JP4898649B2

JP4898649B2 - 徐冷炉

Info

Publication number: JP4898649B2
Application number: JP2007328478A
Authority: JP
Inventors: 章仁山本
Original assignee: Koyo Thermo Systems Co Ltd
Current assignee: JTEKT Thermo Systems Corp
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2007-12-20
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2022-03-06
Also published as: JP2008170143A

Description

この発明は、例えば、清浄な環境下でプラズマディスプレイ用ガラス基板等の焼成と、これに続いて徐冷を行うために用いられる焼成炉（以下「徐冷炉」という）に関する。

この種の徐冷炉としては、例えば、徐冷ゾーンを少なくとも１つ有するものが一般的に良く知られている。すなわち、徐冷炉は、頂壁および底壁を有する炉本体と、頂壁に設置されているトップヒータと、底壁に設置されているボトムヒータとを有する少なくとも１つの徐冷ゾーンを備えている。

ところで、処理基板の種類やサイズ等により、要求される温度プロファイルはまちまちである。トップヒータおよびボトムヒータの出力調整だけでは、冷却速度が不足し、所望のプロファイル通りに徐冷できない場合があった。

そこで、冷却速度の不足を補うように構成したものとして、炉内循環ファンで冷却器を通し気体送風するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）
この徐冷炉では、装置構造が複雑となり設備コストが高くつくという問題点がある。

また、他の徐冷炉としては、炉内にクリーンエアーを導入するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。

この徐冷炉の問題点としては、大量のクリーンエアーを必要とするためランニングコストが高いということが挙げられる。
特開平１１−３１１４８４号公報特開平１０−６７５３９号公報

この発明の目的は、種々の温度プロファイルに対応でき、かつ構造が簡単で設備コストを低く抑えることができ、クリーンエアーではなくて、通常エアーを使用することができ、ランニングコストを低く抑えることができる徐冷炉を提供することにある。

この発明による徐冷炉は、頂壁および底壁を有する炉本体と、頂壁に設置されているヒータと、底壁に設置されている冷却ユニットと、冷却ユニット内にエアーを供給する手段とを備え、冷却ユニットが、炉本体の底壁上面に炉本体幅方向に並ぶように敷設された複数の扁平箱形状冷却モジュールを有しており、各冷却モジュール内にエアー通路が形成されているものである。

この発明による徐冷炉では、冷却ユニットに外気エアーを供給することにより、炉内が冷却される。したがって、炉本体に冷却ユニットを設置することと、これにエアーを供給することという簡単な構成でもって炉内の冷却不足を補うことができる。しかも、クリーンエアーは必要としない。

また、冷却ユニットが、炉本体の底壁上面に炉本体幅方向に並ぶように敷設された複数の扁平箱形状冷却モジュールを有しており、各冷却モジュール内にエアー通路が形成され、エアー通路の入口および出口のいずれか一方にブロワが接続されている。そのため、冷却ユニット全体を、複数の冷却モジュールの組み合わせによって構成することができ、炉本体の幅方向の温度分布を高精度に行うことができ、簡単な構成で冷却効果を高めることができるとともに、従来と同一の炉本体内に冷却ユニットの設置を容易に行うことができる。

さらに、エアー通路が、複数の並列状直線部と、隣り合う直線部の対応する端部同士を連絡する屈曲部とを有しており、直線部に、横断面波形状放熱フィンが設けられていると、簡単な構成で冷却効果を高めることがてきるとともに、その設置も容易に行える。

また、冷却ユニット内にエアを供給する手段が、エアー通路の入口および出口のいずれか一方にブロワが接続されていることが好ましい。このとき、ブロワによれば、インバータ等により風量の調節が容易に行える。

この発明によれば、種々の温度プロファイルに対応でき、かつ構造が簡単で設備コストを低く抑えることができ、クリーンエアーではなくて、通常エアーを使用することができ、ランニングコストを低く抑えることができる徐冷炉が提供される。

この発明の実施の形態を図面を参照してつぎに説明する。

以下の説明において、前後とは、図１を基準として、その紙面に直交して手前側を後、これと反対側を前（矢印Ａ）といい、左右とは、後方から見て、その左右の側を左右（図１の左右）というものとする。

図１を参照すると、徐冷炉は、基台(11)と、これの上面に装置されている炉本体(12)とを備えている。

炉本体(12)は、横断面横長方形状のもので、左右両側壁(21)(22)、頂壁(23)および底壁(24)よりなる。これらの炉壁(21)〜(24)は、いずれも断熱材によって構成されている。

左右両側壁(21)(22)にはローラ(25)が渡されている。ローラ(25)の左右両端部は、左右対応する側の側壁(21)(22)を貫通してその外側方にそれぞれ突出させられている。ローラ(25)の突出端部は、軸受(26)によって支持されかつ図示しない駆動機構に連結されている。駆動機構によってローラ(25)が回転駆動されると、ワーク(W)がセッター(S)を介してローラ(25)に載せられた状態で前に向かって搬送されていく（矢印Ａ）。

