JP3038763U - 対話式焼成炉制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】焼成炉において第一次昇温工程、第二次昇温工
程、焼成工程及び徐冷工程の温度勾配、焼成温度及び焼
成時間の数値を焼成対象物に対応して対話を通じて選定
入力し、半導体素子回路を含む装置によりシーケンス制
御プログラムによって炉内温度を制御する装置を提供す
る。 【解決手段】電気炉に隣接して制御装置ボックスを設
け、その前面にディスプレィ部、温度表示部及び工程表
示部とからなる表示部と入力用の１０個の数字キーを付
し、ディスプレィの表示によって対話をしつつ、所望の
処理条件の制御値を入力し、処理条件を確認した後、焼
成を開始し、炉内温度が１００℃になると焼成動作を終
了せしめ、操作中にエラーが発生したときはディスプレ
ィのメッセージによって迅速に対応処置をとることによ
り焼成作業を円滑に行ないうる構成とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】本考案は陶芸作品を成形した後、乾燥、素焼、本 焼等の焼成工程を順次昇温、焼成及び徐冷の段階に従って実施して焼き上げる場 合に使用する比較的小型のガス炉、灯油炉又は電気炉の炉内温度を制御する技術 分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】焼成炉のうち電気炉においては温度調節は主として電気抵抗 の変化によってなしうるため、焼成時間、焼成最高温度、昇温勾配及び徐冷勾配 の数値を設定することにより、シーケンス制御回路を形成して焼成工程の管理が できるが、従来はそれぞれの設定値を入力して開始すれば焼成完了迄炉内温度、 温度勾配又はエラー表示についての一方的信号がディスプレィになされるのみで 機械とオペレーターとの対話はなく、各段階において誤りを発見したとき、また 最初から操作を修正してなさねばならなかった。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】焼成開始から終了まで第一次昇温工程、第 二次昇温工程、焼成工程及び徐冷工程の順を追って進行するために、予め第一次 昇温勾配、第一次昇温終了温度、第二次昇温勾配、焼成温度（最高温度）、焼成 温度を維持するねらし時間及び徐冷勾配の６個の数値を設定しておく必要がある 。従来の装置では最初にすべての数値をプッシュボタンによって入力するとき、 入力が正しくなされたか否かの応答はなく、また適切な順序に従って設定された か否かについても何の情報も示されないため、入力ミスの発見が遅れるおそれが あった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本願考案では半導体素子回路を含む時系列制 御プログラムを内蔵し、最初に待機画面の表示すなわち開始時の炉内温度及び焼 成温度（数値を入力しないときはふつう標準処理〔１〕の設定温度の２００℃を 表示する）をディスプレィに表示することにより焼成温度の変更の必要性の有無 についてオペレーターに要求する。変更を要する場合はふつうは予め定められて いる９種類（乾燥２種、素焼２種、本焼５種）の標準処理のうちからいずれかの 所望の温度を選定して入力する。また標準処理以外の処理を選定するときは、ま ず焼成温度について仕様変更キーを押して、入力キーの

〔０〕〜

〔９〕を用いて 所望の処理条件の数値を選定し、入力して決定キーを押す。ついで標準処理のい ずれかを選定した場合、第一次昇温勾配、第一次昇温終了温度、第二次昇温勾配 、焼成維持のねらし時間及び徐冷勾配について、そのいずれの数値も変更を要し ない場合は直ちに開始・中断キーを押して焼成を開始し、変更を要する場合は仕 様変更キーを押して、入力キーにより

〔０〕〜

〔９〕から所望の数値を選定して 決定キーを押す操作を順次行って各制御値を設定し、また標準処理を選定しなか った場合も同様に上記の操作を行って焼成温度を含む各制御値を設定し、確認し た後、初期画面に戻して開始させると、徐冷工程において炉内温度が１００℃に 達したとき、終了のメッセージを表示し、電源がＯＦＦとなる機構を有し、ヒー ター断絶、熱電対の故障又は不備、入力の書込みエラー又はデータの異常の場合 はディスプレィにそれぞれ表示され、オペレーターに適切な処置を取るよう指示 し、事故を未然に防止することができる。

【０００５】

【考案の実施の形態】電気炉に隣接して制御装置ボックスを設け、該制御装 置ボックスには半導体素子回路を内蔵し、電気炉内の熱電対導線及電源導線とを 接続する。制御装置ボックスの前面にはメッセージ等を表示するディスプレィ部 、温度表示部及び工程表示部（昇温、焼成、徐冷の三段階）の３種の表示を設け 、工程表示部の下には１０個の数字キー（０〜９）とロックキー、標準処理設定 キー、仕様変更キー、決定キー及び開始・中断キーの５種の操作用キーを配列す る。

