JPS63153388A

JPS63153388A - 熱処理炉

Info

Publication number: JPS63153388A
Application number: JP62208619A
Authority: JP
Inventors: 秋本　龍夫; 小笠原　正史
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1986-08-23
Filing date: 1987-08-21
Publication date: 1988-06-25
Also published as: US4770630A; JPH0549916B2

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】［産業上の利用分野］本発明は、熱処理炉の改良に関し、更に詳しくは被処理
物を２０００℃以上、好ましくは２５００℃以上の非酸
化性雰囲気下で熱処理して、燃料電池の電極基材等に用
いられるＣ／Ｃコンポジット（炭素／炭素複合材）や黒
鉛材等を製造する炉に関するものである。

［従来の技術］例えば、燃料電池の電極板基材は、炭素繊維をフェノー
ル樹脂等の結合剤樹脂で固めてシート状物とした上、こ
の被処理物を高純度の非酸化性雰囲気にて温度１０００
〜３０００℃で焼成することによって製造される。

ところが、本電極板は、使用上耐酸化性、耐薬品性、耐
電気的腐蝕性、導電性、ガス透過性等が要求され、これ
等の性能は前記焼成温度を高くする程好ましくなる。例
えば、リン酸型燃料電池用の電極基材においては、２２
００℃以上好ましくは２５００℃以上の焼成温度で処理
することが望ましいとされている。

従来、このような高温熱処理を工業的に行なう炉として
は、誘導加熱、タンマン加熱、アチソン加熱、抵抗加熱
等の方式を用いたものがある。

誘導加熱やタンマン加熱方式においては、２０００〜２
５００℃以上の非酸化性雰囲気下では、特公昭５９−７
８０３、特公昭５９−２５９３６号公報等に示されてい
る如く、発熱体として黒鉛材が使用されることが多い。

これらの加熱方式に用いられる発熱体は、管状であるの
が一般的であり、内部空間が有効加熱域となるため、高
温発熱体として使用し得る黒鉛材の寸法的な制約から焼
成し得る被処理物の寸法に限界がある。例えば実用的な
燃料電池用の縦横１ｍ以上の四角の大型電極基材を焼成
することは現時点では難しい。

一方、アチソン加熱方式は、通常黒鉛材の焼成に使用さ
れている加熱方法であって、黒鉛粉に直接通電して黒鉛
粉を発熱させ、この黒鉛粉中に被処理物を埋設しておき
焼成処理するものである。

しかしながら、縦横１ｍ、厚さ０．１ｍｍの電極基材を
数百枚積層し、その上に荷重として黒鉛材を載せて黒鉛
筒中に納め、実際にアチソン加熱で焼成処理してみた所
、基材同志の接着が発生するとともに基材にシワが発生
し、製品としての収率が相当悪いことが判った。黒鉛粉
から不純物が析出して基材に付着すること、基材に発熱
層が生じること等がその原因と考えられる。また、この
加熱方式には黒鉛粉の熱容量が大きいため昇降温に多大
な時間、例えば１〜３週間を要する欠点がある。

その点、抵抗加熱方式は、断熱材として不純物を含まず
、かつ、雰囲気ガスと反応しない耐熱材料を使えば純度
の高い雰囲気を得ることができるし、被処理物自身を発
熱させず、被処理物とは別の発熱体からの輻射熱を受け
て加熱できるので、被処理物に対して、適当なヒータ配
置をすることによって、温度の均一性も勾配も望ましい
状態にすることができる。そのなめ、一般に広く用いら
れている。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、抵抗加熱方式においては、幅広いシート状やブ
ロック状の被処理物を、非酸化性雰囲気下で、高温、特
に２５００℃以上の高温で熱処理（焼成処理）する場合
に、抵抗加熱方式の炉が一般的には黒鉛系断熱材を用い
ているため、以下に述べるような不都合を生ずる。即ち
、黒鉛系断熱材は嵩密度が小さいので熱容量が少ないた
め、被処理物の処理温度よりヒータ温度を相当高く設定
する必要がある。その結果、高温、特に２５００℃以上
の処理温度を黒鉛ヒータによる抵抗加熱方式で得るため
には、そのヒータを黒鉛の昇華が始まる温度までに高く
しなくてはならないことがある。黒鉛の昇華が生じると
、ヒータ寿命が短くなり、例えば２５００℃の処理温度
では、ヒータ寿命が数十時間から数百時間、長くても数
カ月程度しかないという欠点があった。

一方、結合剤樹脂を使用した被処理物、たとえばな、燃
料電池の電極基材を処理する場合には、処理時に結合剤
樹脂から発生する熱分解物質を処理室外に取出してやる
必要がある。この熱分解物買は、フェノール樹脂の場合
、クレゾール、キシレノール、炭化水素、−酸化炭素等
の可燃性物質から成り、常温でガス状から液状に至る種
々の態様を示している。

また、断熱材としては、２５００℃以上の処理温度では
、黒鉛フェルト等の黒鉛系断熱材を少なくとも最内面に
使うのが一般的であるが、断熱材の昇華による寿命や被
処理物から発生した熱分解物質が黒鉛フェルト内低温部
で凝固付着して断熱性能が低下するなどの欠点があった
。

本発明の目的は、幅広のシート状やブロック状の被処理
物を、高温、特に２５００℃以上の温度で焼成しても、
ヒータや断熱材の寿命が長く、断熱材の性能も長期的に
低下しない熱処理炉を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］本発明は、非処理物を非酸化性雰囲気中で熱処理する処
理室を形成するための断熱材からなる断熱壁と、前記処
理室内に配設された黒鉛ヒータと、前記処理室内に前記
非酸化性雰囲気を作るためのガスを供給する雰囲気ガス
の給気孔と、前記処理室内からガスを排出する排気孔と
を備えた熱処理炉において、前記断熱壁の前記処理室側
壁面の少なくとも一部は嵩密度が０．３ｇ１ａｄ以上の
黒鉛系材料で形成され、かつ、前記黒鉛ヒータの外表面
積（Ａｈ＞と前記断熱壁の処理室側壁面の表面積（Ａｉ
＞との比Ａｈ／Ａｉは０．１〜０．４で、前記嵩密度０
．３ｇ／ｃｍ３以上の黒鉛系材料で形成された壁面の表
面積（Ａｒ）と前記黒鉛ヒータの外表面積（Ａｈ）との
関係はＡｒ＞Ａｈであることを特徴とする熱処理炉を要
旨とするものである。

