JP2002340331A

JP2002340331A - 焼成炉

Info

Publication number: JP2002340331A
Application number: JP2001144375A
Authority: JP
Inventors: Norio Yotsuya; 規夫肆矢
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-05-15
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2002-11-27

Abstract

(57)【要約】【課題】焼成炉の立ち上げ時の昇温速度を遅くするた
めにバーナの操作を容易にして使い勝手を良くする。【解決手段】陶磁器を焼成する窯３６と、この窯３６
を加熱するバーナ１１と、このバーナ１１の燃焼ガスを
希釈する空気を供給する供給部２３と、この供給部２３
をコントロールする制御部３５とを備え、制御部３５が
供給部を作動することにより、新たな空気を供給して燃
焼ガスを希釈し、冷却して燃焼ガスの温度を低下さ、窯
３６の昇温速度を遅くすることにより、バーナ１１の温
度コントロールを容易にし、使い勝手を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野分野】本発明は、家庭で陶磁器
の焼成を行う時に、窯内温度を所定の温度にコントロー
ルする手段を有する焼成炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の焼成炉としては、例え
ば、特開平１０−２５３０５４号公報に記載されている
ようなものがあった。図５は前記公報に記載された従来
の焼成炉を示すものである。

【０００３】図５において、１は陶芸作品を焼成する窯
本体、２は燃焼ガスを窯の外部に排出する排気筒、３は
窯本体１に複数個挿入され、窯を加熱するバーナ、４は
バーナに空気を供給するブロワ、５は複数個のバーナ３
を切り替えて作動させる手動弁、６はバーナ３に燃料を
供給する制御弁、７は窯内温度を検知する熱電対、８は
熱電対７の出力が入力され、ブロワ４や制御弁６に信号
を送るコントローラ、９は陶芸作品である。

【０００４】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、前
記従来の構成では、焼成の立ち上げ時に陶芸作品の急激
な温度上昇による破損を防止しようとすると、焼成開始
からの窯の昇温速度を遅らせるために、バーナ３の燃焼
量を小さく絞る必要があり、複数個設けたバーナ３の１
個だけを使用することになる。この時、微妙な温度コン
トロールを行うためには、バーナ３の燃焼量を絞るだけ
でなく、オン、オフを繰り返すことになり、そのコント
ロールは複雑になり、使い勝手も悪いという課題を有し
ていた。

【０００５】本発明は、前記従来の課題を解決するもの
で、バーナから噴出する燃焼ガスを新たな空気で希釈
し、燃焼ガスの温度を低下させて、焼成の立ち上げ時の
昇温速度を遅らせ、陶芸作品の破損を防止するとともに
コントロールを簡単にし、使い勝手を向上した焼成炉を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明の陶芸窯は、窯を加熱するバーナの燃
焼ガスを希釈して燃焼ガス温度を低下させるために、希
釈空気を供給する供給部を設け、この供給部をコントロ
ールする制御部を備えたものである。

【０００７】これによって、焼成の立ち上げ時には、バ
ーナの燃焼量を小さく絞り、制御部により供給部を作動
し、新たな空気を供給して燃焼ガスを希釈し冷却して燃
焼ガスの温度を低下させ、窯の昇温速度を遅くすること
により、温度調節のための複雑なバーナの操作を簡単に
し、使い勝手を向上できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、窯を加
熱するバーナの燃焼ガスを希釈して、燃焼ガスの温度を
低下させるための希釈する空気を供給する供給部を設
け、この供給部をコントロールする制御部を備えること
により、焼成の立ち上げ時には、バーナの燃焼量を小さ
く絞り、制御部により供給部を作動し、新たな空気を導
入して燃焼ガスを希釈し、燃焼ガスの温度を適当な温度
に低下させて、窯の昇温速度を遅くし、温度調節のため
の複雑なバーナの操作を簡単にし、使い勝手を向上でき
る。

【０００９】請求項２に記載の発明は、特に、請求項１
に記載の制御部が、バーナによる焼成の停止後に供給部
を作動させ、窯内に希釈するために使用していた空気を
流入するように指示することにより、陶芸作品の冷却の
温度と時間を調節して、陶芸作品の釉薬の形成に変化を
起こすことができる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、制御部が、焼成
中に供給部により所定量の空気量を常時導入するように
指示を行うことにより、供給部に高温の燃焼ガスが逆流
しないようにして、供給部の破損の防止や高温の燃焼ガ
スに対する安全性を確保することができる。

【００１１】請求項４に記載の発明は、供給部が、希釈
する空気の一部を排気煙突に供給することにより、外部
に排出する燃焼ガスを空気で冷却することになり、排気
煙突の排気出口での燃焼ガス温度を低下させて、高温の
燃焼ガスに対する安全性を確保できる。

