(57)【要約】【課題】プレート状載置体上の被熱処理物の周囲に所要のガスを充分に長く滞留させて、熱処理品質の向上を図る。【解決手段】炉室３のような熱処理空間の内部に、被熱処理物ｗを載置する複数のプレート状載置体７が上下多段に積み重ねて配置され、このプレート状載置体７の積み重ね段８に対して、その側方に開口する上下複数のガス放出口１０ａから熱処理用の所要のガスが放出供給される。ガス放出口１０ａは、プレート状載置体７の積み重ね段８に向けられるとともに、前記ガス放出口１０ａからのガスの放出角度θは、プレート状載置体７の積み重ね方向と直交する面に対して鋭角となる斜めの放出角度に設定されている。【選択図】  図１
2004311591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被熱処理物を載置する複数のプレート状載置体が互いに所定の間隔を隔てて上下多段に積み重ねて配置される熱処理空間内において、前記プレート状載置体の積み重ね段に対して、その側方に開口する上下複数のガス放出口から熱処理用の所要のガスを放出して被熱処理物の熱処理を行う熱処理方法であって、
前記ガス放出口が前記プレート状載置体の積み重ね段に向けられるとともに、前記ガス放出口から前記ガスが、前記プレート状載置体の積み重ね方向と直交する面に対して鋭角となる斜めの放出角度で放出されることを特徴とする熱処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の熱処理方法において、
前記放出角度は、その角度をθ、前記ガス放出口からプレート状載置体までの水平離間距離をＢ、ガス放出口からのガス放出方向に沿ったプレート状載置体の幅をＬ、プレート状載置体の上下積み重ね間隔をＨとした場合、式
｜ｔａｎθ｜≧Ｈ／（Ｌ＋Ｂ）
を満たす値の角度であることを特徴とする熱処理方法。
【請求項３】
内部に、被熱処理物を載置する複数のプレート状載置体が互いに所定の間隔を隔てて上下多段に積み重ねて配置される炉室を有し、かつ、前記プレート状載置体の積み重ね段の側方となる位置に、熱処理用の所要のガスを放出するガス放出口が上下複数開設され、
前記ガス放出口は前記プレート状載置体の積み重ね段に向けて設けられるとともに、前記ガス放出口からの前記ガスの放出角度が、前記プレート状載置体の積み重ね方向と直交する面に対して鋭角となる斜めの角度に設定されていることを特徴とする熱処理炉。
【請求項４】
請求項３に記載の熱処理炉において、
前記放出角度は、その角度をθ、前記ガス放出口からプレート状載置体までの水平離間距離をＢ、ガス放出口からのガス放出方向に沿ったプレート状載置体の幅をＬ、プレート状載置体の上下積み重ね間隔をＨとした場合、式
｜ｔａｎθ｜≧Ｈ／（Ｌ＋Ｂ）
を満たす値の角度であることを特徴とする熱処理炉。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の熱処理炉において、
前記プレート状載置体の積み重ね段の側方となる位置に、ガス供給管が前記プレート状載置体の積み重ね方向と平行に設けられ、このガス供給管にはその長さ方向に沿って、前記放出角度のガス放出口が複数設けられていることを特徴とする熱処理炉。
【請求項６】
請求項５に記載の熱処理炉において、
前記ガス供給管は、その長さ方向に沿って変位することを特徴とする熱処理炉。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の熱処理炉において、
前記ガス供給管は、複数本あって、前記プレート状載置体の積み重ね段の配置位置を囲むよう互いに離間した位置に設けられていることを特徴とする熱処理炉。
【請求項８】
請求項３ないし請求項７のいずれかに記載の熱処理炉において、
前記プレート状載置体の積み重ね段は、炉室内の配置位置で縦軸周りに回転することを特徴とする熱処理炉。
【請求項９】
請求項３ないし請求項７のいずれかに記載の熱処理炉において、
前記炉室は、水平一方向に沿って長く形成されており、前記プレート状載置体の積み重ね段は、前記炉室の長さ方向に沿って移動することを特徴とする熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱処理方法およびこれに用いる熱処理炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
