气氛气体的露点控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供可准确地控制气氛气体的露点，并容易将露点控制在水温以下，且可控制设备成本和运转成本的气氛气体的露点控制装置。本发明专利技术的气氛气体的露点控制装置包括：具备利用注入到炉内的气氛气体的压力将水喷雾并气化的气化喷嘴的气化器；注入到炉内的气氛气体的流量控制计；以及供给到气化喷嘴的水的流量控制计。水的流量控制计具有将根据注入到炉内的气氛气体的流量和所要设定的露点来算出的水量供给至气化喷嘴的功能，由此可准确地控制气氛气体的露点。气氛气体既可以是还原性也可以是氧化性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适合于电子部件等的烧成所使用的气氛烧成炉或电子部件等 的干燥所使用的气氛干燥炉的气氛气体的露点控制装置。
技术介绍
在钛酸钡、钛酸锶等的电子部件用陶瓷的烧成中使用气氛烧成炉。在电子 部件上使用铜电极或镍电极等易氧化的电极的场合，为了防止电极的氧化而需 要在非氧化性气氛中进行烧成。于是，作为注入到炉内的气氛气体，大多使用添加了氢气的氮气，^v炉内注入孔注入并进行还原气氛烧成。但是，在氧浓度为零的还原气氛中进行烧成时，由于对陶瓷的烧结产生恶 劣影响，所以注入含有少量水分的气氛气体。该技术被称为气氛气体的露点控 制技术，是水分在高温炉内分解为氢和氧并利用该微量的氧来控制还原力的技 术。还有，所谓露点是指空气中的水蒸气压力与饱和水蒸气压力相等的温度。 这里，所谓露点控制是指气氛气体中的水蒸气压力的控制。在专利文献l (日本特开平6-151233号公报)中，记载了将气氛气体的露点控制在0-35。C的技 术。对于具体地实施该气氛气体的露点控制，如专利文献2 (日本特开 2002-71276号公报)所示， 一般是将通过加湿器已加湿的气氛气体(氮气)注 入气氛烧成炉中。该加湿器是从水槽的底部使气氛气体沸腾而进行加湿的装 置，通过控制水槽内的水温来进行露点控制。但是，在这种以往进行的沸腾方式的露点控制中，存在不能准确把握已加 湿的气氛气体的露点之类的问题。即、假设在从水槽出来的气氛气体中含有该 气体温度的饱和水蒸气量，由于气体温度由水温控制，因此理论上通过水温应 该能够准确地控制气氛气体中的水蒸气压力。但实际上，即使水温被控制为恒 定，若注入的气氛气体的流量和温度发生变化，则已加湿的气氛气体的露点发 生变动，因此炉内的氧浓度也发生变动。另夕卜，在想要将露点设定在水温以下的场合，需要与低温的干氮气进行混 合，从而需要干式管道和湿式管道而使管道路径复杂化，导致设备成本和运转 成本增加。再有，若不将用加湿器加湿的气氛气体一直加温到露点以上，则注 入到炉内之前就会结露，从而导致炉内的氧浓度不足。还有，虽然也考虑到使用将水滴滴到已加热的盘子上而使其气化的一般的 滴液式的气化方法，但是，在气氛烧成炉中气化时的压力变动导致炉内压力变 动，所以不合适。以上说明的是气氛为还原气氛的情况，在使用铂电极或钯电极等的场合， 也可以在氧化气氛中烧成陶瓷。即使在这种场合，若单是将外部空气导入到炉 内，则由于气氛中的水蒸气浓度根据季节和气候而变动，所以有时对烧成的电 子部件的电特性产生恶劣影响。于是，希望将干燥空气加湿到恒定来进行气氛 气体的露点控制，但是在氧化气氛的场合也与还原气氛的场合同样，在现有技 术中存在露点容易变动的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种解决上述现有的问题点，可准确地控制已加湿 的气氛气体的露点，容易将露点控制在水温以下，也容易控制设备成本和运转的露点控制装置。为了解决上述课题而做出的本专利技术，是一种是注入加热炉内的气氛气体的露点控制装置，其特征在于，包括具备利用注入到炉内的气氛气体的压力将 水喷雾并气化的气化喷嘴的气化器；注入到炉内的气氛气体的流量控制计；以及供给到气化喷嘴的水的流量控制计，水的流量控制计具有将根据注入到炉内 的气氛气体的流量和所要设定的露点而算出的水量供给至气化喷嘴的功能。还有，如方案二所述，最好将气化器配置在气氛气体的炉内注入孔的正前 面，并且做成对连结气化器和炉内注入孔的管道进行保温的构造。另外，如方 案三所述，气氛气体为氮气，或者如方案四所述，可以是含有氢的氮气，但也 可如方案五所述，气氛气体为干燥空气。