熱處理爐的製作方法

2023-12-04 13:43:06 2

熱處理爐的製作方法
【專利摘要】本發明的熱處理爐(10)具備：爐體(11)；第一搬運路(30)，其用於在外部和爐體(11)之間搬運載置有被處理物(96)的承燒板(95)；氣體供應裝置(22)，其向爐體(11)內部供應惰性氣體；加熱器(20)，其用於使爐體(11)內部溫度高於外氣溫度；上方空間形成部(60)，其設置在第一搬運路(30)的鉛垂上側，並形成有在鉛垂下側形成開口且與第一搬運路(30)內連通的上方空間(63)；下方空間形成部(70)，其設置在第一搬運路(30)的鉛垂下側，並形成有在鉛垂上側形成開口且與第一搬運路(30)內連通的下方空間(73)；及吸引裝置(77)，其用於吸引下方空間(73)。
【專利說明】
熱處理爐

【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種熱處理爐。

【背景技術】
[0002]在現有技術中，作為對被處理物進行熱處理的熱處理爐已知的是，具備用於進行熱處理的爐體、和向爐體搬運被處理物或者從爐體搬運被處理物的搬運路的熱處理爐。例如專利文獻I中記載了如下一種加熱裝置，該加熱裝飾具備對被加熱物進行加熱的加熱主體部、和向加熱主體部搬運被處理物或者從加熱主體部搬運被加熱物的搬運路的加熱裝置。在該加熱裝置中，在搬運路設置有向其上部遠離加熱主體部的方向傾斜且在內部形成有空洞的外氣流入阻止部。通過設置該外氣流入阻止部，溫度比外氣的溫度高的加熱主體部內的氣體沿著外氣流入阻止部的隔壁迅速流動，從而能夠抑制外氣的流入。另外，還具有抑制氣體向外氣流出的效果。
[0003]現有技術文獻
[0004]專利文獻1:日本國特開2008-128544號公報


【發明內容】

[0005]發明要解決的問題
[0006]但是，專利文獻I中記載的外氣流入阻止部的主要目的是阻止外氣的流入，抑制氣氛氣體向外部流出的效果不明顯。另外，抑制外氣流入的效果也有待進一步提高。
[0007]本發明是鑑於上述實際情況而作出的，其主要目的在於充分抑制外氣流入爐體或氣氛氣體向外部流出的現象。
[0008]解決課題的方法
[0009]本發明的熱處理爐是一種熱處理爐，其為對載置於承燒板(setter)的被處理物進行熱處理的熱處理爐，其具備:
[0010]爐體，在其內部對所述被處理物進行熱處理；
[0011]第一搬運路，其用於在外部和所述爐體之間搬運載置有所述被處理物的所述承燒板；
[0012]氣體供應單元，其向所述爐體內部供應作為氣氛氣體的惰性氣體；
[0013]加熱單元，其用於使所述爐體內部的氣氛溫度高於外氣的溫度；
[0014]上方空間形成部，其設置在所述第一搬運路的鉛垂上側，並形成有在鉛垂下側形成開口且與該第一搬運路內連通的上方空間；
[0015]下方空間形成部，其設置在所述第一搬運路的鉛垂下側，並形成有在鉛垂上側形成開口且與該第一搬運路內連通的下方空間；及
[0016]下方空間吸引單元，其用於吸引所述下方空間。
[0017]在本發明的熱處理爐中，向爐體供應惰性氣體，爐體的氣氛氣體被加熱成比外氣高的溫度。因此，從爐體向第一搬運路流出的氣氛氣體存在的情況下，該氣氛氣體容易滯留在設置於第一搬運路的鉛垂上側的上方空間。據此，抑制氣氛氣體穿過第一搬運路向外部流出。另外，通過氣氛氣體的滯留，上方空間容易形成高於爐體內部的壓力的高壓狀態。據此，欲將從爐體內部流出的氣氛氣體推回爐體內部的力發揮作用，從而抑制氣氛氣體的流出。進一步地，通過對設置在第一搬運路的鉛垂下側的下方空間進行吸引，能夠形成從上方空間經由第一搬運路而流向下方空間的氣體流動。因此，該流動作為氣簾(air curtain)而發揮作用，由此在外部和爐體內部之間的第一搬運路能夠抑制氣體的流入流出。通過以上，能夠充分抑制外氣流入爐體或氣氛氣體向外部流出。此處，第一搬運路，既可以用於將承燒板從外部搬入爐體，也可以用於將承燒板從爐體搬出至外部。另外，所述氣體供應單元也可以兼做所述加熱單元。例如，所述氣體供應單元也可以設置成供應比外氣溫度高的惰性氣體的單元。進一步地，所述下方空間吸引單元及所述氣體供應單元以保持所述上方空間的壓力高於所述爐體內部的壓力的方式，設置成分別進行對所述下方空間的吸引及所述惰性氣體的供應也可。這樣的話，欲將從爐體內部流出的氣氛氣體推回爐體內部的力就變得容易發揮作用。
[0018]本發明的熱處理爐也可以具備第二搬運路，其用於在所述第一搬運路和所述爐體之間搬運載置有所述被處理物的所述承燒板的搬運路，其搬運方向的長度L為10mm以上且100mm以下。通過將第二搬運路的搬運方向長度L設定為10mm以上，能夠更好地抑制爐體的氣氛氣體的流出。
[0019]在本發明的熱處理爐中，也可以具備用於在外部和所述第一搬運路之間搬運載置有所述被處理物的所述承燒板的第三搬運路，其中，將所述承燒板在所述第三搬運路上搬運時的、所述承燒板在該第三搬運路內的鉛垂上方向上的間隙的大小設定為間隙高度H時，該間隙高度H的最小值Hmin超過Omm且在50mm以下。該最小值Hmin設定得越小,氣體越不容易穿過第三搬運路，因此能更好地抑制外氣流入爐體或氣氛氣體向流出外部。
