JP2010127591A - 焼成用棚組 - Google Patents

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Abstract

【課題】上部が固定された支柱の該固定部長手方向に発生する曲げ応力に起因する支柱の反りや破損の問題を解消可能な焼成用棚組を提供する。
【解決手段】焼成用棚組において、縦長の台車３上に、幅方向に2列以上、長手方向に３列以上の配列構造をもって立設された複数の棚板支持用支柱と、該支柱間を連結するタイビーム４を有する焼成用棚組であって、該長手方向配列の隣接列位置に立設された各支柱間を、幅方向に斜行させたタイビーム４のみにより連結した熱応力緩和構造を備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は焼成用棚組に関するものである。
セラミックを焼成する棚組に関し、焼成台車上に支柱を設け、該支柱には棚板を取り付けるための複数の突辺を設け、該突辺に棚板を取り付けた構造の棚組が知られている（例えば、特許文献１）。従来、焼成台車上で垂直方向に延びる該支柱を安定させるためには、特許文献１に記載のように支柱用差し込み穴を有する上板に支柱の上部を差し込んで支柱を固定する方法や、図１に記載のように台車３に支えられた支柱２の最上部をタイビーム４で固定する方法が採用されてきた。
しかし、これらの従来方法では、支柱の下部が、足部材により台車のカートップに不動的に固定されているため、焼成処理に伴い棚構成部材に熱膨張が生じた際、特に、長手方向の端部付近に位置する支柱の上端に大きな荷重が加わって曲げ応力が発生し、当該応力によって支柱に大きな歪みが発生し、支柱の反りや破損が生じる問題があった。従来、これらの応力を緩和するための機構として、ボルトを通す穴の直径をボルトより大きめに設計して熱膨張の吸収代を設けることが行われていたが、ボルトを通す穴の直径をボルトより大きめに設計した場合、棚組の振動等の新たな不具合が生じてしまい好ましくない問題があった。
特開平１１−２５７８７６号公報
本発明の目的は前記問題を解決し、上部が固定された支柱の該固定部長手方向に発生する曲げ応力に起因する支柱の反りや破損の問題を解消可能な焼成用棚組を提供することである。
上記課題を解決するためになされた本発明の焼成用棚組は、縦長の台車上に、幅方向に2列以上、長手方向に３列以上の配列構造をもって立設された複数の棚板支持用支柱と、該支柱の上端間を連結するタイビームを有する焼成用棚組であって、該長手方向配列の隣接列位置に立設された各支柱間を、幅方向に斜行させたタイビームのみにより連結した熱応力緩和構造を備えたことを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項1記載の焼成用棚組において、熱応力緩和構造を、棚組全体に組み込んだことを特徴とするものである。
請求項３記載の発明は、請求項1記載の焼成用棚組において、熱応力緩和構造を、棚組の一部に組み込んだことを特徴とするものである。
請求項４の発明は、請求項1記載の焼成用棚組において、熱応力緩和構造を、棚組の長手方向の中央部に組み込んだことを特徴とするものである。
請求項５の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の焼成用棚組において、熱応力緩和構造を構成するタイビームが、X字状に交差するタイビームであることを特徴とするものである。
本発明に係る焼成用棚組は、支柱間を幅方向に斜行させたタイビームのみにより連結した熱応力緩和構造を備えることにより、棚組の長手方向に発生する応力を幅方向に分散緩和し、長手方向の応力荷重に起因する支柱の反りや破損の問題を解消可能としている。また従来、ボルトを通す穴の直径をボルトより大きめに設計して熱膨張の吸収代を設けて応力緩和機構とした場合には、当該吸収代により、棚組の振動等の新たな不具合が生じていたが、本発明の応力緩和機構によれば、振動等の問題が生じることはない。
長手方向の応力荷重を最も効果的に、幅方向に分散させるためには、熱応力緩和構造を棚組全体に組み込むことが好ましい。一方、熱応力緩和構造を棚組の一部に組み込んだ構造とすることにより、従来より使用されてきた棚組構造をなるべくそのまま利用しつつ、本発明の効果を得ることができる。熱応力緩和構造を棚組の一部に組み込む場合には、熱応力緩和構造を棚組の長手方向の中央部に組み込むことにより、より効果的に長手方向の応力荷重を幅方向に分散させる効果が得られる。また、熱応力緩和構造を構成するタイビームは、X字状に交差するタイビームであることが好ましい。
