JP3584241B2 - 加熱帯および冷却帯を備えたトレイ搬送式連続炉 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、ガラス基板あるいはガラスパネル等の平板状材料を熱処理するのに最適な加熱帯および冷却帯を備えたトレイ搬送式連続炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガラス基板あるいはガラスパネル等の平板状材料（以下、処理材という）に、封着処理、焼成処理あるいは加熱処理等の加熱工程と冷却工程とを含む所定の熱処理を行なう場合、生産性の向上を図るため連続炉が採用され、この一形態として複数の処理材が搭載されたトレイを使用するトレイ搬送式連続炉がある。
【０００３】
また、このトレイ搬送式連続炉における処理材のトレイへの搭載形式として、水平支持方式と垂直支持方式とがあるが、均一な加熱と冷却を確保するため、搬送上のトラブルを防止するため、また、一対のガラス基板を連続封着する場合においては、一対のガラス基板を固定するクリップの位置ズレ防止あるいはチップ管の組込み作業の容易性、さらにはガラス基板に塗布した被焼成物を焼成する場合における自重によるガラス基板の変形防止等の観点から処理材を水平に支持することが必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のように、複数枚の処理材をトレイに水平状態に支持するとともに、加熱方式として輻射加熱方式を採用する場合、処理材の両端部の温度が中央部に比べてより高くなり、処理材を均一に加熱することができない。
【０００５】
一方、特許第２７９５４００号公報にて、側壁、天井、炉床よりなる炉壁のうち、少なくとも側壁にヒータを設けて輻射加熱するバッチ式熱処理炉において、炉内に処理材の支持部材を垂直方向に所定間隔をもって配設するとともに、処理材を上下に挟んで冷却器と補助ヒータとを設け、前記ヒータと補助ヒータとを独立して制御するようにしたものが提案されている。
【０００６】
この方式によれば、処理材を均一に加熱することができるが、これはバッチ式熱処理炉に関するものであり、この思想をトレイ搬送式連続炉に適用しようとすると、トレイが移動することから、補助ヒータへの電源供給機構等の炉構成が複雑になるという問題が生じる。
【０００７】
したがって、本発明は、前記思想を複雑な構成を採ることなく実現することのできる加熱帯および冷却帯を備えたトレイ搬送式連続炉を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、加熱帯および冷却帯を備えたトレイ搬送式連続炉において、トレイを、基台の炉内側壁の一方側に複数段の処理材支持部材を垂直方向に所定間隔で水平に片持支持した構成とし、前記加熱帯を、主ヒータを備えるとともに、当該加熱帯の炉内側壁の他方側に水平に片持支持され、かつ、炉内搬送される前記トレイの支持部材間に位置する補助ヒータを備えた構成としたものである。
【０００９】
また、前記加熱帯が複数の真空加熱室からなる第１加熱帯と複数の対流加熱室からなる第２加熱帯とからなり、前記第１加熱帯と第２加熱帯とを置換室を介して連結した構成としてもよい。
【００１０】
さらに、前記冷却帯を複数の対流冷却室から構成してもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態について図１〜図５にしたがって説明する。
図１は、本発明にかかるトレイ搬送式連続炉Ｔの概略図で、装入室１、第１加熱帯Ａ、置換室４、第２加熱帯Ｂおよび冷却帯Ｃとからなり、炉内に多数の搬送ローラＲが配設されている。
【００１２】
また、前記装入室１と第１加熱帯Ａとの間には第１中間扉３が、置換室４の両側は第２中間扉５Ａ，５Ｂで仕切られるとともに、前記第１加熱帯Ａ、第２加熱帯Ｂおよび冷却帯Ｃは、それぞれ複数の真空加熱室１１，複数の対流加熱室３１および複数の対流冷却室３２にサイドスライド式断熱扉６で区画されている。なお、２は装入扉、７は抽出扉である。
【００１３】
そして、前記各室１１，３１，３２にはそれぞれ独立して温度制御する制御系（図示せず）を備え、所定の温度に制御されるようになっている。
【００１４】
つぎに、前記第１加熱帯Ａとトレイ２０について説明する。
