熱處理裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種熱處理裝置，其能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能化，且能夠使供給電力的形態(tài)更為多樣化。熱處理裝置（1）具備熱處理爐（2）、熱電轉(zhuǎn)換部件（3）、控制裝置（4）以及切換部（5）。熱處理爐（2）設(shè)置為用于對被處理物（100）進(jìn)行熱處理。熱電轉(zhuǎn)換部件（3）用于將來自熱處理爐（2）的熱能轉(zhuǎn)換為電力。控制裝置（4）設(shè)置為用于控制熱處理爐（2）。切換部（5）將來自外部電源（20）的電力和來自熱電轉(zhuǎn)換部件（3）的電力擇一供給至控制裝置（4）。
【專利說明】熱處理裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及熱處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]已知有用于對基板進(jìn)行加熱處理的基板加熱處理裝置(例如參照專利文獻(xiàn)I)。在專利文獻(xiàn)I中記載的基板加熱處理裝置具備能夠收納基板的處理腔。在處理腔內(nèi)配置有熱板。熱板設(shè)置為用于加熱基板。在熱板的側(cè)方配置有熱電轉(zhuǎn)換模塊。熱電轉(zhuǎn)換模塊用于將來自熱板的熱能轉(zhuǎn)換為電力。該電力供給至電力供給源。來自電力供給源的電力用于基板加熱處理裝置的各部的驅(qū)動。通過上述結(jié)構(gòu)，企圖對熱板的熱能進(jìn)行有效利用。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開2000-68183號公報(bào)(0026段、0032段)
[0004]但是，熱處理裝置為了通過電熱加熱器來對基板等被加熱物進(jìn)行加熱，需要較大的電力。因此，熱處理裝置通常使用作為由電力公司提供的電源的外部電源，來確保必需的電力。在專利文獻(xiàn)I中記載的結(jié)構(gòu)中，由熱電轉(zhuǎn)換模塊供給的電力被供給至用于驅(qū)動基板處理裝置的各部的電力供給源，并與來自外部電源的電力沒有區(qū)別地被使用。這樣，專利文獻(xiàn)I中記載的結(jié)構(gòu)不是將來自熱電轉(zhuǎn)換模塊的電力和來自外部電源的電力分開使用的結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]通過鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于能夠在熱處理裝置中實(shí)現(xiàn)節(jié)能化，且能夠使供給電力的形態(tài)更為多樣化。
[0006](I)為了解決上述課題，本發(fā)明的某一方面所涉及的熱處理裝置具備熱處理爐、熱電轉(zhuǎn)換部件、控制裝置和切換部。所述熱處理爐設(shè)置為用于對被處理物進(jìn)行熱處理。所述熱電轉(zhuǎn)換部件用于將來自所述熱處理爐的熱能轉(zhuǎn)換為電力。所述控制裝置設(shè)置為用于控制所述熱處理爐。所述切換部設(shè)置為`用于將來自外部電源的電力和來自所述熱電轉(zhuǎn)換部件的電力擇一供給至所述控制裝置。
[0007]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，熱電轉(zhuǎn)換部件能夠?qū)崽幚頎t的熱能轉(zhuǎn)換為電力。切換部能夠?qū)⒃撾娏┙o至控制裝置。由此，能夠通過對由熱處理爐產(chǎn)生的熱能的有效利用，來實(shí)現(xiàn)節(jié)能化。此外，根據(jù)需要，切換部能夠?qū)碜酝獠侩娫吹碾娏蛠碜运鰺犭娹D(zhuǎn)換部件的電力擇一供給至控制裝置。由此，能夠使向熱處理裝置的控制裝置供給電力的形態(tài)多樣化。而且，控制裝置所必需的電力與對熱處理爐的加熱所必需的熱能相比非常小。由此，即使是作為發(fā)電量相對較小的電源的熱電轉(zhuǎn)換部件，也足以能夠用作控制裝置的電源。
[0008]因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠在熱處理裝置中實(shí)現(xiàn)節(jié)能化，且能夠使供給電力的形態(tài)更為多樣化。
[0009](2)優(yōu)選為:所述切換部構(gòu)成為，在所述熱處理爐的溫度小于預(yù)定的閾值時(shí)，將來自所述外部電源的電力供給至所述控制裝置。所述切換部構(gòu)成為，在所述熱處理爐的溫度為所述閾值以上時(shí)，將來自所述熱電轉(zhuǎn)換部件的電力供給至所述控制裝置。[0010]根據(jù)此結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能化，且不延誤對控制裝置的動作所必需的電力的供給。具體地，例如，在處于停止?fàn)顟B(tài)的常溫的熱處理爐的啟動開始時(shí)，來自熱電轉(zhuǎn)換部件的電力較小，不足以使控制裝置進(jìn)行動作。此時(shí)，切換部將來自外部電源的電力供給至控制裝置。另一方面，例如在熱處理爐的溫度非常高、達(dá)到熱處理爐能夠?qū)Ρ惶幚砦镞M(jìn)行熱處理的程度的情況下，來自熱電轉(zhuǎn)換部件的電力較大，足以使控制裝置進(jìn)行動作。此時(shí)，切換部將來自熱電轉(zhuǎn)換部件的電力供給至控制裝置。此時(shí)，控制裝置不需要消耗來自外部電源的電力即可。
