KR100469522B1 - 열처리 장치 - Google Patents

Abstract

복수의 열처리실을 포함하여 이루어지고, 열처리실 내에서 피처리물이 반송되어서 열처리 되는 열처리 장치에 있어서, 열처리실 내의 온도가 상호 상이한, 적어도 1조의 인접하는 2개의 열처리실이 단열 구조 부재를 사이에 끼워 접속되어 있음으로써, 열처리실(예를 들어 머플) 간의 열전도를 억제하여 열처리 장치에서 발생되는 열 손실을 적게하고, 따라서, 피처리물의 품질 및 수율에 영향을 주는 일 없이, 소정의 열처리를 실시하는 데 필요한 입열 에너지를 대폭적으로 감소시킨다.

Description

열처리 장치{THERMAL TREATMENT APPARATUS}

플라즈마 디스플레이 패널, 태양 전지 패널 및 저항 칩(chip) 등의 각종 디바이스 및 전자 부품을 최종 부품으로 하는 각종 제품의 제조 과정에 있어서, 여러가지의 열처리, 예를 들어 가열 및 냉각 처리 등이 이용되고 있다. 열처리에 의해 달성되는 작용은 무수히 많이 알려져 있다. 구체적으로는 건조, 탈수, 소성, 반응 촉진, 표면 개질(改質), 밀봉 부착, 배기 및 어닐링(annealing) 등이 알려져 있다.

열처리 장치가 가열로인 경우, 당해 열처리 장치는 일반적으로, 피처리물의 반송(搬送) 방향을 따라서 복수의 열처리실을 갖는다. 각각의 열처리실은 그 내부에 피처리물이 열처리 되는 공간, 즉 열처리 존(zone)을 갖는다. 가열로는 일반적으로, 피처리물을 가열 승온(昇溫) 시키는 승온 존(승온실), 승온된 피처리물의 온도를 일정하게 유지하는 항온 존(항온실) 및 피처리물을 냉각 강온(降溫) 시키는 강온 존(강온실)을 열처리 존으로서 갖는다. 피처리물은 각각의 존을 상술한 순서로 통과하는 사이에 소정의 열처리가 되게 된다. 통상적으로, 승온 존에서는 열이 가해지고, 항온 존에서는 방열량에 알맞는 만큼만 열이 가해지며, 강온 존에서는열이 제거된다.

따라서, 피처리물에 열이 가해지는 승온 존 및 항온 존은 가열 존이라고 불려지기도 한다. 피처리물로부터 열을 제거하는 강온 존은 냉각 존이라고 불려지기도 한다. 강온 존은 또한, 당해 존에 들어가서 부터 당해 존을 나올 때 까지의 사이에 내려가는 피처리물의 온도(강온 속도)에 상응해서, 서냉(徐冷) 존 또는 급냉 존으로 불려지기도 한다. 일반적으로, 서냉 존이라는 것은 존 내에 들어간 피처리물의 온도를 예를 들어 수℃/분 ∼수십℃/분의 비율로서 내리는 존을 말한다. 급냉 존이라는 것은 존 내에 들어간 피처리물의 온도를 예를 들어 수백℃/분 이상의 비율로서 내리는 존을 말한다.

가열 존 및 냉각 존의 치수는 피처리물의 처리량에 근거하여, 가열에 필요한 시간, 냉각 속도 및 취출 온도 등의 열처리 조건 및 열처리 장치의 설치 공간 등에 상응하여 결정된다.

복수의 열처리실을 갖는 열처리 장치에 있어서는 각각의 열처리실에 있어서 소정의 열처리가 확실히 실행되도록, 열처리실 내의 온도(즉, 열처리 존의 온도)를 소정의 온도 상태로 유지시킬 필요가 있다. 그 때문에 열처리실 내는 적당한 가열 또는 냉각 수단 및 온도 모니터(monitor)에 의해서 온도가 관리된다.

복수의 열처리실을 갖는 열처리 장치에는 각각의 열처리실 내의 열처리 존에서 피처리물을 간헐적으로 이동시키는 열처리 장치와, 피처리물을 연속적으로 이동시키는 열처리 장치가 있다. 피처리물이 간헐적으로 이동되어 지는 열처리 장치의 하나의 예는 예를 들어 일본국 특허 공개 공보 제11-142061호 공보에 기재되어 있다.

당해 공보에 기재된 열처리 장치는 각각의 열처리 존이 인접하는 기타의 열처리 존으로부터 열적으로 영향을 받는 일이 없도록, 각각의 열처리 존이 기타의 열처리 존으로부터 차폐됨으로써, 각각의 열처리 존의 열적인 독립성을 확보하고 있다. 구체적으로는 이 열처리 장치는 가열 존 사이의 경계 부분에 평판 형상의 셔터(shutter)를 갖는 셔터 장치와, 셔터를 사이에 끼우도록 설치된 1쌍의 단열벽을 갖는다. 셔터는 각각의 가열 존을 상호 차폐시키는 차폐 위치, 또는 반송되는 가공물과의 간섭을 피하는 퇴피(退避) 위치로 위치가 결정된다. 즉, 셔터는 가공물이 가열 존 사이를 이동할 때에 퇴피 위치에 위치되고, 가공물이 가열 존에 반입되면 차폐 위치에 위치된다. 가열 존에 반입된 가공물은 가열 존에서 정지 또는 왕복 이동하여, 소정의 온도로 되도록 열처리 된다.

이 열처리 장치에 있어서는 셔터가 각각의 가열 구분을 상호 차폐시킴과 동시에 가열 존 사이의 경계 부분에 설치된 단열벽 자체와 단열벽 상호 간에 형성된 공기층이 단열 작용을 나타낸다. 이것으로써, 각각의 가열 구분이 인접하는 기타 가열 존으로부터 받는 열적인 영향이 가급적으로 저감된다. 단열벽의 사이에 형성된 공기층은 또한, 고온측의 가열 존으로부터 저온측의 가열 존에 대한 직접적인 전열을 방지한다. 따라서, 이 열처리 장치에 의하면, 가공물을 간헐적으로 이송하여 셔터를 폐쇄한 후, 각각의 가열 구분의 온도를 소정의 온도로 속히 제어할 수 있다. 즉, 이 열처리 장치는 가동 셔터와 단열벽에 의해서 각각의 열처리 존의 독립성을 확보하고 있다. 그것에 의해서, 피처리물의 품질이 확보됨과 동시에 열처리장치 전체의 길이를 단축시킬 수 있다고 하는 이점을 갖게 된다.

이어서, 피처리물이 연속적으로 이동되어 지는 열처리 장치에 관하여 설명한다.

복수의 열처리실을 갖추고, 피처리물이 연속적으로 이동되어 지는 열처리 장치의 하나로서, 적당한 가열 수단 또는 냉각 수단으로써 가열 또는 냉각된, 머플(muffle)이라고 불려지는 터널(tunnel) 형상 구조를 갖는 열처리실 내에서, 피처리물을 반송하면서, 피처리물을 간접적으로 열처리 하는 장치가 있다. 피처리물의 반송은 메시 벨트 컨베이어(mesh belt conveyer) 또는 롤러 하스(roller-hearth) 등의 반송 수단을 이용하여 실시된다. 이러한 종류의 열처리 장치는 종종 머플 노(爐) 또는 머플 구조형 가열로라고 불려진다. 머플 노에 있어서, 열처리 존은 머플의 벽으로서 구획 결정되며, 이 열처리 존은 머플의 외측에 배치된 가열 수단 등에 의해서 소정의 온도로 유지된 열처리 분위기에 있다.

「열처리 분위기」라는 것은 피처리물이 배치된 공간을 말하며, 당해 공간에 배치된 피처리물에 열을 가하는 것 또는 피처리물로부터 열을 제거하는 것은 당해 공간에 포함된 가스, 가열 장치, 냉각 장치 및/또는 당해 공간을 구획 결정하는 벽에 의해서 이루어진다. 「열처리 분위기」는 간단이 「분위기」라고도 한다. 열처리 분위기에 포함된 가스는 「분위기 가스」라고도 한다.

머플 노에 있어서는 피처리물은 이 열처리 분위기 내에서 반송되어서, 머플을 구성하는 벽의 내측면을 사이에 끼워 간접 가열 또는 간접 냉각됨으로써, 원하는 바와 같이 열처리 된다. 머플 노에 있어서는 열처리 존에 가열 수단 등이 존재하지 않기 때문에 예를 들면, 히터 형상에 기인하는 열처리 존에서의 가열 편차 및 가열 제어의 변동이 완화된다. 즉, 열처리 존은 더욱 균일한 열처리 분위기에 있기 때문에 피처리물을 원하는 온도 프로파일(profile)로서 안정적으로 열처리 할 수 있다.

머플은 일반적으로 금속제 통(筒) 형상 구조체이다. 머플로서는 예를 들어 통 형상으로 일체 가공된 것이 이용된다. 혹은 단열성의 블록(block) 판으로서 4방을 둘러 쌈으로써, 사각형의 통 형상체의 머플을 형성할 수 있다.

머플 노의 기본적인 구성의 일례(一例)를 도 13에 나타낸다. 나타낸 머플 노(100)는 피처리물의 반송 방향을 따라서, 피처리물을 가열 승온시키는 가열 존(가열실)과, 피처리물을 냉각 강온시키는 냉각 존(냉각실)을 갖는다. 피처리물은 각각의 존을 순차 연속적으로 통과하며, 이 사이에 소정의 열처리가 피처리물에 시행된다.

