JP5270226B2 - 熱処理炉の排気ガス処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、炉内から排出された昇華物を含む排気ガスから前記昇華物を除去する熱処理炉の排気ガス処理装置に関する。

従来、液晶パネル（カラーフィルタ）等の加熱処理には、熱風循環式の熱処理炉が多用されている。この熱風循環式の熱処理炉は、加熱器で加熱した空気を熱処理槽内（炉内）で循環させて、熱処理槽内に配置した液晶パネル等を加熱するものである。
ところが、この液晶パネルの加熱処理においては、例えばガラス基板に塗布されたレジストが高温に加熱されることにより、当該レジストに含まれる昇華成分が気化して、処理雰囲気が昇華成分により汚染される。このような処理雰囲気中では、液晶パネル等も汚染されてその品質が低下することになるので、処理雰囲気の一部を排出して熱処理槽内の清浄度を確保することが行われている。この熱処理槽から排出された排気ガスは、排気ガス処理装置を通して昇華物が除去された状態で大気中に放出される。

前記排気ガス処理装置として、昇華物を含む排気ガスを、冷却手段によって冷却することにより、当該排気ガス中の昇華物を析出させ、この析出させた昇華物を、フィルタによって捕集するものが提供されている。
この種の排気ガス処理装置において、前記冷却手段として、排気管（排気ダクト）の途中部に散水用チャンバを配置し、この散水用チャンバ内の排気ガスに対して、冷却された水をシャワー状又は噴霧状にて均一に吹付ける（散水する）ことにより、当該排気ガスを急冷させるものが提案されている（例えば特許文献１参照）。この散水方式の冷却手段を用いた排気ガス処理装置では、冷却により析出させた昇華物が、散水した水とともに還流管を通してタンクに還流される。この際、還流管の途中部に設けられたフィルタによって昇華物が除去される。
ところが、前記散水方式の冷却手段は、散水用チャンバに加え、散水用の水を溜める水槽、水槽内の水を吸引し吐出するポンプ及び水槽内の水を冷却する冷却機構等が必要であるので、排気ガス処理装置の構造が複雑になって、その製造コストが高く付くという問題があった。

そこで、排気管の外部から排気管内に導入した空気（外気）を、排気管内の排気ガスに混入することにより、当該排気ガスを冷却させる外気混入方式の冷却手段が提案されている。図２は、この外気混入方式の冷却手段を用いた排気ガス処理装置５１を示している。この排気ガス処理装置５１は、熱処理槽（図示せず）から昇華物を含む排気ガスを導入する排気管５２と、この排気管５２内の排気ガスを冷却する冷却手段５３と、冷却によって排気ガスから析出させた昇華物を捕集するフィルタ５４と、排気管５２内のガスを吸引して排出する排気ブロワ５５とを備えている。前記冷却手段５３は、フィルタ５４の上流側において排気管５２に接続された外気吸引管５６と、この外気吸引管５６の開口端に設けられた吸引ファン５７とを備えるものである。

特開２００３−１８５３５５号公報

前記外気混入式の冷却手段５３は、排気管５２内に吸引した外気が、排気ガスとともにフィルタ５４に供給されるので、その風量が多くなって当該フィルタ５４による圧力損失が大きくなる。このため、排気ガスの処理効率が低下するという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、構造が簡単で排気ガスの処理効率を高めることができる熱処理炉の排気ガス処理装置を提供することを目的としている。

本発明の排気ガス処理装置は、炉内から昇華物を含む排気ガスを導入する排気ダクトと、この排気ダクトに導入した昇華物を含む排気ガスを冷却して当該昇華物を析出させる冷却手段と、この冷却手段によって析出させた昇華物を捕集するフィルタと、このフィルタの下流側において前記排気ダクトに接続され、当該排気ダクトの内部のガスを吸引して排出する排気ブロワとを備えた熱処理炉の排気ガス処理装置であって、前記冷却手段が、外気を導入可能な開口部を有し、前記排気ダクトの外周面を長手方向の所定範囲に亘って包囲している空冷室と、一端部が前記空冷室に連通接続され、他端部が前記排気ブロワとフィルタとの間の排気ダクト内に連通接続された連通路とを有することを特徴としている。

この構成によれば、排気ブロアによって排気ダクトの内部のガスが吸引されると、前記空冷室と排気ダクトの内部との間で生じる差圧によって、空冷室の外部の空気（外気）を前記開口部を通して空冷室に連続的に吸引することができ、この吸引した空気を、前記連通路を通して排気ダクトの内部に連続的に導入することができる。このため、前記空冷室に順次導入された空気によって、前記排気ダクトを空冷して、当該排気ダクトの内部の昇華物を含む排気ガスを冷却することができる。

このように、前記冷却手段は、前記空冷室と排気ダクトの内部との間で生じる差圧を利用して、空冷室の外部の空気を空冷室に連続的に吸引することにより、排気ガスを冷却するものであるので、従来の冷却手段よりも構造を簡素化することができる。また、前記空冷室に吸引した空気を、連通路を通してフィルタの下流側の排気ダクト内に導入するので、当該空気によってフィルタで圧力損失が生じるのを抑制することができる。

本発明にかかる熱処理炉の排気ガス処理装置によれば、構造を簡素にすることができるとともに、排気ガスの処理効率を高めることができる。

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る熱処理炉の排気ガス処理装置を示す概略図である。図１に示すように、前記排気ガス処理装置１は、熱処理炉の炉内（図示せず）から昇華物を含む排気ガスを導入する排気ダクト２と、この排気ダクト２に導入された前記排気ガスを冷却して昇華物を析出させる冷却手段３と、この冷却手段３によって析出された昇華物を捕集するフィルタ４と、前記排気ダクト２内のガスを吸引して排出する排気ブロワ５とを備えている。

