(57)【要約】少くとも１つの、通常は４〜５つの制御雰囲気帯域（１４，１６，１８，２０）と、該帯域から環境に有害な排出物を排出する排気筒（２２，２４，２６，２８）を含むタイプの制御雰囲気下での処理装置（１０）から排出物を細くするための装置及び方法。処理装置内の各制御雰囲気帯域からの排気筒にノズル（３６）が取り付けられる。これらのノズル（３６）は、排気筒からの排気流を加速し、排気流の流量を測定するための測定手段を構成し、しかも、排気筒からの排気流の質量流量を所定のレベルに維持する。ノズル（３６）からの流れは、閉導管（３８，４０，４２，４４）を通して随意選択のフィルター（５０）及び排気ファン（５２）へ差し向けられる。排気ファンは、ノズルを通して排気流を吸引するための吸引力を創生する。
2004528522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の雰囲気条件を有する少くとも１つの内部帯域と、該帯域から所定流量の排気流を通すための排気筒とを含む制御雰囲気下での処理装置のための排気システムであって、
前記排気筒に流体連通するように取り付けられており、入口を画定する収束入口部分と、出口を画定する減径出口部分を有し、該入口への流入流量と該出口を通しての流出流量との間に所定の関係を有する計量器と、
該計量器を通して排気流を吸引するために該計量器の出口に連通するように取り付けられた吸引手段と、
前記計量器への流入流量が前記内部帯域からの前記排気流の所定流量にほぼ等しくなるように該計量器からの流出流量を維持するために前記吸引手段に作動的に関連づけられた吸引力制御手段と、
から成ることを特徴とする排気システム。
【請求項２】
前記計量器は、ノズル型流体流量計であることを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項３】
前記流体流量計は、ＡＳＭＥ指定の長曲率半径流体ノズルの規格に適合する流量計であることを特徴とする請求項２に記載の排気システム。
【請求項４】
前記計量器の出口と前記吸引手段との間に接続された流体導管を含み、該流体導管は、粒状物の沈降を防止するように該計量器の出口からの流速を維持する寸法とされていることを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項５】
前記吸引力制御手段は、前記計量器に作用する吸引力を制御するために前記流体導管内に配設された弁を含むことを特徴とする請求項４に記載の排気システム。
【請求項６】
前記計量器と前記吸引手段との間に配置されたフィルターを含むことを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項７】
前記吸引手段は、排気ファンであることを特徴とする請求項６に記載の排気システム。
【請求項８】
前記計量器を通る流れを測定するための測定手段を含み、該測定手段は、該計量器の入口と出口の間の差圧を測定するために前記入口部分と出口部分に設けられた圧力タップを含むことを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項９】
前記計量器は、ベンチューリ型流体流量計であることを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項１０】
前記計量器は、オリフィスプレート型流体流量計であることを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項１１】
前記制御雰囲気下での処理装置は、入口開口と出口開口を有しており、該排気システムは、該処理装置の入口開口と出口開口の一方を囲繞するヒュームフードを含み、該ヒュームフードは、該入口開口を通しての制御雰囲気の逃出量を最少限にするために狭い入口スロットを画定することを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項１２】
前記ヒュームフードは、前記計量器の下流で前記吸引手段に接続された排気出口を有することを特徴とする請求項１１に記載の排気システム。
【請求項１３】
前記制御雰囲気下での処理装置は、複数の制御雰囲気帯域を有し、該各帯域は、それぞれの帯域から所定流量の排気流を通すための独自の排気筒を有しており、前記計量器は、該各排気筒に１つずつ取り付けられており、該各計量器に前記流れ測定手段が接続されており、前記吸引手段は、該各計量器に連通するように取り付けられており、前記吸引力制御手段は、該各計量器を通る流量をそれぞれの対応する排気筒を通る前記排気流の所定流量にほぼ等しいレベルに維持するために各計量器に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項１４】
前記計量器と前記吸引手段との間に配置されたフィルターを含むことを特徴とする請求項３に記載の排気システム。
【請求項１５】
前記計量器を通る流れを測定するための測定手段を含み、該測定手段は、該計量器の入口と出口の間の差圧を測定するために前記入口部分と出口部分に設けられた圧力タップを含むことを特徴とする請求項３に記載の排気システム。
【請求項１６】
所定の雰囲気条件を有する内部帯域と、該帯域から所定流量の排気流を通すための排気筒を有するタイプの制御雰囲気下での処理装置から排出物を捕捉する方法であって、
前記排気筒を通しての質量流量を一定に維持したまま、該排気筒からの排気流の流速を増大させる工程と、
該排気筒からの増大された流速の排気流を遠隔部署へ送給する送給工程と、
該送給工程中に、前記排気流からの揮発性物質及び粒状物質の凝結及び沈降を防止するように該排気流の温度及び速度を制御する工程と、
から成ることを特徴とする排出物捕捉方法。
【請求項１７】
減径出口を有する流量計を前記排気筒に連通させて設けることによって該排気筒からの排気流の流速を増大させることを特徴とする請求項１６に記載の排出物捕捉方法。
【請求項１８】
