JPS6324239B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は炉内の温度が均一で熱エネルギー効
率のよいバツチ式の焼成炉に関する。

従来例にかかるバツチ式の焼成炉の代表的なも
のを第１図および第２図に示した。

図にもとづいてその構造を説明すると、炉の本
体１の内壁に、その壁面に沿つてヒータ２が配設
されており、本体１の空間に被焼成品３を設置し
て焼成を行うように構成されている。

したがつて、被焼成品３はその周囲にあるヒー
タ２の熱により加熱され、焼成されることにな
る。ところが、ヒータ２が壁面に沿つて配置され
る構造になつていることから、本体１の空間を大
きくすれば、それだけ被焼成品３に対する加熱温
度のバラツキが生じることになる。また、多くの
被焼成品３を空間に充填すると、ヒータ２に近い
被焼成品３のみが高温に曝されることになる。一
方、ヒータ２から遠い位置、つまり空間の真ん中
に近い被焼成品３は焼成に十分な温度に加熱され
なくなり、焼成のバラツキを発生させることにな
る。さらに、ヒータ２はその半分が炉壁に面して
いるため、ヒータ２からの輻射熱の1/2は被焼成
品３を加熱するために利用されず、熱エネルギー
の利用効率の悪い構造となつている。

第３図に示す従来例のバツチ式焼成炉におい
て、炉の本体１の炉台４の上に被焼成品３を並
べ、ヒータ２の温度を1300℃になるように制御し
たとき、第３図中、各ａ−ａ線、ｂ−ｂ線および
ｃ−ｃ線における炉の本体１内の温度分布を調べ
たところ、第４図〜第６図のような温度分布を示
すことが明らかとなつた。

つまり、第４図〜第６図から明らかなように、
ａ−ａ線の平面における温度分布のバラツキは±
５℃であり、ｂ−ｂ線の平面における温度分布の
バラツキは±7.5℃であり、さらにｃ−ｃ線の平
面における温度分布のバラツキは±12.5℃であつ
た。また炉壁近傍が高温であり、1290〜1300℃の
温度分布領域に入るのはｂ−ｂ線の平面よりやや
上にあることが判明した。

このように従来のバツチ式の焼成炉では炉内で
の温度分布にバラツキが見られ、しかも炉内に各
平面をとつてみても、その平面内での温度分布に
バラツキが見られる。

また、従来の焼成炉では、炉内の温度を1300℃
に設定するため、つまり炉内の中心位置の温度を
1300℃とするために、時間当りの消費電力は約
42KWであり、電力消費量も多いものであつた。

したがつて、この発明は炉内の温度分布が均一
なバツチ式の焼成炉を提供することを目的とす
る。

また、この発明はエネルギー効率がよく、熱損
失の少ないバツチ式の焼成炉を提供することを目
的とする。

すなわち、この発明の要旨とするところは、被
焼成品をその内部に設置する空間を有する炉の本
体と、 この炉の本体に固定されるとともに、炉の本体
の内部において、複数条のものを１つのグループ
として、左右または上下方向に各グループ単位毎
に互いに空間をおいて配置されており、該空間が
被焼成品の列単位毎の配列となるように規定して
いる発熱体と、 被焼成品が載せられるとともに、炉の本体内部
に被焼成品が設置されたとき、発熱体によつて規
定された炉の本体内部の空間に位置するように、
炉の本体に対して移動可能になつている炉台とか
らなることを特徴とする焼成炉である。

第７図、第８図はこの発明にかかるバツチ式の
焼成炉の一例を示したもので、第７図は焼成炉を
上面からみたときの破断内部構造図、第８図は焼
成炉を側面からみたときの破断内部構造図であ
る。

