JPH10141858A - 熱処理炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱効率が高く、種々の温度プロファイルに追
随することが可能な熱処理炉を提供する。 【解決手段】 上面側に開口を設けた炉芯管を用い、炉
芯管を通過する被熱処理物を炉芯管の周囲側から間接的
に加熱するとともに、開口から直接的に加熱するように
して、熱効率を向上させる。また、開口の周方向の距離
を、炉芯管の外周距離の１／３〜１／２とする。また、
炉芯管として、その軸方向に所定の間隔をおいて複数の
開口が形成された構造のものを用いる。また、被熱処理
物搬送手段として、炉芯管を周方向に所定の角度で往復
回転させる回転駆動手段及び炉芯管に所定の振動を与え
る加振手段の少なくとも一方を用いる。また、被熱処理
物搬送手段を構成する回転駆動手段として、炉芯管を周
方向に１２０゜以下の角度で往復回転させるように構成
されたものを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱処理炉に関し、
詳しくは、被熱処理物を、炉芯管内を通過させながら連
続的に熱処理することができるように構成された熱処理
炉に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】被熱処
理物を、炉芯管内を通過させながら連続的に熱処理する
ようにした従来の熱処理炉の一つに、図９に示すような
熱処理炉がある（特開平５−３３２６８０号（図
５））。

【０００３】この熱処理炉は、図９に示すように、アル
ミナなどのセラミックからなり、所定の傾き（例えば、
水平に対して２゜）をもって配設された円筒状の炉芯管
５１（図１０参照）と、炉芯管５１を回転可能に支持す
るローラ５２ａ，５２ｂと、ローラ５２ａを介して炉芯
管５１を一定方向に回転駆動する駆動用モータ（駆動手
段）５３と、炉芯管５１を取り囲む複数個の加熱用ヒー
タ（加熱手段）５４を有する炉本体５５とを備えてい
る。さらに、炉芯管５１の一端側（被熱処理物の入口
側）には、原料供給用ホッパ５６及び定量供給手段５７
が配設されており、他端側（被熱処理物の出口側）には
原料取出用ホッパ５８及び熱処理済みのセラミック原料
（被熱処理物）を保管する貯留容器５９が配設されてい
る。

【０００４】上記のように構成された熱処理炉において
は、所定の傾きを持って配設された炉芯管５１を一定の
方向に連続して回転駆動させることにより、被熱処理物
が入口側から出口側に連続的に搬送されるため、被熱処
理物を搬送するための搬送手段を必要とすることなく、
被熱処理物を搬送して炉芯管内を通過させ、連続的に熱
処理することが可能になる。

【０００５】しかし、上記従来の熱処理炉においては、
被熱処理物が、筒状の炉芯管５１内を通過する際に、炉
芯管５１を介して加熱されるように構成されており、炉
芯管５１を介しての間接加熱により熱処理が行われる。

【０００６】そのため、熱効率が悪く、例えば、入口側
で急速な昇温を行うことが必要な場合などにおいては、
加熱手段（発熱体）の温度を急上昇させても、炉芯管
内の被熱処理物の温度を急速に上昇させることが困難で
あること、炉芯管の温度を急激に上げ過ぎると熱衝撃
により炉芯管が損傷するおそれがあり、炉芯管の表面温
度を急速に上げるにも限度があることなどの理由から、
被熱処理物の熱処理に必要な所望の温度プロファイルに
追随させることができないというような問題点がある。

【０００７】本発明は、上記問題点を解決するものであ
り、熱効率が高く、急速な温度変化を伴う種々の温度プ
ロファイルに追随することが可能な熱処理炉を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の熱処理炉は、筒状で、略水平に置いた場合
の上面側に開口が形成され、被熱処理物がその内部を通
過する炉芯管と、前記炉芯管を通過する被熱処理物を前
記炉芯管の周囲から間接的に加熱するとともに、前記開
口から直接的に加熱する加熱手段と、前記炉芯管を介し
て前記被処理物に推進力を与えることにより、前記被熱
処理物を前記炉芯管の一端側から他端側に移動させる被
熱処理物搬送手段とを具備することを特徴としている。

【０００９】本発明の熱処理炉においては、筒状の炉芯
管の上部側に、その軸方向に沿って開口が形成されてい
るため、炉芯管を介しての間接加熱と、上記開口からの
直接加熱が同時に行われる。したがって、熱効率が向上
し、被熱処理物の熱処理に要求される種々の温度プロフ
ァイルへの追随性が向上する。

【００１０】また、本発明の熱処理炉は、前記炉芯管に
形成された開口の周方向の距離が、前記炉芯管の外周距
離の１／３〜１／２の範囲にあることを特徴としてい
る。開口の周方向の距離を外周距離の１／３〜１／２の
範囲とすることにより、被熱処理物を開口から外部にこ
ぼしたりすることなく炉芯管の一端側から他端側に連続
的に搬送しつつ、炉芯管を介しての間接加熱と開口から
の直接加熱により、効率よく被熱処理物を熱処理するこ
とが可能になる。

