Підігрівач газу (варіанти) та спосіб регулювання поділу газу-реагенту в печі хімічного газового просочення

1. Підігрівач газу для печі хімічного газового просочення, призначеної для ущільнення кільцевих пористих підкладок (32), розташованих у вигляді множини вертикальних кільцевих стоп, що містить струмоприймач, який має внутрішню бічну стінку, яка обмежує зону підігріву газу і реакційну камеру всередині печі, й донну стінку, а також принаймні один наскрізний отвір для введення газу через донну стінку струмоприймача, причому підігрівач газу містить: кільце з теплопровідного матеріалу, яке спирається на донну стінку струмоприймача й обмежує камеру підігріву газу з принаймні одним отвором для введення газу в камеру підігріву газ у, теплообмінник, розташований у камері підігріву газу, газорозподільну плиту, що спирається на кільце, яке закриває зверху камеру підігріву газу, й оснащена множиною отворів для підігрітого газу, вантажну плиту, що несе стопи кільцевих підкладок, які підлягають завантаженню в реакційну камеру для їхнього ущільнення, оснащену множиною отворів, які сполучені з відповідними отворами газорозподільної плити й узгоджені за положенням із внутрішніми об'ємами відповідних стоп кільцевих підкладок, і сопла, встановлені в каналах, які служать для встановлення сполучення між зоною підігріву газу і внутрішніми об'ємами відповідних стоп кільцевих підкладок, і призначені для регулювання потоків підігрітого газу, що надходять у ці вн утрішні об'єми. 2. Підігрівач газу за п. 1, який відрізняється тим, що газорозподільна плита і вантажна плита утворені однією і тією ж плитою. 2 (19) 1 3 79779 струмоприймач, який має внутрішню бічну стінку, що обмежує зону підігріву газу й реакційну камеру всередині печі, і донну стінку, а також принаймні один наскрізний отвір для введення газу через донну стінку струмоприймача, причому підігрівач газу містить: кільце з теплопровідного матеріалу, яке спирається на донну стінку струмоприймача й обмежує камеру підігріву газу з принаймні одним отвором для введення газу в камеру підігріву газ у, газорозподільну плиту, що спирається на кільце, яка закриває зверху камеру підігріву газу, й оснащена множиною отворів для підігрітого газу, вантажну плиту, що несе стопи кільцевих підкладок, які підлягають завантаженню в реакційну камеру для їхнього ущільнення, оснащену множиною отворів, що сполучені з відповідними отворами газорозподільної плити й узгоджені за положенням із внутрішніми об'ємами відповідних стоп кільцевих підкладок, і теплообмінник, що містить множину віддалених одна від одної й, по суті, кругли х перфорованих пластин, оточених кільцем і розташованих, по суті, горизонтально між донною стінкою струмоприймача й газорозподільною плитою, причому пластини теплообмінника виготовлені з плівкового теплопровідного матеріалу й утримуються на відстані одна від одної за допомогою розміщених між ними радіально розташованих прокладок. 12. Підігрівач газу для печі хімічного газового просочення, призначеної для ущільнення кільцевих пористих підкладок (32), розташованих у вигляді множини вертикальних кільцевих стоп, що містить струмоприймач, який має внутрішню бічну стінку, яка обмежує зону підігріву газу й реакційну камеру всередині печі, і донну стінку, а також принаймні один наскрізний отвір для введення газу через донну стінку струмоприймача, причому підігрівач газу містить: кільце з теплопровідного матеріалу, що спирається на донну стінку струмоприймача й обмежує камеру підігріву газу, із принаймні одним отвором для введення газу в камеру підігріву газу, газорозподільну плиту, що спирається на кільце, яка закриває зверху камеру підігріву газу й оснащена множиною отворів для підігрітого газу, вантажну плиту, що несе стопи кільцевих підкладок, які підлягають завантаженню в реакційну камеру для їх ущільнення, оснащену множиною отворів, що сполучені з відповідними отворами газорозподільної плити й узгоджені за положенням із внутрішніми об'ємами відповідних стоп кільцевих підкладок, і теплообмінник, що містить множину віддалених одна від одної перфорованих пластин, оточених кільцем і розташованих, по суті, горизонтально між донною стінкою струмоприймача й газорозподільною плитою, причому пластини теплообмінника містять принаймні одну пару розташованих безпосередньо одна над одною пластин, одна з яких має перфорацію тільки у своїй центральній частині, а інша має перфорацію тільки у своїй периферійній частині. 