JP6965590B2 - Insulation device - Google Patents
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Description
本開示は、断熱装置に関する。 The present disclosure relates to a heat insulating device.
従来、減圧された断熱室を有し、高温側と低温側との間における熱の移動を抑制する断熱装置が知られている。特許文献１に記載されているように、温度センサが設けられている断熱装置が知られている。 Conventionally, there is known a heat insulating device having a decompressed heat insulating chamber and suppressing heat transfer between a high temperature side and a low temperature side. As described in Patent Document 1, a heat insulating device provided with a temperature sensor is known.
特許文献１の構成のように、温度を用いる場合、断熱装置は、真空度を直接測定できない。断熱装置の真空度を確実に維持するには、真空度を直接検出する真空計を用いることが必要である。しかし、一般的に、真空計は比較的高価であり、断熱装置のコストが増加する。 When temperature is used as in the configuration of Patent Document 1, the heat insulating device cannot directly measure the degree of vacuum. In order to reliably maintain the degree of vacuum of the heat insulating device, it is necessary to use a pressure gauge that directly detects the degree of vacuum. However, in general, pressure gauges are relatively expensive, increasing the cost of insulation.
ところで、断熱装置は、熱源を有する炉等に用いられることがある。炉の生産能力を上げるために、炉を大きくする、または、炉を複数設けることがあり、断熱装置の断熱室が複数設けられることがある。また、保守点検口の取付もしくは制御機器の取付がしやすくなるように、断熱室を複数に分割することがある。 By the way, the heat insulating device may be used in a furnace or the like having a heat source. In order to increase the production capacity of the furnace, the furnace may be enlarged or a plurality of furnaces may be provided, and a plurality of heat insulating chambers of a heat insulating device may be provided. In addition, the heat insulating chamber may be divided into a plurality of parts so that the maintenance inspection port or the control device can be easily attached.
断熱室が複数設けられる場合、どの断熱室に不具合が生じているか特定しにくくなり、断熱装置の断熱性能が低下する。
また、断熱室が複数設けられる場合、断熱室の数に応じて、真空計の数が増加し、断熱装置のコストがさらに増加する。
When a plurality of heat insulating chambers are provided, it becomes difficult to identify which heat insulating chamber has a problem, and the heat insulating performance of the heat insulating device deteriorates.
Further, when a plurality of heat insulating chambers are provided, the number of vacuum gauges increases according to the number of heat insulating chambers, and the cost of the heat insulating device further increases.
本開示の目的は、複数の断熱室を有しても、真空計の数を減らし、断熱室の不具合箇所を特定でき、断熱性能を維持する断熱装置を提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide a heat insulating device capable of reducing the number of vacuum gauges, identifying defective parts of the heat insulating chamber, and maintaining heat insulating performance even if a plurality of heat insulating chambers are provided.
本開示は、断熱装置である。
断熱装置は、熱源（７）、真空ポンプ（５）、真空計（６）、複数の断熱部（５１、５２、５３、５４）、断熱部温度検出部（６０）および圧力制御部（７０、２７０）を備える。
熱源は、熱を有する。
真空ポンプは、気体を排出可能である。
真空計は、前記真空ポンプの圧力であるポンプ圧力（Ｐｐ）を検出可能である。
The present disclosure is a heat insulating device.
The heat insulating device includes a heat source (7), a vacuum pump (5), a vacuum gauge (6), a plurality of heat insulating parts (51, 52, 53, 54), a heat insulating part temperature detecting unit (60), and a pressure control unit (70,). 270).
The heat source has heat.
The vacuum pump is capable of discharging gas.
The vacuum gauge can detect the pump pressure (Pp), which is the pressure of the vacuum pump.
断熱部は、熱源に接し、真空ポンプに接続され、中空に形成されており、空間である断熱室（１００）を有する。
また、断熱部は、真空ポンプが断熱室の気体を排出して、断熱室の圧力である断熱室圧力（Ｐｉ）が低下し、熱源からの熱を断熱可能である。
断熱部温度検出部は、複数の断熱部のそれぞれに設けられており、それぞれの断熱部の温度である断熱部温度（Ｔｉ１、Ｔｉ２、Ｔｉ３、Ｔｉ４）を検出可能である。
圧力制御部は、ポンプ圧力または断熱部温度に基づいて、真空ポンプを制御し、断熱室圧力を制御可能である。
The heat insulating portion is in contact with a heat source, is connected to a vacuum pump, is formed hollow, and has a heat insulating chamber (100) which is a space.
Further, in the heat insulating portion, the vacuum pump discharges the gas in the heat insulating chamber, the pressure in the heat insulating chamber (Pi), which is the pressure in the heat insulating chamber, is lowered, and the heat from the heat source can be insulated.
The heat insulating part temperature detecting part is provided in each of the plurality of heat insulating parts, and can detect the heat insulating part temperature (Ti1, Ti2, Ti3, Ti4) which is the temperature of each heat insulating part.
The pressure control unit can control the vacuum pump and control the insulation chamber pressure based on the pump pressure or the heat insulation unit temperature.
断熱部温度検出部により、複数の断熱室の断熱性能を確認でき、真空計を減らすことができる。さらに、圧力制御部がポンプ圧力または断熱部温度に基づいて、真空ポンプを制御する。これにより、どの断熱室に不具合が生じているかを特定でき、複数の断熱室の真空度を一定に制御でき、断熱性能が一定に維持される。 Insulation unit The temperature detection unit can confirm the insulation performance of a plurality of insulation chambers and reduce the number of vacuum gauges. Further, the pressure control unit controls the vacuum pump based on the pump pressure or the heat insulation unit temperature. As a result, it is possible to identify which heat insulating chamber has a problem, the degree of vacuum of the plurality of heat insulating chambers can be controlled to be constant, and the heat insulating performance is maintained constant.
以下、断熱装置の実施形態を図面に基づいて説明する。複数の実施形態の説明において、実質的に同一の構成には、同一の符号を付して説明する。
断熱装置は、例えば、モータの巻線を封止する樹脂を焼き固めるための焼成や部材の乾燥等を行う熱源としての加熱炉７に用いられる。加熱炉７の温度を加熱炉温度Ｔｆとする。
Hereinafter, embodiments of the heat insulating device will be described with reference to the drawings. In the description of the plurality of embodiments, substantially the same configuration will be described with the same reference numerals.
