JP2645508B2 - 流動層加熱炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱処理や付着塗料等の有機物除去等に使用
する流動層加熱炉に関する。

（従来技術） この種の流動層加熱炉においては、例えば第10図に示
す如く、上端を炉蓋３により開閉可能として、底部に分
散板２を設けた円筒状の容器１内の下部にアルミナ等の
粉粒体を収容し、分散板３を通して下方から流入された
流動化ガスにより前記容器１内の上部を除く部分に流動
層を形成させると共にヒータ４によりこの流動層を加熱
し、その中に処理品Ｗを浸漬して加熱するようにしてい
る。流動層内への処理品Ｗの装入・抽出は炉蓋３を開い
て上方より行い、また炉蓋３を開いた状態における粉粒
体の外部への飛散を少くするために流動層表面Ｓの上方
に相当な空間を設けている。

（発明が解決しようとする問題点） このような従来技術においては、処理品の装入・抽出
を上方から行っているので、処理品の装入，抽出及び搬
送を自動化しようとする際には、処理品の支持部を昇降
させる機能を備えた大型の搬送ロボットを必要とするの
で装置が全体として複雑かつ高価になるという問題があ
る。本発明はこのような問題を解決しようとするもので
ある。

（問題点を解決するたのお手段） このために、本発明による流動層加熱炉は、第１図〜
第９図に例示する如く、底部に分散板２を設けた容器１
内の下半部に粉粒体を収容し、前記分散板２を通して下
方から流入させた流動化ガスにより前記粉粒体を流動化
して前記容器１内の上部を除く部分に流動層を形成する
と共にこの流動層を加熱し、この流動層内に処理品Ｗを
浸漬して加熱する流動層加熱炉において、天井12を有す
る四角な箱形に形成されて前記容器１を形成する炉体10
と、この炉体の少なくとも一側の壁面に形成されて前記
処理品Ｗを横方向から装入・抽出する少なくとも１つの
開口13と、この開口を開閉する扉16と、前記開口13を通
して横方向から炉体10内に装入される処理品Ｗをその高
さにおいて受入れ支持する支持装置30とを備え、前記流
動化ガスを停止またはその供給料を最小として前記粉粒
体の表面が前記開口13の下縁13aよりも低くなるように
低下させた第１の状態と、前記流動化ガスを充分に流入
させ前記粉粒体を充分に流動化させてその表面が前記第
１の状態よりも高くなるように上昇させた第２の状態の
間で作動状態を切り換え可能とし、粉粒体の表面を下降
させた前記第１の状態で前記扉16を開いて前記処理品Ｗ
を前記炉体10内に装入したのち粉粒体の表面を上昇させ
た前記第２の状態とすることにより同処理品Ｗを流動層
内に浸漬してこれを上昇し、加熱終了後再び第１の状態
として前記扉16を開いて同処理品Ｗを取り出すことを特
徴とするものである。

また本発明による流動層加熱炉は、更に前記炉体10と
関連して設けた貯蔵槽40と、前記炉体10内の粉粒体の少
なくとも一部を前記貯蔵槽40内に抜き取る抜取り手段
と、前記貯蔵槽40内に抜き取った粉粒体を前記炉体10内
に戻す戻し手段とを備えたものとし、前記抜取り手段に
より前記炉体10内の粉粒体の少なくとも一部を前記貯蔵
槽40内に抜き取ると共に前記流動化ガスを停止またはそ
の供給量を最小として前記粉粒体の表面が前記開口13の
下縁13aよりも低くなるように低下させた第１の状態
と、前記貯蔵槽40内に抜き取った粉粒体を前記戻し手段
により前記炉体10内に戻すと共に前記流動化ガスを充分
に流入させ前記粉粒体を充分に流動化させてその表面が
前記第１の状態よりも高くなるように上昇させた第２の
状態の間で作動状態を切り換え可能とし、粉粒体の表面
を下降させた前記第１の状態で前記扉16を開いて前記処
理品Ｗを前記炉体10内に装入したのち粉粒体の表面を上
昇させた前記第２の状態とすることにより同処理品Ｗを
流動層内に浸漬してこれを加熱し、加熱終了後再び第１
の状態として前記扉16を開いて同処理品Ｗを取り出すよ
うにしてもよい。