【００１２】請求項５に記載の発明は、特に、請求項１
に記載の供給部が、バーナ先端のコーンの周囲に複数個
の供給孔を構成することにより、バーナからの燃焼ガス
を複数個の空気流で分散しながら希釈し、燃焼ガスを均
一な温度に低下させることができる。

【００１３】請求項６に記載の発明は、特に、供給部
は、バーナ用送風部と独立した希釈空気供給用送風部を
設けることにより、バーナの燃焼を維持するための空気
量のコントロールとは異なり、独立した形で希釈空気供
給用送風部より自在の空気量を希釈する空気として供給
するので、燃焼ガスを適当な微妙な温度に容易に設定で
きる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例についてを図面を参照
しながら説明する。

【００１５】（実施例１）図１は本発明の実施例１にお
ける焼成炉の断面図を示すものである。図１において、
１０は液体燃料である灯油を燃料タンク（図示せず）か
らバーナ１１に汲み上げるパルスポンプ、シリンダーポ
ンプ、電磁ポンプ等から構成する燃料ポンプである。

【００１６】１３は燃料ポンプ１０から送油管１２を介
して液体燃料がその表面に供給されるテーパ状の回転霧
化部である。この回転霧化部１３には、燃料を振り切る
円盤や燃料の気化ガスと空気を混合するための翼を設け
ている。

【００１７】１４は回転霧化部１３の周囲に設けられた
気化器で、アルミ、ジュラルミン等のアルミ合金、黄
銅、銅、鋼、鋳鉄等の熱伝導の良い、耐熱材料で造られ
た筒状に形成されている。気化器１４の底部には、送油
管１２と回転霧化部１３の軸１５が挿入されるように、
一部を開口された気化用空気口１６が設けられている。

【００１８】この気化用空気口１６の上流側には、空気
室１７と送風室１８、給気室１９が連接して設けられて
いる。また空気室１７と送風室１８と給気室１９は、そ
れぞれ仕切られた空間を構成しているが、軸１５が貫通
する開口を介して連通している。給気室１９の一部に、
空気取り入れ口２０が設けられている。給気室１９の底
部に設けられたモータ２１が軸１５に連結し、空気室１
７、送風室１８、給気室１９を貫通する形で構成してい
る。送風室１８には、羽根車２２が、設けられている。
羽根車２２には高圧を出せるターボファンやラジアルフ
ァン等を用い、それをモータ２１で軸１５を回転させる
ように構成されている。

【００１９】２３は供給部で空気室１７からの連通管２
４と空気可変装置２５と筒状の空気供給筒２６とで構成
している。空気可変装置２５は、ダンパやカムをステッ
ピングモーターやソレノイドバルブで可変するように設
け、ダンパ等による通路の開口具合で空気量の調節を行
ったり、開閉動作により供給の有無を行う。空気供給筒
２６は、気化器１４の先端に設けた炎口２７とその周囲
に設けた筒状の燃焼筒２８の周囲を囲むように構成さ
れ、希釈空気通路２９を構成する。空気供給筒２６は、
先端に設ける開口部３０を燃焼筒２８の先端に設けるコ
ーン３１に沿うように先絞りの形状に設けられている。

【００２０】２７は気化器１４の下流側の先端に設けた
炎口で、鋼、鉄、チタン、ジュラルミン、セラミック等
の耐熱材料で造られ、多孔状に形成されている。３２は
２次空気口で気化器１４の底部の周囲に空気室１７と連
通するように複数個設けられている。３３は電熱式のヒ
ータで、気化器１４に鋳込まれたニクロム線、カンタル
線等の発熱体で構成される。３４は気化器１４の温度を
検知するための気化器温度検知部で、サーミスタ、熱電
対等で構成される。

【００２１】３５は制御部で、気化器温度検知部３４の
信号から電熱式のヒータ３３をオン、オフさせて、気化
器１４を所定の温度に維持する。制御部３５は、運転ス
イッチの指示や負荷の大きさにより燃料ポンプ１０と羽
根車２２を適正な状態にコントロールして、燃料と空気
を調節するように設けられている。また制御部３５は、
焼成の立ち上げ時に時間経過と焼成温度の作業上の指示
を受けて、供給部２３に指示を行い、希釈する空気の量
の調節や供給の有無をコントロールする。

