ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПЕЧЬ Советский патент 1974 года по МПК C21D9/00 F27B5/06 

1

Изобретение относится к технике проведения термических процессов, где требуются быстрый нагрев изделий и быстрое охлаждение, и предназначено для использования в малоинерционных садочных печах сопротивлеиия. Такие процессы часто встречаются при производстве полупроводниковых приборов. Тепловая емкость нагреваемых или охлаждаемых изделий при этих П|роцессах чрезвычайно мала, и возможные скорости подъезда и снижеиия температуры определяются конструктивными элемеитаМИ печи. Для снижения мощности иечи, необходимой для быстрого разогрева ее до высоких температур, внутренняя поверхность теплоизолирующего экрана выполняется полированной с покрытием из материала, обладающего высокой отражательной снособностью.

Известна электрическая печь сопротивления, вынолнеиная в виде цилиндрического экрана, внутри которого располагаются йодные лампы накаливания. Экран заключен в металлический кожух, снабженный торцовыми крыщками. Из-за высокой отражатель 1ой способности экрана скорость охлаждения печи и изделий мала, особенно цри тем пературах ниже 600°С.

В предложенной печи рабочее пространство образовано кварцевой трубой, внутри которой установлены нагревательные элементы типа

йодных ламп накаливания. Наружная поверхность кварцевой трубы покрывается путем напыления слоем .материала с высокой отражательной способностью, например алюминия, серебра или золота, и водоохлаждается.

Ири нагреве спирали пагреватели и-меют высокую температуру и для этого спектра излучения кварцевая труба практически полностью прозрачна. За счет высокой отражательной способности наружного покрытия кварцевой трубы скорость подъема температуры будет велика. При охлаждении скорость будет велика за счет того, что кварцевая труба, обладающая лаибольщей инерционностью из всех элеме1ггов конструкции, имеет низкую и иеизмеииую температуру (охлаждается). Кроме того, прп температуры нагревателей и охлаждаемых изделий возрастает степень черноты кварцевой трубы. Таким образом изменение ирозрачности кварцевой трубы в завнсимости от температуры используется так, чтобы была обеспечена с одной стороны больщая скорость нагрева до высоких температур при относительно малой мощиостн, а с другой стороны-большая скорость охлаждения при низких темнературах.

На чертеже показана электропечь, продольный разрез.

Рабочее пространство печи образовано кварцевой трубой 1, на наружную сторону

которой нанесен слой материала 2 с высокой отражательной способностью. Между наружной поверхностью кварцевой трубы и обечайкой (кожухом) 3 печи протекает вода, подаваемая в нижний штуцер и выходящая через верхний. Обечайка печи заканчивается с двух сторон фланцами 4, к которым через уплотняющие прокладки 5 примыкают водоохлаждаемые кольца 6 с отверстиями для установки и крепления нагревателей - йодных ламп накаливания 7. К водоохлаждаемым кольцам крепятся торцовые крышки 8. Регулирующая тер.мопара 9 размещается s кварцевой соломке 10, расположенной ниже или выше нагреваемых изделий, но в непосредственной близости от них или между ними.

Электропечь .работает следующим образом.

Нагреваемые изделия помещают в рабочее пространство печи на специальной лодочке, камеру закрывают крышками 8, подают воду в поло,сть кожуха 3 и включают электронитание. В силу того, что йодные лампы накаливания обладают малой инерцией, кварцевая труба имеет стабилизированную температуру, печь быстро выходит на заданный температурный режим. При снижении температуры

па нагревателях коэффициент пропускания кварца уменьшается, значительно возрастает степень черноты кварца, отражение от его внен1ней поверхности резко уменьшается и

нечь охлаждается достаточно быстро.

Таким образом, кварц, изменяя свою степень черноты в процессе охлаждения, способствует теплоотводу внутреннего тепла из нечи, а так как внешняя новерхность его охлаждается, то В:ремя остывания печи резко умень.шается.

П р е д .м е т изобретения

Электрическая печь, состоящая из кожуха, муфеля, нагревателей в виде йодных ламп накаливания и торцовых крышек, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения времени охлаждения печи и сохранения высокого к.1П.д. при нагреве, нагреватели установлены в муфеле печи, вьшолненно.м из термостойкого .материала, прозрачного в коротковолновой части спектра и непрозрачного в длинноволновой части спектра, нричем на внешней стороне муфеля нанесен слой покрытия с высокой отражательной способностью.