JP4796467B2 - Horizontal flameproof furnace and flameproofing method - Google Patents
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Description
この発明は、横型耐炎化炉および横型耐炎化炉を用いた耐炎化処理方法に関するものである。 The present invention relates to a horizontal flameproofing furnace and a flameproofing method using a horizontal flameproofing furnace.
従来から、フィルム、シート、繊維など(以下、被処理物という)の長尺物の製造において、被処理物を連続的に耐炎化処理する耐炎化炉が知られている。この耐炎化炉は、炭素繊維の場合を例にすると、例えばポリアクリロニトリル系繊維からなる前駆体繊維に熱処理室内で連続的に200℃〜300℃で耐炎化する耐炎化処理を施すものである。この際、前駆体繊維の酸化反応によって熱処理炉内にシアン化合物、アンモニア、及び一酸化炭素等の分解ガスが発生する。この分解ガスは有毒であるため、回収して燃焼処理などのガス処理をする必要がある。
このような分解ガスが耐炎化炉の前駆体繊維の挿入口から炉外に漏出することを防止するために、熱処理室の挿入口に隣接してシール室を設け、更に挿入口の外側で被処理物へ向かって炉本体外の空気を吹き付けるエアーカーテン手段を設けた熱処理炉が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、熱処理炉内の温度ムラ抑制のため、熱処理炉の挿入口にスリットを設け、スリットより炉内もしくは炉外へ加熱空気を噴出する機構を備えた耐炎化熱処理装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
また、これらの耐炎化炉を用いた耐炎化処理においては、多量の前駆体繊維を効率良く連続的に処理するために、耐炎化炉に前駆体繊維の挿入口を複数設け、前駆体繊維を炉の外部で折り返しながら熱処理室内に連続して挿入及び挿出することを繰り返す。このため、従来から上下方向に複数のパスが設けられ、前駆体繊維が横方向に走行する横型耐炎化炉が用いられている。これらは、熱処理室内の煙突効果により熱処理室内に上方が高圧となり、下方が低圧となる圧力分布を生じる。
In order to prevent such cracked gas from leaking out of the furnace fiber precursor fiber insertion port, a seal chamber is provided adjacent to the heat treatment chamber insertion port, and is further covered outside the insertion port. There has been proposed a heat treatment furnace provided with an air curtain means for blowing air outside the furnace main body toward the processed object (for example, see Patent Document 1).
Further, in order to suppress temperature unevenness in the heat treatment furnace, there has been proposed a flame-resistant heat treatment apparatus having a mechanism in which a slit is provided at the insertion port of the heat treatment furnace and heated air is ejected from the slit into or out of the furnace (for example, , See Patent Document 2).
In addition, in the flameproofing treatment using these flameproofing furnaces, in order to treat a large amount of precursor fibers efficiently and continuously, a plurality of precursor fiber insertion ports are provided in the flameproofing furnace, Repeatedly inserting and inserting into the heat treatment chamber while turning outside the furnace. For this reason, conventionally, a horizontal flameproof furnace in which a plurality of paths are provided in the vertical direction and the precursor fiber travels in the horizontal direction has been used. Due to the chimney effect in the heat treatment chamber, these cause a pressure distribution in which the upper pressure is high and the lower pressure is low.
しかしながら、上記従来の横型耐炎化炉においては、パス毎のエアーカーテン手段の風速の微調整が煩雑で困難であるため、熱処理室下方のパスにおける挿入口からは温度の低い外気を吸い込みやすく、上方の挿入口からは熱処理室内の分解ガスが漏出しやすいという課題があった。
これにより、熱処理室内部で発生した分解ガスが熱処理室上方の挿入口からシール室内に漏出し、燃焼処理の必要なガス量を増加させることがあった。また、熱処理室下方の挿入口ではシール室から温度の低い空気を吸い込むことによって熱処理室内の温度が低下する虞があった。
例えば、特許文献1では、1つのエアーカーテン手段の上下を被処理物が通過し、2箇所のノズルから、一方は上を通過する被処理物の下面に、他方は下を通過する被処理物の上面に向かって空気を噴出する構造のため、各段のシール室圧力に応じた最適な噴出し風速に設定することができなかった。したがって分解ガスの漏出を確実に防止するために、最適条件よりも熱処理室外部の空気の流入量を増加させる必要があった。
However, in the conventional horizontal flameproofing furnace, fine adjustment of the air speed of the air curtain means for each pass is complicated and difficult, so it is easy to suck low temperature outside air from the insertion port in the pass below the heat treatment chamber, There was a problem that the decomposition gas in the heat treatment chamber was likely to leak from the insertion port.