【０００６】 入力キーは数字０〜９を入力しうるとともに標準処理〔１〜９〕の指定及びそ の取消

〔０〕を入力することができる。標準処理設定キーを押して、続いて入力 キー（１〜９）のいずれかを押すと、所望の標準処理が設定される。また仕様変 更キーを押して、続いて数字を逐次選択して所望の数値を入力した後、決定キー を押せば必要とする条件が設定される。標準処理設定キーは予め設定してある９ 種の処理からその１つを選択する場合及び選択した処理の取消、変更の場合に使 用し、仕様変更キーは入力を処理の種類の選択操作から数字自体の選択に変更す るか、又は処理条件を変更する場合に使用し、決定キーは変更した条件を確定す るときに使用し、開始・中断キーは焼成の開始及び中断するときに使用し、開始 ・中断キーは開始操作と中断操作とを交互に作動させる。

【０００７】 電源を入力するとすべての表示部が点灯し、ディスプレィ部には現在の炉内温 度とふつう最初の設定温度である２００℃とが表示される。設定温度（焼成温度 ）に変更がなければ、続いて第一次昇温勾配、第一次昇温終了温度、第二次昇温 勾配、焼成維持のねらし時間及び徐冷勾配の５種の数値についてそれぞれ選択し た標準処理の中に示された各条件の数値をそのまま順次決定するか、又は変更を 要する場合にはそれぞれ仕様変更キーを押した後、入力キーにより所望の数値を 選択した後、それぞれ決定キーを押して、最初のディスプレィ表示すなわち炉内 温度及び設定温度の表示が表れると、入力作業が完了する。各条件の確認の必要 がある場合仕様変更キー、決定キーを順次押せば、それぞれの数値がディスプレ ィに表示される。確認の後開始・中断キーを押すと、デイスプレィ面の左端にヒ ーターオンのランプが点灯し、右端の焼成中のランプ（点滅）が点灯し、炉内温 度／設定温度としてそれぞれの温度が表示される。焼成が進行し、炉内温度が１ ００℃に達すると、焼成動作を終了し再び待機画面の表示「炉内温度１００℃／ 設定温度２００℃（焼成温度を２００℃とした場合）」に戻る。

【０００８】 なおロックキーを押すと、デイスプレィの左端のヒーターオンのランプの右に 「Ｌ」が表示され、またエラーが発生したときにはそれぞれの異常内容が表示さ れるので、オペレーターはマニュアルに従って処理すればよい。

【０００９】 オペレーターは標準処理９種のうち１つを選択し、焼成温度以外の条件を予め 設定された数値をそのまま使用するか又は新しく設定するかの選択をして処理を するか或いはすべての条件を新しく設定するかのいずれによるかを決定して、そ れぞれに対応するキー操作によって焼成対象体に適した焼成に必要な数値を逐次 入力することにより所望の焼成物をうる焼成条件を入力することができる。

【００１０】

【実施例】単相又は三相電源の電気炉１に隣接して制御装置ボックス２を付 し、該制御装置ボックスには半導体素子回路を内蔵し、測温熱電対用の導線端子 及び入力電源端子を接続し、電源を入力するとき温度制御装置は作動可能となる 。電気炉１内に処理すべきセラミック質物体を配列した後、炉扉を閉じて電源を 入れると、制御用パネル２０のディスプレィ２１、温度表示部２２及び工程表示 部２３のすべてのランプは点灯し、約２秒おいて工程表示部２３は消灯し、温度 表示部２２は炉内温度を約３秒間、焼成維持のねらし温度（設定した焼成温度） を約２秒間交互に点灯表示し、ディスプレィ２１は２段に分かれて室内温度２５ ℃、設定した焼成温度２００℃の場合（焼成温度を設定しないときは前の標準処 理の場合の数値ふつうは２００℃）上段には炉内温度 ２５℃、下段には設定温 度（焼成温度） ２００℃と表示する。

