本發(fā)明涉及一種能夠高效地進行加熱及冷卻的緊湊的工業(yè)用爐。

背景技術：

在對工件進行熱處理的工業(yè)用爐之中，在加熱工件之后，為了對其進行冷卻或者進行溫度調(diào)節(jié)或溫度變化，有時具備基于冷卻器等的冷卻功能。例如，專利文獻1的“潔凈烘箱(cleanoven)”的課題在于，實現(xiàn)一種幾乎沒有熱損失且具有高潔凈性能、進一步降低設備負擔的潔凈烘箱，設于爐外的管道與爐內(nèi)在彼此環(huán)境氣體的壓力相等的第一連接部與第二連接部處以連結該第一連接部與第二連接部的方式連接，管道在內(nèi)部具備冷卻器與冷卻器用風扇。由于冷卻器設于爐外，因此幾乎沒有熱損失，另外，由于沒有設置擋板，因此不會產(chǎn)生灰塵而具有高潔凈性能。另外，在加熱中停止冷卻水的供給的情況下，冷卻器用風扇停止，因此不需要用于向潔凈室外排出蒸汽的管道。在專利文獻1中，將爐內(nèi)和設于爐外且具備冷卻器以及冷卻器用風扇的管道通過兩個連接部連通。

另外，已知有專利文獻2以及專利文獻3。專利文獻2的“間歇式爐”的課題在于，提供一種能夠省電且迅速降溫的間歇式爐，對熱風循環(huán)路線上的一部分通路進行旁通而設置水冷式翅片冷卻器，通過切換擋板來選擇通過該水冷式翅片冷卻器的旁路以及被旁通的一部分通路。專利文獻3的“潔凈烘箱”的課題在于，提供一種能夠大幅削減消耗電力地進行直至500℃左右的清潔的高溫環(huán)境氣體中的熱處理的潔凈烘箱，在烘箱內(nèi)一邊使環(huán)境氣體循環(huán)一邊通過加熱器進行加熱，使該環(huán)境氣體通過過濾器與熱處理室，在清潔的環(huán)境氣體中對放置于熱處理室的被處理物進行熱處理，其中，設為如下結構：作為上述過濾器而設置耐熱溫度為500℃左右的耐熱過濾器，另一方面，在環(huán)境氣體的循環(huán)通路的一部分設置冷卻用的旁通通路而將冷卻器設置于旁通通路，作為進行循環(huán)通路與旁通通路的切換的 通路切換機構而設有第一切換板以及第二切換板。在上述專利文獻2以及專利文獻3中簡要地在烘箱內(nèi)具備冷卻器、以及切換通過設有冷卻器的部位的流路以及通過未設置冷卻器的部位的流路的擋板。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2007-271126號公報

專利文獻2：日本特開2000-329474號公報

專利文獻3：日本特開2004-353928號公報

如上述烘箱那樣，在爐外設有具備冷卻器與冷卻器用風扇的管道的情況下，與向爐外突出的管道相應地需要較大的設置空間。另外，在相對于加熱爐內(nèi)的氣流將冷卻器與加熱器以串聯(lián)排列的方式設置的情況下，存在如下課題：當在爐內(nèi)對工件進行加熱之后為了冷卻而利用擋板切換流路時，通過尚未冷卻的高溫狀態(tài)的加熱器后的空氣向冷卻器側流動，或者利用冷卻器進行了冷卻的空氣通過尚未冷卻的高溫狀態(tài)的加熱器側等，使冷卻效率降低，并且在冷卻后進行加熱的情況下也存在加熱效率降低的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述的現(xiàn)有課題而完成的，其目的在于提供一種能夠高效地進行加熱及冷卻的緊湊的工業(yè)用爐。

