JP2020112336A - 熱処理炉 - Google Patents

Abstract

【課題】熱処理炉内の各空間の雰囲気温度を適切に維持する技術を提供する。【解決手段】熱処理炉は、被処理物を熱処理する。熱処理炉は、被処理物を第１の温度で熱処理する第１空間と、被処理物を第１の温度と異なる第２の温度で熱処理する第２空間と、第１空間と第２空間とを隔離する隔壁と、を備える炉体と、第１空間の一端から第２空間の他端まで被処理物を搬送する搬送装置と、を備えている。隔壁は、第１空間と第２空間とを連通させる連通通路と、隔壁内に設けられ、隔壁によって第１空間及び第２空間から隔離されると共に連通通路と連通する第３空間と、を備えている。【選択図】図１

Description

本明細書に開示する技術は、被処理物を熱処理する熱処理炉に関する。

熱処理炉（例えば、ローラーハースキルン等）を用いて、被処理物を熱処理することがある。この種の熱処理炉では、炉体の内部空間を複数の空間に分割し、これらの空間を順に被処理物が搬送される。炉体内部の各空間の雰囲気温度を調整することで、被処理物の熱処理に必要な各工程（例えば、脱バインダー工程、焼成工程等）が実施される。複数の空間は、各工程に合わせてそれぞれ異なる雰囲気温度に調整される。例えば、特許文献１には、熱処理炉の一例が開示されている。

特開２０１６−１５６６１２号公報

被処理物を所望の温度プロファイルで熱処理するためには、炉体内部の各空間の雰囲気温度を個別に制御し、各空間の雰囲気温度を適切に維持する必要がある。しかしながら、各空間において、雰囲気温度が異なる他の空間と隣接する領域近傍では、隣接する一方の空間から他方の空間への熱伝導等の影響によって、当該空間の雰囲気温度を所望の温度に適切に維持できないことがある。このため、隣接する雰囲気温度が異なる２つの空間の境界の近傍においては、被処理物が所望の温度プロファイルに制御することが難しいという問題が生じる。本明細書は、熱処理炉内の各空間の雰囲気温度を適切に維持する技術を開示する。

本明細書に開示する熱処理炉は、被処理物を熱処理する。熱処理炉は、被処理物を第１の温度で熱処理する第１空間と、被処理物を第１の温度と異なる第２の温度で熱処理する第２空間と、第１空間と第２空間とを隔離する隔壁と、を備える炉体と、第１空間の一端から第２空間の他端まで被処理物を搬送する搬送装置と、を備えている。隔壁は、第１空間と第２空間とを連通させる連通通路と、隔壁内に設けられ、隔壁によって第１空間及び第２空間から隔離されると共に連通通路と連通する第３空間と、を備えている。

上記の熱処理炉では、第１空間と第２空間とを隔離する隔壁内に第３空間が設けられている。これによって、第１空間と第２空間のうちの一方の空間から他方の空間への熱伝達の影響を抑制することができる。このため、第１空間内の雰囲気温度と第２空間内の雰囲気温度をそれぞれ適切に維持することができる。

実施例に係る熱処理炉の概略構成を示す図であり、被処理物の搬送方向に平行な平面で熱処理炉を切断したときの縦断面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図。 隔壁の搬送方向の寸法を説明するための図。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

（特徴１）本明細書が開示する熱処理炉は、炉体に設けられ、その一端が第３空間と連通する一方でその他端が炉体の外部に連通し、第３空間内のガスを炉体の外部に排出する排気流路をさらに備えていてもよい。このような構成によると、排気流路によって、連通通路を介して第３空間内に流れ込む第１空間内のガス及び第２空間内のガスが炉体の外部に排気される。これによって、連通通路を介して第１空間と第２空間との間をガスが移動することを抑制することができる。

（特徴２）本明細書が開示する熱処理炉は、炉体に設けられ、その一端が第３空間と連通する一方でその他端が炉体の外部に連通し、炉体の外部から第３空間内にガスを供給する給気流路をさらに備えていてもよい。このような構成によると、給気流路から供給されるガスによって、第３空間内の温度を調整することができる。このため、第３空間の温度を第１空間の雰囲気温度及び第２空間の雰囲気温度に対して適切な温度に調整することで、連通通路を介して第１空間と第２空間との間をガスが移動することを抑制することができる。

