JP4192735B2

JP4192735B2 - Heat treatment furnace

Info

Publication number: JP4192735B2
Application number: JP2003324318A
Authority: JP
Inventors: 健宜赤塚; 徹史大西; 克典小西
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2002-09-18
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2023-09-17
Also published as: JP2004132691A

Description

本発明は、炭素繊維を製造するような場合に好適な熱処理炉に関する。 The present invention relates to a heat treatment furnace suitable for producing carbon fiber.

炭素繊維の製造においては、前駆体繊維（たとえば、アクリロニトリル繊維）を焼成して耐炎化繊維となし、その耐炎化繊維を焼成、炭化して炭素繊維とする。この炭化工程は、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気に保たれた熱処理炉内で耐炎化繊維を７００〜２，０００℃程度の高温に加熱することによって行うが、熱処理炉内に大気が侵入することによる耐炎化繊維や炉体の酸化を防止したり、炉内の不活性ガスや炉内で発生した有毒ガスが炉外に漏出したりしないように、耐炎化繊維の入口および出口にラビリンスシールを有する熱処理炉を使用している。 In the production of carbon fibers, precursor fibers (for example, acrylonitrile fibers) are fired to form flame-resistant fibers, and the flame-resistant fibers are fired and carbonized to form carbon fibers. This carbonization step is performed by heating the flameproof fiber to a high temperature of about 700 to 2,000 ° C. in a heat treatment furnace maintained in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas, but the atmosphere enters the heat treatment furnace. Labyrinth seals at the inlet and outlet of the flame-resistant fiber to prevent oxidation of the flame-resistant fiber and furnace body, and to prevent the inert gas inside the furnace and the toxic gas generated in the furnace from leaking out of the furnace Is used.

ラビリンスシールは、よく知られているように、たとえば、ラビリンス通路に上下一対の絞り片からなる絞り片対の複数個を被処理物の走行方向に並べて配置し、ラビリンス効果によって流体の漏れを防止するものである。このようなラビリンスシールは、走行する被処理物とは非接触でシールができるので、接触による毛羽の発生等が問題となる炭素繊維の製造には都合がよい。 As is well known, for example, a labyrinth seal is arranged in the labyrinth passage with a plurality of throttle pairs consisting of a pair of upper and lower throttle pieces arranged in the running direction of the workpiece to prevent fluid leakage by the labyrinth effect. To do. Since such a labyrinth seal can be sealed without contact with the object to be run, it is convenient for the production of carbon fibers in which generation of fluff due to contact is a problem.

さて、ラビリンスシールを有する炭素繊維製造用の熱処理炉においては、製造に伴ってラビリンス通路や絞り片にタール状物質が付着、堆積したり、毛羽が付着、堆積したりするので、清掃等のメンテナンスが必要になってくる。この清掃等のメンテナンスを容易にするために、ラビリンス通路を構成する壁体に絞り片をインロウ結合し、絞り片をラビリンス通路から取り外せるようにすることが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。 Now, in the heat treatment furnace for producing carbon fibers having a labyrinth seal, tar-like substances adhere to and accumulate on the labyrinth passages and drawn pieces, and fluff adheres and accumulates during the production. Will be needed. In order to facilitate maintenance such as cleaning, it has been proposed that a throttle piece is in-row coupled to a wall constituting the labyrinth passage so that the throttle piece can be removed from the labyrinth passage (see, for example, Patent Document 1). ).

絞り片を取り外すと、絞り片やラビリンス通路の清掃等のメンテナンスは確かに容易になる。しかしながら、取り外すためには熱処理炉を停機しなければならず、生産性が低い。
特開２００１−９８４２８号公報 When the throttle piece is removed, maintenance such as cleaning of the throttle piece and the labyrinth passage is certainly facilitated. However, in order to remove, the heat treatment furnace must be stopped, and the productivity is low.
JP 2001-98428 A

本発明の目的は、上述した従来の熱処理炉の上記問題点を解決し、ラビリンスシールを有する熱処理炉において、停機しなくても絞り片をラビリンス通路から容易に取り外すことができ、絞り片やラビリンス通路の清掃等のメンテナンスが容易な熱処理装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the conventional heat treatment furnace described above, and in a heat treatment furnace having a labyrinth seal, the throttle piece can be easily removed from the labyrinth passage without stopping. An object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus that facilitates maintenance such as cleaning of a passage.

