JP2000171160A

JP2000171160A - マッフル炉

Info

Publication number: JP2000171160A
Application number: JP10342082A
Authority: JP
Inventors: Nobuhito Yokoyama; 暢人横山; Kenji Tanimoto; 憲司谷本; Masataka Morita; 真登森田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-12-01
Filing date: 1998-12-01
Publication date: 2000-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】メンテナンス性および熱効率に優れたマッフ
ルおよびマッフル炉を提供すること。【解決手段】長手方向に垂直に分割した大型マッフル
と当該大型マッフルよりも小さい断面を有する小型マッ
フルとを、それぞれの端部において、小型マッフルの外
周面と大型マッフルの内周面とが沿うように、交互に重
ね合わせて連結してなるマッフル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば太陽電池用
基板、大型映像表示用発光素子等の被加熱対象物を加熱
処理するために用いるマッフル、及び当該マッフルを含
むマッフル炉に関する。

【従来の技術】

【０００２】従来から用いられているマッフルとして
は、例えば、図５にその概略斜視図を示す半円状の断面
を有する金属製中空筒体が挙げられる。このようなマッ
フルは、構造が簡単で、マッフル内部で均一な加熱が可
能であるという利点がある。また、例えば、鉄、ステン
レススチール等の金属、セラミック等からなり、約２０
ｍにも及ぶ長さを有するものが使用されている。ただ
し、トラック運搬時の制約等により４〜５ｍ単位に分割
し、使用時にはマッフルに設けたフランジ同士をボルト
およびナット等で堅固に連結して用いられている。ここ
で、図６に、図５に示す従来のマッフルを用いてなるマ
ッフル炉の概略縦断面図を示す。５１は図５に示す従来
のマッフルであり、一方の端部５７において、例えばボ
ルトとナット５７等によりフレーム５２に固定されてい
る。また、反対側の端部、またはマッフルの自重による
撓みを所定の大きさ以下に抑えるために必要な中間支持
点（図示せず）において、回転ローラ５３によって支持
することにより、マッフルの熱膨張を逃がす仕組みにな
っている。なお、図６において、マッフルのフランジ、
ボルトおよびナットについては表示を省略した。この熱
膨張は、加熱処理の条件、被加熱対象物の種類、マッフ
ル内の雰囲気等によって異なるが、例えばステンレスス
チール製のマッフルにあっては、６００℃でもとの長さ
の約１％程の伸びを示す。したがって、回転ローラ５３
は、マッフル炉に不可欠な構成要素である。そして、加
熱ヒータ５４、断熱材５５および例えばコンベア式の被
加熱物搬送手段５６と組み合わせられてマッフル炉を構
成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、マッフル内で
何らかのトラブルが発生した場合、マッフルの入口ある
いは出口からの対処しかできず、復旧に長時間必要であ
るという問題があった。すなわち、復旧時間の短縮のた
めにメンテナンス性の向上が望まれていた。また、一体
構造のマッフルの熱膨張を逃がすために設置されている
回転ローラは、通常、ボールベアリングやカムフォロア
ー等からなり、耐熱性の点から高温度雰囲気下では使用
できず、その材質に応じて所定温度以下（例えば回転ロ
ーラが鋼製のボールベアリングからなる場合は１５０℃
以下）に保つための冷却が必要であるという問題があっ
た。この冷却の必要性は、熱効率低下の原因となり、エ
ネルギーの節約という要請にも反する。そこで、本発明
の目的は、メンテナンス性および熱効率に優れたマッフ
ルおよびマッフル炉を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、長手方向に垂
直に分割した大型マッフルと当該大型マッフルよりも小
さい断面を有する小型マッフルとを、それぞれの端部に
おいて、小型マッフルの外周面と大型マッフルの内周面
とが沿うように、交互に重ね合わせて連結してなるマッ
フルに関する。この場合、大型マッフルの両端部が小型
マッフルの外周面に当接するように内側に折り返されて
おり、小型マッフルの両端部が大型マッフルの内周面に
当接するように外側に折り返されているのが好ましい。
また、本発明は、前記マッフルを含むマッフル炉にも関
する。このマッフル炉においては、前記大型マッフルお
よび小型マッフルの片側が固定され、他端が自由である
のが好ましい。さらに、本発明のマッフル炉において
は、個々の大型マッフルおよび小型マッフルに設置フレ
ームを設けてユニット化するのが好ましい。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明は、長手方向に垂直に分割
した大型マッフルと当該大型マッフルよりも小さい断面
を有する小型マッフルとを、それぞれの端部において、
小型マッフルの外周面と大型マッフルの内周面とが沿う
ように、交互に重ね合わせて連結してなるマッフルであ
る。すなわち、本発明のマッフルは、従来から用いられ
ていた長くて連続した一体構造を有するマッフルを長手
方向に垂直に分割し、分割した個々のマッフルを連結し
てなるものである。

