JP6639985B2 - Firing furnace - Google Patents
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Description
本発明は、焼成炉に関する。 The present invention relates to a firing furnace.
従来、セラミック成形体を焼成してセンサ素子などのセラミック部品を得るために用いられる焼成炉が知られている。例えば、特許文献１には、炉体と、炉体の左右に取り付けられた遠赤外線ヒータパネルと、遠赤外線ヒータパネルの前面に角度調節自在に配置された多数の遮蔽板と、を備えた炉が記載されている。この炉では、熱媒体の流量や温度を変えることなく炉内温度を広い範囲で調整できるとしている。また、上部の遮蔽板群と下部の遮蔽板群とを別異に角度調整したり、各遮蔽板の角度を調整することで、炉内の上下の温度差を不均一とならないようにすることが記載されている。 Conventionally, there is known a firing furnace used for firing a ceramic molded body to obtain a ceramic component such as a sensor element. For example, Patent Literature 1 discloses a furnace including a furnace body, far-infrared heater panels attached to the left and right sides of the furnace body, and a number of shield plates arranged on the front surface of the far-infrared heater panel so as to be adjustable in angle. Is described. In this furnace, the temperature in the furnace can be adjusted in a wide range without changing the flow rate and temperature of the heating medium. In addition, the upper and lower shield plates are separately angle-adjusted, and the angle of each shield plate is adjusted so that the temperature difference between the upper and lower parts of the furnace does not become uneven. Is described.
ところで、炉内でセラミック成形体を焼成するにあたり、上下方向の中央部の温度が上部及び下部の温度よりも高くなる場合があった。これにより、例えばセラミック成形体の焼成具合にばらつきが生じ、焼成後のセラミック部品の特性や寸法がばらつく場合があった。特許文献１には、炉内の上部と下部との温度差を不均一にならないようにすることは記載されているが、上下方向の中央部の高温化については考慮されていなかった。 By the way, when firing the ceramic molded body in the furnace, the temperature in the central portion in the vertical direction sometimes becomes higher than the temperature in the upper portion and the lower portion. As a result, for example, the firing condition of the ceramic molded body varies, and the characteristics and dimensions of the fired ceramic component may vary. Patent Literature 1 describes that the temperature difference between the upper part and the lower part in the furnace is not made non-uniform, but does not consider the increase in the temperature of the central part in the vertical direction.
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、炉体内の上段領域及び下段領域と中段領域との温度差を低減することを主目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and has as its main object to reduce a temperature difference between an upper region, a lower region, and a middle region in a furnace.
本発明は、上述した主目的を達成するために以下の手段を採った。 The present invention employs the following means to achieve the above-mentioned main object.
本発明の焼成炉は、
セラミック成形体を焼成する焼成炉であって、
内部に処理空間を有する炉体と、
前記処理空間内で前記炉体内の側面に沿って配置されたヒータと、
前記処理空間を上下方向に３等分したうちの中段領域を上段領域及び下段領域の各々より多く遮蔽するように、前記炉体内の側面に沿って前記ヒータよりも前記処理空間の内側に配置された遮蔽板と、
を備えたものである。
The firing furnace of the present invention
A firing furnace for firing a ceramic molded body,
A furnace body having a processing space inside,
A heater arranged along a side surface in the furnace inside the processing space;
Along the side of the furnace, the processing space is disposed inside the processing space inside the furnace so as to shield the middle region of the processing space in three equal parts in the vertical direction more than the upper region and the lower region. Shield plate,
It is provided with.
この焼成炉では、炉体内の側面に沿ってヒータよりも処理空間の内側に遮蔽板が配置されている。そして、遮蔽板は、炉体内の処理空間を上下方向に３等分したうちの中段領域を上段領域及び下段領域の各々より多く遮蔽している。これにより、処理空間の中段領域では、上段領域及び下段領域の各々と比べて、遮蔽板がヒータによる処理空間の内側の加熱をより低減するため、炉体内の中段領域の高温化が低減される。したがって、この焼成炉では、炉体内の上段領域及び下段領域と中段領域との温度差を低減することができる。 In this firing furnace, a shielding plate is disposed along the side surface of the furnace inside the processing space rather than the heater. The shielding plate shields more of the middle region of the processing space in the furnace in the vertical direction than the upper region and the lower region. Accordingly, in the middle region of the processing space, the shielding plate further reduces heating of the inside of the processing space by the heater as compared with each of the upper region and the lower region, so that the temperature of the middle region of the furnace is reduced. . Therefore, in this firing furnace, the temperature difference between the upper region and the lower region of the furnace and the middle region can be reduced.
本発明の焼成炉において、前記遮蔽板は、該遮蔽板よりも前記処理空間の内側から水平方向に該遮蔽板と前記ヒータとを見たときに、該ヒータの発熱部のうち該遮蔽板に覆われる部分の面積割合であるヒータ遮蔽率が１０％以上４０％以下であってもよい。ヒータ遮蔽率が１０％以上では、中段領域の高温化を十分低減できる。ヒータ遮蔽率が４０％以下では、ヒータによって効率よく処理空間の内側を加熱できる。この場合において、前記ヒータ遮蔽率が２０％以上３５％以下であってもよい。 In the firing furnace of the present invention, when the shield plate and the heater are viewed in a horizontal direction from the inside of the processing space than the shield plate, the shield plate of the heat generating portion of the heater is The heater shielding ratio, which is the area ratio of the covered portion, may be 10% or more and 40% or less. When the heater shielding ratio is 10% or more, the temperature rise in the middle region can be sufficiently reduced. When the heater shielding ratio is 40% or less, the inside of the processing space can be efficiently heated by the heater. In this case, the heater shielding ratio may be 20% or more and 35% or less.
本発明の焼成炉において、前記遮蔽板は、前記処理空間の全高に占める前記遮蔽板の高さ割合が１０％以上４０％以下であってもよい。高さ割合が１０％以上では、中段領域の高温化を十分低減できる。高さ割合が４０％以下では、ヒータによって効率よく処理空間の内側を加熱できる。この場合において、前記高さ割合が２０％以上３５％以下であってもよい。 In the firing furnace of the present invention, the shielding plate may have a height ratio of 10% or more and 40% or less with respect to a total height of the processing space. When the height ratio is 10% or more, it is possible to sufficiently reduce the temperature rise in the middle region. When the height ratio is 40% or less, the inside of the processing space can be efficiently heated by the heater. In this case, the height ratio may be 20% or more and 35% or less.
本発明の焼成炉において、前記遮蔽板は、前記炉体内の側面に沿った方向に離間して複数配置されていてもよい。こうすれば、側面に沿った方向に離間せず１枚の遮蔽板で同じ面積を遮蔽する場合と比べて、ヒータからの熱による遮蔽板の変形を低減できる。 In the firing furnace of the present invention, a plurality of the shield plates may be arranged apart from each other in a direction along a side surface in the furnace body. In this case, deformation of the shield plate due to heat from the heater can be reduced as compared with a case where the same area is shielded by one shield plate without being separated in the direction along the side surface.
本発明の焼成炉において、前記遮蔽板は、前記中段領域内に隙間が存在するように、互いに離間して複数配置されているか又は穴が配設されているかの少なくとも一方を満たしていてもよい。例えば中段領域に遮蔽板の隙間が全くない場合には中段領域の温度が低くなりすぎる（昇温が不足する）場合があるが、中段領域に隙間を設けることで、昇温不足が生じにくくなる。 In the firing furnace of the present invention, the shield plate may satisfy at least one of a plurality of holes or a plurality of holes that are spaced apart from each other so that a gap exists in the middle region. . For example, when there is no gap between the shielding plates in the middle area, the temperature in the middle area may be too low (insufficient temperature rise), but by providing the gap in the middle area, insufficient heating is less likely to occur. .
本発明の焼成炉において、前記ヒータは、前記炉体内の側面に沿って千鳥状に複数配置されていてもよい。こうすれば、処理空間を効率よく加熱できる。 In the firing furnace of the present invention, a plurality of heaters may be arranged in a staggered manner along a side surface in the furnace. In this case, the processing space can be efficiently heated.
本発明の焼成炉において、前記炉体は、該炉体内の側面として前後左右の４つの側面を有し、前記ヒータ及び前記遮蔽板は、前記４つの側面の各々に対応して配置されていてもよい。 In the firing furnace of the present invention, the furnace body has four front, rear, left, and right side surfaces as side surfaces in the furnace body, and the heater and the shielding plate are arranged corresponding to each of the four side surfaces. Is also good.
次に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態である焼成炉１０の縦断面図である。図２は、図１における昇降板１９及び支持体６０を上昇させた状態の説明図である。図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。なお、本実施形態において、上下方向，左右方向及び前後方向は、図１〜３に示した通りとする。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a firing furnace 10 according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of a state where the lifting plate 19 and the support body 60 in FIG. 1 are raised. FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. In this embodiment, the vertical direction, the horizontal direction, and the front-back direction are as shown in FIGS.