数百個あるいは数千個という多数の小型の被熱処理物を、所要のガスが供給される状態のもとで一括して焼成等の熱処理をする場合、これらの被熱処理物は、平坦なプレート（セッターと称される）、もしくは面積に対して底の浅い匣等のプレート状載置体上に載置される。被熱処理物が載置された複数のプレート状載置体は、互いに所定の間隔を隔てて上下多段に積み重ねられて、焼成炉等の熱処理炉の炉室内に配置される。
【０００３】
バッチ式熱処理炉の場合、プレート状載置体の積み重ね段は、炉室内の定位置に配置される。バッチ式熱処理炉の中には、炉室内に配置されたプレート状載置体の積み重ね段が、その配置位置で縦軸周りに回転させられるものもある。連続式の熱処理炉には、水平一方向に沿って長い炉室があり、前記のプレート状載置体の積み重ね段は、この炉室内に運び込まれて、炉室の長さ方向に沿って移動する。
【０００４】
上記のような熱処理炉の炉室内には、通常、前記のプレート状載置体の積み重ね段の側方に位置するようガス供給管が配備されており、このガス供給管に設けられたガス放出口から、熱処理用の所要のガスが投入される（特許文献１参照）。このガスは、被熱処理物の加熱温度を制御したり、被熱処理物に生じる反応を促進もしくは抑制したりするためのもので、酸素ガス等の反応ガスや、窒素ガス等の不活性ガス、反応ガスと不活性ガスとの混合ガス等がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２８７８８０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来では、プレート状載置体上の被熱処理物にガスを供給するため、ガス放出口からのガスの放出方向が水平方向で、プレート状載置体の載置面に平行な方向の供給がなされている。しかし、この場合、供給ガスの一部あるいは大半が、被熱処理物に長く接触することなく、プレート状載置体間の間隔を素通りしてしまい、被熱処理物の周囲に長く滞留せず、被熱処理物の周囲を必要なガス雰囲気とすることができなかった。そのため、所要の熱処理を行うのに時間がかかったり、熱処理の品質にばらつきができる、という問題があった。
【０００７】
一方、ガスの放出速度を遅くして、できるかぎり被熱処理物の周囲にガスを滞留させるようにすると、ガスがプレート状載置体の中央まで到達しなかったり、プレート状載置体の一部にだけしか到達できなくなる。
【０００８】
したがって、本発明は、プレート状載置体上の被熱処理物の周囲に所要のガスを充分に長く滞留させることを、解決すべき課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱処理方法は、被熱処理物を載置する複数のプレート状載置体が互いに所定の間隔を隔てて上下多段に積み重ねて配置される熱処理空間内において、前記プレート状載置体の積み重ね段に対して、その側方に開口する上下複数のガス放出口から熱処理用の所要のガスを放出して被熱処理物の熱処理を行う熱処理方法であって、前記ガス放出口が前記プレート状載置体の積み重ね段に向けられるとともに、前記ガス放出口から前記ガスが、前記プレート状載置体の積み重ね方向と直交する面に対して鋭角となる斜めの放出角度で放出されることを特徴とするものである。
【００１０】
上記の構成のうち、プレート状載置体には、平坦なプレートばかりでなく、面積に対して底の浅い匣等、全体としてプレート状の形状を呈する載置体が含まれる。また、ガス放出口は、プレート状載置体の配置位置の側方で開口していればよく、例えば炉壁に開口する形で設けられていてもよく、必ずしも、ガス放出口を有するガス供給管がプレート状載置体の側方に設けられる必要はない。さらに、プレート状載置体の積み重ね段には、最上位に蓋体として設けられるプレート状載置体、もしくはこれと同形状のプレート状の部材が含まれる。
【００１１】
上記の構成において、ガス放出口からプレート状載置体の積み重ね段に向けてガスが放出されるが、その放出角度は斜め上向き、もしくは斜め下向きの角度であるから、ガス放出口から放出されてプレート状載置体の上下積み重ね間隔内に吹き込んだガスは、プレート状載置体の底面、もしくは被熱処理物の載置面に当たって、上下逆向きに方向を変えて散乱するとともに、速度が減殺されるから、低い流動速度で広い領域に広まる。そのため、ガスは、プレート状載置体間の間隔を素通りすることなく、プレート状載置体間の間隔に長く滞留して、被熱処理物の周囲の雰囲気ガスとして被熱処理物に長く接触する。これにより、所要の熱処理品質の製品が得られる。
【００１２】
