JP3379136B2 - 連続炉における炉内冷却構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は連続炉における炉内冷却
構造に係り、詳しくは、その冷却帯を通過中の被処理品
に対する強制的な冷却を行うための構造に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来から、セラミック製品の焼成作業な
どを実施するに際しては、ローラーハース炉やメッシュ
ベルト炉などといわれる構造の連続炉を使用するのが一
般的であり、これらの連続炉における冷却帯では、所要
の加熱処理が施されたうえで搬送されてきた被処理品の
冷却を行うようになっている。そして、冷却処理を行う
にあたっては炉外から導入した冷却用のエアを利用する
のが普通であり、このような炉内冷却構造の一例として
は、図４で示すように、炉側壁１０、炉天井１１及び炉
床１２で囲まれた冷却帯１３の内部にエアＡを直接導入
することによって被処理品Ｓとの熱交換を行わせた後、
被処理品Ｓの冷却と引き換えに加熱されたエアＡを自然
もしくは強制的に炉外へ排出する構成とされたものがあ
る。なお、図４における符号１４はエアＡの流れを均一
化したうえで冷却帯１３内に導入すべく配設された多孔
板であり、１５は被処理品Ｓを支持して搬送するための
ローラーである。ところで、この例におけるエアＡは炉
床１２側から導入されたうえで炉天井１１側から排出さ
れるようになっているが、エアＡの流通方向は処理条件
に応じて設定されることになる。 【０００３】また、他の例としては、図示していない
が、互いに対立する炉側壁間の炉天井寄り位置にセラミ
ックもしくは耐熱金属からなる冷却用チューブを水平配
置しておき、炉外からのエアを冷却用チューブ内に導入
して流通させることによって被処理品の間接的な冷却を
行う構造とされたものもある。さらにまた、図５で示す
ような耐熱金属もしくはセラミック製のマッフル１６を
備えた連続炉においては、炉外から導入したエアをマッ
フル１６の外側周囲に沿って流すことにより、このマッ
フル１６内を通過中の被処理品Ｓを間接的に冷却するこ
とが行われている。なお、図５において、図４と共通す
る部品、部分のそれぞれについては同一符号を付してい
る。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところで、第１の従来
例に係る炉内冷却構造においては、冷却帯１３の内部に
直接導入したエアＡによって被処理品Ｓの冷却を行うの
であるから、所定成分として調整された雰囲気ガスを用
いての処理を行う連続炉では当該冷却構造を採用するこ
とができず、また、このような雰囲気ガスを使用しない
連続炉であってもエアＡの導入によって冷却帯１３内の
雰囲気状態が乱されるために炉内温度の安定が図れない
というような不都合が生じることになっていた。 【０００５】一方、第２の従来例構造では、冷却帯１３
の長手方向に沿って離間した位置ごとに冷却用チューブ
を架設しておく必要があることになるが、構造上の制限
があるために数多くの冷却用チューブを架設することは
できないのが実情であり、結局は被処理品Ｓを冷却する
ための輻射伝熱面積が少なくなる結果、冷却効率の向上
を図れないものとなってしまう。さらに、第３の従来例
に係る炉内冷却構造においては、炉外から導入した低温
状態のエアＡがマッフル１６に対して直接衝突すること
になり、また、このマッフル１６に沿って流れるエアＡ
に偏りが生じるのを避けることができないため、マッフ
ル１６自体における温度分布が不均一となったうえで割
れるというようなトラブルが発生する恐れがあった。 【０００６】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、大量のエアを導入したうえでの被処
理品に対する冷却を効率的に行うことができる炉内冷却
構造の提供を目的としている。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明の連続炉における
