JP4011768B2 - Heating furnace device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加熱物を加熱処理するための雰囲気炉や焼成炉、或いは電子部品を装着したプリント回路基板をリフロー半田付けするためのリフロー炉などの加熱炉装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の加熱炉装置では、一般に、電子部品を装着したプリント回路基板などの被加熱物を赤外線ヒータの照射により加熱する赤外線加熱方式、または熱風を循環させながら吹き付けて被加熱物全体を均等に加熱する熱風循環加熱方式が採用されている。図7は従来の加熱炉装置のうちの代表的なリフロー炉装置を示す一部破断した概略斜視図、図8(a)は図7のA−A線概略断面図である。これらの図において、このリフロー炉装置の炉体1は、炉体外壁2の内面に断熱材3を張り付け、この断熱材3の内側に炉体内壁4を沿わせた三重壁面構造になっている。炉体1の内部の加熱用空間5には、加熱源のヒータ7が図示しない支持体を介して炉体内壁4に支持され、このヒータ7の上部に、モータ8により回転駆動される送風ファン9が配置され、この送風ファン9によって循環風を誘導する風洞が構成されている。
【0003】
上記のようなリフロー炉装置は、一般に、プリント回路基板10に装着した電子部品11をリフロー半田付けする用途に用いられる。導体配線パターンが施されたプリント回路基板10上の所定位置には、クリーム半田12が印刷などの手段で塗布形成されており、このクリーム半田12上に電子部品11が装着される。この電子部品11が装着されたプリント回路基板10は、搬送レール13などからなる搬送手段によって炉体1の加熱用用空間5内に搬入されて、送風ファン9により循環される空気6をヒータ7で加熱した熱風6aが吹き付けられることによって全体を均等に加熱される。それにより、電子部品11は、加熱により溶融したクリーム半田12によってリフロー半田付けされる。
【0004】
上記クリーム半田12は、直径30μm程度の半田粉末と酸化物を除去する作用を有するフラックスを体積比で5割ずつ位混ぜ合わせてペースト状にしたものであり、加熱されると、フラックスが蒸発してフラックスヒューム14が炉体1内部に発生する。このフラックスヒューム14は炉体内壁4の内面で冷やされて液滴となるが、この液滴は、かなりの量となり、炉体1の周辺にまで流れ出ることがある。そのため、炉体1には、断熱材3が液滴やガスなどにより汚損されて劣化するのを防止する目的と、炉体1に要求される密閉性を確保する必要とから、炉体内壁4を設けることが必須要件であり、この炉体内壁4としては、リフロー炉装置においてめっき鋼板が一般に使用されている。なお、炉体1の内部は、図7に複数のモータ8を図示しているように、被加熱物に要求される温度履歴に応じて段階的に温度設定した複種類の加熱ゾーンに分類されている。
【0005】
上記のリフロー炉装置では、被加熱物であるプリント回路基板10が連続的に炉体1内に搬入され、熱風の吹き付けによる加熱によりクリーム半田12が溶融し、そのクリーム半田12の凝固により電子部品11のリフロー半田付けが行われる。プリント回路基板10の一面におけるリフロー半田付けが終了すると、そのプリント回路基板10を上下反転させて、プリント回路基板10の他面にクリーム半田12を印刷して電子部品11を装着し、このプリント回路基板10を再び炉体1内に搬入して加熱することにより、プリント回路基板10の他面におけるリフロー半田付けが行われる。なお、上記のリフロー炉装置では、熱風循環加熱方式のものを例示して説明したが、赤外線ヒータを加熱源とする赤外線加熱方式のものも存在する。
【0006】
また、従来の炉体1では、炉体1内部の温度分布を示した図8(b)の実線の特性曲線のように、炉体1内部の温度TS1は200 ℃〜300 ℃の雰囲気温度になっており、この熱を炉外に逃さないために25mm〜100 mm程度の厚みの断熱材3が用いられている。一方、加熱のためのエネルギとしては、熱風循環加熱方式および赤外線加熱方式のいずれにおいても制御性の良い電力が使用されている。従来のプリント回路基板10への電子部品11の実装ラインにおける使用電力の大部分は、上記リフロー炉のような加熱炉装置で消費されており、この消費エネルギを少しでも低減したい要望がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の加熱炉装置では、全体の消費エネルギの20%余りの熱量がリフロー半田付けなどの本来の用途に活用されるだけであって、その他の熱量が図8(a)に矢印で示すように炉体1の外部に放散されているから、極めて熱効率が悪い欠点がある。とりわけ、炉体1内部から外部に放散される熱量に限って言えば、炉体内壁4は、炉体1内部のヒータ7などの構造物を支持するのに必要な剛性を有していることが要求されることから、図8(a)に明示するように炉体外壁2に対し端部を直接的に接合固定されているため、断熱材3を伝導して炉体1外部へ放散される熱量よりも炉体内壁4から炉体外壁2に直接熱伝導して放散される熱量の方が多い。
