(57)【要約】【課題】高温で使用される設備に適用することができる減圧断熱配管構造を得ること。【解決手段】本発明の減圧断熱配管構造は、外管１０及び内管２０のフランジ１１、２１間に配置したシール材３０によって外管１０と内管２０との間の空間が減圧状態に維持される構造であり、外管１０と内管２０を相対移動させてフランジ１１、１２間でシール材３０を押圧する押圧位置とシール材３０の押圧を解除する解除位置とに選択的に配置する移動手段４０を有する。【選択図】図１Ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外管及び内管のフランジ間に配置したシール材によって前記外管と前記内管との間の空間が減圧状態に維持される減圧断熱配管構造であって、
前記外管と前記内管を相対移動させて前記フランジ間で前記シール材を挟持する挟持位置と前記シール材の挟持を解除する解除位置とに選択的に配置する移動手段を有することを特徴とする減圧断熱配管構造。
【請求項２】
前記移動手段を制御する制御手段を備え、
該制御手段は、前記挟持位置における前記内管の温度上昇量が所定値に到達すると、前記外管または前記内管を移動させて前記挟持位置から前記解除位置に配置し、再び前記解除位置から前記挟持位置に配置する動作を前記移動手段に行わせることを特徴とする請求項１に記載の減圧断熱配管構造。
【請求項３】
前記外管は、軸方向一方側の端部から径方向内方に延びる第１フランジと、軸方向他方側の端部から径方向外方に延びる第２フランジと、を有し、
前記内管は、軸方向一方側の端部から径方向内方に延びて前記第１フランジよりも軸方向内側の位置で前記第１フランジに対向配置される第３フランジと、軸方向他方側の端部から径方向外方に延びて前記第２フランジよりも軸方向外側の位置で前記第２フランジに対向配置される第４フランジと、を有し、
前記シール材は、前記第１フランジと前記第３フランジとの間に配置される第１シール材と、前記第２フランジと前記第４フランジとの間に配置される第２シール材と、を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の減圧断熱配管構造。
【請求項４】
前記外管と前記内管の少なくとも一方には、弾性変形により軸方向に伸張及び収縮可能なベローズが設けられていることを特徴とする請求項３に記載の減圧断熱配管構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外管及び内管のフランジ間に配置したシール材によって外管と内管との間の空間が減圧状態に維持される減圧断熱配管構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、外管と内管との間の空間が真空とされる真空断熱容器の構造が示されている。真空断熱容器は、外管と内管の端部同士が溶接等によって接合されて一体化された構造を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2011-219125号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば内管の内部空間が加熱炉に接続されて高温環境下となるような設備に特許文献１の構造を適用しようとすると、加熱されて熱膨張により拡径する内管と、断熱されているために温度が上昇しない外管との間に寸法差が生じ、内管と外管との接合部分に大きな歪み応力が作用して溶接がはがれるなどの破損が懸念される。したがって、特許文献１に示される真空断熱容器の構造を、高温で使用される設備に適用することは困難であった。
【０００５】