焼成炉１０は、支持体６０上に載置された複数のセラミック成形体６５を焼成するために用いられるバッチ炉である。この焼成炉１０は、内部に処理空間１３を有する炉体１１と、炉体１１の下側に接続された箱体１２と、支持体６０を昇降させる昇降装置１８と、を備えている。また、焼成炉１０は、処理空間１３内に、複数のヒータ３７を有するヒータ群３０と、複数の遮蔽板４７を有する遮蔽板群４０と、複数の供給管５０と、を備えている。 The firing furnace 10 is a batch furnace used for firing a plurality of ceramic compacts 65 placed on the support 60. The firing furnace 10 includes a furnace body 11 having a processing space 13 therein, a box body 12 connected to a lower side of the furnace body 11, and an elevating device 18 for elevating and lowering a support body 60. Further, the firing furnace 10 includes a heater group 30 having a plurality of heaters 37, a shielding plate group 40 having a plurality of shielding plates 47, and a plurality of supply pipes 50 in the processing space 13.
炉体１１は、略直方体に形成された断熱構造体であり、炉体１１内の側面２０すなわち前後左右の内周面である前側面２１（図３参照），後側面２２，左側面２３，及び右側面２４と、内部の上面である天井面２５と、内部の下面である底面２６と、を有している。この各面２１〜２６で囲まれた略直方体の空間が、セラミック成形体６５の焼成を行う処理空間１３である。なお、前側面２１，後側面２２，左側面２３，及び右側面２４を側面２０と総称する。また、図１，２に示すように、処理空間１３を上下方向（鉛直方向）に３等分したときの各領域を、上から順に上段領域１４，中段領域１５，及び下段領域１６と称する。 The furnace body 11 is a heat insulating structure formed in a substantially rectangular parallelepiped. And a right side surface 24, a ceiling surface 25 which is an upper surface inside, and a bottom surface 26 which is a lower surface inside. A substantially rectangular parallelepiped space surrounded by the surfaces 21 to 26 is a processing space 13 in which the ceramic molded body 65 is fired. The front side 21, the rear side 22, the left side 23, and the right side 24 are collectively referred to as the side 20. Further, as shown in FIGS. 1 and 2, each area when the processing space 13 is divided into three equal parts in the vertical direction (vertical direction) is referred to as an upper area 14, a middle area 15, and a lower area 16 in order from the top.
箱体１２は、炉体１１の下側に接続された略直方体の構造体であり、内部に収容空間１７を有している。収容空間１７は、図示しない扉が配設されて、焼成炉１０の外部と収容空間１７との間で支持体６０及びセラミック成形体６５の搬出入が可能になっている。 The box body 12 is a substantially rectangular parallelepiped structure connected to the lower side of the furnace body 11, and has a housing space 17 inside. The accommodation space 17 is provided with a door (not shown) so that the support 60 and the ceramic molded body 65 can be carried in and out between the outside of the firing furnace 10 and the accommodation space 17.
昇降装置１８は、支持体６０を昇降させる機構であり、収容空間１７の下部に配置されている。昇降装置１８の上部には支持体６０を載置する昇降板１９が取り付けられている。昇降装置１８が昇降板１９を昇降させることで、昇降板１９上に載置された支持体６０が昇降する。これにより、昇降装置１８は、収容空間１７と処理空間１３との間で支持体６０に載置されたセラミック成形体６５の搬出入を行う。なお、図２に示すように、昇降装置１８によって上昇した昇降板１９は炉体１１の底面２６に配設された搬出入口を封止し、昇降板１９の上面は底面２６の一部となる。この状態では、処理空間１３と、収容空間１７及び炉体１１の外部との間は気密に封止される。 The elevating device 18 is a mechanism for elevating and lowering the support body 60, and is arranged below the housing space 17. An elevating plate 19 on which the support 60 is mounted is attached to the upper part of the elevating device 18. When the lifting device 18 raises and lowers the lifting plate 19, the support 60 placed on the lifting plate 19 moves up and down. Thus, the lifting / lowering device 18 carries in / out the ceramic molded body 65 placed on the support body 60 between the accommodation space 17 and the processing space 13. As shown in FIG. 2, the lifting plate 19 raised by the lifting device 18 seals the loading / unloading port provided on the bottom surface 26 of the furnace body 11, and the upper surface of the lifting plate 19 becomes a part of the bottom surface 26. . In this state, the space between the processing space 13 and the housing space 17 and the outside of the furnace body 11 are hermetically sealed.
ヒータ群３０は、処理空間１３を加熱する複数のヒータ３７を有している。複数のヒータ３７は、処理空間１３内で炉体１１内の側面２０に沿って配置されている。より具体的には、ヒータ群３０は、前側面２１に沿って配置された複数のヒータ３７を有する前ヒータ群３１（図３参照）と、後側面２２に沿って配置された複数のヒータ３７を有する後ヒータ群３２と、左側面２３に沿って配置された複数のヒータ３７を有する左ヒータ群３３と、右側面２４に沿って配置された複数のヒータ３７を有する右ヒータ群３４と、有している。各ヒータ群３１〜３４は、配置の方向（各側面２１〜２４のうちいずれの面に沿って配置されているか）が異なる点以外は同様であるため、例として図１，図２に示した後ヒータ群３２について説明して、他のヒータ群３１，３３，３４については詳細な図示及び説明を省略する。 The heater group 30 has a plurality of heaters 37 for heating the processing space 13. The plurality of heaters 37 are arranged in the processing space 13 along the side surface 20 in the furnace body 11. More specifically, the heater group 30 includes a front heater group 31 (see FIG. 3) having a plurality of heaters 37 arranged along the front side surface 21 and a plurality of heaters 37 arranged along the rear side surface 22. A rear heater group 32 having a plurality of heaters 37 arranged along the left side surface 23, a right heater group 34 having a plurality of heaters 37 arranged along the right side surface 24, Have. Each of the heater groups 31 to 34 is the same except that the direction of the arrangement (along which side of each of the side surfaces 21 to 24) is different, and thus is shown in FIGS. 1 and 2 as an example. The rear heater group 32 will be described, and detailed illustration and description of the other heater groups 31, 33, and 34 will be omitted.
後ヒータ群３２は、図１，２に示すように炉体１１内の後側面２２に沿って上下左右方向に並べて配置された複数（本実施形態では計８個）のヒータ３７を有している。この複数のヒータ３７は、後側面２２に沿って上下２段の千鳥状に配置されている。後ヒータ群３２が有する各ヒータ３７は、赤外線ヒータとして構成されており、発熱部３８と２つの導電部３９とを備えている。発熱部３８は、抵抗発熱体であり、導電部３９を介して外部から電力が供給されて加熱すると、赤外線を放射する。発熱部３８は、線状ヒーターとして構成されており、両端が導電部３９に支持されて処理空間１３内で上下方向に垂れ下がるようにＵ字状に配置されている。発熱部３８の材質としては、セラミック成形体６５の焼成時の温度以上の耐熱性を有する材質を用いることができ、例えば二珪化モリブデン（ＭｏＳｉ2）などが挙げられる。導電部３９は、外部から発熱部３８への電路となる導電性の部材であり、後側面２２を前後に貫通して外部に引き出されている。炉体１１の外部では、導電部３９は図示しない電源に接続されている。後ヒータ群３２が有する上側のヒータ３７と下側のヒータ３７とは、発熱部３８が互いに左右方向に隣り合わないように上下にずれて配置されている。また、上側の４個のヒータ３７は発熱部３８が上段領域１４及び中段領域１５にまたがるように配置され、下側の４個のヒータ３７は発熱部３８が中段領域１５及び下段領域１６にまたがるように配置されている。 The rear heater group 32 has a plurality (eight in this embodiment) of heaters 37 arranged vertically and horizontally along the rear side surface 22 in the furnace body 11 as shown in FIGS. I have. The plurality of heaters 37 are arranged in a two-tiered staggered fashion along the rear side surface 22. Each heater 37 included in the rear heater group 32 is configured as an infrared heater, and includes a heat generating part 38 and two conductive parts 39. The heating section 38 is a resistance heating element, and emits infrared rays when heated by being supplied with electric power from the outside via the conductive section 39. The heat generating section 38 is configured as a linear heater, and is disposed in a U-shape such that both ends thereof are supported by the conductive section 39 and hang vertically in the processing space 13. As the material of the heat generating portion 38, a material having heat resistance higher than the temperature at the time of firing the ceramic molded body 65 can be used, and examples thereof include molybdenum disilicide (MoSi 2 ). The conductive portion 39 is a conductive member serving as an electric path from the outside to the heating portion 38, and penetrates the rear side surface 22 back and forth to be drawn out. Outside the furnace body 11, the conductive portion 39 is connected to a power source (not shown). The upper heater 37 and the lower heater 37 included in the rear heater group 32 are vertically displaced so that the heat generating portions 38 are not adjacent to each other in the left-right direction. The upper four heaters 37 are arranged such that the heat generating portion 38 straddles the upper region 14 and the middle region 15, and the lower four heaters 37 have the heat generating portion 38 straddle the middle region 15 and the lower region 16. Are arranged as follows.