特に、ガス放出口からのガスは、プレート状載置体の上下積み重ね間隔を直線的に吹き抜けない角度で放出される、より精確には、ガスの放出角度θが、
式・｜ｔａｎθ｜≧Ｈ／（Ｌ＋Ｂ）を満たす値の角度に設定されている（前記式において、Ｂは、ガス放出口からプレート状載置体までの水平離間距離、Ｌは、ガス放出口からのガス放出方向に沿ったプレート状載置体の幅、Ｈは、プレート状載置体の上下積み重ね間隔、をそれぞれ示す）と、前記プレート状載置体間の間隔で確実にガスの滞留が生じ、ガスがプレート状載置体上の被熱処理物の全体に均等に作用することになり、熱処理品質にばらつきの少ない製品が得られる。
【００１３】
また、本発明の熱処理炉は、内部に、被熱処理物を載置する複数のプレート状載置体が互いに所定の間隔を隔てて上下多段に積み重ねて配置される炉室を有し、かつ、前記プレート状載置体の積み重ね段の側方となる位置に、熱処理用の所要のガスを放出供給するガス放出口が上下複数開設され、前記ガス放出口は前記プレート状載置体の積み重ね段に向けて設けられるとともに、前記ガス放出口からの前記ガスの放出角度が、前記プレート状載置体の積み重ね方向と直交する面に対して鋭角となる斜めの角度に設定されていることを特徴とするものである。
【００１４】
上記の構成のうち、プレート状載置体には、面積に対して底の浅い匣等、全体としてプレート状の形状を呈する載置体が含まれる点、また、プレート状載置体の積み重ね段には、最上位に蓋体として設けられるプレート状載置体、もしくはこれと同形状のプレート状の部材が含まれる点は、前記の熱処理方法の場合と同じである。
【００１５】
上記構成の熱処理炉では、ガス放出口からプレート状載置体の積み重ね段に向けて放出されるガスの放出角度は斜め上向き、もしくは斜め下向きの角度であるから、放出されたガスは、プレート状載置体の底面、もしくは被熱処理物の載置面に当たって、向きを変えて散乱するとともに、速度が減殺され、低い流動速度となって広い領域に広まり、プレート状載置体間の間隔内に長く滞留する。これにより、被熱処理物の全体が所要のガスに長く接触する。
【００１６】
特に、ガス放出口からのガスの放出角度は、そのガスがプレート状載置体の上下積み重ね間隔を直線的に吹き抜けない角度に設定されている場合は、前記プレート状載置体間の間隔で確実にガスの滞留が生じ、ガスがプレート状載置体上の被熱処理物の全体に均等に作用することになり、熱処理品質にばらつきの少ない製品が得られる。
【００１７】
前記のガス放出口は、プレート状載置体の側方で開口していればよく、例えば炉壁に開口する形で設けられていてもよいが、プレート状載置体の積み重ね段の側方となる位置に、ガス供給管が前記プレート状載置体の積み重ね方向と平行に設けられ、このガス供給管に、前記放出角度のガス放出口がガス供給管の長さ方向に沿って複数設けられている構成であってもよい。
【００１８】
この構成では、ガス供給管の取り換え等により、ガス放出口の数や、ガス放出角度等を容易に変更することができる。
【００１９】
前記のガス供給管を備えた熱処理炉において、ガス供給管が、その長さ方向に沿って変位するものである場合は、ガス供給管の変位に伴い、プレート状載置体の間のいずれの間隔には万遍なくガスが吹き込まれることになり、プレート状載置体の間隔に合わせてガス放出口が開設されていなくても、各プレート状載置体上の被熱処理物にガスが行きわたり、熱処理品質のばらつきが抑えられる。
【００２０】
また、ガス供給管は、１本に限らず、複数本あって、互いに離間した位置に設けられていてもよい。ガス供給管が複数本あれば、プレート状載置体上には少なくとも２方向からガスが吹き込まれるから、新鮮なガスに接する部位がそれだけ多くなり、熱処理品質のばらつきが抑えられるばかりでなく、熱処理に要する時間が短縮される。
【００２１】
もちろん、プレート状載置体の積み重ね段の側方となる位置に、ガス供給管が複数本、互いに離間した位置に設けられ、これらガス供給管のそれぞれが、その長さ方向に沿って変位する構成としてもよい。
【００２２】
上記の熱処理炉において、プレート状載置体の積み重ね段は、バッチ式熱処理炉におけるように、一定の配置位置に固定して配置されてもよいし、一定の配置位置で縦軸周りに回転するものであってもよい。また、連続式の熱処理炉のように、炉室が水平一方向に沿って長く形成されている場合は、プレート状載置体の積み重ね段は、その炉室の長さ方向に移動するものであってもよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