例えば２５０℃から３００℃程度までの温度域では、上記の寸法差をシリコーンゴム（耐熱２５０℃）やフッ素ゴム(耐熱３００℃)などの弾性が高いシール材で吸収させることができるが、弾性が高いシール材は、耐熱温度が低く、これ以上の温度域には対応できない。そして、耐熱温度が高いシール材は、弾性が低いため、弾性変形により上記の寸法差を吸収することはできない。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高温で使用される設備に適用することができる減圧断熱配管構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の減圧断熱配管構造は、外管及び内管のフランジ間に配置したシール材によって前記外管と前記内管との間の空間が減圧状態に維持される減圧断熱配管構造であって、前記外管と前記内管を相対移動させて前記フランジ間で前記シール材を挟持する挟持位置と前記シール材の挟持を解除する解除位置とに選択的に配置する移動手段を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、例えば解除位置で内管を熱膨張させて、熱膨張した状態で挟持位置に相対移動させ、挟持位置で外管と内管の間の空間を減圧させることができる。したがって、内管を熱膨張させてからシール材を挟持できるので、外管と内管との間に熱膨張による歪みが発生するのを抑制できる。したがって、弾性が低くかつ耐熱性の高いシール材を用いることができ、シール材の熱劣化を抑制でき、高温で使用される設備に適用することができる。
【０００９】
本発明の減圧断熱配管構造は、前記移動手段を制御する制御手段を備え、該制御手段は、前記挟持位置における前記内管の温度上昇量が所定値に到達すると、前記外管または前記内管を移動させて前記挟持位置から前記解除位置に配置し、再び前記解除位置から前記挟持位置に配置する動作を前記移動手段に行わせることが好ましい。
【００１０】
本発明によれば、挟持位置において温度上昇により蓄積された歪みを、移動手段の動作により除去することができる。したがって、歪みが許容値よりも大きくなるのを防ぐことができる。
【００１１】
本発明の減圧断熱配管構造では、前記外管は、軸方向一方側の端部から径方向内方に延びる第１フランジと、軸方向他方側の端部から径方向外方に延びる第２フランジと、を有し、前記内管は、軸方向一方側の端部から径方向内方に延びて前記第１フランジよりも軸方向内側の位置で前記第１フランジに対向配置される第３フランジと、軸方向他方側の端部から径方向外方に延びて前記第２フランジよりも軸方向外側の位置で前記第２フランジに対向配置される第４フランジと、を有し、前記シール材は、前記第１フランジと前記第３フランジとの間に配置される第１シール材と、前記第２フランジと前記第４フランジとの間に配置される第２シール材と、を有することが好ましい。
【００１２】
本発明によれば、外管と内管との間の空間を減圧した場合に、大気圧によって、第１フランジと第３フランジとの間、及び、第２フランジと第４フランジとの間が狭くなる方向に、外管と内管を付勢することができる。したがって、第１フランジと第３フランジとの間で第１シール材を圧縮し、第２フランジと第４フランジとの間で第２シール材を圧縮して、自己シール性を発現させることができる。したがって、確実に減圧させることができ、高い断熱性能を得ることができる。そして、内管を外管に挿入するだけで簡単に組み立てることができる。
【００１３】
本発明の減圧断熱配管構造は、前記外管と前記内管の少なくとも一方には、弾性変形により軸方向に伸張及び収縮可能なベローズが設けられていることが好ましい。
【００１４】
本発明によれば、熱膨張により内管が軸方向に伸張した場合に、ベローズが弾性変形して伸張または収縮することにより、外管との寸法差を吸収して、第１シール材及び第２シール材による封止状態を維持することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高温で使用される設備に適用することができる減圧断熱配管構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】第１の実施形態に係わる断熱壁構造を適用した熱処理炉の断面を模式的に示す図であって、内管の熱膨張前の状態を示す断面図。
【図１Ｂ】第１の実施形態に係わる断熱壁構造を適用した熱処理炉の断面を模式的に示す図であって、内管の熱膨張状態を示す断面図。
【図１Ｃ】第１の実施形態に係わる断熱壁構造を適用した熱処理炉の断面を模式的に示す図であって、内管と外管との間の空間を減圧した状態を示す断面図。
【図２Ａ】第２の実施形態に係わる断熱壁構造を適用した熱処理炉の断面を模式的に示す図であって、内管の熱膨張前の状態を示す断面図。
【図２Ｂ】第２の実施形態に係わる断熱壁構造を適用した熱処理炉の断面を模式的に示す図であって、内管の熱膨張状態を示す断面図。