遮蔽板群４０は、処理空間１３内を遮蔽する複数の遮蔽板４７を有している。複数の遮蔽板４７は、処理空間１３内で炉体１１内の側面２０に沿って配置されている。より具体的には、遮蔽板４７は、前側面２１に沿って配置された複数の遮蔽板４７を有する前遮蔽板群４１（図３参照）と、後側面２２に沿って配置された複数の遮蔽板４７を有する後遮蔽板群４２と、左側面２３に沿って配置された複数の遮蔽板４７を有する左遮蔽板群４３と、右側面２４に沿って配置された複数の遮蔽板４７を有する右遮蔽板群４４と、有している。遮蔽板群４１〜４４の各々の遮蔽板４７は、対応する各側面２１〜２４に沿って配置されたヒータ３７よりも処理空間１３の内側に配置されている。各遮蔽板群４１〜４４は、配置の方向（各側面２１〜２４のうちいずれの面に沿って配置されているか）が異なる点以外は同様であるため、例として後遮蔽板群４２について説明して、他の遮蔽板群４１，４３，４４については詳細な図示及び説明を省略する。 The shielding plate group 40 has a plurality of shielding plates 47 for shielding the inside of the processing space 13. The plurality of shielding plates 47 are arranged in the processing space 13 along the side surface 20 in the furnace body 11. More specifically, the shielding plate 47 includes a front shielding plate group 41 having a plurality of shielding plates 47 arranged along the front side surface 21 (see FIG. 3) and a plurality of shielding plates arranged along the rear side surface 22. A rear shield plate group 42 having a shield plate 47, a left shield plate group 43 having a plurality of shield plates 47 arranged along the left side surface 23, and a plurality of shield plates 47 arranged along the right side surface 24. And a right shield plate group 44. Each of the shielding plates 47 of the shielding plate groups 41 to 44 is arranged inside the processing space 13 with respect to the heaters 37 arranged along the corresponding side surfaces 21 to 24. Each of the shield plate groups 41 to 44 is the same except that the arrangement direction (along any one of the side surfaces 21 to 24) is different. Therefore, the rear shield plate group 42 is described as an example. The detailed illustration and description of the other shield plate groups 41, 43, and 44 are omitted.
後遮蔽板群４２は、図１，２に示すように炉体１１内の後側面２２に沿って上下左右方向に並べて配置された複数（本実施形態では計４枚）の遮蔽板４７を有している。遮蔽板４７は、対応するヒータ３７からの赤外線を遮蔽するか、対応するヒータ３７に加熱された処理空間１３の雰囲気が対流により処理空間１３の内側（ここでは前方）に向かうのを遮蔽するか、の少なくとも一方の役割を果たす。なお、遮蔽板４７に対応するヒータ３７とは、遮蔽板４７と同じ側面２０に沿って配置されたヒータ３７、言い換えると遮蔽板４７よりも処理空間１３の外側に位置するヒータ３７を意味する。例えば後遮蔽板群４２の遮蔽板４７に対応するのは後ヒータ群３２のヒータ３７である。遮蔽板４７の材質としては、例えば熱伝導率の低い断熱材を用いることができ、例えばセラミックスファイバーなどの繊維系断熱材料が挙げられる。セラミックスファイバーの材質としては、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）やシリカ（ＳｉＯ2）などが挙げられる。 The rear shield plate group 42 has a plurality (four in the present embodiment) of shield plates 47 arranged vertically and horizontally along the rear side surface 22 inside the furnace body 11 as shown in FIGS. are doing. The shielding plate 47 shields infrared rays from the corresponding heater 37 or shields the atmosphere of the processing space 13 heated by the corresponding heater 37 from flowing toward the inside (here, forward) of the processing space 13 by convection. , Play at least one role. The heater 37 corresponding to the shielding plate 47 means a heater 37 disposed along the same side surface 20 as the shielding plate 47, in other words, a heater 37 located outside the processing space 13 with respect to the shielding plate 47. For example, the heater 37 of the rear heater group 32 corresponds to the shielding plate 47 of the rear shielding plate group 42. As a material of the shielding plate 47, for example, a heat insulating material having low thermal conductivity can be used, and for example, a fibrous heat insulating material such as a ceramic fiber can be used. Examples of the material of the ceramic fiber include alumina (Al 2 O 3 ) and silica (SiO 2 ).
後遮蔽板群４２が有する複数の遮蔽板４７は、各々がボルト４８によって後側面２２に固定された固定板であり、後側面２２に沿って上下２段，左右２列の格子状に配置されている。この複数の遮蔽板４７は、中段領域１５を上段領域１４及び下段領域１６の各々より多く遮蔽するように配置されている。言い換えると、遮蔽板４７の中段領域１５の遮蔽面積が、上段領域１４の遮蔽面積よりも多く、且つ下段領域１６の遮蔽面積よりも多くなるように、遮蔽板４７が配置されている。詳細は後述するが、こうすることで、セラミック成形体６５を焼成する際の炉体１１内の上段領域１４及び下段領域１６と中段領域１５との温度差を低減することができる。ここで、遮蔽面積は、遮蔽板４７よりも処理空間１３の内側から水平且つ対応する側面２０（ここでは後側面２２）に垂直な方向に遮蔽板４７を見たときの、遮蔽板４７の見かけの面積を言う。すなわち、後遮蔽板群４２が有する遮蔽板４７の遮蔽面積は、前方から後方に向かう方向に遮蔽板４７を見たとき（図１のように遮蔽板４７を見たとき）の遮蔽板４７の面積を言う。なお、本実施形態では、後遮蔽板群４２が有する複数の遮蔽板４７は、いずれも中段領域１５内に配置され、中段領域１５からはみ出す部分が存在しない。そのため、上段領域１４の遮蔽面積及び下段領域１６の遮蔽面積は値０である。 The plurality of shielding plates 47 included in the rear shielding plate group 42 are fixed plates fixed to the rear side surface 22 by bolts 48, and are arranged along the rear side surface 22 in a two-tiered upper and lower row and two rows of left and right rows. ing. The plurality of shielding plates 47 are arranged so as to shield the middle region 15 more than each of the upper region 14 and the lower region 16. In other words, the shielding plate 47 is arranged so that the shielding area of the middle region 15 of the shielding plate 47 is larger than the shielding area of the upper region 14 and larger than the shielding area of the lower region 16. As will be described later in detail, this makes it possible to reduce the temperature difference between the upper region 14 and the lower region 16 and the middle region 15 in the furnace body 11 when the ceramic molded body 65 is fired. Here, the shielding area is the apparent appearance of the shielding plate 47 when the shielding plate 47 is viewed from the inside of the processing space 13 in a direction that is horizontal and perpendicular to the corresponding side surface 20 (here, the rear side surface 22). Say the area. That is, the shielding area of the shielding plate 47 included in the rear shielding plate group 42 is equal to the shielding area of the shielding plate 47 when the shielding plate 47 is viewed from the front to the rear (when the shielding plate 47 is viewed as shown in FIG. 1). Say the area. Note that, in the present embodiment, the plurality of shielding plates 47 included in the rear shielding plate group 42 are all disposed in the middle region 15, and there is no portion protruding from the middle region 15. Therefore, the shielding area of the upper region 14 and the shielding area of the lower region 16 have a value of 0.
また、後遮蔽板群４２が有する複数の遮蔽板４７は、１枚の遮蔽板を上下左右に４分割した状態で配置されており、炉体１１内の後側面２２に沿った方向に離間して複数配置されている。より具体的には、上側の遮蔽板４７と下側の遮蔽板４７とが上下に離間し、左側の遮蔽板４７と右側の遮蔽板４７とが左右に離間している。この４枚の遮蔽板４７のうち上側の２枚は、各々が２個のヒータ３７の発熱部３８の下側の一部を覆っている。また、遮蔽板４７のうち下側の２枚は、各々が２個のヒータ３７の発熱部３８の上側の一部を覆っている。このため、後ヒータ群３２のヒータ３７の発熱部３８のうち中段領域１５内に存在する部分は、ほとんど（例えば８０％以上）が遮蔽板４７に覆われている。なお、「遮蔽板４７が発熱部３８を覆う」とは、遮蔽板４７よりも処理空間１３の内側から水平方向（ここでは前方から後方に向かう方向）に遮蔽板４７とヒータ３７とを見たときに、発熱部３８の少なくとも一部が遮蔽板４７で見えない（覆われている）状態になっていることを言う。また、このように遮蔽板４７とヒータ３７とを見たときの、発熱部３８の面積のうち遮蔽板４７に覆われる部分の面積割合であるヒータ遮蔽率が、１０％以上４０％以下であることが好ましい。なお、本実施形態では、発熱部３８は線状発熱体であるため、ヒータ遮蔽率は、発熱部３８の全長に対する遮蔽板４７に覆われる部分の長さの割合として求めることもできる。ヒータ遮蔽率は２０％以上であることがより好ましい。ヒータ遮蔽率は３５％以下であることがより好ましい。なお、本実施形態のようにヒータ３７が複数存在する場合、ヒータ遮蔽率は、複数のヒータ３７の発熱部３８の合計面積のうち遮蔽板４７に覆われる部分の合計面積の割合とする。 The plurality of shielding plates 47 included in the rear shielding plate group 42 are arranged in a state in which one shielding plate is divided into four parts vertically and horizontally, and are separated in a direction along the rear side surface 22 in the furnace body 11. Are arranged. More specifically, the upper shielding plate 47 and the lower shielding plate 47 are vertically separated, and the left shielding plate 47 and the right shielding plate 47 are horizontally separated. The upper two of the four shielding plates 47 respectively cover a part of the lower side of the heat generating portion 38 of the two heaters 37. The two lower plates of the shielding plate 47 each cover a part of the upper side of the heat generating portion 38 of the two heaters 37. For this reason, most (for example, 80% or more) of the heat generating portion 38 of the heater 37 of the rear heater group 32 existing in the middle region 15 is covered with the shielding plate 47. In addition, “the shielding plate 47 covers the heat generating portion 38” means that the shielding plate 47 and the heater 37 are viewed from the inside of the processing space 13 in the horizontal direction (here, the direction from the front to the rear) with respect to the shielding plate 47. Sometimes, it means that at least a part of the heat generating portion 38 is invisible (covered) by the shielding plate 47. Further, when the shield plate 47 and the heater 37 are viewed in this manner, the heater shield ratio, which is the area ratio of the portion covered by the shield plate 47 in the area of the heat generating portion 38, is 10% or more and 40% or less. Is preferred. In the present embodiment, since the heating portion 38 is a linear heating element, the heater shielding ratio can also be obtained as a ratio of the length of the portion covered by the shielding plate 47 to the entire length of the heating portion 38. More preferably, the heater shielding ratio is 20% or more. More preferably, the heater shielding ratio is 35% or less. When a plurality of heaters 37 exist as in the present embodiment, the heater shielding ratio is a ratio of the total area of the portion covered by the shielding plate 47 to the total area of the heat generating portions 38 of the plurality of heaters 37.
