KR101969044B1 - Heater unit and heat treatment apparatus - Google Patents

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요시히토 후쿠다
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Abstract

본 발명의 열처리 장치(10)는 열처리로(1), 열원(21), 투광 부재(3), 및 가스 유통 기구(4)를 구비한다. 열처리로(1)는 피처리품을 수용하는 것이다. 열원(21)은 적외선을 방사하는 것이 이용된다. 투광 부재(3)는 열원(21)에 대향하여 배치되며, 열원(21)을 분위기로부터 분리하는 것이다. 투광 부재(3)는 열원(21)에서 방사되는 적외선의 적어도 일부를 투과시키는 재료로 형성된다. 가스 유통 기구(4)는 열원(21)과 투광 부재(3) 사이에 형성되는 공간(300)에 냉각 가스를 유통시키도록 구성된다.A heat treatment apparatus (10) of the present invention comprises a heat treatment furnace (1), a heat source (21), a translucent member (3) and a gas flow mechanism (4). The heat treatment furnace (1) houses the article to be treated. The heat source 21 emits infrared rays. The translucent member 3 is disposed opposite to the heat source 21 and separates the heat source 21 from the atmosphere. The translucent member 3 is formed of a material that transmits at least a part of infrared rays radiated from the heat source 21. The gas distribution mechanism 4 is configured to distribute the cooling gas to the space 300 formed between the heat source 21 and the translucent member 3. [

Description

히터 유닛 및 열처리 장치{HEATER UNIT AND HEAT TREATMENT APPARATUS}HEATER UNIT AND HEAT TREATMENT APPARATUS [0001]

본 발명은 히터 유닛 및 열처리 장치에 관한 것으로, 특히 복사열을 이용한 비교적 저온역(예를 들면 300℃ 이하)에 의한 열처리에 적합한 히터 유닛 및 열처리 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heater unit and a heat treatment apparatus, and more particularly to a heater unit and a heat treatment apparatus which are suitable for heat treatment by relatively low temperatures (for example, 300 ° C or less) using radiant heat.

물이나 유기 용매 등의 액적이 부착되거나 이 액체들로 습윤한 피(被)처리품으로부터 열에 의해 액체 성분을 기화시켜 건조시키기 위해, 열원을 구비한 건조 장치가 이용된다. A drying apparatus having a heat source is used to vaporize and dry the liquid component by heat from a liquid to which droplets such as water or an organic solvent are adhered or wetted by these liquids.

특허문헌 1에는 실리콘 웨이퍼 상의 물방울을 건조시키는 건조 장치로서, 열원으로 적외선 램프를 이용하고, 웨이퍼 설치대와 원적외선 램프 사이에 실리콘 웨이퍼와 동일 재질(Si)의 필터를 배치한 것이 제안되어 있다. 필터는 물방울을 효율적으로 건조시키는 파장의 적외선을 투과시키지만, 실리콘 웨이퍼를 가열하는 파장의 적외선을 제거하는 기능을 가진다. 따라서 실리콘 웨이퍼를 가열하지 않고 액적만 가열하여 재빠르게 건조할 수 있다. Patent Document 1 proposes a drying apparatus for drying water droplets on a silicon wafer using an infrared lamp as a heat source and a filter of the same material (Si) as a silicon wafer between a wafer mounting table and a far-infrared lamp. The filter transmits infrared rays of a wavelength that efficiently dries water droplets, but has a function of removing infrared rays of a wavelength for heating the silicon wafer. Therefore, it is possible to quickly dry only the droplets without heating the silicon wafer.

일본 공개특허공보 평8-122232호Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-122232

상기의 특허문헌 1에 기재된 건조 장치에서는 필터가 적외선을 흡수하기 때문에 필터 자체가 열을 가지며, 필터 주변의 공기도 가열된다. 이로 인해, 건조시에 피처리품으로부터 가연성 가스(N-메틸피롤리돈(이하, NMP라고 칭함) 가스 등)가 발생할 경우에는 분위기 온도가 발화점 온도까지 상승하여 발화될 위험성이 있었다. 예를 들면 리튬 이온 전지용 전극에서는 금속박 표면에 도포하는 집전체의 슬러리를 작성할 때의 용제로서 NMP가 사용되는 경우가 있기 때문에 이러한 위험이 있다. In the drying apparatus described in Patent Document 1, since the filter absorbs infrared rays, the filter itself has heat, and the air around the filter is also heated. Therefore, when a combustible gas (N-methylpyrrolidone (hereinafter referred to as NMP) gas or the like) is generated from the article to be treated during drying, there is a risk that the ambient temperature rises to the ignition point temperature and is ignited. For example, in an electrode for a lithium ion battery, there is a risk that NMP may be used as a solvent for preparing a current collector slurry to be coated on the surface of a metal foil.

본 발명은 상기 종래 기술의 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 분위기 온도의 상승을 억제하면서 피처리품을 효율적으로 열처리하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to efficiently heat treat a target object while suppressing an increase in ambient temperature.

본 발명의 히터 유닛은 열원, 투광(透光) 부재, 및 가스 유통 기구를 구비한다. 열원은 적외선을 방사하는 것이 사용된다. 투광 부재는 열원에 대향하여 배치되며, 열원을 분위기로부터 분리하는 것이다. 투광 부재는 열원으로부터 방사되는 적외선의 적어도 일부를 투과시키는 재료로 형성된다. 가스 유통 기구는 열원과 투광 부재 사이에 형성되는 공간에 냉각 가스를 유통시키도록 구성된다. The heater unit of the present invention includes a heat source, a light transmitting member, and a gas flow mechanism. The heat source is used to emit infrared rays. The translucent member is disposed opposite to the heat source and separates the heat source from the atmosphere. The translucent member is formed of a material that transmits at least a part of infrared rays emitted from a heat source. The gas distribution mechanism is configured to distribute the cooling gas to a space formed between the heat source and the translucent member.