【図２Ｃ】第２の実施形態に係わる断熱壁構造を適用した熱処理炉の断面を模式的に示す図であって、内管と外管との間の空間を減圧した状態を示す断面図。
【図３】炉内の温度に対する外管と内管との寸法差と、シール材を押圧する力と、歪み量と、真空度の関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第１の実施形態＞
次に、本発明の第１の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、第１の実施形態に係わる断熱壁構造を適用した熱処理炉の断面を模式的に示す図であり、図１Ａは、内管の熱膨張前の状態を示す断面図、図１Ｂは、内管の熱膨張状態を示す断面図、図１Ｃは、内管と外管との間の空間を減圧した状態を示す断面図である。
【００１８】
熱処理炉１は、本実施形態に係わる減圧断熱配管構造を適用したものであり、外管１０と、外管１０の内部に挿入された内管２０とを有する二重筒構造を有している。
【００１９】
外管１０と内管２０は、それぞれ一定径で軸方向に延在する円筒形状を有している。外管１０と内管２０は、不図示の台座の上に、軸方向が水平になるように配置されて、軸方向に沿って相対移動可能に支持されている。本実施形態では、外管１０が、内管２０に対して軸方向に沿って往復移動可能に支持されている。
【００２０】
外管１０と内管２０は、それぞれの両端部に互いに対向するフランジを有しており、フランジ間にシール材３０が配置されている。外管１０は、軸方向一方側の端部から径方向内方に向かって延びる第１フランジ１１と、軸方向他方側の端部から径方向外方に向かって延びる第２フランジ１２を有している。そして、内管２０は、軸方向一方側の端部から径方向内方に向かって延びて第１フランジ１１よりも軸方向内側の位置で第１フランジ１１に対向配置される第３フランジ２１と、軸方向他方側の端部から径方向外方に向かって延びて第２フランジ１２よりも軸方向外側の位置で第２フランジ１２に対向配置される第４フランジ２２を有している。
【００２１】
シール材３０は、円環形状を有しており、フランジ間に挟持されることによって、外管１０と内管２０との間を封止し、外管１０と内管２０との間の空間を減圧状態に維持する構成を有する。第１フランジ１１と第３フランジ２１との間には、第１シール材３１が配置され、第２フランジ１２と第４フランジ２２との間には、第２シール材３２が配置されている。シール材３０は、熱膨張が少ない外管１０に設けることが好ましく、本実施形態では、第１シール材３１は第１フランジ１１に固定され、第２シール材３２は第２フランジ１２に固定されている。
【００２２】
第１シール材３１と第２シール材３２は、例えばグラファイトやバーミキュライト（耐熱温度１０００℃）などの弾性が低くかつ耐熱性の高い材料によって構成されている。第１シール材３１と第２シール材３２には、例えばフレキシタリック社製のサーミキュライト＃８１５を用いることができる。
【００２３】
第１シール材３１は、第１フランジ１１と第３フランジ２１との間に配置されて軸方向両側から挟持されることによって第１フランジ１１と第３フランジ２１との間を封止する。第２シール材３２は、第２フランジ１２と第４フランジ２２との間に配置されて軸方向両側から挟持されることによって第２フランジ１２と第４フランジ２２との間を封止する。
【００２４】
外管１０には、外管１０と内管２０を相対移動させてフランジ間でシール材３０を挟持する挟持位置と挟持を解除する解除位置とに選択的に配置する移動手段４０が設けられている。移動手段４０は、圧縮空気の供給により伸張収縮可能なエアシリンダーを有している。エアシリンダーは、伸張により外管１０を軸方向一方側から他方側に向かって移動させて挟持位置に配置し、収縮により外管１０を軸方向他方側から一方側に向かって移動させて解除位置に配置することができる。なお、本実施形態では、外管１０が、内管２０に対して軸方向に沿って往復移動可能に支持されており、移動手段４０により外管１０を移動させる場合について説明したが、外管１０に対して内管２０を往復移動可能に支持し、移動手段４０により内管２０を移動させる構成としてもよい。
【００２５】
