(57)【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、炉本体に配設されたガス供給管およびガス排気管と、ガス管回転駆動手段とを備え、前記ガス排気管は、前記ガス管回転駆動手段と連結されており、回転駆動が可能であることを特徴とする熱処理炉。
【請求項２】
前記ガス供給管は、前記ガス管回転駆動手段と連結されており、回転駆動が可能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】
前記ガス供給管と前記ガス排気管とは、連結具を介して互いに連動し、前記ガス管回転駆動手段により回転駆動が可能であることを特徴とする請求項２記載の熱処理炉。
【請求項４】
前記ガス供給管は複数本からなり、連結具を介して互いに連動し、前記ガス管回転駆動手段により回転駆動が可能であることを特徴とする請求項２または３記載の熱処理炉。
【請求項５】
前記ガス排気管は複数本からなり、連結具を介して互いに連動し、前記ガス管回転駆動手段により回転駆動が可能であ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６】
前記ガス供給管と前記ガス排気管とは、それぞれ複数本からなり、連結具を介して連動し、前記ガス管回転駆動手段により回転駆動が可能であることを特徴とする請求項２ないし５記載の熱処理炉。
【請求項７】
前記ガス供給管は、長手方向に複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６記載の熱処理炉。
【請求項８】
前記ガス排気管は、長手方向に複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７記載の焼成炉。
【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３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１下部に設けられた炉床２と、炉床２の上部に設置された台板３と、炉本体１内部に固定されたヒータ４と、炉本体１の所定位置に設けられたガス供給管５、およびガス排気管６を備えている。
【０００３】
炉本体１は、内部に焼成空間７を有し、焼成空間７のまわりには断熱材８が取り付けられている。
【０００４】
炉床２は、炉本体１下部に設けられ、図示しない油圧もしくはスクリューによる昇降機構により、炉本体１内部に被焼成物を投入することができ、被焼成物を含んだ匣９を設置された状態で上昇し、被焼成物を焼成した後、被焼成物を取り出すために下降する。
【０００５】
また、炉床２は、被焼成物の焼成中には、図示しないモータにより、回転駆動することが可能で、被焼成物は、回転しつつ焼成されることになる。
【０００６】
台板３は、被焼成物を載置するために炉床２の上部に固定した状態で設置され、被焼成物の出し入れ、および焼成中には、炉床２とともに昇降、および回転駆動される。
【０００７】
ヒータ４は、棒状の炭化珪素（ＳｉＣ）等からなり、炉本体１内部の焼成空間７で、匣９のまわりに垂直方向に所定本数が固定されている。
【０００８】
ガス供給管５は、棒状の形状をしており、炉本体１内部の焼成空間７の炉壁１０の近傍に垂直方向に所定本数が設置されている。
【０００９】
ガス排気管６は、棒状の形状をしており、炉本体１内部の焼成空間７の中央部に垂直方向に設置されている。
【００１０】
従って、被焼成物を含んだ匣９は、炉床２の上部の台板３上に設置された状態で上昇し、炉本体１内部に設置されると、ガス供給管５より投入された雰囲気ガスの下で、回転運動を行い、炉本体１内部に固定されたヒータ４の輻射熱によって加熱焼成される。また、被焼成物の焼成によって発生した排ガスは、ガス排気管６から排出される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなバッチ式焼成炉では、炉床２、および炉床２の上部に固定した台板３が図示しないモータにより回転駆動をするため、台板３上の匣９は、回転運動による振動により、匣くずれの原因となっている。
