JP3799454B2 - 焼成炉 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陶磁器材料やファインセラミックス材料などで形成された被焼成体をマイクロ波によって焼成して焼成体を製造する焼成炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の焼成炉としては、本発明者らが先に次のようなものを提案している。すなわち、発熱層と該発熱層の外側を包囲する断熱層とからなる隔壁により区画された焼成室を備え、その焼成室内に配置される被焼成体に対してマイクロ波を照射して被焼成体を焼成するというものである。前記発熱層は被焼成体とほぼ等価なマイクロ波吸収特性を有する材料から形成され、前記断熱層は断熱性及びマイクロ波透過性を有する材料から形成されている。
【０００３】
この焼成炉によれば、発熱層と被焼成体のマイクロ波による発熱量がほぼ等しくなるため、被焼成体と発熱層の内側表面の間に熱平衡が成立する。このため、放射冷却によって被焼成体に熱勾配が発生するのを抑制することができ、前記熱勾配に起因する熱歪みを抑制することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記焼成炉では、例えばファインセラミックス材料で形成された被焼成体を焼成した場合など比較的高温度で焼成を行なったときに、焼成体に大きな熱歪みが発生して割れが生じることがあった。これは、焼成温度が上昇するにつれて断熱層の熱伝導率が大きくなるために、発熱層の熱エネルギーが断熱層を介し外部へ失われやすくなって、その結果、被焼成体と発熱層の内側表面の間の熱平衡が崩れることに起因すると考えられる。
【０００５】
本発明は、上記のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、比較的高温度で焼成を行なう場合でも焼成体の熱歪みを抑制することができる焼成炉を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、マイクロ波によって自己発熱する発熱層と該発熱層の外側を包囲する断熱性及びマイクロ波透過性を有する断熱層とを含む隔壁により区画された焼成室を備え、その焼成室内に配置される被焼成体に対してマイクロ波を照射して被焼成体を焼成する焼成炉であって、前記隔壁の外側を包囲するように加熱源が設けられ、前記加熱源が、前記発熱層とは別に設けられたマイクロ波によって自己発熱する他の発熱層であることを要旨とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の焼成炉において、前記加熱源の他の発熱層を、前記隔壁の断熱層に対しクリアランスをもって設け、該クリアランスが、加熱媒体の流路であることを要旨とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の焼成炉において、前記隔壁の断熱層に厚さ方向に貫通する貫通孔を設けたことを要旨とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態について図１及び図２を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態における焼成炉を示す概略平断面図である。同図に示す焼成炉は、陶磁器材料又はファインセラミックス材料を所定形状に成形してなる被焼成体１０を焼成して焼成体を製造するためのものである。
【００１２】
焼成炉は、密閉容器よりなるチャンバ１１を備えている。チャンバ１１の内面は、マイクロ波を反射する材料で形成されている。前記マイクロ波を反射する材料の具体例としては、ステンレス鋼などの金属が挙げられるが、反射効率が向上することからチャンバ１１の内面には銅メッキを施すことが望ましい。
【００１３】
チャンバ１１には、マイクロ波発生手段としてのマイクロ波発振器１２が導波管１３を介して接続されている。そして、マイクロ波発振器１２から出力されるマイクロ波は、導波管１３を経由してチャンバ１１内に入射されるようになっている。マイクロ波の周波数は０．９〜１００ＧＨｚが好ましく、０．９〜１０ＧＨｚがより好ましく、特に２．４５ＧＨｚが好ましい。周波数が０．９ＧＨｚ未満では、波長が長くなりすぎるとともにマイクロ波の吸収率が低下するため好ましくない。逆に１００ＧＨｚを超える場合には、高価なマイクロ波発振器１２が必要となるため好ましくない。マイクロ波発振器１２から出力されるマイクロ波を２．４５ＧＨｚとした場合には、マイクロ波発振器１２を比較的小型で低価格なもので済ますことができる。本実施形態の場合、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を出力するマイクロ波発振器１２（出力１．５ｋＷ）が６台（図１では４台のみ示す。）使用されている。
【００１４】
チャンバ１１の内部には主隔壁１４によって区画された焼成室１５がある。図２は、その焼成室１５を示す概略平断面図である。焼成室１５の容積は、０．３〜０．６ｍ3が好ましい。
【００１５】
前記主隔壁１４は、発熱層１４ａと該発熱層１４ａの外側を包囲する断熱層１４ｂからなる二層構造になっている。発熱層１４ａは、マイクロ波によって自己発熱する材料で形成されている。前記マイクロ波によって自己発熱する材料の具体例としては、ムライト系材料、窒化ケイ素系材料、アルミナなど、被焼成体１０とほぼ等価なマイクロ波吸収特性を有する材料が挙げられる。一方、断熱層１４ｂは、断熱性及びマイクロ波透過性を有する材料で形成されている。前記断熱性及びマイクロ波透過性を有する材料の具体例としては、アルミナファイバー、発泡アルミナ、レンガなどが挙げられる。
【００１６】
図１に示すように、主隔壁１４は、補助隔壁１６によって外側を包囲されている。補助隔壁１６は、主隔壁１４と同様、発熱層１６ａと該発熱層１６ａの外側を包囲する断熱層１６ｂからなる二層構造になっている。発熱層１６ａはマイクロ波によって自己発熱する材料で形成され、断熱層１６ｂは断熱性及びマイクロ波透過性を有する材料で形成されている。補助隔壁１６の発熱層１６ａを構成するマイクロ波によって自己発熱する材料並びに断熱層１６ｂを構成する断熱性及びマイクロ波透過性を有する材料の具体例はそれぞれ、主隔壁１４の発熱層１４ａ及び断熱層１４ｂのそれと同じである。なお、補助隔壁１６は、主隔壁１４に対し所定のクリアランスＣをもって設けられている。