도 13에 나타낸 머플 노를 더욱 상세히 설명한다. 가열 존을 형성하는 가열 머플(2)은 금속 재료로서 이루어지고, 그 외벽면은 전기 히터 모듈(1)로써 감싸져 있다. 가열 머플(2)은 전기 히터 모듈(1)로써 가열되어, 원하는 열처리에 상응하여 소정의 온도로 유지되어 있다. 냉각 존을 형성하는 냉각 머플(8)도 또한 금속 재료로서 이루어진다. 냉각 머플(8)의 외벽면에는 냉각수관(7)이 배치되며, 냉각 머플(8) 내는 냉각수관(7)을 통하는 냉각수에 의해서, 소정의 온도로 유지되어 있다. 히터 모듈(1)을 포함하는 머플 전체는 벽(또는 외부 패널)(110)에 의해서 둘러 싸여져 있다.

가열 머플(2) 내에서는 반송체인 메시 벨트(3)가 연속적으로 한 방향으로 이동한다. 열처리 되는 피처리물(4)은 이 메시 벨트(3)에 적재되어서 반입부(5)로부터 반출부(6)를 향해서 이동한다. 나타낸 특징에서는 메시 벨트는 장치의 설치면(도 13에 나타낸 X-Y 평면)에 평행으로 배치되어 X 방향으로 이동하고 있다.

메시 벨트 이외의 반송체로서는 다수의 원주(圓柱) 형상의 롤러를 그 길이 방향이 반송 방향에 대하여 수직으로, 또한 장치의 설치면(도 13에 나타낸 X-Y 평면)과 평행으로 되도록(즉, 도 13의 Y 방향을 따라서) 늘어서 형성된 반송체가 있다. 그러한 반송체는 일반적으로 「롤러 하스」라고 불리운다. 롤러 하스를 이용하는 경우, 피처리물은 롤러의 회전 구동에 의해 반송된다.

피처리물(4)은 소정의 온도로 유지된 가열 머플(2) 내를 통과하고 있는 사이에 가열된다. 메시 벨트(3)와 피처리물(4)은 가열 머플(2) 내를 통과한 후, 냉각 머플(8) 내를 통과한다. 냉각 머플(8) 내를 통과하는 피처리물(4)은 냉각수관(7) 내를 통과하는 냉각수에 의해서 간접적으로 냉각된다.

이어서, 머플과 머플이 접속되어 있는 부분, 즉, 머플 접속 부분 주변을 설명한다. 도 14는 가열 히터(9)가 주위에 배치된 가열 머플(10)과, 냉각수관(11)이 표면에 내열 시멘트(12) 등으로써 접속된 냉각 머플(13)과의 접속 부분을 모식적(模式的)으로 단면도로서 나타내고 있다. 가열 머플(10)과 냉각 머플(13)은 접속부(나타낸 특징에 있어서는 플랜지(flange))(16)로써 볼트/너트(18)에 의해 기계적으로 접속되어 있다. 접속부(16)의 사이에는 불연성의 재료(예를 들면, 석면 또는 불연 카본 계 재료)로서 이루어진 밀봉재(17)가 사이에 끼워져 있다. 밀봉재는 각각의 머플(10, 13) 내의 열처리 존(14a, 14b)에 포함된 분위기 가스가, 접속 부분으로부터 각각의 머플(10, 13)의 외부 분위기(15)로 누출되는 것을 방지하기 위해 사용된다. 이러한 머플 노에 있어서는 피처리물(25)이 연속적으로 이송되기 때문에 각각의 가열 존의 독립성은 거의 없다.

이와 같은 머플 노에 있어서는 가열 히터(9)에 의해서 공급되는 열 에너지 중, 피처리물의 가열 처리에 이용되는 열 에너지의 비율, 즉 유효 열효율이 극히 작다고 하는 문제가 있다. 여기서, 유효 열효율이라는 것은 가열 히터(9)에 의해서 열처리 장치에 투입된 에너지 중, 피처리물의 가열 처리에 이용되는 열 에너지의 비율을 말한다. 유효 열효율이 작은 열처리 장치에 있어서, 가열 히터(9)에 의해서 공급되는 열 에너지의 대부분은 실제의 열처리에 사용되지 않는 쓸데 없는 에너지이며, 열 손실이라고 불리운다.

예를 들면, 피처리물이 전자 부품 또는 전자 디바이스 등의 제품이고, 이것을 가열하여 소결시키는 경우, 피처리물의 열 용량은 일반적으로 극히 작은 데도 불구하고, 유효 열효율은 5% 이하이다. 이것은 제품의 품질 및 수율을 유지하기 위하여, 균일하고 또한 안정된 큰 열처리 분위기 중에서 열처리가 실시되는 것에 의한다.

유효 열효율이 낮을 수록, 열처리 장치에 공급되는 열 에너지의 양은 크게 된다. 이 것은 열처리 장치의 운전 비용을 높게 하고, 나아가서는 제품의 비용을 상승시키는 원인으로 된다. 그래서, 열처리 장치에 공급되는 에너지를 감소시키는 것(즉 성에너지화)에 의한 비용 절감이 요망되고 있다. 특히 열 에너지를 다량으로소비하는 열처리 장치와 같은 생산 설비의 성에너지화는 기업의 생산 활동과 지구 환경과의 공생(共生)이라고 하는 시점(視點)에서도, 근년, 더욱 강하게 요망되고 있다.

유효 열효율은 열처리실 내의 온도차가 큰 2개의 열처리실이 인접하여 포함되는 열처리 장치에 있어서 작게 되는 경향이 있다. 즉, 열 손실은 도 13에 나타낸 열처리 장치의 경우, 가열 머플(10)과 냉각 머플(13)과의 접속 부분에 있어서 제일 많이 발생된다. 이하에서, 열처리 장치가 도 13에 나타낸 바와 같은 가열 머플과 냉각 머플을 구비한 머플 노이고, 이것을 이용하여서 피처리물을 가열할 때에 열 손실이 발생하는 이유를 가열 머플에 공급된 열이 도달하는 전열 경로와 아울러 설명한다.

머플의 주위에 배치된 가열 수단으로부터 공급된 열의 일부는 머플을 둘러 싸는 노벽이 개재하는 전열 경로를 경유한다. 이 전열 경로를 도달하는 열은 노벽의 외측 표면으로부터 노 외부로 방출된다. 방출되는 열은 피처리물에 전해지지 않는 것이기 때문에 전부 열 손실로 된다.

별도의 전열 경로로서는 냉각 머플의 외측에 위치하는 냉각수관을 흐르는 물이 있다. 냉각수관을 흐르는 물로부터 노 외부로 방출되는 열에는 가열 머플 내에서 가열된 피처리물 및 반송체로부터 방출되는 열이 포함된다. 구체적으로는 반송체 등으로부터 방출되는 열은 최종적으로, 냉각 머플 내의 분위기 가스에 전달되어서 냉각 머플의 벽으로 전달되고, 혹은 반송체와 냉각 머플과의 접촉 또는 반송체와 냉각 머플의 벽과의 사이에서 발생되는 열 방사에 의해 냉각 머플의 벽으로 전달되며, 그로부터 냉각 머플의 외측에 위치하는 냉각수관을 흐르는 물에 전달되어서 물의 온도를 상승시키고, 그것에 의해서 노 외부로 방출되는 것으로 된다.

또한 별도의 전열 경로로서는 분위기 가스를 매체로 하는 경로가 있다. 이 경로를 통해서 열이 방출된다고 하는 것은 분위기 가스의 급배기에 의해 열이 노 외부로 지출(持出)되는 것을 의미한다. 이렇게 하여 방출되는 열은 전부 열 손실이 된다. 분위기 가스에 의해 지출되는 열의 양은 열처리 방법에 상응해서 변화한다. 예를 들면, 유기 용매 등을 증발시키는 건조 처리를 열처리로 하여 실시하는 경우에는 분위기 가스의 급배기량이 크게 되기 때문에 그것에 수반하여 지출되는 열의 양도 증가한다. 한편, 열처리할 때에 증발되는 용매의 양이 적은 경우(예를 들면, 세라믹을 소성하는 경우)에는 분위기 가스의 급배기량이 적어도 되고, 따라서 노 외부로 지출되는 열의 양은 노벽 및 냉각수를 경유하여 방출되는 열의 양과 비교하여 매우 적다.

머플 노와 같은 열처리 장치에 공급된 입열 에너지(100%로 한다) 중, 상기의 각각의 전열 경로를 경유하여 방출되는 열 에너지의 비율은 열처리 장치의 종류 및 조작 조건(예를 들면, 온도 조건, 열처리 존의 분위기 가스의 급배기량, 피처리물의 반송 속도, 피처리물의 종류 등)에 의해서 변화한다. 예를 들면, 전자 부품의 제조 공장에 있어서 일반적으로 이용되는 머플 구조형 가열로의 경우, 노 벽면으로부터 방출되는 열 에너지는 입열 에너지의 30%∼20% 정도이고, 냉각수에 의해서 노 외부로 방출되는 열은 입열 에너지의 70%∼80% 정도이다. 또한, 분위기 가스에 의해서 지출되는 열은 분위기 가스의 배출 조건에 의해서 변화하며, 입열 에너지의수%∼수십%로 된다. 또한, 각각의 전열 경로를 경유하여 방출되는 열의 비율은 입열 에너지, 열처리실 내의 온도, 피처리물의 온도 및 냉각수관을 흐르는 물의 온도 및 유량 등으로부터 산출할 수 있다.

냉각수에 의해서 노 외부로 방출되는 열이 점유하는 비율이 큰 이유로서는 반송체로부터 방출되는 열량이 큰 것을 들게 된다. 통상적으로, 반송체는 가열 존에 있어서 피처리물 주위의 온도를 일정하게 하기 위해서, 분위기 가스의 온도와 동일한 온도가 되도록 가열된다. 일반적으로, 반송체는 열처리 공간에서 피처리물을 반송하는 데에 알맞는 높은 내열 강도를 갖도록 구성된다. 그 결과, 반송체의 치수는 크게 되는 경향이 있으며, 그것에 수반하여, 반송체의 열용량은 필연적으로 크게 된다. 열용량이 크게 되면, 그것에 축적되어 있는 대량의 열 에너지가 방출되는 것으로 된다. 반송체는 열처리 장치에 있어서 피처리물을 원하는 온도의 분위기로 반송하기 위해서 없어서는 될 수 없는 것이다. 그러나, 반송체로부터 방출되는 열 에너지는 피처리물 주위의 온도를 일정하게 하는 것만을 목적으로 하여 공급된 것이기 때문에 열 손실로 되고 만다. 이 열 손실은 통상적으로, 입열 에너지의 20%∼30% 정도를 점유한다.