【0008】
例えば、図8(b)に実線で示す特性曲線のように、炉体内壁4の壁面温度TS1が200 ℃〜300 ℃であるのに対し、炉体外壁2の壁面温度TS2が100 ℃以上にもなっており、炉体1の外周面を通じての損失熱量が著しく大きい。そのため、炉体1の内部から外部への熱放散を抑制するためには、断熱材3として、厚みの大きなものや、断熱性能に優れたものを用いても、さほど効果がなく、上述の消費電力の低減を図ることができないという問題がある。
【0009】
そこで本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、簡単で安価な構成により、炉体内部から外部に放散される損失熱量を大幅に低減できるようにして、消費電力を格段に低減することのできる加熱炉装置を提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の加熱炉装置は、内部の加熱用空間に搬入される被加熱物を加熱手段で加熱する炉体を備え、この炉体が、炉体内壁と炉体外壁との間に断熱材を介在して重ね合わせた三重壁面構造で構成され、前記炉体内壁と前記炉体外壁との各々の両端部が、互いに非接触状態に離間され、且つその間に第2の断熱材を介在して、連結された構成になっている。
【0011】
この加熱炉装置では、炉体内壁と炉体外壁とが熱的に絶縁状態で連結されているため、炉体内壁から炉体外壁に直接的に熱伝導して放熱することがなく、炉体外部への放熱量を大幅に低減することができ、消費電力が格段に低減する。
【0012】
上記発明における炉体内壁と炉体外壁との各々の両端部の連結構造を、前記炉体内壁と前記炉体外壁との各々の両端部が、金属製締結部材によって前記第2の断熱材にそれぞれ個々に固定され、前記締結部材が前記第2の断熱材の内部で互いの先端部が接触しない長さを有している構成とすることができる。
【0013】
これにより、炉体内壁は、第2の断熱材を介在してボルトなどの金属製締結部材の締結により炉体外壁と間接的に連結されているから、炉体内部の加熱手段などの構造物を支持するのに必要な剛性を十分に有したものとなり、何ら支障が生じない。また、炉体内壁および炉体外壁をそれぞれ第2の断熱材に固定する金属製締結部材は、各々の先端部が第2の断熱材の内部で接触しない短い寸法に設定されているから、炉体内壁から金属製締結部材を介して炉体外壁に直接的に熱伝導しながら放熱することがない。
【0014】
上記構成において、前記炉体内壁における前記金属製締結部材の挿通孔が、前記炉体内壁の熱膨張による伸び方向を長軸方向とする長孔に形成され、前記挿通孔に、前記炉体内壁と同一厚みのスペーサが相対的に摺動可能に嵌入され、前記金属製締結部材が前記スペーサを挿通して前記第2の断熱材に締結されている構成とすることが好ましい。
【0015】
これにより、炉体内壁は、炉内温度の上昇に伴う熱膨張により締結部材の締結力に抗して伸びるときに、挿通孔の孔縁面が固定状態のスペーサに摺動するだけであるから、熱膨張に伴う伸びにより第2の断熱材を介して炉体外壁に対し歪が発生するような力を付与することがない。しかも、炉体内壁が伸びるときに、その内面と第2の断熱材との接触面には締結部材の締結による摩擦力が殆ど生じなく、スムーズに伸長する。したがって、この加熱炉装置では、放熱量を格段に抑制したことによって炉体内壁と炉体外壁との間に大きな温度差に伴う大きな熱膨張差が生じるにも拘わらず、炉体内壁の熱膨張による伸びを効果的に吸収できるため、炉体に歪が発生することがない。
【0016】
また、上記発明における炉体内壁と炉体外壁との各々の両端部の連結構造を、前記第2の断熱材が、前記炉体内壁または前記炉体外壁のうちの一方の端部近傍箇所に前記金属製締結部材による締結によって一端部を固定されているとともに、前記炉体内壁または前記炉体外壁のうちの他方に固定された保持部材と前記炉体内壁または前記炉体外壁のうちの一方の端部近傍から直角方向に延出した保持片とにより摺動自在に挟まれて保持され、前記第2の断熱材の他端部と前記炉体内壁または前記炉体外壁の何れかの内面との間に、前記炉体内壁の熱膨張による伸びを吸収できる空隙が形成されている構成とすることもできる。
【0017】