[0011](3)優(yōu)選為:在所述外部電源發(fā)生異常時(shí)，所述切換部能夠?qū)碜运鰺犭娹D(zhuǎn)換部件的電力供給至所述控制裝置。
[0012]根據(jù)此結(jié)構(gòu)，即使在外部電源發(fā)生停電等異常的情況下，也能夠通過將熱電轉(zhuǎn)換部件用作緊急用電源(無停電電源)，來對控制裝置供給電力。由此，即使在外部電源發(fā)生異常時(shí)，也能夠使控制裝置進(jìn)行必要的動作。即，能夠抑制隨著外部電源的異常而使控制裝置的動作突然切斷的情況。由此，能夠抑制在控制裝置和熱處理爐發(fā)生異常的情況。此外，即使在由于外部電源的異常等導(dǎo)致熱處理爐的加熱動作停止的情況下，由于熱處理爐的熱容量一般較大，因此熱處理爐的溫度在長時(shí)間內(nèi)得以維持。由此，即使在對被處理物的熱處理中外部電源發(fā)生異常時(shí)，能夠利用熱電轉(zhuǎn)換部件產(chǎn)生足夠的電力的時(shí)間也較長。由此，即使在外部電源發(fā)生異常時(shí)，也能夠在長時(shí)間內(nèi)使控制裝置繼續(xù)進(jìn)行動作。由此，能夠進(jìn)行對控制裝置的停止所必需的備份作業(yè)等、和對熱處理裝置的停止所必需的作業(yè)。此外，無需使用電池等蓄電裝置來作為緊急用電源，或者可以減少蓄電裝置的使用量。因此，無需蓄電裝置的定期的更換作業(yè)，或者蓄電裝置的更換量較少即可。由此，能夠減少控制裝置的維護(hù)所花費(fèi)的勞力和時(shí)間。此外，通過對蓄電裝置的削減，還能對保護(hù)地球環(huán)境做出貢獻(xiàn)。
[0013](4)優(yōu)選為:所述熱處理裝置進(jìn)一步具備被所述控制裝置所控制的輔助設(shè)備。所述輔助設(shè)備能夠利用來自所述熱電轉(zhuǎn)換元件的電力進(jìn)行動作。
[0014]根據(jù)此結(jié)構(gòu)，只要是附隨設(shè)置于熱處理爐的輔助設(shè)備，動作所需的電力相對較小即可。由此，能夠通過熱電轉(zhuǎn)換部件充分地向輔助設(shè)備供給所需的電力。
[0015](5)優(yōu)選為:所述熱電轉(zhuǎn)換部件安裝于排氣通道和所述熱處理爐的壁部中的至少一方，所述排氣通道設(shè)置于所述熱處理爐。
[0016]根據(jù)此結(jié)構(gòu)，能夠?qū)碜詿崽幚頎t的熱更為可靠地傳遞至熱電轉(zhuǎn)換部件。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，能夠在熱處理裝置中實(shí)現(xiàn)節(jié)能化，且能夠使供給電力的形態(tài)更為多樣化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的熱處理裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0019]圖2是用于說明熱處理裝置中的電力供給控制的動作的一個(gè)例子的流程圖。
[0020]圖3是示出本發(fā)明的變形例的主要部分的示意圖。
[0021]圖4是示出本發(fā)明的其它變形例的主要部分的示意圖。
[0022]標(biāo)號說明
[0023]1:熱處理裝置；
[0024]2:熱處理爐；[0025]3、3A:熱電轉(zhuǎn)換部件；
[0026]4:控制裝置；
[0027]5:切換部；
[0028]14:排氣通道；
[0029]17:熱處理爐的壁部；
[0030]20:外部電源；
[0031]21:閥(輔助設(shè)備)；
[0032]23:鎖定機(jī)構(gòu)(輔助設(shè)備)；
[0033]24:計(jì)測裝置(輔助設(shè)備)；
[0034]25:顯示裝置(輔助設(shè)備)；
[0035]100:被處理物；
[0036]T:熱處理爐的溫度；
[0037]Tl:閾值。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面，參照附圖對用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行說明。此外，本發(fā)明能夠作為用于對被處理物進(jìn)行熱處理的熱處理裝置廣泛應(yīng)用。
[0039]圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的熱處理裝置I的結(jié)構(gòu)的示意圖。參照圖1，熱處理裝置I是用于對被處理物100實(shí)施熱處理的裝置。作為該熱處理，可以例示出滲碳處理、擴(kuò)散處理、退火處理、CVD (Chemical Vapor Deposition,化學(xué)氣相沉積)處理等。
