JP2016199431A - 焼成炉 - Google Patents

Abstract

【課題】炉扉の断熱材の変形、破壊を抑制し、少ない部品点数で炉室の密閉度を向上させた焼成炉を提供する。
【解決手段】第１断熱材により囲まれた炉室を有する炉本体と、炉本体に開閉可能に取り付けられ、炉室の開口を塞ぐ炉扉とを備え、炉扉は、扉本体と、炉室と対向する第２断熱材と、第２断熱材を保持する保持部材とを有し、第２断熱材は、炉扉が閉められた状態において、炉室と対向する背面の周縁部が第１断熱材と接触し、保持部材は、第２断熱材の前面の周縁部に接触し、かつ、第２断熱材を炉室に向けて付勢する板バネを有する焼成炉。
【選択図】なし

Description

本発明は、焼成炉に係り、更に詳しくは、炉本体に開閉可能に取り付けられる炉扉を備える焼成炉の改良に関する。

焼成炉は、粘土等の成形体を高温で焼成するための炉であり、陶芸品、工業品等の製作に使用される。例えば、焼成炉は、断熱材により囲まれた炉室を有する炉本体と、炉本体に開閉可能に取り付けられ、炉室の開口を塞ぐ炉扉とを備える。炉扉は、扉本体と、炉室と対向する断熱材と、断熱材を保持する保持部材とにより構成される。小型の卓上炉の場合、炉扉は、炉本体の前面に配置され、扉本体の左右のいずれか一方にヒンジが設けられる。

炉扉の断熱材は、炉扉が閉められた状態において、炉室と対向する背面の周縁部が炉本体の断熱材と接触する。断熱材の収縮、歪み、損傷等の影響により、炉扉の断熱材と炉本体の断熱材との間に隙間が生じれば、炉室内の熱が炉外へ漏れ出てしまう。そこで、炉扉の断熱材を炉室側へ付勢する付勢手段を備え、炉扉の断熱材を炉本体の断熱材に押し当てることにより、熱の漏出を抑制させる焼成炉が提案されている（例えば、特許文献１及び２）。

特許文献１に記載の陶芸用炉の扉装置では、圧縮ばね２４を巻き付けたねじ部材２１２が保持プレート２３の下孔を貫通して、内枠２１の外周フランジ２１１に螺着する。内枠２１は、３層の断熱材２５１〜２５３を取り囲む。断熱材２５１〜２５３は、圧縮ばね２４の作用により、保持プレート２３を介して裏側へ付勢される。

特許文献２に記載の焼成炉では、開閉扉２９の金属製内壁２１Ａを湾曲形状に加工することより、断熱材壁２３が焼成室７側へ付勢される。金属製内壁２１Ａは、断熱材壁２３の前面の中央部に接触し、断熱材壁２３を焼成室７側へ付勢する。

特開２００１−３１６１６６号公報 特開２００６−４６７７８号公報

前記特許文献１に記載の扉装置では、圧縮ばね２４が保持プレート２３及び内枠２１とは別個の部材であることから、部品点数が増大し、取付工数が増加するなど炉扉の製造が複雑化する懸念がある。また、前記特許文献２に記載の焼成炉では、温度が高い断熱材壁２３の中央部に金属製内壁２１Ａを接触させることから、金属製内壁２１Ａの外側を覆うカバー１１Ａに金属性内壁２１Ａを介して熱が移動し、熱効率が低下する虞がある。また、特許文献２に記載の焼成炉では、前面の中央部が押圧されることから、断熱材壁２３が変形し、或いは、断熱材壁２３が破損する虞もある。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、部品点数が増大するのを抑制しつつ、炉室の密閉度を向上させた焼成炉を提供することを目的とする。また、炉扉の断熱材が変形し、或いは、破損するのを抑制しつつ、炉室の密閉度を向上させることができる焼成炉を提供することを目的とする。

