热处理炉的制作方法

本说明书所公开的技术涉及对被处理物进行热处理的热处理炉。

背景技术：

有时使用热处理炉(例如，辊道窑等)对被处理物进行热处理。这种热处理炉中，将炉体的内部空间分割为多个空间，被处理物依次被输送至这些空间。通过调整炉体内部的各空间的气氛温度来实施被处理物的热处理所需的各工序(例如，脱粘合剂工序、煅烧工序等)。多个空间配合各工序而各自被调整为不同的气氛温度。例如，专利文献1中公开了热处理炉的一例。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-156612号公报

技术实现要素：

(发明要解决的课题)

为了以所希望的温度分布对被处理物进行热处理，需要分别控制炉体内部的各空间的气氛温度，适当地维持各空间的气氛温度。然而，在各空间中，在与气氛温度不同的其它空间相邻的区域附近，由于从相邻的一个空间向另一个空间的热传导等影响，有时无法将该空间的气氛温度适当地维持在所希望的温度。因此，产生如下问题：在相邻的气氛温度不同的两个空间的边界的附近，难以将被处理物控制为所希望的温度分布。本说明书公开了适当地维持热处理炉内的各空间的气氛温度的技术。

(用于解决课题的技术方案)

本说明书所公开的热处理炉对被处理物进行热处理。热处理炉具备炉体和输送装置，上述炉体具备：以第一温度对被处理物进行热处理的第一空间、以与第一温度不同的第二温度对被处理物进行热处理的第二空间、以及隔开第一空间与第二空间的间隔壁，上述输送装置将被处理物从第一空间的一端输送至第二空间的另一端。间隔壁具备连通通路和第三空间，上述连通通路使第一空间与第二空间连通，上述第三空间设置于间隔壁内，与第一空间和第二空间隔开，并且与连通通路进行连通。

上述的热处理炉中，在隔开第一空间与第二空间的间隔壁内设置有第三空间。由此，能够抑制从第一空间和第二空间当中的一个空间向另一个空间的热传递的影响。因此，能够分别适当地维持第一空间内的气氛温度和第二空间内的气氛温度。

附图说明

图1是表示实施例所涉及的热处理炉的简要结构的图，是以与被处理物的输送方向平行的平面切断了热处理炉时的纵截面图。

图2是图1的ii-ii线的截面图。

图3是用于说明间隔壁的输送方向的尺寸的图。

具体实施方式

预先列出以下说明的实施例的主要特征。应予说明，以下记载的技术要素是各自独立的技术要素，单独或者通过各种组合来发挥技术上的有用性，并不限于申请时技术方案所记载的组合。

(特征1)本说明书所公开的热处理炉还可以具备排气流路，该排气流路设置于炉体，其一端与第三空间连通，另一端与炉体的外部连通，该排气流路将第三空间内的气体排出到炉体的外部。根据这样的结构，通过排气流路，经由连通通路流入到第三空间内的第一空间内的气体和第二空间内的气体被排出到炉体的外部。由此，能够抑制气体经由连通通路在第一空间与第二空间之间移动。

(特征2)本说明书所公开的热处理炉还可以具备供气流路，该供气流路设置于炉体，其一端与第三空间连通，另一端与炉体的外部连通，该供气流路从炉体的外部向第三空间内供给气体。根据这样的结构，能够利用从供气流路供给的气体来调整第三空间内的温度。因此，通过将第三空间的温度调整为相对于第一空间的气氛温度和第二空间的气氛温度适当的温度，能够抑制气体经由连通通路在第一空间与第二空间之间移动。

(特征3)本说明书所公开的热处理炉中，间隔壁还可以具备隔开第一空间与第三空间的第一间隔壁、以及隔开第二空间与第三空间的第二间隔壁。第三空间的输送方向的尺寸可以在第一温度比第二温度高时小于第一间隔壁的输送方向的尺寸，在第二温度比第一温度高时小于第二间隔壁的输送方向的尺寸。根据这样的结构，可适当地调整第一间隔壁、第二间隔壁和第三空间的输送方向的尺寸，能够在热隔离第一空间与第二空间的同时减少不以加热被处理物为目的的第三空间的输送方向的尺寸。由此，能够减小间隔壁整体的输送方向的尺寸，能够缩短在未执行热处理工序的连通通路输送被处理物的时间。

