JPH10140234A - 熱処理炉 - Google Patents

熱処理炉

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JPH10140234A
JPH10140234A JP30070996A JP30070996A JPH10140234A JP H10140234 A JPH10140234 A JP H10140234A JP 30070996 A JP30070996 A JP 30070996A JP 30070996 A JP30070996 A JP 30070996A JP H10140234 A JPH10140234 A JP H10140234A
Authority
JP
Japan
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furnace
space
gas
processing
inner box
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Withdrawn
Application number
JP30070996A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiji Nakamu
栄治 中務
Ippei Yamauchi
一平 山内
Masao Takeda
正夫 武田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Mectem Inc
Original Assignee
Shimadzu Mectem Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】炉内汚染を防止するための保護ガスを用いた差
圧フロー構造と、処理空間への処理ガスの有効な導入状
態とを両立させる。 【解決手段】炉1内に内箱2を配置してこの内箱2内を
内排気系3により直接排気すると共に、外側の炉内空間
S2から外入ガスXを導入してこの外入ガスXを内側の
処理空間S1へ差圧フローさせるようにし、さらに処理
空間S1に炉1外から各種処理ガスYを直接導入して脱
脂処理等の実効を図る構成を採用するものにおいて、炉
内空間S2への外入ガスXの導入が過多になった場合
に、差圧設定機構8を作動させて炉内空間S2と内排気
系3とを直接連通させ、炉内空間S2に存在する外入ガ
スXを処理物Wに接触させることなく排出するようにし
たので、炉内汚染を確実に防止する作用と、処理空間S
1内における処理ガスYの有効な濃度の下での化学的作
用とを両立させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空焼結炉や純化
処理炉、CVD装置等として利用可能な熱処理炉に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、熱処理の一つに真空脱脂焼結が
ある。この真空脱脂焼結は、主として処理物を低温加熱
することにより該処理物からバインダを除去する脱脂工
程と、脱脂後の処理物を高温加熱して処理物を焼成する
焼結工程とから成るが、近時の脱脂焼結はこれらを単一
炉内で一貫して行うために、炉に内箱を内装し、炉内を
内箱の内側の処理空間と外側の炉内空間に区成するとと
もに、炉内空間にガスを導入する外導入系と、前記処理
空間を直接炉外に排気する内排気系とを設けてなるもの
が知られている。このものは、炉内空間に外入ガスを導
入し、処理空間側から排気を行いつつ脱脂処理を行うこ
とで、炉内空間から処理空間へ向かう定常的なガスの流
れを形成し、処理空間で処理物から発生したワックスベ
ーパ等のガスをその外入ガスの流れに沿って炉内空間側
へ逆流させることなく直接炉外に排出して、炉内空間を
汚染から保護しているものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記炉内に
は、触媒的な作用を営ませる目的等で各種の処理ガスを
炉外から導入する場合がある。この時、処理効果を上げ
るため、炉に内導入系を設けて直接処理ガスを内箱に導
入している例が少なくない。このような状況の下で、前
述した外入ガスを必要以上に過多に導入すると、処理空
間内の処理ガスが希釈され、所期の作用が半減されるば
かりか、内箱に過大な内外差圧が掛かって爆縮事故を引
き起こす場合がある。逆に、外入ガスが不足すると、処
理空間から炉内空間に向かってバインダを始め有害な処