[0020]在本發明的熱處理爐中，將與所述承燒板的搬運方向垂直且與水平方向平行的方向作為左右方向，將所述承燒板在所述第一搬運路上搬運時的、從該第一搬運路的左端至所述承燒板的所述左右方向的間隙的大小作為左間隙寬度並且將所述承燒板在所述第一搬運路上搬運時的、從該第一搬運路的右端至所述承燒板的所述左右方向的間隙的大小作為右間隙寬度WK，這時所述左間隙寬度I及所述右間隙寬度^均可以為1mm以上且150mm以下的範圍。通過將左間隙寬度I及右間隙寬度Wk均設定在1mm以上，從上方空間經由第一搬運路而朝向下方空間的氣體的流量變大。因此，這種流動容易作為氣簾而發揮作用，從而能更好地抑制氣體的流入流出。另外，通過將左間隙寬度\及右間隙寬度Wk均設定在150mm以下，由於能夠抑制在第一搬運路上氣體向沿著搬運路的方向流動，所以能更好地抑制氣體的流入流出。
[0021]本發明的熱處理爐也可以具備:第二搬運路，其用於在所述第一搬運路和所述爐體之間搬運載置有所述被處理物的所述承燒板；第二搬運單元，其具有配置在所述第二搬運路的多個第二搬運輥子，且通過該第二搬運輥子將所述承燒板向規定的搬運方向搬運；及流通抑制構件，其用於抑制氣體在所述搬運方向上相鄰的所述第二搬運輥子之間的間隙以鉛垂方向流通。這樣的話，來自爐體的氣氛氣體穿過第二搬運路時難以從第二搬運輥子流向下側，從而來自爐體的氣氛氣體容易被引導至上方空間。因此，能更好地抑制氣氛氣體向外部的流出。
[0022]本發明的熱處理爐也可以具備:第二搬運路，其用於在所述第一搬運路和所述爐體之間搬運載置有所述被處理物的所述承燒板；第一搬運單元，其具有配置在所述第一搬運路的多個第一搬運輥子，且通過該第一搬運輥子將所述承燒板向規定的搬運方向上搬運；及第二搬運單元，其具有配置在所述第二搬運路的多個第二搬運輥子，並且通過該第二搬運輥子將所述承燒板向所述搬運方向搬運，其中，所述多個第二搬運輥子之間的間隔比所述第一搬運輥子之間的間隔小。這樣的話，來自爐體的氣氛氣體穿過第二搬運路時難以從第二搬運輥子流向下側，從而來自爐體的氣氛氣體容易被引導至上方空間。為此，能更好地抑制氣氛氣體向外部的流出。
[0023]本發明的熱處理爐也可以具備:第三搬運路，其用於在外部和所述第一搬運路之間搬運載置有所述被處理物的所述承燒板；第三搬運單元，其具有配置在所述第三搬運路的多個第三搬運輥子，且通過該第三搬運輥子將所述承燒板向規定的搬運方向上搬運；及流通抑制構件，其用於抑制氣體在所述搬運方向上相鄰的所述第三搬運輥子之間的間隙以鉛垂方向流通。
[0024]本發明的熱處理爐也可以具備:第三搬運路，其用於在外部和所述第一搬運路之間搬運載置有所述被處理物的所述承燒板；第一搬運單元，其具有配置在所述第一搬運路的多個第一搬運輥子，且通過該第一搬運輥子將所述承燒板向規定的搬運方向上搬運；及第三搬運單元，其具有配置在所述第三搬運路的多個第三搬運輥子，並且通過該第三搬運輥子將所述承燒板向所述搬運方向搬運，其中，多個所述第三搬運輥子之間的間隔比所述第一搬運輥子之間的間隔小。
[0025]在本發明的熱處理爐中，所述上方空間形成部，也可以形成向其上部遠離所述爐體的方向傾斜的所述上方空間。當比外氣溫度高的氣氛氣體從爐體流出時，該氣氛氣體的流動方向形成為越遠離爐體越上升的趨勢。從而，由於上方空間向其上部遠離爐體的方向傾斜，因此來自爐體的氣氛氣體容易被引導至上方空間，能更好地抑制向外部的流出。
[0026]在該情況下，所述上方空間形成部也可以具有劃分構件，該劃分構件為向其上部遠離所述爐體的方向傾斜的構件，並且用於將所述上方空間沿著所述承燒板的搬運方向劃分為多個劃分空間。這樣的話，由於多個劃分構件向其上部遠離所述爐體的方向傾斜，因此來自爐體的氣氛氣體容易被引導至上方空間。在該情況下，所述多個劃分空間也可以在所述上方空間中的上方互相連通。這樣的話，當來自爐體的氣氛氣體在第一搬運路流通時，容易產生如下流動:氣氛氣體穿過多個劃分空間中的任意一個而流向上方空間的上方，並且從上方空間的上方流經其他劃分空間而返回到爐體的流動，從而提高了使氣氛氣體返回到爐體而抑制向外部流出的效果。
[0027]在本發明的熱處理爐中，所述下方空間形成部，也可以形成向其下部靠近所述爐體的方向傾斜的所述下方空間。當外氣在第一搬運路流通時，由於爐體的氣氛氣體的溫度高，因此該外氣流動的方向形成為越靠近爐體越下降的趨勢。從而，由於下方空間向其下部靠近爐體的方向傾斜，因此外氣容易被引導至下方空間，能更好地抑制向爐體的流入。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是熱處理爐10的縱剖視圖。
[0029]圖2是圖1的A視圖。
[0030] 圖3是圖2的B-B剖視圖。
[0031 ] 圖4是流通抑制構件80的立體圖。
[0032]圖5是試驗爐110的縱剖視圖。
[0033]附圖標記說明
[0034]10:熱處理爐；11:爐體；lla:處理空間；12:前端面；13:後端面；14、15:開口 ；16、17:氣體供應口 ；18:流出口 ；19:排氣口 ；20:加熱器；21:爐內搬運輥子；22、24:氣體供應裝置；26:流量調節閥；28:排氣閥；30:第一搬運路；34:第一搬運機構；35:第一搬運輥子；40:第二搬運路；44:第二搬運機構；45:第二搬運輥子；50:第三搬運路；52:搬運口 ；54:第三搬運機構；55:第三搬運輥子；60:上方空間形成部；62:外壁；63:上方空間；64a、64b:劃分構件；65a-65c:劃分空間；70:下方空間形成部；72:外壁；73:下方空間；74a,74b:劃分構件；75a-75c:劃分空間；76:吸引口 ；77:吸引裝置；80:流通抑制構件；81:支柱；90:控制器；95:承燒板；96:被處理物；110:試驗爐;D1、D2:線段

【具體實施方式】