これにより、炉体内壁から炉体外壁に直接的に熱伝導しての放熱量を大幅に低減して、消費電力を格段に低減できる効果に加えて、炉内温度が上昇するに伴って炉体内壁が熱膨張して伸びるときに、保持片および保持部材と第2の断熱材とが空隙の存在によって相対的に摺動しながら炉体の外方に向け変位できる。したがって、この加熱炉装置では、炉体内壁の熱膨張による伸びを効果的に吸収できるとともに、使用状態時に空隙が無くなって炉体の剛性が一層向上するから、炉体内壁は炉体内部の加熱手段などの構造物を支持するのに必要な剛性を十分に有したものとなる。
【0018】
上記構成において、前記保持部材と前記第2の断熱材とが、前記保持部材を挿通して前記第2の断熱材に締結した前記金属製締結部材により連結されているとともに、前記保持部材における前記金属製締結部材の挿通孔が、前記炉体内壁の熱膨張による伸び方向を長軸方向とする長孔に形成されている構成とすることが好ましい。
【0019】
これにより、熱膨張により伸びる炉体内壁と一体的に第2の断熱材が変位するときに、第2の断熱材に締結された金属製締結部材が長孔の挿通孔をガイドとして変位するので、炉体内壁の垂直方向および水平方向の熱膨張を共に効果的に吸収することができるとともに、炉体の剛性が一層向上した構造となる。
【0020】
また、上記発明における炉体内壁と炉体外壁との各々の両端部の連結構造を、断熱材の内外両面が耐熱性接着剤によって炉体内壁および炉体外壁にそれぞれ接着固定されている構成とすることができる。
【0021】
これにより、炉体内壁から炉体外壁に直接的に熱伝導して放熱するのを防止して放熱量の大幅な低減を図って、消費電力を格段に削減できる効果を保持しながらも、炉体内壁および炉体外壁の各々の内面全体が断熱材および第2の断熱材に接着固定されているから、炉体内壁は炉体内部の加熱手段などの構造物を支持するのに必要な剛性を十分に有したものとなる。
【0022】
さらにまた、上記発明における炉体内壁と炉体外壁との各々の両端部の連結構造を、前記炉体内壁と前記炉体外壁との各々の両端部が、これらの間に介在した前記第2の断熱材を挿通する非金属製締結部材によって直接連結されている構成とすることもできる。
【0023】
これにより、炉体内壁から炉体外壁に直接的に熱伝導して放熱するのを防止して放熱量の大幅な低減を図って、消費電力を格段に削減できる効果を保持しながらも、炉体内壁と炉体外壁との各々の両端部が非金属製締結部材で直接的に連結されているから、炉体は極めて剛性の高いものとなる利点がある。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図1(a)は本発明の第1の実施の形態に係る加熱炉装置を示す概略縦断面図、(b)は(a)のB部の拡大図、(c)は(b)の右側面図である。同図において、図7および図8と同一若しくは同等のものには同一の符号を付してその説明を省略する。この加熱炉装置における炉体17は、炉体内壁18と炉体外壁19との間に断熱材3を介在して重ね合わされた三重壁面構造になっているのは従来と同様であるが、炉体内壁18と炉体外壁19とが、各々の端部を直接的に接触しないように離間し、且つボルトやリベットなどの金属製締結用機械要素を一切介在することなく、つまり熱的に絶縁された状態で連結された構造になっている。すなわち、炉体内壁18と炉体外壁19との各々の両端部は、互いに離間した配置において熱伝導率の低い硬質断熱材20を介在させ、炉体17の内外からそれぞれ金属製のボルト21を締結することによってそれぞれ硬質断熱材20に固定されており、ボルト21は硬質断熱材20の内部で各々の先端部が互いに接触しない短い寸法になっている。
【0025】
炉体内壁18と炉体外壁19とは上述のように熱的に絶縁した構造で連結されているため、炉体内壁18から炉体外壁19を直接的に熱伝導して放熱することがないので、炉体17の外部への放熱量が大幅に低減して消費電力を格段に削減できる。しかも、炉体内壁18は、ブロック形態となった硬質断熱材20を介在してボルト21の締結により炉体外壁19に間接的に連結されているから、炉体17内部のヒータ7などの構造物を支持するのに必要な剛性を十分に有しており、何ら支障が生じない。
【0026】
上記加熱炉装置において、断熱材3は、炉体外壁19に固着されて炉体17内部からの放熱量を抑制し、金属製の炉体内壁18は、フラックスヒュームが冷却して発生する液滴によって断熱材3が劣化するのを防止するとともに、炉体17の密閉性を確保する。この炉体内壁18は、上述のように壁面温度TS1が200 ℃〜300 ℃程度の高温となるので、熱膨張する。これに対し炉体外壁19は、前述のように炉体内壁18に対し熱的に絶縁状態であり、且つ断熱材3により炉体17内部からの放熱量が抑制されているから、図8(b)に2点鎖線で示す特性曲線のように、その壁面温度TS3が100 ℃以下に抑制されており、殆ど熱膨張しない。そのため、炉体17には、硬質断熱材20を介在して連結された炉体内壁18と炉体外壁19との間に生じる大きな温度差に伴う熱膨張差によって歪を発生させようとする力が作用する。