（作用） 粉粒体の表面が開口13の下縁13aよりも低くなるよう
に低下させた第１の状態で扉16を開き、処理品Ｗを扉16
から炉体10内に装入すれば、処理品Ｗは支持装置30に支
持される。次いで扉16を閉じ下方から流動化ガスを充分
に流入させ、粉粒体を充分に流動化させその表面を上昇
させた第２の状態として処理層を形成すると共にこれを
加熱し、表面が上昇した上昇したこの流動層内に処理品
Ｗを浸漬して加熱する。加熱が終了すれば再び粉粒体の
表面を低下させた第１の状態として扉16を開き、加熱さ
れて支持装置30上に支持された処理品Ｗを扉16から外部
に抽出する。

また貯蔵槽40と、抜取り手段と、戻し手段とを備えた
ものでは、第１の状態では炉体10内の粉粒体の少なくと
も一部を貯蔵槽40内に抜き取り、第２の状態では貯蔵槽
40内に抜き取った粉粒体を炉体10内に戻すことを除き、
前項と同様の作用がなされる。

（発明の効果） 上述の如く、本発明によれば、炉体の側壁に形成した
開口を通して横方向から処理品を装入及び抽出すること
ができるので、オールケース炉等に使用するローラコン
ベア、チェンコンベア、ウオーキングビーム、プッシャ
ー等による水平方向移動のみを行う自動搬送ラインを使
用すること可能となり、自動化のための搬送装置を簡略
化して装置全体の製造コストを低下させることができ
る。また、処理品を装入・抽出する第１の状態では、粉
粒体の表面は開口の下縁よりも低くなるように低下して
いるので、処理品の装入・抽出のために扉を開いても開
口からの粉粒体の飛散は僅かである。

また貯蔵槽と、抜取り手段と、戻し手段とを備えたも
のによれば、上記各効果に加えて、第１の状態と第２の
状態における粉粒体の表面の高さの差が大きくなるの
で、高さの大きい処理品でも流動層内に浸漬して加熱す
ることができる。

（実施例） 以下に添付図面に示す実施例により本発明の説明をす
る。

（１）第１実施例（第１図及び第２図） 加熱媒体となるアルミナ等の粉粒体を収容する容器１
は、天井12を有する四角な箱形の炉体10により形成され
ている。炉体10は耐火れんがを内張りしてなり、その前
側の壁面にはトレイ35に乗せた処理品Ｗを装入及び抽出
するための開口13が設けられている。開口13は第１図に
示す如く、その下縁13aが、炉体10内に収容される粉粒
体が流動化を停止した状態（第１の状態）における表面
（静止層表面）Ｑよりも上方となるように形成されてい
る。また、炉体10内には複数のローラ31が、その上縁が
開口13の下縁13aよりも多少高い位置となるように水平
方向に整列して設けられている。このローラ31は同じ高
さに設けられたローラコンベア36のローラ36aと連動し
て回転駆動されて、加熱すべき処理品Ｗを、所定のシー
クエンスに従ってローラコンベア36から開口13を通して
炉体10内に装入し、加熱済の処理品Ｗを炉体10内からロ
ーラコンベア36上に抽出するようになっている。本実施
例においては、ローラ31が処理品Ｗの支持装置30を構成
している。

第１図に示す如く、炉体10の外側には、図略のシリン
ダ装置により上下動して開口13を開閉する扉16が設けら
れ、開口13の周囲には扉16との間をシールするアスベス
ト等の可撓性耐火材を主体とするシール部材が設けられ
ている。本実施例においては、開口13の内側にも上下動
して開口13を開閉する耐熱鋼板製のスライドシャッタ18
が設けられている。

第１図及び第２図に示す如く、炉体10の底壁11上には
風箱20が設けられている。風箱20は箱本体21の上側開口
に、耐熱鋼板に多数の通気孔を設けた分散板２を固定し
てなり、その下側は送気管23を経て送風機22に接続され
ている。炉体10は天井12の内側両側には、サイクロン26
を経て大気中に連通される一対の排出ダクト25が設けら
れている。炉体10内の下部には、粉粒体を加熱するため
に、ラジアントチューブバーナやシーズヒータ等のヒー
タ19が設けられている。

