JP5446653B2 - Heat treatment equipment - Google Patents

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Description

本発明は、炉体内部において連続的に搬送される被処理物に熱処理を行う熱処理装置に関するものである。   The present invention relates to a heat treatment apparatus for performing a heat treatment on an object to be continuously conveyed inside a furnace body.

従来から、被処理物からの蒸発ガスの発生を伴う熱処理は広く行われている。例えば、液晶パネル、プラズマディスプレイパネル、太陽電池パネル等のガラス基板にペーストを塗布して乾燥または焼成させる熱処理、金属箔や樹脂フィルム等のウエブ状の基材にペーストを塗布して乾燥させる熱処理、あるいは金属材料や無機材料で構成される粉体を焼成させる熱処理などがある。   Conventionally, heat treatment involving generation of evaporative gas from an object to be processed has been widely performed. For example, a heat treatment for applying a paste to a glass substrate such as a liquid crystal panel, a plasma display panel, a solar battery panel and drying or baking, a heat treatment for applying a paste to a web-like substrate such as a metal foil or a resin film, and drying, Alternatively, there is a heat treatment for firing a powder made of a metal material or an inorganic material.

少量の被処理物を実験室規模で熱処理する装置には、バッチ式の小型炉が広く用いられている。一方、大量の被処理物を連続的に熱処理する装置には、連続搬送式の大型炉が広く用いられている。連続搬送式の装置は、被処理物の搬送方法によっていくつかに分類される。   A batch-type small furnace is widely used as an apparatus for heat-treating a small amount of workpieces on a laboratory scale. On the other hand, a continuous conveyance type large furnace is widely used as an apparatus for continuously heat-treating a large amount of objects to be processed. The continuous conveyance type apparatus is classified into several types according to the conveyance method of the workpiece.

被処理物はそのまま載置されて直接搬送される場合もあるが、板状または箱型の積載部材に積載して搬送される場合も多い。たとえば被処理物がガラス基板等の場合は、基板の割れやキズを防止するためガラスと同程度の硬度を持つ板状の積載部材が広く用いられ、被処理物が粉体の場合は、炉の構成部材への粉体の付着を防止しつつ、流動性の高い粉体でも積載量を確保するため箱型の積載部材が広く用いられる。被処理物および積載部材の搬送媒体としては、油圧プッシャー(プッシャー炉)、セラミックローラのコンベヤ(ローラハース炉)、金属メッシュベルトのコンベヤ(メッシュベルト炉)などが用いられる。   In some cases, the workpiece is placed as it is and directly conveyed, but in many cases, the workpiece is loaded on a plate-shaped or box-shaped stacking member and conveyed. For example, when the object to be processed is a glass substrate or the like, a plate-shaped stacking member having the same degree of hardness as glass is widely used to prevent the substrate from cracking or scratching. A box-shaped stacking member is widely used to prevent the powder from adhering to the constituent members and to secure a loading amount even for powder having high fluidity. A hydraulic pusher (pusher furnace), a ceramic roller conveyor (roller hearth furnace), a metal mesh belt conveyor (mesh belt furnace), or the like is used as a conveyance medium for the workpiece and the stacking member.

被処理物であるペーストや粉体からは、乾燥または焼成などの熱処理によって溶剤または水などが蒸発し、蒸発ガスとなって炉体内部に浮遊する。蒸発ガスは、多くの場合に所望の熱処理には不要であるため、蒸発ガスを含む炉内雰囲気を炉外に排出するダクトなどの排気機構を有する熱処理装置が広く用いられる。   From the paste or powder to be processed, the solvent or water is evaporated by a heat treatment such as drying or baking, and becomes an evaporated gas and floats inside the furnace body. Since the evaporative gas is not necessary for the desired heat treatment in many cases, a heat treatment apparatus having an exhaust mechanism such as a duct for discharging the atmosphere inside the furnace containing the evaporated gas to the outside of the furnace is widely used.

近年、生産性の向上に伴って連続的に熱処理を行うことで処理量が増加し、炉体内部における蒸発ガスの濃度も増加している。そのため、炉体内部において気流の流速あるいは温度が低下しやすい部分、または炉外の排気ダクト内など特に蒸発ガス濃度が高く温度も低下しやすい部分に、結露が発生する可能性が指摘されるようになっている。被処理物の上方で結露が発生して被処理物に滴下すると、多くの場合に不良品となり歩留りが低下するので、特に被処理物の上方における蒸発ガスの結露を防止する必要がある。   In recent years, with the improvement of productivity, the amount of processing is increased by continuously performing heat treatment, and the concentration of evaporating gas inside the furnace body is also increasing. For this reason, it may be pointed out that condensation may occur in a portion where the flow velocity or temperature of the air flow is easily reduced inside the furnace body or in a portion where the concentration of evaporative gas is high and the temperature is likely to be lowered, such as in an exhaust duct outside the furnace. It has become. If condensation occurs above the workpiece and drops onto the workpiece, in many cases it becomes a defective product and the yield decreases. Therefore, it is particularly necessary to prevent condensation of the evaporated gas above the workpiece.

大流量の排気を行えば、炉内に滞留する蒸発ガスの濃度を低減して結露を抑制することは可能である。しかしながら、炉内の圧力バランスを保つために、排気したガスと同程度の流量の雰囲気ガスを供給する必要が生じ、雰囲気ガスを炉内で加熱するエネルギーコストが増大する。また、雰囲気ガスに大気以外の種々のガスを使用している場合は、そのガスの購入または生成にかかるコストも増大する。したがって、被処理物の熱処理においては、排気流量の増加を伴わずに結露を防止することが望ましい。   If a large flow rate is exhausted, it is possible to reduce the concentration of the evaporative gas staying in the furnace and suppress dew condensation. However, in order to maintain the pressure balance in the furnace, it is necessary to supply atmospheric gas having a flow rate similar to that of the exhausted gas, and the energy cost for heating the atmospheric gas in the furnace increases. In addition, when various gases other than the atmosphere are used as the atmospheric gas, the cost for purchasing or generating the gas also increases. Therefore, it is desirable to prevent condensation in the heat treatment of the object to be processed without increasing the exhaust flow rate.

従来、被処理物の上方における蒸発ガスの結露を防止する方法としては、排気フードを被処理物の搬送路の上方に設け、排気フードを加熱することで、排気フード内を蒸発ガスの露点温度以上に保温する方法がある(例えば、特許文献1参照)。この排気フードは、被処理物から立ち上がる蒸発ガスを所定の排気ダクトに導くためのものである。   Conventionally, as a method for preventing condensation of evaporative gas above the object to be processed, an exhaust hood is provided above the conveyance path of the object to be processed, and the exhaust hood is heated so that the dew point temperature of the evaporative gas is within the exhaust hood. There is a method for keeping the temperature above (see, for example, Patent Document 1). This exhaust hood is for guiding the evaporating gas rising from the object to be processed to a predetermined exhaust duct.

図6は特許文献1に記載された従来の熱処理装置の構成を示す図であり、図6(a)は特許文献1における熱処理装置の搬入口近傍を示す概略斜視図を、図6(b)は特許文献1における熱処理装置の搬入口近傍を示す概略断面図をそれぞれ示している。   FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional heat treatment apparatus described in Patent Document 1, and FIG. 6A is a schematic perspective view showing the vicinity of the carry-in entrance of the heat treatment apparatus in Patent Document 1, and FIG. FIG. 1 shows a schematic sectional view showing the vicinity of the carry-in entrance of the heat treatment apparatus in Patent Document 1.

図6(b)に示すように、従来の熱処理装置には、被処理物1が炉体2の内部に搬入される際に通過する搬入口3が設けられている。そして、搬入口3の上方には、被処理物1から立ち上がる蒸発ガスを排気ダクト4に導くための排気フード5が設けられている。また、排気フード5には加熱器6が備えられている。また搬入口3の上部内周面には、防滴板部材7が設けられ、防滴板部材7には加熱器8が備えられている。   As shown in FIG. 6 (b), the conventional heat treatment apparatus is provided with a carry-in port 3 through which the workpiece 1 is carried when carried into the furnace body 2. An exhaust hood 5 for guiding the evaporating gas rising from the workpiece 1 to the exhaust duct 4 is provided above the carry-in port 3. The exhaust hood 5 is provided with a heater 6. Further, a drip-proof plate member 7 is provided on the upper inner peripheral surface of the carry-in port 3, and the drip-proof plate member 7 is provided with a heater 8.

特開2004−44985号公報JP 2004-44985 A

しかしながら、前記従来の熱処理装置では、炉外の雰囲気や常温で搬入される被処理物1の影響を受けて、排気フード5の末端部など局所的に温度の低い箇所が存在する可能性が高く、完全には蒸発ガスの結露を防止することができない。対策としては、温度の低い箇所が存在しなくなるまで排気フード5や搬入口3とその周辺部材を充分に加熱する方法が挙げられる。しかしながら、搬入口3の近傍の温度を過度に上昇させると、被処理物1が炉体2の中に搬入される前に加熱されてしまうことで蒸発が起こり、蒸発ガスが炉外に漏れ出して周辺環境を汚染するなど多大な悪影響を及ぼす場合がある。   However, in the conventional heat treatment apparatus, there is a high possibility that a location where the temperature is locally low, such as the end portion of the exhaust hood 5, is influenced by the atmosphere outside the furnace or the workpiece 1 carried in at normal temperature. It is not possible to completely prevent condensation of evaporating gas. As a countermeasure, there is a method of sufficiently heating the exhaust hood 5, the carry-in port 3 and its peripheral members until there is no low temperature portion. However, if the temperature in the vicinity of the carry-in port 3 is excessively increased, the workpiece 1 is heated before being carried into the furnace body 2, and thus evaporation occurs, and the evaporated gas leaks out of the furnace. May adversely affect the surrounding environment.