13. Підігрівач газу для печі хімічного газового просочення, призначеної для ущільнення кільцевих 4 пористих підкладок (32), розташованих у вигляді множини вертикальних кільцевих стоп, що містить струмоприймач, який має внутрішню бічну стінку, яка обмежує зону підігріву газу й реакційну камеру всередині печі, й донну стінку, а також принаймні один наскрізний отвір для введення газу через донну стінку струмоприймача, причому підігрівач газу містить: кільце з теплопровідного матеріалу, що спирається на донну стінку струмоприймача й обмежує камеру підігріву газу, з принаймні одним отвором для введення газу в камеру підігріву газу, газорозподільну плиту, що спирається на кільце, яка закриває зверху камеру підігріву газу й оснащена множиною отворів для підігрітого газу, вантажну плиту, що несе стопи кільцевих підкладок, що підлягають завантаженню в реакційну камеру для їх ущільнення, оснащену множиною отворів, які сполучені з відповідними отворами газорозподільної плити й узгоджені за положенням із внутрішніми об'ємами відповідних стоп кільцевих підкладок, і множину віддалених одна від одної перфорованих пластин, оточених кільцем і розташованих, по суті, горизонтально між донною стінкою струмоприймача й газорозподільною плитою, причому зазначені пластини містять принаймні одну пару розташованих безпосередньо одна над одною пластин, одна з яких має перфорацію тільки у своїй центральній частині, а інша має перфорацію тільки у своїй периферійній частині, при цьому перфоровані пластини виготовлені з плівкового теплопровідного матеріалу й утримуються на відстані одна від одної за допомогою розміщених між ними радіально розташованих прокладок. 14. Підігрівач газу для печі хімічного газового просочення, призначеної для ущільнення кільцевих пористих підкладок (32), розташованих у вигляді множини вертикальних кільцевих стоп, що містить струмоприймач, який має внутрішню бічну стінку, яка обмежує зону підігріву газу й реакційну камеру всередині печі, й донну стінку, а також принаймні один наскрізний отвір для введення газу через донну стінку струмоприймача, причому підігрівач газу містить: кільце з теплопровідного матеріалу, що спирається на донну стінку струмоприймача й обмежує камеру підігріву газу, з принаймні одним отвором для введення газу в камеру підігріву газу, теплообмінник, розташований у камері підігріву газу й утримуючий множину віддалених одна від одної перфорованих пластин, оточених кільцем і розташованих, по суті, горизонтально між донною стінкою струмоприймача й газорозподільною плитою, причому пластини теплообмінника містять принаймні одну пару розташованих безпосередньо одна над одною пластин, одна з яких має перфорацію тільки у своїй центральній частині, а інша має перфорацію тільки у своїй периферійній частині, при цьому пластини теплообмінника виготовлені з плівкового теплопровідного матеріалу й утримуються на відстані одна від одної за допомогою розміщених між ними радіально розташованих прокладок, 5 79779 6 газорозподільну плиту, яка спирається на кільце та закриває зверху камеру підігріву газу й оснащена множиною отворів для підігрітого газу, вантажну плиту, що несе стопи кільцевих підкладок, які підлягають завантаженню в реакційну камеру для їх ущільнення, оснащену множиною отворів, які сполучені з відповідними отворами газорозподільної плити й узгоджені за положенням із внутрішніми об'ємами відповідних стоп кільцевих підкладок, і сопла, встановлені в каналах, які служать для встановлення сполучення між зоною підігріву газу і внутрішніми об'ємами відповідних стоп кільцевих підкладок, і призначені для регулювання потоків підігрітого газу, що надходять у ці вн утрішні об'єми. 15. Спосіб регулювання поділу підігрітого газуреагенту