JP3108204B2 - ビームキルン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、炉体内を炉長方向に移
動する多数のビームにより被焼成品を搬送するようにし
たビームキルンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、窯業原料や窯業製品を焼成す
る工業用窯としては、トンネルキルン、電気プッシャ炉
等がある。例えば、トンネルキルンは、焼成棚を有する
台車に被焼成品を積込み、トンネル状の炉体内に被焼成
品を搬送しつつ焼成するものであり、また、電気プッシ
ャ炉は、多段式の匣鉢等に積込んだ被焼成品をプッシャ
等により電気炉内に押込んで焼成するものである。

【０００３】これに対し、被焼成品の搬送方向に多数の
ローラを並設し、このローラにより被焼成品を搬送しつ
つ焼成するようにしたローラハースキルンが知られる。
ローラハースキルンは、トンネルキルンや電気プッシャ
炉に比べ、焼成台車、匣鉢等の比較的熱容量の大きい窯
道具を用いないため、迅速焼成が可能で、炉内温度制御
に優れ、また、生産ラインの自動化を実施しやすいとい
う利点をもつ。このため、近年、窯業界では、トンネル
炉や電気プッシャ炉からローラハースキルンへ窯設備を
切替える場合も多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなローラハースキルンによると、被焼成品を搬送する
ローラの強度が比較的小さいことから、荷重の大きい被
焼成品を焼成する場合、ローラが折損しやすく、炉の操
業の信頼性が低い。このため、重荷重の被焼成品は、ロ
ーラハースキルンを用いて焼成しにくく、比較的長い焼
成時間を必要としていた。

【０００５】また、ローラハースキルンの各ローラに外
径の誤差等を生じると、被焼成品が炉入口から炉出口に
至るまでに蛇行しやすく、側壁に衝突したり、また、炉
出口で受取り装置に正確に渡らないという問題があっ
た。本発明は、このような問題点を解決するためになさ
れたもので、炉内温度分布を良好に保持し、重積載の被
焼成品を品質よく迅速に焼成可能にするとともに、焼成
の自動化を容易に実施しやすくしたビームキルンを提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明によるビームキルンは、下部側壁を有する下炉
体と、上部側壁と上壁を有する上炉体と、前記下部側壁
と前記上部側壁との間に炉長方向に間隙が形成されるよ
うに前記上炉体を支持する固定手段と、炉幅方向に前記
間隙を貫通して挿入され、炉長方向に所定間隔で配置さ
れる複数のビームと、前記ビームを貫通する穴を有し、
前記上部側壁と前記下部側壁との間をシールするシール
部材と、前記上炉体と前記下炉体と前記シール部材とに
より形成される空間であって前記ビーム上に被焼成品を
載置する空間と、前記ビームの両端部を支持する支持部
材と、この支持部材を炉長方向に移動する移動手段とを
備えたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明のビームキルンによると、焼成時、炉体
の長手方向に移動する高強度のビームによって被焼成品
を搬送する。このため、比較的荷重の大きい被焼成品が
品質よく短時間で焼成される。また、各ビーム間の隙間
には高温ガスが流通するため、炉内の温度分布が比較的
良好に保持される。さらにビーム自体が炉長方向に移動
するのであるから、炉入口のビーム上に載置された被焼
成品は、炉内で蛇行することなく、炉出口の適切な位置
で確実に回収される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本発明の第１実施例によるビームキルンを図１〜
図８に示す。図１に示すように、ビームキルン１０は、
耐火レンガ、セラミックファイバ等からなる上炉体１２
および下炉体１４を有する。上炉体１２と下炉体１４と
の間には、炉長方向に延びる間隙１６が形成され、この
間隙１６に所定本数のビーム１８を有する複数のビーム
ユニット２０が挿入される。炉入口で複数のビームユニ
ット２０に載置された被焼成品は、炉長方向に連なる複
数のビームユニット２０とともに炉長方向に移動し、炉
出口に至る。被焼成品を加熱するバーナ２２は、上炉体
１２および下炉体１４の所定位置に炉長方向に所定間隔
で設けられている。

