TW202221268A - 雙向控溫氣密燒結爐 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種雙向控溫氣密燒結爐，包括有：一外爐及一移動式的內爐；該外爐下方具有一容置空間可容設內爐，並藉由一旁側之升降裝置將內爐送至內部定位，該外爐周壁為耐熱結構，內佈設有發熱元件及感溫棒，能對內部之上、中區域提供加熱作用及探知即時溫度；該內爐具有一推車且罩覆有一密封罩，於內爐表面埋設有發熱元件，表面提供各式燒製物件之放置，可對燒製物件下部直接加熱，並於中央穿設有一感溫棒及一由進氣管與排氣管組成之外部氣體供應裝置，以提供在密封罩內因應不同燒製物件所輸入各種氣氛；透過內爐於下部直接加熱，搭配外爐探知內部溫度不均或不足時對內提供上部及中部的間接加熱作用，使整個燒結爐內達到均溫、均熱功效，藉此提昇燒製品之品質。

Description

雙向控溫氣密燒結爐

本發明係關於氣密燒結爐的技術範疇，換言之，乃指一種具有內、外加熱作用，可達到雙向控溫效果之升降式氣密燒結爐，以使爐內保持均熱效果，以提高燒製產品之品質。

按，在熱導管、鋰電池粉末、石墨烯、超真空導熱板等金屬材料產品的製程中，需導入不同的氣體於氣密燒結爐內進行鍛燒。鍛燒為對金屬礦物或其它固體材料的一種加熱過程，因為燒結製程攸關熱導管產品品質的好壞，在燒結的製程中，其要求首重於燒結溫度之控制，以求產品加熱之均勻，方不致產生不良品。

習用的氣密燒結爐通常僅具有單一加熱源，導致對於爐內溫度無法精確控制且不穩定，容易造成燒結產品不良率偏高。其次，習用氣密燒結爐之內爐的密封罩與底座在結合上，為確保及阻絕燒製時爐內的氣體外洩，在結合上於密封罩周圍採多顆螺絲穿設鎖固的結合方式，如此操作不僅造成結合時之不便與麻煩，耗時又費力，且鎖固品質難以維持，仍有漏氣可能。再者，內爐之燒結物(如石墨烯)經加熱鍛燒後，難免有熔融物質會沿該底座周緣流下並積於密封罩結合處，經完成鍛燒、冷卻後造成黏固情形，導致即使將螺絲卸下後卻依然難以將密封罩打開，造成操作人員之困擾。以上即為現行習用技術存有在的諸項缺失，亦是業界需解決 之難題。

本發明人鑒於習用技術之缺失，積其多年實際從事精密陶瓷科技工業產品之設計製造專業知識，經不斷研究、改良後，終有本創作之研創成功，公諸於世。

本發明之主要目的在提供一種雙向控溫氣密燒結爐，藉由內爐對內部之底部加熱，以及外爐對內部之上部及中部加熱，使內爐密封罩內之燒製物件空間能達到確實均溫、均熱之功效。

本發明之另一目的在提供一種雙向控溫氣密燒結爐，該內爐與密封罩間設有多個快拆裝置，以使該密封罩可快速地與內爐結合封閉或分離開啟。

本發明之再一目的在提供一種雙向控溫氣密燒結爐，藉由內爐設置之外部供應氣體裝置，可提供各式氣體進入密封罩所罩覆之燒製空間，達到提昇燒結溫度之功效。

本發明之又一目的在提供一種雙向控溫氣密燒結爐，藉由外爐內之上部及中部區域對應設有感溫棒，可隨時探知即時溫度，及時供給加熱作用，以加速內爐與密封罩內部之均溫、均熱效果。

為達成上述各項目的，本發明所採用之技術手段乃設計有一雙向控溫氣密燒結爐，包括有：一外爐及一移動式的內爐。該外爐為中空圓桶狀，周壁外表面設有若干的接電端子，周壁內佈設有發熱元件，藉由接通電源導通發熱元件以實行外部加熱作用，於周壁內面設有兩個間隔適當距離之感溫棒，以探知該外爐內部上部及中部區域的即時溫度；該外爐 下方為一容置空間，一旁側附設有一升降裝置，使內爐進入定位後藉升降作用送入/離開該外爐內。該內爐具有一底座、一密封罩及一推車，該底座表面埋設有發熱元件，以提供內爐之加熱作用，該密封罩係罩覆底座形成一燒製空間，該推車具有支架以提供底座置放，且設有多數個快拆裝置，使密封罩得以快速地與底座密合或分離。

