JP3148439B2 - ビームキルン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、炉体内を炉長方向に移
動する多数のビームにより被焼成品を搬送するようにし
たビームキルンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、窯業原料や窯業製品を焼成す
る工業用窯としては、トンネルキルン、電気プッシャ炉
等がある。例えば、トンネルキルンは、焼成棚を有する
台車に被焼成品を積込み、トンネル状の炉体内に被焼成
品を搬送しつつ焼成するものであり、また、電気プッシ
ャ炉は、多段式の匣鉢等に積込んだ被焼成品をプッシャ
等により電気炉内に押込んで焼成するものである。

【０００３】これに対し、被焼成品の搬送方向に多数の
ローラを並設し、このローラにより被焼成品を搬送しつ
つ焼成するようにしたローラハースキルンが知られる。
ローラハースキルンは、トンネルキルンや電気プッシャ
炉に比べ、焼成台車、匣鉢等の比較的熱容量の大きい窯
道具を用いないため、迅速焼成が可能で、炉内温度制御
に優れ、また、生産ラインの自動化を実施しやすいとい
う利点をもつ。このため、近年、窯業界では、トンネル
炉や電気プッシャ炉からローラハースキルンへ窯設備を
切替える場合も多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなローラハースキルンによると、被焼成品を搬送する
ローラの強度が比較的小さいことから、荷重の大きい被
焼成品を焼成する場合、ローラが折損しやすく、炉の操
業の信頼性が低い。このため、重荷重の被焼成品は、ロ
ーラハースキルンを用いて焼成しにくく、比較的長い焼
成時間を必要としていた。

【０００５】また、ローラハースキルンの各ローラに外
径の誤差等を生じると、被焼成品が炉入口から炉出口に
至るまでに蛇行しやすく、側壁に衝突したり、また、炉
出口で受取り装置に正確に渡らないという問題があっ
た。そこで、本出願人は、特願平４−１９８０９７号明
細書に開示したように、前記問題を解決するためのビー
ムキルンを提案している。このビームキルンは、炉内温
度分布を良好に保持し、重積載の被焼成品を品質よく迅
速に焼成可能にすると共に、焼成の自動化を容易に実施
することを目的とする。

【０００６】このビームキルンにおいては、下部側壁と
上部側壁間に形成される間隙から炉内の熱やガスが漏れ
ないようにシール部材で間隙を埋め、このシール部材を
貫通してビームが炉外に露出している。しかし、このよ
うな構造では、炉内の熱により下部側壁、上部側壁およ
びシ−ル部材が熱膨張して各部材間の接触部に隙間が形
成される場合がある。また、下炉体と上炉体が複数のキ
ルンユニットで構成される場合、炉を設置する際に各キ
ルンユニットを接合しておいても、使用するにつれ下炉
体または上炉体が熱膨張と熱収縮を繰り返すこと等によ
り接合部に隙間が形成される場合がある。このため、炉
内の密閉度が低く、炉内の熱やガス等を十分に遮断して
いるといえない。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、炉内の熱やガス等を炉外に漏らす
ことなく炉内の温度および雰囲気を一定に保持すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のビームキルン
は、下部側壁を有する下炉体と、上部側壁と上壁を有す
る上炉体と、前記下部側壁と前記上部側壁との間に炉長
方向に間隙が形成されるように前記上炉体を支持する固
定手段と、炉内と炉外を遮断するシール手段と、前記間
隙を貫通して挿入され、炉長方向に所定間隔で配置され
る複数のビームと、前記シール手段の炉外側で前記ビー
ムの両端部を支持する支持部材と、この支持部材を炉長
方向に移動する移動手段とを備えたことを特徴とする。