【０００９】上炉体１２は、上部側壁２４および上壁２
６からなる。炉幅方向に対向する上部側壁２４は、水平
に保持された上壁２６から高さ方向下方にほぼ等しい長
さで延びている。上壁２６の頂面には、炉長方向に所定
間隔をあけて水平固定部材２８が固定され、この水平固
定部材２８の両端部に上炉体１２の荷重を支える垂直固
定部材３０が固定される。すなわち、上炉体１２は、水
平固定部材２８により炉体設置面から所定の高さに吊ら
れて保持されている。

【００１０】下炉体１４は、下部側壁３２および床壁３
４からなり、上炉体１２と等しい炉幅および炉長をもっ
て上炉体１２の下方に設けられる。下部側壁３２は、上
部側壁２４の下端と下部側壁３２の上端との間に所定幅
の間隙１６が得られるように高さ方向上方に延びてい
る。下部側壁３２の下端外側には、下炉体１４の高さを
微調整するためのジャッキボルト３６が固定されてい
る。

【００１１】図２および図３に示すように、ビームユニ
ット２０は、ＳｉＣ、Ｓｉ−ＳｉＣ等からなる８〜１０
本程度の角パイプ状のビーム１８と、セラミックファイ
バ等からなる２本のシール部材３８と、耐熱鋼等からな
る２本の支持パイプ４０とからなる。シール部材３８の
間隔は、炉幅にほぼ等しく、支持パイプ４０の間隔は、
炉幅より大きく設定される。炉長方向に所定間隔をおい
て配置される複数のビーム１８は、シール部材３８の貫
通穴３８ａに挿入され、ビーム１８の両端部が支持パイ
プ４０の頂面にコ字状に形成されたガイド４２に嵌合さ
れる。各ビーム１８は、これらのビーム１８の頂面が構
成する面が同一平面上になるように水平に配置される。
ビーム１８の熱膨張は、ガイド４２の凹面にビーム１８
の両端部の底面および側面が摺動することにより許容さ
れるようになっている。また、ビーム１８の点検、交換
等をする場合、ビーム１８は、炉体の側方から容易に引
抜くことができる。

【００１２】ビーム１８は、押出成形等により製造され
る。ビーム１８の口径は、例えば６０ｍｍ×６０ｍｍと
し、また、ビーム１８の肉厚は、被焼成品の荷重に十分
に耐えるように所定の５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の厚さに設
定される。ここで、ビーム１８の形状を角パイプ状とし
たのは、ビームユニット２０に積載可能な被焼成品の限
界荷重を大きくし、ビーム１８上に安定して被焼成品を
載置可能にするためである。

【００１３】断面Ｔ字状のシール部材３８は、例えば図
４〜図６に示すブロック体４４を炉長方向につなぎ合わ
せて構成され、上炉体１２と下炉体１４との間の間隙１
６に配置される。シール部材３８の幅方向外側には、比
較的変形しやすいシール部材３８の形状を保持するよう
に断面コ字状の枠体４６が設けられる。また、シール部
材３８の長手方向には、段部３８ｂが延び、この段部３
８ｂは、図１に示す上部側壁２４の下端および下部側壁
３２の上端に形成される段部２４ａおよび３２ａと同程
度の段差をもつように形成される。これにより、間隙１
６にビームユニット２０を配置すると、上部側壁２４お
よび下部側壁３２とシール部材３８との間のわずかな隙
間に入る炉内の放射熱が、段部３８ｂに遮られて直接炉
体外部へ放出されるのが防止されるため、シール部材３
８のシール効果が高められる。