前記流量計に閉導管を接続し、該閉導管に吸引力を作用させることによって該流量計からの増大された流速の排気流を遠隔部署へ送給することを特徴とする請求項１７に記載の排出物捕捉方法。
【請求項１９】
前記閉導管を通して作用する吸引力を調節することによって前記送給工程中の排気流の流速を維持することを特徴とする請求項１８に記載の排出物捕捉方法。
【請求項２０】
前記流量計を通る流量を測定し、前記閉導管を通しての吸引を絞ることによって吸引力を調節することを特徴とする請求項１７に記載の排出物捕捉方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境に有害な排出物（排ガス、微粒子等）を発生する制御された雰囲気下での処理プロセスに関し、特に、そのような排出物を捕捉し処理することに関する。
【背景技術】
【０００２】
不活性雰囲気やその他の特別な温度又は雰囲気条件のような制御された雰囲気状態下で物品を処理又は加工するための多種多様な装置が存在する。これらのタイプの装置の１カテゴリとして、処理すべき材料をコンベヤに載せて、特定の雰囲気条件に維持されている１つ又は複数の帯域を有するエンクロージャ（囲い構造体、又は、密閉された空間）を通して供給する開放システム（開放系）と称することができるシステムがある。材料又は物品は、そのような制御雰囲気条件（制御された雰囲気条件）下で処理された後、コンベヤによってエンクロージャから搬出される。コンベヤは、連続（無端）コンベヤであってもよい。多くの場合、エンクロージャは、コンベヤを通す開放又は半開放入口及び出口開口を有する。入口及び出口開口は、装置内の処理チャンバーを連続的に又は断続的にパージするための僅かな正圧を維持するのに十分に小さい断面積とされるか、あるいは、可撓性又は移動自在のカーテン又はラビリンスシールを備えている。又、制御帯域は、通常、装置内で材料又は物品を処理することによって生じる排出物又は望ましくない副生物を排出又は除去するための排気筒を有している。（「処理チャンバーをパージする」とは、処理チャンバーから望ましくない、又は不要のガス等を放逐（パージ）することである。）
【０００３】
制御された雰囲気条件下での処理プロセスが良好なプロセス品質を達成するかどうかは、エンクロージャ（処理チャンバー）内に特定レベルの雰囲気純度を維持するかどうかにかかっている。特定レベルの雰囲気純度を維持するには、エンクロージャ内から排気筒を通して十分なパージ流量が得られるように入口の導入ガス流が調節される。導入ガス流量は、エンクロージャ内への周囲大気（空気及び湿気）の浸入を排除し、かつ、プロセスの副生物又は排出物を掃出するように設定される。しかしながら、エンクロージャ内にパージガスの均一な分配を維持するように（又、パージガスに要するコストを最少限にするために）導入パージガス流量を十分に低く抑えたいということと、プロセス排出物を除去するために排出流量を十分に高くしたいということの互いに相反する要望がある。従って、装置へ供給される補給雰囲気と、装置から除去される排気流との間に微妙なバランスを維持しなければならない。
【０００４】
本発明が対象とするタイプのプロセッサ又は装置の例としては、電子部品のはんだ付け、粉末金属部品の焼結、又は金属製熱交換器等の物品のろう付け等のための制御された又は帯域に区分された雰囲気の炉又はオーブンを備えたものがある。はんだ付けに用いられるこの種の炉の１例は、特許文献１に示されている。このタイプの炉では、窒素ガスのような不活性雰囲気が用いられ、物品をそれらがはんだ付けされるまで徐々に加熱し、はんだ付けされた後冷却し、オーブン即ち炉から排出させるように複数の順次の帯域が炉内に設けられる。特にアルミニウム製熱交換器のような酸化作用に敏感な部品のための焼結又はろう付け炉においては、ろう付けに必要とされる所要の保護又は還元性雰囲気を設定し、高品質のろう付け又は焼結された製品を産出するためには、特定の温度分布、製品送り速度、及び、各帯域内の酸素濃度を正確に制御しなければならない。例えば、アルミニウム製熱交換器をろう付けする場合、炉内用いられる保護窒素ガス（保護ガス）の供給及び排出流量を計量することによって酸素濃度を低いｐｐｍ（百万分率）範囲に維持しなければならない。保護ガスのパージ流量は、製品の導入によって帯同される残留水蒸気、及び、製品がプロセスにおいて加熱されることにより蒸発する製品表面上の残留潤滑油（熱脱脂と称される）をその他のプロセス材料又は副生物と共に除去するのに十分な流量としなければならない。排出されるパージガスは、汚染物、金属類及び油を炉即ちプロセスエンクロージャから排気筒を通して粒子、蒸気及びガスの形で排出させる。これも、炉内の被処理部品の熱脱脂と称することができる。代表的なろう付けプロセスにおいては、その排出物には、アルミニウム、カドミウム、クロム、鉛、ビスマス、錫、鉄、銅、マグネシウム、ニッケル及び亜鉛等の金属が含まれ、ベンゼン、エチルベンゼン、トルエン、キシレン等の熱分解生成物等の揮発性有機化合物、及び、ろう付け用フラックス又はプロセス副生物等が含まれている。現行の環境保護規制では、このような環境に有害な排出物をそのまま大気中へ排出することは許されないので、それらを収集し、適正に処分する必要がある。
【０００５】
これらの環境に有害な排出物を捕集するために従来から用いられている１つの方法は、各排気筒に排気フードを被せ、排気筒の流れを排気フード内へ吸引するための排気ファン又はその他の吸引装置を使用することである。しかしながら、このタイプの捕捉装置の効率は非常に悪い。又、炉からの排出物の除去を助成し、排出物を排気フードへ差し向けるために炉の排気筒内にエゼクターが設けられる場合もあるが、余り効果がなく、しかも、空気を用いると空気中の酸素が排気筒を通して制御帯域（制御された雰囲気を有する帯域）へ浸入するのでエゼクターを作動させるために空気を用いることができないから、エゼクターを作動させるために余分の不活性ガス流を必要とする。又、このタイプのシステムでは、排出物の完全捕捉を保証するために炉の排気筒を排気フードに直接接続することは出来ないと考えられていた。なぜなら、その場合、流量が非常に低くなり、炉外からの空気の浸入を起こさせることなく、不活性ガスの導入及び排ガスの除去を炉内に所望の制御された雰囲気を維持するのに十分に正確に制御することができないからである。
