專利名稱：具有運(yùn)行氣體隔板的連續(xù)推進(jìn)爐的制作方法
相關(guān)申請的相互參照根據(jù)美國專利法第35條第119款(e)的規(guī)定，本申請要求于1999年6月17日受理的系列號為60/139,612的美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容在此作為參考文獻(xiàn)引入。
背景技術(shù)：
連續(xù)式爐用于各種應(yīng)用中，如電子元件的制造。這些爐通常具有一系列熱或加熱室，每個熱或加熱室中氣氛的溫度和組分是被控制的。產(chǎn)品被順序推進(jìn)以一預(yù)定速度通過各室，以獲得所需要的熱和氣體分布。
產(chǎn)品可以以各種方式推進(jìn)通過連續(xù)式爐，例如在一種連續(xù)式爐中，產(chǎn)品放置在金屬織網(wǎng)輸送帶上，該金屬織網(wǎng)輸送帶拉動產(chǎn)品通過該爐。在另一種類型的連續(xù)推進(jìn)爐中，產(chǎn)品放置在板或承載器或舟皿上，該板或承載器或舟皿被推進(jìn)爐的入口中。每個后續(xù)的板推動在其前部的板。通過推動一條線中的最后的板而使成一條線的接觸板前進(jìn)。
通常需要以必須分開的不同氣體操作連續(xù)爐中的兩個室。室一般由通道或通廊間隔開。通常在各室的入口和出口處設(shè)置門來保持室中的氣體。但這些門昂貴且復(fù)雜。為了關(guān)閉連續(xù)推進(jìn)爐中的門，必須將成一接觸線的產(chǎn)品承載器分開，例如通過在線的前部成90°將承載器推離運(yùn)行線，進(jìn)入一凈化室或爐部分。然后門在分開的承載器后面被關(guān)閉，室被凈化。承載器然后可以由另一推進(jìn)器沿一與第一條線偏離的線推進(jìn)到下一室。必須對每個承載器重復(fù)該步驟。這需要增加爐長度、成本、和多個推進(jìn)器。
發(fā)明概述本發(fā)明中，連續(xù)式推進(jìn)爐裝有一運(yùn)行氣體隔板，以產(chǎn)生一屏障，從而開放爐室之間的氣體運(yùn)行。在爐工作過程中，氣體從一個加熱室，一上游室，流向相鄰加熱室，一下游室。同時，氣體會逆著氣流，從下游加熱室向上游加熱室擴(kuò)散。擴(kuò)散速度的大小可能會大于氣流速度的大小，在這種情況下，當(dāng)擴(kuò)散氣體進(jìn)入上游室中時，上游室中的氣體組分會改變。本發(fā)明中，通過一產(chǎn)品承載組件防止了氣體從下游室向上游室的擴(kuò)散，該產(chǎn)品承載組件裝有一與產(chǎn)品一起運(yùn)行通過該爐的氣體隔板。該氣體隔板確保了足夠大的下游氣體速度以克服擴(kuò)散。
更特別地，該連續(xù)推進(jìn)爐具有至少一個加熱室，通常為多個加熱室。通廊將加熱室相互連接起來。一般還設(shè)置了入口和出口通廊。通過入口和出口通廊從處理室到外部的氣體保持以與室與室隔離的相同方式操作。
每個產(chǎn)品承載組件包括一設(shè)置用來在其上放置產(chǎn)品的推進(jìn)板，和一從該推進(jìn)板向上延伸的氣體隔板。該氣體隔板具有一周邊，該周邊的尺寸和結(jié)構(gòu)制成為可裝配在該通廊中，在該周邊與該通廊壁之間有一間隙狹縫，該間隙狹縫將通過該通廊的氣流速度充分提高到超過沿與氣流相反的方向通過該通廊的氣體擴(kuò)散速度。因而本發(fā)明中運(yùn)行的氣體隔板防止了氣體擴(kuò)散到上游室中。該運(yùn)行的氣體隔板允許爐加熱室沿一單一線對齊，從而將爐的尺寸減到最小。消除了對復(fù)雜的門和多個推進(jìn)器的需要，產(chǎn)品可更快地和更高效地移動通過該爐。
在一可替換實施例中，還在通廊或室中設(shè)置了一個或多個排氣出口，將上游室和下游室中的氣體從爐內(nèi)排出。對通廊的長度進(jìn)行選擇，向氣體提供足夠的機(jī)會，使氣體通過該排氣出口排出。
附圖簡介通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明將得到更全面的理解，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明帶有氣體隔板推進(jìn)板的連續(xù)推進(jìn)爐的剖視圖，示出爐長度的一半；圖2是沿圖1中Ⅱ-Ⅱ線所截取的剖視圖；圖3是沿圖1中Ⅲ-Ⅲ線所截取的剖視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一列氣體隔板推進(jìn)板的投影圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的帶有產(chǎn)品的氣體隔板推進(jìn)板的投影圖；及圖6是陶瓷電容器燃燒的工藝圖。
