CN116157642A

CN116157642A - 脱脂炉

Info

Publication number: CN116157642A
Application number: CN202180063130.8A
Authority: CN
Inventors: 田中优
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2021-03-10
Filing date: 2021-10-08
Publication date: 2023-05-23
Also published as: JP7405301B2; JPWO2022190443A1; KR20230071788A; WO2022190443A1

Abstract

提供一种可对脱脂时从被脱脂物产生的气体进行测定的脱脂炉及脱脂方法。脱脂炉(10)包括：炉本体(14)，收容被脱脂物(12)；燃烧器(40)，一边排出所述炉本体(14)的气体一边使其燃烧；气体监视器(50)，对处于所述燃烧器(40)中的气体进行检测；配管(52)、配管(54)，将所述燃烧器(40)与气体监视器(50)加以连接；以及加热器(56)、加热器(58)、加热器(60)，对所述气体监视器(50)及配管(52)、配管(54)的至少一个进行加热。

Description

脱脂炉

技术领域

本发明涉及一种脱脂炉。

背景技术

以前，包含陶瓷的被脱脂物是利用脱脂炉来脱脂。例如，下述专利文献1的脱脂炉包括：收纳被脱脂物的炉本体、对被脱脂物进行加热的加热部件。通过脱脂产生的气体被加热并分解而转换成二氧化碳等气体。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：国际公开编号WO2005/047207

发明内容

[发明所要解决的问题]

为了对脱脂状况进行监视，可考虑对通过脱脂产生的气体进行测量。但是，当通过脱脂产生的气体固化并附着于测量设备时，无法进行气体的测量。

因此，本发明的目的在于提供一种脱脂炉，其在对脱脂时从被脱脂物产生的气体进行测定时，可抑制通过脱脂产生的气体固化并附着。

[解决问题的技术手段]

为了解决以上的课题，本发明的脱脂炉包括如以下所述的结构。

本发明的脱脂炉包括：炉本体，收容被脱脂物；燃烧器，一边排出所述炉本体的气体一边使其燃烧；气体监视器，对处于所述燃烧器中的气体进行检测；配管，将所述燃烧器与气体监视器加以连接；以及加热器，对所述气体监视器及配管的至少一个进行加热。

[发明的效果]

根据本发明，通过利用加热器对气体监视器及配管的至少一者进行加热，可抑制气体固化并附着，且防止无法利用气体监视器检测出气体。

附图说明

图1是表示本发明的脱脂炉的结构的图。

图2是表示气体中包含甲基丙烯酸乙酯时的由FTIR所检测出的检测结果的图表。

具体实施方式

参照图式，对本发明的脱脂炉及脱脂方法进行说明。虽对多个实施方式进行说明，但存在即便是不同的实施方式，也对相同的部件标注相同的符号来省略说明的情况。

[实施方式1]

图1所示的本申请的脱脂炉10包括收容被脱脂物12的炉本体14、产生饱和蒸气的饱和蒸气生成装置18、生成过热蒸气的过热器20。

[被脱脂物]

被脱脂物12包含陶瓷成形体。陶瓷包含：氮化物系陶瓷(氮化铝、氮化硅等)、碳化物系陶瓷(碳化硅、碳化硼等)、氧化物系陶瓷(氧化铝、锆等)。被脱脂物12中包含粘合剂。粘合剂是在将被脱脂物12成形时混合于陶瓷中。通过被脱脂物12升温，粘合剂以气体的形式从被脱脂物12中释放。粘合剂中使用作为树脂的聚甲基丙烯酸丁酯、聚乙烯醇、甲基纤维素、乙酸乙烯酯、聚乙二醇等，此外还使用润滑剂、塑化剂、分散剂。

[炉本体]

炉本体14包括SUS310S或者SUS316L等耐热性材料。炉本体14成为容器状，在其内部空间22中收容被脱脂物12。在炉本体14的任意位置设置有门扇，在被脱脂物12出入时，此门扇开闭。也可在炉本体14的内部空间22中包括用于配置被脱脂物12的支架24。炉本体14形成有供给口26及排气口28。过热蒸气从供给口26供给至炉本体14的内部空间22。炉本体14的气体从排气口28排出，所述气体中包含被脱脂物12经脱脂时产生的成分。