【0027】
そこで、上記加熱炉装置には炉体内壁18の熱膨張による伸びを吸収するための機構が設けられている。すなわち、図1(b),(c)に示すように、炉体内壁18のボルト21の挿通孔22は、(c)に矢印で示す炉体内壁18の伸び方向を長軸とする長孔に形成され、さらに、挿通孔22内に、炉体内壁18と同一厚みであってボルト21の挿通孔24を有するスペーサ23が嵌入され、ボルト21がスペーサ23の挿通孔24を挿通して硬質断熱材20にねじ込まれている。
【0028】
これにより、炉体内壁18は、炉内温度の上昇に伴う熱膨張によりボルト21の締結力に抗して伸びるときに、挿通孔22の孔縁面が固定状態のスペーサ23に摺動するだけであるから、硬質断熱材20を介して炉体外壁19に対し歪が発生するような力を作用させることがない。しかも、炉体内壁18は、熱膨張により伸びるときに、炉体内壁18の内面と硬質断熱材20との接触面にはボルト21締めによる摩擦力が殆ど生じなく、スムーズに伸長する。したがって、この加熱炉装置は、炉体内壁18の熱膨張による伸びを効果的に吸収して、炉体17に歪が発生することのない構造になっている。なお、上記では炉体17の下方端部の炉体内壁18と炉体外壁19との連結構造を例示して説明したが、炉体17の中央上部においてもほぼ同様の構成になっている。
【0029】
図2(a)は本発明の第2の実施の形態に係る加熱炉装置を示す概略縦断面図を示し、同図において、図1と同一若しくは同等のものには同一の符号を付してその説明を省略する。この実施の形態が第1の実施の形態と異なる点は、硬質断熱材20を、ボルト21締めによって炉体外壁19のみに固定するとともに、炉体内壁18に固定した保持部材27と炉体内壁18を直角に折り曲げて水平方向に伸びた保持片18aとによって上下から摺動自在に挟んで保持することにより、炉体内壁18の熱膨張による伸びを吸収できる機構を設けた構成のみである。
【0030】
なお、保持部材27は、その取付片27aにより炉体内壁18に固定されている。
【0031】
また、同図(b)は(a)のC部を抽出して示した図で、組立時には、ボルト21により炉体外壁19に固定された硬質断熱材20が、炉体内壁18の内面に対し離間して空隙28が存在する状態で保持部材27と保持片18aとに摺動自在に挟持されている。上記空隙28は、炉体内壁18の熱膨張による伸びに対応する幅に設定されている。
【0032】
したがって、この加熱炉装置における炉体内壁18の熱膨張による伸びを吸収するための機構では、炉内温度が上昇するに伴って炉体内壁18が(b)の矢印方向に伸びたとき、炉体内壁18の保持片18aおよび保持部材27が空隙28の存在によって硬質断熱材20に摺動しながら炉体17の外方に向け変位でき、(c)に示すように、炉体内壁18の内面が硬質断熱材20の内方側端面に面接触する。そのため、この加熱炉装置では、炉体内壁18の熱膨張による伸びを効果的に吸収できるとともに、使用状態時に空隙28が無くなって炉体17の剛性が一層向上する。また、この加熱炉装置は、第1の実施の形態と同様に、炉体内壁18から炉体外壁19に直接的に熱伝導しないので、炉体17外部への放熱量を大幅に低減して消費電力を格段に削減できるとともに、炉体内壁18が、硬質断熱材20を介して炉体外壁19に間接的に連結されているから、炉体17内部のヒータ7などの構造物を支持するのに必要な剛性を十分に有している。
【0033】
図3は、本発明の第2の実施の形態の変形例の要部の縦断面図を示し、第2の実施の形態において炉体内壁18に固定した保持部材27と同一の保持部材27を、その取付片27aを介して炉体外壁19に固定したものである。炉体内壁18の熱膨張による伸びは、炉体内壁18に固定された硬質断熱材20が、保持部材27と炉体外壁19の端部から直角に折り曲げて水平方向に伸びた保持片19aとに摺動しながら外方に変位することによって吸収され、第2の実施の形態と全く同様の効果を得ることができる。
【0034】
図4は本発明の第2の実施の形態のさらに他の変形例の要部の縦断面図を示す。保持部材27は、図3と同様に、その取付片27aを介して炉体外壁19に固定されており、図3と相違する点は、ボルト21が保持部材27を挿通して硬質断熱材20にねじ込まれた構成のみである。但し、図示していないが、保持部材27におけるボルト21の挿通孔は、図1の炉体内壁18に設けた挿通孔22と同様に、炉体内壁18の熱膨張による伸び方向つまり図の水平方向を長軸とする長孔に形成されている。したがって、この加熱炉装置における炉体内壁18の熱膨張による伸びを吸収するための機構では、熱膨張によって伸びる炉体内壁18と一体的に硬質断熱材20が変位するときに、保持部材27の挿通孔を挿通して硬質断熱材20にねじ込まれたボルト21が長孔の上記挿通孔をガイドとして変位するので、炉体内壁18の垂直方向だけでなく水平方向の熱膨張をも効果的に吸収することができるとともに、炉体1の剛性が一層向上した構造となる。