また、前記従来の熱処理装置で行われる、排気フード5や搬入口3とその周辺部材および蒸発ガスの加熱は、被処理物1の熱処理に本来は要しない余分なエネルギーを消費する行為であり、搬入口3の近傍は一般に常温なので加熱するためのエネルギーロスも大きい。さらに、生産性の向上に伴って連続的に熱処理を行う処理量が増加すると、蒸発ガスの発生量が増加して露点温度も上昇するので、結露防止のために必要な加熱量、すなわちエネルギーロスも増大していく。   The heating of the exhaust hood 5 and the carry-in port 3 and its peripheral members and the evaporative gas performed in the conventional heat treatment apparatus is an act of consuming extra energy that is not originally required for the heat treatment of the workpiece 1. Since the vicinity of the carry-in port 3 is generally room temperature, the energy loss for heating is large. In addition, if the amount of heat treatment that is continuously performed increases as productivity increases, the amount of evaporative gas generated increases and the dew point temperature also rises. Therefore, the amount of heating required to prevent condensation, that is, energy loss Will also increase.

上記のような問題から、従来の熱処理装置では、エネルギーロスを抑制しつつ、蒸発ガスの結露と被処理物への滴下を防止することが困難であるという課題を有している。   Due to the above problems, the conventional heat treatment apparatus has a problem that it is difficult to prevent condensation of evaporation gas and dripping onto the object to be processed while suppressing energy loss.

本発明は、上記従来の問題に鑑み、エネルギーロスを抑制しつつ、蒸発ガスの結露と被処理物への滴下の防止を実現できる熱処理装置を提供することを目的とする。   In view of the above-described conventional problems, an object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus that can realize prevention of condensation of evaporation gas and dripping onto an object to be processed while suppressing energy loss.

上記目的を達成するために、本発明の請求項1に記載の熱処理装置は、少なくとも第1ゾーンおよび第2ゾーンを備える炉体内部において被処理物から蒸発ガスの発生を伴う熱処理を行う熱処理装置であって、前記被処理物の搬送方向に沿って前記炉体の内部空間を前記第1ゾーンおよび前記第2ゾーンに区切る位置に隔壁が配置され、前記炉体の搬入口を備える前記第1ゾーンの内部において、前記蒸発ガスを含む炉内雰囲気を吸い込むガス吸込口と、前記蒸発ガスの露点温度以下まで前記ガス吸込口で吸込まれた前記炉内雰囲気を冷却する冷却器と、前記冷却器での冷却により結露した前記蒸発ガスの液化物を前記炉体の外へ排出する排水機構とが、前記第1ゾーン内部の前記被処理物の搬送路の下方に配置され、前記第1ゾーンと連通する前記第2ゾーンの内部に前記熱処理用のヒータが配置されたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a heat treatment apparatus according to claim 1 of the present invention performs a heat treatment involving generation of evaporative gas from an object to be processed inside a furnace body having at least a first zone and a second zone. A partition wall is disposed at a position that divides the internal space of the furnace body into the first zone and the second zone along the conveyance direction of the workpiece, and the first body includes a carry-in port of the furnace body. Inside the zone, a gas suction port for sucking the furnace atmosphere containing the evaporated gas, a cooler for cooling the furnace atmosphere sucked in the gas suction port to a dew point temperature of the evaporated gas or less, and the cooler A drainage mechanism for discharging the liquefied product of the evaporative gas condensed by cooling at the outside of the furnace body, and is disposed below the conveyance path of the object to be processed inside the first zone, Communication Said second zone inside the heater for the heat treatment is characterized in that it is arranged that.

本発明の熱処理装置によれば、エネルギーロスを抑制しつつ、蒸発ガスの結露と被処理物への滴下の防止を実現できる。   According to the heat treatment apparatus of the present invention, it is possible to prevent condensation of evaporative gas and prevention of dripping on the object to be processed while suppressing energy loss.

本発明の実施の形態1における熱処理装置の概略斜視図1 is a schematic perspective view of a heat treatment apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1における熱処理装置の搬送方向に平行で鉛直な概略断面図Schematic sectional view parallel to and perpendicular to the transport direction of the heat treatment apparatus in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1における熱処理装置の熱処理ゾーンの搬送方向に垂直な概略断面図Schematic sectional view perpendicular to the conveying direction of the heat treatment zone of the heat treatment apparatus in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1における熱処理装置のブロック図The block diagram of the heat processing apparatus in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1における熱処理装置の予備ゾーンの搬送方向に垂直な概略断面図Schematic sectional view perpendicular to the transport direction of the spare zone of the heat treatment apparatus in Embodiment 1 of the present invention (a)特許文献1における熱処理装置の搬入口近傍を示す概略斜視図、(b)特許文献1における熱処理装置の搬入口近傍を示す概略断面図(A) Schematic perspective view showing the vicinity of the carry-in entrance of the heat treatment apparatus in Patent Document 1 (b) Schematic cross-sectional view showing the vicinity of the carry-in entrance of the heat treatment apparatus in Patent Document 1

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同じ構成には同じ符号を付して、適宜説明を省略している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における熱処理装置10の概略斜視図である。また、図2は本発明の実施の形態1における熱処理装置10の搬送方向に平行で鉛直な概略断面図である。図2は、被処理物11が炉体12の内部に搬入される際に通過する搬入口13の近傍において、被処理物11の搬送方向に平行で鉛直な面で炉体12を切断した断面図を示している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic perspective view of a heat treatment apparatus 10 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a schematic sectional view parallel to and perpendicular to the transport direction of the heat treatment apparatus 10 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the furnace body 12 cut along a vertical plane parallel to the conveyance direction of the workpiece 11 in the vicinity of the carry-in port 13 through which the workpiece 11 is carried into the furnace body 12. The figure is shown.

この熱処理装置10は、粉体状の被処理物11を積載した箱型の積載部材14を炉体12内に搬送し、この炉体12の内部空間で被処理物11を熱処理する装置である。本実施の形態1では、図2に示すように、搬送方向(図2の紙面左右方向)に沿って複数個設置された搬送ローラ15(搬送路)の回転によって、積載部材14が搬送方向に搬送される。すなわち、積載部材14は、図1に矢印で示す搬送方向16に沿って、図2の紙面の左から右へ向かって搬送される。   The heat treatment apparatus 10 is an apparatus for transporting a box-shaped stacking member 14 loaded with a powder-like object 11 to the furnace body 12 and heat-treating the object 11 in the internal space of the furnace body 12. . In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the stacking member 14 is moved in the transport direction by the rotation of a plurality of transport rollers 15 (transport paths) installed in the transport direction (the left-right direction in FIG. 2). Be transported. That is, the stacking member 14 is transported from the left to the right of the sheet of FIG. 2 along the transport direction 16 indicated by the arrow in FIG.

図2に示すように、積載部材14は搬送方向16に沿って列をなして並べられており、それらを連続的に搬送することで、積載部材14に積載されている被処理物11を連続的に熱処理することができる。積載部材14は、積載部材同士の衝突を避けるために一定の間隔を空けて並べることも、隙間なく並べることも可能である。   As shown in FIG. 2, the stacking members 14 are arranged in a row along the transport direction 16, and the workpieces 11 stacked on the stacking member 14 are continuously transported by continuously transporting them. Heat treatment can be performed. The stacking members 14 can be arranged at regular intervals or without gaps in order to avoid collisions between the stacking members.

搬送ローラ15には、被処理物11を積載した積載部材14の荷重に耐えうる太さ(強度)のものを用いる。また、積載部材14の落下が生じないように、積載部材14の搬送方向16に沿った長さよりも充分に短いピッチで搬送ローラ15を並べる。搬送ローラ15が太すぎるか、または並べるピッチが短すぎると、後述する搬送路の下部からの伝熱および搬送路の上下間の気流を阻害するため、適正なローラの太さとピッチを設定することが望ましい。なお、無論、搬送方法は搬送ローラ15の回転によって積載部材14を搬送する方法に限定されるものではなく、例えばローラ上の積載部材を油圧プッシャーで押す方法や、メッシュベルトのコンベヤで搬送する方法などを用いることができる。なお、図4に示すように、搬送ローラ15は、その制御装置である搬送コントローラ38により制御されている。   The transport roller 15 is of a thickness (strength) that can withstand the load of the stacking member 14 on which the workpiece 11 is stacked. Further, the transport rollers 15 are arranged at a pitch sufficiently shorter than the length along the transport direction 16 of the stack member 14 so that the stack member 14 does not fall. If the transport rollers 15 are too thick or the pitch to be arranged is too short, heat transfer from the lower part of the transport path and airflow between the upper and lower sides of the transport path, which will be described later, are obstructed. Is desirable. Of course, the transport method is not limited to the method of transporting the stacking member 14 by the rotation of the transport roller 15, for example, a method of pushing the stacking member on the roller with a hydraulic pusher, or a method of transporting with a mesh belt conveyor Etc. can be used. In addition, as shown in FIG. 4, the conveyance roller 15 is controlled by the conveyance controller 38 which is the control device.

