JP7180019B1 - 連続加熱炉 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性の向上。【解決手段】連続加熱炉１０は、被処理物が搬送方向に沿って搬送される搬送空間１２ａを内部に形成するトンネル状の炉体１２を備えている。炉体１２は、搬送空間の上方に設けられた天井３０と、炉体１２の幅方向の両側に設けられ、天井３０の下面を支持する一対の側壁４０とを有している。天井３０の下面３０ａは、幅方向の両側に設けられた側部３０ａ１と、側部３０ａ１から下方に向かって突出した中央部３０ａ２と、中央部３０ａ２と側部３０ａ１との境界に設けられた一対の壁部３０ａ３とを有している。一対の側壁４０のうち少なくとも搬送空間１２ａに面した部位は、搬送方向に沿って重ねられた複数の板状の第１断熱材４１を有している。複数の第１断熱材４１は、天井３０の下面３０ａを支持している。【選択図】図２

Description

本開示は、連続加熱炉に関する。

特開２００８－４５８１６号公報には、フラット天井式の焼成炉の炉体構造が開示されている。同公報に開示されている焼成炉では、天井壁は、側壁間に横架された剛性部材で保持されている。剛性部材は、ＳｉＣ製またはＳｉ_３Ｎ_４製である。剛性部材は、天井壁の厚みの中間に位置している。剛性部材の下方には、剛性部材に取り付けられたセラミックピンを介して断熱材が保持されている。かかる炉体構造では、剛性部材は、焼成する製品より発生するアルカリ金属を含む腐食ガスに直接曝されることがないため、溶融腐食を防止できるとされている。また、かかる炉体構造の焼成炉は、施工が容易で省エネルギー効果に優れるとされている。

実開平５－５４９９３号公報には、多数の吊り棒によって天井壁（同公報では、天井部材と称されている。）が吊り下げられた構造の高温炉用平天井が開示されている。同公報に開示されている高温炉用平天井では、天井の断面積に対する吊り棒の断面積の割合が２０％以上に設定されている。吊り棒としては、縦横両方向に突起を持つ耐火レンガが使用されている。天井壁としては、比重が１．８以下の高温用軽量断熱レンガが使用されている。２本の吊り棒に囲まれた部分の天井壁の横寸法Ｂと縦寸法Ｃとの比Ｂ／Ｃは、３０～４０％に設定されている。同公報に開示されている高温炉用平天井は、蓄熱量が小さいため燃費が向上するとされている。また、十分な耐熱強度と、使用寿命とを備えるとされている。

特開２００８－４５８１６号公報 実開平５－５４９９３号公報

ところで、連続加熱炉を長期的に運用することによって、連続加熱炉の劣化が進行しうる。本発明者の知見によると、連続加熱炉の炉体のうち、搬送空間に面する部位は、加熱が繰り返されることによって損傷しやすい。本発明者は、炉体の耐久性を向上させたいと考えている。

ここで開示される連続加熱炉は、被処理物が搬送方向に沿って搬送される搬送空間を内部に形成するトンネル状の炉体を備えている。炉体は、搬送空間の上方に設けられた天井と、炉体の幅方向の両側に設けられ、天井の下面を支持する一対の側壁とを有している。天井の下面は、幅方向の両側に設けられた側部と、側部から下方に向かって突出した中央部と、中央部と側部との境界に設けられた一対の壁部とを有している。一対の側壁のうち少なくとも搬送空間に面した部位は、搬送方向に沿って重ねられた複数の板状の第１断熱材を有している。複数の第１断熱材は、天井の下面を支持している。
かかる連続加熱炉は、炉体の耐久性が良好である。

壁部は、幅方向において側壁の一部と接していてもよい。
第１断熱材は、上部に天井の下面を支持する段差を有していてもよい。
段差は、下面のうち側部を支持していてもよい。
段差は、下面のうち中央部の両端部を支持していてもよい。
側壁は、板状の第２断熱材をさらに有していてもよい。第２断熱材は、第１断熱材の外側に設けられており、かつ、幅方向の外側から第１断熱材が重ねられた部位を覆っていてもよい。
天井は、搬送方向において少なくとも３枚の第１断熱材に支持されていてもよい。
搬送空間には、被処理物が搬送される搬送路が設けられていてもよい。第１断熱材は、搬送路よりも上方に配置されていてもよい。

図１は、連続加熱炉１０の断面図である。 図２は、連続加熱炉１０の模式図である。 図３は、天井３０および側壁４０の断面を示す模式図である。 図４は、仕切り２０，２８の模式図である。 図５は、仕切り２０の正面図である。 図６は、他の実施形態にかかる連続加熱炉１０の模式図である。

以下、本開示における実施形態の１つについて、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚み等）は実際の寸法関係を反映するものではない。上、下、左、右、前、後の向きは、図中、Ｕ、Ｄ、Ｌ、Ｒ、Ｆ、Ｒｒの矢印でそれぞれ表されている。ここで、上、下、左、右、前、後の向きは、説明の便宜上、定められているに過ぎず、特に言及されない限りにおいて本願発明を限定しない。図中の矢印は、加熱容器Ａが搬送される搬送方向を示している。

〈連続加熱炉１０〉
連続加熱炉１０は、加熱容器Ａに収容された被処理物を搬送方向に沿って搬送しつつ、連続的に加熱処理する加熱炉である。この実施形態では、連続加熱炉１０は、搬送ローラの回転に被処理物を搬送しつつ加熱する、いわゆるローラハースキルンである。図１は、連続加熱炉１０の断面図である。図１では、搬送方向に沿った、連続加熱炉１０の縦断面が示されている。図２は、連続加熱炉１０の模式図である。図２では、搬送方向を横切る、連続加熱炉１０の横断面が模式的に示されている。図２では、連続加熱炉１０のうち、加熱室１０ｅの内部の構造が模式的に示されている。なお、図２では、炉体１２を構成する天井３０、側壁４０、炉床５０等のハッチングは、省略されている。図２では、仕切り２０，２８の図示は省略されている。

