专利名称：热处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热处理装置，特别涉及将干燥炉或焙烧炉内的气体排出的排气管。
背景技术：
在利用热处理装置对涂布有膏、釉料等的基板、涂布片及部件进行干燥或焙烧等热处理时，在进行热处理的炉内产生包含有机溶剂的气体。在将该气体排出到炉外时，有机溶剂容易在气体配管内凝集，从而局部堆积。其结果是，会产生气流的阻碍、排气管的腐蚀以及凝集物的飞散或滴液所引起的基板的污染等。
以往，为了防止有机溶剂在气体配管内的凝集，采取了利用隔热材料对气体配管进行保温、或者利用电加热器等从外部对气体配管进行加热等对策。作为采用了这样的对策的热处理装置，例如有在专利文献1记载的装置。图1是在专利文献1记载的具有焦油应对结构的气体配管的示意图。
如图1所示，该气体配管具有用于从热分解炉(未图示)向改质炉(未图示)输送热分解气体的热分解气体配管2。热分解气体配管2是具有在中心部的热分解气体输送管21的外周连接设置螺旋壁25从而形成了螺旋形状的加热气体流路22的双层壁管2a的结构。在该双层壁管2a的两端设置了具有开口24a、24b的凸缘23a、23b，热分解气体从一个开口24a送入，从另一个开口24b送出。此外，在该双层壁管2a的两端附近，以与加热气体流路22相通的状态设置着具有凸缘26a、26b的加热气体连结管28a、28b，该凸缘26a、26b具有开口27a、27b。
如上所述，以往的气体配管是将热分解气体配管2做成双层管结构，在中央的热分解气体输送管21的外周作为加热气体导入燃料的燃烧排气，从外部对热分解气体输送管21加热。因此，不使用加热器装置等就可以加热气体配管，所以不使用来自外部的能量，就可以抑制热分解气体配管内的焦油的凝集，抑制焦油的产生。
专利文献1日本特开2004-277551号公报(第3页、图1)但是，专利文献1记载的以往的气体配管具有如下应该解决的技术问题。即，在将以往的气体配管作为热处理装置的排气管使用时，在调节排气量的排气量调节阀的位置，排气流路直径急剧扩大，由此排气被冷却而产生焦油。因此，在以往的气体配管中，存在不能防止在作为排气管使用时的管内产生焦油的问题。
上述问题在如图2所示的热处理装置中特别明显，该热处理装置具有装载成多级的炉10，从多级的炉10引出的多个排气管11与共通排气管12连接。其原因在于，在上述热处理装置中，由于以相同的流量向共通排气管12排气，所以与接近排气扇13的上级炉10连接的排气量调节阀14的关闭程度比离排气扇13远的下级炉10连接的排气量调节阀14大，在与上级炉10连接的排气管11中发生排气流路直径的急剧扩大。
发明内容
因此，本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种热处理装置，即使在装载成多级的炉中使用的情况下，也能够防止在排气管内产生焦油。
为了达到上述目的，本发明的热处理装置，具有第1热处理部及第2热处理部；以及排出上述第1热处理部及第2热处理部的气体的排气管；上述第1热处理部与上述排气管的气流上游侧连接，上述第2热处理部与上述排气管的气流下游侧连接，上述排气管的气流下游侧的截面积比上述排气管的气流上游侧的截面积大。在此电可以是，在将上述排气管的与第1热处理部的连接部分的截面积设为S1、将上述排气管的与第2热处理部的连接部分的截面积设为S2、将上述第1热处理部内部的高度设为H1、将上述第1热处理部内部的高度与上述第2热处理部内部的高度之和设为H2时，上述排气管的截面积满足下述的公式S2/S1＝(H2/H1)a，其中0.1≤a≤0.9。
根据本结构，减小了在将与不同热处理部连接的多个排气管集合时的、同气流下游侧的排气管连接的热处理部的排气通路中的热处理部内的压力和排气管入口的压力之差，所以，可以抑制在排气量调节阀部分的排气的急剧扩大，可以防止焦油的产生。其结果，在对涂布了含有机溶剂和水分的材料的基板进行干燥时，不产生含有从材料挥发出的有机溶剂的气体的焦油、由其引起的配管的腐蚀及基板的污染、或者因水蒸气的结露引起的滴液或生锈，可以降低维护时的生产停止引起的损失。
此外，可以抑制在将与不同热处理部连接的多个排气管集合时的、气流下游侧的排气管中的有机溶剂浓度的上升，可以防止溶剂浓度升高而可能引起的爆炸。
此外，在具有装载成多级的热处理部、串行排列的热处理部或者装载成多级且串行排列的热处理部的热处理装置中，可以减少供气排气管的数量，所以，能够减轻供气排气管的安装及维护的负担。此外，还可以降低制造成本。此外，通过集合多个供气排气管，可以抑制逸出到热处理装置外部的热量，可以实现能源的节省。