[饱和蒸气生成装置]

包括对过热器20供给饱和蒸气的饱和蒸气生成装置18。饱和蒸气生成装置18包括使纯水等液体沸腾而生成饱和蒸气的锅炉。此外，沸腾的液体可贮存于罐等任意容器中，可利用所述液体，也可利用在自来水管道等中流动的液体，还可通过过滤器对处于井等中的液体进行过滤来利用。

[过热器]

过热器(superheater)20是用于由饱和蒸气来生成过热蒸气的装置。过热器20可列举：对流过热器、辐射过热器、悬吊过热器、屏式过热器、卧式过热器等。过热器20包括长管，在其中流动饱和蒸气。在长管中流动的饱和蒸气被加热，成为过热蒸气。所生成的过热蒸气供给至炉本体14。此时的过热蒸气是在常压下，使100℃的饱和蒸气达到更高温的包含无色透明的水(H₂O)的气体。过热蒸气的温度为200℃以上，优选为500℃以上，进而优选为600℃～1200℃。

炉本体14与过热器20、饱和蒸气生成装置18与过热器20以配管30、配管32加以连接。由于在配管30中流动高温的过热蒸气，因此配管30优选为由耐热材料构成。也可在各配管30、32安装阀，通过阀的开闭来控制饱和蒸气及过热蒸气的流量。

[温度计]

本申请包括用于对炉本体14的内部空间22的环境温度进行测量的温度计36。温度计36利用热电偶温度计。根据设计来决定对炉本体14的任一位置的温度进行测量，并据此来决定温度计36的数量。通过所测量的温度来对过热蒸气向炉本体14的供给进行控制。因此，本申请包括用于对过热器20及饱和蒸气生成装置18进行控制的控制装置38。

[控制装置]

包括控制装置38，所述控制装置38被输入温度计36的温度，对向炉本体14供给的过热蒸气的供给量及过热蒸气的温度进行控制。控制装置38包含中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)或可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)等运算电路。控制装置38对饱和蒸气生成装置18及过热器20进行控制，或者对配管30、配管32的阀进行控制。

[燃烧器]

本申请的脱脂炉10包括燃烧器40，所述燃烧器40成为炉本体14的气体的通路，且对气体进行燃烧。燃烧器40连接于炉本体14的排气口28。燃烧器40包括由隔热体42形成的通路44及加热装置(省略图示)。所述加热装置为电加热器、气体燃烧器或重油燃烧器等。从被脱脂物12释放的气体从炉本体14进入通路44，并通过通路44。加热装置对所述气体进行加热并进行分解或转换成二氧化碳等气体。在通路44中通过的气体从排气口48排出。

[气体监视器]

包括对处于燃烧器40的通路44中的气体进行检测的气体监视器50。气体监视器50为傅里叶变换红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectrometer，FTIR)、气相色谱仪(Gas Chromatograph，GC)、氢火焰离子化检测器(Flame Ionization Detector，FID)、总有机碳计(TOC(Total Organic Carbon)计)等。通过气体监视器50对有无规定的气体进行检测，可求出脱脂的进展状况。当检测到规定的气体时，进行脱脂，若之后未检测到气体，则脱脂结束。

[配管]

燃烧器40与气体监视器50通过配管52、配管54连接。配管包括第一配管52及第二配管54。第一配管52是用于使气体从燃烧器40的通路44流向气体监视器50的通路，第二配管54是用于使气体从气体监视器50流向燃烧器40的通路44的通路。处于燃烧器40的通路44中的气体依次在第一配管52、气体监视器50及第二配管54中流动，并再次返回至燃烧器40的通路44中。

在要利用气体监视器50对炉本体14的内部空间22的气体进行检测的情况下，炉本体14的内部空间22的温度变化大，有可能会损伤气体监视器50。在燃烧器40的通路44中进行用于以一定的温度使气体燃烧的预加热，从而容易对进入气体监视器50中的气体的温度进行控制。气体监视器50容易准确地检测气体。

[加热器]

包括对第一配管52及第二配管54进行加热的加热器56、加热器58。加热器56、加热器58是配置于第一配管52及第二配管54的外部的电热线等。加热器56、加热器58对第一配管52及第二配管54进行加热，使通过第一配管52及第二配管54的气体不会达到一定温度以下。能防止气体附着于第一配管52及第二配管54的内表面并固化。

