JP3435609B2 - 焼成炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明はセラミック等の焼成を行
うのに好適な連続式の焼成炉に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の連続式の焼成炉としては、図４に
示すように、入り口１側から予熱部２、昇温部３、高温
保持部４、降温部５、冷却部６からなる搬送路７が水平
方向に一直線に位置して構成されている。このように構
成された焼成炉において、台板８に載せられたワークＷ
は、入り口１から搬入され、例えばローラからなる搬送
手段９により搬送路７内を移動し、出口１０から搬出さ
れる。この際、ワークＷは、予熱部２で予熱（脱脂）さ
れ、昇温部３で高温保持温度近くまで加熱され、高温保
持部４の中央付近で高温に保持され、降温部５で降温さ
れ、冷却部６で冷却されて、熱処理がなされた後、出口
１０から搬出される。 【０００３】図５にこの焼成炉の温度対時間の特性図を
示す。図５からも明らかなように、従来の焼成炉では、
高温保持部４での高温（１３００℃）の保持時間（Ｔ２
−Ｔ３間）が短く且つ昇温部（Ｔ１−Ｔ２間、４００℃
〜１３００℃）と降温部（Ｔ３−Ｔ４間、１３００℃〜
４００℃）は、なだらかな温度勾配になっていた。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記連
続式の焼成炉においては、搬送路７が水平でかつ一直線
に構成されているため、高温保持部４からの熱放射や、
熱せられた気体の対流等により、図５からも明らかなよ
うに、昇温と降温の温度勾配がなだらかになるもので、
高温保持時間（Ｔ２−Ｔ３間）前後での急峻な温度勾配
を設定することは困難であった。 【０００５】従って、高温保持時間（Ｔ２−Ｔ３間）前
後で急峻な温度勾配になるような熱処理を実施するため
には、ワークＷの移動速度を早くしなければならず、こ
れを実現するには、以下の２つの方策が考えられる。第
１は、ワークＷの移動速度を定速で且つ高速にする方法
であるが、この方法では、搬送路７の予熱部２、高温保
持部４、冷却部６のそれぞれの長さを長くする必要があ
り、焼成炉の全長Ｌが長くなるという欠点が生じる。第
２は、昇温部３と降温部５におけるワークＷの移動速度
を、予熱部２と高温保持部４と冷却部６に比べ高速にす
る方法であるが、この方法では、ワークＷの移動速度を
高速、低速（定速）等２種類以上設定する必要があり、
速度設定のために機構が複雑となる他、ワークＷの移動
を低速と高速を繰り返し行うため、ワークＷが台板８か
ら落ちるおそれがあるという問題が生じる。 【０００６】また、焼成炉の構造上、高温保持部４から
の熱放射や炉内で熱せられた気体の対流が起こりやす
く、高温保持部４での高温保持時間（Ｔ２−Ｔ３間）
が、焼成炉の高温保持部４の中央付近の一部に短縮さ
れ、焼成が十分になされないおそれがあり、さらに、炉
外への熱の流出が大きく、省エネルギー上や炉全体の雰
囲気制御上にも問題があった。 【０００７】本発明は、上述した従来の焼成炉の種々の
欠点を解消し、急俊な温度カーブによる熱処理を可能に
する焼成炉を提供することを目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明に係る焼成炉は、
少なくとも昇温部と高温保持部と降温部とを連続的に有
し、ワークを入り口から昇温部に搬送する搬入路と、降
温部から出口に搬送する搬出路を備えてなる焼成炉にお
いて、高温保持部を搬入路および搬出路に対して上部に
配置するとともに、昇温部にワークを搬入路から高温保
持部に移動させる昇降手段を設け、高温保持部にワーク
を水平方向に移動させる機構を設け、降温部にワークを
高温保持部から搬出路に移動させる昇降手段を設けたこ
とを特徴とする。 【０００９】 【作用】本発明は、上記のように構成したことにより、
搬入されたワークは昇温部を上昇して高温保持部に移動
し、高温保持部で十分焼成された後、降温部を下降して
搬出されるもので、焼成炉を構成する搬送路内の温度設
定が確実となり、高温保持部を境として昇温部と降温部