이와 같이, 열 손실이 발생하는 원인 및 그 양은 어느 정도 명백하게 되어 있다. 그러나, 그 검토는 반드시 충분하지는 않으며, 예를 들면, 냉각수에 의해서 노 외부로 방출되는 열 중, 피처리물에 전해진 열이 냉각 존에서 방출되는 것으로 가정한 경우에 피처리물로부터 방출되는 열 및 반송체로부터 방출되는 열을 각각 제(除)한 나머지의 약 30%∼50%에 상당하는 열의 전열 경로의 상세한 검토는 이루어져 있지 않다.

본 발명은 제품 원료, 중간품 또는 최종 제품을 열처리 하기 위한 열처리 장치에 관한 것이다.

도 1은 가열 머플과 냉각 머플과의 사이에 단열 구조 부재를 배치한 본 발명의 열처리 장치의 일례를 부분적 및 모식적으로 나타낸 단면도.

도 2는 가열 머플과 냉각 머플과의 사이에 단열 구조 부재를 배치한 본 발명의 열처리 장치의 다른 일례를 부분적 및 모식적으로 나타낸 단면도.

도 3은 가열 머플과 냉각 머플과의 사이에 단열 구조 부재를 배치한 본 발명의 열처리 장치의 또 다른 일례를 부분적 및 모식적으로 나타낸 단면도.

도 4는 오목부를 갖는 단열 구조 부재의 벽의 일례를 모식적으로 나타낸 사시도.

도 5는 가열 머플과 냉각 머플과의 사이에 박판으로서 이루어진 단열 구조 부재를 배치한 본 발명의 열처리 장치의 또 다른 일례를 부분적 및 모식적으로 나타낸 단면도.

도 6은 가열 머플과 냉각 머플과의 사이에 다른 박판으로서 이루어진 단열 구조 부재를 배치한 본 발명의 열처리 장치의 또 다른 일례를 부분적 및 모식적으로 나타낸 단면도.

도 7은 가열 머플과 냉각 머플과의 사이에 변형 가능한 단열 구조 부재를 배치한 본 발명의 열처리 장치의 또 다른 일례를 부분적 및 모식적으로 나타낸 단면도.

도 8은 가열 머플과 냉각 머플과의 사이에 다른 변형 가능한 단열 구조 부재를 배치한 본 발명의 열처리 장치의 또 다른 일례를 부분적 및 모식적으로 나타낸 단면도.

도 9는 가열 머플과 냉각 머플과의 사이에 단열 구조 부재를 가열 머플과 단열 구조 부재와의 사이에 방열판 형상 부재를 배치한 본 발명의 열처리 장치의 또 다른 일례를 부분적 및 모식적으로 나타낸 단면도.

도 10(a)∼도 10(c)는 각각 방열판 형상 부재의 일례를 모식적으로 나타내고, 피처리물의 진행 방향에서 본 모식적 정면도.

도 11은 본 발명의 열처리 장치와 종래의 열처리 장치의 전력 소비량을 비교한 그래프.

도 12는 종래의 머플 구조형 가열로의 열 감정도의 일례.

도 13은 종래의 머플 구조형 가열로의 사시도.

도 14는 종래의 머플 구조형 가열로의 머플의 접속 부분을 모식적으로 나타낸 단면도.

본 발명은 이러한 실정을 감안하여 이루어진 것이며, 열 손실이 발생하는 원인과, 각각의 원인에 의한 열 손실의 비율을 더욱 상세히 구함으로써, 열처리 장치의 구조상의 문제점을 해명하고, 유효 열효율이 더욱 향상된 열처리 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들은 열 손실에 관하여 더욱 상세히 검토한 결과, 상기의 머플 노에 있어서, 냉각수관을 흐르는 물을 사이에 넣어 방출되는 열 중, 입열 에너지의 25%∼45%에 상당하는 열이 가열 존을 구획 결정하는 머플 노의 벽으로부터 냉각 존을 구획 결정하는 머플 노의 벽으로의 열전도에 유래하는 것인 것을 발견하였다. 그리고, 이 열전도를 유효하게 억제하는 수단을 열처리 장치에 설치함으로써, 열 손실이 종래의 것 보다도 적은 본 발명의 열처리 장치를 완성시키기에 이르렀다.

또한, 본 발명자들은 입열 에너지의 약 5%∼20%에 상당하는 열이, 가열 머플 내의 분위기와 냉각 머플 내의 분위기와의 사이의 대류 전열 및 가열 머플 벽의 내측면으로부터 냉각 존으로의 복사 전열에 유래하는 것인 것을 발견하였다. 그리고, 이 대류 전열 및 복사 전열을 유효하게 억제하는 수단을 머플 사이의 열전도를 억제하는 상기 수단과 함께 열처리 장치에 설치함으로써, 열 손실을 더욱 적게 한 열처리 장치를 완성시키기에 이르렀다.

도 12에 본 발명자들이 새로이 얻은 식견에 근거하여 작성한 종래의 전기 가열식 머플 노의 열 감정도(勘定圖)의 일례를 나타낸다. 도 12는 피처리물을 소성하는 열처리로서, 용매의 증발을 거의 수반하지 않으며, 분위기 가스의 급배기량이 적은 열처리를 실시한 경우의 열 감정도에 상당한다. 또한, 나타낸 열 감정도는 일례(一例)에 지나지 않으며, 방출되는 열의 비율은 열처리의 종류 및 노의 조작 조건 등에 의해서 상이하다.

본 명세서를 통해서 「열처리」라는 것은 피처리물의 승온, 항온, 강온 또는 이들의 조합의 처리로서, 피처리물의 온도를 올리고, 내리고, 또는 일정하게 유지하는 것, 혹은 이들의 어느 것의 조합 처리이어도 좋으며, 그것 때문에 피처리물에 열을 가하는 것, 또는 그것으로부터 열을 제거하는 것, 혹은 이들의 여러가지 조합(경우에 따라 단열하는 것을 포함해도 됨)의 어느 처리이어도 되는 것에 유의해야 한다. 이 열처리에 의해서, 피처리물의 적어도 1개의 특성(예를 들면, 수분 보유율, 중량, 전기 저항, 투과율, 형성막 두께 또는 그 균일성, 내부 응력 또는 변형, 강도, 조성 등)이 소정과 같이 변화한다.

예를 들면, 피처리물에 열을 가하는 처리(즉, 가열 처리)에는 피처리물의 온도를 소정의 온도로 소정의 시간에 올리는 처리, 피처리물의 온도를 소정의 온도로서 소정 시간 유지하는 처리 및 피처리물을 소정의 온도 변화 조건에 노출하는 처리 등이 포함된다. 피처리물로부터 열을 제거하는 처리(즉, 냉각 처리)에는 열을 가하지 않는 방법, 즉 자연 냉각에 의한 방법, 혹은 동력에 의해 냉풍을 불게하든가, 소정의 온도에 제어 가능한 열을 흡수하는 면(面) 또는 방열하는 면 등을 이용한 강제 냉각에 의한 방법에 의하며, 피처리물의 온도를 저하시키는 처리가 포함된다. 또한, 냉각 처리에는 전술한 서냉이 포함된다. 피처리물을 서냉시키는 경우,피처리물은 급격한 온도 저하를 방지하기 위해서, 히터 등에 의해서 피처리물의 온도 보다도 낮은 온도로 가열된 열처리 존에서 냉각 처리되게 된다. 이와 같이 가열된 열처리 존에서 실시되는 열처리에 있어서도, 피처리물의 온도를 저하시키는 처리라면, 당해 처리는 냉각 처리인 것에 유의해야 한다.

이하에서, 본 발명의 열처리 장치, 즉, 머플의 벽 사이에서 발생하는 열전도를 유효하게 억제하는 수단이 설치된 열처리 장치를 설명한다.

본 발명은 제1의 요지(要旨)에 있어서, 복수의 머플을 열처리실로서 포함하여 이루어지며, 머플 내에서 피처리물이 반송되어서 열처리 되는 열처리 장치로서, 머플 내의 온도가 상호 상이한, 적어도 1조(組)의 인접하는 2개의 머플이 단열 구조 부재를 사이에 끼워 접속되어 있고, 단열 구조 부재는 피처리물이 통과하는 터널 구조를 갖추고 있는 열처리 장치를 제공한다.

머플 내의 온도는 일반적으로 머플 내의 분위기 가스의 온도이다. 머플 내의 온도가 상이한 2개의 머플 사이에서는 열전도가 발생한다. 본 발명의 열처리 장치는 그와 같은 열전도가 발생하는 2개의 머플 사이에 단열 구조 부재를 개재시킴으로써, 머플 간의 열전도에서 유래하는 열 손실을 적게 한 것이다.

단열 구조 부재라는 것은 머플 간의 열전도가 적게 되도록 구성된 부재를 말한다. 단열 구조 부재는 머플과 머플과의 사이에서의 피처리물의 반송이 방해되는 일이 없도록 터널 구조를 갖추며, 그 내부를 피처리물이 통과하도록 되어 있다.