連続加熱炉１０は、図１に示されているように、加熱容器Ａに収容された状態で被処理物が搬送方向に沿って搬送される搬送空間１２ａを内部に形成するトンネル状の炉体１２を備えている。炉体１２は、基台１０ａに載せられている。連続加熱炉１０は、内部に被処理物が搬送される搬送路１４を備えている。搬送路１４は、搬送空間１２ａに設けられている。

〈搬送路１４〉
搬送路１４は、搬送方向に沿って直線状に延びている。搬送路１４は、この実施形態では、搬送方向に沿って並べられた搬送ローラ１４である。搬送ローラ１４は、円筒形状のローラである。搬送ローラ１４は、加熱容器Ａを支持できるように高さを揃えられ、予め定められたピッチで搬送空間１２ａに並べられている。特に限定されないが、搬送ローラ１４としては、例えば、セラミックローラや金属ローラ等が用いられる。図２に示されているように、搬送ローラ１４は、搬送方向と直交する方向に沿って炉体１２の両側の側壁４０に設けられた挿通孔１２ｂに挿通されている。搬送ローラ１４は、図示しない軸受を介して、支持板１４ａ，１４ｂに回転可能に支持されている。支持板１４ａ，１４ｂは、炉体１２の外部に設けられている。支持板１４ａ，１４ｂは、基台１０ａの上面から延びる支柱１４ｃに支持されている。

この実施形態では、搬送ローラ１４の支持板１４ａ側の端部にはスプロケット１４ｄが取り付けられている。詳細な図示は省略するが、スプロケット１４ｄは、隣り合うスプロケット１４ｄと、ローラチェーンを介して接続されている。ローラチェーンは、搬送ローラ１４を回転させるモータ等の駆動装置と連結されている。なお、搬送ローラ１４の支持板１４ｂ側の端部には、スプロケットは取り付けられていない。このため、搬送ローラ１４の支持板１４ｂ側の端部は、支持板１４ａ側の回転に合わせて回転する。このように、ローラチェーンによって連結された搬送ローラ１４は、同じタイミングで同じ速度で回転する。なお、搬送路１４は、上述した搬送ローラ１４に限られない。搬送路１４は、例えば、いわゆるメッシュベルトキルン（ＭＢＫ）に使用されるような、金属製のベルトコンベヤであってもよい。搬送路１４は、例えば、いわゆるプッシャ式の連続加熱炉に使用されるような、搬送方向に沿って延びるレールであってもよい。

図１に示されているように、被処理物は、搬送路１４上を搬入口１０ｂから搬出口１０ｃに向かって搬送され、加熱処理される。連続加熱炉１０は、搬入口１０ｂおよび搬出口１０ｃが開放されている、いわゆる大気炉であってもよい。連続加熱炉１０は、搬入口１０ｂおよび搬出口１０ｃに炉体１２内の雰囲気を制御するため開閉可能な蓋やシャッタ等が設けられた、いわゆる雰囲気炉であってもよい。搬入口１０ｂおよび搬出口１０ｃには、例えば、加熱容器Ａを搬入するための入口コンベアや、加熱容器Ａを搬出するための出口コンベアが接続されていてもよい。

この実施形態では、連続加熱炉１０には、搬入口１０ｂから搬出口１０ｃに向かって、予熱室１０ｄと、加熱室１０ｅと、冷却室１０ｆとが設けられている。また、連続加熱炉１０は、搬送空間１２ａを搬送方向に沿って領域を仕切る仕切り２０，２８を備えている。予熱室１０ｄは、被処理物を加熱室１０ｅで加熱処理する前に予備的に被処理物を加熱するための領域である。加熱室１０ｅは、予熱室１０ｄで予備的に加熱された被処理物を、予め定められた加熱処理条件に従って加熱処理するための領域である。加熱室１０ｅは、予熱室１０ｄや冷却室１０ｆよりも高い雰囲気温度に設定されている。加熱室１０ｅでは、例えば、被処理物が本焼成される。冷却室１０ｆは、加熱室１０ｅで加熱処理された被処理物を、搬出する前に所要の温度まで冷却させるための領域である。予熱室１０ｄ、加熱室１０ｅ、冷却室１０ｆとして設定された領域は、適宜仕切り１０ｇ，２０，２８によって仕切られていてもよい。

予熱室１０ｄには、被処理物を予備的に加熱するヒータ１０ｄ１が設けられている。ヒータ１０ｄ１は、搬送路１４の上方および下方に、搬送方向に沿って所定の間隔を空けて並べられている。この実施形態では、ヒータ１０ｄ１として、円筒形状のセラミック製のヒータが用いられている。ヒータ１０ｄ１は、側壁４０を貫通している。予熱室１０ｄは、加熱室１０ｅよりも雰囲気温度が低くなるようにヒータ１０ｄ１の出力が設定されている。

この実施形態では、予熱室１０ｄには、ガス供給管１６が設けられている。ガス供給管１６は、炉床５０に設けられている。ガス供給管には、例えば、雰囲気ガスを給気できるよう、図示しないガスボンベが接続されうる。雰囲気ガスとしては、例えば、窒素やアルゴン等が用いられうる。ガス供給管１６の噴き出し口には、噴き出すガスが当たり勢いが抑えられるように適宜に遮蔽棒１６ａが設けられていてもよい。また、予熱室１０ｄには、ガス排気管１８が設けられている。ガス排気管１８は、雰囲気圧力の調整や排ガスをできるよう、図示しない排気ポンプ等が接続されうる。なお、ガス供給管１６およびガス排気管１８は、冷却室１０ｆにも設けられている。

