JP2019532191A

JP2019532191A - 酸化炉

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Publication number: JP2019532191A
Application number: JP2019512687A
Authority: JP
Inventors: ラルスマイネッケ
Original assignee: アイゼンマンソシエタスユーロピア
Priority date: 2016-08-29
Filing date: 2017-08-28
Publication date: 2019-11-07
Anticipated expiration: 2037-08-28
Also published as: EP3504363A1; DE102016116057A1; WO2018041781A1; CN109642356A; JP6948385B2; US11053611B2; CN109642356B; US20190194830A1

Abstract

繊維を酸化処理するための酸化炉を提供する。酸化炉は、内部空間(14)を備えるハウジング(12）と、内部空間にある処理空間(28)と、繊維(22)を繊維カーペット(30)として処理空間の中を蛇行状に案内する偏向ローラ(34)と、ハウジングの吹入れ端部(44)に配置された１次吹入れ装置(46a)と、１次吸込み装置(50)を備える。繊維カーペットは、対向する偏向ローラの間で平面を形成し、内部空間の部分空間(38)が、平面の上と下に定められる。１次ガスが、処理空間の中を処理ガスが処理流れ方向(50)に流れるように、１次吹入れ装置によって部分空間に吹込まれる。酸化炉は、更に流れ密封装置(84)を備え、流れ密封装置のために、２次ガスが、処理空間から離れた方の１次吹入れ装置の側において、部分空間に２次吹入れ装置(46b)によって吹込まれる。

Description

本発明は、繊維を酸化処理するための、特に、炭素繊維を製造するための酸化炉であって、
ａ）繊維の通過領域を除いて気密である内部空間を備えるハウジングと、
ｂ）ハウジングの内部空間にある処理空間と、
ｃ）並列している繊維を、繊維カーペットとして処理空間の中を蛇行状に案内する偏向ローラと、を備え、繊維カーペットは、対向する偏向ローラの間で、平面を形成し、内部空間の部分空間が、平面の上下に定められ、
ｄ）更に、ハウジングの吹入れ端部に配置された１次吹入れ装置と、１次吸込み装置と、を備え、処理空間は、１次吹入れ装置と１次吸込み装置との間に延び、１次ガスが、処理空間の中を処理ガスが処理流れ方向に流れるように、１次吹入れ装置によって部分空間に吹込まれる、酸化炉に関する。

市場で公知のそのような酸化炉では、吹入れ装置は、例えば、作業雰囲気を処理空間に入れる複数の吹入れボックスを含む。１次吸込み装置から吸込まれた処理空気は、回路内の循環装置によって１次吹入れ装置へ案内され、その際調整が行われる。

１次吸込み装置が、酸化炉の吹入れ端部に対向する端部に配置されている場合、専門業界では、「エンドツーエンド」原理によって作動する酸化炉のことをいう。これは、処理空気が処理空間を通って酸化炉の一端から他端へと案内されることを意味する。そのような「エンドツーエンド」酸化炉は、例えば特許文献１により公知である。

そのような「エンドツーエンド」酸化炉の利点は、処理空間全体にわたる、繊維の相当に均一な流れ及び還流が、ただ１つの循環装置によって達成できることであり、建設費用が比較的安いことである。

欧州特許第０８４８０９０号

しかしながら、「エンドツーエンド」酸化炉では、ハウジングの吹入れ端部における通過領域により、汚染された処理空気が外部の酸化炉周辺に到達するのを防ぐことも、冷たい空気が、酸化炉周辺から望ましくない方法で処理空間に流入するのを防ぐことも、著しく困難である。

酸化炉の高さにわたって運転中に圧力勾配が形成され、この圧力勾配は、流動する処理空気を通る処理空間内の低圧と、上方に上昇する高温処理空気から生じる熱圧力勾配との重ね合わせから生じる。結果として生じる圧力勾配によって、一方では、有害な空気が酸化炉上部の通過領域を通って外部に到達し、他方では、酸化炉周辺からの冷たい空気が酸化炉下部の通過領域を通って吸込まれる。

本発明の課題は、そのような望ましくない流れが確実に防止される、冒頭に記載の種類の酸化炉を提供することである。

この課題は、冒頭に記載の種類の酸化炉において、
ｅ）流れ密封装置が設けられており、流れ密封装置のために、２次ガスが、処理空間から離れた方の１次吹入れ装置の側において、部分空間に２次吹入れ装置によって吹込まれることによって解決される。

本発明は、１次ガス流に対して第２の吹入れ流を規定する２次ガス流を用いて、一種の向流を構成することができ、この向流によって上述の圧力勾配を等しく均一化することができるため、吹入れ端部においてそれ以上の圧力勾配がかからず、流れ密封部が生成され、したがって、有害な空気が外部に流れたり、炉の周辺から冷たい空気が炉の内部空間に流れたりすることがなくなる。

