KR20080109627A - 열처리장치 - Google Patents

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KR20080109627A
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히사미쯔 테젠
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에스펙 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 따른 열처리장치는 피처리물을 열처리하는 열처리부와 공기를 가열하여 순환시키는 공기 조정부를 가지는 단열로(斷熱爐)를 구비하고, 상기 단열로는 상기 피처리물을 열처리할 때에 발생하는 승화물을 분해할 수 있는 광촉매 수단과 외부로부터의 빛을 상기 단열로 내부에 채광하는 채광 수단을 가지며, 상기 광촉매 수단은 상기 채광 수단에 의해서 채광된 빛이 조사되고 또한 상기 순환하는 공기와 접촉하는 위치에 배치된다.
열처리, 피처리물, 단열로, 광촉매, 승화물

Description

열처리장치{Heat treatment apparatus}
　본 발명은 피처리물을 열처리하는 열처리장치에 관한 것이다.
종래부터, 열처리장치에 있어서는, 열처리부 내부에 피처리물이 수납된 상태에서 상기 열처리부 내부를 공기를 순환시키면서 가열하는 일에 따라 상기 피처리물을 열처리하는 것이 공지되었다.
예를 들면, 상기 열처리장치는 액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이의 평판 디스플레이(FPD, Flat Pannel Display) 제작 등에 이용된다. 또한, 상기 열처리장치는, 미리 유리판 등의 기판(피처리물)에 대해서 특정의 용액을 도포하여 가열 건조시킨 것을 상기 가열처리부 내부에 수용되게 하고, 가열처리부 내부를 순환하는 소정 온도의 열풍에 쬐어 열처리(소성)를 행한다.
상기 열처리장치에 대해서, 상기 피처리물이 소정 온도의 열풍에 노출되어 열처리될 때에, 이 열처리에 수반하여 피처리물 상에 도포되고 있는 특정의 용액 등이 기화(승화)하여 휘발성 유기화합물(VOC) 등의 승화물이 발생하게 된다.
상기 승화물은, 상기 열처리부 내부에 수납된 피처리물의 출입에 의한 온도 저하나 환기를 위해서 도입되는 외부 공기 등의 영향으로 재결정화되고, 이 재결정 된 승화물이 열처리장치의 내부에 부착하여 피처리물의 품질을 저하시키는 등의 문제를 일으키고 있다.
상기 문제를 해결하기 위해서, 상기 열처리부 내부를 순환하는 열풍(가열된 공기)의 순환 경로에 있어서의 피처리물의 하류 측에 상기 승화물을 산화 분해하기 위한 열촉매가 배치된 열처리장치가 개발되었다.
상기 열처리장치와 같은 형태로 열촉매가 배치되면, 피처리물의 열처리에 의해서 발생하여 상기 열풍에 포함하게 된 승화물의 대부분이 곧바로 상기 열촉매와 접촉해 산화 분해된다. 그 결과, 상기 열촉매를 통과한 열풍은 상기 열처리에 수반하여 발생된 승화물을 대부분 포함하지 않는 것으로 된다.
그런데, 상기 열촉매는 피처리물로부터 발생하는 승화물의 산화 분해 반응을 촉진시키기 위한 것으로, 일반적으로, 활성 금속으로서 백금(Pt)이나 팔라듐(Pd) 등의 귀금속이나 이러한 귀금속의 합금 등이 이용된다. 이러한 열촉매는 약 150~200℃정도의 온도 분위기 하에서 촉매 활성을 보이고, 통상적으로는, 230~250℃정도로 충분한 촉매 활성을 나타낸다. 그리고, 더욱 고온으로 함으로써, 반응성이 더욱 높아지게 된다. 즉, 상기 열촉매에 있어서의 촉매 활성은 분위기의 온도에 의존한다.
따라서, 피처리물이나 도포하는 용제의 종류 등에 의해서, 열풍의 온도를 상기 촉매 활성에 충분한 온도(소정 온도)까지 온도상승시킬 수 없는 경우, 즉, 비교적 저온에서 피처리물의 열처리를 하는 경우, 상기 열촉매를 갖춘 열처리장치에 대해서 열처리부를 순환하는 열풍에 포함되는 승화물이 충분히 산화 분해되지 않는 경우가 발생된다. 그 때문에, 상기의 산화 분해되지 않았던 승화물이 상기 장치 내에 부착하는 일에 따라, 피처리물의 품질 저하 등의 문제가 발생할 가능성이 염려되고 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 열처리부를 순환하는 공기의 온도에 의존하는 일 없이, 피처리물을 열처리할 때에 발생하는 승화물을 분해할 수 있는 열처리장치를 제공하는 데에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 일실시 형태에 따르면, 열처리장치는 피처리물을 열처리하는 열처리부와 공기를 가열하여 순환시키는 공기 조정부를 가지는 단열로(斷熱爐)를 구비하고, 상기 단열로는 상기 피처리물을 열처리할 때에 발생하는 승화물을 분해할 수 있는 광촉매 수단과 외부로부터의 빛을 상기 단열로 내부에 채광하는 채광 수단을 가지며, 상기 광촉매 수단은 상기 채광 수단에 의해서 채광된 빛이 조사되고 또한 상기 순환하는 공기와 접촉하는 위치에 배치된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 열처리장치에 의하면, 저온으로 열처리를 한다 할지라도 순환하는 공기에 포함되는 승화물의 분해가 충분히 행해지는 것이 가능하게 되고, 또한 광촉매 수단에 대한 빛의 조사 범위가 넓어지고 이에 수반하여 승화물을 산화 분해할 수 있는 범위, 즉, 광촉매 수단에 있어서의 촉매 활성을 나타내는 범위가 넓어져서 분해되는 승화물의 양이 증가되는 효과를 제공한다.
이하, 본 발명의 제1 실시형태에 대해서 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같은 열처리장치(10)는, 평판 디스플레이(FPD)의 제조 공정에 이용되는 것으로서, 클린룸(clean room) 내에 설치되는 이른바 클린 오븐(clean oven)으로 불리워진다.
상기 열처리장치(10)는, 단열벽(노벽)으로 에워싸여 공간이 형성된 단열로(11)와, 빛(본 실시형태에 있어서는 자외선)을 조사하기 위한 광조사 수단(자외선 조사 수단)(L)을 가진 장치 본체(12)를 구비하고 있다. 단열로(11)의 내부 공간은 구분벽(13)에 의해서 나누어져 있으며, 이것에 의해, 상기 내부 공간에는, 열처리부(20)(도 1에서 구분벽(13)보다 좌측 부분)와 공기 조정부(30)(도 1에서 구분벽(13)보다 우측 부분)가 형성되어 있다.