上記目的を達成するために、本発明は、炉体と、この炉体内を走行せしめられる被処理物の入口および／または出口に設けたラビリンスシールとを有し、ラビリンスシールは、被処理物の走行方向に延びるラビリンス通路と、このラビリンス通路に対して嵌脱自在に設けた複数個の絞り片対とを有し、かつ、絞り片対は嵌脱方向先端部が開放されたＵ字形状をしている熱処理炉を提供する。ここでＵ字形状とは、上下の絞り片の片側が何らかのものによってつながり一体化している形状であればよく、一般に「Ｕ字形状」という表現から思い浮かべるような上下の絞り片のつながる部分の縁がカーブになっている形状とは限らない。ラビリンス通路を絞り片対の嵌脱方向において仕切壁で区画し、区画した各ラビリンス通路に対して嵌脱自在に複数個の絞り片対を設けるのも好ましい。また、ラビリンス通路を構成する壁体の壁面に、嵌脱される絞り片対の案内溝を設けたり、ラビリンス通路を構成する壁体の、嵌挿される絞り片対の先端部が当接する壁面に絞り片対の係止溝を設けるのも好ましい。ラビリンス通路に仕切壁を設ける場合には、仕切壁の、嵌挿される絞り片対の先端部が当接する壁面に絞り片対の係止溝を設けるのもよい。また、絞り片対を構成する少なくとも一方の絞り片の先端部の内側角部を欠除しておくのも好ましい。また各絞り片にテーパー状の突起部を設け、この突起部が当接する壁面に突起部の係止となるテーパー状の係止穴を設けるのも好ましい。 In order to achieve the above object, the present invention includes a furnace body and a labyrinth seal provided at an inlet and / or an outlet of a workpiece to be run in the furnace body. It has a labyrinth passage extending in the traveling direction and a plurality of throttle piece pairs provided so as to be detachable with respect to the labyrinth passage. A heat treatment furnace is provided. Here, the U-shape may be a shape in which one side of the upper and lower diaphragm pieces is connected and integrated by something, and is generally a portion where the upper and lower diaphragm pieces are connected, which can be imagined from the expression “U-shape”. The shape is not always curved. It is also preferable to divide the labyrinth passage by a partition wall in the fitting / removing direction of the throttle piece pair, and to provide a plurality of throttle piece pairs so as to be freely detachable with respect to each divided labyrinth passage. In addition, the wall surface of the wall body constituting the labyrinth passage is provided with a guide groove for the pair of throttle pieces to be fitted / removed, or the wall body constituting the labyrinth passage is provided on the wall surface where the tip end portion of the diaphragm piece pair to be fitted contacts It is also preferable to provide a locking groove for the pair of aperture pieces. In the case where a partition wall is provided in the labyrinth passage, a locking groove for the throttle piece pair may be provided on the wall surface of the partition wall that comes into contact with the tip of the throttle piece pair to be inserted. It is also preferable to omit the inner corner of the tip of at least one of the diaphragm pieces constituting the diaphragm piece pair. It is also preferable to provide a tapered protrusion on each aperture piece, and to provide a tapered locking hole for locking the protrusion on the wall surface where the protrusion abuts.

本発明の熱処理炉は、炉体内を走行せしめられる被処理物の入口および／または出口に設けたラビリンスシールとを有し、ラビリンスシールは、被処理物の走行方向に延びるラビリンス通路と、このラビリンス通路に対して嵌脱自在に設けた複数個の絞り片対とを有し、かつ、絞り片対は嵌脱方向先端部が開放されたＵ字形状をしているので、被処理物が走行している状態で絞り片の取り外しが可能となる。そのため、停機することなくラビリンスシールや絞り片に付着、蓄積したタール状物質や毛羽の清掃等のメンテナンスを行えるようになり、生産性が大きく向上する。 The heat treatment furnace of the present invention has a labyrinth seal provided at an inlet and / or an outlet of a workpiece to be run in the furnace body. The labyrinth seal extends in the running direction of the workpiece and the labyrinth. It has a plurality of throttle piece pairs provided so as to be detachable with respect to the passage, and the throttle piece pair has a U-shape with its distal end in the fitting / removing direction opened, so that the object to be processed runs The diaphragm piece can be removed in the state where it is in operation. Therefore, maintenance such as cleaning of tar-like substances and fluff adhered to and accumulated on the labyrinth seal and the squeezing piece can be performed without stopping and the productivity is greatly improved.

