JPH04254186A - 焼成炉 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は焼成炉に関し、特にた
とえば、セラミックコンデンサなどを製造するためのセ
ラミック成形体を焼成するための焼成炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の焼成炉１を示す部分縦断面
図であり、図８はその横断面図である。この焼成炉１は
、炉体２を含む。この炉体２は、内周側壁２ａおよび外
周側壁２ｂを含む。この炉体２は、内部に空洞部３を有
し、かつ下方に開口部４が形成されている。さらに、焼
成炉１は円板状の炉床５を含む。開口部４に炉床５が嵌
め込まれることによって、炉体２内に室が形成される。

【０００３】炉体２の空洞部３には、内周側壁２ａおよ
び外周側壁２ｂに沿って複数のヒータ６が取り付けられ
る。さらに、炉体２の内周側壁２ａおよび外周側壁２ｂ
には、室内に保護雰囲気ガスを供給するためのガス供給
管７が形成される。また、炉体２の天井には、排ガスを
排出するためのガス排出管８が形成される。

【０００４】この焼成炉１を使ってセラミック成形体な
どの被焼成物を焼成する場合、炉床５上に被焼成物を入
れた匣９が載置される。そして、炉床５を上昇させるこ
とによって炉体２の開口部４に嵌め込まれ、被焼成物を
入れた匣９が焼成炉１の室内に納められる。そして、ガ
ス供給管７から保護雰囲気ガスを供給しながら、ヒータ
６によって被焼成物が焼成される。このとき、炉床５は
回転装置（図示せず）によって回転させられる。被焼成
物を焼成することによって発生する排ガスは、ガス排出
管８から排出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような焼成炉では
、被焼成物は炉内の外周壁側および内周壁側にあるヒー
タによって均一に加熱され、炉内の水平方向の温度分布
は改善されるが、図９のグラフに示すように、炉内の垂
直方向の温度分布はあまり改善されなかった。すなわち
、ヒータの発熱分布は中央部が高温で、上部および下部
が低温であるという特性をもっていた。また、炉床と被
焼成物は直接接触しているので、炉床の断熱材により、
炉内下部の温度が一段と低下した。そのため、炉内の垂
直方向の温度分布における温度差が大きかった。したが
って、被焼成物を焼成するための領域は、炉内の高さ方
向の中央部に限られ、処理能力が限定されていた。

【０００６】また、このような焼成炉では、設備占有面
積に対する処理能力いわゆる面積生産性がよくない。そ
こで、面積生産性を上げるために、焼成炉本体を大きく
して被焼成物の積載面積を増やすことが考えられる。と
ころが、焼成炉本体を大きくすると、ヒータと被焼成物
との間の距離が大きくなり、被焼成物の中央部で温度分
布が悪くなる。そのため、全ての被焼成物を焼成するこ
とができず、面積生産性を上げることができない。

【０００７】それゆえに、この発明の主たる目的は、垂
直方向の温度分布における温度差が小さく、占有面積に
対して処理能力が大きく、面積生産性を大きくすること
ができる焼成炉を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、下方に開口
を有しかつ環状の空洞部を有する炉体と、炉体の開口に
嵌まり合うことによって炉体と協働して環状の室を形成
する炉床と、炉床の上部に炉床との間に空間を設けて形
成されるプレートと、空洞部の内周側において炉体の天
井部から炉床まで延びるように配置される複数の第１の
ヒータと、空洞部の外周側において炉体の天井部から炉
床まで延びるように配置される複数の第２のヒータと、
空洞部の上部に配置されるように炉体に形成される第３
のヒータと、炉体の内周側壁と外周側壁とに形成され室
内にガスを供給するためのガス供給管とを含み、炉床が
回転することによって室内の床が移動する、焼成炉であ
る。

【０００９】さらに、この焼成炉では、プレートは同心
円状に複数形成されてもよく、この場合、複数のプレー
ト間において炉体の天井部から炉床まで延びるように形
成される複数の第４のヒータを含み、第３のヒータは複
数のプレートの上方に配置され、第１のヒータ，第２の
ヒータ，第３のヒータおよび第４のヒータは、内周側に
配置されたものより外周側に配置されたもののほうが多
く形成される。

【００１０】

【作用】焼成炉の空洞部の上部に第３のヒータを追加す
ることによって、炉内上部の温度が上昇する。また、炉
床と被焼成物との間に空間を設けることによって、炉床
の断熱材の影響が少なくなり、炉内下部の温度が上昇す
る。さらに、第１のヒータおよび第２のヒータを炉床ま
で延ばすことによって、炉内下部が加熱され、炉内下部
の温度が上昇する。