於一較佳實施例中，該底座表面中央設有一感溫棒，及一外部供應氣體裝置，該外部供應氣體裝置具有穿出該底座表面且長度相對較長之一進氣管及長度相對較短之一排氣管，該進、排氣管之另一端由底座下方延伸至推車之把手下方定位，又於該排氣管之末端具有一焦油過濾裝置，以提供過濾燃燒後氣體夾帶之雜質後再輸出運用。

於一較佳實施例中，該密封罩開口周緣具有一環向外凸出之壓板，以供快速裝置之抵壓達緊密結合。

於一較佳實施例中，該底座表面具有多個等距排列且凹陷之槽道，以提供埋設發熱元件。

於一較佳實施例中，又於該圓盤中央向上穿設有一感溫棒，及一外部氣體供應裝置，由一比該感溫棒長之進氣管及一比該感溫棒短之排氣管構成。

於一較佳實施例中，該密封罩為具一定高度之中空圓筒體，可吻合罩覆該底座，且能置入該外爐內部而不接觸耐熱結構為必要。

於一較佳實施例中，該推車上設置有在左側之一供電連結之電力接頭，及在右側之一溫度接頭。

(1):外爐

(11):發熱元件

(12):接電端子

(13):感溫棒

(14):容置空間

(15):升降裝置

(16):內爐溫度表

(17):外爐溫度表

(2):內爐

(21):底座

(211):圓盤

(212):凹槽

(213):槽道

(214):發熱元件

(215):感溫棒

(216):層架

(22):外部氣體供應裝置

(221):進氣管

(222):排氣管

(223):焦油過濾裝置

(23):密封罩

(231):壓板

(24):推車

(241):支架

(242):快拆裝置

(243):電力接頭

(244):溫度接頭

(25):蓄壓筒裝置

第一圖係本發明一較佳實施例之雙向控溫氣密燒結爐的整體結構分解圖。

第二圖係本發明一較佳實施例之內爐結構示意圖。

第三圖係本發明一較佳實施例之內爐的外部供應氣體裝置動作示意圖。

第四圖係本發明一較佳實施例之氣密燒結爐的實施動作示意圖(一)。

第五圖係本發明一較佳實施例之氣密燒結爐的實施動作示意圖(二)。

第六圖係本發明一較佳實施例之氣密燒結爐的實施動作示意圖(三)。

第七圖係本發明一較佳實施例之氣密燒結爐的外部供應氣體裝置的實施型態示意圖。

請配合參閱第一圖所示，係揭露一較佳實施例之雙向控溫氣密燒結爐，其具體構造包括有：一外爐(1)及一移動式的內爐(2)。

請接續參閱第第一~六圖所示，該外爐(1)之上半部係由周壁採耐熱結構組成之中空圓桶狀，且在該耐熱結構內部均勻佈設有發熱元件(11)，於該周壁外表面設有若干的接電端子(12)，藉由接通電源而導通發熱元件(11)進行加熱作用，使該外爐(1)能提供外部加熱之功效；於該外爐(1)之周壁內表面適位設有兩個間隔適當距離之感溫棒(13)，藉以隨時探知該外爐(1)內部之上部及中部區域的即時溫度；該外爐(1)之下半部為一容置空間(14)，且一旁側附設有一升降裝置(15)，以容許該內爐(2)進入該容置空間(14)內定位後，藉 由該升降裝置(15)之上昇作用，得以將該內爐(2)送入該外爐(1)內部定位。

