JP2013181726A

JP2013181726A - 熱処理装置

Info

Publication number: JP2013181726A
Application number: JP2012047570A
Authority: JP
Inventors: Akihito Yamamoto; 章仁山本
Original assignee: Koyo Thermo Systems Co Ltd
Current assignee: JTEKT Thermo Systems Corp
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2013-09-12
Anticipated expiration: 2032-03-05
Also published as: JP6113961B2

Abstract

【課題】断熱炉の炉壁を貫通する貫通孔に挿通されるモータ軸を有するファンモータが断熱炉の外側に設置された熱処理装置において、ファンモータへの負荷を軽減させ、高出力化を可能とするとともに、長尺なモータ軸を用いても省スペースで設置出来るようにする。
【解決手段】熱処理装置１は、断熱炉１００およびファン１０を有する。ファン１０は断熱炉１００に取付けられ、モータ部１１からモータ軸１２が突出するファンモータおよびモータ軸１２の先端に取付けられた羽根車１３を有する。モータ部１１が断熱炉１００の外側に固定されるとともに、モータ軸１２が断熱炉１００の炉壁１０１を貫通する、封止されない貫通孔１０１１に挿通される。
【選択図】図１

Description

この発明は、加熱処理の対象となる被処理物を加熱処理する熱処理装置に関する。

従来の熱処理装置として、加熱処理の対象となる被処理物が収容される熱処理室と、加熱器および送風ファンが設けられる空調室とが断熱炉内に画成されたものがある（例えば特許第４３７２８０６号公報参照。）。熱処理室と空調室とは、連通路を介して互いに連通しており、熱処理装置は、空調室で加熱された空気（熱風）を、送風ファンにより連通路を介して熱処理室に送り込んで被処理物を熱処理するように構成される。なお、連通路とは別に外気の吸引経路と排気経路が設けられ、熱処理装置の運転中は、炉内の空気は外気と入れ替わりながら換気されるようになっている。被処理物の一例としては、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用のガラス基板が挙げられる。

図４は従来の熱処理装置の要部を示す断面図である。図４に示すように、送風ファン１０は、モータ部１１からモータ軸１２が突出するファンモータおよびモータ軸１２の先端に取付けられた羽根車１３を有する。モータ部１１はモータ軸１２の周囲に設置される円筒形の支柱２１で炉壁１０１の外面に支持される。ファンモータは、モータ部１１の一端外周に形成されたフランジ１１１で炉壁１０１に対してボルト２２およびナット２３を用いて固定される。

特許第４３７２８０６号公報

このような熱処理装置において、熱風を供給するダクトの圧力損失や被処理物から出る溶剤ガスの影響から換気量を増加させることが求められ、これに対応するためにモータ軸１２を高速回転させ、高出力を得ることが必要となってくる。

他方、ファンモータの安定的な動作を維持するための熱対策も必要である。まず、炉内（高温側）との熱遮断を目的として、炉壁１０１と断熱材１０２とに設けられる貫通孔１０１１，１０２１に熱雰囲気シール板３０を設置している。また、モータ部１１に伝わる熱影響を抑制するため、長尺のモータ軸１２を使用している。

このような熱対策により、ファンモータに加わるオーバーハング荷重が大きくなり、要求されるファンモータの高出力化が実現しにくい。また、モータ部１１の炉外への突き出し量（図４中に符号Ｔで示す。）が多く、ファンモータの設置スペースが拡大する問題がある。

この発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、断熱炉の炉壁を貫通する貫通孔に挿通されるモータ軸を有するファンモータが断熱炉の外側に設置された熱処理装置において、ファンモータへの負荷を軽減させ、高出力化を可能とするとともに、長尺なモータ軸を用いても省スペースで設置出来るようにすることを目的とする。

熱処理装置は、断熱炉およびファンを有する。前記ファンは前記断熱炉に取付けられ、モータ部からモータ軸が突出するファンモータおよび前記モータ軸の先端に取付けられた羽根車を有する。この発明では、前記モータ部が前記断熱炉の外側に固定されるとともに、前記モータ軸が前記前記断熱炉の炉壁を貫通する、封止されない貫通孔に挿通される。