図２〜図５に示すように、前記第１加熱帯Ａは、炉本体１０内にインナーチャンバー１２を備え、このインナーチャンバー１２内は、図５に示すように、サイドスライド式断熱扉６により複数の真空加熱室１１に区画されるとともに、このインナーチャンバー１２内の底部にはモータＭにより駆動される前記搬送ローラＲが設置されている。なお、第１加熱帯Ａ内は真空排気装置（図示せず）に接続されている。
【００１５】
また、前記各真空加熱室１１を構成する炉本体１０とインナーチャンバー１２の一方側壁に、下記するヒータユニット１５を挿入する開口１３Ａ，１３Ｂ（図では３ヶ所）が設けられるとともに、インナーチャンバー１２内の天井、他側壁および底部にはそれぞれ主ヒータＨ１が配設されている。
【００１６】
前記ヒータユニット１５は、炉本体１０に設けた前記開口１３Ａを閉鎖して炉本体１０の一部を構成する蓋部材１８を備え、この蓋部材１８の側面に補助ヒータＨ３である面状ヒータを垂直方向に所定間隔にて水平状に片持支持するとともに、補助ヒータＨ３の基部にはインナーチャンバー１２に設けた前記開口１３Ｂを閉鎖してインナーチャンバー１２の一部を構成する金属板１９を備え、また、前記金属板１９には前記主ヒータＨ１の一部を構成するヒータＨ２が設けられている。
【００１７】
前記トレイ２０は、搬送ローラＲに支持される基台２１を備え、この基台２１の前記開口１３Ａ，１３Ｂ側と反対側に複数（図では５本）の支柱部材２２が設けられ、この支柱部材２２には垂直方向に所定間隔をもって処理材Ｗを水平に支持する支持部材２３が片持状態で取り付けられた構成となっている。
【００１８】
なお、前記第２加熱帯Ｂの各対流加熱室３１は、循環ファン、マッフルおよび循環雰囲気加熱用ヒータ等で、また、前記冷却帯Ｃの各対流冷却室３２は、循環ファン、マッフルおよび循環雰囲気冷却用クーラ等で構成され、これらは周知の構成であるため詳細な説明は省略する。
【００１９】
つぎに、前記構成からなるトレイ搬送式連続炉Ｔにて、処理材Ｗとして２枚のガラス基板のうち一方のガラス基板の縁部にシールフリットを塗布してクリップ等の治具で一体化したパネル組立体を封着処理する場合の操業方法を説明する。
【００２０】
まず、前記支持部材２３上に前記パネル組立体Ｗを載置したトレイ２０を装入扉２を開として装入室１に装入した後、前記装入扉２を閉として装入室１内を図示しない真空排気装置により第１加熱帯Ａ内と略同一圧力（約１Ｐａ）まで真空排気する。
【００２１】
装入室１内の真空排気が完了すると、装入室１と第１加熱帯Ａとを区画する第１中間扉３を開として搬送ローラＲをモータＭを駆動することによりトレイ２０を第１加熱帯Ａの真空加熱室１１ａに移行させ、移行が完了すると、前記第１中間扉３を閉とする。以降、前記同様にしてトレイ２０を炉内に順次装入する。
【００２２】
そして、複数の真空加熱室１１からなる第１加熱帯Ａでは、図２に示すように、支持部材２３とヒータユニット１５の補助ヒータＨ３とは互いに対向する方向で片持支持されているため、各補助ヒータＨ３は各処理材Ｗ間に位置することになり、各パネル組立体Ｗが前記第１加熱帯を通過する間、主ヒータＨ１，Ｈ２と補助ヒータＨ３とにより加熱され、その間にシールフリットの溶融開始温度近傍の温度まで均一加熱される。
【００２３】
その後、トレイ２０が第１加熱帯Ａの抽出端の真空加熱室１１ｅに達すると、前記置換室４内を第１加熱帯Ａと略同一圧力（約１Ｐａ）に真空排気し、第２中間扉５Ａを開としてトレイ２０を移行させ前記第２中間扉５Ａを閉とする。
【００２４】
前記のようにして、トレイ２０が置換室４内へ移行すると、置換室４内を大気圧に復圧し、第２中間扉５Ｂを開として置換室４内のトレイ２０を第２加熱帯Ｂに移行させ前記第２中間扉５Ｂを閉じる。
【００２５】
以降、第２加熱帯Ｂに装入されたトレイ２０は前記第１加熱帯Ａにおけると同様、順次抽出側に搬送され、第２加熱帯Ｂを移動する間に対流加熱により封着温度に昇温されるとともに所定時間保持されて封着処理され、やがて冷却帯Ｃにて対流冷却により所定温度（約１００℃）まで冷却され、抽出扉７を介して搬出される。
【００２６】
なお、前記冷却帯Ｃにおいては、処理材Ｗの持性や処理パターンに対応し、自然放冷方式としてもよい。
【００２７】
また、補助ヒータＨ３は、インナーチャンバー１２あるいは炉本体１０に直接取り付けてもよいが、前記実施の形態に示すように、ヒータユニット１５を開口１３Ａ，１３Ｂから進退させるように構成すれば、補助ヒータＨ３の故障時に補助ヒータＨ３を炉外に退避させることにより容易に修理することができる。
【００２８】
