(57)【要約】  オーブン、炉等（CVI/CVDオーブン等）へ、更に具体的には、オーブン内側の反応室（１６）へ、ガスを供給するためのパイプ（１２）であって、パイプの外側で半径方向に伸長しかつパイプに沿った実質的気密な通路を形成する気密管状封止装置を有する。前記管状封止装置は、好適には、軸方向かつ／または横切る方向において少なくとも一部が可撓性であって、反応室内の場所とオーブンへガス供給パイプが侵入する場所間の位置決めの欠陥（例えば非対称の熱膨張／収縮による欠陥）に対応する。【選択図】図１
2009526957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーブン内側に位置する反応室（１６）内に形成されたガス入口通路（１４）へ向けて外部からオーブンへガスを送るためのガス入口装置であって、
ガスをオーブンへ移送するためのガスパイプ（１２）、および前記ガスパイプに対して半径方向外方へ位置決めされた管状封止装置（３２）を含み、
前記ガスパイプはオーブンの外側部とオーブンの内側部間に延在し、かつ前記反応室内に形成されたガス入口通路の少なくとも近傍で終端する一端を有し、かつ
前記管状封止装置は、前記ガスパイプがオーブンへ侵入する場所に隣接するオーブンの内側面の所定場所で第一端に気密に固定され、かつ前記ガス入口通路に隣接する場所へ向かって延在し、そこへ封止固定されている、ガス入口装置において、
前記管状封止装置は、可撓性の第一軸部（３２ａ）、および相対的に剛性の第二軸部（３２ｂ)を含むことを特徴とする、ガス入口装置。
【請求項２】
第一軸部はベロー構造を有することを特徴とする、請求項１のガス入口装置。
【請求項３】
第一軸部は金属で形成されていることを特徴とする、請求項１または２のガス入口装置。
【請求項４】
第一軸部はステンレススチールで形成されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１のガス入口装置。
【請求項５】
前記管状封止装置の第二軸部は金属で形成されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１のガス入口装置。
【請求項６】
第二軸部はインコネル（Inconel)で形成されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１のガス入口装置。
【請求項７】
反応室内のサセプタ（susceptor）のガス入口通路（１４）へガスを供給する方法であって、
ガス入口通路の少なくとも近傍で終端するガス移送ガスパイプを設置し、オーブンの外側部をオーブンの内側部へ連通し、かつ
実質的気密に固定されかつ前記ガス移送パイプがオーブンへ侵入する場所でオーブンの内側壁から反応室の前記ガス入口通路に隣接する場所へ延在する管状封止装置により前記ガス移送パイプを包囲することにより前記ガス移送パイプを実質的に隔離するガス供給方法において、
前記管状封止装置は、実質的気密部を形成するように前記ガス移送パイプが通る所定場所に固定され、かつ
前記管状封止装置の少なくとも一部は、軸を横切る方向に可撓性であって、封止組立体がオーブンの壁に固定されかつ前記ガス入口通路に隣接する場所において前記管状封止装置のそれぞれの端間の位置の差に対応することを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概ね、反応ガスを処理工程の一部として導入するオーブン、炉、処理室等に関する。本発明の特定例は、薬品蒸気浸透／薬品蒸気蒸着(CVI/CVC)用の炉に関し、この例において反応ガスは、摩擦部品の孔質予備成形物等の孔質要素の圧縮法の一部として導入される。
【背景技術】
【０００２】
全体的に、反応ガスを処理工程の一部として導入するオーブン、炉、処理室等の使用は既知である（以下の説明において、『オーブン』の語は、この種の炉および他の処理室に使用可能であり広範囲に理解されるべきである）。一例として、孔質要素が内部に設置されたオーブンへ先駆物質反応ガスを導入する薬品蒸気浸透法がある（例えば限定を伴わない、ブレーキディスク用孔質予備成形物）。
【０００３】
一般的に、従来オーブンは、処理用物体または要素が設置される作業空間または反応室を包囲する外オーブンケース、オーブンに対して反応ガスを流入または流出させるシステム、および反応室の少なくとも内部を加熱するための加熱システムを含む。
【０００４】
既知方法において、反応ガスは孔質要素の孔質構造へ強制的に浸透させる。反応ガスはプロパン等の炭化水素ガスを含んでよい。
【０００５】