【００１７】
また焼成炉は、チャンバ１１内に入射されたマイクロ波を攪拌するためのマイクロ波攪拌手段を備えている。マイクロ波攪拌手段は、チャンバ１１の内面に内側に向かって延設された回転軸１７と、回転軸１７に支持された攪拌羽根１８と、攪拌羽根１８を回転軸１７を中心にして積極回転させる駆動モータ１９とから構成されている。
【００１８】
次に、上記の焼成炉を使用した焼成体の製造方法について説明する。
焼成体を製造する場合には、陶磁器材料又はファインセラミックス材料を所定形状に成形して被焼成体１０を作製し、その被焼成体１０を焼成室１５内に配置する。そして、マイクロ波発振器１２を作動させて、マイクロ波をチャンバ１１に入射させる。チャンバ１１に入射したマイクロ波は、断熱層１４ｂ，１６ｂを透過して発熱層１４ａ，１６ａ及び被焼成体１０に吸収されて熱エネルギーに変換され、その結果、被焼成体１０が加熱焼成される。
【００１９】
本実施形態によって得られる効果について、以下に記載する。
・ 補助隔壁１６を省いて焼成炉を構成した場合（従来の焼成炉の場合）、比較的高温度で焼成を行なったときに特に、発熱層１４ａの熱エネルギーが断熱層１４ｂを介し外部に失われやすいために、被焼成体１０と発熱層１４ａの内側表面の間の熱平行が崩れやすくなる。しかし、本実施形態の焼成炉によれば、主隔壁１４の外側を包囲するように設けられた補助隔壁１６の発熱層１６ａがマイクロ波によって自己発熱することによって、発熱層１４ａから外部へ向かう熱流束が抑制され、その結果、発熱層１４ａの熱損失が抑制される。このため、被焼成体１０と発熱層１４ａの内側表面の間の熱平衡の崩れに起因する焼成体の熱歪みを抑制することができる。従って、陶磁器材料で形成された被焼成体１０を焼成するときのような焼成温度が比較的低い場合はもちろん、ファインセラミックス材料で形成された被焼成体１０を焼成するときのような焼成温度が比較的高い場合であっても、焼成体の熱歪みを抑制することができる。
【００２０】
・ 本実施形態では、主隔壁１４の熱損失を抑えるべく主隔壁１４の断熱層１４ｂの厚みを増大させるのでなく、発熱層１６ａを含む補助隔壁１６を主隔壁１４の外側に包囲させることによって、焼成体の熱歪みの抑制を実現している。このため、断熱層１４ｂの厚みを増大させることなく焼成体の熱歪みを抑制することができ、断熱層１４ｂの厚みの増大に伴う炉の大型化・高コスト化のおそれがない。
【００２１】
・ 補助隔壁１６の発熱層１６ａは、その外側を断熱層１６ｂによって包囲されているので、マイクロ波による発熱層１６ａの自己発熱に基づく主隔壁１４の熱損失抑制効果をより確実に発揮させることができ、ひいては焼成体の熱歪みの抑制効果を向上させることができる。
【００２２】
・ 主隔壁１４と補助隔壁１６の間に設けたクリアランスＣは、特に１０００℃以下の低温域に設けた場合には、主隔壁１４と補助隔壁１６の間を断熱するように働くため、主隔壁１４の熱損失をさらに抑制することができ、ひいては焼成体における熱歪みの抑制効果を向上させることができる。
【００２３】
・ 攪拌羽根１８等から構成されるマイクロ波攪拌手段の働きでマイクロ波の反射方向が時間的に変化される結果、チャンバ１１内におけるマイクロ波の電界分布は一様に近い状態となる。このため、焼成ムラを抑制して均一に焼成することが可能である。
【００２４】
（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態について図３を参照して説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態の構成と同一又は相当する構成については同一の符号を付してその説明を省略し、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００２５】
図３は、本実施形態における焼成炉を示す概略平断面図である。同図に示すように、本実施形態では、第１実施形態における補助隔壁１６が省略され、それに代わって、電熱ヒータ２０（加熱源）が主隔壁１４の外側に設けられている。
【００２６】
この焼成炉を使用して焼成体を製造する場合には、マイクロ波発振器１２を作動させると同時に電熱ヒータ２０も作動させるようにする。
本実施形態の焼成炉によれば、主隔壁１４の外側に設けられた電熱ヒータ２０から発せられる熱によって、発熱層１４ａから外部へ向かう熱流束が抑制され、その結果、発熱層１４ａの熱損失が抑制される。このため、被焼成体１０と発熱層１４ａの内側表面の間の熱平衡の崩れに起因する焼成体の熱歪みを抑制することができる。
【００２７】
また、電熱ヒータ２０の発熱量は、通電量を調節することによって自在に調節できるので、被焼成体１０の材質や焼成温度等に応じて電熱ヒータ２０の発熱量の最適化を図ることで、発熱層１４ａの内側表面温度と被焼成体１０の温度を実質的に同一とし、より確実に焼成体の熱歪みを抑制することができる。
【００２８】
なお、前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
・ 前記第１実施形態において、補助隔壁１６を複数備えた構成としてもよい。そして、主隔壁１４を補助隔壁１６で二重、三重、あるいはそれ以上に包囲するように構成してもよい。このように構成すれば、焼成に際しての主隔壁１４の熱損失をさらに抑制することができ、焼成体の熱歪みをさらに抑制することができる。また、二重、三重と補助隔壁１６の数を増やすほど、より高い焼成温度の場合にも対応することができる。
【００２９】
・ 前記第１実施形態において、補助隔壁１６の断熱層１６ｂを省いて構成してもよい。
・ 前記第１実施形態の補助隔壁１６の構成を次のように変更してもよい。すなわち、断熱層１６ｂの外側に発熱層１６ａが位置したり、断熱層１６ｂの中間部に中間層として発熱層１６ａが位置したりしてもよい。
【００３０】
・ 前記第１実施形態において、クリアランスＣを省いて構成してもよい。すなわち、補助隔壁１６を主隔壁１４に接するようにして設けてもよい。
・ 前記第１実施形態において、主隔壁１４と補助隔壁１６の間のクリアランスＣを加熱媒体の流路として利用するようにしてもよい。すなわち、クリアランスＣに加熱媒体を出入りさせることができるように補助隔壁１６に導入口と導出口を形成し、クリアランスＣに加熱媒体を流通させるようにしてもよい。加熱媒体の例としては、加熱空気などの加熱ガスが好ましい。なお、クリアランスＣを加熱媒体の流路として利用する場合には、補助隔壁１６の発熱層１６ａを省いてもよい。