в печі хімічного газового просочення для ущільнення кільцевих пористих підкладок, завантажених у реакційну камеру печі у вигляді множини вертикальних стоп, причому кожна стопа містить накладені одна на одну підкладки, що утворюють внутрішній об'єм стопи, а реакційну камеру нагрівають за допомогою струмоприймача, який має внутрішню стінку, яка обмежує реакційну камеру, при цьому спосіб включає операції впуску газуреагенту в зону підігріву біля дна печі, підігріву газу-реагенту за допомогою його пропускання через зону підігріву, поділу підігрітого газу-реагенту на множину окремих потоків біля відповідних виводів зони підігріву і спрямування окремих потоків газу-реагенту у відповідні внутрішні об'єми стоп кільцевих підкладок, причому окремі потоки газу-реагенту регулюють, враховуючи місця розташування відповідних стоп підкладок усередині реакційної камери. 16. Спосіб за п. 15, який відрізняється тим, що окремий потік газу-реагенту, що спрямовують у внутрішній об'єм стопи підкладок, яка знаходиться далі від внутрішньої стінки струмоприймача, ніж інша стопа підкладок, більший за окремий потік газу-реагенту, що спрямовують у внутрішній об'єм цієї іншої стопи підкладок. 17. Спосіб за п. 15, який відрізняється тим, що окремі потоки газу-реагенту регулюють за допомогою сопел з різноманітними поперечними перерізами, що вводяться в отвори, утворені в газорозподільній плиті, яка закриває зверху камеру підігріву газу, розташовану в зоні підігріву газу. Даний винахід стосується ущільнення пористих кільцевих підкладок (каркасів) способом хімічного газового просочення. Конкретною ділянкою використання винаходу є виготовлення кільцевих частин у виробах з термоконструкційного композитного матеріалу, як-от: гальмівні диски для літаків або наземних транспортних засобів, виготовлені з композитних матеріалів вуглець/вуглець (С/С). Термоконструкційні композитні матеріали відзначаються тим, що мають механічні властивості, що дозволяють використовувати їх для виготовлення конструктивних деталей, і зберігають ці властивості при високих температурах. Типовими прикладами термоконструкційних композитних матеріалів є композитні матеріали С/С (вуглецьвуглецеві) з волокнистою армуючою структурою з вуглецевих волокон, ущільненою матрицею піролітичного вуглецю, а також композитні матеріали з керамічною матрицею (ceramic matrix composites CMC) з армуючою структурою з тугоплавких (вуглецевих або керамічних) волокон, ущільненою керамічною матрицею. У процесі хімічного газового просочення підкладки, що підлягають ущільненню, вміщують у реакційну камеру печі, де їх нагрівають. У реакційну камеру вводять газ-реагент, що містить один або декілька газових напівпродуктів того матеріалу, який має утворити матрицю. Температур у й тиск усередині реакційної камери регулюють таким чином, щоб газ-реагент міг дифундува ти в пори підкладки й осаджувати в них утворюючий матрицю матеріал за рахунок розкладання одного або декількох компонентів газу-реагенту або їхньої реакції один з одним. Процес виконують при низькому тиску, щоб підсилити дифузію газу-реагенту в підкладки. Температура, при якій напівпродукт або напівпродукти трансформуються в матеріал матриці, такий як піролітичний вуглець або кераміка, зазвичай перевищує 900°С і в типовому випадку близька до 1000°С. Для забезпечення якомога більшої рівномірності ущільнення підкладок у всьому об'ємі реакційної камери як щодо підвищення щільності, так і щодо мікроструктури осаджуваного матеріалу матриці, в ідеальному випадку необхідно забезпечити, по суті, рівномірну температуру всередині реакційної камери і відносно рівномірний доступ газуреагенту до всі х підкладок. Печі хімічного газового просочення містять підігрівач газу, розташований усередині печі між уводом для газу-реагенту й реакційною камерою. В типовому випадку зона підігрівача газу містить теплообмінник у вигляді множини перфорованих пластин, через які газ проходить перед надходженням у реакційну камеру. Підкладки, як і теплообмінник, нагріваються, оскільки вони знаходяться в печі. Останні звичайно нагріваються за допомогою