[0040]熱處理裝置I具備:熱處理爐2、熱電轉(zhuǎn)換部件3、控制裝置4、切換部5、第I轉(zhuǎn)換器6、第2轉(zhuǎn)換器7、以及輔助設(shè)備單元8。
[0041]熱處理爐2構(gòu)成為，在收納有被處理物100的狀態(tài)下對該被處理物100進(jìn)行熱處理。
[0042]熱處理爐2具有爐主體11、門12、加熱器13以及排氣通道14。
[0043]爐主體11設(shè)置為用于收納被處理物100。爐主體11例如由金屬形成。爐主體11例如形成為中空的箱形形狀，其具有用于收納被處理物100的收納空間16。爐主體11具有多個(gè)壁部17，通過這些壁部17來形成收納空間16。將各壁部17的厚度設(shè)定為非常大的值。由此，爐主體11的熱容量被設(shè)定為非常大。
[0044]此外，在爐主體11的一側(cè)部安裝有門12。門12經(jīng)由鉸鏈部件18與爐主體11連結(jié)，并能夠相對于爐主體11開閉。通過打開該門12，能夠使收納空間16向爐主體11的外部的空間開放。在門12打開的狀態(tài)下，將被處理物100從爐主體11的外部的空間搬入到收納空間16中。此外，在門12打開的狀態(tài)下，將被處理物100從收納空間16搬出。此外，通過關(guān)閉該門12，能夠?qū)⑹占{空間16與爐主體11的外部的空間隔斷。此外,爐主體11連接于未圖示的進(jìn)氣管。經(jīng)由該進(jìn)氣管來向收納空間16內(nèi)供給對被處理物100的熱處理所需要的氣體。在門12關(guān)閉的狀態(tài)下，對被處理物100進(jìn)行熱處理。通過加熱器13對爐主體11進(jìn)行加熱。
[0045]加熱器13例如為電熱加熱器，是利用較大電力工作的強(qiáng)電設(shè)備。加熱器13具有加熱部19。加熱部19例如配置在爐主體11的收納空間16內(nèi)。加熱部19通過被供給電力而發(fā)熱。加熱部19的熱傳遞至爐主體11、收納空間16以及被處理物100。由此，將爐主體
11、收納空間16的氣體以及被處理物100加熱到預(yù)定的熱處理溫度。該情況的熱處理溫度例如為大約幾百。C?幾千。C的范圍內(nèi)。加熱器13具有未圖示的電源電路。該電源電路與外部電源20連接。該電源電路將來自外部電源20的電力在調(diào)整為適合于加熱部19的動作的電壓和電流的基礎(chǔ)上輸出到加熱部19。
[0046]外部電源20例如為商用電源，是由電力公司提供的電源。外部電源20的電壓例如為幾百伏特。在本實(shí)施方式中，外部電源20為交流電源。被具有上述結(jié)構(gòu)的加熱器13加熱的收納空間16內(nèi)的氣體在被處理物100的熱處理后向排氣通道14排出。
[0047]排氣通道14設(shè)置為用于將收納空間16內(nèi)的氣體排出到爐主體11的外部。排氣通道14由金屬等耐熱材料形成。排氣通道14形成為管狀。在本實(shí)施方式中，排氣通道14形成為L字狀。排氣通道14的中途部具有彎曲的形狀。排氣通道14的一端貫穿爐主體11的壁部17，并與收納空間16相連接。排氣通道14的另一端與爐主體11的外部的空間相連接。
[0048]在排氣通道14安裝有閥21。閥21構(gòu)成輔助設(shè)備單元8的一部分。該閥21例如為電磁閥，其由控制裝置4供給電力，且由控制裝置4來進(jìn)行開閉控制。閥21在熱處理裝置I停止等時(shí)關(guān)閉。另一方面，該閥21在被處理物100動作時(shí)打開。閥21例如在正在對被處理物100進(jìn)行熱處理時(shí)打開。閥21也可以在正在被處理物100進(jìn)行熱處理時(shí)關(guān)閉，而在對被處理物100的熱處理結(jié)束后打開。在收納空間16內(nèi)，通過打開閥21，被加熱器13加熱后的高溫的氣體從排氣通道14通過，而排出到爐主體11的外部的空間。在正在對被處理物100進(jìn)行熱處理時(shí)，如果打開閥21，則高溫的排出氣體在熱處理的期間始終流至排氣通道14。由此，能夠不受排氣通道14的熱容量的約束，對熱電轉(zhuǎn)換部件3給予足夠的熱量。此外，在正在對被處理物100進(jìn)行熱處理時(shí)打開閥21的情況下，在熱處理的期間，始終從未圖示的進(jìn)氣管供給氣體。
[0049]此外，排氣通道14與爐主體11相連接。因此，來自加熱器13的熱經(jīng)由爐主體11傳遞至排氣通道14。由此，當(dāng)熱在爐主體11積蓄時(shí)，排氣通道14受到該熱而抑制了溫度降低。此外，排氣通道14的熱容量比爐主體11的熱容量小。因此，在熱從爐主體11傳遞到排氣通道14的狀態(tài)下，爐主體11的溫度降低量非常小。該排氣通道14對熱電轉(zhuǎn)換部件3進(jìn)行保持。