[0035]接下來，參照附圖對本發明的實施方案進行說明。圖1是本發明一實施方案的熱處理爐10的縱剖視圖。圖2是圖1的A視圖。圖3是圖2的B-B剖視圖。此外，在圖2、3中，省略了載置於承燒板95的被處理物96。熱處理爐10具備:爐體11、第一搬運路30、第二搬運路40、第三搬運路50、上方空間形成部60、下方空間形成部70、及控制器90。該熱處理爐10作為:在爐體11的處理空間Ila內搬運載置有多個被處理物96的承燒板95的同時對被處理物96進行熱處理的輥道窯而構成。
[0036]爐體11是形成大致長方體的絕熱結構體，具有:作為內部空間的處理空間Ila ;開口 14、15，其分別在爐體的前端面12(圖1的左端面)及後端面13(圖1的右端面)形成，並成為從外部向處理空間Ila的出入口。在處理空間Ila內，多個爐內搬運輥子21沿規定的搬運方向從開口 14至開口 15配置。此外，在本實施方案中，搬運方向為從前方朝向後方的方向(從圖1的左邊朝向右邊的方向)。通過該爐內搬運輥子21的旋轉，載置有多個被處理物96的承燒板95，從開口 14穿過處理空間Ila內而搬運至開口 15。另外，在處理空間Ila內，以從上下夾住多個爐內搬運輥子21的方式，在爐體11的頂部及底部配置有多個加熱器20。加熱器20，以其長尺寸方向形成為與搬運方向垂直相交的方向(左右方向)的方式配置，並沿著搬運方向配置有多個。加熱器20是，用於加熱穿過處理空間Ila內的被處理物96或處理空間Ila的氣氛的加熱器，例如由SiC加熱器等陶瓷加熱器而構成。此外，不限於加熱器20，只要是氣體燃燒器等能夠對被處理物96進行熱處理的加熱裝置即可。
[0037]另外，在爐體11的底部中的後端面13側，形成有與氣體供應裝置22連接且可以向處理空間Ila供應氣氛氣體的氣體供應口 16。在爐體11的底部的前端面12側，形成有與氣體供應裝置24連接且可以向處理空間Ila供應氣氛氣體的氣體供應口 17。此外，氣體供應裝置22、24作為熱風產生爐而構成，並且用於將作為氣氛氣體例如氮氣等惰性氣體加熱至外氣溫度以上後供應至處理空間11a。在爐體11的頂部部分中的前端面12側，形成有與流量調節閥26連接且可以使處理空間Ila的氣氛流出的流出口 18。流量調節閥26，經由配管而與氣體供應裝置22、24連接，將處理空間Ila的氣氛作為氣體供應裝置22、24吸引的氣體而進行循環。此外，經過流量調節閥26的氣體，也可以利用過濾器等除去惰性氣體以外的不需要成分(例如氧氣、水等)之後供應至氣體供應裝置22、24。在爐體11的頂部的內部流出口 18的後方，形成有與排氣閥28連接且可以排出處理空間Ila的氣氛的排氣口 19。此外，流出口 18及排氣口 19的配置不限於此。例如，也可以將排氣口 19配置在比流出口 18更靠近前端面12的一側。
[0038]第一搬運路30、第二搬運路40、第三搬運路50是，從外部至爐體11的開口 14的承燒板95及被處理物96的搬入路。這些搬運路，從外部朝向爐體11，按照第三搬運路50，第一搬運路30，第二搬運路40的順序排列。以下，按照此順序進行說明。
[0039]第三搬運路50，是用於將承燒板95及被處理物96從外部搬運至第一搬運路30的搬入路，其作為管路而構成。該第三搬運路50，具有作為從外部的搬入口的搬運口 52，並配置有:將承燒板95向搬運方向搬運的第三搬運機構54的第三搬運輥子55 ;流通抑制構件80。第三搬運機構54具備:多個第三搬運輥子55 ;使第三搬運輥子55旋轉驅動的未圖示的馬達等。多個(在本實施方案中為三個)第三搬運輥子55，沿著搬運方向在第三搬運路50內以等間隔配置。流通抑制構件80是板狀的構件，並以表面平行於搬運方向的方式配置。圖4是流通抑制構件80的立體圖。該流通抑制構件80，以填補相鄰的第三搬運輥子55在搬運方向(前後方向)上的間隙的方式配置有多個(在本實施方案中為兩個)(參照圖1、3、4)。另外，流通抑制構件80通過上下貫通第三搬運路50的底部且固定於底部的兩根支柱81，在左右方向的兩側被支撐(參照圖4)。
[0040]第一搬運路30，是用於將承燒板95及被處理物96從第三搬運路50搬運至第二搬運路40的搬入路，其作為管路而構成。在該第一搬運路30，配置有將承燒板95向搬運方向搬運的第一搬運機構34的第一搬運輥子35。第一搬運機構34具備:多個第一搬運輥子35 ;使第一搬運輥子35旋轉驅動的未圖示的馬達等。多個(在本實施方案中為三個)第一搬運輥子35，沿著搬運方向在第一搬運路30內以等間隔配置。
[0041]在該第一搬運路30的鉛垂上側設置有上方空間形成部60。該上方空間形成部60，具有下方向形成開口的箱狀的外壁62，並形成有作為該外壁62的內部空間的、在鉛垂下側形成開口且與第一搬運路30內連通的上方空間63。外壁62除了下方向的開口以外形成氣密結構，與不經由第一搬運路30的外部幾乎不產生氣體的流入流出。此外，在外壁62中，前方(圖1的左方)的壁部及後方(圖1的右方)的壁部，向其上部遠離爐體11的方向傾斜。據此，上方空間63形成為具有向其上部遠離爐體11的方向傾斜的形狀的空間。另外，上方空間形成部60，在外壁62的內部具備劃分構件64a、64b，該劃分構件64a、64b向其上部遠離爐體11的方向傾斜的。該劃分構件64a、64b，是按照從前方朝向後方的順序配置的平板狀構件，雖然省略了圖示，但左右方向的兩端例如通過焊接等安裝在外壁62的左右壁部。劃分構件64a、劃分構件64b、外壁62的前方壁部、及外壁62的後方壁部,均從前方朝向上方以相同的角度Θ1傾斜。只要傾斜的角度Θ1超過0°且不足90°即可。雖然沒有特別限定，例如可以將角度Θ I設置為30-60°。通過該劃分構件64a、64b，上方空間63的一部分被劃分成劃分空間65a-65c。劃分空間65a,是由外壁62的前方的壁部和劃分構件64a劃分的空間。劃分空間65b，是由劃分構件64a和劃分構件64b劃分的空間。劃分空間65c，是由劃分構件64b和外壁62的後方的壁部劃分的空間。這些劃分空間65a-65c，均在第一搬運路30內下方形成開口。另外，劃分構件64a、64b均不與外壁62的頂部接觸。因此，劃分空間65a-65c在上方空間63中的上方(外壁62的頂部附近)互相連通。
