专利名称：具有运行气体隔板的连续推进炉的制作方法
相关申请的相互参照根据美国专利法第35条第119款(e)的规定，本申请要求于1999年6月17日受理的系列号为60/139,612的美国临时申请的优先权，其公开内容在此作为参考文献引入。
背景技术：
连续式炉用于各种应用中，如电子元件的制造。这些炉通常具有一系列热或加热室，每个热或加热室中气氛的温度和组分是被控制的。产品被顺序推进以一预定速度通过各室，以获得所需要的热和气体分布。
产品可以以各种方式推进通过连续式炉，例如在一种连续式炉中，产品放置在金属织网输送带上，该金属织网输送带拉动产品通过该炉。在另一种类型的连续推进炉中，产品放置在板或承载器或舟皿上，该板或承载器或舟皿被推进炉的入口中。每个后续的板推动在其前部的板。通过推动一条线中的最后的板而使成一条线的接触板前进。
通常需要以必须分开的不同气体操作连续炉中的两个室。室一般由通道或通廊间隔开。通常在各室的入口和出口处设置门来保持室中的气体。但这些门昂贵且复杂。为了关闭连续推进炉中的门，必须将成一接触线的产品承载器分开，例如通过在线的前部成90°将承载器推离运行线，进入一净化室或炉部分。然后门在分开的承载器后面被关闭，室被净化。承载器然后可以由另一推进器沿一与第一条线偏离的线推进到下一室。必须对每个承载器重复该步骤。这需要增加炉长度、成本、和多个推进器。
发明概述本发明中，连续式推进炉装有一运行气体隔板，以产生一屏障，从而开放炉室之间的气体运行。在炉工作过程中，气体从一个加热室，一上游室，流向相邻加热室，一下游室。同时，气体会逆着气流，从下游加热室向上游加热室扩散。扩散速度的大小可能会大于气流速度的大小，在这种情况下，当扩散气体进入上游室中时，上游室中的气体组分会改变。本发明中，通过一产品承载组件防止了气体从下游室向上游室的扩散，该产品承载组件装有一与产品一起运行通过该炉的气体隔板。该气体隔板确保了足够大的下游气体速度以克服扩散。
更特别地，该连续推进炉具有至少一个加热室，通常为多个加热室。通廊将加热室相互连接起来。一般还设置了入口和出口通廊。通过入口和出口通廊从处理室到外部的气体保持以与室与室隔离的相同方式操作。
每个产品承载组件包括一设置用来在其上放置产品的推进板，和一从该推进板向上延伸的气体隔板。该气体隔板具有一周边，该周边的尺寸和结构制成为可装配在该通廊中，在该周边与该通廊壁之间有一间隙狭缝，该间隙狭缝将通过该通廊的气流速度充分提高到超过沿与气流相反的方向通过该通廊的气体扩散速度。因而本发明中运行的气体隔板防止了气体扩散到上游室中。该运行的气体隔板允许炉加热室沿一单一线对齐，从而将炉的尺寸减到最小。消除了对复杂的门和多个推进器的需要，产品可更快地和更高效地移动通过该炉。
在一可替换实施例中，还在通廊或室中设置了一个或多个排气出口，将上游室和下游室中的气体从炉内排出。对通廊的长度进行选择，向气体提供足够的机会，使气体通过该排气出口排出。
附图简介通过下面结合附图的详细描述，本发明将得到更全面的理解，其中
图1是根据本发明带有气体隔板推进板的连续推进炉的剖视图，示出炉长度的一半；图2是沿图1中Ⅱ-Ⅱ线所截取的剖视图；图3是沿图1中Ⅲ-Ⅲ线所截取的剖视图；图4是根据本发明的一列气体隔板推进板的投影图；图5是根据本发明的带有产品的气体隔板推进板的投影图；及图6是陶瓷电容器燃烧的工艺图。
发明详述图1-5示出本发明的一连续推进炉10，它具有一入口12，多个热或加热室14、16、18，及一出口20。通廊或通道22、24将加热室14、16、18相互连接起来。一入口通廊26设置在入口12和第一加热室14之间，一出口通廊28设置在最后一个加热室18和出口20之间。虽然示出了三个加热室，但可根据应用设置一个或任何其它数量的加热室。如图2和3相比较而最佳地看到的，通廊22、24、26、28与加热室14、16、18尺寸相同或截面积小于加热室14、16、18。一可由一系列炉床板32形成的一炉床表面30从入口12到出口20延伸过推进炉的全长。放置在产品承载组件36上的产品34沿炉床表面30推进，从入口12经加热室14、16、18和通廊22、24、26、28到达出口20。每个加热室以现有技术中公知的方式发挥作用，在预定的气体组分下将其中的产品加热到所需温度。