頂壁(23)下面には複数の面状ヒータ(31)が所定間隔で設置されている。底壁(24)上面には冷却ユニット(32)が設置されている。

冷却ユニット(32)は、底壁(24)上面全体を被覆するように隣り合うもの同士接した状態で底壁(24)上面に左右方向に並べられた４つの冷却モジュール(41)によって構成されている。４つの冷却モジュール(41)は、同一構造のものである。以下、図２を参照しながら、１つの冷却モジュール(41)について、詳しく説明する。

冷却モジュール(41)は、平面より見て前後方向に長い扁平方形箱形状のもので、左右両側壁(51)(52)、前後両端壁(53)(54)、頂壁(55)および底壁(56)よりなる。必要とされる温度プロファイルは種々であるが、これに対応するように冷却モジュール(41)の前後方向の長さが適宜設定される。

冷却モジュール(41)内には、前後方向にのびかつ頂壁(55)および底壁(56)に渡された垂直帯板状第１〜第３バッフル板(61)〜(63)が左から右にかけて順次並んでいる。第１および第３バッフル板(61)(63)は、後端壁(54)から前向きにのびて前端壁(53)の少し手前で終わっており、これとは逆に、第２バッフル板(62)は、前端壁(53)から後向きにのびて後端壁(54)の少し手前で終わっている。これにより、冷却モジュール(41)内には蛇行状エアー通路(71)が形成されている。すなわち、エアー通路(71)は、第１〜第３バッフル板(61)〜(63)を介して左側壁(51)から右側壁(52)まで順次並んでいる第１〜第４直線部(81)〜(84)と、第１および第２直線部(81)(82)の前端部同士を連絡している第１屈曲部(91)、第２および第３直線部(82)(83)の後端部同士を連絡している第２屈曲部(92)並びに第３および第４直線部(83)(84)の前端部同士を連絡している第３屈曲部(93)とよりなる。

上記のように、冷却モジュール(41)内に蛇行状エアー通路(71)を形成するようにバッフル板(61)〜(63)が設けられていると、エアーによる冷却効果が向上する。

第１直線部(81)の後端部に連通するように底壁(56)後縁部左端には入口パイプ(101)が垂下状に設けられている。第４直線部(84)の後端部に連通するように底壁(56)後縁部右端には出口パイプ(102)が垂下状に設けられている。

第１〜第４直線部(81)〜(84)には放熱フィン(111)がそれぞれ設けられている。各放熱フィン(111)は、パンチングプレートによって波板状に形成されたもので、全体として前後方向にのびかつ波は左右方向にうねっている。また、放熱フィン(111)は、波頭部の所要か所において頂壁(55)下面に溶接により固着されている。

第１〜第４直線部(81)〜(84)内に、前後方向にのびるように横断面波形状放熱フィンが設けられていることにより、エアー冷却の有効利用が一層促進される。

再び、図１を参照すると、入口パイプ(101)にはブロワー(121)およびダンパーまたは調整弁(122)が接続されている。ブロワー(121)は、インバータにより風量が可変、冷却能力の調整ができる。また、ダンパー(122)で各モジュール(41)の風量を調整できる。

ブロワ(121)の運転により、冷却エアーは、入口パイプ(101)を通じて各冷却モジュール(41)内に導入され、エアー通路(71)を通過した後、出口パイプ(102)を通じて各冷却モジュール(41)内から排出される。エアー通路(71)を通過する冷却エアーによって、冷却モジュール(41)を通じて炉内が冷却される。その際、放熱フィンは冷却エアーの熱を効率良く冷却モジュール(41)に伝達する。

ここで、注目すべきは、冷却ユニット(32)は、冒頭で説明した徐冷炉のボトムヒータとほぼ同形状、すなわち、互換可能な寸法に構成されていることである。このように構成することにより、炉の外形寸法への影響を無くし、従来と同一の炉本体寸法での制作が可能となり、使用部材の共通化が図れ、コスト増を抑えることができる。

この発明による徐冷炉の垂直横断面図である。同徐冷炉に備えられた冷却ユニットの斜視図である。

12 炉本体
23 炉本体頂壁
24 炉本体底壁
31 ヒータ
32 冷却ユニット
41 冷却モジュール
61〜63 バッフル板
71 エアー通路
111 フィン
121 ブロワ

Claims

頂壁および底壁を有する炉本体と、頂壁に設置されているヒータと、底壁に設置されている冷却ユニットと、冷却ユニット内にエアーを供給する手段とを備え、冷却ユニットが、炉本体の底壁上面に炉本体幅方向に並ぶように敷設された複数の扁平箱形状冷却モジュールを有しており、各冷却モジュール内にエアー通路が形成されており、
エアー通路が、複数の並列状直線部と、隣り合う直線部の対応する端部同士を連絡する屈曲部とを有しており、各直線部は、炉本体長さ方向にのびており、
直線部および屈曲部は、冷却モジュール頂壁および底壁に渡されかつ冷却モジュール内を水平蛇行状に区画した並列状バッフル板によって形成されており、
直線部に、横断面波形状放熱フィンが設けられており、放熱フィンは、波形状のなす波を炉本体幅方向にうねらせて炉本体長さ方向にのびており、放熱フィンの波頭部は、冷却モジュール頂壁に固着されている徐冷炉。
冷却ユニット内にエアを供給する手段が、エアー通路の入口および出口のいずれか一方にブロワが接続されている請求項１に記載の徐冷炉。