[发明专利]具有槽喷射器的热处理系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据美国专利法第119(e)条的规定、要求提交于2004年9月7日的美国临时专利申请No.60/607,681的优先权，其公开内容在此引用作为参考。

关于联邦资助研究或研发的声明无。

背景技术

在例如陶瓷等材料的处理过程中，通常要求热均匀以实现对制品的均匀加热，并使得由于不均匀加热而导致的制品变形、弯曲或破裂的机率最小化。美国专利公开文献US 2004-0173608A1(对应于美国专利申请号No.10/775,542，其转让给本申请的受让人)中公开了这样一种系统，其中通过炉腔中的一个或多个喷射器(eductor)来实现均匀的加热，该喷射器在炉中产生高体积的气体流通，以实现高度均匀的气体环境和温度。所述一个或多个喷射器可用于对制品进行强制对流冷却。所述一个或多个喷射器优选地如美国专利5,795,146(其同样地转让给本申请的受让人)中所描述。该喷射器提供了用于提高的温度均匀性和控制性所需的高体积流动，且使得在处理循环中热均匀度为大约±3.5℃。

发明内容

本发明提供了一种热处理系统，其采用了位于炉腔的一个或多个壁或顶表面中的槽喷射器。在本发明中，术语“槽喷射器”代表着这样一种喷射器，其由炉腔的壁或其他表面中的任意横截面形状的槽所形成，且在槽的一端处具有喷嘴，用于沿槽引导高速气体。例如，槽横截面可以是V形、矩形或弯曲形。可选地，喷射器槽可以由炉腔的相邻壁的角部所设置，或可通过沿壁自身的一部分引导高速流(而不需要物理的槽)来设置。因为喷射器设置在炉壁自身之中或之上，不存在由于管形喷射器的放置而对炉构造造成限制。喷射器可以设置在炉腔中，在其中管形喷射器将不装配或在操作上不可行。这样，本发明消除了在炉中增加管或其他装备以设置喷射器结构的需要。

本发明特别适合于分批式炉，特别是那些具有相对高的炉腔的分批式炉，其中从炉腔的顶部到底部的温度分布容易不均匀。本发明也可应用在连续式炉中，其中制品在炉的各个炉段或炉腔之间传送，以进行预定的处理循环。

附图说明

本发明将参考附图以及以下详细说明进行描述，其中：

图1是根据本发明的槽喷射器实施例的剖切等角视图；

图2是图1的槽喷射器的剖切侧视图；

图3是根据本发明的槽喷射器另一个实施例的剖切等角视图；

图4是形成在两个壁表面的角部处的槽喷射器的等角视图；

图5是沿壁表面的一部分形成的喷射器的等角视图；

图6是根据本发明的炉系统的方框示意图；以及

图7是根据本发明的分批式炉腔的剖视图。

具体实施方式

参考附图，图1和2分别显示了槽喷射器实施例的等角视图和侧视图。具有矩形横截面的槽10形成在炉腔的壁12中。该槽具有向下倾斜的底端14，其在槽靠下部分处提供了通向壁表面12的斜面或斜坡。该槽的靠上端位于炉腔的顶段，其中在该顶段处定位有气体入口或喷嘴16，用于沿槽的长度向下引入高速气体。高速气体流将气体从炉腔中夹带走，以在槽底部附近提供被排出的、扩大量的气体，且该气体从槽流入腔内。槽的长度和横截面尺寸可以进行设置，以使得在特定应用的炉腔中实现预定程度的气体扩大和流通。

槽可以是任何横截面形状，且不限于图1和2所示实施例的矩形结构。矩形形状使得可以通过锯割或切割炉腔的壁(其经常是难熔的砖材料)而相对容易地进行制造。该槽例如可以是V形。槽喷射器的可选实施例如图3所示，其中槽11是半圆形横截面。可选地，槽可以具有除了180°之外其他角度的弧形，且可以是非圆形状。

喷嘴或供给气体入口可以被布置成提供任何所需形态的入流气体流。例如，可以提供圆锥形喷口(jet)。在另一个实施例中，喷口可以是矩形，以产生成层的气体。相关槽喷射器的横截面形状和气体喷口的形状可以相兼容地进行选择。可以使用任何适用于特定应用的气体，例如空气、氮气、氩气或氢气。