The heat insulating device is used, for example, in a
（第１実施形態）
図１に示すように、断熱装置１１は、真空ポンプ５、真空計６、複数の断熱部５１−５４、断熱部温度検出部６０、圧力制御部７０および異常判定部８０を備える。
断熱装置１１は、高温側と低温側との間における熱の移動を抑制する。
(First Embodiment)
As shown in FIG. 1, the
The
真空ポンプ５は、断熱部５１−５４に接続されており、断熱部５１−５４の断熱室１００から気体を排出可能である。真空ポンプ５の圧力または真空ポンプ５と断熱部５１−５４との間の圧力をポンプ圧力Ｐｐとする。ここで、本明細書中において、圧力は、絶対圧力または相対圧力を含む。
真空ポンプ５は、例えば、油圧を用いる油回転真空ポンプである。
The vacuum pump 5 is connected to the heat insulating portion 51-54, and gas can be discharged from the
The vacuum pump 5 is, for example, an oil rotary vacuum pump that uses hydraulic pressure.
真空計６は、真空ポンプ５と断熱部５１−５４との間に設けられており、ポンプ圧力Ｐｐを検出可能である。
真空計６は、例えば、電離真空計である。加熱したフィラメントから放出する熱電子を加速する。加速した熱電子と気体分子とが衝突したとき、イオンが生成される。真空計６は、イオンの生成量が気体分子の密度に比例することを利用して、ポンプ圧力Ｐｐを検出する。
また、真空計６は、検出したポンプ圧力Ｐｐを圧力制御部７０に出力する。
The vacuum gauge 6 is provided between the vacuum pump 5 and the heat insulating portion 51-54, and can detect the pump pressure Pp.
The vacuum gauge 6 is, for example, an ionization vacuum gauge. Accelerates thermions emitted from heated filaments. Ions are generated when accelerated thermions collide with gas molecules. The vacuum gauge 6 detects the pump pressure Pp by utilizing the fact that the amount of ions produced is proportional to the density of gas molecules.
Further, the vacuum gauge 6 outputs the detected pump pressure Pp to the
断熱部５１−５４は、加熱炉７に接し、中空に形成されており、真空ポンプ５に接続されている。
断熱部５１−５４は、空間である断熱室１００を有する。断熱室１００の圧力を断熱室圧力Ｐｉとする。真空ポンプ５が断熱室１００の気体を排出して、断熱室圧力Ｐｉが低下する。断熱室１００を減圧し、真空にすることによって、断熱部５１−５４は、加熱炉７からの熱を断熱可能である。なお、真空計６は、断熱室圧力Ｐｉを検出してもよい。
The heat insulating portion 51-54 is in contact with the
The heat insulating portion 51-54 has a
図２に示すように、断熱部５１−５４は、並列に配置される平板を分割して構成されている。図２において、断熱部５１を記載している。断熱部５２−５４は、断熱部５１と同様に構成されている。
断熱部５１−５４は、高温側部材としての高温側パネル１０、低温側部材としての低温側パネル２０、シール部材３０、球体３５および網目状部材４０を有する。
As shown in FIG. 2, the heat insulating portions 51-54 are configured by dividing flat plates arranged in parallel. In FIG. 2, the
The heat insulating portion 51-54 has a high
高温側パネル１０は、加熱炉７の外壁８を覆うように設けられており、加熱炉７の外壁８に接触するように設けられている。
また、高温側パネル１０は、耐熱性が高い金属で形成され、正方形状の平板に形成されている。
The high
Further, the high
低温側パネル２０は、高温側パネル１０からみて外壁８とは反対側である低温側に高温側パネル１０と離間した状態で設けられている。
また、低温側パネル２０は、高温側パネル１０とは別体に形成されている。
さらに、低温側パネル２０は、平面部２１および通路形成部２２を含む。
The low
Further, the low
Further, the low
平面部２１は、高温側パネル１０に対向するように設けられる平板状の部位であり、高温側パネル１０と同じ大きさの正方形状に形成されている。
また、平面部２１は、連通孔２１０を含む。
連通孔２１０は、高温側パネル１０側の平面部２１と、高温側パネル１０とは反対側の平面部２１と、を連通し、後述する断熱室１００と連通している。
The
Further, the
The
通路形成部２２は、高温側パネル１０とは反対側の平面部２１の平面２１２に設けられる筒状の部位である。
また、通路形成部２２は、平面部２１の平面２１２から外壁８とは反対の方向に伸びるように、形成されている。
さらに、通路形成部２２は、通路２２０を有する。
通路２２０は、連通孔２１０と連通している。
The
Further, the
Further, the
The
シール部材３０は、高温側パネル１０と低温側パネル２０との間に設けられており、正方形の環状に形成されている。
また、シール部材３０は、高温側接触部３１および低温側接触部３２を含む。
高温側接触部３１は、加熱炉７の外壁８とは反対側の高温側パネル１０の平面１０１に接触している。
また、高温側接触部３１は、２つの接触面３１１を含む。なお、高温側接触部３１は、接触面３１１を含まなくてもよい。
The
Further, the
The high temperature
Further, the high temperature
２つの接触面３１１は、高温側パネル１０の平面１０１に接触する。２つの接触面３１１の間には、溝３１０が形成されている。
溝３１０は、シール部材３０に対して高温側パネル１０が移動するとき変形可能である。これにより、２つの接触面３１１と高温側パネル１０の平面１０１の接触状態が維持される。
The two
The
低温側接触部３２は、加熱炉７の外壁８側の低温側パネル２０の平面２０１に接触している。
また、低温側接触部３２は、外壁８から離れるにしたがって断面積が小さくなるように、形成されている。
The low temperature
Further, the low temperature
シール部材３０は、高温側パネル１０と低温側パネル２０との相対移動に対応して変形可能な材料で形成されている。
シール部材３０は、例えば、シリコーンゴムから形成されている。シール部材３０により、高温側パネル１０および低温側パネル２０とともに、減圧可能な断熱室１００が形成される。
断熱室１００は、断熱部５１−５４に１つ設けられている。断熱装置１１は、複数の独立した断熱室１００を有する。