[0050]熱電轉(zhuǎn)換部件3設(shè)置為用于將熱處理爐2的熱能轉(zhuǎn)換為電力(電能)。作為熱處理裝置I的電源，在本實(shí)施方式中，使用該熱電轉(zhuǎn)換部件3和外部電源20。外部電源20被用作能夠向熱處理爐2 (加熱器13)和控制裝置4雙方供給電力的電源。另一方面，熱電轉(zhuǎn)換部件3被用作向控制裝置4供給電力但不向熱處理爐2供給電力的電源。
[0051]熱電轉(zhuǎn)換部件3是利用了塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect)的熱電轉(zhuǎn)換元件，其具有多個(gè)珀?duì)柼?。更為具體地，熱電轉(zhuǎn)換部件3由P型半導(dǎo)體和η型半導(dǎo)體組合形成。熱電轉(zhuǎn)換部件3具有表面3a和背面3b。熱電轉(zhuǎn)換部件3構(gòu)成為通過在表面3a和背面3b之間產(chǎn)生溫度差來產(chǎn)生電力。由熱電轉(zhuǎn)換部件3產(chǎn)生的電壓例如為幾伏特。
[0052]熱電轉(zhuǎn)換部件3的大小根據(jù)對熱電轉(zhuǎn)換部件3要求的電力量等來恰當(dāng)設(shè)定。此外，對熱電轉(zhuǎn)換部件3的形狀沒有特別限定。熱電轉(zhuǎn)換部件3配置為能夠接受來自熱處理爐2的爐主體11的熱。[0053]在本實(shí)施方式中，熱電轉(zhuǎn)換部件3作為整體形成為L字狀，其具有沿著排氣通道14的外表面14a的形狀的形狀。更為具體地，熱電轉(zhuǎn)換部件3的表面3a具有第I部分3c和第2部分3d。第I部分3c和第2部分3d形成為平面狀。第I部分3c和第2部分3d以正交的方式延伸。所述第I部分3c和第2部分3d分別與排氣通道14的外表面14a面接觸。在本實(shí)施方式中，熱電轉(zhuǎn)換部件3的表面3a固定于排氣通道14的外表面14a。由此，排氣通道14的熱高效地傳遞至熱電轉(zhuǎn)換部件3的表面3a。
[0054]熱電轉(zhuǎn)換部件3的背面3b向著遠(yuǎn)離排氣通道14的方向。該背面3b具有第I部分3e和第2部分3f。第I部分3e以與表面3a的第I部分3c平行的方式延伸。第2部分3f以與表面3a的第2部分3d平行的方式延伸。在具有上述結(jié)構(gòu)的背面3b安裝有散熱部件22。
[0055]散熱部件22設(shè)置為用于促進(jìn)從熱電轉(zhuǎn)換部件3的背面3b的散熱。由此，能夠使熱電轉(zhuǎn)換部件3的表面3a與背面3b之間的溫度差更大。其結(jié)果是能夠使由熱電轉(zhuǎn)換部件3產(chǎn)生的電力更大。散熱部件22例如使用鋁合金、銅合金等熱傳導(dǎo)性優(yōu)異的材料來形成。散熱部件22固定在熱電轉(zhuǎn)換部件3的背面3b的第I部分3e和第2部分3f。由熱電轉(zhuǎn)換部件3產(chǎn)生的電力能夠輸出到控制裝置4。
[0056]控制裝置4設(shè)置為用于控制熱處理爐2。在本實(shí)施方式中，控制裝置4是作為弱電設(shè)備的控制電路。更為具體地，控制裝置4具有包括CPU(Central Processing Unit，中央處理器)、ROM (Read Only Memory,只讀存儲器)以及 RAM (RandomAccess Memory,隨機(jī)存取存儲器)的硬件。此外，控制裝置4具有存儲在ROM中的軟件?？刂蒲b置4通過CPU讀取存儲在ROM中的程序并執(zhí)行該程序來進(jìn)行動作。此外，控制裝置4可以像這樣通過軟件與硬件的協(xié)作來實(shí)現(xiàn)，也可以由硬件來實(shí)現(xiàn)。
[0057]控制裝置4的動作電壓例如為幾十伏特?？刂蒲b置4與熱處理爐2等電連接。更為具體地，控制裝置4與熱處理爐2的加熱器13以及輔助設(shè)備單元8連接，來控制所述加熱器13和輔助設(shè)備單元8等?？刂蒲b置4根據(jù)輔助設(shè)備單元8的后述計(jì)測裝置24的計(jì)測結(jié)果等來控制熱處理爐2。
[0058]輔助設(shè)備單元8具有附隨設(shè)置于熱處理爐2的多個(gè)輔助設(shè)備。這些輔助設(shè)備連接于控制裝置4，通過從控制裝置4供給電力來進(jìn)行動作，并被控制裝置4所控制。
[0059]輔助設(shè)備單元8作為輔助設(shè)備包括所述閥21、鎖定機(jī)構(gòu)23、計(jì)測裝置24以及顯示裝置25。
[0060]鎖定機(jī)構(gòu)23設(shè)置為用于鎖定門12。鎖定機(jī)構(gòu)23例如具有電螺管。該電螺管的桿通過連結(jié)爐主體11和門12，來限制門12相對于爐主體11的打開動作。此外，通過解除該桿對爐主體11和門12之間的連結(jié)，來解除對門12的鎖定。鎖定機(jī)構(gòu)23通過控制裝置4的控制來進(jìn)行上述的鎖定以及鎖定的解除。
[0061]計(jì)測裝置24設(shè)置為用于對熱處理爐2的動作狀態(tài)進(jìn)行計(jì)測。計(jì)測裝置24安裝于熱處理爐2。計(jì)測裝置24例如為數(shù)碼式的溫度傳感器，構(gòu)成為使用電力來進(jìn)行動作。計(jì)測裝置24對熱處理爐2的收納空間16等的溫度進(jìn)行計(jì)測。計(jì)測裝置24利用來自控制裝置4的電力來進(jìn)行動作，并將計(jì)測結(jié)果輸出至控制裝置4。控制裝置4根據(jù)該計(jì)測結(jié)果來對使加熱器13進(jìn)行動作的時(shí)機(jī)、以及排氣通道14的閥21的開閉時(shí)機(jī)等進(jìn)行控制。
