JP5270941B2 - 加熱炉 - Google Patents

Description

本発明は、例えばプラズマディスプレイパネルや液晶ディスプレイパネルのような大型のフラットパネルに代表される被加熱物を加熱する加熱炉のヒーターユニットの取付構造に関するものである。

プラズマディスプレイパネル等のフラットパネルは、ガラスやセラミックスからなる基板上に機能性材料を多層に印刷し、乾燥や焼成などの加熱処理を施すことによって製造された平板状部材である。このような平板状部材の加熱処理を効率よく行うために、特許文献１に示されるように、従来からローラーハースキルン等の加熱炉が広く使用されている。

このようなローラーハースキルン１００は、図６に示されるように、炉体１２２に、多数のセラミックス製のローラー１２０を、貫通させて一定ピッチで配置した形式のトンネル炉である。各ローラー１２０は、炉体１２２外に設けた駆動装置１２１によって同一方向に回転されるようになっている。平板状部材１３１をセッター１３２上に載置した状態で、セッター１３２を前記ローラー１２０上に載せて、平板状部材１３１を搬送するようにしている。炉体１２２内は予熱帯、乾燥帯や焼成帯、冷却帯などに区分され、ヒーターユニット１２３によって炉室内に所定の温度勾配が形成されている。平板状部材１３１は多数のローラー１２０によって炉長方向に移送されながら、予熱帯、乾燥帯や焼成帯、冷却帯などを通過する間に所定の温度履歴が与えられ、加熱処理される。

最近では、製造されるフラットパネルが大型になりつつあることから、炉幅が大きくなり、ヒーターユニット１２３も大型になっている。ローラーハースキルン１００で、平板上部材１３１を加熱処理中に、平板上部材１３１やセッター１３２が割れた場合には、これら割れた平板上部材１３１やセッター１３２を除去するために、ヒーターユニット１２３を取り外す必要がある。しかし、ヒーターユニット１２３が大型であることから、ヒーターユニット１２３を取り外すのが困難で、メンテナンスが困難であるという問題があった。また、ヒーターユニット１２３を取り外すには、専用の治具を製作して、予め用意する必要があった。
特開２００７−２９２４０４号公報

本発明は、炉幅が大きい加熱炉であっても、ヒーターユニットの取り外しが容易な構造の加熱炉を提供するためになされたものである。

上記課題を解決するためになされた、請求項１に記載の発明は、被加熱物を、トンネル状の炉体の炉長方向に移送しつつ、炉内上部に配設されたヒーターユニットで加熱する加熱炉であって、炉体側壁上に、炉幅方向を橋渡す梁状部材を設け、前記梁状部材にスライド部材を炉幅方向にスライド可能に取り付け、炉幅方向に複数に分割されたヒーターユニットを、前記スライド部材からボルトで吊下げたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、隣接する梁状部材を接合し、この隣接する梁状部材に、ヒーターユニットをスライド可能に取り付けたことを特徴とする。

上記課題を解決するためになされた、請求項１に記載の発明は、被加熱物を、トンネル状の炉体の炉長方向に移送しつつ、炉内上部に配設されたヒーターユニットで加熱する加熱炉であって、炉体側壁上に、炉幅方向を橋渡す梁状部材を設け、前記梁状部材にスライド部材を炉幅方向にスライド可能に取り付け、炉幅方向に複数に分割されたヒーターユニットを、前記スライド部材からボルトで吊下げたことを特徴とする。このため、ヒーターユニットをスライドさせるだけで、梁状部材から取り外すことが可能となり、メンテナンスの作業性が向上することとなった。また、ヒーターユニットを取り外すための専用の治具を製作、予め用意する必要が無くなる。

また本発明は、ヒーターユニットを炉幅方向に複数に分割したことを特徴とする。このため、軽い負荷でヒーターユニットをスライドさせることが可能となり、作業者が容易にヒーターユニットを取り外すことが可能となった。また、ヒーターユニットを梁状部材に取り付ける場合であっても、作業者がヒーターユニットを持ち上げることが可能となり、加熱炉の施行が容易となる。また、故障したヒーターユニットのみを交換することが可能となり、ランニングコストを低減させることが可能となった。

