WO2013005552A1 - 連続焼成炉 - Google Patents

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WO2013005552A1
WO2013005552A1 PCT/JP2012/065258 JP2012065258W WO2013005552A1 WO 2013005552 A1 WO2013005552 A1 WO 2013005552A1 JP 2012065258 W JP2012065258 W JP 2012065258W WO 2013005552 A1 WO2013005552 A1 WO 2013005552A1
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unit
heating
units
cooling
continuous firing
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PCT/JP2012/065258
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English (en)
French (fr)
Inventor
森　和美
至康 松田
幸生 黒田
達人 金子
Original Assignee
株式会社Ihi
株式会社Ｉｈｉ機械システム
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/02—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity of multiple-track type; of multiple-chamber type; Combinations of furnaces
    • F27B9/029—Multicellular type furnaces constructed with add-on modules
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
    • F27B9/20—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace
    • F27B9/22—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace on rails, e.g. under the action of scrapers or pushers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B9/36—Arrangements of heating devices

Definitions

  • the present invention relates to a continuous firing furnace for continuously heating an object to be heated.
  • a heat treatment apparatus has been proposed in which a slide device is provided as a base for supporting legs that support the door, and the door is slid to open and close (for example, Patent Document 2).
  • a continuous heat treatment furnace has been proposed in which a plurality of heater blocks connected in the longitudinal direction of the furnace are provided around the muffle, and the muffle and the heater block can be moved on the rail by a caster (for example, patents) Reference 3).
  • the continuous firing furnace is configured by connecting a plurality of units having a furnace length of about 1 m, for example.
  • the unit to be maintained must be removed from the units connected before and after the maintenance.
  • the weight of this unit is very high, in order to move it, for example, a heavy machine must be used.
  • the furnace legs are fixed to the ground with foundation bolts or the like. For this reason, in order to move a unit, the foundation bolt which has fixed the unit must be removed one by one. Therefore, the conventional continuous firing furnace has remarkably low maintainability.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a continuous firing furnace having high maintainability and capable of easily changing the firing pattern.
  • the continuous firing furnace includes a casing provided with a through hole in the conveyance direction of the object to be heated, a heating unit for heating the object to be heated, One or a plurality of heating units provided in the lower part and having a movable part that supports the casing so as to be movable in the horizontal direction, and through holes are formed so as to communicate with each other in the conveying direction, and penetrates in the conveying direction of the object to be heated
  • One or a plurality of cooling units that have a casing provided with holes and a cooling unit that cools the object to be heated, are formed to be able to communicate with the through holes of the plurality of heating units, and cool the object to be heated;
  • An urging unit that urges one or more heating units and one or more cooling units in the transport direction is provided, and urging by the urging unit is performed between the heating units and between the heating unit and the cooling unit. Connected through.
  • the one or more cooling units further include a movable part that is provided in a lower portion of the casing of the casing and supports the casing so as to be movable in the horizontal direction.
  • the cooling units and the heating unit and the cooling unit may be connected through biasing by the biasing unit.
  • the connecting portion between the heating units, between the cooling units, or between the heating unit and the cooling unit may not have fastening means.
  • At least one of the connecting portions between the heating units, between the cooling units, or between the heating unit and the cooling unit may be a concave concave portion, the other end may be a convex convex portion, and the concave portion and the convex portion may have a fitting structure.
  • the fitting portion of the concave portion at one end and the convex portion at the other end has an inclination having an inclination angle greater than 0 degrees toward the transport direction. You may form in the taper structure which has a surface.
  • the connecting portion is configured such that the inner periphery of the concavities facing each other in a state where the concave portion at one end and the convex portion at the other end are fitted together.
  • the surface and the outer peripheral surface of the convex portion may be arranged at positions separated from each other.
  • the connecting portions between the heating units, between the cooling units, and between the heating unit and the cooling unit are arranged in a circumferential direction.
  • a sealing material may be formed.
  • the present invention can provide a continuous firing furnace having high maintainability and capable of easily changing the firing pattern.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the continuous firing furnace, and is a cross-sectional view showing the AA cross section of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a continuous firing furnace, and is a cross-sectional view showing a BB cross section of FIG. 1.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 in a modified example.
  • the continuous firing furnaces 100 and 200 for firing ceramics and graphite mainly at a high temperature of 2000 ° C. or higher will be described in detail with respect to a configuration that has high maintainability and facilitates changing the firing pattern.
  • FIG. 1 is a top view of the continuous firing furnace 100
  • FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views of the continuous firing furnace 100.
  • 2A shows the AA cross section of FIG. 1
  • FIG. 2B shows the BB cross section of FIG.
  • the continuous firing furnace 100 includes a free roller 110, a carry-in and deaeration unit 112, a carry-out and deaeration unit 114, a pusher device 116, a puller device 118, a heating unit 120, and a cooling unit 122. And an urging unit 124.
  • the free roller 110 includes a support portion 110a and a roller 110b that is rotatably held in a holding hole provided in the support portion 110a.
  • the free roller 110 is rotatably supported at the upper end portion of the support column 130 standing from the lower surface in the furnace in the carry-in / out-air unit 112, the cooling unit 122, and the carry-out / out-air unit 114.
  • the free roller 110 is fitted in the pilot hole 120 c provided on the lower surface in the furnace, not in the support column 130 in the heating unit 120.
  • a plurality of free rollers 110 are installed in each row so as to form two rows along the transport direction in each unit (the carry-in / out air unit 112, the heating unit 120, the cooling unit 122, and the carry-in / out air unit 114).
  • the tray (not shown) on which the object to be heated is placed is supported so as to be transportable.
  • the free roller 110 is arranged so that the uppermost portions of the rollers 110b between adjacent units are at the same height in a state where the units are connected as the continuous baking furnace 100. Therefore, the tray on which the object to be heated is placed can slide on the free roller 110 without swinging.