【００１４】垂直固定部材３０の所定高さ位置から下部
側壁３２側には、補助部材５０が水平に渡され、この補
助部材５０に直交するようにレール５２が固定される。
レール５２には所定間隔でビームユニット２０を搬送す
る搬送ローラ５４が設けられる。搬送ローラ５４は、ビ
ームユニット２０の移動方向に自由に回転可能になって
いる。搬送ローラ５４の高さは、シール部材３８が間隙
１６に嵌合されるように調節されている。また、レール
５２の所定位置には、図７および図８に示すように、コ
字状のフレ−ム５６が固定され、このフレ−ム５６の先
端部に補助ローラ５８が設けられている。補助ローラ５
８は、ビームユニット２０の搬送時に支持パイプ４０が
炉幅方向にズレるのを防止する。

【００１５】焼成時、炉入口の第１のビームユニット２
０に被焼成品を配置し、プッシャ等により炉体内に押込
む。このとき、支持パイプ４０を搬送ローラ５４上に載
置すると、シール部材３８が間隙１６に挿入される。次
いで、第２のビームユニット２０に被焼成品を配置し、
第１のビームユニット２０に続いて炉体内に押し込む。
すると、第１のビームユニット２０は、第２のビームユ
ニット２０に押され、さらに炉体内部へ進行する。同様
に第２のビームユニット２０に続く第３のビームユニッ
ト２０についても、最も炉入口側に挿入されるビームユ
ニット２０を押圧するように炉体内に搬入する。なお、
被焼成品の落下を防止するためビーム１８上に図示しな
い台板を載置し、この台板上に被焼成品を配置するよう
にしてもよい。

【００１６】炉体内を通過したビームユニット２０は、
通常のトンネルキルンやローラハースキルンの場合と同
様に製品の積み下し用のリターン回路を設け、ビームキ
ルン１０の入口側に戻すようにする。前記第１実施例の
ビームキルン１０によると、被焼成品の搬送に比較的熱
容量の大きい棚材等の窯道具を必要としないため、被焼
成品の焼成温度が制御しやすく、迅速焼成が可能であ
る。また、炉内の高温ガスが隣合うビーム１８の間の隙
間を通過して容易に炉内上下に流通可能であるため、予
熱帯、焼成帯等の炉内の温度分布が良好に保持され焼成
品の品質が向上する。

【００１７】また、第１実施例のビームキルン１０とロ
ーラハースキルンとを比較した場合、ビームキルン１０
は、高強度のビーム１８により被焼成品を搬送するた
め、積載荷重の限界値がローラハースキルンよりも大き
い。このため、比較的荷重の大きい被焼成品を迅速かつ
高品質に焼成することができる。また、ビームキルン１
０は、ローラハースキルンに比べ振動が少なく安定して
被焼成品を搬送することができる。さらに、ビームキル
ン１０を用いると、比較的炉長を短くすることができる
ため、焼成に必要な燃料、電力等を大幅に省エネルギ化
することが可能となる。

【００１８】前記第１実施例によるビームキルンについ
て、トンネルキルン、電気加熱式プッシャ炉およびロー
ラハースキンに対し炉性能を比較した結果を表１に示
す。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１に示すように、前記第１実施例のビー
ムキルンは、トンネルキルン、電気加熱式プッシャ炉に
比べ、焼成時間、温度分布および燃費ともに優れたもの
となり、また、ローラハースキルンと対比した場合、積
載荷重の限界値が大幅に向上する。次に、本発明の第２
実施例を図９に基づいて説明する。

【００２１】第２実施例によるビームキルン６０は、下
炉体１４の下端部に炉幅方向外側に延びるＨ鋼等からな
る下部水平固定部材２８を設け、この下部水平固定部材
６２の両端部に垂直固定部材３０を固定したものであ
る。下部水平固定部材６２の長手方向の中間部の位置に
ジャッキボルト６４が設けられる。ジャッキボルト６４
の位置は、上炉体１２および下炉体１４の荷重を均等に
支える位置である。なお、その他の構成部分について
は、実質的に前記第１実施例と同一の構成部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。