図１および図２は、本発明の第１実施形態を示すもので、図１は、第１実施形態に係るバッチ式熱処理炉の縦断正面図で、ここでは、セラミック誘電体の焼成を行うバッチ式焼成炉を示している。図２は、図１の熱処理炉の要部の拡大正面図である。
【００２４】
図１において、符号１Ａはバッチ式熱処理炉の全体を示し、２は、その炉体である。炉体２は、内部に所要の形状（図示のものでは、円柱形）の炉室３を有し、上部に排ガス口４を有する。炉室３の底部には、回転軸５により縦軸周りに回転する基台６があり、この基台６上に、被熱処理物ｗを載置するプレート７の積み重ね段８が配置される。プレート７は、ここでは円形もしくは多角形の板体で、その上面には、小型の被熱処理物ｗが多数載置される。プレート７の積み重ね段８は、複数のプレート７，７…がスペーサ９を介して互いに所定の間隔を隔てて上下多段に積み重ねられたものである。なお、積み重ね段８の最上位のプレート７ａは、被熱処理物ｗが載置されておらず、積み重ね段８の蓋体となっている。
【００２５】
前記の積み重ね段８は、プレート７ばかりでなく、例えば、面積に対して底の浅い匣の積み重ねで構成されることもあり、要するに、全体としてプレート状の形状を呈するプレート状載置体の積み重ねで構成されるものである。
【００２６】
プレート７の積み重ね段８の配置位置の一側には、炉室３内に所要の熱処理用のガスを供給するためのセラミック製のガス供給管１０が、プレート７の積み重ね方向と平行となる方向（図示の場合は、鉛直方向）に沿って設けられており、その長さ方向各部には、複数のガス放出口１０ａ，１０ａ…が開設されている。ガス放出口１０ａは、図示のものでは、プレート７の上下積み重ね間隔に対応した間隔で設けられているが、より狭い間隔でより多数のガス放出口１０ａ，…を設けてもよく、必ずしも、プレート７の上下積み重ね間隔に対応した間隔で設ける必要はない。
【００２７】
これらのガス放出口１０ａは、プレート７の積み重ね段８の回転中心となる部分に向けられている。そして、ガス放出口１０ａからのガスの放出角度θは、前記プレート７の上下積み重ね方向と直交する面（図示の場合は、水平面）に対して鋭角となる斜めの角度に設定されている。したがって、ガス放出口１０ａからのガスの放出方向は、斜め下向きでも斜め上向きでもよいが、図示の場合、斜め上向きになっている。
【００２８】
ガス放出口１０ａからのガスの放出角度θは、より望ましくは、ガス放出口１０ａから放出されたガスが直線的にプレート７の上下積み重ね間隔を吹き抜けない角度である。そのことを数式で表すと、図２に示すように、ガスの放出角度をθ、ガス放出口１０ａからプレート７までの水平離間距離をＢ、ガス放出口１０ａからのガス放出方向に沿ったプレート７の幅をＬ、プレート７の上下積み重ね間隔をＨとした場合に、ガスの放出角度θは、式
｜ｔａｎθ｜≧Ｈ／（Ｌ＋Ｂ）                          ………………（１）
を満たす値の角度である。
【００２９】
上記の構成において、基台６が回転軸５とともに回転することで、プレート７の積み重ね段８は縦軸周りに回転する。この回転するプレート７の積み重ね段８に向けて、その一側にあるガス供給管１０のガス放出口１０ａからガスが放出される。
【００３０】
このガス放出口１０ａから放出されるガスの放出角度θは、プレート７の積み重ね方向と直交する面（通常、水平面）に対して斜め上向きとなっているから、ガス放出口１０ａから放出されてプレート７の上下積み重ね間隔内に吹き込んだガスは、被熱処理物ｗを載置しているプレート７の底面や、蓋体としてのプレート７ａの底面に当たって、下向きに方向を変えて散乱するとともに、速度が減殺されるから、低い流動速度で広い領域に広まる。そのため、ガスは、プレート７の上下積み重ね間隔内に長く滞留して、被熱処理物ｗの周囲の雰囲気ガスとして被熱処理物ｗに長く接触する。これにより所要の熱処理品質の製品が得られる。
【００３１】
本件の発明者が、図１に示した構成を有する熱処理炉１Ａにおいて、ガス放出口１０ａからガスが水平面方向に放出される場合を含め、ガス放出口１０ａからのガスの放出角度θと、プレート７の上下積み重ね間隔Ｈとを様々に変えて、焼成の実験を行ったところ、表１に示すような結果が得られた。
【００３２】
この焼成実験において、ガス放出口１０ａからプレート７までの水平離間距離Ｂは３０ｍｍに、ガス放出方向に沿ったプレート７の幅Ｌ（この実施形態ではプレートの直径）は３００ｍｍに、それぞれ固定した。被熱処理物は、チタン酸バリウム系のセラミック誘電体で、目標とする誘電率εｒは３０００である。供給するガスは空気で、毎分２０リットルのペースで供給した。焼成温度は１３５０℃で、この温度を２時間維持した。