で急俊な温度勾配を得ることができるものである。 【００１０】また、高温保持部を上部に配置したこと
で、搬送路内の特に高温保持部の熱放射や気体の対流に
よる熱流出は起こりにくくなり、熱エネルギーのロス防
止や雰囲気制御を容易に行うことができる。 【００１１】 【実施例】図１乃至図３を参照して本発明の一実施例に
かかる焼成炉について説明する。図１において、焼成炉
２０は、入り口２１を備えた予熱を兼ねた搬入路２２
と、昇温部２３と高温保持部２４と降温部２５と出口２
６を備えた冷却を兼ねた搬出路２７が、炉床Ｓおよび炉
壁Ｈにより連続して形成された搬送路２８を有する。 【００１２】搬送路２８の一部をなす高温保持部２４
は、搬入路２２、搬出路２７に対して上部に位置して、
つまり、搬入路２２と高温保持部２４を結ぶ昇温部２
３、および、高温保持部２４と搬出路２７を結ぶ降温部
２５がそれぞれ搬入路２２、搬出路２７に対して垂直状
に設けられるもので、昇温部２３、高温保持部２４、降
温部２５は断面略コの字状に形成される。 【００１３】搬入路２２に対して垂直状に形成された昇
温部２３には、ワークＷを搬入路２２から高温保持部２
４に移動させるための昇降手段２９が上下動自在に設け
られ、搬出路２７に対して垂直状に形成された降温部２
５には、ワークＷを高温保持部２４から搬出路２７に移
動させるための昇降手段３０が同じく上下動自在に設け
られる。 【００１４】入り口２１から出口２６までが連続して形
成された搬送路２８の下面全域には、台板３１上に載置
されたワークＷを入り口２１から出口２６まで搬送する
ためのローラ等からなる搬送手段３２が設けられる。 【００１５】焼成炉２０を構成する高温保持部２４には
位置的に対応してプッシャー３３、３４が設けられる。
このうち、プッシャー３３は昇降手段２９により、昇温
部２３を上昇したワークＷ（台板３１）を高温保持部２
４の炉床Ｓ１上に移動させるものであり、また、プッシ
ャー３４は、高温保持部２４で焼成されたワークＷ（台
板３１）を炉床Ｓ１から降温部２５に設けた昇降手段３
０に移動させるものである。 【００１６】なお、焼成炉２０を構成する搬送路２８の
搬入路２２と昇温部２３との境、および、降温部２５と
搬出路２７との境には、ワークＷ（台板３１）が通過で
きる間隔を残して仕切り部３５、３６が設けられる。 【００１７】図２は本発明の焼成炉２０の温度対時間を
表す特性図である。図２からも明らかなように、搬入路
２２では４００℃まで温度が上昇して予熱（Ｔ１まで）
がなされ、昇温部２３では１３００℃まで昇温（Ｔ１−
Ｔ２間）し、高温保持部２４で１３００℃の状態が保持
（Ｔ２−Ｔ３間）され、降温部２５で４００℃まで降温
（Ｔ３−Ｔ４間）し、搬出路２７で４００℃から温度を
下げて冷却（Ｔ４以降）をなすものである。 【００１８】ここで、焼成炉２０には、各部の温度を設
定するための加熱手段（図示せず）が設けられている。 【００１９】次に、かかる構成の焼成炉２０を用いて、
ワークＷを焼成する工程を説明する。 【００２０】入り口２１から搬入されたワークＷは台板
３１に載置された状態で、搬送手段３２により搬入路２
２を通過し、予熱（脱脂）がなされる。搬入路２２によ
り予熱されたワークＷは仕切り部３５を通って昇温部２
３の下部に運ばれる。昇温部２３の下部に達したワーク
Ｗと台板３１は昇降手段２９を介して昇温部２３内を上
昇し、高温保持部２４の高さまで垂直上昇し、プッシャ
ー３３により高温保持部２４の炉床Ｓ１上の搬送手段３
２上に移し変えられる。昇温部２３内の移動により高温
保持温度まで昇温されたワークＷ（台板３１）は、高温
保持部２４の搬送手段３２により高温保持部２４を通過
し、焼成される。高温保持部２４での焼成が終わったワ
ークＷ（台板３１）は、プッシャー３４を介して降温部
２５に設けた昇降手段３０上に移し変えられ、降温部２
５内を垂直降下し、搬送手段３２上に移し変えられる。
搬送手段３２上に移動したワークＷは、仕切り部３６を
通って搬出路２７で冷却されながら通過し、出口２６か
ら取り出されるものである。 【００２１】ここで、ワークＷを載置する台板３１が例
えば長方形の場合は、台板３１を搬送手段３２あるいは
プッシャー３３、３４に妨害されること無く昇温部２