前記排気ダクト２は、第１管体２ａ、第２管体２ｂ及び第３管体２ｃを、所定間隔離してこの順に配列したものであり、前記第１管体２ａと第２管体２ｂとの間にフィルタ４を介在し、第２管体２ｂと第３管体２ｃとの間に排気ブロワ５を介在している。第１管体２ａの上流側（図１において左側）は、前記炉内から排出された排気ガスの温度が低下して昇華物が析出するのを防止するために断熱材６で覆われている。また、第１管体２ａの下流側に前記冷却手段３が設けられており、この冷却手段３の上流側の第１管体２ａの内部には、排気量調整ダンパ７が設けられている。この排気量調整ダンパ７で、炉内から排出される排気ガスの排出量を調整することができる。

冷却手段３は、第１管体２ａの外周面を長手方向の所定範囲に亘って包囲する環状の空冷室１０と、この空冷室１０と排気ダクト２とを連通する連通管（連通路）１５とを有している。
前記空冷室１０は、第１管体２ａの外周面を円筒部材１１によって隙間ｇを有した状態で包囲し、この円筒部材１１の両端部の開口を、円環状の側面板１２で覆うことにより形成されている。前記円筒部材１１には、空冷室１０の外部の空気（外気）を空冷室１０内に吸引するための開口部１４が複数個設けられている。

前記連通管１５は、一端部が前記円筒部材１１に連通された状態で接続され、他端部がフィルタ４と排気ブロワ５との間に介在した第２管体２ｂの内部に連通された状態で接続されている。この連通管１５の途中部には、当該連通管１５内の空気の流通量を調整するためのダンパ１６が設けられている。

前記フィルタ４は、ガスが通過可能な無数の透孔を形成したものであり、冷却によって排気ガスから析出された昇華物を捕集することができる。このフィルタ４は、筐体４ａに収容されている。
前記排気ブロワ５は、排気ダクト２内のガスを吸引して、第３管体２ｃを通して大気中に排出するものであり、前記排気ダクト２内のガスの吸引に伴って、炉内から排気ガスを排気ダクト２に導入することができる。

以上の構成の排気ガス処理装置１によれば、排気ブロア５によって排気ダクト２内のガスが吸引されると、前記冷却手段３の空冷室１０と第２管体２ｂ内との間で差圧が生じるので、空冷室１０の外部の空気を開口部１４を通して空冷室１０に連続的に吸引することができる。また、この空冷室１０に吸引した空気を、前記連通路１５を通して第２管体２ｂの内部に連続的に吸引することができる。このため、前記空冷室１０を通過する空気によって、前記排気ダクト２を空冷することができる。したがって、排気ダクト２に導入した昇華物を含む排気ガスを連続的に冷却して、当該昇華物を析出させることができる。そして、この析出させた昇華物を、フィルタ４によって捕集して、当該昇華物が除去された排気ガスを大気中に排出することができる。
なお、前記冷却手段３による排気ガスの冷却度合いは、連通管１５の途中部に設けた前記ダンパ１６を調整することによって行うことができる。

このように、前記冷却手段３は、前記空冷室１０と第２管体２ｂの内部との間で生じる差圧を利用して、外気を空冷室１０に連続的に導入して排気ダクト２内の排気ガスを冷却するものであるので、前記空冷室１０に外気を吸引するための専用のブロワ等が不要である。このため、排気ガス処理装置１の構造を簡素化することができる。しかも、前記空冷室１０に吸引した空気を、連通路１５を通してフィルタ４の下流側の第２管体２ｂ内に吸引するので、当該空気によってフィルタ４で圧力損失が生じるのを防止することができる。このため、排気ガスの処理効率を高めることができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではない。例えば、空冷室１０に外気を導入する開口部１４としては、前記円筒部材１１に設ける場合の他、この円筒部材１１の両端部を側面板１２で覆うことなく開放して、当該円筒部材１１の両端縁と第１管体２ａとの間の隙間を、開口部１４として構成してもよい。

本発明の一実施形態に係る排気ガス処理装置を示す概略図である。 従来の排気ガス処理装置を示す概略図である。

符号の説明

１ 排気ガス処理装置
２ 排気ダクト
３ 冷却手段
４ フィルタ
５ 排気ブロワ
１０ 空冷室
１１ 円筒部材
１４ 開口部
１５ 連通管（連通路）
ｇ 隙間

Claims (1)

1. 炉内から昇華物を含む排気ガスを導入する排気ダクトと、
   この排気ダクトに導入した昇華物を含む排気ガスを冷却して当該昇華物を析出させる冷却手段と、
   この冷却手段によって析出させた昇華物を捕集するフィルタと、
   このフィルタの下流側において前記排気ダクトに接続され、当該排気ダクトの内部のガスを吸引して排出する排気ブロワと
   を備えた熱処理炉の排気ガス処理装置であって、
   前記冷却手段が、
   外気を導入可能な開口部を有し、前記排気ダクトの外周面を長手方向の所定範囲に亘って包囲している空冷室と、
   一端部が前記空冷室に連通接続され、他端部が前記排気ブロワとフィルタとの間の排気ダクト内に連通接続された連通路と
   を有することを特徴とする熱処理炉の排気ガス処理装置。

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