次に本実施例の作動について説明する。

炉体10内への処理品Ｗの装入及び抽出は送風機22及び
ヒータ19を停止させ、粉粒体の表面を静止層表面Ｑとし
た状態（第１の状態）で行う。この状態において扉16及
びスライドシャッタ18を上昇させて開口13を開き、トレ
ー35に乗せられてローラコンベア36により搬送されてき
た未加熱の処理品Ｗは、開口13から炉体10内に装入され
て支持装置30上に支持される。次いで扉16及びスライド
シャッタ18を下降させて開口13を閉じた後、送風機22及
びヒータ19を作動させる。送風機22からの流動化ガス
（本実施例においては空気）は風箱20上側の分散板２か
ら炉体10内に流入し、粉粒体を流動化して炉体10内の上
部を除く部分に流動層を形成する。これにより流動層表
面Ｓは静止層表面Ｑよりも上昇した状態（第２の状態）
となり、処理品Ｗは流動層内に浸漬される。これと同時
に流動層はヒータ19により加熱されて高温となり、流動
層内に浸漬された処理品Ｗを加熱する。粉粒体を流動化
して炉体10内の上部に入った空気はサイクロン26を経て
大気中に排出され、この空気中に混入した粉粒体はサイ
クロン26により分離されて下部の容器27内に回収され、
炉体10内に戻される。

処理品Ｗの加熱が終了すれば、送風機22及びヒータ19
を停止し、先ず、スライドシャッタ18を上昇させて扉16
との間に飛散されてたまった粉粒体を炉体10内に戻した
後、扉16を上昇させて開口13を開く。次いで、支持装置
30上の加熱された処理品Ｗはローラコンベア36により抽
出され、近接して設けた冷却装置等の次工程に搬送され
る。

本実施例によれば開口13を通して横方向から処理品Ｗ
を装入及び抽出することができるので、自動搬送ライン
として比較的構造が簡単なローラコンベア36を使用する
ことが可能となり、装置全体の製造コストを低下させる
ことができる。また処理品Ｗの装入・抽出の際には粉粒
体の表面は開口13の下縁13aよりも下にあるので、横方
向から処理品Ｗを装入・抽出するにも拘わらず、粉粒体
の外部への飛散は僅かである。

なお、必要に応じて炉体10内にはエアブラスト装置を
設け、スライドシャッタ18及び扉16を閉じた状態におい
てこのエアブラスト装置を作動させ、処理品Ｗやトレー
35上あるいは開口13の下縁13a付近に集積した粉粒体を
炉体10内に落した後に扉16を開くようにすれば、外部へ
の粉粒体の飛散を一層減少させることができる。また、
本実施例においては粉粒体の流動化を停止して処理品Ｗ
の装入及び抽出を行うようにしたが、流動化ガスの流入
量を減少させて表面が低くなる最小流動状態として処理
品Ｗの装入及び抽出を行うようにしてもよい。この場合
は開口13の下線13aは最小流動化状態の表面よりも多少
上方するものとし、ヒータ19を停止することなく処理品
Ｗの装入・抽出を行うことが可能となる。

（２）第２実施例（第３図） 本実施例は、炉体10の後上部に、粉粒体の一部を一時
貯蔵する貯蔵槽40を設けた点が第１実施例と異なってい
る。炉体10の後壁の上半部は第３図に示す如く公報に突
出させ、後壁の下半部から上方に延びる耐熱性材料より
なる仕切壁14を設けて後壁の上半部と仕切壁14との間に
貯蔵槽40を形成する。貯蔵槽40の下部には、仕切壁14に
形成した開口43aと、仕切壁14に対し水平方向摺動自在
とした弁板43bよりなる戻し弁43を設ける。この戻し弁4
3は図示の閉状態では貯蔵槽40内部と炉体10内の連通を
遮断しているが、炉体10外からの操作により弁板43bを
摺動すれば弁板43bに形成した図略の弁口が開口43aと合
致して、貯蔵槽40内の粉粒体をその自重により炉体10内
下部に戻すものである。また、炉体10内下部と貯蔵槽40
上部との間には輸送管41が設けられ、輸送管41の途中に
は高圧空気の噴流を利用して炉体10内の粉粒体を貯蔵槽
40内に輸送するインゼクションフィーダ42が設けられて
いる。炉体10の前壁に形成した開口13の下縁13aは、後
述する粉粒体の抜取後の静止槽表面Ｑよりも多少上方に
位置している。なお、仕切壁14の上部には空気抜のため
の穴14aが設けられている。輸送管41とインゼクション
フィーダ42は炉体10内の粉粒体の一部を貯蔵槽40内に抜
き取る抜取り手段を構成し、戻し弁43は貯蔵槽40内に抜
き取った粉粒体を炉体10内に戻す戻し手段を構成する。
本実施例のその他の構造は第１実施例と同様であるの
で、対応する部分に同一の符号を付して示すのみとし、
詳細な説明は省略する。