本発明による焼成炉は、第１断熱材により囲まれた炉室を有する炉本体と、前記炉本体に開閉可能に取り付けられ、前記炉室の開口を塞ぐ炉扉とを備える。前記炉扉は、扉本体と、前記炉室と対向する第２断熱材と、前記第２断熱材を保持する保持部材とを有する。前記第２断熱材は、前記炉扉が閉められた状態において、前記炉室と対向する背面の周縁部が前記第１断熱材と接触する。前記保持部材は、前記第２断熱材の前面の周縁部に接触し、かつ、前記第２断熱材を前記炉室に向けて付勢する板バネを有する。

炉扉の第２断熱材は、炉扉が閉められた状態において、炉室の開口を塞ぐとともに、炉室開口の周縁部において炉本体の第１断熱材に接触する。また、第２断熱材は、保持部材の板バネにより炉室側へ付勢される。この板バネの作用により、第２断熱材が第１断熱材に押し当てられ、炉室の密閉度を高めることができる。また、保持部材が板バネを有するため、第２断熱材を付勢するための付勢手段が保持部材とは別個の部材である場合に比べ、部品点数が削減され、製造を容易化することができる。

また、前記焼成炉では、板バネが第２断熱材の周縁部に接触するため、温度が高い中央部に付勢部材を接触させなくても良く、第２断熱材から扉本体への熱の漏れが小さい。また、炉扉の第２断熱材は、背面の周縁部が炉本体の第１断熱材に接触する。一方、保持部材の板バネは、第２断熱材の前面の周縁部に接触する。このため、前記焼成炉では、第１断熱材と接触する周縁部を押圧することになり、付勢部材を第２断熱材の中央部に接触させる場合に比べ、第２断熱材が変形し、或いは、破損するのを抑制することができる。

本発明による焼成炉では、部品点数が増大するのを抑制しつつ、炉室の密閉度を向上させることができる。また、本発明による焼成炉では、炉扉の断熱材が変形し、或いは、破損するのを抑制しつつ、炉室の密閉度を向上させることができる。

図１は、実施の形態による焼成炉１の外観図である。 図２は、焼成炉１をＡ−Ａ切断線により切断した場合の切断面を示す断面図である。 図３は、炉扉２の背面を示す外観図である。 図４は、炉扉２をＢ−Ｂ切断線により切断した場合の切断面を示す断面図である。 図５は、炉扉２を展開して示す斜視図である。 図６は、保持プレート２２の外観図である。 図７は、保持プレート２２をＣ−Ｃ切断線により切断した場合の切断面を示す断面図である。

＜焼成炉１＞
図１は、本発明の実施の形態による焼成炉１の一構成例を示した外観図であり、横蓋式の焼成炉１の正面が示されている。図２は、図１の焼成炉１をＡ−Ａ切断線により切断した場合の切断面を示した断面図である。図２には、矢印の方向から切断面を見た場合が示されている。

この焼成炉１は、小型の卓上用電気炉であり、断熱材１２により囲まれた炉室１１を有する炉本体１０と、炉本体１０に開閉可能に取り付けられ、炉室１１の開口を塞ぐ炉扉２とにより構成される。

断熱材１２は、炉本体１０内に配置される第１断熱材である。例えば、断熱材１２には、セラミックファイバーにより形成された板状の断熱ボードが用いられる。また、断熱材１２は、３枚の断熱ボードが積み重ねられた積層体により構成される。

炉室１１は、焼成対象物を収容するための焼成室である。この炉室１１は、前面に開口部１１１を有し、概ね直方体形状である。断熱材１２は、炉室１１の上面、下面、左側面、右側面及び背面に配置されている。炉本体１０の前面には、電源スイッチ等が配置された操作パネル６が設けられている。

炉扉２は、扉本体２０と、炉室１１と対向する断熱材２１と、断熱材２１を保持する保持プレート２２及び２３とにより構成され、炉本体１０の前部に配置される前扉である。この炉扉２は、扉本体２０の左端部に設けられたヒンジ５を介して炉本体１０に取り付けられている。

