JP2002286372A - 熱処理炉 - Google Patents

熱処理炉

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JP2002286372A
JP2002286372A JP2001090298A JP2001090298A JP2002286372A JP 2002286372 A JP2002286372 A JP 2002286372A JP 2001090298 A JP2001090298 A JP 2001090298A JP 2001090298 A JP2001090298 A JP 2001090298A JP 2002286372 A JP2002286372 A JP 2002286372A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス噴出口からの噴出速度および全体のガ
ス供給量を維持しつつ、ガス供給管1本あたりのガス供
給量を低減させる。 【解決手段】 2本以上のガス供給管を、それぞれ長さ
方向に2以上の領域に分割し、そのいずれかの領域にガ
ス噴出口を形成し、それぞれ異なる領域にガス噴出口が
形成されたガス供給管を一組として炉内に配設する。前
記一組のガス供給管によるガス噴出領域は、少なくとも
炉床の上に配置された被熱処理物の全高さ領域を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、未焼成のセラミ
ック素子などの被熱処理物を、所定の雰囲気中で熱処理
する場合などに用いられる熱処理炉に関し、特に、その
ガス供給管の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】セラミック電子部品などの製造工程にお
いて、未焼成のセラミック素子などの被熱処理物を焼成
する場合、通常は、バッチ式の熱処理炉やトンネル式の
熱処理炉を用いて、炉内に被熱処理物を載置した熱処理
匣を多段に積み上げ、被熱処理物の周囲の雰囲気を所定
の条件に制御するために、炉内に雰囲気ガスを供給しな
がら熱処理を行う。
【0003】図5(a)、(b)は、炉床回転式のバッ
チ式熱処理炉1の断面構造および炉内に雰囲気ガスを供
給している状態を示す図であり、(a)は縦断面図、
(b)は横断面図である。バッチ式熱処理炉1は、炉本
体2と、炉本体下部に設けられた炉床3と、炉本体2内
部に固定された2本のヒータ4、4と、炉本体2の上部
から略鉛直方向に挿入された2本のガス供給管5、5
と、同じく炉本体2の上部から略鉛直方向に挿入された
ガス排気管6と、を備え、炉床3の回転床3aには、被
熱処理物を載置した匣7が多段に積み上げられている。
なお、炉本体2内部の焼成空間の周りには断熱材8が取
りつけられている。
【0004】ガス供給管5は、図6に示すように、ガス
供給管5の長さ方向に沿って略全長に複数のガス噴出口
9が設けられており、ガス噴出口9が匣7に向くように
炉内に配設される。通常、ガス供給管5は匣7の周囲に
複数本配設され、図5(a)、(b)に矢印で示すよう
に、周囲から匣7に向かって雰囲気ガスが供給される仕
組みになっている。
【0005】すなわち、図示されていないガス供給装置
から雰囲気ガスが所定の圧力をもってガス供給管5に供
給されると、ガス噴出口9からは、室温で数m/sに達
する速度で雰囲気ガスが噴出される。この雰囲気ガス
が、炉内の遠方や積み上げられた匣7の隙間に入りこむ
ことにより、雰囲気の偏りが防止され、均一な雰囲気中
で熱処理が行われる。なお、炉床3の回転床3aの回転
によっても、被熱処理物とガス供給管5の相互位置が変
化し、被熱処理物に対する雰囲気ガスの噴出状態に偏り
が生じるのを抑制している。
【0006】
【発明が解決しようする課題】従来の熱処理炉1では、
ガス供給管5のガス噴出口9から数m/s程度の噴出ガ
ス流速を得るためには、1本のガス供給管5に20〜5
0LMものガスを供する必要がある。ガス供給管5への
ガス供給量が多いと、雰囲気ガスが流れこむガス供給管
5開口部5a近傍の温度が低下し、ガス供給管5先端部
5bとの温度差が大きくなり、熱膨張の差により、ガス
供給管5が折損しやすかった。
【0007】焼成途中に少なくとも一本のガス供給管5
が折損すると、折損部より雰囲気ガスが放出してしまう
ため、他のガス供給管5は、圧力低下が生じてガス噴出
口9から雰囲気ガスが噴出されなくなる。その結果、匣
7内部への雰囲気ガスの供給不足から、焼成後の被熱処