本発明における処理室は、炉を形成する容器状構成物内
に形成される。この容器状構成物は、形状、構成素材は
特に限定されず公知の、例えば金属製のものを適用する
ことができる。

本発明における断熱壁とは、後述する黒鉛系断熱材、黒
鉛、その他公知の断熱材や耐熱材を単独に用いたり、任
意に組合せたり、あるいはそれらを積層構成したもので
あって、断熱壁の構造は特に限定するものではないが、
厚みとして５０〜３００ｍｍ程度を有するものが好まし
い。

黒鉛系の断熱材としては、黒鉛フェルト、黒鉛成形フェ
ルト、カーボンウール、黒鉛粉、黒鉛粒、ポーラスカー
ボン等をあげることができ、黒鉛成型フェルトを用いる
のが好ましい。黒鉛系の断熱材として黒鉛成形フェルト
を用いると、自己形状保持性があるので、組立や交換が
容易になる。

そして、本発明にががる熱処理炉の黒鉛ヒータの外表面
積（Ａｈ＞と前記断熱壁の内側表面積（Ａｉ＞との比Ａ
ｈ／Ａｉは０．１ないし０．４の範囲であって、該断熱
壁の処理室内側の壁面の嵩密度０．３ｇ１ａ！以上の黒
鉛系材料で形成された表面積（Ａｒ＞と前記黒鉛ヒータ
の外表面積（Ａｈ＞との関係はＡ　ｒ　＞　Ａ　ｈでな
くてはならない。Ａｈ／Ａ　ｉ　＜０　、１であると必
要な温度を得るなめのヒータに対する負荷が過大になり
、ヒータに局部的な異常発熱を生じやすくなる。一方、
Ａｈ／Ａｉ＞０．４であるとヒータの抵抗値が小さ過ぎ
て大電流を要するため大容量の電源が必要となってくる
し、ヒータ自身の熱容量も大きくなり過ぎる。また、断
熱壁の処理室側の黒鉛系材料の嵩密度が０．３ｇ／ｃｉ
未溝で、表面積Ａｒが、Ａｒ＞Ａｈでないと、該壁面が
ヒータからの輻射熱を反射させることとによる疑似ヒー
タの役目をしなくなるため、非処理物を所定の温度に維
持するのに必要なヒータ温度を高く設定しなければなら
ず温度分布も良くない。また、上記黒鉛系材料が上記の
範囲より少ないと、断熱壁を構成する例えば黒鉛成形フ
ェルトがその部分では直接高温雰囲気にさらされて減耗
しなり、熱分解ガスが該フェルト中に侵入して凝縮し断
熱性能の劣化を生じる。

したがって、前述のように構成しないと、黒鉛ヒータや
断熱材の寿命は、特に２５００℃以上の高温の処理温度
において短いものとなる。

嵩密度が０．３ｇ／ａｄ以上の、本発明にかがる上記黒
鉛系材料は、具体的には、（１）　　黒鉛フォイル（２）グラッシーカーボン（３）　　黒鉛コーテイング材などによって得られる。

上記黒鉛系材料は、その輻射率が、温度２０００℃にお
いて０．８以下であれば輻射熱を反射する点で更に好ま
しい。ここで、黒鉛ヒータの外表面積（Ａｈ）とは、通
電する黒鉛材の内、積極的に発熱させる部位の総外表面
積をいい、電気を発熱部へ導入するための電極部や三相
Ｙ結線の中立部、ヒータ端子接続部、支持部等は除外す
る。該ヒータが中空部材で構成される場合も、外側のみ
の表面積をいう。

また、断熱壁の内側表面積（Ａｉ）とは、処理室を構成
する断熱壁の最内表面の面積総和であって、測温孔や電
極導入孔等は無いものとして計算する。また、凹凸を有
する面においては基本的にその面に垂直な方向への投影
面の総和として計算する。複数の層からなる断熱壁の場
合も、最内表面の投影面の総和とする。

黒鉛系材料で構成された壁面の表面積（Ａｒ）とは、前
記黒鉛系材料からなる断熱壁の処理室側に露出している
実買的な平面面積の投影面の総和をいい、重なり合って
いる部分や複数の分割された断熱材内層に存在する部分
は、重複して計算しない。

本発明の熱処理炉は、上記の黒鉛系材料を前記断熱壁の
処理室内側の壁面として設けたものであるが、必要なら
上記材料を組合せて構成することも可能である。また、
前述した断熱程合てを上記の黒鉛系材料で構成しても良
い。

黒鉛フォイルとは、黒鉛の酸処理により眉間化合物を生
成せしめたものを熱分解して膨張化処理後、圧縮やカレ
ンダー成形して得られるシート状の可視性黒鉛である。

上記のように熱分解膨張化処理後加圧して製造するため
、嵩密度は０．３〜１．８ｇ／ａ＋ｆ程度である。一方
、通常の黒鉛系断熱材の嵩密度は０．０２〜０．２９ｇ
／ｃｒｔ程度であり、これ以上嵩密度を増大せしめるこ
とは、その断熱性能を低下させるばかりである。また、
通常の黒鉛系断熱材のひとつとして黒鉛粉や黒鉛粒があ
って、嵩密度が０．０８〜１．０ｇ／ａｔｌ程度である
が、自己形状保持性がないので単独では使用できない。

また、黒鉛フォイルとしては、輻射率が温度２０００℃
において０．８以下のものを用い、この値は可能な限り
低い値のものを用いるのが好ましいが、得られる下限値
は同温度において０．４程度である。また、黒鉛フォイ
ルの厚さは、通常０゜１〜２ｍｍ程度であるがラミネー
トして更に厚くすることもできる。

グラッシーカーボンとは、フラン樹脂、フェノール樹脂
等の黒鉛化しにくい熱硬化性樹脂を例えば押出し成形し
て所定の形状にし、これを加圧しつつ熱硬化したものを
温度２０００〜３０００℃程度までゆっくり昇温しつつ
炭化して得られる非晶質黒鉛であって、ガラスと炭素の
両方の特徴を有している。グラッシーカーボンの嵩密度
は、一般的に１．２〜１．６ｇ１０Ｔｌであって、形状
としては板状、棒状、パイプ状等が得られる。板状の物
としては、厚み３ｍｍ程度まで得られる。

黒鉛コーテング材とは、カーボンブラックや黒鉛結晶の
微粒子を適当な結合剤樹脂で溶かしてペースト状にし、
これを例えば黒鉛成形フェルト表面にコーテングした後
、熱硬化させて用いるもので、９５％以上炭素質の被膜
が得られる。