図１は、本発明の一実施形態として炭素繊維製造用の横型熱処理炉を示すものである。この熱処理炉は、たとえばポリアクリロニトリル繊維を耐炎化してなる耐炎化繊維Ｙが矢印方向に走行せしめられる炉体１を有する。炉体１の、耐炎化繊維Ｙの入口側には不活性ガス供給口２が設けられ、同様に出口側にも不活性ガス供給口３が設けられている。また、耐炎化繊維Ｙの走行方向に関して不活性ガス供給口２の直下流側には、炉内の過剰な不活性ガスや炉内で発生する有害ガス等を吸引、排気する炉内ガス排出口４が設けられている。さらに、炉体１の、耐炎化繊維Ｙの入口側にはラビリンスシール５が設けられ、同様に出口側にもラビリンスシール６が設けられている。ラビリンスシール５は、耐炎化繊維Ｙの走行方向に延びるラビリンス通路５ａと、距離ｄをおいて対向配置された上側絞り片５ｂおよび下側絞り片５ｃからなる絞り片対を有している。絞り片対は、耐炎化繊維Ｙの走行方向に距離Ｄをおいて複数個（この例では４個）配列されている。ラビリンスシール６もまた、ラビリンスシール５と全く同様に、ラビリンス通路６ａ、上側絞り片６ｂおよび下側絞り片６ｃで構成されている。この例におけるラビリンスシール５、６は、複合直通形と呼ばれるものである。 FIG. 1 shows a horizontal heat treatment furnace for producing carbon fibers as one embodiment of the present invention. This heat treatment furnace has a furnace body 1 in which, for example, a flame-resistant fiber Y obtained by making a polyacrylonitrile fiber flame-proof is caused to travel in the direction of an arrow. An inert gas supply port 2 is provided on the inlet side of the flameproof fiber Y of the furnace body 1, and an inert gas supply port 3 is also provided on the outlet side. Further, an in-furnace gas discharge port for sucking and exhausting excess inert gas in the furnace, harmful gas generated in the furnace, and the like, immediately downstream of the inert gas supply port 2 in the traveling direction of the flameproof fiber Y. 4 is provided. Further, a labyrinth seal 5 is provided on the entrance side of the flameproof fiber Y of the furnace body 1, and similarly, a labyrinth seal 6 is provided on the exit side. The labyrinth seal 5 has a labyrinth passage 5a extending in the traveling direction of the flameproof fiber Y, and a pair of throttle pieces including an upper throttle piece 5b and a lower throttle piece 5c arranged to face each other at a distance d. A plurality (four in this example) of the diaphragm piece pairs are arranged at a distance D in the traveling direction of the flameproof fiber Y. The labyrinth seal 6 also includes a labyrinth passage 6a, an upper throttle piece 6b, and a lower throttle piece 6c, just like the labyrinth seal 5. The labyrinth seals 5 and 6 in this example are referred to as a compound direct type.

このような熱処理炉においては、耐炎化繊維Ｙは、ラビリンスシール５を通って炉体１内に導入、走行せしめられ、炭化されて炭素繊維となり、ラビリンスシール６を通って炉体１外に導出され、後工程に走行せしめられる。このとき、不活性ガス供給口２、３から炉体１内に窒素ガス等の不活性ガスが供給され、ラビリンスシール５、６によって炉体１外への炉内ガスの流出が防止されるため、炉体１内が大気圧よりもやや高めに維持される。そのため、炉体１内への大気の流入が防止され、炉体１内が不活性ガス雰囲気下に維持される。 In such a heat treatment furnace, the flameproof fiber Y is introduced into the furnace body 1 through the labyrinth seal 5 and allowed to run, carbonized into carbon fiber, and led out of the furnace body 1 through the labyrinth seal 6. Then, it is allowed to travel to a later process. At this time, an inert gas such as nitrogen gas is supplied from the inert gas supply ports 2 and 3 into the furnace body 1, and the labyrinth seals 5 and 6 prevent the outflow of the furnace gas to the outside of the furnace body 1. The interior of the furnace body 1 is maintained slightly higher than the atmospheric pressure. Therefore, inflow of air into the furnace body 1 is prevented, and the inside of the furnace body 1 is maintained in an inert gas atmosphere.