【００３１】
このように構成すれば、クリアランスＣを流通する加熱媒体から発せられる熱によって、発熱層１４ａから外部へ向かう熱流束が抑制され、その結果、発熱層１４ａの熱損失が抑制される。このため、被焼成体１０と発熱層１４ａの内側表面の間の熱平衡の崩れに起因する焼成体の熱歪みを抑制することができる。
【００３２】
また、クリアランスＣを流通する加熱媒体から発せられる熱エネルギーの量は、加熱媒体の温度や流量を調節することによって自在に調節することができる。従って、被焼成体１０の材質や焼成温度等に応じて加熱媒体の温度や流量の最適化を図ることで、発熱層１４ａの内側表面温度と被焼成体１０の温度を実質的に同一とし、より確実に焼成体の熱歪みを抑制することができる。
【００３３】
・ 前記第１実施形態において、主隔壁１４の断熱層１４ｂに厚さ方向に貫通する貫通孔を設けるようにしてもよい。このように構成すれば、補助隔壁１６の発熱層１６ａから発せられる熱によって主隔壁１４の発熱層１４ａが加熱されることで、発熱層１４ａのマイクロ波吸収特性、すなわち発熱量が変化するようになる。従って、被焼成体１０の材質や焼成温度等に応じて補助隔壁１６の発熱層１６ａを適切なものに置き換えることによって主隔壁１４の発熱層１４ａの発熱量を調節し、発熱層１４ａの内側表面温度と被焼成体１０の温度を実質的に同一にすることで、多様な被焼成体の焼成にも対応することができる。
【００３４】
また、主隔壁１４と補助隔壁１６の間のクリアランスＣを加熱媒体の流路として利用した場合においては、加熱媒体から発せられる熱によって主隔壁１４の発熱層１４ａが加熱されることで、発熱層１４ａのマイクロ波吸収特性、すなわち発熱量が変化するようになる。従って、被焼成体１０の材質や焼成温度等に応じて加熱媒体の温度や流量を調節することによって主隔壁１４の発熱層１４ａの発熱量を調節し、発熱層１４ａの内側表面温度と被焼成体１０の温度を実質的に同一にすることで、多様な被焼成体の焼成にも対応することができる。
【００３５】
・ 前記第１実施形態において、主隔壁１４に厚さ方向に貫通する貫通孔（焼成室１５に向かって開口する通孔）を設けるようにしてもよい。このように構成すれば、補助隔壁１６の発熱層１６ａから発せられる熱によって主隔壁１４の発熱層１４ａが加熱されることで、発熱層１４ａのマイクロ波吸収特性、すなわち発熱量が変化するようになる。従って、被焼成体１０の材質や焼成温度等に応じて補助隔壁１６の発熱層１６ａを適切なものに置き換えることによって主隔壁１４の発熱層１４ａの発熱量を調節し、発熱層１４ａの内側表面温度と被焼成体１０の温度を実質的に同一にすることで、多様な被焼成体の焼成にも対応することができる。
【００３６】
また、主隔壁１４と補助隔壁１６の間のクリアランスＣを加熱媒体の流路として利用した場合においては、加熱媒体から発せられる熱によって主隔壁１４の発熱層１４ａが加熱されることで、発熱層１４ａのマイクロ波吸収特性、すなわち発熱量が変化するようになる。従って、被焼成体１０の材質や焼成温度等に応じて加熱媒体の温度や流量を調節することによって主隔壁１４の発熱層１４ａの発熱量を調節し、発熱層１４ａの内側表面温度と被焼成体１０の温度を実質的に同一にすることで、多様な被焼成体の焼成にも対応することができる。
【００３７】
しかも、このように構成した場合には、補助隔壁１６の発熱層１６ａから発せられる熱あるいは加熱媒体から発せられる熱によって、主隔壁１４の発熱層１４ａがその外側表面からだけでなく前記貫通孔の内周面からも加熱されることになるので、発熱層１４ａの温度制御が容易ともなる。
【００３８】
・ 前記第２実施形態において、主隔壁１４の断熱層１４ｂに厚さ方向に貫通する貫通孔を設けるようにしてもよい。このように構成すれば、電熱ヒータ２０から発せられる熱によって主隔壁１４の発熱層１４ａが加熱されることで、発熱層１４ａのマイクロ波吸収特性、すなわち発熱量が変化するようになる。従って、被焼成体１０の材質や焼成温度等に応じて電熱ヒータ２０への通電量を調節することによって主隔壁１４の発熱層１４ａの発熱量を調節し、発熱層１４ａの内側表面温度と被焼成体１０の温度を実質的に同一にすることで、多様な被焼成体の焼成にも対応することができる。
【００３９】
・ 前記第２実施形態において、主隔壁１４に厚さ方向に貫通する貫通孔（焼成室１５に向かって開口する通孔）を設けるようにしてもよい。このように構成すれば、電熱ヒータ２０から発せられる熱によって主隔壁１４の発熱層１４ａが加熱されることで、発熱層１４ａのマイクロ波吸収特性、すなわち発熱量が変化するようになる。従って、被焼成体１０の材質や焼成温度等に応じて電熱ヒータ２０への通電量を調節することによって主隔壁１４の発熱層１４ａの発熱量を調節し、発熱層１４ａの内側表面温度と被焼成体１０の温度を実質的に同一にすることで、多様な被焼成体の焼成にも対応することができる。しかも、このように構成した場合には、電熱ヒータ２０から発せられる熱によって、主隔壁１４の発熱層１４ａがその外側表面からだけでなく前記貫通孔の内周面からも加熱されることになるので、発熱層１４ａの温度制御が容易ともなる。
【００４０】
・ 前記第２実施形態において、電熱ヒータ２０を、主隔壁１４の発熱層１４ａと断熱層１４ｂの間に設けるように変更してもよい。このように構成すれば、電熱ヒータ２０から発せられる熱によって主隔壁１４の発熱層１４ａが加熱されることで、発熱層１４ａのマイクロ波吸収特性、すなわち発熱量が変化するようになる。従って、被焼成体１０の材質や焼成温度等に応じて電熱ヒータ２０への通電量を調節することによって主隔壁１４の発熱層１４ａの発熱量を調節し、発熱層１４ａの内側表面温度と被焼成体１０の温度を実質的に同一にすることで、多様な被焼成体の焼成にも対応することができる。
【００４１】
・ 主隔壁１４の発熱層１４ａと断熱層１４ｂの間にクリアランスを設けるようにし、そのクリアランスを加熱媒体の流路として用いてもよい。このように構成すれば、加熱媒体から発せられる熱によって主隔壁１４の発熱層１４ａが加熱されることで、発熱層１４ａのマイクロ波吸収特性、すなわち発熱量が変化するようになる。従って、被焼成体１０の材質や焼成温度等に応じて加熱媒体の温度や流量を調節することによって発熱層１４ａの発熱量を調節し、発熱層１４ａの内側表面温度と被焼成体１０の温度を実質的に同一することで、多様な被焼成体の焼成にも対応することができる。