上記黒鉛系材料のうち、黒鉛コーテイング材は、２５０
０℃以上の高温熱処理においては、コーテングする厚み
によっては昇華によりすぐに除去されてしまうので黒鉛
フォイル又はグラッシーカーボンを用いるのが好ましい
。

なお、輻射率εは、黒体以外の物体の輻射能Ｅを、同温
度の黒体の輻射能Ｅｂで除した次式で定義される。

ε＝Ｅ／Ｅｂここに、垢射能とは、その物体表面の単位面積、単位時
間道り射出するエネルギをいう。

さらに、本発明の熱処理炉は、断熱壁面を構成する黒鉛
材料が黒鉛ヒータを焦点とする放物面状の曲面に形成さ
れているのがより好ましい。このようにすれば、ヒータ
から断熱壁壁面に当り該断熱壁壁面から反射する赤外線
を、正確に非処理物の方向に向けることができる。この
場合、特に、黒鉛系材料が、前述の如＜２０００℃にお
ける輻射率が０．８以下のものであればより好ましい。

本発明における断熱壁で囲んだ処理室は、基本的に断熱
壁で囲んだものであれば特に限定されないが、処理室内
を減圧または加圧状態にしたとき、これに耐えるように
、金属製のチャンバー構成部材などを用いて気密構造と
するのが好ましい。該チャンバー構成部材に水冷ジャケ
ットを設けて、チャンバー内壁を冷却してやるのがより
好ましい。

冷却により、その構成部材の温度を容易に融点以下に抑
えることができる。

処理室内に配設された黒鉛ヒータとは、棒状、パイプ状
、板状等の任意の断面と形状を有する公知の黒鉛材を加
工した黒鉛発熱体であって、特に限定されないが、等方
性で、かつ、重金属、灰分等の成分の少ない黒鉛純度の
高いものが好ましい。

特に２５００℃以上の高温で使用する場合においては、
断熱壁の処理室内側の壁面を、前述のごとく嵩密度０．
３　ｇ／ｃｆ以上の黒鉛系材料にて、その表面積（Ａｒ
）が、ヒータ外表面積（Ａｈ＞より大となるように形成
せしめるとともに、さらに、黒鉛ヒータ総表面積（Ａｈ
＞と前期断熱壁の処理室側壁面の表面積（Ａｉ）の比Ａ
ｈ／Ａｉを、０．１以上、０．４以下とするのが黒鉛ヒ
ータの寿命上望ましい。

また、該ヒータの電流密度（電流値／ヒータ断面積）ｉ
は、５　［Ａ／ｍｍ２　］以下が好ましく、２［Ａ／ｍ
ｍ２］以下がより好ましい。

このようにすることによりヒータは、電気的、熱的負荷
が低減され寿命がより長くなる。

また、嵩密度が０．３ｇ／Ｃｍ３以上の前記黒鉛系材料
は、断熱材に密着していると、熱が伝導伝熱により炉外
へ放散し易いので、断熱材の処理室内側の壁面と黒鉛ス
ペーサを介して積極的に間隙を有して形成しこれを抑制
することもできる。

この場合、当該黒鉛系材料は、黒鉛フォイルでも良いが
、可撓性があるのでむしろグラッシーカーボンの方が好
ましい。固定方法としては黒鉛ボルトとナツトで固定で
きる。

更に、断熱材は、厚み方向に複数に分割される黒鉛成形
フェルトであっても良い。その際、複数の黒鉛成形フェ
ルト表面を、処理室内側表面以外においても嵩密度０．
３ｇ／Ｃｍ３以上の黒鉛系材料で形成せしめると、当該
フェルト自身の減耗による劣化防止にも役立つし、気化
した熱分解物質が当該黒鉛成形フェルト内部に侵入して
低温部で凝縮して断熱材の性能を低下させるのを防止す
ることができる。

本発明による熱処理炉の処理室の形状は、被処理物の形
状に応じて各種の形状をとることができる。燃料電池の
電極基材のような平板状の被処理物に対しては、箱型の
処理室形状が好ましい。箱型の処理室では、３組のたが
いに対向する断熱壁の壁面があるが、黒鉛ヒータを、処
理室内の対向する壁面の組の内、少なくとも１組の対向
壁面に沿って配設せしめるとともに、対向する他の組の
壁面を前記黒鉛系材料で形成することもできる。

このような構成にすることによって、ヒータの配設され
ていない壁面にも疑似ヒータ的な黒鉛系材料が存在する
ので、被処理物をより均一に加熱することができる。更
にまた、対向する壁面に沿ってそれぞれ配設せしめたヒ
ータとヒータの温度制御系を夫々複数に構成することに
よって、広い平面状の非処理物の積層したものを表裏均
等に熱処理することができる。

本発明の熱処理炉には、非酸化性ガスを供給する雰囲気
ガス給気孔と排気孔が設けられる。処理室内をすくなく
とも大気圧以上の加圧雰囲気にして熱処理できるように
構成するのがよい。

雰囲気ガス給気孔とは、処理室内へ非酸化性ガス、例え
ばＮ２　、Ａｒ、Ｈｅやそれらの混合気体を供給するた
めの孔で、ガス源への接続ができればよい。

排気孔とは、処理室内のガスを排気するための孔である
。

本発明では、処理室は基本的に閉空間を構成すればよい
。

基本的に閉空間を構成するとは、上述の給排気孔や測温
孔を除外して基本的に閉じた空間を構成することを示し
ており、被処理物を出し入れするための扉も含んで処理
室を構成せしめることである。

本発明に係る熱処理炉の処理室は、耐真空性を有する容
器中に構成されるとともに、強制排気のための真空吸引
装置に接続されることが好ましい。

処理室内雰囲気を、非酸化性ガスに置換する際、該室内
へ置換ガスを流気して空気と置換えるより、該室内の空
気を真空排気した後、置換ガスと置換える方が格段に効
率良いからである。また、排気管に真空吸引装置を接続
する場合には、後述の排ガス焼却装置へ通じる排気管途
中に耐熱真空弁を設けることがこのましいが、この耐熱
真空弁の耐熱性を維持するために、耐熱真空弁と排気孔
との間に、排ガスを耐熱真空弁の許容耐熱温度以下に冷
却する排ガス冷却装置を設けることがこのましい。