상기 구분벽(13)에는, 열처리부(20)와 공기 조정부(30)를 연통하는 연통부( 14, 15)가 설치되어 있다. 상기 연통부(14)는 열처리부(20)의 공기를 공기 조정부 (30)로 도입하기 위한 흡기용 연통부(14)로 된다. 또한, 연통부(15)는, 공기 조정부(30)의 공기를 후술하는 송풍기(34)에 의해서 열처리부(20)로 불어넣기 시작하기 위한 송풍용 연통부(15)로 된다. 이러한 흡기용 연통부(14)와 송풍용 연통부(15)에 의해서, 송풍용 연통부(15)로부터 열처리부(20) 측으로 불어넣기 시작해진 공기 조정부(30)의 공기가 흡기용 연통부(14)로부터 공기 조정부(30)에 도입됨에 따라서, 단열로(11) 내에서 공기의 순환류가 형성된다.
상기 열처리부(20)에는, 유리 기판 등의 다수개의 피처리물(이하, 단지「소 재」로 칭한다.)(W)을 상하로 배열된 상태로 보관 유지 가능하게 하는 소재 보관 유지부(21)가 설치되어 있다. 상기 소재 보관 유지부(21)에 소재(W)가 보관 유지됨에 따라서, 해당 소재(W)가 열처리부(20) 내부에 수납·보관 유지된다.
상기 공기조정부(30)에는, 승화물을 분해할 수 있는 광촉매 수단(31)과 외부로부터의 빛을 단열로(11) 내부(보다 상세하게는, 공기 조정부(30) 내부)에 채광하는 채광 수단(32)이 배치된다. 본 실시형태에 있어서, 공기 조정부(30)에는, 단열로(11) 내의 공기를 가열하기 위한 가열기(33)와 상기 공기의 순환류를 형성하기 위한 송풍기(34)가 설치된다. 그리고, 이들은, 공기 조정부(30)에 있어서 순환하는 공기의 상류 측에서 하류 측으로 향하고, 광촉매 수단(31) 및 채광 수단(32), 가열기(33), 송풍기(34)의 순서로 배치된다. 그러나, 항상 촉매 수단(31), 채광 수단(32), 가열기(33) 및 송풍기(34)의 배치는 상기의 순서로 한정될 필요는 없다.
광촉매 수단(31)은, 소재(W)를 열처리할 때에 해당 소재(W)로부터 발생하는 휘발성 유기 화합물(VOC) 등의 승화물을 분해하기 위한 것이다. 본 실시형태에서는 산화 티탄(TiO2)으로 형성된 판상체이지만, 이것으로 한정되지 않고, 빛이 조사되는 것으로서 상기 승화물이 분해되는 형태인 소재 및 형상이면 바람직하다. 즉, 광촉매 수단(31)은, 산화 아연(ZnO)이나 산화 텅스텐(WO3) 등의 빛 에너지를 받아서 전하 분리를 일으키는 광전도성 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시형태에 따른 광촉매 수단(31)은, 빛, 특히 자외선이 조사되는 일에 의해서 촉매 활성을 보이게 된다. 상기 촉매 활성은, 자외선이 조사되는 것만으로도 곧 바로 생겨나서 분위 기의 온도에는 대부분 의존하지 않는다. 상기 형태의 광촉매 수단(31)은 공기 조정부(30) 내에 있게 함으로써 단열로(11) 내부를 순환하는 공기가 접촉됨과 동시에 채광 수단(32)에 의해서 채광된 빛이 조사되는 위치에 배치된다. 보다 상세하게는, 광촉매 수단(31)은 공기 조정부(30) 내에 있고, 단열로(11)의 노벽에 설치된 채광 수단(32)과 대향하는 위치에 배치된다. 바꾸어 말하면, 광촉매 수단(31)은, 해당 광촉매 수단(31)의 표면이 채광 수단(32)과 대향하도록 구분벽(13)의 벽면에 배치된다.
상기 채광 수단(32)은, 외부로부터 단열로(11) 내부, 구체적으로는 공기 조정부(30) 내부에 빛을 채광시키기 위한 것이다. 상기 채광 수단(32)은 단열로(11)의 노벽에 형성된 개구(開口)에 내열유리(32a)가 끼워 넣어진 구성으로 이루어진다.
보다 상세하게는, 채광 수단(32)은 구분벽(13)과 대향하는 단열로(11)의 노벽 가운데인 구분벽(13)에 배치되어 있는 광촉매 수단(31)의 표면과 대향하는 위치에 설치된다. 상기 채광 수단(32)은 단열로(11)의 노벽에 그의 내부와 외부를 연통하듯이 상기 광촉매 수단(31)에 대응한 형상으로 천설(穿設)된 개구를 막도록 끼워 넣어진 판 모양의 내열유리(32a)에 의해서 구성된다.
더욱이, 본 실시형태에 있어서는, 자외선에 약한 소재(W)의 열처리를 실시할 수 있도록, 채광 수단(32)에 의해서 공기 조정부(30) 내에 채광된 빛(자외선)이 열처리부(20) 내부에 들어가지 않게 상기 구분벽(13)에 의해서 열처리부(20) 내부가 차광된다.
채광 수단(32)을 구성하는 상기 내열유리(32a)로는, 석영 유리(특히, 용해 석영 유리), 플루오르화 칼슘(CaF2) 및 플루오르화 마그네슘(MgF2) 등의 자외선 투과율이 높은 내열유리가 이용되는 것이 바람직하다. 또한, 바이코르(상표 등록)나 파이렉스(상표 등록) 등의 내열유리(32a)가 이용되는 것도 바람직하다.
광조사 수단(L)은, 본 실시형태에 있어서, 자외선을 조사하는 자외선 램프(L)다. 그러나, 이것으로 한정되지 않고, 광조사 수단(L)은, 사용하는 광촉매 수단에 촉매 활성을 일으키게 하는 파장을 포함한 빛을 조사할 수 있으면 좋다. 또한, 광조사 수단(L)은, 다른 파장대를 폭넓게 포함한 빛을 조사할 수 있는 광원에서도 좋다. 상기 자외선 램프(L)는, 그 조사 방향(C)이 채광 수단(32)을 구성하는 내열유리(32a)와 대향하도록 배치된다. 보다 상세하게는, 자외선 램프(L)는, 조사 방향(C)이 내열유리(32a)의 표면 중앙과 직교하도록 배치되어 있다. 또한, 상기와 같이 상기 내열유리(32a)와 광촉매 수단(31)이 대향하고 있는 것으로부터, 자외선 램프(L)는, 그의 조사 방향(C)과 광촉매 수단(31)의 표면이 대향한다. 즉, 자외선 램프(L)는, 그에 의해 조사된 자외선이 내열유리(32a)를 투과하여 광촉매 수단(31)을 비추도록, 광촉매 수단(31)과 내열유리(32a)를 잇는 직선상에 배치된다.
가열기(33)는, 단열로(11) 내에서, 구체적으로는 공기 조정부(30) 내의 공기를 가열하기 위한 것이다. 또한, 송풍기(34)는, 공기 조정부(30)의 공기를 송풍용 연통부(15)를 통해서 열처리부(20) 측에 보내기 위한 것이다. 게다가, 공기 조정부(30)에는, 해당 공기 조정부(30) 내에 단열로(11)의 외부로부터 공기를 공급하기 위한 흡기 덕트(도입관)(35)가 접속되어 있다. 또한, 열처리부(20)에는, 상기 열처리부(20)로부터 유출된 공기를 직접 단열로(11)의 외부로 배출하기 위한 배기 덕트(22)가 접속되어 있다.