さて、ラビリンスシール５、６においては、絞り片対をラビリンス通路に対して嵌脱自在に構成している。以下においては、ラビリンスシール５について説明するが、ラビリンスシール６も全く同様に構成されている。 Now, in the labyrinth seals 5 and 6, the throttle piece pair is configured so as to be detachable with respect to the labyrinth passage. Although the labyrinth seal 5 will be described below, the labyrinth seal 6 is configured in exactly the same manner.

図２において、上側絞り片５ｂ、下側絞り片５ｃを有する絞り片対は、矢印で示すようにラビリンス通路５ａに対して嵌脱自在に構成されている。すなわち、上側絞り片５ｂ、下側絞り片５ｃは、取っ手５ｄを有する鍔５ｅに距離ｄをおいて取り付けられ、一方、ラビリンス通路５ａを構成する壁体には嵌脱口５ｆが形成されていて、矢印で示す方向に絞り片を嵌挿し、抜き出す、すなわち嵌脱することができるようになっている。このとき、ラビリンス通路５ａを構成する壁体の上側壁面に設けられている案内溝５ｇが絞り片５ｂを案内し、また、下側壁面に設けられている案内溝５ｈが下側絞り片５ｃを案内するので、嵌脱は極めて円滑に行うことができる。 In FIG. 2, a pair of throttle pieces having an upper throttle piece 5b and a lower throttle piece 5c is configured to be detachable with respect to the labyrinth passage 5a as indicated by an arrow. That is, the upper throttle piece 5b and the lower throttle piece 5c are attached to the flange 5e having the handle 5d at a distance d, while the wall body constituting the labyrinth passage 5a is formed with a fitting opening 5f. The diaphragm piece can be inserted and extracted in the direction indicated by the arrow, that is, it can be inserted and removed. At this time, the guide groove 5g provided on the upper wall surface of the wall constituting the labyrinth passage 5a guides the throttle piece 5b, and the guide groove 5h provided on the lower side wall surface guides the lower throttle piece 5c. Since it guides, fitting / removing can be performed very smoothly.

上述したように、上側絞り片５ｂ、下側絞り片５ｃは、取っ手５ｄを有する鍔５ｅに距離ｄをおいて取り付けられており、絞り片対は、全体として嵌脱方向先端部が開放されたＵ字形状をしていて、耐炎化繊維Ｙが走行中であっても嵌脱することができる。すなわち、ラビリンス通路や絞り片の清掃等のメンテナンスに際して熱処理炉を停機する必要がないので、生産性が大きく向上する。また、ラビリンス通路５ａを構成する壁体の、嵌挿される絞り片対の先端部が当接する壁面には、絞り片対の係止溝５ｉが設けられており、絞り片対がこの係止溝５ｉで固定されるようになっている。 As described above, the upper throttle piece 5b and the lower throttle piece 5c are attached to the flange 5e having the handle 5d at a distance d, and the front and rear ends of the throttle piece pair are opened as a whole. It is U-shaped and can be fitted and removed even when the flameproof fiber Y is running. That is, since it is not necessary to stop the heat treatment furnace for maintenance such as cleaning of the labyrinth passage or the throttle piece, productivity is greatly improved. The wall of the wall constituting the labyrinth passage 5a is provided with a locking groove 5i for the diaphragm piece pair on the wall surface of the wall of the diaphragm piece pair to be inserted into contact. It is fixed at 5i.

図３は、図２とは別の形状のＵ字形状の絞り片対の例であり、取っ手５ｄを丸棒の組み合わせによって構成したものである。このような形状にすることにより、図２の場合よりも、より絞り片対が握りやすくなる。 FIG. 3 is an example of a pair of U-shaped aperture pieces having a shape different from that in FIG. 2, and the handle 5d is configured by a combination of round bars. By adopting such a shape, it becomes easier to grip the diaphragm piece pair than in the case of FIG.