シール部材３０は、断熱室１００の気密を維持可能である。
The
The sealing
One
The
球体３５は、１つの断熱室１００に複数設けられる。
球体３５は、高温側パネル１０の平面１０１と、加熱炉７の外壁８側の低温側パネル２０の平面２０１とに比較的狭い面積で接触可能に形成されている。
球体３５は、高温側パネル１０と低温側パネル２０とが離間した状態を維持する。
A plurality of
The
The
網目状部材４０は、断熱室１００のほぼ全域にわたって敷き詰められるように、設けられている。
また、網目状部材４０は、シール部材３０の断熱室１００側の内壁３０１に接触可能である。網目状部材４０がシール部材３０に接触するとき、網目状部材４０は、断熱室１００における移動が規制される。
The
Further, the mesh-
図３に示すように、網目状部材４０は、複数の板状部材４１および複数の網目４００を含む。
板状部材４１は、弾性変形可能であり、網目状部材４０を網目状に仕切る。複数の板状部材４１が網目状部材４０を網目状に仕切ることで、空間である複数の網目４００が形成される。
As shown in FIG. 3, the mesh-
The plate-shaped
複数の網目４００のいくつかには、それぞれ１つの球体３５が収容されている。これにより、網目状部材４０は、断熱室１００における球体３５の移動を規制する。また、網目状部材４０の網目４００は、大きさが球体３５の大きさに比べ少し大きくなるように、形成されている。
Each of the plurality of
図１に戻って、断熱部温度検出部６０は、断熱部５１−５４に対して加熱炉７とは反対側に設けられ、各断熱部５１−５４の中央に設けられている。断熱部５１の温度を第１断熱部温度Ｔｉ１とする。断熱部５２の温度を第２断熱部温度Ｔｉ２とする。断熱部５３の温度を第３断熱部温度Ｔｉ３とする。断熱部５４の温度を第４断熱部温度Ｔｉ４とする。
Returning to FIG. 1, the heat insulating part
断熱部温度検出部６０は、例えば、２種類の金属線の先端同士が接触した回路を作り、接合点に発生する熱起電力を通じて温度差を測定する熱電対である。
また、断熱部温度検出部６０は、断熱部温度Ｔｉ１−Ｔｉ４を検出可能である。
さらに、断熱部温度検出部６０は、検出した断熱部温度Ｔｉ１−Ｔｉ４を圧力制御部７０に出力する。
The heat insulating unit
Further, the heat insulating unit
Further, the heat insulating unit
圧力制御部７０は、マイコンを主体として構成されており、ＣＰＵ、読み出し可能な非一時的有形記録媒体、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、および、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。圧力制御部７０の各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置に予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。
The
圧力制御部７０は、真空ポンプ５および断熱部温度検出部６０に接続されており、ポンプ圧力Ｐｐ、断熱部温度Ｔｉ１−Ｔｉ４または加熱炉温度Ｔｆに基づいて、真空ポンプ５を制御する。
また、圧力制御部７０は、ポンプ圧力Ｐｐに基づいて真空ポンプ５を制御することにより、断熱室圧力Ｐｉを制御可能である。予め設定されるポンプ圧力Ｐｐの目標値を目標圧力Ｐｐ*とする。
The
Further, the
圧力制御部７０は、ポンプ圧力Ｐｐが目標圧力Ｐｐ*未満になったとき、真空ポンプ５を停止するように制御する。
また、圧力制御部７０は、ポンプ圧力Ｐｐが目標圧力Ｐｐ*以上であるとき、真空ポンプを作動するように制御し、断熱室圧力Ｐｉが低下するように制御する。
The
Further, the
予め設定される断熱部温度Ｔｉ１−Ｔｉ４の閾値の１つを第１上限温度Ｔｉ＿ｌｉｍ１とする。予め設定され、第１上限温度Ｔｉ＿ｌｉｍ１よりも高く設定される温度の閾値を第２上限温度Ｔｉ＿ｌｉｍ２とする。なお、第１上限温度Ｔｉ＿ｌｉｍ１および第２上限温度Ｔｉ＿ｌｉｍ２は、断熱部温度Ｔｉ１−Ｔｉ４のそれぞれに対して、設定してもよい。 One of the preset thresholds of the heat insulating portion temperature Ti1-Ti4 is set to the first upper limit temperature Ti_lim1. The threshold value of the temperature set in advance and set higher than the first upper limit temperature Ti_lim1 is set as the second upper limit temperature Ti_lim2. The first upper limit temperature Ti_lim1 and the second upper limit temperature Ti_lim2 may be set for each of the heat insulating portion temperatures Ti1-Ti4.
圧力制御部７０は、断熱部温度Ｔｉ１−Ｔｉ４の少なくとも１つが第２上限温度Ｔｉ＿ｌｉｍ２を超えたとき、真空ポンプ５を作動するように、制御する。
また、圧力制御部７０は、断熱部温度Ｔｉ１−Ｔｉ４の全てが第２上限温度Ｔｉ＿ｌｉｍ２以下であるとき、真空ポンプ５を停止するように、制御する。
The
Further, the
異常判定部８０は、圧力制御部７０と同様に、マイコンを主体として構成されている。
異常判定部８０は、断熱部温度Ｔｉ１−Ｔｉ４の少なくとも１つが第１上限温度Ｔｉ＿ｌｉｍ１以上、第２上限温度Ｔｉ＿ｌｉｍ２以下であるとき、圧力制御部７０に警報Ｓｈを発する。異常判定部８０は、警報Ｓｈとして、例えば、別に設けられるモニタの画面に警告と表示する、または、表示画面を赤色に変更する。
Like the
The
図４のタイムチャートを参照して、圧力制御部７０の制御を説明する。
時刻ｘ０に、加熱炉７は、加熱を開始する。加熱炉温度Ｔｆが上昇し始める。同時に、真空ポンプ５が作動する。ポンプ圧力Ｐｐが低下し、断熱室圧力Ｐｉが低下する。また、断熱部温度Ｔｉ１−Ｔｉ４が徐々に上昇し、ほぼ一定となる。
The control of the
At time x0, the
時刻ｘ１に、ポンプ圧力Ｐｐが目標圧力Ｐｐ*に到達し、ポンプ圧力Ｐｐが目標圧力Ｐｐ*未満になる。このとき、圧力制御部７０は、真空ポンプ５を停止するように、制御する。
時刻ｘ２に、加熱炉温度Ｔｆが目標加熱炉温度Ｔｆ*になる。時刻ｘ２以降は、加熱炉温度Ｔｆは、ほぼ一定である。
At time x1, the pump pressure Pp reaches the target pressure Pp * , and the pump pressure Pp becomes less than the target pressure Pp *. At this time, the
At time x2, the heating furnace temperature Tf becomes the target heating furnace temperature Tf * . After the time x2, the heating furnace temperature Tf is almost constant.