струмоприймача, виконаного, наприклад, з графіту. Стр умоприймач утворює бічну стінку реакційної камери й нагрівається за рахунок індуктивного зв'язку з індуктором, що оточує реакційну камеру, або за допомогою резисторів, що оточують піч. Заявником було встановлено, що ефективність підігрівача газу не завжди відповідає бажаній. У цьому відношенні показовий приклад ущільнення пористих підкладок, утворених кільцевими 7 79779 каркасами з вуглецевих волокон, або попередньо ущільнених кільцевих заготовок для використання при виготовленні гальмівних дисків з композитного матеріалу С/С. Кільцеві підкладки завантажують вертикальними стопками в реакційну камеру над підігрівачем газу, який розташований на дні печі. Незважаючи на підігрів газу, в реакційній камері часто спостерігається градієнт температури. При цьому температура поблизу каркасів біля основи стопок може бути на декілька десятків градусів Цельсія нижчою за температур у в іншій частині стопок. Це може призводити до великого градієнту ущільнення в підкладках однієї і тієї ж стопки залежно від розташування каркаса в стопці. Для вирішення цієї проблеми можна було б підвищити ефективність підігріву газу-реагенту шляхом збільшення розміру підігрівача газу. Проте для печі даного об'єму це зменшило б її ємність у відношенні підкладок. Оскільки процеси хімічного газового просочення потребують великих капіталовкладень і мають велику тривалість, дуже бажано мати за можливістю максимальну продуктивність, а, отже, якомога вище відношення об'єму, призначеного для завантаження підкладок, до об'єму зони підігріву газу. Інша проблема полягає в тому, що градієнт температури спостерігається не тільки у вертикальному напрямку вздовж стопок підкладок, але також і в горизонтальному напрямку між окремими стопками. Зокрема, було помічено, що стопки, розташовані в центральній частині реакційної камери, не одержують стільки ж тепла, випромінюваного струмоприймачем, скільки стопки, розташовані ближче до внутрішньої стінки струмоприймача. Це також призводить до розходжень у ступені ущільнення між підкладками в різних стопках. У загальному плані задача, на вирішення якої спрямовано даний винахід, полягає у створенні засобів для досягнення ефективного й економічного, по суті, рівномірного ущільнення пористих кільцевих підкладок у печі хімічного газового просочення. Конкретною задачею винаходу є створення підігрівача газу, який забезпечує таке, по суті, рівномірне ущільнення без значного впливу на продуктивність хімічного газового просочення підкладок. Згідно з одним аспектом винаходу в печі хімічного газового просочення для ущільнення кільцевих пористих підкладок, розташованих у вигляді множини вертикальних кільцевих стопок, яка містить струмоприймач, що має внутрішню бокову стінку, яка обмежує зону підігріву газу й реакційну камеру всередині печі, і донну стінку, а також принаймні один наскрізний отвір для введення газу через донну стінку струмоприймача, передбачено підігрівач газу. Даний підігрівач містить: кільце з теплопровідного матеріалу, що спирається на донну стінку струмоприймача й обмежує камеру підігріву газу, із принаймні одним отвором для введення газу в камеру підігріву газу, теплообмінник, розташований у камері підігріву газу, газорозподільну плиту, що спирається на кіль 8 це, яка закриває зверху камеру підігріву газу й постачена множиною отворів для підігрітого газу, вантажну плиту, що несе стопки кільцевих підкладок, які підлягають завантаженню в реакційну камеру для їхнього ущільнення, постачену множиною отворів, сполучених з відповідними отворами газорозподільної плити й узгоджених за положенням із внутрішніми об'ємами відповідних стопок кільцевих підкладок, і сопла, встановлені в каналах, які служать для встановлення сполучення між зоною підігріву газу і внутрішніми об'ємами відповідних стопок кільцевих підкладок, і призначені для регулювання потоків підігрітого газу, що надходять у ці внутрішні об'єми. Кільце, яке переважно утворене масивним тілом, виготовленим як одне ціле з теплопровідного матеріалу, забезпечує виконання різноманітних