JPH085252A - 熱処理炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 匣や台板等の熱処理治具を使用することな
く、熱処理治具とユニット間の化学反応を防止して、均
一かつ短時間にてユニットを熱処理することができる熱
処理炉を提供する。 【構成】 長手方向に傾斜している炉芯管と、炉芯管を
公転させる公転機構と、炉芯管を自転させる自転機構と
を有することを特徴とする熱処理炉。炉芯管は、その内
部の少なくとも被熱処理物が投入される側に螺旋状の溝
が設けられている。また、金属管とセラミックス管とか
ら構成されている。さらに、炉本体の略中央付近を中心
として複数本が略同一円周上に配列されている。公転機
構は、回転駆動手段と駆動伝達手段とから構成されてい
る。自転機構は、炉芯管の外周に設けられた歯車とこの
歯車と係合するように設けられたギアとから構成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は熱処理炉に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図４に従来の熱処理炉の一つである焼成
炉を示す。この焼成炉は、トンネル炉といわれる連続焼
成炉で、内部に焼成空間２６を有する炉本体１２を備
え、炉本体１２には、トンネル状の通路５６が貫通して
形成されている。

【０００３】通路５６の下部には炉床５８が設けられて
おり、通路５６の上部にはヒータ２２が設置されてい
る。

【０００４】図示しない被焼成物を収容した匣６０が、
台板６２上に積み重ねられ、匣６０を載せた台板６２
は、炉床５８上に載置されて、プッシャー６４により順
次通路５６の内部に押し込まれる。

【０００５】被焼成物は、匣６０に収容された状態で、
所定の温度に設定された焼成空間２６を通過することで
焼成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような連続焼成
炉では、匣６０や台板６２等の熱容量の大きな焼成治具
を使用しており、これらの焼成治具を通じて被焼成物を
加熱するため、急昇温、急冷却が難しく、短時間焼成が
できない。

【０００７】また、被焼成物と匣６０との反応を防止す
るために、パウダーやセパレータなどが必要である。

【０００８】さらに、匣６０内部での被焼成物の収容位
置や、匣６０の積み重ね位置の違いに起因して、各被焼
成物ごとに温度分布のばらつきが生じ、被焼成物の均一
化や品質の安定性に欠ける。

【０００９】この発明の目的は、匣や台板等の熱処理治
具を使用することなく、熱処理治具とユニット間の化学
反応を防止して、均一かつ短時間にてユニットを熱処理
することができる熱処理炉を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記のよう
な問題点を解決するためになされたもので、内部に熱処
理空間を有する炉本体と、長手方向に傾斜している略円
筒状の炉芯管と、前記炉芯管を公転させる公転機構と、
前記炉芯管を自転させる自転機構と、被熱処理物を加熱
するヒータとを有することを特徴とするものである。

【００１１】また、この発明は、前記炉芯管は、その内
部の少なくとも被熱処理物が投入される側に螺旋状の溝
が設けられていることを特徴とするものである。

【００１２】また、この発明は、前記炉芯管は、被熱処
理物が投入される側に設けられるとともに内部に螺旋状
の溝が形成された金属管と被熱処理物が排出される側に
設けられたセラミックス管とから構成されており、前記
金属管と前記セラミックス管とは直線状に連結されてい
ることを特徴とするものである。

【００１３】また、この発明は、前記公転機構は、回転
駆動手段と、この回転駆動手段と係合し、駆動力を前記
炉芯管に伝達する駆動伝達手段とからなることを特徴と
するものである。

【００１４】また、この発明は、前記駆動伝達手段は、
前記回転駆動手段と係合する略円筒状の駆動管と、この
駆動管を固定するとともに、前記炉芯管を自転可能に支
持する固定部とからなることを特徴とするものである。

【００１５】また、この発明は、前記自転機構は、前記
炉芯管の外周に一体に設けられた歯車と、この歯車と係
合するように前記炉芯管の周囲に設けられたギアとから
なることを特徴とするものである。

【００１６】さらに、この発明は、前記炉芯管は、複数
本が炉本体の略中央付近を中心として略同一円周上に配
列されていることを特徴とするものである。

【００１７】

【作用】この発明の熱処理炉では、長手方向に傾斜して
いる炉芯管を用いるので、炉芯管に投入された被熱処理
物は、炉芯管内部を進行し、熱処理され、炉本体の外部
へ排出される。