本發(fā)明的工業(yè)用爐的特征在于，具備：加熱流路，其設于爐體內(nèi)，所述加熱流路具有加熱器且能夠與對工件進行熱處理的熱處理空間連通；冷卻流路，其設于所述爐體內(nèi)，所述冷卻流路具有冷卻器且能夠與所述熱處理空間連通；擋板，其以擇一的方式阻塞上述加熱流路與冷卻流路中的任一方，并使上述加熱流路與冷卻流路中的另一方與所述熱處理空間連通；風扇，其設于所述爐體內(nèi)，且使該爐體內(nèi)的空氣循環(huán)；以及隔熱件，其介于所述加熱流路與所述冷卻流路之間。

本發(fā)明的特征在于，所述加熱流路位于所述冷卻流路的上方，所述熱處理空間位于所述加熱流路的上方。

本發(fā)明的特征在于，所述擋板由隔熱件構成，在由該擋板阻塞的所述 加熱流路的開口側設有阻擋該擋板的第一抵接部，以對由該擋板阻塞的所述加熱流路的開口和該擋板之間進行密封，在由該擋板阻塞的與所述冷卻流路相連的合流部的開口側設有阻擋該擋板的第二抵接部，以對由該擋板阻塞的與所述冷卻流路相連的合流部的開口和該擋板之間進行密封。

本發(fā)明的特征在于，在所述加熱流路的上方設有載置工件的格子件。

本發(fā)明的特征在于，所述加熱流路的所述加熱器與所述冷卻流路的所述冷卻器在所述加熱流路以及所述冷卻流路的流路方向上以如下方式錯位設置：所述加熱器與所述冷卻器的重疊量為所述加熱器以及所述冷卻器各自的長度的一半以下。

發(fā)明效果

在本發(fā)明的工業(yè)用爐中，能夠高效地進行加熱及冷卻，并且實現(xiàn)緊湊化。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的工業(yè)用爐的理想的一實施方式的結構的說明圖，圖1(a)是表示加熱中的正面?zhèn)鹊钠室晥D，圖1(b)是表示冷卻中的正面?zhèn)鹊钠室晥D。

圖2是圖1中的a-a線箭頭方向的剖視圖。

圖3是說明圖1的工業(yè)用爐所采用的擋板的作用的說明圖，圖3(a)是表示加熱中的主要部分的放大剖視圖，圖3(b)是表示冷卻中的主要部分的放大剖視圖。

圖4是應用于圖1所示的工業(yè)用爐的擋板的分解組裝圖。

附圖標記說明：

1工業(yè)用爐

1a熱處理空間

2爐體

2a內(nèi)壁

2b底

2c側壁

3加熱器

4加熱流路

4a導熱頂部

4b加熱流路的開口

5冷卻器

6冷卻流路

6a隔熱頂部

6b冷卻流路的開口

6c合流部的開口

6d轉動軸

7擋板

7a密封件

7b、7c抵接部

8風扇

9格子件

10網(wǎng)狀過濾器

11多層積盒

12hepa過濾器

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的工業(yè)用爐的理想的一實施方式進行詳細說明。圖1是表示本實施方式的工業(yè)用爐的結構的說明圖，圖1(a)是表示加熱中的正面?zhèn)鹊钠室晥D，圖1(b)是表示冷卻中的正面?zhèn)鹊钠室晥D。圖2是圖1中的a-a線箭頭方向的剖視圖。圖3是說明在圖1的工業(yè)用爐中采用的擋板的作用的說明圖，圖3(a)是表示加熱中的主要部分的放大剖視圖，圖3(b)是表示冷卻中的主要部分的放大剖視圖。圖4是在圖1所示的工業(yè)用爐中應用的擋板的分解組裝圖。

如圖1、圖2所示，本實施方式的工業(yè)用爐1在具備由隔熱件圍成的長方體狀的內(nèi)部空間的爐體2的內(nèi)部具有如下所述的構件：具備加熱器3并能夠與對工件(未圖示)進行熱處理的熱處理空間1a連通的加熱流路4； 具備冷卻器5并能夠與熱處理空間1a連通的冷卻流路6；以擇一的方式阻塞加熱流路4與冷卻流路6中的任一方并使另一方與熱處理空間1a連通的擋板7；以及使爐體2內(nèi)的空氣循環(huán)的風扇8。

