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公開番号2025101419
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-07
出願番号2023218261
出願日2023-12-25
発明の名称バッチ式熱処理炉
出願人TDK株式会社
代理人前田・鈴木国際特許弁理士法人
主分類F27D 7/02 20060101AFI20250630BHJP(炉,キルン,窯;レトルト)
要約【課題】炉内温度分布のばらつきを抑制する。
【解決手段】炉床と、前記炉床を囲むように設けられる側壁および天井壁を有し、前記炉床とともに内部に炉室を形成する炉壁と、前記炉室に開口が設けられており前記側壁を経由して前記炉室に気体を供給する複数の給気管と、前記炉室を加熱するヒータと、前記炉床または前記天井壁から前記炉室へ、前記炉室を上からみた場合における前記炉室の中心部を上下方向に挿入される中空筒状の第1排気管と、前記第1排気管より径が大きく前記第1排気管が内部を挿通しており、前記第1排気管より前記炉室への挿入長さが短い第2排気管と、前記第2排気管より径が大きく前記第1排気管および前記第2排気管が内部を挿通しており、前記第2排気管より前記炉室への挿入長さが短い第3排気管と、を有するバッチ式熱処理炉。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
炉床と、
前記炉床を囲むように設けられる側壁および天井壁を有し、前記炉床とともに内部に炉室を形成する炉壁と、
前記炉室に開口が設けられており前記側壁を経由して前記炉室に気体を供給する複数の給気管と、
前記炉室を加熱するヒータと、
前記炉床または前記天井壁から前記炉室へ、前記炉室を上からみた場合における前記炉室の中心部を上下方向に挿入される中空筒状の第１排気管と、
前記第１排気管より径が大きく前記第１排気管が内部を挿通しており、前記第１排気管より前記炉室への挿入長さが短い第２排気管と、
前記第２排気管より径が大きく前記第１排気管および前記第２排気管が内部を挿通しており、前記第２排気管より前記炉室への挿入長さが短い第３排気管と、を有するバッチ式熱処理炉。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記複数の給気管は、各給気管の開口から前記第１排気管の内部に形成される第１排気流路の炉内開口である第１開口までの距離が等しい少なくとも２つの給気管を含み、
前記複数の給気管は、各給気管の開口から前記第１排気管と前記第２排気管の間に形成される第２排気流路の炉内開口である第２開口までの距離が等しい少なくとも２つの給気管を含み、
前記複数の給気管は、各給気管の開口から前記第２排気管と前記第３排気管の間に形成される第３排気流路の炉内開口である第３開口までの距離が等しい少なくとも２つの給気管を含む、請求項１に記載のバッチ式熱処理炉。
【請求項３】
前記炉床は、前記上下方向に延びる主回転軸を回転軸として回転し、
前記第１排気管、前記第２排気管および前記第３排気管の中心軸である排気管中心軸は、前記主回転軸の延長線に略一致する請求項１に記載のバッチ式熱処理炉。
【請求項４】
前記炉床は、前記主回転軸を回転軸として公転しながら、前記主回転軸に平行であって前記主回転軸から所定の距離離れている副回転軸を自転軸として自転する副炉床を有する請求項３に記載のバッチ式熱処理炉。
【請求項５】
前記炉床には、略水平な姿勢で上下方向に積み重ねられる複数のセッターが設けられている請求項１に記載のバッチ式熱処理炉。
【請求項６】
前記第１排気管、前記第２排気管および前記第３排気管は、前記天井壁から前記炉室へ挿入されており、
前記ヒータは、前記側壁に沿って上下方向に配置されており、
前記ヒータの下端位置は、前記第１排気管と前記第２排気管の間に形成される第２排気流路の炉内開口である第２開口より前記第１排気管の内部に形成される第１排気流路の炉内開口である第１開口に近く、
前記ヒータの上端位置は、前記第２開口より前記第２排気管と前記第３排気管の間に形成される第３排気流路の炉内開口である第３開口に近い、請求項１に記載のバッチ式熱処理炉。
【請求項７】
前記第１排気管、前記第２排気管および前記第３排気管は、前記天井壁から前記炉室へ挿入されており、
前記複数の給気管は、前記第１排気管と前記第２排気管の間に形成される第２排気流路の炉内開口である第２開口および前記第２排気管と前記第３排気管の間に形成される第３排気流路の炉内開口である第３開口より、前記第１排気管の内部に形成される第１排気流路の炉内開口である第１開口に近い開口を有する給気管である第１給気管と、前記第１開口および前記第３開口より前記第２開口に近い開口を有する給気管である第２給気管と、を含む請求項１に記載のバッチ式熱処理炉。
【請求項８】