炉内冷却構造は、このような目的を達成するため、炉長
方向に沿って設けられた天井隔壁と炉側壁とで囲まれて
炉天井から離間した対向位置にある開放面を閉塞してウ
インドボックスを構成する仕切板と、ウインドボックス
を挟んで対立する炉側壁それぞれの互いに非対称となる
位置ごとに形成され、各炉側壁をその厚み方向に沿って
貫通するエア導入孔と、ウインドボックスを構成する炉
天井の平面視略中央位置に形成され、この炉天井をその
厚み方向に沿って貫通するエア排出孔とを備えている。 【０００８】 【作用】上記構成によれば、ウインドボックスを構成す
る仕切板は被処理品の通過領域上を覆う状態で設けられ
ていることになり、互いに非対称となる位置ごとに形成
されたエア導入孔を通じてウインドボックス内に導入さ
れた冷却用のエアは互いに対向する炉側壁のそれぞれに
衝突したうえで旋回させられた後、このウインドボック
ス内を旋回しながら流れたうえでエア排出孔を通じて炉
外へと排出されていく。そこで、この旋回しながら流れ
るエアによって仕切板の直接的な冷却が行われることに
なり、また同時に、この仕切板を介しての被処理品に対
する間接的な冷却が行われることになる。 【０００９】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 【００１０】図１は本実施例に係る炉内冷却構造を簡略
化して示す連続炉要部の縦断面図、図２は図１中のＢ−
Ｂ線に沿う横断面図であり、図３は図２中のＣ−Ｃ線に
沿う平面図である。なお、この炉内冷却構造を採用して
構成される連続炉要部の構造は従来例と基本的に異なら
ないから、図１ないし図３において図４及び図５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。 【００１１】本実施例に係る炉内冷却構造は加熱処理済
みとなった被処理品Ｓの冷却を行うべく連続炉の冷却帯
１３それぞれに装備されるものであり、図１及び図２で
示すように、炉内冷却構造の各々は、被処理品Ｓを間接
的に冷却するためのウインドボックス１を構成する仕切
板２と、このウインドボックス１内に導入される冷却用
のエアＡが通過する一対のエア導入孔３と、ウインドボ
ックス１から炉外へ排出されるエアＡが通過するエア排
出孔４とを備えている。 【００１２】そして、仕切板２は耐熱性に優れた炭化ケ
イ素（ＳｉＣ）などのセラミック薄板を用いて作成され
たものであり、各冷却帯１３を構成する炉側壁１０及び
炉天井１１と炉長方向に沿って設けられた天井隔壁５と
によって囲まれた空間領域の開放面、すなわち、炉天井
１１から所定間隔だけ離間した対向位置にある開放面を
閉塞するように取り付けられている。そこで、この仕切
板２によって開放面が閉塞された空間領域は所定容積を
有するウインドボックス１として構成されており、この
輻射伝熱面積の広くなった仕切板２は被処理品Ｓの通過
領域上を覆う状態で設けられていることになる。なお、
このとき、互いに対立する炉側壁１０間には水平配置さ
れた複数本の支持棒６が架設されており、仕切板２はこ
れらの支持棒６上に載置されることによって支持されて
いる。 【００１３】また、図３で示すように、仕切板２によっ
て構成されたウインドボックス１を挟んで対立する炉側
壁１０それぞれの上部において互いに非対称となる位置
ごとにはエア導入孔３が形成されており、エア導入孔３
のそれぞれは各炉側壁１０をその厚み方向に沿って貫通
したうえで炉外に向かって開口している。そして、図示
していないが、これらエア導入孔３のそれぞれに対して
は、炉外に設置された圧縮エア供給源がエアホースなど
を介したうえで接続されている。さらにまた、ウインド
ボックス１を構成する炉天井１１の平面視略中央位置に
は、この炉天井１１をその厚み方向に沿って貫通するエ
ア排出孔４が形成されており、このエア排出孔４は炉外
に向かって開放されている。 【００１４】そこで、これらエア導入孔３の各々を通じ
て吹き込まれることによってウインドボックス１の内部
に導入された冷却用のエアＡは、図３で模式化して示す