該內爐(2)進一步包括有：一底座(21)、一密封罩(23)及一推車(24)。其中該底座(21)為一同心異徑(上階小、下階大)之圓柱體，頂面具有一圓盤(211)，底部周緣設有一凹槽(212)，提供收集該內爐(2)加熱燃燒後沿該底座(21)周緣流下之雜質(如焦油等)；該圓盤(211)表面具有多個等距排列且凹陷之槽道(213)，該槽道(213)內埋設有串連的發熱元件(214)，以利通電後產生熱能而能由該底座(21)提供加熱作用，又於該圓盤(211)中央向上穿設有一感溫棒(215)，以及一外部氣體供應裝置(22)，由一比該感溫棒(215)長之進氣管(221)及一比該感溫棒(215)短之排氣管(222)構成，且於該排氣管(222)末端具有一焦油過濾裝置(223)，以提供過濾經燃燒後氣體夾帶之雜質再輸出運用。該密封罩(23)具有一定高度且一端封閉、一端開口之中空圓筒體，以能置入該外爐(11)內部而不接觸耐熱結構為必要，該密封罩(23)能吻合罩覆該底座(21)，且於開口周緣具有一環向外凸出之壓板(231)，以供快速裝置之抵壓達緊密結合。該推車(24)具有一提供該底座(21)放置之支架(241)，且於周緣設有多個快拆裝置(242)，提供當密封罩(23)密合封閉該底座(21)時，利用多個快拆裝置(242)能迅速壓緊該壓板(231)，達到確實密封效果；又該外部氣體供應裝置(22)之進氣管(221)與排氣管(222)係自該底座(21)下方彎曲延伸至於該推車(24)之推把下方空間並被固定，且兩旁安排在 左側設置有與一供電連結之電力接頭(243)，及在右側設置有一溫度接頭(244)。

在實施上，將欲燒製物件如熱導管、鋰電池粉末、石墨烯、超真空導熱板等放置於內爐(2)內，即將燒製物件直接放在該底座(21)表面，或是利用分層架(216)分層放置後，罩上密封罩(23)，利用快拆裝置(242)迅速地予以結合密封，推動推車(24)將內爐(2)移至外爐(1)下方的容置空間(14)後再利用升降裝置(15)送入該外爐(1)上方之圓桶狀耐熱結構內，完成後便能啟動加熱並開啟外部供應氣體裝置(22)導入合適氣體種類，如氮氣、氫氣、氮氫混合氣體等，並依燒製物件之種類將溫度加熱至所需燒製溫度。

在加熱燒製過程中，該外部供應氣體裝置(22)係持續供應輸入所需氣體，使該外部氣體由相對較長的進氣管(221)輸入內爐(2)內時能由靠近密封罩(23)內燒製空間的上方向下方擠壓而充斥整個燒製空間，該外部氣體會由位於燒製空間下方且相對較短的排氣管(222)排出，如此的持續供應、循環氣體，更易達成該內爐(2)內部燒製空間的均熱效果，可有效提昇燒製物件的燒結品質。

在燒製過程中，該內爐(2)內之溫度可由外爐(1)機體正面之內爐溫度表(16)得知，該內爐(2)與外爐(1)間之溫度則由該外爐(1)機體內側面之外爐溫度表(17)得知。該內爐溫度表(16)共有三個，分別對應顯示設於底座(21)之感溫棒(214)之上段、中段及下段的即時溫度；該外爐溫度表(17)共有兩個，則分別對應顯示該外爐(1)周壁內上部及中部的兩感溫棒(13)的即時溫度。 由於初始是由該內爐(2)底直接進行加熱，因此當內爐溫度表(16)代表下段的即時溫度已達預設鍛燒溫度時，正常情況下，表示中段及上段的內爐溫度表(16)的即時溫度尚未達到需求且向上遞減，此時位於外爐(1)內側面之外爐溫度表(17)同步感應到即時溫度的不足，會自動啟動外爐(1)周壁內之發熱元件(11)進行間接加熱，以將該內爐(2)內之上部及中部溫度提昇至需求溫度以上為止，藉此方能令整個內爐(2)之密封罩(23)與底座(21)間的燒製空間達到均溫效果。

在燒製過程中之氣體因處於封閉空間，而在排出時會夾帶燃燒時產生之雜質，如焦油，故於該排氣管(222)末端之過濾裝置(223)會將排出氣體所夾帶之雜質予以過濾後再輸出使用。

當燒製物件完成燒結過程後，需要經過冷卻才能方便將燒製物件取出。以鍛燒溫度而言，普遍皆在攝氏一千二百度以下，視不同燒製物件而有所不同，因此受限於時效，必須經過強迫冷卻方式，以避免浪費過多時間。通過燒結爐的冷卻使溫度下降至大約攝氏3~400度左右後，可將該內爐(2)降下並移出外爐(1)後繼續進行降溫，該強迫冷卻包括有：戶外冷卻及室內冷卻二種，將該內爐(2)移至戶外在預定的時間內進行自然冷卻，當溫度下降至大約攝氏150度左右後，便能將該內爐(2)移至室內的冷氣房再次進行冷卻，待溫度下降至大約攝氏50度左右為止。上述之冷卻過程因密封罩(23)並未拆開，仍需利用外部氣體供應裝置(22)持續供應氣體，使該密封罩(23)內之燒製空間保持氣體循環，亦能加速冷卻。