図４に示す形態のラビリンスシール５は、ラビリンス通路５ａを絞り片対の嵌脱方向において仕切壁５ｊで２個に区画してなるものである。仕切壁５ｊの、嵌挿される絞り片対の先端部が当接する壁面には、絞り片対の係止溝５ｋが設けられている。このように構成すると、絞り片対の重量が半減するため、嵌脱操作がより容易になる。また、熱や自重による上側絞り片５ｂの撓みや歪み、熱による下側絞り片５ｃの上端縁の歪み等が軽減され、これらに起因する変形によって距離ｄが変わることによる耐炎化繊維Ｙとの接触を防止することができるようになり、耐炎化繊維Ｙの毛羽立ちといった不都合を防止することができるようになる。なお、仕切壁５ｊをも着脱自在にしておくと、ラビリンス通路の清掃等のメンテナンスが一層容易になる。 The labyrinth seal 5 of the form shown in FIG. 4 is formed by dividing the labyrinth passage 5a into two by the partition wall 5j in the fitting / removing direction of the pair of throttle pieces. An engagement groove 5k for the diaphragm piece pair is provided on the wall surface of the partition wall 5j that comes into contact with the tip of the diaphragm piece pair to be inserted. If comprised in this way, since the weight of a pair of aperture | diaphragm | squeeze pieces will be halved, fitting / removing operation will become easier. Further, the deflection and distortion of the upper diaphragm piece 5b due to heat and dead weight, the distortion of the upper edge of the lower diaphragm piece 5c due to heat, and the like are reduced, and the distance d is changed due to the deformation caused by these. The contact can be prevented, and inconvenience such as fluffing of the flameproof fiber Y can be prevented. If the partition wall 5j is also detachable, maintenance such as cleaning of the labyrinth passage becomes easier.

図５に示す形態のラビリンスシール５は、図４に示したラビリンスシール５において、下側絞り片５ｃの内側角部５ｎを切欠するとともに、上側絞り片５ｂの内側角部５ｍおよび下側絞り片５ｃの内側角部５ｎに丸みを付与したものである。すなわち、絞り片の先端部の内側角部を欠除している。また、仕切壁５ｊには、上側絞り片５ｂ用の係止溝５ｐと、下側絞り片５ｃの非切欠部用の係止溝５ｑとが設けられている。係止溝５ｐ、５ｑの長さは、絞り片５ｂの高さ、絞り片５ｃの非切欠部の高さよりもわずかに大きくされている。 The labyrinth seal 5 of the form shown in FIG. 5 is the same as the labyrinth seal 5 shown in FIG. 4 except that the inner corner portion 5n of the lower throttle piece 5c is notched and the inner corner portion 5m of the upper throttle piece 5b and the lower throttle piece. The inner corner 5n of 5c is rounded. That is, the inner corner of the tip of the aperture piece is omitted. The partition wall 5j is provided with a locking groove 5p for the upper throttle piece 5b and a locking groove 5q for a non-notched portion of the lower throttle piece 5c. The lengths of the locking grooves 5p and 5q are slightly larger than the height of the throttle piece 5b and the height of the non-notched portion of the throttle piece 5c.

このように構成すると、図４に示したもの以上に絞り片５ｂ、５ｃの係止を確実に行うことができるようになり、嵌脱操作がより容易になるばかりか、熱や自重による上側絞り片５ｂの撓みや歪み、熱による下側絞り片５ｃの上端縁の歪み等が軽減され、これらに起因する変形によって距離ｄが変わることによる耐炎化繊維Ｙとの接触を防止できるようになり、耐炎化繊維Ｙの毛羽立ちといった不都合を防止することができるようになる。 With this configuration, the throttle pieces 5b and 5c can be reliably locked more than the one shown in FIG. 4, and the fitting / removing operation is facilitated, and the upper throttle due to heat and dead weight is also achieved. Deflection and distortion of the piece 5b, distortion of the upper edge of the lower diaphragm piece 5c due to heat, etc. are reduced, and it becomes possible to prevent contact with the flameproof fiber Y due to the distance d changing due to deformation caused by these, Inconveniences such as fluffing of the flameproof fiber Y can be prevented.

