JP2005049058A

JP2005049058A - 熱処理装置

Info

Publication number: JP2005049058A
Application number: JP2003283361A
Authority: JP
Inventors: Oudo Fujita; 翁堂藤田
Original assignee: Koyo Thermo Systems Co Ltd
Current assignee: JTEKT Thermo Systems Corp
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2005-02-24

Abstract

【課題】熱処理装置によって発生する雰囲気中の昇華物の回収が必ずしも良くない場合に生じる環境汚染、排気系配管途中での昇華物の離脱、凝固により生じる工場内配管のメインテナンス工数の増大、熱処理装置の雰囲気中の昇華物の高効率的回収ができない、という問題を解決する
【解決手段】この熱処理装置は、熱処理槽１の内部空間１ａに通じる一次排気管２と、該一次排気管２の途中で合流する外気吸入用ポート３と、前記一次排気管２と外気吸入用ポート３との合流点近傍Ｐで水を噴射する散水ノズル４と、排気ガスと外気と散水混合物を受け入れるサイクロン筒５と、二次排気管６を通じてサイクロン筒内の排気ガスを吸引する排気吸引用ブロワ８と、散水ノズル４より散水され昇華物を含んだ水分を受け入れる水槽７と、で構成される。外気の流入量は、前記外気吸入用ポート３の流量調節バルブ９で調節する。散水ノズル３は使用しないこともある。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶パネルなどの電子部品を加熱処理する際、周囲の雰囲気中に放出されるバインダ等主として有機物の蒸発物の昇華物を除去してクリーンな排気ガスとして処理する熱処理装置に関する。

液晶パネル等の電子部品の製造時には、熱処理装置により加熱処理する工程があり、液晶パネル面に塗布された顔料（レジスト）やバインダ等が加熱されることにより蒸発し、昇華物として処理室内の雰囲気中に放出される。熱処理室は、通常、不純物の付着や混入を防止するためクリーンな空間に保つ必要があり、熱処理室内の雰囲気の空気は、排気ダクトを通して排気装置により排出される。しかし、このような排気ガス中の昇華物は、高温時は蒸発して雰囲気ガス中に存在するが、排気ガスの温度が一定温度以下に低下すると、雰囲気ガス中から離脱、凝固する。このように途中で離脱、凝固した昇華物が排気ガス配管途中のフィルタや管通路に付着し、フィルタ機能を低下させたり配管内を汚染するという問題がある。また、凝固せずに屋外に排出された場合、周囲の生活環境に悪影響を及ぼす、という問題もある。

上記するように、熱処理装置の稼働によって生じる昇華物の混入している雰囲気ガスを排出する従来の熱処理装置としては、熱処理室内の雰囲気（気体）を吸引する排気系として、熱処理室と外部との間に設けた開口部から処理室内の空気を所定の圧力で吸引するガスラインと、外気を吸引する外気ラインと、外気吸入量を調整するダンパと、駆動装置付の吸気フアンと、隣接する機械室と処理室との差圧を一定となるように構成した制御装置と、吸引した気体を昇華物が固形化する温度まで冷却する接触式水冷却器、等より構成される昇華物除去機能付熱処理装置が提案されている（特許文献１）。

特開平０７−２４２４１２

熱処理装置で発生する昇華物の除去に際しては、熱処理装置に隣接した位置で素早く除去した方が昇華物の捕集効率はよい。しかし従来のものは比較的配管が長く捕集効率が必ずしも良いとは言えないものも多い。また、差圧の測定制御装置を用いる場合、構成が複雑で相当のスペースを必要とし、操作も煩雑で且つ高価となりやすい。また、昇華物には冷却水を必ずしも必要としないものもあり、冷却水を使用しないで昇華物の効率的回収ができれば後の処理が比較的容易となる。更に、高速且つ高効率の昇華物の回収ができれば環境汚染の度合いもより一層低下する。