發(fā)明詳述圖1-5示出本發(fā)明的一連續(xù)推進(jìn)爐10，它具有一入口12，多個熱或加熱室14、16、18，及一出口20。通廊或通道22、24將加熱室14、16、18相互連接起來。一入口通廊26設(shè)置在入口12和第一加熱室14之間，一出口通廊28設(shè)置在最后一個加熱室18和出口20之間。雖然示出了三個加熱室，但可根據(jù)應(yīng)用設(shè)置一個或任何其它數(shù)量的加熱室。如圖2和3相比較而最佳地看到的，通廊22、24、26、28與加熱室14、16、18尺寸相同或截面積小于加熱室14、16、18。一可由一系列爐床板32形成的一爐床表面30從入口12到出口20延伸過推進(jìn)爐的全長。放置在產(chǎn)品承載組件36上的產(chǎn)品34沿爐床表面30推進(jìn)，從入口12經(jīng)加熱室14、16、18和通廊22、24、26、28到達(dá)出口20。每個加熱室以現(xiàn)有技術(shù)中公知的方式發(fā)揮作用，在預(yù)定的氣體組分下將其中的產(chǎn)品加熱到所需溫度。
每個承載組件36包括在爐床表面30上滑動的一推進(jìn)板38和氣體隔板46。產(chǎn)品34放置在推進(jìn)板38的平的表面40上。推進(jìn)板通常為方形或矩形。該板通常具有一面向產(chǎn)品運(yùn)行方向的前或?qū)б吘?2和一與一推進(jìn)器或一后面的推進(jìn)板接觸的后或拖動邊緣44。該氣體隔板46從推進(jìn)板38向上延伸。氣體隔板46形成一在橫向于產(chǎn)品運(yùn)行方向的平面內(nèi)延伸的壁。優(yōu)選地，該氣體隔板位置靠近或位于推進(jìn)板的拖動邊緣44。只要在推進(jìn)板上提供了足夠的面積來保持產(chǎn)品，該氣體隔板還可從其它位置向上延伸。例如，氣體隔板可從位于或靠近導(dǎo)引邊緣42處向上延伸。在另一結(jié)構(gòu)中，氣體隔板可從一中央位置向上延伸，留下位于氣體隔板前面和后面的產(chǎn)品區(qū)域。該氣體隔板安裝到該推進(jìn)板上，從而當(dāng)承載組件和其上的產(chǎn)品前進(jìn)通過推進(jìn)爐時它能夠與推進(jìn)板一起運(yùn)行。
在爐工作過程中，氣體從一加熱室，一上游室，例如室16流出，經(jīng)過相鄰的通廊22到達(dá)下一最接近的下游加熱室，例如室14。應(yīng)該明白，氣流可以沿與產(chǎn)品運(yùn)行相同的方向，或者沿相反的方向；術(shù)語上游和下游在上下文中用于表示氣流方向。同時，氣體會沿氣流的相反方向擴(kuò)散，也就是說，從下游加熱室14向上游加熱室16擴(kuò)散。
例如，如果沒有本發(fā)明，下游加熱室14中的微量氫氣會逆著氣流向上游擴(kuò)散。擴(kuò)散速度的大小還可大于氣流速度大小。在這種情況下，經(jīng)過一段時間后，位于上游加熱室16中的氣體組分會由于來自下游加熱室14的氣體的進(jìn)入而改變。對于給定的應(yīng)用來講，氣體的這種改變可能被接受也可能不被接受。
本發(fā)明的承載組件36提供了一種隔板來防止氣體逆氣流擴(kuò)散。該氣體隔板46的尺寸大小和結(jié)構(gòu)制成為可裝配在通廊中，使得在通廊壁與氣體隔板的頂部和周邊之間只有很小的間隙狹縫54。因此穿過通廊流動的氣體必須經(jīng)過該小的狹縫，該狹縫在圖1中由箭頭56表示。由于由該小狹縫引起的減小的截面積及氣體隔板沿氣流路徑的長度，當(dāng)氣體經(jīng)過和環(huán)繞氣體隔板流動時氣流速度提高。狹縫的截面積越小，氣流速度的提高越大。對狹縫尺寸進(jìn)行選擇，以在計算的長度上將氣流速度大小充分提高到大于擴(kuò)散速度大小。通過這種方式，氣體不能逆氣流向上游擴(kuò)散。
狹縫54的尺寸和長度基于幾點(diǎn)考慮來選擇，以獲得足夠大的氣流速度。一個因素是在該工藝中使用的氣源的尺寸。氣源越大，則提供的氣流速度越大。因此對于大的氣源來講，較大的狹縫能夠?qū)饬魉俣瘸浞痔岣叩匠^氣體擴(kuò)散速度。另一個因素是由制造氣體隔板的材料可獲得的間隙。例如磚材料不能提供象金屬材料一樣緊密的間隙。因此，如果需要緊密間隙的小狹縫，可選擇能夠?qū)崿F(xiàn)該間隙的適當(dāng)?shù)牟牧?。另一個因素是上游加熱室中可承受的擴(kuò)散氣體的量，如果有的話。
