CN106918228A - 工业用炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够高效地进行加热及冷却的紧凑的工业用炉。该工业用炉具备：加热流路(4)，其设于炉体(2)内，具有加热器(3)且能够与对工件进行热处理的热处理空间(1a)连通；冷却流路(6)，其设于炉体内，具有冷却器(5)且能够与热处理空间连通；挡板(7)，其以择一的方式阻塞上述加热流路与冷却流路中的任一方，并使另一方与热处理空间连通；风扇(8)，其设于炉体内，且使炉体内的空气循环；以及隔热顶部(6a)，其介于加热流路与冷却流路之间。

Description

工业用炉

技术领域

本发明涉及一种能够高效地进行加热及冷却的紧凑的工业用炉。

背景技术

在对工件进行热处理的工业用炉之中，在加热工件之后，为了对其进行冷却或者进行温度调节或温度变化，有时具备基于冷却器等的冷却功能。例如，专利文献1的“洁净烘箱(clean oven)”的课题在于，实现一种几乎没有热损失且具有高洁净性能、进一步降低设备负担的洁净烘箱，设于炉外的管道与炉内在彼此环境气体的压力相等的第一连接部与第二连接部处以连结该第一连接部与第二连接部的方式连接，管道在内部具备冷却器与冷却器用风扇。由于冷却器设于炉外，因此几乎没有热损失，另外，由于没有设置挡板，因此不会产生灰尘而具有高洁净性能。另外，在加热中停止冷却水的供给的情况下，冷却器用风扇停止，因此不需要用于向洁净室外排出蒸汽的管道。在专利文献1中，将炉内和设于炉外且具备冷却器以及冷却器用风扇的管道通过两个连接部连通。

另外，已知有专利文献2以及专利文献3。专利文献2的“间歇式炉”的课题在于，提供一种能够省电且迅速降温的间歇式炉，对热风循环路线上的一部分通路进行旁通而设置水冷式翅片冷却器，通过切换挡板来选择通过该水冷式翅片冷却器的旁路以及被旁通的一部分通路。专利文献3的“洁净烘箱”的课题在于，提供一种能够大幅削减消耗电力地进行直至500℃左右的清洁的高温环境气体中的热处理的洁净烘箱，在烘箱内一边使环境气体循环一边通过加热器进行加热，使该环境气体通过过滤器与热处理室，在清洁的环境气体中对放置于热处理室的被处理物进行热处理，其中，设为如下结构：作为上述过滤器而设置耐热温度为500℃左右的耐热过滤器，另一方面，在环境气体的循环通路的一部分设置冷却用的旁通通路而将冷却器设置于旁通通路，作为进行循环通路与旁通通路的切换的通路切换机构而设有第一切换板以及第二切换板。在上述专利文献2以及专利文献3中简要地在烘箱内具备冷却器、以及切换通过设有冷却器的部位的流路以及通过未设置冷却器的部位的流路的挡板。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-271126号公报

专利文献2：日本特开2000-329474号公报

专利文献3：日本特开2004-353928号公报

如上述烘箱那样，在炉外设有具备冷却器与冷却器用风扇的管道的情况下，与向炉外突出的管道相应地需要较大的设置空间。另外，在相对于加热炉内的气流将冷却器与加热器以串联排列的方式设置的情况下，存在如下课题：当在炉内对工件进行加热之后为了冷却而利用挡板切换流路时，通过尚未冷却的高温状态的加热器后的空气向冷却器侧流动，或者利用冷却器进行了冷却的空气通过尚未冷却的高温状态的加热器侧等，使冷却效率降低，并且在冷却后进行加热的情况下也存在加热效率降低的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述的现有课题而完成的，其目的在于提供一种能够高效地进行加热及冷却的紧凑的工业用炉。