理ガスが漏出し、炉内汚染を惹起する恐れがある。した
がって、炉内汚染を惹起せず、且つ処理空間における処
理を高い効率で進行させるためには、導入する外入ガス
を処理ガスやバインダ蒸発量等との関係において適切に
規定することが不可欠となるが、従来においてはこのよ
うな調整を手探りで行うほかなかった。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、炉内に配置されて内側に処理空間を
閉成する内箱と、前記処理空間を直接炉外に排気する内
排気系と、前記内箱の外側に位置する炉内空間に炉外か
ら外入ガスを導入する外導入系と、前記処理空間に炉外
から直接内箱に導通する内導入系とを具備してなるもの
において、前記内排気系の一部と前記炉内空間とを連通
する位置に、差圧力設定機構を有するバイパス通路を設
け、炉内空間が処理空間に対して相対的に差圧力設定機
構で設定した差圧以上に昇圧したときに、炉内空間に存
在する外入ガスを処理空間を経ることなくバイパス通路
を通じて直接内排気系に排出するように構成してなるこ
とを特徴とする。
【0005】このような構成において、外導入系を通じ
て炉内空間に少なくとも逆流を確実に防止できる程度に
比較的多めの外入ガスを導入するようにした場合、導入
量が過多であれば差圧力設定機構が働いて一部が処理空
間を経ることなくバイパス通路を介して内排気系より直
接排出され、処理空間にはあくまで適度な量の外入ガス
が炉内空間から流れ込むことになる。したがって、逆流
による炉内汚染を確実に防止する作用と、処理空間内へ
の外入ガスの導入量を規制して処理ガスにより処理効率
を向上させる作用とを有効に両立させることが容易とな
る。しかも、このようなバイパス通路を設けておけば、
内箱に過大な内外差圧が作用することがないため、内外
差圧に起因した内箱の爆縮も未然に回避することが可能
となる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図1及び図2を
参照して説明する。この実施例の熱処理炉は、例えば射
出成形品を製造する際の一工程である脱脂・焼結工程に
用いられるもので、炉1内に配置されて内側に処理空間
S1を閉成する内箱2と、前記処理空間S1を直接炉1
外に排気する内排気系3と、この内箱2の外側に位置す
る炉内空間S2に炉1外から外入ガスXを導入する外導
入系4と、前記処理空間S1に炉1外から直接処理ガス
Yを導入する内導入系5とを具備してなる。
【0007】詳述すると、炉1は、炉胴11の内部に断
熱材12によって包囲される加熱室13を有し、この加
熱室13にヒータ14を内設してなるもので、炉胴11
の一部を構成する蓋11aを断熱材12の一部を構成す
る蓋12aと共に開閉することによって処理物Wの出し
入れを可能にしている。この炉1には、処理物Wを収容
した後に蓋11a、12aを閉めて炉内空間S2を真空
排気するために、一端が炉胴11を貫通して炉内空間S
2に接続され他端がバルブ61を介して真空ポンプPに
接続された外排気系6が設けてある。
【0008】内箱2は、前記加熱室13に配置されるグ
ラファイト製のもので、筒状の箱本体21と、この箱本
体21の両端開口部を閉止する位置に配設される蓋22
とを具備してなり、少なくとも一方の蓋22は、前記蓋
11a、12aと共に開閉可能とされている。この内箱
2は、グラファイトという素材の持つ性質により、また
箱本体21が蓋22により開閉可能とされている構造に
より、完全なる気密性を呈し得るものではなく、箱本体
21と蓋22との当接隙間等を通じてある程度のガスの
流通を許容し得るものである。
【0009】内排気系3は、一端を炉胴11及び断熱材
12を貫通して内箱2に接続され、他端を前記外排気系
6を構成する真空ポンプPの吸込側にトラップ31及び
バルブ32を介して接続されている。なお、この内排気
系3のトラップ31とバルブ32の間は、大気開放弁3
3を介して選択的に大気開放可能とされている。外導入
系4は、一端を前記炉胴11を貫通して内側の炉内空間
S2に接続され、他端をガス供給源41にバルブ42を
介して接続されたもので、このガス供給源41にはN2
やAr等の不活性ガスXが充填されている。
【0010】内導入系5は、一端を炉胴11及び断熱材
12を貫通して内箱2に接続され、他端をガス供給源5
1にバルブ52を介して接続されたもので、このガス供
給源51にはcl2を始めとする水素、空気など、処理
物Wに対する脱脂処理を促進するために必要な反応性ガ
スその他のガスが充填されている。このような構成に加
