JPH05187781A - 工業用加熱炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 炉体の冷却及びガスパージなどを行うに際し
て必要となる作業時間及び手間の大幅な低減を図ること
ができる工業用加熱炉を提供する。 【構成】 本発明にかかる工業用加熱炉１は、焼成室２
を取り囲む炉体３，４，５の内部にはガス供給管６を埋
め込んでおり、該ガス供給管６の側面にはガス吐出孔７
を形成していることを特徴とするものである。また、工
業用加熱炉１０で示すように、炉体３，４，５の内部に
は、ガス供給管１２のガス吐出孔１３に連なり、かつ、
焼成室２に向かって開口するガス通路１４を設けておい
てもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は工業用加熱炉にかかり、
詳しくは、その炉体構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、工業用加熱炉の一例としては
セラミックス成形体の焼成を行う際に用いられるセラミ
ックス焼成炉が知られており、少量多品種物品の処理に
適したセラミックス焼成炉としては図５で示すような構
造のバッチ式焼成炉といわれるものが多用されている。
すなわち、このバッチ式焼成炉２０は、被加熱物である
セラミックス成形体Ｓを加熱して焼成する焼成室２１
と、この焼成室２１を取り囲んで設けられた炉壁２２及
び炉天井２３と、上昇動作によって焼成室２１の下側開
口を密閉する炉床２４とを備えており、この炉床２４上
に載置されたセラミックス成形体Ｓは炉床２４の上昇動
作に伴って焼成室２１内に収納されるようになってい
る。

【０００３】そして、このようなバッチ式焼成炉２０に
おいては、焼成温度の均一化に対処すべく、炉体である
炉壁２２や炉天井２３、炉床２４のそれぞれを耐火断熱
材によって構成するとともに、これらの厚み自体をも断
熱効果を高めるために厚くすることが行われている。な
お、図示していないが、焼成室２１内にはセラミックス
成形体Ｓを加熱するためのヒータや雰囲気ガスの供給管
及び排出管などが設けられる一方、炉床２４の下側には
これを昇降動作させるためのテーブルリフターなどが配
設されており、また、炉体の機械的強度を確保すべく炉
壁２２及び炉天井２３、炉床２４のそれぞれを鉄板で覆
っていることは勿論である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来構成とされたバッチ式焼成炉２０の炉壁２２や炉天井
２３、炉床２４の厚みを厚くした場合には、これらを構
成する耐火断熱材における蓄熱量が大きく増大すること
になる結果、セラミックス成形体Ｓの焼成終了後に必要
となる炉体の冷却を行う際に多大な作業時間及び手間を
要することになってしまう。すなわち、焼成作業が終了
した際には、雰囲気ガスの供給管などを利用して焼成室
２１内に空気などの冷却用ガスを送り込みつつ、熱交換
によって加熱された冷却用ガスを雰囲気ガスの排出管を
通じて排出しながら炉体の冷却を行うのであるが、冷却
用ガスは炉体各部の内表面にのみしか接触しえないため
に十分な熱交換が行われないことになり、炉体である炉
壁２２や炉天井２３の急速冷却を実現できないのが普通
である。

【０００５】また、焼成済みのセラミックス成形体Ｓが
載置された炉床２４については、これを下降動作させた
うえで送風ファンなどを用いて冷却することが行われる
のであるが、この炉床２４自体の蓄熱量が大きいため、
やはり作業時間が長くなってしまうのを防止しえないの
が現状である。

【０００６】さらに、セラミックス成形体Ｓの焼成に際
してはバッチ式焼成炉２０の焼成室２１内に供給する雰
囲気ガスの種類を変える必要が生じることがあるが、こ
のような際には雰囲気ガスの種類を変えるたびごとに焼
成室２１及び炉体である炉壁２２や炉天井２３、炉床２
４の内部にまでわたる雰囲気ガスの置換を行わなければ
ならず、炉体各部の厚みが厚くなればなるほど、雰囲気
ガスの置換に要する時間が長くなるために焼成時間短縮
のネックとなっていた。また、焼成条件上の必要によっ
ては、セラミックス成形体Ｓを焼成室２１内に収納した
ままの雰囲気ガス中で冷却する場合もあるが、このよう
な場合におけるセラミックス成形体Ｓの冷却にはより一
層長い作業時間を要するという不都合もあった。