ように、これを導入するためのエア導入孔３が形成され
た側とは対立する側に位置する炉側壁１０それぞれの内
面に衝突したうえ、これらの内面に沿うようにして旋回
させられることになる。そして、このウインドボックス
１内を旋回しながら流れたエアＡはエア排出孔４に向か
って収束していった後、このエア排出孔４を通じたうえ
で炉外へと排出される。したがって、ウインドボックス
１を構成する仕切板２は、このウインドボックス１内を
旋回しながら流れるエアＡによって直接的に冷却される
ことになり、この仕切板２によって通過領域上が覆われ
た被処理品Ｓは仕切板２を介したうえで間接的に冷却さ
れていることになる。なお、上記構成を採用した場合に
おけるウインドボックス１内へのエアＡの導入量はエア
排出孔４出口側での圧力損失によってのみ規制されるこ
ととなるから、大量のエアＡを導入することが可能とな
る。 【００１５】ところで、本発明の発明者が行った試験に
よれば、本実施例構造を採用してなる連続式のローラー
ハース炉において、処理重量が７８Ｋｇ／ｈ，冷却帯１
３での入口温度が１３００℃かつ冷却時間が１．２ｈと
設定した場合には、被処理品Ｓであるセラミック製品を
２００℃まで冷却可能であることが確認されている。 【００１６】 【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る炉内
冷却構造によれば、被処理品の通過領域上を覆う状態で
設けられた仕切板によって構成されたウインドボックス
の内部には、対立する炉側壁それぞれの互いに非対称と
なる位置ごとに形成されたエア導入孔を通じて冷却用の
エアが導入されており、導入されたエアは互いに対向す
る炉側壁のそれぞれに衝突して旋回させられながらウイ
ンドボックス内を流れたうえでエア排出孔から炉外へと
排出されていく。そして、このウインドボックス内を旋
回しながら流れるエアによって仕切板の直接的な冷却が
行われると同時に、この仕切板を介したうえでの被処理
品に対する間接的な冷却が行われていることになる。 【００１７】すなわち、本発明構造においては、仕切板
を介して被処理品を間接的に冷却するのであるから、冷
却帯内の雰囲気状態がエアの導入によって乱されること
は起こり得ず、さらに、輻射伝熱面積が広くなる結果、
大量のエアを導入したうえでの被処理品に対する冷却を
効率的に行うことができる。また、この仕切板にエアが
直接衝突することもないので損傷が生じることも殆どあ
り得ず、仕切板に対するメンテナンスが不要となるばか
りか、この交換が極めて容易になるという付随的な効果
も得られる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本実施例に係る炉内冷却構造を簡略化して示す
連続炉要部の縦断面図である。 【図２】図１中のＢ−Ｂ線に沿う横断面図である。 【図３】図２中のＣ−Ｃ線に沿う平面図である。 【図４】第１の従来例に係る炉内冷却構造を簡略化して
示す連続炉要部の横断面図である。 【図５】第３の従来例に係る炉内冷却構造を簡略化して
示す連続炉要部の横断面図である。 【符号の説明】 １ ウインドボックス ２ 仕切板 ３ エア導入孔 ４ エア排出孔 ５ 天井隔壁 １０ 炉側壁 １１ 炉天井

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】炉長方向に沿って設けられた天井隔壁
   （５）と炉側壁（１０）とで囲まれて炉天井（１１）か
   ら離間した対向位置にある開放面を閉塞してウインドボ
   ックス（１）を構成する仕切板（２）と、 ウインドボックス（１）を挟んで対立する炉側壁（１
   ０）それぞれの互いに非対称となる位置ごとに形成さ
   れ、各炉側壁（１０）をその厚み方向に沿って貫通する
   エア導入孔（３）と、 ウインドボックス（１）を構成する炉天井（１１）の平
   面視略中央位置に形成され、この炉天井（１１）をその
   厚み方向に沿って貫通するエア排出孔（４）とを備える
   ことを特徴とする連続炉における炉内冷却構造。