【００１１】また、複数のプレートを同心円状に形成す
ることによって、被焼成物の載置量を多くすることがで
きる。この場合、第４のヒータによって複数のプレート
間の温度が上昇する。さらに、複数のプレートの上方に
第３のヒータを配置することにより、複数のプレートの
上部の温度が均等に上昇する。また、内周側のヒータの
数より外周側のヒータの数を多くすることによって、複
数のプレートが移動する間のヒータ間距離が均等になる
。

【００１２】

【発明の効果】この発明によれば、焼成炉内の垂直方向
の温度分布における温度差を小さくできる。そのため、
焼成炉内を有効に活用でき、焼成炉の占有面積は従来の
ままで、焼成炉の処理能力を上げることが可能となる。 さらに、プレートを複数にすると、焼成炉の占有面積が
大きくなるが、それ以上に被焼成物の載置量が多くなる
。しかも、焼成炉の内周側のヒータと外周側のヒータと
を比べても、被焼成物が移動する間のヒータ間距離が均
等であるため、被焼成物を均等に焼成することができ、
面積生産性を上げることができる。

【００１３】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１４】

【実施例】図１はこの発明の一実施例を示す縦断面図で
あり、図２は図１実施例の横断面図であり、図３は図１
実施例の部分縦断面図である。この焼成炉１０は、炉体
１２を含む。この炉体１２は、内周側壁１２ａおよび外
周側壁１２ｂを含む。そして、内周側壁１２ａと外周側
壁１２ｂの上部には、天板１２ｃが形成される。したが
って、この炉体１２の内部には空洞部１４が形成され、
炉体１２の下方に開口１６が形成される。

【００１５】さらに、この焼成炉１０は炉床１８を含む
。炉床１８は円板状に形成され、その上面には環状の突
部１８ａが形成される。この炉床１８は昇降装置（図示
せず）に取り付けられる。この昇降装置で炉床１８を上
昇させることによって、環状の突部１８ａが炉体１２の
開口１６に嵌め込まれる。また、環状の突部１８ａの上
部には支柱２０が立てられる。この支柱２０は、たとえ
ばアルミナにより形成される。さらに、支柱２０の上部
には、プレート２２が取り付けられる。このプレート２
２は、たとえば炭化けい素などで形成される。これらの
炉体１２と炉床１８との間には、炉体１２と炉床１８と
で形成される室を外部と遮断するためのシール材２４が
形成される。

【００１６】炉体１２の空洞部１４には、内周側壁１２
ａに沿って複数の第１のヒータ２６が、炉体１２の天井
部から炉床１８まで延びるように取り付けられる。また
、外周側壁１２ｂに沿って、複数の第２のヒータ２８が
、炉体１２の天井部から炉床１８まで延びるように取り
付けられる。これらの第１のヒータ２６および第２のヒ
ータ２８は、たとえば炭化けい素などでＵ字状に形成さ
れる。また、炉体１２の空洞部１４には、内周側壁１２
ａと外周側壁１２ｂとの間の上部に第３のヒータ３０が
取り付けられる。このとき、第２のヒータ３０は、図２
に示すように、４箇所に９０度ずつずれて取り付けられ
る。この第３のヒータ３０は、たとえば炭化けい素など
でコの字状に形成される。第１のヒータ２６，第２のヒ
ータ２８および第３のヒータ３０は、天板１２ｃから吊
り下げることによって取り付けられる。

【００１７】炉体１２の内周側壁１２ａおよび外周側壁
１２ｂには、ガス供給管３２が形成される。このガス供
給管３２は、室内に置かれた被焼成物を焼成するときに
保護雰囲気ガスを供給するためのものである。さらに、
炉体１２の天板１２ｃには、ガス排出管３４が形成され
る。このガス排出管３４は、被焼成物を焼成したときに
発生する排ガスを排出するためのものである。

【００１８】この焼成炉１０を使用する場合、プレート
２２上に被焼成物を入れた匣３６が載置される。そして
、炉床１８を上昇することによって、環状の突部１８ａ
が炉体１２の開口部１６に嵌め込まれる。このとき、シ
ール材２４があることによって、炉体１２と炉床１８と
で形成される室内と外部とが遮断される。