As a result, the decomposition gas generated in the heat treatment chamber leaks from the insertion port above the heat treatment chamber into the seal chamber, thereby increasing the amount of gas required for the combustion treatment. In addition, at the insertion port below the heat treatment chamber, there is a concern that the temperature in the heat treatment chamber may be lowered by sucking low temperature air from the seal chamber.
For example, in Patent Document 1, an object to be processed passes above and below one air curtain means, and from two nozzles, one to the lower surface of the object to be processed passing above, and the other to be processed passing below. Because of the structure in which air is ejected toward the upper surface of the slab, it was not possible to set the optimum ejection speed according to the seal chamber pressure at each stage. Therefore, in order to surely prevent the cracked gas from leaking, it is necessary to increase the inflow amount of air outside the heat treatment chamber from the optimum condition.
そこで、この発明は、上記従来の横型耐炎化炉が有している課題を解決して熱処理室内への外気の流入を抑制すると共に、熱処理室内で発生した分解ガスの外部への漏出を完全に遮断することで、熱処理室内の温度を維持することができ、かつ燃焼処理が必要なガス量を削減することができる横型耐炎化炉を提供することを目的とするものである。 Accordingly, the present invention solves the problems of the conventional horizontal flameproofing furnace and suppresses the inflow of outside air into the heat treatment chamber, and completely leaks the cracked gas generated in the heat treatment chamber to the outside. An object of the present invention is to provide a horizontal flameproof furnace capable of maintaining the temperature in the heat treatment chamber by cutting off and reducing the amount of gas that needs to be burned.
上記の課題を解決するために、本発明は、被処理物を熱処理室内で連続的に熱処理する横型耐炎化炉において、前記熱処理室に連設されたシール室の外壁に、前記被処理物を挿入、挿出するためのスリット状の挿入口を開口形成し、前記挿入口を挟んだ上下に前記挿入口の外側でかつ被処理物に向かって空気を噴出する一対のノズルを設け、この一対のノズル毎に、流量調節機構が設けられた単一の給気路を接続したことを特徴とする。
このように構成することで、単一の給気路によって上下のノズルに供給される空気の圧力、流量等を略等しくすることができる。また、単一の給気路に供給される空気の流量、圧力等を調整することで上下に配置されたノズルから噴出する空気の風速等を同時に調節することができる。これにより、熱処理室内部に生じた上下方向の圧力分布に応じて、上下のノズルの風速等を同時に最適な値に調節することができる。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a horizontal flameproof furnace for continuously heat-treating an object to be treated in a heat treatment chamber, and placing the object on an outer wall of a seal chamber connected to the heat treatment chamber. insert, the slit-shaped insertion port opened form for挿出, a pair of nozzles for ejecting air toward the outside in and the treatment object of the insertion opening vertically sandwiching the insertion hole, the pair for each nozzle of, characterized in that the flow rate adjusting mechanism is connected to a single air supply passage provided.
By comprising in this way, the pressure of the air supplied to an up-and-down nozzle by a single air supply path, a flow volume, etc. can be made substantially equal. Further, by adjusting the flow rate, pressure, and the like of the air supplied to the single air supply path, the wind speed and the like of the air ejected from the nozzles arranged above and below can be adjusted simultaneously. Thereby, according to the vertical pressure distribution generated in the heat treatment chamber, the wind speed and the like of the upper and lower nozzles can be simultaneously adjusted to optimum values.
本発明によれば、熱処理室内の圧力分布に応じてパス毎に上下のノズルの風速を容易に最適な値に調節することができるので、熱処理室内への外気の流入を抑制し、かつ分解ガスの外部への漏出を完全に遮断することができる。したがって、熱処理室内の温度の維持を容易にし、かつ燃焼処理の必要なガス量を削減することができる。 According to the present invention, since the wind speed of the upper and lower nozzles can be easily adjusted to an optimum value for each pass according to the pressure distribution in the heat treatment chamber, the flow of outside air into the heat treatment chamber is suppressed, and the cracked gas Leakage to the outside can be completely blocked. Therefore, the temperature in the heat treatment chamber can be easily maintained, and the amount of gas required for the combustion treatment can be reduced.