【０００６】ここで、図１に、本発明のマッフルの一実
施の形態の概略斜視図を示す。図１に示す本発明のマッ
フルを構成する大型マッフル１と小型マッフル２は、半
円状の断面を有する中空筒体である。そして、大型マッ
フル１の平面部分３に収納部分４を設けることにより、
大型マッフル１の内周面が小型マッフル２の外周面に沿
い、大型マッフル１の平面部分３と小型マッフル２の平
面部分５とが連続するように、大型マッフル１と小型マ
ッフル２が連結している。このとき、平面部分３と平面
部分５の長手方向における寸法を調節し、大型マッフル
１と筒小型マッフル２とを連結した場合に、熱膨張を吸
収できる程度の小さな間隙を設けてもよい。この間隙が
問題となる場合には、本発明のマッフルをマッフル炉に
組み込む際に、例えばその間隙より大きな平板をマッフ
ルの平面部分の裏面に配置し、間隙をふさげばよい。こ
のような設計変更は、当業者であれば、必要に応じて適
宜行うことができる。特に、前記平板は、マッフルを構
成する筒体と同じ材料で作製するのが好ましいが、その
他の熱膨張係数の小さい材料によっても同様の効果が期
待できる。

【０００７】このように、本発明のマッフルの最大の特
徴は、連結部において前記大型マッフル１および前記小
型マッフル２が溶接等により密着して連結されていない
点にある。これにより、マッフルを構成する個々の大型
マッフルおよび小型マッフルを別個に取り外すことがで
きるため、メンテナンス性が向上し、マッフルが熱膨張
した場合も各筒体相互間の干渉を生じず、マッフル全体
としての熱膨張を逃がすことができる。したがって、本
発明のマッフルを用いてマッフル炉を作製した場合、従
来のマッフル炉において用いられていた回転ローラが不
要になり、回転ローラを冷却するために生じる熱効率の
低下をなくし、熱効率を向上することができるという効
果を奏するのである。

【０００８】さらに、本発明のマッフルにおいては、大
型マッフルの両端部が小型マッフルの外周面に当接する
ように内側に折り返されており、小型マッフルの両端部
が大型マッフルの内周面に当接するように外側に折り返
されているのが好ましい。このような本発明のマッフル
の他の実施の形態の一部切欠き概略斜視図を図２に示
す。この場合の大型マッフル１および小型マッフル２を
連結させた場合、大型マッフル１の外側折り返し部分６
が、小型マッフル２の内周面に接する。また、小型マッ
フル２の内側折り返し部分７が、大型マッフル１の外周
面に接する。このような態様をとることにより、本発明
のマッフルを構成する各筒体の連結が容易となる。ま
た、特に、マッフル内を、例えばチッ素ガス、水素ガス
等の特殊な雰囲気とする場合には、前記折り返し部分が
雰囲気を構成するガスにとっての流路抵抗となり、前記
雰囲気の維持が容易になるという効果を奏する。

【０００９】このようなマッフル用筒体（大型マッフル
および小型マッフル）を構成する材料としては、従来か
らマッフルの材料として用いられていたものであれば特
に制限はなく、例えば、ステンレススチール、鉄、ニッ
ケル−クロム合金（例えば、大同特殊鋼（株）製のイン
コネル６０１）等の金属、セラミック、耐熱ガラス、カ
ーボンが挙げられる。大型マッフルおよび小型マッフル
の断面形状は、図においては半円状としているが、被加
熱物が内部を通過しうる形状であれば特に制限はなく、
例えば半円状、正方形状、矩形状、円状等が挙げられ
る。また、大型マッフルおよび小型マッフルの長さは、
それらの断面の大きさや形状に応じて、内部のメンテナ
ンスが容易である範囲であれば特に制限はない。本発明
における大型マッフルおよび小型マッフルは、従来のマ
ッフルと同様にして、例えば溶接によって製造すること
ができる。さらに、本発明のマッフルは、前記大型マッ
フルおよび小型マッフルを連結してなるが、各マッフル
の個数についても特に制限はない。

【００１０】また、本発明は、前記マッフルを用いてな
るマッフル炉にも関する。本発明のマッフルにおいて
は、大型マッフルおよび小型マッフルの片側が固定さ
れ、他端が自由であるのが好ましい。通常、マッフル炉
は、マッフル、加熱ヒータ、断熱材、被加熱対象物搬送
手段を含む。

【００１１】つぎに、本発明のマッフルを用いてなるマ
ッフル炉について、図を用いて説明する。図３は、本発
明のマッフルを用いてなるマッフル炉の概略縦断面図で
ある。図３に示すように、本発明のマッフル炉は、前記
マッフルを用いることにより、従来から必要とされてい
た回転ローラが不要となる点を除いては、従来と同様で
あってよい。これにより、前述のように、回転ローラの
冷却工程を省略することができ、熱効率の低下を防止し
熱効率を向上できる。図３に示すように、本発明のマッ
フル炉においては、半円状の断面を有する大型マッフル
３１と、当該大型マッフル３１より小さな半円状の断面
を有する小型マッフル３２とを、それぞれの長手方向の
端部において、前記大型マッフル３１の内周面が前記小
型マッフル３２の外周面に沿うように互いに連結してな
り、少なくとも一つの連結部において前記大型マッフル
３１および前記小型マッフル３２が互いに脱着可能であ
る。また、図３に示すマッフル炉においては、マッフル
の平面部分である底板を分割し、熱膨張を吸収できる程
度の小さな間隙３３をあけて配置している。また、マッ
フルの半円状部分と平面部分を分割構造とすればメンテ
ナンス性をさらに向上させることができる。なお、その
他の構成要素である加熱ヒータ３４、断熱材３５、被加
熱対象物搬送手段３６については、従来のマッフル炉と
同じでよい。

