JP2007187424A

JP2007187424A - バッチ式焼成炉

Info

Publication number: JP2007187424A
Application number: JP2006007774A
Authority: JP
Inventors: Yasuhisa Itou; 泰弥伊藤
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2006-01-16
Filing date: 2006-01-16
Publication date: 2007-07-26

Abstract

【課題】炉床の破損を防止し、被焼成物の焼成炉内への出し入れを簡便に行うことが可能なバッチ式焼成炉を提供すること。
【解決手段】本発明に係るバッチ式焼成炉は、ベース部材４２、炉床６０、支柱６２，６４、一対のガイドレール６６，６８及び載置板を備える。炉床６０は、ベース板４２上に配置されると共に、鉛直方向に貫通する複数の孔部６０ａ，６０ｂが形成された繊維系断熱材によって構成されている。支柱６２，６４は、その基端がベース板４２に固定されると共に、炉床６０の孔部６０ａ，６０ｂにそれぞれ挿通されている。ガイドレール６６，６８は、焼成用さや１００の搬送方向に延在し、支柱６２，６４の先端とそれぞれ接続されている。載置板は、被焼成物がさや詰めされた焼成用さやを載置し、ガイドレール６６，６８の支持面Ｓによって支持されており、ガイドレール６６，６８上を移動する。
【選択図】図５

Description

本発明は、バッチ式焼成炉に関する。

従来から、炉床部分が昇降する昇降型のバッチ式焼成炉が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−１５９９５２号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたバッチ式焼成炉は、炉床部分が強度の比較的低い繊維系断熱材によって構成されていた。そして、このバッチ式焼成炉では、被焼成物が載置される炉床板を保持するための支柱が、比較的脆い材質である繊維系断熱材上に設けられていた。そのため、繊維系断熱材によって構成されるバッチ式焼成炉の炉床が、被焼成物の荷重等によって破損し易いという問題があった。

また、特許文献１に記載されたような昇降型のバッチ式焼成炉では、被焼成物を焼成炉内に出し入れするために炉床部分を昇降させていたため、炉床部分の昇降機構が複雑で大掛りなものとなっており、被焼成品の焼成炉内への出し入れが煩雑であるという問題があった。

本発明は、炉床の破損を防止し、被焼成物の焼成炉内への出し入れを簡便に行うことが可能なバッチ式焼成炉を提供することを目的とする。

本発明に係るバッチ式焼成炉は、被焼成物の焼成を行うためのバッチ式焼成炉であって、ベース部材と、ベース部材の上方に配設されると共に、鉛直方向に貫通する複数の孔部が形成された繊維系断熱材によって構成される炉床と、ベース部材上に基端が接続されると共に炉床の孔部にそれぞれ挿通された複数の支柱と、被焼成物の搬送方向に延在し、複数の支柱の先端にそれぞれ接続された一対のレール部材と、一対のレール部材によって支持され、被焼成物が載置される載置板とを備え、載置板は、一対のレール部材上を移動することを特徴とする。

本発明に係るバッチ式焼成炉では、被焼成物が載置される載置板を支持するための一対のレール部材が、繊維系断熱材によって構成される炉床上でなく、複数の支柱を介してベース部材に設けられている。そのため、載置板や被焼成物の荷重によって炉床が破損することが防止される。また、本発明に係るバッチ式焼成炉では、載置板が一対のレール部材によって支持され、一対のレール部材が被焼成物の搬送方向に延在している。そのため、被焼成物が載置された載置板が一対のレール部材に沿って移動することとなるから、被焼成物の焼成炉内への出し入れを簡便に行うことができる。さらに、複数の支柱の基端がベース部材に接続されていると共に、複数の支柱の先端が各レール部材に接続されている。そのため、一対のレール部材上を載置板が移動する際に、載置板と各レール部材との間に生じる摩擦力によっても支柱が撓まないように拘束され、炉床の破損が防止されるようになる。

また、鉛直方向に貫通し、複数の孔部とは別の複数の孔部が炉床に形成されており、ベース部材上に基端が接続されると共に炉床の別の孔部にそれぞれ挿通された複数の支柱とは別の複数の支柱と、別の複数の支柱の先端に接続され、一対のレール部材と共に載置板を支持する補助部材を更に備え、補助部材が一対のレール部材の間に配置されていることが好ましい。このようにすると、載置板が一対のレール部材に加えて補助部材によっても支持されるため、載置板の変形を防ぐことが可能となる。