단열 구조 부재가 「터널 구조」를 갖는다는 것은 단열 구조 부재가 개방된 입구부 및 출구부를 갖는 공동부(空洞部)를 갖추고, 입구부로부터 반입된 피처리물이 출구부로부터 배출되는 구조를 갖는 것을 말한다. 즉, 터널 구조를 갖는 단열 구조 부재는 피처리물의 반송 방향을 따라서 관통된 공동부를 갖는다. 이 공동부를 피처리물의 반송 방향에 대하여 수직 방향으로 절단할 때에 형성되는 어느 절단면도, 완전히 폐쇄되는 면을 형성하지 않고, 개방된 부분을 반드시 갖는다. 따라서, 단열 구조 부재를 열처리실인 머플과 머플 사이에 배치하는 경우, 단열 구조 부재의 터널 구조는 열처리실 간을 연락하는 통로를 제공하는 것으로 된다. 그와 같은 터널 구조는 벽으로써 공동부를 구획 결정하는 것에 의해서 형성된다.

본 발명에서 이용되는 단열 구조 부재는 또한, 피처리물의 반송 방향에 있어서 실질적인 길이(치수)를 갖는 것이다. 즉, 단열 구조 부재는 판 형상 또는 시이트(sheet) 형상이 아니다.

머플 간의 열전도를 적게하기 위해서 설치되는 단열 구조 부재는 구체적으로는 이하와 같이 하여서 구성된다.

(1) 단열 구조 부재의 벽을 머플을 구성하는 재료 보다도 작은 열전도율을 갖는 재료로서 구성한다. 열전도율이 작은 재료를 이용함으로써, 가열 머플로부터 냉각 머플을 향해서 열이 전해지는 것을 유효하게 억제할 수 있다.

(2) 단열 구조 부재를 그 벽의 두께가 일정하지 않은 즉 부분적으로 작게 되도록 구성한다. 벽에 두께가 작은 부분을 존재시켜, 열이 전해지는 방향(예를 들면, 가열 머플로부터 냉각 머플을 향하는 방향)에 대하여 수직인 단면(이하, 이 면을 열전도 단면이라고 함)의 면적을 작게 하면, 그 단면에 있어서, 가열 머플로부터 냉각 머플을 향해서 열이 전해지는 것을 유효하게 방지할 수 있다. 두께가 부분적으로 작은 벽은 오목부(예를 들면 홈부)를 갖는 벽이다.

(3) 단열 구조 부재의 적어도 일부를 박판으로서 구성한다. 즉, 단열 구조 부재의 벽의 적어도 일부를 박판으로 한다. 여기서, 「박판」이라는 것은 머플 벽의 두께 보다도 작은 두께를 갖는 판 형상물을 말한다. 이 단열 구조 부재는 상기 (2)와 마찬가지로, 적어도 일부를 열전도 단면적이 작은 판 형상물로서 구성한 것이고, 머플 간의 열전도를 유효하게 억제한다.

단열 구조 부재는 상기 (1)∼(3)의 구성의 적어도 2개를 조합시킨 것이어도 된다. 바람직하게는 단열 구조 부재는 단열 구조 부재가 없는 경우와 비교하여, 열처리 장치에 공급되는 열 에너지를 10% 이상 감소시키도록 구성된다.

본 발명의 열처리 장치에 있어서는 방열판 형상 부재가, 단열 구조 부재의 터널 구조의 양단부(兩端部)의 적어도 한쪽에 피처리물의 통과를 방해하는 일 없게 설치되어 있는 것이 바람직하다.

방열판 형상 부재라는 것은 그것으로부터 이격되는 공간과 공간과의 사이에서 그것이 설치되지 않은 경우에 발생하는 대류 전열을 방지함고 동시에 한쪽의 공간으로부터 다른쪽의 공간으로의 복사 전열을 방지하는 면을 부여한 판 형상물을 말한다.

또한, 방열판 형상 부재는 표면으로부터의 열 복사에 의한 열 손실을 적게 하기 위해서, 예를 들어 거울 면과 같은 열 반사율이 큰 표면을 갖는 것이 바람직하다.

방열판 형상 부재는 단열 구조 부재의 양단부의 적어도 한쪽에 설치된다. 그것에 의해서, 단열 구조 부재가 갖는 공동부의 일부와 머플 내의 열처리 존은 단열 구조 부재의 양단부에서, 방열판 형상 부재에 의해서 이격되는 것으로 된다. 단열 구조 부재의 양단부는 각각의 머플의 단열 구조 부재와 접하는 측의 단부(端部)라고도 말할 수 있다. 따라서, 단열 구조 부재의 양단부의 적어도 한쪽에 방열판 형상 부재가 설치된 특징에는 방열판 형상 부재가 단열 구조 부재와 머플과의 사이에 끼워진 특징 및 방열판 형상 부재가 머플의 단부에서, 머플의 내벽면에 예를 들어 용접 또는 접착 등에 의해서 부착된 특징을 포함한다. 또한, 방열판 형상 부재는 전열을 방지하는 면이 전열의 방향(일반적으로는 피처리물의 반송 방향)과 각도를 이루도록(즉 평행하게 되지 않도록) 설치된다. 바람직하게는 방열판 형상 부재의 전열 방지면(防止面)은 전열의 방향과 직교한다.

별도의 방법으로서, 방열판 형상 부재는 단열 구조 부재의 터널 구조의 내부, 즉 단열 구조 부재 공동부의 내부에 설치하여도 된다. 그 경우, 방열판 형상 부재는 단열 구조 부재의 내벽면에 용접 또는 접착 등에 의해 부착된다. 혹은 단열 구조 부재를 2개의 부분으로서 구성하고, 2개의 부분 사이에 방열판 형상 부재를 끼워도 된다.

방열판 형상 부재는 피처리물의 통과를 방해하지 않게 설치된다. 구체적으로는 방열판 형상 부재에 개구부(開口部) 또는 노치(notch)를 설치하여, 피처리물 및 경우에 따라 반송체가 당해 개구부 및 노치를 통과하도록 하면, 피처리물의 통과는 방해받지 않는다.

방열판 형상 부재를 이용함으로써, 가열 존과 냉각 존의 분위기 사이에서 발생하는 대류 전열 및 가열 머플 벽의 내측면으로부터의 복사 전열이 유효하게 억제된다. 따라서, 방열판 형상 부재를 단열 구조 부재와 조합시켜서 사용함으로써, 열처리 장치에 있어서의 열 손실을 더욱 적게 할 수 있다.

방열판 형상 부재와 조합되는 단열 구조 부재는 상기 (1)∼(3)의 어느 1개의 구성, 또는 (1)∼(3) 중 적어도 2개를 조합시킨 구성을 갖는 단열 구조 부재이다.

이상에 있어서, 본 발명의 제1의 요지로서, 열처리실로서 머플을 포함하는 열처리 장치를 설명하였으나, 본 발명은 머플이 아닌 열처리실을 복수 포함하는 열처리 장치에도 적용될 수 있다. 그와 같은 열처리 장치는 예를 들면, 가열 수단 또는 냉각 수단이 열처리실 내에 설치되고, 피처리물이 직접적으로 가열 또는 냉각되는 것이다.

즉, 본 발명은 제2의 요지에 있어서, 복수의 열처리실을 포함하여 이루어지며, 열처리실 내에서 피처리물이 반송되어 열처리 되는 열처리 장치로서, 열처리실 내의 온도가 상호 상이한, 적어도 1조의 인접하는 2개의 열처리실이 단열 구조 부재를 사이에 끼워 접속되어 있으며, 단열 구조 부재는 피처리물이 통과하는 터널 구조를 갖고 있는 열처리 장치를 제공한다. 제2의 요지에 있어서 제공되는 열처리 장치는 상기 제1의 요지에 있어서 제공되는 열처리 장치를 포함한다. 환언하면, 제1의 요지에 있어서 제공되는 열처리 장치는 제2의 요지에 있어서 제공되는 열처리 장치에서, 열처리실 내의 온도가 상호 상이한, 적어도 1조의 인접하는 2개의 열처리실이 머플이고, 당해 2개의 머플이 단열 구조 부재를 사이에 끼워서 접속된 것에 상당한다.

이 열처리 장치에 있어서, 단열 구조 부재는 2개의 열처리실을 구획 결정하는 벽의 사이에 삽입되어서, 열처리실 간에서 발생하는 열전도를 유효하게 억제한다. 단열 구조 부재의 구체적인 구조는 머플 간의 단열 구조 부재에 관하여 앞에서 설명한 것과 마찬가지이며, 열처리실 벽의 재료 및 두께 등에 상응해서 선택된다.

제2의 요지에 있어서 제공되는 열처리 장치에 있어서도, 방열판 형상 부재와 단열 구조 부재를 조합시켜서 사용하는 것이 바람직하다. 그 경우에도, 열처리 장치에 있어서의 열 손실은 더욱 적게 된다.

이상에서 설명한 본 발명의 열처리 장치에 있어서, 단열 구조 부재는 접속 부분으로서 열전도가 발생하는 2개의 인접하는 열처리실 사이(머플 노의 경우는 머플 사이)에 배치된다. 따라서, 단열 구조 부재는 한쪽의 열처리실 내의 온도(일반적으로는 열처리실 내의 분위기 가스의 온도)가 다른쪽의 그것 보다도 높은 고온 열처리실-저온 열처리실 사이(머플 노의 경우는 고온 머플-저온 머플 사이)에 배치된다.

열처리실 내의 온도차가 클수록, 열전도에 의한 열 손실이 더욱 크게 되고, 이것을 감소시키는 것이 요망된다. 따라서, 2개의 인접하는 열처리실 사이의 열처리실 내의 온도차가 크면 클수록, 이들 사이에 단열 구조 부재를 배치하는 것이 더욱 바람직하며, 더욱 큰 효과(즉 열 손실의 감소)를 얻게 된다. 단열 구조 부재가 배치되는 열처리실의 조합은 예를 들면, 한쪽의 열처리실이 히터 등에 의해서 가열되고, 열처리실 내의 온도가 400℃ 이상인 가열실 또는 서냉실이며, 다른쪽의 열처리실이 냉각수 등의 냉매에 의해서 냉각되고, 열처리실 내의 온도가 실온 정도인냉각실(급냉실)이다.