３、降温部２５内を上昇、降下させる必要がある。この
ため、昇温部２３内の上昇を例にとると、図３に示すよ
うに、台板３１を昇降手段２９に移し終えた時点（図３
（ａ））で、昇降手段２９を介して台板３１をその短辺
３１ａがプッシャー３３と搬送手段３２間を通過するよ
うに９０゜回転して上昇させ（図３（ｂ）），上昇が終
了して台板３１がプッシャー３３と搬送手段３２間を通
過した時点で昇降手段２９を介して台板３１を再び９０
゜回転して元に戻す（図３（ｃ））機構を、昇降手段２
９に設ける。この機構は台板３１が降温部２５内を降下
する際にも適用するもので、昇降手段３０にも設けるも
のである。 【００２２】尚、本発明の実施例では、高温保持部２４
を搬入路２２と搬出路２７に対して垂直上方に位置する
ものについて述べたが、高温保持部２４からの熱放射や
熱せられた気体の対流防止ができものであれば、高温保
持部２４を搬入路２２と搬出路２７より斜め上方に設け
て構成しても良い。また、ワークＷが載置された台板３
１を焼成炉２０の昇温部および降温部内を移動させる昇
降手段２９、３０、或いは、台板３１を水平方向に移動
させるためのプッシャー３３、３４についても、昇降、
水平方向の移動ができる機構であればよく、本実施例の
構成に限定されることはない。 【００２３】 【発明の効果】以上述べたように、本発明の焼成炉で
は、搬送路が水平方向に一直線でなく、高温保持部が搬
入路と搬出路に対して上方に位置するもので、高温保持
部からの熱放射や、熱せられた気体の高温保持部より下
方に位置する搬入路と搬出路への対流が生じにくく、高
温保持部の全域で同一温度に保つことが容易である。 【００２４】また、昇降手段と搬送手段とは別個の機構
のため、ワークの搬送速度と昇降速度が自由に設定で
き、昇温勾配や降温勾配言い換えれば、ワークの急昇温
や急降温が可能になる。 【００２５】また、予熱時間と高温保持時間と冷却時間
とを従来の焼成炉と同じ時間にすると、焼成炉の全長Ｌ
は従来の焼成炉に比べ、２／３から３／４に短くでき
る。また、高温保持部で熱せられた気体の対流が極めて
小さくなるため炉外への熱の流出が減り、熱エネルギー
のロス防止と、予熱部、昇温部、高温保持部、降温部、
冷却部の温度制御が容易になる。 【００２６】また、搬入路と昇温部との境、および、降
温部と搬出路との境には熱遮断のための仕切りを設けた
場合には、搬送路の温度設定を明確に区分することがで
き、焼成炉の全長Ｌを同じ長さに設定した場合、高温保
持部での高温保持時間を従来の焼成炉に比べ２倍以上に
することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施例における焼成炉の要部断面側面
図である。 【図２】図１の焼成炉の温度対時間の特性図である。 【図３】本発明の実施例における台板の略コの字状搬送
路移動中の上面図である。（ａ）はワークを載置した台
板の昇温部内の移動開始前の状態の上面図である。
（ｂ）は同じく移動時の台板が９０゜回転した状態の上
面図である。（ｃ）は同じく移動を終えて台板が９０゜
回転し元の方向にもどった状態の上面図である。 【図４】従来の焼成炉の要部断面側面図である。 【図５】従来の焼成炉の温度対時間の特性図である。 【符号の説明】 ２０ 焼成炉 ２１ 入り口 ２２ 搬入路 ２３ 昇温部 ２４ 高温保持部 ２５ 降温部 ２７ 搬出路 ２８ 搬送路 ２９ 昇降手段 ３２ 搬送手段 ３３ プッシャー

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 少なくとも昇温部と高温保持部と降温部
   とを連続的に有し、ワークを入り口から昇温部に搬送す
   る搬入路と、降温部から出口に搬送する搬出路を備えて
   なる焼成炉において、 前記高温保持部を前記搬入路および搬出路に対して上部
   に配置するとともに、前記昇温部に前記ワークを搬入路
   から高温保持部に移動させる昇降手段を設け、前記高温
   保持部に前記ワークを水平方向に移動させる機構を設
   け、前記降温部に前記ワークを高温保持部から搬出路に
   移動させる昇降手段を設けたことを特徴とする焼成炉。