【０００９】

【００１０】

【作用】本発明のビームキルンによると、炉内の熱、ガ
ス等が炉外に漏れにくいため、炉内の温度、ガス雰囲気
が均一に保持される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本発明の一実施例によるビームキルンを図１〜図
１０に示す。図１に示すように、ビームキルン１０は、
耐火レンガ、セラミックファイバ等からなる上炉体１２
および下炉体１４を有する。上炉体１２と下炉体１４と
の間には、炉長方向に延びる間隙１６が形成され、この
間隙１６に所定本数のビーム１８を有する複数のビーム
ユニット２０が挿入される。炉入口で複数のビームユニ
ット２０に載置された被焼成品は、炉長方向に連なる複
数のビームユニット２０とともに炉長方向に移動し、炉
出口に至る。被焼成品を加熱するバーナ２２は、上炉体
１２および下炉体１４の所定位置に炉長方向に所定間隔
で設けられている。

【００１２】上炉体１２は、上部側壁２４および上壁２
６からなる。炉幅方向に対向する上部側壁２４は、水平
に保持された上壁２６から高さ方向下方にほぼ等しい長
さで延びている。上壁２６の頂面には、炉長方向に所定
間隔をあけて水平固定部材２８が固定され、この水平固
定部材２８の両端部に上炉体１２の荷重を支える垂直固
定部材３０が固定される。すなわち、上炉体１２は、水
平固定部材２８により炉体設置面から所定の高さに吊ら
れて保持されている。

【００１３】下炉体１４は、下部側壁３２および床壁３
４からなり、上炉体１２と等しい炉幅および炉長をもっ
て上炉体１２の下方に設けられる。下部側壁３２は、上
部側壁２４の下端と下部側壁３２の上端との間に所定幅
の間隙１６が得られるように高さ方向上方に延びてい
る。下部側壁３２の下端外側には、下炉体１４の高さを
微調整するためのジャッキボルト３６が固定されてい
る。

【００１４】シール体６２は、シール部材３８の面３８
ｃと炉長方向に接している。このシール体６２は、面３
８ｃとの接合部９１から面３８ｃおよび上部側壁２４と
一定間隔を保ちながら、シール部材３８と上部側壁２４
との接触部６９を覆って上方に適切な長さで延びてい
る。シール体６１は、上部側壁２４と炉長方向に接して
いる。このシール体６１は、上部側壁２４との接合部９
２からシール体６２を覆うように下方に延びている。シ
ール体６１と上部側壁２４との間には凹部６１ａがあ
る。この凹部６１ａには密封材としてセラミック等の耐
熱性の高い繊維材７１が充填されており、シール体６２
の先端部６２ａは前記繊維内に埋まる。シール体６３と
シール体６４の構造と位置関係は前述したシール体６１
およびシール体６２とほぼ同じであるが、シール体６３
の凹部６３ａにはセラミック等の耐熱性の繊維材７１が
充填されている。本発明では、この繊維材に代えて、砂
等の耐熱性の高い細粒を凹部に詰めてもよい。シール体
６４の先端部６４ａはシール体６３の凹部６３ａに詰め
られた繊維材７１に埋まる。本発明では、繊維材に代え
て、砂でもよい。

【００１５】図３は、下炉体のキルンユニット１４ａ間
のシール構造を示すもので、シール体６４の前端部６４
ｄはシール体６４の後端部６４ｂの凹部６４ｃに挟み込
まれ、この凹部６４ｃにはセラミック等の耐熱性の高い
繊維材７２が密に接着している。シール体６２による上
炉体のキルンユニット１２ａ間のシール構造も同様であ
る。

【００１６】図４および図５に示すように、ビームユニ
ット２０は、ＳｉＣ、Ｓｉ−ＳｉＣ等からなる８〜１０
本程度の角パイプ状のビーム１８と、セラミックファイ
バ等からなる２本のシール部材３８と、耐熱鋼等からな
る２本の支持パイプ４０とからなる。シール部材３８の
間隔は、炉幅にほぼ等しく、支持パイプ４０の間隔は、
炉幅より大きく設定される。炉長方向に所定間隔をおい
て配置される複数のビーム１８は、シール部材３８の貫
通穴３８ａに挿入され、ビーム１８の両端部が支持パイ
プ４０の頂面にコ字状に形成されたガイド４２に嵌合さ
れる。各ビーム１８は、これらのビーム１８の頂面が構
成する面が同一平面上になるように水平に配置される。
ビーム１８の熱膨張は、ガイド４２の凹面にビーム１８
の両端部の底面および側面が摺動することにより許容さ
れるようになっている。また、ビーム１８の点検、交換
等をする場合、ビーム１８は、炉体の側方から容易に引
抜くことができる。