【０００７】本発明は、これらの不都合に鑑みて創案さ
れたものであって、炉体の冷却及び雰囲気ガスの置換な
どを行うに際して必要となる作業時間及び手間の大幅な
低減を図ることができる工業用加熱炉の提供を目的とし
ている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる工業用加
熱炉においては、このような目的を達成するために、焼
成室を取り囲む炉体の内部にはガス供給管を埋め込んで
おり、該ガス供給管の側面にはガス吐出孔を形成してい
る。また、同じく炉体の内部には、ガス供給管のガス吐
出孔に連なり、かつ、焼成室に向かって開口するガス通
路を設けている。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、ガス供給管に対して冷却用
ガスを供給すると、ガス供給管に形成されたガス吐出孔
のそれぞれからは冷却用ガスが吐出されることになり、
吐出された冷却用ガスは炉体をその内部から冷却するこ
とになる。さらに、ガス吐出孔に連なって焼成室の内面
上で開口するガス通路を設けておくと、炉体によって取
り囲まれた焼成室内にまで冷却用ガスがストレートに供
給されることになり、この焼成室の冷却が促進されるこ
とになる。なお、雰囲気ガスの置換や雰囲気ガス中での
冷却においても同様である。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を工業用加熱炉の一例であるバ
ッチ式焼成炉に適用したうえ、その実施例を図面に基づ
いて説明する。

【００１１】第１実施例 図１は本発明の第１実施例にかかるバッチ式焼成炉を簡
略化して示す縦断面図、図２は図１中のＡ−Ａ線に沿う
横断面図であり、これらの図における符号１はバッチ式
焼成炉を示している。

【００１２】このバッチ式焼成炉１は、被加熱物である
セラミックス成形体Ｓを加熱することによって焼成する
焼成室２と、この焼成室２を取り囲んで設けられた炉体
である炉壁３及び炉天井４と、焼成室２の被加熱物出入
部である下側開口を密閉もしくは開放する炉床５とを備
えている。そして、炉床５はテーブルリフター（図示し
ていない）を用いて昇降動作させられるようになってお
り、この炉床５上に載置されたセラミックス成形体Ｓは
炉床５の上昇動作に伴って焼成室２内に収納され、ま
た、炉床５の下降動作に伴って炉外へ取り出されるよう
になっている。なお、図示していないが、焼成室２内に
セラミックス成形体Ｓを加熱するためのヒータや雰囲気
ガスの供給管及び排出管などが設けられていることは従
来例と同様である。

【００１３】さらに、焼成室２を取り囲む炉体を構成す
る炉壁３や炉天井４、炉床５は所要の機械的強度及び厚
みを有する耐火断熱材によって構成されており、これら
の炉体各部の内部には、セラミックス材料や耐熱性金属
材料からなり、かつ、所定管径とされた複数本ずつのガ
ス供給管６がそれぞれ並列状として埋め込まれている。
そして、ガス供給管６それぞれの側面には、細径状とさ
れたガス吐出孔７の多数個が互いに離間した状態で形成
されている。そこで、これらのガス供給管６内に空気の
ような冷却用ガスや雰囲気ガスなどを供給した場合、供
給された所要のガスはガス供給管６に沿って流れたうえ
でガス吐出孔７のそれぞれから吐出されることになり、
炉体を構成する炉壁３や炉天井４、炉床５それぞれの内
部に流れ広がって浸透していくことになる。

【００１４】すなわち、セラミックス成形体Ｓの焼成終
了後に必要となる炉体の冷却を行うに際し、ガス供給管
６それぞれ内に空気などの冷却用ガスを供給してやる
と、供給された冷却用ガスは各ガス供給管６に形成され
たガス吐出孔７のそれぞれを通って炉体各部の内部に向
かって吐出されることになる。そして、このとき、炉壁
３や炉天井４、炉床５はセラミックスファイバーを圧縮
成形してなり、ガスの浸透が可能な密度となった多孔質
の耐火断熱材からなるものであるから、吐出された冷却
用ガスは炉壁３や炉天井４、炉床５それぞれの内部に浸
透して通過しながら焼成室２内に流れ出ていくことにな
る。また、雰囲気ガスの置換などに際して各ガス供給管
６内に新たな雰囲気ガスを供給した場合、この雰囲気ガ
スは上記冷却用ガスと同様、炉壁３や炉天井４、炉床５
それぞれの内部を通ったうえで焼成室２内に供給される
ことになる。そして、新たな雰囲気ガスを供給した際、
この焼成室２内に以前から滞留していた雰囲気ガスは、
その排出管を通じて炉外へ排出されていくことになる。