每个承载组件36包括在炉床表面30上滑动的一推进板38和气体隔板46。产品34放置在推进板38的平的表面40上。推进板通常为方形或矩形。该板通常具有一面向产品运行方向的前或导引边缘42和一与一推进器或一后面的推进板接触的后或拖动边缘44。该气体隔板46从推进板38向上延伸。气体隔板46形成一在横向于产品运行方向的平面内延伸的壁。优选地，该气体隔板位置靠近或位于推进板的拖动边缘44。只要在推进板上提供了足够的面积来保持产品，该气体隔板还可从其它位置向上延伸。例如，气体隔板可从位于或靠近导引边缘42处向上延伸。在另一结构中，气体隔板可从一中央位置向上延伸，留下位于气体隔板前面和后面的产品区域。该气体隔板安装到该推进板上，从而当承载组件和其上的产品前进通过推进炉时它能够与推进板一起运行。
在炉工作过程中，气体从一加热室，一上游室，例如室16流出，经过相邻的通廊22到达下一最接近的下游加热室，例如室14。应该明白，气流可以沿与产品运行相同的方向，或者沿相反的方向；术语上游和下游在上下文中用于表示气流方向。同时，气体会沿气流的相反方向扩散，也就是说，从下游加热室14向上游加热室16扩散。
例如，如果没有本发明，下游加热室14中的微量氢气会逆着气流向上游扩散。扩散速度的大小还可大于气流速度大小。在这种情况下，经过一段时间后，位于上游加热室16中的气体组分会由于来自下游加热室14的气体的进入而改变。对于给定的应用来讲，气体的这种改变可能被接受也可能不被接受。
本发明的承载组件36提供了一种隔板来防止气体逆气流扩散。该气体隔板46的尺寸大小和结构制成为可装配在通廊中，使得在通廊壁与气体隔板的顶部和周边之间只有很小的间隙狭缝54。因此穿过通廊流动的气体必须经过该小的狭缝，该狭缝在图1中由箭头56表示。由于由该小狭缝引起的减小的截面积及气体隔板沿气流路径的长度，当气体经过和环绕气体隔板流动时气流速度提高。狭缝的截面积越小，气流速度的提高越大。对狭缝尺寸进行选择，以在计算的长度上将气流速度大小充分提高到大于扩散速度大小。通过这种方式，气体不能逆气流向上游扩散。
狭缝54的尺寸和长度基于几点考虑来选择，以获得足够大的气流速度。一个因素是在该工艺中使用的气源的尺寸。气源越大，则提供的气流速度越大。因此对于大的气源来讲，较大的狭缝能够将气流速度充分提高到超过气体扩散速度。另一个因素是由制造气体隔板的材料可获得的间隙。例如砖材料不能提供象金属材料一样紧密的间隙。因此，如果需要紧密间隙的小狭缝，可选择能够实现该间隙的适当的材料。另一个因素是上游加热室中可承受的扩散气体的量，如果有的话。
如现有技术中已知的，推进板和气体隔板可由任何能够承受炉内环境的适当材料，如金属或陶瓷或其它耐火材料制造。气体隔板可以以任何适当的方式安装到推进板上，如通过螺丝、胶粘剂、或任何其它紧固装置或方式、或通过保持在一固定槽中。如果需要，气体隔板可从推进板上取下。气体隔板不必固定安装到推进板上。它可以重力加载到推进板上。气体隔板和推进板还可以制成单一的一体件。另外，隔板例如可以是例如插在每个推进板之间的与推进板分开的元件。
在上述情况下，从上游室中流出的气体能够进入下游室。在许多应用中，气体在下游室中的这种混合是可以接受的。但在某些应用中是不期望上游气体进入下游室中的。因此，在一可替换实施例中，可在通廊或燃烧室中设置一个或多个排气出口60。图1中，在每个通廊22和24中示出一单个排气出口。一些或全部上游气体通过该出口排出。因此，当排气出口与本发明的运行气体隔板结合使用时，既可以防止上游气体进入下游室中，也可以防止下游气体进入上游室中。该排气出口可以是任何适当的排气出口，如现有技术中已知的，通向大气或设置一风扇或真空源。对通廊的长度进行选择，使足够的排气出口与通廊中给定数量的气体隔板一起将气体排除。