【特許文献１】
米国特許第５，５７３，６８８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、炉の排気筒を排気フードに直接接続することを可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、炉の排気筒と吸引源との間に計量器を接続し、計量器への流入流量を排気筒を通しての望ましい所定流量にほぼ等しいレベルに維持するように計量器に適用される吸引力を制御することによって、直接結合排気システム（炉の排気筒を排気フードに直接接続した排気システム）を提供することを可能にする。これによって、周囲雰囲気に対して均一な正圧の、乱されない雰囲気の均一な微気候をプロセスエンクロージャ内に維持することができる。
【０００８】
本発明の一側面によれば、所定の雰囲気条件を有する少くとも１つの内部帯域と、該帯域から所定流量の排気流を通すための排気筒とを含む制御雰囲気下での処理装置のための排気システムが提供される。この排気システムは、排気筒に流体連通するように取り付けられた計量器を含む。この計量器は、入口を画定する収束（先細）入口部分と、出口を画定する減径出口部分を有し、該計量器への流入流量と計量器からの流出流量との間に所定の関係を有する。計量器を通して排気流を吸引するために計量器の出口に連通する吸引手段を接続する。又、計量器への流入流量が前記内部帯域からの排気流の所定流量にほぼ等しくなるように該計量器からの流出流量を維持するために吸引力制御手段を吸引手段に作動的に関連づけて接続する。
【０００９】
本発明の他の側面によれば、所定の雰囲気条件を有する内部帯域と、該帯域から所定流量の排気流を通すための排気筒を有するタイプの制御雰囲気下での処理装置からの排出物を捕捉する方法が提供される。この方法は、排気筒を通しての質量流量を一定に維持したまま、排気筒からの排気流の流速を増大させる工程を含む。排気筒からの増大された流速の排気流は、遠隔部署へ送給する。又、この送給工程中に、排気流の温度及び速度は、排気流からの揮発性物質及び粒状物質の凝結（結露）及び沈降を防止するように制御される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の好ましい実施形態をを添付図を参照して例として説明する。
【００１１】
図１及び２を参照すると、例えばはんだ付け又はろう付け炉又はオーブンのような制御された雰囲気下での処理装置が、参照番号１０で総体的に示されている。炉１０のための本発明の密閉排出物捕捉式排気システムの好ましい実施形態は、参照番号１２で総体的に示されている。この好ましい実施形態は、アルミニウム部品をろう付けするのに特に適している。他の金属をはんだ付け、焼結又はろう付けするには、他のタイプの炉を用いることができる。炉１０は、通常は周囲状態に対して僅かな正圧に維持される不活性ガス雰囲気のような所定の雰囲気条件を有する複数の内部帯域（「制御雰囲気帯域」とも称する）１４，１６，１８，２０を備えている。ろう付け炉の内部帯域に用いられる雰囲気は、例えば、極微量のガス状炭化水素と、最大限１％の湿分と、５〜６ｐｐｍ未満の酸素を含む保護ガス雰囲気である。各帯域１４〜２０内の温度も、予め定められており、ろう付け炉の場合は、ろう付け温度に達するまで最初の方の帯域では温度が漸次に高められ、次いで、ろう付けされた製品を冷却するために後方の帯域では温度が下げられる。ろう付け炉内の代表的な条件は、後に詳述する。
【００１２】
炉１０の内部帯域は、それぞれ、排気筒２２，２４，２６，２８を有している。排気筒２４は、実際は１対の互いに離隔した排気筒である（図２参照）。炉１０には、任意の数の制御雰囲気帯域を設けることもでき、あるいは、単一の帯域とすることもできる。又、各帯域に１つ又は複数の排気筒を設けることができる。
【００１３】
炉１０は、入口開口３０（図３参照）と出口開口３２を有し、炉内で処理すべき材料又は物品を順次の制御雰囲気帯域１４〜２０を通して搬送するための連続コンベヤ３４が炉１０を貫通して延設されている。
【００１４】
ここまで説明した制御雰囲気下での処理装置即ちろう付け炉１０は、必要に応じて任意所望の構成であってよく、各帯域内に任意のプロセスガス又は雰囲気条件を用いることができる。ある帯域内には、何種類かのガスの混合体又はドープ入りガスを用いることもできる。例えば、窒素に少量の水素を添加してもよく、あるいは、特にアルミニウム以外の金属をろう付けする場合は、窒素ガスにガス状フラックスを注入してもよい。
【００１５】
各排気筒２２〜２８には、それに流体連通させた状態で流体ノズル３６の形とした計量器が取り付けられる。それぞれの流体ノズル３６には、該ノズルを通って流れる排気流を共通ヘッダー４６へ送給するための吸引流体導管又はパイプ３８，４０，４２，４４（導管４０は二股分岐）に接続される。共通ヘッダー４６は、収集された排気流を入口マニホールド４８へ送給する。入口マニホールド４８は、随意選択の多段フィルター５０に接続される。多段フィルター５０は、例えば、ミストエリミネータ、プレフィルター、中間フィルター、ＨＥＰＡ（高性能微粒子除去）フィルター及び最終段に活性炭素床を有するものとすることができる。フィルター５０の出口には、排気ファン５２が接続される。排気ファン５２は、流体ノズル３６を通して排気流を吸引するためにノズル即ち計量器３６に付設された吸引手段を構成する。ここに開示した実施形態に適する排気ファンは、１０インチＷＧで約３５０ｃｆｍ（６９Ｐａの圧力下で１０ｍ３／分）の定格能力を有するもであるが、排気筒の個数や、後述するように随意選択として１つ又は複数のヒュームフードを用いるかどうかによって変更することができる。各流体導管又はパイプ３８，４０，４２，４４には、計量器即ちノズル３６からの流出流量を所望のレベルに維持するために排気ファン即ち吸引手段５２と作動的に関連づけられ、吸引力制御手段として機能する玉形弁５４を備えている。後に詳述するように、各ノズル３６は、その流出流量を制御することにより該ノズルへの流入流量をも制御するように設計されており、この流入流量は、該ノズル３６を通しての質量流量がそれぞれの帯域１４〜２０から排気筒２２〜２８を通る排気流の所定の流量にほぼ等しくなるように設定される。