【００１１】 電源を入れたとき、ディスプレィ２１にはふつう標準処理〔１〕の焼成温度が 表示されるが、その処理条件に変更を要しないときは続いて開始・中断キー２８ により焼成を開始し、変更を要する場合は仕様変更キー２６、入力キー２４及決 定キー２７によって各条件を順次変更設定し、最終的にＹＥＳ／ＮＯの画面のと き決定キー２７を押して全条件を入力した後、開始・中断キー２８により焼成を 開始する。他の標準処理に変更する場合は標準処理設定キー２５と入力キー２４ によって所望の標準処理を選択し、続いて開始・中断キー２８により焼成を開始 する。この場合も焼成条件のうち変更を要する場合は標準処理〔１〕の場合の変 更を要する場合と同様の手順で処理する。標準処理以外の新しい条件を必要とす る場合は初期画面のときに仕様変更キー２６、入力キー２４及び決定キー２７を 順次押して、焼成条件をすべて選択して入力し、最終的にＹＥＳ／ＮＯの画面を 出して決定キー２７により必要な条件の数値をすべて入力した後、開始・中断キ ー２８によって焼成を開始する。

【００１２】 表１に示されている標準処理のうちから焼成条件を選択する場合、ディスプレ ィ２１の画面にはふつう標準処理〔１〕の焼成温度２００℃と表示されるが、焼 成温度を２００℃とする場合、他の条件に変更がなければ直ちに開始・中断キー ２８を押し、また他の標準処理を選択する場合は標準処理設定キー２５を押し、 標準処理のうちから入力キー〔１〕〜

〔９〕によって所望の数値を選択した後、 前記と同様に開始・中断キー２８を押す。焼成温度以外の条件を修正する場合は 順次各段階の数値のうち変更を要するものについては変更、入力し、それぞれ決 定キー２７を押した後開始・中断キー２８を押し、また自動焼成操作中に第三者 による故意の操作が入らないようにするためにはロックキー２９をディスプレィ ２１の左方に「Ｌ」と表示されるまで押しつづける。

【表１】

【００１３】 焼成工程は常温の炉内温度状態から第一次昇温工程により第一次昇温度終了温 度迄加熱し、続いて第二次昇温工程により最高温度たる設定された焼成温度まで 上昇せしめ、設定されたねらし時間だけその温度状態に保った後徐冷工程に進み 、炉内温度が約１００℃に達すると焼成操作を終了し、ディスプレィ２１の上段 に炉内温度／焼成温度すなわち焼成温度２００℃とした場合〔１００℃／２００ ℃〕と表示し、下段には〔焼成終了〔決定〕〕の表示が出るとき、決定キー２７ を押すと、ディスプレィ２１の表示は上段は炉内温度１００℃、下段は設定温度 ２００℃と変更し、加熱操作の終了を通知する。その後電源をＯＦＦにした後常 温近くまで放冷し炉扉を開けて焼成体を取り出し、焼成作業を完了する。

【００１４】 なお焼成工程に入るときディスプレィ２１の表示は左端にヒーターがＯＮにな っていることを示す点灯がなされ、またロックキー２９を押したときは続いて「 Ｌ」の文字が表示され、、その次に炉内温度の表示たとえば２５℃が示され、「 ／」（スラッシュ記号）をおいて設定された焼成温度たとえば２００℃が表示さ れ、右端の近くにランプが点滅して焼成中であることを示すことになる。焼成温 度等の焼成条件を変更する場合は、まず標準処理工程については乾燥２種類（２ ００℃、４００℃）、素焼２種類（７８０℃、１０００℃）、本焼５種類（１０ ８０℃、１１８０℃、１２３０℃、１２５０℃、１２７０℃）の９種類のうちの いずれか１つを選択することになるが、最初のディスプレィには前の設定した処 理のときの数値ふつう２００℃が表示されるので、それ以外の標準処理を選択す るときは最初のディスプレィの表示のとき標準処理設定キー２５を押し、表示が 「標準設定ＮＯ．： 」と変わったとき、前記９種類のうちいずれか１つの入力 キー２４を押し、たとえば「４」の１０００℃を押せば、ディスプレィ２１の表 示は炉内温度２５℃（常温２５℃の場合）、設定温度１０００℃と表示され、標 準処理〔４〕に設定された他の条件に変更がなければ開始・中断キー２８を押す 。

【００１５】 また設定温度以外の条件を変更するにはデイスプレィ２１の待機画面（炉内温 度及び設定温度の表示）であることを確認した後に焼成温度の変更はないので決 定キーを押し、標準処理〔１〕の場合にはディスプレィの表示が「あぶり昇温： ４０℃／ｈ」に変更したとき、条件の数値の変更を要する場合は仕様変更キー２ ６を押し、入力キー２４