функцій: оскільки воно спирається на донну стінку струмоприймача й відповідно оточене його бічною стінкою, воно забезпечує ефективний нагрів зони підігріву, воно оточує зону підігріву і сприяє її герметизації, не допускаючи того, щоб більша частина поданого в цю зону газу-реагенту надходила в реакційну камеру, не пройшовши цілком підігрівач газу, і воно сприймає навантаження від ваги підкладок, передане через газорозподільну плиту й вантажну плиту, й передає це навантаження на донну стінку струмоприймача без необхідності в окремій опорній конструкції для вантажної плити. Зазначені особливості сприяють ефективності підігріву газу й компактності конструкції, розташованої біля дна печі. Наявність регулюючи х потік сопел, які можуть бути вставлені в отвори газорозподільної плити, дає можливість подавати в одні стопки підкладок більший потік газу-реагенту порівняно до інших стопок підкладок. За рахунок цього можна компенсува ти градієнт температури між різними стопками підкладок для досягнення, по суті, рівномірного ущільнення, оскільки інтенсивність осадження матеріалу матриці змінюється залежно від температури й потоку газу-реагенту. Відповідно до окремого аспекту винаходу теплообмінник підігрівача газу містить множину віддалених одна від одної перфорованих пластин, оточених кільцем і розташованих, по суті, горизонтально між донною стінкою струмоприймача й газорозподільною плитою, причому пластини теплообмінника виготовлені з плівкового теплопровідного матеріалу. Використання плівкового матеріалу, як-от графітовий плівковий матеріал або композитний матеріал С/С, дозволяє зменшити товщину пластин,а, отже, масу й габарити підігрівача газу. В даному випадку пластини, яки можуть мати, по суті, круглу форму, переважно утримуються на відстані одна від одної за допомогою розміщених між ними радіально розташованих прокладок. Згідно з другим окремим аспектом винаходу пластини теплообмінника містять принаймні одну пару пластин, розташованих безпосередньо одна 9 79779 над одною. При цьому одна пластина має перфорацію тільки у своїй центральній частині, а інша тільки у своїй периферійній частині. За рахунок цього забезпечується примусове протікання газу по звивистій траєкторії, так що ефективний підігрів може досягатися в межах обмеженого об'єму. Газорозподільна плита й вантажна плита можуть бути утворені однією і тією ж плитою або двома різноманітними плитами, розташованими одна над одною. В останньому випадку передбачена множина труб (каналів), кожна з яких з'єднує отвір газорозподільної плити з відповідним отвором вантажної плити. Кожна труба може бути постачена вставкою, виготовленою з теплопровідного матеріалу, для теплообміну з газом-реагентом, що протікає в трубі, на заключній стадії підігріву газу. Відповідно до наступного аспекту винаходу передбачений спосіб регулювання розподілу підігрітого газу-реагенту в печі хімічного газового просочення для ущільнення кільцевих пористих підкладок, завантажених у реакційну камеру печі у вигляді множини вертикальних стопок, кожна з яких містить накладені одна на одну підкладки, що утворюють внутрішній об'єм стопки, причому реакційну камеру нагрівають за допомогою струмоприймача, що має внутрішню стінку, обмежуючу реакційну камеру. Спосіб за винаходом включає операції впуску газу-реагенту в зону підігріву біля дна печі, підігріву газу-реагенту за допомогою його пропускання через зону підігріву, поділу підігрітого газуреагенту на множину окремих потоків біля відповідних виводів зони підігріву й спрямування окремих потоків газу-реагенту у відповідні внутрішні об'єми стопок кільцевих підкладок. При цьому окремі потоки газу-реагенту регулюють залежно від місця розташування відповідних стопок підкладок усередині реакційної камери. Переважно окремий потік газу-реагенту, що спрямовується у внутрішній об'єм стопки підкладок, яка знаходиться далі від внутрішньої стінки струмоприймача, ніж інша стопка підкладок, більший за окремий потік газу-реагенту, що спрямовується у вн утрішній об'єм цієї іншої стопки підкладок. Окремі потоки газу-реагенту можуть регулюватися