これは、特に、吹込まれた２次ガスのうち、一部は処理空間の方向に、一部は処理空間から離れる方向に流れる場合に達成される。処理室への方向及び処理室から離れる方向に流れる２次ガスの部分流の割合が調整可能であると、特に有利である。これは、一方及び他方の流路の圧力損失係数が互いに影響され、それによって、両方の流れ方向における圧力損失が調整可能であることによって達成することができる。

垂直方向に配置された複数の部分空間内の流れ特性が異なるため、各部分空間内において、２次ガスの一方及び他方の流路の圧力損失係数が調整可能であると特に有利である。

圧力損失係数をこのように調整できることは、流れ密封装置が２次ガス偏向装置を含み、この２次ガス偏向装置によって、２次ガスのうち、一部は処理空間の方向に、一部は処理空間から離れる方向に流れるように、２次ガス流が偏向されることによって達成できることが好ましい。この場合、特に、部分流の割合は、２次ガスの全体の体積流量に対して調節可能であるべきである。

２次ガス偏向装置が、２次吹入れ装置における排出案内装置と、偏向要素と、を備え、排出案内装置と偏向要素との間に流路が形成されていると有利である。

偏向要素が可動であり、流路が可変であると特に有利である。

酸化炉の高さ方向にわたって流れ特性を調整できるように、１次ガス吹入れ装置によって、１次ガスが各部分空間に吹入れ可能であり、２次吹入れ装置によって、２次ガスが各部分空間に吹入れ可能であると好ましい。

有利には、２次ガス偏向装置が各部分空間に設けられる。

１次ガス及び２次ガスを供給するための有利な解決方法は、１次吹入れ装置が１つ以上の１次吹入れボックスを備え、２次吹入れ装置が１つ以上の２次吹入れボックスを備えることである。

有利には、同じ部分空間に配置された１次吹入れボックス及び２次吹入れボックスが、互いに直接隣接して配置され、１次ガスまたは２次ガスを互いに反対方向に吹込む。

２次ガスの一部が、処理空間から離れる方向に流れて、外部に到達しないようにするために、２次ガスの部分流を吸込むことができる２次吸込み装置があると有利である。

また、外気ガス供給装置がハウジングの吹入れ端部に設けられ、外気ガスが内部空間に外気ガス供給装置によって吹込まれ、外気ガス供給装置は、特に、処理空間から離れた方の２次吸込み装置の側に配置される場合も有利である。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳述する。

炭素繊維を製造するための酸化炉の長手方向における垂直断面図であり、酸化炉は、高温の作業雰囲気を発生させて１次ガスを吹入れ端部において処理空間内に吹込むことができる雰囲気装置と、吹入れ端部に配置された流れ密封装置を備える。図１の破線ＩＩに対応する、図１の垂直断面の詳細図である。図３Ａ〜図３Ｅは、図２に類似した詳細断面図に基づく、流れ密封装置の様々な実施例を示す。図３Ｆ〜図３Ｉａ及びｂは、図２に類似した詳細断面図に基づく、流れ密封装置の様々な実施例を示す。

図１は、炭素繊維の製造に使用される酸化炉１０の垂直断面図を示す。酸化炉１０は、ハウジング１２を含み、ハウジング１２は、酸化炉１０の内部空間１４を形成する連続空間を、底部壁１２ａ、頂部壁１２ｂ、及び２つの垂直方向の縦方向壁によって定める。図１では、２つの垂直方向の縦方向壁のうち、断面平面背後の縦方向壁１２ｃのみが見える。

ハウジング１２は、その端部においてそれぞれ、端壁１６ａ、１６ｂを有する。端壁１６ａでは、水平方向の入口スリット１８及び出口スリット２０の形態の貫通孔が、下部から上部に向かって交互に存在し、反対側の端壁１６ｂでは、水平方向の出口スリット２０及び入口スリット１８の形態の貫通孔が、下部から上部に向かって交互に存在するが、これらは見易さのため全てが符号を有するわけではない。繊維２２は、入口スリット１８及び出口スリット２０を通して、内部空間１４に出入りするように導かれる。入口スリット１８及び出口スリット２０は、一般的に、炭素繊維２２のためのハウジング１２の通過領域を形成する。これらの貫通孔を除いて、酸化炉１０のハウジング１２は気密である。

内部空間１４は、縦方向の３つの領域に横方向に分割されており、端壁１６ａのすぐ隣に配置された第１の前チャンバ２４と、反対側の端壁１６ｂに直接隣接した第２の前チャンバ２６と、第１の前チャンバ２４と第２の前チャンバ２６の間に位置する処理空間２８とを含む。