[0042]另外，在第一搬運路30的鉛垂下側設置有下方空間形成部70。該下方空間形成部70，具有上方向形成開口的箱狀的外壁72，並形成有作為該外壁72的內部空間的、在鉛垂上側形成開口且與第一搬運路30內連通的下方空間73。外壁72除了上方向的開口以外形成氣密結構，與不經由第一搬運路30的外部幾乎不產生的氣體的流入流出。此外，在外壁72中，前方(圖1的左方)的壁部及後方(圖1的右方)的壁部，向其下部靠近(上部遠離)爐體11的方向傾斜。據此，下方空間73形成為具有向其下部接近爐體11的方向傾斜的形狀的空間。另外，下方空間形成部70，在外壁72的內部具備劃分構件74a、74b，該劃分構件74a，74b向其下部靠近爐體11的方向傾斜。該劃分構件74a、74b，是按照從後方向前方的順序配置的平板狀構件，雖然省略了圖示，但左右方向的兩端例如通過焊接等安裝在外壁72的左右壁部。劃分構件74a、劃分構件74b、外壁72的前方壁部、及外壁72的後方壁部，均從後方向下方以相同的角度Θ2傾斜。只要傾斜的角度Θ2超過0°且不足90°即可。雖然沒有特別限定，例如可以將角度Θ 2設置為30-60°。通過該劃分構件74a、74b，下方空間73的一部分被劃分為劃分空間75a-75c。劃分空間75a，是由外壁72的後方的壁部和劃分構件74a劃分的空間。劃分空間75b，是由劃分構件74a和劃分構件74b劃分的空間。劃分空間75c，是由劃分構件74b和外壁72的前方的壁部劃分的空間。這些劃分空間75a-75c，均在第一搬運路30內下方形成開口。另外，劃分構件74a、74b，均不與外壁72的底部接觸。因此，劃分空間75a-75c在下方空間73中的下方(外壁72的底部附近)互相連通。此外，第一搬運輥子35在每個劃分空間75a-75c的上方的開口部分分別配置有一個。另外，在外壁72的底部，形成有與吸引裝置77連接且用於吸引下方空間73的吸引口 76。吸引裝置77，經由吸引口 76而吸引下方空間73內的氣體並排氣。
[0043]第二搬運路40，是用於將承燒板95及被處理物96從第一搬運路30搬運至爐體11的開口 14的搬入路，並作為管路而構成。在該第二搬運路40配置有:將承燒板95向搬運方向搬運的第二搬運機構44的第二搬運輥子45 ;及流通抑制構件80。第二搬運機構44具備多個第二搬運輥子45、及使第二搬運輥子45旋轉驅動的未圖示的馬達等。多個(在本實施方案中為三個)第二搬運輥子45沿著搬運方向在第二搬運路40內以等間隔配置。流通抑制構件80與配置在第三搬運路50的構件是相同的構件。流通抑制構件80，以填補相鄰的第二搬運輥子45在搬運方向(前後方向)上的間隙的方式配置有多個(在本實施方案中為兩個)。另外，流通抑制構件80通過上下貫通第二搬運路40的底部且固定於底部的兩根支柱81，在左右方向的兩側被支撐(參照圖4)。
[0044]此外，第一搬運路30和第三搬運路50構成連續的管路。在本實施方案中，將連接上方空間形成部60的開口的前端部和下方空間形成部70的開口的前端部的線段Dl作為第一搬運路30和第三搬運路50的邊界。同樣，第一搬運路30和第二搬運路40構成連續的管路。在本實施方案中，將連接上方空間形成部60的開口的後端部和下方空間形成部70的開口的後端部的線段D2作為第一搬運路30和第二搬運路40的邊界。另外，第二搬運路40的搬運方向長度L為10mm以上且100mm以下。搬運方向長度L是，與第二搬運路40相鄰的開口 14和第一搬運路30之間的距離。在本實施方案中，如圖1所示，搬運方向長度L，是從開口 14的開口端(=前端面12)至外壁62開始傾斜的部分(上方空間形成部60的開口的後端部)的、在搬運方向上的長度。另外，上述第一至第三搬運輥子35、45、55的上端，均位於和搬運口 52的下端及開口 14的下端大致相同的高度。
[0045]控制器90，作為以CPU中心的微處理器而構成。該控制器90向氣體供應裝置22、24輸出控制信號，由此控制分別經由氣體供應口 16、氣體供應口 17而向爐體11供應的惰性氣體的供應量或供應溫度。控制器90向流量調節閥26輸出控制信號，由此控制從流出口 18向氣體供應裝置22、氣體供應裝置24循環的氣體的量，或者向排氣閥28輸出控制信號而控制從處理空間Ila排出的氣氛氣體的量。另外，控制器90向吸引裝置77輸出控制信號，由此控制經由吸引口 76的來自下方空間73的氣體的吸引量(吸引速度)。進一步地，控制器90向加熱器20輸出控制信號而調整處理空間Ila的溫度，或者向爐內搬運輥子21、第一搬運機構34、第二搬運機構44、第三搬運機構54的未圖示的馬達輸出驅動信號，從而使爐內搬運輥子21、第一搬運輥子35、第二搬運輥子45、第三搬運輥子55進行旋轉。
