JP2792030B2 - 炉のシール装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、炉のシール装置に係わり、特に、金属やセ
ラミック等の被加熱物の加熱、熱処理、あるいは、乾燥
処理を行う炉に用いられるシール装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来、この種の炉として、第５図に示す構造のものが
知られている。

この炉１は、炉本体２と、この炉本体２の側部に形成
された被加熱物Ｗの搬出入口2aに配設されて、この搬出
入口2aからの気体や熱の漏れを抑制するシール装置３と
を備えており、このシール装置３は、前記搬出入口2aの
上部壁に、揺動自在に取り付けられ、搬送状態にある被
加熱物Ｗの上面に接触してこの被加熱物Ｗの上方の空間
部を閉塞する複数の金属製カーテン４と、搬出入口2aの
下部壁に立設されて、前記被加熱物Ｗの下方に形成され
る空間部を閉塞する仕切り壁５と、前記搬出入口2aの開
口端部に昇降可能に設けられて、その開閉をなすシャッ
ター６と、このシャッター６を昇降させる駆動機構７と
によって構成されている。

このように構成された炉１は、駆動機構７によりシャ
ッター６を上昇させて搬出入口2aを開放し、この搬出入
口2aから被加熱物Ｗを炉本体２内に搬入したのちに、再
度前記シャッター６を下降させて前記搬出入口2aを閉塞
することにより、炉本体２を密閉して被加熱物Ｗの処理
を行う。また、シャッター６を上昇させて搬出入口2aを
開放し、処理後の被加熱物Ｗを炉本体２から搬出して未
処理の被加熱物Ｗを搬入するようになっている。

そして、前述の被加熱物Ｗの搬出入に際し前記搬出入
口2aは、被加熱物Ｗの下部においては仕切り壁５によ
り、また、上部においては金属製カーテン４によりそれ
ぞれ閉塞し、さらに処理中においては前記搬出入口2aの
開口端部をシャッター６によって閉塞することにより、
被加熱物Ｗの搬出入時、および、処理中における炉本体
２の密閉を行うようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、前述の構成のシール装置３においては、被
加熱物Ｗを炉本体２内に完全に押し込んだ状態、あるい
は、処理後の被加熱物Ｗを入れ換えする場合等におい
て、前記搬出入口2aの開口端部が完全に開放され、か
つ、金属製カーテン４あるいは仕切り壁５との間に被加
熱物Ｗが存在しない状態が生じ、これに起因して次のよ
うな不具合が生じる。

前記シャッター６の開放により、炉本体２内の気体が
搬出入口2aから外部へ流出することにより、炉本体２内
の圧力が大きく変動してしまい、雰囲気炉においてはそ
の雰囲気の大幅な変動が生じてしまう。

そして、炉本体２内の圧力が大気よりも低くなると、
外気が炉本体２内に吸い込まれることにより被加熱物Ｗ
の酸化や炉内温度の低下を招く。

前記炉が連続炉であると、シャッター６の開閉時間が
長くなることから、前述の不具合が一層助長される。

被加熱物Ｗの幅が小さくなると、その分、被加熱物Ｗ
の両側部における金属製カーテン４と仕切り壁５との間
に形成される隙間が大きくなり、シール効果が半減す
る。

金属製カーテン４が重いと、被加熱物Ｗの搬出入時に
おいて、金属製カーテン４が被加熱物Ｗに接触してこの
被加熱物Ｗに損傷を生じ、また、金属製カーテン４が軽
すぎると、その消耗量が大きく頻繁な交換を余儀なくさ
れる。

したがって、従来においては、このような不具合への
対処が要望されている。

本発明は、このような従来に技術において残されてい
る課題を解決せんとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前述の課題を有効に解決し得る炉のシール
装置を提供するもので、このシール装置は、特に、炉の
被加熱物搬出入口近傍に設けられるシール装置であっ
て、被加熱物の搬送経路の上下に配設されてシール気体
が貯留されるプレナム室と、これらの各プレナム室の前
記搬送経路側に設けられ、前記シール気体を搬送経路へ
向けて噴射するノズルと、これらのノズルから噴射され
たシール気体を回収する排気管とを備え、前記ノズル
は、前記排気管に対し被加熱物の搬送方向に沿う両側
に、炉内ガスと前記シール気体とを隔離するようそれぞ
れの噴射方向を排気管側へ傾斜させて設けられ、さらに
前記上方のプレナム室は、駆動機構によって昇降可能に
設けられていることを特徴とし、また、シール気体の噴
射方向の搬送方向に対する傾斜角が、10°ないし50°の
範囲であること、さらに、ノズルが、シール気体の噴射
方向を規制するガイドプレートを備えて構成されること
を含むものである。