本発明は、熱処理装置によって発生する雰囲気中の昇華物の回収が必ずしも良くない場合に生じる環境汚染、また、工場内における昇華物によるフィルタの目詰まりや排気系配管途中での昇華物の離脱、凝固により生じる工場内配管のメインテナンス工数の増大、熱処理装置の雰囲気中の昇華物の高効率的回収ができない、という問題を解決しようとするものである。

請求項１の発明は、熱処理装置が、熱処理槽の内部空間に通じる一次排気管と、該一次排気管の途中で合流する外気吸入用ポートと、これらの排気管と外気吸入用ポートからの排気ガスを導入口より受け入れるサイクロン筒と、該サイクロン筒から排気ガスを排出する二次排気管と、該二次排気管を通じてサイクロン筒内の排気ガスを吸引する排気吸引用ブロワと、サイクロン筒内で分離された昇華物を収容する昇華物収納容器と、を備えてなることを特徴とする。

請求項２の発明は、熱処理装置が、熱処理槽の内部空間に通じる一次排気管と、該一次排気管の途中で合流する外気吸入用ポートと、前記一次排気管と外気吸入用ポートとの合流点近傍で水を噴射する散水ノズルと、これらの一次排気管と外気吸入用ポートから排気ガスと外気と散水混合物を受け入れるサイクロン筒と、該サイクロン筒からの排気ガスを吸引する二次排気管と、該二次排気管を通じてサイクロン筒内の排気ガスを吸引する排気吸引用ブロワと、前記サイクロン筒の下部に配置され、散水ノズルより散水され昇華物を含んだ水分を受け入れる水槽と、を備えたことを特徴とする。

請求項３の発明は、前記外気吸入用ポートには、途中に外気流量調節バルブを設けて成ることを特徴とする。

本発明の熱処理装置によれば、加熱処理によって発生する昇華物の含まれた雰囲気ガスを排気する場合、高い効率で昇華物を離脱、凝固させ分離回収することができる。よって排気系統（装置内、工場内）における昇華物の目詰まりや途中での付着を大幅に抑制、防止してメインテナンス工数を削減することができる。また、昇華物の回収効率が良いことから有害物排気による周囲の環境影響負荷を抑制、防止することができる。更に、本発明の熱処理装置は、気体での昇華物を固化して離脱、凝固させ冷却水を利用したり、固体という形で排出させることにより廃棄物としての取り扱いが容易となる。更に、排気温度を低下させて処理することができるので工場内排気系統の耐熱性を従来のように考慮する必要性がなくなる。更にまた、外気を吸入し風量が増大しサイクロン円筒内での旋回風速が大きくなり、遠心力も大きくなるので捕集効率が大幅に向上する。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、この発明の熱処理装置の第１の実施の形態である。この熱処理装置は、熱処理槽１の内部空間１ａに通じる一次排気管２と、該一次排気管２の途中で合流する冷却用外気を取り入れる外気吸入用ポート３と、これら一次排気管２と外気吸入用ポート３からの排気ガスを導入口５ａより受け入れるサイクロン筒５と、該サイクロン筒５から排気ガスを排出する二次排気管６と、該二次排気管６を通じてサイクロン筒５内で昇華物を離脱、凝固させて除去処理された排気ガスを吸引する排気吸引用ブロワ８と、サイクロン筒５内で分離された昇華物の固化物を収容する昇華物収納容器１０と、で構成される。尚、前記外気吸入用ポート３には途中に流量調節バルブ９が設けられ、外気の流入量が調節される。