此外，可以减少从气流下游侧的排气管排出的排气气体流量，不必通过排气量调节阀等节流机构进行大幅度的流量调节，就可以使从气流下游侧的排气管排出的排气气体流量接近从气流上游侧的排气管排出的排气气体流量。由此，不必设置排气量调节阀等节流机构，从而降低了伴随着节流机构所进行的流量调节出现的排气的急剧扩大，所以可抑制排气的温度降低，可以防止与之相伴的焦油的产生。此外，可以降低因排气量调节阀等节流机构引起的压力损失，所以，还可以提高热处理装置的排气效率。
此外，也可以是，上述排气管具有作为管壁的一部分的隔板，并具有将上述隔板作为管壁的一部分并向上述第1热处理部及第2热处理部供给气体的供气管。
根据本结构，由于将供气管和排气管一体化，通过使高温气体流入供气管来加热排气管，所以，可以利用预先加热的供气的热量来加热排气管，防止因排气冷却引起的焦油的产生。此外，通过将供气管和排气管一体化，可以减少暴露在外气中的表面面积，所以，可以实现能源的节省。
此外，也可以是，在上述隔板上设置连接上述供气管与排气管的气体通路、和开闭上述气体通路的开闭部件。
根据本结构，由于将供气注入排气管，使排气中的溶剂浓度降低，所以能够防止在集合多个排气管时的溶剂浓度上升引起的爆炸。此外，通过将预先加热的供气热量传给供气排气管，可以提高排气的温度，防止因排气冷却引起的焦油的产生。
此外，也可以是，具有对上述开闭部件的开闭进行控制的控制机构。
根据本结构，可以从排气管外部进行流量调节，所以即使在间歇式输送等中，在热处理部内的排气管附近的相同地方存在基板时和不存在基板时，所排出的有机溶剂的浓度都时刻变化的情况下，也可以适当地选择流量，向排气管送入供气，可以减少供气的消耗量。
此外，也可以是，具有加热上述隔板的加热器。
根据本结构，可以从内部进行排气的加热，所以，能够有选择地加热排气易冷却而产生焦油的部位。此外，不是从外部而是从内部对排气直接加热，所以加热器的热效良好。
此外，也可以是，在上述隔板上设置连接上述供气管与排气管的开口部、和对上述开口部进行封闭的透明部件。
根据本结构，利用红外线传感器等判断因焦油引起的透明部件的模糊程度，可以抑制因维护引起的生产停止的频度。
此外，也可以是，上述排气管的管壁与上述第1热处理部及第2热处理部的壁面接触。
根据本结构，可以利用热处理部的壁的热量加热排气管，所以能够利用温度比排气高的热处理部的壁的热量来加热排气管，可以防止因排气冷却引起的焦油的产生。此外，通过使热处理部的壁和排气管的管壁邻接，可以抑制逸出到外部的热量，实现能源的节省。
此外，也可以是，在上述排气管的与上述第1热处理部及第2热处理部的壁接触的管壁上，设置连接上述排气管和上述第1热处理部及第2热处理部的气体通路、和对上述气体通路实施开闭的开闭部件。
根据本结构，可以将热处理部内的气体注入排气中，所以能够将热处理部内的气体注入排气管来降低排气中的溶剂浓度，防止集合多个排气管时的溶剂浓度上升所引起的爆炸。此外，通过将热处理部内的气体热量直接送入排气管内，可以防止排气的温度下降，防止因排气冷却引起的焦油的产生。
此外，也可以是，在上述排气管内部具有对从上述第1热处理部及第2热处理部排出到上述排气管的气体量进行调节的排气量调节阀。
根据本结构，可以利用排气热量对排气量调节阀加热，所以，能够始终用排气热量来加热排气量调节阀，即使在与气流下游侧的排气管连接的排气量调节阀中因流路直径的急剧扩大引起排气冷却现象持续发生的情况下，排气量调节阀也不会冷却。其结果是，可以防止因排气在排气量调节阀附近冷却而引起的焦油的产生。
此外，也可以是，在上述排气管上设置开放内部的开口部、和封闭上述开口部的门。
根据本结构，即使在排气管内部产生了焦油的情况下，通过打开门，可以简单地进行维护。
此外，也可以是，具有分别由上述第1热处理部及第2热处理部构成、且相邻接设置的多个集合热处理部，上述排气管设置在相邻接的2个集合热处理部之间。
根据本结构，不拆下排气管就能进行热处理部内部的维护，可以提高热处理装置的作业性能。
本发明涉及的热处理装置具有如上所述的结构，所以，能够防止在排气管内产生含有机溶剂的气体的焦油，防止因焦油的产生引起的排气管的阻塞或腐蚀及基板的污染，可以提高具有干燥炉及焙烧炉等热处理炉的热处理装置的运行效率及维护性能。
因此，本发明作为消除了以往的技术问题的具有干燥炉及焙烧炉等热处理炉的热处理装置的排气管，具有极大的实用价值。
图1是表示具有专利文献1记载的焦油应对结构的气体配管的图。
图2是具有多级炉的热处理装置的整体图。
图3是表示本发明的第一实施方式中的热处理装置结构的侧视图。
图4是表示该第一实施方式的集合排气管的形状和焦油产生量之间关系的图表。
图5是表示该第一实施方式的热处理装置的变形例结构的侧视图。
图6(a)是表示本发明的第二实施方式的热处理装置结构的俯视图；图6(b)是表示该第二实施方式的热处理装置结构的侧视图。
图7是表示该第二实施方式的集合供气排气管的结构的图。
图8A是该第二实施方式的集合供气排气管的结构的外观图。
图8B是该第二实施方式的集合供气排气管的结构的外观图。
