JPH03254903A - 乾燥機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、特にセラミック成形体の脱バインダー処理
に用いられる、乾燥機に関するものである。

〈従来の技術〉 例えばアルミナ製シャフトのように成形後に複雑な加］
−を必要とするセラミック成形体、あるいはセラミック
焼結磁石粉の如きセラミックス粉を用いて射出成形や押
出成形によりシート状のセラミック成形体を作製する場
合には、加工時や成形時などにおいてその形態を保つた
めに、ワックス、パラフィン、メタクリル共重合体、ポ
リスチレン、低密度ポリエチレン、ポリブチルメタクリ
レート　あるいはポリビニルブチラールなどのバインダ
ーを、他め成形法で用いる３〜ＩＯ倍の量、より具体的
には最大１３重量％程度も添加する必要がある。

このような多量のバインダーを含むセラミック成形体を
、成形ないし加工後に焼成する場合、例えば温度１２０
０℃程度の通常の焼成条件で焼成しようとすると、高分
子化合物である上記バインダーが急激な蒸発ないし分解
・蒸発を起こし、焼結炉内においてセラミック成形体に
破裂ないし亀裂が牛してしまう虞がある。

このため、通常、焼成をする前に、脱バンダー処理と呼
ばれる乾燥工程においてセラミック成形体内のバインダ
ーを除去する一Ｌ程が採られる。この乾燥工程では、一
般的には、セラミック成形体を乾燥機の処理槽中に配し
た状態で、処理槽内の温度を３００℃程度まで徐々に」
二げ、つまり蒸発あるいは蒸発分解によるバインダーの
飛散速度を昇温速度で制御しながらバインダーの除去を
行なうバッチ処理が行われる。

ところで、この脱バインダー処理の際に処理槽から排出
される排気中には、上記のように高分子材料であるバイ
ンダーが低分子化して蒸発した可燃性ガスが含まれてい
る。

それ故、この種の脱バインダー処理に用いられる乾燥機
では、例えば第４図（Ａ）　、　　（１３）に例示した
ように、外部から流入する空気を所定温度に昇温するヒ
ータ１５の中にこの可燃性ガスが回らないようにする必
要があり、このため外部空気をヒータ１５で加熱し、攪
拌ファン１６で風速を上げて処理槽１７内に送込む一方
、処理槽１７内で発生したガスはＤＩ気孔Ｉ８に連結し
たｔＪＩ気ファン１９の吸引により乾燥機外部に強制排
気するという、所謂ワン−パス方式の構造が採られてい
る。

尚、この乾燥機においては、外部空気はＪＪＩ気ファン
１９の吸引により乾燥機内に取込まれ、またヒータＩ５
で加熱された後、攪拌ファン１６で高速化されて処理槽
内に送られる。また、図において２０は乾燥機から放出
される排気ガス中の熱を乾燥機へ取込まれる外部空気に
熱交換する働きをする熱交換器、２Ｉはダンパーである
。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、」二記のワン−パス方式の構造の乾燥機
を用いて脱バインダー処理を行う場合、所謂ショートパ
スの関係で、処理槽内における風速分布が大きくなって
しまい、このため処理槽内の攪拌ファンから遠い場所で
は風速が小さくなってしまうという問題がある。

これは、攪拌ファンにより高速化された空気が、処理槽
内に置かれたセラミック成形体や処理槽内壁などの抵抗
体にぶつかって逆向きの流れが生じるため、正方向の速
度が相殺されて減速したり、また全方向化されて所謂乱
流が形成され、処理槽内に空気の澱み部分が生じること
に因ると考えられる。

このため、攪拌ファンに近い処理槽の入口側は十分な風
速が得られるものの、遠さかるにつれ必要な風速を得る
ことができなくなる。

そして、上記脱バインダー処理は風速及び温度の影響を
大きく受け、セラミック成形体の近傍の風速と温度でそ
の処理効率が決まるため、上記のように風速分布が大き
い場合、処理槽内における風速と温度のバラツキが大き
く、処理ムラを生じ易く、上記澱み部分における脱バイ
ンダー処理を他の部分に比べて旨く行うことができなく
なる結果、処理槽の攪拌ファンから遠い側の部分は脱バ
インダー処理のためのスペスとして使用することが出来
ず、このため処理効率が悪かった。

特に、この種の脱バインダー処理は、連続処理ではなく
、上記のようなバッチ処理であるため、このように処理
槽内の全面が使用できない場合には量産性の大幅な低下
は免かれない。

この発明は、以上のような多量のバインダーが添加され
たセラミック成形体の脱バンダー処理に適した、処理効
率の高い乾燥機を提供することを目ｒ自とする。

〈課題を解決するための手段〉 この発明の乾燥機は、外部空気をヒータで加熱して処理
槽に送る吸気経路と、処理槽内の空気を循環ファンによ
り強制循環させる循環経路とをそれぞれ独立した経路で
設け、更に処理槽の少なくとも入口側に整流板を設け、
前記ヒータで加熱された外部空気及び前記循環縁路内の
空気をこの整流板により整流して処理槽内に流入させる
ことを要旨とする。