以上のように構成された本発明の熱処理装置の第１の実施の形態は、次の動作により昇華物を除去する。
前記熱処理槽１の内部空間１ａに通じる一次排気管２から排出された排気ガスは高温であり、熱処理時に発生したレジスト等の主として有機物の蒸発ガスが昇華物として排気ガス中に含まれている。この高温の昇華物混合の排気ガスは、一次排気管と外気吸入用ポート３との合流点近傍Ｐで、外気吸入用ポート３から導入される冷たい外気と合流し、急速に冷却される。こうして前記一次排気管２を通過した排気ガスは、固化温度まで低下し、該排気ガス中の昇華物は分離、凝固され粉粒状の固化物となり、排気ガスと共にサイクロン筒５内へ吸引される。この場合、合流点近傍Ｐは外気により冷却されるので昇華物の分離、凝固が促進される。

前記サイクロン筒５の内部へ排出された排気ガスと昇華物の粉粒状化した固化物との混合物は、排気ブロワ８の吸引力により、前記サイクロン筒５に設けた導入口５ａより該サイクロン筒５の円周方向に大きな流速をもって排出される。そして、サイクロン筒５内に、強制渦流が生じると共に遠心力が発生し、混合物中の昇華物の粉粒状の固化物Ｍは、サイクロン筒５の内壁５ｂへ当り、下方へ落下する。こうして昇華物の固化物は、サイクロン筒５の排出口５ｃに設けた昇華物収納容器１０の中へ排出される。

図２は、本発明の熱処理装置の第２の実施の形態の構成概要を示す図である。この熱処理装置は、熱処理槽１の内部空間１ａに通じる一次排気管２と、該一次排気管２の途中で合流する冷却用外気を取り入れる外気吸入用ポート３と、前記一次排気管２と外気吸入用ポート３との合流点近傍Ｐで水を噴射する散水ノズル４と、これらの一次排気管２と外気吸入用ポート３からの排気ガスと外気と散水混合物を導入口５ａより受け入れるサイクロン筒５と、該サイクロン筒５から排気ガスを排出する二次排気管６と、該二次排気管６を通じてサイクロン筒内で昇華物除去処理のされた排気ガスを吸引する排気吸引用ブロワ８と、散水ノズル４より散水され昇華物を含んだ水分を受け入れる水槽７と、で構成される。尚、前記外気吸入用ポート３には途中に流量調節バルブ９が設けられ、外気の流入量が調節される。

以上のように構成された昇華物除去機能付熱処理装置は、次の動作により昇華物を除去する。
前記熱処理槽１の内部空間１ａに通じる一次排気管２から排出された排気ガスは高温であり、熱処理時に発生したレジスト等の蒸発物が昇華物として排気ガス中に含まれている。この高温の昇華物混合の排気ガスは、一次排気管と外気吸入用ポート３との合流点近傍Ｐで、外気吸入用ポート３から導入される冷たい外気と合流し、更に散水ノズル４からの散水による水分で急速に冷却される。こうして前記一次排気管２を通過した排気ガスは、固化温度まで低下し、該排気ガス中の昇華物は分離、凝固され粉粒物状の固化物となり、熱処理槽１からの排気ガス、外気、水分の混合物と共にサイクロン筒５内へ吸引される。この場合、合流点近傍Ｐは外気と冷却水により冷却されるので昇華物の分離、凝固が一層促進される。

前記サイクロン筒５の内部へ排出された排気ガス、昇華物の粉粒状の固化物と水分の混合物は、排気ブロワ８の吸引力により、前記サイクロン筒５に設けた導入口５ａより該サイクロン筒５の円周方向に大きな流速をもって排出される。この排出によりサイクロン筒５内に、強制渦流が生じると共に遠心力が発生し、混合物中の昇華物の固化物Ｍは、分離され、サイクロン筒５の内壁５ｂへ当り、落下する。そして水分と共に該サイクロン筒５の下部へ落下して排出口５ｃより水槽７の中へ排出される。