再有，也可如方案六所述，气氛烧成 炉为隧道炉，并在沿炉长度方向划分的每个区域进行气氛气体的露点控制，也 可如方案七所述，气氛烧成炉为分批炉。本专利技术具有以下效果。根据本专利技术的气氛气体的露点控制装置，利用流量控制计把握注入到炉内 的气氛气体的流量，将根据气氛气体的流量和想要设定的露点算出的水量利用 水的流量控制计供给至气化喷嘴而使其气化。因此，可以使每单位体积的气氛 气体中总是含有一定量的水量，由此可准确地控制已加湿的气氛气体的露点。另外，在该方式中，由于不进行根据水温的控制，所以易于将露点控制在 水温以下，由于也无需如以往那样配置干式管道和湿式管道，所以也可控制设 备成本和运转成本。再有，由于通过利用气氛气体的压力将水喷雾并气化的气 化喷嘴来进行气化，所以也不会像滴液式的气化方式那样有使炉内压力变动的 危险。其结果，根据本专利技术，可严格控制气氛烧成炉中的氧浓度，从而可稳定 电子部件用陶瓷等的烧成质量。根据方案二的专利技术，由于将气化器配置在气氛气体的炉内注入孔的正前 面，并且对连结气化器和炉内注入孔的管道进行保温，从而不会使已气化的水 分在管道中途凝结，能可靠地送入到炉内。根据方案三的专利技术，可使用比较廉 价的氮气并稳定炉内的气氛。还有，在该场合，通过其他系统的管道将氢气供 给至炉内而形成还原气氛。对此，如方案四所述，只要使用含有氢的氮气就不 需要其他系统的氢管道。再有，根据方案五的专利技术，在氧化气氛中进行烧成或干燥的场合也能准确地控制气氛气体的露点，从而可稳定电子部件的电特性。 根据方案六的专利技术，由于在沿隧道炉的炉长度方向划分的每个区域进行气 氛气体的露点控制，所以可在每个温度区域使炉内的氧浓度变化，从而达到最 佳的烧成质量。另外，即使如方案七的专利技术所述将本专利技术应用于分批炉的场合， 当然也能达到最佳的烧成质量。 附图说明图l是气氛烧成炉的模式的剖视图。图2是本专利技术的露点控制装置的主要部分说明图，图中，载体是用于使水 喷雾的N2，且将气氛气体(N2)的一部分分支来使用或单独设置，基本气体 是向炉内注入的气氛气体。图3是表示本专利技术的其它实施方式的主要部分说明图。图中1—辊子，2一炉内注入孔，3—露点控制装置，4一纯水供给线，5—氮气 供给线，6—氬供给线，7—隔壁，IO—气化喷嘴，11—气化器，12—气氛气体的流量控制计，13 —水的流量控制计，14—保温管道，15—基本气体供给用管 道，16—运算装置，20—干燥空气供给线，21—空气压缩机，22—空气干燥机。 具体实施例方式以下，说明本专利技术的最佳实施方式。图1是还原性的气氛烧成炉的模式的剖视图，在本实施方式中，气氛烧成 炉是隧道炉，成为具备多个辊子1的辊底式炉。要烧成的产品从左侧的入口装 入炉内，利用辊子1以一定速度搬送的同时进行烧成，然后从右侧的出口取出。 还有，搬送方式并不限定于辊子，当然也可以使用台车方式、推进器方式等其 它公知的4般送方式。炉内通过隔壁7沿炉长度方向划分成多个区域，并设定有如图1的上段所 示的温度曲线。在各区域设有气氛气体的炉内注入孔2，向炉内注入通过以下 说明的露点控制装置3而被加湿了的还原性的气氛气体。在图1中，在炉室的 底部设置了炉内注入孔2，但是其位置既可以是顶板部也可以是侧壁。在各露 点控制装置3中配置有纯水供给线4、氮气供给线5、氢供给线6的管道。图2是表示本专利技术的露点控制装置3的主要部分的说明图。如图所示，在 本专利技术中使用了具备气化喷嘴10的气化器11。气化器11为圆筒体，在其一 端设有气化喷嘴IO。对于气化喷嘴10从纯水供给线4供给纯水，从氮气供给 线5供给作为气氛气体的主要成分的氮气。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气氛气体的露点控制装置，对注入到加热炉内的气氛气体进行露点控制，其特征在于，　包括：具备利用注入到炉内的气氛气体的压力将水喷雾并气化的气化喷嘴的气化器；注入到炉内的气氛气体的流量控制计；以及供给到气化喷嘴的水的流量控制计，水的流量控制计具有将根据注入到炉内的气氛气体的流量和所要设定的露点来算出的水量供给至气化喷嘴的功能。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹田孝广，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]