【００２２】３６は底部にバーナ１１の先端を挿入した
桶状の窯である。窯３６は側壁３７を耐熱性のアルミナ
やシリカのセラミックあるいは煉瓦で構成している。側
壁３７の外側は、耐熱性の鋼、鋳鉄等で構成する保護壁
３８により覆われている。窯３６の上部は、陶芸作品３
９の搬入、搬出を行うための蓋４０が設けられている。
蓋４０は、耐熱性のアルミナやシリカのセラミックある
いは煉瓦で内張りをされ、保護カバー４１で全体を組み
立てている。蓋４０の一部に燃焼ガスを排出する排気煙
突４２を設けている。

【００２３】４３は窯３６の側壁３７に設置された窯３
６内温度を測定する温度検知部である。温度検知部４３
はサーミスタ、熱電対等で構成されている。この温度検
知部４３の値を受けて、制御部３５が燃料ポンプ１０と
羽根車２２を適正な状態にコントロールして、燃料と空
気を調節し、窯３６内の温度を所定の値に設定する。ま
た焼成の立ち上げ時には、温度検知部４３の値をモニタ
ーしながら希釈する空気の量の調節を行ったり、開閉動
作により供給の有無を行い、窯３６内の温度を所定の値
に設定する。４４は炎口２７上に形成される火炎であ
る。４５は陶芸作品３９を載せる棚板、４６は棚板４５
を支える支柱、４７は希釈空気流であり４８は燃焼ガス
流である。

【００２４】以上のように構成された焼成炉について、
以下その動作、作用を説明する。まず、電源（図示せ
ず）を投入するとヒータ３３に通電され、気化器１４が
加熱される。気化器１４が所定の温度に達すると気化器
温度検知部３４により検知を行い、制御部３５の指示に
よりモータ２１が作動し、送風室１８の羽根車２２を回
転させて燃焼用空気が供給される。これと同時に燃料ポ
ンプ１０が作動し、燃料が燃料供給管１２から回転霧化
部１３に供給される。燃料は回転霧化部１３から高温の
気化器１４の壁面に噴霧され、その壁面で気化される。
また燃焼用空気は、気化用空気口１６を介して気化器１
４内に供給され、気化された燃料と混合されながら、均
一な可燃の混合気となって炎口２７に送られる。また燃
焼用空気の一部は、２次空気口３２を介して燃焼筒２８
内の火炎４４に沿って供給され、燃焼を促進させる。

【００２５】この時、あらかじめ火花放電を行っていた
点火電極（図示なし）により炎口２７から噴出する可燃
の混合気に着火し、火炎４４が形成され燃焼を開始す
る。

【００２６】以後、火炎４４の熱を窯３６に送り込み、
温度検知部４３で窯３６内の温度を測定しながら、陶芸
作品の焼成を行うための所定時間と所定の窯３６内温度
に調整するために、制御部３５により気化器１４に供給
する燃料の量と燃焼用空気量をコントロールして、焼成
を持続させる。窯３６内の焼成最高温度は、陶磁器の本
焼きで約１２５０〜１３００℃、素焼きで約７５０〜８
００℃である。

【００２７】ここで、陶芸作品を焼成するときは、焼成
開始時に陶芸作品の急激な温度上昇による破損を防止す
るために、常温から窯３６内の温度を３００〜４００℃
に上昇するまで、３〜５時間かけて徐々に上昇させる必
要がある。そのため、制御部３５がバーナ１１の燃焼量
を最小に設定し、供給部２３の空気可変装置２５を作動
し、空気室１７から連通管２４を介して、空気供給筒２
６に燃焼用空気の一部を希釈空気として供給し、燃焼筒
２８の先端のコーン３１の周囲に希釈空気流４７として
噴出する。この希釈空気流４７が火炎２７から排出され
る燃焼ガスを希釈して、冷却し、窯３６内の温度を燃焼
ガスから直接得られる温度よりも低い温度に設定するこ
とができる。

【００２８】また制御部３５は、供給部２３で希釈する
空気を制御しながら羽根車２２の回転数を可変し、気化
器１４に供給される燃料を安定燃焼させるために必要な
燃焼空気量を調節し、供給することができる。

【００２９】以上のように、本実施例においては、窯３
６を加熱するバーナ１１の燃焼ガスを希釈し、冷却し
て、燃焼ガス温度を低下させるための希釈空気を供給す
る供給部２３を設け、焼成の立ち上げ時に新たな空気を
供給して燃焼ガスを冷却して、窯３６の昇温速度を遅く
するように微妙な温度コントロールを行うので、バーナ
１１単体においても焼成の立ち上げ時の低温の加熱が可
能となり、窯３６内の温度コントロールを簡単にし、使
い勝手を向上した焼成炉を提供できる。