後遮蔽板群４２が有する複数の遮蔽板４７は、処理空間１３の全高Ｈに占める遮蔽板４７の高さ割合が１０％以上４０％以下であることが好ましい。なお、遮蔽板４７の高さは、遮蔽板４７の上下方向の存在範囲に基づいて定まる値とする。すなわち、上下方向で遮蔽板４７が存在する部分を遮蔽板４７の高さに含めるようにカウントして、遮蔽板４７の高さを求めるものとする。本実施形態では、遮蔽板４７の高さは図１の高さＨ１（上側の遮蔽板４７の高さと同じ）と高さＨ２（下側の遮蔽板４７の高さと同じ）との和である。すなわち、遮蔽板４７の高さ割合は（Ｈ１＋Ｈ２）／Ｈ×１００となる。なお、上述したように、本実施形態では、遮蔽板４７は中段領域１５内に配置され、中段領域１５からはみ出す部分が存在しない。そのため、遮蔽板４７の高さ割合は約３３．３３％以下（１００／３％以下）になっている。遮蔽板４７の高さ割合は、２０％以上であることがより好ましい。遮蔽板４７の高さ割合は、３５％以下であることがより好ましい。 The plurality of shielding plates 47 included in the rear shielding plate group 42 preferably have a height ratio of the shielding plate 47 to the total height H of the processing space 13 of 10% or more and 40% or less. Note that the height of the shielding plate 47 is a value determined based on the range in which the shielding plate 47 exists in the vertical direction. That is, the height of the shielding plate 47 is determined by counting the portion where the shielding plate 47 is present in the vertical direction so as to be included in the height of the shielding plate 47. In this embodiment, the height of the shielding plate 47 is the sum of the height H1 (same as the height of the upper shielding plate 47) and the height H2 (same as the height of the lower shielding plate 47) in FIG. . That is, the height ratio of the shielding plate 47 is (H1 + H2) / H × 100. Note that, as described above, in the present embodiment, the shielding plate 47 is disposed in the middle region 15, and there is no portion protruding from the middle region 15. Therefore, the height ratio of the shielding plate 47 is about 33.33% or less (100/3% or less). The height ratio of the shielding plate 47 is more preferably 20% or more. The height ratio of the shielding plate 47 is more preferably 35% or less.
また、上側の遮蔽板４７と下側の遮蔽板４７との上下の隙間は、中段領域１５内に存在し、本実施形態では中段領域１５の上下方向の中央に位置している。この上下の隙間（上側の遮蔽板４７と下側の遮蔽板４７との上下の距離）は、本実施形態では１０ｍｍとした。なお、上下の隙間は８ｍｍ以上４０ｍｍ以下としてもよい。上下の隙間は２０ｍｍ以下としてもよいし、１２ｍｍ以下としてもよい。また、左側の遮蔽板４７と右側の遮蔽板４７との左右の隙間は、中段領域１５内に存在している。この左右の隙間（左側の遮蔽板４７と右側の遮蔽板４７との距離）は、本実施形態では１０ｍｍとした。なお、左右の隙間は８ｍｍ以上４０ｍｍ以下としてもよい。左右の隙間は２０ｍｍ以下としてもよいし、１２ｍｍ以下としてもよい。なお、遮蔽板４７は、遮蔽板４７よりも処理空間１３の内側（前方）から水平方向に遮蔽板４７と後ヒータ群３２のヒータ３７とを見たときに、上下の遮蔽板４７の隙間からヒータ３７の発熱部３８が見える（露出する）ように配置されている。ただし、これに限らず上下の遮蔽板４７の隙間から発熱部３８が見えない（露出しない）ように遮蔽板４７が配置されていてもよい。なお、本実施形態では、上下の遮蔽板４７の隙間から導電部３９が一部露出しているが、導電部３９が露出していなくてもよい。 The upper and lower gaps between the upper shielding plate 47 and the lower shielding plate 47 are present in the middle region 15, and are located at the center of the middle region 15 in the vertical direction in the present embodiment. The vertical gap (the vertical distance between the upper shielding plate 47 and the lower shielding plate 47) was set to 10 mm in the present embodiment. Note that the upper and lower gaps may be 8 mm or more and 40 mm or less. The upper and lower gaps may be 20 mm or less or 12 mm or less. The left and right gaps between the left shielding plate 47 and the right shielding plate 47 exist in the middle region 15. The left and right gaps (the distance between the left shielding plate 47 and the right shielding plate 47) are set to 10 mm in the present embodiment. The left and right gaps may be between 8 mm and 40 mm. The gap between the left and right may be 20 mm or less, or 12 mm or less. When the shield plate 47 and the heater 37 of the rear heater group 32 are viewed horizontally from the inside (front) of the processing space 13 with respect to the shield plate 47, the shield plate 47 extends from the gap between the upper and lower shield plates 47. The heating unit 38 of the heater 37 is arranged so as to be visible (exposed). However, the present invention is not limited to this, and the shielding plate 47 may be arranged so that the heat generating portion 38 is not visible (is not exposed) from the gap between the upper and lower shielding plates 47. In the present embodiment, the conductive portion 39 is partially exposed from the gap between the upper and lower shielding plates 47, but the conductive portion 39 may not be exposed.
なお、上述したように後ヒータ群３２以外の各ヒータ群３１，３３，３４、及び後遮蔽板群４２以外の各遮蔽板群４１，４３，４４については図示を省略するが、例えば前ヒータ群３１及び前遮蔽板群４１を処理空間１３内で後方から見た場合、前ヒータ群３１の各ヒータ３７の配置や前遮蔽板群４１の各遮蔽板４７の配置は図１，２と同じになる。同様に、左ヒータ群３３及び左遮蔽板群４３を処理空間１３内で右方から見た場合や、右ヒータ群３４及び右遮蔽板群４４を処理空間１３内で左方から見た場合の、各ヒータ３７及び各遮蔽板４７の配置は図１，２と同じになる。 As described above, the heater groups 31, 33, and 34 other than the rear heater group 32 and the shield plate groups 41, 43, and 44 other than the rear shield plate group 42 are not shown, but, for example, the front heater group 31 and the front shield plate group 41 are viewed from behind in the processing space 13, the arrangement of the heaters 37 of the front heater group 31 and the arrangement of the shield plates 47 of the front shield plate group 41 are the same as those in FIGS. Become. Similarly, when the left heater group 33 and the left shielding plate group 43 are viewed from the right in the processing space 13, and when the right heater group 34 and the right shielding plate group 44 are viewed from the left in the processing space 13. The arrangement of each heater 37 and each shielding plate 47 is the same as in FIGS.
供給管５０は、処理空間１３内に雰囲気ガスなどを供給する部材である。供給管５０は長手方向が上下方向に沿うように配置され、図３に示すように炉体１１の４隅に１本ずつ配置されている。供給管５０には上下方向に等間隔に並んだ複数の供給孔５１が配設されている。供給管５０は炉体１１の外部の図示しないガス供給装置に接続されており、ガス供給装置から供給されたガスを供給孔５１から噴出させて処理空間１３内に供給する。 The supply pipe 50 is a member that supplies an atmosphere gas or the like into the processing space 13. The supply pipes 50 are arranged such that the longitudinal direction is along the vertical direction, and are arranged one at a time at four corners of the furnace body 11 as shown in FIG. The supply pipe 50 is provided with a plurality of supply holes 51 arranged at equal intervals in the vertical direction. The supply pipe 50 is connected to a gas supply device (not shown) outside the furnace body 11, and supplies the gas supplied from the gas supply device to the processing space 13 by ejecting the gas from the supply hole 51.
