(57)【要約】【課題】  焼成処理時に金属製内壁が熱膨張によって変形しても、焼成室に良好な気密性を維持することのできる焼成炉の炉体構造を得る。【解決手段】  金属製内壁２１の内面に断熱材壁２３が積層された炉体壁２５によって、焼成室７を画成した焼成炉の炉体構造において、炉体壁２５を構成する金属製内壁２１は、常温で焼成室７側に凸の湾曲形状に形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製内壁の内面に断熱材壁が積層された炉体壁によって、焼成室を画成した焼成炉の炉体構造において、
前記炉体壁を構成する金属製内壁を、常温で焼成室側に凸の湾曲形状にしたことを特徴とする焼成炉の炉体構造。
【請求項２】
前記焼成室を画成している炉体壁の一部に、前記焼成室へ被焼成体を出し入れする開閉扉が装備され、
この開閉扉は、金属製内壁の内面に断熱材壁が積層された扉本体を備えると共に、前記扉本体の金属製内壁を、常温で焼成室側に凸の湾曲形状にしたことを特徴とする請求項１に記載の焼成炉の炉体構造。
【請求項３】
前記焼成室が、上下、及び前後、及び左右の６面で囲われた直方体形で、その内の一面には前記開閉扉を有し、残る５面のそれぞれの炉体壁も、金属製内壁を、常温で焼成室側に凸の湾曲形状にしたことを特徴とする請求項２に記載の焼成炉の炉体構造。
【請求項４】
前記焼成室が、上下、及び前後、及び左右の６面で囲われた直方体形で、上下に対向する２面の内の一方と、前後に対向する２面の内の一方と、左右に対向する２面の内の一方との計３面の炉体壁の金属製内壁を、常温で焼成室側に凸の湾曲形状にしたことを特徴とする請求項１に記載の焼成炉の炉体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陶磁器材料やファインセラミックス材料などで形成された被焼成体を焼成して焼成体を製造する焼成炉の炉体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、一般的な焼成炉の炉体構造を示したものである。
この炉体構造は、金属製内壁１の内面に断熱材壁３が積層された炉体壁５によって、焼成室７を画成している。
焼成室７は、上下、及び前後、及び左右の６面で囲われた直方体形で、その内の一面の炉体壁が、焼成室７に被焼成体８を出し入れするための開閉扉９になっている。
また、通常、炉体壁５の外面側には、外観となる金属製のカバー１１が装着されている。
【０００３】
焼成炉では、焼成処理時に焼成室７から外部への熱の漏洩を阻止して、焼成室７内での温度ムラの発生を防止すること等から、焼成室７に気密性を確保することが要求される。
そこで、従来では、炉体壁５相互の突き合わせ部１３において、断熱材壁３相互の密着度が高まるように、断熱材壁３を焼成室７側に向かって押圧する付勢手段（ばね）を装備したもの（例えば、特許文献１参照）、或いは、金属製内壁１の内面に補強用金具を接合して断熱材壁３の支持強度を向上させたもの（例えば、特許文献２参照）等が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３１６１６６号公報
【特許文献２】特開平５−１０６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、焼成室７内の温度が７００℃を超えるような高温焼成炉では、熱膨張により各炉体壁５の金属製内壁１に歪みが発生する。従来の炉体壁５の金属製内壁１は、図示のように、略平板状のため、熱膨張が発生すると、各金属製内壁１が外方に凸の湾曲形状に変形して、この変形のために、突き合わせ部１３における当初の断熱材壁３相互の密着性が損なわれて、被焼成体８に温度ムラの発生を招いたり、或いは、熱エネルギーの漏出によって加熱性能が低下する虞があった。