이 구성에 의하면, 투광 부재를 피처리품에 대물(對物) 배치하면, 투광 부재를 투과한 적외선에 의해 피처리품이 복사 가열되어 피처리품이 열처리(예를 들면 건조)된다. 이 때, 열원과 투광 부재 사이에 형성되는 공간을 흐르는 냉각 가스에 의해 투광 부재가 냉각된다. 즉, 열원으로부터 방사되는 적외선의 일부가 투광 부재에 흡수됨으로써 투광 부재가 열을 가지는 경우가 있어도, 투광 부재의 열을 냉각 가스가 빼앗아 투광 부재가 과열되지 않는다. According to this configuration, when the translucent member is disposed to the object to be processed, the object to be irradiated is radiated by the infrared rays transmitted through the translucent member, and the object is heat-treated (dried, for example). At this time, the translucent member is cooled by the cooling gas flowing in the space formed between the heat source and the translucent member. That is, even if a part of the infrared ray radiated from the heat source is absorbed by the translucent member, the translucent member takes heat, and the heat of the translucent member is taken by the cooling gas, so that the translucent member is not overheated.

상기 가스 유통 기구는 가스 도입구 및 가스 배출구를 구비하고, 가스 도입구에 의해 상기 냉각 가스를 도입하여 상기 공간에 유통시키고 가스 배출구를 통해 배출시키는 구성을 채용할 수 있다. The gas distribution mechanism may include a gas inlet and a gas outlet, and the cooling gas may be introduced into the space by a gas inlet so as to be discharged through the gas outlet.

상기 투광 부재의 재료로는 입수가 용이한 석영 유리를 바람직하게 사용할 수 있다. As the material of the translucent member, quartz glass which is easily available can be preferably used.

또한 본 발명의 열처리 장치는 열처리로(heat treating furnace), 열원, 투광 부재, 및 가스 유통 기구를 구비한다. 열처리로는 피처리품을 수용하는 것이다. 열원은 적외선을 방사하는 것이 이용된다. 투광 부재는 열원에 대향하여 배치되며, 열원을 열처리로 내의 분위기로부터 분리하는 것이다. 투광 부재는 열원으로부터 방사되는 적외선의 적어도 일부를 투과시키는 재료로 형성된다. 가스 유통 기구는 열원과 투광 부재 사이에 형성되는 공간에 냉각 가스를 유통시키도록 구성된다. Further, the heat treatment apparatus of the present invention includes a heat treating furnace, a heat source, a translucent member, and a gas flow mechanism. The heat treatment furnace accommodates the article to be processed. The heat source is used to emit infrared rays. The translucent member is disposed opposite to the heat source, and separates the heat source from the atmosphere in the heat treatment furnace. The translucent member is formed of a material that transmits at least a part of infrared rays emitted from a heat source. The gas distribution mechanism is configured to distribute the cooling gas to a space formed between the heat source and the translucent member.

이 구성에 의하면, 투광 부재를 피처리품에 대물 배치하면, 투광 부재를 투과한 적외선에 의해 피처리품이 복사 가열되어 피처리품을 열처리(예를 들면 건조)할 수 있다. 이 때, 열원과 투광 부재 사이에 형성되는 공간을 흐르는 냉각 가스에 의해 투광 부재가 냉각된다. 즉, 열원에서 방사되는 적외선의 일부가 투광 부재에 흡수됨으로써 투광 부재가 열을 가지는 경우가 있어도, 투광 부재의 열을 냉각 가스가 빼앗아 투광 부재가 과열되지 않는다. According to this configuration, when the translucent member is disposed in an object to be processed, the object to be irradiated is radiantly heated by the infrared rays transmitted through the translucent member, so that the object can be heat-treated (for example, dried). At this time, the translucent member is cooled by the cooling gas flowing in the space formed between the heat source and the translucent member. That is, even if a part of the infrared ray radiated from the heat source is absorbed by the translucent member, the translucent member takes heat, and the heat of the translucent member is taken by the cooling gas, so that the translucent member is not overheated.

상기 가스 유통 기구는 상기 공간에 접속되는 가스 도입관 및 가스 배출관을 구비하며, 가스 도입관으로 냉각 가스를 도입하여 상기 공간에 유통시키고 가스 배출관으로 배출시키는 구성을 채용할 수 있다. 또한 상기 가스 유통 기구는 가스류(gas flow) 생성 장치를 더 구비해도 된다. The gas distribution mechanism may include a gas introduction pipe and a gas discharge pipe connected to the space, and a cooling gas may be introduced into the gas introduction pipe to flow into the space and be discharged to the gas discharge pipe. The gas distribution mechanism may further include a gas flow generation device.

상기 냉각 가스는 임의의 불연성 가스를 이용할 수 있지만, 비용면에서 대기(상온·상압의 공기)가 바람직하다. The cooling gas may use any incombustible gas, but is preferably atmospheric (air of normal temperature and atmospheric pressure) in terms of cost.

또한 상기 열처리로 내에서의 상기 투광 부재의 적외선 방사측에 대향하는 영역으로 상기 피처리품을 이동시키는 이동 수단을 가지면, 피처리품을 연속적으로 열처리할 수 있게 되어 작업 효율이 향상된다. In addition, if the substrate has a moving means for moving the article to be processed in a region facing the infrared radiation side of the translucent member in the heat treatment furnace, the article to be processed can be continuously heat-treated, and the working efficiency is improved.

본 발명에 의하면, 분위기 온도의 상승을 억제하면서 피처리품을 효율적으로 열처리할 수 있게 된다. 이로 인해, 열처리시에 피처리품으로부터 가연성 가스(NMP 등)가 발생해도, 분위기 온도가 발화점 온도까지 상승하지 않아 폭발의 위험성이 없다. According to the present invention, the object to be processed can be efficiently heat-treated while suppressing an increase in ambient temperature. Therefore, even if a combustible gas (NMP or the like) is generated from the article to be treated during the heat treatment, the ambient temperature does not rise to the ignition point temperature, and there is no risk of explosion.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 열처리 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 열처리 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 3은 열원 및 투광 부재를 일체화한 히터 유닛의 일례를 나타내는 열처리 장치 주요부의 단면도이다. 1 is a schematic structural view showing a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic configuration diagram showing a heat treatment apparatus according to another embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a main portion of a heat treatment apparatus showing an example of a heater unit in which a heat source and a translucent member are integrated.