【００１９】次に、炉体１２の内周側壁１２ａおよび外
周側壁１２ｂに形成されたガス供給管３２から保護雰囲
気ガスを供給するとともに、第１のヒータ２６，第２の
ヒータ２８および第３のヒータ３０に通電することによ
って被焼成物が焼成される。第３のヒータ３０は、独立
した回路を形成し、独自に温度制御を行っている。被焼
成物が焼成されるとき、炉床１８は回転装置（図示せず
）によって回転させられる。回転速度は、被焼成物が匣
３６内で動かない程度の高速（２〜１０ｒｐｍ）に設定
される。この回転速度は、被焼成物の種類に応じて任意
に変更可能である。したがって、匣３６に載せられた被
焼成物は、焼成炉１０の室内を回転移動しながら焼成さ
れることになる。被焼成物を焼成するときに発生する排
ガスは、炉体１２の天板１２ｃに形成されたガス排出管
３４から排出される。

【００２０】このような焼成炉１０では、炉体１２の内
周側壁１２ａおよび外周側壁１２ｂに沿って第１のヒー
タ２６および第２のヒータ２８が配置され、さらに炉体
１２における内周側壁１２ａと外周側壁１２ｂとの間の
上部に第３のヒータ３０が配置されているため、室内の
温度分布が均一になる。この場合、第１のヒータ２６お
よび第２のヒータ２８の発熱分布は中央部が高く、上部
および下部が低いという特性をもっている。それに対し
て、焼成炉の天井部に第３のヒータ３０を配置すること
によって、炉内上部の温度が上昇する。なお、炉床１８
が回転することによって、第３のヒータ３０は４箇所で
充分である。また、第１のヒータ２６および第２のヒー
タ２８を炉床１８まで延ばし、さらに炉床１８と被焼成
物との間に空間を設けることによって、炉内下部の温度
が上昇する。そのため、特に垂直方向の温度分布が改善
される。従来、図９のグラフに示すように、１３００℃
に加熱した場合、垂直方向に５〜１０℃の温度差があっ
た。これに対し、この焼成炉１０では、図４のグラフに
示すように、１３００℃に加熱した場合、垂直方向の温
度差は、２〜５℃となっている。特に、従来の焼成炉で
は、炉内を１３００℃に加熱した場合、天井部と中央部
の温度差は５〜１０℃となる。この温度差は、１３００
℃以下の低温ではさらに大きい。この焼成炉１０では、
第３のヒータ３０の配置によって、天井部と中央部の温
度差を±１℃以内とすることができる。このように垂直
方向の温度差を小さくすることによって、焼成処理の有
効範囲が中央部以外に広がり、占有面積は従来のままで
、処理能力を約１．５倍にアップすることが可能となる
。

【００２１】また、被焼成物が回転移動しながら焼成さ
れるため、室内の保護雰囲気ガスが対流し、保護雰囲気
ガスの分布も均一となる。さらに、炉床１８と被焼成物
との間に隙間ができ、新しい保護雰囲気ガスの流れが発
生する。そのため、炉内下部のガス置換性が改善される
。すなわち、この焼成炉１０の室内では、あらゆる場所
で焼成条件が均一となり、被焼成物に焼成むらが発生し
にくい。したがって、この焼成炉１０を用いれば、安定
した品質の製品を得ることができる。

【００２２】図５はこの発明の他の実施例を示す縦断面
図であり、図６はその横断面図である。この焼成炉１０
では、炉床１８の面積が大きく形成される。そして、環
状の凸部１８ａの外周側に別の凸部１８ｂが形成される
。この第２の凸部１８ｂの上に第２のプレート３８が取
り付けられる。これらの第１のプレート２２と第２のプ
レート３８との間には、第４のヒータ４０が炉体１２の
天井部から炉床１８まで延びるように取り付けられる。 さらに、第３のヒータ３０は、第１のプレート２２およ
び第２のプレート３８の上方に形成される。

【００２３】これらの第１のヒータ２６，第２のヒータ
２８，第３のヒータ３０および第４のヒータ４０は、内
周側から外周側に向かうにしたがって、その数が多くな
るように形成される。この実施例では、第１のヒータ２
６は９０度ずつずれて４本取り付けられ、第４のヒータ
４０は４５度ずつずれて８本取り付けられ、第２のヒー
タ２８は３０度ずつずれて１２本取り付けられる。また
、第３のヒータ３０は、第１のプレート２２上に９０度
ずつずれて４本取り付けられ、第２のプレート３８上に
４５度ずつずれて８本取り付けられる。