また、一対のレール部材に架け渡され、一対のレール部材と共に載置板を支持する複数の回転部材を更に備え、各回転部材が、一対のレール部材においてそれぞれ互いに対応する位置に複数設けられた保持部によって保持されていることが好ましい。このようにすると、載置板が一対のレール部材に加えて回転部材によっても支持されるため、載置板の変形を防ぐことが可能となる。また、回転部材が回転することにより、載置板の移動がより円滑となる。

本発明によれば、炉床の破損を防止し、被焼成物の焼成炉内への出し入れを簡便に行うことが可能なバッチ式焼成炉を提供することができる。

本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１〜図５を参照して、本実施形態に係るバッチ式焼成炉１０の構成について説明する。図１は、本実施形態に係るバッチ式焼成炉の全体の概要を示す斜視図である。図２は、（ａ）が本実施形態に係るバッチ式焼成炉の側面断面図であり、（ｂ）が本実施形態に係るバッチ式焼成炉の上面断面図である。図３は、（ａ）が本実施形態に係る焼成チャンバの側面断面図であり、（ｂ）が本実施形態に係る焼成チャンバの上面断面図である。図４は、本実施形態に係る炉床の一部を示す斜視図である。図５は、本実施形態に係る炉床の一部を示す分解斜視図である。

バッチ式焼成炉１０は、例えば、焼成用さや１００にさや詰めされたセラミック成型体等の被焼成物を焼成するためのものであり、水平搬送（横繰り）式の雰囲気炉となっている。このバッチ式焼成炉１０は、搬送部２０ａ，２０ｂ、置換室３０ａ，３０ｂ及び焼成チャンバ４０を備えている。

搬送部２０ａは、未焼成の被焼成物がさや詰めされた焼成用さや１００を置換室３０ａへと搬出するためのものであり、搬送部２０ｂは、置換室３０ｂから出てきた焼成後の焼成用さや１００を後工程へと搬出するためのものである。そのために、搬送部２０ａ，２０ｂは、それぞれ複数のローラ２２を有している。搬送部２０ａ，２０ｂでは、この複数のローラ２２によって載置板１１０に載置された焼成用さや１００の搬送が行われる。なお、載置板１１０は、例えばムライト（組成の７０％がアルミナ、３０％がＳｉＯ_２）等の耐熱性（耐火性）を有する材料で構成されていると好ましい。

置換室３０ａ，３０ｂは、搬送部２０ａから焼成チャンバ４０への焼成用さや１００の搬入、及び焼成用チャンバ４０から搬送部２０ｂへの焼成用さや１００の搬出の中継が行われる部屋である。置換室３０ａ，３０ｂには、シリンダ３２ａによって上下動する第１シャッタ３２及びシリンダ３４ａによって上下動する第２シャッタ３４がそれぞれ設けられている。本実施形態に係るバッチ式焼成炉１０では、焼成チャンバ４０の内部が大気に曝されないよう、これらの第１シャッタ３２及び第２シャッタ３４のうち一方のシャッタが開放され、置換室３０ａ，３０ｂ及び搬送部２０ａ，２０ｂ、又は置換室３０ａ，３０ｂ及び焼成チャンバ４０が接続されているとき、他方のシャッタが閉鎖されるようになっている。

また、置換室３０ａ，３０ｂには、側面にシリンダ３６がそれぞれ設けられている。各シリンダ３６は、先端にプッシャ３６ａが接続されたロッド３６ｂを第２シャッタ３４に対して水平方向に直線移動させ、置換室３０ａ内の焼成用さや１００を載置板１１０と共に焼成チャンバ４０内に押し入れる。また、各シリンダ３６は、被焼成物の焼成中に、閉鎖されている第２シャッタ３４を押さえつける。

焼成チャンバ４０は、図３に示されるように、主として、ベース板４２と、炉体４４と、炉床部４６とから構成されている。ベース板４２は、炉体４４及び炉床部４６を支える板状体であり、金属製であると好ましい。