【0035】
図5は本発明の第3の実施の形態に係る加熱炉装置を示す要部の縦断面図である。同図において、炉体17は、炉体内壁18および炉体外壁19の各々の内面を断熱材3および硬質断熱材20にそれぞれ耐熱性接着剤29で接着固定した構造になっている。この加熱炉装置においても、炉体内壁18と炉体外壁19との各々の両端部間が互いに離間して、その間に介在した熱伝導率の低い硬質断熱材20を介して熱的に絶縁された状態で連結された構造になっている。したがって、炉体内壁18から炉体外壁19に直接的に熱伝導して放熱することがないので、放熱量を大幅に低減して消費電力を格段に削減できる。それに加えて、炉体内壁18および炉体外壁19の各々の内面全体が断熱材3および硬質断熱材20に接着固定されているから、炉体内壁18は炉体17内部のヒータ7などの構造物を支持するのに必要な強度を十分に備えた剛性を有する。
【0036】
図6は本発明の第4の実施の形態に係る加熱炉装置を示す要部の縦断面図である。同図において、炉体17は、炉体内壁18および炉体外壁19を、各々の両端部間に介在した硬質断熱材20に対し水平方向に挿通させたポリアミドなどの樹脂製ボルト30によって直接的に連結した構造になっている。ここで、樹脂製ボルト30は、炉体内壁18から硬質断熱材20および炉体外壁19を挿通され、炉体17の外部に露出したねじ部にナット31が締結されている。この加熱炉装置においても、炉体17は、炉体内壁18と炉体外壁19との各々の両端部間を互いに離間して、その間に熱伝導率の低い硬質断熱材20が介在され、さらに、非金属の樹脂製ボルト30で連結された構造になっている。したがって、炉体内壁18から炉体外壁19に直接的に熱伝導して炉体17外部に放熱することがないので、放熱量を大幅に低減して消費電力を格段に削減できる。それに加えて、炉体内壁18と炉体外壁19との各々の両端部が樹脂製ボルト30で直接的に連結されているから、炉体17は剛性の高いものとなる。
【0037】
【発明の効果】
以上のように、本発明の加熱炉装置によれば、炉体内壁と炉体外壁との間に断熱材が介在されているとともに、炉体内壁と炉体外壁との各々の両端部が、互いに非接触状態に離間され、且つその間に第2の断熱材を介在して、連結されている構成としたので、炉体内壁から炉体外壁に直接的に熱伝導せず、炉体外部への放熱量が大幅に低減して消費電力を格段に削減できる。したがって、本発明は、熱エネルギの損失を最小限に抑制してエネルギ効率のよい省エネルギ型の加熱炉装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の第1の実施の形態に係る加熱炉装置を示す概略縦断面図、(b)は(a)のB部の拡大図、(c)は(b)の右側面図。
【図2】(a)は本発明の第2の実施の形態に係る加熱炉装置を示す概略縦断面図、(b)は(a)のC部を抽出して示した断面図、(c)は炉体内壁が熱膨張したときのC部の断面部。
【図3】同上実施の形態の変形例を示す要部の縦断面図。
【図4】同上実施の形態のさらに他の変形例を示す要部の縦断面図。
【図5】本発明の第3の実施の形態に係る加熱炉装置を示す要部の縦断面図。
【図6】本発明の第4の実施の形態に係る加熱炉装置を示す要部の縦断面図。
【図7】従来のリフロー炉装置を示す一部破断した概略斜視図。
【図8】(a)は図7のA−A線概略断面図、(b)は炉体内部の温度分布図。
【符号の説明】
3 断熱材
5 加熱用空間
7 ヒータ(加熱手段)
10 プリント回路基板(被加熱物)
17 炉体
18 炉体内壁
19 炉体外壁
20 硬質断熱材(硬質構造材)
21 ボルト(金属製締結部材)
22 挿通孔
23 スペーサ
27 保持部材
18a,19a 保持片
28 空隙
29 耐熱性接着剤
30 非金属製ボルト(非金属製締結部材)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heating furnace apparatus such as an atmosphere furnace or a baking furnace for heat-treating an object to be heated, or a reflow furnace for reflow soldering a printed circuit board on which electronic components are mounted.