(特征4)本说明书所公开的热处理炉中，炉体中设置有第一加热器和第二加热器，上述第一加热器设置于第一空间内，能够将第一空间内调整为第一温度，上述第二加热器设置于第二空间内，能够将第二空间内调整为第二温度，另一方面，在第三空间内也可以设置加热器。由于间隔壁将第一空间与第二空间热隔离，因此无需在设置于间隔壁的第三空间对被处理物进行加热，无需在第三空间设置加热器。此外，由于在第三空间未设置加热器，因此能够减小第三空间的输送方向的尺寸，能够缩短在未执行热处理工序的连通通路输送被处理物的时间。

【实施例】

以下，对实施例所涉及的热处理炉10进行说明。如图1所示，热处理炉10具备炉体20和输送被处理物12的输送装置(52、54、56、58)。热处理炉10在利用输送装置将被处理物12输送至炉体20内的期间对被处理物12进行热处理。

作为被处理物12，例如，可举出层叠有陶瓷制的电介质(基材)和电极的层叠体、锂离子电池的正极材料或负极材料等。在使用热处理炉10对陶瓷制的层叠体进行热处理时，能够将它们载置于平板状的承烧板而在炉内输送。此外，在使用热处理炉10对锂离子电池的正极材料或负极材料进行热处理的情况下，能够将它们收容于箱状的匣钵而在炉内输送。本实施例的热处理炉10中，能够在输送辊52(后述)上将多个承烧板、匣钵以在输送方向排列的状态载置并输送。以下，在本实施例中，将进行热处理的物质和载置有该进行热处理的物质的承烧板、进行收容的匣钵合起来的整体称为“被处理物12”。

如图1和图2所示，炉体20被顶壁22、底壁24和侧壁26a～26d包围，在内部具备间隔壁(30a、30b)。炉体20大致为长方形，顶壁22相对于底壁24平行(即，与xy平面平行)地配置。如图1所示，侧壁26a配置于输送路径的入口端，相对于输送方向垂直(即，与yz平面平行)地配置。侧壁26b配置于输送路径的出口端，相对于侧壁26a平行(即，与yz平面平行)地配置。如图2所示，侧壁26c、26d相对于输送方向平行、且相对于顶壁22和底壁24垂直(即，与xz平面平行)地配置。

如图1所示，炉体20的内部空间被间隔壁(30a、30b)分割为第一空间40和第二空间42。具体而言，间隔壁30a在侧壁26a、26b之间的大致中间的位置固定于顶壁22，从顶壁22向垂直下方延伸。间隔壁30b在与间隔壁30a对应的位置处固定于底壁24，从底壁24向垂直上方延伸。炉体20的内部以间隔壁(30a、30b)为边界分成第一空间40和第二空间42。间隔壁30a与间隔壁30b之间在上下方向(z方向)上有间隔，在间隔之间的空间设置有连通通路36。在炉体20的侧壁26a形成有开口28a，在侧壁26b形成有开口28b。被处理物12由输送装置从开口28a输送至热处理炉10内，并经过连通通路36，从开口28b输送至热处理炉10的外部。即，开口28a用作输入口，开口28b用作输出口。

第一空间40被顶壁22、底壁24、侧壁26a、26c、26d以及间隔壁(30a、30b)包围。第一空间40在炉体20内通过间隔壁(30a、30b)与第二空间42隔断，由此能够维持与第二空间42不同的气氛温度。第一空间40通过设置于侧壁26a的开口28a与热处理炉10的外部连通，通过间隔壁30a与间隔壁30b之间的连通通路36与第二空间42连通。在第一空间40配置有多个输送辊52以及多个加热器44a、44b。加热器44a在输送辊52的上方的位置以等间隔配置在输送方向上，加热器44b在输送辊52的下方的位置以等间隔配置在输送方向上。通过使加热器44a、44b发热，来对第一空间40内进行加热。

