まさにエネルギーセーバー:軽量の金属製ホットゾーン

Enerzoneシリーズ製品群により、エネルギー所要量を最大25%低減する真の軽量金属製ホットゾーンを提供することができます。

ホットゾーンはあらゆる真空炉の核心部です。ヒーター[加熱エレメント]は真空炉を加熱し、炉床は炉内の材料を位置決めし、シールドパックはホットゾーンからの熱損失の量を最小限に抑えます。真空炉全体の80%において、絶縁材は中実のグラファイトプレートまたはグラファイトフェルトで構成されています。優れた絶縁体とはいえ、グラファイト材はヒートアップおよびクールダウンが緩慢です。さらに、炉内に炭素があることがむずかしい工程や材料の場合には問題になります。

全金属製のホットゾーンの場合には、遮へいはモリブデン、タングステン、またはステンレス鋼で構成されています。初期投資額がやや高いにもかかわらず、全金属製のホットゾーンは加熱炉メーカーやエンドユーザーの間で好評を博しています。下記の特性が全金属製のホットゾーンが採用されている理由です。

  • 寿命が長い
  • 加熱冷却が急速
  • グラファイトフリーの材料のためプロセス純度が最適
  • ポンプダウン時間が短い
  • 到達最高真空度が高い
  • 熱分配が一様

1960年代には、全金属製のホットゾーンはエネルギー消費量が多いという評判がありましたが、最新のデザインの全金属製のホットゾーンは省エネ性に優れています。モリブデンやタングステンの分野のエキスパートとして、当社は特にエネルギー効率に優れたホットゾーンの設計に取り組んできました。Enerzoneは、消費エネルギーが従来の設計より25%ほど少ない全金属製のホットゾーンシリーズです。

エネルギー所要量を25%削減。どうやったか。

 

モリブデン炉床は、主に従来の真空炉用全金属製のホットゾーンで使用されています。ほとんどの場合、各炉床ポスト柱の頂部に取り付けたヘビーデューティーキャップによって支持されるいくつかの重レールで構成されています。Enerzoneでは、U字形に折り曲げたモリブデン合金製の薄いレールを使用しています。これらを各ポストに直接乗せてから、横ピンで留めるだけなので、キャップは必要ありません。このデザインにはおまけもあります。新しい炉床レールは歪みを受けることが少ないうえ、交換も従来の炉床レールよりはるかに簡単です。

 

重量の増加を抑えるため、EnerzoneEでは純モリブデンをモリブデン合金MLおよびTZMに置き換えました。その高い再結晶温度と耐クリープ性により、MLおよびTZM製の軽量化された遮へいパネルおよび炉床部品は剛性が高くて変形しにくくなっています。また、ステンレス鋼シールド層もモリブデンに置き換えました。モリブデン1層で鋼5層分と同じ遮へい効果があるからです。

従来の遮へいソリューションでは、遮へい体間のスペーサは縦に配置されます。材料の変形を防止するため、この設計では厚い遮へいパネルの使用が必要になります。これらにより、加熱室が変形しないように、また、円筒形状が維持されるようにするわけです。当社の技術陣は円周スペーサ(circumferential spacer)を開発しました。外側のステンレス鋼製支持フレームと相俟って、これらのスペーサは適切な安定性を確保し、それにより、薄いパネルの採用を可能にします。Enezoneには、側面と天井間または側面とドア間のクリティカルギャップにおける損失熱を最小限に抑えるための特殊なコーナー遮へい体が装備されています。また、ワッシャーシールド(washer shield)を使用して、パワーフィードスルー(power feed thrus)における放熱損失量を制限しています。

プランゼーは、Enerzone加熱室を別のオプションを付けて供給することもできます。従来の遮へいパネルに1層のアルミナ絶縁紙が追加されます。この絶縁の追加によって装置の動作が影響を受けることはありません。加熱・冷却速度、サイクルタイム、および純度に関する制約条件はすべて元のままです。一方、エネルギー消費量は10~15%削減されます。

数字をご覧ください。

 

Enerzoneはエネルギー消費量が少ないだけでなく、性能もアップしています。この改良型のホットゾーンは従来より加熱と冷却が迅速に行われ、そのため、より重い標準的な加熱室の設計よりサイクルタイムが短くなります。 寸法600mm×600mm×900mm(24"×24"×36")の全金属製のホットゾーンを見てみましょう。標準的なホットゾーンの設計に比べ、ブランジーのエネルギー効率に優れた低質量構成(low-mass construction)には次のような利点があります。

  • 15~20%の軽量化
  • 空の炉内での加熱時間を20%短縮
  • 熱損失15kW未満
  • 炉の加熱・冷却時のエネルギー消費量を25~30kWh低減
  • 冷却時間を15%短縮

Enezoneはイニシャルコストこそやや高いかもしれませんが、その長い耐用寿命と優れたエネルギー効率はそれを補って余りある優良な長期投資です。

ご興味がおありですか?

 

高温プロセスについてプランゼーの専門家がご説明いたします。
Furnaces North America
2-3 October, Nashville, Tennesee

お越しになれなくても大丈夫です。お住まいの地域の担当者にお問い合わせください。

詳しくは、プランゼーの 高温炉用製品のページをご覧ください。