時刻ｘ３に、断熱室１００へのリーク等により、断熱部５１の異常が生じ、断熱部５１の断熱性能が低下したとする。このとき、第１断熱部温度Ｔｉ１が急上昇する。第２断熱部温度Ｔｉ２、第３断熱部温度Ｔｉ３および第４断熱部温度Ｔｉ４は、ほぼ一定である。
時刻ｘ４に、第１断熱部温度Ｔｉ１が第１上限温度Ｔｉ＿ｌｉｍ１以上となる。また、第１断熱部温度Ｔｉ１は、第２上限温度Ｔｉ＿ｌｉｍ２以下である。このとき、異常判定部８０は、警報Ｓｈを発する。
It is assumed that an abnormality occurs in the
At time x4, the temperature of the first heat insulating portion Ti1 becomes equal to or higher than the first upper limit temperature Ti_lim1. Further, the first heat insulating portion temperature Ti1 is equal to or lower than the second upper limit temperature Ti_lim2. At this time, the
時刻ｘ５に、第１断熱部温度Ｔｉ１が第２上限温度Ｔｉ２＿ｌｉｍを超える。このとき、圧力制御部７０は、真空ポンプ５を作動するように、制御する。第１断熱部温度Ｔｉ１が低下する。
時刻ｘ６に、第１断熱部温度Ｔｉ１が第１上限温度Ｔｉ＿ｌｉｍ１未満となる。このとき、異常判定部８０は、警報Ｓｈを解除する。
At time x5, the first heat insulating part temperature Ti1 exceeds the second upper limit temperature Ti2_lim. At this time, the
At time x6, the first heat insulating portion temperature Ti1 becomes less than the first upper limit temperature Ti_lim1. At this time, the
時刻ｘ５から所定の時間Ｈｘ経過後の時刻ｘ７に、圧力制御部７０は、真空ポンプ５を停止するように、制御する。このとき、第１断熱部温度Ｔｉ１は、第２断熱部温度Ｔｉ２、第３断熱部温度Ｔｉ３および第４断熱部温度Ｔｉ４の値に戻る。所定の時間Ｈｘは、任意に設定され、実験やシミュレーションを用いて、算出される。また、所定の時間Ｈｘは、真空ポンプ５の性能、加熱炉７の性能または断熱部５１−５４の構造等により、調整される。
時刻ｘ７以降、断熱部温度Ｔｉ１−Ｔｉ４は、ほぼ一定となる。
The
After the time x7, the heat insulating part temperature Ti1-Ti4 becomes almost constant.
図５のフローチャートを参照して、圧力制御部７０の制御を説明する。フローチャートにおいて、記号「Ｓ」は、ステップを意味する。
ステップ１０１において、圧力制御部７０は、真空ポンプ５が作動するように、制御する、すなわち、真空ポンプ５がオンになる。
The control of the
In
ステップ１０２において、圧力制御部７０は、ポンプ圧力Ｐｐが目標圧力Ｐｐ*未満であるか否かを判定する。
ポンプ圧力Ｐｐが目標圧力Ｐｐ*未満であったとき、処理は、ステップ１０３に移行する。
ポンプ圧力Ｐｐが目標圧力Ｐｐ*以上であったとき、処理は、ステップ１０１に戻る。
ステップ１０３において、圧力制御部７０は、真空ポンプ５を停止するように、制御する、すなわち、真空ポンプ５をオフにする。
In step 102, the
When the pump pressure Pp is less than the target pressure Pp * , the process proceeds to step 103.
When the pump pressure Pp is equal to or higher than the target pressure Pp * , the process returns to step 101.
In step 103, the
ステップ１０４において、圧力制御部７０は、断熱部温度Ｔｉ１−Ｔｉ４の少なくとも１つが第１上限温度Ｔｉ＿ｌｉｍ１以上であるか否かを判定する。
断熱部温度Ｔｉ１−Ｔｉ４の全てが第１上限温度Ｔｉ＿ｌｉｍ１未満であるとき、処理は、ステップ１０５に移行する。
断熱部温度Ｔｉ１−Ｔｉ４の少なくとも１つが第１上限温度Ｔｉ＿ｌｉｍ１以上であるとき、処理は、ステップ１０６に移行する。
In step 104, the
When all of the heat insulating part temperatures Ti1-Ti4 are less than the first upper limit temperature Ti_lim1, the process proceeds to step 105.
When at least one of the heat insulating portion temperatures Ti1-Ti4 is equal to or higher than the first upper limit temperature Ti_lim1, the process proceeds to step 106.
ステップ１０５において、圧力制御部７０は、真空ポンプ５をオフのままにし、処理は、ステップ１１０に移行する。
ステップ１０６において、異常判定部８０は、警報Ｓｈを発する。
In
In step 106, the
ステップ１０７において、圧力制御部７０は、断熱部温度Ｔｉ１−Ｔｉ４の少なくとも１つが第２上限温度Ｔｉ＿ｌｉｍ２を超えているか否かを判定する。
断熱部温度Ｔｉ１−Ｔｉ４の全てが第２上限温度Ｔｉ＿ｌｉｍ２以下であるとき、処理は、ステップ１０５に移行する。
断熱部温度Ｔｉ１−Ｔｉ４の少なくとも１つが第２上限温度Ｔｉ＿ｌｉｍ２を超えているとき、処理は、ステップ１０８に移行する。
ステップ１０８において、圧力制御部７０は、真空ポンプ５をオンにする。
ステップ１０９において、所定の時間Ｈｘ経過後、圧力制御部７０は、真空ポンプ５をオフにする。
In step 107, the
When all of the heat insulating portion temperatures Ti1-Ti4 are equal to or lower than the second upper limit temperature Ti_lim2, the process proceeds to step 105.