既知例において、反応ガスは、オーブンの反応室内で実質的に一直線に整列して複数のブレーキディスクのために山積みにした環状予備成形物により画定される内側容積（もしくは内部空間）へ導入される。概ね、スペーサ等により形成されるように、予備成形物の孔質（例えば繊維質）構造へ拡散することにより、かつ／または隣接する山積み予備成形物間へガスを流出することにより、反応ガスはその山の内側容積からその山の外側へ向けて付勢されて移動する。
【０００６】
少なくとも反応室の内側が、加熱システムにより加熱される。従って、ブレーキディスク予備成形物の相対的高温により、反応ガスは熱分解を受け、かつ孔質構造の内側面上に蒸着する分解生成物を生成する。例示として、炭化水素ガスによる分解生成物は熱分解炭素であり、従って、炭素含有複合材（例えばカーボンカーボン材）を得る。
【０００７】
一般的に、この種のオーブンは、溶接、ボルト留め等により共に組立てられる複数の構成要素により構成され、種々の組立構造体ユニットを形成する。
【０００８】
それにも拘らず、種々の構造的欠陥または不調和がオーブンの構造において陳腐化されている。例えば構成要素のパーツは貧弱で整合せず、かつオーブンは構築されない。他の状況において、オーブン使用時に周期的欠陥、例えば熱膨張差によるパーツ間の不整合等が生じる。このような事態は、異なる熱膨張係数の異なる材料を同一組立体で使用する場合に発生する。一般的に、現場での構造的欠陥は、パーツ間の間隙、ギャップ等に通じる。外部空気（例えば汚染物質を含有する）がかかる間隙を通ってオーブンへ侵入し、かつ反応ガス（とりわけ通常は可燃性である）はそのオーブンから逃げる。
【０００９】
反応ガスがオーブンへ導入される場所は、ブレーキディスク予備成形物または同様物が設置されるオーブンの領域へ通常は移送されることに代えてガス流路から逃げる反応ガスに関して、特別の問題を有する。
【００１０】
上記説明から理解されるように、反応ガスがオーブンへ導入される場所から、オーブン内の反応室への、反応ガスの漏れを減少させることが望ましい。同時に、製造誤差および不備等に対応するために構造的適合性を保持することは、オーブンの構造に有用である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、従来技術の問題を解決することを課題とする。
【００１２】
［発明の概要］
一般的方法として、本発明によれば、可撓性管状封止装置は、ガス入口パイプがオーブンの本体内へ侵入する場所においてガス入口パイプの一端の周りに設置され、かつ反応室内に形成されたガス入口開口の近傍で終端する。
【００１３】
好適には、管状封止装置の少なくとも一部は、横切る方向（オーブンの壁と反応室のガス入口開口との間で管状封止装置３２が延在する軸に対して）、かつ／または軸方向に可撓性である。この可撓性部は、例えばベロー構造であってよい。管状封止装置の残部は、相対的に剛性であってよ。本発明の一例として、管状封止装置３２の可撓性部はステンレススチールで形成され、かつ必要とされる可撓性程度を可能にする薄さを有し、かつ管状封止装置の残部はインコネル合金または同様物で形成される。
【００１４】
オーブンのケースへのガス入口パイプの入口に隣接する管状封止装置の少なくとも軸端は、ガス封止装置の一体性を更に改良するために所定位置に溶接される。
【００１５】
結果として、上述しかつ請求項に記載の管状封止装置は、オーブンの本体へ侵入するガス入口パイプの端の周りを封止し、かつ反応室内に形成されたガス入口開口の近傍で終端する。更に、封止機能は、ガス入口パイプとガス入口開口との間の如何なる不整合（例えば構造的欠陥または設置上の欠陥）にもかかわらず維持される。最後に、オーブンの異なる部分が、異なる熱膨張係数を有することにより異なる膨張率で膨張するために、ガス入口パイプとガス入口開口間の間隙が作動中に変化しても、封止機能は維持される。
【００１６】
本発明のより良い理解のために添付図面を参照して本発明を以下に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
一般的に、ＣＶＩ／ＣＶＤプロセスに使用されるオーブンは、外側からオーブンの内側を分離しかつ内部に容積を画定する壁またはケースを有する。オーブンの容積内に反応室構造がある。ＣＶＩ／ＣＶＤオーブン内の反応室は、それ自体、オーブンの容積内の他の容積を形成する。処理または変更される物品は、孔質ブレーキディスクの予備成形物等であり、反応室内に設置される。
【００１８】
一般的に、反応ガス循環システムは、オーブンへ反応ガスを導入しかつそこから除去するために使用される。特に、反応ガスはオーブン内側の反応室へ導入される。
【００１９】