[0062]顯示裝置25例如為液晶顯示器。顯示裝置25構(gòu)成為，讀取由控制裝置4提供的顯示用數(shù)據(jù)，并顯示由該顯示用數(shù)據(jù)確定的圖像。由此，顯示裝置25對熱處理爐2內(nèi)的溫度和外部電源20的異常的有無等進(jìn)行顯示。此外，用于控制顯示裝置25的控制裝置4還與切換部5連接，其接受來自切換部5的電力，并控制切換部5的動作。
[0063]切換部5設(shè)置為用于將來自外部電源20的電力和來自熱電轉(zhuǎn)換部件3的電力擇一供給至控制裝置4。換言之，切換部5構(gòu)成為能夠切換向控制裝置4供給電力的供電路徑。
[0064]切換部5例如為繼電器開關(guān)。此外，切換部5也可以為使用半導(dǎo)體元件形成的PLC(Programmable Logic Controller,可編程序邏輯控制器)等。切換部5與第I導(dǎo)電部件26相連接。第I導(dǎo)電部件26例如為電線，其經(jīng)由插頭27、28等來與外部電源20連接。此夕卜，切換部5與第2導(dǎo)電部件29相連接。第2導(dǎo)電部件29例如為電線，其與熱電轉(zhuǎn)換部件3連接。此外，切換部5經(jīng)由第3導(dǎo)電部件30與控制裝置4相連接。第3導(dǎo)電部件30例如為形成于基板的導(dǎo)體圖案。
[0065]切換部5構(gòu)成為能夠通過控制裝置4的控制而將第I導(dǎo)電部件26和第3導(dǎo)電部件30連接起來。通過該連接動作，來實(shí)現(xiàn)包括所述第I導(dǎo)電部件26和第3導(dǎo)電部件30的第I供電路徑31。此外，在圖1中，示出了形成有第I供電路徑31的狀態(tài)。此外，切換部5構(gòu)成為能夠通過控制裝置4的控制而將第2導(dǎo)電部件29和第3導(dǎo)電部件30連接起來。通過該連接動作，來實(shí)現(xiàn)包括所述第2導(dǎo)電部件29和第3導(dǎo)電部件30的第2供電路徑32。在第I導(dǎo)電部件26的中途部設(shè)有第I轉(zhuǎn)換器6。此外，在第2導(dǎo)電部件29的中途部設(shè)有第2轉(zhuǎn)換器7。
[0066]第I轉(zhuǎn)換器6構(gòu)成為將來自外部電源20的電力轉(zhuǎn)換成適于控制裝置4的動作的電流和電壓并輸出。在本實(shí)施方式中，第I轉(zhuǎn)換器6為AC/DC (交流/直流)轉(zhuǎn)換器。第I轉(zhuǎn)換器6將來自外部電源20的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力后，輸出到切換部5和控制裝置4。第I轉(zhuǎn)換器6與控制裝置4相連接。第I轉(zhuǎn)換器6將對是否在外部電源20發(fā)生異常進(jìn)行確定的信息輸出到控制裝置4。由此，控制裝置4能夠確定是否在外部電源20發(fā)生停電等異常。
[0067]第2轉(zhuǎn)換器7構(gòu)成為將來自熱電轉(zhuǎn)換部件3的電力轉(zhuǎn)換成適于控制裝置4的動作的電流和電壓并輸出。在本實(shí)施方式中，第2轉(zhuǎn)換器7為DC/DC (直流/直流)轉(zhuǎn)換器。第2轉(zhuǎn)換器7在對來自熱電轉(zhuǎn)換部件3的直流電力進(jìn)行電壓調(diào)整后，將該電力輸出到切換部
5。第2轉(zhuǎn)換器7還具有使來自熱電轉(zhuǎn)換部件3的電流穩(wěn)定化的功能。因此，即使在來自熱電轉(zhuǎn)換部件3的電流不穩(wěn)定的情況下，也能夠通過該第2轉(zhuǎn)換器7向控制裝置4供給適合控制裝置4的驅(qū)動的、穩(wěn)定的電力。
[0068]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在對被處理物100進(jìn)行熱處理時(shí)，控制裝置4首先控制加熱器13，以將來自外部電源20的電力供給至加熱器13。由此，對爐主體11以及爐主體11內(nèi)的被處理物100進(jìn)行加熱?？刂蒲b置4對加熱器13的動作進(jìn)行控制，以使通過計(jì)測裝置24計(jì)測出的溫度成為預(yù)定的熱處理溫度。在對被處理物100的熱處理結(jié)束后，控制裝置4停止加熱器13。
[0069]此外，如后所述，控制裝置4根據(jù)爐主體11的溫度T來對第I供電路徑31和第2供電路徑32進(jìn)行切換。此外，即使在外部電源20產(chǎn)生停電等異常的情況下，控制裝置4也能繼續(xù)進(jìn)行動作。以下，對熱處理裝置I中的電力供給控制的動作的一個(gè)例子進(jìn)行說明。[0070]圖2是用于說明熱處理裝置I中的電力供給控制的動作的一個(gè)例子的流程圖。參照圖1和圖2，控制裝置4對爐主體11的溫度T是否小于預(yù)定的閾值Tl進(jìn)行判定(步驟SI)。此時(shí)，控制裝置4將通過計(jì)測裝置24計(jì)測出的溫度作為爐主體11的溫度T來使用。