за допомогою сопел з різноманітними поперечними перерізами, що вводяться в отвори, утворені в газорозподільній плиті, яка закриває зверху камеру підігріву газу, розташовану в зоні підігріву газу. Інші властивості й переваги даного винаходу стануть ясні з нижченаведеного опису, що не вносить яких-небудь обмежень і містить посилання на додані креслення. На кресленнях: Фіг.1 схематично зображує піч хімічного газового просочення з підігрівачем газу за винаходом в розрізі площиною І-І (див. Фіг.2), Фіг.2 схематично зображує піч за Фіг.1 у розрізі площиною ІІ-ІІ (див. Фіг.1), Фіг.3 зображує у збільшеному вигляді в розрізі підігрівач газу печі за Фіг.1, Фіг.4-7 - це схематичні часткові вигляди в розрізах площинами IV-IV, V-V, VI-VI і VII-VII (див. 10 Фіг.3), Фіг.8 схематично зображує в розрізі підігрівай газу за винаходом в іншому варіанті виконання. На Фіг.1 і 2 показана піч 10 з утвореними струмоприймачем циліндричною бічною стінкою 12, донною стінкою 14 і верхньою стінкою 16. Струмоприймач 12, 14 утворює вторинний ланцюг трансформатора, індуктивно зв'язаний з первинним трансформаторним ланцюгом у вигляді принаймні одного індуктора 18. Між індуктором 18 і бічною стінкою 12 струмоприймача передбачена ізоляція 20, а під донною стінкою 14 струмоприймача - ізоляція 22. Піч 10 нагрівається за допомогою подання електричного струму на індуктор 18. У іншому варіанті здійснення нагрів струмоприймача може виконуватися за допомогою електричних резисторів, що знаходяться з ним у тепловому контакті. Внутрішній об'єм печі 10 містить підігрівач газу, тобто зону 24 підігріву газ у, розташовану біля дна печі, й реакційну камеру, або завантажувальну зону 26, куди вміщують пористі кільцеві підкладки 30, що підлягають ущільненню. Реакційна камера 26 розташована над зоною 24 підігріву газу. Підкладки 30, що підлягають ущільненню, можуть являти собою каркаси з вуглецевих волокон або попередньо ущільнені заготовки для виготовлення гальмівних дисків з композитних матеріалів С/С. Попередньо ущільнені заготовки одержують шляхом попереднього ущільнення каркасів способом хімічного газового просочення або способом рідкого просочення (смолою) з подальшою карбонізацію. Такі гальмівні диски С/С зазвичай використовуються для посадкових шасі літаків і для гоночних автомобілів. Кільцеві підкладки 30 розташовують з утворенням множини кільцевих вертикальних стопок 32, що спираються на нижню вантажну плиту 40. Кожна стопка підкладок може бути підрозділена на множину розташованих одна над одною секцій, розділених однією або декількома проміжними плитами 42, причому плити 40 і 42 можуть бути виготовлені з графіту. У плитах утворені наскрізні отвори 40а, 42а, узгоджені за положенням з отворами, наявними в підкладках. Проміжні плити 42 підтримуються вантажною плитою 40 за допомогою стійок 44. У показаному прикладі виконання (Фіг.2) утворено дванадцять стопок, при цьому дев'ять стопок утворюють кільце рівномірно віддалених одна від одної стопок, що знаходяться поблизу стр умоприймача, а три стопки розташовані в центральній частині завантажувальної зони. Можуть бути передбачені також інші схеми завантаження. Так, наприклад, можуть використовуватися сім стопок з розташуванням шести стопок по кільцю й однією стопкою в центрі. Кожна кільцева стопка 32 закрита зверху кришкою 34, так що внутрішній об'єм реакційної камери 26 підрозділений на множину внутрішніх об'ємів 36 стопок і на об'єм 28 поза стопками. Кожний внутрішній об'єм стопки утворений центральними отворами підкладок 30 і отворами в проміжних плитах 42. Кожна підкладка 30 у стопці 32 відділена, залежно від її розташування, від сусідніх підкладок 11 79779 або від плити 40, 42, або від кришки 34 за допомогою прокладок 38, які залишають зазори 39 між підкладками. Прокладки можуть бути розташовані так, щоб залишати проходи для газу між об'ємами 36 і 28 через зазори 39. Ці зазори можуть бути організовані таким чином, щоб забезпечувати врівноважування тисків між об'ємами 36 і 28, як це описано в [патенті США №5904957], або ж таким чином, щоб створювати прості проходи для витоків газу