また、特に熱分解物質を発生する被処理物の熱処理に用
いる熱処理炉は、上記耐熱真空弁下流側の排気管に、排
ガス焼却装置を付設するのが望ましい。この排ガス焼却
装置には直燃式や触媒式環公知の技術を用いることがで
きるが、何れにしても熱分解物質を焼却するため酸素を
要するので、通常空気を用いて燃焼処理している。その
際、上述の耐熱真空弁が熱処理炉側の非酸化性雰囲気系
と焼却装置側の酸化雰囲気系を厳格に分離できるので、
例えば酸化雰囲気系の圧力が非酸化雰囲気系の圧力より
高くなった時は、耐熱真空弁を閉じて、ガス同志が混合
して爆発性混合気を作ることを未然に防止できる。

更にまた、耐熱真空弁と排ガス焼却装置の間の排気管途
中に排ガスを直接大気に放出する直接排気弁を設けるこ
とによって、焼却不要なガスを直接排気して焼却装置内
を汚すことを防止できる。

一方、非酸化性ガスの給気孔の供給側を複数の配管とし
ｊ夫々の配管に弁を設けることにより、使用温度によっ
て下記のごとく雰囲気ガスを変更できるので、黒鉛ヒー
タ等の炉材の寿命を長くすることが可能となる。もちろ
ん、上記給気孔は個別に設けてもよいし、分岐配管とし
ても良い。

すなわち、先ず処理室内の空気雰囲気を室温であるいは
昇温中にＮ２に置換し、処理室内湯度（炉温）が少くと
も１０００℃以上２５００℃以下の温度領域に達しな時
点でＡｒ、Ｈｅ等の不活性ガス、あるいは、それらの混
合ガス、さらには、それらとＮ２との混合ガスに置換し
て被処理物に熱処理を施した後、そのまま冷却する熱処
理方法、または、冷却時炉温か２５００℃以下１０００
℃までの温度領域に降下した時点で再度Ｎ２に置換する
熱処理方法である。その際、処理室内雰囲気のガス置換
が真空置換であればなお好ましい。

このような方法によって、高温でのＮ２の比率を低下さ
せるかあるいは他の不活性ガスに置換できるので、高温
での炭素や黒鉛炉材とＮ２ガスとの反応によよる炉の寿
命低下が防止できる。

また、耐熱真空弁から排ガス焼却装置に至るまでの排気
管に加熱手段を具備せしめて、排ガス温度が熱分解物質
の沸点以下の温度にならないように加熱してやることに
よって、該熱分解物質が凝縮して配管内を閉塞するのを
防止することができる。この温度は、一般的に２００℃
程度以上が好ましい。

［実施例と作用］以下、本発明に係る熱処理炉を図面に基づいてさらに詳
しく説明する。

第１図ないし第４図は、本発明に係る熱処理炉を焼成炉
として用いた場合の各実施態様を示す概略断面図である
。

第１図において、焼成炉１は、断熱材例えば黒鉛成形フ
ェルト３と嵩密度０．３ｇ／ｃＪ以上の黒鉛系材料４か
らなる断熱壁２で囲んだ処理室５と、該処理室５内に配
設され黒鉛ヒータ６と、非酸化性ガスを供給する雰囲気
ガス給気孔７と、排気孔８を具備したものである。ヒー
タ６の外表面積（Ａｈ＞と断熱壁の内表面積（Ａｉ）と
の比Ａｈ／　Ａ　ｉが、０．１〜０．４の範囲で構成さ
れている。また、該断熱壁２は、少なくとも処理室５側
の壁面に、嵩密度０−３ｇ／ｃｉ以上の黒鉛系材料４、
例えば、黒鉛フォイルを設けて基本的に閉空間（処理室
５と等しい）を形成せしめて構成したものである。ここ
で、上記断熱壁２は、断熱材３を省略して黒鉛フォイル
を多層に積層したものであってもよいし、また、断熱材
３の眉間に黒鉛フォイルをはさみ込んだ構成であっても
良い。

一方、電極基材等のシート状の被処理物８１は、炉床８
３で支持された黒鉛板８２の上に積層して熱歪防止のた
めの黒鉛板８２ａを最上部へ載せて焼成処理する。被処
理物８１の温度は、例えば測温孔８６から石英ガラス窓
８７を通して輻射温度計８８を用いて測ることができる
。処理室５は、例えば測温孔８６に設けられた雰囲気ガ
ス給気孔７を有している。こうすると、供給ガスで石英
ガラス８７内表面を絶えずパージできるので、熱分解物
質が該石英ガラス８７に付着して汚れ、その結果、輻射
温度計８８による測定値に誤差を生ずることを防止でき
る。もちろん測温孔８６とは別にガス給気孔７を設ける
ことも可能である。

処理室５は、給気孔７とは別に排気孔８を有している。

また、断熱壁２は、気密性を有するチャンバ−構成部材
８５で囲まれており、このチャンバー構成部材と水冷ジ
ャケット壁８９との間には通水路８０が形成されている
。

上記黒鉛フォイルには、市販品を用いることができる。

また、当該黒鉛フォイルは、面に直角な方向の熱伝導率
は悪いが、面に平行方向のそれは高いこと、黒鉛結晶化
度が高いため化学的に極めて安定であること、また、２
０００℃における輻射率は一最に０．８以下であること
等の特徴を有している。

このような特徴を有する黒鉛フォイルを第１図に示す如
く、黒鉛系断熱材３に黒鉛セメント、黒鉛ボルト、黒鉛
繊維による縫付等で接合して被覆せしめて閉空間を形成
する断熱壁２とすることによって、黒鉛ヒータ６から系
外方向へ従来は殆ど逃げていた輻射熱を反射せしめるこ
とができる。

これによって、前述したＡ　ｈ　／　Ａ　ｉの比を０．
１〜０．４とすることと相まって、被処理物８１の処理
温度に対するヒータ６の設定温度を従来より低くできる
し、局部的な異常発熱を抑制できる。

第２図は、本発明に係る熱処理炉の他の好ましい実施態
様を示す焼成炉の概略縦断面図である。

第２図において、焼成炉１は、処理室５内の対向する壁
面の組の内、少くとも最大表面積を有する１組の壁面（
本例においては上下壁面）に沿って黒鉛ヒータ６を配設
せしめ、対向する他の２組の壁面に沿って配設されてい
ない。黒鉛ヒータ６に対向する壁面、つまり、処理室５
の天井面と底面が窩密度０．３ｇ／ａｄ以上の黒鉛系材
料４で構成されている。このように構成すれば、黒鉛ヒ
ータ６からの輻射率が黒鉛系材料４により効率よく被処
理物８１の方向に反射されるので、ヒータ温度を低く設
定できる。また、ヒータ６の配設が簡単になる。