爐體2內(nèi)的形成為長方體狀的內(nèi)部空間在平剖面上呈長方形，由風扇8向其上部側輸送的空氣從其下部側返回至風扇8。內(nèi)部空間中的上部側在長方形的長邊方向上的大致中央被金屬制的網(wǎng)狀過濾器10分成兩個空間。在被網(wǎng)狀過濾器10分出的空間中的一方設有例如篩條那樣的金屬制的格子件9，空氣能夠在格子件9的上下方向上流通，該格子件9位于內(nèi)部空間的上部側的下部，換言之位于加熱流路4的上方。

格子件9的上側的空間成為實施熱處理的、例如配置玻璃基板等工件的熱處理空間1a，在格子件9上能夠配置可以載置該玻璃基板那樣的工件的多層積盒11。

在上部側的空間的另一側，在與熱處理空間1a相反的一側的內(nèi)壁2a上設有使爐體2內(nèi)的空氣循環(huán)的風扇8，在網(wǎng)狀過濾器10與風扇8之間，hepa過濾器12配置為使空氣能夠在上側空間的長邊方向上流通。

下側空間以沿上下方向形成兩層的方式設有兩條流路4、6。兩條流路4、6中的下層成為在內(nèi)部設有冷卻器5而對在下層的流路內(nèi)流通的空氣進行冷卻的冷卻流路6，上層成為在內(nèi)部設有加熱器3而對在上層的流路內(nèi)流通的空氣進行加熱的加熱流路4。

設置使隔熱件介于加熱流路4與冷卻流路6之間而成的冷卻流路6的隔熱頂部6a，在加熱流路4與冷卻流路6之間不傳遞熱量。

由于高溫的空氣上升，因此將加熱流路4配置于上層，將冷卻流路6配置于下層，彼此不產(chǎn)生熱影響。另外，加熱器3沒有配置在冷卻器5的正上方，而是加熱器3和冷卻器5在加熱流路4以及冷卻流路6的流路方向上以重疊量為彼此長度的一半以下的方式錯位設置，例如，關于沿這些流路方向的長度尺寸，在加熱器3以及冷卻器5的長度尺寸相同的情況下，將兩者配置在錯位有該長度尺寸的一半以上的位置，不易產(chǎn)生上述構件的熱影響。

需要說明的是，重疊量為彼此長度的一半以下當然也包含完全不重疊的情況。

另外，對于加熱流路4的上表面、即分隔加熱流路4與上側空間的部位，利用具有熱傳導性的構件，形成加熱流路4的導熱頂部4a，加熱器3的熱量向上方的導熱頂部4a傳導，從該導熱頂部4a的上表面也具有輻射，由此對熱處理空間1a進行加熱。

因此，冷卻流路6形成在爐體2的底2b與隔熱頂部6a之間，平剖面中的長方形的長邊方向上的兩端部形成開放的開口6b，空氣沿著長邊方向進行流通。

另外，加熱流路4形成在隔熱頂部6a與導熱頂部4a之間，與冷卻流路6相同地，平剖面中的長方形的長邊方向中的兩端部形成開放的開口4b，空氣沿著長邊方向進行流通。而且，冷卻流路6的開口6b以在長邊方向的兩端部沿上下方向連通的方式開放，加熱流路4的開口4b以在隔熱頂部6a以及導熱頂部4a的長邊方向上的端部沿上下方向連通的方式開放。即，加熱流路4與冷卻流路6設置為，使空氣沿著平剖面呈長方形的內(nèi)部空間的長邊方向流通。

另外，加熱流路4與冷卻流路6通過合流部的開口6c進行合流。合流部的開口6c與冷卻流路6相連。而且，如圖3所示，在成為加熱流路4的開口側的導熱頂部4a的端部形成抵接部7b，并且在合流部的開口6c側即合流部的開口6c的周圍也設置抵接部7c，加熱流路4的開口4b與合流部的開口6c形成為相同的大小。