이하에, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 따른 열처리 장치에 대하여 설명한다. Hereinafter, a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1에 도시한 바와 같이, 열처리 장치(10)는 열처리로(1), 열원(21), 투광 부재(3) 및 가스 유통 기구(4)를 가진다. 이 열처리 장치(10)는 복사열을 이용한 비교적 저온역(예를 들면 300℃ 이하)에 의한 열처리를 실시하기에 적합한 것이다. 1, the heat treatment apparatus 10 has a heat treatment furnace 1, a heat source 21, a translucent member 3, and a gas flow mechanism 4. The heat treatment apparatus 10 is suitable for performing a heat treatment by a relatively low temperature region (for example, 300 DEG C or less) using radiant heat.

열처리로(1)는 테두리체(11) 및 단열층(12)을 구비한다. 테두리체(11)는 내열성을 구비하는 재료로 이루어진다. 단열층(12)은 테두리체(11)의 안쪽에 마련된다. 이러한 구성에 의해, 열처리로(1)는 내열성 및 단열성을 구비하게 된다. 단열층(12)에는 세라믹 섬유 등의 단열재를 바람직하게 이용할 수 있다. 한편, 테두리체(11)의 안쪽을 중공(中空)으로 함으로써, 단열층(12)을 공기층으로 구성해도 무방하다.The heat treatment furnace (1) has a frame body (11) and a heat insulating layer (12). The frame body 11 is made of a material having heat resistance. The heat insulating layer (12) is provided inside the frame body (11). With this configuration, the heat treatment furnace 1 is provided with heat resistance and heat insulating property. A heat insulating material such as ceramic fiber can be preferably used for the heat insulating layer 12. [ On the other hand, by making the inside of the frame body 11 hollow, the heat insulating layer 12 may be constituted by an air layer.

본 실시형태에서는, 열처리로(1)는 편평한 상자형상을 보이는 것으로 한다. 열처리로(1)의 형상은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면 바닥이 있는 원통형 등이어도 된다. 열처리로(1)의 천장 중앙부에는 후술하는 히터(2)를 장착하기 위한 직사각형의 장착 구멍(1A)이 관통하고 있다. In the present embodiment, it is assumed that the heat treatment furnace 1 has a flat box shape. The shape of the heat treatment furnace 1 is not limited to this. For example, a cylindrical shape with a bottom. At the center of the ceiling of the heat treatment furnace 1, a rectangular mounting hole 1A for mounting the heater 2 described later is passed.

열처리로(1)의 내부는 도면에서의 위아래가 좁은 공간으로 되어 있다. 이 공간에 피처리품(100)이 수용된다. 열처리로(1)의 내부를 위아래가 좁은 공간으로 한 것은 후술하는 히터(2)에서 방사되는 적외선을 효율적으로 피처리품(100)에 조사하기 위해서이다. The interior of the heat treatment furnace 1 has a narrow upper and lower space in the figure. The workpiece 100 is accommodated in this space. The reason why the inside of the heat treatment furnace 1 is formed as a narrow space above and below is that the infrared rays radiated from the heater 2 described later are efficiently irradiated to the workpiece 100. [

피처리품(100)의 구체예로는 예를 들면 리튬 이온 전지용 전극 등을 들 수 있다. 상술한 바와 같이, 리튬 이온 전지용 전극은 제작시에 가연성 NMP를 용제로 한 슬러리가 사용된다. Specific examples of the object to be processed 100 include, for example, an electrode for a lithium ion battery. As described above, a slurry containing combustible NMP as a solvent is used for the electrode for a lithium ion battery.

열원(21)으로는 적외선을 방사하며, 판형상을 이루는 발열체가 이용된다. 구체적으로는 니크롬선 발열체, 할로겐 히터, 카본 히터 등을 들 수 있다. 한편, 도 1의 실선 화살표는 열원(21)으로부터 방사되는 적외선을 나타내고 있다. 열원(21)에 필요한 출력은 열처리로(1)의 크기 및 피처리품(100)의 처리 조건에 따라 바뀐다. As the heat source 21, a plate-shaped heating element radiating infrared rays is used. Specific examples thereof include a nichrome wire heating element, a halogen heater, and a carbon heater. On the other hand, solid arrows in Fig. 1 indicate infrared rays radiated from the heat source 21. The output required for the heat source 21 changes depending on the size of the heat treatment furnace 1 and the processing conditions of the article to be processed 100.

히터(2)는 상기의 열원(21)과 세라믹 섬유 등의 단열재(22)를 진공 몰드로 일체화하여 소정 형상으로 제작된다. 본 실시형태에서 히터(2)는 각판(角板)형상을 보이는 것으로 한다. 한편, 히터(2)의 형상은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어 열처리로(1)가 바닥이 있는 원통형이라면, 이것에 대응시켜서 히터(2)를 하프 파이프형상이나 쿼터 파이프형상으로 형성해도 된다. The heater 2 is formed into a predetermined shape by integrating the heat source 21 and the heat insulating material 22 such as ceramic fiber with a vacuum mold. In the present embodiment, it is assumed that the heater 2 has a rectangular plate shape. On the other hand, the shape of the heater 2 is not limited to this. For example, if the heat treatment furnace 1 has a cylindrical shape with a bottom, the heater 2 may be formed in a half pipe shape or a quarter pipe shape in correspondence with the cylindrical shape.

단열재(22)의 바닥면에는 열원(21)이 일부 노출되어 있다. 단열재(22)는 열원(21)으로부터의 열을 차단한다. 따라서 히터(2)는 적외선의 방사 방향에 지향성을 가진다. 즉, 히터(2)는 단열재(22)의 바닥면으로부터 아래쪽을 향해 적외선을 방사하도록 구성된다. A heat source (21) is partly exposed on the bottom surface of the heat insulating material (22). The heat insulating material (22) blocks heat from the heat source (21). Therefore, the heater 2 has directivity in the radiation direction of infrared rays. That is, the heater 2 is configured to radiate infrared rays from the bottom surface of the heat insulating material 22 downward.