【００４２】
・ 主隔壁１４の発熱層１４ａと断熱層１４ｂの間にクリアランスを設けるようにし、そのクリアランスを加熱媒体の流路として用いるとともに、前記発熱層１４ａに厚さ方向に貫通する貫通孔（焼成室１５に向かって開口する通孔）を設けるようにしてもよい。このように構成すれば、加熱媒体から発せられる熱によって主隔壁１４の発熱層１４ａが加熱されることで、発熱層１４ａのマイクロ波吸収特性、すなわち発熱量が変化するようになる。従って、被焼成体１０の材質や焼成温度等に応じて加熱媒体の温度や流量を調節することによって主隔壁１４の発熱層１４ａの発熱量を調節し、発熱層１４ａの内側表面温度と被焼成体１０の温度を実質的に同一にすることで、多様な被焼成体の焼成にも対応することができる。しかも、このように構成した場合には、加熱媒体から発せられる熱によって、主隔壁１４の発熱層１４ａがその外側表面からだけでなく前記貫通孔の内周面からも加熱されることになるので、発熱層１４ａの温度制御が容易ともなる。
【００４３】
・ 前記両実施形態ではそれぞれのマイクロ波発振器１２から出力されるマイクロ波の周波数がいずれも同じ（２．４５ＧＨｚ）であったが、複数あるマイクロ波発振器１２のうち一部の発振器１２から出力されるマイクロ波の周波数がそれ以外の発振器１２から出力されるマイクロ波の周波数と異なってもよい。このように構成すればチャンバ１１内での定在波の発生を抑制することができ、焼成ムラを抑制してより均一に焼成することができる。
【００４４】
・ 前記両実施形態ではマイクロ波発振器１２から出力されるマイクロ波の周波数が常に一定（２．４５ＧＨｚ）で不変であったが、発振器１２から出力されるマイクロ波の周波数を時間的に変化させてもよい。このように構成した場合も定在波の発生を抑制することができ、焼成ムラを抑制してより均一に焼成することができる。
【００４５】
・ 陶磁器材料又はファインセラミックス材料を所定形状に成形してなる成形体を素焼きしたもの、成形体に施釉をしたもの、あるいは成形体を素焼きしてさらに施釉したものを被焼成体１０として用いるようにしてもよい。
【００４６】
【実施例】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
純度９９．５％のアルミナで形成された被焼成体１０（重量５８０ｇ）を図１に示す第１実施形態の焼成炉を使って焼成した。ただし、本例においては、純度９５％のアルミナで発熱層１４ａを形成し、金属酸化物を添加したムライトで発熱層１６ａを形成し、アルミナファイバーボードで断熱層１４ｂ，１６ｂを形成した。発熱層１４ａ，１６ａの厚さは２ｍｍ、断熱層１４ｂ，１６ｂの厚さは４０ｍｍである。
【００４７】
（比較例１）
補助隔壁１６が取り払われた第１実施形態の焼成炉を使って、実施例１と同様にして被焼成体１０を焼成した。
【００４８】
（比較例２）
補助隔壁１６が取り払われた第１実施形態の焼成炉を使って、純度９９．５％のアルミナで形成された被焼成体１０（重量５０ｇ）を焼成した。ただし、本例においては、純度９５％のアルミナで発熱層１４ａを形成し、アルミナファイバーボードで断熱層１４ｂを形成した。発熱層１４ａの厚さは２ｍｍ、断熱層１４ｂの厚さは２００ｍｍである。
【００４９】
上記各例で得られた焼成体について観察したところ、実施例１及び比較例２で得られた焼成体にはいずれも熱歪みが認められなかったが、比較例１で得られた焼成体には熱歪みが認められた。以上の結果から、補助隔壁１６がない場合には主隔壁１４の断熱層１４ｂを厚くしないと熱歪みを抑制することができないが、補助隔壁１６を設けた場合には主隔壁１４の断熱層１４ｂを厚くすることなく熱歪みを抑制できることが示された。
【００５０】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
・ 前記他の発熱層の外側に、同他の発熱層の外側を包囲する断熱性及びマイクロ波透過性を有する断熱層が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の焼成炉。このように構成すれば、他の発熱層による隔壁の熱損失抑制効果をより確実に発揮させることができ、ひいては焼成体の熱歪みの抑制効果を向上させることができる。
【００５１】
・ 前記隔壁の発熱層を、前記被焼成体とほぼ等価なマイクロ波吸収特性を有する材料で形成したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の焼成体の製造方法。このように構成すれば、被焼成体と発熱層の内側表面の間に熱平衡を容易に成立させることができる。
【００５２】
・ 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の焼成炉を用いて被焼成体を焼成し焼成体を製造する焼成体の製造方法。
【００５３】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
各請求項に記載の発明によれば、隔壁の外側を包囲するように設けられた加熱源から発せられる熱によって、発熱層から外部へ向かう熱流束が抑制され、発熱層の熱損失が抑制されることから、被焼成体と発熱層の内側表面の間の熱平衡の崩れに起因する焼成体の熱歪みを抑制することができる。従って、比較的高温度で焼成を行なう場合でも焼成体の熱歪みを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態における焼成炉を示す概略平断面図。
【図２】 焼成室を示す概略平断面図。
【図３】 第２実施形態における焼成炉を示す概略平断面図。
【符号の説明】
１０…被焼成体、１４…隔壁としての主隔壁、１４ａ…発熱層、１４ｂ…断熱層、１５…焼成室、１６ａ…加熱源としての発熱層、２０…加熱源としての電熱ヒータ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、陶磁器材料やファインセラミックス材料などで形成された被焼成体をマイクロ波によって焼成して焼成体を製造する焼成炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の焼成炉としては、本発明者らが先に次のようなものを提案している。すなわち、発熱層と該発熱層の外側を包囲する断熱層とからなる隔壁により区画された焼成室を備え、その焼成室内に配置される被焼成体に対してマイクロ波を照射して被焼成体を焼成するというものである。前記発熱層は被焼成体とほぼ等価なマイクロ波吸収特性を有する材料から形成され、前記断熱層は断熱性及びマイクロ波透過性を有する材料から形成されている。