ガスが、限定的でないがオーブンの外側のガス圧力と比較してオーブンの内側のガス圧力の作用により、または当分野で既知の種々の吸引もしくは排出機構により、当分野および／または当業界で既知の適宜機構によりオーブンから抽出される。
【００２０】
ヒータシステムが、反応室の少なくとも内側を加熱するように構成される。この種のオーブンの加熱は、当分野で概ね知られている。ヒータシステムの特に二つの既知例は伝導加熱および抵抗加熱を含む。
【００２１】
構造の説明を簡単にするために、種々の通路、パイプ等が説明され、特に円形断面を有すると仮定されているが、必ずしも真実でない。
【００２２】
図１は、反応ガス供給パイプ１２が、オーブンの内側へ反応ガス流を送るために（図１において矢印Ａにより示されている）、オーブン壁１０を通る領域の断面断片図である。
【００２３】
一可能例において、反応室１６内に形成されたガス入口通路１４の直径は、インサートにより形成または調整され得る。インサートは所定位置に取付けられた管１８を含み、管１８は管１８と概ね一直線になる中央開口２０ａを有する環状組立プレート２０に対して固定または保持される。組立プレート２０は、図１に示されたように、例えばボルト２２により、反応室１６の表面へ固定される。従来絶縁材が管１８の周辺に設置されてよく、かつ更に詳細には、例えばボルト２２により、共に保持される複数の環状層（図示せず）の形態であってよい。
【００２４】
最後に、反応室１６の外側部は、選択により、層２８のごとく全体が表示された従来断熱材料で被覆されてよい。
【００２５】
反応ガス供給パイプ１２は、反応室１６内に形成されたガス入口通路１４に少なくとも隣接する場所で終端する。他の形態において、反応ガス供給パイプ１２は、ガス入口通路１４を形成する構造と接触、または他の方法により当接する。後述する理由により、反応ガス供給パイプ１２をガス入口通路１４から独立に維持することが望ましく（即ち相互に対して固定されない）、かつ反応ガス供給パイプ１２とガス入口通路１４間にギャップを維持してもよい。
【００２６】
本発明によれば、管状封止装置（全体が３２で示されている）が設けられる。管状封止装置３２は、概ね、反応ガス供給パイプ１２とガス入口通路１４間の移行部を包囲し、かつ実際にリークタイトに包囲する。オーブン内側の作動条件に適合するために、管状封止装置３２は好ましくは金属で形成される。
【００２７】
管状封止装置３２の少なくとも一部は可撓性であり、かつ更に具体的には、管状封止装置３２が沿って延在する軸に対して横切る方向かつ／または軸方向に可撓性もしくは柔軟である。この可撓性は、反応ガス供給パイプ１２とガス入口通路１４間の不整合またはオフセット、例えば上述したように、構造的欠陥または非対称の熱応力により生じるオフセット等を補填する。例えば、反応ガス供給パイプ１２の終端と反応室１６（そこに形成されたガス入口通路１４を含む）間の距離は、オーブンの内側が加熱されている作動時に変化してよい。これは熱膨張係数が相違するからである。結果として、寸法を拡大または縮小するギャップが、反応ガス供給パイプ１２とガス入口通路１４間に発生しても、またはそれらが整列しない側方向に外れて移動しても、組立体全体は、種々の不整列等に対応するように、実際に、リークタイト状態で隔離維持される。
【００２８】
管状封止装置３２は、好適には、少なくとも二つの軸部を含む。即ち、第一軸部３２ａは可撓性もしくは軟質であり、かつ第二軸部３２ｂは相対的に剛性もしくは硬質である（第一軸部と比較して）。
【００２９】
第一軸部３２ａは好適には横切る方向かつ／または軸方向に要求される可撓性を有する形状および構造を有する。例えば、図示されたように、第一軸部３２ａはベロータイプの形状を有する。
【００３０】
本発明の一例として、第一軸部３２ａはステンレススチールで形成される（例えばASME321)、または好適には約５００°Ｃに達する温度に耐えるように選択されたインコネル類で形成される。理解されるように、必要とされる可撓性を得るために材料の厚みを考慮する必要がある。
【００３１】
第二軸部３２ｂは、単なる管状であってよく、連続性を維持するために第一軸部３２ａに対応する断面形状を有する。本発明の一例として、第二軸部３２ｂはインコネルで形成されてよい。第一軸部３２ａと比較して第二軸部３２ｂは剛性である。
【００３２】
上述のごとく、管状封止装置３２は、概ね、管状シースの形態であり、反応ガス供給パイプ１２とガス入口通路１４間の移行部の周りに軸方向および側方向に可撓性であって反応ガスの漏れを制限する。管状封止装置３２は、オーブン壁１０の内側の場所３２と、連続性がない場合には少なくとも反応室１６に隣接する場所３６との間で概ね軸方向へ延在する。
【００３３】