前記第１排気管の内部に形成される第１排気流路の炉外側開口である第４開口の少なくとも一部、前記第１排気管と前記第２排気管の間に形成される第２排気流路の炉外側開口である第５開口、および前記第２排気管と前記第３排気管の間に形成される第３排気流路の炉外側開口である第６開口の少なくとも一部を閉止可能であり、前記第１排気管、前記第２排気管および前記第３排気管の中心軸である排気管中心軸を挟んで、間に可変幅のスリットを形成する一対の排気流量調整ブロックを有する請求項１に記載のバッチ式熱処理炉。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、熱処理工程などに用いるバッチ式熱処理炉に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
セラミック電子部品などの各種製品の製造工程では、部品や半製品などを熱処理する熱処理炉が用いられる。熱処理炉としては、バッチ式のものと連続式のものとが挙げられる。バッチ式熱処理炉は、たとえば、同一条件で行う熱処理対象のワーク数が比較的少ない場合や、複数のグループに分けられたワークに対して、異なる複数の条件で熱処理を行う必要がある場合になどに好適に用いることが可能である。
【０００３】
一方、近年における熱処理対象となる電子部品の高精密化および要求性能の向上などを受けて、熱処理における温度、圧力、雰囲気などの処理条件を、より厳密に管理したいとの要望がある。バッチ式熱処理炉等における熱処理条件を厳密に管理するためには、炉内における温度分布のばらつきを抑制することが効果的である。バッチ式熱処理炉における炉内温度分布のばらつきを抑制する従来技術としては、たとえば、ガスを給気管から炉内に供給するにあたって、給気管から噴射されるガスが、ヒータによる熱で加熱されながら炉内に分散されるものが挙げられる（特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第４３８５２１３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のバッチ式熱処理炉では、炉内の気体の排出口の位置的偏りなどにより、炉内温度分布のばらつきを十分に抑制できない問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示に係るバッチ式熱処理炉は、炉床と、
前記炉床を囲むように設けられる側壁および天井壁を有し、前記炉床とともに内部に炉室を形成する炉壁と、
前記炉室に開口が設けられており前記側壁を経由して前記炉室に気体を供給する複数の給気管と、
前記炉室を加熱するヒータと、
前記炉床または前記天井壁から前記炉室へ、前記炉室を上からみた場合における前記炉室の中心部を上下方向に挿入される中空筒状の第１排気管と、
前記第１排気管より径が大きく前記第１排気管が内部を挿通しており、前記第１排気管より前記炉室への挿入長さが短い第２排気管と、
前記第２排気管より径が大きく前記第１排気管および前記第２排気管が内部を挿通しており、前記第２排気管より前記炉室への挿入長さが短い第３排気管と、を有する。
【０００７】
本開示に係るバッチ式熱処理炉は、第１～第３排気管による排気流路が炉室の中心部に上下方向に配置されている。このようなバッチ式熱処理炉は、側壁から炉室に供給された気体が、炉室の中心部において３つの異なる高さにそれぞれ配置される開口から排気流路に導かれて排出される。本開示に係るバッチ式熱処理炉は、排気流路の入り口の位置的偏りを少なくして、供給口から排気流路の開口へ至る均一な炉室の気体の流れを形成することにより、炉室における温度分布のばらつきを低減できる。
【０００８】
また、たとえば、前記複数の給気管は、各給気管の開口から前記第１排気管の内部に形成される第１排気流路の炉内開口である第１開口までの距離が等しい少なくとも２つの給気管を含んでもよく、
前記複数の給気管は、各給気管の開口から前記第１排気管と前記第２排気管の間に形成される第２排気流路の炉内開口である第２開口までの距離が等しい少なくとも２つの給気管を含んでもよく、
前記複数の給気管は、各給気管の開口から前記第２排気管と前記第３排気管の間に形成される第３排気流路の炉内開口である第３開口までの距離が等しい少なくとも２つの給気管を含んでもよい。
【０００９】
このようなバッチ式熱処理炉は、第１～第３排気流路の第１～第３開口からの距離が同じである少なくとも２つの給気管を、各第１～第３排気流路の第１～第３開口に対して有するため、気体が炉内に滞在する時間の炉内の位置による偏りを小さくすることができる。
【００１０】
また、たとえば、前記炉床は、前記上下方向に平行である主回転軸を回転軸として回転してもよく、
前記第１排気管、前記第２排気管および前記第３排気管の中心軸である排気管中心軸は、前記主回転軸の延長線に略一致してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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