[0046]承燒板95，由具有高耐蝕性或耐熱性的材料構成，以經得住在爐體11中的被處理物96的熱處理(例如，陶瓷等)。承燒板95，只要可以載置搬運被處理物96即可，例如可以是平板狀，也可以是網狀。
[0047]被處理物96，在穿過爐體11內時通過來自加熱器20的熱例如進行燒成等熱處理。雖然沒有特別限定，在本實施方案中，被處理物96是層疊陶瓷製電介質和電極的層疊體(對於尺寸，例如長寬在1_以內)，並且在燒成後成為陶瓷電容器的晶片。
[0048]接下來，說明使用這樣構成的熱處理爐10對被處理物96進行熱處理的情況。首先，控制器90使未圖示的馬達工作而使爐內搬運輥子21、第一搬運輥子35、第二搬運輥子45、第三搬運輥子55旋轉，並且向加熱器20通電使加熱器20發熱。各搬運輥子的旋轉速度，根據被處理物96的熱處理所需時間而預先設定。加熱器20的輸出是根據在處理空間Ila內對被處理物96進行熱處理時的溫度(例如1000°C左右等)而預先設定的。接著，準備多個載置有多個被處理物96的承燒板95，並將其依次載置在第三搬運路50的搬運口 52側的第三搬運輥子55上。在本實施方案中，如圖2、3所示，承燒板95，以彼此之間在左右方向(垂直於搬運方向的方向)上沒有間隙的方式配置多張(在本實施方案中為四張)，這四張承燒板95以彼此之間在前後方向上也沒有間隙的方式依次載置於第三搬運輥子55上。載置於第三搬運輥子55的承燒板95，通過多個搬運輥子的旋轉，按照第三搬運路50、第一搬運路30、第二搬運路40的順序搬送，並從開口 14依次搬入至爐體11內。在圖3中，示出了按照這樣的方式依次搬運左右四張X前後三張共計十二張的情況。然後，在承燒板95穿過爐體11內的期間，對被處理物96進行熱處理，之後被處理物96與承燒板95 —起從開口 15被搬出。這樣，在熱處理爐10中，一邊依次搬運載置被處理物96的承燒板95，一邊通過加熱器20進行熱處理。
[0049]此外，在搬運承燒板95期間，控制器90控制氣體供應裝置22而使氣體供應裝置22向爐體11內供應惰性氣體，同時控制流量調節閥26及排氣閥28使氣氛氣體從爐體11流出、排出。另外，控制器90控制吸引裝置77而使其從下方空間73吸引氣體。對於這些供應或吸引等的量(速度)而言，也可以例如通過實驗等而預先設定，以使能夠使處理空間Ila保持為規定的氣氛；也可以控制器90根據例如來自未圖示的溫度傳感器等傳感器的檢測信號取得處理空間Ila的信息(溫度等)，並且控制器90根據該信息調整供應量等。此夕卜，氣體供應裝置24在承燒板95因某種問題而不能連續供應，由此在搬運路內承燒板95的隊列中斷的情況等使用。在不存在承燒板95的情況下，由於第一搬運路30、第二搬運路40、第三搬運路50的空間會相應地被擴大，外氣變得容易流入爐體11。因此，在這種情況下，控制器90使氣體供應裝置24也供應惰性氣體，從而保持處理空間Ila內的氣氛。此外，也可以使來自氣體供應裝置22的供應量增多，以此代替氣體供應裝置24。
[0050]此處，對搬運承燒板95時的、承燒板95和搬運路的間隙進行說明。在本實施方案中，為進行熱處理確定了第一搬運路30、第二搬運路40、第三搬運路50的形狀或承燒板95的形狀及配置的方法，以使搬運承燒板95時的間隙高度H的最小值Hmin、左間隙寬度\，右間隙寬度Wk分別在規定範圍內。以下，對這些值進行說明。
[0051]間隙高度H是，承燒板95在第三搬運路50上搬運時的、承燒板95在第三搬運路50內的鉛垂上方向的間隙的大小。另外，第三搬運路50內的該間隙高度H的最小值是最小值Hmin。此處，如圖1所示，本實施方案的第三搬運路50，形成為頂部高度從前方(搬運口52)至後方(線段Dl的部分)沒有變化的形狀。因此，在第三搬送路50內搬送承燒板95時的間隙高度H，在第三搬運路50的所有位置都一樣。為此，在本實施方案中，最小值Hmin成為和間隙高度H—樣的值(參照圖1、2)。優選地,這樣確定的最小值Hmin為超過Omm且50mm以下。因此，優選地，預先設定第三搬運路50的頂部高度(從第三搬運輥子55的上端至頂部的高度)或承燒板95的厚度，以使最小值Hmin在該範圍內。此外，例如在第三搬運路50的頂部的一部分變低的情況下，或存在有從第三搬運路50的頂部向下方突出的板狀構件的情況下等，間隙高度H在承燒板95穿過該部分時變小。這樣地，間隙高度H在整個第三搬運路50不固定的情況下，承燒板95在鉛垂上方向的間隙變得最小時的間隙高度H成為最小值Hmin。
[0052]左間隙寬度\是，承燒板95在第一搬運路30上搬運時的、從第一搬運路30的左端至承燒板95的左右方向間隙的大小。此外，當在左右方向排列多個承燒板95並進行搬運時，將從第一搬運路30的左端至最近的承燒板95的距離作為左間隙寬度％。同樣，右間隙寬度Wk是，承燒板95在第一搬運路30搬運時的、從第一搬運路30的右端至承燒板95的左右方向間隙的大小。此外，當在左右方向排列多個承燒板95並進行搬運時，將從第一搬運路30的右端至最近的承燒板95的距離作為右間隙寬度WK。此處，如圖3所示，本實施方案的第一搬運路30，形成為左右方向上的寬度從前方(線段Dl的部分)至後方(線段D2的部分)無變化的形狀。因此，在第三搬運路50內搬運承燒板95時的左間隙寬度1、右間隙寬度WK，在第一搬運路30的所有位置都一樣。優選地，這樣確定的左間隙寬度1、右間隙寬度WK，在整個第一搬運路30上為1mm以上且150mm以下。換言之，優選地，不存在如下部分:在搬運承燒板95時，左間隙寬度1、右間隙寬度Wk在整個第一搬運路30上超出1mm以上且150mm以下的範圍的部分。因此，優選地，為了使左間隙寬度1、右間隙寬度Wk在該範圍內，預先設定第一搬運路30的左右方向寬度或承燒板95的左右方向寬度、承燒板95的左右方向的配置數等。此外，例如第一搬運路30的左右方向寬度在整個第一搬運路30上不固定的情況下，或者承燒板95在第一搬運路30內彎曲通過的情況下，或者在承燒板95的配置不固定的情況下等，在第一搬運路30內使部分的左間隙寬度1、右間隙寬度Wk取不相同的值。優選地，即使在這種情況下，左間隙寬度1、右間隙寬度Wk，在整個第一搬運路30上為1mm以上且150mm以下的範圍內。
