JPS6229887A - 燃焼補助手段 - 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】 本発明は、セラミック基材から成り、炉特にトンネルが
まのコンベヤと接触する接触面と燃料の支持面とを有す
る、特に高速燃焼炉内でのセラミック製品焼成用の燃焼
補助装置に関する。この燃焼補助手段は、周知の種々な
コンベヤ（例えば、Ｍカローラー・コンベヤ）を備えた
高速燃焼炉内で有利に用いられる。

大ていのセラミンク製品、特に陶磁器のようなファイン
セラミック製品は燃焼補助手段上もしくは燃焼補助手段
内で高温において焼成される。この焼成は種々に形成さ
れた燃焼装置内で行われ、今回でもなおトンネルがま内
で広範囲に行われている。中間ワゴン上に、例えばプレ
ートまたは支柱状の燃焼補助手段が層状に組立てられ、
各層内に燃料が多重に積み重ねられて存在する。そのサ
イズが燃料のサイズに特別に適合するような燃焼カプセ
ルを用いることも公知である。使用されている焼成方法
の大部分は比較的短いバッチ時間の場合にも、冷却から
冷却への長い炉サイクルを必要とする。このようなトン
ネルかまではエネルギー消費量が高いという明白な欠点
の他に、焼成すべきセラミック製品が多様であるため、
特に中間ワゴン上に層状に組立てられるために、セラミ
ック製品の装入及びトンネルがまからの取り出しを自動
化することは不可能であるまたは非常に不充分にのみ可
能であるにすぎない。

炉建造工業はこの状態をかなり以前から考慮しでおり、
云わゆる高速燃焼炉を開発している。従来のトンネルが
まとは対照的に、この高速燃焼炉は蓄熱容量が高く、肉
厚の大きい重い耐火製品で閉ざされるのではなく、本質
的にセラミック繊維物質で内張すされている。繊維形状
または綿毛形状のこの新しい耐火建材は断熱性が高く、
そのため炉のエネルギー消費量を少なくする。蓄熱容量
が小さく、そのため炉の装入及び搬出時のエネルギー損
失を減する、ならびにその繊維状構造のために非常に高
い温度変化安定性を有するという利点を有している。セ
ラミック繊維材料のこの利点は高速燃焼炉で利用され、
セラミック製品は大てい１層状態でのみ、すなわち層状
構成ではなく、非常に短いバッチ時間で高速燃焼炉を通
って処理される。この高速燃焼炉はその特別な利点のた
めに、連続操作で運転する必要がなく、大きなエネルギ
ー損失なく定期的に始動及び停止させることができる。

詳細な実験と研究は、大ていのセラミック製品特にファ
インセラミック製品が、品質を損われることなく、今ま
で可能であったよりも木質的に非常に迅速に焼成される
ことを示している。しかし、焼成されたセラミック製品
としての公知の燃焼補助手段が特に温度変化安定性が充
分でないために、高速燃焼炉の激しい運転条件に耐える
ことができないので、実際にはこのことは不可能であっ
た。

かなりの努力がなされたにも抱らず、きん青石または炭
化ケイ素を主成分として含む、公知の燃焼補助手段を改
良して実際に高速燃焼炉内で使用可能にすることには今
まで成功していない。

本発明は、特に高速燃焼炉用に必要な高い温度変化安定
性を有し、それによって今まで特にトンネルかまで焼成
されていた多くのセラミック製品を高速燃焼炉内で非常
に安い費用で、より迅速に焼成する可能性をもたらすよ
うな燃焼補助手段を提供するという課題に基づくもので
ある。

本発明によると、この課題は燃焼補助手段を数部分から
構成することによって解決される。

本発明は、燃焼補助手段を焼成したセラミック材料から
構成する、すなわち燃焼補助手段をそのサイズにおいて
一複雑な形状の場合にもしばしば−その都度の被焼成品
のサイズに密接に適合した固体形状で存在させる従来の
先行技術とは異なる。