さらに、搬送方式はローラハース方式に限らず、プッシャ方式、ウォーキングビーム方式あるいはピニオン・ラック方式等の他の方式としてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の加熱帯および冷却帯を備えたトレイ搬送式連続炉は、トレイの支持部材と補助ヒータとは互いに対向して片持支持され、かつ、各補助ヒータは、各支持部材間に位置する構成としたため、トレイ上に水平支持した処理材を補助ヒータを用いて均一に加熱する連続炉の構成が簡単な構成で達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる加熱帯および冷却帯を備えたトレイ搬送式連続炉の全体構成図。
【図２】図１の第１加熱帯の一部断面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。
【図４】図３のヒータユニットとトレイを取り外した状態の断面図。
【図５】図２のスライド式断熱扉部分の説明図。
【符号の説明】
１０〜炉本体、１１〜真空加熱室、１２〜インナーチャンバー、１３Ａ，１３Ｂ〜開口、１５〜ヒータユニット、１６〜台車、１７〜支持部材、１８〜蓋部材、１９〜金属板、２０〜トレイ、２１〜基台、２２〜支柱部材、２３〜支持部材、Ａ〜第１加熱帯、Ｂ〜第２加熱帯、Ｃ〜冷却帯、Ｈ１，Ｈ２〜主ヒータ、Ｈ３〜補助ヒータ、Ｗ〜処理材。
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、ガラス基板あるいはガラスパネル等の平板状材料を熱処理するのに最適な加熱帯および冷却帯を備えたトレイ搬送式連続炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガラス基板あるいはガラスパネル等の平板状材料（以下、処理材という）に、封着処理、焼成処理あるいは加熱処理等の加熱工程と冷却工程とを含む所定の熱処理を行なう場合、生産性の向上を図るため連続炉が採用され、この一形態として複数の処理材が搭載されたトレイを使用するトレイ搬送式連続炉がある。
【０００３】
また、このトレイ搬送式連続炉における処理材のトレイへの搭載形式として、水平支持方式と垂直支持方式とがあるが、均一な加熱と冷却を確保するため、搬送上のトラブルを防止するため、また、一対のガラス基板を連続封着する場合においては、一対のガラス基板を固定するクリップの位置ズレ防止あるいはチップ管の組込み作業の容易性、さらにはガラス基板に塗布した被焼成物を焼成する場合における自重によるガラス基板の変形防止等の観点から処理材を水平に支持することが必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のように、複数枚の処理材をトレイに水平状態に支持するとともに、加熱方式として輻射加熱方式を採用する場合、処理材の両端部の温度が中央部に比べてより高くなり、処理材を均一に加熱することができない。
【０００５】
一方、特許第２７９５４００号公報にて、側壁、天井、炉床よりなる炉壁のうち、少なくとも側壁にヒータを設けて輻射加熱するバッチ式熱処理炉において、炉内に処理材の支持部材を垂直方向に所定間隔をもって配設するとともに、処理材を上下に挟んで冷却器と補助ヒータとを設け、前記ヒータと補助ヒータとを独立して制御するようにしたものが提案されている。
【０００６】
この方式によれば、処理材を均一に加熱することができるが、これはバッチ式熱処理炉に関するものであり、この思想をトレイ搬送式連続炉に適用しようとすると、トレイが移動することから、補助ヒータへの電源供給機構等の炉構成が複雑になるという問題が生じる。
【０００７】
したがって、本発明は、前記思想を複雑な構成を採ることなく実現することのできる加熱帯および冷却帯を備えたトレイ搬送式連続炉を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、加熱帯および冷却帯を備えたトレイ搬送式連続炉において、トレイを、基台の炉内側壁の一方側に複数段の処理材支持部材を垂直方向に所定間隔で水平に片持支持した構成とし、前記加熱帯を、主ヒータを備えるとともに、当該加熱帯の炉内側壁の他方側に水平に片持支持され、かつ、炉内搬送される前記トレイの支持部材間に位置する補助ヒータを備えた構成としたものである。
【０００９】
また、前記加熱帯が複数の真空加熱室からなる第１加熱帯と複数の対流加熱室からなる第２加熱帯とからなり、前記第１加熱帯と第２加熱帯とを置換室を介して連結した構成としてもよい。
【００１０】
