(57)【要約】【課題】    連続式加熱雰囲気炉の利点を生かしつつ、加熱雰囲気ガスの使用量を低減することができる連続式加熱雰囲気炉内のガスコントロール方法を提供する。【解決手段】  上記課題を解決するための連続式加熱雰囲気炉内のガスコントロール方法は、炉内への被加熱物の投入の有無を判定し、炉内に被加熱物の投入が無い場合、排気される炉内のガスの割合を、炉内に被加熱物が投入されている場合に比べて低下させ、炉内の加熱雰囲気ガス濃度が予め定められた値以上に維持される範囲で、炉内に供給する加熱雰囲気ガスの割合を、炉内に被加熱物が投入されている場合に比べて低下させた状態で運転することを特徴とするものである。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送手段上に配置した被加熱物を移動させながら所定のガス雰囲気中で連続的に熱処理する連続式加熱雰囲気炉内のガスコントロール方法であって、
炉内への被加熱物の投入の有無を判定し、
炉内に被加熱物が無い待機モード時には、炉内の加熱雰囲気ガス濃度が予め定められた値以上に維持される範囲で、炉内に供給する加熱雰囲気ガスの割合を、炉内に被加熱物が存在する加熱処理モード時に比べて低下させた状態で運転することを特徴とする連続式加熱雰囲気炉内のガスコントロール方法。
【請求項２】
待機モード時は、炉内から排出する炉内のガスの量を加熱処理モード時より少なくすることを特徴とする請求項１に記載の連続式加熱雰囲気炉内のガスコントロール方法。
【請求項３】
炉内の被加熱物の有無の判定は、炉内に被加熱物が投入されてから所定時間内に再度被加熱物の投入があったか否かに基づいて行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の連続式加熱雰囲気炉内のガスコントロール方法。
【請求項４】
被加熱物を所定の温度に加熱する加熱炉と、
加熱炉内で被加熱物を移動させる搬送手段と、
被加熱物が加熱炉内に投入されたことを検知する検知手段と、
加熱炉内に供給する加熱雰囲気ガスの量を制御する流量制御手段と、
加熱炉内のガスを外部に排出する排気手段と、
検知手段の出力信号に基づいて、加熱炉内の被加熱物の有無を判断し、加熱炉内に被加熱物が存在しない待機モード時に前記流量制御手段を介して、加熱炉内に被加熱物が存在する加熱処理モード時よりも加熱炉内に供給する加熱雰囲気ガスの量を少なくする制御手段と、を有することを特徴とする連続式加熱雰囲気炉。
【請求項５】
加熱炉の入口側には被加熱物を投入するための開閉手段が備えられ、前記検知手段は、前記開閉手段の開閉を検出することを特徴とする請求項４に記載の連続式加熱雰囲気炉。
【請求項６】
前記排気手段は、強制排気モードと自然排気モードとの切り替えを可能とし、
前記制御手段は、待機モード時に排気手段を自然排気モードに切り替えることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の連続式加熱雰囲気炉。
【請求項７】
前記排気手段は、風量調節可能な排気ダンパーを備えており、
前記制御手段は、待機モード時に前記排気ダンパーを閉状態にに切り替えることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の連続式加熱雰囲気炉。
【請求項８】
前記制御手段は、前記検知手段が検知信号を出力してから予め定めた時間、検知手段からの検知信号が出力されない時に、炉内には被加熱物が存在しないと判定することを特徴とする請求項４乃至請求項７のいずれかに記載の連続式加熱雰囲気炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱炉内に供給されるガスのコントロール方法及び加熱雰囲気炉に係り、特に段階的な加熱を行う連続式加熱雰囲気炉内のガスをコントロールする方法、及び連続式加熱雰囲気炉自体に関する。
【背景技術】
【０００２】