第３図は、さらに別の実施態様に係る焼成炉を示してい
る。本実施態様においては、複数組の対向断熱壁のうち
１組の対向断熱壁の壁面に対向させて黒鉛ヒータ６が配
設され、残りの断熱壁壁面が窩密度０．３ｇ／ａ＋ｆ以
上の黒鉛系材料４で構成されている。

第２図に示した構成をとるか、第３図の構成をとるかは
、被処理物の形状、処理室の高さと水平方向サイズとの
比率等を考慮して選択できる。

第１図ないし第３図を用いて説明した実施態様において
、温度制御方法としては、低温域では例えば熱電対、高
温域では例えば第１図に示すごとく、輻射温度計８８を
用いて測温孔８６から被処理物８１やヒータ６の温度を
検出しつつ制御する方法が取られる。その際、１点の温
度を検出しつつ処理室５全体を同一制御系で温度制御す
るには温度分布上無理がある場合、複数に分割して制御
するのが好ましい。例えば、第２図および第３図を用い
て説明した実施態様例において、上下夫々に配設された
黒鉛ヒータ６を制御ゾーンとして分割し、温度検出も夫
々のヒータ列まなはその近傍の温度を検出しつつ制御す
るのが好ましい。

第４図は、本発明に係る熱処理炉のさらに好ましい実施
態様を説明するための概略縦断面図である。

第１図ないし第３図で示した実施態様においては、嵩密
度０．３ｇ／ｃ４以上の黒鉛系材料４を平面状に組合せ
て構成した例で示したが、黒鉛ヒータ６から該黒鉛系材
料４により反射せしめられた輻射熱は１回の反射で必ず
しも被処理物８１の方向へ向うとは限らない。そのため
、第４図に示す如く、該黒鉛系材料４を黒鉛ヒータ６を
焦点とする放物面状に構成せしめることによって、黒鉛
系材料で反射した輻射熱を１回の反射で確実に被処理物
８１の方向へ反射させることができ、該ヒータ６の設定
温度を第１図ないし第３図のものより更に低くすること
が可能である。この場合、前記黒鉛系材料４は、黒鉛ヒ
ータ６の延設方向と直角の断熱壁、つまり第４図の紙面
に対する錘直線に直交する断熱壁の処理室側壁面は、平
面状でもよい。第４図に示されている放物面状の黒鉛系
材料からなる壁面と上記平面状壁面とを組み合わせて基
本的に閉空間を形成すればよい。本実施態様における黒
鉛系材料４としては、２０００℃における輻射率が０，
８以下の材料、例えば、黒鉛フォイルを用いるのが放物
面状を形成する点からも好ましい。

なお、第１図ないし第４図において、黒鉛ヒータ６の電
極部や端子部は図示省略した。

第５図および第６図は、本発明に係る焼成炉を用いた熱
処理システムの全体構成を示す模式図である。

第５図において、熱分解物質を含有する被処理物８１を
加熱処理する焼成炉１は、基本的にはチャンバー構成部
材８５内の断熱壁２で囲まれた処理室５と黒鉛ヒータ６
で構成され、その処理室５には、給気管１９、開閉弁９
，１０、絞り弁１３゜１４、減圧弁１７、流量計１５．
１６を介して非酸化性ガス源１８からのガス供給を受け
るための雰囲気ガス給気孔７が設けられている。また処
理室５には、排気孔８が設けられ、その排気孔８に接続
された排気管２０には、該処理室５側から順に、耐熱真
空弁５０、空気の導入孔６３を有する排ガス焼却装置６
０、更に場合によっては吸引ファン７４が配置されてい
る。処理室５と耐熱真空弁５０の間の排気管には、排気
口４３を有する真空吸引装置４０が開閉弁４２を介して
接続され、耐熱真空弁５０で被処理物８１の熱分解によ
る可燃性ガス雰囲気系（第５図において耐熱真空弁５０
より左側の系）と、酸化性雰囲気系（第５図において耐
熱真空弁５０より右側の系）とを分離する構造となって
いる。

なお、耐熱真空弁５０としては、耐熱性を有する市販の
電磁式や圧空式の真空開閉弁等を用いることができる。

ここで、上記構成において安全に操業する上で肝要なこ
とは、少なくとも被処理物８１が可燃性熱分解ガスが発
生している運転条件下においては、可燃性ガス雰囲気圧
が酸化性雰囲気圧より高く維持されることである。その
なめ、第５図に示す如く排ガス焼却装置６０後方に吸引
ファン７４を配置せしめて、酸化性ガス雰囲気圧を下げ
てやるか、焼成炉１へ供給する非酸化性ガスの供給圧を
高くするか、何れかの処置を構する。

上記の如き構成を成すことによって、酸化雰囲気が可燃
性ガス雰囲気系へ逆流して、爆発限界を越える混合気を
作ったり、被処理物を酸化損傷したりすることが防止さ
れる。また、仮に逆流するような圧力バランスに至った
時は、圧力スイッチ等の検知方式により耐熱真空弁５０
を閉じることによって、爆発性混合気を作るのを未然防
止することができる。

また、後述するように、可燃性ガス雰囲気系は事前に非
酸化性ガスに置換する必要があるので、真空吸引装置４
０や開閉弁９．１０，４２．５０は、必要とする雰囲気
ガス純度に応じて選択する。

一般的には、真空吸引装置４０として真空ポンプを用い
、開閉弁９，１０，４２．５０及びチャンバー構成部材
８５の内壁は、必要な耐真空性を有するものを用いる。

所が、排気孔８から導出されたガスは、高温であるため
、上記開閉弁は高真空性能を有するものは使えない。そ
のため更に、第５図に示す如く、排気孔８と真空吸引装
置４０への接続管４１が接続する間の排気管２０の途中
に、冷却パイプ３１を有する冷却チャンバー３５とドレ
ン回収容器３２から成る排ガス冷却装置３０を具備せし
めることによって耐熱真空弁５０へ至る排ガスを、当該
冷却装置３０により冷却できるので、該耐熱真空弁５０
として高真空まで耐える真空弁を使用できる利点がある
。同時に、チャンバー構成部材８５の内壁、開閉弁９，
１０．４２を耐真空性を有する強度とシール性を持った
構造のもので構成せしめるのが好ましい。排気管２０途
中で熱分解物質の一部が凝縮しなドレンは底部の当該容
器３２へ溜めて、バルブ３４を開いてドレン回収孔３３
がら回収できる。

ここで、熱分解ガスが前記排気孔８がら排ガス焼却装置
６０へ至る配管中の冷部にその高沸点分解性物質が固体
として付着蓄積したり凝縮したりする場合は、第５図に
示す如く、電熱ヒータ等からなる保温ヒータ２１で耐熱
真空弁５０から排ガス焼却装置６０までの間の排気管２
０、及び絞り弁５１を覆って、これを防止することがで
きる。