【００１７】ビーム１８は、押出成形等により製造され
る。ビーム１８の口径は、例えば６０ｍｍ×６０ｍｍと
し、また、ビーム１８の肉厚は、被焼成品の荷重に十分
に耐えるように所定の５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の厚さに設
定される。ここで、ビーム１８の形状を角パイプ状とし
たのは、ビームユニット２０に積載可能な被焼成品の限
界荷重を大きくし、ビーム１８上に安定して被焼成品を
載置可能にするためである。

【００１８】断面Ｔ字状のシール部材３８は、例えば図
６〜図８に示すブロック体４４を炉長方向につなぎ合わ
せて構成され、上炉体１２と下炉体１４との間の間隙１
６に配置される。シール部材３８の幅方向外側には、比
較的変形しやすいシール部材３８の形状を保持するよう
に断面コ字状の枠体４６が設けられる。また、シール部
材３８の長手方向には、段部３８ｂが延び、この段部３
８ｂは、図３に示す上部側壁２４の下端および下部側壁
３２の上端に形成される段部２４ａおよび３２ａと同程
度の段差をもつように形成される。これにより、間隙１
６にビームユニット２０を配置すると、上部側壁２４お
よび下部側壁３２とシール部材３８との間のわずかな隙
間に入る炉内の放射熱が、段部３８ｂに遮られて直接炉
体外部へ放出されるのが防止されるため、シール部材３
８のシール効果が高められる。

【００１９】垂直固定部材３０の所定高さ位置から下部
側壁３２側には、補助部材５０が水平に渡され、この補
助部材５０に直交するようにレール５２が固定される。
レール５２には所定間隔でビームユニット２０を搬送す
る搬送ローラ５４が設けられる。搬送ローラ５４は、ビ
ームユニット２０の移動方向に自由に回転可能になって
いる。搬送ローラ５４の高さは、シール部材３８が間隙
１６に嵌合されるように調節されている。また、レール
５２の所定位置には、図９および図１０に示すように、
コ字状のフレ−ム５６が固定され、このフレ−ム５６の
先端部に補助ローラ５８が設けられている。補助ローラ
５８は、ビームユニット２０の搬送時に支持パイプ４０
が炉幅方向にズレるのを防止する。

【００２０】焼成時、炉入口の第１のビームユニット２
０に被焼成品を配置し、プッシャ等により炉体内に押込
む。このとき、支持パイプ４０を搬送ローラ５４上に載
置すると、シール部材３８が間隙１６に挿入される。シ
ール部材３８に接合するシール体６２およびシール体６
４は、凹部７１内のセラミック繊維や砂等と常時接触し
てシール部材３８とともに進む。次いで、第２のビーム
ユニット２０に被焼成品を配置し、第１のビームユニッ
ト２０に続いて炉体内に押し込む。すると、第１のビー
ムユニット２０は、第２のビームユニット２０に押さ
れ、さらに炉体内部へ進行する。シール体６１およびシ
ール体６４もセラミック繊維や砂等と常時接触して進行
する。同様に第２のビームユニット２０に続く第３のビ
ームユニット２０についても、最も炉入口側に挿入され
るビームユニット２０を押圧するように炉体内に搬入す
る。なお、被焼成品の落下を防止するためビーム１８上
に図示しない台板を載置し、この台板上に被焼成品を配
置するようにしてもよい。