本发明的工业用炉的特征在于，具备：加热流路，其设于炉体内，所述加热流路具有加热器且能够与对工件进行热处理的热处理空间连通；冷却流路，其设于所述炉体内，所述冷却流路具有冷却器且能够与所述热处理空间连通；挡板，其以择一的方式阻塞上述加热流路与冷却流路中的任一方，并使上述加热流路与冷却流路中的另一方与所述热处理空间连通；风扇，其设于所述炉体内，且使该炉体内的空气循环；以及隔热件，其介于所述加热流路与所述冷却流路之间。

本发明的特征在于，所述加热流路位于所述冷却流路的上方，所述热处理空间位于所述加热流路的上方。

本发明的特征在于，所述挡板由隔热件构成，在由该挡板阻塞的所述加热流路的开口侧设有阻挡该挡板的第一抵接部，以对由该挡板阻塞的所述加热流路的开口和该挡板之间进行密封，在由该挡板阻塞的与所述冷却流路相连的合流部的开口侧设有阻挡该挡板的第二抵接部，以对由该挡板阻塞的与所述冷却流路相连的合流部的开口和该挡板之间进行密封。

本发明的特征在于，在所述加热流路的上方设有载置工件的格子件。

本发明的特征在于，所述加热流路的所述加热器与所述冷却流路的所述冷却器在所述加热流路以及所述冷却流路的流路方向上以如下方式错位设置：所述加热器与所述冷却器的重叠量为所述加热器以及所述冷却器各自的长度的一半以下。

发明效果

在本发明的工业用炉中，能够高效地进行加热及冷却，并且实现紧凑化。

附图说明

图1是表示本发明的工业用炉的理想的一实施方式的结构的说明图，图1(a)是表示加热中的正面侧的剖视图，图1(b)是表示冷却中的正面侧的剖视图。

图2是图1中的A-A线箭头方向的剖视图。

图3是说明图1的工业用炉所采用的挡板的作用的说明图，图3(a)是表示加热中的主要部分的放大剖视图，图3(b)是表示冷却中的主要部分的放大剖视图。

图4是应用于图1所示的工业用炉的挡板的分解组装图。

附图标记说明：

1 工业用炉

1a 热处理空间

2 炉体

2a 内壁

2b 底

2c 侧壁

3 加热器

4 加热流路

4a 导热顶部

4b 加热流路的开口

5 冷却器

6 冷却流路

6a 隔热顶部

6b 冷却流路的开口

6c 合流部的开口

6d 转动轴

7 挡板

7a 密封件

7b、7c 抵接部

8 风扇

9 格子件

10 网状过滤器

11 多层积盒

12 HEPA过滤器

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的工业用炉的理想的一实施方式进行详细说明。图1是表示本实施方式的工业用炉的结构的说明图，图1(a)是表示加热中的正面侧的剖视图，图1(b)是表示冷却中的正面侧的剖视图。图2是图1中的A-A线箭头方向的剖视图。图3是说明在图1的工业用炉中采用的挡板的作用的说明图，图3(a)是表示加热中的主要部分的放大剖视图，图3(b)是表示冷却中的主要部分的放大剖视图。图4是在图1所示的工业用炉中应用的挡板的分解组装图。

如图1、图2所示，本实施方式的工业用炉1在具备由隔热件围成的长方体状的内部空间的炉体2的内部具有如下所述的构件：具备加热器3并能够与对工件(未图示)进行热处理的热处理空间1a连通的加热流路4；具备冷却器5并能够与热处理空间1a连通的冷却流路6；以择一的方式阻塞加热流路4与冷却流路6中的任一方并使另一方与热处理空间1a连通的挡板7；以及使炉体2内的空气循环的风扇8。

炉体2内的形成为长方体状的内部空间在平剖面上呈长方形，由风扇8向其上部侧输送的空气从其下部侧返回至风扇8。内部空间中的上部侧在长方形的长边方向上的大致中央被金属制的网状过滤器10分成两个空间。在被网状过滤器10分出的空间中的一方设有例如筛条那样的金属制的格子件9，空气能够在格子件9的上下方向上流通，该格子件9位于内部空间的上部侧的下部，换言之位于加热流路4的上方。