請配合參閱第七圖所示，為加速燒製物件的進行且達到量產 目的，在實施上，通常會採一個外爐(1)會搭配多個內爐(2)的方式進行；當第一個內爐(2)完成燒結後，將第一個內爐(2)移至戶外繼續冷卻，此時可將第二個內爐(2)送入該外爐(1)內進行燒結，此以類推，可在不完全中斷該外爐(1)溫度的情況下再次加熱升溫至所需的目標溫度，亦可達到節省能源之消耗。同時，該內爐(2)在移出外爐(1)後之冷卻時，是需要連接外部氣體供應裝置(22)，此時可利用一蓄壓筒裝置(25)，具備有多組流量計及接口，每一組接口可聯結一個內爐(2)，利用該接口以管路連結至推車(24)上的進氣管(221)，且每一組流量計可串接3~5個內爐(2)的推車(24)，以此類推，達到節省氣體之功效。

綜上所述，本發明「雙向控溫氣密燒結爐」為以往所無，且未曾公開於市，又本發明所確可解決習用技術缺失，並達成預期設計目的，充份符合發明專利之申請要旨，爰依法提出申請。

(1):外爐

(12):接電端子

(14):容置空間

(15):升降裝置

(16):內爐溫度表

(17):外爐溫度表

(2):內爐

(21):底座

(211):圓盤

(2114):發熱元件

(215):感溫棒

(22):外部氣體供應裝置

(221):進氣管

(222):排氣管

(223):焦油過濾裝置

(23):密封罩

(231):壓板

(24):推車

(241):支架

(242):快拆裝置

(243):電力接頭

(244):溫度接頭

Claims (7)

1. 一種雙向控溫氣密燒結爐，包括有：

   一外爐，該外爐為中空圓桶狀，周壁外表面設有若干的接電端子，周壁內佈設有發熱元件，藉由接通電源導通發熱元件以實行外部加熱作用，於周壁內面設有兩個間隔適當距離之感溫棒，以探知該外爐內部上部及中部區域的即時溫度；該外爐下方為一容置空間，一旁側附設有一升降裝置，使內爐進入定位後藉升降作用送入/離開該外爐內；及

   一移動式的內爐，係具有一底座、一密封罩及一推車，該底座表面埋設有發熱元件，以提供內爐之加熱作用，該密封罩係罩覆底座形成一燒製空間，該推車具有支架以提供底座置放，且設有多數個快拆裝置，使密封罩得以快速地與底座密合或分離。
2. 如申請專利範圍第1項所述雙向控溫氣密燒結爐，其中該底座表面中央設有一感溫棒，及一外部供應氣體裝置，該外部供應氣體裝置具有穿出該底座表面且長度相對較長之一進氣管及長度相對較短之一排氣管，該進、排氣管之另一端由底座下方延伸至推車之把手下方定位，又於該排氣管末端具有一過濾裝置，以提供過濾燃燒後氣體夾帶之雜質後再輸出運用。
3. 如申請專利範圍第1項所述雙向控溫氣密燒結爐，其中該密封罩開口周緣具有一環向外凸出之壓板，以供快速裝置之抵壓達緊密結合。
4. 如申請專利範圍第1項所述雙向控溫氣密燒結爐，其中該底座表面具有多個等距排列且凹陷之槽道，以提供埋設發熱元件。
5. 如申請專利範圍第1項所述雙向控溫氣密燒結爐，其中該圓盤中央向上穿 設有一感溫棒，及一外部氣體供應裝置，由一比該感溫棒長之進氣管及一比該感溫棒短之排氣管構成。
6. 如申請專利範圍第1項所述雙向控溫氣密燒結爐，其中該密封罩為具一定高度之中空圓筒體，可吻合罩覆該底座，且能置入該外爐內部而不接觸耐熱結構為必要。
7. 如申請專利範圍第1項所述雙向控溫氣密燒結爐，其中該推車上設置有在左側之一供電連結之電力接頭，及在右側之一溫度接頭。

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