（特徴３）本明細書が開示する熱処理炉では、隔壁は、第１空間と第３空間とを隔離する第１部分と、第２空間と第３空間とを隔離する第２部分と、をさらに備えていてもよい。第３空間の搬送方向の寸法は、第１の温度が第２の温度より高いときは第１部分の搬送方向の寸法より小さくされており、第２の温度が第１の温度より高いときは第２部分の搬送方向の寸法より小さくされていてもよい。このような構成によると、第１部分と第２部分と第３空間の搬送方向の寸法が好適に調整され、第１空間と第２空間を熱的に隔離しながら、被処理物の加熱を目的としない第３空間の搬送方向の寸法を小さくすることができる。これによって、隔壁全体の搬送方向の寸法を小さくすることができ、熱処理工程が実行されない連通通路を被処理物が搬送される時間を短くすることができる。

（特徴４）本明細書が開示する熱処理炉では、炉体には、第１空間内に配置され、第１空間内を第１の温度に調整可能な第１ヒータと、第２空間内に配置され、第２空間内を第２の温度に調整可能な第２ヒータと、が設けられている一方、第３空間内にはヒータが設けられていなくてもよい。隔壁は、第１空間と第２空間とを熱的に隔離するものであるため、隔壁に設けられた第３空間で被処理物を加熱する必要はなく、第３空間にヒータを設ける必要はない。また、第３空間にヒータが設けられていないことによって、第３空間の搬送方向の寸法を小さくすることができ、熱処理工程が実行されない連通通路を被処理物が搬送される時間を短くすることができる。

以下、実施例に係る熱処理炉１０について説明する。図１に示すように、熱処理炉１０は、炉体２０と、被処理物１２を搬送する搬送装置（５２、５４、５６、５８）を備えている。熱処理炉１０は、搬送装置によって被処理物１２が炉体２０内を搬送される間に、被処理物１２を熱処理する。

被処理物１２としては、例えば、セラミックス製の誘電体（基材）と電極とを積層した積層体や、リチウムイオン電池の正極材や負極材等が挙げられる。熱処理炉１０を用いてセラミック製の積層体を熱処理する場合には、これらを平板状のセッターに載置して炉内を搬送することができる。また、熱処理炉１０を用いてリチウムイオン電池の正極材や負極材を熱処理する場合には、これらを箱状の匣鉢に収容して炉内を搬送することができる。本実施例の熱処理炉１０では、搬送ローラ５２（後述）上に複数のセッターや匣鉢を搬送方向に並んだ状態で載置して搬送することができる。以下、本実施例においては、熱処理する物質と、その熱処理する物質を載置したセッターや収容した匣鉢を合わせた全体を「被処理物１２」という。

図１及び図２に示すように、炉体２０は、天井壁２２と、底壁２４と、側壁２６ａ〜２６ｄによって囲まれており、内部に隔壁（３０ａ、３０ｂ）を備えている。炉体２０は、略直方形であり、天井壁２２は、底壁２４に対して平行に（すなわち、ＸＹ平面と平行に）配置されている。図１に示すように、側壁２６ａは、搬送経路の入口端に配置されており、搬送方向に対して垂直に（すなわち、ＹＺ平面と平行に）配置されている。側壁２６ｂは、搬送経路の出口端に配置されており、側壁２６ａに対して平行に（すなわち、ＹＺ平面と平行に）配置されている。図２に示すように、側壁２６ｃ、２６ｄは、搬送方向に対して平行、かつ、天井壁２２及び底壁２４に対して垂直に（すなわち、ＸＺ平面と平行に）配置されている。