また、炉扉２は、扉本体２０の右端部に設けられたロック部４により、閉じられた状態で炉本体１０に固定される。扉本体２０は、断熱材２１、保持プレート２２及び２３を収容する箱状の外枠である。扉本体２０の前面の右端部には、開閉用のハンドル部３が設けられている。

断熱材２１は、扉本体２０内に配置される第２断熱材である。例えば、断熱材２１には、断熱材１２と同様の断熱ボードが用いられる。また、断熱材２１は、３枚の断熱ボードが積み重ねられた積層体により構成される。炉扉２の断熱ボードは、矩形状である。

保持プレート２２及び２３は、扉本体２０にそれぞれ取り付けられる分割保持部材であり、断熱材２１の異なる端面にそれぞれ位置する。保持プレート２２は、断熱材２１の左右の一辺を保持し、断熱材２１の左端面及び右端面にそれぞれ配置される。一方、保持プレート２３は、断熱材２１の上下の一辺を保持し、断熱材２１の上端面及び下端面にそれぞれ配置される。断熱材２１は、炉扉２が閉められた状態において、炉室１１と対向する背面２１２の周縁部が断熱材１２と接触する。

＜炉扉２＞
図３は、炉扉２の背面を示した外観図である。図４は、図３の炉扉２をＢ−Ｂ切断線により切断した場合の切断面を示す断面図である。図４には、矢印の方向から切断面を見た場合が示されている。図５は、図３の炉扉２を展開して示した斜視図である。

扉本体２０は、断熱材２１の前面２１１と対向する前板２００と、鉛直面内において断熱材２１を取り囲む側枠部２０１、上枠部２０２及び下枠部２０３とにより構成される。前板２００、側枠部２０１、上枠部２０２及び下枠部２０３は、金属板の曲げ加工又はプレス加工により一体的に形成される。

側枠部２０１は、断熱材２１の左端面又は右端面と対向する周縁部であり、上下方向に延びている。上枠部２０２は、断熱材２１の上端面と対向する周縁部であり、左右方向に延びている。下枠部２０３は、断熱材２１の下端面と対向する周縁部であり、左右方向に延びている。

保持プレート２２は、ねじ等の締結部品２４を用いて扉本体２０の側枠部２０１に取り付けられる。右側に配置される保持プレート２２は、右側の側枠部２０１に取り付けられる。一方、左側に配置される保持プレート２２は、左側の側枠部２０１に取り付けられる。つまり、右側の保持プレート２２と左側の保持プレート２２とは、左右方向から断熱材２１を挟んで対向配置される。

上側に配置される保持プレート２３は、扉本体２０の上枠部２０２と断熱材２１の上端面との間に配置される。一方、下側に配置される保持プレート２３は、扉本体２０の下枠部２０３と断熱材２１の下端面との間に配置される。つまり、上側の保持プレート２３と下側の保持プレート２３とは、上下方向から断熱材２１を挟んで対向配置される。

保持プレート２２及び２３により、断熱材２１を取り囲む内枠が構成される。断熱材２１の背面２１２には、周縁部の厚さを薄くすることにより、１段の段差が設けられている。この段差は、断熱材２１の端面に沿って延び、炉室１１の開口部１１１を取り囲む。

＜保持プレート２２＞
図６は、図５の保持プレート２２の一構成例を示した外観図である。図７は、図６の保持プレート２２をＣ−Ｃ切断線により切断した場合の切断面を示した断面図である。図７には、矢印の方向から切断面を見た場合が示されている。

保持プレート２２は、側板２２１、板バネ２２２、支持部２２３及び取付部２２５により構成される。側板２２１は、断熱材２１の端面に対向し、上下方向に延びる平板である。

板バネ２２２は、断熱材２１の前面２１１の周縁部に接触し、断熱材２１を炉室１１に向けて付勢する付勢部材である。この板バネ２２２は、側板２２１の前端から断熱材２１よりも扉本体２０側に延び、断熱材２１の前面２１１の周縁部に接触する。また、板バネ２２２は、支持部２２３よりも断熱材２１の中央側において、断熱材２１に接触する。