【００３３】
焼成されたセラミック誘電体の５０個についてそれぞれ容量特性を測定し、その平均値とばらつきを表１に示している。
【００３４】
【表１】
2004311591.tif 000003
【００３５】
この表１に示す結果からは、第３例、第４例、第６例および第７例のように、ガスの放出角度θが前記の（１）式を満たす値である場合、すなわち、ｔａｎθの絶対値がＨ／（Ｌ＋Ｂ）の値以上である場合、目標値に近い容量特性が得られ、しかもその特性にばらつきが少ないことが分かる。
【００３６】
上記の構成では、ガス供給管の管壁にガス放出口が開設されているが、図３の（Ａ）に示すように、ガス放出口１０ａを有する枝管１０ｂをガス供給管１０に設けてもよい。この構造では、ガスの放出角度θがより高い精度で設定することが可能になる。また、ガス供給管は円筒状のものに限らず、図３の（Ｂ）に示すように、角型のパイプでもよい。角型のパイプからなるガス供給管１１には、ガス放出口１１ａを有する角筒状の枝管１１ｂを設けてもよい。
【００３７】
また、被熱処理物ｗを載置するプレート状載置体としては、図４に示すような周壁１２ａを有する匣１２を採用することができる。前記の（１）式によりガスの放出角度θを算出する場合、下位の匣１２の周壁１２ａからその上位の匣１２の底面までの間隔を、プレート状載置体の上下積み重ね間隔Ｈとすればよい。
【００３８】
〔第２実施形態〕
図５は、本発明の第２実施形態に係るバッチ式熱処理炉の要部の縦断正面図で、ここでは、セラミック誘電体の焼成を行うバッチ式焼成炉を示している。
【００３９】
この第２実施形態のバッチ式熱処理炉１Ｂは、内部に所要の形状（ここでは、円柱形）の炉室３を有する炉体２を備え、炉室３内には、被熱処理物ｗを載置するプレート７の積み重ね段８が配置され、このプレート７の積み重ね段８は、その配置位置で縦軸周りに回転駆動される点は、図１に示した第１実施形態の熱処理炉１Ａと同じである。したがって、図１の熱処理炉１Ａと共通する部分は図１と同一の符号で示されている。
【００４０】
プレート７の積み重ね段８の一側には、図１の熱処理炉１Ａと同様に、炉室３内に所要のガスを供給するためのセラミック製のガス供給管１０が設けられており、その長さ方向各部には、プレート７の積み重ね方向と直交する面（通常、水平面）に対して鋭角となる斜めの角度でガスを放出するガス放出口１０ａが上下複数開設されている。
【００４１】
この第２実施形態の熱処理炉１Ｂが、第１実施形態の熱処理炉１Ａと異なるのは、ガス供給管１０がその長さ方向（矢印イの方向）に沿って変位することである。
【００４２】
上記の構成において、縦軸周りに回転するプレート７の積み重ね段８に向けて、その一側にあるガス供給管１０のガス放出口１０ａからガスが放出されるが、ガスの放出方向は斜め上向きとなっているから、ガス放出口１０ａから放出されてプレート７の上下積み重ね間隔内に流入したガスは、プレート７の底面に当たって、向きを変え、速度が減殺された状態で、プレート７の上下積み重ね間隔内の広い領域に広まる。
【００４３】
これとともに、ガス供給管１０の変位に伴い、ガス放出口１０ａの位置がほぼ上下に変化するから、プレート７間のいずれの間隔には万遍なくガスが吹き込まれることになり、プレート７の上下積み重ね間隔に合わせてガス放出口１０ａが開設されていなくても、いずれのプレート７上の被熱処理物ｗにもガスが行きわたり、熱処理品質のばらつきが抑えられる。
【００４４】
本件の発明者が、図２に示した構成を有する熱処理炉１Ｂにおいて、ガス放出口１０ａからのガスの放出角度θを変えて、焼成の実験を行ったところ、表２に示すような結果が得られた。
【００４５】
この焼成実験において、ガス供給管１０は、変位ストロークを５０ｍｍとして、一往復当たり５〜１０秒のスピードで変位させた。ガス放出口１０ａからプレート７までの水平離間距離Ｂは３０ｍｍに、ガス放出方向に沿ったプレート７の幅Ｌ（プレート７の直径）は３００ｍｍに、プレート７の上下積み重ね間隔Ｈは２０ｍｍに、それぞれ固定した。被熱処理物の種類とその目標とする誘電率εｒ、供給するガスの種類とその量、焼成温度とその持続時間等の条件は、第１実施形態での焼成実験と同じである。
【００４６】
この実験においても、焼成されたセラミック誘電体の５０個についてそれぞれ容量特性を測定し、その平均値とばらつきを表２に示している。
【００４７】
【表２】