精密部品のリフロー工程に用いられる加熱炉では、加熱時の酸化を防止する等の観点から、炉内に外気と異なる安定した気体（例えば窒素ガスなど）を充満させた加熱雰囲気を作り出し、この中で被加熱物（精密部品）の熱処理を行うようにしていることが多い。
【０００３】
このように炉内に安定気体を充満させる加熱雰囲気炉では、ベルトコンベア等の搬送手段を介して被加熱物を連続的に炉内へ搬入し、熱処理を行うという構成が採られている。このため、炉内に充満させる加熱雰囲気ガスは、いわゆる垂れ流し状態となっていた。そして、大型の加熱炉は炉内の雰囲気を熱処理が可能な状態に安定させるまでに長時間を要するため、被加熱物が投入されていない状態であっても前記加熱雰囲気ガスの供給を止めることができなかった。このため、加熱雰囲気炉では、前記加熱雰囲気ガスの使用量を低減することが課題とされてきた。
【０００４】
上記のような課題を解決するために提案された技術としては特許文献１や特許文献２に開示されているものがある。特許文献１では、加熱雰囲気炉の内側と外側とを繋ぐ開口部に、加熱雰囲気ガスよりも比重の大きな水等の液体を配置することで加熱雰囲気ガスが炉内から漏れ出ることを防止すると共に、被加熱物を継続的に炉内に投入することを可能としたというものである。
【０００５】
一方、特許文献２に開示されている加熱雰囲気炉では、加熱雰囲気ガスの使用量を低下させるために、炉内と外気とを隔てる遮蔽板（シャッタ）を加熱雰囲気炉の入口側と出口側に設ける旨が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】実開平６−５４７６０号公報
【特許文献２】特開平１０−４１６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような構成の加熱雰囲気炉であれば、使用する加熱雰囲気ガスの量を低減することはできると考えられる。しかし、特許文献１に開示されている加熱雰囲気炉では、被加熱物を炉内に投入あるいは炉外へ排出する際、被加熱物を液体中に晒さなければならない。このため、被加熱物が電気・電子部品である場合には不向きであると考えられる。さらに、加熱雰囲気炉の内外を隔てる液体を水とした場合には、ヒータの熱により蒸発し、炉内の湿度が上昇し、熱処理に悪影響をおよぼすことが考えられる。また、特許文献２に開示されている加熱雰囲気炉には一見問題点が無いようにも思えるが、被加熱物を連続的に炉内に投入することができなくなり、熱処理が個別的に行われることとなる。これは、熱処理に数時間を要する場合には大きな問題であり、製品の生産量の低下に直結する。
【０００８】
本発明では、連続式加熱雰囲気炉の利点を生かしつつ、加熱雰囲気ガスの使用量を低減することができる連続式加熱雰囲気炉内のガスコントロール方法、及び連続式加熱雰囲気炉を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するためには、連続式加熱雰囲気炉によって被加熱物を熱処理している時と、熱処理を行っていない時とにおける加熱雰囲気炉内の気体の状態を把握する必要がある。そして、熱処理時、あるいは非熱処理時に応じて炉内に供給すべき加熱雰囲気ガスの量を定めるようにすれば良いと考えられる。そこで、本発明に係る連続式加熱雰囲気炉内のガスコントロール方法は、搬送手段上に配置した被加熱物を移動させながら所定のガス雰囲気中で連続的に熱処理する連続式加熱雰囲気炉内のガスコントロール方法であって、炉内への被加熱物の投入の有無を判定し、炉内に被加熱物が無い待機モード時には、炉内の加熱雰囲気ガス濃度が予め定められた値以上に維持される範囲で、炉内に供給する加熱雰囲気ガスの割合を、炉内に被加熱物が存在する加熱処理モード時に比べて低下させた状態で運転することを特徴とする。このような方法によれば、連続式加熱雰囲気炉の運転全体として確実に加熱雰囲気ガスの使用量を低減することができる。また、炉内の加熱雰囲気ガス濃度が極端に低下することが無いため、加熱処理可能な状態に復帰するまでの時間が短い。さらに、加熱処理中は従来通りに運転することができるため、連続式加熱雰囲気炉の利点を生かすことができる。
【００１０】