支持体６０は、セラミック成形体６５を上面に載置する平板状のセッター６１とセッター６１を下方から支持する複数のスペーサ６２との１組として、これを上下方向に複数組積み重ねた部材である。この複数組のセッター６１の各々の上面に、セラミック成形体６５が載置される。セッター６１は、処理空間１３でのセラミック成形体６５の焼成温度に耐えられるよう、高い耐食性や耐熱性を有する材料（例えば、セラミックスなど）から構成されている。セッター６１は、セラミック成形体６５を載置できればよく、平板状に限らずメッシュ状などとしてもよい。スペーサ６２は、セッター６１の下方の４隅に配置されて、上下のセッター６１を離間させてセラミック成形体６５を配置する空間を確保する。 The support body 60 is a member formed by stacking a plurality of sets in the vertical direction as a set of a flat setter 61 on which the ceramic molded body 65 is placed on the upper surface and a plurality of spacers 62 for supporting the setter 61 from below. . On each of the upper surfaces of the plurality of sets of setters 61, a ceramic molded body 65 is placed. The setter 61 is made of a material (for example, ceramics) having high corrosion resistance and heat resistance so as to withstand the firing temperature of the ceramic molded body 65 in the processing space 13. The setter 61 only needs to be able to place the ceramic molded body 65 thereon, and is not limited to a flat plate shape but may be a mesh shape or the like. The spacers 62 are arranged at the four lower corners of the setter 61, and separate the upper and lower setters 61 to secure a space for disposing the ceramic molded body 65.
セラミック成形体６５は、処理空間１３でヒータ３７からの赤外線や処理空間１３内の雰囲気により焼成されるものであり、焼成後にセラミック部品となる。特に限定するものではないが、本実施形態では、セラミック成形体６５は、焼成後にセンサ素子となるものとした。より具体的には、セラミック成形体６５は、ジルコニアなどの酸素イオン伝導性固体電解質をセラミックス成分として含む複数枚の未焼成のセラミックスグリーンシートを、電極等の種々のパターンを印刷した後に積層及び圧着して乾燥されたものとした。 The ceramic molded body 65 is fired in the processing space 13 by infrared rays from the heater 37 or the atmosphere in the processing space 13, and becomes a ceramic component after firing. Although not particularly limited, in this embodiment, the ceramic molded body 65 is to be a sensor element after firing. More specifically, the ceramic molded body 65 is formed by laminating and pressing a plurality of unfired ceramic green sheets containing an oxygen ion conductive solid electrolyte such as zirconia as a ceramic component after printing various patterns such as electrodes. And dried.
こうして構成された焼成炉１０の使用例を以下に説明する。まず、昇降装置１８が昇降板１９を下降させた状態（図１）で、昇降板１９上に支持体６０を載置すると共に、支持体６０の各セッター６１上にセラミック成形体６５を載置する。続いて、昇降装置１８により昇降板１９及び支持体６０を上昇させてセラミック成形体６５を処理空間１３内に搬入する（図２）。次に、供給管５０から処理空間１３内に雰囲気ガスを供給し、複数のヒータ３７に電力を供給してヒータ３７を加熱する。そして、雰囲気ガスの供給量やヒータ３７に供給する電力を所定の値にしておくことにより、処理空間１３内をセラミック成形体６５の焼成に適した状態になるようにする。そして、焼成に必要な処理時間の経過後に供給管５０からの雰囲気ガスの供給やヒータ３７の加熱を停止した後、昇降装置１８により昇降板１９を下降させて、収容空間１７から焼成後のセラミック成形体６５すなわちセンサ素子を取り出す。 An example of using the firing furnace 10 configured as described above will be described below. First, in a state where the elevating device 18 lowers the elevating plate 19 (FIG. 1), the support 60 is placed on the elevating plate 19 and the ceramic molded body 65 is placed on each setter 61 of the support 60. I do. Subsequently, the elevating plate 19 and the support 60 are raised by the elevating device 18, and the ceramic molded body 65 is carried into the processing space 13 (FIG. 2). Next, an atmosphere gas is supplied from the supply pipe 50 into the processing space 13, and electric power is supplied to the plurality of heaters 37 to heat the heaters 37. By setting the supply amount of the atmospheric gas and the electric power supplied to the heater 37 to predetermined values, the inside of the processing space 13 is brought into a state suitable for firing the ceramic molded body 65. After the elapse of the processing time required for firing, the supply of the atmospheric gas from the supply pipe 50 and the heating of the heater 37 are stopped. Then, the elevating plate 19 is lowered by the elevating device 18, and the fired ceramic The molded body 65, that is, the sensor element is taken out.
ここで、本実施形態では、上述したように遮蔽板群４０（複数の遮蔽板４７）は、中段領域１５を上段領域１４及び下段領域１６の各々より多く遮蔽するように配置されている。これにより、処理空間１３の中段領域１５では、上段領域１４及び下段領域１６の各々と比べて、遮蔽板４７がヒータ３７による処理空間の内側の加熱をより低減するため、炉体１１内の中段領域１５の高温化が低減される。図４は、遮蔽板群４０の有無による処理空間１３内の上下方向の温度分布の相違を示す概念図である。図４の１点鎖線は焼成炉１０が遮蔽板４７を備えない状態で焼成処理を行った場合の上下方向の温度分布の概念図であり、図４の実線は焼成炉１０が遮蔽板４７を備える状態で焼成処理を行った場合の上下方向の温度分布の概念図である。図４に示すように、中段領域１５を遮蔽板４７がより多く遮蔽していることで、高温化しやすい中段領域１５の最高温度が低減される。また、上段領域１４や下段領域１６の一部の温度がより上昇する。これらにより、本実施形態の焼成炉１０では、炉体１１内の上段領域１４及び下段領域１６と中段領域１５との温度差を低減することができる。なお、図４の１点鎖線のように炉体１１内の上段領域１４及び下段領域１６と中段領域１５との温度差が大きい場合には、セラミック成形体６５の焼成具合が上下方向の位置によってばらついてしまい、焼成後のセラミック部品（センサ素子）の特性や寸法がばらつく場合がある。本実施形態の炉体１１では、中段領域１５をより多く遮蔽するように遮蔽板４７を配置することで、そのような不具合を低減できる。 Here, in the present embodiment, as described above, the shield plate group 40 (the plurality of shield plates 47) is arranged so as to shield the middle region 15 more than each of the upper region 14 and the lower region 16. Accordingly, in the middle region 15 of the processing space 13, the shielding plate 47 further reduces the heating of the inside of the processing space by the heater 37 as compared with each of the upper region 14 and the lower region 16. The temperature rise of the region 15 is reduced. FIG. 4 is a conceptual diagram showing a difference in the vertical temperature distribution in the processing space 13 depending on the presence or absence of the shield plate group 40. The dashed line in FIG. 4 is a conceptual diagram of the temperature distribution in the vertical direction when the baking process is performed without the baking furnace 10 having the shielding plate 47, and the solid line in FIG. It is a conceptual diagram of the temperature distribution of the up-down direction when performing a baking process in the prepared state. As shown in FIG. 4, since the shielding plate 47 shields the middle region 15 more, the maximum temperature of the middle region 15 that is likely to increase in temperature is reduced. Further, the temperature of a part of the upper region 14 and the lower region 16 is further increased. Accordingly, in the firing furnace 10 of the present embodiment, the temperature difference between the upper region 14 and the lower region 16 and the middle region 15 in the furnace body 11 can be reduced. When the temperature difference between the upper region 14 and the lower region 16 and the middle region 15 in the furnace body 11 is large as indicated by the one-dot chain line in FIG. 4, the firing condition of the ceramic molded body 65 depends on the vertical position. In some cases, the characteristics and dimensions of the fired ceramic component (sensor element) may vary. In the furnace body 11 of the present embodiment, such a problem can be reduced by arranging the shielding plate 47 so as to shield the middle region 15 more.
なお、図４に示すように、上段領域１４の上部（天井面２５付近）や下段領域１６の下部（底面２６付近）の温度は遮蔽板４７の有無にかかわらず温度が比較的上昇しにくい場合がある。この場合、比較的温度分布が均一に保たれている領域内に炉体１１内の使用範囲が含まれるようにすればよい。なお、炉体１１内の使用範囲とは、支持体６０に載置された最も上方のセラミック成形体６５の位置と、最も下方のセラミック成形体６５の位置と、の間の領域を意味する。すなわち、上段領域１４の上部（天井面２５付近）や下段領域１６の下部（底面２６付近）にはセラミック成形体６５を配置しないようにすればよい。 As shown in FIG. 4, the temperature of the upper part of the upper region 14 (near the ceiling surface 25) and the lower part of the lower region 16 (near the bottom surface 26) are relatively low regardless of the presence or absence of the shielding plate 47. There is. In this case, the use range in the furnace body 11 may be included in a region where the temperature distribution is relatively uniform. The range of use in the furnace body 11 means a region between the position of the uppermost ceramic molded body 65 placed on the support 60 and the position of the lowermost ceramic molded body 65. That is, the ceramic molded body 65 may not be disposed above the upper region 14 (near the ceiling surface 25) or below the lower region 16 (near the bottom surface 26).
以上詳述した本実施形態の焼成炉１０では、炉体１１内の側面２０に沿ってヒータ群３０（複数のヒータ３７）よりも処理空間１３の内側に遮蔽板群４０（複数の遮蔽板４７）が配置されている。そして、遮蔽板４７は、中段領域１５を上段領域１４及び下段領域１６の各々より多く遮蔽している。したがって、焼成炉１０では、炉体１１内の上段領域１４及び下段領域１６と中段領域１５との温度差を低減することができる。 In the firing furnace 10 of the present embodiment described in detail above, the shielding plate group 40 (the plurality of shielding plates 47) is located inside the processing space 13 along the side surface 20 inside the furnace body 11 and the heater group 30 (the plurality of heaters 37). ) Is arranged. The shielding plate 47 shields the middle region 15 more than each of the upper region 14 and the lower region 16. Therefore, in the firing furnace 10, the temperature difference between the upper region 14 and the lower region 16 and the middle region 15 in the furnace body 11 can be reduced.