図１に示すように、炉体２０の内部空間は、隔壁（３０ａ、３０ｂ）によって、第１空間４０と第２空間４２に分割されている。具体的には、隔壁３０ａは、側壁２６ａ、２６ｂの間の略中間の位置で天井壁２２に固定されており、天井壁２２から垂直下方に延びている。隔壁３０ｂは、隔壁３０ａに対応する位置で底壁２４に固定されており、底壁２４から垂直上方に延びている。炉体２０の内部は、隔壁（３０ａ、３０ｂ）を境界として、第１空間４０と第２空間４２に分けられている。隔壁３０ａと隔壁３０ｂの間は上下方向（Ｚ方向）に離間しており、離間した間の空間には連通通路３６が設けられている。炉体２０の側壁２６ａには開口２８ａが形成され、側壁２６ｂには開口２８ｂが形成されている。被処理物１２は、搬送装置によって開口２８ａから熱処理炉１０内に搬送され、連通通路３６を通り、開口２８ｂから熱処理炉１０の外へ搬送される。すなわち、開口２８ａは搬入口として用いられ、開口２８ｂは搬出口として用いられる。

第１空間４０は、天井壁２２と、底壁２４と、側壁２６ａ、２６ｃ、２６ｄと、隔壁（３０ａ、３０ｂ）によって囲まれている。第１空間４０は、炉体２０内において隔壁（３０ａ、３０ｂ）によって第２空間４２と遮断されることによって、第２空間４２とは異なる雰囲気温度を維持することができる。第１空間４０は、側壁２６ａに設けられた開口２８ａにより熱処理炉１０の外に連通し、隔壁３０ａと隔壁３０ｂの間の連通通路３６により第２空間４２に連通している。第１空間４０には、複数の搬送ローラ５２と、複数のヒータ４４ａ、４４ｂが配置されている。ヒータ４４ａは、搬送ローラ５２の上方の位置に搬送方向に等間隔で配置され、ヒータ４４ｂは搬送ローラ５２の下方の位置に搬送方向に等間隔で配置されている。ヒータ４４ａ、４４ｂが発熱することで、第１空間４０内が加熱される。

第２空間４２は、天井壁２２と、底壁２４と、側壁２６ｂ、２６ｃ、２６ｄと、隔壁（３０ａ、３０ｂ）によって囲まれている。第２空間４２は、炉体２０内において隔壁（３０ａ、３０ｂ）によって第１空間４０と遮断されることによって、第２空間４２とは異なる雰囲気温度を維持することができる。第２空間４２は、側壁２６ｂに設けられた開口２８ｂにより熱処理炉１０の外に連通し、隔壁３０ａと隔壁３０ｂの間の連通通路３６により第１空間４０に連通している。第２空間４２には、複数の搬送ローラ５２と、複数のヒータ４４ｃ、４４ｄが配置されている。ヒータ４４ｃは、搬送ローラ５２の上方の位置に搬送方向に等間隔で配置され、ヒータ４４ｄは搬送ローラ５２の下方の位置に搬送方向に等間隔で配置されている。ヒータ４４ｃ、４４ｄが発熱することで、第２空間４２内が加熱される。第２空間４２は、第１空間４０と異なる雰囲気温度となるように設定されており、本実施例では、第２空間４２の雰囲気温度は、第１空間４０の雰囲気温度より高くされる。

炉体２０には、炉体２０内にガスを供給する複数の給気流路４６ａ〜４６ｃと、炉体２０内のガスを排出する複数の排気流路４８ａ〜４８ｃが設けられている。具体的には、給気流路４６ａは、底壁２４に設けられ、側壁２６ａと隔壁３０ｂの間であって隔壁３０ｂの近傍に配置されている。すなわち、給気流路４６ａは、第１空間４０内の搬送方向の下流側に設けられている。給気流路４６ａは、第１空間４０と連通し、炉体２０の外部から第１空間４０内に雰囲気ガスを供給する。給気流路４６ａから第１空間４０に雰囲気ガスが供給されることによって、第１空間４０内のガス雰囲気が制御される。給気流路４６ｂは、底壁２４に設けられ、隔壁３０ｂと側壁２６ｂの間であって側壁２６ｂの近傍に配置されている。すなわち、給気流路４６ｂは、第２空間４２内の搬送方向の下流側に設けられている。給気流路４６ｂは、第２空間４２と連通し、炉体２０の外部から第２空間４２内に雰囲気ガスを供給する。給気流路４６ｂから第２空間４２に雰囲気ガスが供給されることによって、第２空間４２内のガス雰囲気が制御される。給気流路４６ｃは、底壁２４に設けられ、隔壁３０ｂの第１部分３２ｂと第２部分３４ｂ（後述）の間に配置されている。給気流路４６ｃは、第３空間３８（後述）と連通し、第３空間３８内にガスを供給する。給気流路４６ａ〜４６ｃには、炉体２０の外部に配置されたガス供給源（図示省略）からガスが供給される。給気流路４６ａ〜４６ｃのそれぞれに供給されるガスの流量は、制御装置６０によって制御される。