また、上記のような連続式加熱雰囲気炉内のガスコントロール方法では、待機モード時は、炉内から排出する炉内のガスの量を加熱処理モード時より少なくするようにするもしくは、炉内のガスの排出を遮断することが望ましい。このような方法によれば、炉内のガスを排気する割合も制御することから、炉内に供給する加熱雰囲気ガスの割合を低減した場合であっても炉内の雰囲気が変化する割合が小さい。このため、熱処理時は、すぐに従来通りに運転することができるため、連続式加熱雰囲気炉の利点を生かすことができる。
【００１１】
また、上記のようなガスコントロール方法において、炉内の被加熱物の有無の判定は、炉内に被加熱物が投入されてから所定時間内に再度被加熱物の投入があったか否かに基づいて行うと良い。このような方法で判定を行うようにすることで、複雑な制御処理が不要となる。また、簡易な設備であるため、既存の設備にも適用することが可能となる。
【００１２】
上記目的を達成するための本発明に係る連続式加熱雰囲気炉は、被加熱物を所定の温度に加熱する加熱炉と、加熱炉内で被加熱物を移動させる搬送手段と、被加熱物が加熱炉内に投入されたことを検知する検知手段と、加熱炉内に供給する加熱雰囲気ガスの量を制御する流量制御手段と、加熱炉内のガスを外部に排出する排気手段と、検知手段の出力信号に基づいて、加熱炉内の被加熱物の有無を判断し、加熱炉内に被加熱物が存在しない待機モード時に前記流量制御手段を介して、加熱炉内に被加熱物が存在する加熱処理モード時よりも加熱炉内に供給する加熱雰囲気ガスの量を少なくする制御手段と、を有することを特徴とする。このような構成の連続式加熱雰囲気炉であれば、上記のような加熱雰囲気ガスのコントロールを行うことができる。よって、このような構成の連続式加熱雰囲気炉であれば、全体として使用する加熱雰囲気ガスの使用量を低減することができる。
【００１３】
また、上記のような構成の連続式加熱雰囲気炉において、前記加熱炉の入口側には被加熱物を投入するための開閉手段が備えられ、前記検知手段は、前記開閉手段の開閉を検出するようにしても良い。このような構成とすることにより、加熱炉内に被加熱物があるか否かを間接的に検知することが可能となる。
【００１４】
また、上記構成の連続式加熱雰囲気炉において、前記排気手段は、強制排気モードと自然排気モードとの切り替えを可能とし、前記制御手段は、待機モード時に排気手段を自然排気モードに切り替えるようにすると良い。このような構成とすることにより、加熱炉内のガスを排気する割合も制御することができるようになり、加熱炉内に供給する加熱雰囲気ガスの割合を低減した場合であっても加熱炉内の雰囲気が変化する割合が小さくなる。さらに、熱処理中は従来通りに運転することができるため、連続式加熱雰囲気炉の利点を生かすことができる。
【００１５】
また、上記構成の連続式加熱雰囲気炉では、前記排気手段は、風量調節可能な排気ダンパーを備えており、前記制御手段は、待機モード時に前記排気ダンパーを閉状態に切り替えるようにしても良い。このような構成とすることにより、待機モード時には加熱炉内に加熱雰囲気ガスを留めることが可能となるため、加熱炉内の雰囲気の変化を極めて小さくすることができる。さらに、熱処理時は、すぐに従来通りに運転することができるため、連続式加熱雰囲気炉の利点を生かすことができる。
【００１６】
また、前記制御手段は、前記検知手段が検知信号を出力してから予め定めた時間、検知手段からの検知信号が出力されない時に、炉内には被加熱物が存在しないと判定することが望ましい。このような手段により加熱炉内における被加熱物の有無を判定することにより、被加熱物の有無の判定のための複雑な制御処理が不要となる。また、タイマ等を備えるだけの簡易な機能でたりるため、既存の設備にも容易に適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る連続式加熱雰囲気炉内のガスコントロール方法、及び連続式加熱雰囲気炉について図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