[0053]此處，闡明下本實施方案的構成要素和本發明的構成要素的對應關係。本實施方案的承燒板95相當於本發明的承燒板，被處理物96相當於被處理物，爐體11相當於爐體，第一搬運路30相當於第一搬運路，氣體供應裝置22相當於氣體供應單元，加熱器20及氣體供應裝置22相當於加熱單元，上方空間形成部60相當於上方空間形成部，下方空間形成部70相當於下方空間形成部，吸引裝置77相當於下方空間吸引單元。另外，第二搬運機構44相當於第二搬運單元，第三搬運機構54相當於第三搬運單元。
[0054]上面說明的本實施方案的熱處理爐10中，在進行熱處理時從氣體供應裝置22向爐體11供應惰性氣體，爐體11的氣氛氣體被加熱至比外氣高的溫度。因此，在從爐體11經過開口 14向第一搬運路30側流出的氣氛氣體存在的情況下，該氣氛氣體容易滯留在設置於第一搬運路30的鉛垂上側的上方空間63。據此，抑制氣氛氣體穿過第一搬運路30而向外部流出的現象。另外，氣氛氣體的滯留使上方空間63容易形成壓力高於爐體11內部的壓力的高壓狀態。據此，欲將從爐體11內部流出的氣氛氣體推回爐體11內部的力發揮作用，從而抑制氣氛氣體的流出。進一步地，吸引裝置77對設置在第一搬運路30的鉛垂下側的下方空間73進行吸引，由此能夠形成:從上方空間63經由第一搬運路30 (有承燒板95的情況下，經由承燒板95的左右的間隙)而流向下方空間73的氣體流動。因此，這種流動作為氣簾而發揮作用，由此在外部和爐體11內部之間的第一搬運路30能夠抑制氣體的流入流出。通過以上，能夠充分抑制外氣流入爐體11或氣氛氣體向外部流出。此外，外氣流入時，由於存在例如氧氣、水、微粒子等不需要成分流入至爐體11內而給熱處理帶來不良影響的情況，因此存在想要抑制這種情況的要求。另外，由於爐體11內部的氣氛氣體例如含有惰性氣體或從被處理物96產生的氣體等，因此存在不希望其流到外部的要求。在本發明的熱處理爐中，通過抑制氣體的流入流出容易滿足這些要求。
[0055]另外，熱處理爐10具備第二搬運路40，其為用於在第一搬運路30和爐體11之間搬運載置有被處理物96的承燒板95的搬運路，並且其搬運方向的長度L為10mm以上且100mm以下。通過將第二搬運路40的搬運方向的長度L設定在10mm以上，能夠更好地抑制來自爐體11的氣氛氣體的流出。
[0056]進一步地，熱處理爐10具備第三搬運路50，其用於在外部和第一搬運路30之間搬運載置有被處理物96的承燒板95。此時，通過將上述的間隙高度H的最小值Hmin設定為超過Omm且在50mm以下，能夠更好地抑制外氣向爐體11流入或氣氛氣體向外部流出。這是因為隨著最小值Hmin減小，在第三搬運路50內存在氣體難以穿過的部分(在高度方向上承燒板95和第三搬運路50之間的間隙小的部分)。
[0057]進一步地，另外，通過將左間隙寬度I及右間隙寬度Wk均設定在1mm以上，承燒板95和第一搬運路30的左右方向的間隙變得充分大，由此從上方空間63經由第一搬運路30而朝向下方空間的氣體的流量變大。因此，這種流動容易作為氣簾發揮作用，從而能更好地抑制氣體的流入流出。另外，通過將左間隙寬度\及右間隙寬度Wk均設定在150mm以下，能夠在第一搬運路30抑制氣體流向沿搬運路的方向(前後方向)，因此能更好地抑制氣體的流入流出。
[0058]另外，熱處理爐10具備:第二搬運路40，其用於在第一搬運路30和爐體11之間搬運載置有被處理物96的承燒板95 ;第二搬運機構44，其具有配置於第二搬運路40的多個第二搬運輥子45，並且通過第二搬運輥子45將承燒板95向規定的搬運方向搬運；及流通抑制構件80，其用於抑制氣體在搬運方向上相鄰的第二搬運輥子44之間的間隙以鉛垂方向流通。因此，來自爐體11的氣氛氣體在穿過第二搬運路40時難以從第二搬運輥子45流向下側，從而來自爐體11的氣氛氣體容易被引導至上方空間63。為此，能更好地抑制氣氛氣體向外部流出。
[0059]另外，上方空間形成部60形成有向其上部遠離爐體11的方向傾斜的上方空間63。比外氣溫度高的氣氛氣體從爐體11流出時，該氣氛氣體流動的方向形成為越遠離爐體11越上升的趨勢。為此，通過使上方空間63向其上部遠離爐體11的方向傾斜，由此來自爐體11的氣氛氣體容易被引導至上方空間63，從而能夠更好地抑制向外部的流出。
