JPH0842973A

JPH0842973A - 熱処理炉

Info

Publication number: JPH0842973A
Application number: JP17553594A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Sumiya; 俊彦角谷
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1994-07-27
Filing date: 1994-07-27
Publication date: 1996-02-16

Abstract

(57)【要約】【目的】被熱処理物に対し、温度分布および雰囲気を
均一にし、均一な被熱処理物を得ることが可能である熱
処理炉を提供する。【構成】熱処理空間を有する炉本体の炉内面は、熱処
理空間の上下方向中央付近から、上端部近傍および下端
部近傍へ向けて傾斜している。また、炉本体の上端部近
傍および下端部近傍には、それぞれ炉内の雰囲気を調製
するガス調製管が設けられている。また、炉内面には、
被熱処理物を加熱するヒータが設けられている。さら
に、被熱処理物を載置する台板は、熱処理空間の上下方
向中央付近に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は熱処理炉に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図４に従来の熱処理炉の一つであるバッ
チ式焼成炉を示す。このバッチ式焼成炉は、炉本体１
と、炉本体内部に固定されたヒータ３と、炉本体１に設
けられた台板５と、炉本体１に取り付けられたガス管
７、９を備えている。

【０００３】炉本体１は、断熱材１１が取り付けられて
おり、焼成空間１３の底部には、被焼成物１５を載置す
る台板５が設けられている。

【０００４】ヒータ３は、棒状の炭化珪素（ＳｉＣ）等
からなり、被焼成物１５の左右に垂直に挿入されてい
る。

【０００５】また、被焼成物１５は、ヒータ３の輻射熱
により、加熱されて焼成される。

【０００６】ガス管７、９は、いずれも炉本体１の上部
に取り付けられ、ガス管７から被焼成物１５の焼成に必
要な雰囲気ガスを投入し、被焼成物１５の焼成により発
生した排気ガスは、ガス管９より炉本体１の外部へ排出
される。

【０００７】

【発明が解決しようする課題】上記のようなバッチ式焼
成炉では、炉本体内部の形状により、焼成空間１３に、
雰囲気ガスを均一に投入することができず、他の領域と
は温度、または雰囲気が著しく異なる領域、すなわち死
角ができて、被焼成物１５に対し、温度分布、および雰
囲気が均一にならない、また、被焼成物１５に対して、
ヒータ３の輻射熱が均一でなく、均一な加熱が行えない
という問題点を有していた。

【０００８】この発明の目的は、被熱処理物に対し、温
度分布および雰囲気を均一にし、均一な熱処理を行い、
均一な被熱処理物を得ることが可能である熱処理炉を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記のよう
な問題点を解決するためになされたもので、内部に熱処
理空間を有する炉本体と、前記熱処理空間において、上
下方向中央付近に略水平に設けられた、被熱処理物を載
置するための台板と、前記炉本体の上端部近傍および下
端部近傍にそれぞれ設けられた、前記熱処理空間の雰囲
気を調製するガス調製管とを有し、前記熱処理空間を構
成する炉内面には、被熱処理物を加熱するヒータが設け
られているとともに、前記炉内面は、前記熱処理空間の
上下方向中央付近から、上端部近傍および下端部近傍へ
向けて内側へ傾斜していることを特徴とするものであ
る。

【００１０】また、この発明は、前記熱処理空間は、２
つの多角錐を底面同士で上下に合わせた形状であること
を特徴とするものである。

【００１１】また、この発明は、前記ガス調製管は、ガ
スの供給、およびガスの排気を切り換えることができる
供給排気切り換え手段を備えることを特徴とするもので
ある。

【００１２】また、この発明は、前記台板は、多数の孔
が設けられていることを特徴とするものである。

【００１３】さらに、この発明は、前記炉本体は、分離
可能な構造であることを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】この発明の熱処理炉では、炉内面を熱処理空間
の上下方向中央付近から、上端部および下端部へ向けて
内側へ傾斜させ、また、ガス調製管を炉本体の上端部近
傍および下端部近傍にそれぞれ設けることによって、上
述した死角となるべき領域にもガスを供給することがで
きて、焼成空間全域のスムーズなガスの流動ができる。

【００１５】また、傾斜した炉内面に設けられたヒータ
は、被熱処理物に対してほぼ同一の距離にあり、被熱処
理物は、ヒータによる輻射熱を均一に受けることができ
る。

【００１６】また、熱処理空間が２つの多角錐を底面同
士で上下に合わせた形状である場合には、上端部および
下端部の頂点にガス調製管を設けて、熱処理空間の中央
部に位置する被熱処理物にガスを直接吹き付けて、ガス
の供給および排気をすることができる。