第二空间42被顶壁22、底壁24、侧壁26b、26c、26d以及间隔壁(30a、30b)包围。第二空间42在炉体20内通过间隔壁(30a、30b)与第一空间40隔断，由此能够维持与第一空间40不同的气氛温度。第二空间42通过设置于侧壁26b的开口28b与热处理炉10的外部连通，通过间隔壁30a与间隔壁30b之间的连通通路36与第一空间40连通。在第二空间42配置有多个输送辊52以及多个加热器44c、44d。加热器44c在输送辊52的上方的位置以等间隔配置在输送方向上，加热器44d在输送辊52的下方的位置以等间隔配置在输送方向上。通过使加热器44c、44d发热，来对第二空间42内进行加热。第二空间42设定为与第一空间40不同的气氛温度，在本实施例中，使第二空间42的气氛温度比第一空间40的气氛温度高。

在炉体20设置有向炉体20内供给气体的多个供气流路46a～46c以及将炉体20内的气体排出的多个排气流路48a～48c。具体而言，供气流路46a设置于底壁24，且配置于侧壁26a与间隔壁30b之间且间隔壁30b的附近。即，供气流路46a设置于第一空间40内的输送方向的下游侧。供气流路46a与第一空间40连通，从炉体20的外部向第一空间40内供给气氛气体。通过从供气流路46a向第一空间40供给气氛气体来控制第一空间40内的气体气氛。供气流路46b设置于底壁24，且配置于间隔壁30b与侧壁26b之间且侧壁26b的附近。即，供气流路46b设置于第二空间42内的输送方向的下游侧。供气流路46b与第二空间42连通，从炉体20的外部向第二空间42内供给气氛气体。通过从供气流路46b向第二空间42供给气氛气体来控制第二空间42内的气体气氛。供气流路46c设置于底壁24，且配置于间隔壁30b的第一间隔壁32b与第二间隔壁34b(后述)之间。供气流路46c与第三空间38(后述)连通，向第三空间38内供给气体。从配置于炉体20的外部的气体供给源(省略图示)向供气流路46a～46c供给气体。分别供给到供气流路46a～46c的气体的流量由控制装置60控制。

排气流路48a设置于顶壁22，且配置于侧壁26a与间隔壁30a之间且侧壁26a的附近。即，排气流路48a设置于第一空间40内的输送方向的上游侧。排气流路48a与第一空间40连通，将第一空间40内的气氛气体排出到炉体20的外部。排气流路48b设置于顶壁22，且配置于间隔壁30a与侧壁26b之间且间隔壁30a的附近。即，排气流路48b设置于第二空间42内的输送方向的上游侧。排气流路48b与第二空间42连通，将第二空间42内的气氛气体排出到炉体20的外部。排气流路48c设置于顶壁22，配置于间隔壁30a的第一间隔壁32a与第二间隔壁34a(后述)之间。排气流路48c与第三空间38(后述)连通，将第三空间38内的气体排出到炉体20的外部。控制装置60对分别从排气流路48a～48c排出的气体的流量进行控制以使该流量与分别由供气流路46a～46c供给的气体的流量对应。

另外，在本实施例中，在各空间40、42内的输送方向的上游侧设置有排气流路48a、48b，在各空间40、42内的输送方向的下游侧设置有供气流路46a、46b。此外，在包围各空间40、42、38的底壁24设置有供气流路46a～46c，在包围各空间40、42、38的顶壁22设置有排气流路48a～48c。然而，供气流路和排气流路的配置位置、配置数量不限于本实施例的构成，能够根据热处理条件等而适当变更。

接着，对间隔壁(30a、30b)的结构进行说明。间隔壁30a具备配置于与第一空间40相邻的位置处的第一间隔壁32a、以及配置于与第二空间42相邻的位置处的第二间隔壁34a。第一间隔壁32a和第二间隔壁34a在输送方向上有间隔，在第一间隔壁32a与第二间隔壁34a之间设置有第三空间38的一部分。间隔壁30b具备配置于与第一空间40相邻的位置处的第一间隔壁32b、以及配置于与第二空间42相邻的位置处的第二间隔壁34b。第一间隔壁32b配置于与第一间隔壁32a对应的位置，第二间隔壁34b配置于与第二间隔壁34a对应的位置。第一间隔壁32b和第二间隔壁34b在输送方向上有间隔，在第一间隔壁32b与第二间隔壁34b之间设置有第三空间38的另一部分。即，第三空间38被顶壁22、底壁24、间隔壁30a的第一间隔壁32a和第二间隔壁34a、以及间隔壁30b的第一间隔壁32b和第二间隔壁34b包围，与连通通路36连通。