図１に示されている実施形態では、予熱室１０ｄと冷却室１０ｆには、それぞれ２つの領域が設定されている。予熱室１０ｄと冷却室１０ｆには、当該領域ごとに雰囲気を切り替えるための仕切り１０ｇが設けられていてもよい。なお、予熱室１０ｄと冷却室１０ｆには、２つの領域が設定されているが、かかる形態に限定されない。予熱室１０ｄと冷却室１０ｆにはそれぞれ、仕切り１０ｇによって区切られた３つ以上の領域が設定されていてもよい。予熱室１０ｄと冷却室１０ｆはそれぞれ、仕切り１０ｇによって区切られない１つの領域であってもよい。連続加熱炉１０には、必ずしも予熱室１０ｄや冷却室１０ｆが設定されていなくてもよい。

加熱室１０ｅには、被処理物を加熱するヒータ１０ｅ１，１０ｅ２が設けられている。ヒータ１０ｅ１は、搬送路１４の下方に設けられている。ヒータ１０ｅ２は、搬送路１４の上方に設けられている。加熱室１０ｅには、予熱室１０ｄと冷却室１０ｆ同様、ガス供給管１６およびガス排気管１８が設けられ、雰囲気が制御されていてもよい。

加熱室１０ｅは、予熱室１０ｄおよび冷却室１０ｆよりも高い雰囲気温度に設定されている。加熱室１０ｅの雰囲気温度が予熱室１０ｄや冷却室１０ｆよりも高くなるように、ヒータ１０ｅ１，１０ｅ２の出力が設定されている。そのため、炉体１２のうち、加熱室１０ｅを囲う部位は、予熱室１０ｄや冷却室１０ｆを囲う部位と比較して厚く形成されている。以下、連続加熱炉１０の炉体１２の構成について、加熱室１０ｅを構成する炉体１２を例に挙げて説明する。

〈炉体１２〉
炉体１２は、図２に示されているように、天井３０と、側壁４０と、炉床５０とを有している。天井３０、側壁４０および炉床５０は、搬送空間１２ａに面している。天井３０、側壁４０および炉床５０は、搬送路１４の周囲を囲っている。天井３０は、搬送空間１２ａの上方に設けられている。側壁４０は、炉体１２の幅方向（左右方向）の両側に設けられている。炉床５０は、搬送空間１２ａの下方に設けられている。天井３０、側壁４０および炉床５０の外周面は、外壁１２ｃに覆われている。外壁１２ｃは、剛性および耐熱性に優れる金属製の材料によって構成される。外壁１２ｃには、例えば、ステンレス等が用いられうる。

〈炉床５０〉
炉床５０は、炉体１２の下部を構成する部位である。なお、本明細書では、炉体１２のうち、搬送空間１２ａの下端から下方を構成する部位を炉床５０と称する。炉床５０は、断熱材を含んでいる。この実施形態では、炉床５０には、断熱材としての耐熱レンガ５２が用いられている。耐熱レンガ５２は、セラミックレンガであり、例えば、アルミナ質、ムライト質、コーディライト質のものが用いられうる。耐熱レンガ５２としては、アルミナの含有量が高く（例えば、含有率が９５％以上、好ましくは、９９％以上）、断熱性および耐火性に優れるハイアルミナレンガが好ましく用いられうる。炉床５０が耐熱レンガ５２から構成されていることによって、搬送空間１２ａに面する炉床５０の表面がヒータ１０ｅ１により損傷されにくくなっている。なお、炉床５０の構成は、上述した耐火レンガ５２に限定されない。炉床５０は、例えば、板状の耐熱ボードにより構成されていてもよい。また、炉床５０の間には、断熱材５６が配置されていてもよい。断熱材５６は、安全性向上の観点から、ヒータ１０ｅ１が炉床５０に接触することを防止するために設けられうる。断熱材５６としては、例えば、粒状のアルミナを含んだ断熱材が用いられうる。

炉床５０のうち搬送空間１２ａの下方および側壁４０を支持する位置は、耐熱レンガ５２が複数段（特に限定されないが、図２に示された実施形態では６段）に積み重ねられて形成されている。耐熱レンガ５２は、例えば、上下で耐熱レンガ５２の長さの半分ずらされて積み重ねられている。これによって、隣り合う耐熱レンガ５２の境目が上下で連続しておらず、断熱性が良好である。また、炉床５０の安定した積層構造が実現されている。

炉体１２の幅方向において、積み重ねられた耐熱レンガ５２の外側には、２枚の板状の断熱材５４が配置されている。断熱材５４は、アルミナファイバー等のいわゆるバルクファイバーに無機フィラーと無機・有機結合材とが添加されて板状に成形されたセラミックボードである。板状の断熱材５４は、面積の広い面が、耐熱レンガ５２が積層された面に接するように配置されている。このため、耐熱レンガ５２は、幅方向の外側から板状の断熱材５４に外側から支持されており、安定した積層構造が実現されている。また、耐熱レンガ５２間の境界に、断熱材５４の面積の広い面が面していることによって、炉体１２の断熱効果が向上されうる。なお、隣り合う耐熱レンガ５２の間には、炉床５０への熱衝撃を緩和するために、間欠的に隙間が形成されていてもよい。