図示構造例において、第一軸部３２ａは、第一軸部２３ａと環状プレート３８との間のガス通路に対して略完全な封止を提供する適宜手段、例えば溶接、により環状プレート３８へ固定される。
【００３４】
環状プレート３８は、オーブン壁１０の内側上に確実に取付けられる。いずれかの締結方法が使用されて、環状プレート３８とオーブン壁１０間に良好な気密が形成される。特に、図示されたように、ボルト４２他が使用可能である。環状プレート３８とオーブン壁１０間の封止は、両者間に封止リング等を設置することにより、かつ／または概ね３９で示されたように溶接により従来方法において更に改良できる。
【００３５】
管状封止装置３２の反対軸端で、例示として、第二軸部３２ｂは単に環状リング４４で終端してよい。環状リング４４は、反応室１６の表面（かつ／または絶縁材２８の表面）と第二軸部３２ｂの外側面との間に真に取付けまたは固定することなく、所定位置に保持できるものであってよい。
【００３６】
例示として、環状リング４４が組立プレート２０の対峙面に対して当接する面を有してよい。他の例として、環状リング４４と組立プレート２０間に一つまたはそれ以上の封止リング４５が介在することが有利である。例示として、封止リング４５は、黒鉛で形成されてよい。図１において、封止リング４５は二つのみが解説目的で示されている。他の例において、一つまたはそれ以上の付加的封止リング４９が、組立プレート２０と反応室１６の表面間に設置されるように半径方向外方に延びた外径を有してよい。
【００３７】
本発明の一例として、管状封止装置３２を構成する第一軸部３２ａおよび第二軸部３２ｂは、それぞれ、第一軸部３２ａおよび第二軸部３２ｂ間を適宜程度に封止するいずれの従来方法により隣接軸端に気密状態で連結される分離部である。
【００３８】
特定例として、図示されたように、第一軸部３２ａ（上述のようにステンレススチール等の比較的薄い金属細片で形成されてよい）は、第二軸部３２ｂに隣接する端で（特に図２および３参照）フランジ形成部５０を有してよい（第一軸部３２ａの軸に対して）。
【００３９】
対応する状態で、第二軸部３２ｂは横切る方向に延在するフランジまたはリング４８を有し、フランジまたはリング４８は、例えば溶接（効果的気密を提供するのに役立つ）等の従来法により固定される。
【００４０】
図示、特に図３に示されたように、フランジ形成部５０およびフランジ４８は相互に対して対面して設置される。封止リング５２（例えば黒鉛で形成された）が、両フランジ間の気密固定を増大するために、両フランジ間に介在してよい。
【００４１】
最後に、フランジ４８、フランジ形成部５０、および両フランジ間の封止リング５２は、従来締結法、例えばナットとボルト５４，５６により共に保持される。
【００４２】
上述の管状封止装置の構造とは別に、例えばオーブン壁１０、反応ガス供給パイプ１２、反応室１６、断熱材料層２８等の材料および／または構造は当分野において既知であると考えられている。一般的に、上述の全構成要素は、ＣＶＩ／ＣＶＤプロセス時にオーブン内に通常見られる作業温度に適宜耐え得るものである。特に、可撓性第一軸部３２ａは、使用時に遭遇する作業温度を考慮して、合理的作業寿命にわたって可撓性を保持するものでなければならない。最後に、構成要素の幾つかは、オーブン内で実行される圧縮プロセスの薬品の干渉を回避するために、実質的無反応（特に上述の高温時に）の材料により形成される必要がある。
【００４３】
望ましい方法として、上述の管状封止装置は、オーブン内に容易に設置できかつオーブンのメンテナンス時に容易に取外しできる。
【００４４】
本発明は、解説かつ説明のために特定例を参照して説明されたが、理解されるように、本発明は例示実施形態の特別の詳細説明に限定されない。更に具体的には、当業者は、特許請求の範囲に記載の発明から逸脱することなく好適実施形態において変更および開発が可能であることを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のオーブンの概略断面図であり、反応ガス入口パイプがオーブン本体へ侵入し、かつオーブン本体内に位置する反応室内に形成されたガス入口開口の領域で終端する場所で示されている。
【図２】本発明の管状封止装置の分解斜視図である。
【図３】本発明の管状封止装置の第一軸部と第二軸部間の連結部の拡大断片図である。
【図１】
2009526957.tif 000003
【図２】
2009526957.tif 000004
【図３】
2009526957.tif 000005
【国際調査報告】
2009526957.tif 000006
2009526957.tif 000007
2009526957.tif 000008