図６に示す形態のラビリンスシール５は、図４に示したラビリンスシール５において、絞り片５ｂ、５ｃにテーパー状の突起部５ｒ、５ｓを設けるとともに、該突起部５ｒ、５ｓが当接する仕切壁に、係止溝の代わりに該突起部の係止となるテーパー状の係止穴５ｔ、５ｕを設けたものである。テーパー状の係止穴５ｔ、５ｕは、わずかにテーパー状の突起部５ｒ、５ｓより大きくされている。また仕切壁を介した左右の絞り片で突起部の上下の位置を違えている。 The labyrinth seal 5 of the form shown in FIG. 6 is the same as the labyrinth seal 5 shown in FIG. 4 except that the tapered pieces 5b and 5c are provided with tapered protrusions 5r and 5s, and the partition walls against which the protrusions 5r and 5s come into contact. In addition, tapered locking holes 5t and 5u for locking the protrusions are provided in place of the locking grooves. The tapered locking holes 5t and 5u are slightly larger than the tapered protrusions 5r and 5s. Further, the upper and lower positions of the protrusions are different between the left and right diaphragm pieces via the partition wall.

このように構成することにより、図５で示した場合よりも絞り片５ｂ、５ｃの先端部の係り代が仕切壁の厚み分にふえるため、図５に示したもの以上に絞り片５ｂ、５ｃの係止を確実に行うことができる。よって図５の場合以上に、熱や自重による上側絞り片５ｂの撓みや歪み、熱による下側絞り片５ｃの上端縁の歪み等が軽減され、これらに起因する変形によって距離ｄが変わることによる耐炎化繊維Ｙとの接触を防止できるようになり、耐炎化繊維Ｙの毛羽立ちといった不都合を防止することができるようになる。 With this configuration, the engagement margin of the tip portions of the throttle pieces 5b and 5c is more than the thickness shown in FIG. 5 compared to the case shown in FIG. Can be reliably engaged. Therefore, more than in the case of FIG. 5, the deflection or distortion of the upper diaphragm piece 5b due to heat or its own weight, the distortion of the upper edge of the lower diaphragm piece 5c due to heat, and the like are reduced, and the distance d changes due to deformation caused by these. Contact with the flameproof fiber Y can be prevented, and inconvenience such as fluffing of the flameproof fiber Y can be prevented.

また絞り片突起部や仕切壁の穴がテーパー状になっていることから、図５で示したもの以上に仕切壁の穴に対する絞り片のはめ込みの余裕代が大きくなる。そのため、絞り片を差し込むボックスや絞り片自体が多少歪んでいても突起部５ｒ、５ｓを係止穴５ｔ、５ｕにはめこみやすくなり、嵌脱操作がより容易になる。 Further, since the aperture of the aperture piece and the hole of the partition wall are tapered, the margin for fitting the aperture piece into the aperture of the partition wall is larger than that shown in FIG. Therefore, even if the box into which the diaphragm piece is inserted or the diaphragm piece itself is somewhat distorted, the protrusions 5r and 5s are easily fitted into the locking holes 5t and 5u, and the fitting / removing operation becomes easier.

上記図１〜６に示した形態の熱処理炉において、ラビリンスシールは入口側または出口側のみに設けることも可能である。 In the heat treatment furnace of the form shown in FIGS. 1 to 6, the labyrinth seal can be provided only on the inlet side or the outlet side.

また、上側絞り片と下側絞り片との距離ｄは、耐炎化繊維の太さ等にもよるが、通常、５〜１５ｍｍ程度に設定する。もちろん、この距離は小さいほどシール効果は大きくなるが、小さすぎると絞り片に耐炎化繊維が接触するようになる。 Further, the distance d between the upper diaphragm piece and the lower diaphragm piece is usually set to about 5 to 15 mm, although it depends on the thickness of the flameproof fiber. Of course, the smaller this distance is, the greater the sealing effect is. However, if the distance is too small, the flame-resistant fiber comes into contact with the drawn piece.

