KR101603326B1 - 기체처리유닛 - Google Patents

Abstract

피열처리물(W)을 입출가능하게 수용하는 열처리실(11)과, 상기 열처리실(11)에 각각 연통하는 기체도입부(12) 및 기체도출부(13)를 구비한 열처리 유닛(10)에 설치되는 기체처리유닛(20A)에 있어서, 기체도입부(12)에 제1 접속부(14, 25)를 개재하여 착탈가능하게 연결되는 도입덕트(22), 및 기체도출부(13)에 제2 접속부(15, 26)를 개재하여 착탈가능하게 연결되는 도출덕트(23)를 구비하고, 기체도입부(12)로 열처리용 기체를 도입하는 한편 기체도출부(13)로부터 열처리시의 기체를 도출하기 위한 기체통로(21A)와, 피열처리물(W)로부터 발생하는 열처리시의 기체에 포함되는 승화물을 분해하기 위한 촉매(30)와, 적어도 상기 촉매(30)를 가열하는 가열기(31)와, 열처리용 기체 및 열처리시의 기체를 소정 방향으로 유도하는 송풍기(32)를 구비한다. 송풍기나 가열기 등의 전기기기가 고장이 나더라도 신속하게 대체할 수 있는 일이 가능하게 된다.

열처리, 피열처리물, 기체처리유닛, 촉매, 도입덕트, 도출덕트, 승화물

Description

기체처리유닛{Gas treatment unit}

본 발명은 피열처리물을 열처리하는 열처리 유닛에 설치된 기체처리유닛에 관한 것이다.

종래, 열처리실 내부의 공기를 순환시켜서 열처리실 내부를 가열하는 일에 따라 열처리실에 수용된 피열처리물을 열처리하는 열처리장치가 공지되어 있다. 상기 형태의 열처리장치는, 예를 들면, 에프피디(FPD, 평판 디스플레이(Flat Panel Display)) 제조공정에 있어서의 포토레지스트(photoresist)나 유기물박막의 프리베이크(prebake), 포스트베이크(postbake) 공정에 이용되고 있다. 상기의 공정에서는, 유리 기판등 피열처리물을 열처리할 때에, 포토레지스트 등에 포함된 휘발성 성분이 기화하여 다량의 승화물이 발생하게 된다. 상기 승화물이 재결정화되고 열처리장치 주변에 비산하여서 주변에 부착되는 등의 문제가 발생하였다.

상기 문제의 해결책으로, 예를 들면 일본특허공개평 제10-141868호 공보에서는. 외기(外氣)를 가열하여 상기 열처리실 내부로 불어넣어서, 상기 열처리실 내부의 공기를 도출 덕트(duct)를 통해서 유출시키는 일에 따라 열처리실 내부를 환기하는 것이 기재되어 있다. 상기 형태의 열처리실 내부를 환기하는 일에 따라, 승화 물의 재결정화 및 주변의 부착을 억제시키는 일이 가능하였다.

그러나, 일본특허공개평 제10-141868호 공보에 개시된 열처리장치에 있어서는, 열처리실의 내외부에서 가열공기를 순환시키기 위한 송풍기나 가열기를 구비한 기체처리부가 열처리부의 외벽과 열처리실 사이에서 열처리부에 일체적으로 설치되어 있기 때문에, 상기 기체처리부의 송풍기나 가열기 등의 전기기기가 고장나는 경우에는 그 수리가 완료될 때까지 열처리 작업을 수행하지 못하게 되는 곤란한 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 기체처리유닛을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 열처리부와 기체처리부를 별도의 유닛으로 하고, 송풍기나 가열기 등의 전기기기를 가진 기체처리유닛이 열처리실을 구비한 열처리유닛에 설치되는 형태로 구성하여서, 송풍기나 가열기 등의 전기기기가 고장이 나더라도 신속하게 대처하는 일이 가능한 기체처리유닛을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 기체처리유닛은, 피열처리물을 입출가능하게 수용하는 열처리실과, 상기 열처리실에 각각 연통하는 기체도입부 및 기체도출부를 구비한 열처리 유닛에 설치되는 기체처리유닛에 있어서, 상기 기체도입부에 제1 접속부를 개재하여 착탈가능하게 연결되는 도입덕트를 구비함과 함께, 상기 기체도출부에 제2 접속부를 개재하여 착탈가능하게 연결되는 도출덕트를 구비하고, 상기 기체도입부로 열처리용 기체를 도입하는 한편 상기 기체도출부로부터 기체를 도출하기 위한 기체통로와, 상기 피열처리물로부터 발생하고 상기 기체도출부로부터 도출된 기체에 포함되는 승화물을 분리하기 위한 촉매와, 적어도 상기 촉매를 가열하는 가열기와, 상기 열처리용 기체 및 상기 기체도출부로부터 도출된 기체를 소정 방향으로 유도하는 한 개 또는 두 개 이상의 송풍기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 기체처리유닛은, 한 개의 열처리유닛에 복수의 기체처리유닛을 부착하는 일에 따라 열처리 능력이 큰 열처리유닛에 대응하는 일을 가능하게 할 수 있어 열처리유닛의 열처리능력에 대응하여 기체처리능력을 가진 기체처리유닛을 열처리유닛의 열처리능력마다 제작할 필요가 없기 때문에 기체처리유닛의 종류를 적게 하는 일이 가능하게 되고, 열처리실에는 항상 신선한 기체가 도입됨으로써 촉매의 노화를 억제하는 일이 가능하게 되고, 촉매에 의한 승화물의 산화분해반응을 저하시키는 것을 곤란하게 하는 일이 가능하게 되고, 피열처리물의 가열온도에 좌우되지 않고 촉매를 최적의 활성온도로 설정하는 일이 가능하게 되며, 순환경로에 설치된 기체가열용 가열기에 의해서 온도저하가 적은 기체를 재이용하는 일이 가능하게 되는 효과를 제공한다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 실시 형태에 대해서는 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

(제1 실시형태)

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 기체처리유닛과, 상기 기체처리유닛에 연결된 열처리유닛을 구비한 열처리장치를 개략적으로 보인 도면이다. 상기 열처리장치(1A)는, 예를 들어 에프피디(FPD)의 제조공정에 이용되고 있고, 클린룸(clean room) 내에 설치되어 있으며 소위 클린오븐(clean oven)으로 불리워지고 있다.