上記の整流板は処理槽内における空気流を整流する働き
をするもので、例えば適当な大きさの孔を適宜な間隔で
多数設けた多孔板を用いればよい。またこの整流板は、
処理槽の少なくとも入口側に設ければ良いが、処理槽の
出口側にも設けばより好ましい。

また、実際の乾燥機においては、処理槽の出口側に排気
ファンを備えた排気経路を設け、循環経路中の排出ガス
の一部をこの排気経路を介して乾燥機外部に放出させれ
ば良い。

更に、吸気経路における外部空気の流入方向を、循環経
路における空気の循環方向と一致させるか若しくは略同
じ向きにすることが好ましい。これらの向きが逆向きで
あると、乾燥機の内部構造にもよるが、吸気経路に循環
経路内の空気か混入する虞があるからである。

〈作用〉 乾燥機内における空気流路を、」１記のように外部空気
をヒータで加熱して処理槽に送る吸気経路と、処理槽内
の空気を循環ファンにより強制循環させる循環経路との
独立した経路に分離することで、処理槽から排出される
上記可燃性ガスをヒータに通ずことなしに、循環方式で
処理槽を暖めながらの脱バインダー処理が可能になる。

その際、処理槽の少なくとも入口側に整流板を設けたの
で、ヒータで加熱された外部空気及び循環経路内の空気
はこの整流板により整流された状態て処理槽内に流入す
るようになり、この結果処理槽内に風速が人きく　１−
１つ風速分布の小さい空気の流れ、つまり層流を形成す
ることができる。

そして、」１記の循環経路によって処理槽内においてこ
の層流状態か維持される、このため風速の減少かなく、
その方向も変わることかない。

また循環ファンによる強制循環としたので、被処理物の
密度か高い程その近傍の風速か大きくなる。更にこのよ
うに処理槽内の風速を大きくできるので、処理槽内の温
度分布も格段に改善される。この結果、処理槽の全部を
脱バインダー処理用のスペースとして使用することが可
能となり、処理効率が格段に改善される。

この他、」１記のように処理槽内の空気が層流化される
ため、処理槽の大きさを幅方向に大きくしても風速分布
を小さく抑えることができ、処理効率をより一層向」−
することが可能であることも大きな利点である。

〈実施例〉 以下に実施例を説明する。

第１〜３図は本発明に係イっる乾燥機の構造を示したも
ので、この乾燥機は、外部空気を加熱後に処理槽内に送
る吸気経路１と、この加熱された外部空気及び処理槽内
の空気を強制循環させる循環経路２を備えている。

吸気経路】は、乾燥機上部に設けられた外部空気吸入用
の吸入通路１ａから、乾燥機内部に設けられた処理槽３
の入口側に設けられた多孔板４まで連通して形成されて
いる。この吸気経路１の途中には、電熱ヒータの如きヒ
ータ５が設けられており、上記外部空気はこのヒータ５
により加熱され、第３図に示したように時計回り方向の
気流となって多孔板４に達する。

多孔板４は透孔を適当な間隔で多数設けてなるもので、
この多孔板４により処理槽３の入口側が仕切られている
。また処理槽３の出目側にも、同様な多孔板６が設けら
れており、この多孔板６によって、処理槽３の出口側が
仕切られる。

処理槽３の内部には、脱バインダー処理を行うべきセラ
ミック成形体か、例えば処理槽内部に設けた棚の上に載
せて、適当な間隔で多数配置されている。

一方、」−記の循環経路２は、乾燥機−１一部に設けら
れた循環通路２ａ、多孔板４．処理槽３．多孔板６を連
通して形成される一連の経路で、この循環経路２中には
電動モータの如き動力源を備えてなる循環ファン７が設
けられている。そして、この循環ファン７の働きにより
、第３図において点線のような、上記吸気経路１と同じ
時計回り方向の、循環気流が形成される。

また、多孔板６の出口側には、２点鎖線で示したような
ｔＪｌ気経路８か形成されている。この排気経路８は、
乾燥機の外壁の一部に設けられた排気孔９．この排気孔
９に接続された排気管１０、並びにこのｆＪＩ気管１０
に取付けられた、電動モータの如き動力源を備えてなる
排気ファン１１から構成される。この排気ファン１１の
能力は上０ 記循環ファン７の能力より小さく設定されており、この
排気ファン１１の働きにより、上記循環気流の一部が、
排気管ＩＯを介して乾燥機外部に排出される。

更に、この排気管１０の出口側は熱交換器１２に接続さ
れている。この熱交換器Ｉ２にはまた、」−記した吸気
通路１ａの入口側が接続されており、この熱交換器１２
の内部において、排気管１０より排出された高温のガス
と、吸気通路１ａを介して吸気経路１に流入される低温
の外部空気との間で熱交換がなされ、これにより外部空
気がある程度、例えば７０〜８０℃程度に加熱された状
態で吸気経路１内に流入するようになる。このような熱
交換器１２としては、例えば対流型のものを用いれば良
い。