炉体４４は、側炉壁４４ａ及び上炉壁４４ｂからなり、炉床部４６と共に被焼成物を焼成するための焼成空間Ｖを内部に形成している。炉体４４は、バッチ式焼成炉１０（焼成チャンバ４０）の熱容量を小さくするため、繊維系断熱材（例えば、セラミック製のファイバーボード）で形成することができる。炉体４４内には、焼成空間Ｖ内を加熱するための複数本の焼成用ヒータ４８が設けられている。この焼成用ヒータ４８は、直線棒状の電気ヒータとなっており、例えばＳｉＣ、二珪化モリブデンで形成されていると好ましい。また、炉体４４内には、焼成空間Ｖにおける温度を計測するための熱電対５０が設けられている。

炉床部４６は、本実施形態において、焼成用さや１００の搬送方向に延びるように、２列設けられている。炉床部４６は、図４及び図５に示されるように、炉床６０、複数の支柱６２，６４及び一対のガイドレール６６，６８によって構成されている。

炉床６０は、ベース板４２上に配置され、バッチ式焼成炉１０の熱容量を小さくするために、略直方体の繊維系断熱材（例えば、セラミック製のファイバーボード）で構成されている。炉床６０には、鉛直方向に貫通し、径の大きさが支柱６２，６４の外径と略等しい孔部６０ａ，６０ｂが複数設けられており、支柱６２がそれぞれ挿通されるようになっている。なお、各孔部６０ａは、炉床６０の一方の側において載置板１１０の搬送方向に沿うように並んで配置されており、各孔部６０ｂは、炉床６０の他方の側において載置板１１０の搬送方向に沿うように並んで配置されている。

各支柱６２は、炉床６０の各孔部６０ａにそれぞれ挿通され、各支柱６４は、炉床６０の各孔部６０ｂにそれぞれ挿通されている。各支柱６２，６４の基端は、ベース板４２に固定されている。一方、各支柱６２の先端は、ガイドレール６６と接続され、各支柱６４の先端は、ガイドレール６８と接続されている。なお、各支柱６２，６４は、アルミナ等のセラミックスで形成されていると好ましい。また、各支柱６２，６４としては、中空管や中実棒等を適宜用いることができる。

各ガイドレール６６，６８は、断面略Ｌ字状の棒材である。各ガイドレール６６，６８は、載置板１１０を支持する支持面Ｓをそれぞれ有しており、支持面Ｓから上方に延びるガイド部６６ａ，６８ａによって載置板１１０を案内する。各ガイドレール６６，６８には、支持面Ｓの反対側に位置する面における所定の位置に凹部６６ｂ，６８ｂがそれぞれ複数形成されている。ガイドレール６６は、各凹部６６ｂに各支柱６２の先端がそれぞれ嵌合されることで、各支柱６２と接続されている。また、ガイドレール６８は、各凹部６８ｂに各支柱６４の先端がそれぞれ嵌合されることで、各支柱６４と接続されている。これにより、各ガイドレール６６，６８は、共に焼成用さや１００の搬送方向に延在し且つ互いの間隔が載置板１１０の幅と略等しくなるように配設されることとなり、載置板１１０の搬送方向以外への移動を規制している。なお、ガイドレール６６，６８は、アルミナ等のセラミックス等で形成されていると好ましい。

次に、上述した構成を備えたバッチ式焼成炉１０の動作について説明する。

まず、全てのシャッタ３２，３４が閉鎖された状態で、未焼成の被焼成品がさや詰めされた焼成用さや１００を載置板１１０に載置し、この載置板１１０に載置された焼成用さや１００を搬送路２０ａに複数セットする。そうすると、置換室３０ａの第１シャッタ３２が開放された後、これらの焼成用さや１００が図１及び図２（ｂ）における矢印Ａ方向に搬送されて、焼成用さや１００が置換室３０ａへと送り込まれる。焼成用さや１００が所定数置換室３０ａ内に送り込まれると、再び置換室３０ａの第１シャッタ３２が閉鎖される。