また、突き合わせ部１３において断熱材壁３相互の密着性を高めるために金属製内壁１に追加する付勢手段や、補強用金具が、金属製内壁１の構造を複雑化して、コストアップを招くという問題もあった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、その目的は、炉体壁を構成する金属製内壁の構造を単純化して、コスト低減を図ることができ、且つ、焼成処理時に金属製内壁が熱膨張によって変形しても、断熱材壁相互の突き合わせ部の密着性が低下することがなく、焼成室に良好な気密性を維持して、被焼成体に温度ムラを生じさせることのない安定した焼成処理を実現できる焼成炉の炉体構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は下記構成により達成される。
（１）  金属製内壁の内面に断熱材壁が積層された炉体壁によって、焼成室を画成した焼成炉の炉体構造において、
前記炉体壁を構成する金属製内壁を、常温で焼成室側に凸の湾曲形状にしたことを特徴とする焼成炉の炉体構造。
【０００８】
（２）  上記（１）において、
前記焼成室を画成している炉体壁の一部に、前記焼成室へ被焼成体を出し入れする開閉扉が装備され、
この開閉扉は、金属製内壁の内面に断熱材壁が積層された扉本体を備えると共に、前記扉本体の金属製内壁を、常温で焼成室側に凸の湾曲形状にしたことを特徴とする焼成炉の炉体構造。
【０００９】
（３）  上記（２）において、前記焼成室が、上下、及び前後、及び左右の６面で囲われた直方体形で、その内の一面には前記開閉扉を有し、残る５面のそれぞれの炉体壁も、金属製内壁を、常温で焼成室側に凸の湾曲形状にしたことを特徴とする焼成炉の炉体構造。
【００１０】
（４）  上記（１）において、前記焼成室が、上下、及び前後、及び左右の６面で囲われた直方体形で、上下に対向する２面の内の一方と、前後に対向する２面の内の一方と、左右に対向する２面の内の一方との計３面の炉体壁の金属製内壁を、常温で焼成室側に凸の湾曲形状にしたことを特徴とする焼成炉の炉体構造。
【発明の効果】
【００１１】
上記（１）に記載の焼成炉の炉体構造では、常温で焼成室側に凸の湾曲形状に形成された金属製内壁は、焼成処理時の昇温に伴う熱膨張で更に焼成室側への凸が大きくなるように変形し、この変形によって、その金属製内壁の内面に積層されている断熱材壁を焼成室側に押圧するため、断熱材壁相互の突き合わせ部の密着性が低下することがなく、焼成室に良好な気密性を維持して、被焼成体に温度ムラを生じさせることのない安定した焼成処理を実現することができる。
また、焼成室の気密性を良好に維持でき、熱エネルギーの漏出によって加熱性能が低下することもない。
さらに、金属製内壁の湾曲形状によって断熱材壁相互の密着性を確保するもので、断熱材壁相互の密着性を確保するために従来のような専用の付勢手段や補強部材を追加していないため、炉体壁を構成する金属製内壁の構造を単純化して、コスト低減を図ることもできる。
【００１２】
なお、一般に、焼成室を開閉する開閉扉は、可動のため、その他の炉体壁の断熱材壁との密着性が不安定になり易い。
そのため、上記（２）に記載の焼成炉の炉体構造のように、開閉扉を構成する金属製内壁を常温で焼成室側に凸の湾曲形状にして、開閉扉の周囲の断熱材壁との密着性の向上を図ることは、焼成室の気密性確保に極めて効果的である。
【００１３】
また、（３）に記載の焼成炉の炉体構造は、焼成室を画成する６面の炉体壁の全てにおいて、金属製内壁を常温で焼成室側に凸の湾曲形状にしたもので、焼成処理時には、焼成室を画成する６面の断熱材壁の全てに焼成室側に向かう押圧力が作用して、焼成室の周囲の断熱材壁相互の突き合わせ部の全てにおいて、密着性が高まり、焼成室の気密性を向上させることができる。
但し、焼成室を画成する６面の内、対向する２面間では、少なくともその一方の面において断熱材壁を焼成室側に押圧する力が発生すれば、対向する２面のそれぞれにおいて、断熱材壁相互の密着度の向上が図られる。そのため、（３）に記載のように、対向する２面の一方についてのみ、金属製内壁を常温で焼成室側に凸の湾曲形状にしても、６面の全てにおいて金属製内壁の熱膨張による気密性の向上が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る焼成炉の炉体構造の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る焼成炉の炉体構造の第１の実施の形態を示したものである。