단열재(22)의 상부에는 플랜지부(22B)가 형성되어 있다. 히터(2)를 열처리로(1)에 장착할 때는 단열재(22)의 동체부(胴體部)(22A)를 상기의 장착 구멍(1A)에 삽입한다. 그리고 단열재(22)의 플랜지부(22B)를 열처리로(1)의 외벽에 나사(vis) 고정 등으로 고정한다. 이로 인해, 열원(21)이 열처리로(1)의 내부에 면하도록 히터(2)가 열처리로(1)에 장착된다. A flange portion 22B is formed on the upper portion of the heat insulating material 22. As shown in Fig. When mounting the heater 2 to the heat treatment furnace 1, the body portion 22A of the heat insulating material 22 is inserted into the mounting hole 1A. The flange portion 22B of the heat insulating material 22 is fixed to the outer wall of the heat treatment furnace 1 by screws or the like. The heater 2 is mounted on the heat treatment furnace 1 so that the heat source 21 faces the inside of the heat treatment furnace 1.

열처리로(1)의 내벽에는 장착 구멍(1A)의 개구 주위에 지지 부재(5)가 장착되어 있다. 지지 부재(5)는 후술하는 투광 부재(3)를 지지하고 있다. On the inner wall of the heat treatment furnace 1, a supporting member 5 is mounted around the opening of the mounting hole 1A. The support member 5 supports the translucent member 3 to be described later.

투광 부재(3)는 히터(2)의 아래쪽에, 열원(21)으로부터 격리되어 열원(21)에 대향 배치된다. 투광 부재(3)는 열원(21)을 열처리로(1) 내의 분위기로부터 분리하는 것이다. 투광 부재(3)의 재료로는 열원(21)으로부터 방사되는 적외선의 적어도 일부를 투과시키는 재료가 사용되며, 예를 들면 입수가 용이한 석영 유리를 바람직하게 이용할 수 있다. 한편, 투광 부재(3)의 재료는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면 다소 고가이긴 하지만 불화 바륨, 불화 칼슘, 사파이어 등을 이용하는 것도 가능하다. The translucent member 3 is disposed below the heater 2 and is opposed to the heat source 21 from the heat source 21. The translucent member 3 separates the heat source 21 from the atmosphere in the heat treatment furnace 1. As a material of the translucent member 3, a material that transmits at least a part of infrared rays radiated from the heat source 21 is used. For example, quartz glass which is easily available can be preferably used. On the other hand, the material of the translucent member 3 is not limited to this. For example, although it is somewhat expensive, barium fluoride, calcium fluoride, sapphire and the like can also be used.

투광 부재(3)는 판형상을 보인다. 투광 부재(3)의 두께는 예를 들면 3~5mm 정도이다. 한편, 투광 부재(3)의 두께는 이 범위에 한정되지 않는다. 투과율 면에서는 투광 부재(3)의 두께가 얇은 편이 유리하다. The translucent member 3 has a plate shape. The thickness of the translucent member 3 is, for example, about 3 to 5 mm. On the other hand, the thickness of the translucent member 3 is not limited to this range. It is advantageous in terms of transmittance that the thickness of the translucent member 3 is thin.

투광 부재(3)는 열원(21)의 열처리로(1) 내의 분위기로부터 확실하게 분리하기 위해, 지지 부재(5)와의 사이에서 밀착성을 보다 높게 하는 것이 바람직하다. 이 밀착성을 높이기 위해, 투광 부재(3)를 실링 부재(도시하지 않음)를 통해 지지 부재(5)에 장착할 수 있다. 이 실링 부재의 재료로는 내열성 및 내용제성을 구비한 불소계 혹은 Si계 수지를 바람직하게 이용할 수 있다. It is preferable that the translucent member 3 has a higher adhesion with the support member 5 in order to reliably separate the atmosphere from the atmosphere in the heat treatment furnace 1 of the heat source 21. [ The translucent member 3 can be attached to the support member 5 through a sealing member (not shown) in order to enhance the adhesion. As the material of the sealing member, a fluorine-based or Si-based resin having heat resistance and solvent resistance can be preferably used.

투광 부재(3)를 열원(21)으로부터 격리시키는 것은 후술하는 바와 같이, 열원(21)과 투광 부재(3) 사이에 냉각 가스를 유통시키기 위한 공간(300)을 형성하기 위해서이다. 한편, 도 1의 파선(H)은 투광 부재(3)의 표면에서 방열되는 열을 나타내고 있다. The reason for separating the translucent member 3 from the heat source 21 is to form a space 300 for allowing cooling gas to flow between the heat source 21 and the translucent member 3 as described later. On the other hand, the broken line H in Fig. 1 shows the heat released from the surface of the translucent member 3.

가스 유통 기구(4)는 공간(300)에 냉각 가스를 유통시키도록 구성된다. 본 실시형태에서 가스 유통 기구(4)는 가스 도입관(41) 및 가스 배출구(42)를 구비하며, 가스 도입관(41)으로 냉각 가스를 도입하여 공간(300)에 유통시키고 가스 배출관(42)으로 배출시키는 것이다. 가스 도입관(41) 및 가스 배출관(42)은 열처리로(1) 내에 컴팩트하게 매설된다. The gas distribution mechanism (4) is configured to distribute the cooling gas to the space (300). In the present embodiment, the gas distribution mechanism 4 includes a gas introduction pipe 41 and a gas discharge port 42. The gas introduction pipe 41 introduces a cooling gas into the space 300, ). The gas introduction pipe 41 and the gas discharge pipe 42 are compactly embedded in the heat treatment furnace 1.

또, 가스 유통 기구(4)는 본 발명의 가스류 생성 장치의 일례인 송풍기(43)를 구비한다. 송풍기(43)는 송기관(44)을 통해 가스 도입관(41)에 접속된다. 본 실시형태에서는 공간(300)을 흐르는 냉각 가스의 유량이 매우 작아도 되고, 유량의 세심한 제어도 불필요하다. 따라서 송풍기(43)는 저렴한 정격 소(小)풍량 타입을 선택하는 것이 가능하다. The gas distribution mechanism 4 is provided with a blower 43, which is an example of the gas flow generator of the present invention. The blower 43 is connected to the gas introduction pipe 41 through the air supply pipe 44. In the present embodiment, the flow rate of the cooling gas flowing through the space 300 may be very small, and careful control of the flow rate is also unnecessary. Therefore, the blower 43 can select an inexpensive rated small (small) air volume type.