さらに、隣り合う絞り片対間の距離Ｄは、２５〜１５０ｍｍ程度とするのが好ましい。この距離が小さいほどラビリンスシールを小型にできるが、シール効果は低下し、耐炎化繊維が引っ掛かりやすくもなる。一方、あまり大きいとラビリンスシールが大型になるし、やはりシール効果も低下する。たとえば、上下の絞り片間に形成される面積に対する耐炎化繊維の横断面積の総和が１〜１０％の範囲内にある場合、距離Ｄは２５〜７５ｍｍの範囲内とする。この範囲では、距離Ｄが大きくなるにしたがってシール効果は高まるが、７５ｍｍを超えてもシール効果はほぼ同じであり、距離Ｄが小さいほうがラビリンスシールを小型にでき、設備費も安くなる。 Further, the distance D between adjacent pairs of aperture pieces is preferably about 25 to 150 mm. The smaller the distance is, the smaller the labyrinth seal can be, but the sealing effect is reduced and the flame resistant fiber is easily caught. On the other hand, if it is too large, the labyrinth seal becomes large, and the sealing effect also decreases. For example, when the sum total of the cross-sectional area of the flameproof fiber with respect to the area formed between the upper and lower drawn pieces is in the range of 1 to 10%, the distance D is in the range of 25 to 75 mm. In this range, the sealing effect increases as the distance D increases. However, the sealing effect is substantially the same even if the distance D exceeds 75 mm. The smaller the distance D, the smaller the labyrinth seal and the lower the equipment cost.

また、絞り片対の数は、多いほどシール性は高くなるが、嵌脱時の作業性やメンテナンス性を考えると、７〜８個程度以下とするのが好ましい。 Further, the larger the number of the pair of throttle pieces, the higher the sealing performance. However, in consideration of workability and maintenance at the time of fitting / removing, it is preferably about 7 to 8 or less.

以上においては、複合直通形のラビリンスシールを有するものについて説明したが、直通形や階段形、食違い形等の他の形のラビリンスシールを有するものにおいても同様に適用できることはいうまでもない。また、炭素繊維の製造装置に用いる熱処理炉を例として説明したが、本発明の熱処理炉は、糸条や布帛の熱処理等、熱処理を必要とするいろいろな用途に用いることができるものである。 In the above, what has a compound direct labyrinth seal was explained, but it is needless to say that it can be similarly applied to those having other types of labyrinth seals such as a direct through, stepped, and staggered type. Further, although the heat treatment furnace used in the carbon fiber production apparatus has been described as an example, the heat treatment furnace of the present invention can be used for various applications that require heat treatment such as heat treatment of yarns and fabrics.

本発明は、熱処理炉として、炭素繊維製造装置に限らず、フィルム製造装置などにも応用することができるが、その応用範囲がこれらに限られるものではない。 The present invention can be applied not only to a carbon fiber manufacturing apparatus but also to a film manufacturing apparatus as a heat treatment furnace, but the application range is not limited thereto.

本発明の一実施形態に係る熱処理炉の概略正面図である。1 is a schematic front view of a heat treatment furnace according to an embodiment of the present invention. 本発明の熱処理炉におけるラビリンスシールの一実施形態を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows one Embodiment of the labyrinth seal in the heat processing furnace of this invention. 本発明の熱処理炉におけるラビリンスシールの別の実施形態を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows another embodiment of the labyrinth seal in the heat processing furnace of this invention. 本発明の熱処理炉におけるラビリンスシールのさらに別の実施形態を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows another embodiment of the labyrinth seal in the heat processing furnace of this invention. 本発明の熱処理炉におけるラビリンスシールのさらに別の実施形態を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows another embodiment of the labyrinth seal in the heat processing furnace of this invention. 本発明の熱処理炉におけるラビリンスシールのさらに別の実施形態を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows another embodiment of the labyrinth seal in the heat processing furnace of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１：炉体
２：不活性ガス供給口
３：不活性ガス供給口
４：炉内ガス排出口
５：ラビリンスシール
５ａ：ラビリンス通路
５ｂ：上側絞り片
５ｃ：下側絞り片
５ｄ：取っ手
５ｅ：鍔
５ｆ：嵌脱口
５ｇ：案内溝
５ｈ：案内溝
５ｉ：係止溝
５ｊ：仕切壁
５ｋ：係止溝
５ｍ：内側角部
５ｎ：内側角部
５ｐ：係止溝
５ｑ：係止溝
５ｒ：突起部
５ｓ：突起部
５ｔ：係止穴
５ｕ：係止穴
６：ラビリンスシール
６ａ：ラビリンス通路
６ｂ：上側絞り片
６ｃ：下側絞り片 1: Furnace body 2: Inert gas supply port 3: Inert gas supply port 4: Furnace gas discharge port 5: Labyrinth seal
5a: Labyrinth passage
5b: Upper diaphragm piece
5c: Lower diaphragm piece
5d: Handle
5e: 鍔
5f: Fitting / removal opening
5g: Guide groove
5h: Guide groove
5i: Locking groove
5j: Partition wall
5k: Locking groove
5m: Inner corner
5n: Inner corner
5p: Locking groove
5q: Locking groove
5r: protrusion
5s: protrusion
5t: Locking hole
5u: Locking hole 6: Labyrinth seal
6a: Labyrinth passage
6b: Upper diaphragm piece
6c: Lower diaphragm piece