【００１２】
また、被焼成物を含めた炉床２を回転駆動するため、大きな駆動トルクを有する機構が必要であり、無駄が多く、コストアップに繋がる。
【００１３】
さらに、炉床２が回転駆動することで、ガス供給管５、およびガス排気管６の取り付け位置が、炉本体１の中心部、および炉壁１０の近傍に限られてしまうのだが、炉壁１０の近傍にガス供給管５、またはガス排気管６を設置した場合、炉本体１内部の温度分布、および雰囲気を均一にするためには、多数のガス供給管５、またはガス排気管６が必要となり、メンテナンスにも時間がかかる。
【００１４】
この発明の目的は、被熱処理物を確実にかつ均一に熱処理することのできる熱処理炉を低コストにて提供することにある。
【００１５】
【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、炉本体に配設されたガス供給管およびガス排気管と、ガス管回転駆動手段とを備え、前記ガス排気管は、前記ガス管回転駆動手段と連結されており、回転駆動が可能であることを特徴とするものである。
【００１６】
また、この発明は、前記ガス供給管は、前記ガス管回転駆動手段と連結されており、回転駆動が可能であることを特徴とするものである。
【００１９】
また、この発明は、前記ガス供給管と前記ガス排気管とは、連結具を介して互いに連動し、前記ガス管回転駆動手段により回転駆動が可能であることを特徴とするものである。
【００２０】
また、この発明は、前記ガス供給管は複数本からなり、連結具を介して互いに連動し、前記ガス管回転駆動手段により回転駆動が可能であることを特徴とするものである。
【００２１】
また、この発明は、前記ガス排気管は複数本からなり、連結具を介して互いに連動し、前記ガス管回転駆動手段により回転駆動が可能であることを特徴とするものである。
【００２２】
また、この発明は、前記ガス供給管と前記ガス排気管とは、それぞれ複数本からなり、連結具を介して連動し、前記ガス管回転駆動手段により回転駆動が可能であることを特徴とするものである。
【００２３】
また、この発明は、前記ガス供給管は、長手方向に複数の孔が設けられていることを特徴とするものである。
【００２４】
さらに、この発明は、前記ガス排気管は、長手方向に複数の孔が設けられていることを特徴とするものである。
【００２５】
【作用】
この発明の熱処理炉では、ガス管回転駆動手段によりガス管を回転駆動させることで、匣の移動をせずに被熱処理物の熱処理ができる。
【００２６】
また、ガス管は、コンパクトなガス管回転駆動手段により、回転駆動させることができる。
【００２７】
また、ガス管は、炉本体のどの位置にでも配設することができる。
【００２８】
また、ガス供給管をガス管回転駆動手段と連結させ、回転駆動させる場合には、制御されたガス管回転駆動手段の回転に応じて、ガス供給管を回転させることができる。
【００２９】
また、ガス排気管をガス管回転駆動手段と連結させ、回転駆動させる場合には、制御されたガス管回転駆動手段の回転に応じて、ガス排気管を回転させることができる。
【００３０】
また、ガス供給管およびガス排気管をガス管回転駆動手段と連結させ、回転駆動させる場合には、制御されたガス管回転駆動手段の回転に応じて、ガス供給管およびガス排気管を回転させることができる。
【００３１】
また、ガス供給管とガス排気管とを連結具を介して互いに連動し、回転駆動させる場合には、制御されたガス管回転駆動手段の回転に応じて、ガス供給管またはガス排気管を回転させることができ、さらに連動するガス供給管またはガス排気管を回転させることができる。
【００３２】
また、複数本からなるガス供給管を、連結具を介して互いに連動し、回転駆動させる場合には、制御されたガス管回転駆動手段の回転に応じて、複数本のガス供給管を連動させて回転させることができる。
【００３３】
また、複数本からなるガス排気管を、連結具を介して互いに連動し、回転駆動させる場合には、制御されたガス管回転駆動手段の回転に応じて、複数本のガス排気管を連動させて回転させることができる。
【００３４】