【００２４】この焼成炉１０では、第１のプレート２２
と第２のプレート３８の上に匣３６が載置される。そし
て、炉床１８が回転しながら、匣３６の中の被焼成物が
各ヒータによって加熱される。この場合、第１のプレー
ト２２と第２のプレート３８との間に第４のヒータ４０
があり、しかもそれぞれのプレート２２，３８上に第３
のヒータ３０があるため、炉内の各場所における温度分
布の差が小さい。しかも、炉床１８は回転しているため
、炉内のガスが攪拌され、温度の均一化がさらに促進さ
れる。

【００２５】この焼成炉１０でも、第１のヒータ２６，
第３のヒータ３０および第４のヒータ４０が天板１２ｃ
から炉床１８まで延びて形成されるため、炉内の温度分
布の差が小さくなる。しかも、内周側のヒータの数より
外周側のヒータの数のほうが多くなっているため、炉床
１８が回転するとき、第１のプレート２２と第２のプレ
ート３８に載置された被焼成物が各ヒータの設置位置に
来るまでの時間はほぼ一定となる。そのため、内周側の
被焼成物も外周側の被焼成物も、ほぼ一定の温度で焼成
することができる。

【００２６】この焼成炉１０では、プレートが１つのも
のに比べて、設備占有面積に対する被焼成物の積載面積
の割合が大きくなる。従来の焼成炉ではこの割合が４０
％であったが、この実施例の焼成炉では５２％であった
。さらに詳述すると、被焼成物の積載面積は従来の焼成
炉の２．９倍になったのに対し、設備占有面積は２．２
倍であった。つまり、従来の焼成炉の約３台分を１台の
焼成炉で処理できるようになり、面積生産性は１．３倍
となった。

【００２７】このような焼成炉では、１台当たりの温度
制御などに必要な制御機器のコストは従来のものより多
くなるが、同じ処理能力で比べると、焼成炉全体に必要
なコストは約１／２となった。

【００２８】なお、図５および図６に示す実施例では、
プレートの数は２つとしたが、プレートの数は３つ以上
形成してもよい。この場合、各プレートは同心円状に配
置される。そして、各プレート間には、それぞれ第４の
ヒータ４０が取り付けられる。さらに、各プレート上に
は、それぞれ第３のヒータ３０が取り付けられる。そし
て、各ヒータは、炉体１２の内周側に配置されるものよ
り外周側に配置されるもののほうが多く取り付けられる
。このように、プレートの数を多くすることによって、
面積生産性をさらによくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１実施例の横断面図である。

【図３】図１実施例の部分縦断面図である。

【図４】図１実施例における垂直方向の温度分布を示す
グラフである。

【図５】この発明の他の実施例を示す縦断面図である。

【図６】図５に示す焼成炉の横断面図である。

【図７】従来の焼成炉を示す部分縦断面図である。

【図８】従来の焼成炉を示す横断面図である。

【図９】従来の焼成炉における垂直方向の温度分布を示
すグラフである。

【符号の説明】

１０　　焼成炉 １２　　炉体 １２ａ　　内周側壁 １２ｂ　　外周側壁 １４　　空洞部 １６　　開口 １８　　炉床 ２２　　プレート ２６　　第１のヒータ ２８　　第２のヒータ ３０　　第３のヒータ ３２　　ガス供給管 ３８　　第２のプレート ４０　　第４のヒータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　下方に開口を有しかつ環状の空洞部を
   有する炉体、前記炉体の前記開口に嵌まり合うことによ
   って前記炉体と協働して環状の室を形成する炉床、前記
   炉床の上部に前記炉床との間に空間を設けて形成される
   プレート、前記空洞部の内周側において前記炉体の天井
   部から前記炉床まで延びるように配置される複数の第１
   のヒータ、前記空洞部の外周側において前記炉体の天井
   部から前記炉床まで延びるように配置される複数の第２
   のヒータ、前記空洞部の上部に配置されるように前記炉
   体に形成される第３のヒータ、および前記炉体の内周側
   壁と外周側壁とに形成され前記室内にガスを供給するた
   めのガス供給管を含み、前記炉床が回転することによっ
   て前記室内の床が移動する、焼成炉。
2. 【請求項２】　　前記プレートは同心円状に複数形成さ
   れ、前記複数のプレート間において前記炉体の天井部か
   ら前記炉床まで延びるように形成される複数の第４のヒ
   ータを含み、前記第３のヒータは前記複数のプレートの
   上方に配置され、前記第１のヒータ，前記第２のヒータ
   ，前記第３のヒータおよび前記第４のヒータは、内周側
   に配置されたものより外周側に配置されたもののほうが
   多く形成される、請求項１の焼成炉。