[0071]例如，在熱處理裝置I的熱處理爐2從常溫的停止?fàn)顟B(tài)開始啟動的時(shí)刻，加熱器13和爐主體11的溫度T為常溫，且小于閾值Tl (步驟SI中為YES (是))。此時(shí)，控制裝置4控制切換部5以使控制裝置4與外部電源20相連接(步驟S2)。由此，來自外部電源20的電力經(jīng)由第I供電路徑31供給至控制裝置4。
[0072]S卩，來自外部電源20的電力經(jīng)由第I導(dǎo)電部件26、第I轉(zhuǎn)換器6、切換部5以及第3導(dǎo)電部件30供給至控制裝置4。由此，控制裝置4能夠利用來自外部電源20的電力來進(jìn)行動作。控制裝置4維持與外部電源20相連接的狀態(tài)直到爐主體11的溫度T為閾值Tl以上(步驟S1、S2)。
[0073]另一方面，當(dāng)從加熱器13開始發(fā)熱起經(jīng)過預(yù)定時(shí)間時(shí)，爐主體11的溫度T成為閾值Tl以上(步驟SI中為NO (否))。此時(shí)，控制裝置4控制切換部5以使控制裝置4與熱電轉(zhuǎn)換部件3相連接(步驟S3)。由此，來自熱電轉(zhuǎn)換部件3的電力經(jīng)由第2供電路徑32供給至控制裝置4。即，來自熱電轉(zhuǎn)換部件3的電力經(jīng)由第2導(dǎo)電部件29、第2轉(zhuǎn)換器7、切換部5以及第3導(dǎo)電部件30供給至控制裝置4。由此，控制裝置4利用來自熱電轉(zhuǎn)換部件3的電力進(jìn)行動作。此外，與控制裝置4連接的閥21、鎖定機(jī)構(gòu)23、計(jì)測裝置24、切換部5以及顯示裝置25也利用來自熱電轉(zhuǎn)換部件3的電力來進(jìn)行動作。
[0074]接著，控制裝置4對是否在外部電源20發(fā)生異常進(jìn)行判定(步驟S4)。具體地，控制裝置4對來自外部電源20的電力是否輸入到第I轉(zhuǎn)換器6進(jìn)行判定?？刂蒲b置4在來自外部電源20的電力輸入到第I轉(zhuǎn)換器6的情況下判定為在外部電源20未發(fā)生異常(步驟S4中為NO)。此時(shí)，控制裝置4再次進(jìn)行步驟SI的處理。
[0075]另一方面，在電力未從外部電源20輸入到第I轉(zhuǎn)換器6的情況下，控制裝置4判定為在外部電源20發(fā)生異常(步驟S4中為YES)。作為未向第I轉(zhuǎn)換器6供給電力的狀態(tài)，可以例示出外部電源20處于停電狀態(tài)的狀態(tài)。
[0076]在控制裝置4判定為在外部電源20發(fā)生異常的情況下，進(jìn)行外部電源異常時(shí)處理(步驟S5)。此外，當(dāng)在外部電源20發(fā)生異常時(shí)，對加熱器13的通電停止，因此熱處理爐2處于停止?fàn)顟B(tài)。但是，由于控制裝置4由熱電轉(zhuǎn)換部件3供給電力，因此能夠進(jìn)行外部電源異常時(shí)處理。
[0077]具體地，控制裝置4使由外部電源20向加熱器13通電的通電用開關(guān)斷開。由此，能夠防止在外部電源20的異常解除時(shí)加熱器13被隨意加熱。此外，控制裝置4根據(jù)由計(jì)測裝置24提供的數(shù)據(jù)，對在熱處理爐2是否發(fā)生異常進(jìn)行監(jiān)視。當(dāng)在熱處理爐2發(fā)生異常時(shí)，控制裝置4將該異常內(nèi)容顯示在顯示裝置25。此外，控制裝置4將計(jì)測裝置24的溫度計(jì)測結(jié)果顯示在顯示裝置25。
[0078]此外，控制裝置4對鎖定機(jī)構(gòu)23進(jìn)行控制，以使鎖定機(jī)構(gòu)23對門12的鎖定不被解除。由此，能夠防止操作人員誤將手伸入到剛停電后的高溫的爐主體11內(nèi)。此外，控制裝置4控制閥21，以將閥21維持在關(guān)閉狀態(tài)。此外，控制裝置4進(jìn)行處理，以使執(zhí)行中的程序能夠正常地停止。此外，控制裝置4進(jìn)行對由計(jì)測裝置24獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存等的備份處理。在到爐主體11的溫度T降低至小于閾值Tl為止的期間，即，在由熱電轉(zhuǎn)換部件3供給控制裝置4的動作所必需的電力的期間，控制裝置4進(jìn)行上述這些處理。
[0079]如同以上說明，根據(jù)熱處理裝置1，熱電轉(zhuǎn)換部件3能夠?qū)崽幚頎t2的熱能轉(zhuǎn)換為電力。切換部5能夠?qū)⒃撾娏┙o至控制裝置4。由此，能夠通過對由熱處理爐2產(chǎn)生的熱能的有效利用，來實(shí)現(xiàn)節(jié)能化。此外，根據(jù)需要，切換部5能夠?qū)碜酝獠侩娫?0的電力和來自熱電轉(zhuǎn)換部件3的電力擇一供給至控制裝置4。由此，能夠使向控制裝置4供給電力的形態(tài)多樣化。而且，控制裝置4所必需的電力與對熱處理爐2的加熱所必需的熱能相比非常小。由此，即使是作為發(fā)電量相對較小的電源的熱電轉(zhuǎn)換部件3，也足以能夠用作控制裝置4的電源。
