JPH06300452A - 連続式熱処理炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒータ間における急激な温度変化の発生を抑
制することができ、しかもメンテナンス作業の実施が容
易となる連続式熱処理炉を提供する。 【構成】 被処理物Ｓが軸芯方向に沿いながら通過する
円筒状の炉芯管２と、該炉芯管２の外周囲を取り囲んで
配置されたヒータ３と、該ヒータ３が内周面上に固定さ
れた円筒状の炉体４とを備えてなる連続式熱処理炉１で
あって、ヒータ３は炉芯管２の軸芯方向に沿う所定長さ
を有する複数本に分割され、かつ、炉芯管２の軸芯方向
に沿う所定位置及びその周方向に沿って離間する所定位
置ごとに配置されたものであり、しかも、炉芯管２の軸
芯方向に沿う端部３ａ同士が互いに入り込んだ状態で固
定されたものである一方、炉体４は炉芯管２の軸芯方向
に沿って２分割されたうえで互いに連結されたものであ
ることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミックス原料など
の熱処理作業を行う際に用いられる連続式熱処理炉に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、被処理物としてのセラミック
ス原料、例えば、炭酸塩と酸化物とからなる混合物を所
定の温度下で熱処理することによってチタン酸バリウム
（ＢaＴiＯ₃）を得る際などには、プッシャー型やレト
ルト型といわれる構造の連続式熱処理炉を用いるのが一
般的となっている。

【０００３】すなわち、プッシャー型といわれる熱処理
炉２０は、図４で簡略化して示すように、被処理物通過
用の通路２１が炉長方向に沿う内部を貫通して設けられ
た炉体２２を備え、かつ、通路２１を構成する炉床２３
の上下に位置する炉体２２の内周面上には被処理物加熱
用のヒータ２４が固定されたものであり、炉長方向に沿
って取り付けられたヒータ２４のそれぞれは所要の昇温
・降温曲線を描くよう温度制御されている。そして、被
処理物としてのセラミックス原料Ｓはアルミナ質などの
セラミックスからなる箱形状の匣２５内に収納されたう
えで台板２６上に多段積み状態として載置された後、炉
床２３上に連続して載置された台板２６のそれぞれを炉
体２２の入口側に設けたプッシャー２７によって順次炉
床２３上に押し込むことにより、通路２１内を搬送され
ていくようになっている。そこで、各匣２５内に収納さ
れたセラミックス原料Ｓは、所定の昇温・降温曲線を描
くヒータ２４によって通路２１内を通過しながら熱処理
されることになる。

【０００４】一方、レトルト型といわれる熱処理炉３０
は、図５で簡略化して示すように、アルミナ質などのセ
ラミックスを用いることによって作製され、かつ、炉長
方向に沿って傾斜した状態で支持された円筒状の炉芯管
３１と、これを回転自在に支持する複数個のローラ３２
と、ローラ３２を介して炉芯管３１を回転駆動する駆動
用モータ３３と、炉芯管３１の外周囲を取り囲んで配置
されたヒータ３４が内周面上に固定された炉体３５とを
備えている。そして、このヒータ３４は加熱ゾーンごと
に分割されたうえで固定されており、炉長方向に沿う所
要の昇温・降温曲線を描くように温度制御されている。
そこで、被処理物としてのセラミックス原料Ｓは炉芯管
３１の入口側に配設された原料供給用ホッパー３６を通
して炉芯管３１内に投入され、かつ、炉芯管３１の回転
駆動に伴って搬送されながらヒータ３４によって熱処理
された後、炉芯管３１の出口側から排出されたうえで原
料取出用ドラム３７内に収納されることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
プッシャー型といわれる熱処理炉２０においては、匣２
５内に収納されたセラミックス原料Ｓの加熱が上下方向
からのみ行われ、かつ、匣２５のそれぞれが各台板２６
上に載置されたままの状態で搬送されるのであるから、
各匣２５内に収納されたセラミックス原料Ｓはその収納
状態が何ら変化しないまま熱処理される結果、同一の匣
２５内における収納位置の違いや匣２５それぞれの載置
位置の相違によって熱処理状態が異なることになり、熱
処理後における品質のばらつきが生じることになってい
た。また、熱容量の大きな匣２５や台板２６を使用する
結果、熱効率の向上が図り難いという不都合も生じてい
た。