【００１５】ところで、以上の説明においては、炉体を
構成する炉壁３や炉天井４、炉床５すべての内部にガス
供給管６を埋め込むとしているが、必ずしもこれらのす
べてにガス供給管６を埋め込んでおく必要はない場合も
あり、このような場合には、例えば、実用上の必要に応
じて炉床５のみにガス供給管６を埋め込んでおくという
ような構成を採用することになる。

【００１６】第２実施例 図３は本発明の第２実施例にかかるバッチ式焼成炉を簡
略化して示す縦断面図、図４は図２中のＢ−Ｂ線に沿う
横断面図であり、これらの図における符号１０はバッチ
式焼成炉である。なお、このバッチ式焼成炉１０の全体
構成については第１実施例にかかるバッチ式焼成炉１と
基本的に異ならないので、図３及び図４において図１及
び図２と互いに同一もしくは相当する部品、部分には同
一符号を付している。

【００１７】このバッチ式焼成炉１０は、セラミックス
成形体Ｓを焼成するための焼成室２と、この焼成室２を
取り囲んで設けられた炉壁３及び炉天井４と、焼成室２
の下側に設けられた被加熱物出入用の開口を密閉もしく
は開放する炉床５とを備えている。そして、これらの炉
体となる炉壁３や炉天井４、炉床５のそれぞれは所要の
厚みを有する耐火断熱材、例えば、セラミックスファイ
バーを圧縮成形してなる複数枚ずつのファイバーボード
１１ａ〜１１ｃを張り合わせることによって構成されて
いる。

【００１８】また、炉壁３や炉天井４、炉床５それぞれ
の内部、すなわち、平面状として構成された炉体各部そ
れぞれの両端位置の内部には、セラミックス材料や耐熱
性金属などからなる一対のガス供給管１２が並列状に配
置されたうえで埋め込まれており、同一平面上に配置さ
れたガス供給管１２同士の互いに対向しあう側面それぞ
れには細径状とされたガス吐出孔１３が複数個ずつ形成
されている。なお、図３，４では、炉壁３の内部に埋め
込まれたガス供給管１２が縦向きに配置されているが、
横向きに配置されていてもよいことは勿論である。

【００１９】一方、炉体の各部である炉壁３や炉天井
４、炉床５それぞれの内部には、各ガス供給管１２のガ
ス吐出孔１３に連なり、かつ、焼成室２に向かって開口
するガス通路１４が設けられており、このガス通路１４
は図３，４中の符号１５〜１８で示される貫通孔が互い
に連通接続されることによって構成されている。

【００２０】すなわち、炉壁３や炉天井４、炉床５それ
ぞれの内部には互いに対向しあって配置されたガス供給
管１２のガス吐出孔１３同士を連結する空間である複数
個の貫通孔１５が炉体各部の平面方向に沿って形成され
ており、これらの炉壁３や炉天井４、炉床５がファイバ
ーボード１１ａ〜１１ｃの張り合わせによって構成され
たものである場合、これらの貫通孔１５は焼成室２側か
ら遠のく２枚目及び３枚目のファイバーボード１１ｂ，
１１ｃ間に設けられている。また、焼成室２に向かって
露出する１枚目及び２枚目のファイバーボード１１ａ，
１１ｂ間にも、平面方向に沿うようにして形成された複
数個の貫通孔１６がそれぞれ設けられている。なお、こ
こで、貫通孔１５，１６のそれぞれは、所定のファイバ
ーボード１１ａ，１１ｂの外面上に所定幅かつ所定深さ
の溝を切り込み形成したうえで張り合わせることによっ
て構成されたものである。