【００２１】炉体内を通過したビームユニット２０は、
通常のトンネルキルンやローラハースキルンの場合と同
様に製品の積み下し用のリターン回路を設け、ビームキ
ルン１０の入口側に戻すようにする。前記本実施例のビ
ームキルン１０によると、シール部材３８と下部側壁３
２、シール部材３８と上部側壁２４との接触部６９をシ
ール体６１、シール体６２、シール体６３およびシール
体６４で覆う。さらに、各シール体の嵌合部にセラミッ
ク繊維や砂を密封材として使用している。このため、下
部側壁３２、上部側壁２４またはシール部材３８が炉内
の熱のためにある程度膨張変形しても炉内の熱やガス等
が炉外に漏れ出る量が低減するので、炉内温度の低下を
防止するとともに炉内雰囲気を均一に保つことができ
る。また、各シール体に熱膨張による変形、製造または
設置誤差があっても、セラミック繊維や砂の密封材がそ
の誤差を吸収して良好に炉内の熱やガス等を遮断するこ
とができる。

【００２２】炉内の高温ガスが隣合うビーム１８の間の
隙間を通過して容易に炉内上下に流通可能であるため、
予熱帯、焼成帯等の炉内を所望の温度分布に良好に保持
することができる。このため、焼成むらが少なく被焼成
品の品質を均一かつ高品位に向上することができる。こ
のビームキルンによると、被焼成品の搬送に比較的熱容
量の大きい棚材等の窯道具を必要としないため、被焼成
品の焼成温度が制御しやすく、迅速焼成が可能である。

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のビームキ
ルンによれば、炉内と炉外を遮断するシール手段を有す
るため、炉内の熱、ガス等が炉外に漏れる量が少なく、
炉内温度が低下しにくく一定に保持し易いので、焼成む
らの少ない均一な品質の被焼成品を製造できるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるビームキルンを示す部
分斜視図である。

【図２】本発明の一実施例によるビームキルンを示す横
断面図である。

【図３】図２のIII −III 線模式断面図である。

【図４】本発明の一実施例によるビームユニットを示す
斜視図である。

【図５】本発明の一実施例によるビームユニットを示す
正面図である。

【図６】本発明の一実施例のシール部材を構成するブロ
ック体を示す側面図である。

【図７】図６に示すＡ方向矢視図である。

【図８】図７に示すＢ方向矢視図である。

【図９】本発明の一実施例による搬送ローラを示す側面
図である。

【図１０】本発明の一実施例による搬送ローラを示す正
面図である。

【符号の説明】

１０ ビームキルン １２ 上炉体 １２ａ キルンユニット １４ 下炉体 １４ａ キルンユニット １６ 間隙 １８ ビーム ２４ 上部側壁 ２６ 上壁 ２８ 水平固定部材（固定手段） ３０ 垂直固定部材（固定手段） ３２ 下部側壁 ３８ シール部材（シール手段） ４０ 支持パイプ（支持部材） ５４ 搬送ローラ（移動手段） ６１ シール体（シール手段） ６２ シール体（シール手段） ６３ シール体（シール手段） ６４ シール体（シール手段）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部側壁を有する下炉体と、 上部側壁と上壁を有する上炉体と、 前記下部側壁と前記上部側壁との間に炉長方向に間隙が
   形成されるように前記上炉体を支持する固定手段と、 前記間隙を炉長方向に覆うシール手段と、 前記間隙を貫通して挿入され、炉長方向に所定間隔で配
   置される複数のビームと、 前記シール手段の炉外側で前記ビームの両端部を支持す
   る支持部材と、 前記支持部材を炉長方向に移動する移動手段とを備え、前記シール手段は、前記間隙に炉長方向に配置され前記
   複数のビームの両端部を挿入し前記ビームとともに移動
   するシール部材と、前記上部側壁および前記下部壁の炉
   外側に炉長方向に取り付けられ、前記上部側壁からは前
   記上部側壁との間に凹部を形成して前記下部側壁に向け
   て延び、前記下部側壁からは前記下部側壁との間に凹部
   を形成して前記上部側壁に向けて延びている第１シール
   体と、前記各凹部に充填されている耐熱性繊維材と、前
   記シール部材に炉長方向に取付けられ、前記シール部材
   と前記上部側壁および前記下部側壁との間に炉長方向に
   形成される間隙を覆うように前記上部側壁および前記下
   部側壁の炉外側と間隔を保持して前記上部側壁および前
   記下部壁側に向けて延び、先端部が前記耐熱性繊維材に
   埋まる第２シール体とを有している ことを特徴とするビ
   ームキルン。