［作用］ 本発明に係わる炉のシール装置は、被加熱物の搬送経
路の上下に配設されたプレナム室内のシール気体を、前
記プレナム室に設けた各ノズルにより前記搬送経路へ向
けて噴射するとともに、このシール気体を各ノズル間に
設けた排気管により順次排気することにより、炉の搬出
入口に、圧力の高い気体によるカーテンを形成する。

これによって、炉内からの気体の漏れを防止し、ま
た、被加熱物の搬出入に際しても、この被加熱物の全周
に亙って気体によるシールを行うことにより、被加熱物
の回りを非接触状態でシールを行う。しかも、ノズル
が、排気管の両側に、炉内ガスと前記シール気体とを隔
離するようそれぞれの噴射方向を排気管側へ傾斜させて
設けられるため、炉内ガスがこのシール装置に取り込ま
れにくく、炉内圧力変動および炉内温度低下を効果的に
抑制する。さらに、上方のプレナム室が駆動機構によっ
て昇降することにより、被加熱物の厚さが変わっても被
加熱物の上下に形成される各高圧室の容積を適切に保持
することが可能となり、これら高圧室の圧力低下等が抑
制される。

さらに、前記各ノズルからのシール気体の噴射方向を
ノズル方向あるいはガイドプレートにより排気管へ向け
ることにより、シール気体の流れをシール部分の内側へ
向け、これによって、このシール部分の気体圧力を高め
るとともに、シール気体の外部への流出を抑制する。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図および第２図に基づ
き説明する。

第１図中、符号10は、本発明の一実施例が適用された
炉を示し、この炉本体11の一側部に形成されている被加
熱物Ｗ用の搬出入口11aに、本実施例のシール装置12が
設けられている。

このシール装置12は、被加熱物Ｗの搬送経路Ｌの上下
に配設されてシール気体Ｇが貯留されるプレナム室13
（13a・13b）と、これらの各プレナム室13（13a・13b）
の前記搬送経路Ｌ側に設けられ、前記シール気体Ｇを搬
送経路Ｌへ向けて噴射するノズル14と、これらのノズル
14から噴射されたシール気体Ｇを回収する排気管15とを
備え、前記ノズル14は、前記排気管15に対し被加熱物Ｗ
の搬送方向に沿う両側に、炉内ガスとシール気体とを隔
離するようそれぞれの噴射方向を排気管15側へ傾斜させ
て設けられ、また上方のプレナム室13aは、駆動機構18
によって昇降可能に設けられた概略構成となっている。

これらについて詳述すれば、前記炉本体11の内部に
は、複数のローラ16が略同一平面上に設けられて、前記
搬出入口11aから搬入される被加熱物Ｗが載置されて、
この被加熱物Ｗを炉本体11内に案内するとともに、炉本
体11の所定の位置に保持するようになっている。

前記各プレナム室13（13a・13b）は、その外周部が断
熱材17によって覆われており、上方に配設されたプレナ
ム室13aは、炉本体11の外壁に、被加熱物Ｗの搬送方向
と直交する方向（すなわち上下方向）に昇降可能に取り
付けられ、また、下方に配設されたプレナム室13bは炉
本体11に対して固定状態に取り付けられている。

そして、上方に配設されたプレナム室13aには、駆動
機構18が連設され、この駆動機構18によって昇降させら
れて、被加熱物Ｗの厚さに応じて下方のプレナム室13b
との間隔が調整されるようになっている。

また、前記各プレナム室13の、被加熱物Ｗの搬送方向
に沿う中間部には、前記排気管15が上下に貫通して設け
られ、この排気管15の前記搬送経路Ｌ側の端部が吸入部
となされており、この排気管15を挟むような位置のそれ
ぞれに、前記ノズル14が設けられている。

これらの各ノズル14は、被加熱物Ｗの搬送路の幅方向
全長に亙るスリット状に形成されているとともに、シー
ル気体Ｇの噴射方向が、第１図に矢印で示すように、排
気管側へ向かうよう前記搬送経路Ｌに対し傾斜させられ
ている。

このシール気体の噴射方向の搬送方向に対する傾斜角
αは、10°ないし50°の範囲内に設定されており、これ
によって、上下一対のノズル14から噴出されるシール気
体Ｇが前記炉本体11の搬出入口11aの外部側において一
時滞留させられることにより、上下のプレナム室13a・1
3b間、あるいは、被加熱物Ｗが搬送途中にある場合に
は、第１図に示すように、この被加熱物Ｗの上下面と各
プレナム室13a・13bとの間に見掛け上の高圧室Ｐが形成
される。

さらに、前記各プレナム室13（13a・13b）には、バラ
ンス弁19を介して送風機20が連設され、この送風機20の
吸入部には、制御弁21を介して前記排気管15が連通され
ている。