保温もしくは加熱する温度は、熱分解物質の沸点以上と
することが肝要であって、通常２００℃とすることが好
ましい。

次に、排ガス焼却装置６０は、直燃式あるいは触媒式の
何れでも可能であるが、第５図においては触媒式の例で
示しである。燃焼に必要な空気は、空気導入孔６３から
ダンパ６２で風量調整され、エアヒータ６１で予熱され
た後、焼却チャンバー６４へ導入される。該チャンバー
６４内で排気管２０から導入された熱分解物質を含む排
気ガスと混合され、触媒６５にて焼却処理される。エア
ヒータ６１は触媒６５の活性化温度を得るためのもので
ある。

焼却処理された排気ガスは、排気管２０を通ってダンパ
７３で流量調節され、そのまま、あるいは吸引ファン７
４により大気に放出される。その際、排気温度が高くて
吸引ファン７４が耐熱上問題となる場合は、水冷したり
、第５図に示す如く空気導入孔７２からダンパ７１を介
して大気を吸引しなりして排気温度を下げてやるのが有
効である。

排ガス中の熱分解物質の濃度が低く、そのまま大気に放
出してもよい場合には、直接排気弁５２を開いて大気放
出孔５３から直接放出すればよい。

このようにすれば、排ガス焼却装置を雷時運転する必要
がなくなり、エネルギー効率が高められる。

第６図は、本発明に係る焼成炉を用いた熱処理システム
の更に好ましい全体構成を示す模式図である。

第５図を用いて説明した構成においては、処理室１に付
設された雰囲気ガス給気孔７が、１種類のガスを供給す
る構成であった。通常、非酸化性ガスとしては、コスト
的な理由から、２０００〜２５００℃近辺まではＮ２ガ
スが用いられることが多い９これ以上の温度で使用する
場合は、Ｎ２と焼成炉内の黒鉛ヒータや黒鉛系断熱材と
の反応が著しいため、通常、その他の非酸化性ガス、Ａ
ｒやＨｅを用いている。

第６図においては、この雰囲気ガス給気孔７を夫々開閉
弁９．１０．９ａ、１０ａを介して異なるガス源１８．
１８ａへ接続して構成せしめている。もちろん、前記供
給孔７をひとつにまとめず夫々のガス源に対応して供給
孔を設けても良い。

その他の構成は第１図〜第５図を用いて説明した構成と
同様である。例えば、ガス源１８がＮ２、ガス源１８ａ
がＡｒとする。被処理物８１を例えば２８００℃で焼成
処理する場合について以下説明する。先ず、真空吸引装
置４０で処理室５内を所定の真空度になるまで排気後、
開閉弁９を開いて処理室５内をＮ２に置換する。次に、
耐熱真空弁５０を開いてＮ２を流気させながら、必要に
応じて排ガス焼却装置６０を運転して分解ガスを処理し
つつ昇温する。ヒータの温度設定はプログラム温調器を
用い予めプログラム設定しておくのが好ましい。昇温か
進行し、例えば、２０００℃に至った時、Ｎ２は開閉弁
９を閉じ、開閉弁１０から供給する。また、開閉弁９ａ
を開いてＡｒを同時に供給する。Ａｒ、Ｎ２の流気によ
り処理室内の雰囲気はＮ２からＡ　ｒ　／　Ｎ　２混合
気に徐々に置換される。そうしてＡ　ｒ　／　Ｎ　２混
合ガス雰囲気下２８００°Ｃで被処理物８１を焼成処理
後・再び降温する。２４００℃にまで降温した時、今度
は雰囲気を再びＮ２のみを流気させつつ置換して冷却す
る。昇降温中のＮ２とＡ　ｒ　／　Ｎ　２混合気の置換
も、スタート時と同様に真空吸引装置４０で真空排気し
て置換しても良い。

また、上記複数の非酸化性ガスの供給は、上記の如く同
時に切替えても良いし、場合によっては、Ａｒのみを供
給してＮ２濃度を最終的に所定の濃度にすることもでき
る。

なお、第６図のシステムにおいては、開閉弁９．１０．
９ａ、１０ａ、絞り弁１３．１４．１３ａ、１４ａ、減
圧弁１７．１７ａ、流量計１５．１６．１５ａ、１６ａ
、ガス源１８．１８ａはそれぞれ並列に配置されている
。

次に、第５図および第６図のシステムの制御系について
、例として第５図を用いて以下に説明する。

焼成炉１の温度制御は、処理室５内の温度センサ、例え
ば熱電対や放射温度計からの信号で、プログラム温調計
によって、ヒータ６を所定の昇降温プロフィルで昇降温
できるように構成する。

処理室５を含む非酸化性ガス雰囲気系の圧力制御は、処
理圧の下限および上限を検知するスイッチ４５．４６と
、雰囲気ガス給気孔７の大流量供給用開閉弁９及び小流
量供給用開閉弁１０とにより行なわれる。

上限スイッチ４６と下限スイッチ４５で処理圧が所定の
範囲の圧力になっていることを検知し、絞り弁１３，１
４．５１を調節することによって、非酸化性ガスを定常
時には殆んど小流量供給用開閉弁１０からの流量で供給
し、処理圧が下限に低下した時のみ大流量供給用開閉弁
９で供給するのが好ましい。

該処理圧が何らかのトラブル、例えば供給ガスの停止等
によって下限スイッチ４５の設定圧より低下した時は、
ガス圧の下限スイッチ４５の設定圧より更に低くかつ酸
化性雰囲気圧より高い設定圧を有する処理圧下限警報ス
イッチ４７の検知信号により、ヒータ６の運転をホール
ドもしくは停止するとともに、耐熱真空弁５０を閉じて
、排ガス焼却装置６０から可燃性ガス雰囲気系へ空気が
逆流するのを防止するよう構成する。

処理圧が下限警報スイッチ４７の設定圧にまで回復すれ
ば元の定常運転状態に復帰させる。逆に何らかの異常で
処理圧が前記上限スイッチの設定圧より更に上昇した時
は、リリーフ弁４４でガスを逃すことにより、可燃性ガ
ス雰囲気系を耐圧力以下に維持することができる。