气体监视器50中也包括加热器60。在气体监视器50中，在供气体流动的配管及对气体进行测定的部分62安装有加热器60。通过利用加热器60对它们进行加热，能防止气体附着于气体监视器50中并固化。

通过加热器56、加热器58、加热器60将气体的温度控制为规定值以上。虽并无特别限定，但包括用于对加热器56、加热器58、加热器60进行控制的未图示的控制部，与气体的种类建立对应地存储有用于使气体不固化的加热器56、加热器58、加热器60的温度，控制部可根据从被脱脂物12释放的气体的种类来对加热器56、加热器58、加热器60的温度进行变更。例如，使配管52、配管54及对气体进行测定的部分62的温度成为约300℃。

[脱脂方法]

其次，对使用脱脂炉10的脱脂方法进行说明。(1)将被脱脂物12收容于炉本体14的内部空间22中。例如被脱脂物12是包含氮化物系陶瓷的成形品。

(2)饱和蒸气生成装置18对液体进行加热而生成饱和蒸气，并将所述饱和蒸气供给至过热器20。过热器20由饱和蒸气来生成过热蒸气。过热蒸气被供给至炉本体14。利用过热蒸气对被脱脂物12进行脱脂。

(3)对被脱脂物12进行脱脂时产生的气体从排气口28供给至燃烧器40，进行燃烧而变化为二氧化碳等。经燃烧的气体被排出。

(4)在所述(3)的中途，一部分气体从第一配管52流向气体监视器50。在利用气体监视器50检测出气体中包含的成分之后，气体通过第二配管54而返回至燃烧器40。第一配管52、气体监视器50的气体的通路、进行检测的部分62及第二配管54被加热器56、加热器58、加热器60加热。因此，气体的温度下降，可防止气体中包含的成分附着于第一配管52、气体监视器50的气体的通路、进行检测的部分62及第二配管54并固化。从气体监视器50通过第二配管54而返回至燃烧器40的气体被燃烧而变化为二氧化碳等。

(5)利用气体监视器50检测出的气体的数据被传送至控制装置38。控制装置38也可根据所述数据对过热器20进行控制，从而对炉本体14的内部空间22的温度进行调节。也可控制对被脱脂物12的脱脂。例如，图2是气体监视器50为傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)且气体中包含甲基丙烯酸乙酯时的检测结果。可知，由于根据气体中包含的官能基来决定波数，因此根据所设定的波数的强度对是否产生了气体进行检测。当脱脂结束时不再检测气体。可通过利用气体监视器50的气体的检测来判断脱脂的结束。

如上所述，通过本实施方式，可防止气体中包含的成分附着于配管52、配管54及气体监视器50，从而可更准确地进行利用气体监视器50的气体的检测。由于可利用气体监视器50准确地检测气体，因此可更准确地控制脱脂。

[实施方式2]

也可利用加热器对配管52、配管54及气体监视器50中的仅任一个或任意两个的组合进行加热。例如，在气体监视器50中的气体的流路短，气体的温度不易下降的情况下，也可不利用气体监视器50对气体进行加热。

[实施方式3]

在所述实施方式中是利用过热蒸气的脱脂炉，但本申请的脱脂炉10并不限定于利用过热蒸气的结构。例如，也可为在向炉本体14放入过热蒸气之前将惰性气体放入炉本体且可进行预加热的结构。因此，也可包括惰性气体的气体源，使惰性气体在过热器20中进行温度上升。利用惰性气体使被脱脂物12的温度上升后，将过热蒸气放入炉本体14中。关于脱脂，起初，由于被脱脂物12的温度低，因此当最初放入过热蒸气时，被脱脂物12的表面结露，有可能使被脱脂物12劣化。通过在过热蒸气之前将温度上升的惰性气体放入炉本体14中而对被脱脂物12进行预加热，在放入过热蒸气时被脱脂物12的表面不会结露，

从而可进行所期望的脱脂。

[实施方式4]

