JP4408745B2 - 焼成炉 - Google Patents

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Description

本発明は、炉体内に被焼成体を入れて加熱することにより焼成し、焼成体を製造する焼成炉に関し、特に、炉体周囲に送風した空気が放熱用抜き穴から焼成室内に逆流しないようにした焼成炉に関する。
従来から、陶磁器材料やファインセラミックスを焼成する焼成室の外壁の周囲には、断熱材が設けられ外部との遮熱を図っている。一般的に、断熱材には焼成室内の水蒸気による内圧上昇防止と、早期水蒸気排出又はキャビティ内壁の結露防止と冷却時間短縮を目的に、放熱用抜き穴が設けられ排熱する構造となっている。
従来の焼成炉における送風機を利用する冷却方法の一例を、図4を参照して説明する。
この形態の焼成炉1は、天井部に設けられた送風機2からの冷却エア3を循環させる断熱空間4を画成するキャビティ5と、このキャビティ5内に断熱材6で区画形成された焼成室7と、キャビティ5の前面に取り付けられた金属製ドア8とを備えた構成である。
断熱材6の天井部には、焼成室7から焼成後に発生する余熱や排ガスを、排気口9から焼成炉1外へ放熱させるための放熱用抜き穴10が設けられている。
しかしながら、このような構成の従来の焼成炉1においては、断熱材6の外側と金属製キャビティ5の間に気層(断熱空間)4が設けられ冷却エア3により冷却する場合、エア3が高圧であるため断熱材6の抜き穴10から焼成室7内に逆流し、ドア8の隙間から熱気が漏れ出してしまいドア8の外郭の高温化、熱による電装品故障、あるいは焼成室7内の温度むら等が発生すめため、冷却エア3をキャビティ5内へ流すことはタブー視されていた。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、焼成体の水蒸気の発生を伴う昇温時及び焼成炉の冷却時に、送風機により冷却エアを送風しても焼成炉内の昇温に影響を与えず、かつ冷却時に焼成炉内の温度を強制的に冷却する場合でも、常時放熱用抜き穴を塞ぐことなく冷却エアが焼成室内に逆流しない焼成炉を提供することを目的とするものである。
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を行い、断熱材の天井部の放熱用抜き穴を、ベンチュリー効果を有するノズル・キャップで覆えば、抜き穴から冷却用などの空気が焼成室内へ逆流することを効果的に防止できること、さらに送風機からノズル・キャップまでの天井裏空間にエアー・ガイドやエアー・ダクトを配設すれば、いっそう優れた逆流防止効果が得られることを見出し、かかる知見に基づいて本発明を達成した。
すなわち、本発明は上記の目的を達成するために下記の構成からなるものである。
(1)焼成炉に空気を送る送風機と、排気口を有する金属製キャビティ、そのキャビティに設けた金属製のドア、及びキャビティ内に設けられた放熱用抜き穴が設けられた断熱材で囲まれた焼成室とを備えた焼成炉において、前記放熱用抜き穴が前記空気の流路の位置に設けられ、かつ前記放熱用抜き穴の外側にかぶせるような様式でベンチュリー効果を有するノズル・キャップの開口部を下流方向に向けて配設したことを特徴とする焼成炉。
(2)前記送風機からノズル・キャップまでエアー・ガイド又はエアー・ダクトを設けたことを特徴とする前記(1)記載の焼成炉。
本発明によれば、ベンチュリー効果により焼成室内が断熱材外周りの断熱空間に比べ負圧となるため、送風された空気の逆流を防止し従来の問題点をすべて改善できる。
更に、被処理物からの水蒸気排出により生じていた金属製キャビティ内壁の結露発生も、本作用により改善できる。
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施の形態に係る焼成炉を詳細に説明する。なお、図4で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示す。
図1は、本発明に係る焼成炉の一実施形態を示すものである。
この実施形態の焼成炉1は、加熱によって陶磁器材料やファインセラミックスを焼成するもので、背景技術の項で説明した焼成炉に対して、その放熱用抜き穴10にベンチュリー効果を有するノズル・キャップ11を配設した構成となっている。
すなわち、本発明に係る焼成炉1は、天井部に設けられた送風機2からの冷却エア3を循環させる断熱空間4を画成するキャビティ5と、このキャビティ5内に断熱材6で区画形成された焼成室7と、キャビティ5の前面に取り付けられた金属製ドア8とを備えた構成である。
断熱材6の天井部には、焼成室7から焼成後に発生した余熱や排ガス(含む水蒸気)を排気口9から焼成炉1外へ放熱させるための放熱用抜き穴10が設けられている。