[0060]另外，上方空間形成部60具有劃分構件64a、64b，該劃分構件64a，64b為向其上部遠離爐體11的方向傾斜的構件，並且用於將上方空間63沿承燒板的搬運方向劃分為多個劃分空間65a-65c。為此,通過使多個劃分構件64a、64b向其上部遠離爐體11的方向傾斜，由此來自爐體11的氣氛氣體容易被引導至上方空間63。而且，多個劃分空間65a-65c，在上方空間63中的上方互相連通。為此，當來自爐體11的氣氛氣體在第一搬運路30流通時，容易產生如下流動:氣氛氣體穿過多個劃分空間65a-65c中的任意一個而流向上方空間63的上方，並且從上方空間63的上方流經其他劃分空間而返回到爐體的流動。例如，產生欲以如下方式進行的流動:從第一搬運路30經由劃分空間65a、65b而流向上方，並穿過上方空間63中的上方並經過劃分空間65c而流向下方，由此再返回到爐體11。據此，提高了使氣氛氣體返回到爐體11而抑制向外部流出的效果。
[0061]另外，下方空間形成部70形成有向其下部靠近爐體11的方向傾斜的下方空間73。當外氣流入至第一搬運路30時，由於爐體11的氣氛氣體的溫度更高，因此該外氣流動的方向為越靠近爐體11越下降的趨勢。因此，通過使下方空間73向其下部靠近爐體11的方向傾斜，外氣容易被引導至下方空間73，從而能更好地抑制向爐體11的流入。
[0062]此外，本發明不限定於上述任何實施方案，當然也可在本發明的技術範圍內實施各種方案。
[0063]例如，在上述實施方案中，雖然在多個第三搬運輥子55之間或多個第二搬運輥子45之間配置了流通抑制構件80，但不限於此。例如，也可以將第二搬運輥子45的搬運方向的間隔設置成小於第一搬運輥子35之間的間隔，以代替流通抑制構件80。這樣的話，與設置有流通抑制構件80時一樣，氣體難以在第二搬運輥子45之間的間隙以鉛垂方向流通。因此，與流通抑制構件80 —樣，能夠得到更好地抑制氣氛氣體向外部流出的效果。第三搬運輥子55的間隔，也同樣地設置成小於第一搬運輥子35的搬運方向的間隔。或者，也可以將帶子(belt)架設在多個第二搬運輥子45而用作搬運承燒板95的傳送帶，以代替流通抑制構件80。在該情況下，通過採用帶子來使氣體難以在多個第二搬運輥子45的搬運方向的間隙以鉛垂方向流通。即，帶子作為流通抑制構件發揮作用。即使這樣，也能得到更好地抑制氣氛氣體向外部流出的效果。第三搬運輥子55也同樣可以用作傳送帶。
[0064]在上述實施方案中，雖然以第一搬運路30、第二搬運路40、第三搬運路50，作為從外部至爐體11的開口 14的、承燒板95及被處理物96的搬入路，但也可以用作搬出路。另外，在上述實施方案中，僅在開口 14側設置了第一搬運路30、第二搬運路40、第三搬運路50、上方空間形成部60、下方空間形成部70，但也可以在開口 15側設置與此相同的結構(前後方向對稱的結構)。這樣的話，也能夠抑制開口 15與外部之間的氣體的流入流出。
[0065]在上述實施方案中，流通抑制構件80由兩根支柱81支撐，但也可以由從第二搬運路40或第三搬運路50的底部向上方突出的板狀支持構件支撐。例如，通過由具有沿上下及左右的表面的板狀支持構件來支撐流通抑制構件80，由此能夠通過流通抑制構件80來抑制氣體在鉛垂方向的流動，並且能夠通過板狀支持構件來抑制在第二搬運輥子45或第三搬運輥子55的下側中的、氣體在前後方向的流動。
[0066]【實施例】
[0067][實施例1]
[0068]作為實施例1的熱處理爐，製作了圖5所示的試驗爐110。在該試驗爐110中，除了在爐體11內不具備加熱器20、爐內搬運輥子21、以及不具有開口 15之外，與上述實施方案的熱處理爐10具有相同的結構。在該試驗爐110中，搬運口 52的尺寸是:上下方向的高度為30mm，左右方向的寬度為1270mm。另外，第二搬運路40的搬運方向的長度L為200mm，第一搬運路30和第三搬運路50的搬運方向的長度共計(=從搬運口 52至第二搬運路40的長度)500mm。爐體11的尺寸是:上下方向的高度為300mm，前後方向的長度為500mm，左右方向寬度的寬度為1500mm。上方空間形成部60的傾斜角度Θ I為45°，下方空間形成部70的傾斜角度Θ 2為45°。上方空間形成部60的容積為0.08m3、下方空間形成部70的容積為0.04m3。
[0069]在該試驗爐110中，利用以下的條件進行了試驗。首先，在第一搬運路30、第二搬運路40、第三搬運路50內，無間隙地配置左右方向為四張、前後方向為三張共計十二張的承燒板95。承燒板95的左右方向四張的寬度的合計值為1210mm。據此，左間隙寬度1、右間隙寬度Wk，在整個第一搬運路30上均為30mm。另外，承燒板95的前後方向的三張的合計長度為900mm。承燒板95在上下方向上的厚度為17mm。據此,最小值Hmin為13mm(搬運口 52的開口高度30mm減去承燒板95的厚度17mm)。在該狀態下，不進行承燒板95的搬運，將吸引裝置77的吸引力設定為500L/min、將爐體11內的溫度設置為80°C、將來自氣體供應裝置22的氮氣的供應量設定為100L/min，並測量了經過1_2小時後的爐體11內的氧氣濃度及氮氣從搬運口 52向外部的洩露量。此外，將從氣體供應裝置22供應的氮氣的氧氣濃度設定為Ippm以下。另外，在試驗中形成了如下狀態:將流量調節閥26開放並關閉全部排氣閥28，並且僅通過流出口 18進行氣氛氣體的循環，而且沒有氣氛氣體從排氣口 19排出的狀態。
[0070]在與上述相同的條件下，僅改變了承燒板95的厚度，並進行了多次測量。具體地，分別將承燒板95的厚度設定為12mm、5mm、lmm、0mm(不配置承燒板95)並進行了測量。此外，在各情況下的最小值Hmin為18mm、25mm、29mm、30_。
[0071]如上所述，最小值Hmin為13mm、18mm、25mm、29mm、30mm時的試驗後的爐體11的氧氣濃度分別為15ppm、40ppm、421ppm、0.351%、1.42%。從這個結果可以看出，隨著最小值Hmin的減小,氧氣濃度下降,更加抑制外氣的流入。此外，在任意一個情況下均未檢測到氮氣向外部的洩露量。