【００１１】なお、開口の周方向の距離が、前記炉芯管
の外周距離の１／３〜１／２の範囲とすることが好まし
いのは、開口の周方向の距離が外周距離の１／３未満に
なると直接加熱の効果が不十分になりやすく、また、１
／２を越えると被熱処理物が開口から外部にこぼれ出し
やすくなることによる。ただし、加熱手段の種類や配設
位置などによっては、開口の大きさを上記の範囲より小
さくすることも可能であり、また、特に被熱処理物が開
口からこぼれにくいような被熱処理物搬送手段を用いた
場合などにおいては、開口の大きさを上記範囲より大き
くすることも可能である。

【００１２】また、本発明の熱処理炉は、前記炉芯管
が、その軸方向に所定の間隔をおいて複数の開口が形成
された構造を有していることを特徴とする。前記開口
を、炉芯管の軸方向に所定の間隔を置いて複数形成した
場合、開口と開口の間の部分が完全筒状の形状を有する
ことになり、炉芯管の機械的強度が大幅に向上する。し
たがって、開口から直接加熱を行うことができるという
本発明の効果を損なうことなく、炉芯管の強度を向上さ
せて信頼性を高めることが可能になる。

【００１３】また、本発明の熱処理炉は、前記被熱処理
物搬送手段が、前記炉芯管を周方向に所定の角度で往復
回転させる回転駆動手段及び前記炉芯管に振動を与える
加振手段の少なくともいずれか一方であることを特徴と
している。被熱処理物搬送手段として、炉芯管を往復回
転させる回転駆動手段と炉芯管に振動を与える加振手段
の少なくとも一方を用いることにより、開口のある炉芯
管を用いた場合にも、被熱処理物をこぼしたりすること
なく確実に搬送することが可能になり、本発明を実効あ
らしめることができる。なお、被熱処理物搬送手段とし
ては、上記の回転駆動手段及び加振手段のいずれか一方
のみを用いてもよく、また、両方を用いてもよい。

【００１４】また、本発明の熱処理炉は、前記被熱処理
物搬送手段を構成する回転駆動手段が、前記炉芯管を周
方向に１２０゜以下の角度で往復回転させるように構成
されたものであることを特徴としている。なお、炉芯管
を往復回転させる場合の回転角度は、開口から被熱処理
物がこぼれないような角度であることが必要であり、そ
の角度は、開口の大きさとの関係を考慮して定めること
が望ましいが、通常、炉芯管を１２０゜以下の角度で往
復回転させることにより、開口の大きさにかかわらず、
被熱処理物を開口からこぼしたりすることなく確実に搬
送することが可能になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示し
て、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。図
１は本発明の一実施形態にかかる熱処理炉（セラミック
原料用の熱処理炉）の構造を示す正面図、図２はその側
面図である。

【００１６】この熱処理炉は、図２，図３に示すよう
に、円筒状で、アルミナなどのセラミックからなり、上
面側に、軸方向に沿って一端側から他端側にまで達する
ように開口１ａが形成された炉芯管１と、炉芯管１を覆
うように配設され、炉芯管１がその内部を貫通する炉本
体２と、炉芯管１を通過する被熱処理物を炉芯管１の周
囲から間接的に加熱するとともに、開口１ａから直接的
に加熱する加熱手段３と、被熱処理物を炉芯管１の一端
側（入口側）から他端側（出口側）に移動させるための
被熱処理物搬送手段４（図１）とを備えて構成されてい
る。

【００１７】なお、この実施形態の熱処理炉において、
炉芯管１の開口１ａの周方向の距離（すなわち幅）Ｌ
は、炉芯管１の外周距離Ｄの約１／３とされている。

【００１８】また、加熱手段３としては、炉本体２内
に、炉芯管１の軸方向と直交するように配設された、炭
化ケイ素からなる複数の棒状ヒータ３ａが用いられてい
る。

【００１９】また、この実施形態の熱処理炉において、
被熱処理物搬送手段４は、図４に示すように、炉芯管１
を回転可能に支持する従動ローラ５ａ及び５ｂと、モー
タなどの駆動手段（図示せず）により所定の回転角度θ
（この実施形態ではθ＝６０゜）で往復回転駆動される
駆動ローラ５ｃとを備えて構成されており、内部を通過
する被熱処理物がこぼれないような回転角度で炉芯管１
を往復回転させることにより、炉芯管１を介して被処理
物に推進力を与え、被熱処理物を炉芯管１の一端側から
他端側に移動させることができるように構成されてい
る。なお、被熱処理物搬送手段４が配設されている側
（炉芯管１の入口側）と逆の側（炉芯管の出口側）には
従動ローラ６（図１）が配設されている。