【０００３】
この焼成炉によれば、発熱層と被焼成体のマイクロ波による発熱量がほぼ等しくなるため、被焼成体と発熱層の内側表面の間に熱平衡が成立する。このため、放射冷却によって被焼成体に熱勾配が発生するのを抑制することができ、前記熱勾配に起因する熱歪みを抑制することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記焼成炉では、例えばファインセラミックス材料で形成された被焼成体を焼成した場合など比較的高温度で焼成を行なったときに、焼成体に大きな熱歪みが発生して割れが生じることがあった。これは、焼成温度が上昇するにつれて断熱層の熱伝導率が大きくなるために、発熱層の熱エネルギーが断熱層を介し外部へ失われやすくなって、その結果、被焼成体と発熱層の内側表面の間の熱平衡が崩れることに起因すると考えられる。
【０００５】
本発明は、上記のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、比較的高温度で焼成を行なう場合でも焼成体の熱歪みを抑制することができる焼成炉を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、マイクロ波によって自己発熱する発熱層と該発熱層の外側を包囲する断熱性及びマイクロ波透過性を有する断熱層とを含む隔壁により区画された焼成室を備え、その焼成室内に配置される被焼成体に対してマイクロ波を照射して被焼成体を焼成する焼成炉であって、前記隔壁の外側を包囲するように加熱源が設けられ、前記加熱源が、前記発熱層とは別に設けられたマイクロ波によって自己発熱する他の発熱層であることを要旨とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の焼成炉において、前記加熱源の他の発熱層を、前記隔壁の断熱層に対しクリアランスをもって設け、該クリアランスが、加熱媒体の流路であることを要旨とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の焼成炉において、前記隔壁の断熱層に厚さ方向に貫通する貫通孔を設けたことを要旨とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態について図１及び図２を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態における焼成炉を示す概略平断面図である。同図に示す焼成炉は、陶磁器材料又はファインセラミックス材料を所定形状に成形してなる被焼成体１０を焼成して焼成体を製造するためのものである。
【００１２】
焼成炉は、密閉容器よりなるチャンバ１１を備えている。チャンバ１１の内面は、マイクロ波を反射する材料で形成されている。前記マイクロ波を反射する材料の具体例としては、ステンレス鋼などの金属が挙げられるが、反射効率が向上することからチャンバ１１の内面には銅メッキを施すことが望ましい。
【００１３】
チャンバ１１には、マイクロ波発生手段としてのマイクロ波発振器１２が導波管１３を介して接続されている。そして、マイクロ波発振器１２から出力されるマイクロ波は、導波管１３を経由してチャンバ１１内に入射されるようになっている。マイクロ波の周波数は０．９〜１００ＧＨｚが好ましく、０．９〜１０ＧＨｚがより好ましく、特に２．４５ＧＨｚが好ましい。周波数が０．９ＧＨｚ未満では、波長が長くなりすぎるとともにマイクロ波の吸収率が低下するため好ましくない。逆に１００ＧＨｚを超える場合には、高価なマイクロ波発振器１２が必要となるため好ましくない。マイクロ波発振器１２から出力されるマイクロ波を２．４５ＧＨｚとした場合には、マイクロ波発振器１２を比較的小型で低価格なもので済ますことができる。本実施形態の場合、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を出力するマイクロ波発振器１２（出力１．５ｋＷ）が６台（図１では４台のみ示す。）使用されている。
【００１４】
チャンバ１１の内部には主隔壁１４によって区画された焼成室１５がある。図２は、その焼成室１５を示す概略平断面図である。焼成室１５の容積は、０．３〜０．６ｍ3が好ましい。
【００１５】
前記主隔壁１４は、発熱層１４ａと該発熱層１４ａの外側を包囲する断熱層１４ｂからなる二層構造になっている。発熱層１４ａは、マイクロ波によって自己発熱する材料で形成されている。前記マイクロ波によって自己発熱する材料の具体例としては、ムライト系材料、窒化ケイ素系材料、アルミナなど、被焼成体１０とほぼ等価なマイクロ波吸収特性を有する材料が挙げられる。一方、断熱層１４ｂは、断熱性及びマイクロ波透過性を有する材料で形成されている。前記断熱性及びマイクロ波透過性を有する材料の具体例としては、アルミナファイバー、発泡アルミナ、レンガなどが挙げられる。
【００１６】
図１に示すように、主隔壁１４は、補助隔壁１６によって外側を包囲されている。補助隔壁１６は、主隔壁１４と同様、発熱層１６ａと該発熱層１６ａの外側を包囲する断熱層１６ｂからなる二層構造になっている。発熱層１６ａはマイクロ波によって自己発熱する材料で形成され、断熱層１６ｂは断熱性及びマイクロ波透過性を有する材料で形成されている。補助隔壁１６の発熱層１６ａを構成するマイクロ波によって自己発熱する材料並びに断熱層１６ｂを構成する断熱性及びマイクロ波透過性を有する材料の具体例はそれぞれ、主隔壁１４の発熱層１４ａ及び断熱層１４ｂのそれと同じである。なお、補助隔壁１６は、主隔壁１４に対し所定のクリアランスＣをもって設けられている。
【００１７】
また焼成炉は、チャンバ１１内に入射されたマイクロ波を攪拌するためのマイクロ波攪拌手段を備えている。マイクロ波攪拌手段は、チャンバ１１の内面に内側に向かって延設された回転軸１７と、回転軸１７に支持された攪拌羽根１８と、攪拌羽根１８を回転軸１７を中心にして積極回転させる駆動モータ１９とから構成されている。
【００１８】
