JPS6226482A - 熱処理炉のガスシ−ル装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は熱処理炉のガスシール装置に係り、特に炭素Ｉ
Ｒ雑等の新素材を熱処理する熱処理炉のガスシール装置
において、ガスシール装置の構造を改良することにより
、シール性が向上し、熱処理炉の操業中被処理物が切断
した場合に、炉内のガスシールを漏洩させることなく被
処理物の接続ができる熱処理炉のガスシール装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 金属材料の特性の向上には限界がある。例えば一つの材
料に相反する２種以上の特性を同時に付加することは困
難である。上記の状況を鑑みて、材料の固有の特性をう
まく利用し合うことにより、新しい特性を持つ材料を製
造しようとする考えが生れた。このような考えに基づい
て生れた新素材の一つに炭素繊維がある。

一般にこの炭素ｍ維は高度の引張り強麿及び高度の弾性
を有しており、且つ、軽量であることから航空、宇宙材
料等への採用が注目されていることは知られている。

従来、この炭素繊維の製造は酸化雰囲気中で有機繊維前
駆体を２００〜４００℃の温度で熱処理して、耐炎化熱
処理繊維とした後、不活性ガス雰囲気或は還元雰囲気の
炭素化炉内で１０００〜１５００℃の温度で炭素化熱処
理して連続的に製造されており、更に、高度の弾性を持
たせる場合には炭素化熱処理後、不活性ガス雰囲気或は
還元雰囲気の黒鉛化炉内で２０００〜３０００℃の温度
で黒鉛化熱処理して連続的に製造されていた。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、特に、炭素化熱処理及び黒鉛化熱処理にあっ
ては熱処理炉内にＮ２等の不活性ガス或はＮ２等の還元
性ガスを封入し、大気中の酸化性ガスを炭素化熱処理ゾ
ーン及び黒鉛化熱処理ゾーン内に混入させないことが重
要である。酸化性ガスが混入すると引張強度や弾性等の
特性が低下するばかりでなく、熱的、力学的なｌ！雑の
損傷を起して繊維が切断してしまう問題があった。この
ような問題を解決すべく大気中の酸化性ガスが混入し易
い熱処理炉の繊維の装入口及び排出口にガスシール装置
が設けられている。

一般に熱処理炉の酸素濃度は炭素化熱処理にあっては１
０ρｐｉ以下に、黒鉛化熱処理にあっては２ｐｐＩ１１
以下に保持する必要があり、大気中の酸化性ガスの熱処
理炉内への混入を極力防止してシール性を向上させるこ
とが上記問題を回避することになるという観点から実公
昭６０−８６４０号後方等の改善が成されてきた。

しかしながら、従来の改善策にあ・りては何らかの原因
で炉内直前や炉内において炭素ＩＨＮが切断してしまっ
た場合、その接続に際してシール装置が単数であるため
熱処理炉内のシールガスが漏洩し、操業を一時停止しな
ければならないという問題があり、充分な解決策となら
なかった。

［発明の目的］ 本発明は熱処理炉のガスシール装置における問題点を解
決すべく創案されたものである。

本発明の目的は熱処理炉の操業中に炉内直前乃至炉内に
おいて炭素繊維等の被処理物が切断した場合、熱処理炉
内のガスシールを漏洩させることなく被処理物の接続が
できる熱処理炉のガスシール装置を提供するものである
。

［発明の概要］ 上記目的を達成するために本発明は熱処理炉内に供給さ
れた炭素！＆１維等の連続した被処理物が切断された場
合に被処理物の切断端を炉外に抽出してこれに後続の被
処理物を接続させる熱処理炉のガスシール装置において
、上記炉内装入口から炉内に出没自在に設けられ、上記
切断された被処理物を炉外へ抽出する治具と、上記装入
口に被処理物の搬入方向上流側に沿って設けられ上記治
具及び被処理物を案内するためのシールチャンバと、こ
のシールチャンバと上記炉内装入口との間に設けられ、
装入口を開閉すると共に抽出される被処理物を囲繞して
シールする第１のシール手段と、上記シールチャンバの
入口側に設けられ、これを開閉すると共に、シールチャ
ンバ外に抽出された被処理物を囲繞してシールする第２
のシール手段と、上記治具を炉内に挿入する際に上記第
２のシール手段を開放させると共に、治具が上記シール
チャンバ内に案内されたことにより上記第２のシール手
段を閉成し、上記第１のシール手段を開放して治具を炉
内に案内させた後、炉内から治具により抽出された被処
理物が上記シールチャンバ内に至ったとぎに上記第１の
シール手段を閉じてシールさせると同期して第２のシー
ル手段を開閉させて炉外へ治具を含む被処理物を案内さ
せてシールさせるためのシール駆動手段とを備えて構成
し、上記熱処理炉の被処理物装入口に被処理物の搬入方
向上流側に沿って設けられた上記シールチャンバと、こ
のシールチャンバの入口側と出口側とに第１のシール手
段と第２のシール手段とが複数設けられたことにより、
上記熱処理炉内のガスシール性を向上させると共に、こ
の熱処理炉内直前乃至炉内において被処理物が切断した
場合に、上記熱処理炉内のガスシールを漏洩することな
く、切断した被処理物の接続ができるものである。