【００２１】さらに、この２枚目のファイバーボード１
１ｂには貫通孔１５，１６を互いに連通接続すべく厚み
方向に沿って形成された複数個の貫通孔１７が設けられ
る一方、１枚目のファイバーボード１１ａには貫通孔１
６に連なって形成されたうえ焼成室２に向かって開口す
る複数個の貫通孔１８が形成されている。そこで、これ
らの貫通孔１５〜１８は互いに連なりあってガス通路１
４を構成することになり、ガス供給管１２のガス吐出孔
１３から吐出された所要のガスはガス通路１４を通った
うえで焼成室２内に供給されることになる。なお、この
ような貫通孔１５〜１８を炉体各部の内部に形成した場
合には、これらの貫通孔１５〜１８がファイバーボード
１１ａ〜１１ｃによって塞がれてしまう恐れがあるの
で、図示していないが、このような不都合を避けるべく
予め貫通孔１５〜１８のそれぞれにセラミック材料など
からなるパイプを挿入してガス通路１４を確保すること
が望ましい。

【００２２】そこで、本実施例にかかるバッチ式焼成炉
１０の冷却を行う際、炉体各部に埋め込まれたガス供給
管１２それぞれ内に空気などの冷却用ガスを供給してや
ると、供給された冷却用ガスは各ガス供給管１２に形成
されたガス吐出孔１３のそれぞれから吐出されてガス通
路１４の一部を構成する貫通孔１５内に流れ込むことに
なり、貫通孔１６〜１８を通過しながら炉体各部の冷却
を行いつつ、焼成室２内にまで供給されることになる。
また、雰囲気ガスの置換や雰囲気ガス中での冷却を行う
に際し、ガス供給管１２それぞれ内に所要の雰囲気ガス
を供給してやれば、炉体各部の内部に雰囲気ガスが供給
されるとともに、炉体各部それぞれに形成されたガス通
路１４から焼成室２に向かって雰囲気ガスがほぼ一様な
状態で供給されていくことになる。

【００２３】ところで、以上の説明においては、工業用
加熱炉がセラミックス成形体の焼成を行う際に用いられ
るバッチ式焼成炉であるものとしているが、これに限定
されるものではなく、例えば、連続式セラミックス焼成
炉などのような他の構造とされた工業用加熱炉に対して
も適用可能であることはいうまでもない。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる工
業用加熱炉においては、焼成室を取り囲む炉体各部の内
部にはガス供給管を埋め込んでおり、これらのガス供給
管の側面にはガス吐出孔を形成しているので、各ガス供
給管に対して冷却用ガスを供給すると、ガス吐出孔のそ
れぞれからは冷却用ガスが流れ出すことになり、流れ出
した冷却用ガスは炉体各部の内部に流れ広がって熱交換
を行いつつ、焼成室内に流れ出ていくことになる。そこ
で、この工業用加熱炉を構成する炉体の各部は、その内
部に流れ広がった冷却用ガスによって急速に冷却される
ことになる。

【００２５】また、この工業用加熱炉の炉体内部に、ガ
ス供給管のガス吐出孔に連なり、かつ、焼成室に向かっ
て開口するガス通路を設けておくと、各ガス供給管に供
給されてガス吐出孔のそれぞれから吐出された冷却用ガ
スは炉体各部の冷却を行いつつ、炉体によって取り囲ま
れた焼成室内に供給されることになるので、この焼成室
の冷却が促進されることになる。そして、雰囲気ガスの
置換や雰囲気ガス中での冷却においても同様である。し
たがって、本発明によれば、炉体の冷却及び雰囲気ガス
の置換などを行うに際して必要となる作業時間及び手間
の大幅な低減を図ることができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかるバッチ式焼成炉を
簡略化して示す縦断面図である。

【図２】図１中のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。

【図３】本発明の第２実施例にかかるバッチ式焼成炉を
簡略化して示す縦断面図である。

【図４】図３中のＢ−Ｂ線に沿う横断面図である。

【図５】従来例にかかるバッチ式焼成炉を簡略化して示
す縦断面図である。

【符号の説明】

１ バッチ式焼成炉（工業用加熱炉） ２ 焼成室 ３ 炉壁（炉体） ４ 炉天井（炉体） ５ 炉床（炉体） ６ ガス供給管 ７ ガス吐出孔 １０ バッチ式焼成炉（工業用加熱炉） １２ ガス供給管 １３ ガス吐出孔 １４ ガス通路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼成室を取り囲む炉体の内部にはガス供
   給管を埋め込んでおり、該ガス供給管の側面にはガス吐
   出孔を形成していることを特徴とする工業用加熱炉。
2. 【請求項２】 炉体の内部には、ガス供給管のガス吐出
   孔に連なり、かつ、焼成室に向かって開口するガス通路
   を設けていることを特徴とする請求項１記載の工業用加
   熱炉。