【００１８】また、炉芯管を公転させる公転機構によっ
て、炉芯管は公転運動を行い、ヒータによる輻射熱を均
一に受ける。

【００１９】さらに、炉芯管を自転させる自転機構によ
って、炉芯管は、自転運動を行い、被熱処理物は、炉芯
管内部の特定の位置で停止することなく、連続的に移動
する。

【００２０】また、炉芯管の内部の少なくとも被熱処理
物が投入される側に螺旋状の溝が設けられている場合に
は、被熱処理物は、炉芯管の自転運動に伴い、内部の螺
旋状の溝に沿って互いに重ならないで等間隔に整列しな
がら進行する。

【００２１】また、炉芯管が、被熱処理物が投入される
側に設けられるとともに内部に螺旋状の溝が形成された
金属管と被熱処理物が排出される側に設けられるセラミ
ックス管とから構成され、直線状に連結されている場合
には、被熱処理物は、炉芯管の自転運動に伴い、金属管
の内部に設けられた螺旋状の溝に沿って、互いに重なら
ないで等間隔に整列しながら進行し、さらに、セラミッ
クス管の内部で一列に整列させて送り出される。

【００２２】また、公転機構が、回転駆動手段と、この
回転駆動手段と係合し、駆動力を炉芯管に伝達する駆動
伝達手段とからなる場合には、回転駆動手段による回転
力が駆動伝達手段に伝わり、駆動伝達手段が炉芯管を回
転させることによって、炉芯管は公転運動をする。

【００２３】また、駆動伝達手段が、略円筒状の駆動管
と、この駆動管を固定するとともに、前記炉芯管を自転
可能に支持する固定部とからなる場合には、回転駆動手
段と係合している駆動管が回転し、駆動管の回転が固定
部に伝わり、この固定部に配設されている炉芯管が公転
運動をする。

【００２４】また、自転機構が、炉芯管の外周に一体に
設けられた歯車と、この歯車と係合するように炉芯管の
周囲に設けられたギアとからなる場合には、公転機構に
よって公転運動をする炉芯管が、炉芯管の外周の歯車
と、炉芯管の周囲に設けられたギアとの内接係合するこ
とにより、炉芯管が公転運動に伴って自転運動する。

【００２５】さらに、複数本の炉芯管が炉本体の略中央
付近を中心として略同一円周上に配列している場合に
は、炉芯管は、大量の被熱処理物を投入したり、それぞ
れの炉芯管に異なる品種の被熱処理物を投入することが
できる。

【００２６】

【実施例】以下、図１、図２、および図３を参照して、
この発明の熱処理炉の一実施例である連続焼成炉につい
て説明する。この連続焼成炉は、炉フレーム１０と、炉
本体１２と、炉芯管１４を構成する金属管１４０とセラ
ミックス管１４２と、公転機構である回転駆動手段１６
と駆動伝達手段１８と、自転機構である歯車２０とイン
ターナルギア２２と、ヒータ２３とを備えている。な
お、駆動伝達手段１８は、駆動管１８０と、固定部であ
る固定板１８２とから構成されている。

【００２７】断熱材２４によって形成された炉本体１２
は、その内部に熱処理空間である焼成空間２６が設けら
れており、焼成空間２６内では、温度制御盤２８によっ
て制御されたヒータ２３が炉芯管１４の上部および下部
に互いに略平行に、また、炉芯管１４に対しては略直角
に設置されている。

【００２８】また、炉本体１２は、炉本体１２の下部に
設置されている温度制御盤２８に取り付けられたアジャ
スター３０によって、その長手方向に沿って図１では左
側から右側へ傾斜を有している。

【００２９】ところで、アジャスター３０は、炉本体１
２の傾斜角度を任意の角度に調整することができ、調整
後は炉本体１２をその傾斜角度に固定する。

【００３０】炉芯管１２は、ユニット３６の投入側に設
けられた略円形状の金属管１４０と、ユニット３６の排
出側に設けられたセラミックス管１４２とから構成され
ており、溶接されている連結部３２で係合されて直線状
に形成されている。

