(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱化学処理装置（１００）であって、反応室（１４０）と、少なくとも１つのガス入口（１０４）と、前記少なくとも１つのガス入口（１０４）と前記反応室（１４０）との間で位置し、間隔を置いて重畳して保持された複数の穿孔分散トレー（１１１〜１１４）を有するガス予熱室（１１０）と、を備える、熱化学処理装置（１００）において、
前記ガス予熱室（１１０）には、前記複数の穿孔分散トレー（１１１〜１１４）の内の対向する少なくとも２つの穿孔分散トレーの間において、前記複数の穿孔分散トレー（１１１〜１１４）の間のガス流の流路を画定する複数の壁（１１１０、１１２０、１１３０、１１４０）も含まれ、前記複数の壁のそれぞれが、前記対向する少なくとも２つの穿孔分散トレーの間で垂直に延び、
前記複数の壁は、前記少なくとも２つの穿孔分散トレーのそれぞれの中央に最も近くに位置する第１の連続する複数の壁と、前記少なくとも２つの穿孔分散トレーのそれぞれの周囲付近に位置する第２の連続する複数の壁とを少なくとも備えていることを特徴とする熱化学処理装置。
【請求項２】
前記複数の穿孔分散トレー（１１１〜１１４）が円盤状であり、前記複数の壁（１１１０、１１２０、１１３０、１１４０）の少なくとも一部が半径方向において前記複数の穿孔分散トレーの間に延びることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記複数の壁（２１１０、２１２０、２１３０、２１４０）の少なくとも一部が波状を示すことを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記複数の壁（１１１０、１１２０、１１３０、１１４０）が、前記複数の穿孔分散トレーに対して垂直な方向よりも、前記複数の穿孔分散トレー（１１１〜１１４）に対して平行な方向において、大きな熱伝導率を示すことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記複数の壁（１１１０、１１２０、１１３０、１１４０）が、マトリックスによって高密度化された繊維強化材を有する複合材料から構成され、前記複合材料の前記繊維強化材は、前記複数の穿孔分散トレー（１１１〜１１４）に対して平行な方向に延びることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記複数の壁（１１１０、１１２０、１１３０、１１４０）がグラファイトから構成されることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記第２の連続する複数の壁の第１の壁の数が、前記第１の連続する複数の壁の第２の壁の数よりも多いことを特徴とする、請求項２〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記熱化学処理装置には、前記ガス予熱室（１１０）の前記複数の穿孔分散トレー（１１１０、１１２０、１１３０、１１４０）よりも上に存在する搭載トレー（１２０）が含まれ、該搭載トレーが、前記複数の穿孔分散トレーを通る支柱（１４１０）に支持されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記搭載トレー（１２０）が、複数の環状開口（１２１）を有し、該複数の環状開口のそれぞれが、高密度化する環状繊維プリフォーム（１３０）の積層体（１３１）と協同するように機能することを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記熱化学処理装置には、前記ガス予熱室（１１０）及び前記反応室（１４０）の周囲に配置された少なくとも１つの側壁（１０１）と、誘導によって前記少なくとも１つの側壁を加熱するのに適した誘導巻線（１０８）と、が含まれることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱処理を行うのに用いられる装置又はオーブンであって、処理に用いられるガスが装置の処理室内に導入される前に予熱される装置又はオーブンに関する。具体的には、かかる装置は、熱化学処理、例えば、部品の浸炭、又は化学蒸気浸透による多孔質基板の高密度化を行うのに用いられる。
【０００２】
本発明の応用分野は、熱構造複合材料から、すなわち、構造部品を構成するのに適した機械特性と、さらに高温まで特性を保つ性能をともに有する複合材料から部品を製造するというものである。熱構造複合材料の代表例は、炭素／炭素（Ｃ／Ｃ）複合材料であって、熱分解炭素によって高密度化された炭素繊維である強化繊維を有した炭素／炭素複合材料、及び、セラミックマトリックス複合材料（ＣＭＣ）であって、セラミックマトリックスによって高密度化された耐火物繊維（炭素又はセラミック）である強化繊維を有したセラミックマトリックス複合材料である。