さらに、前記冷却帯を複数の対流冷却室から構成してもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態について図１〜図５にしたがって説明する。
図１は、本発明にかかるトレイ搬送式連続炉Ｔの概略図で、装入室１、第１加熱帯Ａ、置換室４、第２加熱帯Ｂおよび冷却帯Ｃとからなり、炉内に多数の搬送ローラＲが配設されている。
【００１２】
また、前記装入室１と第１加熱帯Ａとの間には第１中間扉３が、置換室４の両側は第２中間扉５Ａ，５Ｂで仕切られるとともに、前記第１加熱帯Ａ、第２加熱帯Ｂおよび冷却帯Ｃは、それぞれ複数の真空加熱室１１，複数の対流加熱室３１および複数の対流冷却室３２にサイドスライド式断熱扉６で区画されている。なお、２は装入扉、７は抽出扉である。
【００１３】
そして、前記各室１１，３１，３２にはそれぞれ独立して温度制御する制御系（図示せず）を備え、所定の温度に制御されるようになっている。
【００１４】
つぎに、前記第１加熱帯Ａとトレイ２０について説明する。
図２〜図５に示すように、前記第１加熱帯Ａは、炉本体１０内にインナーチャンバー１２を備え、このインナーチャンバー１２内は、図５に示すように、サイドスライド式断熱扉６により複数の真空加熱室１１に区画されるとともに、このインナーチャンバー１２内の底部にはモータＭにより駆動される前記搬送ローラＲが設置されている。なお、第１加熱帯Ａ内は真空排気装置（図示せず）に接続されている。
【００１５】
また、前記各真空加熱室１１を構成する炉本体１０とインナーチャンバー１２の一方側壁に、下記するヒータユニット１５を挿入する開口１３Ａ，１３Ｂ（図では３ヶ所）が設けられるとともに、インナーチャンバー１２内の天井、他側壁および底部にはそれぞれ主ヒータＨ１が配設されている。
【００１６】
前記ヒータユニット１５は、炉本体１０に設けた前記開口１３Ａを閉鎖して炉本体１０の一部を構成する蓋部材１８を備え、この蓋部材１８の側面に補助ヒータＨ３である面状ヒータを垂直方向に所定間隔にて水平状に片持支持するとともに、補助ヒータＨ３の基部にはインナーチャンバー１２に設けた前記開口１３Ｂを閉鎖してインナーチャンバー１２の一部を構成する金属板１９を備え、また、前記金属板１９には前記主ヒータＨ１の一部を構成するヒータＨ２が設けられている。
【００１７】
前記トレイ２０は、搬送ローラＲに支持される基台２１を備え、この基台２１の前記開口１３Ａ，１３Ｂ側と反対側に複数（図では５本）の支柱部材２２が設けられ、この支柱部材２２には垂直方向に所定間隔をもって処理材Ｗを水平に支持する支持部材２３が片持状態で取り付けられた構成となっている。
【００１８】
なお、前記第２加熱帯Ｂの各対流加熱室３１は、循環ファン、マッフルおよび循環雰囲気加熱用ヒータ等で、また、前記冷却帯Ｃの各対流冷却室３２は、循環ファン、マッフルおよび循環雰囲気冷却用クーラ等で構成され、これらは周知の構成であるため詳細な説明は省略する。
【００１９】
つぎに、前記構成からなるトレイ搬送式連続炉Ｔにて、処理材Ｗとして２枚のガラス基板のうち一方のガラス基板の縁部にシールフリットを塗布してクリップ等の治具で一体化したパネル組立体を封着処理する場合の操業方法を説明する。
【００２０】
まず、前記支持部材２３上に前記パネル組立体Ｗを載置したトレイ２０を装入扉２を開として装入室１に装入した後、前記装入扉２を閉として装入室１内を図示しない真空排気装置により第１加熱帯Ａ内と略同一圧力（約１Ｐａ）まで真空排気する。
【００２１】
装入室１内の真空排気が完了すると、装入室１と第１加熱帯Ａとを区画する第１中間扉３を開として搬送ローラＲをモータＭを駆動することによりトレイ２０を第１加熱帯Ａの真空加熱室１１ａに移行させ、移行が完了すると、前記第１中間扉３を閉とする。以降、前記同様にしてトレイ２０を炉内に順次装入する。
【００２２】
そして、複数の真空加熱室１１からなる第１加熱帯Ａでは、図２に示すように、支持部材２３とヒータユニット１５の補助ヒータＨ３とは互いに対向する方向で片持支持されているため、各補助ヒータＨ３は各処理材Ｗ間に位置することになり、各パネル組立体Ｗが前記第１加熱帯を通過する間、主ヒータＨ１，Ｈ２と補助ヒータＨ３とにより加熱され、その間にシールフリットの溶融開始温度近傍の温度まで均一加熱される。
【００２３】
その後、トレイ２０が第１加熱帯Ａの抽出端の真空加熱室１１ｅに達すると、前記置換室４内を第１加熱帯Ａと略同一圧力（約１Ｐａ）に真空排気し、第２中間扉５Ａを開としてトレイ２０を移行させ前記第２中間扉５Ａを閉とする。
【００２４】
