Ipsen USA チーフエンジニア、Craig Moller による
特殊断熱材は、次のような点で重要な役割を果たしている。 真空炉 を効率的に作動させ、安定した結果を生み出します。ポンプのダウンタイムに大きな違いをもたらし、炉が常に確実に温度を維持できるようにし、ホットゾーン内の高熱から炉の他の部分を保護する、炉の隠れた部品のひとつです。
グラファイト断熱ホットゾーンの断面を見ると、グラファイトボードまたはグラファイトフェルトの2種類の材料のいずれかが見つかるかもしれません。これらの素材は、グラファイト箔または炭素繊維強化炭素シート（別名 "グラファイト箔"）でできたホットフェースで保護されていることが多い。カーボン・カーボンシート").
1150℃のグラファイトボードは0.25W/mK。1150℃のグラファイトフェルトは0.14W/mKです。従って、グラファイトフェルトはグラファイトボードより0.11W/mK小さく、熱伝導率低下による熱損失は44%小さくなります。
(W/mK（ワット毎メートル・ケルビン）は、物質全体の熱伝達率を測定する単位です。
長年にわたり、Ipsen の炉の断熱断面は、高温面とプレナムの間に 1 インチ黒鉛ボードと 2 ½ インチ黒鉛フェルトの両方を頻繁に含んでいました。グラファイト箔の薄い層が熱面を保護しました。グラファイト箔とボードは、搬出入時のホットゾーンに落下する小部品からの損傷に耐えるよう設計された剛性層として機能しました。
新しい Ipsen 真空炉を見れば、当社の標準が変わったことに気付くでしょう。今日の Ipsen 炉は、薄いカーボンカーボンシートのホットフェースの後ろに 4 つの ½" グラファイトフェルト層を備えています。必要な場合、特定の Ipsen 炉内で風食による損傷を防ぐため、ホットゾーンの前縁にカーボンカーボンキャップシールドを取り付けることができます。
ホットゾーンの交換を検討している炉のオペレーターは、顧客の要望に応じてボードとフェルトのホットゾーンを提供することはできますが、オールフェルトのホットゾーン断熱パッケージへの移行をよく勧められます。なぜ変更するのか？
オールフェルト断熱のケース
断熱材は密度が低いほど効果的に機能します。密度の低い断熱材は、密度の高い材料よりも熱エネルギーの伝達を制限する効果が高いのです。グラファイトボードは多孔質であるように設計されていますが、グラファイトフェルトの布のような素材の隙間が大きいと、伝導による熱エネルギーの伝達が大幅に減少します。このように、フェルトはプレナムとチャンバーのコールドウォールに到達する熱流束を少なくし、両者をより効果的に保護します。
そしてその差は大きい。ボードとフェルトの組み合わせと、オールフェルトのソリューションを比較した場合、当社のエンジニアによると、おおよそ次のような違いがあります。 10%：1インチフェルト＋1インチボード断熱材の全体的な熱損失の増加 グラファイトフェルト2インチのみを使用した同様のセットアップと比較した場合。
熱損失における10%の全体的な差は、ホットゾーン全体を通しての総熱損失の減少を意味します。オールフェルト断熱材がもたらす44%の断熱性能向上は、熱損失において大きな違いをもたらしますが、それだけではすべてを語ることはできません。
熱損失は2つの原因によって起こります：1) 断熱材を通る熱伝導と、2) 断熱材を通る貫通部（エレメントハンガー、冷却ノズル、ハースポスト）に沿った熱伝導。大まかには、断熱材を通した熱損失が全熱損失の約60%を占め、貫通部に沿った熱損失が残りの40%を占める。
新基準では、1インチの板状断熱材を任意の厚さのフェルトに置き換えるだけであることも覚えておこう。
グラファイト・フェルトは、熱膨張に耐える十分な弾力性もあり、メンテナンスも容易であることが証明されている。フェルトの交換は、カーボンファイバーのホットフェースを取り外し、ハサミやショップナイフで傷んだフェルトを切り取り、その部分をサイズに合わせてカットした新しいフェルトと交換するだけと簡単です。また、取り付け部分やノズルの周囲でフェルトを操作するのも簡単です。手持ちの切断工具を使えば、取り付けの際に侵入口の周囲を正確に切断することができる。グラファイトフェルトのロールを常備しておけば、緊急修理にも使えます。
熱膨張と熱収縮により、グラファイト・ボードに亀裂が入ることがあります。やがてその亀裂が大きくなり、ボードの交換が必要になることもある。グラファイトボードはより硬く、より高密度の素材であるため、交換するボードに合わせて慎重に加工する必要がある。
カーボン・カーボン・シートは繊維が織り込まれているため、ホイルよりも引き裂きや脆さに強く、フェルトの圧縮性は落下部分の衝撃を吸収して跳ね返すのに優れている。また、ボードはひび割れや穴に風による浸食を受けやすく、ボードの寿命に悪影響を及ぼす。
新しいホットゾーンへの準備はできているか？
古いフェルトとボードのホットゾーンから新しいオールフェルトのホットゾーンへの交換を検討する時期が来たと判断できるのは、次のような場合です：
- 炉が効率的に排気されなくなった
- 以前は高い温度で常用していたセットポイントを達成するのが難しくなっている。
- ホットゾーンが新設されたときと比べて、あなたの安定したパワーレベルが上がっている
- 炉の外側にホットスポットが見える
- 炉が故障している 温度均一性調査
- 部品表面に黒鉛汚染が見られる
- あるいは、グラファイト製インシュレーション・ボードのひび割れや浸食にお気づきですか？
新しいホットゾーンの見積もり、または現在のホットゾーンの修理については、 Ipsen カスタマーサービスまでお電話でお問い合わせください。 844-464-7736 またはEメール retrofits@ipsenusa.com.
ベネフィットの概要
オールフェルトのホットゾーン：
- エネルギー使用量の削減
- 熱損失の低減
- より良い均一性
- より速いランピング
- より厳密な工程管理
- 時間の経過とともに炭素微粒子が減少
- メンテナンスコストの低減
- メンテナンスが容易
すべては投資収益率の向上につながる。
より役立つヒントについては、以下をご覧ください。 専門家に聞くページ.