続いて、置換室３０ａの第２シャッタ３４が開放され、シリンダ３６が動作して、プッシャ３６ａが焼成用さや１００を載置板１１０と共に焼成チャンバ４０内へと押し出す。焼成チャンバ４０内に押し出された焼成用さや１００は、炉床部４６に設けられたガイドレール６４ａ，６４ｂに沿って順次焼成チャンバ４０の奥へと搬送される。焼成用さや１００が置換室３０ａから所定数焼成チャンバ４０内に押し出されると、再び置換室３０ａの第２シャッタ３４が閉鎖される。

こうして、複数の焼成用さや１００が載置板１１０と共に焼成チャンバ４０内に配置されると、焼成用さや１００にさや詰めされた被焼成品の焼成が行われる。すなわち、ヒータ４８に通電して、焼成空間Ｖにおける温度を被焼成物の焼成温度となるまで上昇させ、その焼成温度を所定時間保持して被焼成品の焼成が行われた後、焼成チャンバ４０の冷却を行う。そして、焼成チャンバ４０の冷却が完了すると、上述と同様の手順で搬送路２０ａにセットされている別の焼成用さや１００が置換室３０ａに複数搬送された後、置換室３０ａ及び置換室３０ｂの第２シャッタ３４が共に解放された状態で、これらの焼成前の複数の焼成用さや１００がプッシャ３６ａによって焼成チャンバ４０内に押し出される。このとき、焼成チャンバ４０内に位置していた焼成後の焼成用さや１００は、焼成前の焼成用さや１００に押し出されるように置換室３０ｂへと搬送される。

続いて、置換室３０ａ及び置換室３０ｂの第２シャッタ３４が共に閉鎖された後、置換室３０ｂの第１シャッタ３２が解放され、焼成後の焼成用さや１００が搬送部２０ｂによって図１及び図２（ｂ）における矢印Ｂ方向に搬送される。

以上のように、本実施形態においては、被焼成物がさや詰めされた焼成用さや１００が載置される載置板１１０が一対のガイドレール６６，６８によって支持されており、各ガイドレール６６，６８と接続される複数の支柱６２，６４が炉床６０ではなくベース板４２に設けられている。そのため、焼成用さや１００及び載置板１１０の荷重が、各ガイドレール６６，６８及び支柱６２，６４を介してベース板４２によって受け止められることとなり、繊維系断熱材という比較的脆い材料によって構成されている炉床６０に加えられることがない。その結果、焼成用さや１００の搬送に伴い、焼成用さや１００及び載置板１１０の荷重によって炉床６０が破損することが防止される。このように、本実施形態では、炉床６０として繊維系断熱材を用いることが可能となっているから、炉床６０の熱容量を小さくすることができ、焼成空間Ｖ内において温度差がほとんど生じず、被焼成品に焼成ムラが発生し難くなっている。

また、本実施形態においては、焼成用さや１００を載置する載置板１１０が一対のガイドレール６６，６８によって支持され、各ガイドレール６６，６８が焼成用さや１００の搬送方向に延在している。そのため、焼成用さや１００が各ガイドレール６４ａ，６４ｂに沿って搬送されることとなるから、焼成用さや１００の焼成チャンバ４０への出し入れを簡便に行うことができることとなる。

また、本実施形態においては、各支柱６２，６４の先端が各ガイドレール６６，６８の凹部６６ｂ，６８ｂと嵌合し、各支柱６２，６４の基端がベース部材４２と接続されている。そのため、ガイドレール６６，６８上を載置板１１０が移動する際に、載置板１１０と各ガイドレール６６，６８との間に生じる摩擦力によっても各支柱６２，６４が撓まないように拘束され、炉床６０の破損が防止されるようになる。

次に、図６〜図９に基づいて、上述した実施形態に係るバッチ式焼成炉１０の変形例について説明する。以下、異なる点を中心に説明し、共通点については説明を省略ないし簡略化する。

図６及び図７を参照して、第１変形例に係るバッチ式焼成炉１０について説明する。図６は、第１変形例に係る炉床の一部を示す斜視図である。図７は、第１変形例に係る炉床の一部を示す分解斜視図である。第１変形例に係る焼成炉１０では、炉床部１４６の構成が、上述した実施形態に係るバッチ式焼成炉１０と相違する。

炉床部１４６は、図６及び図７に示されるように、ベース板４２上に配置された炉床１６０、複数の支柱６２，６４、複数の支柱１６２、一対のガイドレール６６，６８及び補助レール１６６によって構成されている。