본 실시형태에 따른 열처리장치(10)는, 상기와 같은 구성으로 이루어지며, 다음에 상기 열처리장치(10)의 동작에 대해 설명한다.
공기 조정부(30)의 공기가 송풍기(34)에 의해서 열처리부(20) 측으로 이송되면, 열처리부(20)의 공기는 흡기용 연통부(14)를 통해서 공기 조정부(30)에 되돌려진다. 그리고, 공기 조정부(30)로 되돌려진 공기는 가열기(33)에 의해서 가열·승온되어 송풍용 연통부(15)를 통해서 열처리부(20) 측으로 불어넣기 시작한다. 상기 공기의 순환이 반복되어지며 소정 온도까지 가열된 공기(열풍)에 열처리부(20) 내에 수용된 소재(W)가 노출되는 것으로 열처리(소성)가 행해진다.
상기와 같이 소재(W)에 대한 열처리를 할 때에, 자외선 램프(L)로부터 내열유리(32a)를 개입시켜 광촉매 수단(31)에 자외선이 조사되면, 단열로(11) 내부를 순환하는(공기 조정부(30) 내부를 흐른다) 열풍에 포함되는 승화물의 분해가 시작된다.
즉, 소정 온도까지 온도 상승된 열풍에 소재(W)가 노출되면, 그 표면에 도포된 용액 등이 기화(승화)해, 휘발성 유기 화합물(VOC) 등의 승화물이 발생한다. 사기 발생된 승화물은, 열풍과 함께 단열로(11) 내부를 순환한다. 상기 승화물을 포함한 열풍은, 열처리부(20)로부터 흡기용 연통부(14)를 통해서 공기 조정부(30)로 도입된다. 상기 열풍은 공기 조정부(30) 내부로 흡입되고 그로부터 배출하기 위한 송풍용 연통부(15)를 향하여 흐른다. 이때, 공기 조정부(30)에 대하여, 흡기용 연통부(14)와 송풍용 연통부(15) 사이에 광촉매 수단(31)이 배치되어 있기 때문에, 열풍은 광촉매 수단(31)에 접촉하면서 흐르게 된다. 이때, 광촉매 수단(31)은, 자외선 램프(L)에 의해서 자외선이 조사되는 것으로 충분한 촉매 활성을 나타낸다. 이 때문에, 상기 광촉매 수단(31)에 접촉하면서 흐르는 열풍에 포함되는 승화물은 분해된다.
그리고, 흡기 덕트(35)로부터 빨려 들여간 외부 공기가 공기 조정부(30)를 개입시켜 열처리부(20) 내부로 이송됨과 동시에, 열처리부(20) 내부의 공기의 일부가 배기 덕트(22)로부터 유출되는 것으로서, 단열로(11) 내부를 순환하는 공기의 일부가 환기된다. 즉, 단열로(11) 내부를 열풍(공기)이 순환해 소재(W)를 열처리하면서, 그 일부의 환기도 동시에 행해지게 된다. 이는, 광촉매 수단(31)에 의한 승화물의 산화 분해만으로는, 순환하는 공기에 포함되는 승화물을 모두 없애는(산화 분해한다) 일을 할 수 없는 경우가 있어, 그 경우에 남은 승화물이 환기에 의해서 단열로(11) 내부로부터 배출되는 것으로, 상기 승화물에 의한 소재(W)의 품질이 저하되는 것을 막는다.
다음에, 본 실시형태에 따른 열처리장치(10)의 작용 및 효과를 설명한다.
단열로(11)(공기 조정부(30))는, 광촉매 수단(31)과 채광 수단(32)을 구비하며, 광촉매 수단(31)은 상기 채광 수단(32)에 의해서 채광된 빛이 조사됨과 동시에 순환하는 공기와 접촉하는 위치에 배치된다. 이 때문에, 광촉매 수단(31)은, 채광된 빛이 조사되는 것만으로, 단열로(11) 내부를 순환하는 공기에 포함되는 승화물 을 분해한다. 즉, 광촉매 수단(31)은 채광 수단(32)에 의해서 채광된 빛이 조사되는 것으로 순식간에 촉매 활성을 나타내고, 이 상태로 상기 순환하는 공기와 접촉하게 되며 이 순환하는 공기에 포함되는 승화물을 분해한다.
상기와 같이, 광촉매 수단(31)은, 분위기의 온도에 의존하는 일 없이, 빛(본 실시형태에 있어서는 자외선)이 조사되는 것만으로 순식간에 촉매 활성을 나타낸다. 그 때문에, 열촉매가 충분한 촉매 활성을 나타내는 온도보다 낮은 온도로 열처리를 하는 경우에서도, 상기 광촉매 수단(31)을 이용하는 것으로 단열로(11) 내부를 순환하는 공기에 포함되는 승화물의 분해가 가능해진다.
또한, 광촉매 수단(31)의 승화물을 분해하는 처리 능력이 작아도, 공기에 포함되는 승화물은 단열로(11) 내부를 공기와 함께 순환하면서 광촉매 수단(31)을 다수 번이나 통과하기 때문에, 소망한 양이 분해된다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 채광 수단(32)은 공기 조정부(30) 내부에 외부로부터의 빛을 채광하도록 단열로(11)의 공기 조정부(30) 측에 설치되어 있다. 또한, 채광 수단(32)에 의해서 공기 조정부(30) 내부에 채광된 빛(자외선)이 열처리부(20)에 들어가지 않게, 구분벽(13)에 의해서 열처리부(20) 내부가 차광되어 있다. 따라서, 외부로부터 채광된 빛은, 채광 수단(32)에 의해서 공기 조정부(30) 내부에만 조사되어 열처리부(20)에는, 상기 채광된 빛이 입사하지 않는다. 그 결과, 열처리부(20)에 있어서, 혐광성(嫌光性)의 소재(본 실시형태에 대해서는, 자외선에 약한 소재)(W)를 열처리할 수 있게 된다.
또한, 장치 본체(12)는 빛을 조사하는 광선 조사 수단(L)을 상기 단열로의 외부에 구비하고 있으며, 상기 광조사 수단(L)은 채광 수단(32)을 개입시켜 광촉매 수단(31)에 빛을 조사할 수 있도록 배치되어 있다. 이 때문에, 일정 광량의 빛이 광촉매 수단(31)에 조사된다. 그 결과, 광촉매 수단(31)은, 해당 열처리장치(10)의 주변의 광량에 의존하는 일 없이, 충분한 촉매 활성을 나타낸다. 따라서, 광촉매 수단(31)은 승화물에 대한 안정된 형태로 소망한 분해 성능을 발휘할 수 있게 되는 것이다.
또한, 자외선 램프(L)는 단열로(11)의 외부에 배치되도록 함으로써 단열로(11) 내부의 고온에 견딜 수 있는 고가의 내열성의 기재일 필요가 없고, 일반적으로 사용되는 기재로 해도 좋다. 그 때문에, 열처리장치(10)의 제조 비용의 저감화를 도모할 수 있게 한다.