  • the carry-in and deaeration unit 112 is upstream of the heating unit 120 in the tray conveyance direction (right side in FIGS. 1 and 2A), and the carry-out and deaeration unit 114 is downstream of the cooling unit 122 in the tray conveyance direction. (Left side in FIGS. 1 and 2A).
  • the atmosphere in the carry-in deaeration unit 112 and the carry-out deaeration unit 114 is a predetermined atmosphere (for example, nitrogen gas, argon gas, halogen gas, or non-oxidizing atmosphere such as vacuum) by an atmosphere holding / replacement device (not shown). ).
  • the carry-in / deaeration unit 112 includes a movable part 150.
  • the movable part 150 is composed of, for example, casters (wheels), and supports the casing 112a so as to be movable in the horizontal direction at the lower part of the casing 112a of the carry-in / deaeration unit 112.
  • the movable unit 150 rides on two rails 150a arranged on the floor surface along the transport direction, and the housing 112a can move on the rails 150a.
  • the carry-in / deaeration unit 112 has open / close doors 152a and 152b which are opened and closed in the vertical direction. Further, when the open / close doors 152a and 152b are lowered (closed), the inside of the carry-in / vent-out unit 112 becomes an airtight chamber.
  • the carry-out deaeration unit 114 has opening / closing doors 154a and 154b. Further, when the open / close doors 154a and 154b are lowered, the inside of the carry-out deaeration unit 114 becomes an airtight chamber.
  • the open / close doors 152a, 152b, 154a, 154b are raised (opened), the tray can be carried in and out.
  • the pusher device 116 pushes the tray in the transport direction. Thereby, the pusher device 116 advances the tray and carries it into the heating unit 120.
  • the puller device 118 pulls the tray on which the article to be heated is placed from the free roller 110 in the cooling unit 122 and carries it out to the carry-out and deaeration unit 114.
  • the pusher device 116 continuously carries one tray into the furnace every predetermined time (tact time). The tray previously loaded into the furnace is pushed by the tray loaded later each time another tray is loaded into the furnace, and moves horizontally in the conveyance direction. Further, the puller device 118 carries out the extruded tray from the cooling unit 122 at a timing synchronized with the pusher device 116.
  • the object to be heated placed on the tray is intermittently conveyed in the continuous baking furnace 100 by a predetermined stroke corresponding to the width of the tray for each tact time.
  • the heating unit 120 has a housing 120b provided with through holes 120a in the conveyance direction of the object to be heated, and is formed so that the through holes 120a of the plurality of heating units 120 can communicate with each other. Yes.
  • the heating unit 120 includes a movable part 150, a heating part 160, a heat insulating part 162, and a free roller 110.
  • the movable part 150 is configured by a caster, for example, similarly to the carry-in and deaeration unit 112, and supports the casing 120b so as to be movable in the horizontal direction at the lower part of the casing 120b.
  • the heating unit 160 is configured by a resistance heater, a gas heater, a burner, or the like, and heats an object to be heated that moves inside the through hole 120a.
  • the heat insulation part 162 is excellent in heat insulation and heat resistance, covers the inner periphery of the through hole 120a of the heating unit 120, and suppresses heat radiation from the inside of the furnace to the outside.
  • the cooling unit 122 includes a housing 122 b provided with a through hole 122 a in the conveyance direction of the object to be heated, and the through hole 122 a communicates with another unit, for example, the through hole 120 a of the heating unit 120. It is formed to be possible.
  • the cooling unit 122 includes a cooling unit 170 and a heat insulating unit 172.
  • the cooling unit 170 is a housing 122b of the cooling unit 122 in the present embodiment, and dissipates heat in the furnace to the outside of the furnace to lower the temperature in the furnace and cool the object to be heated.
  • the heat insulation part 172 is excellent in heat insulation and heat resistance like the heat insulation part 162.
  • the heat insulating part 172 covers the inner periphery of the through hole 122a of the cooling unit 122 and suppresses heat radiation from the inside of the furnace to the outside, thereby reducing the temperature decrease rate of the object to be heated.
  • the continuous firing furnace 100 includes the heat insulating portion 172, it is possible to prevent the occurrence of cracks or the like of the object to be heated.
  • the heating unit 120 and the cooling unit 122 communicate with the carry-in / out deaeration unit 112 and the carry-out / deaeration unit 114, and become an airtight chamber when the open / close doors 152b and 154a are lowered and closed.
  • the atmosphere in the heating unit 120 and the cooling unit 122 is held in a predetermined atmosphere equivalent to the carry-in / out-air unit 112 and the carry-out / out-air unit 114 by an atmosphere holding / replacement device (not shown).
  • the urging unit 124 includes, for example, a cylinder (air cylinder, hydraulic cylinder), a coil, and the like, and urges the plurality of heating units 120 and one cooling unit 122 in the transport direction.
  • FIGS. 3A and 3D show a state where two heating units 120 are connected.
  • 3B and 3C show a state in which a gap is left between the two heating units 120 in the transport direction.
  • the connecting portion 180 between the heating units 120 (the contact portion of the end surface between the units, indicated by a dashed square) is in contact with a plane and does not have a fastening means. And the connection part 180 is connected through the energization by the energizing part 124 mentioned above.
  • 3A to 3E show the connecting portion 180 between the heating units 120, but the connecting portion 180 between the carry-in / degassing unit 112 and the heating unit 120 and between the heating unit 120 and the cooling unit 122 is also shown. It has the same configuration.
  • the outer peripheral side of the connecting portion 180 is a flange, and when the flange is bolted (fastening means) and connected, the welded portion between the flange and the casing breaks due to thermal expansion in the conveying direction of the connecting portion. There is a risk that.