次に、上記の焼成炉を使用した焼成体の製造方法について説明する。
焼成体を製造する場合には、陶磁器材料又はファインセラミックス材料を所定形状に成形して被焼成体１０を作製し、その被焼成体１０を焼成室１５内に配置する。そして、マイクロ波発振器１２を作動させて、マイクロ波をチャンバ１１に入射させる。チャンバ１１に入射したマイクロ波は、断熱層１４ｂ，１６ｂを透過して発熱層１４ａ，１６ａ及び被焼成体１０に吸収されて熱エネルギーに変換され、その結果、被焼成体１０が加熱焼成される。
【００１９】
本実施形態によって得られる効果について、以下に記載する。
・ 補助隔壁１６を省いて焼成炉を構成した場合（従来の焼成炉の場合）、比較的高温度で焼成を行なったときに特に、発熱層１４ａの熱エネルギーが断熱層１４ｂを介し外部に失われやすいために、被焼成体１０と発熱層１４ａの内側表面の間の熱平行が崩れやすくなる。しかし、本実施形態の焼成炉によれば、主隔壁１４の外側を包囲するように設けられた補助隔壁１６の発熱層１６ａがマイクロ波によって自己発熱することによって、発熱層１４ａから外部へ向かう熱流束が抑制され、その結果、発熱層１４ａの熱損失が抑制される。このため、被焼成体１０と発熱層１４ａの内側表面の間の熱平衡の崩れに起因する焼成体の熱歪みを抑制することができる。従って、陶磁器材料で形成された被焼成体１０を焼成するときのような焼成温度が比較的低い場合はもちろん、ファインセラミックス材料で形成された被焼成体１０を焼成するときのような焼成温度が比較的高い場合であっても、焼成体の熱歪みを抑制することができる。
【００２０】
・ 本実施形態では、主隔壁１４の熱損失を抑えるべく主隔壁１４の断熱層１４ｂの厚みを増大させるのでなく、発熱層１６ａを含む補助隔壁１６を主隔壁１４の外側に包囲させることによって、焼成体の熱歪みの抑制を実現している。このため、断熱層１４ｂの厚みを増大させることなく焼成体の熱歪みを抑制することができ、断熱層１４ｂの厚みの増大に伴う炉の大型化・高コスト化のおそれがない。
【００２１】
・ 補助隔壁１６の発熱層１６ａは、その外側を断熱層１６ｂによって包囲されているので、マイクロ波による発熱層１６ａの自己発熱に基づく主隔壁１４の熱損失抑制効果をより確実に発揮させることができ、ひいては焼成体の熱歪みの抑制効果を向上させることができる。
【００２２】
・ 主隔壁１４と補助隔壁１６の間に設けたクリアランスＣは、特に１０００℃以下の低温域に設けた場合には、主隔壁１４と補助隔壁１６の間を断熱するように働くため、主隔壁１４の熱損失をさらに抑制することができ、ひいては焼成体における熱歪みの抑制効果を向上させることができる。
【００２３】
・ 攪拌羽根１８等から構成されるマイクロ波攪拌手段の働きでマイクロ波の反射方向が時間的に変化される結果、チャンバ１１内におけるマイクロ波の電界分布は一様に近い状態となる。このため、焼成ムラを抑制して均一に焼成することが可能である。
【００２４】
（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態について図３を参照して説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態の構成と同一又は相当する構成については同一の符号を付してその説明を省略し、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００２５】
図３は、本実施形態における焼成炉を示す概略平断面図である。同図に示すように、本実施形態では、第１実施形態における補助隔壁１６が省略され、それに代わって、電熱ヒータ２０（加熱源）が主隔壁１４の外側に設けられている。
【００２６】
この焼成炉を使用して焼成体を製造する場合には、マイクロ波発振器１２を作動させると同時に電熱ヒータ２０も作動させるようにする。
本実施形態の焼成炉によれば、主隔壁１４の外側に設けられた電熱ヒータ２０から発せられる熱によって、発熱層１４ａから外部へ向かう熱流束が抑制され、その結果、発熱層１４ａの熱損失が抑制される。このため、被焼成体１０と発熱層１４ａの内側表面の間の熱平衡の崩れに起因する焼成体の熱歪みを抑制することができる。
【００２７】
また、電熱ヒータ２０の発熱量は、通電量を調節することによって自在に調節できるので、被焼成体１０の材質や焼成温度等に応じて電熱ヒータ２０の発熱量の最適化を図ることで、発熱層１４ａの内側表面温度と被焼成体１０の温度を実質的に同一とし、より確実に焼成体の熱歪みを抑制することができる。
【００２８】
なお、前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
・ 前記第１実施形態において、補助隔壁１６を複数備えた構成としてもよい。そして、主隔壁１４を補助隔壁１６で二重、三重、あるいはそれ以上に包囲するように構成してもよい。このように構成すれば、焼成に際しての主隔壁１４の熱損失をさらに抑制することができ、焼成体の熱歪みをさらに抑制することができる。また、二重、三重と補助隔壁１６の数を増やすほど、より高い焼成温度の場合にも対応することができる。
【００２９】
・ 前記第１実施形態において、補助隔壁１６の断熱層１６ｂを省いて構成してもよい。
・ 前記第１実施形態の補助隔壁１６の構成を次のように変更してもよい。すなわち、断熱層１６ｂの外側に発熱層１６ａが位置したり、断熱層１６ｂの中間部に中間層として発熱層１６ａが位置したりしてもよい。
【００３０】
・ 前記第１実施形態において、クリアランスＣを省いて構成してもよい。すなわち、補助隔壁１６を主隔壁１４に接するようにして設けてもよい。
・ 前記第１実施形態において、主隔壁１４と補助隔壁１６の間のクリアランスＣを加熱媒体の流路として利用するようにしてもよい。すなわち、クリアランスＣに加熱媒体を出入りさせることができるように補助隔壁１６に導入口と導出口を形成し、クリアランスＣに加熱媒体を流通させるようにしてもよい。加熱媒体の例としては、加熱空気などの加熱ガスが好ましい。なお、クリアランスＣを加熱媒体の流路として利用する場合には、補助隔壁１６の発熱層１６ａを省いてもよい。
【００３１】
このように構成すれば、クリアランスＣを流通する加熱媒体から発せられる熱によって、発熱層１４ａから外部へ向かう熱流束が抑制され、その結果、発熱層１４ａの熱損失が抑制される。このため、被焼成体１０と発熱層１４ａの内側表面の間の熱平衡の崩れに起因する焼成体の熱歪みを抑制することができる。