本実施例の作動は、図略の送風機22及びヒータ19を停
止させるのと前後して炉体10内下部の粉粒体の一部をイ
ンゼクションフィーダ42により貯蔵槽40内に抜き取るこ
とにより、粉粒体の表面を抜取後の静止槽表面Ｑとして
処理品Ｗの装入及び抽出を行うようにした点が第１実施
例と異なっている。すなわち、粉粒体の表面を抜取後の
静止層表面Ｑとした状態（第１の状態）において扉16及
びスライドシャッタ18を開き、処理品Ｗを開口13から炉
体10内に装入して支持装置30上に支持させる。次いで扉
16及びスライドシャッタ18を閉じた後、戻し弁43を開い
て貯蔵槽40内の粉粒体を炉体10内下部に戻し、これと前
後して送風機22及びヒータ19を作動させる。貯蔵槽40内
の粉粒体を炉体10内に戻した状態における静止層表面Ｒ
は第３図に示す通りであり、送風機22からの流動化ガス
により流動化されゝば流動層表面Ｓは上昇した状態（第
２状態）となり、処理品Ｗは流動層内に浸漬されて加熱
される。処理品Ｗの加熱が終了すれば、送風機22及びヒ
ータ19を停止し、インゼクションフィーダ42により炉体
10内下部の粉粒体の一部を貯蔵室40内に抜き取って粉粒
体の表面を抜取後の静止層表面Ｑとした後、扉16及びス
ライドシャッタ18を開いて、加熱された処理品Ｗをロー
ラコンベア36により抽出する。

本実施例によれば、流動層表面Ｓの高さが同一なら
ば、抜取後の静止層表面Ｑの高さを第１実施例の静止層
表面Ｑよりも低くすることができるので、加熱可能な処
理品Ｗの高さを大にすることができ、また開口13の位置
を低くすることができる。

（３）第３実施例（第４図） 本実施例は、炉体10の真上の貯蔵槽40を設け、炉体10
の後壁にも開口13を設けた点が第２実施例と異ってい
る。炉体10内の上部には水平に仕切壁14を設けて天井12
との間に貯蔵槽40を形成し、仕切壁14には第２実施例と
同様、開口43aと摺動自在な弁板43bよりなる戻し弁43が
設けられている。その他の構造は第２実施例と同様であ
り、図示は省略したが輸送管41の途中にはインゼクショ
ンフィーダ42が設けられている。

第２実施例と同様、輸送管41とインゼクションフィー
ダ42が抜取り手段を構成し、戻し弁43が戻し手段を構成
する。

本実施例の作動は、トレー35に乗せられた処理品Ｗが
前壁の開口13から炉体10内に装入され、加熱後は後壁の
開口13から抽出される点を除き第２実施例と同様であ
る。本実施例も第２実施例と同様、第１実施例に比して
加熱可能な処理品Ｗの高さを大にすることができ、また
開口13の位置を低くすることができる。

（４）第４実施例（第５図） 本実施例は、貯蔵槽40を炉体10と別個に設け、吸引ポ
ンプ49により炉体10内下部の粉粒体を貯蔵槽40内に抜き
取るようにした点が第２実施例と相違している。貯蔵槽
40は密閉したホッパ15により形成され、水流を利用した
アスピレータ等の吸引ポンプ49が、サイクロン46を設け
た吸引管45を介して貯蔵槽40内に連結されている。