When at least one of the heat insulating portion temperatures Ti1-Ti4 exceeds the second upper limit temperature Ti_lim2, the process proceeds to step 108.
In
In step 109, after a predetermined time Hx elapses, the
ステップ１１０において、圧力制御部７０は、真空ポンプ５の制御を行うか否か、すなわち、制御フラグＦｃが０または１のいずれかであるかを判定する。
圧力制御部７０が真空ポンプ５の制御を行う、すなわち、制御フラグＦｃが１であるとき、処理は、ステップ１０４に移行する。
圧力制御部７０が真空ポンプ５の制御を行わない、すなわち、制御フラグＦｃが０であるとき、処理は、ステップ１１１に移行する。
ステップ１１１において、圧力制御部７０は、断熱室１００に大気を導入し、処理は、終了する。
In
When the
When the
In
（効果）
複数の断熱室が設けられる場合、断熱室の数に応じて、真空計が増加する。真空計は、比較的高価で、真空計が増加することにより、断熱装置のコストが増加する。
そこで、断熱装置１１は、断熱部温度検出部６０により、複数の断熱室１００の断熱性能を確認でき、真空計６を減らすことができる。断熱部温度検出部６０は、真空計６と比較して、安価であり、断熱装置１１を比較的安価にできる。
(effect)
When a plurality of heat insulating chambers are provided, the number of vacuum gauges increases according to the number of heat insulating chambers. Vacuum gauges are relatively expensive, and the increase in vacuum gauges increases the cost of insulation equipment.
Therefore, in the
さらに、圧力制御部７０がポンプ圧力Ｐｐまたは断熱部温度Ｔｉ１−Ｔｉ４に基づいて、真空ポンプ５を制御する。これにより、どの断熱室１００に不具合が生じているか特定でき、複数の断熱室１００の真空度を一定に制御でき、複数の断熱室１００の真空度が一定に維持される。したがって、断熱装置１１は、複数の断熱室を有しても、真空計６の数を減らし、複数の断熱室１００の断熱性能を維持できる。
Further, the
（第２実施形態）
第２実施形態では、圧力制御部の制御が異なる点および温度偏差演算部をさらに備える点を除き、第１実施形態と同様である。
図６に示すように、第２実施形態の断熱装置１２は、温度偏差演算部２００をさらに備える。
(Second Embodiment)
The second embodiment is the same as the first embodiment except that the control of the pressure control unit is different and the temperature deviation calculation unit is further provided.
As shown in FIG. 6, the
第１断熱部温度Ｔｉ１と第２断熱部温度Ｔｉ２との偏差を第１断熱部温度偏差ΔＴｉ１とする。第１断熱部温度Ｔｉ１と第３断熱部温度Ｔｉ３との偏差を第２断熱部温度偏差ΔＴｉ２とする。第１断熱部温度Ｔｉ１と第４断熱部温度Ｔｉ４との偏差を第３断熱部温度偏差ΔＴｉ３とする。第２断熱部温度Ｔｉ２と第３断熱部温度Ｔｉ３との偏差を第４断熱部温度偏差ΔＴｉ４とする。第２断熱部温度Ｔｉ２と第４断熱部温度Ｔｉ４との偏差を第５断熱部温度偏差ΔＴｉ５とする。第３断熱部温度Ｔｉ３と第４断熱部温度Ｔｉ４との偏差を第６断熱部温度偏差ΔＴｉ６とする。 The deviation between the first heat insulating part temperature Ti1 and the second heat insulating part temperature Ti2 is defined as the first heat insulating part temperature deviation ΔTi1. The deviation between the first heat insulating part temperature Ti1 and the third heat insulating part temperature Ti3 is defined as the second heat insulating part temperature deviation ΔTi2. The deviation between the first heat insulating part temperature Ti1 and the fourth heat insulating part temperature Ti4 is defined as the third heat insulating part temperature deviation ΔTi3. The deviation between the second heat insulating part temperature Ti2 and the third heat insulating part temperature Ti3 is defined as the fourth heat insulating part temperature deviation ΔTi4. The deviation between the second heat insulating part temperature Ti2 and the fourth heat insulating part temperature Ti4 is defined as the fifth heat insulating part temperature deviation ΔTi5. The deviation between the third heat insulating part temperature Ti3 and the fourth heat insulating part temperature Ti4 is defined as the sixth heat insulating part temperature deviation ΔTi6.
断熱部温度偏差ΔＴｉ１−ΔＴｉ６は、以下関係式（１）−（６）のように、表される。
ΔＴｉ１＝｜Ｔｉ１−Ｔｉ２｜ ・・・（１）
ΔＴｉ２＝｜Ｔｉ１−Ｔｉ３｜ ・・・（２）
ΔＴｉ３＝｜Ｔｉ１−Ｔｉ４｜ ・・・（３）
ΔＴｉ４＝｜Ｔｉ２−Ｔｉ３｜ ・・・（４）
ΔＴｉ５＝｜Ｔｉ２−Ｔｉ４｜ ・・・（５）
ΔＴｉ６＝｜Ｔｉ３−Ｔｉ４｜ ・・・（６）
The heat insulating portion temperature deviation ΔTi1-ΔTi6 is expressed by the following relational expressions (1)-(6).