排気流路４８ａは、天井壁２２に設けられ、側壁２６ａと隔壁３０ａの間であって側壁２６ａの近傍に配置されている。すなわち、排気流路４８ａは、第１空間４０内の搬送方向の上流側に設けられている。排気流路４８ａは、第１空間４０と連通し、第１空間４０内の雰囲気ガスを炉体２０の外部に排出する。排気流路４８ｂは、天井壁２２に設けられ、隔壁３０ａと側壁２６ｂの間であって隔壁３０ａの近傍に配置されている。すなわち、排気流路４８ｂは、第２空間４２内の搬送方向の上流側に設けられている。排気流路４８ｂは、第２空間４２と連通し、第２空間４２内の雰囲気ガスを炉体２０の外部に排出する。排気流路４８ｃは、天井壁２２に設けられ、隔壁３０ａの第１部分３２ａと第２部分３４ａ（後述）の間に配置されている。排気流路４８ｃは、第３空間３８（後述）と連通し、第３空間３８内のガスを炉体２０の外部に排出する。排気流路４８ａ〜４８ｃからそれぞれ排出されるガスの流量は、給気流路４６ａ〜４６ｃからそれぞれ供給されるガスの流量と対応するように制御装置６０によって制御される。

なお、本実施例では、各空間４０、４２内の搬送方向の上流側に排気流路４８ａ、４８ｂが設けられ、各空間４０、４２内の搬送方向の下流側に給気流路４６ａ、４６ｂが設けられている。また、各空間４０、４２、３８を囲む底壁２４に給気流路４６ａ〜４６ｃが設けられ、各空間４０、４２、３８を囲む天井壁２２に排気流路４８ａ〜４８ｃが設けられている。しかしながら、給気流路と排気流路の配置位置や配置する数は、本実施例の構成に限定されるものではなく、熱処理条件等に応じて適宜変更することができる。

次に、隔壁（３０ａ、３０ｂ）の構成について説明する。隔壁３０ａは、第１空間４０と隣接する位置に配置される第１部分３２ａと、第２空間４２と隣接する位置に配置される第２部分３４ａを備えている。第１部分３２ａと第２部分３４ａは、搬送方向に離間しており、第１部分３２ａと第２部分３４ａの間には、第３空間３８の一部が設けられている。隔壁３０ｂは、第１空間４０と隣接する位置に配置される第１部分３２ｂと、第２空間４２と隣接する位置に配置される第２部分３４ｂを備えている。第１部分３２ｂは、第１部分３２ａに対応する位置に配置されており、第２部分３４ｂは、第２部分３４ａに対応する位置に配置されている。第１部分３２ｂと第２部分３４ｂは、搬送方向に離間しており、第１部分３２ｂと第２部分３４ｂの間には、第３空間３８の他の部分が設けられている。すなわち、第３空間３８は、天井壁２２と、底壁２４と、隔壁３０ａの第１部分３２ａ及び第２部分３４ａと、隔壁３０ｂの第１部分３２ｂ及び第２部分３４ｂによって囲まれており、連通通路３６と連通している。

図３に示すように、第３空間３８の搬送方向（すなわち、Ｘ方向）の寸法Ｌ１は、第２部分３４ａ、３４ｂの搬送方向（すなわち、Ｘ方向）の寸法Ｌ２より小さくされている。すなわち、第２空間４２側から第１空間４０側への熱伝導の影響を抑制するためには、第２部分３４ａ、３４ｂの搬送方向の寸法をある程度長くする必要がある。そこで、第３空間３８の搬送方向の寸法Ｌ１を第２部分３４ａ，３４ｂの搬送方向の寸法より小さくすることで、被処理物１２の熱処理に寄与しない隔壁（３０ａ，３０ｂ）の搬送方向の寸法が長くなることを抑制している。同様に、第１空間４０側から第２空間４２側への熱伝導の影響を抑制するためには、第１部分３２ａ、３２ｂの搬送方向の寸法をある程度長くする必要がある。第３空間３８の搬送方向の寸法Ｌ１を、第１部分３２ａ、３２ｂの搬送方向（すなわち、Ｘ方向）の寸法Ｌ３より小さくすることで、隔壁（３０ａ、３０ｂ）の搬送方向の寸法が長くなることを抑制している。また、図１に示すように、第３空間３８には、第１空間４０及び第２空間４２と異なり、ヒータが配置されていない。