例えば、皿の焼成用カプセルは被焼成皿よりも大きいカ
プセルであり、温度変化の際にカプセル内に生ずる応力
が燃焼補助手段の耐用期間をごく僅かな炉サイクルにす
るという周知の欠点をもたらす。本発明は、燃焼補助手
段が数部分から構成され、個々の部分が全く異なる材料
から成るという点で、完全に新しい方法である。これに
よると本発明の燃焼補助手段は、結合剤を含まない縫合
した繊維マット（ブランケット）形状または無機結合剤
を含浸させて縫合した繊維マット形状の接触面形成無機
繊維材料と、セグメント状基体形状及び／または耐火性
被覆形状の支持面形成セラミック材料とから構成される
。この場合、繊維マットは比較的面積の大きい形状を有
するが、繊維材料の耐熱衝撃性が高いために、このこと
は不利ではない。実施態様の１つによると、燃焼補助手
段は接触面形成繊維マットと、この繊維マット中の切欠
き、スリットまたはその他の凹みに位置を固定して相対
的に保持され、全体として被焼成品の支持面を形成する
、数個のロッド状またはセグメント状基体から成る。繊
維マントは多重の機能を果たしている。これはコンベヤ
を燃焼室から隔離し、焼成されたセラミック材料から成
る個々の基体を固定位置に、基体が全体として焼成品の
支持面を形成するように、相対的に配置することを可能
にする。焼成したセラミック材料から成る基体は比較的
小さいサイズと簡単な形状を有するため、基体自体が熱
衝撃条件に耐えることのできる状態である。基体はまた
薄い肉厚をも有し得る。そのうえ、今まで燃焼補助手段
の製造に適さないと見なされていたようなセラミック材
料も有意義に利用することができる。また、特に基体の
形状を被焼成品のサイズ及び形状に合わせる必要は一般
にもはやない。唯一の守るべき条件は基体が全体として
、焼成品の充分に安定な支持面を形成しなければならな
いということである。基体が焼成品を負荷した場合にも
繊維材料中に沈下せず、それによって焼成品用支持面が
充分に安定であるような、安定性を有する繊維マット、
簡単に製造することができる。通常は結合剤を含まない
縫合した繊維マント（ブランケット）と理解すべき繊維
マットに、例えばリン酸−アルミニウムのような無機結
合剤を含浸させることができる。特に高速燃焼炉では、
大ていは１層状態でのみ焼成が行われるので、基体と焼
成品によって繊維マット上に及ぼされる重量は限定され
ている。高速燃焼炉での１層式焼成の独自性がこの新し
い燃焼補助手段によって有利に補足され、繊維マットを
燃焼補助手段の要素として使用することを可能にする。

他方では、この新しい燃焼補助手段と高速燃焼炉との組
合せが、焼成品の搬入・搬出を簡単に自動化できるとい
う他の利点をももたらす。被焼成品を入替える場合に、
焼成品自体を自動的に搬入・搬出するばかりでなく、基
体をも自動的に繊維マント上の適切な位置に配置し、例
えば第二供給個所に焼成品を搬入するという可能性も生
ずる。繊維マットをも含めた燃焼補助手段全体を焼成品
交換の際に交換する、すなわち、同じもしくは同じよう
な焼成品の焼成が再び決定するまで、基体をそのままの
状態に保存することも可能である。繊維マットが硬くな
く、フレキシブルに形成されているかぎり、放置された
基体も含めたこのような燃焼補助手段を例えば保存のた
めに巻くこともできる。繊維マットのサイズは個々の被
焼成セラミック製品のサイズまたは炉内のコンベヤのサ
イズにも合わせることができるので、炉ワゴンの全平坦
部上に連続するマントを用いることが容易である。最後
に、燃焼補助手段の１要素を形成する基体が損傷した場
合に、これを非常に簡単に、安い費用で取替えることが
できることも有利である。繊維マントならびに他の基体
は一般に再使用可能である。

基体は一般に熱衝撃に対して安定な横断面、特に長方形
、Ｔ形、Ｕ形またはＩ形横断面を合目的に有し、限定さ
れた長さを有する。基体は一般に薄い肉厚を有するので
、迅速に加熱及び冷却されることができ、その内部に基
体を損傷する熱応力が生ずることはない。予定の用途に
対して基体の支持面が小さすぎる場合には、例えば薄い
プレート状のこのような基体を幾つか並べて繊維マット
の凹みに入れることができる。この場合に、基体は０．
５ｎから数龍までの肉厚及びわずか数ａｍの支持長さを
有することができる、または同様にわずか数印の長さを
有し、例えば３（２）までの幅の薄い支持プレートとし
て、形成することができる。基体に塊状製品として押出
成形法で安価に製造することのできるような横断面を与
えることは、当然適切である。

