JP4961256B2 - 耐炎化熱処理装置 - Google Patents
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Description
このような耐炎化炉としては、例えば、特許文献1に示すように、糸条の移送方向に対して直交する方向から熱風を当て加熱するものや、特許文献2に示すように、糸条の移送方向に対して幅方向に直交する方向から熱風を当て加熱するものがある。このように構成することで、糸条に効率的に熱風を当てることができるが、その一方で、熱風が糸条を通過する際、熱処理室内を移送される糸条が熱風を受けて振動してしまうため、隣接する糸条同士の接触により、毛羽、糸切れ等が発生し高品位な耐炎化繊維を得ることができなくなってしまう。
しかしながら、特許文献3に示す耐炎化炉にあっては、耐炎化炉の片側の側壁が外気に曝されているため、その側壁から耐炎化炉内の熱が外気に奪われ放熱してしまう。そのため、移送される糸条の幅方向に温度ムラが発生し、処理時間も長くなってしまう。これを改善するために、例えば特許文献4では、熱処理室内に内側壁を設け、熱処理室内を二重構造とすることで、熱処理室外への放熱を抑え、温度ムラの発生を防ぐような提案がされている。
また、上述の耐炎化炉にあっては、耐炎化炉の両側方の外気温環境が異なったり、周辺配置機器類の熱容量が異なる場合等において、熱処理室内を循環する熱風の温度及び流量の調整を円滑に行うことが難しいため、やはり糸条の幅方向での温度ムラが発生してしまうという問題がある。
(1)熱処理室と、熱風供給ノズルと、熱風吸込ノズルと、循環流路とを有する。
(2)熱風供給ノズルは、熱処理室の糸条の一端挿入口近傍において、糸条の上側と下側とに配置され、糸条を上下で挟んで糸条の幅方向に沿って熱処理室内へ熱風を供給する。
(3)熱風吸込ノズルは、熱処理室の糸条の他端挿入口近傍において、糸条の上側と下側とに配置され、糸条を上下で挟んで熱処理室内から熱風を吸い込む。
(4)循環流路は、熱処理室の外側で糸条の幅方向の両側にあり、各々に熱風送風手段を備える。
(5)循環流路の一方に、糸条の上側の熱風供給ノズルと糸条の上側の熱風吸込ノズルとを接続し、循環流路の他方に、糸条の下側の熱風供給ノズルと糸条の下側の熱風吸込ノズルとを接続する。
このように構成することで、循環流路を熱処理室の外側であって、糸条の幅方向の両側に配設しているため、熱処理室の糸条の移送方向に対する両側は、各循環流路により囲まれることとなる。これにより、熱処理室外への放熱を防ぐことができるため、熱処理室内の温度ムラの発生を防ぐことができる。
また、各熱風供給ノズルから供給される熱風は、熱処理室の両側に設けた各循環流路の熱風送風手段から送り出されるため、糸条の幅方向における熱風の温度分布及び流量分布が均一化されることとなる。これにより、熱処理室の幅方向の温度ムラの発生を防ぐことができる。
このように構成することで、作業環境の確保等により熱処理室の両側における外部環境が異なり、熱処理室内の温度が糸条の幅方向で変化してしまう場合においても、熱風送風手段の流量または温度を各熱風送風手段毎に調整することができるため、熱処理室内の糸条の幅方向における温度ムラの発生を防ぐことができる。
このように構成することで、熱処理室の上下方向(高さ方向)の寸法が増加するだけで、熱処理室の設置面積は変化させずに、設置スペースを増加させることなく糸条の移送距離を増加させることができる。
このように構成することで、各熱風供給ノズル及び熱風吸込ノズル毎に循環流路を設ける必要がなく、構造の簡易化を図ることができる。
また、糸条の幅方向における熱風の温度分布及び流量分布が均一化されることとなり、熱処理室の幅方向の温度ムラの発生を防ぐことができるため、高品質な耐炎化繊維を得ることができる。
請求項2に記載した発明によれば、熱風送風手段の流量または温度を各熱風送風手段毎に調整することで、熱処理室内の糸条の幅方向における温度ムラの発生を防ぐことができるため、高品質な耐炎化繊維を得ることができる。