断熱材２１に対する板バネ２２２の接触位置は、前後方向から見れば、炉扉２の断熱材２１と炉本体１０の断熱材１２との接触領域と重複する位置に形成される。すなわち、板バネ２２２は、断熱材１２と接触する断熱材２１の背面２１２上の位置に対応する断熱材２１の前面２１１上の位置に接触する。

支持部２２３は、断熱材２１を板バネ２２２とともに挟み込むための爪部材であり、側板２２１の後端から断熱材２１よりも炉室１１側に延び、断熱材２１の背面２１２の周縁部に接触する。側板２２１、板バネ２２２及び支持部２２３は、金属板の曲げ加工又はプレス加工により一体的に形成される。

取付部２２５は、側板２２１を扉本体２０の側枠部２０１に固定するための板部材であり、側板２２１に取り付けられている。この取付部２２５は、側板２２１の後端から、支持部２２３とは反対側に延びる形状であり、締結部品２４を貫通させる貫通孔２２６が設けられている。

この保持プレート２２には、板バネ２２２の先端から断熱材２１の端面に向かう方向に延びるスリット２２４が設けられる。このスリット２２４は、断熱材２１の端面に垂直な方向、すなわち、左右方向に延びる切り欠きである。保持プレート２２には、４つのスリット２２４が、上下方向に一定の間隔を空けて形成されている。なお、スリット２２４は、断熱材２１の端面に対して傾斜していても良い。

保持プレート２２の支持部２２３は、前述した断熱材２１の段差よりも断熱材２１の端面側において、断熱材２１の背面２１２に接触する。一方、保持プレート２２の板バネ２２２は、段差よりも中央側において、断熱材２１の前面２１１に接触する。板バネ２２２の断面形状は、Ｓ字状の曲線である。スリット２２４は、板バネ２２２のＳ字形状の根元よりも深い位置まで形成される。

図６及び図７では、保持プレート２２の形状について説明したが、保持プレート２３の形状についても、保持プレート２２の側板２２１、板バネ２２２及び支持部２２３と同様である。すなわち、保持プレート２３は、側板、板バネ及び支持部により構成される。保持プレート２３の側板は、断熱材２１の端面に対向し、左右方向に延びる平板である。

保持プレート２３の板バネは、断熱材２１の前面２１１の周縁部に接触し、断熱材２１を後方へ付勢する付勢部材である。この板バネは、側板の前端から断熱材２１よりも扉本体２０側に延び、断熱材２１の前面２１１の周縁部に接触する。保持プレート２３の支持部は、断熱材２１を板バネとともに挟み込むための爪部材であり、側板の後端から断熱材２１よりも炉室１１側に延び、断熱材２１の背面２１２の周縁部に接触する。

これらの側板、板バネ及び支持部は、金属板の曲げ加工又はプレス加工により一体的に形成される。ただし、保持プレート２３には、側板を扉本体２０の上枠部２０２又は下枠部２０３に固定するための取付部はない。また、保持プレート２３には、スリットはない。

保持プレート２２は、締結部品２４を用いて取付部２２５を扉本体２０の側枠部２０１に固定することにより、前後方向の移動が制限される。このため、炉扉２が閉められ、炉扉２の断熱材２１が炉本体１０の断熱材１２に押し当てられた状態において、断熱材１２により断熱材２１が前方へ押されれば、断熱材１２のみが前方へ移動する。保持プレート２２の板バネ２２２は、この様な状況においても、扉本体２０に対し、所定の押圧力により断熱材２１を後方へ付勢するため、炉室１１の密閉度を維持することができる。

一方、保持プレート２３は、扉本体２０の上枠部２０２又は下枠部２０３には固定されない。このため、保持プレート２３は、扉本体２０に対して断熱材２１を炉室１１に向けて付勢する付勢手段ではない。