また、ヒータ遮蔽率が１０％以上では、中段領域１５の高温化を十分低減できる。ヒータ遮蔽率が４０％以下では、ヒータ３７によって効率よく処理空間１３の内側を加熱できる。さらに、遮蔽板４７の高さ割合が１０％以上では、中段領域１５の高温化を十分低減できる。遮蔽板４７の高さ割合が４０％以下では、ヒータ３７によって効率よく処理空間１３の内側を加熱できる。 Further, when the heater shielding ratio is 10% or more, it is possible to sufficiently reduce the increase in the temperature of the middle region 15. When the heater shielding ratio is 40% or less, the inside of the processing space 13 can be efficiently heated by the heater 37. Further, when the height ratio of the shielding plate 47 is 10% or more, the temperature rise of the middle region 15 can be sufficiently reduced. When the height ratio of the shielding plate 47 is 40% or less, the inside of the processing space 13 can be efficiently heated by the heater 37.
さらに、遮蔽板４７は、炉体１１内の側面２０に沿った方向に離間して複数配置されているため、側面２０に沿った方向に離間せず１枚の遮蔽板４７で同じ面積を遮蔽する場合と比べて、ヒータ３７からの熱による遮蔽板４７の変形を低減できる。また、ヒータ３７からの熱によるボルト４８の変形も低減できる。さらにまた、遮蔽板４７は、中段領域１５内に隙間が存在するように、上下方向及び左右方向に離間して複数配置されている。例えば中段領域１５に隙間が全くない場合には中段領域１５の温度が低くなりすぎる（昇温が不足する）場合があるが、中段領域１５に隙間を設けることで、昇温不足が生じにくくなる。 Further, since a plurality of the shielding plates 47 are arranged apart from each other in the direction along the side surface 20 in the furnace body 11, the same area is shielded by one shielding plate 47 without being separated in the direction along the side surface 20. The deformation of the shielding plate 47 due to the heat from the heater 37 can be reduced as compared with the case where the heating is performed. Also, deformation of the bolt 48 due to heat from the heater 37 can be reduced. Furthermore, a plurality of shielding plates 47 are arranged apart from each other in the up-down direction and the left-right direction so that a gap exists in the middle region 15. For example, when there is no gap in the middle region 15, the temperature of the middle region 15 may be too low (insufficient temperature rise), but by providing the gap in the middle region 15, insufficient temperature rise is less likely to occur. .
また、ヒータ群３０（複数のヒータ３７）は、炉体１１内の側面２０に沿って千鳥状に複数配置されているため、処理空間１３を効率よく加熱できる。また、炉体１１は、炉体１１内の側面２０として前後左右の４つの側面（前側面２１，後側面２２，左側面２３，及び右側面２４）を有し、ヒータ３７及び遮蔽板４７は、４つの側面の各々に対応して配置されている（各ヒータ群３１〜３４，各遮蔽板群４１〜４４）。 Further, since the plurality of heater groups 30 (the plurality of heaters 37) are arranged in a staggered manner along the side surface 20 in the furnace body 11, the processing space 13 can be efficiently heated. Further, the furnace body 11 has four front, rear, left and right side surfaces (a front side surface 21, a rear side surface 22, a left side surface 23, and a right side surface 24) as side surfaces 20 in the furnace body 11, and the heater 37 and the shielding plate 47 Are arranged corresponding to each of the four side surfaces (each heater group 31-34, each shielding plate group 41-44).
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment at all, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various modes as long as it belongs to the technical scope of the present invention.
例えば、上述した実施形態では、後遮蔽板群４２が有する複数の遮蔽板４７は、上下及び左右に離間して配置されていたが、これに限らず炉体１１内の側面２０に沿った方向に離間していればよい。また、複数の遮蔽板４７が上下左右の少なくとも一方について離間せず接触して配置されていてもよい。また、後遮蔽板群４２が有する複数の遮蔽板４７が上下のみに分かれた複数枚（例えば２枚）であったり、左右のみに分かれた複数枚（例えば２枚）であったりしてもよい。また、後遮蔽板群４２が１枚の遮蔽板４７のみを有していてもよい。他の遮蔽板群４１，４３，４４についても同様である。 For example, in the above-described embodiment, the plurality of shielding plates 47 included in the rear shielding plate group 42 are arranged vertically and horizontally separated from each other. However, the present invention is not limited thereto, and the direction along the side surface 20 in the furnace body 11 is not limited thereto. It is sufficient if they are separated from each other. Further, the plurality of shielding plates 47 may be arranged in contact with at least one of the upper, lower, left, and right without being separated. Further, the plurality of shielding plates 47 included in the rear shielding plate group 42 may be a plurality of (for example, two) divided only vertically and a plurality of (for example, two) divided only left and right. . Further, the rear shield plate group 42 may include only one shield plate 47. The same applies to the other shield plate groups 41, 43, 44.
上述した実施形態では、複数の遮蔽板４７の上下の隙間及び左右の隙間が存在するようにしたが、これに加えて又は代えて、遮蔽板４７の１以上に穴が配設されていてもよい。複数の遮蔽板４７間の隙間と遮蔽板４７に配設された穴との少なくとも一方が存在することで中段領域１５内に隙間が存在していれば、中段領域１５の温度が低くなりすぎることを抑制する効果が得られる。 In the above-described embodiment, the upper and lower gaps and the left and right gaps of the plurality of shielding plates 47 are provided. However, in addition to or instead of the above, even if one or more of the shielding plates 47 are provided with holes. Good. If at least one of the gap between the plurality of shielding plates 47 and the hole provided in the shielding plate 47 exists, and if a gap exists in the middle region 15, the temperature of the middle region 15 becomes too low. Is obtained.
上述した実施形態では、複数の遮蔽板４７はいずれも中段領域１５に配置され、中段領域１５からはみ出す部分が存在しなかったが、これに限られない。複数の遮蔽板４７のうち１以上の遮蔽板４７の少なくとも一部が上段領域１４又は下段領域１６に配置されていてもよい。また、１枚の遮蔽板４７が上段領域１４，中段領域１５，及び下段領域１６にまたがっていてもよい。上段領域１４や下段領域１６に配置される遮蔽板４７が存在する場合でも、遮蔽板４７の中段領域１５の遮蔽面積が、上段領域１４の遮蔽面積よりも多く、且つ下段領域１６の遮蔽面積よりも多くなるようにすれば、上述した実施形態と同様の効果が得られる。なお、遮蔽板４７の高さ割合が１００／３％を超える値になるようにする場合には、遮蔽板４７が上段領域１４又は下段領域１６の少なくとも一方に存在する必要がある。 In the above-described embodiment, all of the plurality of shielding plates 47 are arranged in the middle region 15, and there is no portion protruding from the middle region 15, but the present invention is not limited to this. At least a part of one or more shielding plates 47 among the plurality of shielding plates 47 may be arranged in the upper region 14 or the lower region 16. Further, one shield plate 47 may extend over the upper region 14, the middle region 15, and the lower region 16. Even when there is a shielding plate 47 arranged in the upper region 14 or the lower region 16, the shielding area of the middle region 15 of the shielding plate 47 is larger than the shielding area of the upper region 14, and more than the shielding area of the lower region 16. If the number is increased, the same effect as in the above-described embodiment can be obtained. When the height ratio of the shielding plate 47 is set to a value exceeding 100/3%, the shielding plate 47 needs to be present in at least one of the upper region 14 and the lower region 16.
上述した実施形態では、各遮蔽板群４１〜４４はいずれも同様の構成としたが、特にこれに限らず、いずれか１以上の群が他と異なる構成をしていてもよい。なお、上述した実施形態では各遮蔽板群４１〜４４はいずれも同様の構成としているため、遮蔽板群４１〜４４は互いにヒータ遮蔽率及び遮蔽板４７の高さ割合は同じ値であり、焼成炉１０全体としてのヒータ遮蔽率及び遮蔽板４７の高さ割合もこれと同じ値である。これに対し、遮蔽板群４１〜４４のうちいずれか１以上の群が他と異なる構成をしている場合は、ヒータ遮蔽率及び遮蔽板４７の高さ割合の値は、遮蔽板群４１〜４４の各々で異なったり、遮蔽板群４１〜４４の各々と焼成炉１０全体とで異なったりすることがある。このような場合、焼成炉１０全体でのヒータ遮蔽率が１０％以上４０％以下であれば、それに対応して上述した効果が得られる。同様に、焼成炉１０全体での高さ割合が１０％以上４０％以下であれば、それに対応して上述した効果が得られる。ただし、このような場合でも、遮蔽板群４１〜４４の各々のヒータ遮蔽率がいずれも１０％以上４０％以下であることが好ましい。同様に、遮蔽板群４１〜４４の各々の高さ割合が１０％以上４０％以下であることが好ましい。 In the above-described embodiment, each of the shielding plate groups 41 to 44 has the same configuration, but is not particularly limited thereto, and any one or more groups may have a configuration different from the others. In the above-described embodiment, since each of the shielding plate groups 41 to 44 has the same configuration, the shielding plate groups 41 to 44 have the same heater shielding ratio and the same height ratio of the shielding plate 47, and The heater shielding ratio of the entire furnace 10 and the height ratio of the shielding plate 47 are the same values. On the other hand, when one or more of the shielding plate groups 41 to 44 has a different configuration from the others, the values of the heater shielding ratio and the height ratio of the shielding plate 47 are different from those of the shielding plate groups 41 to 44. 44, or may differ between each of the shielding plate groups 41 to 44 and the entire firing furnace 10. In such a case, if the heater shielding ratio in the entire firing furnace 10 is 10% or more and 40% or less, the above-described effects can be obtained correspondingly. Similarly, if the height ratio in the entire firing furnace 10 is 10% or more and 40% or less, the above-described effects can be obtained correspondingly. However, even in such a case, it is preferable that each of the shield plate groups 41 to 44 has a heater shielding ratio of 10% or more and 40% or less. Similarly, the height ratio of each of the shielding plate groups 41 to 44 is preferably 10% or more and 40% or less.