また、複数本からなるガス供給管およびガス排気管を、連結具を介して互いに連動し、回転駆動させる場合には、制御されたガス管回転駆動手段の回転に応じて、複数本のガス供給管およびガス排気管を連動させて回転させることができる。
【００３５】
また、ガス供給管の長手方向に複数の孔が設けられる場合には、孔の形状によって雰囲気ガスを広範囲に供給することができる。
【００３６】
さらに、ガス排気管の長手方向に複数の孔が設けられる場合には、熱処理空間の隅々までの排気をすることができる。
【００３７】
【実施例】
以下、図１、および図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、図１に示すように、炉床２を昇降することにより、被熱処理物である被焼成物を炉本体１内部に出し入れする炉床昇降型バッチ式焼成炉であり、炉本体１と、炉本体１の下部に設けられた炉床２と、炉床２の上部に設置された台板３と、炉本体１の内部に固定されたヒータ４と、炉本体１の上部に設置されたガス管回転駆動手段であるモータ１５と、炉本体１に設けられたガス供給管５、およびガス排気管６を備えている。
【００３８】
炉本体１は、内部に熱処理空間である焼成空間７を有し、焼成空間７のまわりには、断熱材８が取り付けられている。
【００３９】
炉床２は、炉本体１の下部に設けられ、図示しない油圧もしくはスクリューによる昇降機構により、炉本体１の内部に図示しない被焼成物を投入することができ、被焼成物を設置された状態で上昇し、被焼成物を焼成した後、被焼成物を取り出すために下降する。
【００４０】
台板３は、被焼成物を載置するために炉床２の上部に固定した状態で設置され、被焼成物を出し入れするときに、炉床２とともに昇降する。
【００４１】
ヒータ４は、棒状の炭化珪素（ＳｉＣ）等からなり、炉本体１の内部の焼成空間７で、匣９のまわりに垂直方向に所定本数が固定されている。
【００４２】
ガス供給管５は、棒状の形状をしており、炉本体１内部の焼成空間７の中央部に垂直方向に設置され、ガス供給管５の一端は、炉本体１の外部から雰囲気ガスを投入するために、炉本体１の上部から外部に突出している。
【００４３】
また、炉本体１とはベアリング軸受け１１によって、炉本体１上部の断熱材８で固定されており、炉本体１の上部から突出した部分には、セラミック製のスプロケット１２が上下に２つ設けられている。ここで、スプロケット１２は、セラミックチェーン１４を係合させるためのものである。
【００４４】
さらに、ガス供給管５とモータ１５とはセラミックチェーン１４を介して連結されており、従ってガス供給管５はモータ１５と連動して回転可能となり、モータ１５の回転駆動をを制御することにより、ガス供給管５の回転駆動も制御される。
【００４５】
ここでまた、ガス供給管５には、図２に示すように、長手方向に複数の孔１３が設けられている。
孔１３は丸穴１３ａと長穴１３ｂで構成されており、略円形の丸穴１３ａと長手方向に長辺をもつ長穴１３ｂは、それぞれ焼成匣９のピッチに合わせた間隔で、長手方向に縦一列に配列しており、ガス供給管５の円周方向に沿って、丸穴１３ａと長穴１３ｂが交互に配列している。
【００４６】
ガス排気管６は、棒状の形状をしており、炉本体１内部の焼成空間７で垂直方向に所定本数が設けられ、炉壁１０の近傍に等間隔に設置されている。
【００４７】
また、炉本体１とはベアリング軸受け１１によって、炉本体１上部の断熱材８で固定されており、ガス排気管６の一端は、炉本体の外部へ排気ガスを排出するために、炉本体１の上部から外部に突出しており、突出した部分には、セラミック製のスプロケット１２が設けられている。
【００４８】
さらに、２本のガス排気管６、６は、スプロケット１２で連結具であるセラミックチェーン１４と係合することで連結されている。
【００４９】
また、２本のガス排気管６、６のうち１つはガス供給管５とスプロケット１２でセラミックチェーン１４を介して連結されている。
【００５０】
従って、ガス排気管６、６は、モータ１５およびガス供給管５と連動して回転可能になっている。
【００５１】