2개의 인접하는 열처리실은 함께 히터 등에 의해서 가열되는 경우에서도, 한쪽의 열처리실 내의 온도가 다른쪽의 그것 보다도 수십도℃(예를 들어 20℃) 이상 높게 되도록 설정되는 것이 있다. 그와 같은 2개의 인접하는 열처리실의 조합으로서, 예를 들면, 저온에서 가열하는 가열실과 고온에서 가열하는 가열실과의 조합이 있다. 단열 구조 부재는 그와 같은 2개의 인접하는 열처리실 사이에 배치하여도 된다.

방열판 형상 부재를 사용하는 경우, 방열판 형상 부재는 열처리실 내의 온도가 높은 열처리실(가열실)과 접하는 측의 단열 구조 부재의 단부에 설치하는 것이 바람직하다. 고온의 열처리실 부근에 방열판 형상 부재를 설치하면, 열 손실을 더욱 적게 할 수 있다.

본 발명의 열처리 장치에 의해서 얻게 되는 효과는 다음과 같다. 본 발명의 열처리 장치는 2개의 인접하는 열처리실(예를 들어 머플) 사이에 단열 구조 부재 및 적절히, 방열판 형상 부재를 배치하는 것을 특징으로 하는 것이다. 이 특징에 의해서, 열처리 장치(예를 들어 머플 구조형 가열로 등)에서의 열 손실량을 적게 할 수 있기 때문에 열처리 장치에서 소비되는 전체의 열 에너지를 삭감시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 열처리 후의 제품 품질 및 수율에 영향을 주는 일 없이, 성에너지화를 도모함과 동시에 제품을 저렴한 생산비로서 제조하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 단열 구조 부재 및 방열판 형상 부재는 모터 등을 이용하여서 기계적으로 이동시키는(예를 들어 상하 이동시킴) 부재를 포함하지 않는다. 따라서, 본 발명의 열처리 장치는 인접하는 2개의 열처리실 중, 한쪽의 열처리실 내의 온도가 모터 등에 의한 기계적 이동을 곤란하게 할 정도로 높은 경우에서도, 상기의 효과를 양호하게 나타낸다.

또한, 상기 단열 구조 부재 및 방열판 형상 부재는 열처리실 내의 분위기 가스를 열처리실의 외부로 누출시키지 않고, 2개의 인접하는 열처리실 사이의 전열을 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명의 열처리 장치에 의하면, 열처리실 내의 분위기 가스를 혼란시키지 않고, 유효 열효율을 높게 하여 안정적으로 피처리물을 열처리 하는 것이 가능하다.

본 발명의 제1요지에 따른 열처리 장치는 복수의 머플을 열처리실로서 포함하여 이루어지며, 머플 내에서 피처리물이 반송되어서 열처리 되는 열처리 장치이다. 그와 같은 열처리 장치로서는 예를 들면, 전체의 열처리실이 머플인 것 및 일부의 열처리실 만이 머플인 것이 있다. 열처리 장치는 열처리의 종류에 상응해서 1 혹은 복수의 가열 존 및/또는 1 혹은 복수의 냉각 존을 포함한다. 열처리 장치에는 가열 존으로서, 승온 존 외에 필요에 상응하여 항온 존을 포함한다.

가열 존 및 냉각 존은 피처리물이 요망되는 바와 같이 열처리되도록 어느 것의 조합으로서 배치될 수 있다. 예를 들면, 피처리물을 승온시킨 후, 강온시켜서 열처리 장치 외부로 반송되도록, 피처리물의 진행 방향을 따라서, 1 또는 그것 이상의 가열 존 및 1 또는 그것 이상의 냉각 존을 이 순서로 배치하면 된다. 혹은 1 또는 그것 이상의 가열 존과 1 또는 그것 이상의 냉각 존을 번갈아 배치하여도 된다. 혹은 피처리물이, 승온 존, 항온 존 및 강온 존을 이 순서로 통과하도록, 승온시키기 위한 가열 존, 온도를 유지하기 위한 가열 존 및 냉각 존의 3 종류의 열처리 존을 이 순서로 배치하여도 된다. 기타, 종래의 머플 노에서 채용하고 있던 열처리 존의 어느 배치도 적용할 수 있다.

본 발명의 제1요지에 따른 열처리 장치에 있어서는 접속 부분에 있어서 큰 열전도가 발생하는 2개의 인접하는 머플 사이(예를 들어 머플 내의 온도차가 800℃이상인 인접하는 머플 사이)에 단열 구조 부재가 설치된다. 단열 구조 부재의 바람직한 특징을 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 가열 머플과 냉각 머플과의 사이에 설치된, 머플을 구성하는 재료의 열전도율 보다도 작은 열전도율을 갖는 재료로서 이루어진 벽으로 구성된 단열 구조 부재의 일례를 나타낸다. 도 1은 도 14와 마찬가지로, 가열 머플(10)과 냉각 머플(13)의 접속 부분을 모식적으로 나타낸 것이며, 도 1에 있어서, 도 14에서 사용된 부호와 동일한 부호는 도 14에 있어서 그것들이 나타낸 요소와 동일한 요소를 나타내고 있다.

나타낸 특징에 있어서, 피처리물은 각각의 머플 내를 도 1의 x-y 평면과 평행한 면(面) 상을 x 방향으로 진행한다. y 방향은 본 도면의 지면에 대하여 수직 방향에 상당한다. 가열 머플(10) 및 냉각 머플(13)은 피처리물이 진행될 수 있도록, x 방향으로 연장되어 관통된 공동부를 열처리 존(14a, 14b)으로서 갖추고 있다. 나타낸 특징에 있어서, 가열 머플(10)은 열처리 존(14a)의 연장되는 방향(도면에서는 x 방향)에 수직인 단면(이하, 특히 예고하지 않는 한 공동부에 관하여 간단히 「단면」이라고 말할 때는 이 단면을 지칭하는 것으로 함)이 예를 들어 궁형(弓形) 또는 직사각형인 터널 구조를 갖고 있으며, 냉각 머플(13)은 열처리 존(14b)의 단면이 예를 들어 궁형 또는 직사각형인 터널 구조를 갖고 있다. 가열 머플(10)의 열처리 존(14a)의 단면적은 냉각 머플(13)의 열처리 존(14b)의 그것 보다도 크다.

가열 머플(10) 및 냉각 머플(13)에는 각각 가열 히터(9) 및 냉각수관(11)이, x-y 평면에 평행한 2개의 외벽면에 설치되어 있다. 피처리물은 가열 머플(10)에서 가열되어서 고온(예를 들면, 800℃)으로 되고, 계속해서 냉각 머플(13)에서 실온과동일한 정도의 온도에 까지 냉각된다. 따라서, 냉각 머플(13) 내는 급냉 존에 상당한다.

단열 구조 부재(19)의 벽을 구성하는 재료는 가열 머플(10) 및 냉각 머플(13)을 구성하는 재료의 열전도율 보다도 작은 열전도율을 갖도록, 가열 머플(10) 및 냉각 머플(13)을 구성하는 재료에 상응하여 선택된다.

일반적인 머플 노에 있어서, 머플은 스테인레스 또는 인코넬(inconel) 등의 금속 재료로서 구성된다. 따라서, 단열 구조 부재는 이들의 열전도율 보다도 작은 열전도율을 갖는 재료, 구체적으로는 세라믹, 실리카 및 연와(煉瓦) 등으로부터 선택되는 무기 재료, 또는 이들의 무기 재료로서 이루어지는 다공질 재료(예를 들면 중공체(中空體) 또는 유리 비드를 소결시킨 것)로서 이루어지는 벽으로서 구성되는 것이 바람직하다.

단열 구조 부재(19)도 또한, 그 내부를 피처리물이 진행할 수 있도록, x 방향으로 연장되어 관통된 공동부(190)을 구비한 터널 구조를 갖추고 있다. 나타낸 특징에 있어서는 단열 구조 부재(19)의 공동부(190)는 냉각 머플(13)의 열처리 존(14b)의 단면과 일치하도록 형성되며, 냉각 머플(13)의 내벽면과 단열 구조 부재(19)의 내벽면이 면이 하나가 되도록 배치되어 있다. 그 때문에 단열 구조 부재(19)의 단면(端面)의 일부(19d)는 가열 존에 노출되어 있다. 가열 존에 노출되어 있는 부분(19d)은 가열 머플(10) 내의 분위기 가스가 냉각 머플(13)로 이동하는 것을 저지한다. 또한, 단열 구조 부재(19)는 x-y 평면에 평행한 벽 중, 한쪽(도 1에서는 상부 방향의 벽)이 다른쪽 보다도 두껍게 되어 있다.

단열 구조 부재(19)는 각각의 머플과의 접속을 위해서, 그 단부(端部)에 접속부로서 플랜지(19a)를 갖춘다. 머플 접속부(16)와 단열 구조 부재 접속부(19a)는 볼트/너트(18)에 의해서 기계적으로 접속되어 있다. 머플과 단열 구조 부재의 접속부(16, 19a)의 사이에는 불연성의 재료(예를 들면, 석면, 불연 카본 계 재료)로서 이루어지는 밀봉재(17)가 사이에 끼워져 있다. 이것은 각각의 머플(10, 13)의 내측에 있는 분위기 가스를 머플과 단열 구조 부재의 접속 부분으로부터 누출시키지 않기 위해서 사용된다.

도 1에 나타낸 단열 구조 부재는 열전도율이 작은 재료를 사용하여 구성되는 단열 구조 부재의 일례에 지나지 않는다. 다른 예를 도 2에 나타낸다. 도 2에 있어서, 도 1에서 사용한 부호와 동일한 부호는 도 1에서 이들이 나타내는 요소와 동일한 요소를 나타낸다. 또한, 도 2에는 도 1에서는 나타내지 않은 반송체(메시 벨트)(24) 및 피처리물(25)을 함께 나타내고 있다.