上述した実施形態では、炉体１１は、炉体１１内の側面２０として前後左右の４つの側面を有していたが、これに限られない。例えば、側面２０の数が３つや５つ以上であってもよい。また、側面２０が円筒の内周面の形状をしていてもよい。 In the above-described embodiment, the furnace body 11 has four front, rear, left, and right side surfaces as the side surfaces 20 in the furnace body 11, but is not limited thereto. For example, the number of the side surfaces 20 may be three or five or more. Further, the side surface 20 may have a shape of a cylindrical inner peripheral surface.
上述した実施形態では、ヒータ３７の発熱部３８は線状ヒータとしたが、これに限らずどのようなヒータを用いてもよい。例えば、ヒータは、面状ヒータとして構成された発熱部を有していてもよい。ヒータ３７の個数や配置についても、上述した実施形態に限られない。 In the above-described embodiment, the heat generating portion 38 of the heater 37 is a linear heater, but is not limited thereto, and any heater may be used. For example, the heater may have a heating unit configured as a planar heater. The number and arrangement of the heaters 37 are not limited to the above-described embodiment.
以下には、焼成炉を具体的に作製した例を実施例として説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, an example in which a firing furnace is specifically manufactured will be described as an example. Note that the present invention is not limited to the following embodiments.
［実施例１］
図１〜３に示した、上述した実施形態の焼成炉１０を作製して実施例１とした。実施例１の処理空間１３の寸法は、上下の高さ（全高Ｈ）が７６０ｍｍ、前後の長さが９００ｍｍ、左右の長さが９００ｍｍとした。後遮蔽板群４２は、図１，２に示したように上下左右に離間して配置された４枚の遮蔽板４７を備えるものとした。この４枚の遮蔽板４７は、図１，２に示したようにいずれも中段領域１５内に配置した。遮蔽板４７は、セラミックファイバーのボードとし、上下の高さが１００ｍｍ（高さＨ１，Ｈ２がいずれも１００ｍｍ）、左右の幅が３５０ｍｍ、厚みが２０ｍｍのものを用いた。上側の遮蔽板４７と下側の遮蔽板４７との上下の隙間は１０ｍｍとし、左側の遮蔽板４７と右側の遮蔽板４７の左右の隙間は１０ｍｍとした。４枚の遮蔽板４７は、前方から後方に水平に見たときに、後ヒータ群３２のうち上側のヒータ３７の発熱部３８の４８％を覆い、下側のヒータ３７の発熱部３８の１５％を覆うように配置した。そのため、ヒータ遮蔽率は３１％であった。処理空間１３の全高Ｈに占める後遮蔽板群４２の４枚の遮蔽板４７の高さ割合は、（Ｈ１＋Ｈ２）／Ｈ×１００＝約２６％となった。前遮蔽板群４１、左遮蔽板群４３、右遮蔽板群４４についても、配置の方向（各側面２１〜２４のうちいずれの面に沿って配置されているか）以外は後遮蔽板群４２と同じとした。そのため、焼成炉１０全体としてのヒータ遮蔽率は２６％となり、焼成炉１０全体としての高さ割合は２６％となった。支持体６０は、セッター６１とスペーサ６２との組を上下方向に２６組重ねた構成とし、２６組を前後左右に離間して４山並べた配置とした。支持体６０の複数のセッター６１の位置を、下から順に１段目、２段目、・・・と称するものとする。支持体６０は、５〜１６段目のセッター６１が中段領域１５内に位置するように配置した。また、下側の遮蔽板４７の下端から上側遮蔽板４７の上端までの高さに５〜１５段目のセッター６１が位置するように配置した。セッター６１の厚みは７ｍｍとした。また、スペーサ６２の上下の高さ（＝セッター６１の上下の間隔）は１３ｍｍとした。
[Example 1]
The firing furnace 10 of the above-described embodiment shown in FIGS. The dimensions of the processing space 13 of the first embodiment were such that the vertical height (total height H) was 760 mm, the front and rear length was 900 mm, and the right and left length was 900 mm. The rear shield plate group 42 includes four shield plates 47 which are arranged vertically and horizontally apart as shown in FIGS. These four shielding plates 47 were all arranged in the middle region 15 as shown in FIGS. The shielding plate 47 was a ceramic fiber board having a vertical height of 100 mm (the heights H1 and H2 were both 100 mm), a horizontal width of 350 mm, and a thickness of 20 mm. The vertical gap between the upper shielding plate 47 and the lower shielding plate 47 was 10 mm, and the left and right gap between the left shielding plate 47 and the right shielding plate 47 was 10 mm. The four shielding plates 47 cover 48% of the heat generating portions 38 of the upper heater 37 of the rear heater group 32 and 15 of the heat generating portions 38 of the lower heater 37 when viewed horizontally from the front to the rear. %. Therefore, the heater shielding ratio was 31%. The height ratio of the four shielding plates 47 of the rear shielding plate group 42 to the total height H of the processing space 13 was (H1 + H2) / H × 100 = about 26%. The front shield plate group 41, the left shield plate group 43, and the right shield plate group 44 also have the rear shield plate group 42 except for the direction of the arrangement (which of the side surfaces 21 to 24 is arranged). I assumed the same. Therefore, the heater shielding ratio of the entire firing furnace 10 was 26%, and the height ratio of the entire firing furnace 10 was 26%. The support 60 has a configuration in which 26 sets of a setter 61 and a spacer 62 are vertically stacked, and 26 sets are arranged in four piles spaced apart in front, rear, left and right. The positions of the plurality of setters 61 of the support 60 are referred to as a first stage, a second stage,... In order from the bottom. The support 60 was arranged such that the setters 61 in the 5th to 16th stages were located in the middle region 15. Further, the setters 61 in the fifth to fifteenth steps are arranged at a height from the lower end of the lower shielding plate 47 to the upper end of the upper shielding plate 47. The thickness of the setter 61 was 7 mm. The vertical height of the spacer 62 (= the vertical interval of the setter 61) was 13 mm.
［実施例２］
上側の遮蔽板４７と下側の遮蔽板４７との上下の隙間を３５ｍｍとした点以外は、実施例１と同じ焼成炉１０を作製して実施例２とした。なお、実施例２の遮蔽板４７の高さ割合は実施例１と同じ２６％である。また、実施例２のヒータ遮蔽率は３０％であった。
[Example 2]
Except that the upper and lower gaps between the upper shielding plate 47 and the lower shielding plate 47 were 35 mm, the same sintering furnace 10 as in Example 1 was manufactured, and Example 2 was made. The height ratio of the shielding plate 47 of the second embodiment is 26%, which is the same as that of the first embodiment. Further, the heater shielding ratio of Example 2 was 30%.
［実施例３］
上側の遮蔽板４７と下側の遮蔽板４７とを分けずに１枚の遮蔽板４７とし、各遮蔽板４７に穴を設けた点以外は、実施例２と同じ焼成炉１０を作製して実施例３とした。すなわち、後遮蔽板群４２が左右に離間した２枚の遮蔽板４７を有するものとした。２枚の遮蔽板４７の寸法は、いずれも、上下の高さが２３５ｍｍ、左右の幅が３５０ｍｍ、厚みが２０ｍｍとした。左側の遮蔽板４７と右側の遮蔽板４７の左右の隙間は実施例１，２と同じく１０ｍｍとした。２枚の遮蔽板４７の各々の穴は、いずれも遮蔽板４７の上下左右の中央に位置するように配設した。穴の直径は６７ｍｍとした。前遮蔽板群４１、左遮蔽板群４３、右遮蔽板群４４についても、配置の方向以外は後遮蔽板群４２と同じとした。焼成炉１０全体としてのヒータ遮蔽率は３６％となり、焼成炉１０全体としての高さ割合は３１％（＝２３５ｍｍ／７６０ｍｍ×１００）となった。
[Example 3]
The same sintering furnace 10 as in Example 2 was prepared except that the upper shielding plate 47 and the lower shielding plate 47 were not divided and formed into one shielding plate 47, and each shielding plate 47 was provided with a hole. Example 3 was used. That is, the rear shield plate group 42 has two shield plates 47 separated to the left and right. The dimensions of the two shielding plates 47 were 235 mm in vertical height, 350 mm in left and right width, and 20 mm in thickness. The left and right gaps between the left shielding plate 47 and the right shielding plate 47 were set to 10 mm as in the first and second embodiments. The respective holes of the two shielding plates 47 were disposed so as to be located at the center of the shielding plate 47 in the upper, lower, left and right directions. The diameter of the hole was 67 mm. The front shield plate group 41, the left shield plate group 43, and the right shield plate group 44 were the same as the rear shield plate group 42 except for the direction of arrangement. The heater shielding ratio of the entire firing furnace 10 was 36%, and the height ratio of the entire firing furnace 10 was 31% (= 235 mm / 760 mm × 100).