挟持位置では、第１フランジ１１に設けられている第１シール材３１が第３フランジ２１に押圧されて、第１フランジ１１と第３フランジ２１との間で軸方向両側から挟持された状態となり、第１フランジ１１と第３フランジ２１との間が封止される。そして、同時に、第２フランジ１２に設けられている第２シール材３２が第４フランジ２２に押圧されて、第２フランジ１２と第４フランジ２２との間で軸方向両側から挟持された状態となり、第２フランジ１２と第４フランジ２２との間が封止される。
【００２６】
一方、解除位置では、第１フランジ１１に設けられている第１シール材３１が第３フランジ２１から離間され、第３フランジ２１との間に所定の隙間を形成し、第１フランジ１１と第３フランジ２１との間の封止が解除される。そして、同時に、第２フランジ１２に設けられている第２シール材３２が第４フランジ２２から離間され、第４フランジ２２との間に所定の間隙を形成し、第２フランジ１２と第４フランジ２２との間の封止が解除される。
【００２７】
外管１０には、真空ポンプＰに通じる排気通路１４が接続されており、押圧位置において排気通路１４から外管１０と内管２０との間の空気を排気して、外管１０と内管２０との間の空間を減圧状態にすることができる。熱処理炉１では、外管１０と内管２０との間の空間を減圧状態にすることによって、外管１０の外部と内管２０で囲まれる内部空間との間を断熱する。
【００２８】
外管１０と内管２０との間には、外管１０の内部で内管２０を支持する支持台１５が設けられている。支持台１５は、外管１０と内管２０との間でかつ最下部の位置に配置されている。支持台１５は、例えばセラミックなどの熱伝導性が低い材料によって構成されている。支持台１５は、内管２０自体の重さや、内管２０の内部空間に接地される構成部品の重さを受け止めて支持するものであり、第１シール材３１及び第２シール材３２でこれらの重量を支えることができない場合に設けられる。
【００２９】
外管１０には、ベローズ１３が設けられている。ベローズ１３は、外管１０に一体に形成されており、より詳しくは、外管１０の軸方向一方側の端部と軸方向他方側の端部と間の位置において、拡径部と縮径部を交互に連続して形成することによって構成されている。ベローズ１３は、拡径部と縮径部との間隔が広がる方向あるいは狭まる方向に弾性変形することにより、外管１０を軸方向に伸張及び収縮させることができる。
【００３０】
熱処理炉１は、内管２０の内部空間の温度（炉内の温度）が例えば６００℃以上の高温に保たれ、かつ、外管１０と内管２０との間の空間が減圧されて断熱された使用状態で、内管２０の内部空間にワークが搬送され、加熱処理を施す。内管２０の内部空間には、不図示のヒータが配置されており、炉内の温度を上昇させて高温に保つことができるようになっている。
【００３１】
熱処理炉１は、外管１０が軸方向一方側の端部から径方向内方に延びる第１フランジ１１と、軸方向他方側の端部から径方向外方に延びる第２フランジ１２を有し、内管２０が軸方向一方側の端部から径方向内方に延びて第１フランジ１１よりも軸方向内側の位置で第１フランジ１１に対向配置される第３フランジ２１と、軸方向他方側の端部から径方向外方に延びて第２フランジ１２よりも軸方向外側の位置で第２フランジ１２に対向配置される第４フランジ２２を有し、第１フランジ１１と第３フランジ２１との間に第１シール材３１が配置され、第２フランジ１２と第４フランジ２２との間に第２シール材３２が配置されている。
【００３２】
したがって、外管１０と内管２０との間の空間を減圧した場合に、大気圧によって、第１フランジ１１と第３フランジ２１との間、及び、第２フランジ１２と第４フランジ２２との間が狭くなる方向に、外管１０と内管２０を付勢することができる。したがって、第１フランジ１１と第３フランジ２１との間で第１シール材３１を挟持し、第２フランジ１２と第４フランジ２２との間で第２シール材３２を挟持して、自己シール性を発現させることができる。したがって、確実に減圧させることができ、高い断熱性能を得ることができる。そして、内管２０を外管１０に挿入するだけで簡単に組み立てることができる。
【００３３】