そのため、第１の前チャンバ２４及び第２の前チャンバ２６は、繊維２２の内部空間１４、即ち、処理空間２８への流入・流出ロック部を同時に形成する。

処理対象の繊維２２は、酸化炉１０の内部空間１４に一種の繊維カーペット３０として並行に供給される。このため、繊維２２は、ハウジング１２の外側の端壁１６ｂに隣接した第１の偏向領域３２から、端壁１６ｂの最も上の入口スリット１８を通って、第２の前チャンバ２６へ流入する。さらに、繊維２２は、処理空間２８及び反対側の第１の前チャンバ２４を通って、ハウジング１２の外側の端壁１６ａに隣接した第２の偏向領域３４に向かい、そこから再び逆方向に導かれる。

全体として、繊維２２は、上から下に連続しており、２つのみに符号が付けられている偏向ローラ３６を経由して、蛇行状に処理室又は処理空間２８を通過する。偏向ローラ３６の間において、互いに隣接して走る多数の繊維２２によって形成された繊維カーペット３０がそれぞれ平面を形成し、この平面の上下にそれぞれ、内部空間１４の部分空間３８が定められる。図１に示す実施例では、下部から上部に向かって５つのそのような部分空間３８．１、３８．２、３８．３、３８．４、３８．５が定められている。繊維２２もまた下部から上部に向かって延在することができ、図１に示すようないくつかの平面を形成することができ、これに対応して、いくつかの内部空間１４の部分空間３８を定めることができる。

本実施例では、繊維２２は、処理室又は処理空間２８全体を通過した後、端壁１６ｂの最も下の出口スリット２０を通って酸化炉１０を出る。端壁１６ｂの最も上の入口スリット１８に到達する前、及び、端壁１６ｂの最も下の出口スリット２０を通って酸化炉１０を出た後、繊維２２は、図示しない他の案内ローラを介してハウジング１２の外側を案内される。

処理空間２８において、雰囲気装置４２によって構成された高温の作業雰囲気４０が、処理条件下で貫流する。一般的に言うと、雰囲気装置４２を用いて高温の作業雰囲気４０を発生させて、処理空間２８内に吹入れ、高温の作業雰囲気４０が、処理空間２８を処理条件下で貫流する。実際には、作業雰囲気は空気であるため、酸化炉１０の雰囲気バランスに寄与する全てのガスと同義であり、空気という用語が選択されると、処理空気、循環空気、排気、外気などを言う。しかしその他のガスも、処理空間２８を通過することができる。

本実施例では、酸化炉１０は、いわゆる「エンドツーエンド」の原理に従って形成され、吹入れ装置４６を備えた吹入れ端部４４と、１次吸込み装置５０を備えた吸込み端部４８とを有し、これらの間で、作業雰囲気４０が処理空間２８の中をメイン流れ方向、すなわち、処理流れ方向５２に流れる。吹入れ端部４４は、端壁１６ｂを有する酸化炉の端部に位置し、吸込み端部４８は、端壁１６ａを備える反対側の端部に位置する。なお、図中で認識される全ての矢印はそれぞれ、流れまたは流れの方向を示している。

１次吸込み装置５０と吹入れ装置４６との間において、作業雰囲気４０は、送風機５６を備える循環ライン５４を通って運ばれ、例えば熱交換器６０として例示されるコンディショニング装置５８を通って流れる、その際、コンディショニング装置５８が特に作業雰囲気４０の温度を設定する。コンディショニング装置５８の上流で、図示していない１つの弁を有する排気ライン６２が、循環ライン５４から分岐し、それを介して循環された作業雰囲気４０の一部を排出することができる。

酸化炉１０の空気バランスを維持するために、部分的に排出される排気ガス量は、外気供給装置６４によって調整され、外気供給装置６４は、酸化炉１０の吹入れ端部４４及び第１の前チャンバ２４に設けられる。外気供給装置６４は、部分空間３８に配置され、外気が供給される複数の供給路６６を含み、供給路６６は、そのうちの１つのみに符号が付されている。供給路６６は、処理流れ方向５２に対して横向きに延在し、したがって、炉の縦方向に対して横向きに延在する。

図２は、図１において破線で囲まれ、ＩＩを付された部分空間３８．３の部分拡大図を示している。図２において、各供給路６６が、出口側６８を有し、出口側６８は、端壁１６ａの方向を向いており、外気が酸化炉１０の幅にわたって処理室又は処理空間２８から離れる方向に放出されることがよく認識できる。各供給路６６には案内板７０が対応づけられ、案内板７０は出口側６８の前方に配置されているため、流出する外気は繊維２２の方向に流出する。