理物の特性に不良が発生したり、バラツキが大きくなる
という問題があった。
【0008】さらに、上述のように、従来のガス供給管
5は折損しやすく、そのライフは約半年であり、ガス供
給管5の頻繁な取替えは、焼成コストアップの要因とな
っていた。
【0009】この発明の目的は、ガス供給管のライフを
向上させ、焼成による特性不良、ばらつきを低減し、さ
らに焼成コストを削減した熱処理炉を提供することであ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる熱処理
炉は、内部に熱処理空間を有する炉本体と、前記炉本体
下部に設けられた炉床と、前記炉本体内部に設けられた
ヒータと、前記炉本体内部に略鉛直方向に挿入された2
本以上のガス供給管と、同じく前記炉本体内部に挿入さ
れたガス排気管と、を備え、前記2本以上のガス供給管
は、それぞれ長さ方向の略全領域が長さ方向に2以上の
領域に分割され、そのいずれかの領域にガス噴出口が形
成されており、前記2本以上のガス供給管によるガス噴
出領域は、少なくとも炉床の上に配置された被熱処理物
の全高さ領域を含むことを特徴とする。
【0011】前記2本以上のガス供給管は、分割された
それぞれの領域にガス噴出口が形成されたガス供給管を
一組として、炉内に配設され、前記一組のガス供給管に
よるガス噴出領域は、少なくとも炉床の上に配置された
被熱処理物の全高さ領域を含むことが好ましい。
【0012】例えば、2本のガス供給管をそれぞれ長さ
方向に上下2つの領域に分割し、それぞれ上下いずれか
の領域にガス噴出口を形成し、その2本のガス供給管を
1組として用いることにより、略全長にガス噴出口が形
成された1本のガス供給管と比較して、ガス噴出速度お
よび全体のガス供給量を維持しつつ、ガス供給管1本あ
たりのガス供給量を1/2に低減できる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、この発明の1つの実施の形
態について、図1、図2を用いて説明する。ただし、従
来例のバッチ式熱処理炉1と同一のものについては同一
の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【0014】図1(a)、(b)は、炉床回転式のバッ
チ式熱処理炉11の断面構造および炉内に雰囲気ガスを
供給している状態を示す図であり、(a)は縦断面図、
(b)は横断面図である。バッチ式熱処理炉11は、炉
本体2と、炉本体下部に設けられた炉床3と、炉本体2
内部に固定された2本のヒータ4と、炉本体2の上部か
ら略鉛直方向に挿入された4本のガス供給管15、1
6、15、16と、同じく炉本体2の上部から略鉛直方
向に挿入されたガス排気管6と、を備え、炉床3の回転
床3aには、被熱処理物を載置した匣7が多段に積み上
げられている。
【0015】ガス供給管15、16は、高純度緻密質ア
ルミナからなり、図2に示すように、一端が雰囲気ガス
供給口15a、16aとして開口し、他端である先端部
15b、16bが閉塞された筒状構造を有している。ガ
ス供給管15、16の外径は20mm、内径は15m
m、長さは75mmである。
【0016】ガス供給管15とガス供給管16とは、筒
状部におけるガス噴出口9の形成領域が異なっている。
すなわち、ガス供給管15は、長さ方向に2つの領域に
分割した下半部にガス噴出口9が形成され、ガス供給管
16は、上半部にガス噴出口9が形成されている。ガス
噴出口9の直径は0.5mm、ピッチは1mmである。
【0017】そして、ガス供給管15とガス供給管16
各1本ずつを一組として、計4本二組が、それぞれ匣7
を挟んで対向するように炉内に配設される。これによ
り、図1(a)、(b)に矢印で示すように、匣7の周
囲から匣7の全高さ領域に雰囲気ガスが供給される。
【0018】すなわち、バッチ式熱処理炉11では、従
来のバッチ式熱処理炉1で用いていた1本のガス供給管
5のガス噴出領域を上下2分割し、それぞれ2本のガス
供給管15、16に別々にガス噴出領域を形成してい
る。これにより、ガス供給管15、16、1本あたりの
ガス噴出領域が従来例の1/2となり、全体のガス供給
量を維持しつつ、従来の1/2のガス流量で従来どおり
のガス噴出速度を得ることができる。
【0019】上記実施例によれば、ガス供給管15、1
6、1本当たりのガス流量を1/2に低減することによ
り、ガス供給管のライフは約半年から1.5年〜2年へ
と飛躍的に向上した。