【００２０】さらに、この熱処理炉においては、図１に
示すように、炉芯管１の一端側（被熱処理物の入口側）
には被熱処理物（原料）を所定の割合で供給するための
供給手段（図示せず）を備えた原料供給用ホッパ７が配
設されているとともに、他端側（被熱処理物の出口側）
には原料取出用ホッパ８及び熱処理済みのセラミック原
料（被熱処理物）を保管する貯留容器９が配設されてい
る。

【００２１】上記のように構成された熱処理炉を用いて
熱処理を行う場合、原料供給用ホッパ７から被熱処理物
が炉芯管１に供給された被熱処理物は、被熱処理物搬送
手段４により炉芯管１内を連続的に搬送され、その過程
で所定の温度に加熱されることにより熱処理が行われ
る。そして、熱処理が行われた被熱処理物は原料取出用
ホッパ８を経て貯留容器９に貯留される。

【００２２】そして、この実施形態の熱処理炉によれ
ば、円筒状の炉芯管１の上面側に、周方向の距離（幅）
Ｌが炉芯管１の外周距離Ｄの約１／３の開口１ａ（図
２，図３図４）を形成し、かつ、炉芯管１を約６０゜の
回転角度で往復回転させるようにしているので、被熱処
理物が、外部にこぼれたりすることなく炉芯管１の一端
側から他端側に連続的に搬送されるとともに、その過程
で、被熱処理物が炉芯管１を介して間接的に加熱される
とともに、開口１ａから直接的に加熱される。その結
果、熱効率が向上し、被熱処理物を速やかに所望の温度
に加熱することが可能になり、種々の温度プロファイル
で熱処理を行うことが可能になる。

【００２３】なお、上記実施形態においては、炉芯管１
を往復回転させることにより被熱処理物を炉芯管の一端
側から他端側に搬送するようにした場合について説明し
たが、図５に示すように、炉芯管１に当接する振動子１
１と、振動子１１を振動させる駆動手段１２とを備えて
なる加振手段１３を被熱処理物搬送手段として用い、炉
芯管１に所定の振動を与えることにより、被熱処理物を
連続的に搬送するように構成することも可能である。な
お、その場合、通常は炉芯管１の軸方向（図３において
矢印Ａで示す方向）に対して平行な方向に振動を与える
ことが好ましい。また、場合によれば、上記実施形態で
用いたような往復回転式の被熱処理物搬送手段と、図５
に示すような振動式の加振手段を組み合わせて用いるこ
とも可能である。

【００２４】また、図６は、本発明の熱処理炉において
用いることが可能な炉芯管の他の例を示す斜視図であ
る。この炉芯管２１は、その軸方向に所定の間隔をおい
て複数の開口２１ａが配設された構造を有しており、各
開口２１ａが形成されていない部分２２が完全円筒状と
なっている。そして、このように構成された炉芯管２１
においては、各開口２１ａの間のリブ状部２３が補強材
としての機能を果たしており、炉芯管２１の機械的強度
は、図３に示すような、一端側から他端側に達する開口
１ａが形成された炉芯管１に比べて大幅に向上してい
る。したがって、このような炉芯管２１を用いることに
より、開口から直接加熱を行うことができるという本発
明の基本的な効果を損なうことなく、炉芯管の強度を向
上させて信頼性を向上させることが可能になる。

【００２５】また、図７に示すように、加熱手段３を構
成する棒状ヒータ３ａの配設位置と、炉芯管２１の開口
２１ａの位置を対応させることにより、より確実に直接
加熱の効果を奏させることが可能になる。

【００２６】また、上記実施形態では円筒状の炉芯管を
用いた場合を例にとって説明したが、図８(ａ)に示すよ
うに、断面が楕円形の筒状部材３０に開口３１ａを設け
てなる炉芯管３１や、図８(ｂ)に示すように、断面が多
角形状の筒状部材（この例では６角筒状部材（但し、８
角筒状などの種々の多角筒部材を用いることが可能であ
る。））４０に開口４１ａを設けてなる炉芯管４１など
を用いることも可能である。なお、図８(ａ)に示すよう
な楕円筒状の炉芯管３１を用いた場合は、被熱処理物の
搬送量を増やして処理能力を向上させることが可能にな
り、また、図８(ｂ)に示すような角筒状の炉芯管４１を
用いた場合には、特に往復回転式の被熱処理物搬送手段
を用いた場合に混合をより確実に行うことが可能にな
り、均一な熱処理を行うことができるという特有の効果
を奏する。

【００２７】本発明は、さらにその他の点においても上
記実施形態に限定されるものではなく、炉芯管の開口の
具体的な形状や寸法、加熱手段の構成や配設態様、被熱
処理物搬送手段の種類、被熱処理物搬送手段の具体的な
構成などに関し、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。