또한, 본 실시형태와 같이, 자외선과 같은 특정의 파장대의 빛에 대해서 촉매 활성을 나타내는 광촉매 수단(31)이 이용될 경우에는, 자외선 램프(L)와 같은 상기 특정의 파장대의 빛을 조사하는 조사 수단(L)이 이용되는 것으로, 효율적으로 승화물을 분해한다. 즉, 상기의 광원(L)이 이용되는 것으로, 자외선에 응답하는 광촉매 수단(31)은, 촉매 활성에 필요한 자외선만이 충분히 조사되기 때문에, 여러 가지의 파장대를 포함한 빛이 조사되는 경우보다 충분한 촉매 활성을 나타내어 승화물을 효율적으로 분해한다.
또한, 광촉매 수단(31)은, 판상체의 표면에 광촉매 기능을 가지는 구성이기 때문에, 광촉매 기능을 갖춘 표면을 소망한 방향을 향해서 단열로(11) 내부에 용이하게 배치할 수 있게 된다.
이하, 제2 실시형태로부터 제５ 실시형태에 대해서 순서적으로 설명하였지만, 제1 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 이용하고 그에 대한 상세한 설명을 생략하며, 다른 구성에 대해서만이 상세하게 설명하기로 한다. 또한, 작용 및 효과에 대해서도 동일하게 제1 실시형태와 다른 것에 대해서만 상세하게 설명하기로 한다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 제2 실시형태에 따른 열처리장치(10A)는, 채광 수단(32)으로서 제1 실시형태에 있어서의 내열유리(32a)를 이용해 투과한 빛의 조사 범위를 펼치는 볼록(凸) 렌즈(32b) 또는 오목(凹) 렌즈(32c)에 형성되는 것을 갖추고 있다. 즉, 단열로(11)의 노벽에 형성(천설)된 통로를 차지하도록 끼워넣어진 내열유리제의 볼록 렌즈(32b) 또는 오목 렌즈(32c)에 의해서 채광 수단(32)이 구성된다.
볼록 렌즈(32b)는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 해당 볼록 렌즈(32b)에 대향하는 위치에 배치된 광촉매 수단(31a)의 표면에 대해서 그의 광축(c)이 직교하고, 한편 초점이 광촉매 수단(31a)의 표면보다 앞에 있게 되는 볼록 렌즈이다. 보다 상세하게는, 볼록 렌즈(32b)는 광축(c)이 자외선 램프(L)의 조사 방향(C)과 동일하게 되어서 초점이 볼록 렌즈(32b)에 있어서의 공기 조정부(30) 측의 면과 광촉매 수단(31a)의 표면과의 중간 위치보다 볼록 렌즈(32b) 측에 위치하는 렌즈이다.
채광 수단(32)이 이러한 볼록 렌즈(32b)에 의해서 구성되는 것으로, 자외선 램프(L)에 의해서 조사된 자외선(빛)은, 볼록 렌즈(32b)를 투과할 때에 집광할 방향으로 굴절되고, 볼록 렌즈(32b) 투과 후에는 초점으로 광축(c)에 일단 완전하게 집광된 뒤 발산된다. 그 때문에, 상기 자외선은, 광촉매 수단(31a)의 표면에 있고, 볼록 렌즈(32b)의 투영 면적보다 넓은 범위를 비춘다. 그 때문에, 공기 조정부(30)에 제1 실시형태에 있어서의 광촉매 수단(31)보다 큰 광촉매 수단(31a)을 배치하는 것이 가능해진다. 그 결과, 승화물을 분해할 수 있는 범위, 즉, 광촉매 수단의 촉매 활성을 나타내는 범위가 제1 실시형태에 비해 퍼져서, 분해할 수 있는 상기 승화물의 양도 증가하게 된다.
상기 오목 렌즈(32c)는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 광축(c＇)이 광촉매 수단(31a)의 표면과 직교하는 렌즈이다. 채광 수단(32)이 오목 렌즈(32c)로 구성되는 것으로, 자외선 램프(L)에 의해서 조사된 자외선은, 오목 렌즈(32c)를 통과할 때에 발산할 방향으로 굴절하여, 광촉매 수단(31a)의 표면에 있고, 오목 렌즈(32c)의 광촉매 수단(31a) 표면에 있어서의 투영 면적보다 넓은 범위를 비춘다. 그 때문에, 상기와 같이, 공기 조정부(30)에 제1 실시형태에 있어서의 광촉매 수단(31)보다 큰 광촉매 수단(31a)을 배치하는 것이 가능해진다. 따라서, 승화물을 분해할 수 있는 범위, 즉, 광촉매 수단의 촉매 활성을 나타내는 범위가 제1 실시형태에 비해 퍼져서 분해할 수 있는 상기 승화물의 양이 증가한다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 제3 실시형태에 따른 열처리장치(10B)는, 조사된 빛(자외선)을 채광 수단(32)과 다른 위치(소정 위치)에 반사하도록 구성되는 반사 수단(31b)이 배치되고, 이 반사된 빛에 비추어지게 함과 동시에 단열로(11) 내부를 순환하는 공기와 접촉하는 위치에 광촉매 수단(31c)이 배치된다.
구체적으로는, 반사 수단(31b)은 거울로 이루어진다. 본 실시형태에 대해서 는, 거울(31b)은 대략 원추형이 되도록 형성되어 있다. 상기 거울(31b)은, 원추의 중심축이 자외선 램프(L)의 조사 방향(C)과 동일하게 되도록, 단열로(11) 내부의 구분벽(13)에 있어서의 채광 수단(32)으로 대향하는 위치에 배치되어 있다. 또한, 광촉매 수단(31c)은, 거울(31b)에 의해서 반사된 자외선에 비추어지는 위치에 배치되어 있다. 본 실시형태에 대해서는, 광촉매 수단(31c)은, 단열로(11)의 노벽에 천설되어 내열유리(32a)가 끼워 넣어지고 있는 통로를 둘러싸도록 배치되어 있다.
상기와 같은 구성되는 것으로, 광촉매 수단(31c)은 자외선 램프(L)로부터 채광 수단(32)을 개입시켜 직접 빛이 조사되는 위치에 배치되지 않아도 좋다. 그 때문에, 배치의 자유도, 즉, 열처리장치(10)의 설계의 자유도가 향상된다.
이 경우, 반사 수단(31b)에 광촉매 기능을 가지는 것, 구체적으로는, 광촉매부경(光觸媒付鏡, 31b)이 채용되면, 상기 광촉매 수단(31c)과 광촉매부경(31b)이 자외선을 받아 승화물을 분해할 수 있기 때문에 분해되는 승화물의 양이 보다 증가하게 된다.
즉, 상기와 같은 광촉매부경(제1 광촉매 수단)(31b) 및 상기 광촉매 수단(제2 광촉매 수단)(31c)이 배치되는 것으로, 제1 광촉매 수단(31b)에는 채광 수단(32)을 거친 자외선이 조사되어 제2 광촉매 수단(31c)에는 제1 광촉매 수단(31b)에 의해서 반사된 상기 자외선이 조사된다. 그 때문에, 자외선에 비추어지는 광촉매 수단의 면적이 보다 넓어져, 제1 실시형태와 비교하여 분해되는 승화물의 양이 보다 증가하게 된다.