열처리장치(1A)는 열처리유닛(10)에 기체처리유닛(20A)이 설치되는 구성으로 이루어진다. 열처리유닛(10)은 피열처리물(W, 이하, 소재라 한다)을 입출가능하게 수용되게 하는 열처리실(11)을 구비한다. 기체처리유닛(20A)은 열처리유닛(10)의 열처리실(11)로 열처리용 기체, 예를 들면 가열 공기를 도입하는 한편, 열처리실(11)로부터 열처리 시의 기체, 예를 들면 열처리 시의 공기를 도출하는 기체통로(21A)를 구비한다.

열처리유닛(10)은 기체처리유닛(20A)으로부터 열처리용 기체가 도입되는 기체도입부(12)와, 열처리실(11)로부터 열처리 시의 공기를 도출하는 기체도출부(13)를 구비한다. 열처리실(11)의 외측은 단열벽(11a)에 의해서 에워싸여진다.

열처리실(11)의 내측에는, 예를 들면 1 또는 2 이상의 피열처리물(W)이 소정 상태에서 유지될 수 있게 하는 지지부재(미도시)가 설치된다. 상기 지지부재는 도 1의 중심부에 2점쇄선으로 나타내어진 장소에 설치된다. 상기 기체도입부(12)는 열처리실(11)과 연통하는 관형상으로 이루어지고, 기체도입부(12)의 유입측 단부에 배치된 연결용 플랜지(14)를 구비하고 있다. 상기 기체도출부(13)도 열처리실(11)과 연통하는 관 형상으로 이루어지고, 기체도출부(13)의 출구측 단부에 배치된 연결용 플랜지(15)를 구비한다.

기체처리유닛(20A)의 기체통로(21A)는 기체도입부(12)에 연결된 도입덕트(22)와, 기체도출부(13)에 연결된 도출덕트(23)와, 도입덕트(22)와 도출덕트(23) 사이에 설치된 기체처리덕트(24)를 구비한다.

도입덕트(22)의 출구측 단부에는 기체도입부(12)의 연결용 플랜지(14)에 연결된 연결용 플랜지(25)가 설치된다. 이러한 플랜지들(14, 25)은 제1 접속부를 구 성한다. 도출덕트(23)의 유입측 단부에는 기체도출부(13)의 연결용 플랜지(15)에 연결된 연결용 플랜지(26)가 설치된다. 이러한 플랜지들(15, 26)은 제2 접속부를 구성한다. 제1 접속부를 구성하는 플랜지들(25, 14)을 예를 들어 볼트·너트 등의 체결수단에 의해 연결시키고, 또한 제2 접속부를 구성하는 플랜지(26, 15)를 예를 들면 볼트·너트 등의 체결수단에 의해 연결하여, 열처리유닛(10)의 열처리실(11)과 기체처리유닛(20A)의 기체통로(21A)가 연통 연결되어서 순환통로가 형성된다. 또한, 기체통로(21A)에는 적소에 풍량조정용 댐퍼(미도시)가 설치된다.

또한, 상기 기체처리덕트(24)에는 촉매(30), 가열기(31), 송풍기(32) 및 전처리제(33)가 설치된다. 송풍기(32)는 상기 순환통로 내에서 공기를 순환시키기 위한 것이고, 가열기(31)는 촉매(30) 및 공기를 가열하는 역할을 한다. 상기 가열기(31)에 의해 가열된 공기는 도입덕트(22)를 지나 열처리실(11)로 들어오고, 열처리실(11)에서 피열처리물(W)을 가열한다. 상기 피열처리물(W)을 가열하는 열처리 시에는 피열처리물(W)로부터 승화물이 발생하는 일이 있다. 열처리 시의 공기는 승화물을 포함한 것으로서, 상기 기체도출부(13) 및 기체도출덕트(23)를 지나 촉매(30)를 통과하게 된다.

촉매(30)는 열처리 시의 공기에 포함된 승화물의 산화분해반응을 촉진하기 위한 것으로서, 예를 들면 백금(Pt)이나 팔라듐(Pd) 등의 귀금속이나, 이런 것의 귀금속 합금 등의 활성 금속이 채용된다. 상기 형태의 촉매(30)는 약 150~350℃ 정도의 온도분위기 하에서 촉매 활성을 보인다. 이 때문에, 본 실시형태에 있어서는 촉매(30)의 전방측(순환통로를 공기가 흐르게 하는 방향에 있어서 촉매(30)보다도 상류측)에 가열기(31)가 배치된다. 또한, 승화물에 촉매 독이라고 하는 물질, 예를 들면 Si, P, S 등을 포함한 유기화합물이 들어옴으로써 촉매(30)를 피독(被毒)하는 일이 있는 경우에는 그의 방지를 위해서 전처리제(33)를 촉매(30)의 전방측에 배치시키는 것이 바람직하다.