えて、本実施例は、前記内箱2の底部に、チャンネル状
の仕切板7を配置している。この仕切板7は、内箱2の
底部との間に空隙S3を形成するためのものであって、
この空隙S3は、軸方向の開口端及び該仕切板7の上面
に設けた開口孔7aにおいて処理空間S1と連通し、基
本的には内排気系3の一部と同一視できる程度に処理空
間S1から画されているものである。そして、この空隙
S3と前記炉内空間S2とを連通する位置に、差圧力設
定機構8を有するバイパス通路9を介在させている。
【0011】バイパス通路9は、図1及び図2に示すよ
うに、内箱2の底部のうち、内排気系3の開口部から軸
方向へ変位した部位に設けられた肉厚方向へ伸びる貫通
孔状のもので、前記空隙S3と炉内空間S2とを直接連
通させている。差圧力設定機構8は、前記パイパス通路
9の開口端に対して脱着可能なポペット81と、このポ
ペット81の基端81aを脱着方向へ移動可能に保持す
る筒状部材82とから構成されるもので、筒状部材82
の周壁にはガスの流通を許容する透窓82aが設けてあ
る。
【0012】そして、前記差圧設定機構8を構成するポ
ペット81の自重を利用して通常はパイパス通路9の開
口端を閉塞しておき、炉内空間S2が処理空間S1の圧
力すなわち空隙S3の圧力に対して相対的に差圧力設定
機構8で設定した差圧以上に昇圧したとき、つまりポペ
ット81に重力に打ち勝つ付勢力を及ぼすような差圧以
上に昇圧したときのみ、ポペット81をバイパス通路9
の開口端から浮上させて炉内空間S2に存在するガスX
をバイパス通路9を介して内排気系3の一部を構成する
空隙S3に導入するようにしている。具体的には、バイ
パス通路9を出たガスXは一旦仕切板7の下面に衝突し
た後、内排気系3により引っ張られて炉1外に排出され
ていくこととなる。
【0013】次に、本実施例の使用方法を説明する。先
ず、蓋11a、12aを開けて処理物Wを内箱2内にセ
ットする。次に、蓋11a、12aを閉めて外排気系6
及び内排気系3を作動させ、炉内空間S2及び処理空間
S1が所定真空度に達したなら、外排気系6のバルブ6
1を閉じ、少なくとも内排気系3を作動させたままの状
態で、今度は外導入系4のバルブ42を開いて炉内空間
S2にガスXを導入する。このとき同時に、ヒータ14
に通電して処理物Wに対する脱脂処理を開始する。これ
により、炉1内には、炉内空間S2に導入されたガスX
が図中矢印で示すように内箱本体21と蓋22との当接
隙間等を通って処理空間S1に達し、更に内排気系3を
通って炉1外に排出されるというガスの流れが形成され
る。したがって、処理物Wから蒸発するバインダ蒸気
は、このガスXの流れに乗って逐次炉1外に直接排出さ
れる。また、以上の処理を行う間、内導入系5のバルブ
52も開き、内箱2に炉1外から直接処理ガスYを導入
しておく。これにより、導入された処理ガスYは処理物
Wの周囲を流通する際に処理物Wに接触し、例えば処理
ガスYがcl2であれば処理物Wに対する脱脂処理速度
を促進する触媒的な作用を営み、しかる後、内排気系3
の一部をなす空隙S3を経て内排気系3に排出される。
そして、これらのガスはトラップ31において有害分を
捕獲された後、真空ポンプP若しくは大気開放弁33を
通じて放出される。なお、内箱2には内導入系5の開口
端に予熱空間53が設けてあり、この予熱空間53にお
いてガスを処理空間S1の温度にまで予熱した後、処理
物Wの周囲に流通させるようにしている。
【0014】以上のような取扱い中、外導入系4を通じ
て炉内空間S2に少なくとも処理空間S1から炉内空間
S2へガスが逆流する事を確実に防止できる程度に比較
的多めのガスXを導入しておきさえすれば、たとえ導入
量が過多であっても差圧力設定機構8が働いてガスXの
一部が処理空間S1を経ることなくバイパス通路9を介
して内排気系3より直接排出され、処理空間S1にはあ
くまで適度な量のガスXが炉内空間S2から流れ込むこ
とになる。したがって、バインダ蒸気や処理ガスY等が
逆流して炉1内の断熱材12やヒータ14等を汚染する
という事態を確実に防止する作用と、処理空間S1内へ
のガスXの導入量を規制して処理ガスYの有効な濃度を
確保し処理物Wに対する各種処理効率を向上させる作用
とを有効に両立させることが容易となる。しかも、この
ようなバイパス通路9を設けておけば、内箱2に過大な
内外差圧が作用することがないため、内外差圧に起因し
た内箱2の爆縮も未然に回避することが可能となる。さ
らに、上記のように処理空間S1から隔離され且つヒー
タ14によって加熱され得る位置に差圧力設定機構8を