한편, 상기와 같이 송풍기(43)를 가스 도입관(41)에 접속하여 냉각 가스를 보내주는 구성 외에, 송풍기(43)를 가스 배출관(42)에 접속하여 냉각 가스를 흡인하는 구성으로 해도 무방하다. The blower 43 may be connected to the gas inlet pipe 41 to send the cooling gas and the blower 43 may be connected to the gas outlet pipe 42 to suck the cooling gas .

그 밖에, 고압의 가스 봄베와 가스 유량을 조정하는 레귤레이터를 이용해서 가스류 생성 장치를 구성하는 것도 가능하다. 이 경우에는 가스류 생성 장치가 전력을 소비하지 않으므로 운영비용(running cost)을 저감할 수 있다. In addition, it is also possible to construct a gas flow generator using a gas cylinder of high pressure and a regulator for regulating the gas flow rate. In this case, since the gas flow generator does not consume power, the running cost can be reduced.

냉각 가스는 임의의 불연성 가스를 이용하는 것이 가능하지만, 대기(상온·상압의 공기)가 바람직하다. 대기는 환경에 대한 배려가 불필요하고, 순환 시스템이나 냉각 시스템 등을 구축할 필요가 없으므로 가스 유통 기구를 저비용으로 실현할 수 있다. The cooling gas may be any non-combustible gas, but is preferably air (room temperature / normal pressure air). Since the atmosphere does not require consideration for the environment and it is not necessary to construct a circulation system or a cooling system, the gas distribution mechanism can be realized at a low cost.

피처리품(100)은 열처리로(1) 내에서의 투광 부재(3)의 적외선 방사측에 대향하는 영역에서 열처리된다. 한편, 이 영역으로 피처리품(100)을 이동시키는 이동 수단을 마련해도 된다. 구체적으로는 도시한 바와 같이 반송 롤러(6)를 구비하고 있다. 한편, 이동 수단은 반송 롤러(6)에 한정되지 않는다. 예를 들면 반송 벨트 등이어도 된다. 이동 수단에 의해 피처리품(100)을 연속적으로 열처리할 수 있게 되어 작업 효율이 향상된다. The article to be processed 100 is heat-treated in a region facing the infrared radiation side of the translucent member 3 in the heat treatment furnace 1. On the other hand, a moving means for moving the article to be processed 100 may be provided in this area. Specifically, as shown in the figure, the conveying roller 6 is provided. On the other hand, the moving means is not limited to the conveying roller 6. For example, a conveyance belt or the like. The object to be processed 100 can be continuously heat-treated by the moving means, and the working efficiency is improved.

피처리품(100)은 도시한 바와 같이 열처리로(1)의 전체 길이(도 1의 좌우 폭)보다 길어도 무방하다. 이 경우에는 열처리로(1)의 양측면에 개구(반입구(1B) 및 반출구(1C))를 마련함으로써, 열처리로(1)의 외부에서 화살표(S)와 같이 피처리품(100)을 반입하고, 열처리로(1) 내에서 순차 열처리를 실시하면서 반출하기까지의 일련의 작업을 자동으로 실시할 수 있게 된다. 한편, 피처리품(100)이 가요성을 가지는 시트형상일 경우에는 도 2에 도시한 바와 같이, 내보내기 롤러(7) 및 당겨감기 롤러(8)를 각각 반입구(1B), 반출구(1C)의 외측에 배치하여, 롤 투 롤(roll-to-roll)로 열처리를 연속적으로 실시하는 것도 가능하다. As shown in the figure, the article to be processed 100 may be longer than the entire length of the heat treatment furnace 1 (left and right widths in FIG. 1). In this case, by providing the openings (the inlet port 1B and the outlet port 1C) on both sides of the heat treatment furnace 1, the material to be processed 100 is discharged from the outside of the heat treatment furnace 1, And a series of operations from carrying out the sequential heat treatment to carrying out the heat treatment in the heat treatment furnace 1 can be automatically carried out. On the other hand, when the article to be processed 100 is in the form of a flexible sheet, the discharge roller 7 and the pull-down roller 8 are inserted into the inlet port 1B and the outlet port 1C , It is also possible to perform heat treatment continuously by roll-to-roll.

본 실시형태에 따른 열처리 장치(10)에 의하면, 투광 부재(3)를 피처리품(100)에 대물 배치하면, 투광 부재(3)를 투과한 적외선에 의해 피처리품(100)이 복사 가열되어, 피처리품(100)이 열처리(예를 들면 건조)된다. 이 때, 공간(300)을 도면의 점선 화살표와 같이 흐르는 냉각 가스에 의해 투광 부재(3)가 냉각된다. 즉, 열원(21)으로부터 방사되는 적외선의 일부가 투광 부재(3)에 흡수됨으로써 투광 부재(3)가 열을 가지는 경우가 있어도, 투광 부재(3)의 열을 냉각 가스가 빼앗아 투광 부재(3)가 과열되지 않는다. According to the heat treatment apparatus 10 according to the present embodiment, when the translucent member 3 is disposed in an objective arrangement with respect to the article to be processed 100, the infrared ray transmitted through the translucent member 3 radiates heat So that the article to be processed 100 is heat-treated (for example, dried). At this time, the translucent member 3 is cooled by the cooling gas flowing through the space 300 as indicated by the dotted arrow in the figure. That is, even if a part of the infrared rays radiated from the heat source 21 is absorbed by the translucent member 3, even if the translucent member 3 has heat, the heat of the translucent member 3 is taken by the cooling gas, ) Is not overheated.