따라서, 제1 실시형태에 따른 기체처리유닛(20A)에서는 열처리실(11)을 구비한 열처리유닛(10)에 대해서, 송풍기(32) 및 가열기(31)를 구비한 기체처리유닛(20A)이 착탈가능하게 설치되는 구성으로 이루어진다. 이 때문에, 송풍기(32) 및 가열기(31) 중에 하나만 고장이 나도, 제1 접속부를 구성하는 플랜지(14, 25)로부터 연결수단(예를 들면 볼트·너트)을 분리하고 그 다음 제2 접속부를 구성하는 플랜지(15, 26)로부터 연결수단(예를 들면 볼트·너트)를 분리하여서 기체처리유닛(20A)을 열처리유닛(10)으로부터 분해하고, 미리 준비되어 있는 별도의 기체처리유닛(20A)으로 교환하여 열처리유닛(10)에 동일한 형태로 부착하는 일에 따라 곧 바로 열처리작업을 재개하는 일이 가능하게 된다. 따라서, 송풍기(32) 등의 고장에 대해서 신속하게 처리하는 일을 가능하게 한다.

또한, 도 2에 도시된 형태로, 동일한 기체처리 능력(후술됨)을 가진 단일구성의 두 개의 기체처리유닛(20A)을 한 개의 열처리유닛(10)에 부착하는 일에 따라, 열처리능력(예를 들면, 열량 또는 열처리실(11)의 용적 등)이 큰 열처리유닛(10)에 대응할 수 있게 한다. 바꾸어 말하면, 열처리유닛(10)의 열처리능력에 대응하여 단일구성의 기체처리유닛(20A)의 부착 수를 조정하는 일을 가능하게 한다. 따라서, 열처리유닛(10)의 열처리능력에 대응된 기체처리능력(촉매(30)에 의한 승화물의 산 화분해능력)을 가진 기체처리유닛(20A)을 열처리유닛(10)의 열처리능력마다 제작할 필요가 없기 때문에, 기체처리유닛(20A)의 종류를 적게 하는 일이 가능하게 된다.

또한, 제1 실시형태에 있어서는, 열처리실(11)로부터 도출된 기체가 도출덕트(23), 기체처리덕트(24) 및 도입덕트(22)를 차례로 지나서 다시 열처리실(11)로 되돌아가는 순환경로가 구성되게 함으로써, 1개의 송풍기(32)로 기체를 순환시키는 일이 가능하게 되는 것과 함께, 가열기(31)에 의해 촉매(30)와 기체의 양쪽을 가열할 수 있게 한다.

여기서, 2개의 기체처리유닛(20A)을 부착함으로써, 열처리유닛(10)에는 2조의 기체도입부(12, 12a) 및 기체도출부(13, 13a)가 설치된다. 도 2에서 14a는 기체도입부(12a)에 설치된 연결용 플랜지이고, 15a는 기체도출부(13a)에 설치된 연결용 플랜지이다. 상기 형태로 구성함으로써, 1조의 기체도입부(12) 및 기체도출부(13)를 이용할 때는, 도 3에 도시된 바와 같은 형태로, 다른 1조의 기체도입부(12a) 및 기체도출부(13a)에 덮개(18)를 부착하여 막는 것이 바람직하다.

또한, 1개의 열처리유닛(10)에 대해서, 기체처리유닛(20A)을 3개 이상 부착하는 일이 바람직하고, 또는 복수 개의 기체처리유닛(20A) 중 일부가 다른 기체처리능력의 것을 포함하는 것도 바람직하다.

(제2 실시형태)

도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 기체처리유닛을 열처리유닛에 연결한 구성의 열처리장치를 개략적으로 보인 도면이다. 여기서, 도 1과 동일한 구성요소의 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여한다.

상기 열처리장치(1D)는 열처리유닛(10)에 대하여 제2 실시형태의 기체처리유닛(20D)이 설치되어 있고, 제2 실시형태의 기체처리유닛(20D)은 제1 실시형태의 기체처리유닛(20A)과는 다른 구성으로 이루어져 있다. 즉, 기체처리유닛(20D)은 도입덕트(22)의 입구측에 개방단부(22a)가 설치됨과 함께, 기체처리덕트(24)의 출구측에 개방단부(24a)가 설치된 기체통로(21D)를 구비한다. 그리고, 기체처리덕트(24)에는 촉매(30) 및 가열기(31)가 설치되고, 도입덕트(22)에는 송풍기(34) 및 가열기(35)가 설치된다. 또한, 도입덕트(22), 도출덕트(23) 및 기체처리덕트(24)는 공통의 지지부재(29)에 의해 지지되어서, 플랜지(25, 26)의 위치관계가 일정하게 유지되는 형태로 된다. 또한, 도 4에서는 전처리제를 생략하고 있지만, 기체처리덕트(24)에 전처리제를 설치하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 형태로 구성된 열처리장치(1D)의 공기 흐름은 다음과 같은 형태로 이루어진다. 즉, 개방단부(22a)로부터 도입덕트(22)로 유입된 공기는 가열기(35)에 의해 가열되어서 열처리실(11)로 들어오고, 여기서 소재(W)의 열처리에 기여한다. 소재(W)의 열처리에 제공된 공기(열처리 시의 공기)는 승화물을 포함하는 일이 발생한다. 열처리시 공기는 도출덕트(23)를 지나서 기체처리덕트(24)에 도입되고, 기체처리덕트(24) 내부에서 촉매(30)에 접촉된다. 이에 따라서, 열처리시의 공기는 산화분해반응에 의해 승화물이 제거되고, 그 후에 개방단부(24a)를 통해서 배출된다. 또한, 도 4에서 도면부호 16은 공기가 열처리실(11)의 내부에서 환류하는 것을 없애고 기체도입부(12)에서 기체도출부(13)로 흐르는 형태로 되도록 하기 위한 방해판이고, 열처리실(11)의 기체도입부(12)와는 반대측에 통로(16a)가 형 성되는 형태로 설치된다. 방해판 16은 열처리실(11) 내부에 설치되게 한다.