【０００６】一方、レトルト型といわれる熱処理炉３０
におけるセラミックス原料Ｓは、これ自身が炉芯管３１
内を流動しながら通過するのであるから、上述したよう
な不都合は生じ難いことになる。しかしながら、ヒータ
３４それぞれが炉芯管３１の軸芯方向に沿う加熱ゾーン
ごとに分割され、しかも、互いに異なる温度条件を満た
すように制御されるため、これら相互間での急激な温度
変化に起因する悪影響がセラミックス原料Ｓに対しても
及ぶことになってしまう。また、一体化された炉体３５
内に炉芯管３１が配設された構成を採用している結果、
これらやヒータ３４のメンテナンス（保守点検）作業を
実施し難く、これらの作業に多大な手間を要するという
不都合も生じていた。

【０００７】本発明は、これらの不都合を解消すべく創
案されたものであり、炉長方向に沿って設けられたヒー
タ間における急激な温度変化の発生を抑制することがで
き、しかも、メンテナンス作業の実施が容易となる連続
式熱処理炉の提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る連続式熱処
理炉は、被処理物が軸芯方向に沿いながら通過する円筒
状の炉芯管と、該炉芯管の外周囲を取り囲んで配置され
たヒータと、該ヒータが内周面上に固定された円筒状の
炉体とを備えたものであって、ヒータは炉芯管の軸芯方
向に沿う所定長さを有する複数本に分割され、かつ、炉
芯管の軸芯方向に沿う所定位置及びその周方向に沿う所
定位置ごとに配置されたものであり、しかも、炉芯管の
軸芯方向に沿う端部同士が互いに入り込んだ状態で固定
されたものである一方、炉体は炉芯管の軸芯方向に沿っ
て２分割されたうえで互いに連結されたものであること
を特徴としている。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、炉芯管の軸芯方向に沿って
分割されたうえで炉芯管の周方向に沿って配置されたヒ
ータのそれぞれが加熱ゾーンを構成することになるが、
これら加熱ゾーンを構成するヒータそれぞれの軸芯方向
に沿う端部同士は互いに入り込んだ状態で固定されてい
るのであるから、これらの端部同士は互いに対して熱的
な影響を与えあうことになる結果、加熱ゾーンを構成す
るヒータのそれぞれが異なる温度条件に従って制御され
るものであってもヒータ相互間において急激な温度変化
が生じることはなくなる。また、炉体が２分割したうえ
で連結されているのであるから、メンテナンス作業時に
は炉体の連結を解いたうえでヒータが固定された内周面
を露出させることが可能となる結果、極めて容易にメン
テナンス作業を行いうることになる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１１】図１は本実施例に係る連続式熱処理炉の概
略構成を示す縦断面図、図２は図１中のＡ−Ａ線に沿う
横断面図であり、これらの図における符号１はレトルト
型といわれる構造の連続式熱処理炉を示している。

【００１２】この連続式熱処理炉１は、被処理物として
のセラミックス原料Ｓが軸芯方向に沿いながら通過する
円筒状の炉芯管２と、この炉芯管２の外周囲を取り囲ん
で配置されたヒータ３と、このヒータ３が内周面上に位
置決めして固定された円筒状の炉体４とを備えており、
この炉体４は炉芯管２と同一軸芯上に位置させられてい
る。

【００１３】炉芯管２は、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）質や炭
化ケイ素（ＳｉＣ）質などのセラミックスを用いたうえ
で内径寸法が１５０ないし３００ｍｍ程度となるように
して作製されたものであり、炉体４の内部を炉長方向に
沿って貫通しながら炉体４の入口側よりも出口側の方が
下がった傾斜状として支持されている。そして、この炉
体４の入口側及び出口側から外部に向かって突出した炉
芯管２の端部それぞれはローラ５を用いることによって
回転自在に支持されており、ローラ５のいずれかが駆動
用モータ６を用いて回転駆動されることによって炉芯管
２も周方向に沿って回転駆動するようになっている。な
お、図１中の符号７は炉芯管２の入口側に配設された原
料供給用ホッパーであり、８は炉芯管２の出口側に配設
された原料取出用ドラムである。