본 발명에 의하면, 분위기 온도의 상승을 억제하면서 효율적으로 피처리품을 가열 처리할 수 있게 된다. 이로 인해, 열처리시에 피처리품(100)으로부터 가연성 가스(NMP 등)가 발생하더라도, 분위기 온도가 발화점 온도까지 상승하지 않아 폭발의 위험성이 없다. According to the present invention, it is possible to efficiently heat the article to be processed while suppressing an increase in ambient temperature. Therefore, even if a combustible gas (NMP or the like) is generated from the article to be treated 100 during the heat treatment, the ambient temperature does not rise to the ignition point temperature and there is no risk of explosion.

도 3은 열원 및 투광 부재를 일체화한 히터 유닛의 일례를 나타내는 열처리 장치 주요부의 단면도이다. 도 3에 도시한 히터 유닛(200)의 예에서는 지지 부재(5)를, 상부에 플랜지부(5B)를 가지는 통형상으로 하고, 히터(2)의 동체부(22A)를 지지 부재(5)의 통 내부에 삽입하여 플랜지부(22B)를 이용해서 히터(2)를 지지 부재(5)에 고정하였다. 이로 인해, 열원(21) 및 투광 부재(3)를 일체화한 히터 유닛(200)이 형성된다. 3 is a cross-sectional view of a main portion of a heat treatment apparatus showing an example of a heater unit in which a heat source and a translucent member are integrated. 3, the support member 5 is formed into a tubular shape having a flange portion 5B at the top and the body portion 22A of the heater 2 is fixed to the support member 5, And the heater 2 was fixed to the supporting member 5 by using the flange portion 22B. Thus, the heater unit 200 in which the heat source 21 and the translucent member 3 are integrated is formed.

히터(2)의 플랜지부(22B)에는 가스 도입구(41') 및 가스 배출구(42')가 관통하고 있다. 가스 도입구(41') 및 가스 배출구(42')의 한쪽 끝은 열원(21)과 투광 부재(3) 사이에 형성되는 공간(300)에 접속되어 있다. 따라서 가스 도입구(41') 또는 가스 배출구(42')의 다른 쪽 끝에 가스류 생성 장치를 접속함으로써, 냉각 가스를 공간(300)에 유통시키는 것이 가능하다. A gas inlet 41 'and a gas outlet 42' are passed through the flange portion 22B of the heater 2. One end of the gas inlet 41 'and the gas outlet 42' are connected to the space 300 formed between the heat source 21 and the translucent member 3. Therefore, by connecting the gas flow generator to the other end of the gas inlet 41 'or the gas outlet 42', the cooling gas can be circulated in the space 300.

히터 유닛(200)을 열처리로(1)에 장착할 때는 지지 부재(5)의 동체부(5A)를 열처리로(1)의 장착 구멍(1A)에 삽입한다. 그리고 플랜지부(5B)를 이용해서 열처리로(1)의 외벽에 나사 고정 등에 의해 고정한다. 이로 인해, 히터 유닛(200)을 탈부착 자유롭게 구성할 수 있게 된다. The body 5A of the supporting member 5 is inserted into the mounting hole 1A of the heat treatment furnace 1 when the heater unit 200 is mounted on the heat treatment furnace 1. [ And fixed to the outer wall of the heat treatment furnace 1 by screwing or the like using the flange portion 5B. Thus, the heater unit 200 can be freely detachably attached.

상술한 실시형태의 설명은 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아니라고 생각해야 한다. 본 발명의 범위는 상술한 실시형태가 아니라 특허청구범위에 의해 제시된다. 또한 본 발명의 범위에는 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다. The description of the above-described embodiments is to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the invention is indicated by the appended claims rather than by the foregoing embodiments. It is also intended that the scope of the invention include all modifications within the meaning and range equivalent to the scope of the claims.

10 열처리 장치
1 열처리로
2 히터
21 열원
22 단열재
3 투광 부재
4 가스 유통 기구
41 가스 도입관
41' 가스 도입구
41 가스 배출관
42 가스 배출관
42' 가스 배출구
43 송풍기
44 송기관
5 지지 부재
22A 동체부
22B 플랜지부
100 피처리품
200 히터 유닛
300 열원과 투광 부재 사이에 형성되는 공간 10 Heat treatment apparatus
1 heat treatment furnace
2 Heater
21 Heat source
22 Insulation
3 light-
4 gas distribution system
41 gas introduction pipe
41 'gas inlet
41 gas discharge pipe
42 gas discharge pipe
42 'gas outlet
43 blower
44 Song agency
5 support member
22A body part
22B flange portion
100 processed goods
200 heater unit
300 Space formed between the heat source and the light transmitting member

Claims (11)