例えば、隔壁（３０ａ、３０ｂ）に第３空間３８が設けられていない場合、第１空間４０の雰囲気温度と第２空間４２の雰囲気温度が異なると、雰囲気温度が高い空間から雰囲気温度が低い空間に向かって雰囲気ガスが移動しやすくなる。例えば、本実施例のように第２空間４２の雰囲気温度が第１空間４０の雰囲気温度より高く設定されている場合には、第２空間４２内の雰囲気ガスが連通通路３６を通って第１空間４０内に流入し易くなる。本実施例の熱処理炉１０では、隔壁（３０ａ、３０ｂ）に、第１空間４０及び第２空間４２と隔離されると共に連通通路３６と連通する第３空間３８が設けられている。このため、第１空間４０より雰囲気温度が高い第２空間４２内の雰囲気ガスが、第２空間４２から連通通路３６を通って第３空間３８に移動したとしても、第３空間３８内に移動した雰囲気ガスがさらに連通通路３６を通って第１空間４０まで移動し難くなる。したがって、第２空間４２内の雰囲気ガスが第１空間４０内に流入することを抑制することができる。

また、第３空間３８には、空間内を加熱するヒータが設けられていないため、第３空間３８内の温度は、空間内が加熱される第１空間４０内の温度及び第２空間４２内の温度より高くなり難い。このため、第１空間４０内の雰囲気ガスが第３空間３８内に移動したとしても、第３空間３８内に移動した雰囲気ガスは、第３空間３８内の温度より高い第２空間４２に移動し難い。同様に、第２空間４２内の雰囲気ガスが第３空間３８内に移動したとしても、第３空間３８内に移動した雰囲気ガスは、第３空間３８内の温度より高い第１空間４０に移動し難い。したがって、第１空間４０内に第２空間４２の雰囲気ガスが流入することを抑制できると共に、第２空間４２内に第１空間４０の雰囲気ガスが流入することを抑制できる。

また、上述したように、第３空間３８は、給気流路４６ｃ及び排気流路４８ｃと連通している。給気流路４６ｃから供給されるガスは、第１空間４０内において加熱された雰囲気ガスや、第２空間４２内において加熱された雰囲気ガスより温度が低い。このため、給気流路４６ｃから第３空間３８内に供給されるガスによって、第３空間３８内の温度を第１空間４０及び第２空間４２より低くなるように調整することができる。これによって、第３空間３８内のガスが第１空間４０や第２空間４２に移動し難くなり、第１空間４０と第２空間４２との間をガスが移動することを抑制することができる。また、排気流路４８ｃが設けられることによって、第３空間３８内のガスが排出される。このため、第１空間４０内の雰囲気ガスが第３空間３８内に移動したとしても、第３空間３８内に移動した雰囲気ガスは、第３空間３８から排気流路４８ｃを介して炉体２０の外部に排出され、第３空間３８から第２空間４２に移動し難くなる。同様に、第２空間４２内の雰囲気ガスが第３空間３８内に移動したとしても、第３空間３８内に移動した雰囲気ガスは、第３空間３８から排気流路４８ｃを介して炉体２０の外部に排出され、第３空間３８から第１空間４０に移動し難くなる。これによって、第１空間４０と第２空間４２との間をガスが移動することを抑制することができる。

搬送装置は、複数の搬送ローラ５２と、第１駆動装置５４と、第２駆動装置５６と、第３駆動装置５８と、制御装置６０を備えている。搬送装置は、第１空間４０の開口２８ａ側の一端から、連通通路３６を介して、第２空間４２の開口２８ｂ側の他端まで被処理物１２を搬送する。被処理物１２は、搬送ローラ５２によって搬送される。