더욱이, 본 실시형태에 대하여, 거울(또는 제1 광촉매 수단)(31b)은, 대략 원추형이 되도록 형성되어 있지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 거울(31b)은 다각송곳 형상 등으로 형성되는 것도 바람직하다. 게다가, 도 3B에 도시된 바와 같이, 평판 모양의 거울(31b＇)이 자외선 램프(L)의 조사 방향(C)에 대해, 그 표면이 직교하지 않게(본 실시형태에 대해서는, 거울(31b＇)의 표면과 자외선 램프(L)의 조사 방향(C)과의 이루는 각이 45°가 되도록) 배치되어 이 거울(31b＇)에 의해서 반사된 자외선에 비추어지는 위치에 광촉매 수단(31c＇)이 배치되어도 괜찮다. 이때, 광촉매 수단(31c＇)의 형상은 평판 모양의 거울(31b＇)의 반사광에 대응하는 형태로 된다. 이와 같이 하는 것도, 광촉매 수단(31c＇)의 배치의 자유도를 향상시킨다.
또한, 거울(31b＇)을 광촉매부경으로 하는 것으로서, 상기 같이 제1 실시형태와 비교하여 자외선에 비추어지는 광촉매 수단의 면적이 보다 증가되기 때문에 분해되는 승화물의 양도 보다 증가하게 된다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 제4 실시형태에 따른 열처리장치(10C)는, 채광 수단(32)으로서 일단부가 공기 조정부(30) 내에 타단부가 단열로(11)의 외부로 되는 형태로 배치된 내열성을 가진 도광관(본 실시형태에 대해서는 광섬유)(32d)이 구비되어 있다. 보다 상세하게는, 광섬유(32d)의 일단부는, 공기 조정부(30)에 배치된 광촉매 수단(31)으로 대향하여, 채광한 빛(자외선)의 조사 방향(C＇)이 광촉매 수단(31)의 표면과 직교하도록 배치된다. 한편, 타단부는, 단열로(11)의 외부에 위치하여서, 본 실시형태에 대해서는, 자외선 램프(L)와 대향하도록 배치된다. 즉, 광섬유(32d)는, 단열로(11)의 노벽을 관통하도록 배설되어 있다. 이러한 간단한 구성에 의해서, 외부(본 실시형태에 대해서는 외부에 배치된 자외선 램프(L))로부터 공기 조정부(30) 내에 빛(자외선)을 채광하는 것이 가능해진다.
또한, 광섬유(32d)는, 타단부와 일단부가 떨어져 있어도 타단부로부터 일단부까지 빛을 도광할 수 있게 하기 위해 자외선 램프(L)를 단열로(11)로부터 멀어진 위치에 배치할 수 있어 열처리장치(10C)의 설계의 자유도를 향상시킬 수 있게 한다. 또한, 광섬유(32d)가 용이하게 입수되는 것을 가능하게 한다.
더욱이, 본 실시형태에 대해서, 도광관(32d)은 광섬유로 구성되어 있지만, 빛을 입사단부로부터 출사단부까지 유도되게 할 수 있으면, 예를 들면, 내주면에 거울이 설치된 통 형상의 도광관 등이어도 괜찮다.
또한, 본 실시형태에 대해서는, 광섬유(32d)의 일단부에, 오목 렌즈(32c＇)(또는, 볼록 렌즈(32b＇))가 설치된다(도 4A(또는 도 4B) 참조). 상기 오목 렌즈(32c＇)(또는 볼록 렌즈(32b＇))는, 광섬유(32d)의 조사 범위를 펼치는 역할을 한다. 즉, 광섬유(32)는 자외선 램프(L)로부터의 자외선을 타단부(입사단부)로부터 채광하여, 일단부(출사단부)로부터 광촉매 수단(31)을 비추도록 상기 채광한 자외선을 조사한다. 그러나, 광섬유(32) 자체가 가는 선상의 내열유리로 구성되어 있기 때문에, 일단부로부터 광촉매 수단(31)에 대해서 자외선을 조사하는 범위는 좁게 된다. 그 때문에, 제2 실시형태와 같이, 조사 범위를 펼칠 수 있도록 일단부에 오목 렌즈(32c＇)(또는 볼록 렌즈(32b＇))가 설치된다.
따라서, 제2 실시형태 같이, 오목 렌즈(32c＇)는 이 오목 렌즈(32c＇)를 통과한 자외선이 발산할 방향으로 굴절하여, 오목 렌즈(32c＇)의 광촉매 수단(31) 표 면에 있어서의 투영 면적보다 넓은 범위를 비추도록 위치하고 있다. 또한, 볼록 렌즈(32b＇)는 자외선이 상기 볼록 렌즈(32b＇)를 통과한 후, 초점으로 일단 완전하게 집광된 뒤 발산되게 하고, 광촉매 수단(31)의 표면에 있어서 볼록 렌즈(32b＇)의 광촉매 수단(31) 표면에 있는 투영 면적보다 넓은 범위를 비추도록 위치하고 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제５ 실시형태에 따른 열처리장치(10D)는, 흡기 덕트(35a) 내부에 공기 조정부(30) 내부로 자외선을 조사할 수 있도록 하는 형태의 자외선 램프(L)를 갖추고 있다. 그리고, 흡기 덕트(35a)의 일단부(도 5에 있어서 우측단부)에는 공기 조정부(30) 내부에 외부 공기를 공급하기 위한 외부 공기 송풍기(40)가 배치되어 있다.
보다 상세하게는, 흡기 덕트(35a)는, 그 덕트 내부와 공기 조정부(30) 내부를 연통하고, 내경이 자외선 램프(L)를 배치할 수 있는 크기로 이루어진다. 또한, 흡기 덕트(35a)는, 타단부의 통로가 광촉매 수단(31)으로 대향하도록 구분벽(13)으로 대향하는 단열로(11)의 노벽에 접속되어 있다. 이와 같이 흡기 덕트(35a)가 단열로(11)(공기 조정부(30))에 접속되는 것으로, 내부에 배치된 자외선 램프(L)는, 광촉매 수단(31)에 자외선을 직접 조사할 수 있게 된다.
따라서, 내열유리(32a) 등을 개입시키는 일 없이, 직접 자외선이 광촉매 수단(31)에 조사되도록 하기 위해 효율적으로 도달한다. 이는, 자외선이 내열유리(32a) 등을 투과하는 경우와 같이, 상기 내열유리(32a) 등의 투과율에 수반한 광량의 저감이 없기 때문이다. 그 때문에, 광촉매 수단(31)은, 내열유리(32a) 등을 개입시켜 자외선이 조사되는 것보다도 충분히 촉매 활성을 나타내어 보다 많은 승화물을 분해하게 된다. 또한, 흡기 덕트(35a) 내에 자외선 램프(L)가 배치되어 있는 것으로부터, 내부를 유통하는 외부 공기(가열되기 전의 공기)에 의해서 자외선 램프(L)의 냉각이 가능해진다. 본 실시형태에 있어서, 빛을 조사하는 수단은 자외선 램프(L)가 이용되고 있지만, 이것으로 한정될 필요는 없고, 각종 광원이 이용되는 것도 가능하다.