以下、本発明の横型耐炎化炉の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1(a)に示すように、横型耐炎化炉1は箱型の熱処理室2を備えている。熱処理室2には内部に熱風を循環させる図示しない熱風循環装置が連結されている。また、熱処理室2には排気口30が設けられている。排気口30は排気路31を介してファン14に接続されている。排気路31の途中には、例えばバルブ等の流量調節機構13が設けられている。ファン14は外部の図示しないガス回収処理装置に接続されている。
Hereinafter, embodiments of the horizontal flameproofing furnace of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1 (a), the horizontal flameproofing furnace 1 includes a box-shaped
熱処理室2の図示左右両側の外壁3,3には、シール室4,4がそれぞれ連設されている。シール室4,4の外壁5,5には被処理物、例えばポリアクリロニトリル系繊維からなる前駆体繊維Aを挿入、挿出するためのスリット状の挿入口7,7’がそれぞれ設けられている。同様に、熱処理室2の外壁3,3にもシール室4,4の挿入口7,7’に対応して挿入口6,6’が設けられている。熱処理室2の挿入口6,6’とシール室4,4の挿入口7,7’は、シール室4,4の上下方向にそれぞれ3段設けられている。
シール室4,4の内部には、上下方向に各3段設けられた挿入口7,7’を別々の区画4a,4b,4cに分割する仕切り板12が設けられている。また、シール室4,4は排気口15,15を備え、排気路32,32を介して排気ファン17,17に接続されている。図1(b)に示すように、排気口15はシール室4,4を仕切り板12で分割した区画4a,4b,4cに各々設けられている。各排気口15に接続された排気路33には、例えばバルブ等の流量調節機構34が各々設けられている。
ここで、シール室4の前駆体繊維Aの走行方向の長さLsは繊維の性状、室内の清掃やメンテナンス作業性等を考慮して適宜決定される。
Inside the
Here, the length Ls of the precursor fiber A in the running direction of the
シール室4,4の外壁5,5には、挿入口7,7’を挟むように上下に一対のノズル10a,10bを備えたエアーカーテン手段8がそれぞれ設けられている。ノズル10a、10bは、圧力印加の点で好ましい支持部9の前端コーナー部分に取り付けられている。
図1(b)に示すように、エアーカーテン手段8の上下のノズル10a,10bは単一の給気路35に接続され、給気路35には、例えばバルブ等の流量調節機構21が設けられている。各流量調節機構21はさらに共通給気路37を介して給気ファン24に接続されている。
図2に示すように、シール室4,4の外壁5,5の挿入口7,7’の上下に配置されたノズル10a,10bは、挿入口7,7’から外側に向かい、挿入口7,7’から挿入、挿出される前駆体繊維Aに向けて配置された2枚の板材により両板材間に形成されるもので、前駆体繊維Aに対して角度θを持つように配置されている。このとき、角度θは、0°より大きく90°より小さい範囲とする。さらに、30°以上60°以下の範囲とすることがより好ましい。ここで、対向するノズル10a、10bの間隔Dnは、4mm以上60mm以下の範囲とする。さらに、15mm以上40mm以下の範囲であることがより好ましい。
On the
As shown in FIG. 1B, the upper and
As shown in FIG. 2, the
図2および図3に示すように、エアーカーテン手段8のノズル10a,10bの先端は、スリット状の噴出口20a,20bとなっている。また、給気路35には供給された空気の圧力を測定する圧力計22が設けられている。ここで、エアーカーテン手段8の被処理物走行方向の長さLnは、ノズル10a、10bからの噴出し風速及び幅方向の噴出しムラ等を考慮して適宜決定する。
図4(a)に示すように、エアーカーテン手段8に接続された単一の給気路35はエアーカーテン手段8内部で上下のノズル10a,10bに対応した上下の給気路35a,35bに分岐している。エアーカーテン手段8内部の給気路35の分岐点には、供給された空気を上下の給気路35a,35bに均一に分配するように、頂点を分岐点に向けて配置された断面略三角形状の分配板25が設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the tips of the
As shown in FIG. 4A, the single
図4(b)に示すように、エアーカーテン手段8内部の給気路35a,35bの噴出口20a,20bの手前には、多数の孔が形成されたスクリーン状の整流手段として多孔板18,19が設けられている。多孔板18,19の上下には溝状のレール38,39が設けられ、多孔版18,19の端部がレール38,39によって挟持され固定されている。また、エアーカーテン手段8の支持部9の側壁40,40は図示しないボルト等の取り外し可能な係止具によって固定されている。
ここで、多孔板18,19の開口率及び設置数は、支持部9の幅と高さの比や噴出口20からの噴出風速等に従って適宜決定する。
As shown in FIG. 4 (b), in front of the
Here, the aperture ratio and the number of installations of the