【背景技術】
【０００３】
Ｃ／Ｃ又はＣＭＣ複合部品を製造するために多孔質基板を高密度化する周知の方法は、化学蒸気浸透（ＣＶＩ）である。高密度化する基板は、これらが加熱される装置の搭載域に置かれる。マトリックスを構成する材料の１つ以上のガス前駆体を含有する反応性ガスは、オーブン内に導入される。装置内部の温度及び圧力は、反応性ガスが基板の細孔内に拡散することができ、そして、反応性ガス分解の１つ以上の成分により、又はマトリックスの前駆体を形成する複数の成分間の反応により、マトリックスを構成する材料が基板に堆積するように調節される。この工程は、反応性ガスが基板内に拡散するのを促進するように、低圧下で行われる。マトリックス材料、例えば、熱分解炭素又はセラミックを形成するための前駆体の転移温度は、通常９００℃〜１１００℃の範囲９００℃にあるが、この温度は、化学蒸着（ＣＶＤ）による熱分解炭素の大量堆積における２０００℃という高さまでになり得る。
【０００４】
搭載域全体にわたって可能な限り均一な基板の高密度化を行うために、密度の増加の点から、又は形成されるマトリックス材料の微構造の点から、これが測定されるか否かを問わず、反応性ガスは、可能な限り低く均一の温度で、搭載域に浸透する必要がある。
【０００５】
したがって、装置には、従来どおり、ガスを予熱する手段が含まれている。かかる予熱手段は、装置の周囲、すなわち、装置の処理筐体に入る前のガスの通路上に位置し得る。かかる予熱手段は、装置の複雑性及び全体的な大きさを増加させる。
【０００６】
これらの欠点を回避するために、装置に、装置への反応性ガスの入口と搭載域との間に位置する、反応性ガスを予熱する区域又は室を設けることが知られている。通常、予熱域は、反応性ガスが通過する複数の穿孔トレーを備えている。
【０００７】
基板などのガス予熱トレーは、装置内に存在することにより、加熱される。装置は、一般に、誘導、又は装置の壁に収容された抵抗要素などの電気手段によって、加熱される。
【０００８】
しかしながら、搭載域に導入される前に、予熱室によって反応性ガスを加熱することができるが、特に大きな径の装置では、予熱室内で反応性ガスの温度を均一に半径方向に制御することは困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような課題を解決するために、ガスを予熱することによる有効性は、たとえ全容積が不変である装置について搭載域の容積が損失しても、予熱域を拡大することによって、具体的にはその容積を垂直方向に増加させることによって、増加できると考えられ得る。残念ながら、化学蒸気浸透法などの処理には、産業規模において高額の投資が必要であり、処理を実行するのに時間がかかる。したがって、装置が既に使用されている装置であるか、又はまだ使用されていない新しい装置であるか否かにかかわらず、装置の生産性が高レベルであることは非常に望ましく、このため、装置は、処理する基板又は部品が専ら搭載される作業容積と、反応性ガスを専ら加熱する容積との割合が可能な限り大きいことが望ましい。
【００１０】
本発明の目的は、ガス流を決められた温度に予熱でき、予熱室からの出口における装置の中央と周囲との温度差を最小にする熱化学処理装置の設計を提案し、そして、装置の生産性を向上させるためにその容積を増加させる必要なく設計を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的を達成するために、本発明は、反応室と、少なくとも１つのガス入口と、ガス入口と反応室との間に位置し、間隔を置いて重畳して保持された複数の穿孔分散トレーを有するガス予熱室と、を備える熱化学処理装置であって、予熱室には、対向する少なくとも２つの分散トレー間において、前述したトレー間のガス流の流路を画定する複数の壁も含まれ、これらの壁のそれぞれが、前述した対向する少なくとも２つの分散トレー間で垂直に延びることを特徴とする熱化学処理装置を提供する。
【００１２】
分散トレー間の壁の使用によって、予熱室の加熱容量は、最初に、対流により熱交換を増加させて増加し、次に、予熱室を通るガスの移動経路、そして移動時間を延長させて増加する。また、予熱室を出る反応性ガスの温度プロファイルの均一性も向上し、このことは装置の径にかかわらず該当する。本発明の装置によれば、かかる壁のない室の容積よりも小さな容積を有する予熱室を用いて、同等の又は更に向上した予熱性能を得ることができる。または、同等の予熱室の容積では、本発明の壁を有する予熱室によって、温度及び加熱の均一性の点から得られる性能は、かかる壁のない予熱室と比較して非常に向上する。