【００１６】
入口マニホールド４８、フィルター５０、排気ファン５２及びヘッダー４６のための適当な支持構造体は、フレーム５６と直立部材５８によって構成されるが、必要に応じて、他の任意のタイプの支持構造体を用いることができる。
【００１７】
随意選択として、炉１０の入口開口３０のところにヒューム（煙霧）フード６０を設けることができる。図３及び８〜１０を参照して説明すると、ヒュームフード６０は、炉１０の開口３０の周りに嵌合する逆Ｕ字形の入口部分６２を有する。入口部分６２は、通常約０．６４ｃｍの幅を有する狭い入口スロット６４を画定する。入口部分６２の幅は約０．５ｍであり、高さは約０．２５ｍである。これによって、フード流量が約８０００〜９０００リットル／分である場合、スロット６４を通る排出物捕捉流速を約１ｍ／秒に設定することができる。この捕捉流速は、入口開口３０を通って逃出する制御雰囲気の流出を最少限にするが、入口開口３０から逃出する排出物を効率的に捕捉するのに十分な流速である。
【００１８】
ヒュームフード６０は、それに吸引力を与えるためにダクト６８を介して入口マニホールド４８に接続される排気出口６６を有する。ダクト６８は、主排出物捕捉システムのヘッダー４６の下流で入口マニホールド４８に接続されており、フィルター５０又は排気ファン５２への入口のところでノズル３６からの流れと合流する。それによって、ダクト６８を通る比較的低温の流れが排気筒２２〜２８からの流れを冷却してしまうのを防止する。排気筒からの流れが冷却されてしまうと、結露（排気流の凝結）を起こし、その結果として捕捉システムの配管に詰まりを生じることになる。
【００１９】
所望ならば、ヒュームフード６０は、入口開口３０のところにではなく、入口開口３０のところに加えて、炉の出口開口３２のところに設けてもよい。又、特に炉のマッフルの長手に沿って間隔を置いて配置された複数の排気筒を備えていない炉の場合には、流体ノズル３６を入口ヒュームフード６０及び出口ヒュームフード６０の出口に接続してもよい。
【００２０】
次に、図５〜７を参照してノズル３６を詳しく説明する。ノズル３６は、ＡＳＭＥ（米国機械学会）指定の長曲率半径流体ノズルの規格に適合するノズル型流体流量計である。従って、このノズルは、ノズル入口７２を画定する部分楕円曲線の形の収束（先細）入口部分を有し、ノズル出口（喉部）７５を画定する減径出口部分７４を有する。入口７２を通る流入流量と出口７５を通る流出流量との間には、下式で表される所定の関係が存在する。
【００２１】
【数１】
2004528522.tif 000003
ここで、
Ｑ  ＝  体積流量  ｍ３／ｓ
Ｃ  ＝  吐出係数
Ａ  ＝  ノズル喉部（出口）の断面積
Ｙ  ＝  膨張係数
ΔＰ＝  喉部と入口との間の圧力差（Ｐａ）
ρ  ＝  流体密度  ｋｇ／ｍ３
β  ＝  ノズル喉部と直径対入口パイプの直径の比（β因子）
【００２２】
又、ノズル３６を通る流体の流量を測定するための手段が設けられる。この流量測定手段は、ノズルの入口に近接して配置された圧力タップ７６と、入口７２からノズルの約５直径分下流に配置された圧力タップ７８とから成る。圧力差ΔＰは、圧力タップ７６と７８の間の圧力差によって算定され、ノズル３６を通る流体の流量を算出するための上式に用いられる。
圧力タップ７８の圧力が炉の周囲空気条件と同じである場合は、大気圧を基準として用いることができるので、圧力タップ７８を設ける必要はない。
【００２３】
図５に明示されているように、ノズル３６は、排気筒２２〜２８に被せるようにして取り付けることができ、流体導管３８，４０，４２，４４は、ノズル３６の上端内へ滑入させることができる。ノズル３６に形成されたねじ穴８０，８２に止めねじをねじ込むことによって排気筒とノズルと流体導管の組立体を固定することができる。図６及び７は、排気筒２２〜２８をノズル３６の下端部分に被せて嵌合させた変型実施形態を示す。
【００２４】
排気筒２２〜２８は、通常、約３．５〜３．８ｃｍの内径を有し、ノズルの出口即ち喉部７５は、通常、約１．７〜２ｃｍの内径を有する。これによって、約０．４８のβ比が得られる。このβ比は、ノズル３６を通る流体の流量を測定するための妥当な分解能を与えるのに十分に高い圧力降下を与える。
【００２５】
ノズル３６の減径喉部７５は、排気筒２２〜２８からの流れを加速し流速を増大させる。流体導管３８，４０，４２，４４及びヘッダー４６は、排気ファン５２へ通ずる流体導管内での結露の原因となる粒状物質の沈降及び排気流の凝結を防止するためにこの加速された流速を維持するように寸法を定められる。排気筒２２〜２８及び排気ファン５２へ通ずる流体導管は、その中の温度を維持し、結露の防止を助成するために断熱材で包被することができる。流体導管３８，４０，４２，４４及びヘッダー４６を通る排気流の温度は、その露点（通常、約１４０°Ｃ）を超える温度に維持すべきである。
【００２６】
上述した密閉排出物捕捉式排気システム１２を装備した代表的なアルミニウムろう付け炉１０の作動において、制御雰囲気帯域１４〜２０内の温度は、約２００°Ｃから約８００°Ｃの間で変化する。排気筒２２〜２８を通しての排気流分と入口開口３０及び出口開口３２を通しての流出流分を補償するために毎分約１２００リットルの窒素ガスが炉１０へ供給される。入口開口３０からの流出流は、毎秒１．８〜２．４ｍの平均速度で、１００〜１５０°Ｃの温度下で毎分約１００〜１５０リットルの範囲である。排気筒２２〜２８を通しての排気流は、毎秒３〜４．５ｍの平均速度で８０〜４５０°Ｃの温度下で、毎分約８０〜３００リットルの範囲であり、毎秒１．８〜２．５グラムの質量流量である。ノズル３６から出る流体の流速は、約４０〜２５０Ｐａの圧力差で毎秒９〜２３ｍの範囲である。ヒュームフード６０を通る流れは、スロット幅を約０．６３ｃｍとした場合、約５０°Ｃの温度下で約０．１５〜０．２５ｍ３である。