この構成によると、炉外の空気が貫通孔を通じて炉内に吸引され、この空気流によってモータ軸が冷却されるため、モータ部への熱の伝達を低減することが出来る。

また本発明の熱処理装置は、前記モータ部の周囲にフランジが形成され、前記ファンモータは前記フランジを介してボルト及びナットを用いて前記断熱炉の炉壁に固定される。この構成によると、モータ部のフランジと断熱炉の炉壁との間でボルトにナットが嵌合されることで、そこに少なくともナットの高さ分の隙間が形成される。その隙間を吸引口として炉外の空気が吸引される。吸引口の大きさは隙間の高さで調節出来、吸引される空気の流量を制御可能である。流量を制御するにあたり、モータ部の底面と断熱炉の炉壁との間に、円筒状の流量調整部材を設置ことで実現出来る。吸引される空気の流量を抑制することで、炉内雰囲気の温度低下が抑えられる。

また本発明の熱処理装置は、前記モータ軸の周囲に設置され、前記ファンモータのモータ部を支持する円筒形の支柱を有し、前記支柱の周壁に複数の吸気孔が設けられる。この構成によると、モータ部のフランジと断熱炉の炉壁との間に円筒形の支柱が設置された場合でも、支柱の周壁に設けた複数の吸気孔から炉外の空気を吸引することが出来る。吸引される空気の流量は吸気孔の数や大きさで制御可能である。

この発明によれば、ファンモータへの負荷を軽減させ、高出力化を可能とするとともに、長尺なモータ軸を用いても省スペースで設置出来る。

この発明の熱処理装置を示す概略構成図である。この発明の第１の実施形態に係る熱処理装置の要部を示す断面図である。この発明の第２の実施形態に係る熱処理装置の要部を示す断面図である。従来の熱処理装置の要部を示す断面図である。

以下に、図面を参照して、この発明の実施の形態に係る熱処理装置を説明する。

まず、この発明の熱処理装置の概要を説明する。図１はこの発明の熱処理装置を示す概略構成図である。本発明の熱処理装置１は、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用ガラス基板等の被処理物Ｗが収容される熱処理室１０３と、加熱器４０および送風ファン１０が設けられる空調室１０４とが断熱炉１００内に画成されたものである。熱処理室１０３と空調室１０４とは、戻り通路１０５および循環ダクト１０６を介して互いに連通している。空調室１０４で加熱器４０により加熱された空気（熱風）は、送風ファン１０により熱処理室１０３に送り込まれ、被処理物Ｗを熱処理した後、戻り通路１０５および循環ダクト１０６を通って再び空調室１０４に戻るように構成される。なお、このような空気の流れとは別に、空調室１０４に接続された吸気ダクト１０７を介して炉外の空気が炉内に吸い込まれ、炉内の空気の一部は循環ダクト１０６から分岐する排気ダクト１０８を介して排気されることで、炉内の空気は外気と入れ替わりながら換気されるようになっている。

図２は、この発明の第１の実施形態に係る熱処理装置の要部を示す断面図である。断熱炉１００は金属製の炉壁１０１の内側に断熱材１０２が貼付された構成である。炉壁１０１と断熱材１０２には、貫通孔１０１１，１０２１がそれぞれ設けられている。

送風ファン１０は、ファンモータおよび羽根車１３から構成される。ファンモータはモータ部１１およびモータ軸１２を有する。羽根車１３はモータ軸１２に取付けられる。

モータ部１１はモータ軸１２の回転駆動に必要な部品がハウジング内に収められた構造体である。モータ部１１の一端には半径方向に延出するフランジ１１１が形成される。モータ部１１はフランジ１１１で炉壁１０１に対してボルト２２およびナット２３を用いて固定される。モータ部１１のフランジ１１１と断熱炉１００の炉壁１０１との間でボルト２２にナット２３が嵌合されることで、モータ部１１の底面と断熱炉１００の炉壁１０１との間にナット２３の高さ分の隙間（以下、モータ部１１と断熱炉１００との間の隙間と称する。）が形成される。

モータ軸１２はモータ部１１内で軸承され、モータ部１１の一端（図２では下端。）から突出する。モータ軸１２は断熱炉１００の炉壁１０１と断熱材１０２を貫通する貫通孔１０１１，１０２１に挿通されている。貫通孔１０１１，１０２１はモータ軸１２との間には、空気の流通が可能とするために、十分なクリアランスを設けてある。また、従来のような熱雰囲気シール板３０（図４参照。）は設置されていない。このため、貫通孔１０１１，１０２１は封止されていない。

羽根車１３はモータ軸１２の先端に取付けられる。羽根車１３は略円柱形の外形を呈し、軸方向の一端面（図２では上面。）中心から他端面（同図下面。）側へ延びて設けられた溝穴１３１にモータ軸１２の先端側が挿入される。モータ軸１２は溝穴１３１の底面に固定具を用いて接合されている。