【００３１】また、炉芯管１２は、炉本体１２の長さ方
向に沿って、焼成空間２６を貫くように配設されてお
り、金属管１４０の始端部１４００とセラミックス管１
４２の終端部１４２０とが炉本体１２から突出し、炉本
体１２の始端部と終端部にある固定板１８２によって炉
芯管１４が突設されて、固定板１８２に設けられたベア
リング３４によって自転可能に固定されている。なお、
炉本体１２の傾斜に伴い、炉芯管１４も傾斜している。

【００３２】また、図２に示すように、複数本の炉芯管
１４が略同一円周上に配置されており、投入される被熱
処理物である略円板形のユニット３６が炉芯管１４内で
回転しながら通過することのできる大きさで形成され、
さらに、金属管１４０の始端部１４００の外周には、放
射方向に向かって所定のサイズと間隔を有する歯車２０
が金属管１４０と一体に設けられている。

【００３３】インターナルギア２２は、金属管１４０の
始端部１４００の周囲の所定の位置に、炉フレーム１０
に固定されて、複数本の金属管１４０の始端部１４００
を取り囲むようにして設けられており、金属管１４０の
歯車２０と内接係合するための所定のサイズと間隔を有
するギア部２２０を有している。

【００３４】また、図３に示すように、金属管１４０の
内部には、螺旋状の溝３８が設けられている。この螺旋
状の溝３８は、金属管１４０が回転するときに、ユニッ
ト３６が進行方向に搬送されていくように形成されてお
り、しかもユニット３６がそれぞれ１つずつ離れて搬送
されるように、ユニット３６のサイズに合わせて間隔が
調整されている。

【００３５】ここで、螺旋状の溝３８は、ユニット３６
が脱バインダーの必要なものである場合に設けられ、脱
バインダーが不要であれば、溝加工のない金属管を使用
してもよい。

【００３６】また、金属管１４０には任意数の孔４０が
設けられており、ユニット３６から生成される排ガスを
金属管１４０の外部へ排出する。

【００３７】さらに、セラミックス管１４２内には先頭
ユニット４２が設けられており、金属管１４０内で焼成
されたユニット３６が、セラミックス管１４２内へ誘導
されてきた際に、転倒することなく一列に整列すること
ができる。

【００３８】ここでまた、図１に示すように、炉本体１
２の先頭部には回転駆動手段１６が設けられており、チ
ェーン４４を介してローラー４６を制御可能に回転させ
ることができる。

【００３９】駆動管１８０は、固定板１８２の略中央部
に配設されており、ローラー４６と係合して回転するこ
とができて、その回転力を固定板１８２に伝える。この
固定板１８２は、自転可能に固定された炉芯管１４を、
駆動管１８０を中心に略円周方向に公転させる。

【００４０】また、駆動管１８０は、終端部にバネ４８
が設けられており、焼成、冷却による駆動管１８０の膨
張、収縮を吸収することができる。さらには連結部３２
の膨張、収縮にも対応することができる。

【００４１】さらに、炉フレーム１０には、ファン５０
および冷却ファン５２が設置されており、ファン５０
は、空気を供給してユニット３６を脱バインダーするこ
とができ、冷却ファン５２は、金属管１４０およびセラ
ミックス管１４２を冷却することができる。

【００４２】また、セラミックス管１４２の終端部１４
２０に設けられたベルトコンベア５４は、焼成されたユ
ニット３６を載置して、炉本体１２と直角方向に搬送す
る。

【００４３】従って、本願発明の熱処理炉は、回転駆動
手段１６によって駆動管１８０が回転駆動されて、それ
に伴い、固定板１８２も回転する。この固定板１８２を
貫通し、炉本体１２から突設されている金属管１４０お
よびセラミックス管１４２は、固定板１８２の回転にし
たがって公転をする。次に、金属管１４０の始端部１４
００の所定の位置に設けられたインターナルギア２２
と、金属管１４０に設けられた歯車２０とが内接係合す
ることによって、金属管１４０は公転とともに自転を行
う。