まず、図１を参照して、本発明の連続式加熱雰囲気炉内のガスコントロール方法を実施するための連続式加熱雰囲気炉（以下、加熱雰囲気炉という）の構成について説明する。なお、図１（Ａ）は加熱雰囲気炉の側断面を示す概略図であり、同図（Ｂ）は上面図を示す概略図である。
【００１９】
本実施形態に係る加熱雰囲気炉１０は、被加熱物７０を炉内で移動させるための搬送手段１２と、被加熱物７０を加熱するためのヒータ１４と、炉内に加熱雰囲気ガスを供給するための配管２０（２０ａ，２０ｂ），２２（２２ａ，２２ｂ）と、炉内に供給された加熱雰囲気ガス等を排出するためのガス排出管（排気手段）１６，１８（１８ａ，１８ｂ）、及び炉全体を覆うケーシング２６とを基本構成とする。
【００２０】
前記搬送手段１２は、例えば図１に示すようなベルトコンベアなどであれば良い。なお、使用するベルトは当然にヒータの熱に耐えうるものでなくてはならない。前記ヒータ１４は、図１に示すように、熱処理通路２８に沿って複数配置されており、ヒータユニット（ゾーン）毎に設定温度が変更できるようになっている。
【００２１】
前記加熱雰囲気ガスを供給するための配管（加熱雰囲気ガス供給管）２０，２２は、前記熱処理通路２８に沿って配設されている。なお、本実施形態で使用する加熱雰囲気炉１０では、加熱雰囲気ガスとして窒素（Ｎ2）ガスを使用することとする。よって、以下の説明においては、加熱雰囲気ガスを窒素ガス、加熱雰囲気ガス供給管２０，２２を窒素ガス供給管２０，２２ともいう。
【００２２】
前記ガス排出管１６，１８は、炉内に供給された加熱雰囲気ガス等を自然排気するための自然排気管１６と、炉内に、供給された加熱雰囲気ガス等を強制排気するための強制排気管１８とが備えられている。前記強制排気管１８は、エアムーバと呼ばれるものであり、図示しないエア供給口より圧縮空気を送り込むことで管内に負圧を発生させ、炉内の気体を強制的に吸引排気するというものである。炉内には、被加熱物の熱処理を行うことで有機物や加熱雰囲気ガス以外のガス（発生ガス）が発生する。このため、高品質な製品を製造するためには、加熱雰囲気炉１０には前述したような強制排気管１８を備え、炉内で発生した有機物や発生ガスを排出することが望ましいのである。
【００２３】
図２に窒素ガス供給管２０，２２、及び強制排気管１８の配管系統の詳細を示す。ガス供給系統を大別すると、エアムーバ等の強制排気管１８にエアを供給するためのエア供給系統５０と、窒素ガス供給管２０，２２に窒素ガスを供給するための窒素ガス供給系統３０とに分けることができる。図２に示す加熱雰囲気炉１０では、エア供給系統５０、窒素ガス供給系統３０は共に電磁切換弁（２ポート２位置）５２，３２と、レギュレータ５４，３４を介した後にマニホールド３６や分岐管によって複数の経路へと分岐されている。なお、前記電磁切換弁５２，３２は、エア、あるいは窒素ガスの供給のＯＮ・ＯＦＦ（経路の開閉）を制御するためのものであり、レギュレータ５４，３４は、供給するエア、あるいは窒素ガスの供給圧力を調整するためのものである。本実施形態の加熱雰囲気炉１０は、エア供給系統５０が２経路Ｄ，Ｅに、窒素ガス供給系統３０が３経路Ａ，Ｂ，Ｃに、それぞれ分岐されている。
【００２４】
前記エア供給系統は、２つの経路Ｄ，Ｅに分岐された後、供給するエアの流量の確認、あるいは調整をするための流量計５６ａ，５６ｂを介して強制排気管１８であるエアムーバに接続される。強制排気管１８は図１，２に示すように２つ備えられており、経路Ｄ，経路Ｅはそれぞれ強制排気管１８ａ，１８ｂに接続される。
【００２５】