[0002]
[Prior art]
In conventional heating furnace devices, in general, the heated object such as a printed circuit board equipped with electronic components is heated by irradiation with an infrared heater, or the entire heated object is heated evenly by circulating hot air. The hot air circulation heating method is adopted. FIG. 7 is a partially cutaway schematic perspective view showing a typical reflow furnace apparatus among conventional heating furnace apparatuses, and FIG. 8A is a schematic cross-sectional view taken along line AA of FIG. In these drawings, the
[0003]
The reflow furnace apparatus as described above is generally used for reflow soldering the
[0004]
The
[0005]
In the above reflow furnace apparatus, the printed
[0006]
Further, in the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional heating furnace apparatus, the heat amount of about 20% of the total energy consumption is only utilized for the original use such as reflow soldering, and other heat amounts are indicated by arrows in FIG. As described above, since it is diffused to the outside of the
[0008]
For example, as shown in the characteristic curve shown by the solid line in FIG. 8B, the wall surface temperature T S1 of the
[0009]
Therefore, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and with a simple and inexpensive configuration, the amount of heat loss dissipated from the inside of the furnace body to the outside can be greatly reduced, thereby greatly reducing power consumption. An object of the present invention is to provide a heating furnace apparatus that can perform the above.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a heating furnace apparatus of the present invention includes a furnace body that heats an object to be heated that is carried into an internal heating space by a heating means, and the furnace body includes a furnace body wall and a furnace body. It is composed of a triple wall surface structure in which an insulating material is interposed between the outer wall and the outer wall, and both end portions of the furnace body wall and the furnace body outer wall are spaced apart from each other in a non-contact state, and the It has the structure connected through the two heat insulating materials .
[0011]
In this heating furnace apparatus, since the furnace body wall and the furnace body outer wall are connected in a thermally insulated state, heat conduction is not directly conducted from the furnace body wall to the furnace body outer wall to dissipate heat. The amount of heat radiation to the outside can be greatly reduced, and the power consumption is greatly reduced.
[0012]
The connection structure of both ends of each of the furnace inner wall and the furnace body outer wall in the invention, both end portions of each of said furnace body outer wall and the furnace body wall, the second insulation material by metal fastening member Each of the fastening members may be individually fixed, and the fastening member may have a length that does not contact each other in the second heat insulating material .
[0013]
As a result, the furnace body wall is indirectly connected to the furnace body outer wall by fastening a metal fastening member such as a bolt through the second heat insulating material . It will have sufficient rigidity to support it and will not cause any trouble. In addition, since the metal fastening members for fixing the furnace body wall and the furnace body outer wall to the second heat insulating material are set to short dimensions in which the respective front end portions do not contact inside the second heat insulating material , It does not radiate heat while directly conducting heat from the inner wall to the outer wall of the furnace body via the metal fastening member.
[0014]
In the above structure, the insertion hole of the metal fastening member in the furnace inner wall is formed in the long hole to the elongation direction due to thermal expansion of the furnace body wall and longitudinal direction, into the insertion hole, the furnace inner wall It is preferable that a spacer having the same thickness as that is slidably fitted so that the metal fastening member is inserted through the spacer and fastened to the second heat insulating material .