如图3所示，第三空间38的输送方向(即，x方向)的尺寸l1比第二间隔壁34a、34b的输送方向(即，x方向)的尺寸l2小。即，为了抑制从第二空间42侧向第一空间40侧的热传导的影响，需要在一定程度上延长第二间隔壁34a、34b的输送方向的尺寸。因此，通过使第三空间38的输送方向的尺寸l1比第二间隔壁34a、34b的输送方向的尺寸小，抑制了对被处理物12的热处理没有贡献的间隔壁(30a、30b)的输送方向的尺寸变长。同样地，为了抑制从第一空间40侧向第二空间42侧的热传导的影响，需要在一定程度上延长第一间隔壁32a、32b的输送方向的尺寸。通过使第三空间38的输送方向的尺寸l1比第一间隔壁32a、32b的输送方向(即，x方向)的尺寸l3小，抑制了间隔壁(30a、30b)的输送方向的尺寸变长。此外，如图1所示，在第三空间38中，与第一空间40和第二空间42不同，未配置加热器。

例如，在间隔壁(30a、30b)未设置第三空间38的情况下，若第一空间40的气氛温度与第二空间42的气氛温度不同，则气氛气体容易从气氛温度高的空间向气氛温度低的空间移动。例如，在如本实施例那样将第二空间42的气氛温度设定为比第一空间40的气氛温度高的情况下，第二空间42内的气氛气体容易穿过连通通路36流入第一空间40内。在本实施例的热处理炉10中，在间隔壁(30a、30b)设置有与第一空间40和第二空间42隔开并且与连通通路36连通的第三空间38。因此，即使气氛温度比第一空间40高的第二空间42内的气氛气体从第二空间42穿过连通通路36向第三空间38移动，移动到第三空间38内的气氛气体也难以进一步穿过连通通路36移动到第一空间40。因此，能够抑制第二空间42内的气氛气体流入第一空间40内。

此外，由于在第三空间38未设置对空间内进行加热的加热器，因此第三空间38内的温度难以高于空间内经加热的第一空间40内的温度和第二空间42内的温度。因此，即使第一空间40内的气氛气体移动到第三空间38内，移动到第三空间38内的气氛气体也难以移动到比第三空间38内的温度高的第二空间42。同样地，即使第二空间42内的气氛气体移动到第三空间38内，移动到第三空间38内的气氛气体也难以移动到比第三空间38内的温度高的第一空间40。因此，能够抑制第二空间42的气氛气体流入第一空间40内，并且能够抑制第一空间40的气氛气体流入第二空间42内。

此外，如上所述，第三空间38与供气流路46c和排气流路48c连通。由供气流路46c供给的气体的温度比在第一空间40内被加热后的气氛气体、在第二空间42内被加热后的气氛气体低。因此，通过从供气流路46c供给至第三空间38内的气体，能够将第三空间38内的温度调整为比第一空间40和第二空间42低。由此，第三空间38内的气体难以移动到第一空间40、第二空间42，能够抑制气体在第一空间40与第二空间42之间移动。此外，通过设置排气流路48c来排出第三空间38内的气体。因此，即使第一空间40内的气氛气体向第三空间38内移动，移动到第三空间38内的气氛气体也会从第三空间38经由排气流路48c排出到炉体20的外部，难以从第三空间38移动到第二空间42。同样地，即使第二空间42内的气氛气体向第三空间38内移动，移动到第三空间38内的气氛气体也会从第三空间38经由排气流路48c排出到炉体20的外部，难以从第三空间38移动到第一空间40。由此，能够抑制气体在第一空间40与第二空间42之间移动。

输送装置具备多个输送辊52、第一驱动装置54、第二驱动装置56、第三驱动装置58和控制装置60。输送装置将被处理物12从第一空间40的开口28a侧的一端经由连通通路36输送至第二空间42的开口28b侧的另一端。被处理物12由输送辊52进行输送。