請求項２に記載の発明は、隣接する梁状部材を接合し、この隣接する梁状部材に、ヒーターユニットをスライド可能に取り付けたことを特徴とする。このため、ヒーターユニットが取り付けられた、梁状部材を一体として持ち上げることが可能となり、ヒーターユニットの加熱炉への取付作業が容易となり、加熱炉の施行が容易となる。また、加熱炉からのヒーターユニットの取外作業が容易となり、メンテナンスが容易となった。

さらに本発明は、ヒーターユニットを、スライド部材を介して、梁状部材にスライド可能に取り付けたことを特徴とする。このため、ヒーターユニットを取り外す際に、スライド部材を引き出せば、ヒーターユニットに無理な力が作用することがなく、ヒーターユニットの破損を防止することが可能となった。

（第１の実施形態）
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。図１は本発明の加熱炉４０の説明図であり、炉体１の横断面図である。炉体１は、床壁１ａ、側壁１ｂ、天井壁１ｃとから構成され、トンネル状をしている。炉体１は、耐火材や断熱材で構成されている。

２は円柱形状のローラーである。ローラー２は、耐熱材料であるアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）や炭化珪素（ＳｉＣ）等のセラミックスで構成されている。ローラー２は、炉体１の両側壁１ｂを貫通するように、炉長方向に一定間隔をおいて配設されている。ローラー２は、ローラー支持部材３ａより回転自在に支持されている。ローラー２は、炉体１外に配設された駆動装置３ｂにより、同一方向に、等角速度で回転されるようになっている。炉体１内上部には、ヒーターユニット４が設けられ、このヒーターユニット４により、炉体１内を昇温するようにしている。ヒーターユニット４については、後で詳細に説明する。このような構造により、被加熱物が、トンネル状の炉体１の炉長方向に移送されつつ、炉体１内上部に配設されたヒーターユニット４で加熱されるようになっている。

両側壁１ｂ上には、炉幅方向を橋渡すように、梁状部材５ａが設けられている。図１のＡ−Ａ断面図（ヒータユニットの吊り下げ構造の断面図）を図２に示す。図２に示されるように、梁状部材５ａは、炉長方向に隣接して配設されている。梁状部材５ａは、図２に示されるように、チャンネル構造をしていて、互いに対向する側に、開口部５ｃが形成されている。

図３に図２のＢ方向矢視図（ヒーターユニットの吊り下げ構造の上面図）を示す。図２や図３に示されるように、対向する梁状部材５ａの上面に、接合部材５ｂが、溶接等で取り付けられ、この接合部材５ｂが対向して配設された梁状部材５ａを接合し、フレームユニット５を構成している。接合部材５ｂは、図３に示されるように、梁状部材５ａの長手方向に（炉幅方向に）、一定間隔をおいて、取り付けられている。フレームユニット５は、炉長方向に複数配設されている。

図２に示される６は、スライド部材である。スライド部材６は、平板状の吊り下げ部６ａと、吊り下げ部６ａの両端から上方に立ち上がる立ち上がり部６ｂと、立ち上がり部６ｂの上端から、両側方に延出する延出部６ｃとから構成されている。スライド部材６は、平板を折り曲げ形成することにより、或いは、吊り下げ部６ａ、立ち上がり部６ｂ、延出部６ｃを溶接して接合することにより製作される。図２に示されるように、スライド部材６の吊り下げ部６ａには、取付穴６ｄが貫通形成されている。取付穴６ｄは、図３に示されるように、吊り下げ部６ａの四隅に形成されている。

図２に示されるように、スライド部材６の延出部６ｃは、梁状部材５ａの開口部５ｃから、梁状部材５ａの内側に侵入して取り付けられている。図３に示されるように、複数のスライド部材６が、梁状部材５に（炉幅方向に）取り付けられている。このような構造により複数のスライド部材６が、梁状部材５ａに対してスライド自在となっている。スライド部材６の梁状部材５ａへの取り付け方法は後述する。