图8C是该第二实施方式的集合供气排气管的剖面图(沿图8B的A-A’线的剖面图)。
图9是表示该第二实施方式的排气量调节机构的变形例的图。
图10A是用于说明该第二实施方式的集合供气排气管的形状及隔板结构的热处理装置的剖面图(沿图7的A-A’线的剖面图)。
图10B是用于说明该第二实施方式的集合供气排气管的形状及隔板结构的热处理装置的剖面图(沿图7的A-A’线的剖面图)。
图10C是用于说明该第二实施方式的集合供气排气管的形状及隔板结构的热处理装置的剖面图(沿图7的A-A’线的剖面图)。
图10D是用于说明该第二实施方式的集合供气排气管的形状及隔板结构的热处理装置的剖面图(沿图7的A-A’线的剖面图)。
图10E是用于说明该第二实施方式的集合供气排气管的形状及隔板结构的热处理装置的剖面图(沿图7的A-A’线的剖面图)。
图11A是用于说明该第二实施方式的集合供气排气管的形状及隔板结构的热处理装置的剖面图(沿图7的B-B’线的剖面图)。
图11B是用于说明该第二实施方式的集合供气排气管的形状及隔板结构的热处理装置的剖面图(沿图7的B-B’线的剖面图)。
图11C是用于说明该第二实施方式的集合供气排气管的形状及隔板结构的热处理装置的剖面图(沿图7的B-B’线的剖面图)。
图12是用于说明该第二实施方式的集合供气排气管形状的热处理装置的剖面图(沿图7的B-B’线的剖面图)。
图13是表示本发明的第三实施方式的热处理装置所具有的集合供气排气管的结构的剖面图。
图14是表示本发明的第四实施方式的热处理装置所具有的集合供气排气管的结构的剖面图。
具体实施例方式
以下，参照
本发明的实施方式的热处理装置。
(第一实施方式)图3是表示本发明的第一实施方式的热处理装置结构的侧视图。
该热处理装置包括在纵方向上依次装载成多级的第1炉100a、第2炉100b以及第3炉100c，与第1炉100a、第2炉100b以及第3炉100c连接并集合对各炉内的气体进行排气的排气管而形成的集合排气管200，连接在集合排气管200和排气扇(图外)之间的排气部203。此外，第1炉100a、第2炉100b以及第3炉100c分别是本发明的热处理部的一个例子。
第1炉100a、第2炉100b以及第3炉100c例如是对涂布有含有机溶剂的材料的基板进行干燥或焙烧的干燥炉或焙烧炉，通过供气管接受向炉内的空气注入，通过加温进行玻璃基板的干燥或焙烧。此时，通过干燥或焙烧，涂布在玻璃基板上的膏、釉料等中含有的有机溶剂挥发，在炉内产生含有机溶剂的气体。
集合排气管200是圆筒形的排气管，包括排气管主体201，将排气管主体201和第1炉100a、第2炉100b以及第3炉100c分别连接的第一排气口202a、第二排气口202b及第三排气口202c，将各炉内产生的气体排出到热处理装置外部。
而且，集合排气管200最好由具有耐热性、耐腐蚀性及耐变形性的材料形成。作为这样的材料，具体地说，有以不锈钢、铝、陶瓷、镍和铬为主要成份的如耐热/耐腐蚀材料因科耐尔(Inconel，注册商标)或氟类树脂特氟龙(Teflon，注册商标)那样的耐热性树脂。
在具有上述结构的热处理装置中，在炉内产生的气体通过集合排气管200的第一排气口202a、第二排气口202b及第三排气口202c，被送到集合排气管200的排气管主体201，通过排气部203被排出。
在此，为了在热处理装置的排气机构中调节排气流量，例如在集合排气管200的各排气口设置排气量调节阀，若集合排气管200的横截面积与排气量调节阀的开口面积之差很大，则在排气量调节阀的出口处产生排气的急剧扩大。当该现象连续地发生时，排气量调节阀的周围冷却，排气随之冷却，从而产生焦油。因此，在排出含溶剂的气体时，需要防止集合排气管200内部的排气流路的急剧扩大。
因此，本发明者们在纵向装载了2级以上的炉的热处理装置中，为了形成使从各炉排出的排气流与以往不同的排气机构，采用横截面积随着从气流上游侧的排气管朝向气流下游侧的排气管逐渐增加的具有圆锥形状的集合排气管200，从而降低了在排气量调节阀处的焦油的产生。例如，采用横截面积随着从与第1炉100a连接的气流上游侧的排气管朝向与第2炉100b连接的气流下游侧的排气管逐渐增加的集合排气管200。
即，在装载了2层以上的炉的热处理装置的排气机构中，通过利用炉内压力和由排气扇产生的压力之差所产生的力，将炉内的气体排出。在将排气管集合起来一次排出炉内的气体时，炉内压力与排气管入口的压力之差根据各个排气通路而不同，用于将与排气扇附近的气流下游侧的排气管相连接的炉的排气吸引上来的能量，比用于将与远离排气扇的气流上游侧的排气管相连接的炉的排气吸引上来的能量小就可以，所以排气扇附近的炉的排气比远离排气扇的炉的排气更容易排出。因此，与气流下游侧的排气管相连接的排气量调节阀的开口面积，比与气流上游侧的排气管相连接的排气量调节阀的开口面积小，所以在与气流下游侧的排气管相连接的排气量调节阀处，排气急剧扩大，从而产生焦油。但是，由于集合排气管200具有上述圆锥形状，所以排气扇附近的炉的排气通路中的排气管入口的压力变大。其结果是，排气扇附近的炉的排气通路中的、炉内压力和排气管入口的压力之差变小，抑制了排气的急剧扩大，从而防止焦油的产生。