【００１７】また、ガス調製管が、ガスの供給およびガ
スの排気を切り換えることができる供給排気切り換え手
段を備える場合には、ガスの供給方向およびガスの排気
方向の切り換えができる。

【００１８】また、台板に多数の孔が設けられている場
合には、供給ガスおよび排気ガスは、熱処理空間の上部
から下部へ、または下部から上部へスムーズに流動する
ことができる。

【００１９】また、炉本体が分離可能な構造である場合
には、被熱処理物の熱処理後、一方の部材を上方または
下方へ移動させて部材と部材との間に隙間を設け、ま
た、被熱処理物を熱処理するときは、部材を下方または
上方へ移動させて他方の部材と合わせることができる。

【００２０】

【実施例】以下、図１、図２を参照して、この発明の熱
処理炉の一実施例であるバッチ式焼成炉について説明す
る。このバッチ式焼成炉は、炉本体フレーム１７と、炉
本体フレーム１７に囲まれた、部材Ａおよび部材Ｂから
なる炉本体１と、部材Ａおよび部材Ｂのそれぞれの内面
に固定されたブロック状ヒータ１８と、部材Ｂの上端
部、すなわち炉本体１の上下方向中央付近に設けられた
台板５と、部材Ａおよび部材Ｂの上端部および下端部に
それぞれ設けられたガス調製管１９、２１と、ガス調製
管１９、２１のそれぞれに設けられた供給排気切り替え
手段である電動三方バルブ２３と、部材Ｂを昇降させる
ためのモータ２５とを備えている。

【００２１】炉本体１は、炉本体内部に四角錐の形状の
空洞を有している部材Ａおよび部材Ｂの２つから構成さ
れており、この部材Ａおよび部材Ｂを、四角錐の底面枠
２７で重ね合わせることによって、炉本体内部に八面体
構造をした焼成空間１３を形成している。

【００２２】また、部材Ａおよび部材Ｂには、焼成空間
１３を取り囲むように、断熱材１１が設けられている。

【００２３】炉本体フレーム１７は、四角柱の形状をし
ており、部材Ａおよび部材Ｂを取り囲む大きさで形成さ
れて、部材Ａは、炉本体フレーム１７に固定されてい
る。

【００２４】また、部材Ｂは、本体フレーム１７内で上
下移動できるように、部材Ｂの一部を、後述するウォー
ムホイル２９に固定されている。

【００２５】さらに、炉本体フレーム１７の外部からガ
スの投入および排気が行えるように、ガス調製管１９、
２１が外部に突出しており、また、後述するフレキシブ
ルチューブ３１も外部に突出している。

【００２６】ブロック状ヒータ１８は、炭化珪素（Ｓｉ
Ｃ）または金属等からなり、部材Ａおよび部材Ｂの内部
の断熱材１１に固定された状態で形成されており、炉本
体内部の八面それぞれの面に設けられている。

【００２７】また、ブロック状ヒータ１８の温度制御
は、図示しない温度制御手段によって、炉本体内部の八
面それぞれの面で別々に制御することができ、焼成空間
１３の温度を調節している。

【００２８】台板５は、部材Ｂ側に部材Ｂの底面枠２７
と略平行に設置されており、台板５上には被焼成物１５
が載置される。

【００２９】また、台板５は、多数の孔３３が設けられ
ており、これによって、雰囲気ガスは部材Ａおよび部材
Ｂの間をスムーズに流動することができる。

【００３０】ここで、台板５は被焼成物１５の形状また
は大きさによって、孔３３の形状または大きさの異なる
ものと交換して使用することが可能である。

【００３１】ガス調製管１９、２１は、部材Ａおよび部
材Ｂの四角錐の頂点部分に設けられており、ガス供給管
１９ａ、２１ａと、ガス排気管１９ｂ、２１ｂとで構成
されている。

【００３２】また、ガス調製管２１には、フレキシブル
チューブ３１が取り付けられており、ガスの供給および
排気が炉本体フレーム１７の外部から行えるようにして
いる。