【００１３】
本発明の装置の特徴によれば、分散トレーは円盤状であり、壁の少なくとも一部は半径方向において前述のトレー間に延びる。かかる構成は、トレーの全表面にわたるガス流をガイドし、熱伝達を最大にするように機能する。
【００１４】
本発明の装置の別の特徴によれば、壁の少なくとも一部は波状を示すため、壁を延ばすことができ、その結果、ガス流の熱交換域を延ばすことができる。
【００１５】
本発明の装置の別の特徴によれば、壁は、前述の穿孔トレーに対して垂直な方向よりも、分散トレーに対して平行な方向において、大きな熱伝導率を示す。これによって、分散トレー間の異方性熱伝導(anistropic heat conduction)を画定することができ、このため、装置の冷却部分と搭載域との間に部分的な熱分離(thermal decoupling)が生じ、さらに、予熱室の加熱容量も増加し得る。かかる状況の下では、壁は、グラファイト、又はマトリックスによって高密度化された繊維強化材を有する複合材料から構成することができ、強化繊維の大部分は、分散トレーに対して平行な方向に延びる。
【００１６】
本発明の装置の別の特徴によれば、壁の数は、分散トレーの中央よりも前述した分散トレーの周囲付近で多い。これによって、トレー間の壁の分布が最適化し、ガス流の熱交換域が更に増加する。
【００１７】
本発明の装置の別の特徴によれば、装置には、予熱室の分散トレーよりも上に存在する搭載トレーが含まれ、前述の搭載トレーは、分散トレーを通る支柱に支持される。これによって、予熱室の機械的機能と熱的機能との分離が提供される。
【００１８】
本発明に係る高密度化オーブンの他の特徴及び利点は、添付図面を参照し、非限定的な表示によってなされる次の説明を読むことで現れる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る化学蒸気浸透のための装置の断面図である。
【図２】図２は、図１による装置の予熱室の構成要素を示す分解斜視図である。
【図３】図３は、図２による予熱室の分散トレーの平面図である。
【図４】図４は、本発明の別の実施形態に係る予熱室の構成要素を示す分解斜視図である。
【図５】図５は、図４による予熱室の分散トレーの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、加熱処理を行うのに用いられるあらゆる種類の装置又はオーブンであって、処理に用いられるガスが装置の処理又は搭載域に導入される前に、予熱室内で予熱される装置又はオーブンに該当する。具体的には、かかる装置は、熱化学処理、例えば、部品の浸炭、又は化学蒸気浸透による多孔質基板の高密度化を行うのに用いられる。
【００２１】
高密度化オーブンの第１の実施形態を、図１〜３を参照して説明する。図１は、円筒状側壁１０１、底壁１０２及び上壁１０３によって画定された、化学蒸気浸透による高密度化のための装置１００を示す図である。
【００２２】
以下に詳細に説明する構造体のガス予熱室１１０は、オーブンの底部１０２と搭載トレー１２０との間に延びている。管１０６は、底部１０２を通って、反応性ガス入口１０４を予熱室１１０に接続している。
【００２３】
高密度化する基板１３０は、搭載トレー１２０に支持された複数の環状垂直積層体１３１として搭載域又は反応室１４０に配置される。積載トレーは、積層体の内部空間(inside volume)１３０ａと並んでいる複数の通路１２１を有しており、それぞれの積層体は、カバー１３２によってその上部で閉鎖されている。基板１３０の積層体１３１は搭載トレー１２０上に配置され、基板１３０の通路と並んでいる中央通路１２２ａを有する１つ以上の中間トレー１２２によって分離された、複数の重ね合わせ部分に更に分けられ得る。それぞれの基板１３０は隣接基板から分離されるか、又は、可能な場合、隙間を画定するスペーサーウェッジ１３３によって、隣接トレー１２０、１２２若しくはカバー１３２から分離される。ウェッジ１３３又はこれらの少なくとも一部は、内部空間１３０ａと１４１との間にガスの通路を残すように配置される。これらの通路は、米国特許第５ ９０４ ９５７号に記載されているとおり、内部空間１３０ａと１４１との間の圧力の平衡を実質的に保つように、又は、欧州特許出願第０ ０６３ ９８８号に記載されているとおり、内部空間１３０ａと１４１との間の圧力勾配を維持する単純な漏出通路を構成するように、作製することができる。