더욱이, 본 발명에 따른 열처리장치는, 상기 제1 내지 제５ 실시형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 변경이 가능한 것으로 이해되어져야 함은 물론이다.
예를 들면, 상기 실시형태에 있어서는, 자외선 램프(광조사 수단)(L)에 의해서, 자외선(빛)이 채광 수단(32)에 조사되는 것으로, 채광 수단(32)을 투과하여(개입시켜) 광촉매 수단(31)을 비추고 있지만, 이것으로 한정될 필요는 없다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 자외선(광)조사 수단(L)을 갖추는 일 없이, 태양광이나 형광등 등의 열처리장치(10)의 주위의 자외선(빛)이 채광되어도 가능하다. 이와 같이 해도, 광촉매 수단(31)이 자외선(빛)에 비추어져 촉매 활성을 나타내어 승화물의 분해를 실시한다.
또한, 상기 실시형태에 있어서, 광촉매 수단(31)은 판상체로 구성되어 있지만, 이것으로 한정될 필요도 없다. 즉, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 광촉매 수단이 면상광촉매 수단(면상체)(50)에 의해서 구성되어도 바람직하다. 또한, 광촉매 수단이 메쉬형상 광촉매 수단(메쉬 형상체)(50＇)에 의해서 구성되어도 바 람직하다. 상세하게는, 면상광촉매 수단(50)은, 면상체의 표면에 광촉매가 매달리는 형태로 형성되어 있다. 또한, 메쉬형상 광촉매 수단(50＇)은, 메쉬 형상체 본체의 표면에 광촉매가 매달리는 형태로 형성되어 있다. 이러한 형상의 광촉매 수단( 50, 50＇)으로 함으로써, 광촉매 반응을 나타내는 표면의 면적이 증가하여 그에 따라 순환하는 공기와의 접촉 면적이 증가한다. 또한, 상기 순환하는 공기가 광촉매 수단(50, 50＇) 내부를 통과할 때, 상기 내부에 난류가 발생해 상기 순환하는 공기와 상기 표면이 접촉하는 시간이나 회수가 증가하게 된다. 그 때문에, 분해되는 승화물의 양은 증가한다.
더욱이, 메쉬형상 광촉매 수단(50＇)은, 소정 간격을 두어 복수층이 되도록 배치되는 것이 바람직하다(도 7b참조). 이와 같이 배치되는 것으로서, 메쉬형상 광촉매 수단(50＇) 내부를 통과하는 순환 공기의 난류가 보다 발생하기 쉬워지게 된다.
또한, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 열처리장치(10)는, 다수개의 자외선 램프(L, L,…)와, 상기의 다수개의 자외선 램프(L, L,…)에 대응하는 내열유리(32a, 32a,…)(채광 수단 (32, 32,…))가 설치되어 다른 방향에서 면상광촉매 수단(50)(또는 메쉬형상 광촉매 수단(50＇))에 빛이 조사되도록 구성되어도 바람직하다. 이와 같이 구성되는 것으로, 뒤얽힌 형상이 되고 있는 광촉매 반응을 나타내는 표면에 대하여 빛이 조사되지 않는 부위, 즉, 그림자가 되는 부위가 감소 혹은 그림자가 없게 되는 형태로 되기 때문에 광촉매 반응을 나타내는 면적이 넓어져서 효율적으로 승화물이 분해된다.
또한, 열처리장치(10)는, 광촉매부경(제1 광촉매 수단)(31b)이나 거울이 이용되는 것으로서, 상기와 같이 광촉매 수단에 대해서 복수의 방향에서 빛이 조사되도록 구성되어 상기와 같은 효과를 얻을 수 있도록 하는 것도 바람직하다(도 8b참조).
또한, 자외선 램프(L)의 광축을 향하여, 조사하는 빛의 확산도, 광촉매부경 등의 광반사 수단에 있어서의 빛의 반사 방향 등이 변경 가능하게 구성되어도 괜찮다. 이에 의해, 광촉매 수단의 종류나 형상 등을 변경했을 때에, 광촉매 반응을 나타내는 반응면의 크기가 최대한 넓어지도록, 또는 최대한의 촉매 활성을 나타내는 상태가 되도록 조절할 수 있는 형태로 된다.
또한, 상기 실시형태에 있어서, 광촉매 수단(31)은, 공기 조정부(30) 내부에 배치되어 있지만, 이것으로 한정되지 않는다. 즉, 광촉매 수단(31)은, 빛이 조사되는 위치이면, 열처리부(20) 내에 배치되는 것도 가능하다.
게다가, 상기 실시형태에 대해서는, 자외선 램프(광조사 수단)(L)가 단열로(11)의 외부에 배치되어 있지만, 이것으로 한정되지 않는다. 즉, 광조사 수단(L)은, 광촉매 수단(31)에 빛을 조사할 수 있는 위치이면, 단열로(11) 내부에 배치되어도 괜찮다. 이 경우, 단열로(11) 내부에 배치된 광조사 수단(L)에 의해서, 광촉매 수단(31)에 빛이 조사되기 위해, 채광 수단(32)이 설치되지 않아도 좋다.
　［실시형태의 개요］
이상의 실시형태를 정리하면, 아래와 같다.
(1) 본 실시형태에서는, 피처리물을 열처리하는 열처리부와 공기를 가열하여 순환시키는 공기 조정부를 가지는 단열로를 구비하고, 상기 단열로는, 상기 피처리물을 열처리할 때에 발생하는 승화물을 분해할 수 있는 광촉매 수단과 외부로부터의 빛을 상기 단열로 내부에 채광하는 채광수단을 가지며, 상기 광촉매 수단은, 상기 채광 수단에 의해서 채광된 빛이 조사됨과 동시에 상기 순환하는 공기와 접촉하는 위치에 배치된다.
상기의 구성에 의하면, 상기 단열로 내에 있어서, 상기 광촉매 수단이 채광된 빛이 조사되는 것만으로, 상기 순환하는 공기에 포함되는 승화물을 분해한다. 즉, 광촉매 수단은, 분위기의 온도에 의존하는 일 없이, 채광 수단에 의해서 채광된 빛이 조사되는 것으로부터 순간적으로 촉매 활성을 나타내고, 이 상태로 상기 순환하는 공기와 접촉하는 것으로서, 상기 순환하는 공기에 포함되는 승화물을 분해한다.
게다가, 광촉매 수단에 있어서의 승화물을 분해하는 처리 능력이 작아도, 공기에 포함되는 승화물은, 공기와 함께 순환하면서 광촉매 수단을 다수 번이나 통과하기 때문에, 소망한 량이 분해된다.
그 결과, 종래의 열촉매보다 저온으로 열처리를 했다고 해도, 상기 순환하는 공기에 포함되는 승화물의 분해가 충분히 행해진다.
