変更する目
的を達成するようにした。この構成によれば、赤外線ラ
ンプのないもう一方の反射体を取外し、前記赤外線ラン
プを内部に設けた一方の反射体の口縁に、前記中間リン
グを取付け、該中間リングに該一方の反射体内を外部と
区画する石英板を設けて反射光を外部へ放射するオープ
ンタイプの加熱炉に自由に変更が可能になり、更に、前
記中間リングの半径方向にパイプを設け、該パイプに反
射体内の赤外線ランプの一端を保持して通電する電極を
設けることにより高電力用の赤外線ランプを使用して高
温を得ることが可能になる。

（作 用） 反射体内に赤外線ランプを設けた反射体と、赤外線ラ
ンプのない反射体の各反射面を対向させ、中間に中間リ
ンクを介在させて両反射体を連結すると、内部に楕円球
状の加熱空間を有するクローズタイプの加熱炉が構成さ
れる。該加熱空間内に加熱ワークを収め、赤外線ランプ
を点灯すると、該加熱ワークはほぼその全周に熱線の照
射を受けて高温に加熱され、中間リングに設けた冷却空
気導入孔から冷却空気を導入することによって赤外線ラ
ンプや反射面が冷却され、高温による損傷を防げる。

オープンタイプの加熱炉として使用するときには、赤
外線ランプを設けた反射体の口縁に中間リングを取付
け、該中間リングの孔内を塞ぐように石英板が設けられ
る。この場合、加熱ワークは該反射体の外部に用意さ
れ、石英板を通る赤外線ランプの熱線により加熱され
る。該石英板は、加熱ワークからの蒸発物や熱分解物で
反射体内が汚染されることを防ぐと共に中間リングの冷
却空気導入孔から吹き出す冷却空気が加熱ワークに達
し、加熱温度が低下することを防ぐ作用を営む。

該中間リングの半径方向にパイプを設けてこれに電極
を取付けると、単極構造の高電力用赤外線ランプを反射
面の楕円の光軸上に配置することが出来、高温でしかも
効率の良い加熱を行なえる。

（実施例） 本発明の実施例を図面第３図に基づき説明すると、同
図に於いて、符号（1a）（1b）は半楕円球状の凹入した
反射面（２）を夫々有する１対の反射体、（３）は一方
の反射体（1a）内に設けた赤外線ランプ、（４）は冷却
空気導入孔（５）と石英板の装着部（６）を備えた円形
の中間リングを示す。

各反射体（1a）（1b）の反射面（２）の外周は、密閉
のカバー（７）で覆われ、該反射面（２）とカバー
（７）との間の空間（7a）に冷却水を循環させて反射面
（２）の高温化を防ぎ、該反射面（２）の光軸に沿った
開孔（８）を形成し、一方の反射体（1a）の開孔（８）
には赤外線ランプ（３）が挿通され、外側に設けたソケ
ット（９）で一端が保持される。

中間リング（４）は反射面（２）の口縁に合致する略
円形の環状体で構成され、その半径方向に貫通する複数
の冷却空気導入孔（５）を設けて外部から冷却空気を導
入出来るようにし、更に該リング（４）の片面に環状の
段部を形成して石英板の装着部（６）を設けるようにし
た。図示の赤外線ランプ（３）は、棒状のランプの両端
に夫々電極（3a）（3b）を有する単極構造を備えた高電
力用のもので、その一方の電極（3a）は、ソケット
（９）からスプリングにより押し出される電極（10a）
と嵌合し、もう一方の電極（3b）は、中間リング（４）
の環状孔内を半径方向へ張り渡したパイプ（11）に設け
た電極（10b）と嵌合するようにした。（12）は外部か
ら該パイプ（11）内を通って電極（10b）へと延びる給
電線、（20）は加熱空間（21）内の高温空気を外部へ排
除する空冷用ファンである。

反射体（1a）（1b）の反射面（２）を互に対向させ、
その間に中間リング（４）を介入し、例えば４個所に於
いてボルト（13）により両反射体（1a）（1b）及び中間
リング（４）を共締めすることによりクローズタイプの
赤外線加熱炉が構成される。このクローズタイプの加熱
炉は、第５図に見られるように、下方の反射体（1b）の
開孔（８）から石英管（14）で覆われた試料皿（15）を
楕円球状の加熱空間（21）内へ挿入し、試料（16）の分
析・試験に使用され、或は第６図示のように上下を逆に
し、上方に位置した反射体（1b）の開孔（８）から石英
管（14）で覆われたるつぼ（17）を挿入して試料（16）
の溶解、蒸発等に使用される。

第４図は第１図示のものから反射体（1b）を取外し、
オープンタイプの加熱炉に構成した場合を示すもので、
この場合、中間リング（４）の石英板の装着部（６）に
石英板（18）を嵌め、その外側から押え板（19）をボル
ト（13）で中間リング（４）及び反射体（1a）に取付け
るようにした。このオープンタイプのものは、第１図示
のものと同様に、外部の加熱ワークをランプ（３）の熱
線で加熱するが、反射体（1a）の内部が石英板（18）で
区画されるために加熱ワークからの蒸発物等で反射体
（1a）内が汚染されることがない。