格子件9的上侧的空间成为实施热处理的、例如配置玻璃基板等工件的热处理空间1a，在格子件9上能够配置可以载置该玻璃基板那样的工件的多层积盒11。

在上部侧的空间的另一侧，在与热处理空间1a相反的一侧的内壁2a上设有使炉体2内的空气循环的风扇8，在网状过滤器10与风扇8之间，HEPA过滤器12配置为使空气能够在上侧空间的长边方向上流通。

下侧空间以沿上下方向形成两层的方式设有两条流路4、6。两条流路4、6中的下层成为在内部设有冷却器5而对在下层的流路内流通的空气进行冷却的冷却流路6，上层成为在内部设有加热器3而对在上层的流路内流通的空气进行加热的加热流路4。

设置使隔热件介于加热流路4与冷却流路6之间而成的冷却流路6的隔热顶部6a，在加热流路4与冷却流路6之间不传递热量。

由于高温的空气上升，因此将加热流路4配置于上层，将冷却流路6配置于下层，彼此不产生热影响。另外，加热器3没有配置在冷却器5的正上方，而是加热器3和冷却器5在加热流路4以及冷却流路6的流路方向上以重叠量为彼此长度的一半以下的方式错位设置，例如，关于沿这些流路方向的长度尺寸，在加热器3以及冷却器5的长度尺寸相同的情况下，将两者配置在错位有该长度尺寸的一半以上的位置，不易产生上述构件的热影响。

需要说明的是，重叠量为彼此长度的一半以下当然也包含完全不重叠的情况。

另外，对于加热流路4的上表面、即分隔加热流路4与上侧空间的部位，利用具有热传导性的构件，形成加热流路4的导热顶部4a，加热器3的热量向上方的导热顶部4a传导，从该导热顶部4a的上表面也具有辐射，由此对热处理空间1a进行加热。

因此，冷却流路6形成在炉体2的底2b与隔热顶部6a之间，平剖面中的长方形的长边方向上的两端部形成开放的开口6b，空气沿着长边方向进行流通。

另外，加热流路4形成在隔热顶部6a与导热顶部4a之间，与冷却流路6相同地，平剖面中的长方形的长边方向中的两端部形成开放的开口4b，空气沿着长边方向进行流通。而且，冷却流路6的开口6b以在长边方向的两端部沿上下方向连通的方式开放，加热流路4的开口4b以在隔热顶部6a以及导热顶部4a的长边方向上的端部沿上下方向连通的方式开放。即，加热流路4与冷却流路6设置为，使空气沿着平剖面呈长方形的内部空间的长边方向流通。

另外，加热流路4与冷却流路6通过合流部的开口6c进行合流。合流部的开口6c与冷却流路6相连。而且，如图3所示，在成为加热流路4的开口侧的导热顶部4a的端部形成抵接部7b，并且在合流部的开口6c侧即合流部的开口6c的周围也设置抵接部7c，加热流路4的开口4b与合流部的开口6c形成为相同的大小。

在加热流路4的开口4b与冷却流路6的开口6b的分界部，更具体而言，在形成开口6b的隔热顶部6a的缘6c，设有以择一的方式阻塞加热流路4与冷却流路6中的任一方并使另一方与热处理空间1a连通的挡板7。

如图1、图3以及图4所示，挡板7是由形成为比加热流路4的开口4b、合流部的开口6c稍大的隔热件构成的板状的构件，具有转动轴6d，通过设于外部的旋转机构(未图示)的动作，挡板7以插入在隔热顶部6a的缘部设置的孔的转动轴6d为中心来转动，能够以择一的方式阻塞加热流路4的开口4b以及与冷却流路6相连的合流部的开口6c中的任一者。