ヒーターユニット４は、図２に示されるように、ヒータ４ａと基部材４ｂとから形成されている。基部材４ｂは、耐火材で構成され、ブロック形状をしている。基部材４ｂの下面には、複数の取付部４ｃが凹陥形成されている。基部材４ｂの取付部４ｃには、ヒータ４ａが取り付けられている。ヒータ４ａは、ニクロム線等で構成され、電流を流すと発熱するようになっている。なお、本発明に用いられるヒータ４ａは、この形式に限定されず、電磁誘導加熱や或いは、化石燃料を燃焼させて熱源を得るヒータ４ａ等であっても差し支えない。基部材４ｂには、スライド部材６に形成された取付穴６ｄに対応する、取付穴４ｄが、上下に貫通形成されている。

ヒーターユニット４は、スライド部材６の吊り下げ部６ａの下側に配設されている。ヒーターユニット４の取付穴４ｄ及びスライド部材６の取付穴６ｄに、ボルト部材７ａを貫通させて、ボルト部材７ａの先端に、ナット部材７ｂを締め付け、ヒーターユニット４をスライド部材６に吊り下げて取り付けている。なお、ボルト部材７ａは、高温に曝され、また腐食性ガスに曝されるので、ステンレス等の耐食性に優れる金属で構成することが好ましい。

図３に示されるように、ヒーターユニット４は、炉幅方向に複数設けられている。言い換えると、本発明では、ヒーターユニット４を、炉幅方向に複数に分割して構成している。

（ヒーターユニットの取付方法及び取り外し方法）
次に、ヒーターユニット４の、取付方法について説明する。前述したように、スライド部材６にヒーターユニット４を、ボルト部材７ａとナット部材７ａからなる吊り部材７で取り付ける。この状態で、梁状部材５ａの端部から、スライド部材６の延出部６ｃを、梁状部材５ａの開口部５ｃに差し込み、スライド部材６を梁状部材５ａの中央側に押し込んで、スライドさせる。このように本発明では、ヒーターユニット４を炉幅方向に複数分割することにしたので、一体となったヒーターユニット４とスライド部材６の質量が軽く、クレーン等を用いなくても、作業者が、一体となったヒーターユニット４とスライド部材６を容易に持ち上げることができ、更に、スライド部材６の延出部６ｃを、梁状部材５の開口部５ｃに差し込み、スライド部材６を押し込むだけで、簡単に、ヒーターユニット４を、炉体１の天井部に取り付けることが可能となる。

なお、炉外で予め、フレームユニット５の梁状部材５ａに、全てのヒーターユニット４を取り付け、ヒーターユニット４が取り付けられたフレームユニット５をクレーン等で持ち上げ、炉体１の両側壁１ｂ上に載置して配設することにして差し支えない。本発明では、隣接する梁状部材５ａを接合部材５ｂで接合して、フレームユニット５を構成したので、十分なスペースを確保することができる炉外で、ヒーターユニット４をフレームユニット５に取り付けることができ、フレームユニット５とヒーターユニット４を一体とし、炉体１の両側壁１ｂ上に載置するだけで、組付作業が完了するので、加熱炉の施工が容易となる。また、フレームユニット５をクレーン等で持ち上げたとしても、一体として持ち上がるので、隣接する梁状部材５ａの高さのレベルが合わずに、梁状部材５ａにスライド部材６を介して取り付けられたヒーターユニット４が、破壊されることを防止することが可能となる。

次に、ヒーターユニット４の取り外し方法について説明をする。まず、炉体１の天井壁１ｃをクレーン等で持ち上げ取り外す。次に、フレームユニット５をクレーン等で、持ち上げる。この状態で、作業者がスライドユニット６を、梁状部材５ａの端方向に引き出せば、順次、ヒーターユニット４を取り外すことができる。

このように、本発明では、フレームユニット５に、スライド部材６を介して、ヒーターユニット４を取り付けることにしたので、フレームユニット５を持ち上げるだけで、炉体１内及びヒーターユニット４にアクセスすることが可能となり。炉体１のメンテナンス作業の作業効率が向上する。また、ヒーターユニット４を炉幅方向に複数に分割するとともに、ヒーターユニット４を、スライド部材６を介してフレームユニット５に、スライド自在に取り付けたので、作業者がヒーターユニット４をフレームユニット５から軽い負荷で引き出すことができ、ヒーターユニット４の取り外し作業が容易となる。