また、図1(a)に示すように、シール室4,4の外壁5,5の外側には挿入口7、7’の高さに対応して前駆体繊維Aを掛け渡すロール11が配置されている。ロール11の回転軸は図示しないモータ、コントローラ、電源等に接続され、自在に回転可能となっている。また、ロール11の表面は前駆体繊維Aに動力を伝達するのに適した摩擦係数を有している。
Further, as shown in FIG. 1 (a), a
次に、この実施の形態の作用について説明する。
図1(a)に示すように、複数の前駆体繊維Aが紙面に垂直方向に平行に揃えられた状態で耐炎化炉1の図示左側のシール室4の最上段の挿入口7から挿入される。次いで、前駆体繊維Aは熱処理室2の外壁3の挿入口6を通過し、熱処理室2の対抗する外壁3の挿入口6’から挿出される。さらに、前駆体繊維Aは熱処理室2に連接されたシール室4の外壁5の挿入口7’を通過して耐炎化炉1の外部に挿出される。耐炎化炉1の外部に挿出された前駆対繊維Aはシール室4の外部のロール11に巻き掛けられるようにして折り返され、挿出された挿入口7’の一つ下の挿入口7’から、再び耐炎化炉1内部に挿入される。
Next, the operation of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 1A, a plurality of precursor fibers A are inserted from the uppermost insertion port 7 of the
再び耐炎化炉1内部に挿入された前駆体繊維Aは、逆向きに同様の経路を経て耐炎化炉1の外部に挿出され、耐炎化炉1外部のロール11に再び巻き掛けられ折り返される。このように、前駆体繊維Aはロール11によって耐炎化炉1の外部で繰り返し折り返されながら、耐炎化炉1に繰り返し挿入、挿出され、蛇行するようにして耐炎化炉1の内部を通過する。このとき、前駆体繊維Aにはロール11の回転とロール11表面の摩擦によって動力が与えられ、図1(a)の矢印X方向に連続的に送り出されている。
The precursor fiber A inserted into the flameproofing furnace 1 again is inserted in the reverse direction to the outside of the flameproofing furnace 1 through the same path, and is wound around the
一方、熱処理室2の内部には図示しない熱風循環装置によって熱風が循環し、例えば200℃〜300℃の温度に保たれている。したがって、熱処理室2内部に連続的に繰り返し挿入された前駆体繊維Aは、熱処理室2内で徐々に耐炎化されていく。この際、前駆体繊維Aの酸化反応によって熱処理室2内にシアン化合物、アンモニア、及び一酸化炭素等の分解ガスが発生する。発生した分解ガスは、熱処理室2に設けられた排気口30から排気ファン14によって排出され、外部のガス回収処理装置によって回収され処理される。また、排気ファン14よる排気量の調整は、例えばバルブ等の流量調節機構13により行うことができる。
On the other hand, hot air circulates inside the
また、シール室4,4の内部は、排気ファン17,17によって内部の気体を吸引することで負圧となっている。また、熱処理室2内部には加熱されることによって上部が高圧で下部が低圧となる上下方向の圧力分布が生じる。
Further, the inside of the
ここで、図1(b)に示すように、耐炎化炉1外部の空気を給気ファン24によってエアーカーテン手段8のノズル10a,10bに供給し、前駆体繊維Aに向かって噴出することによってエアーカーテンを形成する。
図3および図4(a)に示すように、エアーカーテン手段8に接続された単一の給気路35から供給された空気は、エアーカーテン手段8内部の給気路35の分岐点に設けられた分配板25によって上下に均一に分配され、上下のノズル10a,10bに対応した給気路35a,35bに供給される。上下の各給気路35a,35bに分配された空気は多孔板18,19を通過するときに圧力損失によって均一に整流される。上下均一に分配され整流された空気はノズル10a、10bの先端の上下の噴出口20a,20bから略等しい風速で噴出され、前駆体繊維Aに上下から衝突するエアーカーテンを形成する。ここで、多孔板等18,19を複数設置したことで、開口率がより小さい多孔板等を1枚設置するよりも圧力損失を低く抑制しつつ、噴出しムラを抑制することができる。
Here, as shown in FIG. 1 (b), the air outside the flameproofing furnace 1 is supplied to the
As shown in FIGS. 3 and 4 (a), air supplied from a single
また、図1(b)に示すように、エアーカーテン手段8を各々単一の給気路35に接続したことにより、各給気路35に備えられた流量調節機構21を調節し、各エアーカーテン手段8の上下のノズル10a,10bから噴出する空気の風速を同時に調節することができる。したがって、従来と比較して挿入口7,7’毎の風速の微調整が容易となる。
ここで、エアーカーテン手段8によって形成されるエアーカーテンの風速は、1〜50m/秒であると、分解ガスの漏出と熱処理室2内部への外気の侵入をより確実に防止できる。また、エアーカーテンの風速が1m/秒以上であると、外気が熱処理室2内に侵入することがない。また、風速が50m/秒以下であれば、エアーカーテンの気流によって熱処理室2内の分解ガスが漏出することがない。
Further, as shown in FIG. 1B, by connecting the air curtain means 8 to each single