本実施の形態1では、炉体12の寸法は、鉛直方向の高さHを800[mm]、後述する各ゾーンの搬送方向16に沿った長さL1,L2をそれぞれ1000[mm]とする。また搬送方向16に直交する水平方向の横幅L3を1800[mm]とする。なお、無論、寸法はこれに限定されるものではなく、被処理物11の処理量に応じて適切な大きさに設定する。   In the first embodiment, the furnace body 12 has a vertical height H of 800 [mm], and lengths L1 and L2 along the transport direction 16 of each zone to be described later are 1000 [mm]. . Further, the horizontal width L3 perpendicular to the transport direction 16 is set to 1800 [mm]. Of course, the size is not limited to this, and is set to an appropriate size according to the processing amount of the workpiece 11.

また、本実施の形態1では、粉体状の被処理物11を箱型の積載部材14に積載して熱処理する例を示しているが、無論、被処理物11および積載部材14の形態はこれに限定されるものではなく、例えばペーストを塗布したガラス基板で構成される被処理物を板状の積載部材に積載するなどに対しても、適宜設定することで対応できる。   Further, in the first embodiment, an example is shown in which the powder-like object to be processed 11 is loaded on the box-shaped stacking member 14 and heat-treated. Of course, the forms of the object to be processed 11 and the stacking member 14 are as follows. However, the present invention is not limited to this, and for example, it is possible to cope with the case where a workpiece formed of a glass substrate coated with a paste is stacked on a plate-shaped stacking member.

続いて、熱処理装置10のゾーン構成について説明する。熱処理装置10の炉体12は、その内部空間を搬送方向16に沿って熱処理プロセスに応じた複数のゾーン(処理空間)に分割している。図2には、それらのうち搬入口13を通過後の2つのゾーンの断面を示している。各ゾーンはゾーン隔壁17で区切られており、ゾーン隔壁17には、被処理物11と積載部材14が通過可能な通過口18が設けられている。   Next, the zone configuration of the heat treatment apparatus 10 will be described. The furnace body 12 of the heat treatment apparatus 10 divides the internal space into a plurality of zones (treatment spaces) according to the heat treatment process along the transport direction 16. In FIG. 2, the cross section of two zones after passing the carrying-in port 13 among them is shown. Each zone is divided by a zone partition wall 17, and the zone partition wall 17 is provided with a passage port 18 through which the workpiece 11 and the stacking member 14 can pass.

本実施の形態1では、図2において被処理物11が搬入口13から搬入された後に通る順に、図2の紙面左側から第1ゾーン(予備ゾーン26)、第2ゾーン(熱処理ゾーン19)としている。図2の紙面右側の第2ゾーン(熱処理ゾーン19)は、被処理物11からの蒸発ガスの発生を伴う熱処理を行うための加熱器を備えており、熱処理ゾーン19と呼称する。なお、図2では第2ゾーン以降は記載を省略しているが、以降の複数のゾーン(第3ゾーン、第4ゾーン、・・・)は、基本的に第2ゾーンと同様の構成をもつ熱処理ゾーンである。   In the first embodiment, the first zone (preliminary zone 26) and the second zone (heat treatment zone 19) are arranged from the left side of FIG. 2 in the order in which the workpiece 11 is carried from the carry-in port 13 in FIG. Yes. The second zone (heat treatment zone 19) on the right side of FIG. 2 is equipped with a heater for performing heat treatment that accompanies the generation of evaporative gas from the workpiece 11, and is referred to as the heat treatment zone 19. In FIG. 2, the description after the second zone is omitted, but a plurality of subsequent zones (third zone, fourth zone,...) Basically have the same configuration as the second zone. It is a heat treatment zone.

図3は、熱処理ゾーン19を被処理物11の搬送方向に垂直な面で切断した断面図を示している。熱処理ゾーン19には、炉体12の上壁として上部断熱壁12aが、炉体12の下壁として下部断熱壁12bが、炉体12の水平方向に対向する側壁として側部断熱壁12cが、それぞれ設けられている。   FIG. 3 shows a cross-sectional view of the heat treatment zone 19 cut along a plane perpendicular to the conveying direction of the workpiece 11. The heat treatment zone 19 includes an upper heat insulation wall 12a as an upper wall of the furnace body 12, a lower heat insulation wall 12b as a lower wall of the furnace body 12, and a side heat insulation wall 12c as a side wall facing the furnace body 12 in the horizontal direction. Each is provided.

図3を用いて、積載部材14の搬送方法について追加で説明する。積載部材14は図3の紙面手前から奥に向かって搬送され、ここでは、搬送方向と直交する横方向(図3の紙面左右方向)に3個の積載部材14が並置されている場合を示している。このように横方向(搬送方向に垂直で水平な方向)に3個の積載部材14を並置して、それらを同時に搬送することで、横方向に並置された3個の積載部材14に積載されている各被処理物11を同時に熱処理することができる。前述したように、積載部材14は搬送方向に沿っても列をなして並べられているので、ここでは3本の列をなす積載部材14が同時に連続して搬送される。なお、無論、横方向に並置する積載部材14の個数はこれに限定されるものではない。しかしながら、横方向に並置する数が増えるほど生産性が向上するが、装置の設置スペースが増大し、搬送の難易度や、横方向に均一な熱処理を行う難易度も高くなる。   With reference to FIG. 3, an additional method for conveying the stacking member 14 will be described. The stacking member 14 is transported from the front side to the back side in FIG. 3, and here, a case where three stacking members 14 are juxtaposed in a lateral direction (left and right direction in FIG. 3) perpendicular to the transport direction is shown. ing. As described above, the three stacking members 14 are juxtaposed in the lateral direction (the direction perpendicular to the transport direction) and are transported at the same time, so that they are stacked on the three stacking members 14 juxtaposed in the lateral direction. Each object to be processed 11 can be heat-treated simultaneously. As described above, since the stacking members 14 are arranged in rows along the transport direction, here, the stacking members 14 in three rows are transported simultaneously and continuously. Of course, the number of stacking members 14 juxtaposed in the lateral direction is not limited to this. However, productivity increases as the number of juxtaposing in the lateral direction increases, but the installation space of the apparatus increases, and the difficulty of carrying and the difficulty of performing uniform heat treatment in the lateral direction also increase.

図3において横方向に3個並置された積載部材14間の隙間は、それぞれ水平距離50[mm]で、また、積載部材14と側部断熱壁12cの内壁面との隙間は、左右とも水平距離150[mm]である。なお、無論、隙間の寸法はこれに限定されるものではないが、後述する搬送路の上下間の気流を阻害することのないよう、適正な隙間を設定することが望ましい。   In FIG. 3, the gaps between the three stacking members 14 juxtaposed in the horizontal direction are each a horizontal distance of 50 [mm], and the gaps between the stacking member 14 and the inner wall surface of the side heat insulating wall 12c are horizontal. The distance is 150 [mm]. Of course, the size of the gap is not limited to this, but it is desirable to set an appropriate gap so as not to hinder the airflow between the upper and lower sides of the conveyance path described later.

続いて、被処理物11からの蒸発ガスの発生を伴う熱処理を行うための加熱器について説明する。本実施の形態1では、加熱器として、積載部材14の搬送路を挟んで上下方向に、上部ヒータ20および下部ヒータ21をそれぞれ複数個ずつ設けている。詳しくは、搬送ローラ15の上方(上部断熱壁12a側)にパイプ状の上部ヒータ20が搬送方向16に沿って4個配置されており、同様に搬送ローラ15の下方(下部断熱壁12b側)にパイプ状の下部ヒータ21が搬送方向16に沿って4個配置されている。また、上部ヒータ20および下部ヒータ21は、長手方向が搬送方向16に直交する横方向(図3の紙面左右方向)と平行になるように配置されている。また、上部ヒータ20と下部ヒータ21は、積載部材14の上下方向(表面と裏面)での均熱化を図るため、積載部材14との間の垂直方向(図2の紙面上下方向)の距離が等しくなるようにそれぞれ配置されている。   Then, the heater for performing the heat processing accompanying generation | occurrence | production of the evaporation gas from the to-be-processed object 11 is demonstrated. In the first embodiment, a plurality of upper heaters 20 and a plurality of lower heaters 21 are provided as heaters in the vertical direction across the conveyance path of the stacking member 14. Specifically, four pipe-shaped upper heaters 20 are arranged along the conveyance direction 16 above the conveyance roller 15 (on the upper heat insulation wall 12a side), and similarly below the conveyance roller 15 (on the lower heat insulation wall 12b side). Further, four pipe-like lower heaters 21 are arranged along the conveying direction 16. Further, the upper heater 20 and the lower heater 21 are arranged so that the longitudinal direction thereof is parallel to the horizontal direction (left and right direction in FIG. 3) perpendicular to the transport direction 16. Further, the upper heater 20 and the lower heater 21 are spaced in the vertical direction (up and down direction on the paper surface of FIG. 2) between the stacking members 14 in order to equalize heat in the vertical direction (front and back surfaces) of the stacking members 14. Are arranged to be equal to each other.