열전도율이 작은 재료로서 이루어진 단열 구조 부재는 열처리 및 열처리 장치 전체의 기계적 강도 등에 악영향을 미치지 않고, 또한, 머플 간의 열전도를 유효하게 억제하는 범위에 있어서, 어느 형상 및 치수를 갖추어도 된다. 단열 구조 부재는 머플의 치수, 인접하는 열처리실 내의 온도(분위기 가스의 온도)의 차 및 머플 간에서 발생하는 열전도를 억제하여야 할 정도 등을 고려하여 설계하면 된다. 예를 들면, 공동부의 단면은 직사각형 외에 원형, 반원형 또는 궁형이어도 된다. 일반적으로, 단열 구조 부재의 길이(피처리물의 진행 방향에 있어서의 길이)가 클 수록, 또한, 단열 구조 부재의 벽이 얇을 수록, 머플 간의 열전도를 더욱 억제할수 있으며, 따라서, 열 손실을 더욱 감소시킬 수 있다.

바람직한 단열 구조 부재의 일례로서, 공동부의 단면의 형상이 반원형(또는 아케이드형)이고, 길이가 100∼300㎜이며, 벽의 두께가 10∼30㎜인 단열 구조 부재를 든다. 다만, 이것은 일례에 지나지 않으며, 단열 구조 부재의 형상 및 치수는 피처리물의 종류 등에 상응하여 적절히 선택된다.

도 3은 머플 간에 배치된, 단열 구조 부재를 구성하는 벽의 두께가 일정하지 않은 단열 구조 부재의 일례이다. 도 3에 있어서 도 1에서 사용한 부호와 동일한 부호는 도 1에 있어서 이들이 나타내는 요소와 동일한 요소를 나타내고 있다.

도 3에 나타낸 단열 구조 부재는 도 1에 나타낸 단열 구조 부재의 x-y 평면에 평행한 벽의 외측 표면에 y 방향으로 연장되는 홈 형상의 오목부(20a)를 갖춘 것이다. 그 결과, 오목부(20a)에 있어서는 벽의 두께가 작게 되어서, 열전도 단면적이 작게 되어 있기 때문에 열이 전달되기 어렵다.

오목부의 형상, 오목부의 깊이, 오목부의 수 및 오목부의 방향 등은 열처리 및 열처리 장치 전체의 기계적 강도 등에 악영향을 미치지 않고, 또한, 머플 간의 열전도를 유효하게 억제하는 범위에 있어서, 특정의 형상, 깊이, 수 및 방향 등에 한정되지 않는다. 예를 들면, 홈 형상의 오목부는 도 3과 같은 쐐기 형상이 아니고, 직사각형의 것이어도 된다. 홈 형상의 오목부는 y 방향이 아니고, x 방향으로 연장되어 있어도 좋다. 일반적으로, 오목부의 깊이가 깊을 수록, 또한, 오목부의 수가 많을 수록, 머플 간의 열전도를 더욱 억제할 수 있으며, 따라서 열 손실을 감소시킬 수 있다.

오목부는 단열 구조 부재의 벽의 임의의 장소에 있어도 된다. 예를 들면, 단열 구조 부재가, 직사각형 또는 정사각형의 단면의 공동부를 갖는 사각형의 관 형상체인 경우에는 구조 부재를 형성하는 4면의 벽 중, 적어도 1면의 벽에 적어도 1개의 오목부가 있으면 된다. 오목부는 바람직하게는 가열 머플(고온 머플)에 가까운 측에 설치된다. 오목부는 단열 구조 부재의 벽의 외측 표면에 추가해서, 내측 표면에 있어도 된다. 혹은 오목부는 단열 구조 부재의 벽의 내측 표면 만에 있어도 되며, 또는 외측 표면 및 내측 표면의 양쪽에 있어도 된다.

오목부는 예를 들면, 단열 구조 부재를 구성하는 벽을 절삭 등으로써 형성할 수 있다. 혹은 오목부를 갖도록 성형시킨 벽을 사용하여도 된다.

오목부는 바람직하게는 그 폭이 30∼50㎜ 정도이고, 깊이가 5∼15㎜ 정도인 쐐기 형상의 단면을 갖는 홈 형상으로서, 공동부의 단면의 주변 방향으로 연장되는(즉, 공동부를 감싸는) 홈 형상이다. 그와 같은 오목부는 바람직하게는 1개의 단열 구조 부재에 따라 2∼5개 형성된다.

홈 형상의 오목부를 갖는 단열 구조 부재의 벽은 두께가 일정하지 않은 단열 구조 부재의 벽의 하나의 특징이다. 두께가 일정하지 않은 단열 구조 부재의 벽으로서 그 외에 예를 들면 도 4에 나타낸 바와 같이, 벽의 외측 표면 및/또는 내측 표면에 작은 오목부(20b)를 복수개 설치한 벽이 있다.

두께가 일정하지 않은 벽은 머플을 구성하는 재료 보다도 작은 열전도율을 갖는 재료로서 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 벽을 사용하여서 단열 구조 부재를 구성하면, 머플과 머플 간에서 발생하는 열전도를 더욱 유효하게 억제할 수있다.

도 5 및 도 6은 가열 머플(10)과 냉각 머플(13)과의 사이에 배치된, 전체가 박판으로서 구성된 단열 구조 부재의 일례이다. 도 5 및 도 6에 있어서, 도 1 및 도 2에서 사용된 부호와 동일한 부호는 도 1 및 도 2에 있어서 이들이 나타낸 요소와 동일한 요소를 나타내고 있다. 이 특징의 단열 구조 부재는 벽의 열전도 단면적이 전체에 걸쳐서 작으며, 그것에 의해 머플 간의 열전도를 유효하게 억제한다.

도 5에 있어서, 단열 구조 부재(21)는 전체가 박판으로서 구성되며, x 방향으로 연장되어 관통된 공동부(210)를 갖추고 있다. 공동부(210)의 단면은 직사각형이다. 단열 구조 부재(21)에는 박판을 절곡하여 형성한 플랜지(21a)가 설치되어 있다. 이 플랜지(21a)의 절곡 각도를 조절함으로써, 공동부(210)의 양단(兩端)의 단면을 각각 가열 머플(10)과 냉각 머플(13)의 열처리 존(14a, 14b)의 단면에 일치시키고 있다.

도 6에 있어서는 박판으로서 이루어진 단열 구조 부재(21)를 접속 부재(22)를 사용하여 머플 접속부(16)에 접속시키고 있다. 단열 구조 부재(21)는 적당한 수단(예를 들면, 내열 접착제, 코킹, 또는 용접 등)에 의해서, 접속 부재(22)에 고정된다. 접속 부재(22)는 예를 들면, 머플을 구성하는 재료와 동일 재료(예를 들면 스테인레스 등)로서 이루어진다.

적어도 일부가 박판으로서 이루어진 단열 구조 부재의 형상 치수 및 재료 등은 열처리 및 열처리 장치 전체의 기계적 강도 등에 악영향을 미치지 않고, 또한, 머플 간의 열전도를 유효하게 억제하는 범위에 있어서, 특정의 것으로 한정되지 않는다. 다만, 단열 구조 부재에 있어서, 박판으로서 구성된 부분의 기계적 강도는 작게 되는 경향이 있으며, 박판을 사용하는 경우에는 특히 그 점을 고려할 필요가 있다.

박판의 두께는 머플을 구성하는 벽의 두께 보다도 작다. 머플을 구성하는 벽의 두께가 일정하지 않은 경우, 박판의 두께는 머플 벽의 제일 작은 두께 보다도 작은 것이 바람직하다. 박판의 두께가 작을 수록, 머플과 머플 간에서 전도되는 열 에너지를 더욱 적게 할 수 있다. 박판의 두께는 바람직하게는 머플 벽의 두께의 1/2∼1/50, 더욱 바람직하게는 1/10∼1/20이다.

박판은 열전도 단면적이 충분히 작으며, 그 것이 머플 간에서 전도되는 열 에너지를 적게하기 때문에 박판을 구성하는 재료의 열전도율이 머플과 머플 간에서 발생하는 열전도에 미치는 영향이 적다. 따라서, 박판을 구성하는 재료는 특정의 재료로 한정되지 않는다. 박판은 예를 들면, 머플을 구성하는 재료와 동일 재료로서 구성되어도 되며, 구체적으로는 박판은 스테인레스 강 또는 인코넬로서 구성하면 된다. 박판은 열전도율이 작은 재료, 예를 들면, 세라믹, 카본 혹은 석영 유리로서 구성하여도 된다. 박판은 상기 재료로서 구성한 메시(mesh) 재(材)로서, 압력 차가 없을 때에 가스를 실질적으로 투과시키지 않는 여과용 메시 재이면 된다. 혹은 박판은 메시 재를 금속박으로서 피복시킨 것 또는 복수의 메시 재를 중첩시킨 것이어도 된다. 열처리 온도가 낮은 경우 또는 열에 의한 기계적 강도의 저하 등이 발생하지 않는 경우에는 내열성 수지로서 박판을 구성하여도 된다.

박판은 단열 구조 부재의 일부 만을 구성하여도 된다. 예를 들면, 단열 구조부재의 일부를 박판으로 하고, 기타 부분을 열전도율이 작은 재료로서 이루어진 두꺼운 벽으로서 구성하여, 열처리 장치의 기계적 강도를 확보하도록 하여도 된다. 예를 들면, 단열 구조 부재가 직사각형 또는 정사각형의 단면의 공동부를 갖는 방형체(方形體)인 경우, 대향하여 만나는 1조의 벽을 박판으로서 구성하고, 기타 1조의 벽을 열전도율이 작은 재료로서 이루어진 두꺼운(예를 들어 머플의 벽과 동일 두께 또는 그것 보다도 큰 두께를 갖는) 벽으로 하여도 된다.