따라서, 제2 실시형태의 기체처리유닛(20D)도 열처리실(11)을 구비한 열처리유닛(10)에 대해서 착탈가능하게 설치되는 구성으로 이루어지게 함으로써 송풍기(34) 및 가열기(31, 35) 중에 하나만 고장이 나더라도, 상기 동일한 형태로, 미리 준비된 별도의 기체처리유닛(20D)으로 교환하는 일에 따라, 신속하게 처리할 수 있게 한다. 또한, 상기의 동일한 형태로, 2 이상의 기체처리유닛(20D)(일부의 기체처리유닛(20D)의 기체처리능력이 다른 것이 바람직하다)을 1개의 열처리유닛(10)에 부착하는 일이 가능하게 구성하면, 열처리유닛(10)의 열처리능력마다 기체처리유닛(20D)을 제작할 필요가 없기 때문에 기체처리유닛(20D)의 종류를 적게 하는 일이 가능하게 된다. 또한, 상기 형태의 구성에 있어서, 사용되지 않은 기체도입부 및 기체도출부는 덮개(미도시)를 부착하여 막아놓은 것이 바람직하다. 또한, 열처리실(11)에 도입된 공기가 도입덕트(22)에 설치된 기체가열용 가열기(35)에 의해 가열됨으로써 기체가열용 가열기(35)를 열처리실(11)의 온도관리용으로 하고, 또한 기체처리덕트(24)에 설치된 가열기(31)를 촉매(30)의 온도관리용으로 하여 각각 전유적으로 이용하는 일이 가능하게 된다. 따라서, 피열처리물(W)의 가열온도에 좌우되지 않고, 촉매(30)를 최적의 활성온도로 설정하는 일이 가능하게 된다.

또한, 제2 실시형태에 있어서는, 도입덕트(22)의 입구측 개방단부(22a)로부터 흡입된 공기가 가열기(35)에서 가열되어 열처리실(11)에 도입되는 형태로 구성되게 함으로써, 열처리실(11)에 도입된 공기가 승화물이 없는 형태로 된다. 이 때문에, 열처리실(11)에는 항상 신선한 공기가 도입됨으로써 촉매(30)에 의한 승화물 의 산화분해반응을 저하시키는 것을 곤란하게 하는 일이 가능하게 된다. 또한, 상기 기체처리유닛(20D)에서는 도입덕트(22)와 기체처리덕트(24)가 열처리실(11)을 통해서 연통함으로써 도입덕트(22)에 송풍기(34)를 설치함에 따라, 열처리실(11)로 기체도입과 열처리실(11)로부터 기체도출을 가능하게 한다.

또한, 상기 제2 실시형태에서는 송풍기(34)를 도입덕트(22)에 설치하고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 송풍기(34)를 도출덕트(23)나 기체처리덕트(24)에 설치되는 것도 좋고, 반대로 도입덕트(22), 기체처리덕트(24) 및 도출덕트(23) 중 적어도 하나에 송풍기를 설치하는 것도 바람직하다.

(제3 실시형태)

도 5는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 기체처리유닛을 열처리유닛에 연결하여 구성된 열처리장치를 개략적으로 보인 도면이다. 또한, 도 4와 동일한 구성요소의 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여한다.

상기 열처리장치(1C)는, 도 4에 도시된 열처리유닛(10)과 동일한 구성의 열처리유닛(10)에 제3 실시형태의 기체처리유닛(20C)이 설치되는 것으로 된다. 상기 제3 실시형태의 기체처리유닛(20C)은 연결덕트(28)를 구비하는 점에서 제2 실시형태의 기체처리유닛(20D)과 다르게 된다. 즉, 기체처리유닛(20C)은 기체처리덕트(24)와 도입덕트(22)를 연통시키는 연결덕트(28)를 구비한 기체통로(21C)를 구비한다. 연결덕트(28)의 일단부는 기체처리덕트(24)에 대해서 촉매(30), 가열기(31) 및 송풍기(32)가 설치된 장소와 출구측 단부(24a)와의 사이에 연결된다. 연결덕트(28)의 타단부는 도입덕트(22)의 도중 부분에 연결된다. 상기 기체처리유닛(20C) 에서는 도입덕트(22)에 대해서 연결덕트(28)가 합류하는 부분보다도 하류 위치에 가열기(35)와 송풍기(34)가 설치되게 한다. 여기서, 도 5에서는 전처리제를 생략하고 있지만, 전처리제를 설치하는 형태로 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 송풍기(32)를 생략하는 것도 가능하다.