【００３３】電動三方バルブ２３は、ガスの供給および
排気を切り替え制御することができ、被焼成物１５の焼
成時に、部材Ａのガス供給管１９ａより被焼成物１５の
焼成に必要な雰囲気ガスが投入されて、部材Ｂのガス排
気管２１ｂより排気ガスが排出されていたものが、電動
三方バルブ２３による切り替えによって、部材Ｂのガス
管２１ａから雰囲気ガスを投入し、部材Ａのガス管１９
ｂから排気ガスが排出することが可能で、これにより、
焼成空間１３の温度分布を均一にすることができる。

【００３４】モータ２５は、炉本体内部に被焼成物１５
を投入する時、または被焼成物１５の焼成後、焼成空間
１３を冷却する時に駆動され、チェーン３５を介してギ
ヤボックス３７に動力が伝わり、ギヤボックス３７と係
合しているスクリュージャッキ３９は、モータ２５と連
動して回転駆動されて、スクリュージャッキ３９と係合
しているウォームホイル２９を上下に移動させる。

【００３５】よって、部材Ｂは、ウォームホイル２９の
上下運動により上下移動を行うことが可能で、炉本体内
部に被焼成物１５を投入する時には下方へ移動して、被
焼成物１５を載置した後、上方へ移動して、部材Ａと重
ね合わせられる。

【００３６】また、被焼成物１５の焼成後、焼成空間１
３を冷却する時には、下方へ移動して、四角錐の底面枠
２７に隙間を設け、そこから外気を取り入れる。

【００３７】さらに、電動三方バルブ２３を制御して、
部材Ａのガス管１９ｂより排気ガスを排出し、部材Ｂを
上方へ移動させて部材Ａと重ね合わせた後、部材Ｂのガ
ス管２１ａより冷却ガスを投入することによって、被焼
成物１５の急冷却を可能にしている。

【００３８】次に、この熱処理炉による熱処理の手順を
説明する。まず、被焼成物１５は、部材Ｂの台板５上に
載置されて、炉本体内部に投入される。投入された被焼
成物１５は、焼成空間１３で断熱材１１に固定されたブ
ロック状ヒータ１８の輻射熱によって加熱され、ガス供
給管１９ａより投入され、ガス排気管２１ｂより排出さ
れる雰囲気ガスの下で熱処理される。熱処理後、部材Ｂ
を下方へ移動させて四角錐の底面枠２７に隙間を設け、
そこから外気を取り入れ、さらにガス排気管１９ｂより
排気ガスを排出し、部材Ｂを上方へ移動させて部材Ａと
重ね合わせた後、部材Ｂのガス供給管２１ａより冷却ガ
スを投入することによって、熱処理された被焼成物１５
は急速に冷却される。

【００３９】ところで、上記実施例のようなバッチ式焼
成炉では、部材Ａおよび部材Ｂによって形成される焼成
空間は、四角錐の形状を有しているが、この発明はこれ
に限定されるものではなく、例えば、三角錐、五角錐の
ような多角錐や、円錐の形状であってもよい。また、図
３に示すように、上部および下部の多角錐または円錐の
部材の間に、多角柱または円柱の部材を設けてもよい。

【００４０】また、上記実施例では、部材Ｂを上下移動
させて被焼成物１５の投入および急冷却を行っている
が、この発明はこれに限定されるものではなく、例え
ば、部材Ａを上下方向に移動させるか、または、部材Ａ
および部材Ｂを上下方向に引き離して、四角錐の底面枠
２７に隙間を設けて被焼成物１５の投入および急冷却を
行うことも可能である。

【００４１】また、上記実施例では、電動三方バルブ２
３を用いているが、この発明はこれに限定されるもので
はなく、ガスの供給および排気を切り換えられるもので
あれば特に制限はない。

【００４２】さらに、上記実施例では、ガス調製管１
９、２１は、部材Ａおよび部材Ｂにそれぞれ１本ずつ、
しかも四角錐の頂点部分に設けられているが、この発明
はこれに限定されるものではなく、例えば、所定本数の
ガス管が部材Ａまたは部材Ｂの頂点部分近傍に設けられ
ていてもよい。

【００４３】なお、この発明は、上記実施例であるバッ
チ式焼成炉に限定されるものではなく、種々の熱処理炉
において、炉本体の形状を上記実施例のような形状にす
ることによって、被熱処理物に対し、温度分布および雰
囲気が均一であって、かつ急冷却が可能な構造となり、
均一な被熱処理物を短時間で得ることが可能である。