[0015]
As a result, when the furnace body wall extends against the fastening force of the fastening member due to thermal expansion accompanying an increase in the furnace temperature, the hole edge surface of the insertion hole only slides on the fixed spacer. In addition, a force that causes distortion to the outer wall of the furnace body is not applied via the second heat insulating material due to elongation accompanying thermal expansion. Moreover, when the wall of the furnace body extends, the contact surface between the inner surface and the second heat insulating material hardly generates a frictional force due to the fastening of the fastening member, and extends smoothly. Therefore, in this heating furnace apparatus, the thermal expansion of the wall of the furnace body is caused even though a large difference in thermal expansion occurs due to a large temperature difference between the wall of the furnace body and the outer wall of the furnace body because the heat radiation amount is remarkably suppressed. The elongation due to can be effectively absorbed, so that no distortion occurs in the furnace body.
[0016]
Further, the connection structure of both ends of each of the furnace inner wall and the furnace body outer wall in the invention, the second insulation material is, at one end near portion of the furnace inner wall or the furnace outer wall together are fixed at one end portion by the fastening by the metal fastening members, one of said furnace body wall or the other to a fixed holding member and the furnace inner wall or the furnace outer wall of said furnace body outer wall Between the other end portion of the second heat insulating material and the inner wall of the furnace body or the outer wall of the furnace body. A space that can absorb the elongation due to thermal expansion of the furnace body wall may be formed.
[0017]
As a result, in addition to the effect of greatly reducing the amount of heat dissipated by conducting heat directly from the furnace body wall to the outer wall of the furnace body, the power consumption can be significantly reduced, and the furnace temperature increases as the furnace temperature rises. When the body wall expands due to thermal expansion, the holding piece, the holding member, and the second heat insulating material can be displaced toward the outside of the furnace body while relatively sliding due to the presence of the gap. Therefore, in this heating furnace device, the elongation due to the thermal expansion of the wall of the furnace body can be effectively absorbed, and since there is no void during use, the rigidity of the furnace body is further improved. It has sufficient rigidity necessary to support a structure such as a means.
[0018]
In the above configuration, and the holding member and the second heat insulator, with are connected by the metal fastening member which is fastened to the second insulation material by inserting the holding member, the at the retaining member insertion holes of the metal fastening member is preferably a structure formed in the elongated hole of the expanding direction due to thermal expansion of the furnace body wall and longitudinal direction.
[0019]
As a result, when the second heat insulating material is displaced integrally with the furnace wall extending by thermal expansion, the metal fastening member fastened to the second heat insulating material is displaced using the elongated insertion hole as a guide. In addition, it is possible to effectively absorb both the vertical and horizontal thermal expansion of the wall of the furnace body and to further improve the rigidity of the furnace body.
[0020]
Further, in the above invention, the connecting structure of both ends of the furnace body wall and the furnace body outer wall is configured such that both the inner and outer surfaces of the heat insulating material are bonded and fixed to the furnace body wall and the furnace body outer wall by a heat-resistant adhesive, respectively. can do.
[0021]
This prevents direct heat conduction from the furnace body wall to the furnace body outer wall and dissipates heat, greatly reducing the amount of heat dissipated, while maintaining the effect of dramatically reducing power consumption, Since the entire inner surface of each of the body wall and the outer wall of the furnace body is bonded and fixed to the heat insulating material and the second heat insulating material , the wall of the furnace body has a rigidity necessary for supporting a structure such as heating means inside the furnace body. It has enough.
[0022]
Furthermore, the connection structure of both ends of each of the furnace inner wall and the furnace body outer wall in the invention, the furnace each of both end portions of the inner wall and the furnace body outer wall, said second interposed therebetween it may be a configuration that is connected directly by the heat insulating material non-metal fastening member you through the.
[0023]
This prevents direct heat conduction from the furnace body wall to the furnace body outer wall and dissipates heat, greatly reducing the amount of heat dissipated, while maintaining the effect of dramatically reducing power consumption, Since both end portions of the inner wall and the outer wall of the furnace body are directly connected by a non-metallic fastening member, the furnace body has an advantage of extremely high rigidity.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1A is a schematic longitudinal sectional view showing a heating furnace apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 1B is an enlarged view of a portion B of FIG. 1A, and FIG. 1C is a right side of FIG. FIG. In this figure, the same or equivalent parts as those in FIG. 7 and FIG. Although the
[0025]
Since the
[0026]
In the heating furnace apparatus, the
[0027]
Therefore, the heating furnace apparatus is provided with a mechanism for absorbing elongation due to thermal expansion of the
[0028]
Thus, when the
[0029]
FIG. 2A is a schematic longitudinal sectional view showing a heating furnace apparatus according to the second embodiment of the present invention, in which the same or equivalent parts as those in FIG. The description is omitted. This embodiment differs from the first embodiment in that the hard
[0030]
The holding
[0031]
FIG. 6B is a diagram showing an extracted portion C of FIG. 6A. At the time of assembly, the hard
[0032]
Therefore, in the mechanism for absorbing the elongation due to the thermal expansion of the
[0033]
FIG. 3 shows a longitudinal sectional view of a main part of a modification of the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the same holding
[0034]
FIG. 4 shows a longitudinal sectional view of the main part of still another modification of the second embodiment of the present invention. As in FIG. 3, the holding
[0035]
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a main part showing a heating furnace apparatus according to the third embodiment of the present invention. In the figure, the
[0036]
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of an essential part showing a heating furnace apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. In the figure, a
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the heating furnace apparatus of the present invention, the heat insulating material is interposed between the furnace body wall and the furnace body outer wall, and both ends of the furnace body wall and the furnace body outer wall are Since they are separated from each other in a non-contact state and are connected by interposing a second heat insulating material therebetween, heat is not directly transferred from the furnace body wall to the outer wall of the furnace body, to the outside of the furnace body. This greatly reduces the amount of heat released and can significantly reduce power consumption. Therefore, the present invention can provide an energy-saving heating furnace apparatus with high energy efficiency by minimizing the loss of heat energy.