（第２の実施形態）
図４に第２の実施形態のヒーターユニットの吊り下げ構造の断面図を示して、以下第２の実施形態について本発明を説明する。第２の実施形態の梁状部材５ｅは、断面形状がＬ字形状をしている。そして、隣接する梁状部材５ｅのＬ字の突出部５ｆを対向させて配置させている。スライド部材６の延出部６ｃを、対向する梁状部材５ｅの突出部５ｆに載せて、スライド部材６を梁状部材５ｅに取り付けている。このように、構成することにより、スライド部材６が、梁状部材５ｅにスライド自在となっている。第２の実施形態の他の構造は、第１の実施形態と同一であり、隣接する梁状部材５ｅの上部は、接合部材５ｂで接合され、フレームユニット５を構成している。第２の実施形態の、ヒーターユニット４の取付方法や取外方法も、第１の実施形態と同様である。

（第３の実施形態）
図５に第３の実施形態のヒーターユニットの吊り下げ構造の断面図を示して、以下第３の実施形態について本発明を説明する。第３の実施形態の梁状部材５ｇは、第１の実施形態と同様に、開口部５ｈが形成されたチャンネル構造ものである。第３の実施形態では、梁状部材５ｇの開口部５ｈを下側にして、梁状部材５ｇを隣接して配設している。隣接する梁状部材５ｇの上部は、接合部材５ｂで接合され、フレームユニット５を構成している。第３の実施形態では、板状のスライド部材６ｆを、梁状部材５ｇ内にスライド自在に取り付けている。スライド部材６ｆには、第１の実施形態と同様に、取付穴６ｇが貫通形成され、ヒーターユニット４の取付穴４ｄ及びスライド部材６ｆの取付穴６ｇに、ボルト部材７ａを貫通させて、ボルト部材７ａの先端に、ナット部材７ｂを締め付け、ヒーターユニット４をスライド部材６ｆに吊り下げて取り付けている。第３の実施形態の他の構造は第１の実施形態と同一であり、第３の実施形態のヒーターユニット４の取付方法や取外方法も、第１の実施形態と同様である。

なお、本発明の加熱炉は、ローラーハースキルンに限定されず、他のトンネル状の加熱炉にも本発明を適用することができることは言うまでもない。

以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う加熱炉もまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

加熱炉の横断面図である。 ヒーターユニットの吊り下げ構造の断面図である。（図１のＡ−Ａ断面）（第１の実施形態） ヒーターユニットの吊り下げ構造の上面図である。（図２のＢ方向矢視図） ヒーターユニットの吊り下げ構造の断面図である。（第２の実施形態） ヒーターユニットの吊り下げ構造の断面図である。（第３の実施形態） 従来のローラーハースキルンの説明図である。

符号の説明

１ 炉体
１ａ 床壁
１ｂ 側壁
１ｃ 天井壁
２ ローラー
３ａ ローラー支持部材
３ｂ 駆動装置
４ ヒーターユニット
４ａ ヒータ
４ｂ 基部材
４ｃ 取付部
４ｄ 取付穴
５ フレームユニット
５ａ 梁状部材（第１の実施形態）
５ｂ 接合部材
５ｃ 開口部
５ｅ 梁状部材（第２の実施形態）
５ｆ 突出部
５ｇ 梁状部材（第３の実施形態）
５ｈ 開口部
６ スライド部材
６ａ 吊り下げ部
６ｂ 立ち上がり部
６ｃ 延出部
６ｄ 取付穴
６ｆ スライド部材（第３の実施形態）
７ 吊り部材
７ａ ボルト部材
７ｂ ナット部材
４０ 加熱炉
１００ ローラーハースキルン
１２０ ローラー
１２１ 駆動装置
１２２ 炉体
１２３ ヒーターユニット
１３１ 平板状部材
１３２ セッター

Claims (2)

1. 被加熱物を、トンネル状の炉体の炉長方向に移送しつつ、炉内上部に配設されたヒーターユニットで加熱する加熱炉であって、
   炉体側壁上に、炉幅方向を橋渡す梁状部材を設け、
   前記梁状部材にスライド部材を炉幅方向にスライド可能に取り付け、
   炉幅方向に複数に分割されたヒーターユニットを、前記スライド部材からボルトで吊下げたことを特徴とする加熱炉。
2. 隣接する梁状部材を接合し、この隣接する梁状部材に、ヒーターユニットをスライド可能に取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の加熱炉。