此时，在集合排气管200的直径(面积)随着从气流上游侧的排气管朝向气流下游侧的排气管而逐渐增加的情况下，若渐增率(气流下游侧的排气管直径(面积)/气流上游侧的排气管直径(面积))较小，则排气扇附近的炉的排气通路中的单位时间内排出的排气量大，排气的流速变大。因此，排气扇附近的炉的排气通路中的排气管入口压力没有减少到可以抑制排气的急剧扩大的程度，而产生焦油。另一方面，若渐增率(气流下游侧的排气管直径(面积)/气流上游侧的排气管直径(面积))较大，则由于排气在集合排气管200中扩大，而产生排气的急剧扩大，产生焦油。
因此，需要将集合排气管200的直径(面积)设定在适度值，设定成集合排气管200的直径(面积)满足下述的公式1或公式2。
DN/D1＝(HN/H1)a(0.05≤a≤0.45)[公式2]SN/S1＝(HN/H1)a(0.1≤a≤0.9)此外，在公式1、2中使用的变量DN表示第N(N是大于1的自然数)级炉和集合排气管200的连接部分上的排气管中央部的直径(m)，变量D1表示最下级炉和集合排气管200的连接部分上的排气管中央部的直径(m)，变量HN表示从最下级炉到第N级炉为止的炉内部高度之和(m)，变量H1表示最下级炉内部的高度(m)，变量SN表示第N级炉和集合排气管200的连接部分上的排气管中央部的横截面积(m2)，变量S1表示最下级炉和集合排气管200的连接部分上的排气管中央部的横截面积(m2)。此外，这里所示的DN、D1是集合排气管200的直径的代表长度。
图4是表示集合排气管200的形状和焦油产生量之间关系的图。在图4中，纵轴表示集合排气管200的直径渐增率(第N级炉和集合排气管200的连接部分上的集合排气管200的中央部的直径DN/最下级炉和集合排气管200的连接部分上的集合排气管200的中央部的直径D1)，横轴表示炉高(从最下级炉到第N级炉为止的炉内部高度的总和HN/最下级炉内部的高度H1)。并且，在图4中，用“×”表示在对50片涂布了有机溶剂的基板进行热处理时在排气量调节阀附近产生了焦油，用“△”表示在对100片进行热处理时产生了焦油，用“○”表示在对100片进行热处理的时刻没有产生焦油。此外，用虚线表示集合排气管200的直径在气流下游侧的排气管和气流上游侧的排气管上不变化的直管的情况，即，在公式1中a＝0.0的情况。此外，同样地，还用虚线表示集合排气管200的横截面积与排气流量成1比1地变大的情况，即，在公式1中a＝0.5的情况。
从图4可知，在公式1中a＝0.0的情况和a＝0.5的情况下附着焦油。此外，可知在公式1中0.05≤a≤0.45的情况下，即在图4中用斜线表示的范围内的情况下，不附着焦油。再者，可知在集合排气管200的直径随着从气流上游侧的排气管朝向气流下游侧的排气管而逐渐增加、且渐增率(DN/D1)非常小的情况下，即公式1中a＜0.05的情况下，附着焦油。考虑其原因是，由于单位时间内排出的排气流量多且排气流速快，所以排气扇附近的炉的排气通路中的排气管入口压力没有小到可以抑制排气的急剧扩大的程度，而引起了焦油的产生。再者还可知道，在渐增率(DN/D1)较大的情况下，即公式1中a＞0.45的情况下，附着焦油。考虑其原因是，由于排气在集合排气管200内急剧扩大，导致焦油的产生。
如上所述，根据本实施方式的热处理装置，集合排气管200具有横截面积随着从气流上游侧的排气管朝向气流下游侧的排气管而逐渐增加的圆锥形状。因此，排气扇附近的上级炉的排气通路中的炉内压力和排气管入口压力之差变小，所以能够抑制排气的急剧扩大，防止焦油的产生。此外，形成了排气管的横截面积随着向气流下游侧的排气管逐渐增加的形状，所以可以抑制将与不同的炉连接的排气管多个集合时的气流下游侧的排气管中有机溶剂浓度的上升，可以防止由于溶剂浓度变高而可能发生的爆炸。
此外，根据本实施方式的热处理装置，可以减少从与上级炉连接的气流下游侧的排气管排出的排气流量，不需要利用排气量调节阀等节流机构对从与上级炉连接的排气管排出的排气流量进行大幅度的流量调节，就可以接近从与下级炉连接的气流上游侧的排气管排出的排气流量。因此，不需要设置排气量调节阀等节流机构，就可以降低伴随流量调节的排气的急剧扩大，所以，可以抑制排气的温度降低，可以防止伴随它的焦油的产生。因此，可以降低因维护时的生产停止而引起的损失，提高热处理装置的生产率。此外，由于可以降低由排气量调节阀等节流机构引起的压力损失，所以可以提高热处理装置的排气效率。