さらに、ガス排気管６には、長手方向に複数の孔１３が設けられている。
孔１３は丸穴１３ｃで構成されており、長手方向に縦一列に配列しており、ガス排気管６の円周方向に沿って、等間隔に配列している。
【００５２】
ここで、本願発明の熱処理炉の一実施例であるバッチ式焼成炉による焼成方法について説明する。
まず、被焼成物を含んだ匣９は、昇降機構を有する炉床２の上部の台板３上に設置された状態で上昇し、炉本体１の内部に設置される。
【００５３】
次に、モータ１５を駆動させ、ガス供給管５を回転させながら、ガス供給管５から雰囲気ガスを供給することにより、２種類の孔１３ａ、１３ｂから雰囲気ガスが、放射状に異なる勢いで噴出されて、焼成空間７内に雰囲気ガスが撹拌する。
【００５４】
ガス供給管５は、焼成プロファイルに合わせてインバータ制御され、炉本体１内部へ被焼成物の焼成に必要な雰囲気ガスを投入する。
【００５５】
被焼成物は、ガス供給管５より投入された雰囲気ガスの下で、炉本体１内部に固定されたヒータ４の輻射熱によって、加熱焼成される。
【００５６】
また、被焼成物の焼成によって発生した排ガスは、ガス排気管６に設けられた複数の丸穴１３ｃから効率よく排出される。
【００５７】
そして、加熱焼成された被焼成物は、炉床２の下降とともに炉本体１の外部へ取り出される。
【００５８】
ところで、上記実施例のようなバッチ式焼成炉では、ガス供給管５が炉本体１の中央部に設置され、ガス排気管６が炉壁１０の近傍に設置されているが、この発明はこれに限定されるものではなく、例えば、炉壁１０の近傍に所定本数のガス供給管５を配置し、炉本体１の中央部にガス排気管６を配置する構造であってもよい。また、ガス供給管とガス排気管とを炉壁１０の近傍にそれぞれ所定本数配置してもよいし、炉本体１の中央部にガス供給管とガス排気管とをそれぞれ所定本数配置してもよい。
【００５９】
さらに、上記実施例では、ガス供給管５とモータ１５とは、スプロケット１２にセラミックチェイン１４を係合することによって連動することが可能であるが、この発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ループ状ベルトを、ガス供給管５とモータ１５とに固定されたプーリーに係合して、連動することも可能である。
【００６０】
また、上記実施例では、モータ１５はセラミックチェイン１４を介して１本のガス供給管５を回転駆動させているが、この発明はこれに限定されるものではなく、例えば、炉本体１に所定本数のガス供給管５を設置し、任意本数のガス供給管５を回転駆動させてもよいし、所定本数のガス排気管６を設置し、任意本数のガス排気管６を回転駆動させてもよい。
【００６１】
また、上記実施例では、ガス供給管５とガス排気管６とを連結させているが、この発明はこれに限定されるものではなく、所定本数のガス供給管５を設置し、任意のガス供給管５とガス供給管５とを連結させてもよいし、所定本数のガス排気管６を設置し、任意のガス排気管６とガス排気管６とを連結させてもよいし、所定本数のガス供給管５とガス排気管６とを設置し、任意のガス供給管５と任意のガス排気管６とを連結させてもよい。
【００６２】
また、上記実施例では、ガス供給管５とモータ１５とを連結させているが、この発明はこれに限定されるものではなく、ガス排気管６に連結してもよいし、また所定本数のガス供給管５の任意本数のガス供給管５にモータ１５を取り付けたり、所定本数のガス排気管６の任意本数のガス排気管６にモータ１５を取り付けてもよい。
【００６３】
さらに、上記実施例では、ガス供給管５に丸穴１３ａと長穴１３ｂとが設けられ、またガス排気管６に丸穴１３ｃが設けられているが、この発明はこれに限定されるものではなく、種々の孔１３の形状が可能である。
【００６４】
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、ガス供給管を回転駆動させることによって、被熱処理物を確実にかつ均一に熱処理することのできる熱処理炉を低コストにて提供することができる。
【００６５】