【００２８】

【発明の効果】上述のように、本発明の熱処理炉は、軸
方向に開口を設けた炉芯管を用い、炉芯管を通過する被
熱処理物を炉芯管の周囲側から間接的に加熱するととも
に、開口から直接的に加熱するようにしているので、加
熱温度を炉芯管を損傷するおそれのあるような温度にま
で高くしなくても、効率よく被熱処理物を加熱すること
が可能になり、被熱処理物の熱処理に要求される種々の
温度プロファイルへの追随性を向上させることができ
る。

【００２９】また、開口の周方向の距離を外周距離の１
／３〜１／２とした場合には、搬送中に被熱処理物を外
部にこぼしたりすることなく、炉芯管の一端側から他端
側に被熱処理物を連続的に搬送して、効率よく熱処理を
行うことが可能になる。

【００３０】また、炉芯管として、その軸方向に所定の
間隔を置いて複数の開口が形成された構造のものを用い
た場合、炉芯管の機械的強度を大幅に向上させることが
可能になり、信頼性を向上させることができる。

【００３１】また、搬送手段として、炉芯管を往復回転
させる回転駆動手段と炉芯管に振動を与える加振手段の
少なくとも一方を用いることにより、開口のある炉芯管
を用いた場合にも、被熱処理物をこぼしたりすることな
く確実に搬送することが可能になり、本発明を実効あら
しめることができる。

【００３２】また、炉芯管を１２０゜以下の角度で往復
回転させるようにした場合、被熱処理物の供給量が一般
的な量である限りにおいて、開口の大きさにかかわら
ず、被熱処理物を、開口から飛散させたりすることなく
確実に搬送することが可能になり、信頼性を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる熱処理炉を示す正
面図である。

【図２】本発明の一実施形態にかかる熱処理炉を示す側
面図である。

【図３】本発明の一実施形態にかかる熱処理炉を構成す
る炉芯管を示す斜視図である。

【図４】本発明の一実施形態にかかる熱処理炉の被熱処
理物搬送手段の構成を示す図である。

【図５】本発明の一実施形態にかかる熱処理炉の被熱処
理物搬送手段の他の構成例を示す図である。

【図６】本発明の実施形態にかかる熱処理炉を構成する
炉芯管の他の例を示す斜視図である。

【図７】図６の炉芯管と加熱手段との位置関係を示す図
である。

【図８】(ａ)，(ｂ)はいずれも、本発明の熱処理炉を構
成する炉芯管の他の例を示す斜視図である。

【図９】従来の熱処理炉を示す正面図である。

【図１０】従来の熱処理炉において用いられている炉芯
管の構造を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 炉芯管 １ａ 開口 ２ 炉本体 ３ 加熱手段 ４ 被熱処理物搬送手段 ５ａ，５ｂ 従動ローラ ５ｃ 駆動ローラ ６ 従動ローラ ７ 原料供給用ホッパ ８ 原料取出用ホッパ ９ 貯留容器 １１ 振動子 １２ 駆動手段 １３ 加振手段 ２１ 炉芯管 ２１ａ 開口 ２２ 開口が形成されていない部分 ２３ リブ状部 ３０ 筒状部材 ３１ 炉芯管 ３１ａ 開口 ４０ 筒状部材 ４１ 炉芯管 ４１ａ 開口

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状で、略水平に置いた場合の上面側に開
   口が形成され、被熱処理物がその内部を通過する炉芯管
   と、 前記炉芯管を通過する被熱処理物を前記炉芯管の周囲か
   ら間接的に加熱するとともに、前記開口から直接的に加
   熱する加熱手段と、 前記炉芯管を介して前記被処理物に推進力を与えること
   により、前記被熱処理物を前記炉芯管の一端側から他端
   側に移動させる被熱処理物搬送手段とを具備することを
   特徴とする熱処理炉。
2. 【請求項２】前記炉芯管に形成された開口の周方向の距
   離が、前記炉芯管の外周距離の１／３〜１／２の範囲に
   あ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】前記炉芯管が、その軸方向に所定の間隔を
   おいて複数の開口が形成された構造を有していることを
   特徴とする請求項１記載の熱処理炉。
4. 【請求項４】前記被熱処理物搬送手段が、前記炉芯管を
   周方向に所定の角度で往復回転させる回転駆動手段及び
   前記炉芯管に所定の振動を与える加振手段の少なくとも
   いずれか一方であることを特徴とする請求項１記載の熱
   処理炉。
5. 【請求項５】前記被熱処理物搬送手段を構成する回転駆
   動手段が、前記炉芯管を周方向に１２０゜以下の角度で
   往復回転させるように構成されたものであることを特徴
   とする請求項４記載の熱処理炉。