請求項3に記載した発明によれば、熱処理室の上下方向(高さ方向)の寸法が増加するだけで、熱処理室の設置面積は変化させずに、設置スペースを増加させることなく糸条の移送距離を増加させることができるため、設備が過大になることを防止した上で、炭素繊維の生産性を向上させることができる。
請求項4に記載した発明によれば、各熱風供給ノズル及び熱風吸込ノズル毎に循環流路を設ける必要がなく、構造の簡易化を図ることができるため、設備コストを低減することができる。
図1〜5に示すように、本実施形態の耐炎化炉(耐炎化熱処理装置)1は、箱型の熱処理室10を備えている。この熱処理室10は、図示しない供給源(ロール等)から移送される炭素繊維の原材料、例えばポリアクリロニトリル、レーヨン等の前駆体繊維を束ねた糸条Wに耐炎化処理を施すものである。また、熱処理室10は、鉄やステンレス等の構造材料によって形成されている。
まず、図示しない供給源から移送される糸条Wが熱処理室10の最下段の挿入口12aから挿入される。糸条Wは熱処理室10の挿入口12aを通過し、熱処理室10の対向する後壁13側の挿入口14aから挿出される。さらに、糸条Wは後壁13の外部に配されたガイドローラ15に巻き掛けられるようにして折り返され、挿出された挿入口14aの一段上の挿入口14bから、再び熱処理室10内に挿入される。
また、各熱風供給ノズル32,52は、糸条Wを各段毎に上下から挟むように互い違いに配置されているとともに、各熱風供給ノズル32,52から供給される熱風は、熱処理室10の両側に設けられた各熱風循環流路31,51の熱風送風手段36,56から送り出されるため、熱処理室10内に流れる熱風の温度分布及び流量分布が均一化させることができる。
したがって、熱処理室10内の温度ムラの発生を抑えて、高品質な耐炎化繊維を得ることができる。
また、各熱風供給ノズル32,52及び熱風吸込ノズル34,54は、各熱風循環流路31,51に各々集合されているため、各熱風供給ノズル32,52及び熱風吸込ノズル34,54毎に循環流路を設ける必要がなく、構造の簡易化を図ることができる。そのため、設備コストを低減させることができる。
また、本実施形態においては、耐炎化炉1台のみを用いて説明したが、耐炎化炉を複数台用いる場合においても適用することができる。
10…熱処理室
12a〜12e…挿入口(一端挿入口)
14a〜14e…挿入口(他端挿入口)
31…第1熱風循環流路(循環流路)
32,52…熱風供給ノズル
34,54…熱風吸込ノズル
36…第1熱風送風手段(熱風送風手段)
51…第2熱風循環流路(循環流路)
56…第2熱風送風手段(熱風送風手段)
Claims (4)
- 熱処理室内で糸条に熱風を供給し耐炎化処理する耐炎化熱処理装置であって、以下の(1)〜(5)の構造を有する耐炎化熱処理装置。
(1)熱処理室と、熱風供給ノズルと、熱風吸込ノズルと、循環流路とを有する。
(2)熱風供給ノズルは、熱処理室の糸条の一端挿入口近傍において、糸条の上側と下側とに配置され、糸条を上下で挟んで糸条の幅方向に沿って熱処理室内へ熱風を供給する。
(3)熱風吸込ノズルは、熱処理室の糸条の他端挿入口近傍において、糸条の上側と下側とに配置され、糸条を上下で挟んで熱処理室内から熱風を吸い込む。
(4)循環流路は、熱処理室の外側で糸条の幅方向の両側にあり、各々に熱風送風手段を備える。
(5)循環流路の一方に、糸条の上側の熱風供給ノズルと糸条の上側の熱風吸込ノズルとを接続し、循環流路の他方に、糸条の下側の熱風供給ノズルと糸条の下側の熱風吸込ノズルとを接続する。 - 熱風送風手段は、各熱風供給ノズルから供給される熱風の少なくとも流量または温度を各々独立させて制御可能に構成されている請求項1記載の耐炎化熱処理装置。
- 糸条は、熱処理室外部に設置されたローラー群で折り返されて多段に移送される請求項1または請求項2記載の耐炎化熱処理装置。
- 循環流路は、複数の熱風供給ノズルと熱風吸込ノズルとを集合させる請求項1から請求項3の何れか1項に記載の耐炎化熱処理装置。
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