Here, when the wind speed of the air curtain formed by the air curtain means 8 is 1 to 50 m / sec, leakage of cracked gas and intrusion of outside air into the
また、このときノズル10a,10bの角度θを、0°より大きく90°より小さい範囲、更に好ましくは30°以上60°以下の範囲とし、空気の噴出角θを上記範囲にしたことで、分解ガスの漏出を確実に防止することができると共に、熱処理室2内への外気の流入を抑制することができる。
また、外気の流入を抑制する適正な噴出し風速は、シール室4,4内部の圧力に応じて変化する。すなわち、シール室4,4の各区画4a,4b,4cの圧力を、熱処理室2内部の上下方向の圧力分布に応じた個別の値に設定するためには、ノズル10a,10bから噴出する空気の風速を区画4a,4b,4c毎に最適な値に調整する必要がある。
Further, at this time, the angle θ of the
Further, the appropriate blown air speed for suppressing the inflow of outside air changes according to the pressure inside the
このとき、本実施の形態によれば、図1(b)に示すように、各エアーカーテン手段8の流量調整機構21を個々に調整することで、各挿入口7,7’のエアーカーテン手段8のノズル10a,10bから噴出する空気の風速を個別に設定することができる。したがって、シール室4の各区画4a,4b,4cへの外部の空気の流入を、各区画4a,4b,4c内の圧力に応じて、効果的に抑制することができる。
したがって、図1(b)に示すように各々の区画4a,4b,4cに各々設けた排気口15から排出される気体の流量を流体調節機構21によって調節し、各区画4a,4b,4cの圧力を個別に設定することができる。よって、シール室4,4の各区画4a,4b,4cの圧力を熱処理室2の上下方向の圧力分布に応じた適正な圧力に個別に設定することができる。
At this time, according to the present embodiment, as shown in FIG. 1B, the air curtain means of each insertion port 7, 7 ′ is adjusted by individually adjusting the flow
Therefore, as shown in FIG. 1 (b), the flow rate of the gas discharged from the
これにより、圧力の高い熱処理室2上部に隣接するシール室4の上部の区画4cでは、内部の圧力を負圧でかつ熱処理室2内の圧力に応じて高めの圧力とし、圧力の低い熱処理室2の下部に隣接するシール室4の下部の区画4aでは、内部の圧力を負圧でかつ熱処理室2内部の圧力に応じて低めの圧力に設定することができる。
例えば熱処理室2内部と外気との温度差250℃、熱処理室2内部の高さ方向の高低差が1mの場合、熱処理室2上部の圧力が+1.5Pであれば、隣接するシール室4の上部の区画4cの圧力を−0.5Pとする。また熱処理室2下部の圧力が−3.8Pであれば、隣接するシール室4の下部の区画4aの圧力を−3.5Pとする。
このようにすると、熱処理室2下部の挿入口6,6’から熱処理室2に流入するシール室4,4内の温度の低い空気の量を抑制し、熱処理室2内の温度が低下することを防止することができる。
As a result, in the upper section 4c of the
For example, if the temperature difference between the inside of the
If it does in this way, the quantity of the air with the low temperature in the
加えて、熱処理室2上部の挿入口6,6’からシール室4,4に漏出する熱処理室2内部のガスの量を抑制することができる。さらに、シール室4,4内部の圧力をシール室4,4外部の気圧よりも低い負圧とすることで、シール室4,4内部に漏出した分解ガスが耐炎化炉1の外部に漏出することを完全に防止することができる。例えば、シール室4,4内の圧力を−10〜−0.3Paの圧力範囲とすることにより、分解ガスをガス回収処理装置に確実に送ることができる。
In addition, it is possible to suppress the amount of gas inside the
以上に述べたように、本実施の形態によれば、パス毎のエアーカーテン手段8の風速の微調整を容易にし、熱処理室2内への外気の流入を抑制し、熱処理室2内の温度を維持することができる。加えて、熱処理室2内で発生した分解ガスの外部への漏出を完全に遮断することで燃焼処理が必要なガス量を削減することができる。
また、エアーカーテン手段8の内部にレール38,39を設け多孔板18,19を取外し可能な構造としたことで、長期にわたって運転し、多孔板18,19に塵、埃がたまった場合には、多孔板18,19をエアーカーテン手段8の外部に取り出して洗浄することができる。したがって、耐炎化炉1メンテナンスが容易になり、耐炎化処理の生産性を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, fine adjustment of the wind speed of the air curtain means 8 for each pass is facilitated, the flow of outside air into the