此外，根据本实施方式的热处理装置，具有将与不同的炉连接的排气管集合多个而构成的集合排气管200。因此，可以在多级炉、串行炉或多级串行炉中减少供气排气管的数量，所以，可以减少供气排气管的安装及维护的负担。此外，还可以降低制造成本。再者，通过集合多个供气排气管，可以抑制逸出到热处理装置外部的热量，可以实现节省能源。
此外，在本实施方式的热处理装置中，说明了将在纵方向装载的炉的排气管集合起来的集合排气管，但集合排气管也可以是将在水平方向排列的排气管集合的结构。此时，只要将炉内部的高度H考虑成实际流动直线长度即可。
此外，在本实施方式的热处理装置中，集合排气管与炉的装载方向平行，但也可以相对于炉的装载设置方向倾斜。
此外，在本实施方式的热处理装置中，集合排气管是圆管，但只要是横截面积随着从气流上游侧的排气管朝向气流下游侧的排气管逐渐增加的形状，就不限定于此，例如截面还可以是剖面为四边形的四角管。
此外，在本实施方式的热处理装置中，集合排气管具有圆锥形状，也可以具有如图5所示的横截面积从气流上游侧的排气管朝向气流下游侧的排气管逐渐增加的台阶形状。
(第二实施方式)图6(a)、图6(b)是表示本发明的第二实施方式的热处理装置的结构的俯视图和侧视图。图7是表示该热处理装置具有的集合供气排气管400的结构的示意图。
该热处理装置包括在纵方向上依次装载成多级的第1炉100a、第2炉100b以及第3炉100c，与第1炉100a、第2炉100b以及第3炉100c连接并集合对各炉内部的气体进行排气的排气管和将气体供给到各炉内部的供气管而形成的集合供气排气管400。
第1炉100a、第2炉100b以及第3炉100c例如是对涂布了含有有机溶剂的材料的基板进行干燥或焙烧的干燥炉或焙烧炉，通过集合供气排气管接受向炉内的高温空气注入，通过加温进行玻璃基板的干燥或焙烧。此时，涂布在玻璃基板上的膏、釉料等中含有的有机溶剂挥发，在炉内产生包含有机溶剂的气体。
集合供气排气管400是管壁的一个面与炉壁500相接触地配置的箱型的供气排气管，包括排气管主体401、供气管主体404、第一排气口402a、第二排气口402b、第三排气口402c及第四排气口402d、第一供气口403a、第二供气口403b、第三供气口403c及第四供气口403d，将在各炉内产生的气体排出到热处理装置外部，还从热处理装置外部向炉内供给气体。
排气管主体401具有横截面积随着从气流上游侧的排气管朝向气流下游侧的排气管逐渐增加的圆锥形状。
第一排气口402a、第二排气口402b、第三排气口402c分别将排气管主体401和第1炉100a、第2炉100b以及第3炉100c连接起来，从炉向排气管主体401输送排气。
第一供气口403a、第二供气口403b、第三供气口403c分别将供气管主体404和第1炉100a、第2炉100b以及第3炉100c连接起来，从供气管主体404向炉输送供气。
第四排气口402d连接排气管主体401与外部，从排气管主体401向外部输送排气。
第四供气口403d连接供气管主体404与外部，从外部向供气管主体404输送供气。
这里，在集合供气排气管400内部设置了隔板490，由隔板490分离的左侧室即供气管主体404具有集合供气管的作用，作为右侧室的排气管主体401具有集合排气管的作用。因此，在集合供气排气管400内部形成了将隔板490作为管壁的一部分来共有的集合供气管和集合排气管。在隔板490上形成有连接集合供气管和集合排气管的气体通路(未图示)、开闭气体通路从集合供气管向集合排气管输送气体的开闭部件即隔板开闭器470、对连接集合供气管和集合排气管的开口部进行封闭的透明部件即玻璃窗471、位于集合排气管内且加热隔板490的薄型加热器472。此外，作为隔板开闭器470，可以考虑在隔板490上开孔的结构、或用于防止气体逆流的阀结构等。
此外，在集合供气排气管400的内部设置有排气量调节阀411、炉壁开闭器460、位于集合供气管内的红外线传感器480，在集合供气排气管400的外部设置有隔热材料450。
炉壁开闭器460是对设置在炉壁500上的连接集合排气管和炉的气体通路进行开闭的开闭部件。因此，可以将炉内的热量直接取入集合排气管中，来提高排气的温度，所以，可以防止因排气冷却引起的焦油的产生。因此，该炉壁开闭器460特别是在被安装成有选择地排气易冷却的排气量调节阀411附近和气流下游侧的排气管部分进行加热的情况下更加有效。
此外，如图8A、图8B的集合供气排气管400的外观图及图8C的集合供气排气管400的剖面图(沿图8B的A-A’线的剖面图)所示，在集合供气排气管400上设置有对开放集合供气排气管400内部的开口部进行封闭的门700。因此，即使在集合供气排气管400内部产生了焦油的情况下，通过打开门700，可以简单地进行维护。作为门700，可以考虑图8A所示的在两端用螺钉固定的结构的门700，或者图8B所示的在一端用螺钉固定的结构的门700。