熱処理炉１は、外管１０にベローズ１３が設けられている。したがって、外管１０を押圧位置に移動させた場合に、ベローズ１３が弾性変形して収縮することで、第１シール材３１と第２シール材３２を所定の押圧力で、内管２０の第３フランジ２１と第４フランジ２２に押圧することができる。したがって、例えば内管２０の軸方向の長さが長い、あるいは、高温まで加熱されて温度上昇が大きいなどにより、内管２０の熱膨張量が大きい場合でも、第１シール材３１と第１フランジ１１及び第３フランジ２１との間、第２シール材３２と第２フランジ１２及び第４フランジ２２との間に隙間ができることがなく、第１シール材３１及び第２シール材３２による適切な封止状態を維持することができる。本実施形態では、外管１０にベローズ１３を設ける場合を例に説明したが、内管２０に設けてもよい。
【００３４】
熱処理炉１は、所定の段取り工程（第１段取り工程）を経て、使用状態とされる。第１段取り工程では、例えば、図１Ａに示すように、外管１０と内管２０を解除位置に配置した状態で、ヒータによって内管２０の内部空間を加熱し、炉内の温度を目標温度まで上昇させ、図１Ｂに示すように、内管２０を熱膨張させた状態とする。内管２０は、熱膨張により拡径し、かつ軸方向に伸張する。そして、内管２０を熱膨張させた状態で移動手段４０により外管１０を押し移動させ、図１Ｃに示すように、挟持位置に配置する。そして、外管１０と内管２０との間の空間を減圧し、断熱状態とする。
【００３５】
第１段取り工程によれば、内管２０を熱膨張させてからシール材３０を挟持するので、外管１０と内管２０との間に熱膨張差による歪みが発生するのを抑制できる。したがって、弾性が低くかつ耐熱性の高いシール材を用いることができ、シール材３０の熱劣化を抑制でき、高温で使用される設備に適用することができる。
【００３６】
また、熱処理炉１は、第１段取り工程とは別の段取り工程（第２段取り工程）により、使用状態とすることもできる。第２段取り工程では、内管２０の温度上昇に応じてシール材３０の押圧状態を調整する移動手段４０の調整制御が行われる。移動手段４０の調整制御は、不図示の制御手段によって行われる。
【００３７】
以下に、第２段取り工程の詳細な内容について図３を参照しつつ説明する。
図３は、第２段取り工程における炉内の温度変化に対する外管と内管との寸法差と、シール材を押圧する力と、歪み量と、真空度の関係を示すグラフである。
【００３８】
第２段取り工程では、まず、移動手段４０を制御して外管１０を挟持位置に配置して第１シール材３１を第３フランジ２１に押圧し、かつ、第２シール材３２を第４フランジ２２に押圧した状態とする。そして、内管２０の内部空間の加熱を開始し、炉内の温度を上昇させるとともに、外管１０と内管２０との間の空間を減圧させる（図３（ａ）と図３（ｄ）を参照）。炉内の温度の上昇に応じて外管１０と内管２０との寸法差が拡大し、外管１０と内管２０との間の歪みも増大する（図３（ｃ）を参照）。
【００３９】
そして、炉内の温度が上昇して、挟持位置における温度上昇量が所定値に到達すると、制御手段は、外管１０と内管２０との間の歪みがある程度の大きさになっていると判断し、その歪みを除去するために、移動手段４０を制御して、シール材３０の押圧を一時的に解除し、すぐに押圧し直す動作を行わせる。具体的には、外管１０を挟持位置から移動させて解除位置に配置し、再び挟持位置に戻すように移動手段４０を動作させる。この移動手段４０の動作により、シール材３０を押圧する力が一時的に０とされ、挟持位置での温度上昇により蓄積されていた歪みが除去される（図３（ｂ）及び図３（ｃ）を参照）。
【００４０】
そして、外管１０が挟持位置に配置された状態でさらに炉内の温度が上昇し、挟持位置に戻されてからの温度上昇量が所定値に到達すると、シール材３０の押圧を一時的に解除し、すぐに押圧し直す動作が行われる。そして、炉内の温度が目標温度に到達するまで、移動手段４０の動作が繰り返し行われる。
【００４１】
第２段取り工程では、炉内の温度の上昇に応じて移動手段４０の動作が間欠的に行われ、そのたびに、歪みが除去される。したがって、熱処理炉２の使用状態では、内管２０の熱膨張による歪みが緩和されている。
【００４２】
第２段取り工程によれば、歪みが許容値よりも大きくなるのを防ぐことができる。したがって、弾性が低くかつ耐熱性の高いシール材３０を使用することができる。
【００４３】