設けておけば、ポペット81の汚染が防止されるため、
該差圧力設定機構8に長期に亘り安定して確実な開閉動
作を保障することが可能となる。
【0015】なお、内導入系5からは、ガスのみならず
水やアルコール、硝酸等、炉内の熱でガス化するものを
導入してもよい。また、各部の具体的な構成は、図示実
施例のものに限定されるものではない。例えば、上記実
施例で用いた中央に開孔した仕切板7に代えて、図3に
示すような両端を開けた仕切板107を用いてもよい。
この仕切板107により、上記実施例と同様の空隙S3
を形成することができる。このようにすることで空隙S
3をより処理空間S1から遠ざけ且つ内排気系3に近付
けることができる。他の構成としては、図4に示すよう
に、炉内空間S2と内排気系3の間にリリーフ弁34を
設ける構成を採用することができる。また、内導入系や
内排気系はガイド管により内箱内の任意の場所に開口し
てもよく、内導入系は内箱を支持する炉床の支柱をパイ
プ状にすることによって構成してもよい。さらにまた、
上記実施例の取り扱い方法において、炉内が差圧力設定
機構が閉じるような高真空状態にあるときには、拡散に
よる漏れがあるため、脱脂処理中であっても外排気系6
を作動させて外導入系4から導入したガスを直接外排気
系6を通じて排出する使用形態を併用し、焼結中は外導
入系4を閉じ、内導入系5から処理ガスのかわりに不活
性ガスを導入してもよい。
【0016】その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しな
い範囲で種々変形が可能である。
【0017】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。すなわ
ち、本発明の熱処理炉は、炉内に内箱を配置してこの内
箱内を内排気系により直接排気すると共に、外側の炉内
空間から外入ガスを導入してこのガスを内側の処理空間
へ差圧フローさせるようにし、さらに処理空間に炉外か
ら各種処理ガスを直接導入して脱脂処理等の実効を図る
構成を採用するものにおいて、炉内空間への外入ガスの
導入が過多になった場合に、差圧設定機構を作動させて
炉内空間と内排気系とを直接連通させ、炉内空間に存在
するガスを処理物に接触させることなく排出するように
したものである。
【0018】このため、炉内汚染を確実に防止する作用
と、処理空間内における処理ガスの作用とを有効に両立
させることが容易となる。しかも、このようなバイパス
通路を設けておくことによって、内箱が過大な内外差圧
により爆縮を惹起することも確実に回避することが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す概略的な断面図。
【図2】図1の要部拡大図。
【図3】本発明の他の実施例を示す模式図。
【図4】本発明の他の実施例を示す図1に対応した断面
図。
【符号の説明】
1…炉 2…内箱 3…内排気系 4…外導入系 5…内導入系 8…差圧力設定機構 9…バイパス系路 S1…処理空間 S2…炉内空間 X…外入ガス Y…処理ガス

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炉内に配置されて内側に処理空間を閉成す
    る内箱と、前記処理空間を直接炉外に排気する内排気系
    と、前記内箱の外側に位置する炉内空間に炉外から外入
    ガスを導入する外導入系と、前記処理空間に炉外から直
    接内箱に導通する内導入系とを具備してなるものにおい
    て、 前記内排気系の一部と前記炉内空間とを連通する位置
    に、差圧力設定機構を有するバイパス通路を設け、炉内
    空間が処理空間に対して相対的に差圧力設定機構で設定
    した差圧以上に昇圧したときに、炉内空間に存在する外
    入ガスを処理空間を経ることなくバイパス通路を通じて
    直接内排気系に排出するように構成してなることを特徴
    とする熱処理炉。
JP30070996A 1996-11-12 1996-11-12 熱処理炉 Withdrawn JPH10140234A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103264163A (zh) * 2013-05-06 2013-08-28 宁波恒普真空技术有限公司 金属粉末注射成型真空脱脂烧结炉定向气流装置
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