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、熱処理炉の材質や具体的形状、台板の材質や具体的形状、ガス供給管とガス排気管の材質や具体的形状、スプロケットやセラミックチェインの材質や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。
【００６６】
【発明の効果】
この発明の焼成炉では、ガス管回転駆動手段によりガス管を回転駆動させることで、匣の移動をせずに被熱処理物の熱処理ができるので、回転運動による振動によって、焼成匣の匣くずれが起こることはない。
【００６７】
また、ガス管は、コンパクトなガス管回転駆動手段により、回転駆動させることができるので、ガス管の回転駆動は、炉床を回転駆動させる場合よりもはるかに小さな駆動トルクで済み、ガス管を回転駆動させる機構も小さくすることが可能であり、しかも低コストである。
【００６８】
また、ガス管は、炉本体のどの位置にでも配設することができるので、ガス供給管、およびガス排気管の取り付け位置が、炉本体の中心部、および炉壁の近傍に限られてしまうことなく、任意の位置に取り付けることができ、メンテナンスが容易である。
【００６９】
また、ガス供給管をガス管回転駆動手段と連結させ、回転駆動させる場合には、被熱処理物に対し、雰囲気ガスの供給効率が良くなり、雰囲気ガスを一定の割合で供給することができる。
【００７０】
また、ガス排気管をガス管回転駆動手段と連結させ、回転駆動させる場合には、被熱処理物に対し、雰囲気ガスの排気効率が良くなり、雰囲気ガスを一定の割合で排気することができる。
【００７１】
また、ガス供給管およびガス排気管をガス管回転駆動手段と連結させ、回転駆動させる場合には、被焼成物に対し、雰囲気ガスの供給および排気効率が良くなり、雰囲気ガスの流動がよりスムーズになる。
【００７２】
また、ガス供給管とガス排気管とを連結具を介して互いに連動し、回転駆動させる場合には、被焼成物に対し、雰囲気ガスの供給効率および排気効率が良くなり、雰囲気ガスの流動がよりスムーズになる。
【００７３】
また、複数本からなるガス供給管を、連結具を介して互いに連動し、回転駆動させる場合には、雰囲気ガスの供給効率がより一層良くなる。
【００７４】
また、複数本からなるガス排気管を、連結具を介して互いに連動し、回転駆動させる場合には、雰囲気ガスの排気効率がより一層良くなる。
【００７５】
また、複数本からなるガス供給管およびガス排気管を、連結具を介して互いに連動し、回転駆動させる場合には、雰囲気ガスの供給効率および排気効率がより一層良くなる。
【００７６】
また、ガス供給管の長手方向に複数の孔が設けられる場合には、孔の形状によって雰囲気ガスを広範囲に供給することができるので、確実な雰囲気ガスの供給が可能であり、雰囲気ガスの供給効率がより一層良くなる。さらに、匣のピッチに合わせた撹拌性の良い雰囲気ガスの投入を行うことができる。
【００７７】
さらに、ガス排気管の長手方向に複数の孔が設けられる場合には、確実な雰囲気ガスの排気により熱処理空間の隅々までの排気が可能で、雰囲気ガスの排気効率がさらに良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す部分断面図。
【図２】この発明の一実施例のガス供給管の要部拡大図。
【図３】従来のバッチ式焼成炉を示す部分断面図。
【符号の説明】
１            炉本体
２            炉床
３            台板
４            ヒータ
５            ガス供給管
６            ガス排気管
７            焼成空間（熱処理空間）
８            断熱材
９            匣
１０            炉壁
１３            孔
１３ａ          丸穴
１３ｂ          長穴
１３ｃ          丸穴
１５            モータ
【図１】
0003548771.tif 000002
【図２】
0003548771.tif 000003
【図３】
0003548771.tif 000004