【００３２】
また、クリアランスＣを流通する加熱媒体から発せられる熱エネルギーの量は、加熱媒体の温度や流量を調節することによって自在に調節することができる。従って、被焼成体１０の材質や焼成温度等に応じて加熱媒体の温度や流量の最適化を図ることで、発熱層１４ａの内側表面温度と被焼成体１０の温度を実質的に同一とし、より確実に焼成体の熱歪みを抑制することができる。
【００３３】
・ 前記第１実施形態において、主隔壁１４の断熱層１４ｂに厚さ方向に貫通する貫通孔を設けるようにしてもよい。このように構成すれば、補助隔壁１６の発熱層１６ａから発せられる熱によって主隔壁１４の発熱層１４ａが加熱されることで、発熱層１４ａのマイクロ波吸収特性、すなわち発熱量が変化するようになる。従って、被焼成体１０の材質や焼成温度等に応じて補助隔壁１６の発熱層１６ａを適切なものに置き換えることによって主隔壁１４の発熱層１４ａの発熱量を調節し、発熱層１４ａの内側表面温度と被焼成体１０の温度を実質的に同一にすることで、多様な被焼成体の焼成にも対応することができる。
【００３４】
また、主隔壁１４と補助隔壁１６の間のクリアランスＣを加熱媒体の流路として利用した場合においては、加熱媒体から発せられる熱によって主隔壁１４の発熱層１４ａが加熱されることで、発熱層１４ａのマイクロ波吸収特性、すなわち発熱量が変化するようになる。従って、被焼成体１０の材質や焼成温度等に応じて加熱媒体の温度や流量を調節することによって主隔壁１４の発熱層１４ａの発熱量を調節し、発熱層１４ａの内側表面温度と被焼成体１０の温度を実質的に同一にすることで、多様な被焼成体の焼成にも対応することができる。
【００３５】
・ 前記第１実施形態において、主隔壁１４に厚さ方向に貫通する貫通孔（焼成室１５に向かって開口する通孔）を設けるようにしてもよい。このように構成すれば、補助隔壁１６の発熱層１６ａから発せられる熱によって主隔壁１４の発熱層１４ａが加熱されることで、発熱層１４ａのマイクロ波吸収特性、すなわち発熱量が変化するようになる。従って、被焼成体１０の材質や焼成温度等に応じて補助隔壁１６の発熱層１６ａを適切なものに置き換えることによって主隔壁１４の発熱層１４ａの発熱量を調節し、発熱層１４ａの内側表面温度と被焼成体１０の温度を実質的に同一にすることで、多様な被焼成体の焼成にも対応することができる。
【００３６】
また、主隔壁１４と補助隔壁１６の間のクリアランスＣを加熱媒体の流路として利用した場合においては、加熱媒体から発せられる熱によって主隔壁１４の発熱層１４ａが加熱されることで、発熱層１４ａのマイクロ波吸収特性、すなわち発熱量が変化するようになる。従って、被焼成体１０の材質や焼成温度等に応じて加熱媒体の温度や流量を調節することによって主隔壁１４の発熱層１４ａの発熱量を調節し、発熱層１４ａの内側表面温度と被焼成体１０の温度を実質的に同一にすることで、多様な被焼成体の焼成にも対応することができる。
【００３７】
しかも、このように構成した場合には、補助隔壁１６の発熱層１６ａから発せられる熱あるいは加熱媒体から発せられる熱によって、主隔壁１４の発熱層１４ａがその外側表面からだけでなく前記貫通孔の内周面からも加熱されることになるので、発熱層１４ａの温度制御が容易ともなる。
【００３８】
・ 前記第２実施形態において、主隔壁１４の断熱層１４ｂに厚さ方向に貫通する貫通孔を設けるようにしてもよい。このように構成すれば、電熱ヒータ２０から発せられる熱によって主隔壁１４の発熱層１４ａが加熱されることで、発熱層１４ａのマイクロ波吸収特性、すなわち発熱量が変化するようになる。従って、被焼成体１０の材質や焼成温度等に応じて電熱ヒータ２０への通電量を調節することによって主隔壁１４の発熱層１４ａの発熱量を調節し、発熱層１４ａの内側表面温度と被焼成体１０の温度を実質的に同一にすることで、多様な被焼成体の焼成にも対応することができる。
【００３９】
・ 前記第２実施形態において、主隔壁１４に厚さ方向に貫通する貫通孔（焼成室１５に向かって開口する通孔）を設けるようにしてもよい。このように構成すれば、電熱ヒータ２０から発せられる熱によって主隔壁１４の発熱層１４ａが加熱されることで、発熱層１４ａのマイクロ波吸収特性、すなわち発熱量が変化するようになる。従って、被焼成体１０の材質や焼成温度等に応じて電熱ヒータ２０への通電量を調節することによって主隔壁１４の発熱層１４ａの発熱量を調節し、発熱層１４ａの内側表面温度と被焼成体１０の温度を実質的に同一にすることで、多様な被焼成体の焼成にも対応することができる。しかも、このように構成した場合には、電熱ヒータ２０から発せられる熱によって、主隔壁１４の発熱層１４ａがその外側表面からだけでなく前記貫通孔の内周面からも加熱されることになるので、発熱層１４ａの温度制御が容易ともなる。
【００４０】
・ 前記第２実施形態において、電熱ヒータ２０を、主隔壁１４の発熱層１４ａと断熱層１４ｂの間に設けるように変更してもよい。このように構成すれば、電熱ヒータ２０から発せられる熱によって主隔壁１４の発熱層１４ａが加熱されることで、発熱層１４ａのマイクロ波吸収特性、すなわち発熱量が変化するようになる。従って、被焼成体１０の材質や焼成温度等に応じて電熱ヒータ２０への通電量を調節することによって主隔壁１４の発熱層１４ａの発熱量を調節し、発熱層１４ａの内側表面温度と被焼成体１０の温度を実質的に同一にすることで、多様な被焼成体の焼成にも対応することができる。
【００４１】
・ 主隔壁１４の発熱層１４ａと断熱層１４ｂの間にクリアランスを設けるようにし、そのクリアランスを加熱媒体の流路として用いてもよい。このように構成すれば、加熱媒体から発せられる熱によって主隔壁１４の発熱層１４ａが加熱されることで、発熱層１４ａのマイクロ波吸収特性、すなわち発熱量が変化するようになる。従って、被焼成体１０の材質や焼成温度等に応じて加熱媒体の温度や流量を調節することによって発熱層１４ａの発熱量を調節し、発熱層１４ａの内側表面温度と被焼成体１０の温度を実質的に同一することで、多様な被焼成体の焼成にも対応することができる。
【００４２】