ここで、または以下に板金などと呼ばれる構成要素は、金属、したがって、場合によって構造用板金、または非金属材料で製造されてもよい。「板金」という用語は、基本的にそのような構成要素の比較的薄い構造を定義するべきである。

排気ライン６２を介して排出され且つ有毒成分を含むこともあるガスは、熱による後燃焼用の装置に供給される。ここで回収される可能性のある熱は、少なくとも酸化炉１０に供給される外気を予熱するために使用されることができる。

空気は、循環ライン５４を介して、吹入れ装置４６に到達する。吹入れ装置４６は、循環されて調整された空気を処理空間２８に処理空気として放出する。繊維２２が処理空間２８を蛇行状に通過する間、繊維２２は、高温の酸素含有処理空気によって清浄化され、酸化される。

吹入れ装置４６は、各部分空間３８に吹入れボックス７２を含み、その中で部分空間３８．３の吹入れボックス７２のみが、図１において符号を有し、図２に拡大して示されている。つまり、吹入れ装置４６の以下に記載する他の構成要素も符号を有する。垂直方向に重ねて配置された吹入れボックス７２の間の空間にはそれぞれ、移動する繊維カーペット３０が張られている。

吹入れボックス７２は、隔壁７４によって１次吹入れボックス７６と２次吹入れボックス７８とに分割されている。循環ライン５４は、２つの供給アーム５４ａ、５４ｂに分岐され、それぞれ１次吹入れボックス７６及び２次吹入れボックス７８に接続され、したがって、循環空気が１次吹入れボックス７６及び２次吹入れボックス７８に供給される。

１次吹入れボックス７６は各々、炉の縦方向に対して横向きに延在し且つ流動可能に開口した１次流出窓８０を有し、これを介して１次ガス、つまり、１次空気が処理空間２８に流入する。吹入れ装置４６のこれらの１次流出窓８０は、反対側の１次吸込み装置５０の方向を向く。このようにして、１次吹入れ装置４６ａが形成されている。

流動可能に開口したとは、ガス流が、ここに記載し及び以下に記載する窓を通って流れることができることを意味する。このため、窓は、例えばそれぞれの壁を省略することで形成することができる。場合によっては、壁にも流動通過流路を設けることができる。

さらに、１次流出窓８０と反対側にある吹入れボックス７２の２次吹入れボックス７８は、流動可能に開口した２次流出窓８２を有し、したがって、２次流出窓８２は、端壁１６ａの方向を向き、２次ガス、つまり、２次空気が、処理流れ方向５２と反対方向に向かって、酸化炉１０の第２の前チャンバ２６に流入する。このようにして、一般的に言うと、２次吹入れ装置４６ｂが形成され、２次ガスが、２次吹入れ装置４６ｂを通って、１次吹入れ装置４６ａの処理室又は処理空間２８から離れた側の部分空間３８内に吹入れられることができる。

特に示されていない変形例では、１次吹入れ装置４６ａ及び２次吹入れ装置４６ｂは、隔壁７４によって分割された１次吹入れボックス７６及び２次吹入れボックス７８の代わりに、１次流出窓及び２次流出窓をそれぞれ有する別々の吹入れボックスによって形成されてもよい。

１次空気と２次空気との間の体積流量比は、これらが共通の送風機５６を介して供給される場合、吹入れボックス７２内の隔壁７４の位置によって影響される。１次吹入れボックス７６及び２次吹入れボックス７８がそれぞれ独自の送風機によって供給される場合、隔壁７４の位置は重要ではない。実際には、１次吹入れボックス７６については６５％〜７０％の割合、及び２次吹入れボックス７８については３５％〜３０％の割合が有利であることが分かった。

２次吹入れ装置４６ｂは、流れ密封装置８４の一部であり、流れ密封装置８４によって、有害物質で汚染された処理空気の酸化炉１０からの流出が防止される。

さらに、この流れ密封装置８４は、各部分空間３８内に、それぞれの部分空間３８の２次吹入れボックス７８から距離を置いて配置された２次吸込みボックス８８を有する２次吸込み装置８６を含む。これらの２次吸込みボックス８８のうち、部分空間３８．３内の吸込みボックス８８のみが図１において符号を有しており、また図２に拡大して示されている。垂直方向に重ねられた２次吸込みボックス８８の間の自由空間には、それぞれ移動する繊維カーペット３０が張られている。各部分空間３８の各２次吹入れ装置４６ｂと、各２次吸込みボックス８８との間には、流れ密封装置８４の流れ空間９０が残されている。