【0020】なお、上記実施例においては、ガス供給管
15、16の材質は、高純度緻密質アルミナに限らず、
熱処理炉の温度と雰囲気に耐え得る材質であれば、Si
Cなどの他のセラミック材料、あるいはインコネルなど
の金属質でも可能であるが、熱膨張差で折損しやすいセ
ラミック製のガス供給管に特に有効である。
【0021】また、上記実施例において、ガス噴出口9
は、直径0.5mmの円形、ピッチは1mmとしたが、
被熱処理物の周囲の雰囲気を所定の条件に制御できる範
囲で、ガス噴出口の形状やピッチを任意に選択すること
ができる。例えば、ガス噴出口の孔形状はスリット状や
楕円形状であってもよい。
【0022】また、上記実施例においては、従来例の1
本のガス供給管5に形成されたガス噴出領域を上下に2
分割し、2本のガス供給管15、16にそれぞれガス噴
出領域を設けているが、より多数の領域に分割して、よ
り多数のガス噴出領域を設けてもよい。例えば、図3に
示す他の実施例は、従来例の1本のガス供給管5に形成
されたガス噴出領域を上中下に3分割し、3本のガス供
給管17、18、19にそれぞれのガス噴出領域を設
け、この3本のガス供給管17、18、19を一組とし
て用いるものである。これによれば、ガス供給管17、
18、19、1本あたりのガス流量は従来例のガス供給
管5の1本あたりのガス流量の1/3に低減される。
【0023】さらに、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、図4に示すよ
うに、連続式炉に用いてもよい。
【0024】
【発明の効果】この発明によれば、2本以上のガス供給
管を、それぞれ長さ方向に2以上の領域に分割し、その
いずれかの領域にのみガス噴出口を形成し、それぞれ異
なる領域にガス噴出口が形成された複数のガス供給管を
一組として炉内に配設することにより、長さ方向の略全
領域にガス噴出口を形成した従来のガス供給管1本と比
較して、ガス噴出口からのガス噴出速度および全体のガ
ス流量を維持しつつ、ガス供給管1本あたりのガス供給
量を低減することができる。
【0025】これにより、ガス供給管のライフを向上さ
せ、焼成における特性不良、ばらつきを低減し、さらに
焼成コストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の1つの実施の形態の熱処理炉を示し
ており、(a)は縦断面図、(b)は横断面図である。
【図2】図1の熱処理炉に用いられるガス供給管を示す
斜視図である。
【図3】この発明の他の実施の形態に係るガス供給管を
示す斜視図である。
【図4】この発明の他の実施の形態に係る熱処理炉を示
す概略図である。
【図5】従来例の熱処理炉を示しており、(a)は縦断
面図、(b)は横断面図である。
【図6】図5の熱処理炉に用いられるガス供給管を示す
斜視図である。
【符号の説明】
11 バッチ式熱
処理炉 2 炉本体 3 炉床 4 ヒータ 15、16、17、18、19 ガス供給管 6 ガス排気管 7 匣 9 ガス噴出口

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に熱処理空間を有する炉本体と、前
    記炉本体下部に設けられた炉床と、前記炉本体内部に設
    けられたヒータと、前記炉本体内部に略鉛直方向に挿入
    された2本以上のガス供給管と、同じく前記炉本体内部
    に挿入されたガス排気管と、を備え、 前記2本以上のガス供給管は、それぞれ長さ方向の略全
    領域が長さ方向に2以上の領域に分割され、そのいずれ
    かの領域にガス噴出口が形成されており、 前記2本以上のガス供給管によるガス噴出領域は、少な
    くとも炉床の上に配置された被熱処理物の全高さ領域を
    含むことを特徴とする熱処理炉。
  2. 【請求項2】 前記2本以上のガス供給管は、分割さ
    れたそれぞれの領域にガス噴出口が形成されたガス供給
    管を一組として、炉内に配設され、前記一組のガス供給
    管によるガス噴出領域は、少なくとも炉床の上に配置さ
    れた被熱処理物の全高さ領域を含むことを特徴とする請
    求項1記載の熱処理炉。
JP2001090298A 2001-03-27 2001-03-27 熱処理炉 Expired - Lifetime JP3985460B2 (ja)

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