【００３０】また、本実施例では焼成の立ち上げ時に低
温の加熱を行うことにより、焼成時に陶芸作品３９の急
激な温度上昇による破損を防止することができる。

【００３１】また、本実施例では制御部３５が供給部２
３で希釈空気を制御しながら羽根車２２の回転数を調節
し、気化器１４に供給される燃料を安定燃焼させるため
に適当な量の燃焼用空気を供給することにより、微妙な
温度コントロールを得ることができ、いろいろな陶芸作
品３９の粘土や釉薬の特性を引き出すことができる。

【００３２】（実施例２）図１において、１１はバー
ナ、２２は羽根車、２３は供給部、２７は炎口、３５は
制御部、３６は窯、３９は陶芸作品、４４は火炎で、実
施例１と異なるところは、制御部３５が、バーナ１１の
停止時に供給部２３を作動させ、窯３６内に希釈する空
気を流入するように指示するように設けた点である。

【００３３】以上のように構成された焼成炉について、
以下その動作、作用について説明する。陶芸作品３９の
焼成が終了した後に制御部３５の指示により、供給部２
３から窯３６内に希釈空気が供給され、陶芸作品３９を
冷却する。

【００３４】またバーナ１１は、炎口２７に火炎４４
は、形成されていないので、羽根車２２の回転により炎
口２７を介して燃焼用に使用した空気も合わせて陶芸作
品３９の冷却に使用される。

【００３５】また制御部３５の指示により羽根車２２の
回転数を可変して、冷却速度を変えることにより陶芸作
品３９の釉薬の結晶構造の形成に変化を付ける。

【００３６】以上のように、本実施例においては、陶芸
作品３９の冷却の温度と時間を調節して、陶芸作品３９
の釉薬の結晶構造形成に変化を起こすことができ、陶芸
作品３９に複雑で趣のある景色を容易に実現できる。

【００３７】（実施例３）図１において、１１はバー
ナ、２３は２７は、炎口供給部、３５は制御部、３６は
窯、４４は火炎、４８は燃焼ガスで、実施例１と異なる
ところは、制御部３５が、焼成中にも供給部２３により
所定量の空気を常時導入するように指示を行うことによ
り、希釈する空気を供給する供給部２３に高温の燃焼ガ
ス４８を逆流しないようにする点である。

【００３８】以上のように構成された焼成炉について、
以下その動作、作用について説明する。制御部３５が、
窯３６の立ち上げ時だけでなく、バーナ１１が運転さ
れ、炎口２７に火炎４４が形成され、また焼成停止後の
まだ窯３６内が高温である時の希釈する空気の必要のな
い場合でも供給部２３を作動し、所定量の空気を常時導
入するように指示を行い、供給部２３に窯３６内の高温
の燃焼ガス４８が逆流しないようにする。

【００３９】以上のように、本実施例においては、供給
部２３の高温の燃焼ガス４８による破損の防止や各部の
急激な温度上昇を防止して安全性を確保することができ
る。（実施例４）図２は本発明の実施例４の燃焼装置を示す
断面図である。図２において、１１はバーナ、２３は供
給部、２４は連通管、２５は空気可変装置、２９は希釈
空気通路、３５は制御部、３６は窯、４２は排気煙突、
４４は火炎、４８は燃焼ガス、４９は送風管、５０は排
気出口、５１は希釈空気流で、実施例１と異なるところ
は、供給部２３が、希釈する空気の一部を送風管４９を
介して排気煙突４２に供給することにより、外部に排出
する燃焼ガス４８を空気で冷却することになり、排気煙
突４２の排気出口５０での燃焼ガス温度を低下させてる
点である。

【００４０】以上のように構成された燃焼装置につい
て、以下その動作、作用について説明する。窯３６の立
ち上げの後に窯３６の温度が上昇すると、制御部３５が
供給部２３を作動し、空気可変装置２５のダンパあるい
はカム等を可変して連通管２４から希釈空気通路２９に
流入していた希釈する空気の一部を送風管４９を介して
排気煙突４２に供給することにより、外部に排出する燃
焼ガス４８を希釈空気流５１で希釈し、冷却することに
なり、排気煙突４２の排出出口５０での燃焼ガス４８温
度を既存の暖房機や給湯機の排気温度並に低下させる。

【００４１】以上のように、本実施例においては、焼成
時に窯３６から排出される高温の燃焼ガス４８を既存の
暖房機や給湯機の排気温度並に低下させるので、家屋等
の火災や作業中の火傷を防止して安全を確保できる。