【００２７】
ノズル３６を付設した代表的なろう付け炉の特定の性能例が、下記の表１に示されている。
【００２８】
【表１】
2004528522.tif 000004
【００２９】
ろう付け炉に用いられるヒュームフード６０の代表的な性能例が、下記の表２に示されている。
【００３０】
【表２】
2004528522.tif 000005
【００３１】
以上の説明から分かるように、流体ノズル３６は、排気筒を通る質量流量を一定に又は非擾乱状態に維持したまま、排気筒からの排気流の流速を増大させる。排気流は、この増大された流速で排気ファンによって遠隔部署へ送給される。排気ファンの前に適当なフィルターが用いられる場合は、フィルターによって濾過された排気流を屋内に排出することが可能な場合もある。あるいは、環境的に許容されるならば、排気流を屋外の大気中へ排出することができる。排気流が排気筒から排気ファンへ送給される間、排気流の温度及び速度は、排気流からの揮発性物質及び粒状物質の凝結及び沈降を防止するように維持される。排気筒を通る排気流の流量を変更したい場合は、流体ノズル３６を通る流れが排気筒を通る排気流の所望の流量にマッチするように、流体ノズル３６に接続されている閉導管に作用する吸引力を調節することができる。吸引力は、ノズル型流体流量計３６を通して流量を測定し、弁５４を用いてノズル３６に接続されている導管を通しての吸引を絞ることによって調節することができる。
【００３２】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した構造及び操作方法にはいろいろな改変を加えることができることを理解されたい。例えば、流れ計量ノズル３６としてＡＳＭＥ規格の長曲率半径流体ノズルの代わりに、ベンチューリ型流体流量計を用いることができる。又、計量器３６は、オリフィスプレート型流体流量計であってもよい。これらのベンチューリ型流量計やオリフィスプレート型流量計の場合、排気流配管内の結露及び粒子沈降の防止を助成するために排気流の流速を増大させるための減径出口アダプターを付設することが好ましい。マッフルの長手に沿って間隔を置いて配置された複数の排気筒を備えておらず、炉の一端又は両端に排気ダクト又はヒュームフードを装備しているタイプの炉の場合は、本発明の流体ノズルをそれらのダクト又はヒュームフードのすぐ後に接続することができる。本明細書でいう「排気筒」は、制御雰囲気炉又はエンクロージャに設けられる任意のタイプの排気出口又は開口を含むものとする。
【００３３】
本発明の制御雰囲気処理装置は、単一の制御雰囲気帯域から任意の数の制御雰囲気帯域を備えたものとすることができる。又、本発明は、連続式又は半連続式の炉に適用することができ、バッチ式の炉にも適用することができる。
【００３４】
以上の説明から明らかなように、本発明の実施に当たっては、その精神及び範囲から逸脱することなく、いろいろな変更及び改変が可能である。以上の説明は、好ましい実施形態を例として記述したものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施形態による排気システムを装備したろう付けオーブン又は炉の概略立面図である。
【図２】図２は、図１に示されたろう付けオーブンの概略平面図である。
【図３】図３は、図１に示されたろう付け炉及び排気システムの拡大された左端面図である。
【図４】図４は、図１の円４で示された部分の拡大図である。
【図５】図５は、図１〜３の実施形態に用いられる流体ノズルの概略断面図である。
【図６】図６は、図１〜４の排気システムに装備された実際の流体ノズルの拡大断面図である。
【図７】図７は、図６に示された流体ノズルの底面図である。
【図８】図８は、本発明の排気システムの随意選択による入口ヒュームフードの拡大図である。
【図９】図９は、図８の線９−９に沿ってみた断面図である。
【図１０】図１０は、図８に示されたヒュームフードの底面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  炉
１２  密閉排出物捕捉式排気システム
１４，１６，１８，２０  制御雰囲気帯域、帯域
２２，２４，２６，２８  排気筒
３０  入口開口
３２  出口開口
３４  連続コンベヤ
３６  ノズル、ノズル型流体流量計、流体ノズル、計量ノズル、計量器
３８，４０，４２，４４  パイプ、流体導管
４６  ヘッダー、共通ヘッダー
４８  入口マニホールド
５０  フィルター、多段フィルター
５２  吸引手段、排気ファン
５４  弁、玉形弁
５６  フレーム
５８  直立部材
６０  ヒュームフード、入口ヒュームフード、出口ヒュームフード
６２  入口部分
６４  スロット、入口スロット
６６  排気出口
６８  ダクト
７２  ノズル入口、入口
７４  減径出口部分
７５  出口、喉部、減径喉部
７６，７８  圧力タップ
８０，８２  穴
【国際公開パンフレット】
2004528522.tif 000006
2004528522.tif 000007
2004528522.tif 000008
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2004528522.tif 000027
2004528522.tif 000028
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004528522.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】平成14年10月30日(2002.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の雰囲気条件を有する少くとも１つの内部帯域と、該帯域から所定流量の排気流を通すための排気筒とを含む制御雰囲気下での処理装置のための排気システムであって、