第２段取り工程では、炉内の温度の上昇に合わせて歪みを除去する動作が間欠的に行われるが、図３（ｄ）に示すように、外管１０と内管２０との間の空間の真空度は、歪み除去動作後の外管１０の押圧位置への配置により、すぐに上昇し、所期の断熱性能が発揮される。したがって、目標温度まで炉内の温度が上昇する過程において、押圧位置から解除位置に移動している短い時間を除いて、ほとんどの時間を減圧状態とすることができ、減圧断熱の恩恵を受けることができる。
【００４４】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図２は、第２の実施形態に係わる減圧断熱配管構造を適用した熱処理炉の断面を模式的に示す図であり、図２Ａは、内管の熱膨張前の状態を示す断面図、図２Ｂは、内管の熱膨張状態を示す断面図、図２Ｃは、内管と外管との間の空間を減圧した状態を示す断面図である。
【００４５】
熱処理炉２は、外管５０の開口端から内管６０が挿入された、底付きの二重筒構造を有している。外管５０は、ステンレス鋼などの金属からなる金属製の筒状部材である。外管５０の一端は閉口端であり、他端は開口端である。内管６０は、外管５０と同様のステンレス鋼などの金属からなる金属製の筒状部材である。内管６０の一端は閉口端であり、他端は開口端である。
【００４６】
外管５０と内管６０は、不図示の台座の上に、軸方向が垂直になるように同軸上に配置されており、軸方向に沿って相対移動可能に支持されている。本実施形態では、内管６０が外管５０に対して軸方向に沿って上下に往復移動可能に支持されている。
【００４７】
外管５０と内管６０は、互いに対向するフランジ５１、６１を有している。フランジ５１は、外管５０の端部から径方向内方に向かって突出し、フランジ６１は、内管６０の端部から径方向外方に向かって突出している。フランジ５１とフランジ６１との間には、シール材７０が配置されている。シール材７０は、熱膨張が少ない外管５０に設けられている。
【００４８】
シール材７０は、円環形状を有しており、フランジ５１とフランジ６１との間に挟持されることによって、フランジ５１とフランジ６１との間を封止し、外管５０と内管６０との間の空間を減圧状態に維持する構成を有する。シール材７０は、例えばグラファイトやバーミキュライト（耐熱温度１０００℃）などの弾性が低くかつ耐熱性の高い材料によって構成されている。シール材７０には、例えばフレキシタリック社製のサーミキュライト＃８１５を用いることができる。
【００４９】
内管６０には、外管５０と内管６０を相対移動させてフランジ５１とフランジ６１との間でシール材７０を挟持する挟持位置と、挟持を解除する解除位置とに選択的に配置する移動手段４０が設けられている。移動手段４０は、圧縮空気の供給により伸張収縮可能なエアシリンダーを有している。エアシリンダーは、伸張により内管６０を軸方向一方側から他方側に向かって移動させて挟持位置（図２Ｃを参照）に配置し、収縮により内管６０を軸方向他方側から一方側に向かって移動させて解除位置（図２Ｂを参照）に配置することができる。
【００５０】
挟持位置では、外管５０のフランジ５１に設けられているシール材７０に対して内管６０のフランジ６１が押圧されて、シール材７０がフランジ５１とフランジ６１との間で軸方向両側から挟持された状態となり、フランジ５１とフランジ６１との間が封止される。
【００５１】
一方、解除位置では、外管５０のフランジ５１に設けられているシール材７０が内管６０のフランジ６１から離間され、フランジ６１との間に所定の隙間を形成し、フランジ５１とフランジ６１との間の封止が解除される。
【００５２】
外管５０には、真空ポンプＰに通じる排気通路５２が接続されており、押圧位置において排気通路５２から外管５０と内管６０との間の空気を排気して、外管５０と内管６０との間の空間を減圧状態にすることができる。熱処理炉２では、外管５０と内管６０との間の空間を減圧状態にすることによって、外管５０の外部と内管６０で囲まれる内部空間との間を断熱する。
【００５３】
熱処理炉２は、内管６０の内部空間の温度（炉内の温度）が高温に保たれ、かつ、外管５０と内管６０との間の空間が減圧されて断熱された使用状態で、内管２０の内部空間にワークが配置され、ワークに加熱処理を施すことができるバッチ式の炉である。内管２０の内部空間には、不図示の加熱炉が接続されており、炉内の温度を上昇させて高温に保つことができるようになっている。