【００１４】一方、ヒータ３は、炉芯管２の軸芯方向に
沿う所定長さ、例えば、４００ｍｍ程度の発熱長を有す
る側面視「コ」字形状となった複数本に分割されてお
り、ヒータ３のそれぞれは炭化ケイ素（ＳｉＣ）質など
のセラミックスを用いて作製されている。そして、これ
らヒータ３の複数本ずつは炉芯管２の軸芯方向に沿う所
定位置ごとに配置されることによって加熱ゾーンを構成
しており、各加熱ゾーンを構成する複数本（図２では、
８本）のヒータ３それぞれは炉芯管２の周方向に沿って
等分された所定位置ごとに配置されている。なお、この
際、互いに隣接した加熱ゾーンを構成することになるヒ
ータ３の各々は、相互に位置ずれさせられた等分配置状
態となっている。

【００１５】さらに、炉芯管２の軸芯方向に沿う所定位
置ごとに配置されて加熱ゾーンを構成するヒータ３それ
ぞれの端部３ａ、すなわち、各ヒータ３において炉芯管
２の軸芯方向に沿う端部３ａ同士は、図１で示すよう
に、側面視方向における発熱長の１／３ないし１／５程
度の長さが重なり合うよう互いに入り込まされた状態で
炉体４の内周面上に固定されている。なお、加熱ゾーン
を構成するヒータ３のそれぞれは被処理物であるセラミ
ックス原料Ｓに対応した所要の昇温・降温曲線を描くよ
うに制御されるものであり、各加熱ゾーンの温度状態は
炉体４を径方向に沿って貫通した熱電対（図示していな
い）によって検出されている。

【００１６】さらにまた、炉体４は所定厚みの断熱材を
用いたうえで外径寸法が８００ｍｍ程度の円筒状として
作製されたものであり、図２で示すように、この炉体４
はこれ自身及び炉芯管２の軸芯方向に沿って２分割され
ている。そして、この２分割された炉体４は、一方側の
分割面同士が蝶番などの開閉自在連結具９を用いて連結
されることによって開閉自在とされる一方、他方側の分
割面同士がボルト・ナットなどの締結具１０を用いて連
結された構成となっている。なお、この炉体４の外周囲
には、ヒータ３への配線などが配設される通電ボックス
などの付属物が取り付けられるのであるが、これらにつ
いての図示は省略している。

【００１７】つぎに、本実施例に係る連続式熱処理炉１
の動作及び作用について説明する。

【００１８】まず、被処理物としてのセラミックス原料
Ｓは、炉芯管２の入口側に配設された原料供給用ホッパ
ー７を通ったうえで炉芯管２内に投入される。そして、
投入されたセラミックス原料Ｓは、ローラ５を介して設
けられた駆動用モータ６によって炉芯管２が回転駆動さ
れるに従って入口側から出口側へと徐々に搬送されてい
くことになり、搬送されながらヒータ３によって熱処理
された後、炉芯管２の出口側から排出されて原料取出用
ドラム８内に収納されることになる。

【００１９】ところで、上記実施例においては、連続式
熱処理炉１を構成する炉芯管２が傾斜した状態で支持さ
れているが、これに限定されることはなく、例えば、図
３の変形例で示すように、垂直方向に沿って支持された
炉芯管２を用いることによって連続式熱処理炉１１を構
成することも可能である。なお、この図３において、図
１及び図２と互いに同一となる各構成部品には同一符号
を付すこととし、ここでの詳しい説明は省略する。