また、前記制御弁21には、圧力制御ユニット22が接続
されており、この圧力制御ユニット22は、前記高圧室Ｐ
内に突出状態で設けられた圧力検出器23からの信号に基
づき送風機20へのシール気体Ｇの供給量を調整すること
により、前記高圧室Ｐ内の圧力を調整するようになって
いる。

さらに、前記制御弁21の上流側は、分岐管24および制
御弁25を介して前記炉本体11の内部へ連絡されており、
前記制御弁25が圧力制御ユニット22によって開閉制御さ
れて、炉本体11から炉内ガスの一部をシール気体Ｇとし
て前記送風機20へ供給するようになっている。

ここで、前記圧力制御ユニット22および制御弁25は下
方のプレナム室13bに対してのみ図示し、上方のプレナ
ム室13aに対応して設けられた分については省略した。

一方、前記下方に配設されたプレナム室13bに取り付
けられている排気管15の吸入部と対向する部分には、被
加熱物Ｗの搬出入の際の案内となるガイドローラ26が設
けられており、このガイドローラ26の外周部には全長に
亙って周溝26aが形成されている。

この周溝26aは、ガイドローラ26上に被加熱物Ｗが載
置された状態において、下方のプレナム室13bと被加熱
物Ｗとの間に形成される高圧室Ｐが前記ガイドローラ26
によって２分されることを防止するために形成されたも
のである。

次いで、このように構成された本実施例のシール装置
12の作用について説明する。

まず、炉10の稼働と同時に、制御弁25・21の開度を調
整するとともに、送風機20を駆動することにより、炉本
体11内の炉内ガスを各プレナム室13（13a・13b）内へ導
く。

このようにして各プレナム室13（13a・13b）内に導か
れた炉内ガスは、その圧力がプレナム室13において均圧
化されたのちに、上下各２個のノズル14から両プレナム
室13a・13b間の内側へ向けてシール気体Ｇとして噴出さ
れる。

この状態において前記両プレナム室13a・13b間にシー
ル気体Ｇが一旦滞留させられることにより、炉本体11内
の圧力よりも高い圧力の高圧室Ｐが形成されて、被加熱
物Ｗ用の搬出入口11aが閉塞され、この結果、炉本体11
からの炉内ガスの漏れが抑制されるとともに、炉本体11
内への外気の流入が阻止される。

一方、被加熱物Ｗを炉本体11内に搬入する場合には、
駆動機構18により上方のプレナム室13aを、被加熱物Ｗ
の厚さに応じて上昇させ、こののちに、被加熱物Ｗを搬
入する。

このような被加熱物Ｗの搬入により、この被加熱物Ｗ
が前記シール気体Ｇによって形成されている高圧室Ｐを
貫通しつつ搬出入口11aを経て炉本体11内へ挿入され
る。

そして、このような被加熱物Ｗの搬入と同時に、この
被加熱物Ｗと上下のプレナム室13a・13bとの間のそれぞ
れに高圧室Ｐが形成されることとなり、また、上方のプ
レナム室13aの高さが予め調整され、かつ、下方のプレ
ナム室13bと被加熱物Ｗとの間隔はガイドローラ26によ
り所望の値に保持されて、被加熱物Ｗの上下に形成され
る各高圧室Ｐの容積が適切に保持され、あるいは、前述
の初期状態よりも減少させられることとなり、この結
果、各高圧室Ｐの圧力低下が抑制される。

したがって、被加熱物Ｗの搬入時においても高圧室Ｐ
におけるシール気体Ｇによるシール効果が維持される。

しかも、この被加熱物Ｗの搬入に際して、被加熱物Ｗ
に接触するのは主にシール気体Ｇであることから、被加
熱物Ｗを傷付けるようなことはなく、前述したシール気
体Ｇによるシール効果により、炉本体11内への外気の流
入が防止されて、被加熱物Ｗの処理中における酸化や、
炉本体11内の温度低下ならびに圧力低下が抑制される。

さらに、第２図に示すように、被加熱物Ｗの９の幅が
搬出入口11aの幅よりも狭い場合においても、被加熱物
Ｗの両側部においては、上下のノズル14から噴出される
シール気体Ｇが入り込んで、前述と同様に高圧に保持さ
れることから、この部分においても同様のシール効果が
得られる。

そして、前記高圧室Ｐ内へ噴射されたシール気体Ｇ
は、漸次排気管15を経て送風機20へ吸引され、再度各プ
レナム室13a・13bを経て高圧室Ｐへ循環させられる。

一方、前述したノズル14からのシール気体Ｇの噴射角
度αが10°〜50°の範囲で高圧室Ｐの内部側へ向けられ
ていることから、高圧室Ｐ内に噴射されたシール気体Ｇ
が搬出入口11aを経て炉本体11内へ戻されることが抑制
されるとともに、外気へ放出されることも同様に抑制さ
れる。

