JP2014074521A - 連続焼成炉 - Google Patents

Abstract

【課題】排気ボックス２１に付着している有機物を除去する作業を容易に行うことが可能となる連続焼成炉を提供する。
【解決手段】被処理物を収容して熱処理するマッフル１０と、排気ユニット２０とを備えている。排気ユニット２０は、マッフル１０内に配置され被処理物から発生した有機物を取り入れる排気ボックス２１、及び、この排気ボックス２１内の有機物を炉外へ導く排気管２２を有していると共に、マッフル１０と別体である。排気ボックス２１が通過可能な大きさでマッフル１０の壁２４に形成されている開口部２３を通して、排気ボックス２１を炉外へ取り出すための取り出し構造部７を備えている。取り出し構造部７は、排気ボックス２１を排気管２２と共に管内を通過させて炉外へ導き出すガイド管２５を有している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、被処理物をマッフル内で焼成する連続焼成炉に関する。

被処理物をマッフル内で焼成する連続焼成炉として、例えば特許文献１に記載のものがある。この連続焼成炉が備えているマッフル内で被処理物を熱処理すると、被処理物に含まれる有機物（バインダー、溶剤等）が熱分解され又は揮発し、マッフル内のガスと混合される。
被処理物から発生した有機物は、マッフル内のガスと共に炉外へと排気する必要があり、このために、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、エジェクター９０を作動させ、マッフル９１に固定されている排気ボックス９２から、有機物をガスと共に取り入れ、排気管９３を通じて外部へと排出している。なお、図５（Ａ）は、連続焼成炉の一部を側方から見た断面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＢ−Ｂ矢視の断面図である。

特開２００９−２３６４１２号公報

しかし、被処理物から発生した有機物の一部は、ガスと共に炉外へ排出される前に、排気ボックス９２に付着（固着）することがあり、有機物が多く付着すると排気ボックス９２において目詰まりが生じ、排気性能が低下してしまう。排気不足の環境で被処理物の焼成を行うと、不良品が発生しやすくなる。
さらに、従来の焼成炉として、排気ボックスから炉外へ排気する排気管が、炉の長手方向（被処理物の搬送方向）に沿って配設されているものがある。このような場合、排気管が炉外に近づくにつれ、相対的に低い温度に晒されることになるが、その寸法が長くなるに伴って温度低下も大きくなり、排気管内の温度の低下に従って有機物が凝集（液化、固化）し、排気管に詰まりが生じることがある。

前記のとおり排気ボックス９２に有機物が付着することから、定期的にメンテナンスを行い、これを除去する必要があり、その方法として、例えば、有機物が空気中において燃焼する温度以上（例えば６００℃以上）にマッフル９１内を高温として有機物を排出するバーンアウトによる方法がある。
しかし、この場合、作業に時間を要する他に、マッフル９１や排気ボックス９２等に異常な熱変形が発生してしまうおそれがある。

また、排気ボックス９２に付着した有機物を除去する別の方法として、例えば、被処理物の搬入口９４からブラシを挿入して清掃を行う方法も考えられる。しかし、図５（Ａ）に示すように、排気ボックス９２がマッフル９１の奥部に存在している場合、その作業は困難となり、また、作業効率が悪く再稼働に時間を要し生産性を低下させてしまう。

そこで、本発明は、排気ボックスに付着している有機物を除去する作業を容易に行うことが可能となる連続焼成炉を提供することを目的とする。

（１）本発明の連続焼成炉は、被処理物を収容して熱処理するマッフルと、前記マッフル内に少なくとも一部が配置され前記被処理物から発生した有機物を取り入れる排気ボックス、及び、この排気ボックス内の有機物を炉外へ導く排気管を有していると共に、前記マッフルと別体である排気ユニットと、前記排気ボックスが通過可能な大きさで前記マッフルの壁に形成されている開口部を通して、当該排気ボックスを炉外へ取り出すための取り出し構造部とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、マッフルの壁に形成されている開口部を通して排気ボックスを炉外へ取り出すことで、排気ボックスに付着している有機物を除去する作業を容易に行うことが可能となる。