상기 형태로 구성된 열처리장치(1C)에서는, 공기의 흐름이 다음과 같은 형태로 이루어진다. 즉, 개방단부(22a)로부터 도입덕트(22)에 흡입된 공기는 가열기(35)에 의해 가열되어서 열처리실(11)로 들어오고, 여기서 소재(W)의 열처리를 제공한다. 상기 열처리에 제공된 열처리시의 공기는 승화물을 포함한다. 상기 열처리 시의 공기는 도출덕트(23)를 지나 기체처리덕트(24)에 도입되고, 촉매(30)에 접촉된다. 열처리 시의 공기는, 승화물이 촉매(30)에 의해 산화분해반응을 받아 제거되고, 그 후 개방 단부(24a)로부터 배출되거나, 또는 연결덕트(28) 및 도입덕트(22)를 개재하여 열처리실(11)로 되돌아 간다. 여기서, 도 5에 나타내어진 도면부호 16은 제2 실시형태와 동일한 형태의 방해판이다.

따라서, 제3 실시형태에 따른 기체처리유닛(20C)은, 열처리실(11)을 구비한 열처리유닛(10)에 대하여 착탈가능하게 설치되는 구성으로써, 송풍기(32, 34) 및 가열기(31, 35) 중 하나가 고장이 나더라도, 상기 동일한 형태로, 미리 준비된 별도의 기체처리유닛(20C)으로 교환하는 일에 따라, 신속하게 처리할 수 있게 한다. 또한, 상기의 동일한 형태로, 2 이상의 기체처리유닛(20C)(일부의 기체처리유닛(20C)의 기체처리능력이 다른 것이 바람직하다)을 1개의 열처리유닛(10)에 부착하는 일이 가능하게 구성되면, 열처리유닛(10)의 열처리능력마다 기체처리유 닛(20C)을 제작할 필요가 없기 때문에 기체처리유닛(20C)의 종류를 적게 하는 일이 가능하게 된다. 또한, 상기 형태의 구성에 있어서, 사용되지 않은 기체도입부 및 기체도출부는 덮개(미도시)를 부착하여 막아놓은 것이 바람직하다. 또한, 열처리실(11)에 도입된 공기가 도입덕트(22)에 설치된 기체가열용 가열기(35)에 의해 가열됨으로써 기체가열용 가열기(35)를 열처리실(11)의 온도관리용으로 하고, 또한 기체처리덕트(24)에 설치된 가열기(31)를 촉매(30)의 온도관리용으로 하여 각각 전유적으로 이용하는 일이 가능하게 된다. 따라서, 피열처리물(W)의 가열온도에 좌우되지 않고, 촉매(30)를 최적의 활성온도로 설정하는 일이 가능하게 된다.

또한, 상기 기체처리유닛(20C)에 있어서는 도입덕트(22)의 입구측 단부(22a)가 개방됨으로써 도입덕트(22)로의 신선한 공기의 도입이 가능하게 된다. 또한, 열처리실(11)로부터 도출된 공기가 촉매(30)에 의해 정화되고, 가열기(31)에 의해 가열되어서 연결덕트(28)의 개재를 통해서 도입덕트(22)에 유입되고, 도입덕트(22)의 개방 입구측 단부(22a)로부터 흡입된 공기와 혼합되어서 열처리실(11)로 도입됨으로써 열손실을 최소화하는 일이 가능하게 된다.

(제4 실시형태)

도 6은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 기체처리유닛을 열처리유닛에 연결하여 구성된 열처리장치를 개략적으로 보인 도면이다. 또한, 도 5와 동일한 구성요소의 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여한다.

상기 열처리장치(1B)는, 도 4와 동일한 열처리유닛(10)에 대하여, 제4 실시형태의 기체처리유닛(20B)이 설치되는 것으로 된다. 상기 제4 실시형태의 기체처리 유닛(20B)은 제2 연결덕트(27)를 구비하는 기체통로(21B)를 구비한다. 제2 연결덕트(27)의 일단부는 도입덕트(22)에 대해서 연결덕트(28)가 합류하는 부분보다도 하류 위치에 기체가열용 가열기(35)와 송풍기(34)가 설치되어 있는 위치보다도 상류측의 위치에 연통 연결된다. 제2 연결덕트(27)의 타단부는 도출덕트(23)의 도중의 부분에 연통 연결된다. 제2 연결덕트(27)는 단열벽으로 에워싸여진다.

기체통로(21B)의 기체처리덕트(24)에는 촉매(30), 가열기(31) 및 송풍기(32) 등이 설치된다. 도입덕트(22)에는 제2 연결덕트(27)의 합류점보다도 하류측의 위치에 상술된 형태의 송풍기(34) 및 가열기(35) 등이 설치된다. 가열기(35)는 열처리실(11)에 도입되는 공기를 가열하기 위한 목적으로 설치된다. 또한, 열처리실(11)의 내부에는 상기 방해판(16)이 설치된다. 또한, 도 6에서는 전처리제를 생략하고 있지만, 전처리제를 설치하는 것도 바람직하다.

상기 형태로 구성된 기체처리유닛(20B)을 가진 열처리장치(1B)에서는, 공기의 흐름이 다음과 같은 형태로 이루어진다. 즉, 개방단부(22a)로부터 도입덕트(22)에 흡입된 공기는 가열기(35)에 의해 가열되어서 열처리실(11)로 들어오고, 여기서 소재(W)의 열처리를 제공한다. 상기 소재(W)의 열처리에 제공된 열처리시의 공기는 승화물을 포함하게 된다. 상기 열처리 시의 공기는 도출덕트(23)에 도입된 후 제2 연결덕트(27)와 기체처리덕트(24)를 향하여 분류된다. 제2 연결덕트(27)에 도입된 공기는 다시 한번 가열기(35)에 의해 가열되어서 도입덕트(22)를 지나 열처리실(11)로 되돌아 간다. 즉, 열처리실(11)과 제2 연결덕트(27) 사이를 순환한다. 한편, 기체처리덕트(24)로 향하여 도입된 승화물을 포함한 열처리시의 공기는 촉 매(30)에 접촉되어서 승화물이 산화분해반응을 받아 제거되고, 그 후 개방 단부(24a)로부터 배출되거나, 또는 연결덕트(28) 및 도입덕트(22)의 개재를 통해서 열처리실(11)로 되돌아 간다.