ΔTi1 ＝ ｜ Ti1-Ti2 ｜ ・ ・ ・ (1)
ΔTi2 ＝ ｜ Ti1-Ti3 ｜ ・ ・ ・ (2)
ΔTi3 ＝ ｜ Ti1-Ti4 ｜ ・ ・ ・ (3)
ΔTi4 ＝ ｜ Ti2-Ti3 ｜ ・ ・ ・ (4)
ΔTi5 ＝ ｜ Ti2-Ti4 ｜ ・ ・ ・ (5)
ΔTi6 ＝ ｜ Ti3-Ti4 ｜ ・ ・ ・ (6)
温度偏差演算部２００は、断熱部温度検出部６０に接続されており、断熱部温度偏差ΔＴｉ１−ΔＴｉ６を演算可能である。
圧力制御部２７０は、ポンプ圧力Ｐｐ、断熱部温度偏差ΔＴｉ１−ΔＴｉ６または加熱炉温度Ｔｆに基づいて、真空ポンプ５を制御する。
The temperature
The
予め設定される断熱部温度偏差ΔＴｉ１−ΔＴｉ６の閾値を第１上限偏差ΔＴｉ＿ｌｉｍ１とする。予め設定され、第１上限偏差ΔＴｉ＿ｌｉｍ１よりも高く設定される偏差の閾値を第２上限偏差ΔＴｉ＿ｌｉｍ２とする。なお、第１上限偏差ΔＴｉ＿ｌｉｍ１および第２上限偏差ΔＴｉ＿ｌｉｍ２は、断熱部温度偏差ΔＴｉ１−ΔＴｉ６のそれぞれに対して、設定してもよい。 The threshold value of the heat insulating portion temperature deviation ΔTi1-ΔTi6 set in advance is set to the first upper limit deviation ΔTi_lim1. The threshold value of the deviation set in advance and set higher than the first upper limit deviation ΔTi_lim1 is defined as the second upper limit deviation ΔTi_lim2. The first upper limit deviation ΔTi_lim1 and the second upper limit deviation ΔTi_lim2 may be set for each of the heat insulating portion temperature deviations ΔTi1-ΔTi6.
圧力制御部２７０は、断熱部温度偏差ΔＴｉ１−ΔＴｉ６の少なくとも１つが第２上限偏差ΔＴｉ＿ｌｉｍ２を超えたとき、真空ポンプ５を作動するように、制御する。
また、圧力制御部２７０は、断熱部温度偏差ΔＴｉ１−ΔＴｉ６の全てが第２上限偏差ΔＴｉ＿ｌｉｍ２以下であるとき、真空ポンプ５を停止するように、制御する。
異常判定部２８０は、断熱部温度偏差ΔＴｉ１−ΔＴｉ６の少なくとも１つが第１上限偏差ΔＴｉ＿ｌｉｍ１以上、第２上限偏差ΔＴｉ＿ｌｉｍ２以下であるとき、圧力制御部２７０に警報Ｓｈを発する。
The
Further, the
The
図７のタイムチャートを参照して、圧力制御部２７０の制御を説明する。
時刻ｙ０から時刻ｙ２までは、時刻ｘ０から時刻ｘ２までと同様である。
時刻ｙ３に、断熱室１００へのリーク等による断熱部５１の異常が生じ、断熱部５１の断熱性能が低下したとする。このとき、第１断熱部温度Ｔｉ１が急上昇する。第１断熱部温度偏差ΔＴｉ１、第２断熱部温度偏差ΔＴｉ２および第３断熱部温度偏差ΔＴｉ３が高くなる。また、第４断熱部温度偏差ΔＴｉ４、第５断熱部温度偏差ΔＴｉ５および第６断熱部温度偏差ΔＴｉ６は、ほぼ一定である。
The control of the
The time from time y0 to time y2 is the same as from time x0 to time x2.
It is assumed that at time y3, an abnormality occurs in the
時刻ｙ４に、第１断熱部温度偏差ΔＴｉ１、第２断熱部温度偏差ΔＴｉ２および第３断熱部温度偏差ΔＴｉ３は、第１上限偏差ΔＴｉ＿ｌｉｍ１以上となる。また、第１断熱部温度偏差ΔＴｉ１、第２断熱部温度偏差ΔＴｉ２および第３断熱部温度偏差ΔＴｉ３は、第２上限偏差ΔＴｉ＿ｌｉｍ２以下である。このとき、異常判定部２８０は、警報Ｓｈを発する。
At time y4, the first heat insulating portion temperature deviation ΔTi1, the second heat insulating portion temperature deviation ΔTi2, and the third heat insulating portion temperature deviation ΔTi3 become equal to or greater than the first upper limit deviation ΔTi_lim1. Further, the first heat insulating portion temperature deviation ΔTi1, the second heat insulating portion temperature deviation ΔTi2, and the third heat insulating portion temperature deviation ΔTi3 are equal to or less than the second upper limit deviation ΔTi_lim2. At this time, the
時刻ｙ５に、第１断熱部温度偏差ΔＴｉ１、第２断熱部温度偏差ΔＴｉ２および第３断熱部温度偏差ΔＴｉ３が第２上限偏差ΔＴｉ＿ｌｉｍ２を超える。このとき、圧力制御部２７０は、真空ポンプ５を作動するように、制御する。第１断熱部温度偏差ΔＴｉ１、第２断熱部温度偏差ΔＴｉ２および第３断熱部温度偏差ΔＴｉ３が低下する。
時刻ｙ６に、第１断熱部温度偏差ΔＴｉ１が第１断熱部温度偏差ΔＴｉ１未満となる。このとき、異常判定部２８０は、警報Ｓｈを解除する。
At time y5, the first heat insulating part temperature deviation ΔTi1, the second heat insulating part temperature deviation ΔTi2, and the third heat insulating part temperature deviation ΔTi3 exceed the second upper limit deviation ΔTi_lim2. At this time, the
At time y6, the temperature deviation ΔTi1 of the first heat insulating portion becomes less than the temperature deviation ΔTi1 of the first heat insulating portion. At this time, the
時刻ｙ５から所定の時間Ｈｘ経過後の時刻ｙ７に、圧力制御部２７０は、真空ポンプ５をオフにする。このとき、第１断熱部温度偏差ΔＴｉ１、第２断熱部温度偏差ΔＴｉ２および第３断熱部温度偏差ΔＴｉ３は、第４断熱部温度偏差ΔＴｉ４、第５断熱部温度偏差ΔＴｉ５および第６断熱部温度偏差ΔＴｉ６の値に戻る。
所定の時間Ｈｙは、所定の時間Ｈｘと同様に、設定される。
時刻ｙ７以降、断熱部温度偏差ΔＴｉ１−ΔＴｉ６は、ほぼ一定となる。
At time y7 after a predetermined time Hx has elapsed from time y5, the
The predetermined time Hy is set in the same manner as the predetermined time Hx.
After the time y7, the heat insulating portion temperature deviation ΔTi1-ΔTi6 becomes substantially constant.