如現(xiàn)有技術(shù)中已知的，推進(jìn)板和氣體隔板可由任何能夠承受爐內(nèi)環(huán)境的適當(dāng)材料，如金屬或陶瓷或其它耐火材料制造。氣體隔板可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞桨惭b到推進(jìn)板上，如通過螺絲、膠粘劑、或任何其它緊固裝置或方式、或通過保持在一固定槽中。如果需要，氣體隔板可從推進(jìn)板上取下。氣體隔板不必固定安裝到推進(jìn)板上。它可以重力加載到推進(jìn)板上。氣體隔板和推進(jìn)板還可以制成單一的一體件。另外，隔板例如可以是例如插在每個推進(jìn)板之間的與推進(jìn)板分開的元件。
在上述情況下，從上游室中流出的氣體能夠進(jìn)入下游室。在許多應(yīng)用中，氣體在下游室中的這種混合是可以接受的。但在某些應(yīng)用中是不期望上游氣體進(jìn)入下游室中的。因此，在一可替換實施例中，可在通廊或燃燒室中設(shè)置一個或多個排氣出口60。圖1中，在每個通廊22和24中示出一單個排氣出口。一些或全部上游氣體通過該出口排出。因此，當(dāng)排氣出口與本發(fā)明的運(yùn)行氣體隔板結(jié)合使用時，既可以防止上游氣體進(jìn)入下游室中，也可以防止下游氣體進(jìn)入上游室中。該排氣出口可以是任何適當(dāng)?shù)呐艢獬隹?，如現(xiàn)有技術(shù)中已知的，通向大氣或設(shè)置一風(fēng)扇或真空源。對通廊的長度進(jìn)行選擇，使足夠的排氣出口與通廊中給定數(shù)量的氣體隔板一起將氣體排除。
本發(fā)明可結(jié)合例子，如陶瓷電容器的制造而進(jìn)一步理解。圖6示出陶瓷電容器的一典型燃燒圖。使用了三個加熱室。產(chǎn)品在一第一加熱室，如室14中被保持在氮?dú)夂臀⒘繗錃獾倪€原氣氛中，在800℃下持續(xù)一預(yù)定的時間。在該室中可以只有可忽略量的氧氣(例如氧氣的局部壓力可以是接近10-20大氣壓)。產(chǎn)品被推進(jìn)到一第二或中央加熱室，室16，在一氮?dú)夂脱鯕獾臍夥罩性?350℃下加熱。該室中氧氣的局部壓力是約1011至10-12大氣壓。接著是在一第三或最后的加熱室，室18中，在氮?dú)夂洼^大量氧氣的氣氛下在1000℃下進(jìn)行再氧化。氧氣的局部壓力為約10-4大氣壓。
在該工藝中，氣體會從中央室16向第一加熱室14和最后加熱室18流動。氫氣會從第一室14向中央室16擴(kuò)散。本發(fā)明的運(yùn)行的氣體隔板46防止了氫氣向中央室16的擴(kuò)散。盡管帶有來自中央室16的氣體的第一和最后室14、18中的氣體的一定稀釋在該工藝中是可容許的，但在第一室和中央室及中央室和最后室之間的通廊中的排氣出口60還是將這種稀釋降到了最小。
本發(fā)明的運(yùn)行氣體隔板還可用于防止室內(nèi)空氣通過入口通廊26進(jìn)入第一加熱室14，或者防止室內(nèi)空氣通過出口通廊28進(jìn)入最后加熱室18。
除權(quán)利要求書外，本發(fā)明并不局限于已經(jīng)特別表示和描述的內(nèi)容。
權(quán)利要求書按照條約第19條的修改1．一種連續(xù)式爐，包括至少一個加熱室和至少一個連接該加熱室的通廊，和一限定一穿過該加熱室并穿過該通廊的產(chǎn)品路徑的爐床表面；以及一產(chǎn)品承載組件，它包括一設(shè)置用來在其上放置產(chǎn)品的板和一橫跨產(chǎn)品路徑橫向延伸并具有一周邊的氣體隔板，該氣體隔板的尺寸和結(jié)構(gòu)制成為可裝配在該通廊中，使得在該周邊與該通廊之間有一間隙狹縫，其中，對該間隙狹縫和長度進(jìn)行選擇，從而使通過該通廊的氣流速度充分提高到超過沿與氣流相反的方向在氣體隔板周邊的局部通過該通廊的氣體擴(kuò)散速度。
2．(刪除)3．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，還包括多個產(chǎn)品承載組件。
4．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，通廊的截面積小于或等于加熱室的截面積。
5．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，產(chǎn)品路徑沿從該爐的入口到該爐的出口的一直線設(shè)置。
6．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，還包括至少一個第二加熱室，通廊將該至少一個加熱室與該第二加熱室相互連接起來。