そして、放熱用抜き穴10には、逆流防止用のベンチュリー効果を有するノズル・キャップ11をかぶせるような様式で配設されている。
ここで、ベンチュリー効果とは、周知のように、絞りを持つ管内を音速以下の流速で流れる流体は、絞り部で加速されるので圧力が低下する現象を意味し、例えば、ゼロガバナー・ベンチュリーミキサー方式のバーナーでは、ゼロガバナーを通ってベンチュリーミキサーへ供給するガス圧が50mmHO以上、空気圧が1,000mHO以上であれは、バーナー内圧を200mmHOまで昇圧することができる、すなわち、ベンチュリーミキサーの手前のガス供給部の圧力は、ベンチュリーミキサーの後方のバーナ部よりも低い圧力、すなわち負圧となるものの、混合ガスがガス供給部へ逆流することはないことを、本発明において断熱空間(気相)4と焼成室7の関係に適用したものである。
前記のベンチュリー効果を有するノズル・キャップの一実施形態を図2及び図3に示す。図2(a)はノズル・キャップ11の平面図であり、図2(b)はその空気3の流れの上流側から見た正面図である。図2(a)及び図2(b)において、12は放熱用抜き穴10に当接する穴であり、13は放熱用抜き穴10及びノズル・キャップ11の穴12を通って焼成室7の焼成体の焼成後の余熱や排ガスを、断熱空間4を経て排気口9へベンチュリー効果によって放出するために誘導する溝又は孔である。図3は、ノズル・キャップの他の実施形態を示すものであり、(a)は平面図であり、(b)は縦断面図である。この形式ではノズル・キャップ11の孔13は1個であり、内部で湾曲していて下端で孔2に連通している。ノズル・キャップの構造についてはその他にすでに知られた種々の構造とすることができる。
このように構成することによって、例え冷却用などの空気3が高圧であっても、断熱材6の放熱用抜き穴10から焼成室7内へ逆流することや、ドア8の隙間から熱気が漏れ出て電装品を故障させる等のトラブルを完全に防止することができる。
焼成室7内の被焼成体である陶磁器材料やセラミックス材料などで形成された被焼成体を焼成するための加熱焼成用熱源としては、加熱ガス噴射口、発熱体エレメント、電熱器などの適宜な加熱手段を適切な位置に配設することにより、都市ガス、天然ガス、プロパンガス等の各種ガス、灯油、軽油、重油などの各種石油系燃料、マイクロ波、電熱などの各種電気的熱源のいずれもが、何等制限を受けることなく任意に選定、使用することができる。
前記の構成の焼成炉及び熱源を使用して、被焼成体の加熱により焼成体製品を作製した後の焼成炉の余熱を迅速に冷却させ、水蒸気を含めた排ガスを排出するためには、前記ノズル・キャップに加えて、送風機2からノズル・キャップ11までの断熱材6と金属製キャビティ5との間の天井(裏)部分空間に、エアー・ガイド15またはエアー・ダクトを設けることで、空気3の焼成室7内への逆流の防止に一層効果を発揮することができる。なお、上記においては、送風機及び放熱用抜き穴が天井部に設けられた構成で説明したが、送風機及び放熱用抜き穴の設置位置はこれに限定されるものではない。
本発明は、被焼成体を加熱して焼成体製品を得た後、焼成室中へ冷却エアを逆流させることなく迅速に焼成炉を冷却できるとともに、金属製キャビティ内壁の結露発生も防止できるので、陶磁器類やセラミックスの焼成工程の生産効率向上に有用である。
本発明の焼成炉の一実施形態の構成図である。 本発明に係るノズル・キャップの一実施形態の構成図であり、(a)は平面図であり、(b)は空気の上流方向からの正面図である。 本発明に係るノズル・キャップの別の実施形態の構成図であり、(a)は平面図であり、(b)は縦断面図である。 従来の焼成炉の一実施形態の構成図である。
符号の説明
1 焼成炉
2 送風機
3 空気
4 断熱空間
5 キャビティ
6 断熱材
7 焼成室
8 ドア
9 排気口
10 放熱用抜き穴
11 ノズル・キャップ
12 穴
13 溝
14 空気の流動方向
15 エアー・ガイド

Claims (2)

  1. 焼成炉に空気を送る送風機と、排気口を有する金属製キャビティ、そのキャビティに設けた金属製のドア、及びキャビティ内に設けられた放熱用抜き穴が設けられた断熱材で囲まれた焼成室とを備えた焼成炉において、前記放熱用抜き穴が前記空気の流路の位置に設けられ、かつ前記放熱用抜き穴の外側にかぶせるような様式でベンチュリー効果を有するノズル・キャップの開口部を下流方向に向けて配設したことを特徴とする焼成炉。
  2. 前記送風機からノズル・キャップまでエアー・ガイド又はエアー・ダクトを設けたことを特徴とする請求項1記載の焼成炉。
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