搬送ローラ５２は円筒状であり、第１空間４０内と連通通路３６内と第２空間４２内に設置され、その軸線は搬送方向と直交する方向に（すなわち、Ｙ方向に）伸びている。複数の搬送ローラ５２は、全て同じ直径を有しており、搬送方向に一定のピッチで等間隔に配置されている。搬送ローラ５２は、その軸線回りに回転可能に支持されており、駆動装置の駆動力が伝達されることによって回転する。

第１駆動装置５４は、第１空間４０内に配置された搬送ローラ５２を駆動する駆動装置（例えば、モータ）である。第１駆動装置５４は、動力伝達機構を介して、第１空間４０内に配置された搬送ローラ５２に接続されている。第１駆動装置５４の駆動力が動力伝達機構を介して第１空間４０内の搬送ローラ５２に伝達されると、第１空間４０内の搬送ローラ５２は回転するようになっている。同様に、第２駆動装置５６は、第２空間４２内に配置された搬送ローラ５２を駆動する駆動装置（例えば、モータ）である。第２駆動装置５６は、動力伝達機構を介して、第２空間４２内に配置された搬送ローラ５２に接続されている。第２駆動装置５６の駆動力が動力伝達機構を介して第２空間４２内の搬送ローラ５２に伝達されると、第２空間４２内の搬送ローラ５２は回転するようになっている。動力伝達機構としては、公知のものを用いることができ、例えば、スプロケットとチェーンによる機構が用いられている。第１駆動装置５４と第２駆動装置５６は、第１空間４０内の搬送ローラ５２と第２空間４２内の搬送ローラ５２が略同一の速度で回転するように、対応する搬送ローラ５２を駆動する。第１駆動装置５４及び第２駆動装置５６は、それぞれ制御装置６０によって制御されている。

第３駆動装置５８は、連通通路３６内に配置された搬送ローラ５２と、第１空間４０内の連通通路３６側に配置された搬送ローラ５２と、第２空間４２内の連通通路３６側に配置された搬送ローラ５２を駆動する駆動装置（例えば、モータ）である。第３駆動装置５８は、動力伝達機構を介して、連通通路３６と第１空間４０の一部と第２空間４２の一部に配置された搬送ローラ５２に接続されている。第３駆動装置５８の駆動力が動力伝達機構を介して搬送ローラ５２に伝達されると、搬送ローラ５２は回転するようになっている。動力伝達機構としては、公知のものを用いることができ、例えば、スプロケットとチェーンによる機構が用いられている。第３駆動装置５８は、出力を調整することによって、搬送ローラ５２の回転速度を変更することができる構成となっている。第３駆動装置５８の出力を調整することによって、第３駆動装置５８に接続される搬送ローラ５２は、第１駆動装置５４又は第２駆動装置５６に接続される搬送ローラ５２と略同一の速度で回転したり（以下、低速回転ともいう）、第１駆動装置５４又は第２駆動装置５６に接続される搬送ローラ５２より高速で回転したり（以下、高速回転ともいう）する。第３駆動装置５８は、それぞれ制御装置６０によって制御されている。

本実施例では、第１空間４０内の搬送ローラ５２が第１駆動装置５４に接続されており、第２空間４２内の搬送ローラ５２が第２駆動装置５６に接続されているが、このような構成に限定されない。例えば、第１空間４０内の搬送ローラ５２と第２空間４２内の搬送ローラ５２は１つの駆動装置に接続されていてもよい。また、第３駆動装置５８は出力を調整可能な構成となっているが、このような構成に限定されない。第３駆動装置５８の出力を切替えることなく、連通通路３６と第１空間４０の一部と第２空間４２の一部に配置される搬送ローラ５２が、低速回転したり、高速回転したりすることができる構成としてもよい。例えば、搬送装置は、第１駆動装置５４及び第２駆動装置５６より搬送ローラ５２を高速回転させるように駆動する第４駆動装置を備えていてもよい。このような場合には、連通通路３６に配置される搬送ローラ５２は、搬送ローラ５２を低速回転させる駆動装置（すなわち、第１駆動装置５４又は第２駆動装置５６）と高速回転させる駆動装置（すなわち、第４駆動装置）とにクラッチ機構によって切り換え可能に接続されていてもよい。