在挡板7与抵接部7b、7c抵接时，通过在开口4b、6c侧阻挡挡板7的面接触，由挡板7阻塞的加热流路4的开口4b或者与冷却流路6相连的合流部的开口6c、和该挡板7之间被密封，空气不会泄漏。

然而，也可以在挡板7的周缘部以遍及开口4b、6c的整周的方式设置耐热性的密封件7a，在该挡板7阻塞加热流路4的开口4b以及与冷却流路6相连的合流部的开口6c时，耐热性的密封件7a对与加热流路4的开口4b以及合流部的开口6c之间的抵接面进行密封。

加热器3、冷却器5、挡板7、风扇8等通过设于工业用炉1的外部的控制部(未图示)来适当控制。

本实施方式的工业用炉1例如以将配置有在热处理空间1a内实施热处理的工件的多层积盒11载置在格子件9上的状态运转。在对工件进行加热时，通过控制部的控制使挡板7转动，与冷却流路6相连的合流部的开口6c被阻塞。由此，冷却流路6内成为如下所述的空间：利用由隔热材料形成的内部空间的底2b、侧壁2c和隔热顶部6a、以及具有隔热性的挡板7，该空间与热处理空间1a以及加热流路4隔热。此时，加热流路4与热处理空间1a侧相连通。

而且，加热流路4内的加热器3与风扇8进行运转。由此，被加热器3加热的空气借助由风扇8产生的气流从加热流路4内向热处理空间1a侧流出。炉体2内的空气借助由风扇8产生的气流进行循环，由此在通过加热流路4内时被加热器3加热且使温度上升。此时，形成加热流路4的导热顶部4a也被加热器3加热，利用导热顶部4a的热量，加热流路4上的空气也被加热且在格子件9的内部流通，进而位于其上方的热处理空间1a也被加热，从而加热工件。

接下来，在冷却工件时，与加热时相同地，以将配置有在热处理空间1a内实施热处理的工件的多层积盒11载置在格子件9上的状态运转。在冷却工件时，通过控制部的控制使挡板7转动，加热流路4的开口4b被阻塞。由此，加热流路4成为因挡板7阻塞开口4b而被阻塞的空间。此时，冷却流路6与热处理空间1a侧连通。

而且，冷却流路6内的冷却器5与风扇8进行运转。由此，被冷却器5冷却的空气借助由风扇8产生的气流从冷却流路6内向热处理空间1a侧流出。炉体2内的空气借助由风扇8产生的气流进行循环，由此在通过冷却流路6内时被冷却器5冷却，利用温度降低的空气对热处理空间1a进行冷却，从而冷却工件。

根据本实施方式的工业用炉1，加热流路4在炉体2的内部空间设置，具备加热器3且能够与对工件进行热处理的热处理空间1a连通，该冷却流路6具备冷却器5且能够与热处理空间1a连通，由于利用挡板7以择一的方式将加热流路4以及冷却流路6中的任一方阻塞，并将另一方与热处理空间1a连通，因此在仅加热工件时，能够使被加热器3加热的空气从加热流路4向热处理空间1a流通，而不在具备冷却器5的冷却流路6中流通。因此，能够更高效地加热工件。

另外，在仅冷却工件时，能够使被冷却器5冷却的空气从冷却流路6向热处理空间1a流通，而不在具备加热器3的加热流路4中流通。因此，能够更高效地冷却工件。

即使在将工件冷却后进行加热的情况下，由于冷却流路6被挡板7阻塞，因此被加热的空气不通过温度降低的状态下的冷却流路6内。因此，能够更快地加热。另外，此时，由于冷却流路6被封闭，因此也能够对温度降低的状态下的冷却器5进行保温，预先为下一次的冷却处理做准备。

即使在将工件加热后进行冷却的情况下，由于加热流路4被挡板7阻塞，因此被冷却的空气不通过温度上升的状态下的加热流路4内。因此，能够更快地冷却。另外，此时，由于加热流路4被封闭，因此也能够对温度上升的状态下的加热器3进行保温，预先为下一次的加热处理做准备。