적외선을 방사하는 열원;
상기 적외선의 적어도 일부를 투과시키는 판 형상의 투광 부재로서, 그 두께 방향으로 한쪽 투광면이 상기 열원에 대향하도록 배치되어 있고, 상기 열원을 분위기로부터 분리하는 투광(透光) 부재; 및
상기 열원과 상기 투광 부재 사이에 형성되는 공간에 냉각 가스를 유통시키는 가스 유통 기구;를 구비하고,
상기 가스 유통 기구는 상기 공간에 접속되는 가스 도입구 및 가스 배출구를 구비하고,
상기 가스 도입구 및 상기 가스 배출구는, 상기 한쪽 투광면에 따르는 방향에서 상기 열원보다도 외측의 위치에 배치되어 있고,
상기 가스 유통 기구는 상기 냉각 가스를 상기 가스 도입구를 통해 상기 공간 내에 도입함과 동시에 상기 한쪽 투광면을 따라서 상기 공간 내를 상기 가스 도입구 측으로부터 상기 가스 배출구 측으로 유통시키는, 히터 유닛.A heat source that emits infrared radiation;
A translucent member that is disposed in the thickness direction so that one of the light-transmitting surfaces faces the heat source, and separates the heat source from the atmosphere; And
And a gas distributing mechanism for distributing a cooling gas to a space formed between the heat source and the translucent member,
Wherein the gas distribution mechanism has a gas inlet and a gas outlet connected to the space,
Wherein the gas inlet and the gas outlet are arranged at a position outside the heat source in the direction along the one light-
Wherein the gas distribution mechanism introduces the cooling gas into the space through the gas inlet and flows the space from the side of the gas inlet to the side of the gas outlet along the side of the light-transmitting surface. 제1항에 있어서,
상기 가스 도입구 및 상기 가스 배출구는 상기 한쪽 투광면에 수직인 방향으로 상기 투광면으로부터의 거리가 상기 열원에 도달하는 거리보다 작은 위치에 배치되어 있는, 히터 유닛.The method according to claim 1,
Wherein the gas introducing port and the gas discharging port are disposed at a position that is shorter than a distance from the light transmitting surface in the direction perpendicular to the one light transmitting surface to the heat source. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 열원과 상기 가스 도입구 사이에 개재된 단열재를 더 구비하는, 히터 유닛.3. The method according to claim 1 or 2,
And a heat insulating material interposed between the heat source and the gas inlet. 제1항에 있어서,
상기 열원을 보유하는 제1 동체부(胴體部) 및, 상기 제1 동체부의 측면에 형성된 제1 플랜지부를 포함하는 보유 부재를 더 구비하고,
상기 가스 도입구 및 상기 가스 배출구는 상기 제1 플랜지부에 설치됨과 동시에, 상기 제1 동체부에 대하여 서로 반대측의 위치에 배치되어 있고,
상기 가스 유통 기구는 상기 냉각 가스를 상기 제1 동체부의 상기 가스 도입구 측의 측면을 따라서 상기 가스 도입구로부터 상기 공간까지 흐르게 해 상기 공간 내로 도입하고, 상기 한쪽 투광면을 따라서 상기 공간 내에 유통시킨 후, 상기 제1 동체부의 상기 가스 배출구 측의 측면을 따라서 상기 공간으로부터 상기 가스 배출구까지 흘려서 배출하는, 히터 유닛.The method according to claim 1,
Further comprising a holding member including a first body part holding the heat source and a first flange part formed on a side surface of the first body part,
The gas introducing port and the gas discharging port are provided on the first flange portion and are disposed at positions opposite to each other with respect to the first moving body portion,
The gas circulation mechanism causes the cooling gas to flow from the gas introduction port to the space along the side surface of the first moving body part on the side of the gas introduction port and into the space and flows in the space along the one light transmission surface And then flows from the space to the gas discharge port along the side surface of the first body part on the side of the gas discharge port. 제4항에 있어서,
상기 보유 부재의 상기 제1 동체부가 삽입되는 통 형상의 제2 동체부, 및 상기 제2 동체부의 측면에 형성된 제2 플랜지부를 포함하고, 상기 보유 부재의 삽입 상태에서 상기 보유 부재의 상기 제1 플랜지부를 상기 제2 플랜지부에 맞접시킴으로써, 상기 보유 부재를 지지하는 지지 부재를 더 구비하고,
상기 제2 동체부에는 상기 보유 부재의 삽입 상태에서 상기 열원과 상기 투광 부재의 상기 한쪽 투광면이 서로 대향하도록 상기 투광 부재가 지지되어 있고,
상기 가스 유통 기구는 상기 냉각 가스를 상기 제1 동체부의 상기 가스 도입구 측의 측면과 상기 제2 동체부의 내면 사이에 흐르게 해 상기 공간 내로 도입하고, 상기 한쪽 투광면을 따라 상기 공간 내에 유통시킨 후, 상기 제1 동체부의 상기 가스 배출구 측의 측면과 상기 제2 동체부의 내면 사이에 흘려서 배출하는, 히터 유닛.5. The method of claim 4,
And a second flange portion formed on a side surface of the second moving body portion, wherein, in the inserted state of the holding member, the first body portion of the holding member And a supporting member for supporting the holding member by bringing the flange portion into contact with the second flange portion,
And the translucent member is supported on the second body part so that the heat source and the one of the light-transmissive surfaces of the translucent member are opposed to each other,
The gas circulation mechanism introduces the cooling gas into the space by flowing the cooling gas between the side surface of the first moving body portion on the side of the gas inlet and the inner surface of the second moving body portion and circulates the cooling gas in the space along the one light transmitting surface And flows out between the side surface of the first body part and the inner surface of the second body part. 피(被)처리품을 수용하는 열처리로(heat treating furnace);
적외선을 방사하는 열원;
상기 적외선의 적어도 일부를 투과시키는 판 형상의 투광 부재로서, 그 두께 방향으로 한쪽 투광면이 상기 열원에 대향하도록 배치되어 있고, 상기 열원을 상기 열처리로 내의 분위기로부터 분리하는 투광 부재; 및
상기 열원과 상기 투광 부재 사이에 형성되는 공간에 냉각 가스를 유통시키는 가스 유통 기구;를 구비하고,
상기 가스 유통 기구는 상기 공간에 접속된 가스 도입구를 가지는 가스 도입관 및 상기 공간에 접속된 가스 배출구를 가지는 가스 배출관을 포함하고, 상기 가스 도입관 및 상기 가스 배출관은 상기 열처리로에 매설되어 있고,
상기 가스 도입구 및 상기 가스 배출구는, 상기 한쪽 투광면에 따르는 방향에서, 상기 열원보다도 외측의 위치이고, 또한 상기 한쪽 투광면에 수직인 방향에서, 상기 투광면으로부터의 거리가 상기 열원에 도달하는 거리보다 작은 위치에 배치되어 있고,
상기 가스 유통 기구는 상기 냉각 가스를 상기 가스 도입구를 통해 상기 공간 내에 도입함과 동시에 상기 한쪽 투광면을 따라서 상기 공간 내를 상기 가스 도입구 측에서 상기 가스 배출구 측으로 유통시키는, 열처리 장치.A heat treating furnace for containing a to-be-treated product;
A heat source that emits infrared radiation;
A translucent member which is disposed in the thickness direction so that one of the light projecting surfaces faces the heat source and separates the heat source from the atmosphere in the heat treatment furnace; And
And a gas distributing mechanism for distributing a cooling gas to a space formed between the heat source and the translucent member,