7．如權(quán)利要求6所述的爐，其特征在于，產(chǎn)品路徑沿從該一個加熱室到該第二加熱室的一直線設(shè)置。
8．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，通廊包括一位置靠近加熱室中的一產(chǎn)品入口的入口通廊。
9．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，通廊包括一位置靠近加熱室中的一產(chǎn)品出口的出口通廊。
10．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，在通廊或爐室中還包括至少一個排氣出口。
11．如權(quán)利要求10所述的爐，其特征在于，通廊足夠長，以允許全部氣體通過該至少一個排氣出口排出。
12．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，產(chǎn)品承載組件由一能夠承受爐內(nèi)加熱環(huán)境的材料制成。
13．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，產(chǎn)品承載組件由一耐火材料制成。
14．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，氣體隔板從該板向上延伸。
15．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，該氣體隔板固定安裝到該板上。
16．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，氣體隔板重力加載到該板上。
17．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，氣體隔板與該板為一整體。
18．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，氣體隔板與該板是分開的。
19．一種與一連續(xù)推進(jìn)爐一起使用的產(chǎn)品承載組件，該爐包括至少一個加熱室，至少一個連接該加熱室的通廊，和一限定一穿過該加熱室并穿過該通廊的產(chǎn)品路徑的爐床表面，該產(chǎn)品承載組件包括一推進(jìn)板，該推進(jìn)板具有一構(gòu)造成在其上放置產(chǎn)品的表面；以及一氣體隔板，該氣體隔板從該推進(jìn)板向上延伸，并具有直立的側(cè)邊緣和一頂部邊緣，該氣體隔板的尺寸和結(jié)構(gòu)制成為可裝配在該通廊中，使得在該通廊與該側(cè)邊緣和該頂部邊緣之間有一間隙狹縫，對該間隙狹縫進(jìn)行選擇，使通過該通廊的氣流速度充分提高到超過沿與氣流相反的方向通過該通廊的氣體擴(kuò)散速度；其中，推進(jìn)板和氣體隔板還由能夠承受爐內(nèi)加熱環(huán)境的材料制成。
20．如權(quán)利要求16所述的爐，其特征在于，氣體隔板固定安裝或重力加載到推進(jìn)板上。
21．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，該爐包括一連續(xù)推進(jìn)爐。
權(quán)利要求
1．一種連續(xù)推進(jìn)爐，包括至少一個加熱室和至少一個連接該加熱室的通廊，和一限定一穿過該加熱室和穿過該通廊的產(chǎn)品路徑的爐床表面；以及一產(chǎn)品承載組件，它包括一設(shè)置用來在其上放置產(chǎn)品的推進(jìn)板，和一橫跨產(chǎn)品路徑橫向延伸并具有一周邊的氣體隔板，該氣體隔板的尺寸和結(jié)構(gòu)制成為可裝配在該通廊中，使得在該周邊與該通廊之間有一間隙狹縫。
2．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，對該間隙狹縫和長度進(jìn)行選擇，使通過通廊的氣流速度提高到足以超過沿與氣流相反的方向在氣體隔板周邊的局部通過通廊的氣體擴(kuò)散速度。
3．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，還包括多個產(chǎn)品承載組件。
4．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，通廊的截面積小于或等于加熱室的截面積。