本実施の形態による焼成炉１を構成する各部品は、上述した通りである。以下では、これらの部品相互の関係や、それによって生じる作用効果について詳しく説明する。

（１）密閉度の向上
炉扉２の断熱材２１は、炉扉２が閉められた状態において、炉室１１の開口を塞ぐとともに、炉室開口の周縁部において炉本体１０の断熱材１２に接触する。また、断熱材２１は、保持プレート２２の板バネ２２２により炉室１１側へ付勢される。本実施の形態による焼成炉１では、この板バネ２２２の作用により、断熱材２１が断熱材１２に押し当てられ、炉室１１の密閉度を高めることができる。

特に、本実施の形態による焼成炉１では、板バネ２２２を支持部２２３よりも断熱材２１の中央側において、断熱材２１に接触させるため、断熱材２１を付勢する際に適切な押圧力が得られる。また、複数の分割保持部材により付勢するため、断熱材２１の周縁に沿って均一に断熱材２１を炉本体１０の断熱材１２に押し当てることができる。また、保持プレート２２が断熱材２１を挟んで対向配置されるため、炉扉２の断熱材２１を炉本体１０の断熱材１２にバランス良く押し当てることができる。

また、本実施の形態による焼成炉１では、保持プレート２２の板バネ２２２が断熱材２１の前面２１１に付加する押圧力は、スリット２２４の数やサイズによって調整可能である。このため、炉扉２の断熱材２１を炉本体１０の断熱材１２にさらに均一に押し当てることができる。

（２）製造の容易化
炉扉２の組み立ては、以下のように行われる。まず、２つの保持プレート２２と２つの保持プレート２３とが断熱材２１の上下左右の各端面にそれぞれ取り付けられる。次に、保持プレート２２及び２３が取り付けられた状態で、断熱材２１が扉本体２０内に収容される。そして、締結部品２４を用いて保持プレート２２の取付部２２５を扉本体２０の側枠部２０１に固定することにより、炉扉２が完成する。

本実施の形態による焼成炉１では、付勢部材を板バネ２２２として保持プレート２２と一体化するため、付勢部材が保持部材とは別個の部材である場合に比べ、部品点数が削減され、製造を容易化することができる。特に、保持部材が扉本体２０にそれぞれ取り付けられる２以上の保持プレート２２及び２３により構成されるため、保持プレート２２及び２３を断熱材２１に取り付けて扉本体２０内に収容し、保持プレート２２及び２３を背面側からねじ止めするだけで炉扉２が完成する。このため、保持部材が断熱材２１を取り囲む１つの枠体により構成され、コイルばねを巻き付けた締結部品を保持部材に取り付ける場合に比べ、炉扉２の組み立てが容易化される。また、断熱材２１の交換が容易である。

（３）熱の漏出を抑制
本実施の形態による焼成炉１では、板バネ２２２が断熱材２１の周縁部に接触するため、温度が高い中央部に付勢部材を接触させなくても良く、断熱材２１から扉本体２０への熱の漏れを抑制することができる。

（４）断熱材の割れ防止
炉扉２の断熱材２１は、背面２１２の周縁部が炉本体１０の断熱材１２に接触する。一方、保持プレート２２の板バネ２２２は、断熱材２１の前面２１１の周縁部に接触する。このため、本実施の形態による焼成炉１では、断熱材１２と接触する周縁部を押圧することになり、付勢部材を断熱材２１の中央部に接触させる場合に比べ、断熱材２１が変形し、或いは、破損するのを抑制することができる。

断熱材２１は、常温状態と常温よりも温度が高い高温状態とを繰り返すことにより、劣化し、割れ易くなる。本実施の形態による焼成炉１では、この様な断熱材２１を割れ難くすることにより、熱の漏洩が防止される。

（５）省スペース化
本実施の形態による焼成炉１では、保持部材が板バネ２２２、側板２２１及び支持部２２３により構成されるため、側板２２１よりも外側に付勢部材を配置するためのスペースを設けなくても良く、炉扉２が大型化するのを防止することができる。