１１は炉の本体を示す。この本体１１の内壁に
は、断熱効果を有し、熱容量を少なくする断熱材
たとえばセラミツクフアイバーで作られたボード
またはブラケツトが配置される。炉の本体１１内
には複数条の発熱体１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１
２ｄ，１２ｅが空間を置いて配置されており、各
発熱体１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ
間の空間には被焼成品１３が炉台１４の上に載せ
られて配置されている。この発熱体１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅは炉の本体１１内を
左右横方向にめぐらされている。発熱体１２ａ，
１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅはたとえば炭化
硅素、カンタル金属線、二硅化モリブデンなどか
らなり、炭化硅素を用いれば1450℃の発熱温度が
得られ、カンタル金属線では1200℃、二硅化モリ
ブデンでは1600℃の発熱温度が得られる。炉台１
４としては熱容量が小さく、また断熱性のよい、
たとえばアルミナシリカ系の断熱レンガが用いら
れる。この炉台１４は第８図において矢印ａで示
すように、炉の本体１１内を上下移動するように
構成されており、上方の位置が焼成位置であり、
下方の位置が被焼成品１３を取り出す位置とな
る。この上下の移動は手動または電動などによつ
て行われる。また炉台１４を上下したとき、発熱
体１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅと被
焼成品１３とが接触しないように、たとえば10〜
50mm程度の隙間が両者の間に作られる。また各発
熱体１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅに
はそれぞれ通電が独立して行われるようになつて
おり、炉の本体１１内の横方向の温度分布にバラ
ツキがないように制御される。また炉の本体１１
内では下方より上方が高温になりやすいため、上
下の温度のバラツキを少なくするように、各発熱
体１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅの下
方の配置密度を高くするように配置される。また
各発熱体１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２
ｅの下部側を上部側にくらべ高温になるように独
立して温度制御できるように結線してもよい。ま
た発熱体１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２
ｅに通電するに当つて、各発熱体を直列または並
列に結線ができるように、炉の本体１１より、た
とえば50〜100mm程度各発熱体１２ａ，１２ｂ，
１２ｃ，１２ｄ，１２ｅが露出される。

このような構成よりなる焼成炉について、炉の
本体内の温度分布を調べた。温度分布の測定は第
９図に示すように、各ａ−ａ線、ｂ−ｂ線および
ｃ−ｃ線において行つた。その結果を第１０図〜
第１２図に示した。第１０図はａ−ａ線における
温度分布を示し、第１１図はｂ−ｂ線における温
度分布を示し、第１２図はｃ−ｃ線における温度
分布を示したものである。

第９図において、各発熱体１２ａ，１２ｂ，１
２ｃ，１２ｄ，１２ｅの温度が1300℃となるよう
に制御し、あらかじめ炉の本体１１内に測定リン
グを配置して温度分布を測定した。

そして、被焼成品１３を４列並べ、１列が幅
100mm、長さ400mm、高さ300mmの大きさとした。
また各発熱体１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，
１２ｅは発熱長500mmのものを用い、これを高さ
450mmの炉の本体内に６本縦に並べ、これを被焼
成品１３の間に５列並べた。

第１０図〜第１２図から明らかなように、ａ−
ａ線では温度のバラツキは±３℃以内であり、ｂ
−ｂ線では温度のバラツキは±５℃以内、ｃ−ｃ
線では温度のバラツキは±５℃以内であることが
確認できた。

また本体１１の上面から280mmまでの温度分布
のバラツキは±５℃以内、つまり1290℃〜1300℃
の範囲で広範囲の均熱帯を得ることができた。

またこのときの時間当りの電力消費量は約
28KWであつた。

第１３図、第１４図はこの発明にかかるバツチ
式の焼成炉の他の実施例を示したもので、第１３
図は焼成炉を上面からみたときの破断内部構造
図、第１４図は焼成炉を側面からみたときの破断
内部構造図である。

この実施例の特徴点について説明すると、炉本
体１１の上面から発熱体１２ａ，１２ｂ，１２
ｃ，１２ｄ，１２ｅを吊り下げておき、また第１
３図において明らかなように、壁面の一部を開閉
自在となる扉１５として構成し、本体１１の側面
から炉台１４を矢印ｂで示すように出し入れでき
るようにしている。その他の構成については、第
７図、第８図のものと同一であるので同一番号を
付して詳細な説明を省略する。