й підтримувати градієнт тиску між об'ємами 36 і 28. Зона 24 підігріву газу, оточена струмоприймачем, як і реакційна камера 26, містить підігрівач 50 газу, докладно показаний на Фіг.3-6. Підігрівач газу містить кільце (втулку) 52, яке спирається на донну стінку 14 стр умоприймача й проходить поблизу його бічної стінки 12. Кільце 52 переважно являє собою єдине масивне тіло з теплопровідного матеріалу, як-от графіт. Кільце 52 обмежує камеру 54 підігріву газу. Наскрізний прохід, сформований у донній ізоляції 22 і донній стінці 14 струмоприймача, утворює газовий ввід 56 для газу-реагенту, що веде в камеру 54 підігріву газу. Газовий ввід 56 приєднаний до джерела газу-реагенту (не показано). У варіанті виконання можуть бути утворені декілька впускних проходів для газу, що сполучаються із зоною підігріву газу. Газовий ввід 56 може бути постачений екраном 58, що перешкоджає виходу тепла з камери 54 підігріву газу. Камера 54 підігріву газу закрита газорозподільною плитою 60, яка спирається на верхню поверхню кільця 52. В газорозподільній плиті 60 утворені наскрізні отвори 60а, вирівняні, або просторово узгоджені з отворами 40а і з внутрішніми об'ємами 36 стопок 32. Як показано на Фіг.3 і 4, кожний отвір 60а постачений вкладишем 62 у вигляді сопла з каліброваним поперечним перерізом (на Фіг.4 розташування стопок 32 показано штри хпунктирними лініями). Газ, подаваний через газовий ввід 56, попередньо, до надходження до отворів 60а, нагрівається в камері 54 підігріву. Попередній нагрів виконується за допомогою того, що газ примусово направляється вздовж множини віддалених одна від одної перфорованих пластин 66, які встановлені горизонтально між донною стінкою 14 струмоприймача й газорозподільною плитою 60, і крізь ці пластини. Перфоровані пластини 66 можуть бути виготовлені з теплопровідного плівкового матеріалу, якот графітова плівка. Використання таких тонких перфорованих пластин дозволяє знизити масу та об'єм підігрівача газу порівняно до масивних перфорованих графітових пластин. Як альтернативний варіант пластини 66 можуть бути виготовлені з композитного матеріалу С/С. Перфоровані пластини 66 утримуються на відстані одна від одної за допомогою прокладок 68, переважно у вигляді радіально розташованих графітови х стрижнів (також показані штриховими лініями на Фіг.5 і 6). У кращому варіанті пластини 66 містять одну або декілька пар пластин 661, 662, розташованих безпосередньо одна над одною. При цьому одна 12 пластина 662 має перфорацію 672 тільки в центральній частині, а інша пластина 661 має перфорацію 671 тільки в периферійній частині. За рахунок цього потік газу змушений текти не тільки крізь пластини, але й уздовж них. У цьому випадку краще, щоб пластина з перфорацією в периферійній частині була нижньою. Для забезпечення відносно рівномірного виходу підігрітого газу у вер хній частині камери підігріву газу, принаймні верхня перфорована пластина або дві верхні перфоровані пластини 663 постачені перфорацією, рівномірно розподіленою по їхній поверхні (Фіг.3). Пластини 66 утримуються в бажаному горизонтальному положенні вертикальними стійками 70, що проходять через отвори 71 у пластинах. Стійки 70 укріплені на нижній неперфорованій пластині 72, яка має центральний канал, суміщений з газовим вводом 56, і спирається на внутрішню кромку 52а в нижній частині кільця 52. Таким чином, кільце 52 з пластинами 66, 72 і стійками 70 перед установкою в піч можуть бути попередньо зібрані в єдиний вузол. Газ, що виходить через отвори 60а в газорозподільній плиті 60, направляється по трубах 74, вставлених у отвори 76, виконані в утримуючій плиті 78 і суміщені за положенням з отворами 60а. Труби 74 постачені верхніми фланцями, що спираються на плиту 78 навколо отворів 76. Усередині труб 74 розміщені вставки 80, виконані, наприклад, у формі призм (Фіг.3 і 7) і призначені для додаткового нагрівання газу, що протікає. Труби 74 і вставки 80, а також плити 60 і 78 виготовлені з теплопровідного матеріалу, як-от графіт. Плита 78 спирається на газорозподільну плиту 60 за допомогою колон 82. Труби 74 сполучаються з отворами 