此外，如图6所示，集合供气排气管400配置在由横方向上邻接排列的多个集合炉构成的连续炉的炉间，该集合炉分别由第1炉100a、第2炉100b以及第3炉100c构成。由此，可以不拆除集合供气排气管400就可以进行炉内部的维护，可以提高热处理装置的操作性。此外，集合炉是本发明的集合热处理部的一个例子。
在具有上述结构的热处理装置中，从炉排出的排气通过第一排气口402a、第二排气口402b以及第三排气口402c被送到排气管主体401，从第四排气口402d排出到集合供气排气管400外部。此外，从第四供气口403d送到供气管主体404的一部分供气通过安装在隔板490上的隔板开闭器470被送到排气管主体401，剩下的供气通过第一供气口403a、第二供气口403b以及第三供气口403c送往炉内。
如上所述，根据本实施方式的热处理装置，按照与第一实施方式的热处理装置相同的理由，能够防止焦油的产生。
此外，根据本实施方式的热处理装置，集合供气排气管400具有由隔板490划分形成的、从炉外向炉内供给气体的集合供气管，和将炉内的气体排出到炉外的集合排气管。即，集合供气排气管400具有形成一体结构的集合供气管和集合排气管。因此，可以通过使高温气体流向集合供气管来加热集合排气管，可以通过预先加热的供气的热量来加热集合排气管，能够防止因排气冷却而引起的焦油的产生。此外，通过将集合供气管和集合排气管一体化，可以减少与外气接触的表面面积，所以，可以实现节省能源。
此外，根据本实施方式的热处理装置，集合供气排气管400具有在划分集合供气管和集合排气管的隔板490上形成了将供气注入排气的隔板开闭器470的开闭器结构。因此，可以将供气注入到集合排气管，使排气中的溶剂浓度降低，所以，可以防止集合多个排气管时的溶剂浓度的上升所引起的爆炸。因此，该隔板开闭器470特别是在被安装在气流下游侧的排气管上的情况下更加有效。此外，通过向集合排气管传送预先加热的供气的热量，可以提高排气的温度，能够防止因排气冷却引起的焦油的产生。因此，该隔板开闭器470特别是在被安装成可以对排气容易冷却的排气量调节阀411附近进行加热的情况下，更加有效。
此外，根据本实施方式的热处理装置，通过集合供气排气管400外部的控制部，对设置在划分集合供气管和集合排气管的隔板490上的隔板开闭器470进行开闭控制。因此，可以调整来自集合供气排气管400外部的流量，所以，在间歇运送等中，在炉内的排气管附近的相同场所存在基板时和不存在基板时，所排出的有机溶剂浓度时时刻刻变化的情况下，也可以适当地选择流量，向集合排气管送入供气，可以减少供气的消耗量。作为隔板开闭器470的控制方法，可以考虑对使用流量测量传感器进行测量的流量进行反馈控制来自动开闭隔板开闭器470的方法等。此外，作为流量测量传感器，可以考虑以阻碍排气的方式安装在流量计或排气管内，通过机械位移来感知流量的器件等。
此外，根据本实施方式的热处理装置，在划分集合供气管和集合排气管的隔板490的集合排气管侧的面上，安装了薄型加热器472。因此，可以从内部对排气加热，所以，可以有选择地对排气容易冷却而产生焦油的地方进行加热。因此，特别是在该薄型加热器472被安装成可有选择地对排气容易冷却的排气量调节阀411附近进行加热的情况下，更加有效。此外，不是从外部而是从内部对排气直接加热，所以加热器的热效良好。此外，作为薄型加热器472，可以考虑薄型的陶瓷加热器等。
此外，根据本实施方式的热处理装置，集合供气排气管400具有在划分集合供气管和集合排气管的隔板490上形成了玻璃窗471的窗结构，在集合供气管的内部朝着隔板490的玻璃窗471配设有红外线传感器480。因此，可以根据红外线传感器480的阈值判断由焦油导致的玻璃窗471的模糊程度，可以抑制由维护引起的生产停止的频度。此外，红外线传感器480配设在集合供气管内，所以，排气不经过红外线传感器480，热处理装置能够长期使用。
此外，根据本实施方式的热处理装置，集合供气排气管400的管壁与炉壁500接触。因此，可以利用炉壁500的热量来加热集合供气排气管400，所以，可以利用温度比排气高的炉壁500的热量来加热集合供气排气管400(特别是集合排气管)，能够防止因排气冷却引起的焦油的产生。此外，通过使炉壁500和集合排气管的管壁邻接，可以抑制逸出到外部的热量，可以实现能源的节省。此时，为了使炉内的热量容易地传输到集合供气排气管400，与集合供气排气管400的管壁接触的炉壁500最好不被隔热。此外，通过在炉壁500和排气管主体401之间配置第一排气口402a、第二排气口402b、第三排气口402c，以便不暴露在外气中，可以防止排气在排气口被冷却。