この第４実施例では、輸送管41、吸引管45、サイクロ
ン46及び吸引ポンプ49が抜取り手段を構成し、戻し弁43
及び戻し管44が戻し手段を構成する。

吸引ポンプ49により貯蔵槽40内の空気を吸引すれば、
輸送管41内を通る空気流により炉体10内下部の粉粒体の
一部が貯蔵槽40内に抜き取られ、サイクロン46により粉
粒体が分離された空気が吸引ポンプ49から排出される。
貯蔵槽40内の粉粒体は戻し弁43を開くことにより戻し管
44から炉体10内に戻される。その他の構成及び作用は第
２実施例と同様であるので、対応する部分に同一の符号
を付して示すのみとし、詳細な説明は省略する。

（５）第５実施例（第６図及び第７図） 本実施例は、処理品Ｗを支持する支持装置30を支持枠
32とローラ31により構成し、天井12に設けた２本のエア
シリンダ装置33により支持枠32を昇降させるようにした
点が第１実施例と異っている。

第６図及び第７図の実線及び破線に示す如く、支持枠
32が上昇した場合においてはローラ31の上縁は開口13の
下縁13のよりも多少高い位置にあり、この状態において
処理品Ｗは開口13より炉体10内に装入されてローラ31上
に支持される。開口13を閉じ、送風機22及びヒータ19を
作動させて粉粒体を流動化しその表面を上昇させ（第２
の状態）て加熱した後、エアシリンダ装置33を作動させ
て支持装置30を下降させ、二点鎖点に示す如く処理品Ｗ
と共に流動層内に浸漬してこれを加熱する。本実施例に
おいては流動層表面Ｓは開口13の下縁13aより多少下方
にある。処理品Ｗの加熱が終了すれば、送風機22からの
送風量を減少させて粉粒体を最小流動化状態として扉16
を上昇させ、開口13から処理品Ｗを抽出する。その他の
構成及び作用は第１実施例と同様である。

本実施例によれば、第１実施例に比して加熱可能な処
理品Ｗの高さを大にすることができるのみならず、開口
13の下縁13aの位置を流動化表面Ｓよりも高くすること
ができるので開口13内側のスライドシャッタを省略する
ことができる。また、処理品Ｗの装入・抽出の際に開口
13からの粉粒体の飛散が少く、従って特別な考慮をする
ことなく最小流動化状態のまゝとすることができるので
ヒータ19を停止する必要がなくなり、これにより炉内の
一時的な温度低下がなくなるので処理品Ｗの装入・抽出
のサイクルを早めて生産性を向上させることができる。

（６）第６実施例（第８図及び第９図） 本実施例は、風箱20を昇降させて流動層を全体として
上下動させるようにした点が第１実施例と異なってい
る。第８図及び第９図に示す如く、箱本体21の下側に補
強リブ51が設けられた風箱20は、内部に送風管23を設け
たラム50の上端に支持されて図略の昇降装置により上下
動されるようになっている。

第８図に示す如く風箱20を下降させた状態において
は、静止層表面Ｑは開口13の下縁13aよりも下方にあ
り、この状態（第１の状態）において処理品Ｗは開口13
より炉体内に装入されローラ31上に支持される。開口13
を閉じ、送風機23及びヒータ19を作動させれば粉粒体は
流動化してその表面は第８図の流動層表面Ｓまで上昇し
て加熱され、この状態でラム50を介して図略の昇降装置
により風箱20を上昇させれば、流動層表面Ｓは第９図に
示す位置まで上昇した状態（第２の状態）となり、処理
品Ｗは流動層内に浸漬されて加熱される。本実施例にお
いては、風箱20の上昇につれてその下側には給排通路52
からインジェクションフィーダ等により粉粒体を供給し
て、風箱20の上側の加熱された粉粒体が周囲の隙間から
下側の落ちるのを防止している。処理品Ｗの加熱が終了
すれば、送風機22及びヒータ19を停止し、風箱20下側の
粉粒体を給排通路52から抜いて、第８図に示す位置まで
風箱20を下降させた後、開口13を開いて処理品Ｗと抽出
する。その他の構成及び作用は第１実施例と同様であ
る。