ここで、前述した噴射角度αを10°未満とした場合に
おいては、有効な高圧室Ｐの容積を確保するために、ノ
ズル14の間隔を大きくしなければならなくなり、また、
50°を越えた場合には、搬出入口11aを介してのシール
気体Ｇの炉本体11内への戻り量が多くなり、あるいは、
外気への放出量が多くなってしまい、シール効果が減少
してしまうおそれがある。

しかしながら、炉の種類や被加熱物Ｗに対する要求品
質等によっては、前述した範囲外にすることも可能であ
る。

なお、前記実施例において示した各構成部材の諸形状
や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更
可能である。

例えば、前記実施例においては、シール気体Ｇの所望
の位置へ向けて噴射するために、ノズル14をスリット状
にした例について示したが、これに代えて、第３図およ
び第４図に示すようなノズルであってもよい。このノズ
ルは、孔部27の近傍に、噴射方向を制御するガイドプレ
ート28を備えて構成されたものであり、このノズルによ
っても前述した実施例と同様の効果を得ることができ
る。

また、前記プレナム室13は、第３図に示すように各ノ
ズル毎に独立して設けるようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係わる炉のシール装置
によれば、次のような優れた効果を奏する。

被加熱物の搬送経路の上下に配設されたプレナム室内
のシール気体を、前記プレナム室に設けた各ノズルによ
り前記搬送経路へ向けて噴射するとともに、このシール
気体を各ノズル間に設けた排気管により順次排気するこ
とにより、炉の搬出入口に、圧力の高い気体によるカー
テンを形成し、これによって、炉に形成された搬出入口
の外部側を炉内圧力よりも高い圧力に保持して、炉内か
らの気体の漏れ、および、外気の炉内への侵入を防止
し、また、被加熱物の搬出入に際しても、この被加熱物
の全周に亙って気体によるシールを行うことにより、被
加熱物の回りを非接触状態でシールを行うことができ
る。しかも、ノズルが、排気管の両側に、炉内ガスとシ
ール気体とを隔離するようそれぞれの噴射方向を排気管
側へ傾斜させて設けられるため、炉内ガスがこのシール
装置に取り込まれにくく、炉内圧力変動および炉内温度
低下を効果的に抑制することができる。さらに、上方の
プレナム室が駆動機構によって昇降することにより、被
加熱物の厚さが変わっても被加熱物の上下に形成される
各高圧室の容積を適切に保持することが可能となり、こ
れら高圧室の圧力低下等を抑制できる。

したがって、搬出入口を常時確実に閉塞して、炉内温
度や圧力の低下を抑制し、かつ、処理中の被加熱物の参
加を防止し、しかも、被加熱物の搬出入における損傷を
防止することができる。

さらに、前記各ノズルからのシール気体の噴射方向を
ノズル方向あるいはガイドプレートにより排気管側へ向
けることにより、前述した効果を一層高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は一実施例が適用された炉の要部を示す縦断面
図、第２図は第１図のII-II線に沿う矢視断面図、第３
図および第４図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す要
部の縦断面図、第５図は従来の炉のシール装置の一構造
例を示す要部の縦断面図である。 10……炉、11……炉本体、11a……搬出入口、12……シ
ール装置、13……プレナム室、14……ノズル、15……排
気管、20……送風機、22……圧力制御ユニット、23……
圧力検出器、27……穴部（ノズル）、28……ガイドプレ
ート（ノズル）、Ｌ……搬送経路、Ｇ……シール気体、
Ｐ……高圧室。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】炉の被加熱物搬出入口近傍に設けられるシ
   ール装置であって、被加熱物の搬送経路の上下に配設さ
   れてシール気体が貯留されるプレナム室と、これらの各
   プレナム室の前記搬送経路側に設けられ、前記シール気
   体を搬送経路へ向けて噴射するノズルと、これらのノズ
   ルから噴射されたシール気体を回収する排気管とを備
   え、前記ノズルは、前記排気管に対し被加熱物の搬送方
   向に沿う両側に、炉内ガスと前記シール気体とを隔離す
   るようそれぞれの噴射方向を排気管側へ傾斜させて設け
   られ、前記上方のプレナム室は、駆動機構によって昇降
   可能に設けられていることを特徴とする炉のシール装
   置。
2. 【請求項２】シール気体の噴射方向の搬送方向に対する
   傾斜角が、10°ないし50°の範囲であることを特徴とす
   る請求項２記載の炉のシール装置。
3. 【請求項３】ノズルは、シール気体の噴射方向を規制す
   るガイドプレートを備えて構成されることを特徴とする
   請求項１ないし３記載の炉のシール装置。