炉床１６０には、支柱６２，６４が挿通される孔部１６０ａ，１６０ｂに加え、鉛直方向に貫通し、径の大きさが支柱１６２の外径と略等しい孔部１６０ｃがそれぞれ複数設けられている。なお、各孔部１６０は、炉床１６０の略中央部分において載置板１１０の搬送方向に沿うように並んで配置されている。

各支柱１６２は、炉床１６０の各孔部１６０ｃにそれぞれ挿通されている。各支柱１６２の基端は、ベース板４２に固定されている。一方、各支柱１６２の先端は、補助レール１６６と接続されている。なお、各支柱１６２は、アルミナ等のセラミックスで形成されていると好ましい。また、各支柱１６２としては、中空管や中実棒等を適宜用いることができる。

補助レール１６６は、断面略四角形状の棒材である。補助レール１６６には、炉床１６０と対向する側の面における所定の位置に凹部１６６ｂが複数形成されている。補助レール１６６は、各凹部１６６ｂに各支柱１６２の先端がそれぞれ嵌合されることで、各支柱１６２と接続されている。補助レール１６６は、その上面が各ガイドレール６６，６８における支持面Ｓと略等しい高さとなるように設けられており、ガイドレール６６，６８と共に載置板１１０を支持する。なお、補助レール１６６は、アルミナ等のセラミックス等で形成されていると好ましい。

このように、第１変形例の炉床部１４６においては、各支柱１６２の基端がベース板４２と接続され、補助レール１６６がこれらの支柱１６２の先端と接続されており、補助レール１６６の上面とガイドレール６６，６８の支持面Ｓとが略等しい高さとなっている。そのため、載置板１１０がガイドレール６６，６８の支持面Ｓに加えて補助レール１６６の上面によっても支持されるため、載置板１１０の変形を防ぐことができる。第１変形例のような各ガイドレール６６，６８及び補助レール１６６によって載置板１１０を支持する構成とすると、載置板１１０よりもガイドレール６６，６８の方が固く、載置板１１０が変形しやすいような場合に特に有効となる。

次に、図８及び図９を参照して、第２変形例に係るバッチ式焼成炉１０について説明する。図８は、第２変形例に係る炉床の一部を示す斜視図である。図９は、第２変形例に係る炉床の一部を示す分解斜視図である。第２変形例に係る焼成炉１０では、炉床部２４６の構成が、上述した実施形態及び第２変形例に係るバッチ式焼成炉１０と相違する。

炉床部２４６は、図８及び図９に示されるように、ベース板４２上に配置された炉床６０、複数の支柱６２，６４、一対のガイドレール２６６，２６８及び丸棒２７０によって構成されている。

各ガイドレール２６６，２６８は、断面略Ｌ字状の棒材である。各ガイドレール２６６，２６８は、載置板１１０を支持する支持面Ｓをそれぞれ有しており、支持面Ｓから上方に延びるガイド部２６６ａ，２６８ａによって載置板１１０を案内する。各ガイドレール２６６，２６８には、支持面Ｓの反対側に位置する面における所定の位置に凹部２６６ｂ，２６８ｂがそれぞれ複数形成されている。ガイドレール２６６は、各凹部２６６ｂに各支柱６２の先端がそれぞれ嵌合されることで、各支柱６２と接続されている。また、ガイドレール２６８は、各凹部２６８ｂに各支柱６４の先端がそれぞれ嵌合されることで、各支柱６４と接続されている。これにより、各ガイドレール２６６，２６８は、共に焼成用さや１００の搬送方向に延在し且つ互いの間隔が載置板１１０の幅と略等しくなるように配設されることとなり、載置板１１０の搬送方向以外への移動を規制する。さらに、各ガイドレール２６６，２６８には、支持面Ｓにおいて略半円形に切り欠かれた切欠部２６６ａ，２６８ａが互いに対応するように、それぞれ３箇所ずつ形成されている。なお、ガイドレール２６６，２６８は、アルミナ等のセラミックス等で形成されていると好ましい。