一方、窒素ガス供給系統３０は、３つの経路Ａ，Ｂ，Ｃに分岐された後それぞれの経路が、電磁切換弁（３ポート２位置）３８（３８ａ〜３８ｃ）を介してさらに２つの経路Ａａ，Ａｂ〜Ｃａ，Ｃｂに分岐されている。分岐された経路のうちの一方の経路（例えば経路Ａｂ）は、流路にチェック弁４４ａを備えるだけのストレート構造をしている。これに対し、分岐された経路のうちの他方の経路（例えば経路Ａａ）は、経路に絞り弁４０ａを備えて流量を低減する構成が採られており、前記絞り弁４０ａの後段にチェック弁４２ａが備えられている。分岐されたそれぞれの経路Ａｂ，Ａａはチェック弁４４，４２の後段で合流されており、前記チェック弁４４，４２は、いずれかの経路に供給された窒素ガスが他方の経路に流入することを防止する役割を担う。本実施形態の加熱雰囲気炉１０では、絞り弁４０（４０ａ〜４０ｃ）を設けた経路Ａａ，Ｂａ，Ｃａを通過する窒素ガスの流量を、ストレート構造の経路Ａｂ，Ｂｂ，Ｃｂを通過する窒素ガスの流量に比べて３割程度低減するようにしており、これらの分岐経路が加熱雰囲気ガスの流量制御手段を担う。なお、この程度の低減量であれば、炉内の窒素ガス濃度が大幅に低下し（あるいは炉内の酸素濃度が大幅に上昇し）、熱処理可能な状態に復帰するまでに長時間を要するということが無い。
【００２６】
合流された経路Ａ〜Ｃは、前記エア供給系統５０の各経路Ｄ，Ｅと同様に流量計４６（４６ａ〜４６ｃ）を介してそれぞれに割り当てられた窒素ガス供給管２０，２２へと接続される。窒素ガス供給系統３０のうち、分岐された経路Ａは、再び２つの経路へ分岐され、炉の入口側に配置された窒素ガス供給管２０（２０ａ，２０ｂ）に接続される。分岐された経路Ｂ，Ｃはそれぞれ、窒素ガス供給管２０の後段であって搬送手段１２に沿って配設された窒素ガス供給管２２ａ，２２ｂのそれぞれに個々に接続される。なお、窒素ガス供給管２２ａ，２２ｂには、炉内に供給する窒素ガスを予め加熱しておくための余熱配管２３（２３ａ，２３ｂ）が備えられている。
【００２７】
また、図２に示す加熱雰囲気炉１０には、炉の入口にセンサ（例えば光電センサ）２４等の検知手段が備えられており、炉内に被加熱物７０が投入されたことを検知することを可能としている。
【００２８】
また、前記加熱雰囲気炉１０には、図示しないタイマ等の計時機能を備えた制御手段６０が設けられている。前記制御手段６０には、前記センサ２４の他、前述した窒素ガス供給系統３０に設けられた電磁切換弁３８の制御部、及び前記エア供給系統５０に設けられた電磁切換弁５２の制御部が接続されており、前記センサ２４によって被加熱物７０が炉内に投入されたと検知されると、センサ２４からの検知信号が前記制御手段６０に伝達される。そして、前記検知信号が制御手段６０に伝達されることにより、被加熱物７０が炉内に投入されたと判定され、計時機能によって時間が計測され、予め定められた時間に従って前記電磁切換弁３８，５２のポジション（Ｐ１，Ｐ２、あるいは開，閉）が切り替えられる構成になっている。本実施形態で使用する加熱雰囲気炉１０の場合、タイマが３．５時間にセットされており、センサ２４が被加熱物の投入を検知すると電磁切換弁３８のポジションがＰ１からＰ２へ切り替えられて熱処理時に炉内に供給すべき流量の窒素ガスが炉内に供給されることとなると共に、電磁切換弁５２のポジションは閉から開へと切り替えられて強制排気管１８へのエアの供給が開始される（強制排気モード）のである（加熱処理モード）。そして、センサ２４が被加熱物の投入を検知してから３．５時間経過すると、電磁切換弁３８のポジションがＰ２からＰ１へと切り替えられて炉内へ供給される窒素ガスの流量が低減されると共に、電磁切換弁５２のポジションが、開から閉へと切り替えられて強制排気管１８へのエアの供給が停止される（自然排気モード）のである（待機モード）。
【００２９】
上記のような加熱雰囲気炉内のガスをコントロールする方法について図３に従って説明する。まず、製品である被加熱物７０を炉内に投入する（Ｓ１００）。センサ２４によって被加熱物７０の投入を検知する（Ｓ１１０）。タイマを作動させ、所定時間（３．５時間）の計測が開始される（Ｓ１２０）。タイマ作動後、あるいはタイマの作動と同時に、窒素ガス供給系統３０では、電磁切換弁３８のポジションがＰ１からＰ２へと切り替えられ、窒素ガス供給管２０，２２全体から炉内に供給される窒素ガスの流量が１００Ｌ／ｍｉｎ程度となる。また、窒素ガスの流量制御と同時に、あるいは前後して、エア供給系統５０では、電磁切換弁５２のポジションが閉から開へと切り替えられてエアムーバへのエアの供給が開始される（Ｓ１３０）。