（６）熱膨張への対応の容易化
炉本体１０の断熱材１２は、加熱により膨張し、炉扉２を前方へ押し出す。従来の焼成炉では、ヒンジ５に遊びを設けて炉扉２の移動を吸収させる必要があった。これに対し、本実施の形態による焼成炉１では、保持プレート２２の板バネ２２２が断熱材２１の前方への移動を許容するため、ヒンジ５に遊びを設ける必要がない。

なお、本実施の形態では、断熱材２１の左右の端部が保持プレート２２により炉室１１に向けて付勢される場合の例について説明したが、本発明は、保持部材の構成をこれに限定するものではない。例えば、断熱材２１の上下の端部を保持する保持プレート２３に保持プレート２２と同様の機能を持たせ、断熱材２１の上下の端部を保持プレート２３により炉室１１に向けて付勢するような構成であっても良い。また、断熱材２１を取り囲む１つの枠体を保持部材とし、枠体の２以上の辺に対し、断熱材２１を炉室１１に向けて付勢する板バネを設けるような構成であっても良い。

また、本実施の形態では、横蓋式の焼成炉１の例について説明したが、本発明は、上蓋式の焼成炉にも適用することができる。また、本実施の形態では、炉室１１の開口部１１１の形状が矩形であり、炉扉２の断熱材２１の形状も矩形である場合の例について説明したが、本発明は、炉室２及び断熱材２１の形状をこれに限定するものではない。例えば、炉室１１の開口部１１１の形状は、８角形、１２角形又は円形であっても良い。

１ 焼成炉
１０ 炉本体
１１ 炉室
１１１ 開口部
１２，２１ 断熱材
２ 炉扉
２０ 扉本体
２００ 前板
２０１ 側枠部
２０２ 上枠部
２０３ 下枠部
２２，２３ 保持プレート
２２１ 側板
２２２ 板バネ
２２３ 支持部
２２４ スリット
２２５ 取付部
２４ 締結部品
５ ヒンジ

Claims (8)

1. 第１断熱材により囲まれた炉室を有する炉本体と、
   前記炉本体に開閉可能に取り付けられ、前記炉室の開口を塞ぐ炉扉とを備え、
   前記炉扉は、扉本体と、前記炉室と対向する第２断熱材と、前記第２断熱材を保持する保持部材とを有し、
   前記第２断熱材は、前記炉扉が閉められた状態において、前記炉室と対向する背面の周縁部が前記第１断熱材と接触し、
   前記保持部材は、前記第２断熱材の前面の周縁部に接触し、かつ、前記第２断熱材を前記炉室に向けて付勢する板バネを有することを特徴とする焼成炉。
2. 前記保持部材は、前記第２断熱材の端面に対向する側板と、前記側板の後端から前記第２断熱材よりも炉室側に延び、前記第２断熱材の背面の周縁部に接触する支持部とを有し、
   前記板バネは、前記側板の前端から前記第２断熱材よりも扉本体側に延び、前記第２断熱材の前面の周縁部に接触することを特徴とする請求項１に記載の焼成炉。
3. 前記板バネは、前記支持部よりも前記第２断熱材の中央側において、前記第２断熱材に接触することを特徴とする請求項２に記載の焼成炉。
4. 前記板バネは、前記第１断熱材と接触する前記第２断熱材の背面上の位置に対応する前記第２断熱材の前面上の位置に接触することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の焼成炉。
5. 前記保持部材は、前記扉本体にそれぞれ取り付けられる２以上の分割保持部材により構成され、前記分割保持部材が前記第２断熱材の異なる端面にそれぞれ位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の焼成炉。
6. 前記分割保持部材は、前記第２断熱材を挟んで対向配置されることを特徴とする請求項５に記載の焼成炉。
7. 前記分割保持部材は、前記板バネの先端から前記第２断熱材の端面に向かう方向に延びるスリットを有することを特徴とする請求項５又は６に記載の焼成炉。
8. 前記第２断熱材は、矩形状であり、
   前記分割保持部材は、前記第２断熱材の少なくとも一辺を保持することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の焼成炉。

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