本実施例によれば、風箱20の上昇の分だけ静止層表面
Ｑと加熱中の流動層表面Ｓの距離を増大することができ
るので、加熱可能な処理品Ｗの高さを大にすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は本発明による流動層加熱炉の実施例を
示し、第１図は第１実施例の全体側断面図、第２図は第
１図のII−II断面図、第３図は第２実施例の全体側断面
図、第４図は第３実施例の全体側断面図、第５図は第４
実施例の全体側面図、第６図は第５実施例の全体側面
図、第７図は第６図のVII−VII断面図、第８図は第６実
施例の作動停止状態の全体側断面図、第９図は同じく作
動状態の全体側断面図、第10図は従来技術の一例の全体
側面図である。 符号の説明 １……容器、２……分散板、10……炉体、12……天井、
13……開口、13a……下縁、16……扉、30……支持装
置、Ｗ……処理品。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】底部に分散板を設けた容器内の下半部に粉
   粒体を収容し、前記分散板を通して下方から流入させた
   流動化ガスにより前記粉粒体を流動化して前記容器の上
   部を除く部分に流動層を形成すると共にこの流動層を加
   熱し、この流動層内に処理品を浸漬して加熱する流動層
   加熱炉において、天井を有する四角な箱形に形成されて
   前記容器を形成する炉体と、この炉体の少なくとも一側
   の壁面に形成されて前記処理品を横方向から装入・抽出
   する少なくとも１つの開口と、この開口を開閉する扉
   と、前記開口を通して横方向から炉体内に装入される処
   理品をその高さにおいて受入れ支持する支持装置とを備
   え、前記流動化ガスを停止またはその供給量を最小とし
   て前記粉粒体の表面が前記開口の下縁よりも低くなるよ
   うに低下させた第１の状態と、前記流動化ガスを充分に
   流入させ前記粉粒体を充分に流動化させてその表面が前
   記第１の状態よりも高くなるように上昇させた第２の状
   態の間で作動状態を切り換え可能とし、粉粒体の表面を
   下降させた前記第１の状態で前記扉を開いて前記処理品
   を前記炉体内に装入したのち粉粒体の表面を上昇させた
   前記第２の状態とすることにより同処理品を流動層内に
   浸漬してこれを加熱し、加熱終了後再び第１の状態とし
   て前記扉を開いて同処理品を取り出すことを特徴とする
   流動層加熱炉。
2. 【請求項２】底部に分散板を設けた容器内の下半部に粉
   粒体を収容し、前記分散板を通して下方から流入させた
   流動化ガスにより前記粉粒体を流動化して前記容器の上
   部を除く部分に流動層を形成すると共にこの流動層を加
   熱し、この流動層内に処理品を浸漬して加熱する流動層
   加熱炉において、天井を有する四角な箱形に形成されて
   前記容器を形成する炉体と、この炉体の少なくとも一側
   の壁面に形成されて前記処理品を横方向から装入・抽出
   する少なくとも１つの開口と、この開口を開閉する扉
   と、前記開口を通して横方向から炉体内に装入される処
   理品をその高さにおいて受入れ支持する支持装置と、前
   記炉体と関連して設けた貯蔵槽と、前記炉体内の粉粒体
   の少なくとも一部を前記貯蔵槽内に抜き取る抜取り手段
   と、前記貯蔵槽内に抜き取った粉粒体を前記炉体内に戻
   す戻し手段とを備え、前記抜取り手段により前記炉体内
   の粉粒体の少なくとも一部を前記貯蔵槽内に抜き取ると
   共に前記流動化ガスを停止またはその供給量を最小とし
   て前記粉粒体の表面が前記開口の下縁よりも低くなるよ
   うに低下させた第１の状態と、前記貯蔵槽内に抜き取っ
   た粉粒体を前記戻し手段により前記炉体内に戻すと共に
   前記流動化ガスを充分に流入させ前記粉粒体を充分に流
   動化させてその表面が前記第１の状態よりも高くなるよ
   うに上昇させた第２の状態の間で作動状態を切り換え可
   能とし、粉粒体の表面を下降させた前記第１の状態で前
   記扉を開いて前記処理品を前記炉体内に装入したのち粉
   粒体の表面を上昇させた前記第２の状態とすることによ
   り同処理品を流動層内に浸漬してこれを加熱し、加熱終
   了後再び第１の状態として前記扉を開いて同処理品を取
   り出すことを特徴とする流動層加熱炉。