タイマに設定された所定時間（３．５時間）が経過する前に、センサ２４によって新たな被加熱物の投入が検知された場合には、タイマがリセットされて、再び所定時間の計測が開始される（Ｓ１４０、Ｓ１５０）。制御部６０は、タイマによって所定時間（３．５時間）の計測が開始されると、所定時間が経過するまでの間、センサ２４からの検知信号を受けるためのフィードバック制御が成される（Ｓ１６０）。Ｓ１６０にて被加熱物が投入されてから所定時間が経過したと判定された場合には、電磁切換弁３８のポジションは、Ｐ２からＰ１へと切り替えられ、窒素ガス供給管２０，２２全体から炉内に供給される窒素ガスの流量が７０Ｌ／ｍｉｎ程度へ低減される。これと同時に、あるいは前後して、電磁切換弁５２のポジションは開から閉へと切り替えられてエアの供給経路が閉鎖され、エアムーバに対するエアの供給が停止される（Ｓ１７０）。
【００３０】
上記のような方法により加熱雰囲気炉内のガスをコントロールすることにより、炉内に被加熱物７０が投入されていない（被加熱物が炉内に存在しない）場合に使用する窒素ガスの量を低減することができる。また、炉内のガスを排気する量の調整と共に供給する窒素ガスの量を制御する構成としているため、窒素ガスの供給量を低減した場合であっても炉内に充満させた窒素ガスの濃度が急変することが無い。また、これらの制御は被加熱物が投入されていない時に行うため、被加熱物を熱処理する際に発生する有機物やガスの影響を考慮する必要性が低い。さらに、窒素ガスの供給を停止するのでは無く、供給量を低減するという措置を採っているため、炉内の窒素ガス濃度を維持することができ、新たな被加熱物が投入された際に、熱処理可能な状態に復帰するのに要する時間が短い。
【００３１】
また、炉内に被加熱物７０が投入されていない場合は、エアムーバに対するエアの供給を停止するため、使用するエアの削減及びエアの供給に要するエネルギの削減を図ることができる。
【００３２】
上記のような加熱雰囲気炉内のガスコントロール方法は、被加熱物７０が間欠的に投入される場合に特に有効であるといえる。例えば、最初の被加熱物７０の投入から４時間後に次の被加熱物７０が投入された場合には、通常運転を続けた場合に比べて３０分間に使用する分の窒素ガスの差分、すなわち９００Ｌもの窒素ガスの使用を削減することができるのである。
【００３３】
仮に、３．５時間の熱処理時間終了後に炉内への窒素ガスの供給を停止した場合には、４時間後である３０分間の間に３０００Ｌの窒素ガスを削減することが可能である。しかし、一度窒素ガスの供給を停止して炉内の窒素ガス濃度が低下し、炉内に外部気体が流入してしまうと、図１、図２に示すような加熱雰囲気炉１０の場合、熱処理可能な状態に復帰するまでに３０分以上の時間を要することとなる。この場合、削減した３０００Ｌの窒素ガスは復帰のために使用することとなり通常運転をしていた場合と変わらなくなってしまう。また、復帰までの３０分間はロスタイムとなるため、結果的に熱処理のために要する時間を延長することにもなってしまうのである。
【００３４】
つまり、本発明に係る連続式加熱雰囲気炉内のガスコントロール方法によれば、被加熱物が間欠的に投入された場合であっても、従来と変わらない時間で熱処理を行うことができ、かつ使用する窒素ガスの量を低減することができるのである。
【００３５】
窒素ガスの低減量、すなわち絞り弁４０の絞り量は、加熱雰囲気炉１０を熱処理可能な状態に復帰させるまでに必要とする時間と、炉内から排気されるガスの量、及び供給する窒素ガスの低減によって生じる炉内における窒素ガス濃度の変化等を考慮して定めるようにすると良い。すなわち、復帰までに所望する時間内に炉内の窒素ガス濃度を熱処理時に必要とされる窒素ガス濃度にまで向上させることができる窒素ガス濃度を予め定めておくのである。そして絞り量は、炉内の窒素ガス濃度が前記予め定めた濃度以上の値を維持することができる範囲で決定すれば良いのである。
【００３６】