〈側壁４０〉
側壁４０は、炉体１２の幅方向の両側に形成されている。図２に示されているように、炉床５０の上面からは、一対の側壁４０が立ち上がっている。側壁４０には、搬送ローラ１４が挿通されている。この実施形態では、搬送ローラ１４が挿通される部位には、挿通孔１２ｂが形成された耐熱ボード４８が設けられている。特に限定されないが、この実施形態では、側壁４０の、搬送ローラ１４が挿通された部位よりも下方の部位は、耐熱レンガ５２を含んでいる。側壁４０の当該部位は、炉床５０と同様、隣り合う耐熱レンガ５２の境目が上下で連続しないように積み重ねられている。

側壁４０の当該部位には、ヒータ１０ｅ１が挿通されている。ヒータ１０ｅ１は、一対の側壁４０のうち、一方の側壁４０（この実施形態では、左側の側壁）から挿通されている。ヒータ１０ｅ１としては、搬送空間１２ａ内で複数回折り返されたセラミック製のヒータが用いられている。ヒータ１０ｅ１としては、搬送空間１２ａ内で１回折り返された、いわゆるＵ字型のセラミック製のヒータが用いられていてもよい。セラミック製のヒータ１０ｅ１としては、例えば、二珪化モリブデンヒータ、炭化珪素ヒータ等が用いられうる。なお、ヒータ１０ｅ１の種類は特に限定されず、加熱条件等に応じて種々のヒータが用いられうる。例えば、ヒータ１０ｅ１としては、セラミック製のヒータの他に、金属シースヒータ等が用いられうる。また、ヒータ１０ｅ１の形状は特に限定されず、例えば、一対の側壁４０を貫通する円筒形状のヒータが用いられてもよく、板状のパネルヒータ等が用いられてもよい。

この実施形態では、側壁４０の、挿通孔１２ｂが形成された部位よりも上方の部位において、側壁４０は、第１断熱材４１と、第２断熱材４２とを有している。換言すると、第１断熱材４１および第２断熱材は、搬送路１４よりも上方に配置されている。第１断熱材４１および第２断熱材４２は、断熱材５４と同様、アルミナファイバー等のいわゆるバルクファイバーに無機フィラーと無機・有機結合材とが添加されて板状に成形されたセラミックボードである。第１断熱材４１は、一対の側壁４０のうち、搬送空間１２ａに面した部位に複数設けられている。第１断熱材４１は、一対の幅広面４１ａを有している。なお、本明細書では、板状の部材のうち、最も面積の広い面のことを「幅広面」と称する。

図３は、天井３０および側壁４０の断面を示す模式図である。図３では、炉体１２のうち、天井３０と側壁４０を横切る断面が模式的に示されている。図３では、搬送方向において隣り合う天井３０の境界は、二点鎖線で示されている。図３では、側壁４０のうち、炉体１２の幅方向において天井３０の側面３０ｂよりも内側に出ている部位は、破線で示されている。なお、図３では、天井３０や側壁４０の断面のハッチングは省略されている。

図３に示されているように、第１断熱材４１は、搬送方向に沿って重ねられており、第１断熱部材４１は、後述する天井３０の下面３０ａを支持している。第１断熱部材４１は、幅広面４１ａが搬送方向に沿って重ねられている。第１断熱部材４１は、側面が揃えられた状態で重ねられている。第１断熱材４１の側面のうち、炉体１２の幅方向内側を構成する内側側面４１ｂの一部は、搬送空間１２ａに面している。

この実施形態では、第１断熱材４１は、段差４１ｃを有している。段差４１ｃは、図２に示されているように、炉体１２の幅方向内側の上部に形成されている。換言すると、第１断熱材４１は、炉体１２の幅方向内側の上部が一段低くなった略Ｌ字形状に形成されている。この実施形態では、段差４１ｃは、天井３０の下面３０ａを支持する部位である。

第２断熱材４２は、炉体１２の幅方向において、第１断熱材４１の外側に設けられている。第２断熱材４２は、一対の幅広面４２ａを有している。ここでは、幅広面４２ａは、板状の第２断熱材４２のうち、最も面積の広い面である。第２断熱材４２は、炉体１２の幅方向の外側から第１断熱材４１が重ねられた部位を覆っている。第１断熱材４１が重ねられた部位が、第２断熱材４２の面積の広い面で覆われていることによって、第１断熱材４１の境界から熱が逃げにくくなる。その結果、炉体１２内部の温度が保持されやすくなる。

炉体１２の幅方向において、第２断熱材４２の外側には、セラミックボードからなる複数の断熱材４３が重ねられている（図２および図３参照）。第１断熱材４１と第２断熱材４２の上端には、炉体１２の幅方向において、端部が段差４１ｃの側面４１ｃ１に揃えられた、板状の断熱材４４が重ねられている。第１断熱材４１と第２断熱材４２の上端に重ねられた断熱材４４にはさらに、ブランケット状の断熱材４５が重ねられている。

〈天井３０〉
天井３０は、炉体１２の上部を構成している。天井３０には、上下方向にヒータ１０ｅ２が挿通されている。図２に示されているように、この実施形態では、ヒータ１０ｅ２は、幅方向に４つ並べられて当該挿通孔に挿通されている。ヒータ１０ｅ２としては、搬送空間１２ａ内で折り返されたセラミック製のヒータが用いられている。なお、ヒータ１０ｅ２の種類や形状は、かかる形態に限定されず、加熱条件等に応じて適宜選択される。外側の２つのヒータ１０ｅ２は、内側の２つのヒータよりも下端が低い位置に達している。ヒータ１０ｅ２が挿通される高さは、搬送される加熱容器Ａに干渉しない高さに設定されている。