(2) 또한, 상기 열처리장치에 대하여, 상기 채광 수단은, 공기 조정부 내에 외부로부터의 빛을 채광하도록, 상기 단열로에 설치되는 것도 가능하다.
상기 구성에 의하면, 외부로부터의 빛이 공기 조정부 내에 채광되기 위해, 열처리부에는 상기 채광된 빛이 입사하지 않고, 혐광성의 피처리물을 열처리하는 것이 가능해진다.
(3) 또한, 상기 열처리장치에 대하여, 빛을 조사하는 광조사 수단을 상기 단열로의 외부에 구비하고, 상기 광조사 수단은, 상기 채광 수단을 개입시켜 상기 광촉매 수단에 빛을 조사할 수 있도록 배치되어도 괜찮다.
상기 구성에 의하면, 광조사 수단에 의해서 일정 광량의 빛이 광촉매 수단에 조사된다. 그 때문에, 광촉매 수단은, 장치의 주변의 광량에 의존하는 일 없이, 충분한 촉매 활성을 나타내어, 승화물에 대하여 안정된 형태로 소망한 분해 성능을 발휘할 수 있게 된다.
(4) 또한, 상기 열처리장치에 대하여, 상기 채광 수단은, 상기 단열로 내부와 외부를 연통하도록 천설된 통로에 끼워 넣어지는 내열유리로 구성되는 것도 가능하다.
상기 구성에 의하면, 간단한 구성에 의해서, 외부로부터 단열로 내부에 빛을 채광하는 것이 가능해진다.
(5) 또한, 상기 열처리장치에 대하여, 상기 내열유리는 상기 채광한 빛이 조사되는 범위를 펼치는 렌즈에 형성되는 구성이어도 괜찮다.
상기 구성에 의하면, 상기 채광한 빛이 상기 단열로 내의 것보다 넓은 범위에 조사된다. 그 때문에, 광촉매 수단에 대한 빛의 조사 범위가 넓어지고, 이에 수반하여 승화물을 산화 분해할 수 있는 범위, 즉, 광촉매 수단에 있어서의 촉매 활성을 나타내는 범위가 넓어져, 분해되는 상기 승화물의 양이 증가한다.
(6) 또한, 상기 열처리장치에 대하여, 상기 채광 수단은, 일단부가 상기 단 열로 내에 타단부가 외부가 되도록 배설된 내열성을 가지는 도광관으로 구성되어도 괜찮다.
상기 구성에 의하면, 간단한 구성에 의해서, 외부로부터 단열로 내부에 빛을 채광하는 것이 가능해진다.
(7) 또한, 상기 열처리장치에 대하여, 상기 도광관의 일단부에 렌즈가 설치되고, 상기 렌즈는 상기 도광관의 타단부로 채광한 빛이 조사되는 범위를 펼치도록 구성되어도 괜찮다.
상기 구성에 의하면, 상기 채광한 빛이 상기 단열로 내의 것보다 넓은 범위에 조사되어 광촉매 수단에 대한 빛의 조사 범위가 넓어져서, 이에 수반해 분해되는 승화물의 양도 증가한다.
(8) 또한, 상기 열처리장치에 대하여, 상기 도광관은 광섬유로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 상기 도광관의 입수가 용이하게 되어, 배치 때의 자유도가 높아진다.
(9) 본 실시형태에서는, 피처리물을 열처리하는 열처리부와 공기를 가열해 순환시키는 공기 조정부를 가지는 단열로를 갖추고, 상기 단열로는, 상기 피처리물을 열처리할 때에 발생하는 승화물을 분해할 수 있는 광촉매 수단과 빛을 조사하는 광조사 수단을 구비하고, 상기 광촉매 수단은 상기 광조사 수단에 의해서 빛이 조사됨과 동시에 상기 순환하는 공기와 접촉하는 위치에 배치된다.
상기 구성에 의하면, 상기 광촉매 수단이 광조사 수단에 의해서 빛이 조사되 는 것만으로, 상기와 같이, 순간적으로 촉매 활성을 나타내어, 분위기의 온도에 의존하는 일 없이 상기 순환하는 공기에 포함되는 승화물을 분해한다. 또한, 광촉매 수단에 있어서의 승화물을 분해하는 처리 능력이 작아도, 공기에 포함되는 승화물은 공기와 함께 순환하면서 광촉매 수단을 다수 번이나 통과하기 때문에 소망한 양이 분해된다.
따라서, 저온으로 열처리를 행한다 해도, 종래의 열촉매보다 상기 순환하는 공기에 포함되는 승화물의 분해를 충분히 실시하는 것이 가능해진다.
(10) 또한, 상기 열처리장치에 대하여, 상기 공기 조정부는 단열로 외부로부터 공기를 도입하는 도입관이 접속되고, 상기 광조사 수단은 상기 공기 조정부 내에 빛을 조사하도록 상기 도입관 내에 배치되는 구성이어도 괜찮다.
상기 구성에 의하면, 유리 등을 개입시키는 일 없이, 직접 빛이 공기 조정 부 내에 조사되기 때문에 광촉매 수단에 효율적으로 도달한다. 이것은, 빛이 유리 등을 투과하는 경우와 같이, 이 유리 등의 투과율에 수반한 광량의 저감이 없기 때문이다. 그 때문에, 광촉매 수단은, 유리 등을 개입시켜 빛이 조사되는 것보다도 충분히 촉매 활성을 나타내어서 보다 많은 승화물을 분해하게 된다.
또한, 도입관 내에 광조사 수단이 갖춰져 있는 것으로부터, 내부를 유통하는 가열전의 공기에 의해서 광조사 수단의 냉각이 가능해진다.
(11) 또한, 상기 열처리장치에 대하여, 조사된 빛을 소정 위치에 배치되는 광촉매 수단을 향해서 반사하는 반사 수단을 상기 단열로 내에 구비한 구성이어도 괜찮다.
상기 구성에 의하면, 상기 광촉매 수단은, 단열로가 가지는 상기 채광 수단이나 광조사 수단으로부터 직접 빛이 조사되는 위치에 배치되지 않아도 좋다. 그 때문에, 배치의 자유도, 즉, 해당 열처리장치의 설계의 자유도가 향상된다.
(12) 또한, 상기 열처리장치에 대하여, 상기 반사 수단은, 광촉매 기능도 가지는 구성이어도 괜찮다.
상기 구성에 의하면, 상기 광촉매 수단과 광촉매 기능을 가지는 반사 수단이 빛을 받아 승화물을 분해할 수 있기 때문에, 분해되는 승화물의 양이 보다 증가하게 된다.
(13) 또한, 상기 열처리장치에 대하여, 상기 광촉매 수단은 판상체의 표면에 광촉매 기능을 가지는 구성이어도 괜찮다.
상기 구성에 의하면, 광촉매 기능을 갖춘 표면을 소망한 방향을 향해서 상기 단열로 내에 용이하게 배치하는 것이 가능해진다.