例えば上記のような形態の加熱雰囲気炉１０は、加熱処理モードと待機モードを備え、加熱処理モードでは炉内のガスを強制排気と自然排気の両方で排気する構成とし、待機モードでは自然排気のみにより排気する旨記載した。しかし、加熱処理モードにおいて強制排気を行うと共に待機モード時には炉内のガスを排気しておく必要は無く、エアムーバによる強制排気に換えて、排気管に風量調節可能な排気ダンパー（風量調節弁）を設け、加熱処理モードにおいては、排気ダンパーを開状態として自然排気を行い、待機モードでは、排気ダンパーを閉状態とする方式としても良い。そして、待機時に排気ダンパーを閉状態とすることにより、炉内からの窒素ガスの排出を防ぎ、炉内の雰囲気が変化する割合を極めて小さくすることができる。また、炉内における雰囲気の変化が小さくなるため、炉内へ供給する窒素ガスの量も少なくすることができる。
【００３７】
上記実施形態では、加熱雰囲気炉に強制排気管１８がある場合について説明したが、本発明の加熱雰囲気炉内のガスコントロール方法は、図４に示すような強制排気管を備えていない加熱雰囲気炉に対しても有用である。なお、図４に示す加熱雰囲気炉は、強制排気管に関する構成以外の構成については図１、図２に示す加熱雰囲気炉と同一な構成である。よって構成が一致する箇所については図面に同一符号を附して詳細な説明は省略する。
【００３８】
このような構成の加熱雰囲気炉１０に本発明に係る加熱雰囲気炉内のガスコントロール方法を適用する場合、上記実施形態とは異なり、窒素ガス供給系統３０のみを制御することにより、炉内に供給する窒素ガスと炉外へ排出されるガスとのバランスを保ちつつ、炉内への窒素ガス供給量を低減することとなる。このため、上記実施形態と同様の割合で窒素ガスの供給量を低減させた場合には、熱処理可能な状態に復帰するまでに多少の時間を要することが考えられる。しかし、上記のような加熱雰囲気炉１０では、被加熱物７０がヒータ１４の配置位置に到達するまでには多少の時間を要するため、熱処理を行う上で問題は無いと考えられる。なお、復帰までの時間を短くすることを望む場合には、供給する窒素ガスの低減割合を減らすようにすれば良い。このような場合であっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
上記実施形態で使用した加熱雰囲気炉１０では、被加熱物７０を検知するための検知手段としてセンサ２４を使用していたが、炉の投入口に蓋やシャッタ等の開閉手段がある場合には、その蓋やシャッタ等の開閉を検知するリミットスイッチなどを検知手段として採用しても良いし、これらの検知手段を併用しても良い。また、上記実施形態に示した加熱雰囲気炉１０は、本発明の連続式加熱雰囲気炉内のガスコントロール方法を実施するために用いる加熱雰囲気炉の一例であり、本発明に係る方法を適用する加熱雰囲気炉自体の構成は、これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】強制排気管を備える連続式加熱雰囲気炉の概略構成を示す図である。
【図２】強制排気管を備える連続式加熱雰囲気炉におけるガス供給系統の構成を示す図である。
【図３】供給ガスの制御タイミング等を示すフローである。
【図４】強制排気管を備えない連続式加熱雰囲気炉におけるガス供給系統の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０………連続式加熱雰囲気炉（加熱雰囲気炉）、１２………搬送手段、１４………ヒータ、１６………自然排気管、１８（１８ａ，１８ｂ）………強制排気管、２０（２０ａ，２０ｂ）………加熱雰囲気ガス供給管（窒素ガス供給管）、２２（２２ａ，２２ｂ）………加熱雰囲気ガス供給管（窒素ガス供給管）、２４………センサ、２６………ケーシング、２８………熱処理通路、３０………加熱雰囲気ガス供給系統（窒素ガス供給系統）、５０………エア供給系統、６０………制御手段。
【図１】
2007003143.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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