図２には、本発明の焼成用棚組の構造説明図を示している。本発明の焼成用棚組は、棚板１支持用の支柱２が、縦長の台車３上に幅方向に2列以上、長手方向に３列以上の配列構造をもって立設されており、各支柱２は、少なくとも２本のタイビーム４により他の支柱と連結されており、更に、熱応力緩和構造５を少なくとも一か所に組み込んだ構造を有している。本発明で熱応力緩和構造５とは、長手方向配列の隣接列位置に立設された各支柱間を、幅方向に斜行させたタイビーム４のみにより連結した構造をいう。長手方向の応力荷重を幅方向に分散させるためには、タイビーム４を斜行させる角度を、長手方向に対し１０〜８０度の範囲とすることができる。長手方向の応力荷重を効果的に幅方向に分散させるためには、３０〜６０度の範囲にすることが好ましく、特に４５度とすることが最も好ましい。
棚板１、支柱２、タイビーム４は、炭化ケイ素等の耐火性材料で構成されている。耐火性材料は特に限定されるものではないが、焼成用棚組の耐火性材料としての観点から、見掛気孔率：０．１〜２０%、かさ比重：２．５〜３．５、ヤング率：２００〜４００GPaの各物性を備えることが、より好ましい。支柱２下部は、台車３上に固定されており、支柱２上部は、少なくとも２本のタイビーム４により他の支柱２と連結されている。支柱２上部の連結構造は、図３に示すように、支柱２上部に形成された穴と、支柱２上部に被せて使用するキャップ６に形成された穴と、タイビーム４の連結部分に形成された穴とを重ね合わせ、当該重ねられた穴にキャップピン７を挿入して連結する構造を有している。このような、キャップピン差し込み構造とすることにより、より大きな応力緩和の効果が得られる。ただし、本発明はこのようなキャップピン差し込み構造に限定されるものではなく、キャップとピンが一体となった構造や、タイビームのみの構造でも、本発明の応力緩和の効果を得ることは可能である。
図４には、従来の焼成用棚組（比較例）および、本発明の焼成用棚組（実施例１〜８）の、支柱２連結モデル図を示している。比較例は、長手方向に隣接する支柱間を、幅方向に斜行させたタイビームのみにより連結した熱応力緩和構造５を含まない。実施例１〜３は、棚組の長手方向の中央部に熱応力緩和構造５に組み込んだものであり、実施例５〜８は、棚組全体に熱応力緩和構造５に組み込んだものである。
図４の支柱連結モデルに示した支柱連結構造を有する、焼成用棚組（比較例、実施例１〜８）を作成した。棚組の構造寸法は、５０００W×１０００D×２０００Hとした。下記の表１には、実施例１〜８の支柱上部に発生する長手方向曲げ応力（比較例の支柱上部に発生する長手方向曲げ応力を１００％とした）、及び、各棚組を焼成に用いた場合の折損割合（焼成温度：１３００℃、使用頻度：１００回/年）を示している。
Figure 2010127591
表１に示すように、本発明(実施例１〜８)によれば、従来技術（比較例）に比べて応力緩和の効果が得られ、支柱の反りや破損の問題を解消することができる。
従来の焼成用棚組の構造説明図である。 本発明の焼成用棚組の構造説明図である。 本発明の焼成用棚組の長手方向側面図である。 支柱間をタイビームで連結する方法のモデル図
符号の説明
１ 棚板
２ 支柱
３ 台車
４ タイビーム
５ 熱応力緩和構造
６ 支柱上部キャップ
７ キャップピン

Claims (5)

  1. 縦長の台車上に、幅方向に2列以上、長手方向に３列以上の配列構造をもって立設された複数の棚板支持用支柱と、
    該支柱の上端間を連結するタイビームを有する焼成用棚組であって、
    該長手方向配列の隣接列位置に立設された各支柱間を、幅方向に斜行させたタイビームのみにより連結した熱応力緩和構造を備えたことを特徴とする焼成用棚組。
  2. 熱応力緩和構造を、棚組全体に組み込んだことを特徴とする請求項1記載の焼成用棚組。
  3. 熱応力緩和構造を、棚組の一部に組み込んだことを特徴とする請求項1記載の焼成用棚組。
  4. 熱応力緩和構造を、棚組の長手方向の中央部に組み込んだことを特徴とする請求項４記載の焼成用棚組。
  5. 熱応力緩和構造を構成するタイビームが、X字状に交差するタイビームであることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の焼成用棚組。
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