【００４２】（実施例５）図３は本発明の実施例５の焼
成炉を示す断面図である。図３において、１１はバー
ナ、１７は空気室、２３は供給部、２４は連通管、２５
は空気可変装置、２６は空気供給筒、２８は燃焼筒、２
９は希釈空気通路、３０は開口、３１はコーン、３５は
制御部、４８は燃焼ガス、５２は遮蔽部、５３は供給
孔、５４は希釈空気流で、実施例１と異なるところは、
供給部２３の下流側の希釈空気通路２９の先端の部分の
開口３０とコーン３１にわたる遮蔽部５２を設け、その
遮蔽部５２に複数個の供給孔５３を設けた点である。

【００４３】以上のように構成された焼成炉について、
以下その動作、作用について説明する。

【００４４】制御部３５が供給部２３の空気可変装置２
５を作動し、空気室１７から連通管２４を介して、空気
供給筒２６に燃焼用空気の一部を希釈する空気として供
給し、燃焼筒２８の先端のコーン３１の周囲の複数個の
供給孔５３から複数本の希釈空気流５４として噴出す
る。

【００４５】以上のように、本実施例においては、バー
ナ１１からの燃焼ガス４８を複数個の希釈空気流５４で
分散しながら希釈し、冷却された燃焼ガス４８を均一な
温度分布に形成することができる。

【００４６】（実施例６）図４は本発明の実施例６の燃
焼装置を示す断面図である。図４において、１１はバー
ナ、２３は供給部、２６は空気供給筒、２７は炎口、２
８は燃焼筒、２９は希釈空気通路、３５は制御部、３６
は窯、３７は側壁、４３は温度検知部、５５はバーナ用
送風部、５６は希釈空気供給用送風部、５７は送風管
で、実施例１と異なるところは、供給部２３はバーナ用
送風部５５と独立した形で希釈空気供給用送風部５６を
設ける点である。

【００４７】またバーナ用送風部５５は、送風室１８に
設けられた羽根車２２をモータ２１で回転させるように
構成されている。希釈空気供給用送風部５６は、専用の
送風機を送風管５７に連通させ、制御部３５によりその
コントロールを行う。

【００４８】以上のように構成された燃焼装置につい
て、以下その動作、作用について説明する。

【００４９】制御部３５が、窯３６の立ち上げ時に希釈
空気供給用送風部５６を作動し、送風管５７を介して、
空気供給筒２６に希釈する空気を供給する。

【００５０】また制御部３５は、窯３６の側壁３７に設
けた温度検知部４３の値をモニターしながら、バーナ用
送風部５５と希釈空気供給用送風部５６の空気量を調節
して窯３６内を適正な温度に設定する。

【００５１】以上のように、本実施例においては、バー
ナの燃焼を維持するための空気量のコントロールとは異
なり、独立した送風機により自在の空気量を希釈する空
気として供給するので、燃焼ガスを適当な温度に容易に
設定できる。またバーナ用送風部５５をバーナ１１の燃
焼状態を保つためだけに使用するので、安定した燃焼状
態を維持することが容易にできる。

【００５２】

【発明の効果】以上のように請求項１〜６に記載の発明
によれば、焼成炉の焼成の立ち上げ時に、燃焼ガスを新
たな空気の供給により希釈し、冷却して、燃焼ガスの温
度を低下させ、窯の昇温速度を遅くすることにより、温
度調節のための複雑なバーナのコントロールを簡単に
し、使い勝手を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１〜３における燃焼装置の断面
図

【図２】本発明の実施例４における燃焼装置の断面図

【図３】本発明の実施例５における燃焼装置の断面図

【図４】本発明の実施例６における燃焼装置の断面図

【図５】従来の燃焼装置の断面図

【符号の説明】

１１バーナ２３供給部３５制御部３６窯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２３Ｎ 3/02 Ｆ２３Ｎ 3/02 Ｆ２７Ｂ 17/00 Ｆ２７Ｂ 17/00 Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陶磁器を焼成する窯と、前記窯を加熱す
るバーナと、前記バーナの燃焼ガスを希釈する空気を供
給する供給部と、前記供給部をコントロールする制御部
を備えてなる焼成炉。
【請求項２】制御部は、焼成停止後に供給部を作動さ
せる請求項１に記載の焼成炉。
【請求項３】制御部は、焼成中に供給部を常時作動さ
せる請求項１または２に記載の焼成炉。
【請求項４】供給部は、希釈する空気の一部を排気煙
突に導入してなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の
焼成炉。
【請求項５】供給部は、バーナ先端の周囲に複数個の
供給孔を構成してなる請求項１〜４のいずれか１項に記
載の焼成炉。
【請求項６】供給部は、バーナ用送風部と独立した希
釈空気供給用送風部を設けてなる請求項１〜５のいずれ
か１項に記載の焼成炉。