In addition, when the
また、ノズル10a,10bから噴出する空気が熱処理室2の外部の空気であることで、エアーカーテン用の空気を加熱するエネルギーを節約することができるとともに、外部の作業環境に与える影響を与えることがない。したがって、耐炎化処理のコストを削減し、作業環境の安全性を向上させることができる。
また、対向するノズル10a、10bの間隔を4mm以上としたことで、前駆体繊維Aがエアーカーテン手段8に接触することがなく、製品の品質低下を招くことがない。また60mm以下としたことで、シールに必要な気体の噴出風速が小さくて済む。したがって多孔板等18,19での圧損が増大して給気ファン24等の空気供給設備の負荷が大きくなることを防止することができる。
Further, since the air ejected from the
Further, since the distance between the
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、状況に応じて前駆体繊維Aを上下方向1段〜数十段で走行させることができる。
また、本実施形態では、ポリアクリロニトリル系繊維からなる前駆体繊維Aを耐炎化処理する場合について説明したが、その他の被処理物について本発明の横型耐炎化炉1を使用することも可能である。
また、挿入口6、6’、挿入口7、7’の上下の開口寸法は、前駆体繊維Aが接触することなく通過できる範囲で可能なかぎり狭くすることが好ましい。これは出入口を通した気体の流通が起こりにくくなるためである。従って各出入口は開口寸法が上下方向に調節可能なスリットであることが好ましい。
In addition, this invention is not restricted to embodiment mentioned above, The precursor fiber A can be made to drive | work in the up-down direction 1 step-dozens of steps according to a condition.
In the present embodiment, the case where the precursor fiber A made of polyacrylonitrile fiber is subjected to flame resistance treatment has been described. However, it is also possible to use the horizontal flame resistance furnace 1 of the present invention for other objects to be treated. .
Moreover, it is preferable that the upper and lower opening dimensions of the
また、エアーカーテン手段8は、シール室4からの排気量を抑制するためには、全ての挿入口7、7’の外側に設置することが最も好ましい。しかし、一部の挿入口7、7’にはエアーカーテン手段8を設置しないことも可能である。その場合、下方に位置する挿入口7、7’にはエアーカーテン手段8を設置し、上方に位置する挿入口7、7’にはエアーカーテン手段8を設置しないことが好ましい。エアーカーテン手段8が設置されていない部位のシール室4には、排気口15を設け、排気口15より排気ファン17によって排気することが好ましい。なお、エアーカーテン手段8を、全ての挿入口7、7’の外側に設置する場合においても、シール室4の上方に排気口15を設けるのが好ましい。
また、エアーカーテン手段8は幅方向の両端から気体が供給される構造であってもよい。また、仕切り板12は、シール室の全段を区画するように各段に設けなくてもよい。また、熱処理室2に備えた排気ファン14によって排気することでシール室4内を負圧とすることが可能なら、シール室2には排気口15及び排気17ファンを備えていなくても良い。
The air curtain means 8 is most preferably installed outside all the insertion ports 7 and 7 ′ in order to suppress the exhaust amount from the
The air curtain means 8 may have a structure in which gas is supplied from both ends in the width direction. Moreover, the
また、上述した実施の形態では、整流手段として多孔板18,19のみを2枚用いる構成としたが、多孔板と網を組み合わせたり、網のみを用いたり、それぞれを一枚あるいは複数枚としてもよい。また、整流手段の固定方法は、取り外し可能であればレールに限られない。また、レールの取り付け位置は整流手段の上下に限られない。また、多孔板等の材質は、風圧により変形しないものであれば使用することができるが、金属製のものが好ましく使用される。また、整流手段としては多孔板、網以外に、オリフィス等の整流効果のあるものも使用することができる。
また、エアーカーテンに供給される気体は空気でなくてもよい。
In the embodiment described above, only two
The gas supplied to the air curtain may not be air.