따라서, 제4 실시형태의 기체처리유닛(20B)도 열처리실(11)을 구비한 열처리유닛(10)에 대하여 착탈가능하게 설치되는 구성으로써, 송풍기(32, 34) 및 가열기(31, 35) 중 하나가 고장이 나더라도, 상기 동일한 형태로, 미리 준비된 별도의 기체처리유닛(20C)에서 교환하는 일에 따라, 신속하게 처리할 수 있게 한다. 또한, 상기의 동일한 형태로, 2 이상의 기체처리유닛(20B)(일부의 기체처리유닛(20B)의 기체처리능력이 다른 것이 바람직하다)을 1개의 열처리유닛(10)에 부착하는 일이 가능하게 구성되면, 열처리유닛(10)의 열처리능력마다 기체처리유닛(20B)을 제작할 필요가 없기 때문에 기체처리유닛(20B)의 종류를 적게 하는 일이 가능하게 된다. 또한, 상기 형태의 구성에 있어서, 사용되지 않은 기체도입부 및 기체도출부는 덮개(미도시)를 부착하여 막아놓은 것이 바람직하다. 또한, 열처리실(11)에 도입된 공기가 도입덕트(22)에 설치된 기체가열용 가열기(35)에 의해 가열됨으로써 기체가열용 가열기(35)를 열처리실(11)의 온도관리용으로 하고, 또한 기체처리덕트(24)에 설치된 가열기(31)를 촉매(30)의 온도관리용으로 하여 각각 전유적으로 이용하는 일이 가능하게 된다. 따라서, 피열처리물(W)의 가열온도에 좌우되지 않고, 촉매(30)를 최적의 활성온도로 설정하는 일이 가능하게 된다.

또한, 상기 기체처리유닛(20B)에 있어서는 도입덕트(22)의 입구측 단부(22a)가 개방되고 연결덕트(28)를 개재하여 공기가 순환하는 구성으로 되게 함으로써, 제3 실시형태와 동등한 효과를 얻는 것은 물론이고, 연결덕트(28)에 의한 순환경로보다도 열처리실(11)의 부근에 순환경로가 제2 연결덕트(27)에 의해 형성되고, 제2 연결덕트(27)를 포함한 순환경로에 설치된 기체가열용 가열기(35)에 의해 순환 공기를 가열하는 구성으로 되게 함으로써, 온도 저하가 적은 공기를 다시 이용하는 일을 가능하게 한다.

또한, 상술된 제1 내지 제4 실시형태에서는 열처리유닛(10)의 기체도입부(12) 및 기체도출부(13)와, 기체처리유닛의 기체통로(21A~21D) 등을 연결하는 수단을 연결용 플랜지(14, 15, 15, 26) 및 볼트·너트로 하여 구성하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 나사나 용접등의 다른 수단에 의해 연결되도 좋고, 또는 연결을 분해하는 것도 좋다.

[실시형태의 개요]

실시형태를 정리하면, 다음과 같은 종류들이 있다.

(1) 본 실시형태에서는 열처리실을 구비한 열처리유닛에 대하여, 가열기 및 송풍기를 구비한 기체처리유닛이 설치되는 구성으로 함으로써, 가열기 및 송풍기가 고장이 나더라도 기체처리유닛을 떼어내어서 미리 준비된 별도의 기체처리유닛으로 교환하는 일에 따라, 곧 바로 열처리 작업을 행하는 일이 가능하게 된다. 따라서, 가열기 등의 고장에 신속히 대처하는 일이 가능하게 된다. 또한, 한 개의 열처리유닛에 복수의 기체처리유닛을 부착하는 일에 따라 열처리 능력이 큰 열처리유닛에 대응하는 일이 가능하다. 바꾸어 말하면, 열처리유닛의 열처리능력에 대응하여 단일 구성의 기체처리유닛의 부착 수를 조정하는 일에 따라 열처리유닛의 열처리능력 에 대응하는 일이 가능하다. 따라서, 열처리유닛의 열처리능력에 대응하여 기체처리능력을 가진 기체처리유닛을 열처리유닛의 열처리능력마다 제작할 필요가 없기 때문에 기체처리유닛의 종류를 적게 하는 일이 가능하게 된다. 여기서, 열처리유닛에 연결하는 복수의 기체처리유닛 중 일부를 다른 기체처리능력의 것을 포함하는 것도 좋다.

(2) 상기 기체처리유닛에 대해서, 상기 도입덕트에 있어 상기 제1 접속부와는 반대측의 입구측 단부와, 상기 도출덕트에 있어서 상기 제2 접속부와는 반대측의 출구측 단부가 기체처리덕트를 개재하여 연결하는 것이 바람직하다. 상기 기체처리덕트에 상기 촉매와 상기 가열기 등이 설치되는 것이 바람직하다. 상기 형태에서는 기체처리유닛을 열처리유닛에 연결하면 열처리유닛으로부터 도출된 기체가 도출덕트, 기체처리덕트 및 도입덕트를 순차적으로 흘러서 다시 열처리실로 되돌아가는 순환경로가 구성된다. 따라서, 한 개의 송풍기에서 기체를 순환하는 일이 가능하게 되는 일과 함께, 가열기에 의해 촉매와 기체의 양쪽을 가열하는 일이 가능하게 된다.