２次吸込みボックス８８は、２次吹入れ装置４６ｂから離れた側に、流動可能に開口した吸込み窓９２を有し、吸込み窓９２はしたがってハウジング１２の端壁１６ａの方向を向いている。２次吸込みボックス８８は、内部空間１４から空気を吸込むことができる。このため、２次吸込みボックス８８は、それぞれの弁９４を介して吸込みライン９６と接続されており、吸込みライン９６は、送風機５６の上流で、本実施例ではコンディショニング装置５８の上流で、循環ライン５４に連通する。それぞれの弁９４によって、各吸込みボックス８８に対する吸込み体積流量を調整することができる。

特に示されていない変形例では、弁９４を省略することも可能である。

さらに、流れ密封装置８４は、流れ案内装置９８を含み、流れ案内装置９８によって、２次吹入れ装置４６ｂと、２次吸込み装置８６との間の流れ空間９０内の流れ特性を調整することができる。

流れ案内装置９８は、２次ガス偏向装置１００を各部分空間３８内に含み、これによって、２次ガス流は、一部が処理空間２８の方向に流れ、一部が処理空間２８から離れる方向に流れるように偏向される。また、各２次ガス偏向装置１００は、２次吹入れボックス７８の２次流出窓８２にある排出案内装置１０２と、偏向要素１０４とを含み、この偏向要素１０４に向かって２次吹入れボックス７８から２次空気が流れる。

偏向要素１０４は可動であるため、排出案内装置１０２と、偏向要素１０４との間の距離は可変であり、各部分空間３８に対して調整することができる。

本実施例では、排出案内装置１０２は、２つの案内板１０６を含み、２つの案内板１０６は、２次空気の流出方向に収束する自由縁部１０８を備え、２次流出窓８２の上下に取り付けられ、互いに向かい合った内面１０６ａと、互いに反対方向を向いた面を外面１０６ｂを有する。このようにして、２次空気用の流出スリット１１０が、案内板１０６の自由縁部１０８の間に形成される。２次流出窓８２から流出する２次空気は、案内板１０６のそれぞれの内面１０６ａによって集合させられる。２つの案内板１０６は、本実施例では水平面に対して４５°の角度で延びる。

偏向要素１０４は、案内板１０６に対向した水平方向にそれぞれ配置され且つ傾斜した流れ面１１２を構成し、その間に流入面１１４が延びている。本実施例では、傾斜した流れ面１１２は、案内板１０６の外面１０６ｂに対して平行に延びており、流入面１１４は、垂直方向に延びている。

偏向要素１０４は、２次吸込みボックス８８に補完的になるように形成された嵌込み部品１１６として形成されているため、偏向要素１０４は、２次吸込みボックス８８に外方から嵌まり、その上を移動することができる。

このようにして、各部分空間３８に可変の流路１１８が形成され、それを通って２次空気が、それぞれ走行する繊維カーペット３０の方向に上下方向に流れることができ、流れ断面を調整することができる。

酸化炉１０と、その流れ密封装置８４とは、次のように機能する。１次吹入れ装置４６ａと及び１次吹入れボックス７６によって、１次空気が、処理流れ方向５２に沿って処理空間２８内に吹込まれる。同時に、２次吹入れ装置４６ｂ及び２次吹入れボックス７８とよって、２次空気が、流れ密封装置８４の流れ空間９０に処理流れ方向５２と反対方向に吹込まれる。１次吹入れ装置４６ａの排出体積流量と２次吹入れ装置４６ｂの排出体積流量とは、各吹入れボックス７２において一定の比率であり、吹入れボックス７２内の隔壁７４の位置を介して構造的に調整することができる。実際には、この比率は３：１から３：２である。

吹入れボックス７２の上下の自由空間と、偏向要素１０４及び２次吸込みボックス８８の上下の自由空間はそれぞれ、流路１２０、１２２を形成し、これらのうち、図１においてのみ、部分空間３８．３を走る２つの流路１２０、１２２に符号が付されている。

２次空気は、流路１１８に吹込まれ、２次ガス偏向装置１００によって分割され、流路１１８内の各部分空間３８を上下方向に流れ、その後、流路１２０、１２２へ流れる。

２次空気の一部分は、流路１２０内を通って処理空間２８に流れる。２次空気の他の部分は、反対方向の流路１２２へ流れ、２次吸込みボックス８８の吸込み窓９２に向かってハウジング１２の端壁１６ａの方向へ流れる。端壁１６ａの方向へ流路１２２を通って流れるこれらの体積流量は、２次吸込み装置８６及び２次吸込みボックス８８を用いて吸込まれ、循環ライン５４に戻る。