（２）また、前記取り出し構造部は、前記開口部が形成されている前記壁に設けられ前記排気ボックスを前記排気管と共に管内を通過させて炉外へ導き出すガイド管と、前記排気ボックスと一体である前記排気管を前記ガイド管に対して着脱可能とするフランジとを有しているのが好ましい。
この場合、フランジにおいて排気管をガイド管から外すことにより、排気ボックスを排気管と共にガイド管内を通過させて炉外へ導き出すことが可能となる。そして、有機物の除去を終えた排気ボックス及び排気管を、ガイド管内を通過させて元の所定位置へ戻すことができる。

（３）また、マッフルの開口部が形成されている壁に前記のようなガイド管が設けられると、このガイド管の内面とその内側に存在する排気管との間に、マッフル内と繋がる空間が形成されることから、この空間によって、マッフル内の温度に影響を与えるおそれがある。
そこで、前記排気管には、前記ガイド管の内面との間に形成される空間を埋めるための断熱材が取り付けられているのが好ましい。
この場合、ガイド管の内面とその内側に存在する排気管との間の空間は、断熱材により埋められ、ガイド管が設置されることによってマッフル内の温度に与える影響を軽減することが可能となる。

（４）また、前記（２）又は（３）に記載の連続焼成炉は、断熱機能を有していると共に前記マッフルの外周側を覆う外装壁を更に備え、前記外装壁の一部に前記ガイド管を貫通させる貫通孔が形成されており、前記ガイド管と前記貫通孔との間を塞ぐ断熱材が設けられているのが好ましい。
この場合、ガイド管が外装壁の一部を貫通することにより、排気ボックス及び排気管を、外装壁の外側へ取り出すことができる。また、ガイド管が外装壁の一部を貫通することにより、外装壁の貫通孔とガイド管との間に隙間が形成され、この隙間がマッフル内の温度に影響を与えるおそれがあるが、外装壁の貫通孔とガイド管との間を塞ぐ断熱材が設けられていることにより、この影響を軽減することが可能となる。

（５）また、前記（２）〜（４）のいずれか一つに記載の連続焼成炉では、ガイド管によって連続焼成炉の構造が複雑となり、また、ガイド管の各部における温度変化により、ガイド管に局部的な応力が発生し変形を伴うことが考えられる。特に、ガイド管が断面矩形であると、その長辺を有する側の管壁は変形しやすくなる。
そこで、前記ガイド管は断面矩形の管構造からなり、このガイド管のうち、少なくとも長辺を有する側の管壁に補強部材が設けられているのが好ましい。
このように、管壁に補強部材を設けることにより、温度変化による変形を防ぐことが可能となる。

本発明によれば、マッフルの壁に形成されている開口部を通して排気ボックスを炉外へ取り出すことで、排気ボックスに付着している有機物を除去する作業を容易に行うことが可能となる。

本発明の連続焼成炉の一部を側方から見た断面図である。 連続焼成炉の内の脱バイゾーンを側方から見た断面図である。 排気ユニットが設けられている部分をマッフルの長手方向から見た断面図である。 排気ユニットを炉外へ取り出した状態を示す断面図である。 （Ａ）は、連続焼成炉の一部を側方から見た断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ矢視の断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の連続焼成炉１の一部を側方から見た断面図である。この連続焼成炉１は、搬入口２から搬入された被処理物を、コンベア装置３によって搬送しながら、焼成等の熱処理を行うための装置である。
この連続焼成炉１では、搬入口２と、焼成の処理が実際に行われる焼成ゾーン４との間に、脱バインダーゾーン５（脱バイゾーン５ともいう）が設けられている。脱バインダーゾーン５では、排気ユニット２０によって、被処理物から発生する有機物（バインダー、溶剤等）が炉外へ排出される。なお、以下の説明では、直線状であるマッフル１０の長手方向に沿って前後の位置が定義され、搬入口２側（図１では左側）を前側とし、処理を終えた被処理物が取り出される図１では右側（図外の搬出口側）を後ろ側と定義する。

図２は、脱バイゾーン５を側方から見た断面図である。連続焼成炉１は、被処理物を内部に収容して熱処理するマッフル１０と、被処理物から発生した有機物を炉外へ排出するための排気ユニット２０とを備えている。さらに、連続焼成炉１は、マッフル１０の外周側を覆う外装壁３０を備えている。図３は、排気ユニット２０が設けられている部分をマッフル１０の長手方向から見た断面図である。