図4は、本発明の実施の形態1における熱処理ゾーン19のブロック図である。なお、ここでは、第2ゾーン(熱処理ゾーン19)以降については省略して図示しているが、これらは第2ゾーン(熱処理ゾーン19)と同様の構成である。   FIG. 4 is a block diagram of heat treatment zone 19 in the first embodiment of the present invention. Here, the second zone (heat treatment zone 19) and the subsequent zones are not shown, but these have the same configuration as the second zone (heat treatment zone 19).

上部ヒータ20と下部ヒータ21は、それぞれ上部ヒータ用温度コントローラ20aと下部ヒータ用温度コントローラ21aに接続されており、それらの温度コントローラは、上部ヒータ20と下部ヒータ21の出力、つまり温度を個別に制御する。なお、ここでは、上部ヒータ20および下部ヒータ21として同形状のものを用いたが、上下の温度制御が複雑になることが考慮されれば、異なる形状であってもよい。また、上部ヒータ20と下部ヒータ21は、例えば炉体12を構成する上部断熱壁12aおよび下部断熱壁12bに埋め込んでもよい。これらを埋め込んだ場合は、熱効率は落ちるが、熱処理装置10を小型化することが可能である。   The upper heater 20 and the lower heater 21 are connected to an upper heater temperature controller 20a and a lower heater temperature controller 21a, respectively. The temperature controllers individually output the outputs of the upper heater 20 and the lower heater 21, that is, the temperatures. Control. Here, the same shape is used for the upper heater 20 and the lower heater 21, but different shapes may be used as long as the upper and lower temperature control is considered complicated. Further, the upper heater 20 and the lower heater 21 may be embedded in, for example, the upper heat insulating wall 12a and the lower heat insulating wall 12b constituting the furnace body 12. When these are embedded, the thermal efficiency is lowered, but the heat treatment apparatus 10 can be downsized.

また、ここでは、上部ヒータ20および下部ヒータ21の種類として、パイプ状のセラミックケース内に抵抗体を収納して成る電気ヒータを用いるが、加熱器(上部ヒータ20、下部ヒータ21)の種類はこれに限定されるものではなく、例えばパネル型の電気ヒータや、ガス燃焼式のヒータなど、種々のヒータを用いることができる。   Here, as the types of the upper heater 20 and the lower heater 21, an electric heater in which a resistor is housed in a pipe-shaped ceramic case is used, but the types of heaters (upper heater 20, lower heater 21) are different. However, the present invention is not limited to this, and various heaters such as a panel type electric heater and a gas combustion type heater can be used.

続いて、熱処理ゾーン19のガス供給機構について説明する。被処理物11に行う熱処理が化学反応を伴う場合は、所望の化学反応に必要な種類の雰囲気ガスを炉体12の内部に供給する必要がある。また、化学反応を伴わなくても、蒸発ガスの発生を伴う熱処理(例えば被処理物11が含有する溶媒および水の乾燥)の場合は、蒸発ガスを含む炉内雰囲気を炉外に排出するガス排気機構が必要であり、炉内の圧力バランスを保つためには排気した流量と同程度の流量の雰囲気ガスを炉体12の内部に供給する必要がある。ここでは、被処理物11には化学反応と蒸発ガスの発生の両方を伴う熱処理を施すので、化学反応の促進と、炉内の圧力バランスの確保という2つの目的で雰囲気ガスの供給を行い、雰囲気ガスの種類には酸素(O)を用いる。 Next, the gas supply mechanism of the heat treatment zone 19 will be described. When the heat treatment performed on the workpiece 11 involves a chemical reaction, it is necessary to supply the interior of the furnace body 12 with the kind of atmospheric gas necessary for the desired chemical reaction. In addition, in the case of heat treatment that accompanies generation of evaporative gas (for example, drying of the solvent and water contained in the object 11) without causing a chemical reaction, a gas that exhausts the furnace atmosphere containing the evaporative gas to the outside of the furnace. An exhaust mechanism is required, and in order to maintain the pressure balance in the furnace, it is necessary to supply an atmosphere gas having a flow rate comparable to the exhausted flow rate into the furnace body 12. Here, since the object 11 is subjected to a heat treatment that involves both the chemical reaction and the generation of evaporative gas, the atmosphere gas is supplied for the two purposes of promoting the chemical reaction and ensuring the pressure balance in the furnace, Oxygen (O 2 ) is used as the kind of atmospheric gas.

この熱処理装置10のガス供給機構は、炉体12の内部に設置されたガス噴出口22へ炉体12の外部から雰囲気ガスを供給する機構であり、ここでは、ガス噴出口22が設けられた給気管23と、給気管23へ雰囲気ガスを供給する雰囲気ガス供給源32と、雰囲気ガス供給源から給気管23へ供給される雰囲気ガスの流量を制御するガス流量調整部33とからなる。ガス流量調整部33には、例えばレギュレータやダンパー、ファン等を用いることができる。   The gas supply mechanism of the heat treatment apparatus 10 is a mechanism for supplying atmospheric gas from the outside of the furnace body 12 to the gas outlet 22 installed inside the furnace body 12. Here, the gas outlet 22 is provided. An air supply pipe 23, an atmospheric gas supply source 32 that supplies atmospheric gas to the air supply pipe 23, and a gas flow rate adjusting unit 33 that controls the flow rate of the atmospheric gas supplied from the atmospheric gas supply source to the air supply pipe 23. For example, a regulator, a damper, a fan, or the like can be used for the gas flow rate adjusting unit 33.

炉体12の内部へ所望の熱処理に必要な雰囲気ガスを供給するガス供給機構の一部である円筒状の給気管23は、炉体12を横方向(搬送方向に垂直で水平な方向)から貫通する。この給気管23は、ガス供給機構の一部である雰囲気ガス供給源32に炉体12の外部で接続している。また、給気管23には、炉体12の外部において、ガス供給機構の一部であるガス流量調整部33が介装されている。また、給気管23の炉体12の内部における位置は、積載部材14の搬送路(搬送ローラ15)の上方である。   A cylindrical air supply pipe 23, which is a part of a gas supply mechanism that supplies an atmosphere gas necessary for a desired heat treatment to the inside of the furnace body 12, moves the furnace body 12 from the lateral direction (a direction perpendicular to the transport direction and horizontal). To penetrate. The air supply pipe 23 is connected to the atmosphere gas supply source 32 which is a part of the gas supply mechanism outside the furnace body 12. Further, a gas flow rate adjusting unit 33 that is a part of the gas supply mechanism is interposed in the supply pipe 23 outside the furnace body 12. Further, the position of the air supply pipe 23 inside the furnace body 12 is above the conveying path (conveying roller 15) of the stacking member 14.

給気管23の炉体12の内部における側面には、複数個のガス噴出口22が設けられている。したがって、炉体12の外部から給気管23を通じてガス噴出口22に供給された雰囲気ガスは、ガス噴出口22から被処理物11へ向けて噴出される。なお、無論、ガス供給機構の構成はこれに限定されるものではなく、ガス噴出口22および給気管23の形状、配置、個数は、被処理物11に施す熱処理の種類に応じて、また被処理物11および積載部材14の形状、配置、個数に応じて適宜設定する。   A plurality of gas ejection ports 22 are provided on the side surface of the supply pipe 23 inside the furnace body 12. Therefore, the atmospheric gas supplied from the outside of the furnace body 12 through the air supply pipe 23 to the gas ejection port 22 is ejected from the gas ejection port 22 toward the workpiece 11. Needless to say, the configuration of the gas supply mechanism is not limited to this, and the shape, arrangement, and number of the gas outlets 22 and the supply pipes 23 depend on the type of heat treatment applied to the workpiece 11 and It sets suitably according to the shape, arrangement | positioning, and number of the processed material 11 and the stacking member 14.

続いて、熱処理ゾーン19のガス排気機構について説明する。被処理物11の熱処理は、上部ヒータ20および下部ヒータ21からの熱の供給、ならびにガス噴出口22から噴出された雰囲気ガスと被処理物11との接触によって進行するが、その熱処理中に、被処理物11に含有される成分の蒸発や化学反応によって被処理物11から蒸発ガスが発生する。この蒸発ガスが炉体12の内部に滞留すると、被処理物11に所望の化学反応とは逆の反応が起こる可能性がある。したがって、この蒸発ガスは、雰囲気ガスとともに炉外に排出する必要がある。   Next, the gas exhaust mechanism of the heat treatment zone 19 will be described. The heat treatment of the object to be processed 11 proceeds by the supply of heat from the upper heater 20 and the lower heater 21 and the contact between the atmosphere gas jetted from the gas outlet 22 and the object to be processed 11. Evaporated gas is generated from the object 11 by evaporation or chemical reaction of components contained in the object 11. If this evaporative gas stays inside the furnace body 12, a reaction opposite to a desired chemical reaction may occur in the object 11 to be processed. Therefore, this evaporated gas needs to be discharged out of the furnace together with the atmospheric gas.