・ 主隔壁１４の発熱層１４ａと断熱層１４ｂの間にクリアランスを設けるようにし、そのクリアランスを加熱媒体の流路として用いるとともに、前記発熱層１４ａに厚さ方向に貫通する貫通孔（焼成室１５に向かって開口する通孔）を設けるようにしてもよい。このように構成すれば、加熱媒体から発せられる熱によって主隔壁１４の発熱層１４ａが加熱されることで、発熱層１４ａのマイクロ波吸収特性、すなわち発熱量が変化するようになる。従って、被焼成体１０の材質や焼成温度等に応じて加熱媒体の温度や流量を調節することによって主隔壁１４の発熱層１４ａの発熱量を調節し、発熱層１４ａの内側表面温度と被焼成体１０の温度を実質的に同一にすることで、多様な被焼成体の焼成にも対応することができる。しかも、このように構成した場合には、加熱媒体から発せられる熱によって、主隔壁１４の発熱層１４ａがその外側表面からだけでなく前記貫通孔の内周面からも加熱されることになるので、発熱層１４ａの温度制御が容易ともなる。
【００４３】
・ 前記両実施形態ではそれぞれのマイクロ波発振器１２から出力されるマイクロ波の周波数がいずれも同じ（２．４５ＧＨｚ）であったが、複数あるマイクロ波発振器１２のうち一部の発振器１２から出力されるマイクロ波の周波数がそれ以外の発振器１２から出力されるマイクロ波の周波数と異なってもよい。このように構成すればチャンバ１１内での定在波の発生を抑制することができ、焼成ムラを抑制してより均一に焼成することができる。
【００４４】
・ 前記両実施形態ではマイクロ波発振器１２から出力されるマイクロ波の周波数が常に一定（２．４５ＧＨｚ）で不変であったが、発振器１２から出力されるマイクロ波の周波数を時間的に変化させてもよい。このように構成した場合も定在波の発生を抑制することができ、焼成ムラを抑制してより均一に焼成することができる。
【００４５】
・ 陶磁器材料又はファインセラミックス材料を所定形状に成形してなる成形体を素焼きしたもの、成形体に施釉をしたもの、あるいは成形体を素焼きしてさらに施釉したものを被焼成体１０として用いるようにしてもよい。
【００４６】
【実施例】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
純度９９．５％のアルミナで形成された被焼成体１０（重量５８０ｇ）を図１に示す第１実施形態の焼成炉を使って焼成した。ただし、本例においては、純度９５％のアルミナで発熱層１４ａを形成し、金属酸化物を添加したムライトで発熱層１６ａを形成し、アルミナファイバーボードで断熱層１４ｂ，１６ｂを形成した。発熱層１４ａ，１６ａの厚さは２ｍｍ、断熱層１４ｂ，１６ｂの厚さは４０ｍｍである。
【００４７】
（比較例１）
補助隔壁１６が取り払われた第１実施形態の焼成炉を使って、実施例１と同様にして被焼成体１０を焼成した。
【００４８】
（比較例２）
補助隔壁１６が取り払われた第１実施形態の焼成炉を使って、純度９９．５％のアルミナで形成された被焼成体１０（重量５０ｇ）を焼成した。ただし、本例においては、純度９５％のアルミナで発熱層１４ａを形成し、アルミナファイバーボードで断熱層１４ｂを形成した。発熱層１４ａの厚さは２ｍｍ、断熱層１４ｂの厚さは２００ｍｍである。
【００４９】
上記各例で得られた焼成体について観察したところ、実施例１及び比較例２で得られた焼成体にはいずれも熱歪みが認められなかったが、比較例１で得られた焼成体には熱歪みが認められた。以上の結果から、補助隔壁１６がない場合には主隔壁１４の断熱層１４ｂを厚くしないと熱歪みを抑制することができないが、補助隔壁１６を設けた場合には主隔壁１４の断熱層１４ｂを厚くすることなく熱歪みを抑制できることが示された。
【００５０】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
・ 前記他の発熱層の外側に、同他の発熱層の外側を包囲する断熱性及びマイクロ波透過性を有する断熱層が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の焼成炉。このように構成すれば、他の発熱層による隔壁の熱損失抑制効果をより確実に発揮させることができ、ひいては焼成体の熱歪みの抑制効果を向上させることができる。
【００５１】
・ 前記隔壁の発熱層を、前記被焼成体とほぼ等価なマイクロ波吸収特性を有する材料で形成したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の焼成体の製造方法。このように構成すれば、被焼成体と発熱層の内側表面の間に熱平衡を容易に成立させることができる。
【００５２】
・ 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の焼成炉を用いて被焼成体を焼成し焼成体を製造する焼成体の製造方法。
【００５３】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
各請求項に記載の発明によれば、隔壁の外側を包囲するように設けられた加熱源から発せられる熱によって、発熱層から外部へ向かう熱流束が抑制され、発熱層の熱損失が抑制されることから、被焼成体と発熱層の内側表面の間の熱平衡の崩れに起因する焼成体の熱歪みを抑制することができる。従って、比較的高温度で焼成を行なう場合でも焼成体の熱歪みを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態における焼成炉を示す概略平断面図。
【図２】 焼成室を示す概略平断面図。
【図３】 第２実施形態における焼成炉を示す概略平断面図。
【符号の説明】
１０…被焼成体、１４…隔壁としての主隔壁、１４ａ…発熱層、１４ｂ…断熱層、１５…焼成室、１６ａ…加熱源としての発熱層、２０…加熱源としての電熱ヒータ。
Claims (3)
- マイクロ波によって自己発熱する発熱層と該発熱層の外側を包囲する断熱性及びマイクロ波透過性を有する断熱層とを含む隔壁により区画された焼成室を備え、その焼成室内に配置される被焼成体に対してマイクロ波を照射して被焼成体を焼成する焼成炉であって、
前記隔壁の外側を包囲するように加熱源が設けられ、前記加熱源が、前記発熱層とは別に設けられたマイクロ波によって自己発熱する他の発熱層であることを特徴とする焼成炉。 - 前記加熱源の他の発熱層を、前記隔壁の断熱層に対しクリアランスをもって設け、該クリアランスが、加熱媒体の流路であることを特徴とする請求項１に記載の焼成炉。
- 前記隔壁の断熱層に厚さ方向に貫通する貫通孔を設けたことを特徴とする請求項２に記載の焼成炉。
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