Claims

炉体と、この炉体内を走行せしめられる被処理物の入口および／または出口に設けたラビリンスシールとを有し、ラビリンスシールは、被処理物の走行方向に延びるラビリンス通路と、このラビリンス通路に対して嵌脱自在に設けた複数個の絞り片対とを有し、かつ、絞り片対は嵌脱方向先端部が開放されたＵ字形状をしている熱処理炉。 A furnace body, and a labyrinth seal provided at an inlet and / or an outlet of an object to be processed that is allowed to travel in the furnace body, the labyrinth seal extending in the traveling direction of the object to be processed, and the labyrinth passage A heat treatment furnace having a plurality of throttle piece pairs provided so as to be detachable with respect to each other and the pair of throttle pieces having a U shape with a distal end portion in the fitting / detaching direction being opened.

ラビリンス通路が絞り片対の嵌脱方向において仕切壁で区画され、区画された各ラビリンス通路に対して嵌脱自在に複数個の絞り片対が設けられている、請求項１に記載の熱処理炉。 The heat treatment furnace according to claim 1, wherein the labyrinth passage is partitioned by a partition wall in a fitting / removing direction of the throttle piece pair, and a plurality of throttle piece pairs are provided so as to be fitted / detachable with respect to each divided labyrinth passage. .

ラビリンス通路を構成する壁体の壁面に、嵌脱される絞り片対の案内溝が設けられている、請求項１または２に記載の熱処理炉。 The heat treatment furnace according to claim 1 or 2, wherein a guide groove of a pair of drawn pieces to be fitted and detached is provided on a wall surface of a wall body constituting the labyrinth passage.

ラビリンス通路を構成する壁体の、嵌挿される絞り片対の先端部が当接する壁面に絞り片対の係止溝が設けられている、請求項１に記載の熱処理炉。 The heat treatment furnace according to claim 1, wherein a locking groove for the throttle piece pair is provided on a wall surface of the wall body constituting the labyrinth passage where the tip of the throttle piece pair to be inserted comes into contact.

仕切壁の、嵌挿される絞り片対の先端部が当接する壁面に絞り片対の係止溝が設けられている、請求項２に記載の熱処理炉。 The heat treatment furnace according to claim 2, wherein a locking groove for the throttle piece pair is provided on a wall surface of the partition wall on which a front end portion of the throttle piece pair to be inserted comes into contact.

絞り片対を構成する少なくとも一方の絞り片の先端部の内側角部が欠除されている、請求項１〜５のいずれかに記載の熱処理炉。 The heat treatment furnace according to any one of claims 1 to 5, wherein an inner corner portion of a tip portion of at least one throttle piece constituting the throttle piece pair is omitted.

絞り片対を構成する少なくとも一方の絞り片の先端部にテーパー状の突起部があり、該突起部が当接する壁面または仕切壁に、該突起部の係止となるテーパー状の穴が設けられている、請求項１〜５のいずれかに記載の熱処理炉。 There is a tapered projection at the tip of at least one of the diaphragm pieces constituting the diaphragm piece pair, and a tapered hole that locks the projection is provided on the wall surface or partition wall where the projection abuts. The heat treatment furnace according to any one of claims 1 to 5.

請求項１〜７のいずれかに記載の熱処理炉を有する炭素繊維製造装置。 The carbon fiber manufacturing apparatus which has the heat processing furnace in any one of Claims 1-7.