Wherein the gas distribution mechanism includes a gas inlet tube having a gas inlet connected to the space and a gas outlet tube having a gas outlet connected to the space, wherein the gas inlet tube and the gas outlet tube are embedded in the heat treatment furnace ,
Wherein the gas inlet and the gas outlet are located outside the heat source in the direction along the one light-transmitting surface and the distance from the light-transmitting surface reaches the heat source in a direction perpendicular to the one light- Is disposed at a position smaller than the distance,
Wherein the gas flow mechanism introduces the cooling gas into the space through the gas introduction port and simultaneously circulates the inside of the space along the one of the light projecting surfaces from the side of the gas inlet to the side of the gas outlet. 피(被)처리품을 수용하는 열처리로(heat treating furnace);
적외선을 방사하는 열원;
상기 적외선의 적어도 일부를 투과시키는 판 형상의 투광 부재로서, 그 두께 방향으로 한쪽 투광면이 상기 열원에 대향하도록 배치되어 있고, 상기 열원을 상기 열처리로 내의 분위기로부터 분리하는 투광 부재;
상기 열원을 보유하는 제1 동체부(胴體部), 및 상기 제1 동체부의 측면에 형성된 제1 플랜지부를 포함하는 보유 부재; 및
상기 열원과 상기 투광 부재 사이에 형성되는 공간에 냉각 가스를 유통시키는 가스 유통 기구;를 구비하고,
상기 보유 부재는 상기 열처리로에 설치된 장착 구멍에 상기 제1 동체부가 삽입된 상태로 상기 열처리로에 장착되어 있고,
상기 가스 유통 기구는, 상기 제1 플랜지부에 설치됨과 동시에, 상기 공간에 접속된 가스 도입구 및 가스 배출구를 가지고,
상기 가스 도입구 및 상기 가스 배출구는, 상기 한쪽 투광면에 따르는 방향에서 상기 열원보다도 외측의 위치이고, 또한 상기 제1 동체부에 대해 서로 반대측의 위치에 배치되어 있고,
상기 가스 유통 기구는 상기 냉각 가스를 상기 제1 동체부의 상기 가스 도입구 측의 측면을 따라서 상기 가스 도입구로부터 상기 공간까지 흐르게 해 상기 공간 내에 도입하고, 상기 한쪽 투광면을 따라서 상기 공간 내에 유통시킨 후, 상기 제1 동체부의 상기 가스 배출구 측의 측면을 따라서 상기 공간으로부터 상기 가스 배출구까지 흘려 배출하는, 열처리 장치.A heat treating furnace for containing a to-be-treated product;
A heat source that emits infrared radiation;
A translucent member which is disposed in the thickness direction so that one of the light projecting surfaces faces the heat source and separates the heat source from the atmosphere in the heat treatment furnace;
A holding member including a first body part holding the heat source and a first flange part formed on a side surface of the first body part; And
And a gas distributing mechanism for distributing a cooling gas to a space formed between the heat source and the translucent member,
The holding member is mounted to the heat treatment furnace in a state where the first body part is inserted into a mounting hole provided in the heat treatment furnace,
Wherein the gas distribution mechanism includes a gas inlet and a gas outlet which are provided in the first flange portion and connected to the space,
Wherein the gas introducing port and the gas discharging port are located outside the heat source in the direction along the one light transmitting surface and at positions opposite to each other with respect to the first moving body,
The gas circulation mechanism causes the cooling gas to flow from the gas introduction port to the space along the side surface of the first body part side on the side of the gas inlet port and to introduce the cooling gas into the space, And then flows from the space to the gas discharge port along the side surface of the first body section on the side of the gas discharge port. 제7항에 있어서,
상기 보유 부재의 제1 동체부가 삽입되는 통 형상의 제2 동체부, 및 상기 제2 동체부의 측면에 형성된 제2 플랜지부를 포함하고, 상기 보유 부재의 삽입 상태에서 상기 보유 부재의 상기 제1 플랜지부를 상기 제2 플랜지부에 맞접시킴으로써, 상기 보유 부재를 지지하는 지지 부재를 더 구비하고,
상기 지지 부재는 상기 장착 구멍에 상기 제2 동체부가 삽입된 상태로 상기 열처리로에 장착되어 있고,
상기 제2 동체부에는 상기 보유 부재의 삽입 상태에서 상기 열원과 상기 투광 부재의 상기 한쪽 투광면이 서로 대향하도록 상기 투광 부재가 지지되어 있고,
상기 가스 유통 기구는 상기 냉각 가스를 상기 제1 동체부의 상기 가스 도입구 측의 측면과 상기 제2 동체부의 내면 사이에 흐르게 해 상기 공간 내로 도입하고, 상기 한쪽 투광면을 따라 상기 공간 내에 유통시킨 후, 상기 제1 동체부의 상기 가스 배출구 측의 측면과 상기 제2 동체부의 내면 사이에 흘려서 배출하는, 열처리 장치.8. The method of claim 7,
And a second flange portion formed on a side surface of the second moving body portion, wherein in the inserted state of the holding member, the first flange portion of the holding member And a supporting member for supporting the holding member by bringing the supporting portion into contact with the second flange portion,
The support member is mounted to the heat treatment furnace in a state where the second body part is inserted into the mounting hole,
And the translucent member is supported on the second body part so that the heat source and the one of the light-transmissive surfaces of the translucent member are opposed to each other,
The gas circulation mechanism introduces the cooling gas into the space by flowing the cooling gas between the side surface of the first moving body portion on the side of the gas inlet and the inner surface of the second moving body portion and circulates the cooling gas in the space along the one light transmitting surface And flows out between the side surface of the first moving body portion on the side of the gas discharge port and the inner surface of the second moving body portion. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 투광 부재는 석영 유리제인 열처리 장치.9. The method according to any one of claims 6 to 8,
Wherein the translucent member is made of quartz glass. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열처리로 내에서의 상기 투광 부재의 적외선 방사측에 대향하는 영역으로 상기 피처리품을 이동시키는 이동 수단을 더 가지는 열처리 장치.9. The method according to any one of claims 6 to 8,
Further comprising moving means for moving the article to be processed in a region facing the infrared radiation side of the translucent member in the heat treatment furnace. 삭제delete
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