  • the continuous firing furnace 100 of the present embodiment does not have a fastening means in the connecting portion 180 and is connected by urging by the urging portion 124. Therefore, the continuous firing furnace 100 can absorb the thermal expansion in the transport direction when the urging unit 124 contracts. As a result, breakage of the welded portion of the flange can be prevented.
  • alignment may be performed using a pin when connecting the units.
  • the connecting portions 180 do not have any fastening means such as bolt fastening, and are connected by urging by the urging unit 124.
  • at least one connecting portion 180 may be connected by urging by the urging portion 124 without having a fastening means such as bolt fastening. In this case, damage to the welded portion of the flange and the like can be prevented with respect to the connecting portion 180 connected by urging by the urging portion 124.
  • a sealing material 182 is formed on the connecting portion 180 in the circumferential direction.
  • the connecting portion 180 includes the sealing material 182
  • the inside of the furnace can be easily sealed.
  • At least one of the connecting portions 180 between the carry-in and deaeration unit 112 and the heating unit 120, between the heating units 120, and between the heating unit 120 and the cooling unit 122 is not limited to a structure in contact with a plane.
  • one end of the connecting portion 180 is a concave recess 184a, 184b, and the other end of the connecting portion 180 is a convex protrusion 186a, 186b.
  • the structure of matching may be sufficient.
  • a concave portion 184a and a convex portion 186a are provided at the end of the heat insulating portion 162, and a concave portion 184b and a convex portion 186b are provided at the flange portion. That is, although two sets of concave portions and convex portions are provided in the connecting portion 180, the concave portions and the convex portions may be provided in one set or three or more sets.
  • the fitting portions of the concave portions 184a and 184b at one end of the connecting portion 180 and the convex portions 186a and 186b at the other end of the connecting portion 180 may have a tapered structure.
  • the concave portions 184a and 184b and the convex portions 186a and 186b may be formed as a tapered structure having an inclined surface 188 having an inclination angle larger than 0 degrees in the transport direction.
  • the taper structure described above When the taper structure described above is formed, when the units are connected to each other, the taper structure is fitted as a guide and guided to the correct position, so that positioning between the units is further facilitated. Further, even if thermal expansion occurs in a plane direction perpendicular to the transport direction, the heating unit 120 and the cooling unit 122 are shifted in the transport direction. Thereby, the biasing part 124 can absorb the displacement of the expansion. As a result, the recesses 184a and 184b can be prevented from being damaged.
  • the connecting portion 180 is configured such that the concave portions 184a and 184b facing each other in a state where the concave portions 184a and 184b at one end and the convex portions 186a and 186b at the other end are fitted together.
  • the inner peripheral surface 190 and the outer peripheral surface 192 of the convex portions 186a and 186b may be arranged at positions separated from each other.
  • the concave portions 184a and 184b and the outer peripheral surface 192 of the convex portions 186a and 186b are in the transport direction.
  • the thermal expansion in the plane direction perpendicular to the surface can be absorbed.
  • the recesses 184a and 184b can be prevented from being damaged.
  • the connecting portion 180 does not have a fastening means such as bolt tightening and is connected by urging by the urging portion 124. Therefore, the urging portion 124 can be expanded and contracted only by moving the carry-in / out air unit 112 and the heating unit 120 in the horizontal direction along the rail 150a without removing the fastening means of the connecting portion 180. Furthermore, arbitrary portions can be separated between the heating units 120 and between the carry-in / deaeration unit 112 and the heating unit 120.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the continuous firing furnace 100 during maintenance.
  • FIG. 4 shows a cross-sectional view corresponding to the AA cross section of FIG. 1 during maintenance.
  • the movable portion 150 is fixed with a removable stopper 150 b or the like with a gap 194 between the heating units 120.
  • the operator can easily maintain the inside of the furnace of the heating unit 120 from the gap 194 between the heating units 120. That is, the continuous firing furnace 100 of the present embodiment has high maintainability.
  • FIG. 5A to FIG. 5C are explanatory diagrams for explaining a firing pattern.
  • the horizontal axis represents time
  • the vertical axis represents the temperature of the surface of the object to be heated that is transported and heated in the continuous baking furnace 100.
  • FIG. 5B shows an example of the firing pattern in the case where, for example, the heating output of the heating unit 160 is increased, the tact time is shortened, and the processing amount per time is increased as compared with the firing pattern shown in FIG. 5A.
  • the tact time is simply shortened, the time for maintaining the temperature of 2000 degrees is shortened, as indicated by a one-dot chain line in FIG. 5B.
  • the continuous baking furnace 100 increases the heating unit 120 so that the time at which the temperature of 2000 degrees is maintained is 2 hours (see the solid line in FIG. 5B).
  • the firing pattern is changed so that, for example, the heating temperature is increased to 2400 degrees and the temperature is maintained for 2 hours without changing the tact time.
  • the continuous baking furnace 100 increases the heating unit 120 so that the time at which the temperature of 2400 degrees is maintained is 2 hours (see the solid line in FIG. 5C).
  • the firing pattern may be changed by changing the heating time, heating temperature, cooling time, tact time, and the like of the continuous firing furnace 100.
  • the urging unit 124 may be removed when the heating unit 120 is added or removed. Thereby, the heating unit 120 can be sequentially extracted from the end of the rail 150a.
  • the continuous baking furnace 100 can also easily add a heating unit 120 as necessary.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 in a modification of the present embodiment.
  • FIG. 6 shows a sectional view of the continuous firing furnace 200 corresponding to the AA sectional view of the continuous firing furnace 100 described above.
  • the carry-in / deaeration unit 112 and the heating unit 120 have a movable part 150.
  • the movable part 150 of the carry-out deaeration unit 214 is fixed by, for example, a detachable stopper 150b.