【００１２】つぎに、本発明のマッフル炉においては、
個々の前記大型マッフル１および前記小型マッフル２の
それぞれに設置フレームを設けてユニット化するのが好
ましい。このようなユニット構成とすることにより、被
加熱物に要求されるプロセス条件に応じてマッフルユニ
ットを組み合わせてマッフル炉を構成できるため、複雑
な工程を経ず、短期間で容易かつ安価に各種のマッフル
炉を提供することができるという効果を奏する。このと
き、大型マッフルおよび小型マッフルは、例えばボルト
とナット、位置決めピンの打ち込み等の常法により設置
フレームに固定すればよいが、各ユニットを組み合わせ
る際には、隣接する設置フレーム同士および／または筒
体同士を互いに固定すればよい。

【００１３】図４に、個々の大型マッフルおよび小型マ
ッフルに設置フレームを設けてユニット化してなるマッ
フル炉の概略縦断面図を示す。このとき、大型マッフル
および小型マッフルは、前述のように、常法により設置
フレームに固定すればよく、各ユニットを組み合わせる
際には、隣接する設置フレーム同士を互いに固定すれば
よい。図４において４１は前記大型マッフルであり、４
２は大型マッフル４１よりも小さい半円状の断面を有す
る小型マッフルである。そして、４３は大型マッフルお
よび小型マッフル毎に設置される設置フレームであり、
このようなユニット構成とすることにより被加熱対象物
に要求されるプロセス条件に応じて各ユニットを組み合
わせてマッフル炉を構成できる。したがって、前述のよ
うに、煩雑な工程を必要とせず、短期間で安価にマッフ
ル炉を供給できるという効果を奏する。また、図４に示
すマッフル炉においては、マッフルの平面部分である底
板を分割し、熱膨張を吸収できる程度の小さな間隙４３
をあけて配置している。なお、その他の構成要素である
加熱ヒータ４４、断熱材４５、被加熱対象物搬送手段４
６については、従来のマッフル炉と同じでよい。

【００１４】なお、大型マッフルと小型マッフルとの間
が熱膨張に対して開放状態になっていれば、すべての大
型マッフルおよび小型マッフルを設置フレームに固定し
てもよい。

【００１５】

【発明の効果】以上のように、本発明のマッフルおよび
マッフル炉によれば、メンテナンス性の向上と熱効率の
向上という有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマッフルの一実施の形態を示す概略斜
視図である。

【図２】本発明のマッフルの他の実施の形態を示す概略
斜視図である。

【図３】本発明のマッフルを用いてなるマッフル炉の概
略縦断面図である。

【図４】個々の大型マッフルおよび小型マッフルに設置
フレームを設けてユニット化してなる本発明のマッフル
炉の概略縦断面図である。

【図５】従来のマッフルの概略斜視図である。

【図６】従来のマッフルを用いてなるマッフル炉の概略
縦断面図である。

【符号の説明】

１大型マッフル２小型マッフル３、５平面部分４収納部分６外側折り返し部分７内側折り返し部分３１、４１大型マッフル３２、４２小型マッフル３３、４３間隙３４、４４加熱ヒータ３５、４５断熱材３６、４６被加熱対象物搬送手段３７、４７フレーム５１従来のマッフル５２フレーム５３回転ローラ５４加熱ヒータ５５断熱材５６被加熱対象物搬送手段５７ボルトおよびナット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森田真登大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 4K061 AA01 BA11 CA09 CA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長手方向に垂直に分割した大型マッフル
と当該大型マッフルよりも小さい断面を有する小型マッ
フルとを、それぞれの端部において、小型マッフルの外
周面と大型マッフルの内周面とが沿うように、交互に重
ね合わせて連結してなるマッフル。
【請求項２】大型マッフルの両端部が小型マッフルの
外周面に当接するように内側に折り返されており、小型
マッフルの両端部が大型マッフルの内周面に当接するよ
うに外側に折り返されている請求項１記載のマッフル。
【請求項３】請求項１または２記載のマッフルを含む
マッフル炉。
【請求項４】大型マッフルおよび小型マッフルの片側
が固定され、他端が自由である請求項３記載のマッフル
炉。
【請求項５】個々の大型マッフルおよび小型マッフル
に設置フレームを設けてユニット化した請求項３または
４記載のマッフル炉。