40а у вантажній плиті 40. Кільця 84 вставлені в отвори 40а і спираються на верхні кромки труб 74 для спрямування потоків газу між плитами 78 і 40. Плита 40 спирається на плиту 78 за допомогою колон 86. При роботі стопки підкладок завантажують у реакційну камеру над підігрівачем газу. Вага навантаження підтримується дном струмоприймача за посередництвом плит 40, 78, 60, колон 86, 82 і кільця 52. Донна стінка 14 струмоприймача спирається на колони, які підтримують усю піч. Піч нагрівається струмоприймачем для доведення підкладок, завантажених у реакційну камеру, до необхідної температури. При цьому нагріваються також елементи конструкції, що несуть навантаження, й елементи підігрівача газу. Після досягнення бажаної температури всередині печі через газовий ввід 56 подають газреагент. Газ підігрівається при його протіканні вздовж перфорованих пластин 66 у камері 54 підігріву й крізь ці пластини. Використання масивного кільця 52, яке має високу теплову інерцію й виконане як одне ціле, сприяє ефективному нагріванню й герметизації камери підігріву газу. Підігрітий газ виходить з камери 54 підігріву через сопла 62 й додатково нагрівається за рахунок теплообміну зі стінками труб 74 і вставок 80 до надходження у внутрішні об'єми стопок підкладок. Описаним чином досягається ефективний піді 13 79779 грів газу-реагенту, що знижує до мінімуму температурний градієнт між нижньою частиною кожної стопки та її іншою частиною. Газ, пропущений у внутрішній об'єм 36 стопки підкладок, проникає в об'єм 28 реакційної камери за допомогою дифузії через пористу структуру підкладок, здійснюючи при цьому осадження бажаної матриці, а потім і через зазори 39. Відпрацьований газ відводиться з об'єму 28 реакційної камери через газовий вивід 17, виконаний у верхній стінці 16 струмоприймача і приєднаний до насосного пристрою (не показано). В оптимальному варіанті здійснення поділ потоку підігрітого газу-реагенту на індивідуальні потоки, подавані у внутрішні об'єми стопок підкладок, регулюється залежно від місця розташування стопки в реакційній камері. Регулювання здійснюється з тією метою, щоб пропускати значніші потоки газу-реагенту в стопки, віддалені від бічної стінки 12 струмоприймача, порівняно до потоку газуреагенту в стопку, розташовану поблизу цієї стінки. Справді, стопка підкладок, розташована в центральній частині реакційної камери, як-от стопка 321 на Фіг.2, нагрівається струмоприймачем дещо менше порівняно до стопки підкладок, розташованої поблизу бічної стінки 12 струмоприймача, такою як стопка 322. За рахунок невеличкого збільшення потоку газу-реагенту в стопку 321 можна компенсувати дещо менш ефективний нагрів і 14 знизити градієнт ущільнення між різноманітними стопками. Індивідуальні потоки газу-реагенту в різноманітні стопки регулюються шляхом вибору поперечного перерізу каналів, утворюваних соплами 62. Як показано на Фіг.4, сопло 621 для центральної стопки (як-от стопка 321) утворює канал дещо більшого поперечного перерізу порівняно до каналу, утворюваного соплом 622 для периферійної стопки (як-от стопка 322). Для створенняможливості вибору й регулювання індивідуальних потоків газуреагенту може бути передбачений комплект сопел 62 однакового зовнішнього діаметра відповідно до діаметра отворів 60а, але із внутрішніми каліброваними каналами, що мають різноманітні поперечні перерізи. Інший, спрощений приклад виконання підігрівача газу за винаходом подано на Фіг.8. Рішення за Фіг.8 відрізняється від приклада виконання за Фіг.3 тим, що стопка 32 кільцевих каркасів 30 спирається безпосередньо на плиту 60, яка являє собою як газорозподільну, так і вантажну плиту. Цей альтернативний приклад виконання може використовува тися, коли ефективність камери підігріву газу достатня і немає необхідності в додатковому нагріванні індивідуальних потоків газу, що ви ходять з неї. Ефективність камери 54 підігріву газ у може бути відрегульована шляхом вибору відповідної кількості перфорованих пластин 66. 15 79779 16 17 Комп’ютерна в ерстка В. Мацело 79779 Підписне 18 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601