输送辊52为圆筒状，设置于第一空间40内、连通通路36内和第二空间42内，其轴线向与输送方向垂直的方向(即，向y方向)延伸。多个输送辊52全部具有相同的直径，以恒定的间距等间隔地配置在输送方向上。输送辊52被支撑为能够环绕其轴线旋转，通过传递驱动装置的驱动力而旋转。

第一驱动装置54是对配置于第一空间40内的输送辊52进行驱动的驱动装置(例如，电动机)。第一驱动装置54经由动力传递机构与配置于第一空间40内的输送辊52连接。第一驱动装置54的驱动力经由动力传递机构传递到第一空间40内的输送辊52时，第一空间40内的输送辊52旋转。同样地，第二驱动装置56是对配置于第二空间42内的输送辊52进行驱动的驱动装置(例如，电动机)。第二驱动装置56经由动力传递机构与配置于第二空间42内的输送辊52连接。第二驱动装置56的驱动力经由动力传递机构传递到第二空间42内的输送辊52时，第二空间42内的输送辊52旋转。作为动力传递机构，能使用公知的动力传递机构，例如使用基于链轮和链条的机构。第一驱动装置54和第二驱动装置56驱动对应的输送辊52以使第一空间40内的输送辊52和第二空间42内的输送辊52以大致相同的速度旋转。第一驱动装置54和第二驱动装置56分别由控制装置60控制。

第三驱动装置58是对配置于连通通路36内的输送辊52、第一空间40内的配置于连通通路36侧的输送辊52、以及第二空间42内的配置于连通通路36侧的输送辊52进行驱动的驱动装置(例如，电动机)。第三驱动装置58经由动力传递机构，与配置于连通通路36、第一空间40的一部分和第二空间42的一部分的输送辊52连接。第三驱动装置58的驱动力经由动力传递机构传递到输送辊52时，输送辊52旋转。作为动力传递机构，能使用公知的动力传递机构，例如使用基于链轮和链条的机构。第三驱动装置58成为能够通过调整输出来改变输送辊52的转速的结构。通过调整第三驱动装置58的输出，与第三驱动装置58连接的输送辊52以与第一驱动装置54或第二驱动装置56连接的输送辊52大致相同的速度旋转(以下，也称为低速旋转)，或以比与第一驱动装置54或第二驱动装置56连接的输送辊52更高的速度旋转(以下，也称为高速旋转)。第三驱动装置58分别由控制装置60控制。

在本实施例中，第一空间40内的输送辊52与第一驱动装置54连接，第二空间42内的输送辊52与第二驱动装置56连接，但不限定于这样的结构。例如，第一空间40内的输送辊52和第二空间42内的输送辊52也可以与一个驱动装置连接。此外，第三驱动装置58成为能够调整输出的结构，但不限定于这样的结构。也可以构成为不切换第三驱动装置58的输出而使配置于连通通路36、第一空间40的一部分和第二空间42的一部分的输送辊52能够低速旋转或者高速旋转。例如，输送装置也可以具备第四驱动装置，该第四驱动装置以与第一驱动装置54和第二驱动装置56相比使输送辊52更高速旋转的方式进行驱动。在这样的情况下，配置于连通通路36的输送辊52可以利用离合机构在使输送辊52低速旋转的驱动装置(即，第一驱动装置54或第二驱动装置56)与使输送辊52高速旋转的驱动装置(即，第四驱动装置)之间切换。

接着，说明对被处理物12进行热处理时的热处理炉10的操作。为了对被处理物12进行热处理，首先，使加热器44a～44d工作而使第一空间40和第二空间42的气氛温度成为设定的温度。接着，在输送辊52上载置被处理物12。接着，使第一驱动装置54、第二驱动装置56、第三驱动装置58工作，将被处理物12从热处理炉10的开口28a经过第一空间40、连通通路36和第二空间42而输送至热处理炉10的开口28b。由此，被处理物12被热处理。应予说明，如图2所示，在实施例中，在输送辊52的轴线方向(即，y方向)上载置一个被处理物12而在热处理炉10内输送，但不限定于这样的结构。例如，热处理炉也可以为以在输送辊52的轴线方向上排列多个被处理物12的状态输送被处理物12的结构。