2004311591.tif 000004
【００４８】
この表２に示す結果からは、第３例および第４例のように、ガスの放出角度θが、第１実施形態で説明した（１）式を満たす値である場合、目標値に近く、ばらつきの少ない容量特性が得られるばかりでなく、第１実施形態の場合よりも、さらに目標値に近い容量特性が得られ、しかもその特性のばらつきが少ないことが分かる。
【００４９】
〔第３実施形態〕
図６および図７は、本発明の第３実施形態を示すもので、図６は、第３実施形態に係るバッチ式熱処理炉の要部の縦断正面図で、ここでは、セラミック誘電体の焼成を行うバッチ式焼成炉を示している。図７は、図６の熱処理炉の一部であるプレートの積み重ね段とガス供給管との関係を示す平面図で、（Ａ）および（Ｂ）は互いにガスの放出方向が異なる場合を示している。
【００５０】
この第３実施形態のバッチ式熱処理炉１Ｃは、内部に所要の形状（円柱形）の炉室３を有する炉体２を備え、炉室３内には、被熱処理物ｗを載置するプレート７の積み重ね段８が配置され、このプレート７の積み重ね段８は、その配置位置で縦軸周りに回転駆動される点は、図１に示した第１実施形態の熱処理炉１Ａと同じである。したがって、図１の熱処理炉１Ａと共通する部分は図１と同一の符号で示されている。
【００５１】
第３実施形態では、プレート７の積み重ね段８の配置位置の両側にそれぞれ、炉室３内に所要のガスを供給するためのセラミック製のガス供給管１０が設けられ、各ガス供給管１０は、その長さ方向（矢印イの方向）に沿って変位するようになっている。
【００５２】
ガス供給管１０が、プレート７の積み重ね方向と平行となる方向（通常、鉛直方向）に沿って設けられ、その長さ方向各部に、プレート７の積み重ね方向と直交する面（通常は、水平面）に対して鋭角となる斜めの角度でガスを放出するガス放出口１０ａが上下複数開設されている点は、第１実施形態の熱処理炉１Ａの場合と同じである。
【００５３】
上記の構成において、縦軸周りに回転するプレート７の積み重ね段８に向けて、その両側にある２本のガス供給管１０，１０のガス放出口１０ａ，…からガスが放出される。この場合、ガスの放出方向は斜め上向きとなっているから、放出されたガスの大部分は、プレート７の底面に当たって、向きを変え、速度が減殺された状態で、プレート７の上下積み重ねの間隔内の広い領域に広まる。
【００５４】
また、ガス供給管１０の変位に伴い、ガス放出口１０ａの位置がほぼ上下に変化するから、プレート７の間のいずれの間隔には万遍なくガスが吹き込まれることになり、プレート７の上下積み重ね間隔に合わせてガス放出口１０ａが開設されていなくても、いずれのプレート７上の被熱処理物にもガスが行きわたる。さらに、プレート７の積み重ね段８には２方向からガスが吹き込まれるから、新鮮なガスに接する部位がそれだけ多くなる。以上の理由から、目標値に近い容量特性が得られ、しかもその特性のばらつきが少ない。
【００５５】
本件の発明者が、図３に示した構成を有する熱処理炉１Ｃにおいて、ガス放出口１０ａからのガスの放出角度θを変えて、焼成の実験を行ったところ、表３に示すような結果が得られた。
【００５６】
この焼成実験において、各ガス供給管１０は、変位ストロークを５０ｍｍとして、一往復当たり５〜１０秒のスピードで変位させた。供給するガスは空気で、２本のガス供給管１０，１０を通じて、毎分２０リットルのペースで供給した。
ガス放出口１０ａからプレート７までの水平離間距離Ｂは３０ｍｍに、ガス放出方向に沿ったプレート７の幅Ｌ（プレート７の直径）は３００ｍｍに、プレート７の上下積み重ね間隔Ｈは２０ｍｍに、それぞれ固定した。被熱処理物の種類とその目標とする誘電率εｒ、焼成温度とその持続時間等の条件は、第１実施形態での実験と同じである。
【００５７】
この実験においても、焼成されたセラミック誘電体の５０個についてそれぞれ容量特性を測定し、その平均値とばらつきとを算出した。
【００５８】
【表３】
2004311591.tif 000005
【００５９】
この表３に示す結果からは、第３例および第４例のように、ガスの放出角度θが、第１実施形態で説明した（１）式を満たす値である場合、目標値に近く、ばらつきの少ない容量特性が得られるばかりでなく、第１実施形態や第２実施形態の場合よりも、さらに目標値に近い、もしくは目標値と一致する容量特性が得られ、しかもその特性のばらつきが一段と少なくなっていることが分かる。
【００６０】