前記のようにして、トレイ２０が置換室４内へ移行すると、置換室４内を大気圧に復圧し、第２中間扉５Ｂを開として置換室４内のトレイ２０を第２加熱帯Ｂに移行させ前記第２中間扉５Ｂを閉じる。
【００２５】
以降、第２加熱帯Ｂに装入されたトレイ２０は前記第１加熱帯Ａにおけると同様、順次抽出側に搬送され、第２加熱帯Ｂを移動する間に対流加熱により封着温度に昇温されるとともに所定時間保持されて封着処理され、やがて冷却帯Ｃにて対流冷却により所定温度（約１００℃）まで冷却され、抽出扉７を介して搬出される。
【００２６】
なお、前記冷却帯Ｃにおいては、処理材Ｗの持性や処理パターンに対応し、自然放冷方式としてもよい。
【００２７】
また、補助ヒータＨ３は、インナーチャンバー１２あるいは炉本体１０に直接取り付けてもよいが、前記実施の形態に示すように、ヒータユニット１５を開口１３Ａ，１３Ｂから進退させるように構成すれば、補助ヒータＨ３の故障時に補助ヒータＨ３を炉外に退避させることにより容易に修理することができる。
【００２８】
さらに、搬送方式はローラハース方式に限らず、プッシャ方式、ウォーキングビーム方式あるいはピニオン・ラック方式等の他の方式としてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の加熱帯および冷却帯を備えたトレイ搬送式連続炉は、トレイの支持部材と補助ヒータとは互いに対向して片持支持され、かつ、各補助ヒータは、各支持部材間に位置する構成としたため、トレイ上に水平支持した処理材を補助ヒータを用いて均一に加熱する連続炉の構成が簡単な構成で達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる加熱帯および冷却帯を備えたトレイ搬送式連続炉の全体構成図。
【図２】図１の第１加熱帯の一部断面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。
【図４】図３のヒータユニットとトレイを取り外した状態の断面図。
【図５】図２のスライド式断熱扉部分の説明図。
【符号の説明】
１０〜炉本体、１１〜真空加熱室、１２〜インナーチャンバー、１３Ａ，１３Ｂ〜開口、１５〜ヒータユニット、１６〜台車、１７〜支持部材、１８〜蓋部材、１９〜金属板、２０〜トレイ、２１〜基台、２２〜支柱部材、２３〜支持部材、Ａ〜第１加熱帯、Ｂ〜第２加熱帯、Ｃ〜冷却帯、Ｈ１，Ｈ２〜主ヒータ、Ｈ３〜補助ヒータ、Ｗ〜処理材。
Claims (3)
- 加熱帯および冷却帯を備えたトレイ搬送式連続炉において、トレイを、基台の炉内側壁の一方側に複数段の処理材支持部材を垂直方向に所定間隔で水平に片持支持した構成とし、前記加熱帯を、主ヒータを備えるとともに、当該加熱帯の炉内側壁の他方側に水平に片持支持され、かつ、炉内搬送される前記トレイの支持部材間に位置する補助ヒータを備えた構成としたことを特徴とする加熱帯および冷却帯を備えたトレイ搬送式連続炉。
- 前記加熱帯が複数の真空加熱室からなる第１加熱帯と複数の対流加熱室からなる第２加熱帯とからなり、前記第１加熱帯と第２加熱帯とを置換室を介して連結したことを特徴とする前記請求項１に記載の加熱帯および冷却帯を備えたトレイ搬送式連続炉。
- 前記冷却帯が複数の対流冷却室からなることを特徴とする前記請求項１または請求項２に記載の加熱帯および冷却帯を備えたトレイ搬送式連続炉。
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| JP2002002438A JP3584241B2 (ja) | 2002-01-09 | 2002-01-09 | 加熱帯および冷却帯を備えたトレイ搬送式連続炉 |
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| JP2002002438A JP3584241B2 (ja) | 2002-01-09 | 2002-01-09 | 加熱帯および冷却帯を備えたトレイ搬送式連続炉 |
Publications (2)
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2002
- 2002-01-09 JP JP2002002438A patent/JP3584241B2/ja not_active Expired - Fee Related
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