另外，由于采用如下结构：在炉体2内设有风扇8，并且相对于由风扇8产生的气流而将加热流路4与冷却流路6并列配置，以择一的方式阻塞加热流路4与冷却流路6，因此与加热器3与冷却器5串联设置的炉相比，能够减小设置空间，并且能够更高效地进行热处理。因此，能够提供一种可以高效地加热以及冷却而且实现紧凑化的工业用炉1。

另外，加热流路4位于冷却流路6的上方，热处理空间1a位于加热流路4的上方，因此通过来自加热流路4的导热顶部4a的辐射也能够对热处理空间1a以及工件进行加热。导热顶部4a的上方为格子件9，因此能够穿过它们的间隙而利用来自传导加热器3的热量后的导热顶部4a的辐射来加热工件。

另外，在加热流路4与冷却流路6之间具有夹设有隔热件的隔热顶部6a，因此能够防止因加热流路4的热量来加热冷却流路6的空气、或者因冷却流路6的冷气来冷却加热流路4的空气。因此，能够更高效地进行热处理。

另外，在挡板7上设有对该挡板7与所阻塞的加热流路4的开口4b或者冷却流路6的开口6b之间进行密封的密封件7a，因此能够利用挡板7更可靠地阻塞加热流路4或者冷却流路6。因此，能够更高效地进行热处理。

另外，由于在挡板7上具备隔热件，因此能够利用挡板7来防止所阻塞的加热流路4的热能、所阻塞的冷却流路6的冷能经由挡板7向炉体2内的空气传递。

在上述实施方式中，说明了在挡板7上设有对该挡板7与加热流路4的开口4b以及冷却流路6的开口6b之间的间隙进行密封的密封件7a的例子，但不局限于此，也可以在加热流路4的开口4b侧以及与冷却流路6相连的合流部的开口6c侧的抵接部7b、7c设置有密封件。另外，也可以不特别设置密封件7a，而是使挡板7本身与抵接部7b、7c紧贴。

Claims (5)

1.一种工业用炉，其特征在于，

所述工业用炉具备：

加热流路，其设于炉体内，所述加热流路具有加热器且能够与对工件进行热处理的热处理空间连通；

冷却流路，其设于所述炉体内，所述冷却流路具有冷却器且能够与所述热处理空间连通；

挡板，其以择一的方式阻塞所述加热流路与所述冷却流路中的任一方，并使所述加热流路与所述冷却流路中的另一方与所述热处理空间连通；

风扇，其设于所述炉体内，且使该炉体内的空气循环；以及

隔热件，其介于所述加热流路与所述冷却流路之间。

2.根据权利要求1所述的工业用炉，其特征在于，

所述加热流路位于所述冷却流路的上方，所述热处理空间位于所述加热流路的上方。

3.根据权利要求1或2所述的工业用炉，其特征在于，

所述挡板由隔热件构成，在由该挡板阻塞的所述加热流路的开口侧设有阻挡该挡板的第一抵接部，以对由该挡板阻塞的所述加热流路的开口和该挡板之间进行密封，在由该挡板阻塞的与所述冷却流路相连的合流部的开口侧设有阻挡该挡板的第二抵接部，以对由该挡板阻塞的与所述冷却流路相连的合流部的开口和该挡板之间进行密封。

4.根据权利要求1或2所述的工业用炉，其特征在于，

在所述加热流路的上方设有载置工件的格子件。

5.根据权利要求1或2所述的工业用炉，其特征在于，

所述加热流路的所述加热器与所述冷却流路的所述冷却器在所述加热流路以及所述冷却流路的流路方向上以如下方式错位设置：所述加热器与所述冷却器的重叠量为所述加热器以及所述冷却器各自的长度的一半以下。