このような構成よりなる焼成炉について、炉の
本体内の温度分布を調べた。温度分布の測定は第
１５図に示すように、各ａ−ａ線、ｂ−ｂ線およ
びｃ−ｃ線において行つた。その結果を第１６図
〜第１８図に示した。第１６図はａ−ａ線におけ
る温度分布を示し、第１７図はｂ−ｂ線における
温度分布を示し、第１８図はｃ−ｃ線における温
度分布を示したものである。

第１５図において、各発熱体１２ａ，１２ｂ，
１２ｃ，１２ｄ，１２ｅの温度が1300℃になるよ
うに制御し、あらかじめ炉の本体１１内に測定リ
ングを配置して温度分布を測定した。

そして、被焼成品１３を４列並べ、１列が幅
100mm、長さ400mm、高さ500mmの大きさとした。
また各発熱体１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，
１２ｅは発熱長800mmのＵ字型のものを用い、こ
れを高さ500mmの炉の本体１１内に５本吊り下げ
て並べた。

第１６図〜第１８図から明らかなように、ａ−
ａ線では温度のバラツキは±３℃以内、ｂ−ｂ線
では温度のバラツキは±５℃以内、ｃ−ｃ線では
温度のバラツキは±7.5℃であることが確認でき
た。

また本体１１の上面から400mmまでの温度分布
のバラツキは±５℃以内、つまり1290℃〜1300℃
の範囲で広範囲の均熱帯を得ることができた。

またこのとき時間当りの電力消費量は約40KW
であつた。

上記した各実施例から明らかなように、この発
明にかかる焼成炉によれば、炉の本体内に、焼成
されるべき被焼成品が列単位ごとに配列され、列
単位間のスペースに発熱体が配置された構成から
なるため、被焼成品は発熱体に近傍した状態で焼
成されることになり、エネルギー効率が良好であ
るとともに熱損失の少ない焼成炉であるというこ
とができる。また炉の本体内に発熱体が分散して
配置された構造であり、炉内の温度分布が均一な
焼成炉が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はバツチ式の焼成炉の従来例を
示す断面図、第３図は同じく従来例のバツチ式の
焼成炉を示す断面図、第４図は第３図のａ−ａ線
における温度分布を示す図、第５図は第３図のｂ
−ｂ線における温度分布を示す図、第６図は第３
図のｃ−ｃ線における温度分布を示す図、第７
図、第８図はこの発明にかかるバツチ式の焼成炉
の一例を示す破断内部構造図をそれぞれ示したも
ので、第７図は上面からみたときのもの、第８図
は側面からみたときのもの、第９図〜第１２図は
温度分布の測定結果を示す図であり、第９図は測
定位置を示す断面図、第１０図は第９図のａ−ａ
線における温度分布を示す図、第１１図は第９図
のｂ−ｂ線における温度分布を示す図、第１２図
は第９図のｃ−ｃ線における温度分布を示す図、
第１３図、第１４図はこの発明にかかるバツチ式
の焼成炉の他の例を示す破断内部構造図をそれぞ
れ示したもので、第１３図は上面からみたときの
もの、第１４図は側面からみたときのもの、第１
５図〜第１８図は温度分布の測定結果を示す図で
あり、第１５図は測定位置を示す断面図、第１６
図は第１５図のａ−ａ線における温度分布を示す
図、第１７図は第１５図のｂ−ｂ線における温度
分布を示す図、第１８図は第１５図のｃ−ｃ線に
おける温度分布を示す図である。 １１……炉の本体、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，
１２ｄ，１２ｅ……発熱体、１３……被焼成品、
１４……炉台。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被焼成品をその内部に設置する空間を有する
   炉の本体と、 この炉の本体に固定されるとともに、炉の本体
   の内部において、複数条のものを１つのグループ
   として、左右または上下方向に各グループ単位毎
   に互いに空間をおいて配置されており、該空間が
   被焼成品の列単位毎の配列となるように規定して
   いる発熱体と、 被焼成品が載せられるとともに、炉の本体内部
   に被焼成品が設置されたとき、発熱体によつて規
   定された炉の本体内部の空間に位置するように、
   炉の本体に対して移動可能になつている炉台とか
   らなることを特徴とする焼成炉。