この熱処理装置のガス排気機構は、炉体12の内部に設置されたガス吸込口24に吸込まれたガスを炉体12の外部へ排出する機構であり、ここでは、ガス吸込口24が設けられた排気管25と、排気管25を通じてガス吸込口24へガスを吸込ませる排気流量調整部(排気ファンとその制御部)34とからなる。   The gas exhaust mechanism of this heat treatment apparatus is a mechanism that discharges the gas sucked into the gas suction port 24 installed in the furnace body 12 to the outside of the furnace body 12. Here, the gas suction port 24 is provided. The exhaust pipe 25 and an exhaust flow rate adjusting unit (exhaust fan and its control unit) 34 for sucking gas into the gas suction port 24 through the exhaust pipe 25.

蒸発ガスを炉体12の内部から外部へ排出するガス排気機構の一部である円筒状の排気管25は、炉体12を横方向(搬送方向に垂直で水平な方向)から貫通する。この排気管25は、ガス排気機構の一部である排気流量調整部34に炉体12の外部で接続している。また、排気管25の炉体12の内部における位置は、積載部材14の搬送路の上方である。   A cylindrical exhaust pipe 25 which is a part of a gas exhaust mechanism for exhausting evaporated gas from the inside of the furnace body 12 to the outside penetrates the furnace body 12 from the lateral direction (a direction perpendicular to the transport direction and horizontal). The exhaust pipe 25 is connected to the exhaust flow rate adjustment unit 34 that is a part of the gas exhaust mechanism outside the furnace body 12. Further, the position of the exhaust pipe 25 inside the furnace body 12 is above the conveyance path of the stacking member 14.

排気管25の炉体12の内部における側面には、複数個のガス吸込口24が設けられている。したがって、熱処理により被処理物11から発生した蒸発ガスは、周囲の雰囲気とともにガス吸込口24から吸込まれ、排気管25を通じて炉体12の外部へ排出される。   A plurality of gas inlets 24 are provided on the side surface of the exhaust pipe 25 inside the furnace body 12. Therefore, the evaporative gas generated from the workpiece 11 by the heat treatment is sucked from the gas suction port 24 together with the surrounding atmosphere, and is discharged to the outside of the furnace body 12 through the exhaust pipe 25.

なお、無論、ガス排気機構の構成はこれに限定されるものではなく、ガス吸込口24および排気管25の形状、配置、個数は、被処理物11に施す熱処理の種類に応じて、また被処理物11および積載部材14の形状、配置、個数に応じて適宜設定する。   Of course, the configuration of the gas exhaust mechanism is not limited to this, and the shape, arrangement, and number of the gas inlet 24 and the exhaust pipe 25 depend on the type of heat treatment to be performed on the object 11 to be processed. It sets suitably according to the shape, arrangement | positioning, and number of the processed material 11 and the stacking member 14.

給気管23および排気管25の材質として、ここでは、耐熱性を有し、被処理物11や雰囲気ガス、蒸発ガスへの耐食性を有するアルミナ質のセラミックスを用いる。なお、無論、使用温度条件を満たし、被処理物や雰囲気ガス、蒸発ガスへの耐食性を持つものであれば他の材質を用いることもでき、被処理物や雰囲気ガス、蒸発ガスの種類に応じて適宜設定する。   As the material for the air supply pipe 23 and the exhaust pipe 25, here, alumina ceramics having heat resistance and corrosion resistance to the object 11, atmospheric gas, and evaporation gas is used. Of course, other materials can be used as long as they satisfy the operating temperature conditions and have corrosion resistance to the object to be processed, atmospheric gas, and evaporation gas, depending on the type of object to be processed, atmospheric gas, and evaporation gas. Set as appropriate.

上記の構成により、熱処理ゾーン19で被処理物11から発生する蒸発ガスを炉外に排出することが可能となるが、各ゾーンで発生する蒸発ガスを全て当該ゾーンのガス排出機構を通じて炉外に排出することは困難である。これは、蒸発ガスの一部は、雰囲気ガスの流路外にも拡散し、ゾーンを仕切る隔壁には必然的に被処理物の通過口が備えられているので、隣接するゾーンにも一部拡散するためである(なお、各ゾーンの排気を大流量にすればこれを防げるが、省エネの点で実用的でない。)。そのため、発生した蒸発ガスの一部は炉内に滞留し、また隣接するゾーン間を浮遊する。炉の搬入口13の近傍など、特に温度の低下しやすい領域に蒸発ガスが滞留して濃度が上昇すると、その領域において蒸発ガスの結露が発生し、それが被処理物11の上方である場合には被処理物11に滴下する可能性が生じる。   With the above configuration, it is possible to discharge the evaporated gas generated from the workpiece 11 in the heat treatment zone 19 to the outside of the furnace. However, all the evaporated gas generated in each zone is discharged outside the furnace through the gas discharge mechanism of the zone. It is difficult to discharge. This is because part of the evaporating gas diffuses out of the atmosphere gas flow path, and the partition walls that divide the zone are inevitably provided with a passage for the object to be treated, so that part of the evaporating gas is also present in the adjacent zone. This is because it diffuses (in addition, this can be prevented if the exhaust gas in each zone has a large flow rate, but it is not practical in terms of energy saving). Therefore, a part of the generated evaporative gas stays in the furnace and floats between adjacent zones. When evaporative gas stays in a region where the temperature tends to decrease, such as in the vicinity of the furnace inlet 13, and the concentration increases, condensation of the evaporative gas occurs in that region, which is above the workpiece 11 In such a case, there is a possibility of dropping on the workpiece 11.

この熱処理装置10は、図2に示すように、搬入口13と熱処理ゾーン19との間に、熱処理ゾーン19とは構成の異なるゾーンを1つ設けている。このゾーン(図2の紙面左側で、被処理物11が搬入口13を通過直後に通る第1ゾーン)は、蒸発ガスの発生を伴う熱処理を行わないゾーンであり、予備ゾーン26と呼称する。この予備ゾーン26の以下に説明する構成が、被処理物11の上方における結露の発生を防止する役割を果たす。   As shown in FIG. 2, the heat treatment apparatus 10 has one zone having a configuration different from that of the heat treatment zone 19 between the carry-in port 13 and the heat treatment zone 19. This zone (the first zone on the left side of FIG. 2 where the workpiece 11 passes immediately after passing through the carry-in port 13) is a zone in which heat treatment accompanied by generation of evaporating gas is not performed, and is referred to as a preliminary zone 26. The configuration described below of the spare zone 26 plays a role of preventing the occurrence of condensation on the workpiece 11.

図5は予備ゾーン26を被処理物11の搬送方向に垂直な面で切断した断面図を示している。予備ゾーン26には、熱処理ゾーン19と同様に、炉体12の上壁として上部断熱壁12aが、炉体12の下壁として下部断熱壁12bが、炉体12の水平方向に対向する側壁として側部断熱壁12cがそれぞれ設けられている。また、予備ゾーン26は、被処理物11の搬送路(搬送ローラ15)の下方に、蒸発ガスを含んだ炉内雰囲気を誘引するガス吸込口27と、蒸発ガスの露点温度以下まで炉内雰囲気を冷却して蒸発ガスを結露させる冷却器(水冷管)29と、結露した液体を炉外へ排出する排水機構(排水ユニット)30とをそれぞれ備えている。   FIG. 5 shows a cross-sectional view of the preliminary zone 26 cut along a plane perpendicular to the conveying direction of the workpiece 11. In the spare zone 26, as in the heat treatment zone 19, the upper heat insulating wall 12 a as the upper wall of the furnace body 12, and the lower heat insulating wall 12 b as the lower wall of the furnace body 12, as side walls facing the horizontal direction of the furnace body 12. Side heat insulating walls 12c are respectively provided. The spare zone 26 includes a gas suction port 27 that induces an atmosphere in the furnace containing evaporating gas below the conveying path (conveying roller 15) of the workpiece 11 and an atmosphere in the furnace up to a dew point temperature of the evaporating gas. And a drainage mechanism (drainage unit) 30 for discharging the condensed liquid out of the furnace.

予備ゾーン26のガス排気機構について説明する。予備ゾーン26のガス排気機構は、熱処理ゾーン19のガス排気機構と同様に、炉体12の内部に設置されたガス吸込口27に吸込まれたガスを炉体12の外部へ排出する機構であり、ここでは、ガス吸込口27が設けられた排気管28と、排気管28を通じてガス吸込口27へガスを吸込ませる排気流量調整部(排気ファンとその制御部)35とからなる。   The gas exhaust mechanism of the spare zone 26 will be described. The gas exhaust mechanism of the spare zone 26 is a mechanism for discharging the gas sucked into the gas suction port 27 installed inside the furnace body 12 to the outside of the furnace body 12, similarly to the gas exhaust mechanism of the heat treatment zone 19. Here, the exhaust pipe 28 is provided with a gas suction port 27, and an exhaust flow rate adjusting unit (exhaust fan and its control unit) 35 that sucks gas into the gas suction port 27 through the exhaust pipe 28.