  • the continuous firing furnace 200 includes a plurality of cooling units 222, unlike the continuous firing furnace 100.
  • the through holes 122a of the plurality of cooling units 222 are formed so that the cooling units 222 can communicate with each other.
  • the fastening means is not used between all the units including the cooling units 222 and between the heating unit 120 and the cooling unit 222.
  • the units are connected by urging by the urging unit 124.
  • the continuous firing furnace 200 can also provide a gap between the cooling units 222. For this reason, maintenance in the furnace of the cooling unit 222 is also facilitated. Further, the cooling unit 222 can be added or removed, and the degree of freedom in changing the firing pattern can be increased.
  • the continuous firing furnaces 100 and 200 may each include one heating unit 120 and one cooling unit.

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Abstract

　被加熱物の搬送方向に貫通孔（１２０ａ）が設けられた筐体（１２０ｂ）と、被加熱物を加熱する加熱部（１６０）と、筐体の下部に設けられ筐体を水平方向に移動自在に支持する可動部（１５０）とを有し、搬送方向に貫通孔が連通可能に形成された１つまたは複数の加熱ユニット（１２０）と、被加熱物の搬送方向に貫通孔（１２２ａ）が設けられた筐体（１２２ｂ）と、被加熱物を冷却する冷却部（１７０）とを有し、複数の加熱ユニットの貫通孔と連通可能に形成され、被加熱物を冷却する１つまたは複数の冷却ユニット（１２２）と、１または複数の加熱ユニットと１つまたは複数の冷却ユニットとを、搬送方向に付勢する付勢部（１２４）とを備える連続焼成炉に関する。加熱ユニット間、および加熱ユニットと冷却ユニットとの間は、付勢部による付勢を通じて連接される。

Description

連続焼成炉
　本発明は、被加熱物を連続して加熱する連続焼成炉に関する。本願は、２０１１年７月４日に、日本に出願された特願２０１１－１４７８９９号に基づき優先権を主張し、それらの内容をここに援用する。
　従来、炉内を連続して搬送される被加熱物を加熱する連続焼成炉が存在している。このような連続焼成炉に関し、連続焼成炉内の加熱室と冷却室との間に扉を設け、加熱室から冷却室への熱移動を抑えるという技術が公開されている（例えば、特許文献１）。
　また、開閉扉を支持する支持脚の土台としてスライド装置を設け、開閉扉をスライドして開閉する熱処理装置が提案されている（例えば、特許文献２）。さらに、マッフルの周囲に、炉の長手方向に連接された複数のヒータブロックが設けられ、マッフルやヒータブロックは、キャスターによってレール上を移動可能とする連続熱処理炉も提案されている（例えば、特許文献３）。
日本国特開２００２－１３０９５６号公報 日本国特開２００４－２５０７８２号公報 日本国特開２０１０－１５１３６９号公報
　連続焼成炉は、例えば１ｍ程度の炉長のユニットが複数連結されて構成されている。炉内のメンテナンスを行う場合、メンテナンスの対象となるユニットをその前後に連結されたユニットから取り外さなければならない。また、このユニットの重量は非常に高いので、移動させるために、例えば重機を用いなければならない。
　また、上述した特許文献１に記載の焼成炉を含む従来の連続焼成炉は、炉脚が地面に基礎ボルト等で固定されている。このため、ユニットを移動させるために、ユニットを固定している基礎ボルトを一々取り外さなければならない。したがって、従来の連続焼成炉は、メンテナンス性が著しく低かった。
　さらに、連続焼成炉の加熱時間、加熱温度、冷却時間、およびタクトタイム等を変え焼成パターンを変更する場合、ユニットの追加や取り外しの際に、メンテナンス時と同様、基礎ボルトの取り外しや重機の使用等が必要となり作業性が低かった。
　連続焼成炉に、上述した特許文献２のような開閉扉のスライド装置を設けたとしても、ユニットの移動が容易にならず、メンテナンス性は改善されない。また、特許文献３のようにマッフルの支持部材にキャスターを備える構成の場合、マッフルやヒータブロックをまとめて移動させることは容易であっても、メンテナンス等のための各ヒータブロックの移動は困難である。
　本発明は、上記した課題に鑑み、高いメンテナンス性を備え、焼成パターンの変更が容易な連続焼成炉を提供することを目的としている。