(14) 또한, 상기 열처리장치에 대하여, 상기 광촉매 수단은, 면상체 또는 메쉬 형상체의 표면에 광촉매가 매달리는 구성으로 이루어져서, 상기 순환하는 공기가 그 내부를 통과하도록 배치되는 구성이어도 괜찮다.
상기 구성에 의하면, 광촉매 반응을 나타내는 표면의 면적이 증가하고, 그에 따라 상기 순환하는 공기와의 접촉 면적이 증가한다. 또한, 상기 순환하는 공기가 광촉매 수단의 내부를 통과할 때, 상기 내부에 난류가 발생해 상기 순환하는 공기와 상기 표면이 접하는 시간이나 회수가 증가한다. 그 때문에, 분해되는 승화물의 양이 증가하게 된다.
(15) 또한, 상기 열처리장치에 대하여, 상기 광조사 수단이 다수개 배치되고, 상기 다수개 광조사 수단은, 다른 방향에서 상기 광촉매 수단에 빛을 조사하듯이 각각 배치되는 구성이어도 괜찮다.
상기 구성에 의하면, 광촉매 수단의 표면 형상이 뒤얽힌 형상이 되어도 빛이 조사되지 않는 부위, 즉, 그림자가 되는 부위가 감소 혹은 그림자의 부위가 없기 때문에, 촉매 반응을 나타내는 면적이 넓어져 효율적으로 승화물이 분해된다.
상기에는 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 설명하고 있지만, 본 발명은 상기에 한정되는 것은 아니고, 청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 열처리장치의 개략구성도이다.
도 2a는 제2 실시형태에 따른 열처리장치로서 채광 수단이 볼록(凸)렌즈에 의해서 구성되어 있는 열처리장치의 개략 구성도이다.
도 2b는 제2 실시형태에 따른 열처리장치로서 채광 수단이 오목(凹)렌즈에 의해서 구성되어 있는 열처리장치의 개략 구성도이다.
도 3a는 제3 실시형태에 따른 열처리장치로서 제1 광촉매 수단이 원추형으로 형성되어 있는 열처리장치의 개략구성도이다.
도 3b는 제3 실시형태에 따른 열처리장치로서 제1 광촉매 수단이 평판 모양으로 형성되어 경사 배치된 열처리장치의 개략구성도이다.
도 4a는 제4 실시형태에 따른 열처리장치로서 광섬유의 선단에 오목렌즈가 설치된 열처리장치의 개략구성도이다.
도 4b는 제4 실시형태에 따른 열처리장치로서 광섬유의 선단에 볼록렌즈가 설치된 열처리장치의 개략구성도이다.
도 5는 제５ 실시형태에 따른 열처리장치의 개략구성도이다.
도 6은 다른 실시형태에 따른 열처리장치의 개략구성도이다.
도 7a는 다른 실시형태에 따른 열처리장치로서 광촉매 수단이 면상체에 의해서 구성되어 있는 열처리장치의 부분 개략구성도이다.
도 7b는 다른 실시형태에 따른 열처리장치로서 광촉매 수단이 복수층의 메쉬 형상체에 의해서 구성되어 있는 열처리장치의 부분 개략구성도이다.
도 8a는 다른 실시형태에 따른 열처리장치로서 복수의 방향에서 광촉매 수단에 대하여 빛을 조사할 수 있도록 복수의 광조사 수단 및 이에 대응된 채광 수단을 갖춘 열처리장치의 부분 개략구성도이다.
도 8b는 다른 실시형태에 따른 열처리장치로서 광반사 수단을 이용하여 복수의 방향에서 광촉매 수단에 대하여 빛을 조사할 수 있도록 구성된 열처리장치의 부분 개략구성도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 간략한 설명*
10: 열처리장치 11: 단열로
12: 본체 13: 구분벽
14: 흡기용 연통부 15: 송풍용 연통부
20: 열처리부 21: 소재보관유지부
22: 배기덕트 30: 공기 조정부
31: 광촉매수단 32: 채광수단
33: 가열기 34: 송풍기
35: 흡기 덕트 40: 외부 공기 송풍기
50: 면상광촉매 수단 50': 메쉬형상 광촉매 수단

Claims (15)

  1. 피처리물을 열처리하는 열처리부와 공기를 가열하여 순환시키는 공기 조정부를 가지는 단열로를 구비하고,
    상기 단열로는, 상기 피처리물을 열처리할 때에 발생하는 승화물을 분해하는 광촉매 수단과, 외부로부터 빛을 상기 단열로 내부에 채광하는 채광수단을 가지며,
    상기 광촉매 수단은, 상기 채광 수단에 의해서 채광된 빛이 조사되고 상기 순환하는 공기와 접촉하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 채광 수단은, 상기 공기 조정부 내부에 외부로부터의 빛을 채광하는 형태로 상기 단열로에 설치되는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
  3. 제1항에 있어서, 빛을 조사하는 광조사 수단을 상기 단열로의 외부에 구비하고,
    상기 광조사 수단은, 상기 채광 수단을 개입시켜 상기 광촉매 수단에 빛을 조사하는 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 채광 수단은, 상기 단열로 내부와 외부를 연통하는 형태로 천공된 개구에 끼워 넣어지는 내열유리로 구성되는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 내열유리는 상기 채광한 빛이 조사되는 범위를 펼치는 렌즈로 형성되는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 채광 수단은, 일단부가 상기 단열로 내에 타단부가 외부로 되는 형태로 배치된 내열성을 가진 도광관에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 도광관의 일단부에 렌즈가 설치되고, 상기 렌즈는 상기 도광관의 타단부에 채광된 빛이 조사되는 범위가 펼쳐지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 도광관은 광섬유로 이루어진 것을 특징으로 하는 열처리장치.
  9. 피처리물을 열처리하는 열처리부와 공기를 가열하여 순환시키는 공기 조정부를 가지는 단열로를 구비하고,
    상기 단열로는, 상기 피처리물을 열처리할 때에 발생하는 승화물을 분해하는 광촉매 수단과 빛을 조사하는 광조사 수단을 구비하고,
    상기 광촉매 수단은, 상기 광조사 수단에 의해서 빛이 조사되고 상기 순환하 는 공기와 접촉하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 공기 조정부는 단열로 외부로부터 공기를 도입하는 도입관이 접속되고,
    상기 광조사 수단은 상기 공기 조정부 내에 빛을 조사하도록 상기 도입관 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
  11. 제1항 또는 제9항에 있어서, 조사된 빛을 소정 위치에 배치된 광촉매 수단을 향해서 반사하는 반사 수단을 상기 단열로 내에 구비한 것을 특징으로 하는 열처리장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 반사 수단은 광촉매 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
  13. 제1항 또는 제9항에 있어서, 상기 광촉매 수단은 판상체의 표면에 광촉매 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
  14. 제3항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광촉매 수단은, 면상체 또는 메쉬 형상체의 표면에 광촉매가 매달리는 형태로 구성되고, 상기 순환하는 공기가 그 내부를 통과하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 광조사 수단은 다수개 배치되고, 상기의 다수개 광조사 수단은 다른 방향에서 상기 광촉매 수단에 빛을 조사하는 형태로 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
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