对被处理物12的输送进一步详细地进行说明。首先，被处理物12从开口28a被输入后，在第一空间40中被输送。在第一空间40中，通过第一驱动装置54的工作，输送辊52旋转而对被处理物12进行输送。此时，第三驱动装置58以与第一驱动装置54大致相同的输出进行驱动，与第三驱动装置58连接的输送辊52以与第一驱动装置54连接的输送辊52大致相同的速度旋转。因此，被处理物12在从开口28a被输送到第一空间40至从第一空间40输出为止的期间，以大致相同的速度进行输送。被处理物12在第一空间40中被输送的期间，以第一空间40内的气氛温度进行热处理。

被处理物12被输送至第一空间40的下游侧时，第三驱动装置58以使输送辊52高速旋转的输出进行驱动。设置于间隔壁30a的第一间隔壁32a的第一空间40侧的传感器62a检测被处理物12，从而变更第三驱动装置58的输出。例如，传感器62a和后述的传感器62b能使用光学式传感器，传感器62a、62b能够检测被处理物12是否遮挡光路。传感器62a检测被处理物12的前端时，控制装置60增大第三驱动装置58的输出。如此，被处理物12高速地从第一空间40被输送至连通通路36。

如上所述，间隔壁30a、30b是为了分离第一空间40的气氛温度和第二空间42的气氛温度而设置的，形成于间隔壁30a、30b之间的连通通路36是为了将被处理物12从第一空间40输送至第二空间42而设置的。因此，在连通通路36内输送的期间，对被处理物12不进行热处理。被处理物12在连通通路36内被高速输送，由此能够以短时间在对热处理没有贡献的连通通路36内输送被处理物12。此外，在使对被处理物12进行热处理的温度产生变化时，优选在温度变化的前后使温度差为与被处理物12对应的温度。通过在连通通路36中高速输送被处理物12，能够将被处理物12从第一空间40的气氛温度急速升温至第二空间42的气氛温度。

此外，如上所述，在第三空间38未配置加热器。因此，第三空间38的输送方向的尺寸无需设为能够设置加热器的大小，该尺寸能够减小。此外，第三空间38的输送方向的尺寸比第一间隔壁32a、32b和第二间隔壁34a、34b的输送方向的尺寸小。通过设为这样的尺寸，能够确保第一间隔壁32a、32b和第二间隔壁34a、34b的输送方向的尺寸(厚度)，并且减小间隔壁30a、30b整体的输送方向的尺寸(即，连通通路36的输送方向的尺寸)。在本实施例中，第二空间42的气氛温度被设定为比第一空间40的气氛温度高，因此特别需要充分确保第二间隔壁34a、34b的输送方向的厚度。通过使配置于第二空间42侧的第二间隔壁34a、34b的输送方向的尺寸l2比第三空间38的输送方向的尺寸l1大，能够充分确保第二间隔壁34a、34b的输送方向的厚度，并且能够减小间隔壁30a、30b的输送方向的尺寸。如此，通过减小连通通路36的输送方向的尺寸，能够以短时间在对热处理没有贡献的连通通路36内输送被处理物12。

被处理物12在连通通路36内被输送时，第三驱动装置58的输出切换为与第二驱动装置56大致相同的输出。如此，与第三驱动装置58连接的输送辊52以与第二驱动装置56连接的输送辊52大致相同的速度旋转。设置于间隔壁30a的第二间隔壁34a的第二空间42侧的传感器62b检测被处理物12，从而变更第三驱动装置58的输出。具体而言，传感器62b检测被处理物12的后端时，控制装置60减小第三驱动装置58的输出。如此，被处理物12在第二空间42内以低速被输送。被处理物12在第二空间42内被输送的期间，以第二空间42内的气氛温度进行热处理。被处理物12在第二空间42内进行输送，并从开口28b向热处理炉10的外部输出。

以上，对本说明书所公开的技术的具体例进行了详细说明，但这些只不过是例示，并不对专利请求的保护范围进行限定。专利请求的保护范围所记载的技术包括对以上例示的具体例进行各种变形、变更而得到的技术。另外，本说明书或附图中说明的技术要素单独或者通过各种组合来发挥技术上的有用性，并不限定于申请时技术方案所记载的组合。