以下、実施例により本発明を更に説明する。
図5に示すように、模擬的な1段の熱処理室2として、一方の外壁3にシール室4、エアーカーテン手段8を設け、熱処理室2を負圧に設定するための排気ファン14、ダンパ等の流量調節機構13を設けた。挿入口6、6’、挿入口7はそれぞれ紙面に垂直方向の開口長さ2000mm、開口高さDiを40mmとした。
エアーカーテン手段8の支持部9の長さLnは400mm、ノズル10a、10bの開口部は紙面に垂直方向の開口長さ2000mm、開口幅Wnを2mmとした。ノズル10a、10bの対向する間隔Dnは40mmとした。
The following examples further illustrate the present invention.
As shown in FIG. 5, as a simulated one-stage
The length Ln of the
エアーカーテン手段8のノズル10a、10bは、図4(b)に示すように開口率3.8%の多孔板2枚を備え、図4(a)に示すように給気路35より気体が分配されて、被処理物の上下の噴出し口20a,20bより気体を噴出する構造となっており、図3に示すように、ダンパ等の流量調節機構21を備えている。
The
熱処理室2の内部は煙突効果により高さ方向で圧力差を生じ、外気との温度差が250℃、高さ方向の差が1mの場合、高さ方向の圧力差は約5.3Paとなる。実際の耐炎化炉を想定し、シール室4の圧力は−2Paで、挿入口7の全ての箇所で外気が流入となるようにノズル10a、10bから噴出し風速の調整、および排気ファン14、流量調節ダンパ13による排気量の調整を行った。このときノズル10a、10bからの平均噴出し風速は6m/s、紙面に垂直な幅方向各21点での噴出ムラは10a、10b合わせて平均値の±6%であった。挿入口7での平均流入速度は0.2m/sであった。大気の温度は30℃であった。
The inside of the
なお、気体の流れる向きは、ガステック社製スモークテスタを用い、煙の流れを観察して計測した。また、エアーカーテン噴出風速はカノマックス社製アネモマスター6071風速計を用いて測定した。挿入口7での平均流入速度は、カノマックス社製アネモマスター6141風速計を用いて、排気ファン14による排気量及び挿入口6’からの流入量を測定することにより算出した。シール室4内の圧力は山本電気製作所社製マノスターゲージ微差圧計を用いて測定した。
The direction of gas flow was measured by observing the flow of smoke using a smoke tester manufactured by Gastec. Moreover, the air curtain blowing wind velocity was measured using an Anemo Master 6071 anemometer manufactured by Kanomax. The average inflow velocity at the insertion port 7 was calculated by measuring the exhaust amount by the
シール室4の圧力を−6Paとした以外は実施例1に同じとした。
実施例1と同様、調整を行った所、ノズル10a、10bからの平均噴出し風速は16m/s、紙面に垂直な幅方向各21点での噴出ムラは10a、10b合わせて平均値の±6%であった。挿入口7での平均流入速度は0.2m/sであった。
The same as Example 1 except that the pressure in the
As in Example 1, when the adjustment was performed, the average blowing wind speed from the
(比較例1)
図6に示すように、実施例1と同じ熱処理室2、シール室4に、従来のエアーカーテン手段8を設けた。エアーカーテン手段8、8’のノズル10a、10bは、図10に示すように多孔板18を1枚と流量調整室23を備えている。多孔板18の開口率は、実施例1と圧損がほぼ同じ、3%である。ノズル10a、10bの噴出し口20a,20bは実施例1と同じである。エアーカーテン手段8はノズル10a、10bからの平均噴出し風速6m/sに調整した後、排気ファン14、流量調節ダンパ13による排気量の調整を行った。このときノズル10a、10bからの幅方向各21点での噴出ムラは10a、10b合わせて平均値の±10%であった。シール室4の圧力は−2.5Paで、挿入口7での平均流入速度は0.3m/sであった。
(Comparative Example 1)
As shown in FIG. 6, the conventional air curtain means 8 was provided in the same
(比較例2)
ノズル10a、10bからの平均噴出し風速を16m/sとした以外は比較例1に同じとした。
比較例1と同様、調整を行った所、ノズル10a、10bからの幅方向各21点での噴出ムラは10a、10b合わせて平均値の±9%であった。シール室4の圧力は−7Paで、挿入口7での平均流入速度は0.4m/sであった。
(Comparative Example 2)
It was the same as Comparative Example 1 except that the average blown wind speed from the