図８のフローチャートを参照して、圧力制御部２７０の制御を説明する。
ステップ２０１からステップ２０３までは、第１実施形態のステップ１０１からステップ１０３までと同様である。
ステップ２０４において、圧力制御部２７０は、断熱部温度偏差ΔＴｉ１−ΔＴｉ６の少なくとも１つが第１上限偏差ΔＴｉ＿ｌｉｍ１以上であるか否かを判定する。
断熱部温度偏差ΔＴｉ１−ΔＴｉ６の全てが第１上限偏差ΔＴｉ＿ｌｉｍ１未満であるとき、処理は、ステップ２０５に移行する。
断熱部温度偏差ΔＴｉ１−ΔＴｉ６の少なくとも１つが第１上限偏差ΔＴｉ＿ｌｉｍ１以上であるとき、処理は、ステップ２０６に移行する。
The control of the
In step 204, the
When all of the heat insulating portion temperature deviations ΔTi1-ΔTi6 are less than the first upper limit deviation ΔTi_lim1, the process proceeds to step 205.
When at least one of the heat insulating portion temperature deviations ΔTi1-ΔTi6 is equal to or greater than the first upper limit deviation ΔTi_lim1, the process proceeds to step 206.
ステップ２０５において、圧力制御部２７０は、真空ポンプ５をオフのままにし、処理は、ステップ２１０に移行する。
ステップ２０６において、異常判定部２８０は、警報Ｓｈを発する。
In step 205, the
In step 206, the
ステップ２０７において、圧力制御部２７０は、断熱部温度偏差ΔＴｉ１−ΔＴｉ６の少なくとも１つが第２上限偏差ΔＴｉ＿ｌｉｍ２を超えているか否かを判定する。
断熱部温度偏差ΔＴｉ１−ΔＴｉ６の全てが第２上限偏差ΔＴｉ＿ｌｉｍ２以下であるとき、処理は、ステップ２０５に移行する。
断熱部温度偏差ΔＴｉ１−ΔＴｉ６の少なくとも１つが第２上限偏差ΔＴｉ＿ｌｉｍ２を超えているとき、処理は、ステップ２０８に移行する。
ステップ２０８からステップ２１１は、第１実施形態のステップ１０８からステップ１１１までと同様である。
第２実施形態においても、第１実施形態と同様である。
In step 207, the
When all of the heat insulating portion temperature deviations ΔTi1-ΔTi6 are equal to or less than the second upper limit deviation ΔTi_lim2, the process proceeds to step 205.
When at least one of the heat insulating portion temperature deviations ΔTi1-ΔTi6 exceeds the second upper limit deviation ΔTi_lim2, the process proceeds to step 208.
Steps 208 to 211 are the same as
The second embodiment is the same as the first embodiment.
（他の実施形態）
［ｉ］真空ポンプは、油や液体を真空室内に用いない機械式の真空ポンプであるドライポンプであってもよい。また、真空ポンプは、ダイアフラムの往復運動を利用して排気を行うダイアフラム真空ポンプまたは動翼および固定翼からなるターボ分子ポンプであってもよい。
［ｉｉ］真空計は、電離真空計に限らず、質量分析計であってもよい。
(Other embodiments)
[I] The vacuum pump may be a dry pump which is a mechanical vacuum pump that does not use oil or liquid in the vacuum chamber. Further, the vacuum pump may be a diaphragm vacuum pump that exhausts air by utilizing the reciprocating motion of the diaphragm or a turbo molecular pump composed of moving blades and fixed blades.
[Ii] The vacuum gauge is not limited to the ionization vacuum gauge, and may be a mass spectrometer.
［ｉｉｉ］高温側パネルおよび低温側パネルは、平板状に限定されず、曲面状に形成されてもよい。また、高温側パネルおよび低温側パネルは、三角形状、長方形状、円形状または円環形状であってもよい。高温側パネルおよび低温側パネルの形状は、限定されない。
高温側パネルおよび低温側パネルと同様に、シール部材も三角形状、長方形状、円形状または円環形状であってもよい。シール部材の形状は、限定されない。
[Iii] The high temperature side panel and the low temperature side panel are not limited to a flat plate shape, but may be formed into a curved surface shape. Further, the high temperature side panel and the low temperature side panel may have a triangular shape, a rectangular shape, a circular shape, or an annular shape. The shapes of the high temperature side panel and the low temperature side panel are not limited.
Similar to the high temperature side panel and the low temperature side panel, the sealing member may also have a triangular shape, a rectangular shape, a circular shape, or an annular shape. The shape of the seal member is not limited.
［ｉｖ］図９に示すように、加熱炉７の外壁８に穴９を設け、高温側パネル１０が加熱炉７の炉内に露出するようにしてもよい。加熱炉７の外壁８に穴９が設けられることによって、高温側パネル１０および加熱炉７の炉内のメンテナンス性が向上する。
［ｖ］図１０に示すように、断熱装置１１は、網目状部材４０に代替して、多層断熱部材７５を備えてもよい。
多層断熱部材７５は、断熱室１００に収容されている部材である。多層断熱部材７５は、シール部材３０の内壁３０１に接触可能に形成されている。これにより、多層断熱部材７５は、断熱室１００における移動が規制される。多層断熱部材７５は、平板状の複数の「金属層」としての金属膜７６と、平板状の複数の「断熱材層」としての紙７７とを交互に積層することによって形成されている。多層断熱部材７５は、一つの球体３５を収容可能な収容穴７５０を複数有する。
[Iv] As shown in FIG. 9, a hole 9 may be provided in the
[V] As shown in FIG. 10, the
The multilayer
［ｖｉｉ］断熱部は、球体に代替して、線部材、棒状部材、円筒部材または棒状部材と円筒部材とを組み合わせた成形材を有してもよい。断熱部の網目状部材に収容される部材の形状は、限定されない。 [Vii] The heat insulating portion may have a wire member, a rod-shaped member, a cylindrical member, or a molded material in which a rod-shaped member and a cylindrical member are combined, instead of the sphere. The shape of the member housed in the mesh-like member of the heat insulating portion is not limited.