円筒状の排気管28は、炉体12を横方向(搬送方向に垂直で水平な方向)から貫通する。この排気管28は、ガス排気機構の一部である排気量調整部(排気ファンとその制御部)35に炉体12の外部で接続している。また、排気管28の炉体12の内部における位置は、図5に示すように、積載部材14の搬送路の下方であり、かつガス吸込口27が(後述する)冷却器29の下端面よりも下方に配置する。   The cylindrical exhaust pipe 28 penetrates the furnace body 12 from the lateral direction (a direction perpendicular to the transport direction and horizontal). The exhaust pipe 28 is connected to the exhaust amount adjustment unit (exhaust fan and its control unit) 35 which is a part of the gas exhaust mechanism outside the furnace body 12. Further, as shown in FIG. 5, the position of the exhaust pipe 28 inside the furnace body 12 is below the conveying path of the stacking member 14, and the gas suction port 27 is from the lower end surface of the cooler 29 (described later). Is also placed below.

排気管28の炉体12の内部における側面には、4個のガス吸込口27が設けられている。4個のガス吸込口27の位置は、被処理物11が搬送時に通過する範囲の直下ではない箇所であり、詳細には、図5の横方向に並置された積載部材14間の隙間の中点直下にガス吸込口27の中心があり、また積載部材14と側部断熱壁12cの内壁面との隙間の中点直下にガス吸込口27の中心があるように、それぞれ設定されている。なお、無論、ガス吸込口27の個数はこれに限定されるものではなく、横方向に並置する積載部材14の個数に応じて適宜設定する。また積載部材14間の隙間の直下には配置せず、積載部材14と側部断熱壁12cの内壁面との隙間の直下のみに配置しても構わない。   Four gas suction ports 27 are provided on a side surface of the exhaust pipe 28 inside the furnace body 12. The positions of the four gas suction ports 27 are not directly below the range through which the object to be processed 11 passes during conveyance, and in detail, in the gap between the stacking members 14 juxtaposed in the horizontal direction in FIG. The center of the gas suction port 27 is set just below the point, and the center of the gas suction port 27 is set just below the middle point of the gap between the stacking member 14 and the inner wall surface of the side heat insulating wall 12c. Of course, the number of the gas suction ports 27 is not limited to this, and is appropriately set according to the number of the stacking members 14 juxtaposed in the lateral direction. Further, it may be arranged not directly under the gap between the stacking members 14 but only directly under the gap between the stacking member 14 and the inner wall surface of the side heat insulating wall 12c.

これにより、予備ゾーン26の内部において搬送路の上方から下方へと向かう気流が形成される。図2において熱処理ゾーン19で発生した蒸発ガスのうち、熱処理ゾーン19のガス吸込口24から排気されずに通過口18を通じて予備ゾーン26に浮遊してきた分は、図5の紙面横方向に並置された積載部材14間の隙間、および積載部材14と側部断熱壁12cの内壁面との隙間を通り、また搬送方向に沿って並置された搬送ローラ15間の隙間を通って、搬送路の下方に誘引される。   As a result, an air flow is formed in the spare zone 26 from the upper side to the lower side of the transport path. In FIG. 2, the part of the evaporated gas generated in the heat treatment zone 19 that is not exhausted from the gas suction port 24 of the heat treatment zone 19 and floats in the spare zone 26 through the passage port 18 is juxtaposed in the horizontal direction of the drawing in FIG. Through the clearance between the stacking members 14 and the clearance between the stacking member 14 and the inner wall surface of the side heat insulating wall 12c, and through the clearance between the transport rollers 15 juxtaposed along the transport direction. Attracted by

なお、上記の気流を形成するには、予備ゾーン26のガス吸込口27から一定量以上の流量のガスを吸込む必要があるが、過度の吸込み流量を予備ゾーン26のガス吸込口27に設定すると、搬入口13から過度の外気が予備ゾーン26に流入する可能性や、隣接する熱処理ゾーン19から必要以上に蒸発ガスを含む炉内雰囲気が予備ゾーン26に流入する可能性が生じる。   In order to form the above-described air flow, it is necessary to suck a gas having a flow rate of a certain amount or more from the gas suction port 27 of the spare zone 26. However, if an excessive suction flow rate is set in the gas suction port 27 of the spare zone 26, There is a possibility that an excessive amount of outside air flows into the spare zone 26 from the carry-in port 13 and a possibility that an in-furnace atmosphere containing an evaporation gas more than necessary flows into the spare zone 26 from the adjacent heat treatment zone 19.

これを防止するため、ここでは、予備ゾーン26内部と炉外との差圧が−5[Pa]の負圧となり、かつ予備ゾーン26内部と隣接する熱処理ゾーン19内部との差圧が−1[Pa]となるように、それぞれの流量調整部において、予備ゾーン26のガス吸込口27および熱処理ゾーン19のガス吸込口24からの吸込み流量を設定している。ゾーン間の圧力バランスはこれに限定されるものではないが、予備ゾーン26内部と炉外との差圧が−10[Pa]〜0[Pa]の範囲の負圧であり、予備ゾーン26内部と隣接する熱処理ゾーン19内部との差圧が0[Pa]以上の正圧であるか、または−5[Pa]〜0[Pa]の範囲の負圧となるように、各ガス吸込口から吸込むガス流量を設定することが望ましい。ここで、差圧の基準となる圧力については、熱処理ゾーン19の圧力を用いることが好ましい。すなわち、熱処理ゾーン19の圧力に基づいて、予備ゾーン26の圧力を調整する事が好ましい。   In order to prevent this, here, the differential pressure between the inside of the preliminary zone 26 and the outside of the furnace becomes a negative pressure of −5 [Pa], and the differential pressure between the inside of the preliminary zone 26 and the inside of the adjacent heat treatment zone 19 is −1. In each flow rate adjusting unit, the suction flow rate from the gas suction port 27 of the preliminary zone 26 and the gas suction port 24 of the heat treatment zone 19 is set so as to be [Pa]. The pressure balance between the zones is not limited to this, but the differential pressure between the inside of the spare zone 26 and the outside of the furnace is a negative pressure in the range of −10 [Pa] to 0 [Pa], and the inside of the spare zone 26 From each gas inlet so that the differential pressure between the inside of the heat treatment zone 19 adjacent to the positive pressure is 0 [Pa] or more, or a negative pressure in the range of −5 [Pa] to 0 [Pa]. It is desirable to set the gas flow rate to be sucked. Here, it is preferable to use the pressure in the heat treatment zone 19 as the pressure serving as a reference for the differential pressure. That is, it is preferable to adjust the pressure in the spare zone 26 based on the pressure in the heat treatment zone 19.

上記の条件は、発明者による様々な条件での数値解析により、ガス吸込口の配置と個数、各ガス吸込口から吸込むガス流量を様々に変更し、ゾーン間の圧力バランスと、予備ゾーン26に流入する蒸発ガスおよび炉外雰囲気の量との間の関係を求めることによって見出した数値である。上記の条件を用いることにより、予備ゾーン26のガス吸込口から一定量以上の流量のガスを吸込むことができ、望ましい気流を形成することが可能となる。逆に、上記の条件を満たさない場合(差圧が下限または上限を超える場合)は、望ましくない気流が発生して、搬入口13から過度の外気が予備ゾーン26に流入する可能性や、隣接する熱処理ゾーン19から必要以上に蒸発ガスを含む炉内雰囲気が予備ゾーン26に流入する可能性が発生する。   The above conditions are based on numerical analysis under various conditions by the inventor, and the arrangement and number of gas inlets and the gas flow rate sucked from each gas inlet are changed variously. It is a numerical value found by determining the relationship between the inflowing evaporating gas and the amount of the atmosphere outside the furnace. By using the above conditions, a predetermined amount or more of gas can be sucked from the gas suction port of the spare zone 26, and a desired airflow can be formed. Conversely, when the above conditions are not satisfied (when the differential pressure exceeds the lower limit or the upper limit), an undesirable air flow may occur, and excessive outside air may flow into the spare zone 26 from the carry-in port 13, There is a possibility that the atmosphere in the furnace containing the evaporation gas more than necessary from the heat treatment zone 19 to flow into the spare zone 26.

続いて、予備ゾーン26内部で搬送路の下方において蒸発ガスの露点温度以下まで炉内雰囲気を冷却して蒸発ガスを結露させるための冷却器について説明する。ここでは、冷却器29として、積載部材14の搬送路の下方に、水冷管(冷却器)29を複数個設けた。詳しくは、搬送ローラ15の下方(下部断熱壁12b側)に角パイプ状の水冷管(冷却器)29が図1の搬送方向16に沿って3個配置されている。また、水冷管(冷却器)29は、長手方向が搬送方向16に直交する横方向(図5の紙面左右方向)と平行になるように配置されている。   Next, a description will be given of a cooler for condensing evaporative gas by cooling the furnace atmosphere to a temperature equal to or lower than the dew point temperature of the evaporative gas below the conveyance path inside the spare zone 26. Here, as the cooler 29, a plurality of water-cooled tubes (coolers) 29 are provided below the conveyance path of the stacking member 14. Specifically, three square-pipe-shaped water-cooled pipes (coolers) 29 are arranged along the conveyance direction 16 in FIG. 1 below the conveyance roller 15 (on the side of the lower heat insulating wall 12b). Further, the water-cooled pipe (cooler) 29 is arranged so that the longitudinal direction thereof is parallel to the horizontal direction (left and right direction in FIG. 5) perpendicular to the transport direction 16.