［実施例］ 次に本発明の一実施例を添付図面に従って詳述する。

本実施例にあっては本発明を複数の炭素繊維束を製造す
る熱処理炉のガスシール装置に適用したものであり、特
に、熱処理炉内に供給される炭素ｍ維束等の被処理物が
炉内直前乃至炉内において切断された場合に被処理物の
切断端を熱処理炉外に抽出して、これに後続の被処理物
を接続させる熱処理炉のガスシール装置を構成したもの
である。

第１図に示す如く、複数の炭素繊維束等の被処理物１を
製造する熱処理炉２は例えば矩形筒体にて形成されてお
り、その内部には断熱材２ａによって囲繞されて炉内３
が形成されている。この熱処理炉２の炉内装入口４から
炉内３に出没自在に治具５が設けられ、炉内直前６乃至
炉内３において炭素Ｉａ紺等の被処理物１が切断された
場合に、切断された被処理物１を熱処理炉２外へ抽出す
るように成っている。上記炉内装入口４には上記治具５
及び被処理物１を案内するためのシールチャンバ７の出
口側８が接続されており、このシールチャンバ７は被処
理物１の搬入方向上流側に沿って設けられている。また
、このシールチャンバ７の内壁には断熱材７ａが設けら
れ、治具５が通過できるだけの大きさの中空室９を形成
している。

