JP3148438B2 - 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。そこで、本出願人は、特願平４−１９８０９７号明
細書に開示したように、前記問題を解決するためのビー
ムキルンを提案している。このビームキルンは、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共に、焼成の自動化を容易に実施
することを目的とする。

【０００６】このビームキルンにおいては、下部側壁と
上部側壁間に形成される間隙から炉内の熱やガスが漏れ
ないようにシール部材で間隙を埋め、このシール部材を
貫通してビームが炉外に露出している。しかし、このよ
うにして炉内の熱やガスを遮断する構造では、炉内の熱
により下部側壁、上部側壁およびシ−ル部材が熱膨張し
て各部材間の接触部に隙間のできる場合がある。また、
ビームとシール部材の接触部分も熱膨張のために隙間の
できる場合がある。このために炉内の密閉度が低く、炉
内の熱やガスを十分に遮断しているといえない。

【０００７】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、炉内の熱やガス等を炉外に漏らす
ことなく炉内の温度を一定に保持することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のビームキルン
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、前記ビ−ム、前記支持部材、
および前記移動手段を外気から遮断するように前記ビ−
ム、前記支持部材、および前記移動手段の炉外側に配置
され、前記下部側壁と前記上部側壁の間に炉長方向に形
成される間隙を覆うシール体とを備えたことを特徴とす
る。

【０００９】

【作用】本発明のビームキルンによると、被焼成品を載
せるビーム、このビームを支持する支持部材、およびこ
の支持部材を搬送する移動手段を炉内側にシ−ル体で覆
うことにより、炉内の熱やガス等がシール体で遮断され
炉外に漏れないので、炉内の温度、ガス雰囲気が均一に
保持される。

【００１０】

【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９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。炉長全体を通じて、シ−ル
体２９が間隙１６を覆う。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１
２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。

【００１１】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。

【００１２】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６２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を固定してい
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。

【００１３】シール体２９は、図２に示すように、炉外
に露出しているビーム１８、支持パイプ４０、搬送ロー
ラ５４およびレール５２を炉内側に収容する。このシー
ル体２９は断面コ状で炉長方向に延びている。このシー
ル体２９の一端２９ａは上部側壁２４の外壁に気密に取
り付けられ、他端２９ｂは下部側壁３２の外壁に気密に
取り付けられる。

【００１４】図３および図４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。

【００１５】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。

【００１６】断面Ｔ字状のシール部材３８は、例えば図
５〜図７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。

【００１７】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８および図９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。

【００１８】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。

【００１９】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、下部側壁３２と上部側壁２
４間に形成される間隙１６を炉入口から炉出口にわたっ
てシール体２９で覆うことにより、熱が炉外に漏れ出る
ことが少ないため、炉内温度の低下を防止するととも
に、炉内のガス等が炉外に漏れ出るのを防止しかつ炉外
空気が炉内へ流入するのを防止するので、炉内温度を均
一に保つことができる。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、焼成帯等の炉内を所望の温度
分布に良好に保持することができる。このため、焼成む
らが少なく被焼成品の品質を均一かつ高品位に向上する
ことができる。このビームキルンによると、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。

【００２０】さらに、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。

【００２１】本発明の第２実施例によるビームキルンを
図１０に示す。第２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。シール体１２９は固定部材７２に接する
ように間隙１６を覆う。

【００２２】第２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。本発明の第３実施例
によるビームキルンを図１１に示す。第３実施例は、第
１実施例のビーム１８の両端、支持パイプ４０および搬
送ローラ５４が上部側壁２４および下部側壁３２の幅内
に位置する。このためシール体２２９は炉壁から外に膨
らむことがない。

【００２３】第３実施例では、炉壁外に突出している部
材が少ないのでシール体２２９の膨らみが殆どなく、シ
ール体２２９の設置作業が容易にできる。

【００２４】

【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、シール体により下部側壁と上部側壁間に
形成される間隙を炉長全体にわたって覆うことにより、
炉内の熱が炉外に漏れ出ることが少ないため、炉内温度
が低下しにくく一定に保持し易いので、焼成むらの少な
い均一な品質の被焼成品を製造できるという効果があ
る。また、炉内のガス等が炉外に漏れ出るのを防止しか
つ炉外空気が炉内へ流入するのを防止するため、酸素Ｏ
₂ 、一酸化炭素ＣＯ、窒素Ｎ₂ 、水素Ｈ₂ 等の所定の炉
内雰囲気を均一に保つことができるので、雰囲気条件を
伴う被焼成品を均一な品質で製造できるという効果があ
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キルンを示す
横断面図である。

【図３】本発明の第１実施例によるビームユニットを示
す斜視図である。

【図４】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５】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６】図５に示すＡ方向矢視図である。

【図７】図６に示すＢ方向矢視図である。

【図８】本発明の第１実施例による搬送ローラを示す側
面図である。

【図９】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１０】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１１】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） ２９ シール体 ３０ 垂直固定部材（固定手段） ３２ 下部側壁 ４０ 支持パイプ（支持部材） ５４ 搬送ローラ（移動手段） １２９ シール体 ２２９ シール体

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、 前記ビ−ム、前記支持部材、および前記移動手段を外気
   から遮断するように前記ビ−ム、前記支持部材、および
   前記移動手段の炉外側に配置され、前記下部側壁と前記
   上部側壁の間に炉長方向に形成される間隙を覆うシール
   体とを備えたことを特徴とするビームキルン。