[0080]因此，能夠在熱處理裝置I中實(shí)現(xiàn)節(jié)能化，且能夠使供給電力的形態(tài)更為多樣化。
[0081]此外，根據(jù)熱處理裝置1，在熱處理爐2的溫度T小于閾值Tl時(shí)，切換部5將來自外部電源20的電力供給至控制裝置4。此外，在熱處理爐2的溫度T為閾值Tl以上時(shí)，切換部5將來自熱電轉(zhuǎn)換部件3的電力供給至控制裝置4。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能化，且不延誤對控制裝置4的動作所必需的電力的供給。
[0082]例如，在處于停止?fàn)顟B(tài)的常溫的熱處理爐2的啟動開始時(shí)，來自熱電轉(zhuǎn)換部件3的電力較小，不足以使控制裝置4進(jìn)行動作。此時(shí)，切換部5將來自外部電源20的電力供給至控制裝置4。另一方面，例如在熱處理爐2的溫度非常高、達(dá)到熱處理爐2能夠?qū)Ρ惶幚砦?00進(jìn)行熱處理的程度的情況下，來自熱電轉(zhuǎn)換部件3的電力較大，足以使控制裝置4進(jìn)行動作。此時(shí)，切換部5將來自熱電轉(zhuǎn)換部件3的電力供給至控制裝置4。此時(shí)，控制裝置4不需要消耗來自外部電源20的電力即可。
[0083]此外，根據(jù)熱處理裝置1，即使在外部電源20發(fā)生停電等異常的情況下，也能夠通過將熱電轉(zhuǎn)換部件3用作緊急用電源(無停電電源，UPS Uninterruptible Power Supply(不間斷電源))，來對控制裝置4供給電力。由此，即使在外部電源20發(fā)生異常時(shí)，也能夠使控制裝置4進(jìn)行必要的動作。即，能夠抑制隨著外部電源20的異常而使控制裝置4的動作突然切斷的情況。由此，能夠抑制在控制裝置4和熱處理爐2發(fā)生異常的情況。
[0084]此外，即使在由于外部電源20的異常等導(dǎo)致熱處理爐2的加熱動作停止的情況下，由于熱處理爐2的熱容量較大，因此熱處理爐2的溫度在長時(shí)間內(nèi)得以維持。由此，即使在對被處理物100的熱處理中外部電源20發(fā)生異常，能夠利用熱電轉(zhuǎn)換部件3產(chǎn)生足夠的電力的時(shí)間也較長。由此，即使在外部電源20發(fā)生異常時(shí)，也能夠在長時(shí)間內(nèi)使控制裝置4繼續(xù)進(jìn)行動作。由此，能夠進(jìn)行對控制裝置4的停止所必需的備份作業(yè)等、和對熱處理裝置I的停止所必需的作業(yè)。此外，作為緊急用電源，無需使用電池等蓄電裝置。因此，不需要定期進(jìn)行蓄電裝置的更換作業(yè)，能夠減少對控制裝置4的維護(hù)所需的勞力和時(shí)間。此夕卜，通過對蓄電裝置的削減，還能對保護(hù)地球環(huán)境做出貢獻(xiàn)。
[0085]此外，根據(jù)熱處理裝置1，作為附隨設(shè)置于熱處理爐2的輔助設(shè)備的閥21、鎖定機(jī)構(gòu)23、計(jì)測裝置24以及顯示裝置25的各自的動作所必需的電力相對較小即可。由此，能夠通過熱電轉(zhuǎn)換部件3來對作為這些輔助設(shè)備的閥21、鎖定機(jī)構(gòu)23、計(jì)測裝置24以及顯示裝置25充分地供給所需的電力。
[0086]此外，根據(jù)熱處理裝置1，熱電轉(zhuǎn)換部件3安裝于設(shè)置在熱處理爐2的排氣通道
14。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，能夠?qū)碜詿崽幚頎t2的熱更為可靠地傳遞至熱電轉(zhuǎn)換部件3。
[0087]以上，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式。本發(fā)明能夠在記載于權(quán)利要求書的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。
[0088][變形例]
[0089](I)在上述的實(shí)施方式中，作為熱電轉(zhuǎn)換部件3，對使用了珀?duì)柼慕Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，但也可以不是這樣。熱電轉(zhuǎn)換部件具有能夠?qū)崮苻D(zhuǎn)換為電力的結(jié)構(gòu)即可。例如，作為熱電轉(zhuǎn)換部件，也可以采用包括渦輪、發(fā)電機(jī)和用于接受熱處理爐2的熱的鍋爐的結(jié)構(gòu)。此時(shí)，通過鍋爐產(chǎn)生蒸汽，通過該蒸汽使渦輪旋轉(zhuǎn)。通過與渦輪連接的發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)來產(chǎn)生電力。將該電力作為來自熱電轉(zhuǎn)換部件的電力來使用。