前記排気筒に流体連通するように取り付けられた計量器であって、入口を画定する収束入口部分と、出口を画定する減径出口部分を有し、該計量器において該計量器内を通る流量を測定するために該入口への流入流量と該出口を通しての流出流量との間に所定の関係を有する計量器と、
該計量器を通して排気流を吸引するために該計量器の出口に連通するように取り付けられた吸引手段と、
前記計量器への流入流量が前記内部帯域からの排気流の前記所定の流量にほぼ等しくなるように該計量器からの流出流量を維持するために前記吸引手段に作動的に関連づけられており、該計量器内を通る前記測定された流量に応答して作動する吸引力制御手段と、
から成ることを特徴とする排気システム。
【請求項２】
前記計量器は、ノズル型流体流量計であることを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項３】
前記流体流量計は、ＡＳＭＥ指定の長曲率半径流体ノズルの規格に適合する流量計であることを特徴とする請求項２に記載の排気システム。
【請求項４】
前記計量器の出口と前記吸引手段との間に接続された流体導管を含み、該流体導管は、粒状物の沈降を防止するように該計量器の出口からの流速を維持する寸法とされていることを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項５】
前記吸引力制御手段は、前記計量器に作用する吸引力を制御するために前記流体導管内に配設された弁を含むことを特徴とする請求項４に記載の排気システム。
【請求項６】
前記計量器と前記吸引手段との間に配置されたフィルターを含むことを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項７】
前記吸引手段は、排気ファンであることを特徴とする請求項６に記載の排気システム。
【請求項８】
前記計量器を通る流れを測定するための測定手段を含み、該測定手段は、該計量器の入口と出口の間の差圧を測定するために前記入口部分と出口部分に設けられた圧力タップを含むことを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項９】
前記計量器は、ベンチューリ型流体流量計であることを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項１０】
前記計量器は、オリフィスプレート型流体流量計であることを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項１１】
前記制御雰囲気下での処理装置は、入口開口と出口開口を有しており、該排気システムは、該処理装置の入口開口と出口開口の一方を囲繞するヒュームフードを含み、該ヒュームフードは、該入口開口を通しての制御雰囲気の逃出量を最少限にするために狭い入口スロットを画定することを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項１２】
前記ヒュームフードは、前記計量器の下流で前記吸引手段に接続された排気出口を有することを特徴とする請求項１１に記載の排気システム。
【請求項１３】
前記制御雰囲気下での処理装置は、複数の制御雰囲気帯域を有し、該各帯域は、それぞれの帯域から所定流量の排気流を通すための独自の排気筒を有しており、前記計量器は、該各排気筒に１つづつ取り付けられており、該各計量器に前記流れ測定手段が接続されており、前記吸引手段は、該各計量器に連通するように取り付けられており、前記吸引力制御手段は、該各計量器を通る流量をそれぞれの対応する排気筒を通る前記排気流の所定流量にほぼ等しいレベルに維持するために各計量器に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項１４】
前記計量器と前記吸引手段との間に配置されたフィルターを含むことを特徴とする請求項３に記載の排気システム。
【請求項１５】
前記計量器を通る流れを測定するための測定手段を含み、該測定手段は、該計量器の入口と出口の間の差圧を測定するために前記入口部分と出口部分に設けられた圧力タップを含むことを特徴とする請求項３に記載の排気システム。
【請求項１６】
所定の雰囲気条件を有する内部帯域と、該帯域から所定流量の排気流を通すための排気筒を有するタイプの制御雰囲気下での処理装置から排出物を捕捉する方法であって、
前記排気筒に連通する流量計を設けることによって、該排気筒を通しての質量流量を一定に維持したまま、該排気筒からの排気流の流速を増大させる工程と、
前記排気筒からの排気流の流量が前記内部帯域からの前記排気流の所定流量にほぼ等しくなるように該排気筒を通る排気流の流量を制御するための測定値を得るために前記流量計で流量を検出する工程と、
前記流量計からの増大された流速の排気流を遠隔部署へ送給する送給工程と、
該排気流からの揮発性物質及び粒状物質の凝結及び沈降を防止するように、該送給工程中前記排気流の温度を維持し、該排気流の速度を制御する工程と、
から成ることを特徴とする排出物捕捉方法。
【請求項１７】
前記流量計に閉導管を接続し、該閉導管に吸引力を作用させることによって該流量計からの増大された流速の排気流を遠隔部署へ送給することを特徴とする請求項１６に記載の排出物捕捉方法。
【請求項１８】
前記閉導管を通して作用する吸引力を調節することによって前記送給工程中の排気流の流速を維持することを特徴とする請求項１７に記載の排出物捕捉方法。
【請求項１９】
前記流量計を通る流量を測定し、前記閉導管を通しての吸引を絞ることによって吸引力を調節することを特徴とする請求項１８に記載の排出物捕捉方法。
【手続補正書】
【提出日】平成15年5月27日(2003.5.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の雰囲気条件を有する少くとも１つの内部帯域と、該帯域から所定流量の排気流を通すための排気筒とを含む制御雰囲気下での処理装置のための排気システムであって、