例えば、最も下の部分空間３８．１では、偏向要素１０４は、排出案内装置１０２までの距離が大きくなるように位置決めされており、ここでは、流路１１８は、２次空気に対して案内作用、または偏向作用を及ぼさない。このため、部分空間３８．１内の２次空気は、流路１２０、１２２を通る部分流に半分に分割され、２つの部分流における圧力損失は同じである。

上方に向かって、個々の部分空間３８の偏向要素１０４は、それぞれの排出案内装置１０２に漸次近づくように位置決めされているため、各部分空間３８にそれぞれ生じる流路１１８は、上方に向かって次第に狭くなる。これは、図１に明確に認められる。排出案内装置１０２の案内板１０６と、それと協動する２次ガス偏向装置１００の傾斜した流れ面１１２とによって、部分空間３８内のそれぞれの２次空気流は、処理流れ方向５２への流れ方向を有する２次空気の割合が次第に大きくなるように、次第に強く偏向される。つまり、より大きい割合の２次空気が、処理空間２８の方向に向かって流路１２０に流れ込み、より少ない割合の２次空気が、ハウジング１２の端壁１６ａの方向に向かって流路１２２に流れ込む。

強制的な流れ方向によって、部分空間３８における２次空気の各動圧が、酸化炉１０の正の内圧に抗して作用し、下部の部分空間３８から上部の部分空間３８に向かって、圧力損失係数は連続的に外側に向かって増加する。

可動の偏向要素１０４によって、一方及び他方の流路の圧力損失係数が影響され、それによって、圧力損失を２つの流れ方向へ調整することができるように、流路１１８を変更することができる。

このようにして、体積流量分布を制御し、酸化炉１０の高さにわたって、流れる処理空気による処理室内の負圧と、熱圧力勾配との重ね合わせから生じる圧力勾配を均一にすることができる。これにより、一方では、有害な空気が酸化炉１０上部の入口スリット１８及び出口スリット２０を通って外部に到達することが阻止され、他方では、炉周辺の冷たい空気が酸化炉１０下部の入口スリット１８及び出口スリット２０を通って吸込まれることが防止される。

したがって、流れ密封部が形成される。

対応する流れ密封装置８４も、酸化炉で使用することができ、その空気バランスは「エンドツーエンド」の原理に従って操作される。

特に示されていない変形例の場合、２次空気は、例えば部分空間３８に配置され且つ排出修正量、排出圧力及び排出体積流量に合わせて調整が可能である個々の吹入れノズルによって吹込むことができ、特に、排出圧力及び排出体積流量を、下部から上部に向かって増加させることができる。

図３Ａ〜図３Ｉは、流れ密封装置８４の様々な実施例を示し、既に説明され、機能的または構造的に対応する構成要素は、図１または図２と同じ符号を有し、重要な構成要素のみ符号を付す。そこに示される流れ密封装置８４により、２次燃焼ガスの流れは、一部が処理空間２８の方向に、一部が処理空間２８から離れる方向に分割され、偏向されるため、一方では酸化炉１０の熱の過剰圧力が均等化され、他方では外部からの冷たい空気の流入が防止される。

図３Ａにかかる実施例では、偏向要素１０４、したがって、嵌込み部品１１６は、傾斜した流れ面１１２を含まない平面、すなわち、垂直に延びる流入面１１４のみを有する。その代わり、２つの傾斜した流れ板１２４が流路１１８内に配置されている。本実施例では、これらの流れ板１２４は、水平方向に隣接した案内板１０６と平行に延びているが、他の迎え角も可能である。嵌込み部品１１６の位置に応じて、２次空気の流れる割合を調整することができる。

図３Ｂにかかる実施例では、別個の偏向要素１０４または嵌込み部品１１６は存在しない。むしろ、平面状の流入面１１４が、流路１１８に面する２次吸込みボックス８８の外面１２６によって形成される。この外面１２６から、水平方向に延びる仕切り板１２８が、流路１１８内に突出する。

この実施例では、傾斜した流れ板１２４も存在し、これらはもはや案内板１０６と平行ではなく、水平面に対してより急勾配に延びている。それぞれ仕切り板１２８に面する端部において、流れ板１２４は、可動な結合部を用いてそれぞれ流動弁１３０を有し、この流動弁１３０は、その自由端が仕切り板１２８に当接する第１の閉鎖位置と、その自由端が、案内板１０６の自由端に当接する第２の閉鎖位置との間で変位可能である。

第１の閉鎖位置では、流れ板１２４と、２次吸込みボックス８８の外面１２６との間の流路が遮断され、これに対し第２の閉鎖位置では、案内板１０６と、流れ板１２４との間の流路が遮断される。流動弁１３０の位置に応じて、２次空気の流れる割合を調整することができる。