【００５４】
熱処理炉２は、所定の段取り工程（第１段取り工程）を経て、使用状態とされる。第１段取り工程では、例えば、図２Ａに示すように、外管５０と内管６０を解除位置に配置した状態で、内管６０の内部空間を加熱し、炉内の温度を目標温度まで上昇させ、図２Ｂに示すように、内管６０を熱膨張させた状態とする。内管６０は、熱膨張により拡径し、かつ軸方向に伸張する。そして、内管６０を熱膨張させた状態で移動手段４０により押し移動させ、図２Ｃに示すように、挟持位置に配置する。そして、外管５０と内管６０との間の空間を減圧し、断熱状態とする。
【００５５】
第１段取り工程によれば、内管６０を熱膨張させてからシール材７０を挟持するので、外管５０と内管６０との間に熱膨張による歪みが発生するのを抑制できる。したがって、弾性が低くかつ耐熱性の高いシール材を用いることができ、シール材７０の熱劣化を抑制でき、高温で使用される設備に適用することができる。
【００５６】
また、熱処理炉２は、第１段取り工程とは別の段取り工程（第２段取り工程）により、使用状態とすることもできる。第２段取り工程では、内管６０の温度上昇に応じてシール材７０の押圧状態を調整する移動手段４０の調整制御が行われる。移動手段４０の調整制御は、不図示の制御手段によって行われる。
【００５７】
第２段取り工程では、内管６０を挟持位置に配置してフランジ６１をシール材７０に押圧した状態とする。そして、炉内の温度を上昇させるとともに、外管５０と内管６０との間の空間を減圧させる。炉内の温度の上昇に応じて外管５０と内管６０との寸法差が拡大し、外管５０と内管６０との間の歪みも増大する。
【００５８】
そして、炉内の温度が上昇して、挟持位置における温度上昇量が所定値に到達すると、制御手段は、外管５０と内管６０との間の歪みがある程度の大きさになっていると判断し、その歪みを除去するために、移動手段４０を制御して、シール材７０の押圧を一時的に解除し、すぐに押圧し直す動作を行わせる。具体的には、内管６０を挟持位置から移動させて解除位置に配置し、再び挟持位置に戻すように移動手段７０を動作させる。この移動手段４０の動作により、シール材７０を押圧する力が一時的に０とされ、挟持位置での温度上昇により蓄積されていた歪みが除去される。
【００５９】
そして、内管６０が挟持位置に配置された状態でさらに炉内の温度が上昇し、挟持位置に戻されてからの温度上昇量が所定値に到達すると、シール材７０の押圧を一時的に解除し、すぐに押圧し直す動作が行われる。そして、炉内の温度が目標温度に到達するまで、移動手段４０の動作が繰り返し行われる。
【００６０】
第２段取り工程では、炉内の温度の上昇に応じて移動手段４０の動作が間欠的に行われ、そのたびに、歪みが除去される。したがって、熱処理炉２の使用状態では、内管６０の熱膨張による歪みが緩和されている。
【００６１】
第２段取り工程によれば、歪みが許容値よりも大きくなるのを防ぐことができる。したがって、弾性が低くかつ耐熱性の高いシール材７０を使用することができる。
【００６２】
第２段取り工程では、炉内の温度の上昇に合わせて歪みを除去する動作が間欠的に行われるが、外管５０と内管６０との間の空間の真空度は、歪み除去動作後の外管５０の押圧位置への配置により、すぐに上昇し、所期の断熱性能が発揮される。したがって、目標温度まで炉内の温度が上昇する過程において、押圧位置から解除位置に移動している短い時間を除いて、ほとんどの時間を減圧状態とすることができ、減圧断熱の恩恵を受けることができる。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【符号の説明】
【００６４】
１、２  熱処理炉
１０、５０  外管
１１  第１フランジ
１２  第２フランジ
１３  ベローズ
２０、６０  内管
２１  第３フランジ
２２  第４フランジ
３０、７０  シール材
３１  第１シール材
３２  第２シール材
４０  移動手段
５０  外管
６０  内管
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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