【００４４】また、本願発明の熱処理炉を用いると、金
属管１４０に投入されたユニット３６は、自転をする金
属管１４０内の螺旋状の溝３８にしたがって、回転しな
がら前後のユニット３６と接触することなく焼成空間２
６に進行していき、焼成空間２６内でヒータ２３による
焼成が終わると、連結部３２でセラミックス管１４２へ
進行し、先頭ユニット４２によって転倒することなく一
列に整列して搬送方向に導かれる。さらに、セラミック
ス管１４２の終端部１４２０からベルトコンベア５４上
に載置されて、搬送される。

【００４５】ところで、上記実施例のような熱処理炉で
は、炉芯管が略同一円周上に４本配列しているが、この
発明はこれに限定されるものではなく、任意本数の炉芯
管を配列してもよいし、また、例えば、同心円上に半径
の長さを異ならせて略同一円周上に配置したものを二
重、三重に設置することも可能である。

【００４６】また、上記実施例では、炉芯管の大きさが
略同一形状をなしているが、この発明はこれに限定され
るものではなく、例えば、ユニットの大きさに応じて、
サイズの異なる炉芯管を組み合わせて構成することも可
能である。

【００４７】また、上記実施例では、ヒータは、炉本体
の上部および下部に互いに略平行、また炉芯管に対して
は略直角に設置されているが、この発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば、炉芯管に略平行に設置して
もよいし、炉芯管の外周に略円弧状に設置してもよい
し、駆動管と炉芯管の間に炉芯管の回転の妨げとならな
いように設置することも可能である。

【００４８】さらに、上記実施例では、インターナルギ
アは、金属管の始端部に設けられているが、この発明は
これに限定されるものではなく、セラミックス管の終端
部に設けてもよいし、炉本体内部に設けてもよい。

【００４９】なお、この発明は、上記実施例である熱処
理炉に限定されるものではなく、種々の熱処理炉におい
て、匣や台板等の焼成治具を使用することなく、焼成治
具とユニット間の化学反応を防止して、均一かつ短時間
にてユニットを焼成することができる熱処理炉を提供す
ることが可能である。

【００５０】この発明は、さらにその他の点において
も、上記実施例に限定されるものではなく、金属管およ
びセラミックス管の材質や具体的形状、歯車およびイン
ターナルギアの材質や具体的形状などに関し、この発明
の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えるこ
とが可能である。

【００５１】

【発明の効果】この発明の熱処理炉では、長手方向に傾
斜をしている炉芯管を用いるので、匣や台板等の熱処理
治具を使用せずに被熱処理物を熱効率よく熱処理するこ
とが可能であり、また、特別な搬送手段を必要とせず、
被熱処理物の投入、熱処理、排出を連続的に行うことが
でき、そのため、急昇温、急冷却も可能な短時間焼成を
行うことが可能である。

【００５２】また、炉芯管を公転させる公転機構、およ
び炉芯管を自転させる自転機構によって、被熱処理物に
対して、ヒータによる輻射熱を均一に与えられるので、
被熱処理物を均一に熱処理することが可能である。

【００５３】また、炉芯管を自転させる自転機構によっ
て、被熱処理物が炉芯管内部の特定の位置で停止するこ
となく、連続的に移動することができるので、炉芯管と
被熱処理物が接触することによる化学反応を防止するこ
とが可能である。

【００５４】また、炉芯管の内部の少なくとも被熱処理
物が投入される側に螺旋状の溝が設けられている場合に
は、被熱処理物は、炉芯管の自転に伴い、内部の螺旋状
の溝に沿って進行するので、互いに重ならず、等間隔に
整列することができて、被熱処理物の脱バインダー蒸れ
を防止することが可能である。

【００５５】また、炉芯管が、被熱処理物が投入される
側に設けられるとともに内部に螺旋状の溝が形成された
金属管と被熱処理物が排出される側に設けられるセラミ
ックス管とから構成され、直線状に連結されている場合
には、被熱処理物は、炉芯管の自転運動に伴い、金属管
の内部の螺旋状の溝に沿って進行するので、互いに重な
らず、等間隔に整列することができて、被熱処理物の脱
バインダー蒸れの防止および金属管との化学反応を防止
することが可能である。さらに、セラミックス管の内部
で熱処理する時には、被熱処理物を一列に整列させて熱
処理して、炉芯管の外部に送り出すことが可能である。