天井３０は、図２に示されているように、下面３０ａと、側面３０ｂとを有している。天井３０は、下面３０ａが一対の側壁４０に支持されている。天井３０の幅は、一対の側壁４０のうち、段差４１ｃの側面４１ｃ１の間隔と略同一に設定されている。そのため、天井３０の側面３０ｂと、４０の段差４１ｃの側面４１ｃ１とは互いに接している。天井３０は、炉体１２の幅方向の中央部から下方に向かって突出した凸部３１を有している。凸部３１の幅は、一対の側壁４０の間隔と略同一に設定されている。このため、側壁４０と天井３０の境界では、凸部３１の側面（後述する壁部３０ａ３）が、第１断熱部材４１の内側側面４１ｂに対して搬送方向に沿って接している。凸部３１は、搬送方向に沿って形成されている。

天井３０の下面３０ａは、一対の側部３０ａ１と、中央部３０ａ２と、一対の壁部３０ａ３とを有している。側部３０ａ１は、炉体１２の幅方向の両側に設けられている。この実施形態では、段差４１ｃは、下面３０ａのうち、側部３０ａ１を下方から支持している。中央部３０ａ２は、側部３０ａ１から下方に向かって突出している。中央部３０ａ２は、搬送空間１２ａに面している。中央部３０ａ２は、搬送空間１２ａを挟んで炉床５０と対向している。壁部３０ａ３は、中央部３０ａ２と側部３０ａ１との境界に設けられている。中央部３０ａ２と壁部３０ａ３は、凸部３１に形成されている。

側部３０ａ１は、凸部３１が形成される基端となる部位である。この実施形態では、側部３０ａ１は、一対の側壁４０のうち、第１断熱材４１の段差４１ｃに支持されている。この実施形態では、炉体１２の幅方向において、側部３０ａ１の幅と、段差４１ｃの幅は、略一致している。壁部３０ａ３は、第１断熱材４１の内側側面４１ｂに沿って形成されている。これによって、側壁４０の段差４１ｃと凸部３１が噛み合う、いわゆるインロー構造が形成されている。

この実施形態では、天井３０は、側壁４０の形状に対応した複数のブロック状の断熱材３２を有している。天井３０を構成する断熱材３２は、搬送方向に沿って並べられている（図３参照）。この実施形態では、断熱材３２は、仕切り２０，２８によって区切られたそれぞれの領域に４つずつ並べられている。この実施形態では、図３に示されているように、搬送方向に沿った断熱材３２の長さは、側壁４０のうち天井３０を支持する第１断熱材４１の厚みよりも長くなるように設定されている。このため、断熱材３２は、複数枚（図３に示されている形態では、４または５枚）の第１断熱材４１によって支持されている。また、断熱材３２の上面には、ブランケット状の断熱材３４が重ねられている（図２参照）。

なお、特に限定されないが、天井３０（ここでは、断熱材３２）は、搬送方向において少なくとも３枚の第１断熱材４１に支持されていることが好ましい。断熱材３２の搬送方向に沿った長さがこのように設定されていることによって、断熱材３２が安定して支持されやすくなる。

図２に示されているように、断熱材３２は、側壁４０によって下方から支持されるだけではなく、上方からも支持されている。断熱材３２は、支持部材によって炉体１２の上面に支持されている。断熱材３２は、ブランケット状の断熱材３４を介在させた状態で外壁１２ｃに接続されている。この実施形態では、支持部材は、ボルト３６とナット３８を含んでいる。断熱材３２は、上面から金属製のボルト３６が突出するように構成されている。ボルト３６は、ブランケット状の断熱材３４と、外壁１２ｃの上面とに設けられた挿通孔に挿通され、ナット３８が締められることによって外壁１２ｃに固定されている。かかる支持部材は、断熱材３２の上部に設けられている。このため、支持部材には、炉体１２内の熱が伝わりにくい。その結果、支持部材の劣化が抑制されうる。

上述した構成の炉体１２を有する加熱室１０ｅには、仕切り２０，２８によって区切られた複数の領域が設定されている。領域は、それぞれ異なる雰囲気温度に設定されうる。それぞれの領域は、仕切り２０，２８によって空間ごとに雰囲気を切り替えられるように、ヒータ１０ｅ１，１０ｅ２の出力が設定可能に構成されている。

〈仕切り２０，２８〉
仕切り２０，２８は、加熱室１０ｅの空間を区切っている。仕切り２０，２８は、炉体１２の幅方向に沿って、一方の側壁４０から他方の側壁４０に亘って形成されている。図４は、仕切り２０，２８の模式図である。図４では、加熱室１０ｅに設けられた仕切り２０，２８の、搬送方向に沿った縦断面が模式的に示されている。図４では、仕切り２０等のハッチングは省略されている。図４では、ヒータ１０ｅ１，１０ｅ２の図示は省略されている。図５は、仕切り２０の正面図である。

図４に示されているように、仕切り２８は、搬送路１４よりも下方に設けられている。仕切り２８は、炉床５０から上方に向かって延びている。この実施形態では、仕切り２８は、耐熱レンガ２８ａが炉体１２の幅方向に並べられて、積み重ねられて形成されている。仕切り２８の構成は、耐熱レンガ２８ａに限定されない。仕切り２８は、例えば、耐熱ボードによって構成されていてもよい。仕切り２０は、搬送路１４よりも上方に設けられている。仕切り２０は、上下方向において仕切り２８と対向する位置に設けられている。仕切り２０は、天井３０から下方に向かって延びている。仕切り２０の下面２０ａは、加熱容器Ａが通過する際に干渉しない高さに設定されている。

図５に示されているように、仕切り２０は、複数の仕切断熱材２１を有している。複数の仕切断熱材２１は、炉体１２の幅方向に沿って重ねられている。仕切断熱材２１が重ねられる枚数は特に限定されないが、この実施形態では、仕切り２０は、１５枚の仕切断熱材２１が重ねられて形成されている。仕切り２０は、接着剤によって複数の仕切断熱材２１が一体に形成されている。複数の仕切断熱材２１を接着する接着剤としては、例えば、アルミナ、マグネシア、ジルコニア等を含んだ耐熱性の高いセラミックを含んだ接着剤が用いられうる。