以上の構造の乾燥機においては、熱交換器１２により上
記のように加熱された外部空気は、吸気通路１ａを介し
て乾燥機内に流入し、また吸気経路１においてヒータ５
により所定の温度に加熱された後、多孔板４を介して処
理槽３の内部１ に流れ込む。この時、多孔板４，６の働きにより、上記
の加熱された外部空気は整流されて層流の状態で処理槽
３内に流入する。

そして上記のヒータ５によって温度を調節し処理槽内の
温度を３００°Ｃ程度まで徐々に上げ、また循環ファン
７の出力を調整して風速を制御することで、処理槽３内
に置かれたセラミック成形体の脱バインダー処理が速や
かに行なわれる。

以上の乾燥機において、循環ファン７の出力を１４０Ｔ
１１’／ｍｉｎ、排気ファン１１の出力を６ｍ’／ｍｉ
ｎとして構成した場合、処理槽３の入口部分の風速は約
１．２ｍ　／ｓｅｃで、また最も風速の小さい出口下部
分における風速が約１．０ｍ　／ｓｅｃであり、処理槽
内における風速分布が小さく抑えられた。

更に、処理槽内における温度分布も小さく、処理槽人口
部分を設定値とした場合、処理槽内の温度は、最も低い
処理槽出口下部分でもこの設定値に対し５℃低いたけで
あった。

これに対し、実施例の乾燥機と同じ大きさで２ 第４図（Ａ）　、　　（ｒ３）に示した構造の乾燥機を
作り、また攪拌ファン１６の出力を１３５　Ｂ’／ｍ１
ｎＳＩＪｉ−気フアン１９の出力を３Ｊ　Ｔｌｌ’／ｍ
ｉｎとして同様な実験を行った所、処理槽内の風速は攪
拌ファン１６の近傍の処理槽入口側ては１．Ｏｍ／ｓｅ
ｃであるのに対し、処理槽出口下部分ではＯ，１ｍ／ｓ
ｅｃに過ぎず、また温度分布も大きく、処理槽出口側の
下部分は設定値に対して１０℃も低くなってしまった。

以上のことから、本願構造の乾燥機では、従来の乾燥機
に比べて処理槽内における風速分布並びに温度分布を大
幅に向」ニさせることができた。

そして、上記従来の乾燥機では、風速分布や温度分布の
問題から、処理槽内におけるセラミック成形体の積載効
率が制限され、処理槽の空間の約８６％しか脱バインダ
ー処理用に使用できなかったのに対し、実施例の構造の
場合、温度分布や風速分布が改善されて、処理槽内の空
間を略１００％使用でき、またこの時の処理後の歩留り
も、従来の構造の乾燥機で積載効率を落と３ して処理をした場合と同様であった。

また、幅方向の広さを２倍とした他は上記実施例と同じ
乾燥機を作り、この乾燥機における処理槽内の風速分布
を調べた所、循環ファンの近傍では風速１．２ｍ／ｓｅ
ｃであるのに対し、循環ファンより遠い側でも　１．Ｏ
ｍ　／ｓｅｃの風速分布であった。従って、処理槽にお
ける幅方向の広さを２倍とした場合でも、処理槽内の空
間を脱バインダー処理用の空間として略１００％使用で
きる。また、この乾燥機における歩留りは」１記実施例
の乾燥機と路間しであった。

尚、以上の実施例においては吸気経路と循環経路を乾燥
機の上部に併設する構成としたか、この他、例えば乾燥
機上部に循環経路を設け、この循環経路の上に吸気経路
を形成するようにしても良いことは勿論である。

〈発明の効果〉 以」二の通り、この発明によれば、処理槽内における風
速の向上が図れ、風速及び温度分布が格段に改善されて
処理槽内の空間を略１００％有４ ４ 効利用できるようになり、セラミック成形体の脱バンダ
ー処理に適した、処理効率の高い乾燥機を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は実施例の乾燥機の斜視図、第２図は同じく正面
図、第３図はこの乾燥機における空気の流れを示した説
明図、第４図（Ａ）　、　　（＋３）は従来の乾燥機の
構造の説明図である。 １・・・吸気経路、２・・・循環経路、３，１７・・・
処理槽、４．６・・・多孔板、５・・ヒータ、７・・・
循環ファン、８・・・排気経路、ＩＩ、　１９・・・ｖ
１気ファン。 特　許　出　願　人　　富士電気化学株式会ン１代 理 人 尾 股 イＪ゛ 雄 第４ 図（Ａ） 第４図（Ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、外部空気をヒータで加熱して処理槽に送る吸気経路
   と、処理槽内の空気を循環ファンにより強制循環させる
   循環経路とをそれぞれ独立した経路で設け、更に処理槽
   の少なくとも入口側に整流板を設け、前記ヒータで加熱
   された外部空気及び前記循環経路内の空気をこの整流板
   により整流して処理槽内に流入させることを特徴とする
   乾燥機。