〔０〕〜

〔９〕により所望の数値を入力し、決定キー２ ７を押すことにより、順次第一次昇温勾配、第一次昇温終了温度、第二次昇温勾 配、ねらし時間及び徐冷勾配について処理し、各焼成条件についてそのまま決定 するか又は変更するかの処理を行う。変更する場合は上記のように仕様変更キー ２６を押して、ついで入力キー２４の数字（１〜９）から選択して所望の数値を 逐次入力キー２４を押して設定した後決定キー２７を押す。入力キー２４につい ては押し間違えたときは再び仕様変更キー２６を押して再入力する。また変更を 要しない場合は決定キー２７を押して次の操作に移り、最終的にディスプレィ２ １に「よろしいですか？ ＹＥＳ（ＳＥＴ）／ＮＯ（変更）」の表示により決定 キー２７を押すことにより設定条件の入力がすべて完了し、開始・中断キー２８ を押すことにより焼成動作に入る。

【００１６】

【考案の効果】陶芸品の焼成においてはふつう乾燥工程２００℃〜４００℃ 、素焼７８０℃、絵付・素焼工程８００℃〜１０００℃、本焼１０８０℃〜１２ ７０℃の温度範囲が用いられ、１３００℃以上に焼成することは行われない。乾 燥工程及び素焼、絵付・素焼工程の温度はほぼ４種の温度すなわち２００℃、４ ００℃、７８０℃及び１０００℃が用いられており、焼成物体のセラミック質の 組成によって本焼温度については１１００℃前後から約１３００℃となっており 、大体２０℃〜１００℃のきざみで素材によって選定されているが、本願考案の 場合は１０８０℃、１１８０℃、１２３０℃、１２５０℃及び１２７０℃の５段 階に設定されており、焼成温度はこの温度の中から選択するので十分である場合 が多いので、入力設定操作がきわめて迅速であり、また単純かつ容易であるとい う特徴を有する。

【００１７】 焼成条件を変更する必要のある場合すなわち標準処理の１つを選択し、その中 の条件を変更する場合又は焼成温度を新しく設定する場合のいずれについてもそ れぞれの所望の数値を入力キーによって入力し、セットすることにより焼成に必 要な制御値を順次入力、決定し自由に各操作条件を変更することにより焼成対象 物に適応した焼成をなしうるという特徴を有する。

【００１８】 従来の装置ではボタンの押し間違いによって誤って入力しても気がつかずに開 始させることがあり、焼成工程の途中になって気がついても焼成対象物はすでに 相当の熱が加わっており、その時点で各工程の数値を変更して再開始しても焼き 上がりが適切であるという保証はないが、本願考案ではそれぞれの条件設定につ いて各工程の数値を逐一確認するための情報交換がなされるために、錯誤に基づ く失敗は殆ど起こりえないという特徴を有する。

【００１９】 また操作中にエラーが発生しても、従来では単にエラー記号のみ表示されてエ ラーの内容についての情報はなく、一々マニュアルを参照せねばならないが、本 願考案の場合は修正しうるエラーか又はサービスマンの助力を必要とするものか の表示がディスプレィに示されることにより直ちに適切な措置をとることができ るという特徴をも有する。

【００２０】 焼成中の加熱回路の断線事故は焼成物に多大の影響を与えるので、断線時に発 生個所、内容を即時メッセージとしてディスプレィ画面に表示しうるために、メ ッセージの指示に従って直ちに有効な処理をなしうることにより断線事故による 被害を最小限に止めうるという特徴をも有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願考案に係る装置を付した電気炉全体の概略
を示す図である。

【図２】本願考案に係る装置のパネル部を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 電気炉 ２ 制御装置ボックス 20 制御用パネル 21 ディスプレィ 22 温度表示部 23 工程表示部 24 入力キー 25 標準処理設定キー 26 仕様変更キー 27 決定キー 28 開始・中断キー 29 ロックキー

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】セラミック質からなる成形体を乾燥、絵付
   ・素焼、本焼して焼成する工程において、焼成炉におけ
   る昇温、加熱及び徐冷の各段階について温度を制御する
   場合、ディスプレィの表示により対話方式によって制御
   値を選定又は変更して設定しうる半導体素子を含む回路
   を有し、プログラムによって炉内温度を制御することを
   特徴とする対話式焼成炉制御装置。