図３Ｃにかかる実施例では、流動弁１３０の代わりに、回転可能な絞り１３２が設けられ、これによって、流れ板１２４と、２次吸込みボックス８８の外面１２６との間の流路を選択的に遮断または様々な流れ断面で開放することができる。この実施例では、案内板１０６と流れ板１２４との間の流路は常に開放されたままである。

図３Ｄにかかる実施例は、図３Ｃの実施例とほぼ同じであるが、ここでは仕切り板がなく、固定の流れ板１２４の代りに、流れ方向上下方向にそれぞれ、２つの旋回可能な流れ板１３４がある。それらの傾きに応じて、２次空気の流れる割合が変化する。

図３Ｅにかかる実施例では、再び仕切り板１２８が流路１１８の２次吸込みボックス８８に存在する。仕切り板１２８の上下の流路は、２つのスライド１３６を通り、可変断面で開放または遮断することができる。

図３Ｆにかかる実施例では、通過流路１４０を有する流動回転ローラ１３８が、案内板１０６の自由縁部１０８に沿って配置されており、そこから、他の案内板１４２が、２次吸込みボックス８８に分岐して延びている。このように、流路１１８はいわば密封されている。流動回転ローラ１３８の回転位置に応じて、２次空気の両方向への流れる割合を調整することができる。

図３Ｇにかかる実施例は、案内板１０６が旋回可能に支承されている変形例を示している。案内板１０６から距離を置いて、他の旋回板１４４が、ほぼ水平な壁１４６に支承されており、壁１４６は、２次吸込みボックス８８に取付けられており、これによって、旋回板１４４の外面１２６までの距離が確保されている。案内板１０６と、他の旋回板１４４とは、互いに平行であってもよいし、平行でなくてもよい。両方向への２次空気の流れる割合は、案内板１０６または他の旋回板１４４の位置に応じて変化する。

図３Ｈにかかる実施例では、案内板１０６は再び固定して配置されている。２次吸込みボックス８８の外面１２６には、旋回可能な案内板１４８が支承されており、可動な結合部を用いて取り付けられた端部はそれぞれ、垂直方向に関して２次吸込みボックス８８の中心付近に配置されている。本実施例では、旋回可能な案内板１４８は、流路１１８の方向に湾曲した延び形状を有する。旋回可能な案内板１４８の位置に応じて、処理空間２８へ向かう方向、及び処理空間２８から離れる方向に流れる２次空気の割合は調整することができる。

図３Ｉａ及び図３Ｉｂにかかる実施例では、流動ウェッジ縁部１５０が、案内板１０６と２次吸込みボックス８８との間に配置され、流動ウェッジ縁部１５０はそれぞれ、水平方向に隣接する案内板１０６と平行であり、案内板１０６の方向を示すように傾斜した案内面１５２を有する。流動ウェッジ縁部１５０はそれぞれ、２次吸込みボックス８８の平面、すなわち、垂直な流入面１１４の方向において、垂直方向に延びる案内面１５４を有する。流路１１８を基準とする流動ウェッジ縁部１５０の内縁はそれぞれ、水平方向に隣接する案内板１０６の自由縁部１０８と同じ高さに配置されている。

流動ウェッジ縁部１５０と、案内板１０６との間には、中空の案内ボックス１５６が摺動可能に支承されており、案内ボックス１５６は、上下の壁１５８、１６０を有し、上下の壁１５８、１６０は、閉鎖部分１５８ａ、１６０ａと、通過流路を備える部分１５８ｂ、１６０ｂを有する。通過流路を備える部分１５８ｂ、１６０ｂは、流動ウェッジ縁部１５０と２次吸込みボックス８８との距離に対応する水平方向の延伸部を有する。案内ボックス１５６の吹入れボックス７２の方向の端面は開口しているが、案内ボックス１５６の、第２吸込みボックスの方向の端面は、端壁１６２によって閉鎖されている。

案内ボックス１５６の第１の最大位置において、端壁１６２は、流動ウェッジ縁部１５０の垂直案内面１５４と整列し、これにより、通過流路を備える壁部分１５８ｂ、１６０ｂを通り且つ案内板１０６と流動ウェッジ縁部１５０の傾斜案内板１５２との間に位置するの２次空気流路のみが可能である。流動ウェッジ縁部１５０を通過して２次吸込みボックス８８の方向へ向かう２次空気の流れは、案内ボックス１５６の閉鎖された端壁１６２によって阻止される。これは図３Ｉａに認められる。