일반적으로, 열처리 중, 가열에 의해 머플의 연장 또는 열 변형이 발생하여, 머플의 접속 부분에 응력이 집중되고, 그 결과, 머플 간에서 간극(間隙)이 발생하여 머플 내의 분위기 가스가 누출되는 일이 있다. 마찬가지의 일이, 머플과 머플 간에 상기 단열 구조 부재를 설치한 경우, 머플과 단열 구조 부재와의 접속 부분에 있어서도 발생하기 쉽다. 머플 내의 분위기 가스가 누출되면, 예를 들어 가스가 부식성이면 장치에 녹이 발생하고, 혹은 가스가 유독성이면 인체에 악영향을 미친다고 하는 불합리가 발생한다. 이러한 불합리는 단열 구조 부재를 용이하게 변형시킬 수 있는 구조로 함으로써 회피할 수 있다. 즉, 변형 가능한 단열 구조 부재를 일종의 응력 흡수재로서 작용시킴으로써, 머플에 늘어남이 발생하여도, 접속 부분에 응력이 집중하는 것을 완화시킬 수 있다.

구체적으로는 단열 구조 부재를 도 7에 나타낸 바와 같은 구조로 하는 것이 바람직하다. 도 7은 전체를 박판으로서 구성한 단열 구조 부재로서, 변형 가능한 것의 일례를 나타낸다. 도 7에 있어서, 도 5에서 사용된 부호와 동일한 부호는 도 5에서 그것들이 나타낸 요소와 동일한 요소를 나타내고 있다.

도 7에 나타낸 단열 구조 부재(21)는 복수의 절곡부(23)를 형성한 박판을 사용하여서, 절곡부(23)의 리브(rib)(23a)가 피처리물의 진행 방향에 대하여 수직으로 되도록 구성한 것이다. 이 절곡부(23)는 머플의 늘어남 및/또는 열 변형 등이 발생한 경우에 즉각 변형되어, 머플과 단열 구조 부재와의 접속 부분에 응력이 집중되는 것을 방지한다. 절곡부의 리브는 나타낸 바와 같이 피처리물의 진행 방향에 대하여 수직인 방향으로 연장되어 있는 것이 바람직하지만, 피처리물의 진행 방향에 대하여 평행인 방향이 아니면 어느 방향으로 연장되어도 된다. 절곡부는 리브가 단열 구조 부재의 내벽면에 형성되도록 형성되면 된다. 절곡부의 리브는 그 정상부가 뾰족하지 않은 만곡된 것이어도 된다.

변형 가능한 단열 구조 부재의 다른 특징의 일례를 도 8에 나타낸다. 도 8에 있어서, 도 1에서 사용된 부호와 동일한 부호는 도 1에서 그것들이 나타낸 요소와 동일한 요소를 나타내고 있다. 도 8에 나타낸 단열 구조 부재(19)는 도 1과 마찬가지로, 머플을 구성하는 재료 보다도 작은 열전도율을 갖는 재료로서 구성한 것이다. 나타낸 단열 구조 부재(19)는 기역자부(19b)가 오목부(19c) 내에서 미끄럼 운동함으로써 신축되어, 머플부에서 발생된 x 방향의 늘어남을 흡수한다.

용이하게 변형 가능한 이 단열 구조 부재는 머플과 머플 간의 접속 부분에서발생되는 분위기 가스의 누출을 유효하게 방지하는 수단으로서도 유용하다. 즉, 용이하게 변형 가능한 이 단열 구조 부재는 머플 간의 열전도를 억제하는 부재로서 만이 아니고, 머플의 접속 부분의 밀봉을 더욱 향상시키기 위한 접속 구조 부재로서, 머플과 머플의 사이에 배치되어도 된다.

이어서, 단열 구조 부재에 추가해서 방열판 형상 부재를 포함하는 열처리 장치에 관하여 설명한다. 도 9는 방열판 형상 부재를 포함하는 열처리 장치의 일례를 나타내며, 도 6에 나타낸 열처리 장치에 방열판 형상 부재를 배치한 것에 상당한다. 도 9에 있어서, 도 6에서 사용된 부호와 동일한 부호는 도 6에서 그것들이 나타낸 요소와 동일한 요소를 나타내고 있다. 도 10(a)는 피처리물의 진행 방향으로부터 본 방열판 형상 부재의 정면도이다.

방열판 형상 부재(26)는 가열 머플 접속부(30)와 단열 구조 부재의 접속 부재(22)의 사이에 밀봉재(17)와 함께 끼워져 있으며, 볼트/너트(18)로써 고정되어 있다. 방열판 형상 부재(26)는 도 10(a)에 나타낸 바와 같이, 직사각형으로서, 피처리물(25)과 반송체(24)가 통과하는 데 필요한 크기의 개구부(29)를 갖추고 있다. 도 9에 나타낸 장치에 있어서는 방열판 형상 부재(26)의 4 변이 각각, 가열 머플 접속부(30)와 단열 구조 부재의 접속 부재(22) 사이에서 협지(挾持)되어 있다.

도 9에 있어서, 방열판 형상 부재(26)는 피처리물이 통과하는 데 필요한 개구부를 제외하고, 가열 머플의 단부(端部)를 차폐시키고 있다. 방열판 형상 부재(26)를 설치함으로써, 가열 머플(10)의 열처리 존(14a)으로부터 냉각 머플(13)의 열처리 존(14b)으로 분위기 가스가 유입되는 것 및 가열 머플(10)의 내벽면으로부터 냉각 머플(13) 내에 복사열(도면 중의 흰 화살표에 상당)이 전달되는 것을 유효하게 방지시킨다.

방열판 형상 부재의 다른 특징을 도 10(b) 및 도 10(c)에 나타낸다.

도 10(b)에 나타낸 방열판 형상 부재는 직사각형의 판 형상 부재이다. 이 방열판 형상 부재는 피처리물(25) 및 반송체(24)가 통과하는 간극부(29')가 형성되도록, z 방향의 길이가 열처리 존의 단면(파선으로써 표시)의 z 방향의 길이 보다도 작다.

도 10(c)에 나타낸 방열판 형상 부재는 피처리물(25)과 반송체(24)가 통과하는 데 필요한 크기의 노치(29")가 형성된 직사각형의 판 형상 부재이다. 이 방열판 형상 부재도 또한, z 방향의 길이가 열처리 존(또는 단열 구조 부재의 공동부)의 단면(파선으로써 표시)의 z 방향의 길이 보다도 작다.

도 10(b) 및 도 10(c)에 나타낸 방열판 형상 부재는 예를 들면, 가열 존의 단열 구조 부재와 접하는 측의 단부(端部)가 차폐되도록, 가열 머플의 내벽면에 부착된다. 도 10(b) 및 도 10(c)에 나타낸 방열판 형상 부재는 또한, 도 9에 나타낸 바와 같이 머플과 단열 구조 부재와의 사이에 협지되어도 된다. 그 경우, 방열판 형상 부재가 협지되지 않은 머플-단열 구조 부재 간의 접속 부분에 방열판 형상 부재의 두께에 상당하는 간극이 생기는 일이 있다. 그와 같은 간극이 생기는 접속 부분에는 예를 들면, 방열판 형상 부재와 동일한 두께를 갖는 판 형상 부재를 사이에 끼워, 분위기 가스가 누출되지 않도록 할 필요가 있다. 혹은 단열 구조 부재의 일부 치수를 기타 부분의 치수와 상이하도록 함으로써, 간극이 생기지 않도록 하여도 된다.

도 10(a)∼도 10(c)에 나타낸 방열판 형상 부재는 각각 예시에 지나지 않으며, 기타 형상을 갖추어도 된다.

방열판 형상 부재는 열처리 및 열처리 장치 전체의 기계적 강도 등에 악영향을 미치지 않는 범위에 있어서, 어느 재료로서 형성되어도 된다. 방열판 형상 부재는 예를 들면, 스테인레스 강판 등의 금속판, 또는 압력 차가 없는 때에 가스를 실질적으로 통과시키지 않는 필터 형상의 메시 재인 것이 바람직하다. 또한, 방열판 형상 부재는 그 자신에 의한 복사 전열을 작게 하기 위해서, 표면 방사율이 작은 것이 바람직하다. 표면 방사율을 작게 하는 방법으로서는 예를 들면, 방열판 형상 부재의 표면을 연마 처리하는 방법을 들게 된다.

이상에서, 본 발명의 제1요지에 따른 열처리 장치를 가열 머플과 냉각 머플의 접속 부분을 예로 들어서 설명하였다. 본 발명의 열처리 장치는 한쪽의 머플 내의 온도가 다른쪽의 머플 내의 온도 보다도 높고, 1 조(組)의 인접하는 2개의 머플 간, 즉 고온 머플-저온 머플 간에 단열 구조 부재가 설치된 열처리 장치이다. 상기에서 설명한 가열 머플-냉각 머플의 조합은 고온 머플-저온 머플 조합의 하나이다. 고온 머플-저온 머플의 다른 조합은 예를 들면, 한쪽의 머플 내의 온도가 다른쪽의 머플 내의 온도 보다도 50℃ 이상 높은 가열 머플-가열 머플이고, 이들의 사이에 단열 구조 부재가 설치된 열처리 장치도 본 발명에 포함된다. 단열 구조 부재는 또한, 1개의 열처리 장치에 있어서 복수 설치되어 있어도 된다.

본 발명은 머플 노 뿐만이 아니고, 복수의 열처리실을 갖춘 기타의 열처리 장치에도 적용된다. 본 발명은 또한, 배치(batch)식 가열로 등에도 적용될 수 있다. 어느 특징의 열처리 장치에 있어서도, 단열 구조 부재의 재료, 형상 및 치수 등(예를 들면, 단열 구조 부재의 벽 재료의 열전도율 및 단열 구조 부재의 벽의 일부를 박판으로서 구성하는 경우의 박판의 두께 등)은 열처리실 벽의 재료나 두께등에 상응해서 선택하면 된다. 머플 노 이외의 열처리 장치에 있어서도, 도 10(a)∼도 10(c)에 나타낸 바와 같은 방열판 형상 부재를 적절히 설치하면 된다.