前記排気筒に流体連通するように取り付けられた計量器であって、入口を画定する収束入口部分と、出口を画定する減径出口部分を有し、該計量器において該計量器内を通る流量を測定するために該入口への流入流量と該出口を通しての流出流量との間に所定の関係を有する計量器と、
該計量器を通して排気流を吸引するために該計量器の出口に連通するように取り付けられた吸引手段と、
前記計量器への流入流量が前記内部帯域からの排気流の前記所定の流量にほぼ等しくなるように該計量器からの流出流量を維持するために前記吸引手段に作動的に関連づけられており、該計量器内を通る前記測定された流量に応答して作動する吸引力制御手段と、
から成ることを特徴とする排気システム。
【請求項２】
前記計量器は、ノズル型流体流量計であることを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項３】
前記流体流量計は、ＡＳＭＥ指定の長曲率半径流体ノズルの規格に適合する流量計であることを特徴とする請求項２に記載の排気システム。
【請求項４】
前記計量器の出口と前記吸引手段との間に接続された流体導管を含み、該流体導管は、粒状物の沈降を防止するように該計量器の出口からの流速を維持する寸法とされていることを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項５】
前記吸引力制御手段は、前記計量器に作用する吸引力を制御するために前記流体導管内に配設された弁を含むことを特徴とする請求項４に記載の排気システム。
【請求項６】
前記計量器と前記吸引手段との間に配置されたフィルターを含むことを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項７】
前記吸引手段は、排気ファンであることを特徴とする請求項６に記載の排気システム。
【請求項８】
前記計量器を通る流れを測定するための測定手段を含み、該測定手段は、該計量器の入口と出口の間の差圧を測定するために前記入口部分と出口部分に設けられた圧力タップを含むことを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項９】
前記計量器は、ベンチューリ型流体流量計であることを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項１０】
前記計量器は、オリフィスプレート型流体流量計であることを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項１１】
前記制御雰囲気下での処理装置は、入口開口と出口開口を有しており、該排気システムは、該処理装置の入口開口と出口開口の一方を囲繞するヒュームフードを含み、該ヒュームフードは、該入口開口を通しての制御雰囲気の逃出量を最少限にするために狭い入口スロットを画定することを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項１２】
前記ヒュームフードは、前記計量器の下流で前記吸引手段に接続された排気出口を有することを特徴とする請求項１１に記載の排気システム。
【請求項１３】
前記制御雰囲気下での処理装置は、複数の制御雰囲気帯域を有し、該各帯域は、それぞれの帯域から所定流量の排気流を通すための独自の排気筒を有しており、前記計量器は、該各排気筒に１つづつ取り付けられており、該各計量器に前記流れ測定手段が接続されており、前記吸引手段は、該各計量器に連通するように取り付けられており、前記吸引力制御手段は、該各計量器を通る流量をそれぞれの対応する排気筒を通る前記排気流の所定流量にほぼ等しいレベルに維持するために各計量器に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項１４】
前記計量器と前記吸引手段との間に配置されたフィルターを含むことを特徴とする請求項３に記載の排気システム。
【請求項１５】
前記計量器を通る流れを測定するための測定手段を含み、該測定手段は、該計量器の入口と出口の間の差圧を測定するために前記入口部分と出口部分に設けられた圧力タップを含むことを特徴とする請求項３に記載の排気システム。
【請求項１６】
所定の雰囲気条件を有する内部帯域と、該帯域から所定流量の排気流を通すための排気筒を有するタイプの制御雰囲気下での処理装置から排出物を捕捉する方法であって、
前記排気筒に連通する流量計を設けることによって、該排気筒を通しての質量流量を一定に維持したまま、該排気筒からの排気流の流速を増大させる工程と、
前記排気筒からの排気流の流量が前記内部帯域からの前記排気流の所定流量にほぼ等しくなるように該排気筒を通る排気流の流量を制御するための測定値を得るために前記流量計で流量を検出する工程と、
前記流量計からの増大された流速の排気流を遠隔部署へ送給する送給工程と、
該排気流からの揮発性物質及び粒状物質の凝結及び沈降を防止するように、該送給工程中前記排気流の温度を該排気流の適正点を超える温度に維持し、該排気流の速度を制御する工程と、
から成ることを特徴とする排出物捕捉方法。
【請求項１７】
前記流量計に閉導管を接続し、該閉導管に吸引力を作用させることによって該流量計からの増大された流速の排気流を遠隔部署へ送給することを特徴とする請求項１６に記載の排出物捕捉方法。
【請求項１８】
前記閉導管を通して作用する吸引力を調節することによって前記送給工程中の排気流の流速を維持することを特徴とする請求項１７に記載の排出物捕捉方法。
【請求項１９】
前記流量計を通る流量を測定し、前記閉導管を通しての吸引を絞ることによって吸引力を調節することを特徴とする請求項１８に記載の排出物捕捉方法。
【手続補正書】
【提出日】平成15年7月9日(2003.7.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の雰囲気条件を有する少くとも１つの内部帯域と、該帯域から所定流量の排気流を通すための排気筒とを含む制御雰囲気下での処理装置のための排気システムであって、