此外，根据本实施方式的热处理装置，集合供气排气管400具有在炉壁500和与集合排气管的炉壁500接触的管壁上设置了炉壁开闭器460的结构。因此，可以将炉内的气体注入排气中，所以，可以将炉内的气体注入到集合排气管，来降低排气中的溶剂浓度，防止因集合多个排气管时的溶剂浓度的上升引起的爆炸。因此，该炉壁开闭器460特别是在被安装于气流下游侧的排气管上的情况下更加有效。此外，通过炉内的气体热量直接送入集合排气管内，可以防止排气的温度下降，可以防止因排气冷却引起的焦油的产生。因此，该炉壁开闭器460特别是在被安装成可以对排气容易冷却的排气量调节阀411附近进行加热的情况下，更加有效。作为炉壁开闭器460，可以考虑在隔板490上开孔的结构、或者用于防止气体逆流的阀结构等。
此外，根据本实施方式的热处理装置，排气量调节阀411设置在集合排气管的内部。由此，可以利用排气热量对排气量调节阀411加热，所以，能够始终用排气热量加热排气量调节阀411，即使在与气流下游侧的排气管连接的排气量调节阀411中因气流通路直径的急剧扩大而引起排气冷却现象持续发生的情况下，排气量调节阀411也不会冷却。其结果是，可以防止因排气在排气量调节阀411附近冷却而引起的焦油的产生。该排气量调节阀411除了阀之外，还可以是节流孔或图9所示那样的简单的部件。在图9所示的排气量调节机构中，在第一排气口402a、第二排气口402b或第三排气口402c的出口处，安装有作为排气口的盖子的排气流量调节部件610，使排气管排气流路的横截面积变化，从而调节排气的排出量。该结构是简单的结构，可以实现热处理装置的低成本化。
此外，在本实施方式的热处理装置中，集合供气排气管400也可以是具有图10A的热处理装置的剖面图(沿图7的A-A’线的剖面图)所示的长方形截面形状的长方体的管子。由此，集合供气排气管400具有容易制造的长方形的截面形状，所以能够实现低成本的热处理装置。此外，集合供气排气管400也可以是具有图10B的热处理装置的剖面图(沿图7的A-A’线的剖面图)所示的半圆形截面形状的半圆柱的管子。由此，集合供气排气管400具有与炉壁500的接触面积大且与暴露在外气中的表面面积小的半圆形截面形状，所以，可以实现高效的热处理装置。
此外，在本实施方式的热处理装置中，隔板490也可以如图10A的热处理装置的剖面图所示那样配置成与炉壁500垂直，也可以如图10C的热处理装置的剖面图(沿图7的A-A’线的剖面图)所示那样配置成与炉壁500平行。由此，可以将排气配置在壁侧，将供气配置在与炉壁500相反的一侧，可以高效率地利用炉壁500的热量，防止因排气冷却引起的焦油的产生。此外，隔板490也可以如图10D的热处理装置的剖面图(沿图7的A-A’线的剖面图)所示那样配置成相对于炉壁500倾斜。由此，可以将排气配置在炉壁500一侧，将供气配置在与炉壁500相反的一侧，可以高效地利用炉壁500的热量，防止焦油的产生。而且，同时形成使集合供气排气管400的侧部(图10D的包括右侧短边A的部分)可开闭的结构，可以改善热处理装置的维护性。再者，也可以如图10E的热处理装置的剖面图(沿图7的A-A’线的剖面图)所示地，使集合供气排气管400成为具有半圆形截面形状的半圆柱管子，将隔板490配置成能构形成具有半圆形截面形状的集合排气管。由此，集合排气管被集合供气管覆盖，集合排气管暴露在外气中的面积减少，所以，能够防止因集合排气管冷却而引起的排气的焦油产生。
此外，在本实施方式的热处理装置中，如图11A的热处理装置的剖面图(沿图7的B-B’线的剖面图)所示，通过使隔板490相对于集合供气排气管400的底部倾斜，排气管的横截面积随着从气流上游侧的排气管朝向气流下游侧的排气管逐渐增加。但是，也可以如图11B、图11C的热处理装置的剖面图(沿图7的B-B’线的剖面图)所示，通过使集合供气排气管400的内部形状成为梯形，使排气管的横截面积随着从气流上游侧的排气管朝向气流下游侧的排气管逐渐增加。此外，也可以如图12的热处理装置的剖面图(沿图7的B-B’线的剖面图)所示，通过使集合供气排气管400的内部形状成为台阶状，使排气管的横截面积随着从气流上游侧的排气管朝向气流下游侧的排气管逐渐增加。
此外，在本实施方式的热处理装置中，利用排气量调节阀411调节排气的流量，但是，也可以如图12的热处理装置的剖面图所示，通过改变连接集合排气管和炉的排气口的横截面积来调节排气的流量。
(第三实施方式)图13是表示本发明的第三实施方式中的热处理装置所具有的集合供气排气管800的结构的剖面图。
该集合供气排气管800与第二实施方式的集合供气排气管的不同点在于，隔板810是可动结构，集合排气管的排气流路横截面积是可调节的结构。在集合供气排气管800的集合排气管中，通过使隔板810移动来调节排气的流路截面积，能够调节集合排气管内的压力。以往，通过在集合排气管上设置排气量调节阀等节流机构来改变排气流路截面积，即使在压力差不同的流路中也将流量调节为恒定。但是，通过该结构，可以不设置排气量调节阀等流量调节机构，就改变集合排气管的流路截面积，来调节从各级炉排出的排气的流量。此外，也可以与排气量调节阀等节流机构组合，来调节排气的流量。