본 발명의 열처리 장치에 있어서, 피처리물의 반송 장치는 나타낸 바와 같은 메시 벨트로 한정되지 않고, 롤러 하스 등의 기타 반송 장치이어도 된다. 피처리물은 이들의 반송 장치에 의해서 연속적으로 또는 간헐적으로 열처리실 내에서 반송된다. 또한, 본 발명의 열처리 장치에는 상기에서 설명하지 않은 기타 부재 또는 요소로서, 열처리 장치에 있어서 상투적으로 이용되고 있는 것(예를 들면 급배기 장치 등)을 필요에 상응하여 설치할 수 있다.

(실시예)

본 발명을 실시예에 의해서 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 있어서 「상」 또는 「하」라고 말할 때는 피처리물의 반송면 및 반송 방향이 지표면에 대하여 수평인 경우의, 연직(鉛直) 방향에 있어서의 「상」 및 「하」를 말하며, 단순히 「길이」라고 할 때는 피처리물의 진행 방향과 평행한 방향의 길이를 말하는 것으로 한다. 또한, 「폭」이라는 것은 피처리물의 반송면과 평행이고 피처리물의 진행 방향에 대하여 수직인 방향을 말한다.

(제1실시예)

1개의 가열 머플과 1개의 냉각 머플로서 이루어진 열처리 장치에서, 열전도율이 작은 재료로서 이루어진 벽으로써 형성된 단열 구조 부재를 도 2에 나타낸 바와 같이 가열 머플과 냉각 머플과의 사이에 설치한 열처리 장치를 제작하였다.

본 실시예에 있어서의 가열 머플(10), 냉각 머플(13), 메시 벨트(24), 피처리물(25) 및 단열 구조 부재(19)의 재료 및 형상 치수는 다음과 같다.

1) 가열 머플

·재료: 인코넬 600(열전도율 14.8W/m·K(상온));

·벽의 두께: 10㎜;

·머플의 형상: 상측벽이 활 모양인 반원형의 단면을 갖는 관 형상체로서, 단면(端面)에 접속부로서 플랜지를 용접에 의해 일체화 시킨 것;

·머플의 폭×최대 높이×길이: 1000㎜×250㎜×7000㎜;

·열처리 존의 단면: 폭 980㎜×최대 높이 225㎜의 반원형

2) 냉각 머플

·재료: SUS 304(열전도율 16.5W/m·K(상온));

·벽의 두께: 7㎜;

·머플의 형상: 직사각형의 단면을 갖는 관 형상체로서, 단면(端面)에 접속부로서 플랜지를 용접에 의해 일체화 시킨 것;

·머플의 폭×최대 높이×길이: 1000㎜×60㎜×2000㎜;

·열처리 존의 단면: 폭 986㎜×높이 46㎜의 직사각형

3) 메시 벨트

·재료: SUS 316;

·폭×두께: 940㎜×10㎜

4) 피처리물

·PDP용 유리 기판;

·폭×두께×길이: 600㎜×5㎜×900㎜

5) 단열 구조 부재

·재료: 실리카 계 내열 재료(일본 마이크로사무사제, 상품명: 마이크로사무, 열전도율: 0.05W/m·K(상온));

·형상: 단면이 직사각형의 공동부를 갖는 직사각형의 관 형상체;

·폭×높이×길이: 1086㎜×350㎜×100㎜;

·상측벽의 두께: 70㎜, 하측벽의 두께: 50㎜, 측방 벽의 두께: 20㎜;

·공동부의 단면: 폭 986㎜×높이46㎜의 직사각형

상기의 가열 머플과 단열 구조 부재의 사이 및 냉각 머플과 단열 구조 부재의 사이는 나타낸 바와 같이, 머플을 구성하는 벽과, 단열 구조 부재를 구성하는 벽과의 사이에 카본 제의 밀봉재(17)를 끼우고, 볼트/너트(18)를 사용하여 머플의 플랜지부(16)와 단열 구조 부재(19)를 고정시켜 접속하였다.

(제2실시예)

박판으로서 이루어진 단열 구조 부재를 도 6에 나타낸 바와 같이 가열 머플과 냉각 머플과의 사이에 설치하여 열처리 장치를 제작하였다. 제2실시예의 열처리 장치에 있어서의 가열 머플 및 냉각 머플은 제1실시예의 그것들과 동일하다.

본 실시예에서는 박판으로서 두께 1.0㎜의 스테인레스 강판을 준비하고, 이것을 사용하여서, 공동부의 단면 형상이 직사각형인 길이 100㎜의 단열 구조 부재(21)를 구성하였다. 또한, 단열 구조 부재와 머플을 접속시키기 위해서, 스테인레스 강(鋼)으로서 이루어진 접속 부재(22)를 사용하였다. 단열 구조 부재(21)를구성하는 박판은 용접에 의해서 접속 부재(22)에 고정시켰다.

(제3실시예)

제2실시예의 열처리 장치에 있어서, 도 9에 나타낸 바와 같이, 또한 방열판 형상 부재(26)를 가열 머플 접속부(30)와 단열 구조 부재의 접속 부재(22)와의 사이에 배치한 열처리 장치를 제작하였다. 제3실시예의 열처리 장치에 있어서의 가열 머플, 냉각 머플 및 단열 구조 부재 등은 제2실시예의 그것들과 동일하다. 방열판 형상 부재(26)로서, 두께 1.0㎜, 표면 방사율 0.01의 스테인레스 강판을 사용하였다. 방열판 형상 부재에는 도 10(a)에 나타낸 바와 같이, 메시 벨트(24) 및 피처리물(25)이 통과할 수 있도록, 높이 25㎜, 폭 980㎜의 개구부(29)를 설치하였다.

(비교예)

비교를 위해서, 단열 구조 부재 및 방열판 형상 부재의 어느것도 사용하지 않고, 도 14에 나타낸 종래의 열처리 장치와 같이, 가열 머플(10)과 냉각 머플(13)을 밀봉재(17)를 사이에 끼워 접속시킨 열처리 장치를 제작하였다.

제1실시예∼제3실시예 및 비교예의 열처리 장치에 있어서, 가열 존을 가열시키는 히터 블록(heater block)의 온도 설정을 전부 850℃로 하고, 냉각 존을 냉각시키는 냉각수량을 5㎥/min로 하며, 메시 벨트의 반송 속도를 100㎜/min로 하여, 가열로에 공급되는 전체 소비 전력량을 측정하였다. 각각의 머플 구조형 가열로에 공급된 전력 소비량을 비교하기 위해 도 11에 나타낸다.

종래와 같이 머플 끼리를 접속시킨 경우(비교예), 노 전체가 소비하는 전력은 40㎾이었다. 비교예의 열처리 장치의 소비 전력 40㎾를 기준 100으로 하여 비교하면, 본 발명품에 상당하는 제1실시예∼제3실시예의 열처리 장치의 소비 전력은 비교예의 그것 보다도 15∼25% 정도 저하되었다. 제3실시예와 같이 방열판 형상 부재와 단열 구조 부재를 조합시키면, 히터 전력 소비량을 제일 많이(25%) 삭감시킬 수 있었다. 이것으로부터, 방열판 형상 부재와 단열 구조 부재의 조합이, 소비 전력의 저하에 제일 효과적인 것으로 판단된다.

본 발명은 반송 방식, 가열 방식 및/또는 용도의 여하를 불문하고, 복수의 열처리실을 갖춘 열처리 장치에 바람직하게 적용될 수 있다. 본 발명의 열처리 장치는 구체적으로는 플라즈마 디스플레이 패널, 태양 전지 패널 및 저항 칩 등의 각종 디바이스 및 전자 부품을 최종 제품으로 하는 여러가지 제품의 제조 과정에 있어서 열처리를 실시하기 위해 사용될 수 있다.

Claims (12)

1. 복수의 열처리실을 포함하여 이루어지고, 열처리실 내에서 피처리물이 반송되어서 열처리 되는 열처리 장치에서, 열처리실 내의 온도가 상호 상이한, 적어도 1조(組)의 인접하는 2개의 열처리실이 단열 구조 부재를 사이에 끼워 접속되어 있으며, 단열 구조 부재는 피처리물이 통과하는 터널 구조를 갖고 있는 열처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 열처리실 내의 온도가 상호 상이한, 적어도 1조의 인접하는 2개의 열처리실이, 머플(muffle)인 열처리 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단열 구조 부재의 벽을 구성하는 재료가 열처리실의 벽을 구성하는 재료 보다도 작은 열전도율을 갖는 재료인 열처리 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단열 구조 부재의 벽의 두께가 일정하지 않은 열처리 장치.
5. 제4항에 있어서, 단열 구조 부재의 벽이 홈부를 갖는 것인 열처리 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단열 구조 부재의 벽의 적어도 일부가 박판으로서 이루어진 열처리 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단열 구조 부재가 변형 가능한 열처리 장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 방열판 형상 부재가, 단열 구조 부재의 양단부(兩端部)의 적어도 한쪽에 피처리물의 통과를 방해하는 일 없이 설치되어 있는 열처리 장치.
9. 제8항에 있어서, 방열판 형상 부재가, 반송체와 피처리물이 통과하는 개구부를 갖춘 것인 열처리 장치.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 열처리실 내의 온도가 상호 상이한, 적어도 1조의 인접하는 2개의 열처리실의 한쪽의 열처리실 내의 온도가, 다른쪽의 열처리실 내의 온도 보다도 50℃ 이상 높은 열처리 장치.
11. 제10항에 있어서, 열처리실 내의 온도가 상호 상이한, 적어도 1조의 인접하는 2개의 열처리실의 한쪽의 열처리실이 가열실이고, 다른쪽이 냉각실인 열처리 장치.
12. 제11항에 있어서, 가열실이 가열 머플이고, 냉각실이 냉각 머플인 열처리 장치.