【００２４】
マトリックスを構成する材料の１つ以上のガス前駆体を含有するガス流１５０は、入口１０４を通してオーブン内に入り、次いで、予熱室１１０を通過する。そして、予熱されたガスは、搭載トレー１２０の通路１２１を介して、積層体１３１の内部空間１３０ａに運ばれる。その後、ガスは、積層体の外側及び反応室１４０の内部の空間３８へ進む。排出ガスは、上壁１０３に形成された通路１０５を介して出され、通路１０５は、管１０７によって、真空ポンプ（図示せず。）などの吸引手段に接続されている。
【００２５】
異なる実施形態において、内部空間１３０ａは底部で閉鎖していてもよく、通路１０５を備えた上部で連通していてもよい。そして、予熱室１１０から出たガス流は、反応室１４０の空間１４１に入り、この区域におけるガス流は、空間１４１から空間１３０ａで発生し、空間１４１の上部は閉鎖されている。
【００２６】
更に別の変形例において、ガス流の入口は装置の上壁１０３を通るように設けることができ、そして、予熱室は装置の上部に位置し、空間１３０ａは予熱室と連通し、底部で閉鎖されており、空間１４１は、オーブンの底壁を通って形成されたガス出口と連通しているか、又はその逆である。
【００２７】
本出願の説明されている例において、装置は誘導によって加熱される。より正確には、円筒状側壁１０１は、例えばグラファイトから製造されるサセプタを構成し、サセプタは、オーブンの外部に位置する少なくとも１つの誘導コイル１０８によって形成された誘導巻線と連結される。装置１０９は、誘導巻線１０８と壁１０１との間に配置されている。周知の方法により、オーブンは、交流（Ａ／Ｃ）によって誘導巻線１０８に動力が供給されると加熱するサセプタ１０１によって加熱される。この目的上、誘導巻線のコイルは、交流発電機（図示せず。）に接続される。
【００２８】
誘導巻線１０８によって生じる磁場は、ジュール効果によって加熱される壁１０１（サセプタ）において電流を発生させ、このため、壁１０１の内部に存在する要素は放射加熱される。
【００２９】
装置１００は、他の手段、例えば、壁１０１内に埋め込まれた加熱抵抗要素により構成される電気加熱手段によって、加熱することができる。
【００３０】
予熱室１１０は複数の分散トレーを有し、この例では、４つのトレー１１１、１１２、１１３及び１１４を有している（図２）。分散トレー１１１、１１２、１１３及び１１４はそれぞれ、予熱される間にガス流１５０が流れる、複数の穿孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａ及び１１４ａを有している（図１）。
【００３１】
本発明によれば、壁又はデフレクターは、分散トレー間に存在する空間内に配置される。本出願の説明されている実施形態において、
壁１１１０は分散トレー１１１と１１２との間に配置され、それぞれの壁１１１０は、トレー１１１と１１２の両方と接し、
壁１１２０は分散トレー１１２と１１３との間に配置され、それぞれの壁１１２０は、トレー１１２と１１３の両方と接し、
壁１１３０は分散トレー１１３と１１４との間に配置され、それぞれの壁１１３０は、トレー１１３と１１４の両方と接する。
【００３２】
さらに、本出願の説明されている実施形態において、壁１１４０も分散トレー１１４と搭載トレー１２０との間に配置される。
【００３３】
本発明の異なる実施形態において、壁又はデフレクターは、有限数の分散トレー間にのみ、又は、実際には、２つの分散トレーの間にのみ配置され得る。
【００３４】
本出願の説明されている実施形態において、壁１１１０、１１２０、１１３０及び１１４０の形状は平らであり、分散トレー間に垂直に延び、壁はトレーの対向面に対して垂直に配置される。分散トレー１１２、１１３及び１１４は、壁１１１０、１１２０及び１１３０にそれぞれ支持される。分散トレー１１１は、装置１００の底部１２０とトレー１１１の底面との間に延びるスペーサー１４００に支持される。
【００３５】
すべての積層体１３１を支持する搭載トレー１２０自体は、装置１００の底部１０２上に配置されている支柱１４１０に支持されている。支柱１４１０は、分散トレー１１１、１１２、１１３及び１１４にそれぞれ形成された開口１１１ｂ、１１２ｂ、１１３ｂ及び１１４ｂを介して分散トレーを通っている。したがって、予熱室では、機械的機能及び熱的機能が分離され、搭載を支持する機械的機能は支柱１４１０によって実行されるのに対し、熱的機能は、分散トレー１１１、１１２、１１３及び１１４、並びに壁１１１０、１１２０、１１３０及び１１４０によって実行される。
【００３６】