各丸棒２７０は、その一端がガイドレール２６６の切欠部２６６ａと係合し、他端がその切欠部２６６ａに対応するガイドレール２６８の切欠部２６８ａと係合して、ガイドレール２６６，２６８によって回転可能に保持される。ガイドレール２６６，２６８に保持された各丸棒２７０は、その外周面の上部が各ガイドレール２６６，２６８における支持面Ｓと略等しい高さとなるように設けられており、ガイドレール２６６，２６８と共に載置板１１０を支持する。なお、各丸棒２７０は、アルミナ等のセラミックスで形成されていると好ましい。また、各丸棒２７０としては、中空管や中実棒等を適宜用いることができる。

このように、第２変形例の炉床部２４６においては、各丸棒２７０がガイドレール２６６，２６８によって回転可能に保持され、各丸棒２７０の外周面の上部とガイドレール２６６，２６８の支持面Ｓとが略等しい高さとなっている。そのため、載置板１１０がガイドレール２６６，２６８の支持面Ｓに加えて各丸棒２７０によっても支持されるため、載置板１１０の変形を防ぐことができる。第２変形例のような各ガイドレール２６６，２６８及び各丸棒２７０によって載置板１１０を支持する構成とすると、載置板１１０よりもガイドレール６６，６８の方が固く、載置板１１０が変形しやすいような場合に特に有効となる。また、載置板１１０の搬送に伴い各丸棒２７０が回転するから、焼成用さや１００を載置した載置板１１０の搬送がより円滑となる。

以上、本発明の好適な実施形態及び変形例について詳細に説明したが、本発明は上記した実施形態及び変形例に限定されるものではない。例えば、ベース板４２と炉床６０，６２，１６０，２６０との間に隙間を有するものであってもよい。

本実施形態に係るバッチ式焼成炉の全体の概要を示す斜視図である。（ａ）は本実施形態に係るバッチ式焼成炉の側面断面図であり、（ｂ）は本実施形態に係るバッチ式焼成炉の上面断面図である。（ａ）は本実施形態に係る焼成チャンバの側面断面図であり、（ｂ）は本実施形態に係る焼成チャンバの上面断面図である。本実施形態に係る炉床の一部を示す斜視図である。本実施形態に係る炉床の一部を示す分解斜視図である。第１変形例に係る炉床の一部を示す斜視図である。第１変形例に係る炉床の一部を示す分解斜視図である。第２変形例に係る炉床の一部を示す斜視図である。第２変形例に係る炉床の一部を示す分解斜視図である。

符号の説明

１０…バッチ式焼成炉、４０…焼成チャンバ、４２…ベース板、４４…炉体、４６．１４６，２４６…炉床部、６０，１６０…炉床、６２，６４，１６２…支柱、６６，６８，２６６，２６８…ガイドレール、１００…焼成用さや、１１０…載置板、１６６…補助レール、２６６ａ，２６８ａ…切欠部、２７０…丸棒。

Claims

被焼成物の焼成を行うためのバッチ式焼成炉であって、
ベース部材と、
前記ベース部材の上方に配設されると共に、鉛直方向に貫通する複数の孔部が形成された繊維系断熱材によって構成される炉床と、
前記ベース部材上に基端が接続されると共に前記炉床の前記孔部にそれぞれ挿通された複数の支柱と、
前記被焼成物の搬送方向に延在し、前記複数の支柱の先端にそれぞれ接続された一対のレール部材と、
前記一対のレール部材によって支持され、前記被焼成物が載置される載置板とを備え、
前記載置板は、前記一対のレール部材上を移動することを特徴とするバッチ式焼成炉。
鉛直方向に貫通し、前記複数の孔部とは別の複数の孔部が前記炉床に形成されており、
前記ベース部材上に基端が接続されると共に前記炉床の前記別の孔部にそれぞれ挿通された前記複数の支柱とは別の複数の支柱と、
前記別の複数の支柱の先端に接続され、前記一対のレール部材と共に前記載置板を支持する補助部材とを更に備え、
前記補助部材が前記一対のレール部材の間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載されたバッチ式焼成炉。
前記一対のレール部材に架け渡され、前記一対のレール部材と共に前記載置板を支持する複数の回転部材を更に備え、
前記各回転部材が、前記一対のレール部材においてそれぞれ互いに対応する位置に複数設けられた保持部によって保持されていることを特徴とする請求項１に記載されたバッチ式焼成炉。