このシールチャンバ７の出口側８と炉内装入口４との間
には第１のシール手段１０が設けられており、この炉内
装入口４を開閉すると共に抽出される被処理物１を囲繞
してシールするように成っている。この第１のシール手
段１０は炉内装入口４側に設けられた断熱材１０ａと、
シールチャンバ７の出口側８に設けられた第１のマニホ
ールド１０ｂと、これら断熱材１０ａと第１のマニホー
ルド１０ｂとの間に挾持された第１の冷却液槽１０ｃと
、これら断熱材１０ａと第１のマニホー・　ルド１０ｂ
と第１の冷却液槽１０Ｇとを外方から支持する第１のシ
ール装置本体１０ｄとから成っており、本実施例の熱処
理炉２にあっては治具５及び被処理物１の第１の通過部
１１を挟んで上下に一対設けられている。また、上下の
第１のマニホールド１０ｂには下部に吹込口１２ａと上
部に吹出口１２ｂとが設りられ、上下の第１のマニホー
ルド１０ｂから上記第１の通過部１１に臨んで相対向し
てスリット１３が設けられており、吹込口１２ａから吹
出口１２ｂに向ってＮ２ガスが吹き込まれて第１のＮ２
シールカーテンが形成されている。更に、上下の第１の
シール装置本体１０ｄの外方にはそれぞれエアシリンダ
等の第１のシール駆動手段１４が設けられ、第１のシー
ル手段１０とシールチャンバ７の出口側８との間と、第
１のシール手段１０と炉内装入口４との間に間隙＄１を
隔てて、この炉内装入口４を開閉すると共に、抽出され
る被処理物１を挾持しシールするように成っている。こ
れら上下の第１のシール手段１゜のシールは液封シール
構造１５にて形成されており、上記間隙Ｓ１をシールし
て、シール板１５ａとシール液槽１５ｂとから成ってい
る。また更に、上記シールチャンバ７の入口側１６には
第２のシール手段１７が設けられており、このシールチ
ャンバ７の入口側を開閉すると共に、シールチャンバ７
外に抽出された被処理物１を囲繞してシールするように
成っている。この第２のシール手段１７はシールチャン
バ７の入口側に設けられた断熱材１７ａと、被処理物１
の搬入方向上流側に設けられた第２のマニホールド１７
ｂど、これら断熱材１７ａと第２のマニホールド１７ｂ
との間に挟持された第２の冷却槽１７Ｃと、これら断熱
材１７ａと第２のマニホールド１７ｂと第２の冷却槽１
７ｃとを外方から支持する第２のシール装置本体１７ｄ
とから成っており、第１のシール手段１０同様に治具５
及び被処理物１の第２の通過部１８を挟／Ｖで上下に一
対設けられている。また、上下の第２のマニホールド１
７ｂには第１のマニホールド１０ｂと同様の構成で吹込
口１９ａと吹出口１９ｂとスリット２０が設けられてお
り、第２のＮ２シールカーテンが形成されている。更に
、上下の第２のシール装置本体１７ｄの外方にはそれぞ
れエアシリンダ等の第２の駆動手段２１が設けられてい
る。これら上下の第２のシール手段１７のシールは圧着
シール構造２２にて形成されており、第２のシール手段
１７とシールチャンバ７の入口側１６との間と、圧着を
司どる圧着装置２３との間に圧着用シール材２４を挾持
させて形成されている。上記第２の駆動手段２１によっ
て第２のシール手段１７を上下に開閉させるときには上
記圧着装置２３の圧着力を緩和し、上記シールチャンバ
７の入口側１６を開閉させると共に、このシールチャン
バ７外に抽出された被処理物１を挟持し、シールチャン
バ７内をシールする。そして、上記治具５を炉内直前６
乃至炉内３に挿入する際に、上記圧着装置２３を緩和し
、第２のシール駆動手段２１によって第２のシール手段
１７を上下に開放させると共に、治具５が上記シールチ
ャンバ７内に案内されたことにより、上記第２のシール
駆動手段２１によって第２のシール手段１７を上下に閉
成し、上記第１のシール駆動手段１４によって第１のシ
ール手段１０を上下に開放して治具５を炉内直前６乃至
炉内３に案内ざぜた後、炉内３から治具５により抽出さ
れた被処理物１が上記シールチャンバ７内に至ったとき
に、第１のシール駆動手段１４によって第１のシール手
段１０を上下に閉じて炉内３をシールさせると同期して
第２のシール駆動手段２１によって第２のシール手段１
７を上下に開閉させてシールチャンバ７を含む熱処理炉
２外へ治具５を含む被処理物１を案内させてシールチャ
ンバ７を含む熱処理炉２内部をシールするためのシール
駆動手段２５が備えられている。このシール駆動手段２
５は第１のシール駆動手段１４と圧着装置２３を含む第
２のシール駆動手段２１とシールチャンバ７内に設けら
れたセンサ２７と制御装置２８とから成っている。

次に以上の如く構成された熱処理炉のガスシール装置の
作用を第２図、第３図、第４図及び第５図に従って述べ
る。

熱処理炉２内への大気中の酸化性ガスの混入を防止すべ
くガスシール装置を設けるわけであるが、何らかの不慮
の原因によって炉内直前６乃至炉内３において炭素繊維
等の被処理物１が切断された場合に、次の手順で切断さ
れた被処理物１の接続を行なう。まず、シールチャンバ
７の入口側１６に設けられた第２のシール手段１７の圧
着装置２３の圧着力を緩和して、第２のシール駆動手段
２１によって第２のシール手段１７を上下に開放する。

そして、シールチャンバ７の入口側１６より治具５を挿
入し、センサ２７によってシールナ１１ンバ７の中空室
９を通過することを検出する。

その検出信号が制御装置２８に伝達され、第２のシール
駆動手段２１を制御して第２のシール手段１７が閉成さ
れると共に圧着装置２３の圧着力が強められる。これと
同期して第１のシール駆動手段１４を制御して第１のシ
ール手段１０が開放される。次に、治具５が炉内直前６
乃至炉内３に案内され、切断された被処理物１と係合さ
れる。このとき、第１のシール手段１０は開成するよう
制御しても、或は開放したままでもよい。第２図中５ａ
は治具が炉内直前６乃至炉内３に挿入された状態を示す
ものである。切断された被処理物１を抽出゛するに際し
て、まず、第１のシール手段１０が閉成されている場合
には制御装置２８によって第１のシール駆動手段１４を
制御し第１のシール手段１０が開放される。そして、治
具５を含む被処理物１がシールチャンバ７の中空室９内
に案内される。上記中空室９内に治具５を含む被処理物
１が案内され、第３図に示す如く、センサ２７が治具５
の通過を検出すると、その検出信号が制御装置２８に伝
達され、制御装置２８が第１のシール駆動手段１４を制
御して、第１のシール手段１０が上下に開成される。こ
れと同期して圧着装置２３の圧着力が緩和され、制御装
置２８にょって第２のシール駆動手段２１を制御し、第
４図に示す如く、第２のシール手段１７が開放される。