角パイプ状の水冷管(冷却器)29は、炉体12を横方向から貫通する。この水冷管29は、冷媒供給源36に炉体12の外部で接続している。冷媒には常温の工業用水を用い、冷却器用温度コントローラ37を用いて、水冷管(冷却器)29の管内に絶えず冷媒を循環させることで、炉体12の内部で水冷管(冷却器)29およびその周囲の雰囲気が冷却される。   A square pipe-shaped water-cooled tube (cooler) 29 penetrates the furnace body 12 from the lateral direction. The water-cooled tube 29 is connected to the refrigerant supply source 36 outside the furnace body 12. Normal temperature industrial water is used as the coolant, and the coolant temperature controller 37 is used to continuously circulate the coolant in the water cooling tube (cooler) 29 so that the water cooling tube (cooler) 29 is provided inside the furnace body 12. And the surrounding atmosphere is cooled.

これにより、予備ゾーン26内部でガス吸込口27によって搬送路の下方に誘引された蒸発ガスを含む雰囲気ガスは、水冷管(冷却器)29の周囲で蒸発ガスの露点温度以下にまで冷却され、搬送路の下方に位置する水冷管(冷却器)29の表面で蒸発ガスを結露させることができる。   Thereby, the atmospheric gas containing the evaporating gas attracted to the lower side of the conveying path by the gas suction port 27 inside the spare zone 26 is cooled to a temperature equal to or lower than the dew point temperature of the evaporating gas around the water cooling pipe (cooler) 29, Evaporated gas can be condensed on the surface of the water cooling pipe (cooler) 29 located below the conveyance path.

なお、予備ゾーン26内部に浮遊する蒸発ガスの濃度が低く、露点温度が常温よりも低い場合は、水冷管(冷却器)29の周囲を常温まで冷却しても、水冷管(冷却器)29の表面での結露は発生しない。この場合は、予備ゾーン26内部における他の部位、例えば常温付近である搬入口13の近傍などを含めて、被処理物11の上方で結露が発生する危険性がそもそも無いことになるので、問題にはならない。ただし、装置全体として過度に排気を行っている結果として浮遊する蒸発ガスの濃度が低くなっている場合は、多大なエネルギーロスを生じている可能性があるので、排気流量の低減を検討する必要がある。   When the concentration of the evaporating gas floating inside the spare zone 26 is low and the dew point temperature is lower than the normal temperature, the water-cooled tube (cooler) 29 is cooled even if the periphery of the water-cooled tube (cooler) 29 is cooled to the normal temperature. Condensation does not occur on the surface. In this case, since there is no risk of condensation occurring above the workpiece 11 including other parts in the spare zone 26, for example, the vicinity of the carry-in port 13 near normal temperature, there is a problem. It will not be. However, if the concentration of the evaporated gas floating as a result of exhausting excessively as a whole device is low, there is a possibility that enormous energy loss has occurred, so it is necessary to consider reducing the exhaust flow rate There is.

水冷管(冷却器)29と被処理物11との垂直方向(図2の紙面上下方向)の距離については、被処理物11の底面と水冷管(冷却器)29の上端面との垂直距離が160mmとなるように配置されている。水冷管(冷却器)29と被処理物11との垂直距離が近すぎると、被処理物11や積載部材14および搬送ローラ15までが冷却され、被処理物11の上方の雰囲気が蒸発ガスの露点温度以下に達してしまう可能性が生じる。これを防ぐには、冷却器29の冷媒として水や空気など常温付近のものを用いる場合に、被処理物11の底面と冷却器の上端面との間の垂直距離が100[mm]以上であり、より好ましくは、150[mm]以上であることが望ましい。   The vertical distance between the water-cooled tube (cooler) 29 and the workpiece 11 (vertical direction in FIG. 2) is the vertical distance between the bottom surface of the workpiece 11 and the upper end surface of the water-cooled tube (cooler) 29. Is arranged to be 160 mm. If the vertical distance between the water-cooled pipe (cooler) 29 and the object to be processed 11 is too short, the object to be processed 11, the stacking member 14, and the transport roller 15 are cooled, and the atmosphere above the object to be processed 11 is evaporated gas. There is a possibility that the dew point temperature may be reached. In order to prevent this, when a refrigerant near the room temperature such as water or air is used as the refrigerant of the cooler 29, the vertical distance between the bottom surface of the workpiece 11 and the upper end surface of the cooler is 100 [mm] or more. Yes, and more preferably 150 mm or more.

なお、ここでは、冷却器29の種類として、角パイプ状の管内に冷媒である常温の工業用水を循環させる水冷管を用いて説明しているが、冷却器29の種類はこれに限定されるものではなく、例えば管内に常温の空気を循環させる空冷管など、種々の冷却器を用いることができる。ただし、冷媒に常温以下のものを用いる場合には、被処理物の近傍の過冷却を防ぐため、被処理物の底面と冷却器の上端面との間の垂直距離を前述した距離よりも長くとる必要がある。   Here, as the type of the cooler 29, a description is given using a water-cooled tube that circulates room temperature industrial water as a refrigerant in a square pipe-like tube, but the type of the cooler 29 is limited to this. For example, various coolers such as an air-cooled tube that circulates room temperature air in the tube can be used. However, when a refrigerant having a temperature below room temperature is used, the vertical distance between the bottom surface of the object to be processed and the upper end surface of the cooler is longer than the distance described above in order to prevent overcooling in the vicinity of the object to be processed. It is necessary to take.

続いて、予備ゾーン26の内部で結露した液体を炉外へ排出する排水機構について説明する。ここでは、排水機構として、積載部材14の搬送路の下方に、排水ユニット30を設けた。詳しくは、搬送ローラ15の下方の下部断熱壁12bを貫通する排水管31を設け、下部断熱壁12bの一部を、排水管31に向かって傾斜させる形状とした。この排水管31は、排水回収部(図示せず)に炉体12の外部で接続させた。   Next, a drainage mechanism that discharges liquid condensed inside the spare zone 26 to the outside of the furnace will be described. Here, as the drainage mechanism, the drainage unit 30 is provided below the conveyance path of the stacking member 14. Specifically, a drain pipe 31 penetrating the lower heat insulating wall 12 b below the conveying roller 15 is provided, and a part of the lower heat insulating wall 12 b is inclined toward the drain pipe 31. The drain pipe 31 was connected to the drain collecting part (not shown) outside the furnace body 12.

これにより、水冷管29の表面で結露した蒸発ガス成分は、排水ユニット30に滴下し、液体の状態で炉外に排出される。   Thereby, the evaporated gas component condensed on the surface of the water-cooled tube 29 is dropped onto the drainage unit 30 and discharged outside the furnace in a liquid state.

予備ゾーン26の排気管28、水冷管29、排水ユニット30それぞれの材質として、本実施の形態1では、防錆性を有するステンレス鋼を用いる。これは、本実施の形態1での蒸発ガスの主成分は水蒸気であるためである。なお、使用温度条件を満たし、被処理物や雰囲気ガス、蒸発ガスおよびその液化物への耐食性を持つものであれば他の材質を用いることもでき、被処理物や雰囲気ガス、蒸発ガスの種類に応じて適宜設定する。   In the first embodiment, rust-proof stainless steel is used as the material for the exhaust pipe 28, the water-cooled pipe 29, and the drainage unit 30 in the spare zone 26. This is because the main component of the evaporating gas in the first embodiment is water vapor. Other materials can be used as long as they satisfy the operating temperature conditions and have corrosion resistance to the object to be processed, atmospheric gas, evaporative gas, and liquefied substances, and the type of object to be processed, atmospheric gas, and evaporating gas Set appropriately according to

以上の構成により、熱処理ゾーン19において被処理物11から発生した蒸発ガスのうち隣接するゾーン間を浮遊する分は、予備ゾーン26において被処理物11の搬送路の下方で結露し、液体として炉外に排出される。よって、搬入口13の付近で炉の構成部材および排気ガスを加熱するようなエネルギーロスを伴うことなく、被処理物11の上方における蒸発ガスの結露と被処理物11への滴下を防止することが可能となる。   With the above configuration, the portion of the evaporated gas generated from the object 11 to be processed in the heat treatment zone 19 that floats between adjacent zones is condensed in the preliminary zone 26 below the conveyance path of the object 11 to be used as a liquid. Discharged outside. Therefore, it is possible to prevent condensation of evaporative gas above the object to be processed 11 and dripping onto the object to be processed 11 without an energy loss that heats the components and exhaust gas of the furnace near the carry-in port 13. Is possible.