［ｖｉｉｉ］断熱部温度検出部は、熱電対に限定されず、温度に応じて電気抵抗が変化するセラミック半導体であるサーミスタまたは物体から放射される赤外線や可視光線の強度を測定して物体の温度を測定する放射温度計であってもよい。
［ｉｘ］複数の断熱部温度検出部の検出した温度から熱流束を演算し、熱流束に基づいて、圧力制御部は、真空ポンプを制御してもよい。
［ｘ］予め設定される所定の断熱部温度の設定値と断熱部温度Ｔｉ１−Ｔｉ４との偏差に基づいて、圧力制御部は、真空ポンプを制御してもよい。
以上、本開示はこのような実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
[Viii] Insulation unit The temperature detection unit is not limited to thermocouples, and measures the intensity of infrared rays or visible light emitted from a thermistor or an object, which is a ceramic semiconductor whose electrical resistance changes according to the temperature, to measure the temperature of the object. It may be a radiation thermometer that measures.
[IX] The heat flux may be calculated from the temperatures detected by the plurality of heat insulating unit temperature detection units, and the pressure control unit may control the vacuum pump based on the heat flux.
[X] The pressure control unit may control the vacuum pump based on the deviation between the preset value of the heat insulating portion temperature and the heat insulating portion temperature Ti1-Ti4.
As described above, the present disclosure is not limited to such an embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the present disclosure.
５ ・・・真空ポンプ、
６ ・・・真空計、
７ ・・・熱源、
５１、５２、５３、５４ ・・・断熱部、
６０ ・・・断熱部温度検出部、
７０、２７０ ・・・圧力制御部。
5 ・ ・ ・ Vacuum pump,
6 ・ ・ ・ Vacuum gauge,
7 ・ ・ ・ Heat source,
51, 52, 53, 54 ... Insulation part,
60 ・ ・ ・ Insulation part temperature detection part,
70, 270 ... Pressure control unit.
Claims (7)
気体を排出可能な真空ポンプ（５）と、
前記真空ポンプの圧力であるポンプ圧力（Ｐｐ）を検出可能な真空計（６）と、
前記熱源に接し、前記真空ポンプに接続され、中空に形成されており、空間である断熱室（１００）を有し、前記真空ポンプが前記断熱室の気体を排出して、前記断熱室の圧力である断熱室圧力（Ｐｉ）が低下し、前記熱源からの熱を断熱可能な複数の断熱部（５１、５２、５３、５４）と、
複数の前記断熱部のそれぞれに設けられており、それぞれの前記断熱部の温度である断熱部温度（Ｔｉ１、Ｔｉ２、Ｔｉ３、Ｔｉ４）を検出可能な断熱部温度検出部（６０）と、
前記ポンプ圧力または前記断熱部温度に基づいて、前記真空ポンプを制御し、前記断熱室圧力を制御可能な圧力制御部（７０、２７０）と、
を備える断熱装置。 A heat source (7) with heat and
A vacuum pump (5) capable of discharging gas and
A vacuum gauge (6) capable of detecting the pump pressure (Pp), which is the pressure of the vacuum pump, and
It has a heat insulating chamber (100) which is in contact with the heat source, is connected to the vacuum pump, is formed hollow, and is a space, and the vacuum pump discharges gas from the heat insulating chamber to pressure the heat insulating chamber. A plurality of heat insulating portions (51, 52, 53, 54) capable of insulating heat from the heat source by reducing the heat insulating chamber pressure (Pi).
Are provided on each of the plurality of the heat insulating portion, each of the which is the temperature of the heat insulating portion insulating section temperature (Ti1, Ti2, Ti3, Ti4) can detect the adiabatic portion temperature detection part (60),
A pressure control unit (70, 270) capable of controlling the vacuum pump and controlling the heat insulating chamber pressure based on the pump pressure or the heat insulating unit temperature.
Insulation device with.
前記断熱部温度の少なくとも１つが前記第１上限温度以上、前記第２上限温度以下であるとき、警報（Ｓｈ）を発する異常判定部（８０、２８０）をさらに備える請求項１に記載の断熱装置。 Assuming that one of the preset thresholds of the heat insulating portion temperature is the first upper limit temperature (Ti_lim1) and the preset threshold set higher than the first upper limit temperature is the second upper limit temperature (Ti_lim2).
The heat insulation according to claim 1, further comprising an abnormality determination unit (80, 280) that issues an alarm (Sh) when at least one of the heat insulation unit temperatures is equal to or higher than the first upper limit temperature and equal to or lower than the second upper limit temperature. Device.
前記圧力制御部は、前記ポンプ圧力が前記目標圧力未満になったとき、前記真空ポンプが停止するように、制御する請求項１から３のいずれか一項に記載の断熱装置。 Assuming that the target value of the pump pressure set in advance is the target pressure (Pp * ),
The heat insulating device according to any one of claims 1 to 3, wherein the pressure control unit controls the vacuum pump to stop when the pump pressure becomes lower than the target pressure.
それぞれの前記断熱部温度検出部が検出した前記断熱部温度の偏差（ΔＴｉ１、ΔＴｉ２、ΔＴｉ３、ΔＴｉ４、ΔＴｉ５、ΔＴｉ６、）を演算可能な温度偏差演算部（２００）をさらに備え、
前記圧力制御部（２７０）は、前記断熱部温度の偏差に基づいて、前記真空ポンプを制御する請求項１から４のいずれか一項に記載の断熱装置。 The heat insulating part temperature detecting part is provided in each of the plurality of the heat insulating parts, and is provided.
A temperature deviation calculation unit (200) capable of calculating deviations (ΔTi1, ΔTi2, ΔTi3, ΔTi4, ΔTi5, ΔTi6,) of the heat insulation unit temperature detected by each of the heat insulation unit temperature detection units is further provided.
The heat insulating device according to any one of claims 1 to 4, wherein the pressure control unit (270) controls the vacuum pump based on the deviation of the temperature of the heat insulating unit.
前記圧力制御部は、前記断熱部温度の偏差の少なくとも１つが前記上限偏差を超えたとき、前記真空ポンプを作動するように、制御する請求項５に記載の断熱装置。 Assuming that the threshold value of the deviation of the heat insulating portion temperature set in advance is the upper limit deviation (ΔTi_lim2),
The heat insulating device according to claim 5, wherein the pressure control unit controls the vacuum pump to operate when at least one of the deviations of the temperature of the heat insulating unit exceeds the upper limit deviation.
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