(3) 상기 기체처리유닛에 대해서, 상기 도입덕트에 있어 상기 제1 접속부와는 반대측의 입구측 단부가 개방되고, 상기 도출덕트에 있어 상기 제2 접속부와는 반대측의 출구측 단부에 기체처리덕트가 연결되는 것이 좋으며, 이 경우 상기 기체처리덕트에 상기 촉매와 상기 가열기 등이 설치되고, 상기 도입덕트에 기체가열용 가열기가 설치되며, 상기 도출덕트, 상기 기체처리덕트 및 상기 도입덕트 중 적어도 하나에 상기 송풍기가 설치되는 것도 바람직하다.

상기 형태에서는 도입덕트의 개방된 입구측 단부로부터 흡입되는 기체가 기체가열용 가열기에 의해 가열되어서 열처리실에 도입되고, 도출덕트 및 기체처리덕트를 지나서 도출되는 형태로 구성된다. 이 때문에, 도입덕트의 입구측 단부로부터 흡기된 기체는 승화물이 없는 것으로 된다. 이 때문에, 열처리실에는 항상 신선한 기체가 도입됨으로써, 촉매의 노화를 억제하는 일이 가능하게 되고, 촉매에 의한 승화물의 산화분해반응을 저하시키는 것을 곤란하게 하는 일이 가능하게 된다. 또한, 상기 형태에서는 도입덕트, 도출덕트 및 기체처리덕트 중 적어도 하나에 송풍기가 설치되는 일에 따라, 열처리실로의 기체도입과 열처리실로부터의 기체도출 등이 가능하게 된다.

(4) 상기 기체처리유닛에 대해서, 상기 도입덕트에 있어 상기 제1 접속부와는 반대측의 입구측 단부가 개방되고, 상기 도출덕트에 있어 상기 제2 접속부와는 반대측의 출구측 단부에 기체처리덕트가 연결되는 것이 좋으며, 이 경우 상기 기체처리덕트에 상기 촉매와 상기 가열기 등이 설치되는 것과 함께, 상기 기체처리덕트에 있어 상기 촉매와 상기 가열기 등이 설치된 장소보다도 하류측의 부위와 상기 도입덕트의 도중 부분 등이 연결덕트를 개재하여 연통 연결되고, 상기 도입덕트에 있어서 상기 연결덕트가 합류하는 부위보다도 하류측에 기체가열용 가열기와 상기 송풍기 등이 설치되는 것이 바람직하다.

상기 형태에서는, 도입덕트의 입구측 단부가 개방되게 함으로써, 신선한 기체의 도입이 가능하게 된다. 또한, 열처리실로부터 도출된 기체가 촉매에 의해 정화되고, 가열기에 의해 가열되는 것으로 되어서 연결덕트를 개재하여 도입덕트에 유입되고, 도입덕트의 개방 입구측 단부로부터 흡입된 기체와 혼합되어서 열처리실로 도입된다. 즉, 도입덕트의 개방 입구측 단부로부터 도입된 기체를 가열기에 의해 가열되는 기체에 따라서 승온시키는 일이 가능하게 됨으로써, 열손실을 적게 하는 일이 가능하게 된다. 또한, 열처리실에 도입된 기체가 도입덕트에 설치된 기체가열용 가열기에 의해 가열됨으로써, 기체가열용 가열기를 열처리실의 온도 관리용으로 하고, 또한 기체처리덕트에 설치된 가열기를 촉매의 온도 관리용으로 하여 각각 전유적으로 이용하는 일이 가능하게 된다. 따라서, 피열처리물의 가열온도에 좌우되지 않고 촉매를 최적의 활성온도로 설정하는 일이 가능하게 된다.

(5) 상기 기체처리유닛에 대해, 상기 도입덕트에 있어 상기 연결덕트가 합류하는 부위보다도 하류측에 있는 상기 기체가열용 가열기 및 상기 송풍기보다도 상류측의 부위와 상기 도출덕트의 도중 부분 등이 제2 연결덕트의 개재를 통해서 연통 연결되는 것이 바람직하다.

상기 형태에서는, 도입덕트의 입구측 단부가 개방되고, 연결덕트의 개재를 통해서 기체가 순환하는 구성으로 되게 함으로써, 상기 (4)와 동일한 형태의 효과가 얻어지게 하는 일은 물론, 연결덕트에 의해 순환경로보다도 가열기에 가까운 순환경로가 제2 연결덕트에 의해 형성되고, 순환경로에 설치된 기체가열용 가열기에 의해 가열되는 구성으로 되게 함으로써 온도저하가 적은 기체를 재이용하는 일이 가능하게 된다.

상기에는 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 설명하고 있지만, 본 발명은 상기에 한정되는 것은 아니고, 청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 열처리장치의 개략도이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 열처리장치의 개략도이다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 열처리장치의 개략도이다.

도 4는 본 발명의 제2 실시형태의 따른 열처리장치의 개략도이다.

도 5는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 열처리장치의 개략도이다.