図２において、外装壁３０は、断熱材３１及びヒータ３２を備えている。このヒータ３２により、マッフル１０内の被処理物を加熱する。外装壁３０は、マッフル１０を上から覆う上壁部３３、下から覆う下壁部３４及び左右両側から覆う側壁部３５（図３参照）を備えており、これらは、断熱機能を有している。この外装壁３０によって囲まれる空間が加熱室となり、マッフル１０はこの加熱室を貫通している。

マッフル１０は、鋼製の筒体からなり、耐熱性を有している。このマッフル１０内には、コンベア装置３が有しているエンドレスの搬送ベルト６が設けられており、被処理物は、この搬送ベルト６に載ってマッフル１０内を移動する。

排気ユニット２０は、被処理物から発生した有機物を取り入れる排気ボックス２１と、この排気ボックス２１内の有機物を炉外へ導く排気管２２とを備えている。排気管２２の上部にはエジェクター１９が取り付けられており、このエジェクター１９が作動することで、マッフル１０内の有機物はマッフル１０内のガスと共に、排気ボックス２１へと取り入れられ、排気ボックス２１に取り入れられた有機物はガスと共に排気管２２を通じて炉外へ排出される。

本実施形態の排気ボックス２１は、立方体からなる。被処理物を熱処理する作業時では、排気ボックス２１の一部がマッフル１０内に配置され露出している。排気ボックス２１の下面には有機物及びガスを吸引するための孔（図示せず）が形成されている。この孔を通じて有機物等は排気ボックス２１内に取り入れられる（図２の矢印Ｇ参照）。
排気ボックス２１の上に二本の排気管２２が取り付けられており（図３参照）、排気ボックス２１と排気管２２とは一体ものとして構成されている。

そして、これら排気ボックス２１及び排気管２２を備えている排気ユニット２０は、マッフル１０と別体として構成されており、この排気ユニット２０を、マッフル１０からその上方向へ取り外すことができる（図４参照）。

この取り外しのために、図２に示すように、マッフル１０の壁（上壁）２４には、排気ボックス２１が通過可能な大きさの開口部２３が形成されている。そして、この開口部２３を通して排気ボックス２１を炉外へ容易に取り出すための取り出し構造部７が、連続焼成炉１に設けられている。なお、本実施形態では、排気ボックス２１は排気管２２と共に、マッフル１０の上から炉外へと取り出される。
そして、取り外した排気ユニット２０の清掃等のメンテナンスを行うことができ、清掃を終えた排気ユニット２０を、連続焼成炉１の上から元の位置へ戻すことができる。

以下、取り出し構造部７の具体的な構成について説明する。取り出し構造部７は、ガイド管２５と、このガイド管２５に取り付けられているフランジ２６とを備えている。
ガイド管２５は、マッフル１０の開口部２３が形成されている壁（上壁）２４に取り付けられており、この壁２４から上方へ延びている直線状の管体からなる。なお、後にも説明するが、このガイド管２５は断面が矩形となる管構造を有している。
なお、本実施形態では、ガイド管２５は、マッフル１０の壁（上壁）２４を上下に貫通しており、被処理物を熱処理する処理状態において、ガイド管２５は、排気ボックス２１を前後左右に覆う構成を有している。なお、ガイド管２５は、排気ボックス２１の下面については開口させている。

このガイド管２５は、排気ユニット２０のメンテナンスを行う際、排気ボックス２１を排気管２２と共に管内を通過させて炉外へ導き出すためのものである。特に、ガイド管２５は、外装壁３０の上壁部３３を貫通していることにより、排気ボックス２１及び排気管２２を、外装壁３０の外側へ取り出すことができる。

そして、フランジ（第一のフランジ）２６は、このガイド管２５の上端に取り付けられており、このフランジ２６によって、排気ボックス２１と一体である排気管２２を、ガイド管２５に対して着脱可能とする。つまり、排気管２２の上部に第二のフランジ２７が取り付けられており、この第二のフランジ２７を第一のフランジ２６に対してボルト２８によって固定することができる。この状態は、排気ボックス２１と一体である排気管２２を、ガイド管２５に対して装着した状態である。これに対して、ボルト２８を取り外すことにより、排気ボックス２１と一体である排気管２２を、ガイド管２５から取り外し可能となる。