開閉弁９，１０．４２．５０は、電磁式もしくは圧空式
などで構成するのが好ましい。

排ガス焼却装置６０は、熱分解ガスがある温度以上で発
生を開始し、ある温度以下では発生しなくなるというよ
うなことが予め判っている場合には、熱処理室ヒータ６
．６ａ用の温調計の信号により、ある設定値以上の温度
になってから運転を開始し、ガス発生終了後には停止す
るよう構成するのが良い。もちろん運転中は触媒層６５
の出口でのガス温度を検知しつつ、供給エアの予熱し−
タ６１の温度制御を行ない、所定の触媒活性化温度に維
持できるように構成するのが望ましい。

以上説明した制御系の構成は第６図を用いて説明した他
の実施態様においても有効である。

第７図は、本発明に係る熱処理炉の更に好ましい実施態
様を示す概略系統図である。

第５図および第６図に示した構成においては、排気側の
流量は、絞り弁５１で一義的に決ってしまうので、非酸
化性ガスを少流量供給弁１０で供給している場合でも、
急激な昇温による処理室内ガスの熱膨張とか分解ガスの
発生速度が大き過ぎて、排気速度が追従できない恐れが
ある。

第５図に対応する構成として、第７図に示す如く、耐熱
真空弁５０直後の排気管２０を分岐せしめて、定常排気
弁５６と絞り弁５７を有する配管と、少量排気絞り弁５
８を有する配管と、バイパス排気弁５５を有する配管と
で構成する。更に、　゛排ガス焼却装置６０の直前の排
気管に耐熱弁５４を設け、耐熱弁５４と耐熱真空弁５０
との間の排気管２０に直接排気孔５３を、直接排気弁と
しての耐熱開閉弁５２を介して接続する。

上記の様な構成を成すことによって、排気速度の追従範
囲が広がり、処理圧が非酸化性ガス雰囲気系の耐圧力以
上に上昇することを防止できる。

また逆に、熱分解物が発生しない処理温度時や熱分解ガ
スの発生量が環境上問題にならない程微量である場合と
か降温中には、処理圧を大気圧より余り高くすることな
く、排気側は少流量排気絞り弁５８のみを開いて直接排
気弁５２から直接排気するのが省ガス・省エネ上好まし
い。

上記構成における開閉弁は、手動式でも信号による自動
開閉弁の何れでも良いが、後者の方が運転上好ましい。

［実施例］以下、被処理物８１全体の最大寸法として、長さ１１０
０ｍｍｘ幅１１００ｍｍの板状物を高さ３００〜５００
ｍｍに積載したものを２７００℃で１時間保持して焼成
処理する上で、操業性の向上のため、黒鉛ヒータの寿命
を２０バツチ、断熱材の寿命を４０バツチ以上にするこ
とを目標に、第１図〜第４図基づいて説明した本発明の
熱処理炉の効果を、従来の場合に比較して説明する。

ここで、黒鉛ヒータの寿命とは、炉温を２７００℃に維
持するためヒータに印加される電圧、電流から逆算され
る端子部を含む電気抵抗値が、高温での黒鉛ヒータの昇
華や雰囲気ガスとの反応などにより減耗劣化し、初期値
より２０％増大した時点のバッチ回数としな。

また、黒鉛断熱材の寿命とは、２７００℃に維持するた
めの消費電力が、高温での該断熱材の上記と同様の原因
や熱分解物質の内部侵入によるタール化などにより劣化
し、初期値より３０％増加した時点のバッチ回数とした
。

実施例１第１図の焼成炉１において、その炉の断熱壁２を、厚さ
１２５ｍｍの黒鉛成形フェルト３と、嵩密度が１．１２
ｇ／ｃｎｆ、温度２０００℃における輻射率が０．６７
、厚さが２ｍｍの黒鉛フォイル４とで構成し、内寸法が
１７５０ｍｍｘ１４５０ｍｍｘ１０００ｍｍの処理室５
を形成した。

また、処理室５内に、直径５０ｍｍ、長さ５００市の黒
鉛バイブヒータ６を３６本を配設せしめてＡｈ／Ａｉお
よびＡ　ｒ　／　Ａ　ｈを第１表の通りに形成した。

この焼成炉１を用いて上記被処理物８１を処理した。処
理に際し、輻射温度計８８による測定にて、処理室内の
Ｎ２雰囲気温度を２７００℃とするための黒鉛ヒータ６
の温度（別の測温孔から測定）と、黒鉛ヒータの寿命と
、黒鉛フェルトの寿命とをそれぞれ求め第１表に示した
。

実施例２実施例１において、焼成炉１における断熱壁２の内側お
よび黒鉛フォイル４の形状を、第４図に示した如く、黒
鉛ヒータ６を焦点とする放物面状の曲面に変更し、その
他を同一としな。

また、Ａｈ／ＡｉおよびＡ　ｒ　／　Ａ　ｈを第１表の
通りに形成した。

この焼成炉１を用いて実施例１と同様の被処理物８１を
処理した。処理に際し、輻射温度計８８による測定にて
、処理室内のＮ２雰囲気温度を２７００℃とするための
黒鉛ヒータ６の温度（別の測温孔から測定）と、黒鉛ヒ
ータの寿命と、黒鉛フェルトの寿命とをそれぞれ求め第
１表に示した。

実施例３第２図の焼成炉１において、その炉の断熱壁２を、厚さ
２５０ｍｍの黒鉛成形フェルト３と、処理室の上下に対
向する壁面のフェルト３に黒鉛のボルトナツト（図示省
略）で固定した嵩密度が１゜４７ｇ／ａｄ１、厚さがｏ
、５ｍｍのグラッシーカーボンのシート４とで構成し、
内寸法が１６００ｍｍＸ　１５００ｍｌｌｌＸ７５０ｍ
ｍの処理室５を形成した。

また、処理室５内に、直径６０ｍｍ、長さ８５０ｍｍの
黒鉛バイブヒータ６を１８本を配設せしめてＡｈ／Ａｉ
およびＡ　ｒ　／　Ａ　ｈを第１表の通りに形成した。

この焼成炉１を用いて実施例１と同様の被処理物８１を
処理しな。処理に際し、輻射温度計８８による測定にて
、処理室内のＮ２雰囲気温度を２７００℃とするための
黒鉛ヒータ６の温度（別の測温孔から測定）と、黒鉛ヒ
ータの寿命と、黒鉛フェルトの寿命とをそれぞれ求め第
１表に示した。