　上記課題を解決するために、本発明の第１態様に関する連続焼成炉は、被加熱物の搬送方向に貫通孔が設けられた筐体と、被加熱物を加熱する加熱部と、筐体の下部に設けられ筐体を水平方向に移動自在に支持する可動部とを有し、搬送方向に貫通孔が連通可能に形成された１または複数の加熱ユニットと、被加熱物の搬送方向に貫通孔が設けられた筐体と、被加熱物を冷却する冷却部とを有し、複数の加熱ユニットの貫通孔と連通可能に形成され、被加熱物を冷却する１または複数の冷却ユニットと、１または複数の加熱ユニットと１または複数の冷却ユニットとを、搬送方向に付勢する付勢部とを備え、加熱ユニット間、および加熱ユニットと冷却ユニットとの間は、付勢部による付勢を通じて連接される。
　本発明の第２態様によれば、上記第１態様において、１つまたは複数の冷却ユニットは、自体の筐体の下部に設けられ筐体を水平方向に移動自在に支持する可動部をさらに有し、冷却ユニット間、および加熱ユニットと冷却ユニットとの間は、付勢部による付勢を通じて連接されてもよい。
　本発明の第３態様によれば、上記第１又は第２態様において、加熱ユニット間、冷却ユニット間、または加熱ユニットと冷却ユニットとの間の連接部分は、締結手段を有さなくてもよい。
　本発明の第４態様によれば、上記第１態様から第３態様の何れか１つにおいて、加熱ユニット間、冷却ユニット間、または加熱ユニットと冷却ユニットとの間の連接部分のうち少なくとも一つは、一方の端部が凹形状の凹部であり、他方の端部が凸形状の凸部であって、凹部および凸部は嵌め合わせ構造であってもよい。
　本発明の第５態様によれば、上記第４態様において、一方の端部の凹部および他方の端部の凸部の嵌合部位は、搬送方向に向かって０度より大きな傾斜角を有する傾斜面を有するテーパ構造に形成されていてもよい。
　本発明の第６態様によれば、上記第４又は第５態様において、連接部分は、一方の端部の凹部および他方の端部の凸部を嵌め合わせた状態で、対向する凹部の内周面と凸部の外周面とが互いに離間した位置に配されてもよい。
　本発明の第７態様によれば、上記第１態様から第６態様の何れか１つにおいて、加熱ユニット間、冷却ユニット間、および加熱ユニットと冷却ユニットとの間の連接部分には、周方向にシール材が形成されてもよい。
　本発明は、高いメンテナンス性を備え、焼成パターンを容易に変更できる連続焼成炉を得ることができる。
連続焼成炉の上面図である。 連続焼成炉の断面図であり、図１のＡ－Ａ断面を示す断面図である。 連続焼成炉の断面図であり、図１のＢ－Ｂ断面を示す断面図である。 ユニット間の連接部分の形状を説明するための説明図であり、２つの加熱ユニットが連接した状態における図１のＡ－Ａ断面図である。 ユニット間の連接部分の形状を説明するための説明図であり、２つの加熱ユニットの間に搬送方向に隙間を空けた状態における図１のＡ－Ａ断面図である。 ユニット間の連接部分の形状を説明するための説明図であり、２つの加熱ユニットが連接した状態における図１のＡ－Ａ断面図である。 ユニット間の連接部分の形状を説明するための説明図であり、２つの加熱ユニットの間に搬送方向に隙間を空けた状態における図１のＡ－Ａ断面図である。 ユニット間の連接部分の形状を説明するための説明図であり、図３Ｄの拡大図である。 メンテナンス時における連続焼成炉の断面図である。 焼成パターンを説明するための説明図である。 焼成パターンを説明するための説明図である。 焼成パターンを説明するための説明図である。 変形例における図１のＡ－Ａ断面図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
　本実施形態では、主に２０００℃以上の高温でセラミックやグラファイトを焼成する連続焼成炉１００、２００について、高いメンテナンス性を備え、焼成パターンの変更を容易とする構成について詳しく説明する。
　図１は、連続焼成炉１００の上面図であり、図２Ａ及び図２Ｂは、連続焼成炉１００の断面図である。図２Ａは、図１のＡ－Ａ断面を示し、図２Ｂは、図１のＢ－Ｂ断面を示す。
　図２Ａに示すように、連続焼成炉１００は、フリーローラ１１０と、搬入脱気ユニット１１２と、搬出脱気ユニット１１４と、プッシャー装置１１６と、プラー装置１１８と、加熱ユニット１２０と、冷却ユニット１２２と、付勢部１２４とを備える。
　フリーローラ１１０は、支持部１１０ａと、支持部１１０ａに設けられた保持穴に転動自在に保持されたコロ１１０ｂとで構成されている。フリーローラ１１０は、搬入脱気ユニット１１２、冷却ユニット１２２、および搬出脱気ユニット１１４において、炉内の下面から立設する支柱１３０の上端部に回転可能に支持されている。また、フリーローラ１１０は、加熱ユニット１２０において、支柱１３０ではなく、炉内の下面に設けられた下穴１２０ｃに嵌め込まれている。
　フリーローラ１１０は、各ユニット（搬入脱気ユニット１１２、加熱ユニット１２０、冷却ユニット１２２、および搬出脱気ユニット１１４）において、搬送方向に沿った２つの列を成すようにそれぞれの列に複数設置され、被加熱物を載置したトレー（図示せず）を搬送可能に支持する。
　また、フリーローラ１１０は、各ユニットが連続焼成炉１００として連接された状態で、隣接するユニット間のコロ１１０ｂの最上部が同じ高さとなるよう配置されている。そのため、被加熱物が載置されたトレーは、フリーローラ１１０上を揺動せずに摺動することができる。
　搬入脱気ユニット１１２は、加熱ユニット１２０に対してトレーの搬送方向の上流側（図１及び図２Ａにおいて右側）に、搬出脱気ユニット１１４は冷却ユニット１２２に対してトレーの搬送方向の下流側（図１及び図２Ａにおいて左側）にそれぞれ位置している。搬入脱気ユニット１１２内及び搬出脱気ユニット１１４内の雰囲気は、雰囲気保持置換装置（図示せず）によって、所定の雰囲気（例えば、窒素ガス、アルゴンガス、ハロゲンガス、または真空等の非酸化雰囲気）に保持される。