なお、ガイド管２５の内周輪郭形状は、排気ボックス２１を通過可能とする形状である。前記のとおり排気ボックス２１は直方体であることから、ガイド管２５の内周輪郭形状は、この排気ボックス２１を通過可能とさせるために矩形である。つまり、ガイド管２５は断面矩形の管構造からなる。

ここで、図２に示すように、マッフル１０の開口部２３が形成されている壁２４に、ガイド管２５が設けられていることから、このガイド管２５の内面とその内側に存在する排気管２２との間に空間が形成される。この空間はマッフル１０内と繋がっていることから、ガイド管２５内のこの空間によって、マッフル１０内の温度に影響を与えるおそれがある。
そこで、本実施形態では、排気管２２には、ガイド管２５の内面との間の空間を埋めるための断熱材１４が取り付けられている。このため、ガイド管２５の内面とその内側に存在する排気管２２との間の空間は、この断熱材１４により埋められる。この結果、マッフル１０内の温度に与える影響を軽減することが可能となる。

さらに、マッフル１０は温度変化によりその長手方向に伸縮する。マッフル１０が伸縮すると、これに伴って、ガイド管２５はマッフル１０の一部と共にマッフル１０の長手方向に僅かに移動することとなる。これに対して、外装壁３０（上壁部３３）は、ほとんど熱伸縮が発生しない。
そこで、この外装壁３０の上壁部３３には、ガイド管２５を貫通させる貫通孔２９が形成されており、しかも、この貫通孔２９は、マッフル１０の熱伸縮に伴うガイド管２５の移動を許容すべく、ガイド管２５よりも十分に大きな孔である。

このように、ガイド管２５が外装壁３０の上壁部３３を貫通することにより、外装壁３０の貫通孔２９とガイド管２５との間に隙間が形成される。この隙間は外装壁３０内に形成されている前記加熱室と繋がっている。このため、前記隙間における断熱性が損なわれると、加熱室の温度及びマッフル１０内の温度に影響を与えるおそれがある。
そこで、本実施形態では、ガイド管２５と貫通孔２９との間を塞ぐ断熱材１５が設けられている。

本実施形態では、ガイド管２５の周りを取り囲むようにしてかつ上壁部３３の上に載った状態として、断熱材１５が設けられている。このように、上壁部３３の貫通孔２９とガイド管２５との間を塞ぐ断熱材１５が設けられていることにより、外装壁３０の貫通孔２９とガイド管２５との間に隙間による、加熱室の温度及びマッフル１０内の温度への影響を軽減することが可能となる。

また、前記のとおり、ガイド管２５は断面矩形の管構造からなり、しかも、図３及び図４に示すように、ガイド管２５は、マッフル１０の幅方向（左右方向）寸法と同等の幅寸法を有している。このため、ガイド管２５の前管壁２５ａ及び後管壁２５ｂ（図２参照）は、その厚さに比べて面積が広い平板からなり、変形しやすい構造となる。
また、このガイド管２５は、マッフル１０の壁（上壁）２４に溶接等によって固定されていることから、ガイド管２５が設けられている部分は、マッフル１０の他の直線部分と比べて構造が複雑となっている。
このため、ガイド管２５の各部における温度変化により局部的な応力が発生し変形を伴うことが考えられる。特に、ガイド管２５を上から見た場合に長辺を有する側となる前管壁２５ａ及び後管壁２５ｂに局部的な応力が発生し変形を伴うことが考えられる。

そこで、このガイド管２５のうち、少なくとも、この長辺を有する側の管壁、つまり、前管壁２５ａ及び後管壁２５ｂに、補強部材３７が設けられている（図２参照）。本実施形態では、補強部材３７は角パイプからなり、この角パイプが前管壁２５ａ及び後管壁２５ｂに溶接により固定されている。このように、管壁２５ａ，２５ｂに補強部材３７を設けることにより、温度変化による変形を防ぐことが可能となる。