そして、治具５を含む被処理物１はシールチャンバ７の
中空室９からシールチャンバ７を含む熱処理炉２外へ抽
出される。治具５を含む被処理物１がシールチャンバ７
を含む熱処理炉２外へ抽出されると、制御装置２８によ
って第２のシール駆動手段２１を制御し、第５図に示す
如く、第２のシール手段１７が閉成される。そして、切
断された被処理物１と後続の被処理物１とは接続される
ことになる。

このように熱処理炉２の炉内装入口４に被処理物１の搬
入方向上流側に沿ってシールチャンバ７が設けられ、こ
のシールチャンバ７の入口側１６と出口側８とに第１の
シール手段１０と第２のシール手段１７とが複数設けら
れており、これら第１のシール手段１０と第２のシール
手段１７とがシール駆動手段２５である第１のシール駆
動手段１４と、第２のシール駆動手段２１と、圧着装置
２３と、制御装置２８と、センサ２７とによって開閉制
御されているため、熱処理炉２操業中に炉内直前６乃至
炉内３において被処理物１が切断しでも、上記熱処理炉
２内のガスシールを漏洩させることなく、切断した被処
理物１が治具５によっで抽出され、後続の被処理物１と
接続される。また、第１のシール手段１０と第２のシー
ル手段１７が二重に構成され、これらはＮ２シールカー
テンをも備えているのでシール性も従来以上に向上する
。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば次の如ぎ優れた効果を発揮
する。

（１）　　熱処理炉の炉内装入口に被処理物の搬入方向
上流側に沿って設けられた上記シールチャンバと、この
シールチャンバの入口側と出口側とに第１のシール手段
と第２のシール手段とが複数設けられたことにより、熱
処理炉の操業中炉心　　　　　前乃至炉内において被処
理物が切断した場合に、上記熱処理炉内のガスシールを
漏洩させることなく、Ｖ′ＪＩ！Ｉｉシた被処理物の接
続ができるので、操業効率が可及的に向上できる。

（２１（１１項の如く第１のシール手段と第２のシール
手段とが複数設けられ、二重のシール構造を有している
ため、大気中の酸化性ガスの混入が完全に防止でき、省
エネルギ化に大きく寄与できる。

（３）　　第１のシール手段及び第２のシール手段の開
閉度が自由に調整できる。

（４）　　構造が比較的簡単であるので故障が少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略側断面図、第２図
、第３図、第４図及び第５図は本発明の一実施例の作用
を示す概略図である。 図中、１は被処理物、２は熱処理炉、３は炉内、４は炉
内装入口、５は治具、７はシールチャンバ、１０は第１
のシール手段、１７は第２のシール手段、２５はシール
駆動手段である。 特　許　出　願　人　　石川島播磨重工業株式会社株式
会社岩国製作所 代理人弁理士　絹　　谷　　信　　雄 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱処理炉内に供給される炭素繊維等の連続した被処理物
   が炉内等にて切断された場合に被処理物の切断端を炉外
   に抽出してこれに後続の被処理物を接続させる熱処理炉
   のガスシール装置において、上記炉内装入口から炉内に
   出没自在に設けられ、上記切断された被処理物を炉外へ
   抽出する治具と、上記装入口に被処理物の搬入方向上流
   側に沿って設けられ上記治具及び被処理物を案内するた
   めのシールチャンバと、該シールチャンバと上記炉内装
   入口との間に設けられ、装入口を開閉すると共に抽出さ
   れる被処理物を囲繞してシールする第１のシール手段と
   、上記シールチャンバの入口側に設けられ、これを開閉
   すると共に、シールチャンバ外に抽出された被処理物を
   囲繞してシールする第２のシール手段と、上記治具を炉
   内に挿入する際に、上記第２のシール手段を開放させる
   と共に、治具が上記シールチャンバ内に案内されたこと
   により上記第２のシール手段を閉成し、上記第１のシー
   ル手段を開放して治具を炉内に案内させた後、炉内から
   治具により抽出された被処理物が上記シールチャンバ内
   に至ったときに上記第１のシール手段を閉じてシールさ
   せると同期して第２のシール手段を開閉させて炉外へ治
   具を含む被処理物を案内させてシールさせるためのシー
   ル駆動手段とを備えたことを特徴とする熱処理炉のガス
   シール装置。