[0090](2)此外，在上述的實(shí)施方式中，對于切換部5，以通過控制裝置4的控制來對供電路徑31、32進(jìn)行切換的形態(tài)為例進(jìn)行了說明，但也可以不是這樣。例如，切換部5也可以構(gòu)成為通過作業(yè)人員的手動操作來切換供電路徑31、32。
[0091](3)此外，在上述的實(shí)施方式中，作為輔助設(shè)備，例示了閥21、鎖定機(jī)構(gòu)23、計(jì)測裝置24以及顯示裝置25，但也可以不是這樣。例如，也可以省略閥21、鎖定機(jī)構(gòu)23、計(jì)測裝置24以及顯示裝置25中的至少一個(gè)。此外，作為計(jì)測裝置，也可以使用溫度傳感器以外的其它的計(jì)測裝置。此外，作為輔助設(shè)備，也可以使用上述閥21、鎖定機(jī)構(gòu)23、計(jì)測裝置24以及顯示裝置25以外的輔助設(shè)備。
[0092](4)此外，在上述的實(shí)施方式中，以熱電轉(zhuǎn)換部件3安裝在排氣通道14的形態(tài)為例進(jìn)行了說明，但也可以不是這樣。例如，如圖3所示，也可以設(shè)置安裝于爐主體11的壁部17的熱電轉(zhuǎn)換部件3A。熱電轉(zhuǎn)換部件3A具有與熱電轉(zhuǎn)換部件3同樣的結(jié)構(gòu)。此外，在下面，對與如圖1所示的實(shí)施方式不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，對于相同的結(jié)構(gòu)，在圖中附加相同的標(biāo)號并省略說明。此時(shí)，熱電轉(zhuǎn)換部件3A的表面3a與爐主體11的壁部17的外表面成面接觸。熱電轉(zhuǎn)換部件3A與第2導(dǎo)電部件29相連接。此外，如圖4所示，也可以設(shè)置熱電轉(zhuǎn)換部件3、3A雙方。此外，將熱電轉(zhuǎn)換部件3配置在能夠接受到來自熱處理爐2的熱的場所即可。因此，也可以將熱電轉(zhuǎn)換部件3以與熱處理爐2隔開的狀態(tài)配置。
[0093](5)此外，在上述的實(shí)施方式中，以在外部電源20異常時(shí)控制裝置4僅通過來自熱電轉(zhuǎn)換部件3的電力進(jìn)行動作的形態(tài)為例進(jìn)行了說明，但也可以不是這樣。例如，也可以為，在外部電源20異常時(shí)，在來自熱電轉(zhuǎn)換部件3的電力的基礎(chǔ)上，使用來自蓄電裝置的電力，來使控制裝置4進(jìn)行動作。即使在此情況下，由于對蓄電裝置要求的輸出較小，因此準(zhǔn)備的蓄電裝置的數(shù)量較少即可。
[0094](6)此外，在上述的實(shí)施方式中，以加熱器13為電熱加熱器的形態(tài)為例進(jìn)行了說明，但也可以不是這樣。例如，加熱器也可以為利用氣體的燃燒來發(fā)熱的加熱器。
[0095]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0096]本發(fā)明能夠作為熱處理裝置廣泛應(yīng)用。
【權(quán)利要求】
1.一種熱處理裝置，其特征在于，所述熱處理裝置具備: 熱處理爐，其用于對被處理物進(jìn)行熱處理； 熱電轉(zhuǎn)換部件，其將來自所述熱處理爐的熱能轉(zhuǎn)換為電力； 控制裝置，其用于控制所述熱處理爐；以及 切換部，其用于將來自外部電源的電力和來自所述熱電轉(zhuǎn)換部件的電力擇一供給至所述控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱處理裝置，其特征在于， 所述切換部構(gòu)成為， 在所述熱處理爐的溫度小于預(yù)定的閾值時(shí)，將來自所述外部電源的電力供給至所述控制裝置，并且， 在所述熱處理爐的溫度為所述閾值以上時(shí)，將來自所述熱電轉(zhuǎn)換部件的電力供給至所述控制裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱處理裝置，其特征在于， 在所述外部電源發(fā)生異常時(shí)，所述切換部能夠?qū)碜运鰺犭娹D(zhuǎn)換部件的電力供給至所述控制裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱處理裝置，其特征在于， 所述熱處理裝置進(jìn)一步具備被所述控制裝置所控制的輔助設(shè)備， 所述輔助設(shè)備能夠利用來自所述熱電轉(zhuǎn)換元件的電力進(jìn)行動作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱處理裝置，其特征在于， 所述熱電轉(zhuǎn)換部件安裝于排氣通道和所述熱處理爐的壁部中的至少一方，所述排氣通道設(shè)置于所述熱處理爐。
【文檔編號】F27D17/00GK103712465SQ201310064393
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月5日
【發(fā)明者】向井正行 申請人:光洋熱系統(tǒng)股份有限公司