実施例４実施例３において、焼成炉１のシート４を更に他の対向
する内壁面にも同様にして取付けて断熱壁２を構成し、
その他を実施例３と同一とした。

また、Ａ　ｈ　／　Ａ　ｉおよびＡ　ｒ　／　Ａ　ｈを
第１表の通りに形成した。

この焼成炉１を用いて実施例１と同様の被処理物８１を
処理した。処理に際し、輻射温度計８８による測定にて
、処理室内のＮ２雰囲気温度を２７００℃とするための
黒鉛ヒータ６の温度（別の測温孔から測定）と、黒鉛ヒ
ータの寿命と、黒鉛フェルトの寿命とをそれぞれ求め第
１表゛に示した。

比鮫例１第１図の焼成炉１において、その炉の断熱壁２を、厚さ
１２５ｍｍの黒鉛成形フェルト３のみで構成し、内寸法
が１７５０ｍｍｘ１４５０ｍｍｘｌＯＯＯｍｍの処理室
５を形成した。

また、処理室５内に、直径３ｏｍｍ、長さ５００ｍｍの
黒鉛バイブヒータ６を２４本を配設せしめてＡｈ／Ａｉ
およびＡ　ｒ　／　Ａ　ｈを第１表の通りに形成した。

比較例２黒鉛パイプヒータ６を、直径５０ｍｍ、長さ５０ｏｍｍ
のもの３６本とした以外は比較例１と同様にし、Ａ　ｈ
　／　Ａ　ｉおよびＡ　ｒ　／　Ａ　ｈを第１表の通り
に形成した。

本発明の熱処理炉は、２５００℃以上の高温熱処理炉と
して燃料電池の電極基材等のＣ／Ｃコンポジットや黒鉛
材等製造するためのみならず、その他の高温熱処理、例
えば炭素繊維や黒鉛繊維、黒鉛フェルト等を製造するた
めの焼成炉、特に、熱分解物質を含む幅広のシート状や
ブロック状の被処理物を非酸化性雰囲気にて高温焼成す
る熱処理炉として有効である。また、熱分解物質を含有
しない被処理物の熱処理炉や２５００℃以下の温度で用
いる熱処理炉としても有効であることは言うまでもない
。

更にまた、非酸化性ガスの供給孔を、夫々開閉弁を介し
て複数の異なるガス源に接続する構成とすれば、処理条
件の変化に応じて適当なガスを選択して供給できるため
、黒鉛ヒータ、断熱材のより長寿命化とランニングコス
トの低減が計れる。

［効果］以上説明したように、本発明の熱処理炉は、断熱壁の内
表面積（Ａｉ）と黒鉛ヒータの外表面積（Ａｈ）との比
Ａｈ／Ａｉを０．１〜０．４とし、断熱壁の処理室側壁
面の少くとも一部を窩密度０゜３０／ａｔｆ以上の黒鉛
系材料で構成するとともに、その黒鉛系材料からなる壁
面の表面積（Ａｒ＞と黒鉛ヒータの外表面積（Ａｈ）と
の関係をＡ　ｒ　＞　Ａｈとしたので、ある処理温度を
達成するためのヒータ負荷を従来の炉に比べ低くするこ
とができ、ヒータの局部発熱を防止できるととともにヒ
ータ設定温度を低くすることができる。その結果、黒鉛
ヒータの寿命を長くすることができる。また、エネルギ
ー的にも効率を上げることができる。

本発明の熱処理炉は、とくに２５００℃以上の高温熱処
理に用いて最適であり、広幅のシート状やブロック状の
被処理物を非酸化性雰囲気にて効率よく焼成することが
できる。

また、嵩密度の高い黒鉛系材料の存在により、断熱壁を
構成する断熱材は、雰囲気ガスや熱分解物との反応、昇
華による減耗劣化および熱分解物の凝固による性能低下
が抑制されるなめ、断熱材の寿命が長くなる。

また、黒鉛フォイル等からなる上記黒鉛系材料が劣化し
たとしても、当該材料のみの交換で済み、従来断熱材全
部を交換していたのに比べ保全上の手間やコストを大巾
に低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は、本発明に係る熱処理炉を焼成炉
として用いた場合の各実施態様を示す概略断面図、第５
図ないし第７図は、本発明に係る焼成炉を用いた熱処理
システムの全体構成を示す模式図である。１：焼成炉２：断熱壁３：黒鉛系断熱材４：嵩密度０．３ｇ／ｌｘｄ以上の黒鉛系材料５：処理
室６．６ａ：黒鉛ヒータ７：雰囲気ガス給気孔８：排気孔９．９ａ１０．１０ａ：開閉弁１３．１３ａ１４．１４ａ、５１：絞り弁１５．１５ａ
１６．１６ａ：流量計１７．１７ａ：減圧弁１８．１８ａ：ガス源１９：給気管２０：排気管３０：排ガス冷却装置３１：冷却パイプ３２：ドレン回収容器３３：ドレン抜き３４：バルブ３５：冷却チャンバー４０：真空吸引装置４１：配管４２：開閉弁４３：排気孔４４：リリーフ弁４５：処理圧下限スイッチ４６：　ｌノ　上限スイッチ４７：　ノｌ　下限警報スイッチ５０：耐熱真空弁６０：排ガス焼却装置６１：エアヒータ６２．７１．７３：ダンパー６３．７２：空気導入孔６４：チャンバー６５：触媒層７４：吸引ファン８０：通水路８１：被処理物８２．８２ａ：黒鉛板８３：炉床８４：炉床サポート８５：チャンバー構成部材８６：測温孔８７：石英ガラス窓８８：輻射温度計８つ：水冷ジャケット壁

Claims

【特許請求の範囲】

（１）非処理物を非酸化性雰囲気中で熱処理する処理室
を形成するための断熱材からなる断熱壁と、前記処理室
内に配設された黒鉛ヒータと、前記処理室内に前記非酸
化性雰囲気を作るためのガスを供給する雰囲気ガスの給
気孔と、前記処理室内からガスを排出する排気孔とを備
えた熱処理炉において、前記断熱壁の前記処理室側壁面
の少なくとも一部は嵩密度が０．３ｇ／ｃｍ＾３以上の
黒鉛系材料で形成され、かつ、前記黒鉛ヒータの外表面
積（Ａｈ）と前記断熱壁の処理室側壁面の表面積（Ａｉ
）との比Ａｈ／Ａｉは０．１〜０．４で、前記嵩密度０
．３ｇ／ｃｍ＾３以上の黒鉛系材料で形成された壁面の
表面積（Ａｒ）と前記黒鉛ヒータの外表面積（Ａｈ）と
の関係はＡｒ＞Ａｈであることを特徴とする熱処理炉。
（２）黒鉛系材料は２０００℃における輻射率が０．８
以下であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
記載の熱処理炉。