[0072]本申請以於2013年8月26日提交的日本國專利申請第2013-174886號作為主張優先權的基礎，其全部內容以參引方式納入本說明書。
[0073]【產業上的可利用性】
[0074]本發明可利用於對形成為陶瓷電容器晶片的層疊體進行燒成的處理等的、對被處理物進行熱處理的熱處理爐。
【權利要求】
1.一種熱處理爐，其為對載置於承燒板的被處理物進行熱處理的熱處理爐，其特徵在於， 所述熱處理爐具備: 爐體，在其內部對所述被處理物進行熱處理； 第一搬運路，其用於在外部和所述爐體之間搬運載置有所述被處理物的所述承燒板； 氣體供應單元，其向所述爐體內部供應作為氣氛氣體的惰性氣體； 加熱單元，其用於使所述爐體內部的氣氛溫度高於外氣的溫度； 上方空間形成部，其設置在所述第一搬運路的鉛垂上側，並形成有在鉛垂下側形成開口且與該第一搬運路內連通的上方空間； 下方空間形成部，其設置在所述第一搬運路的鉛垂下側，並形成有在鉛垂上側形成開口且與該第一搬運路內連通的下方空間；及 下方空間吸引單元，其用於吸引所述下方空間。
2.根據權利要求1所述的熱處理爐，其特徵在於， 所述熱處理爐具備第二搬運路，其為用於在所述第一搬運路和所述爐體之間搬運載置有所述被處理物的所述承燒板的搬運路，其搬運方向的長度L為10mm以上且100mm以下，。
3.根據權利要求1或2所述的熱處理爐，其特徵在於， 所述熱處理爐具備第三搬運路，所述第三搬運路用於在外部和所述第一搬運路之間搬運載置有所述被處理物的所述承燒板，其中， 將所述承燒板在所述第三搬運路上搬運時的、所述承燒板在該第三搬運路內的鉛垂上方向上的間隙的大小設定為間隙高度H時,該間隙高度H的最小值Hmin超過Omm且在50mm以下。
4.根據權利要求1-3的任一項所述的熱處理爐，其特徵在於， 將與所述承燒板的搬運方向垂直且與水平方向平行的方向作為左右方向，將所述承燒板在所述第一搬運路上搬運時的、從該第一搬運路的左端至所述承燒板的所述左右方向的間隙的大小為左間隙寬度\，並且將所述承燒板在所述第一搬運路上搬運時的、從該第一搬運路的右端至所述承燒板的所述左右方向的間隙的大小為右間隙寬度Wk時，所述左間隙寬度I及所述右間隙寬度Wk均為1mm以上且150mm以下的範圍。
5.根據權利要求1-4中的任一項所述的熱處理爐，其特徵在於， 所述熱處理爐具備: 第二搬運路，其用於在所述第一搬運路和所述爐體之間搬運載置有所述被處理物的所述承燒板； 第二搬運單元，其具有配置在所述第二搬運路的多個第二搬運輥子，且通過該第二搬運輥子將所述承燒板向規定的搬運方向搬運；及 流通抑制構件，其用於抑制氣體在所述搬運方向上相鄰的所述第二搬運輥子之間的間隙以鉛垂方向流通。
6.根據權利要求1-5中的任一項所述的熱處理爐，其特徵在於， 所述熱處理爐具備: 第二搬運路，其用於在所述第一搬運路和所述爐體之間搬運載置有所述被處理物的所述承燒板； 第一搬運單元，其具有配置在所述第一搬運路的多個第一搬運輥子，且通過該第一搬運輥子將所述承燒板子昂規定的搬運方向搬運；及 第二搬運單元，其具有配置在所述第二搬運路的多個第二搬運輥子，並且通過該第二搬運輥子將所述承燒板向所述搬運方向搬運，其中，所述多個第二搬運輥子之間的間隔比所述第一搬運輥子之間的間隔小。
7.根據權利要求1-6中的任一項所述的熱處理爐，其特徵在於， 所述熱處理爐具備: 第三搬運路，其用於在外部和所述第一搬運路之間搬運載置有所述被處理物的所述承燒板； 第三搬運單元，其具有配置在所述第三搬運路的多個第三搬運輥子，且通過該第三搬運輥子將所述承燒板向規定的搬運方向搬運；及 流通抑制構件，其用於抑制氣體在所述搬運方向上相鄰的所述第三搬運輥子之間的間隙以鉛垂方向流通。
8.根據權利要求1-7中的任一項所述的熱處理爐，其特徵在於， 所述熱處理爐具備: 第三搬運路，其用於在外部和所述第一搬運路之間搬運載置有所述被處理物的所述承燒板； 第一搬運單元，其具有配置在所述第一搬運路的多個第一搬運輥子，且通過該第一搬運輥子將所述承燒板向規定的搬運方向搬運；及 第三搬運單元，其具有配置在所述第三搬運路的多個第三搬運輥子，並且通過該第三搬運輥子將所述承燒板向所述搬運方向搬運，其中，多個所述第三搬運輥子之間的間隔比所述第一搬運輥子之間的間隔小。
9.根據權利要求1-8中的任一項所述的熱處理爐，其特徵在於， 所述上方空間形成部形成有向其上部遠離所述爐體的方向傾斜的所述上方空間。
10.根據權利要求9所述的熱處理爐，其特徵在於， 所述上方空間形成部具有劃分構件，所述劃分構件為向其上部遠離所述爐體的方向傾斜的構件，並且用於將所述上方空間沿著所述承燒板的搬運方向劃分為多個劃分空間。
11.根據權利要求10所述的熱處理爐，其特徵在於， 所述多個劃分空間在所述上方空間中的上方互相連通。
12.根據權利要求1-11中的任一項所述的熱處理爐，其特徵在於， 所述下方空間形成部形成有向其下部靠近所述爐體的方向傾斜的所述下方空間。
【文檔編號】F27B9/30GK104422277SQ201410419111
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月22日 優先權日:2013年8月26日
【發明者】青木道郎, 中島健太, 橋本孝彥 申請人:日本礙子株式會社, Ngk凱倫泰克株式會社