前記排気筒に流体連通するように取り付けられた計量器であって、入口を画定する収束入口部分と、出口を画定する減径出口部分を有し、該計量器において該計量器内を通る流量を測定するために該入口への流入流量と該出口を通しての流出流量との間に所定の関係を有する計量器と、
該計量器を通して排気流を吸引するために該計量器の出口に連通するように取り付けられた吸引手段と、
前記計量器への流入流量が前記内部帯域からの排気流の前記所定の流量にほぼ等しくなるように該計量器からの流出流量を維持するために前記吸引手段に作動的に関連づけられており、該計量器内を通る前記測定された流量に応答して作動する吸引力制御手段と、
から成ることを特徴とする排気システム。
【請求項２】
前記計量器は、ノズル型流体流量計であることを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項３】
前記流体流量計は、ＡＳＭＥ指定の長曲率半径流体ノズルの規格に適合する流量計であることを特徴とする請求項２に記載の排気システム。
【請求項４】
前記計量器の出口と前記吸引手段との間に接続された流体導管を含み、該流体導管は、粒状物の沈降を防止するように該計量器の出口からの流速を維持する寸法とされていることを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項５】
前記吸引力制御手段は、前記計量器に作用する吸引力を制御するために前記流体導管内に配設された弁を含むことを特徴とする請求項４に記載の排気システム。
【請求項６】
前記計量器と前記吸引手段との間に配置されたフィルターを含むことを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項７】
前記吸引手段は、排気ファンであることを特徴とする請求項６に記載の排気システム。
【請求項８】
前記計量器を通る流れを測定するための測定手段を含み、該測定手段は、該計量器の入口と出口の間の差圧を測定するために前記入口部分と出口部分に設けられた圧力タップを含むことを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項９】
前記計量器は、ベンチューリ型流体流量計であることを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項１０】
前記計量器は、オリフィスプレート型流体流量計であることを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項１１】
前記制御雰囲気下での処理装置は、入口開口と出口開口を有しており、該排気システムは、該処理装置の入口開口と出口開口の一方を囲繞するヒュームフードを含み、該ヒュームフードは、該入口開口を通しての制御雰囲気の逃出量を最少限にするために狭い入口スロットを画定することを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項１２】
前記ヒュームフードは、前記計量器の下流で前記吸引手段に接続された排気出口を有することを特徴とする請求項１１に記載の排気システム。
【請求項１３】
前記制御雰囲気下での処理装置は、複数の制御雰囲気帯域を有し、該各帯域は、それぞれの帯域から所定流量の排気流を通すための独自の排気筒を有しており、前記計量器は、該各排気筒に１つづつ取り付けられており、該各計量器に前記流れ測定手段が接続されており、前記吸引手段は、該各計量器に連通するように取り付けられており、前記吸引力制御手段は、該各計量器を通る流量をそれぞれの対応する排気筒を通る前記排気流の所定流量にほぼ等しいレベルに維持するために各計量器に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の排気システム。
【請求項１４】
前記計量器と前記吸引手段との間に配置されたフィルターを含むことを特徴とする請求項３に記載の排気システム。
【請求項１５】
前記計量器を通る流れを測定するための測定手段を含み、該測定手段は、該計量器の入口と出口の間の差圧を測定するために前記入口部分と出口部分に設けられた圧力タップを含むことを特徴とする請求項３に記載の排気システム。
【請求項１６】
所定の雰囲気条件を有する内部帯域と、該帯域から所定流量の排気流を通すための排気筒を有するタイプの制御雰囲気下での処理装置から排出物を捕捉する方法であって、
前記排気筒に連通する流量計を設けることによって、該排気筒を通しての質量流量を一定に維持したまま、該排気筒からの排気流の流速を増大させる工程と、
前記排気筒からの排気流の流量が前記内部帯域からの前記排気流の所定流量にほぼ等しくなるように該排気筒を通る排気流の流量を制御するための測定値を得るために前記流量計で流量を検出する工程と、
前記流量計からの増大された流速の排気流を遠隔部署へ送給する送給工程と、
該排気流からの揮発性物質及び粒状物質の凝結及び沈降を防止するように、該送給工程中前記排気流の温度を該排気流の露点を超える温度に維持し、該排気流の速度を制御する工程と、
から成ることを特徴とする排出物捕捉方法。
【請求項１７】
前記流量計に閉導管を接続し、該閉導管に吸引力を作用させることによって該流量計からの増大された流速の排気流を遠隔部署へ送給することを特徴とする請求項１６に記載の排出物捕捉方法。
【請求項１８】
前記閉導管を通して作用する吸引力を調節することによって前記送給工程中の排気流の流速を維持することを特徴とする請求項１７に記載の排出物捕捉方法。
【請求項１９】
前記流量計を通る流量を測定し、前記閉導管を通しての吸引を絞ることによって吸引力を調節することを特徴とする請求項１８に記載の排出物捕捉方法。
【国際調査報告】
2004528522.tif 000030
2004528522.tif 000031
2004528522.tif 000032