また、従来は全て気体として排出していた蒸発ガスの一部を液体として排出することにより、装置全体として従来より少ない排気流量でも炉内の蒸発ガスを排出できる。ここでは、被処理物11から発生する蒸発ガス全体の30%を液体として排出するので、排気流量を約30%削減できる。排気流量を削減すると、同時に雰囲気ガスの供給流量を削減できることになり、雰囲気ガスを炉内で加熱するエネルギーコストと、雰囲気ガスの購入コストをそれぞれ約30%削減し、装置のランニングコストの低減が可能となる。   Moreover, by evaporating a part of the evaporative gas that has been exhausted as a gas in the past as a liquid, the entire apparatus can be exhausted with a lower exhaust flow rate than in the prior art. Here, 30% of the entire evaporated gas generated from the workpiece 11 is discharged as a liquid, so that the exhaust flow rate can be reduced by about 30%. If the exhaust gas flow rate is reduced, the supply flow rate of the atmospheric gas can be reduced at the same time. The energy cost for heating the atmospheric gas in the furnace and the purchase cost of the atmospheric gas are reduced by about 30%, respectively, and the running cost of the apparatus is reduced. It becomes possible.

なお、被処理物11の搬送が行われていることを検知する検知手段としてたとえばセンサーを設け、被処理物11の搬送が行われていないとき、そのセンサーからの信号により、各ゾーンの排気管25および28から排気するガス流量を制御する制御部や、各ゾーンの給気管23へ供給するガス流量を制御する制御部が、それぞれのガス流量を低減するよう構成することが望ましい。このようにすれば、生産が行われていないときの熱処理装置の消費エネルギーを低減し、熱処理装置のランニングコストをさらに低減することが可能となる。   For example, a sensor is provided as a detecting means for detecting that the workpiece 11 is being transported, and when the workpiece 11 is not being transported, the exhaust pipe of each zone is detected by a signal from the sensor. It is desirable that the control unit for controlling the gas flow rate exhausted from 25 and 28 and the control unit for controlling the gas flow rate supplied to the supply pipe 23 of each zone are configured to reduce the respective gas flow rates. If it does in this way, it will become possible to reduce the energy consumption of the heat processing apparatus when production is not performed, and to further reduce the running cost of the heat processing apparatus.

本発明の熱処理装置によれば、エネルギーロスを抑制しつつ、被処理物の上方における蒸発ガスの結露と被処理物への滴下の防止を実現し、さらに雰囲気ガスの供給量も削減できるため、装置のランニングコストの大幅な低減が可能となり、炉体内部において連続的に搬送される被処理物からの蒸発ガスの発生を伴う熱処理工程を持つ各分野において有用である。   According to the heat treatment apparatus of the present invention, while suppressing energy loss, it is possible to prevent condensation of evaporative gas above the object to be processed and prevention of dripping onto the object to be processed, and further reduce the supply amount of atmospheric gas. The running cost of the apparatus can be greatly reduced, and it is useful in various fields having a heat treatment process accompanied by generation of evaporative gas from the object to be processed that is continuously conveyed inside the furnace body.

1、11 被処理物
2、12 炉体
3、13 搬入口
10 熱処理装置
14 積載部材
15 搬送ローラ
16 搬送方向
17 ゾーン隔壁
18 通過口
19 熱処理ゾーン
20 上部ヒータ
20a 上部ヒータ用温度コントローラ
21 下部ヒータ
21a 下部ヒータ用温度コントローラ
22 ガス噴出口
23 給気管
24、27 ガス吸込口
25、28 排気管
26 予備ゾーン
29 冷却器
30 排水ユニット
31 排水管
32 雰囲気ガス供給源
33 ガス流量調整部
34、35 排気流量調整部
36 冷媒供給源
37 冷却器用温度コントローラ
38 搬送コントローラ
39 制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,11 To-be-processed object 2,12 Furnace body 3,13 Carrying-in entrance 10 Heat processing apparatus 14 Stacking member 15 Conveyance roller 16 Conveyance direction 17 Zone partition 18 Passage port 19 Heat treatment zone 20 Upper heater 20a Upper heater temperature controller 21 Lower heater 21a Lower heater temperature controller 22 Gas outlet 23 Air supply pipe 24, 27 Gas inlet 25, 28 Exhaust pipe 26 Preliminary zone 29 Cooler 30 Drain unit 31 Drain pipe 32 Atmospheric gas supply source 33 Gas flow rate adjustment unit 34, 35 Exhaust flow rate Adjustment unit 36 Refrigerant supply source 37 Temperature controller for cooler 38 Transport controller 39 Control device

Claims (7)

少なくとも第1ゾーンおよび第2ゾーンを備える炉体内部において被処理物から蒸発ガスの発生を伴う熱処理を行う熱処理装置であって、
前記被処理物の搬送方向に沿って前記炉体の内部空間を前記第1ゾーンおよび前記第2ゾーンに区切る位置に隔壁が配置され、
前記炉体の搬入口を備える前記第1ゾーンの内部において、前記蒸発ガスを含む炉内雰囲気を吸い込むガス吸込口と、前記蒸発ガスの露点温度以下まで前記ガス吸込口で吸込まれた前記炉内雰囲気を冷却する冷却器と、前記冷却器での冷却により結露した前記蒸発ガスの液化物を前記炉体の外へ排出する排水機構とが、前記第1ゾーン内部の前記被処理物の搬送路の下方に配置され、
前記第1ゾーンと連通する前記第2ゾーンの内部に前記熱処理用のヒータが配置された、
熱処理装置。
A heat treatment apparatus for performing heat treatment accompanied by generation of evaporation gas from an object to be processed inside a furnace body including at least a first zone and a second zone,
A partition wall is arranged at a position that divides the internal space of the furnace body into the first zone and the second zone along the conveyance direction of the workpiece,
Inside the first zone provided with the furnace inlet, a gas suction port for sucking the atmosphere in the furnace containing the evaporating gas, and the inside of the furnace sucked by the gas suction port up to a dew point temperature of the evaporating gas or less A cooler that cools the atmosphere, and a drainage mechanism that discharges the liquefied product of the evaporated gas condensed by cooling in the cooler to the outside of the furnace body, a conveyance path for the workpiece in the first zone Placed below
The heat treatment heater is disposed inside the second zone communicating with the first zone.
Heat treatment equipment.
前記第1ゾーン内部以外に、前記熱処理用のヒータが配置された、
請求項1に記載の熱処理装置。
The heater for the heat treatment is disposed outside the first zone,
The heat treatment apparatus according to claim 1.
前記第1ゾーンと前記第2ゾーンは、吸込むガス流量を制御するガス吸込み流量調整部をそれぞれ個別に備え、
前記ガス吸込み流量調整部は、前記第2ゾーン内部の圧力に基づいて、前記第1ゾーン内部と前記炉体外との差圧が−10[Pa]〜0[Pa]の範囲で、かつ、前記第1ゾーン内部と前記第2ゾーン内部との差圧が−5[Pa]以上となるように、それぞれのゾーンで吸込むガス流量を調整する調整部である、
請求項1または2に記載の熱処理装置。
The first zone and the second zone are each provided with a gas suction flow rate adjusting unit for controlling the gas flow rate to be sucked,
The gas suction flow rate adjusting unit has a differential pressure between the inside of the first zone and the outside of the furnace body in the range of −10 [Pa] to 0 [Pa] based on the pressure inside the second zone, and An adjustment unit that adjusts a gas flow rate sucked in each zone so that a differential pressure between the inside of the first zone and the inside of the second zone becomes −5 [Pa] or more;
The heat treatment apparatus according to claim 1 or 2.
前記第1ゾーン内部における前記冷却器が、前記搬送路の前記被処理物の載置面と前記冷却器の上端面との間の距離が100[mm]以上となるように配置された、
請求項1〜3のいずれかに記載の熱処理装置。
The cooler in the first zone is arranged such that the distance between the workpiece mounting surface of the transport path and the upper end surface of the cooler is 100 [mm] or more.
The heat processing apparatus in any one of Claims 1-3.
前記第1ゾーン内部におけるガスを吸込むガス吸込口の位置が、前記冷却器の下端面よりも下方であり、前記搬送路の直下以外に配置された、
請求項1〜4のいずれかに記載の熱処理装置。
The position of the gas suction port for sucking the gas inside the first zone is lower than the lower end surface of the cooler, and is disposed other than directly below the transport path,
The heat processing apparatus in any one of Claims 1-4.
前記第1ゾーン内部の前記冷却器の表面、前記排水機構の表面、および前記排水機構からの液体を炉体外へ排出する排出機構の表面が、前記蒸発ガスの液化物への耐食性を有する部材で構成された、
請求項1〜5のいずれかに記載の熱処理装置。
The surface of the cooler inside the first zone, the surface of the drainage mechanism, and the surface of the discharge mechanism for discharging the liquid from the drainage mechanism to the outside of the furnace body are members having corrosion resistance to the liquefied product of the evaporative gas. Configured,
The heat processing apparatus in any one of Claims 1-5.
前記被処理物の搬送の有無を検知する検知手段と、
前記被処理物の搬送が行われていない時に、前記ガス吸込口から吸込むガス流量を低減させ、同時に装置内への雰囲気ガスの供給流量を低減させる制御部と、
を備えた、
請求項1〜6のいずれかに記載の熱処理装置。
Detecting means for detecting presence or absence of conveyance of the workpiece;
A control unit that reduces the flow rate of gas sucked from the gas suction port and simultaneously reduces the supply flow rate of atmospheric gas into the apparatus when the workpiece is not transported;
With
The heat processing apparatus in any one of Claims 1-6.
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