上記の熱処理炉１Ｃでは、図７の（Ａ）に示すように、各ガス供給管１０のガス放出口１０ａからのガスの放出方向が、プレート７の積み重ね段８の回転中心となる部分に向けて設定されており、その場合は、プレート７の直径が、ガス放出方向に沿ったプレート７の幅Ｌとなる。ガス放出口１０ａからガスの放出方向は、図７の（Ｂ）に示されるように、プレート７の積み重ね段８の回転中心から離れた部分に向けて設定されてもよく、その場合は、前記の（１）式によりガスの放出角度θを算出するには、ガスの放出方向の線がプレート７を横切る長さが、ガス放出方向に沿ったプレートの幅Ｌとなる。
【００６１】
〔第４実施形態〕
本発明は、図８に示すように、連続式熱処理炉にも適用可能である。図８は、本発明の第４実施形態に係る連続式熱処理炉の縦断正面図で、ここでは、セラミック誘電体の焼成を行う連続式焼成炉を示している。
【００６２】
この第４実施形態の連続式熱処理炉１５は、内部に水平一方向に長い炉室１６を有するトンネル状の炉体１７を備え、炉室１６内には、被熱処理物ｗを載置するプレート１８の積み重ね段１９が配置され、このプレート１８の積み重ね段１９が炉室１６の長さ方向（図面の紙面と直交する方向）に沿って移動するようになっている。ここでのプレート１８は、通常、矩形の板体である。プレート１８の積み重ね段１９は、複数のプレート１８がスペーサ２０を介して互いに所定の間隔を隔てて上下多段に積み重ねられたものであることは、第１実施形態の場合と特に変わらない。符号２１は、プレート１８の積み重ね段１９が載置される台車、２２はそのガイドレールである。プレート１８の積み重ね段１９は、炉室１６の底部に設けられたコンベアにより移動する場合もある。
【００６３】
プレート１８の積み重ね段１９が台車２１とともに移動する移動経路の両側にはそれぞれ、炉室１６内に所要のガスを供給するためのセラミック製のガス供給管２３，２３が設けられている。これらのガス供給管２３，２３は、図示のように、プレート１８の積み重ね段１９の移動経路を間にして対向する位置に設けられるが、左右一方のガス供給管２３を図示の位置に、他方のガス供給管２３をそれより移動方向に進んだ位置に、というように、移動経路に沿って左右のガス供給管２３，２３を交互に設けてもよい。移動経路に沿ってその各側に設けられるガス供給管２３，２３どうしの配置間隔は、プレート１８の前後長さより短く設定されることが望ましい。
【００６４】
前記のガス供給管２３が、プレート１８の積み重ね方向と平行となる方向（通常、鉛直方向）に沿って設けられ、その長さ方向各部に、プレート１８の積み重ね方向と直交する面（通常は、水平面）に対して鋭角となる斜めの角度でガスを放出するガス放出口２３ａが上下複数開設されている点は、第１実施形態の熱処理炉１Ａの場合と同じである。
【００６５】
上記の構成において、プレート１８の積み重ね段１９は台車２１とともに、炉室１６の長さ方向に移動する。このプレート１８の積み重ね段１９に向けて、その両側に位置するガス供給管２３のガス放出口２３ａからガスが放出される。この場合、ガス放出口２３ａから放出されるガスの放出方向は、プレート１８の積み重ね方向と直交する面（通常、水平面）に対して斜め上向きとなっているから、ガス放出口２３ａから放出されてプレート１８の上下積み重ね間隔内に吹き込んだガスは、被熱処理物ｗを載置しているプレート１８の底面や、蓋体としてのプレート１８ａの底面に当たって、下向きに方向を変えて散乱するとともに、速度が減殺されるから、低い流動速度で広い領域に広まる。そのため、ガスは、プレート１８の上下積み重ね間隔内に長く滞留して、被熱処理物ｗの周囲の雰囲気ガスとして被熱処理物に長く接触する。これにより、所要の熱処理品質の製品が得られる。
【００６６】
本件の発明者が、図４に示した構成を有する連続式熱処理炉１５において、ガス放出口２３ａからのガスの放出角度θを変えて、焼成の実験を行ったところ、表４に示すような結果が得られた。
【００６７】
この焼成実験において、供給するガスは空気で、両側２本のガス供給管２３，２３を通じて、毎分２０リットルのペースで供給した。ガス放出口２３ａからプレート１８までの水平離間距離Ｂは１００ｍｍに、ガス放出方向に沿ったプレート１８の幅Ｌは２００ｍｍに、プレート１８の上下積み重ね間隔Ｈは２５ｍｍに、それぞれ固定した。被熱処理物の種類とその目標とする誘電率εｒ、焼成温度とその持続時間等の条件は、第１実施形態での実験と同じである。
【００６８】
この実験においても、焼成されたセラミック誘電体の５０個について容量特性を測定し、その平均値とばらつきとを算出した。
【００６９】
【表４】
2004311591.tif 000006