案内ボックス１５６の第２の最大位置において、端壁１６２は、２次吸込みボックス８８の外面１２６に当接し、これにより、通過流路を備える壁部分１５８ｂ、１６０ｂを通り且つ流動ウェッジ縁部１５０の垂直案内面１５４と２次吸込みボックス８８の外面１２６との間に位置する２次空気流路のみが可能である。案内板１０６と流動ウェッジ縁部１５０の傾斜案内板１５２との間の２次空気の流れは、案内ボックス１５０の閉鎖された壁部分１５８ａ、１６０ａによって阻止される。これは図３Ｉｂに示されている。

Claims

繊維を酸化処理するための、特に、炭素繊維を製造するための酸化炉であって、
ａ）繊維（２２）の通過領域（１８，２０）を除いて気密である内部空間（１４）を備えるハウジング（１２）と、
ｂ）前記ハウジング（１２）の内部空間（１４）にある処理空間（２８）と、
ｃ）並列している繊維（２２）を、繊維カーペット（３０）として前記処理空間（２８）の中を蛇行状に案内する偏向ローラ（３４）と、を備え、前記繊維カーペット（３０）は、対向する偏向ローラ（３４）の間で平面を形成し、前記内部空間（１４）の部分空間（３８）が、前記平面の上と下に定められ、
ｄ）更に、前記ハウジング（１２）の吹入れ端部（４４）に配置された１次吹入れ装置（４６ａ）と、１次吸込み装置（５０）と、を備え、前記処理空間（２８）は、前記１次吹入れ装置（４６ａ）と前記１次吸込み装置（５０）の間に延び、１次ガスが、前記処理空間（２８）の中を処理ガスが処理流れ方向（５０）に流れるように、前記１次吹入れ装置（４６ａ）によって前記部分空間（３８）に吹込まれ、
ｅ）更に、流れ密封装置（８４）を備え、前記流れ密封装置（８４）のために、２次ガスが、処理空間（２８）から離れた方の前記１次吹入れ装置（４６ａ）の側において、前記部分空間（３８）に２次吹入れ装置（４６ｂ）によって吹込まれる、酸化炉。
吹込まれた２次ガスは、一部が前記処理空間（２８）の方向に流れ、一部が前記処理空間（２８）から離れる方向に流れる、請求項１に記載の酸化炉。
前記部分空間（３８）における２次ガスの流路の圧力損失係数を調整可能である、請求項２に記載の酸化炉。
前記流れ密封装置（８４）は、２次ガス偏向装置（１００）を含み、２次ガスの流れは、一部が前記処理空間（２８）の方向に流れ且つ一部が前記処理空間（２８）から離れる方向に流れるように、前記２次ガス偏向装置（１００）によって偏向される、請求項１〜３の何れか１項に記載の酸化炉。
前記２次ガス偏向装置（１００）は、前記２次吹入れ装置（４６ｂ）の排出案内装置（１０２）と、偏向要素（１０４）と、を備え、流路（１１８）が、前記排出案内装置（１０２）と前記偏向要素（１０４）の間に形成される、請求項４に記載の酸化炉。
前記偏向要素（１０４）は可動であり、前記流路（１１８）は可変である、請求項５に記載の酸化炉。
１次ガスは、前記１次ガス吹入れ装置（４６ａ）によって複数の前記部分空間（３８）の各々に吹込まれ、２次ガスは、前記２次吹入れ装置（４６ｂ）によって、複数の前記部分空間（３８）の各々に吹込まれる、請求項１〜６の何れか１項に記載の酸化炉。
請求項４〜６の何れか１項に記載された２次ガス偏向装置（１００）が、複数の前記部分空間（３８）の各々に設けられる、請求項７に記載の酸化炉。
前記１次吹入れ装置（４６ａ）は、１つ又は２つ以上の１次吹入れボックス（７６）を備え、前記２次吹入れ装置（４６ｂ）は、１つ又は２つ以上の２次吹入れボックス（７８）を備える、請求項１〜８の何れか１項に記載の酸化炉。
複数の前記部分空間（３８）のうちの同じ部分空間（３８）に配置された前記１次吹入れボックス（７６）及び前記２次吹入れボックス（７８）は、直接隣接するように配置され、１次ガス及び２次ガスを互いに反対方向に吹込む、請求項９に記載の酸化炉。
更に、２次吸込み装置（８６）を備え、２次ガスの一部は、前記処理空間（２８）から離れる方向に流れ、前記２次吸込み装置（８６）によって吸込まれる、請求項１〜１０の何れか１項に記載の酸化炉。
更に、外気ガス供給装置（６４）を前記ハウジング（１２）の吹入れ端部（４４）に備え、外気ガスが、前記内部空間（１４）に外気ガス供給装置（６４）によって吹込まれ、前記外気ガス供給装置（６４）は、特に、処理空間（２８）から離れた方の前記２次吹入れ装置（８６）の側に配置される、請求項１〜１１の何れか１項に記載の酸化炉。