次に、被処理物１２を熱処理する際の熱処理炉１０の動作について説明する。被処理物１２を熱処理するためには、まず、ヒータ４４ａ〜４４ｄを作動させて、第１空間４０と第２空間４２の雰囲気温度を設定した温度とする。次いで、搬送ローラ５２上に被処理物１２を載せる。次いで、第１駆動装置５４、第２駆動装置５６、第３駆動装置５８を作動させて、熱処理炉１０の開口２８ａから、第１空間４０、連通通路３６及び第２空間４２を通って、熱処理炉１０の開口２８ｂまで被処理物１２を搬送する。これによって、被処理物１２が熱処理される。なお、図２に示すように、実施例では、被処理物１２を搬送ローラ５２の軸線方向（すなわち、Ｙ方向）に１つ載置して熱処理炉１０内を搬送しているが、このような構成に限定されない。例えば、熱処理炉は、被処理物１２を搬送ローラ５２の軸線方向に複数並べた状態で被処理物１２を搬送するように構成されていてもよい。

被処理物１２の搬送についてさらに詳細に説明する。まず、被処理物１２は、開口２８ａから搬入された後、第１空間４０を搬送される。第１空間４０では、第１駆動装置５４の作動によって搬送ローラ５２が回転し、被処理物１２が搬送される。このとき、第３駆動装置５８は第１駆動装置５４と略同一の出力で駆動しており、第３駆動装置５８に接続される搬送ローラ５２は、第１駆動装置５４に接続される搬送ローラ５２と略同一の速度で回転する。このため、被処理物１２は、開口２８ａから第１空間４０を搬送され、第１空間４０から搬出されるまでの間、略同一の速度で搬送される。被処理物１２は、第１空間４０を搬送される間、第１空間４０内の雰囲気温度で熱処理される。

被処理物１２が第１空間４０の下流側まで搬送されると、第３駆動装置５８は搬送ローラ５２を高速回転させる出力で駆動する。第３駆動装置５８の出力は、隔壁３０ａの第１部分３２ａの第１空間４０側に設置されるセンサ６２ａが被処理物１２を検出することによって変更される。例えば、センサ６２ａ及び後述のセンサ６２ｂには、光学式のセンサを用いることができ、センサ６２ａ、６２ｂは、被処理物１２が光路を遮るか否かを検出することができる。センサ６２ａが被処理物１２の前端を検出すると、制御装置６０は、第３駆動装置５８の出力を大きくする。すると、被処理物１２は、第１空間４０から連通通路３６まで高速で搬送される。

上述したように、隔壁３０ａ、３０ｂは第１空間４０の雰囲気温度と第２空間４２の雰囲気温度を分離するために設けられており、隔壁３０ａ、３０ｂの間に形成される連通通路３６は被処理物１２を第１空間４０から第２空間４２に搬送するために設けられている。このため、連通通路３６を搬送される間、被処理物１２は熱処理されない。被処理物１２が連通通路３６を高速搬送されることによって、被処理物１２の熱処理に寄与しない連通通路３６内を短時間で搬送することができる。また、被処理物１２を熱処理する温度を変化させるときには、温度変化の前後において温度差を被処理物１２に応じた温度にすることが好ましい。連通通路３６において被処理物１２を高速搬送することによって、被処理物１２を、第１空間４０の雰囲気温度から第２空間４２の雰囲気温度まで急速に昇温することができる。