基体はその支持面を繊維マントの表面から突出させて、
繊維マットに挿入することができる。このようにして、
全ての焼成品において、焼成品の１部が繊維マットと直
接接触して繊維マント材料が焼成品に付着することが阻
止される。例えば隆起した脚を有するような、特有の形
状の焼成品の場合には、基体によって形成される支持面
が繊維マント表面内にもまたはその外方にも存在するこ
とができる。

繊維マットは基体挿入用に選択的に用いられる切欠き、
スリットまたはその他の凹みから成る部分またはマトリ
ックスを有し、これによって特に燃焼装置自体を自動的
に組み立てる可能性及び高速燃焼炉末端部でのコンベヤ
の除去が可能になる。

従って、燃焼補助手段の組み立て及び充填のプログラム
制御した実施が可能になる。

基体が切欠き、スリットまたはその他の凹みの中で繊維
マットの弾性及び／または切欠きの境界によって充分に
またはあらゆる方向において充分に固定された位置に保
持されていない場合には、切欠き、スリットまたはその
他の凹み内に段または穿孔を設け、基体にも段、節等を
装備して、基体の装着または装入によって、基体をあら
ゆる方向に対して固定した位置にすなわち正確な位置に
保持することができる。段、穿孔、節等の代りに、基体
を繊維マット上に接着によって固定して、固定した位置
に位置づけることも可能である。

本発明による数部分から構成される燃焼補助手段は、酸
化アルミニウムを主成分とする繊維材料から及び炭化ケ
イ素、ケイ酸アルミニウムまたは酸化アルミニウムを主
成分とするセグメント状セラミック基体から有利に構成
される。

本発明による数部分から構成される燃焼補助手段の他の
実施態様によると、この燃焼補助手段を、セグメント状
セラミック基体を装備する代りにまたはこの装備に加え
て耐火性被覆を備えた繊維マットから構成することもで
きる。この場合に、酸化アルミニウムを主成分とする繊
維材料を好ましくは、リン酸−アルミニウムのような無
機結合剤を含浸させ、次に乾燥させた、縫合した繊維マ
ットとして、同様に用いることができる。耐火性被覆と
しては、炭化ケイ素または酸化アルミニウムを主成分と
するような被覆を用いることができる。

この被覆は通常公知のように浸漬、噴霧、ローラまたは
塗布によって、例えば水で希釈した、次の成分： ＳｉｃまたはＡｌ１ｔＯ３８５重量％ 粘　土　　　　　　　　１０重憧％　及びリン酸−アル
ミニウム　　　５重量％ から成る混合物として塗布される。

塗布した後に、この被覆を乾燥させ、次に耐火性に焼成
される。耐火性被覆のはげ落ちを避けるために、被覆に
乾燥後焼成前に、刻み図または刻印のスクリーンを装備
する、例えば互いに直交する刻み目の系または刻印した
六角形スクリーンを装備することが有利である。

次の第１〜１５図に、本発明による燃焼補助手段の実施
態様を示す。

第１図に示した燃焼補助手段は数部分から形成され、パ
ネル状の硬い構造またはフレキシブルな弾性構造のいず
れかを有することができる、セラミック繊維材料製の平
面状繊維マット１から成る゛　　　　ため、繊維マット
１は一定範囲で弾性変形可能である。繊維マット１のサ
イズは被焼成セラミック製品のサイズまたは高速燃焼炉
内のコンベヤのサイズに合わせることができる。第１図
に示した実施例では、繊維マット１は軸対称に形成され
ており、例えば環状または長い直線上に配置、分配さた
、切欠きまたはスリット形の凹み２を多く有している。

凹み２は一定深さまで繊維マット１の材料中に達するこ
とができる。例外的な場合には、このような凹みが繊維
材料の厚さ全体を通して設けられる（第４図）。この凹
み２内には焼成したセラミック材料製の基体３が挿入さ
れる。この基体はロッドまたはセグメント形状であり、
比較的簡単な横断面（第２〜８図）を有し、肉厚が薄く
、凹み２の方向にも比較的短く形成される。基体３は凹
み２内に、繊維マットの表面４から突出し、全体として
焼成品の支持面５　（第２図）を形成するように、挿入
される。繊維マット１では、必ずしも全ての凹み２が基
体３を有する必要がない。