本发明可结合例子，如陶瓷电容器的制造而进一步理解。图6示出陶瓷电容器的一典型燃烧图。使用了三个加热室。产品在一第一加热室，如室14中被保持在氮气和微量氢气的还原气氛中，在800℃下持续一预定的时间。在该室中可以只有可忽略量的氧气(例如氧气的局部压力可以是接近10-20大气压)。产品被推进到一第二或中央加热室，室16，在一氮气和氧气的气氛中在1350℃下加热。该室中氧气的局部压力是约1011至10-12大气压。接着是在一第三或最后的加热室，室18中，在氮气和较大量氧气的气氛下在1000℃下进行再氧化。氧气的局部压力为约10-4大气压。
在该工艺中，气体会从中央室16向第一加热室14和最后加热室18流动。氢气会从第一室14向中央室16扩散。本发明的运行的气体隔板46防止了氢气向中央室16的扩散。尽管带有来自中央室16的气体的第一和最后室14、18中的气体的一定稀释在该工艺中是可容许的，但在第一室和中央室及中央室和最后室之间的通廊中的排气出口60还是将这种稀释降到了最小。
本发明的运行气体隔板还可用于防止室内空气通过入口通廊26进入第一加热室14，或者防止室内空气通过出口通廊28进入最后加热室18。
除权利要求书外，本发明并不局限于已经特别表示和描述的内容。
权利要求书按照条约第19条的修改1．一种连续式炉，包括至少一个加热室和至少一个连接该加热室的通廊，和一限定一穿过该加热室并穿过该通廊的产品路径的炉床表面；以及一产品承载组件，它包括一设置用来在其上放置产品的板和一横跨产品路径横向延伸并具有一周边的气体隔板，该气体隔板的尺寸和结构制成为可装配在该通廊中，使得在该周边与该通廊之间有一间隙狭缝，其中，对该间隙狭缝和长度进行选择，从而使通过该通廊的气流速度充分提高到超过沿与气流相反的方向在气体隔板周边的局部通过该通廊的气体扩散速度。
2．(删除)3．如权利要求1所述的炉，其特征在于，还包括多个产品承载组件。
4．如权利要求1所述的炉，其特征在于，通廊的截面积小于或等于加热室的截面积。
5．如权利要求1所述的炉，其特征在于，产品路径沿从该炉的入口到该炉的出口的一直线设置。
6．如权利要求1所述的炉，其特征在于，还包括至少一个第二加热室，通廊将该至少一个加热室与该第二加热室相互连接起来。
7．如权利要求6所述的炉，其特征在于，产品路径沿从该一个加热室到该第二加热室的一直线设置。
8．如权利要求1所述的炉，其特征在于，通廊包括一位置靠近加热室中的一产品入口的入口通廊。
9．如权利要求1所述的炉，其特征在于，通廊包括一位置靠近加热室中的一产品出口的出口通廊。
10．如权利要求1所述的炉，其特征在于，在通廊或炉室中还包括至少一个排气出口。
11．如权利要求10所述的炉，其特征在于，通廊足够长，以允许全部气体通过该至少一个排气出口排出。
12．如权利要求1所述的炉，其特征在于，产品承载组件由一能够承受炉内加热环境的材料制成。
13．如权利要求1所述的炉，其特征在于，产品承载组件由一耐火材料制成。
14．如权利要求1所述的炉，其特征在于，气体隔板从该板向上延伸。
15．如权利要求1所述的炉，其特征在于，该气体隔板固定安装到该板上。
16．如权利要求1所述的炉，其特征在于，气体隔板重力加载到该板上。
17．如权利要求1所述的炉，其特征在于，气体隔板与该板为一整体。
18．如权利要求1所述的炉，其特征在于，气体隔板与该板是分开的。
19．一种与一连续推进炉一起使用的产品承载组件，该炉包括至少一个加热室，至少一个连接该加热室的通廊，和一限定一穿过该加热室并穿过该通廊的产品路径的炉床表面，该产品承载组件包括一推进板，该推进板具有一构造成在其上放置产品的表面；以及一气体隔板，该气体隔板从该推进板向上延伸，并具有直立的侧边缘和一顶部边缘，该气体隔板的尺寸和结构制成为可装配在该通廊中，使得在该通廊与该侧边缘和该顶部边缘之间有一间隙狭缝，对该间隙狭缝进行选择，使通过该通廊的气流速度充分提高到超过沿与气流相反的方向通过该通廊的气体扩散速度；其中，推进板和气体隔板还由能够承受炉内加热环境的材料制成。