　また、搬入脱気ユニット１１２は、可動部１５０を備える。可動部１５０は、例えばキャスター（車輪）で構成され、搬入脱気ユニット１１２の筐体１１２ａの下部において筐体１１２ａを水平方向に移動自在に支持する。本実施形態において、可動部１５０は、搬送方向に沿って床面に配された２つのレール１５０ａ上に乗っており、筐体１１２ａはレール１５０ａ上を移動することができる。
　さらに、搬入脱気ユニット１１２は、鉛直方向に昇降して開閉する開閉扉１５２ａ、１５２ｂを有している。また、開閉扉１５２ａ、１５２ｂが下降する（閉じる）と搬入脱気ユニット１１２の内部が気密室となる。同様に、搬出脱気ユニット１１４は、開閉扉１５４ａ、１５４ｂを有している。また、開閉扉１５４ａ、１５４ｂが下降すると搬出脱気ユニット１１４の内部が気密室となる。開閉扉１５２ａ、１５２ｂ、１５４ａ、１５４ｂが上昇する（開く）と、トレーの搬入および搬出ができる。
　プッシャー装置１１６は、搬入脱気ユニット１１２内のフリーローラ１１０上に、被加熱物を載置したトレーが配置されると、そのトレーを搬送方向に押す。これにより、プッシャー装置１１６は、トレーを前進させ加熱ユニット１２０内に搬入する。プラー装置１１８は、冷却ユニット１２２内のフリーローラ１１０上から、被加熱物が載置されたトレーを牽引して、搬出脱気ユニット１１４に搬出する。
　本実施形態において、プッシャー装置１１６は、所定時間（タクトタイム）毎に１つのトレーを炉内に連続して搬入する。そして、先に炉内に搬入されたトレーは、別のトレーが炉内に搬入される度に、後に搬入されたトレーに押され、搬送方向に水平に移動する。また、プラー装置１１８は、押し出されるトレーをプッシャー装置１１６と同期したタイミングで冷却ユニット１２２から搬出する。
　その結果、トレーに載置された被加熱物は、連続焼成炉１００内をタクトタイム毎にトレーの幅に相当する所定のストローク分だけ、間欠的に搬送される。
　加熱ユニット１２０は、被加熱物の搬送方向に貫通孔１２０ａが設けられた筐体１２０ｂを有し、複数の加熱ユニット１２０の貫通孔１２０ａが加熱ユニット１２０同士で連通可能となるように形成されている。
　また、加熱ユニット１２０は、可動部１５０、加熱部１６０、断熱部１６２、及びフリーローラ１１０を備える。
　可動部１５０は、搬入脱気ユニット１１２と同様、例えばキャスターで構成され、筐体１２０ｂの下部において筐体１２０ｂを水平方向に移動自在に支持する。
　加熱部１６０は、抵抗加熱ヒータ、ガスヒータ、又はバーナ等で構成され、貫通孔１２０ａの内部を移動する被加熱物を加熱する。
　断熱部１６２は、断熱性および耐熱性に優れ、加熱ユニット１２０の貫通孔１２０ａの内周を覆い、炉内から外部への放熱を抑制する。
　冷却ユニット１２２は、加熱ユニット１２０と同様、被加熱物の搬送方向に貫通孔１２２ａが設けられた筐体１２２ｂを有し、貫通孔１２２ａが他のユニット、例えば加熱ユニット１２０の貫通孔１２０ａと連通可能となるように形成されている。
　また、冷却ユニット１２２は、冷却部１７０、及び断熱部１７２を備える。冷却部１７０は、本実施形態において冷却ユニット１２２の筐体１２２ｂであって、炉内の熱を炉外に放熱することで炉内温度を下げ、被加熱物を冷却する。
　断熱部１７２は、断熱部１６２と同様、断熱性および耐熱性に優れている。断熱部１７２は、冷却ユニット１２２の貫通孔１２２ａの内周を覆い、炉内から外部への放熱を抑制することで、被加熱物の温度低下の速度を下げる。連続焼成炉１００が断熱部１７２を備えるという構成により、被加熱物のクラック等の発生を防ぐことができる。
　また、加熱ユニット１２０および冷却ユニット１２２は、搬入脱気ユニット１１２および搬出脱気ユニット１１４と連通し、開閉扉１５２ｂ、１５４ａが下降して閉じると気密室となる。また、加熱ユニット１２０内および冷却ユニット１２２内の雰囲気は、雰囲気保持置換装置(図示せず)によって、搬入脱気ユニット１１２および搬出脱気ユニット１１４と同等の所定の雰囲気に保持される。
　付勢部１２４は、例えばシリンダ（エアシリンダ、油圧シリンダ）やコイル等で構成され、複数の加熱ユニット１２０と１つの冷却ユニット１２２とを、搬送方向に付勢する。
　図３Ａから図３Ｅは、ユニット間の連接部分１８０の形状を説明するための説明図である。図３Ａから図３Ｄでは、可動部１５０を除いた隣り合う２つの加熱ユニット１２０の図１におけるＡ－Ａ断面図を示す。図３Ｅは、図３Ｄにおける円Ｅ部分の拡大図である。ただし、形状の理解を容易にするため、図３Ａと図３Ｄは、２つの加熱ユニット１２０が連接した状態を示す。また、図３Ｂと図３Ｃは、２つの加熱ユニット１２０の間に搬送方向に隙間を空けた状態を示す。
　図３Ａに示すように、本実施形態では、加熱ユニット１２０間の連接部分１８０（破線の四角で示す、ユニット間の端面の接触部分）は、平面で接しており、締結手段を有さない。そして、連接部分１８０は、上述した付勢部１２４による付勢を通じて連接している。図３Ａから図３Ｅでは、加熱ユニット１２０間の連接部分１８０を示しているが、搬入脱気ユニット１１２と加熱ユニット１２０との間、および加熱ユニット１２０と冷却ユニット１２２との間の連接部分１８０も同様の構成を有する。