分散トレー１１１、１１２、１１３及び１１４にそれぞれ存在する穿孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａ及び１１４ａは、分散トレー間のガスの流路を延長するように、２つの隣接トレー間の異なる位置にあることが好ましい。図２において、穿孔１１１ａ及び１１３ａは、トレー１１１及び１１３の周囲付近に位置しているのに対し、トレー１１１と１１３の間に配置されたトレー１１２の穿孔１１２ａは、トレー１１２の中央付近に位置している。予熱室の最後のトレーであるトレー１１４は、その全表面にわたって穿孔１１４ａを有している。
【００３７】
図３に示されているように、壁１１２０は、実質的に半径方向において、トレー１１２上に配置されている。この半径方向の配置は、壁１１１０、１１３０及び１１４０にも該当し、２つの分散トレー間の空間に浸透するガス流１５０を加熱しガイドするように機能する。図３において、壁１１２０は、分散トレー１１２の穿孔１１２ａを介して、分散トレー１１２と１１３との間に浸透するガス流をガイドし加熱するように機能する。このため、壁１１１０、１１２０、１１３０及び１１４０は、トレー１１１、１１２、１１３、１１４及び１２０間のガスのそれぞれの流路を画定する。壁１１１０、１１２０、１１３０及び１１４０は、装置１００の壁１０１からの熱放射の影響下で加熱するのに適した材料から構成されており、このため、これらの壁は、対流によってガスに熱を伝達することによって、及び予熱室内の前述したガスの流れを最適化することによって、予熱室の加熱容量を顕著に増加させるように機能する。
【００３８】
さらに、壁は、分散トレー間に存在する空間を最適に占めることができるように、分散トレーの半径よりも小さな寸法で存在することが好ましい。図３において、壁１１２０は、３つの連続体、すなわち、トレー１１２の中央に最も近い第１の連続体１１２０ａと、トレー１１２の中間部分の第２の連続体１１２０ｂと、トレー１１２の周囲付近の第３の連続体１１２０ｃと、により半径方向に配置されている。この配置は、壁１１１０、１１３０及び１１４０にも同等に適用可能である。複数の連続体としてのこの半径方向の配置によって、多くの壁をトレーの中央から更に離して設置することができ、このため、壁によって構成された熱交換域を最適化するように機能する。加えて、壁の連続体としてのこの半径方向の配置によって、ガス流を最適化するように機能するガス流の流路において不連続性を持たせることができる。
【００３９】
本発明の予熱室に用いられる壁は、対流によって熱を伝達するのに十分な性能を有する材料、例えば、グラファイト、又はステンレス鋼若しくはモリブデンなどの耐火性金属から構成される。また、壁は、前述の穿孔トレーに対して垂直な方向における伝導率よりも、分散トレーに対して平行な方向において大きな熱伝導率を示す材料から構成されることも好ましい。かかる材料によって、異方性熱伝導は分散トレー間で画定され、このため、装置の冷却部分（予熱室の位置の機能としての装置の底壁又は上壁）と搭載域との間に部分的な熱分離が生じ、さらに、予熱室の加熱容量も増加し得る。かかる材料は、具体的には、グラファイト、又はマトリックスによって高密度化された繊維強化材を有する熱構造複合材料であってもよく、強化繊維の大部分は、分散トレーに対して平行な方向に配向される。
【００４０】
図４は、波状の壁を用いている点で、上述の予熱室１１０と異なる予熱室２１０を示している。予熱室２１０は、上述の予熱室１１０と同様に、ＣＶＩ高密度化のための装置１００に組み込まれている。簡略化の目的上、上述した装置１００の要素を再び説明しない。
【００４１】
予熱室２１０は複数の分散トレーを有し、この例の４つのトレー２１１、２１２、２１３及び２１４はそれぞれ、予熱される間にガスが流れる、複数の穿孔２１１ａ、２１２ａ、２１３ａ及び２１４ａを有している。本発明によれば、壁又はデフレクターは、分散トレー間に存在する空間内に配置される。本出願の説明されている実施形態において、
壁２１１０は分散トレー２１１と２１２との間に配置され、それぞれの壁２１１０は、トレー２１１と２１２の両方と接し、
壁２１２０は分散トレー２１２と２１３との間に配置され、それぞれの壁２１２０は、トレー２１２と２１３の両方と接し、
壁２１３０は分散トレー２１３と２１４との間に配置され、それぞれの壁２１３０は、トレー２１３と２１４の両方と接する。
【００４２】
さらに、本出願の説明されている実施形態において、壁２１４０も分散トレー２１４と搭載トレー２２０との間に配置される。本発明の異なる実施形態において、壁又はデフレクターは、有限数の分散トレー間にのみ、又は、実際には、２つの分散トレーの間にのみ配置され得る。
【００４３】