As in Comparative Example 1, when adjustment was performed, the ejection unevenness at 21 points in the width direction from the
図7に示すように、模擬的な2段の熱処理室2とした以外は、実施例1と同じ構成とした。上段のエアーカーテン手段8はノズル10a、10bからの平均噴出し風速5m/sとし、下段のエアーカーテン手段8’は平均噴出し風速16m/sとした。噴出ムラは実施例1及び2に示したとおりである。
As shown in FIG. 7, the configuration was the same as that of Example 1 except that a simulated two-stage
実施例1及び2と同様、シール室4の圧力は上段が−2Pa、下段が−6Paとなるように調整を行った。挿入口7の上段、下段ともに、全ての箇所で外気が流入し、平均流入速度はいずれも0.2m/sであった。
As in Examples 1 and 2, the pressure in the
(比較例3)
図8に示すように、模擬的な2段の熱処理室2とした以外は、比較例1と同じ構成とした。
上段のエアーカーテン手段8はノズル10a、10bからの平均噴出し風速5m/sとし、中段及び下段のエアーカーテン手段8’、8’’は平均噴出し風速16m/sとした。噴出ムラは比較例1及び2に示したとおりである。
(Comparative Example 3)
As shown in FIG. 8, the configuration was the same as that of Comparative Example 1 except that a simulated two-stage
The upper air curtain means 8 had an average blowing air speed of 5 m / s from the
比較例1及び2と同様、シール室4の圧力は上段が−2.5Pa、下段が−7Paとなるように調整を行った。挿入口7の下段は全ての箇所で外気が流入し、平均流入速度は0.4m/sであった。しかしながら、上段はほぼすべての箇所でシール室4の気体が外部に漏出した。
As in Comparative Examples 1 and 2, the pressure in the
(比較例4)
中段のエアーカーテン手段8’のノズル10a、10bからの平均噴出し風速を5m/sとした以外は比較例3に同じとした。
挿入口7の上段、下段ともに、全ての箇所で外気が流入した。平均流入速度は上段が0.3m/sに対し、下段は1.5m/sであった。
(Comparative Example 4)
It was the same as Comparative Example 3 except that the average blowing wind speed from the
Outside air flowed in all places in the upper and lower stages of the insertion port 7. The average inflow velocity was 0.3 m / s in the upper stage and 1.5 m / s in the lower stage.
(比較例5)
中段のエアーカーテン手段8’のノズル10a、10bからの平均噴出し風速を10m/sとした以外は比較例3に同じとした。
挿入口7の下段は全ての箇所で外気が流入し、平均流入速度は1m/sであった。上段はほぼすべての箇所でシール室4の気体が外部に漏出した。
(Comparative Example 5)
It was the same as Comparative Example 3 except that the average blown air velocity from the
Outside air flowed into the lower part of the insertion port 7 at all points, and the average inflow speed was 1 m / s. In the upper stage, the gas in the
A 前駆体繊維(被処理物)
1 耐炎化炉(横型耐炎化炉)
2 熱処理室
4 シール室
5 外壁
7 挿入口
7’ 挿入口
10a ノズル
10b ノズル
18 多孔板 (整流手段)
19 多孔板 (整流手段)
35 給気路
A Precursor fiber (object to be treated)
1 Flameproofing furnace (Horizontal flameproofing furnace)
2 Heat treatment room
4 Sealing chamber
5 outer wall 7 insertion slot 7 'insertion slot
10a nozzle
10b nozzle
18 Perforated plate (rectifying means)
19 Perforated plate (rectifying means)
35 Air supply path
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