JPH0672043U - 未焼成セラミックの乾燥試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キレ発生の限界条件を知ることのできる乾燥
試験装置を提供する。 【構成】 加熱用の輻射熱ヒータ６、７により輻射加熱
する。また換気孔１１の開閉や、空気吸引管１３からの
吸引により、湿度や対流の条件を得る。これにより輻射
乾燥と対流乾燥の複合した乾燥条件を得る。また、乾燥
器本体１の上に設けた台ばかり２１から乾燥器本体１内
に開孔する挿通孔３５を挿通して吊下ボルト２８の下端
部にサンプル支持板３１を支持する。これにより乾燥す
るサンプルＷの重量を扉の開閉を行わずに知ることがで
きる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、未焼成セラミックスの乾燥条件を試験する未焼成セラミックスの 乾燥試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

坏土を成形した未焼成セラミック（以下、成品という。）は乾燥工程により乾 燥され、その後に焼成工程に移行される。ここで、水分含有量が１０％を越える 成品では、遠赤外線などによる輻射熱乾燥と空気の対流による対流乾燥が複合し た条件の下で乾燥されるが、特に乾燥初期に急速乾燥すると、成品の表面にキレ を生じることがある。

【０００３】 このため、この乾燥工程における乾燥条件を知るため従来から乾燥試験が行わ れてきた。この従来の乾燥試験装置は筺体の内部にヒータを設けた乾燥器であっ て、加熱された乾燥器内に成品を入れ、一定時経過後に取り出してはその時々の 重量測定を行なって、成品の水分減少を知る乾燥試験装置に留まっていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、従来の乾燥試験装置では、輻射熱乾燥と対流乾燥の複合した乾燥工程 に合せた乾燥条件の下で乾燥試験を行うことができず、また、重量測定の毎に成 品を外部に取り出してから重量測定が行なわねばならず、外部に取り出した際の 熱ショックによるキレを発生したり、乾燥器内の温度の変動をもたらしている。 このため、成品の形状や大きさ等によって相違するキレ発生の限界条件を知るこ とができなかった。 そこでこの考案では、キレ発生の限界条件を知ることのできる乾燥試験装置を 提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 このため、この考案では、乾燥器本体には、加熱用の輻射熱ヒータと、サンプ ルを載置するサンプル支持板が設けられるとともに、外部に開閉する換気孔が設 けられ、また、はかり装置の重量感知部はその乾燥器本体の外に設けられており 、その乾燥器本体内に開孔する挿通孔を挿通して保持される前記サンプル支持板 が設けられている。

【０００６】

【作用】

この考案では、成品は輻射熱ヒータにより輻射乾燥される。輻射乾燥では乾燥 初期に、成品の表面に飽和蒸気層が形成されるのでキレの発生を緩和する作用が ある。この輻射による単位時間当たりの移動熱量Ｑ1は、 Ｑ1＝Ｋ・Ｅ（θ1⁴−θ2⁴） で表される。ここで、Ｋ：輻射定数 Ｅ＝表面輻射能 θ1：輻射体温度 θ2： 成品表面温度である。このため、輻射体温度θ1の４乗と成品表面温度θ2の４乗 の差に比例し、その温度差の影響が大きい反面、雰囲気温度に余り左右されない ことになる。従って、輻射熱ヒータの発熱量を調整すれば輻射体温度θ1を調整 することができる。また、輻射熱ヒータにより乾燥器本体内が加熱され成品表面 温度θ2も変動する。

【０００７】 対流乾燥は、雰囲気温度の不均一、例えば雰囲気温度と成品表面温度θ2の差 により生じる。この対流による単位時間当たりの移動熱量Ｑ2は、 Ｑ2＝Ａ・Ｋｃ（θ3−θ2）^5/4 で表される。ここで、Ｋｃ：定数 Ｅ＝表面輻射能 θ3：雰囲気温度である。 このため、成品表面温度θ2が雰囲気温度θ3に近づくと移動熱量Ｑは減少する。

【０００８】 この考案では、換気孔が開閉可能に設けられているので、この換気孔を開閉し たり、これから筺体内空気を吸引したり、熱風や冷風を吹き込んで雰囲気温度を 調整することができ、輻射乾燥及び対流乾燥の複合した条件を目的に応じて実現 できる。

【０００９】 また、成品を載置するサンプル支持板は、はかり装置の重量感知部に保持され ているので、成品を筺体から取り出すこと無く、成品の重量を測定することがで き、連続して乾燥程度を知ることができる。