输入至控制装置38中的温度计36的温度、控制装置38所进行的过热器20等的控制状况的数据等可经由网络而发送至规定的计算机。可远程确认脱脂的状况。另外，从控制装置38发送的数据也可记录至服务器中。

(第一项)一形态的脱脂炉包括：炉本体，收容被脱脂物；燃烧器，一边排出所述炉本体的气体一边使其燃烧；气体监视器，对处于所述燃烧器中的气体进行检测；配管，将所述燃烧器与气体监视器加以连接；以及加热器，对所述气体监视器及配管的至少一个进行加热。

根据第一项所述的脱脂炉，通过利用加热器对气体监视器及配管的至少一个进行加热，可防止气体固化并附着而无法利用气体监视器检测出气体的情况。

(第二项)所述配管包括：第一配管，将来自所述燃烧器的气体供给至所述气体监视器；以及第二配管，使来自所述气体监视器的气体返回至所述燃烧器，所述加热器具有对所述第一配管进行加热的加热器。

通过第二项所述的脱脂炉，可抑制气体固化并附着于将来自燃烧器的气体供给至气体监视器的第一配管的内部。因此，能更可靠地将来自燃烧器的气体通过第一配管以气体的状态供给至气体监视器，因此可更可靠地通过气体监视器对气体的成分进行测定。

(第三项)所述加热器还具有对所述第二配管进行加热的加热器。

通过第三项所述的脱脂炉，可抑制气体固化并附着于使来自气体监视器的气体返回至燃烧器的第二配管的内部。因此，可更可靠地使气体返回至燃烧器，从而可防止第二配管的堵塞。

(第四项)所述加热器还具有对设置于所述气体监视器的内部的气体所通过的配管、及对气体进行测定的测定部的至少一者进行加热的加热器。

通过第四项所述的脱脂炉，可抑制气体固化并附着于气体监视器内部的配管，可更可靠地通过气体监视器对气体的成分进行测定。或者，可抑制气体固化并附着于气体监视器的测定部，可更可靠地通过气体监视器对气体的成分进行测定，且可防止测定部的故障。

(第五项)还包括加热器控制部，所述加热器控制部根据处于所述燃烧器中的气体的种类对所述加热器的温度进行控制。

通过第五项所述的脱脂炉，可根据气体的种类将加热器的温度设定为不固化的温度，因此可更可靠地抑制气体固化并附着。

除此以外，本发明可在不脱离其主旨的范围内，以基于本领域技术人员的知识而进行各种改良、修正、变更的形态来实施。所说明的各实施方式并不独立，可基于本领域技术人员的知识来适宜组合而实施。

[产业上的可利用性]

通过本发明，可提供一种脱脂炉，其在对脱脂时从被脱脂物产生的气体进行测定时，可抑制通过脱脂产生的气体固化并附着。

[符号的说明]

10：脱脂炉

12：被脱脂物

14：炉本体

18：饱和蒸气生成装置

20：过热器

22：炉本体的内部空间

24：支架

26：供给口

28：排气口

30、32：配管

36：温度计

38：控制装置

40：燃烧器

42：隔热体

44：通路

48：燃烧器的排气口

50：气体监视器

52、54：配管

56、58、60：加热器

62：气体监视器的检测气体的部分。

Claims

1.一种脱脂炉，包括：

炉本体，收容被脱脂物；

燃烧器，一边排出所述炉本体的气体一边使其燃烧；

气体监视器，对处于所述燃烧器中的气体进行检测；

配管，将所述燃烧器与气体监视器加以连接；以及

加热器，对所述气体监视器及配管的至少一个进行加热。

2.根据权利要求1所述的脱脂炉，其中，所述配管包括：第一配管，将来自所述燃烧器的气体供给至所述气体监视器；以及第二配管，使来自所述气体监视器的气体返回至所述燃烧器，

所述加热器具有对所述第一配管进行加热的加热器。

3.根据权利要求2所述的脱脂炉，其中，所述加热器还具有对所述第二配管进行加热的加热器。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的脱脂炉，其中，所述加热器还具有对设置于所述气体监视器的内部的气体所通过的配管、及对气体进行测定的测定部的至少一者进行加热的加热器。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的脱脂炉，还包括加热器控制部，所述加热器控制部根据处于所述燃烧器中的气体的种类对所述加热器的温度进行控制。