また、上述したように、第３空間３８には、ヒータが配置されていない。このため、第３空間３８の搬送方向の寸法は、ヒータを設置可能な大きさにする必要がなく、小さくすることができる。また、第３空間３８の搬送方向の寸法は、第１部分３２ａ、３２ｂ及び第２部分３４ａ、３４ｂの搬送方向の寸法より小さくされている。このような寸法にすることによって、第１部分３２ａ、３２ｂ及び第２部分３４ａ、３４ｂの搬送方向の寸法（厚さ）を確保すると共に、隔壁３０ａ、３０ｂ全体の搬送方向の寸法（すなわち、連通通路３６の搬送方向の寸法）を小さくすることができる。本実施例では、第２空間４２の雰囲気温度が第１空間４０の雰囲気温度より高く設定されているため、特に、第２部分３４ａ、３４ｂの搬送方向の厚さを十分に確保する必要がある。第２空間４２側に配置される第２部分３４ａ、３４ｂの搬送方向の寸法Ｌ２を第３空間３８の搬送方向の寸法Ｌ１より大きくすることによって、第２部分３４ａ、３４ｂの搬送方向の厚さを十分に確保できると共に、隔壁３０ａ、３０ｂの搬送方向の寸法を小さくすることができる。このように、連通通路３６の搬送方向の寸法を小さくすることによって、被処理物１２を熱処理に寄与しない連通通路３６内を短時間で搬送することができる。

被処理物１２が連通通路３６を搬送されると、第３駆動装置５８の出力は第２駆動装置５６と略同一の出力に切替えられる。すると、第３駆動装置５８に接続される搬送ローラ５２は、第２駆動装置５６に接続される搬送ローラ５２と略同一の速度で回転する。第３駆動装置５８の出力は、隔壁３０ａの第２部分３４ａの第２空間４２側に設置されるセンサ６２ｂが被処理物１２を検出することによって変更される。具体的には、センサ６２ｂが被処理物１２の後端を検出すると、制御装置６０は、第３駆動装置５８の出力を小さくする。すると、被処理物１２は、第２空間４２を低速で搬送される。被処理物１２は、第２空間４２を搬送される間、第２空間４２内の雰囲気温度で熱処理される。被処理物１２は、第２空間４２を搬送され、開口２８ｂから熱処理炉１０の外部へ搬出される。

以上、本明細書に開示の技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

１０：熱処理炉
１２：被処理物
２０：炉体
２２：天井壁
２４：底壁
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ：側壁
２８ａ、２８ｂ：開口
３０ａ、３０ｂ：隔壁
３６：連通通路
４０：第１空間
４２：第２空間
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ：ヒータ
４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ：給気流路
４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄ：排気流路
５２：搬送ローラ
５４：第１駆動装置
５６：第２駆動装置
５８：第３駆動装置
６０：制御装置

Claims (5)

1. 被処理物を熱処理する熱処理炉であって、
   前記被処理物を第１の温度で熱処理する第１空間と、前記被処理物を前記第１の温度と異なる第２の温度で熱処理する第２空間と、前記第１空間と前記第２空間とを隔離する隔壁と、を備える炉体と、
   前記第１空間の一端から前記第２空間の他端まで前記被処理物を搬送する搬送装置と、を備えており、
   前記隔壁は、
   前記第１空間と前記第２空間とを連通させる連通通路と、
   前記隔壁内に設けられ、前記隔壁によって前記第１空間及び前記第２空間から隔離されると共に前記連通通路と連通する第３空間と、を備えている、熱処理炉。
2. 前記炉体に設けられ、その一端が前記第３空間と連通する一方でその他端が前記炉体の外部に連通し、前記第３空間内のガスを前記炉体の外部に排出する排気流路をさらに備えている、請求項１に記載の熱処理炉。
3. 前記炉体に設けられ、その一端が前記第３空間と連通する一方でその他端が前記炉体の外部に連通し、前記炉体の外部から前記第３空間内にガスを供給する給気流路をさらに備えている、請求項１又は２に記載の熱処理炉。
4. 前記隔壁は、前記第１空間と前記第３空間とを隔離する第１部分と、前記第２空間と前記第３空間とを隔離する第２部分と、をさらに備えており、
   前記第３空間の搬送方向の寸法は、前記第１の温度が前記第２の温度より高いときは前記第１部分の搬送方向の寸法より小さくされており、前記第２の温度が前記第１の温度より高いときは前記第２部分の搬送方向の寸法より小さくされている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱処理炉。
5. 前記炉体には、前記第１空間内に配置され、前記第１空間内を前記第１の温度に調整可能な第１ヒータと、前記第２空間内に配置され、前記第２空間内を前記第２の温度に調整可能な第２ヒータと、が設けられている一方、前記第３空間内にはヒータが設けられていない、請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱処理炉。

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