この実施形態では、仕切断熱材２１は、一対の幅広面２１ａを有する板状の断熱材である。仕切断熱材２１は、例えば、上述した断熱材５４と同様の材質でありうる。仕切断熱材２１は、略矩形の板状に形成されている。仕切断熱材２１は、炉体１２の幅方向に沿って幅広面２１ａが重ねられて仕切り２０を構成している。そのため、仕切断熱材２１の幅広面２１ａは搬送空間１２ａに面しておらず、仕切断熱材２１の側面２１ｂが搬送空間１２ａに面している。また、幅広面２１ａの搬送方向に沿った長さは、側面２１ｂの長さよりも長く形成されている。このため、搬送方向に沿った仕切り２０の厚みは、仕切断熱材２１の厚みよりも大きい。

仕切断熱材２１には、予め定められた位置に貫通孔２２，２３が形成されている。貫通孔２２，２３は、仕切り２０の厚み方向の略中央に形成されている。貫通孔２２は、仕切断熱材２１の下部に形成されている。貫通孔２３は、仕切断熱材２１の上部に形成されている。貫通孔２２，２３には、軸部材２４，２５が挿通され、複数の仕切断熱材２１がまとめられている。かかる仕切断熱材２１をまとめる軸部材２４，２５は、炉体１２内に露出していない。このため、軸部材２４，２５は、炉体１２内に露出しておらず劣化しにくい。また、仕切り２０を構成する仕切断熱材２１に軸部材２４，２５が挿通されていることによって、仕切り２０の耐久性が向上しうる。例えば、連続加熱炉１０が長期的に使用されると、隣り合う仕切断熱材２１を接着する接着剤の接着力が低くなりうる。このような場合にも、仕切断熱材２１が脱落することが防止されうる。

軸部材２４，２５としては、金属と比較して耐熱性が高く熱膨張率が低い、セラミック製のものが好ましく用いられる。この実施形態では、軸部材２４，２５は、円筒状のＳｉＣ系材料から構成されている。ＳｉＣ系材料は、耐久性および耐熱性に優れ、軸部材２４，２５として好ましく採用されうる。

下部の貫通孔２２には、仕切り２０の幅（左右方向の長さ）と略同一の長さの軸部材２４が挿通されている。このため、仕切り２０の側端部２０ｂからは軸部材２４が突出していない。上部の貫通孔２３には、仕切り２０の幅よりも長い軸部材２５が挿通されている。このため、軸部材２５の端部は、幅方向において仕切り２０の側端部２０ｂから外側に突出している。

この実施形態では、外壁１２ｃの上面には、仕切り２０を支持する支持部材２６が設けられている。支持部材２６は、仕切り２０の上部の貫通孔２３に挿通された軸部材２５を支持している。換言すると、軸部材２５の端部は、支持部材２６によって炉体１２に支持されている。支持部材２６は、軸部材２５を下端から支持する金属製の部材である。支持部材２６の構成は特に限定されないが、この実施形態では、支持部材２６は、搬送方向に沿った断面がＬ字状の鋼材である。支持部材２６は、例えば、軸部材２５の端部が収まる溝を備えた金属製の部材であってもよい。仕切り２０の、軸部材２５によって支持されている部位の上部は、炉体１２の外壁１２ｃから突出している。かかる構成によって、例えば、連続加熱炉１０のメンテナンス時には、軸部材２６の端部を持ち上げて仕切り２０を交換することができる等、メンテナンス性が良好である。

仕切り２０は、上部が軸部材２５を介して炉体１２に支持されるだけではなく、下部が一対の側壁４０に支持されている。一対の側壁４０には、仕切り２０の形状に合わせた窪み４６が形成されている。仕切り２０を支持する窪み４６は、側壁４０のうち、第１断熱材４１によって形成されている部位の一部に設けられている。仕切り２０は、天井３０よりも低い位置で側壁４０に支持されるため、窪み４６は、段差４１ｃ（図２参照）よりも下方に形成されている。窪み４６には、仕切り２０の幅方向の端部が収められている。搬送空間１２ａの幅よりも広く形成された仕切り２０が側壁４０に収められていることによって、仕切り２０が安定的に炉体１２内に支持されている。

なお、窪み４６の寸法は、仕切り２０の寸法に応じて設定されている。この実施形態では、炉体１２の幅方向において、仕切り２０は、搬送空間１２ａよりも幅が大きく形成されている。仕切り２０の幅は、天井３０の幅と同じに設定されている。図３に示されているように、窪み４６の側面４６ａと、第１断熱材４１の、炉体１２の幅方向外側の側面とが炉体１２の幅方向において重なるように、窪み４６が形成されている。仕切り２０の厚みは、加熱条件等によって適宜設定されるため特に限定されないが、この実施形態では、仕切り２０の厚みは、第１断熱材４１の厚み以上に設定されている。仕切り２０の厚みは、第１断熱材４１の厚みの２倍に設定されている。そのため、仕切り２０が設けられる位置において、隣り合う２枚の第１断熱材４１に窪み４６が形成されている。

ところで、連続加熱炉１０を長期的に使用した場合、ヒータ１０ｅ１，１０ｅ２の熱や、被処理物から発生するガス等によって経年劣化が進行しうる。本発明者の知見によると、炉体１２のうち、ヒータ１０ｅ１，１０ｅ２の熱が当たりやすい搬送空間１２ａに面した部位が劣化しやすい。劣化が進行すると、例えば、当該搬送空間１２ａに面した部位の壁面が損傷する懸念がある。