[Brief description of the drawings]
1A is a schematic longitudinal sectional view showing a heating furnace apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 1B is an enlarged view of a portion B of FIG. 1A, and FIG. FIG.
FIG. 2A is a schematic longitudinal sectional view showing a heating furnace apparatus according to a second embodiment of the present invention, FIG. 2B is a sectional view showing an extracted portion C of FIG. ) Is a cross-sectional portion of the C portion when the furnace wall is thermally expanded.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an essential part showing a modification of the embodiment.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a main part showing still another modification of the embodiment.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a main part showing a heating furnace apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a main part showing a heating furnace apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a partially broken schematic perspective view showing a conventional reflow furnace apparatus.
8A is a schematic cross-sectional view taken along line AA of FIG. 7, and FIG. 8B is a temperature distribution diagram inside the furnace body.
[Explanation of symbols]
3
10 Printed circuit board (object to be heated)
17
21 bolts (metal fastening members)
22
Claims (7)
前記炉体が、炉体内壁と炉体外壁との間に断熱材を介在して重ね合わせた三重壁面構造で構成され、
前記炉体内壁と前記炉体外壁との各々の両端部が、互いに非接触状態に離間され、且つその間に第2の断熱材を介在して、連結されていることを特徴とする加熱炉装置。A furnace body for heating an object to be heated, which is carried into an internal heating space, with heating means,
The furnace body is composed of a triple wall surface structure in which a heat insulating material is interposed between the furnace body wall and the furnace body outer wall,
Both ends of the furnace body wall and the furnace body outer wall are separated from each other in a non-contact state, and are connected with a second heat insulating material interposed therebetween. .
前記締結部材が前記第2の断熱材の内部で互いの先端部が接触しない長さを有している請求項1に記載の加熱炉装置。 The furnace end portions of each of the inner wall and the furnace body outer wall, each fixed individually to the second insulation material by metal fastening member,
The heating furnace apparatus according to claim 1, wherein the fastening member has such a length that the tip portions thereof do not contact with each other inside the second heat insulating material .
前記挿通孔に、前記炉体内壁と同一厚みのスペーサが相対的に摺動可能に嵌入され、
前記金属製締結部材が前記スペーサを挿通して前記第2の断熱材に締結されている請求項2に記載の加熱炉装置。The insertion hole of the metal fastening member in the furnace inner wall is formed in the long hole to the elongation direction due to thermal expansion of the furnace inner wall and the major axis direction,
In the insertion hole, a spacer having the same thickness as the wall of the furnace body is slidably fitted,
The heating furnace apparatus according to claim 2, wherein the metal fastening member is inserted into the spacer and fastened to the second heat insulating material .
前記第2の断熱材の他端部と前記炉体内壁または前記炉体外壁の何れかの内面との間に、前記炉体内壁の熱膨張による伸びを吸収できる空隙が形成されている請求項2に記載の加熱炉装置。 Said second heat insulating material, together with being fixed at one end portion by the fastening by the metal fastening member at one end near portion of the furnace inner wall or the furnace outer wall, the furnace inner wall or the A holding member fixed to the other one of the outer walls of the furnace body and a holding piece extending in a right-angle direction from the vicinity of one end of the inner wall or the outer wall of the furnace body are slidably held. And
A gap capable of absorbing elongation due to thermal expansion of the furnace body wall is formed between the other end of the second heat insulating material and an inner surface of either the furnace body wall or the furnace body outer wall. The heating furnace apparatus according to 2.
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