【００７０】
この表４に示す結果からは、連続式熱処理炉においても、第３例および第４例のように、ガスの放出角度θが、第１実施形態で説明した（１）式を満たす値である場合、目標値に近く、ばらつきの少ない容量特性が得られることが分かる。
【００７１】
〔その他の実施形態〕
第１ないし第３の実施形態のバッチ式熱処理炉１Ａ，１Ｂ，１Ｃでは、炉室３内に配置されたプレート状載置体の積み重ね段がその配置位置で縦軸周りに回転するが、プレート状載置体の積み重ね段がその配置位置に静止した状態で焼成等の熱処理が行われるバッチ式熱処理炉にも、本発明は適用することができる。その場合、プレート状載置体の積み重ね段の周囲には、所要のガスを供給するためのガス供給管１０が複数本互いに離間した位置に設けられることが望ましい。これらのガス供給管１０には、その長さ方向各部に、プレート状載置体の積み重ね方向と直交する面に対して鋭角となる斜めの角度でガスを放出するガス放出口１０ａが複数開設されることは、言うまでもない。
【００７２】
炉室３内に所要のガスを供給するためのガス供給管１０は、必ずしも炉室３内に設ける必要はなく、ガス供給管を炉体の外部に設け、このガス供給管から導出された枝管を炉壁に通し、その先端のガス放出口を炉室内で開口させてもよい。
【００７３】
第２および第３の実施形態では、ガス供給管１０がその長さ方向に変位するが、ガス供給管、特にガス放出口を有する部分の変位の仕方は、これに限定されるものではない。例えば、炉室の上部の炉壁を上下に貫通する形で設けられたガス供給管の各部分のうち、炉室内に臨む部分をクランク状に折曲し、このガス供給管の炉壁貫通部分を、ある角度範囲で回転させると、炉室内ではガス供給管の先端部が、プレート状載置体の積み重ね段に対して横方向に変位する。また、炉室の側壁を貫通する形でガス供給管を設け、このガス供給管の炉室内に臨む部分をＬ字形に折曲し、このガス供給管の側壁貫通部分を、ある角度範囲で回転させると、炉室内ではガス供給管の先端部が、プレート状載置体の積み重ね段の側方で、円弧状軌跡に沿って変位する。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ガス放出口から放出されてプレート状載置体の上下積み重ね間隔内に吹き込んだガスは、プレート状載置体の底面、もしくは被熱処理物の載置面に当たることで、流動方向が広がるとともに、速度が減殺されるから、プレート状載置体間の間隔に長く滞留し、被熱処理物の周囲の雰囲気ガスとして被熱処理物に長く接触する。これにより、所要の熱処理品質で、その品質にばらつきが少ない製品が得られる。
【００７５】
特に、ガス放出口からのガスの放出角度を、そのガスが直線的にプレート状載置体の上下積み重ね間隔を吹き抜けない角度に設定してあると、上記の作用効果が顕著になり、より確実に良質の熱処理製品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るバッチ式熱処理炉の縦断正面図である。
【図２】図１の熱処理炉の要部の拡大正面図である。
【図３】図１の熱処理炉の一部であるガス供給管の変形例を示す斜視図で、（Ａ）は丸パイプのものを、（Ｂ）は角型パイプのものを、それぞれ示している。
【図４】図１の熱処理炉の一部として匣を用いた場合の要部の拡大正面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るバッチ式熱処理炉の要部の縦断正面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るバッチ式熱処理炉の要部の縦断正面図である。
【図７】図６の熱処理炉の一部であるプレートの積み重ね段とガス供給管との関係を示す平面図で、（Ａ）は、ガスがプレートの積み重ね段の回転中心に向けて放出される場合を、（Ｂ）は、ガスがプレートの積み重ね段の回転中心から離れた部分に向けて放出される場合を、それぞれ示している。
【図８】本発明の第４実施形態に係る連続式熱処理炉の縦断正面図である。
【符号の説明】
１Ａ    バッチ式熱処理炉
３      炉室
７      プレート（プレート状載置体）
８      積み重ね段
１０      ガス供給管
１０ａ    ガス放出口
θ      ガスの放出角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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