【００１０】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案では、乾燥器本体内には、加熱用の輻射熱ヒー タと、サンプルを載置するサンプル支持板が設けられるとともに、開閉する換気 孔が設けられ、また、はかり装置の重量感知部はその乾燥器本体の外に設けられ ており、その乾燥器本体内に開孔する挿通孔を挿通してサンプル支持板が保持さ れているので、セラミックスがキレを発生しない乾燥条件を知ることのできる未 焼成セラミッスクスの乾燥試験装置とすることができる。

【００１１】

【実施例】

以下、この考案を懸垂碍子用の成品Ｗについて乾燥試験を行なうに好適な一実 施例を図１〜図４に基づいて説明する。 図１はこの試験装置の概略を示し、筺体の乾燥器本体１は、その正面に開閉可 能な開閉扉（図示しない）が設けられ、成品などの出入れが可能とされている。 また、乾燥器本体１は支持脚２により支持され、全体がスチール板よりなる外殻 板３により囲まれるとともに、断熱材料により形成された断熱層５により内張り されて、乾燥室４が形成され、効率よく乾燥室４内の温度をコントロールできる ようにされている。

【００１２】 この乾燥室４内には、上下部の両輻射熱ヒータ６，７を配置するフレーム８が 設けられている。このフレーム８の下部には三段の支持棚９（９ａ，９ｂ，９ｃ ）が設けられ、この支持棚９のいずれかに下部輻射熱ヒータ６が載置されて、上 方に向けて加熱するように配設されている。また、フレーム８の上部には下向き に上輻射熱ヒータ６が取付けられており下方に向けて加熱するように配置されて いる。この上下両輻射熱ヒータ６，７はパネル型であって、面状に遠赤外線を放 射して輻射加熱するものであって、図示しないスライダックを電圧調整して、輻 射熱ヒータ６，７による輻射体温度θ1をそれぞれ別個に調整可能とされている 。

【００１３】 また、乾燥器本体１の両側面には、図２に示すように上下に４段で横に３個づ つの合計１２個の換気孔１１が略均等に配置されて、各換気孔１１には開閉可能 な蓋１２がそれぞれに設けられて、目的とする試験に応じて適宜開閉して、乾燥 室４内の温度低下を図ったり、自然対流を起こすことが可能とされている。また 乾燥器本体１の上面には、図１に示すように、空気吸引管１３が設けられており 、これにより乾燥室４内の湿った空気を吸引して乾燥室４内を低湿度に維持可能 とし、また、炉内空気の対流を強制的に起こさせるようにされている。なお、図 示しないが乾燥器本体１の背面からは、複数の熱電対温度計が差し込まれており 、その乾燥器内の温度（雰囲気温度）θ3や熱電対の先端を成品Ｗの表面に埋め 込まれた成品表面温度θ2がそれぞれ測定可能とされている。さらには湿度計も 差し込まれており、乾燥室４内の湿度も測定可能とされている。

【００１４】 また、乾燥器本体１には、はかり装置２０が付設されている。このはかり装置 ２０には、この実施例では台ばかり２１が用いられ、乾燥器本体１の上面に断熱 板２２を介して取付けられている。この台ばかり２１は周知の通りその上面の台 板２３の面全体が重量感知部とされ、この台板２３の上に支持バー２４が載置さ れている。また、台ばかり２１には、台板２３より感知された重量を表示する重 量表示器２５とその重量を自動記録するレコーダ２６が設けられている。

【００１５】 支持バー２４は図３に示すように、クロス形状とされており、その各先端に設 けられた取付孔に両端に雄ネジ部を形成した吊下ボルト（吊下部材）２８の上端 が取付ナット２９により取付けられている。また、この吊下ボルト２８の下部の 雄ネジ部には取付ナット３０により略方形のサンプル支持板３１の各隅部が取付 けられて、サンプル支持板３１が水平に設けられている。このサンプル支持板３ １は粗い格子状とされ、この中央にサンプル敷き板３２が載置されている。この サンプル敷き板３２は、図４に示すように多数の透過孔が設けられており、この 透過孔の開孔率により下輻射熱ヒータ７からの輻射量を調整するものであって、 種々の開孔率のサンプル敷き板が用意されており、適宜選択して使用される。こ のサンプル敷き板３２上にサンプルである成品Ｗを載置できるようにされている 。

【００１６】 上述のはかり装置２０の吊下ボルト２８は、乾燥器本体１の上面の各隅部に設 けられた挿通孔３５を通して乾燥室４内に抵抗無く挿通可能に挿通され、その下 部が乾燥室４内に配置されている。なお、取付ナット２９，３０を調整すること によりサンプル支持板３１の位置を適宜変更可能とされている。