在加熱流路4的開口4b與冷卻流路6的開口6b的分界部，更具體而言，在形成開口6b的隔熱頂部6a的緣6c，設有以擇一的方式阻塞加熱流路4與冷卻流路6中的任一方并使另一方與熱處理空間1a連通的擋板7。

如圖1、圖3以及圖4所示，擋板7是由形成為比加熱流路4的開口4b、合流部的開口6c稍大的隔熱件構成的板狀的構件，具有轉動軸6d，通過設于外部的旋轉機構(未圖示)的動作，擋板7以插入在隔熱頂部6a的緣部設置的孔的轉動軸6d為中心來轉動，能夠以擇一的方式阻塞加熱流路4的開口4b以及與冷卻流路6相連的合流部的開口6c中的任一者。

在擋板7與抵接部7b、7c抵接時，通過在開口4b、6c側阻擋擋板7的面接觸，由擋板7阻塞的加熱流路4的開口4b或者與冷卻流路6相連的合流部的開口6c、和該擋板7之間被密封，空氣不會泄漏。

然而，也可以在擋板7的周緣部以遍及開口4b、6c的整周的方式設置耐熱性的密封件7a，在該擋板7阻塞加熱流路4的開口4b以及與冷卻流路6相連的合流部的開口6c時，耐熱性的密封件7a對與加熱流路4的開口4b以及合流部的開口6c之間的抵接面進行密封。

加熱器3、冷卻器5、擋板7、風扇8等通過設于工業(yè)用爐1的外部的控制部(未圖示)來適當控制。

本實施方式的工業(yè)用爐1例如以將配置有在熱處理空間1a內(nèi)實施熱處理的工件的多層積盒11載置在格子件9上的狀態(tài)運轉。在對工件進行加熱時，通過控制部的控制使擋板7轉動，與冷卻流路6相連的合流部的開口6c被阻塞。由此，冷卻流路6內(nèi)成為如下所述的空間：利用由隔熱材料形成的內(nèi)部空間的底2b、側壁2c和隔熱頂部6a、以及具有隔熱性的擋板7，該空間與熱處理空間1a以及加熱流路4隔熱。此時，加熱流路4與熱處理空間1a側相連通。

而且，加熱流路4內(nèi)的加熱器3與風扇8進行運轉。由此，被加熱器3加熱的空氣借助由風扇8產(chǎn)生的氣流從加熱流路4內(nèi)向熱處理空間1a側流出。爐體2內(nèi)的空氣借助由風扇8產(chǎn)生的氣流進行循環(huán)，由此在通過加熱流路4內(nèi)時被加熱器3加熱且使溫度上升。此時，形成加熱流路4的導熱頂部4a也被加熱器3加熱，利用導熱頂部4a的熱量，加熱流路4上的空氣也被加熱且在格子件9的內(nèi)部流通，進而位于其上方的熱處理空間1a也被加熱，從而加熱工件。

接下來，在冷卻工件時，與加熱時相同地，以將配置有在熱處理空間1a內(nèi)實施熱處理的工件的多層積盒11載置在格子件9上的狀態(tài)運轉。在冷卻工件時，通過控制部的控制使擋板7轉動，加熱流路4的開口4b被阻塞。由此，加熱流路4成為因擋板7阻塞開口4b而被阻塞的空間。此時，冷卻流路6與熱處理空間1a側連通。

而且，冷卻流路6內(nèi)的冷卻器5與風扇8進行運轉。由此，被冷卻器5冷卻的空氣借助由風扇8產(chǎn)生的氣流從冷卻流路6內(nèi)向熱處理空間1a側流出。爐體2內(nèi)的空氣借助由風扇8產(chǎn)生的氣流進行循環(huán)，由此在通過冷卻流路6內(nèi)時被冷卻器5冷卻，利用溫度降低的空氣對熱處理空間1a進行冷卻，從而冷卻工件。