［実施例４］
各遮蔽板４７に穴を設けないようにした点以外は、実施例３と同じ焼成炉１０を作製して実施例４とした。焼成炉１０全体としてのヒータ遮蔽率は３８％となった。焼成炉１０全体としての高さ割合は実施例３と同じ３１％である。
[Example 4]
Example 4 was the same as in Example 3 except that the holes were not provided in each shielding plate 47. The heater shielding rate of the entire baking furnace 10 was 38%. The height ratio of the entire sintering furnace 10 is 31%, which is the same as in the third embodiment.
［比較例１］
遮蔽板４７を備えない点以外は実施例１と同じ焼成炉１０を作製して比較例１とした。
[Comparative Example 1]
Except that the shielding plate 47 was not provided, the same sintering furnace 10 as in Example 1 was produced, and Comparative Example 1 was obtained.
［処理空間１３内の温度の測定］
実施例１〜４，比較例１について、供給管５０から処理空間１３内に雰囲気ガスを供給し、複数のヒータ３７に電力を供給してヒータ３７を加熱し、その状態で１〜２４段目のうち奇数段及び２４段目のセッター６１上の雰囲気の温度を測定した。支持体６０は２６組を４山配置しているが、代表としてそのうちの１山にて測定した。また、実施例１〜４，比較例１の各々について、測定された温度の最大値と最小値との差を導出したところ、実施例１では３．０℃、実施例２では４．２℃、実施例３では５．１℃、実施例４では５．３℃、比較例１では８．８℃であった。図５は、実施例１〜４及び比較例１におけるセッター６１の測定段と温度との関係を示すグラフである。
[Measurement of temperature in processing space 13]
In Examples 1 to 4 and Comparative Example 1, an atmosphere gas was supplied from the supply pipe 50 into the processing space 13, and electric power was supplied to the plurality of heaters 37 to heat the heaters 37. Among them, the temperature of the atmosphere on the odd-numbered stage and the 24th stage on the setter 61 was measured. As for the support 60, 26 sets of four peaks are arranged, and one of the peaks was measured as a representative. Further, for each of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1, the difference between the maximum value and the minimum value of the measured temperature was derived. As a result, 3.0 ° C. in Example 1 and 4.2 ° C. in Example 2. The temperature was 5.1 ° C. in Example 3, 5.3 ° C. in Example 4, and 8.8 ° C. in Comparative Example 1. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the measurement stage of the setter 61 and the temperature in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1.
図５に示すように、比較例１では上段領域及び下段領域と中段領域との温度差が大きく、最大で８．８℃の差があった。これに対し、実施例１〜４はいずれも比較例１と比べて中段領域の温度が低くなり上段領域及び下段領域の温度が高くなる傾向が見られ、炉体内の上段領域及び下段領域と中段領域との温度差が低減されていた。測定された温度の最大値と最小値との差も、実施例１〜４は比較例１と比べて小さくなっていた。なお、遮蔽板４７の上下の隙間も穴も存在しない実施例４では、中段領域の一部の段の温度が上段領域及び下段領域の温度より低くなっていた。これに対し、遮蔽板４７の上下の隙間又は穴が存在する実施例１〜３では、中段領域の温度が低下しすぎることはなかった。また、遮蔽板４７に穴が配設された実施例３よりも、穴の代わりに遮蔽板４７の上下の隙間を設けた実施例１，２の方が、温度の最大値と最小値との差を小さくできていた。さらに、隙間が３５ｍｍである実施例２よりも、隙間が１０ｍｍである実施例１の方が、温度の最大値と最小値との差を小さくできていた。 As shown in FIG. 5, in Comparative Example 1, the temperature difference between the upper region, the lower region, and the middle region was large, with a maximum difference of 8.8 ° C. In contrast, in Examples 1 to 4, the temperature in the middle region was lower than that in Comparative Example 1, and the temperature in the upper region and the lower region tended to be higher. The temperature difference with the region was reduced. The difference between the maximum value and the minimum value of the measured temperature was smaller in Examples 1 to 4 than in Comparative Example 1. In the fourth embodiment, in which there are no gaps and holes above and below the shielding plate 47, the temperature of some of the middle regions is lower than the temperatures of the upper and lower regions. On the other hand, in Examples 1 to 3 in which the upper and lower gaps or holes of the shielding plate 47 exist, the temperature in the middle region did not decrease too much. Further, in the first and second embodiments in which the upper and lower gaps of the shielding plate 47 are provided instead of the holes, the temperature difference between the maximum value and the minimum value is higher than that in the third embodiment in which the holes are provided in the shielding plate 47. The difference was small. Further, in Example 1 in which the gap was 10 mm, the difference between the maximum value and the minimum value of the temperature was smaller than in Example 2 in which the gap was 35 mm.
１０ 焼成炉、１１ 炉体、１２ 箱体、１３ 処理空間、１４ 上段領域、１５ 中段領域、１６ 下段領域、１７ 収容空間、１８ 昇降装置、１９ 昇降板、２０ 側面、２１ 前側面、２２ 後側面、２３ 左側面 ２４ 右側面、２５ 天井面、２６ 底面、３０ ヒータ群、３１ 前ヒータ群、３２ 後ヒータ群、３３ 左ヒータ群、３４ 右ヒータ群、３７ ヒータ、３８ 発熱部、３９ 導電部、４０ 遮蔽板群、４１ 前遮蔽板群、４２ 後遮蔽板群、４３ 左遮蔽板群、４４ 右遮蔽板群、４７ 遮蔽板、４８ ボルト、５０ 供給管、５１ 供給孔、６０ 支持体、６１ セッター、６２ スペーサ、６５ セラミック成形体。 Reference Signs List 10 firing furnace, 11 furnace body, 12 box body, 13 processing space, 14 upper region, 15 middle region, 16 lower region, 17 housing space, 18 elevating device, 19 elevating plate, 20 side surface, 21 front side surface, 22 rear side surface , 23 left side surface 24 right side surface, 25 ceiling surface, 26 bottom surface, 30 heater group, 31 front heater group, 32 rear heater group, 33 left heater group, 34 right heater group, 37 heater, 38 heating section, 39 conductive section, 40 shield plate group, 41 front shield plate group, 42 rear shield plate group, 43 left shield plate group, 44 right shield plate group, 47 shield plate, 48 volt, 50 supply pipe, 51 supply hole, 60 support, 61 setter , 62 spacer, 65 ceramic molded body.
Claims (9)
内部に処理空間を有する炉体と、
前記処理空間内で前記炉体内の側面に沿って配置されたヒータと、
前記処理空間を上下方向に３等分したうちの中段領域を上段領域及び下段領域の各々より多く遮蔽するように、前記炉体内の側面に沿って前記ヒータよりも前記処理空間の内側に配置された遮蔽板と、
を備え、
前記遮蔽板は、固定された固定板である、
焼成炉。 A firing furnace for firing a ceramic molded body,
A furnace body having a processing space inside,
A heater arranged along a side surface in the furnace inside the processing space;
Along the side of the furnace, the processing space is disposed inside the processing space inside the furnace so as to shield the middle region of the processing space in three equal parts in the vertical direction more than the upper region and the lower region. Shield plate,
Equipped with a,
The shielding plate is a fixed fixing plate,
Firing furnace.
請求項１に記載の焼成炉。 When the shielding plate and the heater are viewed in a horizontal direction from the inside of the processing space than the shielding plate, the area ratio of a portion of the heat generating portion of the heater that is covered by the shielding plate is A certain heater shielding ratio is 10% or more and 40% or less;
The firing furnace according to claim 1.
請求項２に記載の焼成炉。 The heater shielding ratio is 20% or more and 35% or less;
The firing furnace according to claim 2.
請求項１〜３のいずれか１項に記載の焼成炉。 In the shielding plate, a height ratio of the shielding plate to the entire height of the processing space is 10% or more and 40% or less.
The firing furnace according to claim 1.
請求項４に記載の焼成炉。 The height ratio is 20% or more and 35% or less;
The firing furnace according to claim 4.
請求項１〜５のいずれか１項に記載の焼成炉。 A plurality of the shielding plates are arranged apart from each other in a direction along a side surface in the furnace body,
The firing furnace according to claim 1.
請求項１〜６のいずれか１項に記載の焼成炉。 The shielding plate, so that there is a gap in the middle region, fills at least one of a plurality of spaced apart from each other or a hole is provided,
The firing furnace according to any one of claims 1 to 6.
請求項１〜７のいずれか１項に記載の焼成炉。 A plurality of the heaters are arranged in a zigzag along a side surface in the furnace body,
The firing furnace according to any one of claims 1 to 7.
前記ヒータ及び前記遮蔽板は、前記４つの側面の各々に対応して配置されている、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の焼成炉。 The furnace body has four front, rear, left, and right side surfaces as side surfaces in the furnace body,
The heater and the shielding plate are arranged corresponding to each of the four side surfaces,
The firing furnace according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016063558A JP6639985B2 (en) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Firing furnace |
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