問題の焼成品の装入のために有意義で必要であるように
、充填を選択することで充分である。繊維マット１の下
側は接触面６を形成し、この面上で燃焼補助装置１．３
は高速燃焼炉のコンベヤ上に、例えばワゴンまたはプレ
ート上に載せられる。繊維マット１は炉のコンベヤに対
して確実な断熱保護を与え、個々の基体３を組み立て、
焼成品の装入のために必要であるように、固定した位置
に相対的に保持するための基盤を形成する。

第２図は、凹み２内に縦に挿入して使用する基体の簡単
な、長方形横断面を示す。

第３図は、基体３のＵ形横断面を示す。凹み２はこの場
合深く形成され、基体３は２つのスリット状凹み２の間
の表面４上に載せられている。

第４図は繊維マットの厚みを貫通する凹み２とＴ−形横
断面すなわち押出成形法によって簡単に得られるプロフ
ィルを有する基体３を示す。

第５図の実施例では、同様にＴ形横断面を有する基体ら
が、支持面５が繊維マット１の表面４と一直線になるよ
うに、凹み２に挿入されている。

第６図の実施側によると、支持面５は繊維マットの表面
４よりも深く配置されている。

第５図と第６図の実施側はその都度の装入される焼成品
に合わせて、焼成品が繊維マット１の表面４と接触しな
いようにしたものであると理解される。

第７図は第２図と同様な実施例を示すが、この場合には
基体３が非常に肉厚の薄い３個の平面状プレートから成
り、これらのプレートは束として一緒に１つの凹み２に
入れられている。

第８図による実施態様の燃焼補助手段は切欠き状に切り
込んだ凹み２を存し、この凹みに■形横断面を有する基
体３が挿入されている。このような実施態様は、フレキ
シブルな繊維マット１を使用し、燃焼補助手段全体をふ
されしい焼成品が再び装入されるまで巻き上げて保存す
る場合には、特に有意義である。

すでに第１図が示し、第９図からも同様に明らかである
ように、凹み２の長さは必ずしも基体３の長さと一致す
る必要はない。むしろ、凹み２は基体よりも長く形成す
ることができ、繊維マントの幅及び／または長さ全体に
わたって凹みを設けて、非常に多くの短い基体３をそれ
ぞれ任意の個所及び焼成品を載せるために必要であるよ
うな個所の凹みに２挿入できるようにする。

しかし、基体３が凹み２の方向に移動するのを阻止する
ために、凹み２に段７を設け、基体３に１個以上の節８
を設けて、凹み２の中の基体３がこの凹みの方向にずれ
ないようにすることができる。第１０図は透視図として
第９図の基体を再び示す。

第１２図は表面の全領域が列をなして配置されている凹
み２によって占められている繊維マット１の平面図であ
る。凹み２内には同様に規則的に配置された、段７が環
状に設けられている。図１３に示すように、これと係合
するように、基体３を挿入することができる。凹み２に
挿入する前に基体３を１８０°相対的に回転することに
よって、任意の個所の列の凹み２を問題の基体３によっ
て塞ぐことができる。このことは各列の凹み２に基体３
をプログラム制御して自動的に充填し、例えば次の段階
で、その都度の焼成品を装入する可能性をもたらす。こ
のことは例えば１か所においてのみ充填されるような高
速燃焼炉の場合に特に可能である。このようにして、炉
末端部における搬出も自動化することができる。

第１１図は焼成品９として皿を装入したこのような実施
態様の横断面を示す。

第１４図は繊維マット１と基体３から成る燃焼補助手段
の他の実施例の部分図を示す。この場合に、凹み２とし
て十字形の切欠き部分が設けられており、この中に３個
の基体３が挿入されている。

この場合には、例えばエッグカソブまたはカップのよう
な小さくて軽い物体を焼成品として有利に装入すること
ができる。個々の基体３は凹み２の中で接着１０によっ
て付加的に一定位置に固定される。