【００４４】この発明は、さらにその他の点において
も、上記実施例に限定されるものではなく、焼成炉の材
質や具体的形状、ヒータの材質や具体的形状、台板の具
体的形状、さらにガス調製管の具体的形状などに関し、
この発明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を
加えることが可能である。

【００４５】

【発明の効果】この発明の熱処理炉によれば、熱処理空
間内の温度分布および雰囲気が均一となり、これによっ
て均一な被熱処理物を得ることが可能である。すなわ
ち、炉内面を熱処理空間の上下方向中央付近から、上端
部および下端部へ向けて内側へ傾斜させ、また、ガス調
製管を炉本体の上端部近傍および下端部近傍にそれぞれ
設けることによって、焼成空間全域のスムーズなガスの
流動ができ、上述した死角となるべき領域にもガスを供
給することができるので、ガスの効率の良い供給および
排気が可能となる。

【００４６】また被熱処理物は、ヒータによる輻射熱を
均一に受けることができるので、均一な熱処理が可能と
なる。

【００４７】また、熱処理空間が２つの多角錐を底面同
士で上下に合わせた形状である場合には、上端部および
下端部の頂点にガス調製管を設けて、熱処理空間の中央
部に位置する被熱処理物にガスを直接吹き付けて、ガス
の供給および排気をすることができるので、被熱処理物
に対して一様な効果が得られ、温度分布および雰囲気を
より一層均一にすることが可能である。

【００４８】また、ガス調製管が、ガスの供給およびガ
スの排気を切り換えることができる供給排気切り換え手
段を備える場合には、ガスの供給方向およびガスの排気
方向の切り換えを制御して調製することができるので、
焼成空間のガスの撹拌により、ガスが淀むことのない均
一な温度分布および雰囲気をつくることが可能である。

【００４９】また、台板に多数の孔が設けられている場
合には、供給ガスおよび排気ガスは、熱処理空間の上部
から下部へ、または下部から上部へスムーズに流動する
ことができるので、温度分布および雰囲気をさらに均一
にすることができる。

【００５０】また、炉本体が分離可能な構造である場合
には、被熱処理物の熱処理後、一方の部材を上方または
下方へ移動させて部材と部材との間に隙間を設け、ま
た、被熱処理物を熱処理するときは、部材を下方または
上方へ移動させて他方の部材と合わせることができるの
で、被熱処理物の熱処理後、炉本体を分離させて外気を
取り入れ、かつ雰囲気ガスを排気し、さらに炉本体を合
わせて冷却ガスを投入することによって放熱効果が良く
なるので、炉内の急速な冷却が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す焼成時の断面図。

【図２】この発明の一実施例を示す要部斜視図。

【図３】この発明による他の熱処理炉を例示した概略
図。

【図４】従来の焼成炉を示す断面図。

【符号の説明】

１炉本体３ヒータ５台板７、９ガス管１１断熱材１３焼成空間１５被焼成物１７炉本体フレームＡ、Ｂ部材１９、２１ガス調製管１９ａ、２１ａガス供給管１９ｂ、２１ｂガス排気管２３電動三方バルブ（吸気排気切
り替え手段）２５モータ２７底面枠２９ウォームホイル３１フレキシブルチューブ３３孔３５チェーン３７ギアボックス３９スクリュージャッキ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に熱処理空間を有する炉本体と、前
記熱処理空間において、上下方向中央付近に略水平に設
けられた、被熱処理物を載置するための台板と、前記炉
本体の上端部近傍および下端部近傍にそれぞれ設けられ
た、前記熱処理空間の雰囲気を調製するガス調製管とを
有し、前記熱処理空間を構成する炉内面には、被熱処理
物を加熱するヒータが設けられているとともに、前記炉
内面は、前記熱処理空間の上下方向中央付近から、上端
部近傍および下端部近傍へ向けて内側へ傾斜しているこ
とを特徴とする熱処理炉。
【請求項２】前記熱処理空間は、２つの多角錐を底面
同士で上下に合わせた形状であることを特徴とする請求
項１記載の熱処理炉。
【請求項３】前記ガス調製管は、ガスの供給、および
ガスの排気を切り換えることができる供給排気切り換え
手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の
熱処理炉。
【請求項４】前記台板は、多数の孔が設けられている
ことを特徴とする請求項１ないし３記載の熱処理炉。
【請求項５】前記炉本体は、互いに分離可能な構造で
あることを特徴とする請求項１ないし４記載の熱処理
炉。