根據(jù)本實施方式的工業(yè)用爐1，加熱流路4在爐體2的內(nèi)部空間設置，具備加熱器3且能夠與對工件進行熱處理的熱處理空間1a連通，該冷卻流路6具備冷卻器5且能夠與熱處理空間1a連通，由于利用擋板7以擇一的方式將加熱流路4以及冷卻流路6中的任一方阻塞，并將另一方與熱處理空間1a連通，因此在僅加熱工件時，能夠使被加熱器3加熱的空氣從加熱流路4向熱處理空間1a流通，而不在具備冷卻器5的冷卻流路6中流通。因此，能夠更高效地加熱工件。

另外，在僅冷卻工件時，能夠使被冷卻器5冷卻的空氣從冷卻流路6向熱處理空間1a流通，而不在具備加熱器3的加熱流路4中流通。因此，能夠更高效地冷卻工件。

即使在將工件冷卻后進行加熱的情況下，由于冷卻流路6被擋板7阻塞，因此被加熱的空氣不通過溫度降低的狀態(tài)下的冷卻流路6內(nèi)。因此，能夠更快地加熱。另外，此時，由于冷卻流路6被封閉，因此也能夠?qū)囟冉档偷臓顟B(tài)下的冷卻器5進行保溫，預先為下一次的冷卻處理做準備。

即使在將工件加熱后進行冷卻的情況下，由于加熱流路4被擋板7阻塞，因此被冷卻的空氣不通過溫度上升的狀態(tài)下的加熱流路4內(nèi)。因此，能夠更快地冷卻。另外，此時，由于加熱流路4被封閉，因此也能夠?qū)囟壬仙臓顟B(tài)下的加熱器3進行保溫，預先為下一次的加熱處理做準備。

另外，由于采用如下結構：在爐體2內(nèi)設有風扇8，并且相對于由風扇8產(chǎn)生的氣流而將加熱流路4與冷卻流路6并列配置，以擇一的方式阻塞加熱流路4與冷卻流路6，因此與加熱器3與冷卻器5串聯(lián)設置的爐相比，能夠減小設置空間，并且能夠更高效地進行熱處理。因此，能夠提供一種可以高效地加熱以及冷卻而且實現(xiàn)緊湊化的工業(yè)用爐1。

另外，加熱流路4位于冷卻流路6的上方，熱處理空間1a位于加熱流路4的上方，因此通過來自加熱流路4的導熱頂部4a的輻射也能夠?qū)崽幚砜臻g1a以及工件進行加熱。導熱頂部4a的上方為格子件9，因此能夠穿過它們的間隙而利用來自傳導加熱器3的熱量后的導熱頂部4a的輻射來加熱工件。

另外，在加熱流路4與冷卻流路6之間具有夾設有隔熱件的隔熱頂部6a，因此能夠防止因加熱流路4的熱量來加熱冷卻流路6的空氣、或者因 冷卻流路6的冷氣來冷卻加熱流路4的空氣。因此，能夠更高效地進行熱處理。

另外，在擋板7上設有對該擋板7與所阻塞的加熱流路4的開口4b或者冷卻流路6的開口6b之間進行密封的密封件7a，因此能夠利用擋板7更可靠地阻塞加熱流路4或者冷卻流路6。因此，能夠更高效地進行熱處理。

另外，由于在擋板7上具備隔熱件，因此能夠利用擋板7來防止所阻塞的加熱流路4的熱能、所阻塞的冷卻流路6的冷能經(jīng)由擋板7向爐體2內(nèi)的空氣傳遞。

在上述實施方式中，說明了在擋板7上設有對該擋板7與加熱流路4的開口4b以及冷卻流路6的開口6b之間的間隙進行密封的密封件7a的例子，但不局限于此，也可以在加熱流路4的開口4b側以及與冷卻流路6相連的合流部的開口6c側的抵接部7b、7c設置有密封件。另外，也可以不特別設置密封件7a，而是使擋板7本身與抵接部7b、7c緊貼。