【００５６】また、公転機構が、回転駆動手段と、この
回転駆動手段と係合し、駆動力を炉芯管に伝達する駆動
伝達手段とからなる場合には、炉芯管は、回転駆動手段
の回転駆動に応じて回転することができ、さらに、駆動
伝達手段によって確実に回転することができるので、ヒ
ータによる輻射熱を均一に受けて、被熱処理物をより一
層均一に熱処理することが可能である。

【００５７】また、駆動伝達手段が、回転駆動手段と係
合する略円筒状の駆動管と、この駆動管を固定するとと
もに、前記炉芯管を自転可能に支持する固定部とからな
る場合には、駆動管を回転させることにより、固定部に
配設された炉芯管が公転するので、１つの回転駆動手段
で複数本の炉芯管を公転させることができ、さらに、駆
動管を固定部の略中央部に配設すれば、複数の炉芯管の
公転をスムーズに行うことができる。

【００５８】また、自転機構が、炉芯管の外周に一体に
設けられた歯車と、この歯車と係合するように炉芯管の
周囲に設けられたギアとからなる場合には、炉芯管の公
転運動に伴って、炉芯管が歯車とギアの係合により確実
に自転することができるので、自転させるための特別な
回転駆動手段を必要としないで、より一層スムーズな自
転が可能である。

【００５９】さらに、炉芯管は、複数本が炉本体の略中
央付近を中心として略同一円周上に配列されている場合
には、複数本の炉芯管で同時に熱処理することができる
ので、一度に大量の被熱処理物を投入して熱処理した
り、それぞれの炉芯管に品種の異なる被熱処理物を投入
して熱処理することが可能である。また、略同一円周上
に配列されている炉芯管による温度差がなくなるので、
均一な熱処理による均一な被熱処理物の生成が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す一部切欠断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線の断面図。

【図３】この発明の一実施例を示す要部断面図。

【図４】従来の焼成炉を示す断面図。

【符号の説明】

１０ 炉フレーム １２ 炉本体 １４ 炉芯管 １４０ 金属管 １４２ セラミックス管 １６ 回転駆動手段 １８ 駆動伝達手段 １８０ 駆動管 １８２ 固定板 ２０ 歯車 ２２ インターナルギア ２３ ヒータ ２８ 温度制御盤 ３０ アジャスター ３２ 連結部 ３４ ベアリング ３６ ユニット ３８ 溝 ４０ 孔 ４２ 先頭ユニット ５４ ベルトコンベア ５６ 通路 ５８ 炉床 ６０ 匣 ６２ 台板 ６４ プッシャー

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に熱処理空間を有する炉本体と、長
   手方向に傾斜している略円筒状の炉芯管と、前記炉芯管
   を公転させる公転機構と、前記炉芯管を自転させる自転
   機構と、被熱処理物を加熱するヒータとを有することを
   特徴とする熱処理炉。
2. 【請求項２】 前記炉芯管は、その内部の少なくとも被
   熱処理物が投入される側に螺旋状の溝が設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載の熱処理炉。
3. 【請求項３】 前記炉芯管は、被熱処理物が投入される
   側に設けられるとともに内部に螺旋状の溝が形成された
   金属管と被熱処理物が排出される側に設けられたセラミ
   ックス管とから構成されており、前記金属管と前記セラ
   ミックス管とは直線状に連結されていることを特徴とす
   る請求項１記載の熱処理炉。
4. 【請求項４】 前記公転機構は、回転駆動手段と、この
   回転駆動手段と係合し、駆動力を前記炉芯管に伝達する
   駆動伝達手段とからなることを特徴とする請求項１ない
   し３記載の熱処理炉。
5. 【請求項５】 前記駆動伝達手段は、前記回転駆動手段
   と係合する略円筒状の駆動管と、この駆動管を固定する
   とともに、前記炉芯管を自転可能に支持する固定部とか
   らなることを特徴とする請求項４記載の熱処理炉。
6. 【請求項６】 前記自転機構は、前記炉芯管の外周に一
   体に設けられた歯車と、この歯車と係合するように前記
   炉芯管の周囲に設けられたギアとからなることを特徴と
   する請求項１ないし５記載の熱処理炉。
7. 【請求項７】 前記炉芯管は、複数本が炉本体の略中央
   付近を中心とする略同一円周上に配列されていることを
   特徴とする請求項１ないし６記載の熱処理炉。