第１５図は、耐火性被覆１１を備えた繊維マット１の表
面が焼成品９の支持面５を形成する、燃焼補助手段の他
の実施態様の横断面を示す。被覆１１は切込み１２によ
って中断される。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施態様の燃焼補助手段を上から見た平面
図であり、第２〜８図は第１図の線■〜Ｈに沿った横断
面として、繊維マット内の基体の実施態様と配置を示し
、第９図は第２図に対して９０度回転した切断方向の断
面図を示し、第１０図は基本の透視部分図を示し、第１
１図は焼成品を支持した燃焼補助手段の横断面図を示し
、第１２は畑状に形成した繊維マットの平面図であり、
第１３図は第１２図のマットの第９図と同様な断面図で
あり、第１４図は他の実施態様の燃焼補助手段の一部平
面図であり、第１５図は繊維マントの表面が焼成品の支
持面を形成する実施態様の断面図である。 １・・・・・・繊維マット　　　　２・・・・・・凹　
み３・・・・・・基　体　　　　　４・・・・・・表　
面５・・・・・・支持面　　　　　　６・・・・・・接
触面７・・・・・・段　　　　　　　８・・・・・・節
９・・・・・・焼成品　　　　　１０・・・・・・接続
剤１１・・・・・・耐火性被覆　　　１２・・・・・・
切込み一１ηη？５　　　ニｔシｚｔｉ　　　ニＬシＢ
１−１ｌＩｔｌＬｎ　　　　−ｊ１！々Ｓ！１　　　　
−ｊトｉｉＣ°ｉｌｌ−コｔ！ｉζノＪ −ｊαｒＪ−１２ 二ｔシｉノ３ ニＩＺｒζノナ ｍノ５

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）炉のコンベヤと接触する接触面と燃料のための支
   持面とを有するセラミック基材から成る、特に高速燃焼
   炉内で焼成するセラミック製品用の燃焼補助手段であっ
   て、該燃焼補助手段が数部分から構成されていることを
   特徴とする燃焼補助手段。
2. （２）数部分から構成されている燃焼補助手段が支持面
   を形成する、結合剤を含まない縫合した繊維マット（ブ
   ランケット）の形状または無機結合剤を含浸させ、縫合
   した繊維マットの形状の無機繊維材料と、セグメント状
   基体の形状及び／または耐火性被覆の形状の支持面形成
   セラミック材料とから成ることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の燃焼補助手段。
3. （３）接触面を形成する繊維マットと、数個のロッド状
   またはセグメント状のセラミック材料製基体とから構成
   され、基体が繊維マットの凹み中に固定した位置に相対
   的に保持され、全体として焼成品のための支持面を形成
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の燃焼補助手段。
4. （４）セラミック材料製基体が熱衝撃を受けにくい横断
   面、特に長方形、Ｔ字形、Ｕ字形またはＩ字形の横断面
   を有し、限定された長さを有することを特徴とする特許
   請求の範囲第３項記載の燃焼補助手段。
5. （５）繊維マットの表面から突出した支持面を有するセ
   ラミック材料製基体を繊維マット中に挿入することを特
   徴とする特許請求の範囲第３項または第４項記載の燃焼
   補助手段。
6. （６）繊維マットが、セラミック材料製基体を挿入する
   ために、選択的に利用できる切欠き、スリット、または
   その他の凹みの部分を有することを特徴とする特許請求
   の範囲第３項または第４項記載の燃焼補助手段。
7. （７）切欠き、スリットまたはその他の凹みの中に段ま
   たは穿孔を設け、セラミック材料製基体が対応する段ま
   たは節を有することを特徴とする特許請求の範囲第５項
   または第６項記載の燃焼補助手段。
8. （８）セラミック材料製基体が繊維マット上に接着剤に
   よって固定されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第３項または第４項記載の燃焼補助手段。
9. （９）数部分から構成された燃焼補助手段が酸化アルミ
   ニウムを主成分とする繊維材料と、炭化ケイ素、ケイ酸
   アルミニウムまたは酸アルミニウムを主成分とするセグ
   メント状セラミック基体とから成ることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項または第２項に記載の燃焼補助手段
   。
10. （１０）数部分から構成される燃焼補助手段が酸化アル
    ミニウムを主成分とする繊維材料と、炭化ケイ素または
    酸化アルミニウムを主成分とする耐火性被覆とから成る
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
    載の燃焼補助手段。