20．如权利要求16所述的炉，其特征在于，气体隔板固定安装或重力加载到推进板上。
21．如权利要求1所述的炉，其特征在于，该炉包括一连续推进炉。
权利要求
1．一种连续推进炉，包括至少一个加热室和至少一个连接该加热室的通廊，和一限定一穿过该加热室和穿过该通廊的产品路径的炉床表面；以及一产品承载组件，它包括一设置用来在其上放置产品的推进板，和一横跨产品路径横向延伸并具有一周边的气体隔板，该气体隔板的尺寸和结构制成为可装配在该通廊中，使得在该周边与该通廊之间有一间隙狭缝。
2．如权利要求1所述的炉，其特征在于，对该间隙狭缝和长度进行选择，使通过通廊的气流速度提高到足以超过沿与气流相反的方向在气体隔板周边的局部通过通廊的气体扩散速度。
3．如权利要求1所述的炉，其特征在于，还包括多个产品承载组件。
4．如权利要求1所述的炉，其特征在于，通廊的截面积小于或等于加热室的截面积。
5．如权利要求1所述的炉，其特征在于，产品路径沿从该炉的入口到该炉的出口的一直线设置。
6．如权利要求1所述的炉，其特征在于，还包括至少一个第二加热室，通廊将该至少一个加热室与该第二加热室相互连接起来。
7．如权利要求6所述的炉，其特征在于，产品路径沿从该一个加热室到该第二加热室的一直线设置。
8．如权利要求1所述的炉，其特征在于，通廊包括一位置靠近加热室中的一产品入口的入口通廊。
9．如权利要求1所述的炉，其特征在于，通廊包括一位置靠近加热室中的一产品出口的出口通廊。
10．如权利要求1所述的炉，其特征在于，在通廊或炉室中还包括至少一个排气出口。
11．如权利要求10所述的炉，其特征在于，通廊足够长，以允许全部气体通过该至少一个排气出口排出。
12．如权利要求1所述的炉，其特征在于，产品承载组件由一能够承受炉内加热环境的材料制成。
13．如权利要求1所述的炉，其特征在于，产品承载组件由一耐火材料制成。
14．如权利要求1所述的炉，其特征在于，气体隔板从推进板向上延伸。
15．如权利要求1所述的炉，其特征在于，气体隔板固定安装到推进板上。
16．如权利要求1所述的炉，其特征在于，气体隔板重力加载到推进板上。
17．如权利要求1所述的炉，其特征在于，气体隔板与推进板为一整体。
18．如权利要求1所述的炉，其特征在于，气体隔板与推进板是分开的。
19．一种与一连续推进炉一起使用的产品承载组件，该炉包括至少一个加热室，至少一个连接该加热室的通廊，和一个限定一穿过该加热室和穿过该通廊的产品路径的炉床表面，该产品承载组件包括一推进板，该推进板具有一构造成在其上放置产品的表面；及一气体隔板，该气体隔板从该推进板向上延伸，并具有直立的侧边缘和一顶部边缘，该气体隔板的尺寸和结构制成为可装配在该通廊中，对该侧边缘与该顶部边缘之间的间隙狭缝进行选择，使通过该通廊的气流速度提高到足以超过沿与气流相反的方向通过该通廊的气体扩散速度；其中，该推进板和该气体隔板还由能够承受炉内加热环境的材料制成。
20．如权利要求16所述的炉，其特征在于，气体隔板固定安装或重力加载到推进板上。
全文摘要
一种连续推进炉(10)包括一形成有运行气体隔板的产品承载组件(36)。该产品承载组件(36)包括一设置用来在其上放置产品的推进板(38)和一从该推进板向上的气体隔板(46)。该气体隔板的周边的尺寸和结构制成为可装配在位于炉内加热室之间的通廊(22)中,对该通廊的间隙狭缝(54)进行选择,使通过该通廊(22)的气流速度充分提高到超过沿与气流相反的方向通过该通廊的气体扩散速度。通过这种方式,气体不能扩散到上游加热室中。在一可替换实施例中,还可在通廊或室中设置一排气出口(60),将上游和下游加热室中的气体从炉内排出。
文档编号F27D99/00GK1313946SQ00801133
公开日2001年9月19日 申请日期2000年6月9日 优先权日1999年6月17日
发明者加里·奥尔贝克, 约翰·塞耶 申请人:Btu国际公司