(第四实施方式)图14是表示本发明的第四实施方式中的热处理装置所具有的集合供气排气管900的结构的剖面图。
该集合供气排气管900与第二实施方式的集合供气排气管的不同点在于，具有安装在集合排气管内部的排气流变更部件910，通过排气流变更部件910变更集合排气管入口的压力，由此调节从各排气口出来的流量。通过由该排气流变更部件910进行的排气流变更，引起压力变动。因此，即使因排气的膨胀使排气流变更部件910周边的温度暂时下降，但由于排气流变更部件910设置在集合排气管内部，始终由排气加热，所以不会引起排气流变更部件910周边的温度下降，可以防止焦油的产生。此时，作为排气流变更部件910，可以考虑以可转动的状态配置在集合排气管内部的平板。由此，可以用简单的结构形成排气流变更机构，所以，可以实现成本下降。此外，作为排气流变更机构，可以使用流线型结构来减少气流的阻力，还可以使用网状结构。
以上，基于实施方式说明了本发明的热处理装置，但本发明并不限于该实施方式。在不脱离本发明构思范围内实施的本领域技术人员可以想像到的各种变形也包含在本发明的范围内。
例如，如公式1、公式2所示，将炉的高度H作为变量来定义了集合排气管的直径(面积)，但也可以将炉的容积作为变量来定义集合排气管的直径(面积)。即，集合排气管的直径(面积)也可以设定为满足下述的公式3、公式4。
DN/D1＝(VN/V1)a(0.05≤a≤0.45)[公式4]SN/S1＝(VN/V1)a(0.1≤a≤0.9)此外，在公式3、公式4中使用的变量VN表示从最下级的炉到第N级的炉的炉内部容积的总和(m3)，变量V1表示最下级炉内部的容积(m3)。
本发明可以用于热处理装置，特别是可以用于具有多个炉的热处理装置的排气管等。
权利要求
1.一种热处理装置，其特征在于，具有第1热处理部及第2热处理部；以及排出上述第1热处理部及第2热处理部的气体的排气管；上述第1热处理部与上述排气管的气流上游侧连接，上述第2热处理部与上述排气管的气流下游侧连接，上述排气管的气流下游侧的截面积比上述排气管的气流上游侧的截面积大。
2.如权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，在将上述排气管的与第1热处理部的连接部分的截面积设为S1、将上述排气管的与第2热处理部的连接部分的截面积设为S2、将上述第1热处理部内部的高度设为H1、将上述第1热处理部内部的高度与上述第2热处理部内部的高度之和设为H2时，上述排气管的截面积满足下述的公式S2/S1＝(H2/H1)a，其中0.1≤a≤0.9。
3.如权利要求2所述的热处理装置，其特征在于，上述排气管具有作为管壁的一部分的隔板；上述热处理装置具有将上述隔板作为管壁的一部分、且向上述第1热处理部及第2热处理部供给气体的供气管。
4.如权利要求3所述的热处理装置，其特征在于，上述排气管的管壁与上述第1热处理部及第2热处理部的壁面接触。
5.如权利要求4所述的热处理装置，其特征在于，在上述排气管内部具有对从上述第1热处理部及第2热处理部排出到上述排气管的气体量进行调节的排气量调节阀。
6.如权利要求2所述的热处理装置，其特征在于，上述排气管的管壁与上述第1热处理部及第2热处理部的壁面接触。
7.如权利要求2所述的热处理装置，其特征在于，在上述排气管内部具有对从上述第1热处理部及第2热处理部排出到上述排气管的气体量进行调节的排气量调节阀。
8.如权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，上述排气管具有作为管壁的一部分的隔板；上述热处理装置具有将上述隔板作为管壁的一部分且向上述第1热处理部及第2热处理部供给气体的供气管。
9.如权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，上述排气管的管壁与上述第1热处理部及第2热处理部的壁面接触。
10.如权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，在上述排气管内部具有对从上述第1热处理部及第2热处理部排出到上述排气管的气体量进行调节的排气量调节阀。
全文摘要
本发明提供一种能够防止排气管内产生焦油的热处理装置。该热处理装置具有集合排气管(200)、第1炉(100a)及第2炉(100b)，第1炉(100a)与集合排气管(200)的气流上游侧连接，第2炉(100b)与集合排气管(200)的气流下游侧连接，在将集合排气管(200)的与第1炉(100a)的连接部分的截面积设为S
文档编号C10J3/20GK1908566SQ20061010820
公开日2007年2月7日 申请日期2006年8月1日 优先权日2005年8月3日
发明者中村泰启, 松田直子, 吉田胜, 中裕之 申请人:松下电器产业株式会社