例えば、側壁のうち搬送空間に面した部位が搬送方向に沿って幅の広い断熱材で覆われている場合には、損傷が当該断熱材中を伝わるおそれがある。そのため、損傷が広い範囲に伝わりうる。上述した実施形態では、天井３０の下面３０ａは、幅方向の両側に設けられた側部３０ａ１と、側部３０ａ１から下方に向かって突出した中央部３０ａ２と、中央部３０ａ２と側部３０ａ１との境界に設けられた一対の壁部３０ａ３とを有している。一対の側壁４０のうち少なくとも搬送空間１２ａに面した部位は、搬送方向に沿って重ねられた複数の板状の第１断熱材４１を有しており、複数の第１断熱材４１は、天井３０の下面３０ａを支持している。かかる連続加熱炉１０では、炉体１２の側壁４０のうち、搬送空間１２ａに面した部位には、第１断熱材４１の厚みの間隔で、異なる第１断熱材４１の内側側面４１ｂが露出している。このため、側壁４０のうち搬送空間１２ａに面した部位の一部が損傷した場合、損傷する部位は、搬送方向において第１断熱材４１の厚みの範囲に収められうる。換言すると、損傷の範囲は、複数の第１断熱材４１のうち、一部の第１断熱材４１に収められうる。損傷の範囲が狭いことによって、炉体１２の耐久性が良好である。また、複数の第１断熱材４１が重ねられた部位が天井３０の下面３０ａを支持することによって、一部の第１断熱材４１が損傷した場合にも、天井３０は、他の第１断熱材４１支持されやすい。このため、炉体１２の耐久性が良好である。さらに、側壁４０のメンテナンスによって交換される第１断熱材４１も最小限に抑えられ、メンテナンス性も良好でありうる。

また、例えば、断熱材の面積の広い面が搬送空間１２ａに面している場合には、断熱材が内側に倒れ込まないようにセラミック製のボルト等の固定治具で固定されうる。しかしながら、上述した実施形態では、面積の広い幅広面４１ａが搬送方向に沿って重ねられている。このため、側壁４０が内側に倒れ込みにくくなっており、側壁４０の内側の面を固定治具で固定しない構造とすることができる。これによって、固定治具の劣化による炉体１２内の損傷が起こらない。また、簡易な構成で天井３０を炉体１２内に支持することができる。

上述した実施形態では、壁部３０ａ３は、幅方向において側壁４０の一部と接している。換言すると、側壁４０のうち、炉体１２の幅方向の内側に向いている面の一部は、天井３０の凸部３１の壁部３０ａ３と接している。かかる構成によって、側壁４０を構成する第１断熱材４１は、内側から天井３０によって支持されうる。これによって、経年劣化によって側壁４０が損傷した場合にも、第１断熱材４１は、天井３０の凸部３１に内側から支えられうる。その結果、炉体１２の内部の損傷が抑えられうる。

上述した実施形態では、第１断熱材４１は、上部に天井３０の下面３０ａを支持する段差４１ｃを有している。段差４１ｃによって、天井３０と側壁４０が噛み合い、相互に支持される構造が形成されやすい。その結果、炉体１２の耐久性が向上されやすくなる。
また、上述した実施形態では、段差４１ｃは、下面３０ａのうち側部３０ａ１を支持している。これによって、第１断熱材４１の内側側面４１ｂの一部が炉体１２の幅方向の内側から支持され、上記の炉体１２内部の損傷が抑えられる効果が発揮されやすくなる。

上述した実施形態では、搬送空間１２ａには、被処理物が搬送される搬送路１４が設けられている。第１断熱材４１は、搬送路１４よりも上方に配置されている。このように、搬送路１４よりも上方に、上述した側壁４０の構造を設けることによって、損傷した第１断熱材４１が搬送路１４に落ちる等、干渉することを抑えられやすくなる。

上述した実施形態では、天井３０は、炉体１２内から天井３０を支持する支持部材（例えば、セラミック製のボルト）が用いられずに、側壁４０に下部から支持されている。しかしながら、天井３０の構成は、かかる構成に限定されない。天井３０は、例えば、下面が支持部材によって炉体１２の内側から支持される構造であってもよい。天井３０は、複数の断熱材が支持部材によってまとめられた状態で、上述したインロー構造を形成していてもよい。ただし、支持部材の劣化による炉体１２の損傷を抑える観点から、炉体１２の内部に露出する支持部材を有していないことが好ましい。

上述した実施形態では、天井３０と側壁４０の構成は、加熱室１０ｅに設けられているが、かかる形態に限定されない。上記構成は、例えば、予熱室１０ｄや冷却室１０ｅに設けられていてもよい。上記構成は、炉体１２内の温度が高くなりやすい部位に設けることが好ましい。そのため、上記構成は、加熱室１０ｅや、に設けられることが好ましい。また、上記構成は、予熱室１０ｄや冷却室１０ｅのうち、加熱室１０ｅの近傍の領域に設けられることが好ましい。

以上、具体的な実施形態を挙げて詳細な説明を行ったが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。このように、請求の範囲に記載の技術には、以上に記載した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、図６は、他の実施形態にかかる連続加熱炉１０の模式図である。図６では、搬送方向を横切る、連続加熱炉１０の横断面が模式的に示されている。図６では、搬送路１４よりも上方の炉体１２の構成が示されており、ヒータ１０ｅ２や仕切り２０等の図示は省略されている。