【００２０】すなわち、この熱処理炉１１は、セラミッ
クス原料Ｓが軸芯方向に沿いながら通過する円筒状の炉
芯管２と、この炉芯管２の外周囲を取り囲んで配置され
たヒータ３と、このヒータ３が内周面上に位置決めして
固定された円筒状の炉体４とを備えており、炉芯管２は
垂直方向に沿って支持されている。そして、この炉芯管
２の入口側端部上には原料供給用ホッパー７が、また、
その出口側端部下には原料取出用ドラム８がそれぞれ配
設される一方、炉芯管２自身の出口側端部内には外部か
ら回動操作されることによって所定量ずつのセラミック
ス原料Ｓを排出するロータリーバルブ１２が内装されて
いる。

【００２１】そこで、この熱処理炉１１を用いて熱処理
すべく原料供給用ホッパー７を通って投入されたセラミ
ックス原料Ｓは炉芯管２内に充填されることになり、ロ
ータリーバルブ１２が回動操作される度ごとに、セラミ
ックス原料Ｓ自身に作用する重力に従って炉芯管２内を
その軸芯方向に沿って落下することによって搬送されな
がらヒータ３によって加熱されることになる。そして、
炉芯管２の出口側端部にまで至って熱処理済みとなった
セラミックス原料Ｓはロータリーバルブ１２の回動操作
に伴って排出された後、原料取出用ドラム８内に収納さ
れる。ところで、この変形例としての熱処理炉１１に
は、これ自身の設置面積が熱処理炉１と比べても大幅に
少なくて済むことになる結果、セラミックス原料Ｓの面
積生産性、すなわち、単位面積当たりにおける処理量を
大きくできるという利点がある。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の連続式熱
処理炉においては、炉芯管の軸芯方向に沿って分割され
たヒータそれぞれの軸芯方向に沿う端部同士が互いに入
り込んだ状態で固定されているため、これらの端部同士
が相互に熱的な影響を与えあうことになる。その結果、
ヒータのそれぞれが互いに異なる温度条件に従って制御
される加熱ゾーンを構成していてもヒータ相互間におい
て急激な温度変化が生じることは抑制されることにな
り、従来例におけるような急激な温度変化による悪影響
が被処理物に対してまで及ぶことは起こり得なくなる。

【００２３】また、炉体が２分割したうえで連結されて
いるのであるから、メンテナンス作業時には炉体の連結
を解いたうえでヒータが固定された内周面を露出させる
ことが可能となる結果、炉芯管やヒータ及び炉体のそれ
ぞれに対しての極めて容易なメンテナンス作業を行いう
ることになる。さらにまた、炉芯管が垂直方向に沿って
支持された構成を採用した連続式熱処理炉によれば、面
積生産性の大幅な向上を図ることができるという効果も
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る連続式熱処理炉の概略構造を示
す縦断面図である。

【図２】図１中のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。

【図３】変形例に係る連続式熱処理炉の概略構造を示す
縦断面図である。

【図４】従来例に係るプッシャー型の熱処理炉を示す縦
断面図である。

【図５】従来例に係るレトルト型の熱処理炉を示す縦断
面図である。

【符号の説明】

１ 連続式熱処理炉 ２ 炉芯管 ３ ヒータ ３ａ その端部 ４ 炉体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被処理物（Ｓ）が軸芯方向に沿いながら通
   過する円筒状の炉芯管（２）と、該炉芯管（２）の外周
   囲を取り囲んで配置されたヒータ（３）と、該ヒータ
   （３）が内周面上に固定された円筒状の炉体（４）とを
   備えてなる連続式熱処理炉であって、 ヒータ（３）は炉芯管（２）の軸芯方向に沿う所定長さ
   を有する複数本に分割され、かつ、炉芯管（２）の軸芯
   方向に沿う所定位置及びその周方向に沿う所定位置ごと
   に配置されたものであり、しかも、炉芯管（２）の軸芯
   方向に沿う端部（３ａ）同士が互いに入り込んだ状態で
   固定されたものである一方、 炉体（４）は炉芯管（２）の軸芯方向に沿って２分割さ
   れたうえで互いに連結されたものであることを特徴とす
   る連続式熱処理炉。