【００１７】 次にこの実施例の作用について説明する。 まず、試験計画に基づいて、輻射乾燥と対流乾燥の比率や、雰囲気温度等の試 験条件を定める。

【００１８】 輻射加熱の条件としては、スライダックにより上下両輻射熱ヒータ６，７の電 圧をそれぞれ定めて、予定の輻射体温度θ1が得られるように設定する。また、 支持棚９ａ，９ｂ，９ｃを選択して下輻射熱ヒータ７の高さを定めるとともに、 吊下ボルト２８の取付ナット２９，３０を調整して、サンプル支持板の位置を調 整する。これにより上下両輻射熱ヒータ６，７からの成品Ｗの設置距離が調整さ れ、またサンプル支持板３１を水平に支持するように調整する。また、目的の開 孔率を有するサンプル敷き板３２を選択してサンプル支持板３１上に載置し、下 輻射熱ヒータ７による輻射加熱の条件が整えられる。

【００１９】 また、対流加熱の条件としては、換気孔１１の蓋１２を適宜開いて自然対流の 条件が整えられる。さらに大きな対流条件の試験では、これを併せて空気吸引管 １３から空気の吸引を行なう。これにより対流条件が整えられる。また、乾燥室 ４内の温度（雰囲気温度）θ3は、これら輻射加熱条件及び対流条件の双方から 定められる。なお、さらに高温かつ大きな対流の条件を必要とする場合には、図 示しない熱風器により換気孔１１へ熱風を送風するなどして、その条件を整える こともできる。

【００２０】 このように試験条件をセットした上で、所定の水分量の成品Ｗをサンプル敷き 板３２上に載置し、開閉扉を閉めた上で試験を開始する。 サンプル敷き板３２上に載置された成品Ｗは吊下ボルト２８を介して台ばかり ２１の重量感知部（支持台）２３に支持されているので、成品Ｗの重量は秤量さ れ、その重量が重量表示部２５に表示されるとともに、レコーダ２６に記録され る。そして、時間の経過とともに成品Ｗはその試験条件の下での乾燥が進行して 、その時々の重量が重量表示部２５に表示され、記録されていく。これにより蒸 発水分量の時間変化曲線を直接得ることができる。なお、温度計や湿度計により その雰囲気温度θ3や成品表面温度θ2、さらには雰囲気湿度など乾燥条件に必要 な諸データが測定される。これらの乾燥試験が終了した後に、成品Ｗを取り出し てキレの有無、キレの状況など観察することができる。

【００２１】 この実施例では、空気吸引管１３を設けているので、強制対流試験を行うこと ができ、また、熱風器により換気孔１１へ熱風を送風して、高温と大きな対流条 件を得ることができるので、広範な条件の下での乾燥試験を行うことができる。 なお、この強制対流を行なう場合には、取付ネジ２９，３０をそれぞれ２個ずつ 使用して、サンプル支持板３１及び支持バー２４を挟着固定して、サンプル支持 板３１が強制対流により揺らがないようにすることが望ましい。 また、この実施例では、サンプル敷き板３２の上に成品Ｗを載置する構成とし ているので、異なる開孔率のサンプル敷き板３２を選択することにより、下輻射 熱ヒータ７からの輻射量を調整でき、広範な試験条件を得ることができる。 またこの実施例では、成品Ｗの重量変化をレコーダにより自動記録しているの で、自動計測され、容易に試験を行うことができる。

【００２２】 なお、この実施例では、はかり装置２０として台ばかり２１を用い、また、サ ンプル支持板３１上に成品Ｗを載置する例を示したが、台ばかりに代えて吊下ば かりとしたり、成品Ｗを吊り下げて支持するなど、適宜変更使用することもでき る。

【図面の簡単な説明】

【図１】正断面図である。

【図２】側面図である。

【図３】はかり装置の斜視図である。

【図４】サンプル支持台の平面図である。

【符号の説明】

１…乾燥器本体 ６，７…輻射熱ヒータ １１…換気孔 ２０…はかり装置 ２３…台板（重量感知部） ２８…吊下ボルト（吊下部材） ３１…サンプル支持板 ３５…挿通孔

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 乾燥器本体にはかり装置を付設して、未
   焼成セラミック成品の重量変化を測定する乾燥試験装置
   であって、 前記乾燥器本体内には、加熱用の輻射熱ヒータと、サン
   プルを載置するサンプル支持板が設けられるとともに、
   開閉する換気孔が設けられ、 また、前記はかり装置の重量感知部はその乾燥器本体の
   外に設けられており、その乾燥器本体内に開孔する挿通
   孔を挿通して保持される前記サンプル支持板が設けられ
   ていることを特徴とする未焼成セラミックの乾燥試験装
   置。