図６に示されているように、天井１３０は、下面１３０ａと、側面１３０ｂとを有している。天井１３０は、下面１３０ａが一対の側壁１４０に支持されている。天井１３０は、側壁１４０の形状に対応した断熱材１３２を有している。断熱材１３２は、炉体１２の幅方向の中央部から下方に向かって突出した凸部１３１を有している。下面１３０ａは、凸部１３１に形成されている。凸部１３１の幅は、一対の側壁１４０の間隔よりも大きく形成されている。凸部１３１の幅は、側壁１４０に形成された段差１４１ｃの側面１４１ｃ１の間隔と略同一に設定されている。そのため、凸部１３１の側面（壁部１３０ａ３）は、段差１４１ｃの側面１４１ｃ１に対して搬送方向に沿って接している。

天井１３０は、一対の側部１３０ａ１と、中央部１３０ａ２と、一対の壁部１３０ａ３とを有している。炉体１２の幅方向における側部１３０ａ１の幅は、第１断熱材１４１の上端の幅と略同一に設定されている。壁部１３０ａ３の高さは、段差１４１ｃの側面１４１ｃ１の高さと略同一に設定されている。このため、天井１３０の側部１３０ａ１と中央部１３０ａ２の幅方向の端部が側壁１４０に支持されている。換言すると、段差１４１ｃは、下面１３０ａのうち側部１３０ａ１を支持している。また、段差１４１ｃは、下面１３０ａのうち中央部１３０ａ２の両端部を支持している。その結果、天井１３０と側壁１４０の境界には、凸部１３１と段差１４１ｃが噛み合う、いわゆるインロー構造が形成されている。このような支持構造によって、天井１３０は、より安定して側壁１４０に支持されうる。

１０ 連続加熱炉
１２ 炉体
１２ａ 搬送空間
１４ 搬送路（搬送ローラ）
２０，２８ 仕切り
２０ａ 下面
２０ｂ 側端部
２１ 仕切断熱材
２１ａ 幅広面
２１ｂ 側面
２２，２３ 貫通孔
２４，２５ 軸部材
２６ 支持部材
３０ 天井
３０ａ 下面
３０ａ１ 側部
３０ａ２ 中央部
３０ａ３ 壁部
３０ｂ 側面
３１ 凸部
３２，３４ 断熱材
４０ 側壁
４１ 第１断熱材
４１ａ 幅広面
４１ｂ 内側側面
４１ｃ 段差
４２ 第２断熱材
４２ａ 幅広面
４３，４４，４５ 断熱材
４６ 窪み
５０ 炉床
５２ 耐熱レンガ
Ａ 加熱容器

Claims (8)

1. 被処理物が搬送方向に沿って搬送される搬送空間を内部に形成するトンネル状の炉体を備え、
   前記炉体は、
   前記搬送空間の上方に設けられた天井と、
   前記炉体の幅方向の両側に設けられ、前記天井の下面を支持する一対の側壁と
   を有し、
   前記天井の前記下面は、
   前記天井から下方に向かって突出した、前記幅方向の中央部と、
   前記幅方向において前記中央部の両端から上方に延びた一対の壁部と、
   前記壁部の上端から前記幅方向外側に向かって延びた一対の側部と
   を有し、
   前記天井は、前記側部から上方に延びた側面を有し、
   前記一対の側壁は、少なくとも前記搬送空間に面した部位に、前記搬送方向に沿って幅広面が合わせられた状態で重ねられた複数の板状の第１断熱材をそれぞれ有しており、
   前記一対の側壁の、前記複数の板状の第１断熱材は、前記天井の前記壁部と、前記天井の前記側部と、前記天井の前記側面とに沿った面をそれぞれ有し、前記天井の下面を支持している、連続加熱炉。
2. 前記壁部は、前記幅方向において前記側壁の一部と接している、請求項１に記載された連続加熱炉。
3. 被処理物が搬送方向に沿って搬送される搬送空間を内部に形成するトンネル状の炉体を備え、
   前記炉体は、
   前記搬送空間の上方に設けられた天井と、
   前記炉体の幅方向の両側に設けられ、前記天井の下面を支持する一対の側壁と
   を有し、
   前記天井の前記下面は、
   前記天井から下方に向かって突出した、前記幅方向の中央部と、
   前記幅方向において前記中央部の両端から上方に延びた一対の壁部と、
   前記壁部の上端から前記幅方向外側に向かって延びた一対の側部と
   を有し、
   前記一対の側壁は、少なくとも前記搬送空間に面した部位に、前記搬送方向に沿って幅広面が合わせられた状態で重ねられた複数の板状の第１断熱材をそれぞれ有しており、
   前記一対の側壁の、前記複数の板状の第１断熱材は、前記天井の前記側部と、前記天井の前記壁部と、前記天井の前記中央部の幅方向の端部とに沿った面をそれぞれ有し、前記天井の下面を支持している、連続加熱炉。
4. 前記第１断熱材は、前記天井の前記側部と、前記天井の前記中央部の幅方向の端部とを支持している、請求項３に記載された連続加熱炉。
5. 前記第１断熱材は、前記下面のうち前記中央部の両端部を支持する段差を有している、請求項３または４に記載された連続加熱炉。
6. 前記側壁は、板状の第２断熱材をさらに有し、
   前記第２断熱材は、前記第１断熱材の外側に設けられており、かつ、前記幅方向の外側から前記第１断熱材が重ねられた部位を覆っている、請求項１～５のいずれか一項に記載された連続加熱炉。
7. 前記天井は、前記搬送方向において少なくとも３枚の前記第１断熱材に支持されている、請求項１～６のいずれか一項に記載された連続加熱炉。
8. 前記搬送空間には、前記被処理物が搬送される搬送路が設けられており、前記第１断熱材は、前記搬送路よりも上方に配置されている、請求項１～７のいずれか一項に記載された連続加熱炉。

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