本発明者らは、上記の構成で送風ファン１０を動作させ、モータ軸１２が回転駆動されると、貫通孔１０１１，１０２１の内部は断熱炉１００の外部より負圧になることを究明した。この結果、矢印で示すように、流量調整部材２５の上端とモータ部１１と断熱炉１００との間の隙間を吸引口として炉外の空気が吸引され、貫通孔１０１１，１０２１を通過して炉内へ流れる空気流が発生する。

本実施の形態によると、空気流によってモータ軸１２が冷却されるため、モータ部１１への熱の伝達を低減することが出来る。この結果、貫通孔１０１１，１０２１に雰囲気シール板を設置して熱の遮断を図ることも不要となり、ファンモータに対するオーバーハング荷重が軽減される。これにより、羽根車１３の軸方向に関するモータ軸１２の取付深さ（図２中の符号Ｄ参照。）を従来（図４参照。）に比べて長く設定することが可能となり、ファンモータへの負荷を軽減出来る。また、相乗効果としてモータ部１１を断熱炉１００に近づけて固定することが出来、省スペースに長軸のファンモータを設置することが可能となる。

なお、モータ部１１の底面と断熱炉１００との間の隙間の高さを調節することで吸引される空気の流量を制御可能である。具体的には、図２に示すように、モータ部１１の底面と断熱炉１００の炉壁１０１との間には、流量調整部材２５が配置される。流量調整部材２５を円筒状部材で構成しており、炉壁１０１の貫通孔１０１１の周縁またはその近傍に立設される。流量調整部材２５に関して、その高さはナット２３の高さよりも短い寸法に設定されている。これにより、流量調整部材２５の上端とモータ部１１との間に微少隙間（図２における符号Ｃ参照。）が形成され、この部分でモータ部１１と断熱炉１００との間の隙間が減少し、矢印のように貫通孔１０１１，１０２１へ吸引される空気の流量が制限される。流量調整部材２５に関する寸法について、流量調整部材２５の外径４８．６ｍｍ、微少隙間を１．５ｍｍとすることができる。吸引される空気の流量を抑制することで、炉内雰囲気の温度低下が抑えられる。

図３は、第２の実施形態に係る熱処理装置の要部の断面図を示したものである。この実施の形態では、円筒形の支柱２１がモータ軸１２の周囲に設置され、ファンモータのモータ部１１を支持している。支柱２１の周壁には吸気孔２１１が貫通し、吸気孔２１１に吸気管２４が配設されている。なお、支柱２１に吸気管２４を配設することなく、吸気孔２１１のみを設けるようにしてもよい。

この実施の形態では、支柱２１の周壁に設けた吸気孔２１１から炉外の空気を吸引することが出来る。吸引される空気の流量は吸気孔２１１（吸気管２４）の大きさで制御可能である。吸気孔２１１および吸気管２４を１つとした場合、吸気管２４の内径は一例として１６ｍｍに設定される。

なお、上記の実施形態では、断熱炉の炉壁を貫通するモータ軸を有するファンが送風ファンである場合について説明したが、これに限られず、本発明は炉内雰囲気を攪拌する攪拌ファンにも適用可能である。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、この発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Ｗ…被処理物
１…熱処理装置
１０…送風ファン
１１…モータ部
１１１…フランジ
１２…モータ軸
１３…羽根車
１３１…溝穴
２１…支柱
２１１…吸気孔
２２…ボルト
２３…ナット
２４…吸気管
２５…流量調整部材
３０…熱雰囲気シール板
１００…断熱炉
１０１…炉壁
１０１１…貫通孔
１０２…断熱材
１０２１…貫通孔
１０３…熱処理室

Claims

断熱炉と、
前記断熱炉に取付けられ、モータ部からモータ軸が突出するファンモータおよび前記モータ軸の先端に取付けられた羽根車を有するファンと、
を有する熱処理装置において、
前記モータ部が前記断熱炉の外側に固定されるとともに、前記モータ軸が前記断熱炉の炉壁を貫通し、封止されない貫通孔に挿通されることを特徴とする熱処理装置。
前記モータ部の周囲にフランジが形成され、前記ファンモータは前記フランジを介してボルト及びナットを用いて前記断熱炉の炉壁に固定される、請求項１に記載の熱処理装置。
前記モータ部の底面と前記断熱炉の炉壁との間に、円筒状の流量調整部材が設置された、請求項２に記載の熱処理装置。
前記モータ軸の周囲に設置され、前記モータ部を支持する円筒形の支柱を有し、前記支柱の周壁に複数の吸気孔が設けられた、請求項２に記載の熱処理装置。