5．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，產(chǎn)品路徑沿從該爐的入口到該爐的出口的一直線設(shè)置。
6．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，還包括至少一個第二加熱室，通廊將該至少一個加熱室與該第二加熱室相互連接起來。
7．如權(quán)利要求6所述的爐，其特征在于，產(chǎn)品路徑沿從該一個加熱室到該第二加熱室的一直線設(shè)置。
8．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，通廊包括一位置靠近加熱室中的一產(chǎn)品入口的入口通廊。
9．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，通廊包括一位置靠近加熱室中的一產(chǎn)品出口的出口通廊。
10．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，在通廊或爐室中還包括至少一個排氣出口。
11．如權(quán)利要求10所述的爐，其特征在于，通廊足夠長，以允許全部氣體通過該至少一個排氣出口排出。
12．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，產(chǎn)品承載組件由一能夠承受爐內(nèi)加熱環(huán)境的材料制成。
13．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，產(chǎn)品承載組件由一耐火材料制成。
14．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，氣體隔板從推進(jìn)板向上延伸。
15．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，氣體隔板固定安裝到推進(jìn)板上。
16．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，氣體隔板重力加載到推進(jìn)板上。
17．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，氣體隔板與推進(jìn)板為一整體。
18．如權(quán)利要求1所述的爐，其特征在于，氣體隔板與推進(jìn)板是分開的。
19．一種與一連續(xù)推進(jìn)爐一起使用的產(chǎn)品承載組件，該爐包括至少一個加熱室，至少一個連接該加熱室的通廊，和一個限定一穿過該加熱室和穿過該通廊的產(chǎn)品路徑的爐床表面，該產(chǎn)品承載組件包括一推進(jìn)板，該推進(jìn)板具有一構(gòu)造成在其上放置產(chǎn)品的表面；及一氣體隔板，該氣體隔板從該推進(jìn)板向上延伸，并具有直立的側(cè)邊緣和一頂部邊緣，該氣體隔板的尺寸和結(jié)構(gòu)制成為可裝配在該通廊中，對該側(cè)邊緣與該頂部邊緣之間的間隙狹縫進(jìn)行選擇，使通過該通廊的氣流速度提高到足以超過沿與氣流相反的方向通過該通廊的氣體擴(kuò)散速度；其中，該推進(jìn)板和該氣體隔板還由能夠承受爐內(nèi)加熱環(huán)境的材料制成。
20．如權(quán)利要求16所述的爐，其特征在于，氣體隔板固定安裝或重力加載到推進(jìn)板上。
全文摘要
一種連續(xù)推進(jìn)爐(10)包括一形成有運(yùn)行氣體隔板的產(chǎn)品承載組件(36)。該產(chǎn)品承載組件(36)包括一設(shè)置用來在其上放置產(chǎn)品的推進(jìn)板(38)和一從該推進(jìn)板向上的氣體隔板(46)。該氣體隔板的周邊的尺寸和結(jié)構(gòu)制成為可裝配在位于爐內(nèi)加熱室之間的通廊(22)中,對該通廊的間隙狹縫(54)進(jìn)行選擇,使通過該通廊(22)的氣流速度充分提高到超過沿與氣流相反的方向通過該通廊的氣體擴(kuò)散速度。通過這種方式,氣體不能擴(kuò)散到上游加熱室中。在一可替換實施例中,還可在通廊或室中設(shè)置一排氣出口(60),將上游和下游加熱室中的氣體從爐內(nèi)排出。
文檔編號F27D99/00GK1313946SQ00801133
公開日2001年9月19日 申請日期2000年6月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月17日
發(fā)明者加里·奧爾貝克, 約翰·塞耶 申請人:Btu國際公司