【００２２】前記第２実施例のビームキルン６０による
と、上炉体１２および下炉体１４がともにジャッキボル
ト６４に支持されるため、下部水平固定部材６２に局部
的な応力が作用しにくく炉体構造が安定する。また、焼
成時に上炉体１２および下炉体１４に熱膨張差を生じて
も、上炉体１２と下炉体１４との間隔が増減しにくく、
スムーズにビームユニット２０を搬送することができ
る。

【００２３】本発明の第３実施例によるビーム１８キル
ンを図１０に示す。第３実施例によるビームキルン７０
は、上炉体１２と下炉体１４とを所定の傾斜角をもつ固
定部材７２により固定したものである。固定部材７２の
一端は、下部側壁３２の下端部に固定され、他端は上部
側壁２４の比較的低い位置に固定される。固定部材の垂
直部７２ａの下端と下部側壁３２との間には、補助部材
７４が固定される。

【００２４】第３実施例のビームキルン７０によると、
固定部材７２が比較的小型となるため、炉体周囲のスペ
ースを有効に用いることができる。なお、前記第１実施
例〜第３実施例では、プッシャ等の外部装置によりビー
ムユニットを駆動する構成としたが、本発明では、搬送
ローラに駆動装置を設けてビームユニットを搬送するよ
うにしてもよい。また、所定炉長当たりの焼成効率を高
めるため、ビームユニットを上下２段式にしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のビームキ
ルンによれば、炉体内を炉長方向に移動可能なビームを
設け、このビームにより被焼成品を搬送する構成にした
ため、炉体内の温度制御を良好にし焼成時間を短縮する
とともに、比較的荷重の大きい被焼成品を均質かつ高品
質に焼成することができるという効果がある。また、被
焼成品がビーム上に載せられるため、被焼成品が炉内で
蛇行することなく、炉入口から炉出口まで安定して搬送
されるため、窯入れ、窯出し作業等が容易に行なえると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるビームキルンを示す
部分斜視図である。

【図２】本発明の第１実施例によるビームユニットを示
す斜視図である。

【図３】本発明の第１実施例によるビームユニットを示
す正面図である。

【図４】本発明の第１実施例のシール部材を構成するブ
ロック体を示す側面図である。

【図５】図４に示すＡ方向矢視図である。

【図６】図５に示すＢ方向矢視図である。

【図７】本発明の第１実施例による搬送ローラを示す側
面図である。

【図８】本発明の第１実施例による搬送ローラを示す正
面図である。

【図９】本発明の第２実施例によるビームキルンを示す
横断面図である。

【図１０】本発明の第３実施例によるビームキルンを示
す横断面図である。

【符号の説明】

１０ ビームキルン １２ 上炉体 １４ 下炉体 １６ 間隙 １８ ビーム ２４ 上部側壁 ２６ 上壁 ２８ 水平固定部材（固定手段） ３０ 垂直固定部材（固定手段） ３２ 下部側壁 ４０ 支持パイプ（支持手段） ５４ 搬送ローラ（移動手段）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部側壁を有する下炉体と、 上部側壁と上壁を有する上炉体と、 前記下部側壁と前記上部側壁との間に炉長方向に間隙が
   形成されるように前記上炉体を支持する固定手段と、 炉幅方向に前記間隙を貫通して挿入され、炉長方向に所
   定間隔で配置される複数のビームと、前記ビームを貫通する穴を有し、前記上部側壁と前記下
   部側壁との間をシールするシール部材と、 前記上炉体と前記下炉体と前記シール部材とにより形成
   される空間であって前記ビーム上に被焼成品を載置する
   空間と、 前記ビームの両端部を支持する支持部材と、 この支持部材を炉長方向に移動する移動手段とを備えた
   ことを特徴とするビームキルン。