その作動を説明すると、半楕円球状の反射面（２）を
有する１対の反射体（1a）（1b）の一方の反射体（1a）
内に赤外線ランプ（３）を設け、各反射体（1a）（1b）
の反射面（２）同士を対向させて中間リング（４）の両
側に取付けることによりクローズタイプの加熱炉が構成
され、これより一方の反射体（1b）を取外し、代わりに
中間リング（４）に石英板（18）を取付けるとオープン
タイプの加熱炉となる。従って加熱の目的に応じてクロ
ーズタイプとオープンタイプとに任意に変更しての使用
が可能になり、利用性が高まる。そして、加熱炉として
の使用中は、空冷用ファン（20）を作動させると、中間
リング（４）の冷却空気導入孔（５）から外部の空気が
加熱空間（21）を通り空冷用ファン（20）から排出され
るように流れ、赤外線ランプ（３）の高熱により反射面
（２）や電極、石英管等が損傷することを防げ、更に中
間リング（４）に設けたパイプ（11）に電極（10b）を
取付け、単極構造の高電力用の赤外線ランプ（３）を使
用することが出来るので高パワーが得られる。オープン
タイプの加熱炉としての使用中は、中間リング（４）に
設けた石英板（18）によって、加熱ワークからの蒸発物
等が加熱空間（21）内を汚染することを防げると共に冷
却空気が加熱ワークの周囲を流れてその昇温を妨げるこ
ともない。

赤外線ランプ（３）の一端を保持する電極（10b）
は、楕円の中心部で、パイプ（11）と該ランプ（３）の
陰になる最も赤外線密度の少ない個所に設けられるの
で、熱による損傷を受け難く、しかも該ランプ（３）の
両端を支持するので、光学的な精度も高まる。

第７図示の実施例は、中間リング（４）の変形例を示
すもので、２個の中間リング（４）（４）間を冷却水の
循環孔（22）を設けた胴部（23）で接続し、該胴部（2
3）内に左右の反射体（1a）（1b）の各反射面（２）に
ほぼ連続する楕円球状の反射面（24）（24）を形成する
ようにした。これに於いては、各反射体（1a）（1b）の
夫々に高電力用の赤外線ランプ（３）（３）を設け、各
中間リング（４）（４）に石英板（18）（18）を取付け
て独立した加熱空間（25）を該胴部（23）内に形成し、
該胴部の側方から試料（16）を導入して区画された雰囲
気で該試料（16）の加熱を行なうことが出来る。

尚、第３図示のクローズタイプの実施例に於いて、赤
外線ランプ（３）に1kwのものを使用すると、1800℃が
得られ、超高温炉として手軽に試験、実験に利用出来
る。また、第４図示のオープンタイプでは、1kwの赤外
線タイプで簡単にステンレスの部分溶融を行なえた。反
射面（２）とカバー（７）との間の空間（7a）に冷却空
気を循環させるようにしてもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明に於いては、冷却空気導入孔と石
英板の装着部を備えた中間リングを介して半楕円球状の
反射面を有する１対の反射体を分離自在に連結したの
で、オープンタイプとクローズタイプに任意に変更出
来、加熱炉の利用性が高まり、高電力の赤外線ランプの
使用と半楕円球の反射面とにより高温が得られ、中間リ
ングに設けた冷却空気導入孔からの冷却空気で高温によ
る反炉の損傷が防げ、中間リングに石英板を取付け得る
ので加熱雰囲気の制御が容易になる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来例の断面図、第３図は本発明の
実施例の截断側面図、第４図は本発明の他の実施例の截
断側面図、第５図及び第６図は本発明の装置の使用状態
を示す截断側面図、第７図は本発明の更に他の実施例の
截断側面図である。 （1a）（1b）……反射体 （２）……反射面 （３）……赤外線ランプ （４）……中間リング （５）……冷却空気導入孔 （６）……石英板の装着部 （10a）……電極 （11）……パイプ （13）……ボルト （18）……石英板

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半楕円球状の凹入した反射面を有する反射
   体を１対用意し、その一方の反射体内に赤外線ランプを
   設け、両反射体を、冷却空気導入孔を備えると共に石英
   板の装着部を備えた中間リングを介して互に反射面を対
   向させて分離自在に連結したことを特徴とする赤外線加
   熱炉。
2. 【請求項２】前記赤外線ランプを内部に設けた一方の反
   射体の口縁に、前記中間リングを取付け、該中間リング
   に該一方の反射体内を外部と区画する石英板を設けて反
   射光を外部へ放射することを特徴とする請求項１に記載
   の赤外線加熱炉。
3. 【請求項３】前記中間リングの半径方向にパイプを設
   け、該パイプに反射体内の赤外線ランプの一端を保持し
   て通電する電極を設けたことを特徴とする請求項１に記
   載の赤外線加熱炉。