上記構成とした本発明の熱処理装置は、いずれの実施の形態においても、特に吸引用の排気ブロワ８は、サイクロン筒５の内部に発生する遠心力を最大限に大きくするため、その排気能力を向上させることが出来る。そして、サイクロン筒５内での旋回速度を上昇させても熱処理槽１からの排気量は変動せず、外気吸入用ポート３内に配置した流量調節バルブ９により外気の吸引のみを大きくすることができる。従って、処理後の排気を工場外部へ排出しても、外部の環境への影響が無く、調整の自由度を非常に高くすることが可能となる。

尚、吸引用の排気ブロワ８は、サイクロン筒５の内部に発生する遠心力を最大限に大きくして、その排気能力を向上させることが出来ること、サイクロン筒５内での旋回速度を上昇させても熱処理槽１からの排気量は変動せず、外気の吸引のみを大きくすることができること、処理後の排気を工場外部へ排出しても、外部の環境への影響が無く、調整の自由度を非常に高くすることが可能であること等は第１の実施の形態と同様である。

以上詳述したように、本発明の熱処理装置によれば、熱処理槽で蒸気として発生した昇華物を高い効率で分離、凝固化して回収することができるので、排気ガスをクリーン化して外部へ排出することができる。従って、工場周辺の環境を悪化させることない。また、産業廃棄物処理としても水槽排水のフィルタで回収し、交換のみですむため大幅な工数削減となる。装置自身もスペースを取らずコンパクト化することができる。

尚、本発明の実施の形態においては、サイクロン筒５がいずれも１つの場合について説明したが、図３に示すように、先ず一次排気管２と外気吸入用ポート３からの排気ガスと冷たい外気との合流した混合ガス及びその際凝固し粉粒状となった昇華物の固化物等の混合物を第１のサイクロン筒５へ導入し、昇華物を分離、除去してから更に排気管１１を介して第２のサイクロン筒５へ導入するよう二連接続或いはそれ以上の多連接続のサイクロン筒を配置するようにしても良い。このようにサイクロン筒５を多連接続とすれば固化された昇華物をより一層高い収率で分離・除去することができる。

本発明は、液晶パネル、その他の電子部品等の製作等の過程で熱処理によって生じる昇華物を除去し、環境負荷を軽減することが可能な熱処理装置の製造及び電子機器類の産業の分野に適用することができる。

本発明の熱処理装置の第１の実施の形態の構成概要図である。本発明の熱処理装置の第２の実施の形態の構成概要図である。本発明の熱処理装置を構成するサイクロン筒を２連とした場合の実施の形態の構成概要図である。

符号の説明

１熱処理槽
２一次配管
３外気吸入用ポート
４散水ノズル
５サイクロン筒
６二次配管
７水槽
８吸引用排気ブロワ
９流量調節バルブ
１０昇華物収納容器
Ｐ合流点近傍

Claims

熱処理槽の内部空間に通じる一次排気管と、該一次排気管の途中で合流する外気吸入用ポートと、これらの排気管と外気吸入用ポートからの排気ガスを導入口より受け入れるサイクロン筒と、該サイクロン筒から排気ガスを排出する二次排気管と、該二次排気管を通じてサイクロン筒内の排気ガスを吸引する排気吸引用ブロワと、サイクロン筒内で分離された昇華物を収容する昇華物収納容器と、を備えてなることを特徴とする熱処理装置。
熱処理槽の内部空間に通じる一次排気管と、該一次排気管の途中で合流する外気吸入用ポートと、前記一次排気管と外気吸入用ポートとの合流点近傍で水を噴射する散水ノズルと、これらの一次排気管と外気吸入用ポートから排気ガスと外気と散水混合物を受け入れるサイクロン筒と、該サイクロン筒からの排気ガスを吸引する二次排気管と、該二次排気管を通じてサイクロン筒内の排気ガスを吸引する排気吸引用ブロワと、前記サイクロン筒の下部に配置され、散水ノズルより散水され昇華物を含んだ水分を受け入れる水槽と、を備えたことを特徴とする熱処理装置。
前記外気吸入用ポートには、途中に外気流量調節バルブを設けて成ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱処理装置。