本出願の説明されている実施形態において、壁２１１０、２１２０、２１３０及び２１４０の波状であり、分散トレー間に垂直に延び、壁はトレーの対向面に対して垂直に配置される。壁のこのような波状は、上述した壁１１１０、１１２０、１１３０及び１１４０などの平らな形状の壁と比較して、壁を延ばすように機能し、このため、予熱室２１０を通るガスとの熱交換表面積を増加させるように機能する。
【００４４】
分散トレー２１２、２１３及び２１４は、壁２１１０、２１２０及び２１３０にそれぞれ支持されている。分散トレー２１１は、装置１００の底部１０２とトレー１１１の底面との間に延びるスペーサー１４００に支持されている。
【００４５】
すべての積層体１３１を支持する搭載トレー１２０は、装置１００の底部１０２上に配置されている支柱１４１０に支持されている。支柱１４１０は、分散トレー２１１、２１２、２１３及び２１４のそれぞれを通って設けられた開口２１１ｂ、２１２ｂ、２１３ｂ及び２１４ｂを介して分散トレーを通っている。予熱室では、これは、機械的機能及び熱的機能を分離するように機能し、搭載を支持する機械的機能は支柱１４１０によって提供されるのに対し、熱的機能は、分散トレー２１１、２１２、２１３及び２１４、並びに壁２１１０、２１２０、２１３０及び２１４０によって実行される。
【００４６】
分散トレー２１１、２１２、２１３及び２１４にそれぞれ存在する穿孔２１１ａ、２１２ａ、２１３ａ及び２１４ａは、分散トレー間のガスの流路を延長するように、２つの隣接トレー間の異なる位置にあることが好ましい。図４において、穿孔２１１ａ、２１２ａ、２１３ａ及び２１４ａは、上述の穿孔１１１ａ、１１２ａ、１１３ａ及び１１４ａと同様にそれぞれ配置されている。
【００４７】
図５に示されているように、壁２１３０は、実質的に半径方向において、トレー２１３上に配置されている。この半径方向の配置は、壁２１１０、２１２０及び２１４０でも同様であり、２つの分散トレー間の空間に浸透するガス流を加熱しガイドするように機能する。図５において、壁２１３０は、分散トレー２１３の穿孔２１３ａを介して、分散トレー２１３と２１４との間に浸透するガス流をガイドし加熱するように機能する。
【００４８】
壁は、分散トレー間に存在する空間を最適に占めることができるように、分散トレーの半径よりも小さな寸法で存在することが好ましい。図５において、壁２１３０は、３つの連続体、すなわち、トレー２１３の中央に最も近い第１の連続体２１１０ａと、トレー２１３の中間部分の第２の連続体２１３０ｂと、トレー２１３の周囲付近の第３の連続体２１３０ｃと、により半径方向に配置されている。複数の連続体としてのこの半径方向の配置は、トレーの中央から更に離れた壁の数を増加させるように機能し、これによって、壁によって構成された熱交換表面積を最適化する。加えて、壁の連続体としてのこの半径方向の配置によって、ガス流を最適化するガス流の流路において不連続性を持たせることができる。
【００４９】
本発明の予熱室に用いられる壁は、対流によって熱を伝達するのに十分な性能を有する材料、例えば、グラファイト、又はステンレス鋼若しくはモリブデンなどの耐火性金属から構成される。また、壁は、前述の穿孔トレーに対して垂直な方向における伝導率よりも、分散トレーに対して平行な方向において大きな熱伝導率を示す材料から構成されることも好ましい。具体的には、かかる材料によって、異方性熱伝導は分散トレー間で画定され、このため、装置の冷却部分（予熱室の位置の機能としての装置の底壁又は上壁）と搭載域との間に部分的な熱分離が生じ、さらに、予熱室の加熱容量も増加する。かかる材料は、具体的には、グラファイト、又はマトリックスによって高密度化された繊維強化材を有する熱構造複合材料であってもよく、強化繊維の大部分は、分散トレーに対して平行な方向に延びる。
【００５０】
ＣＶＩによる高密度化のための装置における比較例として、本発明に係る予熱域を用いることによって、予熱室の高さを３０％低減することができ、すなわち、予熱域は、ガスの流路を画定するトレー間に壁を有し、さらに、先行技術の予熱室の性能と同等であるか又はこれよりも良い性能を得ることができ、すなわち、室にはトレー間にかかる壁がなく、性能は、加熱するガス流の容量及び均一性の点から測定される。本発明による予熱室の高さのこのような低減によって、装置の作業域、すなわち処理室に有効な高さの対応する増加を生じ、このため、その搭載能が増加する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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