　例えば、連接部分１８０の外周側がフランジとなっており、フランジをボルト締め（締結手段）して連接すると、接合部分の搬送方向への熱膨張によって、フランジと筐体との溶接部分等が破断してしまうおそれがある。しかし、本実施形態の連続焼成炉１００は、連接部分１８０において締結手段を有さず、付勢部１２４による付勢によって連接されている。そのため、連続焼成炉１００は、搬送方向の熱膨張を付勢部１２４が縮むことによって吸収できる。その結果、フランジの溶接部分等の破損を防ぐことができる。フランジをボルト締めしない場合は、例えば、ユニット間の連接の際にピンを用いて位置合わせをしてもよい。
　また、本実施形態では、連接部分１８０は、いずれもボルト締め等の締結手段を有さず、付勢部１２４による付勢によって連接されている。しかしながら、例えば、少なくとも１つの連接部分１８０が、ボルト締め等の締結手段を有さず、付勢部１２４による付勢よって連接されていてもよい。この場合、付勢部１２４による付勢よって連接された連接部分１８０について、フランジの溶接部分等の破損を防ぐことができる。
　また、連接部分１８０には、その周方向にシール材１８２が形成されている。連接部分１８０がシール材１８２を備える構成により、炉内を容易に密閉構造にできる。この場合、例えば、酸化を防止するため炉内を不活性ガス雰囲気にしなければならないグラファイト等に対しても、加熱処理を行うことが可能となる。
　また、搬入脱気ユニット１１２と加熱ユニット１２０との間、加熱ユニット１２０間、および加熱ユニット１２０と冷却ユニット１２２との間の連接部分１８０のうち少なくとも一つは、平面で接するという構造に限らない。図３Ｂに示すように、連接部分１８０の一方の端部が凹形状の凹部１８４ａ、１８４ｂであり、連接部分１８０の他方の端部が凸形状の凸部１８６ａ、１８６ｂであって、それらを嵌め合わせるという構造であってもよい。
　上記嵌め合わせ構造を形成した場合、連接する貫通孔１２０ａ、１２２ａの端部同士が重なる位置となるように、ユニット間の位置決めを容易かつ正確に行うことが可能となる。
　本実施形態においては、連接部分１８０のうち、断熱部１６２の端部に凹部１８４ａ、凸部１８６ａが設けられ、フランジ部分に凹部１８４ｂ、凸部１８６ｂが設けられている。すなわち、連接部分１８０には、２組の凹部と凸部が設けられているが、凹部と凸部は１組のであってもよいし３組以上設けられてもよい。
　また、図３Ｃに示すように、連接部分１８０の一方の端部の凹部１８４ａ、１８４ｂおよび連接部分１８０の他方の端部の凸部１８６ａ、１８６ｂの嵌合部位は、テーパ構造を有してもよい。すなわち、凹部１８４ａ、１８４ｂ及び凸部１８６ａ、１８６ｂは、搬送方向に向かって０度より大きな傾斜角を有する傾斜面１８８を有するテーパ構造として形成されてもよい。
　上記したテーパ構造を形成した場合、ユニット同士を連接する際、テーパ構造がガイドとなって嵌合し、正しい位置に導くため、ユニット間の位置決めがさらに容易となる。また、搬送方向に垂直な面方向に熱膨張が生じても、加熱ユニット１２０や冷却ユニット１２２が搬送方向にずれる。これにより、膨張分の変位を付勢部１２４が吸収できる。その結果、凹部１８４ａ、１８４ｂの破損を防ぐことができる。
　また、図３Ｄ及び図３Ｅに示すように、連接部分１８０は、一方の端部の凹部１８４ａ、１８４ｂおよび他方の端部の凸部１８６ａ、１８６ｂを嵌め合わせた状態で、対向する凹部１８４ａ、１８４ｂの内周面１９０と凸部１８６ａ、１８６ｂの外周面１９２とが互いに離間した位置に配されてもよい。
　凹部１８４ａ、１８４ｂの内周面１９０と凸部１８６ａ、１８６ｂの外周面１９２とが離間していて、その間に空隙を有する構成を形成した場合、凹部１８４ａ、１８４ｂや凸部１８６ａ、１８６ｂが搬送方向に垂直な面方向の熱膨張を吸収できる。その結果、凹部１８４ａ、１８４ｂの破損を防ぐことができる。
　上述したように、連接部分１８０はボルト締めなどの締結手段を有さず、付勢部１２４による付勢によって連接されている。そのため、連接部分１８０の締結手段を取り外すことなく、搬入脱気ユニット１１２および加熱ユニット１２０をレール１５０ａに沿って水平方向に移動させるのみで、付勢部１２４を伸縮させることができる。さらに、加熱ユニット１２０間、搬入脱気ユニット１１２と加熱ユニット１２０との間うち、任意の部分を離間することができる。
　図４は、メンテナンス時における連続焼成炉１００の断面図である。図４は、メンテナンス時における図１のＡ－Ａ断面に対応する断面図を示す。例えば、図４に示すように、加熱ユニット１２０間に隙間１９４を空けた状態で、可動部１５０を着脱可能なストッパ１５０ｂ等で固定する。これにより、作業者は、加熱ユニット１２０間の隙間１９４から加熱ユニット１２０の炉内を容易にメンテナンスすることが可能となる。すなわち、本実施形態の連続焼成炉１００は、高いメンテナンス性を備える。
　図５Ａから図５Ｃは、焼成パターンを説明するための説明図である。図５Ａから図５Ｃでは、横軸が時間、縦軸が連続焼成炉１００の炉内を搬送され加熱される被加熱物の表面の温度を示す。
　図５Ｂでは、図５Ａに示す焼成パターンと比較して、例えば、加熱部１６０の加熱出力を上げ、タクトタイムを短縮して時間当たりの処理量を増やした場合の焼成パターンの例を示す。２０００度の温度を２時間維持することが必要な場合において、単にタクトタイムを短縮すると、図５Ｂに一点鎖線で示すように、２０００度の温度が維持される時間が短くなってしまう。この場合、連続焼成炉１００は、加熱ユニット１２０を増やすことで、２０００度の温度が維持される時間を２時間とする（図５Ｂの実線参照）。