また、排気管２２に取り付けられている前記断熱材１４は、例えばセラミックファイバーからなり、この断熱材１４の全体形状を維持するために、断熱材１４は膜板１６（図２参照）によって覆われている。この膜板１６も、前記前管壁２５ａ及び後管壁２５ｂと同様に、その厚さに比べて面積の広い平板からなり、熱の影響を受けて変形しやすい。そこで、この膜板１６に対しても補強部材３８が設けられている。この補強部材３８は、前側の膜板１６と後ろ側の膜板１６とを連結する棒部材である（図２参照）。

以上、本実施形態の連続焼成炉１によれば、マッフル１０内において被処理物を熱処理すると、各被処理物から有機物が発生し、この有機物はマッフル１０内のガスと混合される。排気ユニット２０によれば、マッフル１０内のガスと共にこの有機物を炉外へ排気することが可能となるが、有機物の一部は、炉外へ排出されずに、排気ボックス２１及び排気管２２に付着することがある。
多くの被処理物の熱処理を長期間にわたって行うと、排気ボックス２１等に付着する有機物により、目詰まりを起こし、排気性能を低下させる。

そこで、定期的に排気ボックス２１等に付着した有機物を除去するメンテナンスが必要となる。このために、本実施形態の連続焼成炉１によれば、取り出し構造部７及び排気ユニット２０のフランジ２７によって、排気管２２をガイド管２５から外すことにより、排気ボックス２１を排気管２２と共にガイド管２５内を通過させて抜き出し、炉外へ取り出すことが可能となる。つまり、排気ボックス２１を、マッフル１０の壁２４に形成されている開口部２３を通して、炉外へ取り出すことができる。これにより、排気ボックス２１及び排気管２２に付着している有機物を除去する作業を容易に行うことが可能となる。

そして、このような除去作業を終えると、有機物の除去を終えた排気ボックス２１及び排気管２２を有する排気ユニット２０を、ガイド管２５へと、その上から挿し入れ、このガイド管２５を通過させて元の所定位置へ戻すことができる。そして、フランジ２７，２８によって、排気管２２とガイド管２５とを固定する。これにより、メンテナンスが終了する。

また、本発明の連続焼成炉は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。例えば、マッフル１０の形状は図示した以外の形状であってもよい。そして、排気ボックス２１の形状も図示した以外の形状であってもよい。また、ガイド管２５は矩形以外の形状であってもよい。

１：連続焼成炉 ７：取り出し構造部 １０：マッフル １４：断熱材 １５：断熱材 ２０：排気ユニット ２１：排気ボックス ２２：排気管 ２３：開口部 ２４：壁 ２５：ガイド管 ２６：フランジ ２７：フランジ ２９：貫通孔 ３０：外装壁 ３７：補強部材

Claims (5)

1. 被処理物を収容して熱処理するマッフルと、
   前記マッフル内に少なくとも一部が配置され前記被処理物から発生した有機物を取り入れる排気ボックス、及び、この排気ボックス内の有機物を炉外へ導く排気管を有していると共に、前記マッフルと別体である排気ユニットと、
   前記排気ボックスが通過可能な大きさで前記マッフルの壁に形成されている開口部を通して、当該排気ボックスを炉外へ取り出すための取り出し構造部と、
   を備えていることを特徴とする連続焼成炉。
2. 前記取り出し構造部は、前記開口部が形成されている前記壁に設けられ前記排気ボックスを前記排気管と共に管内を通過させて炉外へ導き出すガイド管と、前記排気ボックスと一体である前記排気管を前記ガイド管に対して着脱可能とするフランジと、を有している請求項１に記載の連続焼成炉。
3. 前記排気管には、前記ガイド管の内面との間に形成される空間を埋めるための断熱材が取り付けられている請求項２に記載の連続焼成炉。
4. 断熱機能を有していると共に前記マッフルの外周側を覆う外装壁を更に備え、
   前記外装壁の一部に前記ガイド管を貫通させる貫通孔が形成されており、
   前記ガイド管と前記貫通孔との間を塞ぐ断熱材が設けられている請求項２又は３に記載の連続焼成炉。
5. 前記ガイド管は断面矩形の管構造からなり、
   このガイド管のうち、少なくとも長辺を有する側の管壁に補強部材が設けられている請求項２〜４のいずれか一項に記載の連続焼成炉。

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