도 6은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 열처리장치의 개략도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 간략한 설명*

1B, 1C, 1D: 열처리장치 10: 열처리유닛

20A, 20C, 20D: 기체처리유닛 11: 열처리실

12: 기체도입부 13: 기체도출부

14, 25; 제1 접속부 15, 26: 제2 접속부

16: 방해판 22: 도입덕트

23: 도출덕트 24: 기체처리덕트

27: 제2 연결덕트 28: 연결덕트

30: 촉매 31, 35: 가열기

32, 34: 송풍기

Claims (5)

1. 삭제
2. 피열처리물을 입출가능하게 수용하는 열처리실과, 상기 열처리실에 각각 연통하는 기체도입부 및 기체도출부를 갖는 한편, 촉매, 가열기 및 송풍기가 설치되어 있지 않은 열처리 유닛에 설치되는 기체처리유닛에 있어서,

   상기 기체도입부에 제1 접속부를 개재하여 착탈가능하게 연결되는 도입덕트를 구비하고, 상기 기체도출부에 제2 접속부를 개재하여 착탈가능하게 연결되는 도출덕트를 구비하며, 상기 기체도입부로 열처리용 기체를 도입하는 한편 상기 기체도출부로부터 기체를 도출하기 위한 기체통로와,

   상기 피열처리물로부터 발생하고 상기 기체도출부로부터 도출된 기체에 포함되는 승화물을 분리하기 위한 촉매와,

   적어도 상기 촉매를 가열하는 가열기와,

   상기 열처리용 기체 및 상기 기체도출부로부터 도출된 기체를 소정 방향으로 유도하는 한 개 또는 두 개 이상의 송풍기를 구비하고,

   상기 도입덕트에 있어서 상기 제1 접속부와는 반대측의 입구측 단부와, 상기 도출덕트에 있어서 상기 제2 접속부와는 반대측의 출구측 단부가 기체처리덕트의 개재를 통해서 연결되고,

   상기 기체처리덕트에 상기 촉매와 상기 가열기가 설치되는 것을 특징으로 하는 기체처리유닛.
3. 피열처리물을 입출가능하게 수용하는 열처리실과, 상기 열처리실에 각각 연통하는 기체도입부 및 기체도출부를 갖는 한편, 촉매, 가열기 및 송풍기가 설치되어 있지 않은 열처리 유닛에 설치되는 기체처리유닛에 있어서,

   상기 기체도입부에 제1 접속부를 개재하여 착탈가능하게 연결되는 도입덕트를 구비하고, 상기 기체도출부에 제2 접속부를 개재하여 착탈가능하게 연결되는 도출덕트를 구비하며, 상기 기체도입부로 열처리용 기체를 도입하는 한편 상기 기체도출부로부터 기체를 도출하기 위한 기체통로와,

   상기 피열처리물로부터 발생하고 상기 기체도출부로부터 도출된 기체에 포함되는 승화물을 분리하기 위한 촉매와,

   적어도 상기 촉매를 가열하는 가열기와,

   상기 열처리용 기체 및 상기 기체도출부로부터 도출된 기체를 소정 방향으로 유도하는 한 개 또는 두 개 이상의 송풍기를 구비하고,

   상기 도입덕트에 있어서 상기 제1 접속부와는 반대측의 입구측 단부가 개방되고,

   상기 도출덕트에 있어서 상기 제2 접속부와는 반대측의 출구측 단부에 기체처리덕트가 연결되고,

   상기 기체처리덕트에 상기 촉매와 상기 가열기가 설치되고,

   상기 도입덕트에 기체가열용 가열기가 설치되며,

   상기 도출덕트, 상기 기체처리덕트 및 상기 도입덕트 중 적어도 하나에 상기 송풍기가 설치되는 것을 특징으로 하는 기체처리유닛.
4. 피열처리물을 입출가능하게 수용하는 열처리실과, 상기 열처리실에 각각 연통하는 기체도입부 및 기체도출부를 갖는 한편, 촉매, 가열기 및 송풍기가 설치되어 있지 않은 열처리 유닛에 설치되는 기체처리유닛에 있어서,

   상기 기체도입부에 제1 접속부를 개재하여 착탈가능하게 연결되는 도입덕트를 구비하고, 상기 기체도출부에 제2 접속부를 개재하여 착탈가능하게 연결되는 도출덕트를 구비하며, 상기 기체도입부로 열처리용 기체를 도입하는 한편 상기 기체도출부로부터 기체를 도출하기 위한 기체통로와,

   상기 피열처리물로부터 발생하고 상기 기체도출부로부터 도출된 기체에 포함되는 승화물을 분리하기 위한 촉매와,

   적어도 상기 촉매를 가열하는 가열기와,

   상기 열처리용 기체 및 상기 기체도출부로부터 도출된 기체를 소정 방향으로 유도하는 한 개 또는 두 개 이상의 송풍기를 구비하고,

   상기 도입덕트에 있어서 상기 제1 접속부와는 반대측의 입구측 단부가 개방되고,

   상기 도출덕트에 있어서 상기 제2 접속부와는 반대측의 출구측 단부에 기체처리덕트가 연결되고,

   상기 기체처리덕트에 상기 촉매와 상기 가열기가 설치되는 것과 함께, 상기 기체처리덕트에 있어서 상기 촉매와 상기 가열기가 설치된 장소보다도 하류측의 부위와 상기 도입덕트의 도중 부분이 연결덕트의 개재를 통해서 연통 연결되고,

   상기 도입덕트에 있어서 상기 연결덕트가 합류하는 부위보다도 하류측에 기체가열용 가열기와 상기 송풍기가 설치되는 것을 특징으로 하는 기체처리유닛.
5. 제4항에 있어서,

   상기 도입덕트에 있어서 상기 연결덕트가 합류하는 부위보다도 하류측에 있는 상기 기체가열용 가열기 및 상기 송풍기보다도 상류측의 부위와 상기 도출덕트의 도중 부분이 제2 연결덕트의 개재를 통해서 연통 연결되는 것을 특징으로 하는 기체처리유닛.

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