　また、図５Ｃでは、図５Ａに示す焼成パターンと比較して、タクトタイムを変えずに、例えば、加熱温度を２４００度まで上昇させてから、その温度を２時間維持するように変更した焼成パターンの例を示す。この場合、単に加熱部１６０の温度を上げるだけでは、図５Ｃに一点鎖線で示すように、昇温にかかる時間が増えた分、２４００度の温度が維持される時間が減ってしまう。この場合、連続焼成炉１００は、加熱ユニット１２０を増やすことで、２４００度の温度が維持される時間を２時間とする（図５Ｃの実線参照）。
　上記したように、連続焼成炉１００の加熱時間、加熱温度、冷却時間、およびタクトタイム等を変えて焼成パターンを変更する場合がある。本実施形態の連続焼成炉１００は、加熱ユニット１２０の追加や取り外しの際に、付勢部１２４を取り外せばよい。これにより、加熱ユニット１２０をレール１５０ａの端部から順次抜き出すことができる。連続焼成炉１００は、必要に応じて加熱ユニット１２０を容易に追加することも可能である。
　図６は、本実施形態の変形例における図１のＡ－Ａ断面図である。図６には、上述した連続焼成炉１００のＡ－Ａ断面図に対応する、連続焼成炉２００の断面図を示す。
　図６に示すように、連続焼成炉２００においては、搬入脱気ユニット１１２や加熱ユニット１２０のみならず、冷却ユニット２２２や搬出脱気ユニット２１４も、可動部１５０を有する。搬出脱気ユニット２１４の可動部１５０は、例えば、着脱可能なストッパ１５０ｂ等で固定されている。
　連続焼成炉２００は、連続焼成炉１００と異なり、複数の冷却ユニット２２２を備える。複数の冷却ユニット２２２の貫通孔１２２ａは、冷却ユニット２２２同士で連通可能となるように形成されている。
　また、冷却ユニット２２２間、および加熱ユニット１２０と冷却ユニット２２２との間を含め、すべてのユニット間において、締結手段が用いられていない。各ユニット同士は、付勢部１２４による付勢によって、連接されている。
　上記構成により、連続焼成炉２００では、冷却ユニット２２２間にも隙間を開けることができる。このため、冷却ユニット２２２の炉内のメンテナンスも容易となる。また、冷却ユニット２２２の追加や取り外しも可能となり、焼成パターンの変更の自由度を増すことができる。
　以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
　例えば、連続焼成炉１００、２００は、加熱ユニット１２０および冷却ユニットをそれぞれ１つずつ備えてもよい。
　本発明によれば、高いメンテナンス性を備え、焼成パターンを容易に変更できる連続焼成炉を得ることができる。
　１００、２００ …連続焼成炉
　１２０ …加熱ユニット
　１２０ａ …加熱ユニットの貫通孔
　１２０ｂ …加熱ユニットの筐体
　１２２、２２２ …冷却ユニット
　１２２ａ …冷却ユニットの貫通孔
　１２２ｂ …冷却ユニットの筐体
　１２４ …付勢部
　１５０ …可動部
　１６０ …加熱部
　１６２ …断熱部
　１７０ …冷却部
　１８０ …連接部分
　１８２ …シール材
　１８４ａ、１８４ｂ …凹部
　１８６ａ、１８６ｂ …凸部
　１８８ …傾斜面
　１９０ …内周面
　１９２ …外周面

Claims (7)

  1. 　被加熱物の搬送方向に貫通孔が設けられた筐体と、前記被加熱物を加熱する加熱部と、前記筐体の下部に設けられ前記筐体を水平方向に移動自在に支持する可動部とを有し、前記搬送方向に前記貫通孔が連通可能に形成された１つまたは複数の加熱ユニットと、
    　前記被加熱物の搬送方向に貫通孔が設けられた筐体と、被加熱物を冷却する冷却部とを有し、前記複数の加熱ユニットの前記貫通孔と連通可能に形成され、前記被加熱物を冷却する１つまたは複数の冷却ユニットと、
    　前記１つまたは複数の加熱ユニットと前記１つまたは複数の冷却ユニットとを、前記搬送方向に付勢する付勢部とを備え、
    　前記加熱ユニット間、および前記加熱ユニットと前記冷却ユニットとの間は、前記付勢部による付勢を通じて連接される連続焼成炉。
  2. 　前記１つまたは複数の冷却ユニットは、自体の前記筐体の下部に設けられ前記筐体を水平方向に移動自在に支持する可動部をさらに有し、
    　前記冷却ユニット間、および前記加熱ユニットと前記冷却ユニットとの間は、前記付勢部による付勢を通じて連接される請求項１に記載の連続焼成炉。
  3. 　前記加熱ユニット間、前記冷却ユニット間、または前記加熱ユニットと前記冷却ユニットとの間の連接部分は、締結手段を有さない請求項１に記載の連続焼成炉。
  4. 　前記加熱ユニット間、前記冷却ユニット間、または前記加熱ユニットと前記冷却ユニットとの間の連接部分のうち少なくとも一つは、一方の端部が凹形状の凹部であり、他方の端部が凸形状の凸部であって、前記凹部および前記凸部は嵌め合わせ構造である請求項１に記載の連続焼成炉。
  5. 　前記一方の端部の凹部および前記他方の端部の凸部の嵌合部位は、前記搬送方向に向かって０度より大きな傾斜角を有する傾斜面を有するテーパ構造に形成されている請求項４に記載の連続焼成炉。
  6. 　前記連接部分は、前記一方の端部の凹部および前記他方の端部の凸部を嵌め合わせた状態で、対向する前記凹部の内周面と前記凸部の外周面とが互いに離間した位置に配される請求項４に記載の連続焼成炉。
  7. 　前記加熱ユニット間、冷却ユニット間、および前記加熱ユニットと前記冷却ユニットとの間の連接部分には、周方向にシール材が形成される請求項１に記載の連続焼成炉。 
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
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