【００１５】
この第１の実施の形態の焼成炉の炉体構造は、金属製内壁２１，２１Ａの内面に断熱材壁２３が積層された炉体壁２５，２９によって、焼成室７を画成している。
焼成室７は、上下、及び前後、及び左右の６面で囲われた直方体形で、その内の一面の炉体壁が、焼成室７に被焼成体８を出し入れするための開閉扉２９になっている。
また、各炉体壁２５，２９の外面側には、金属製内壁２１，２１Ａの外側を覆って外観となる金属製のカバー１１，１１Ａが装着されている。
また、開閉扉２９のカバー１１Ａには、開閉する際に掴む取っ手３１が装備されている。
【００１６】
本実施の形態の場合、開閉扉２９に対向して焼成室７を画成する背面部の炉体壁２５は、図示のように、金属製内壁２１が常温で焼成室７側に凸の湾曲形状に形成され、内面の断熱材壁２３を焼成室７側に押さえ付けている。
【００１７】
このような炉体構造によって、背面部における金属製内壁２１は、焼成処理時の昇温に伴う熱膨張によって、矢印Ｚに示すように、焼成室７側に更に膨出する方向に変形し、この変形によって、当該炉体壁２５の断熱材壁２３を焼成室７側に押圧するため、断熱材壁２３相互の密着性が高められる。
【００１８】
なお、上記実施の形態では、背面部の炉体壁２５における金属製内壁２１を、常温で焼成室７側に凸の湾曲形状に形成したが、金属製内壁２１の熱膨張によって、断熱材壁２３相互の密着度を高める技術は、焼成室７を画成する６面の炉体壁２５のいずれにも適用できる。
従って、６面の全ての炉体壁２５において、金属製内壁２１を常温で焼成室７側に凸の湾曲形状に形成した構成とすれば、焼成処理時には、焼成室７を画成する６面の断熱材壁２３の全てに焼成室７側に向かう押圧力が作用して、焼成室７の周囲の断熱材壁２３相互の突き合わせ部３７の全てにおいて、密着性が高まり、焼成室７の気密性を向上させることができる。
【００１９】
但し、焼成室７を画成する６面の内、対向する２面間では、少なくともその一方の面において断熱材壁２３を焼成室７側に押圧する力が発生すれば、対向する２面のそれぞれにおいて、断熱材壁２３相互の密着度の向上が図られる。そのため、上下に対向する２面の内の一方と、前後に対向する２面の内の一方と、左右に対向する２面の内の一方との計３面の炉体壁２５の金属製内壁２１のみを、常温で焼成室７側に凸の湾曲形状に形成して、湾曲形状に加工した金属製内壁２１の使用数を低減させることも考えられる。
【００２０】
また、一般に、焼成室７を開閉する開閉扉２９は、可動のため、その他の炉体壁２５の断熱材壁２３との密着性が不安定になり易い。
そのため、湾曲形状に加工した金属製内壁２１の使用数を低減させる場合、できれば、開閉扉２９の金属製内壁２１Ａは、常温で焼成室７側に凸の湾曲形状に形成したものを採用することが望ましい。
【００２１】
図２は、開閉扉２９の金属製内壁２１Ａを、常温で焼成室７側に凸の湾曲形状に形成した例を示している。また、図３は図２のＡ部の拡大図である。
この場合、開閉扉２９は、金属製内壁２１Ａの内面に断熱材壁２３が積層された扉本体２９Ａと、金属製内壁２１Ａの外側を覆うカバー１１Ａとから構成されている。カバー１１Ａと金属製内壁２１Ａとの間には、空間２６が形成されている。
断熱材壁２３は、所定厚の平板状で、周縁部が板金製のステー３３によって金属製内壁２１Ａに押さえ付けられている。ステー３３は、ねじ３５により金属製内壁２１Ａに固定される。本実施の形態の場合は、ステー３３を金属製内壁２１Ａに固定するねじ３５が、扉本体２９Ａにカバー１１を固定するねじを兼ねている。
なお、ねじ３５の代わりに、金属製内壁２１Ａの周縁にスタッドボルトを植設しておいて、ナットによって扉本体２９Ａとカバー１１とを固定するようにしても良い。
【００２２】
また、焼成炉がマイクロ波焼成炉の場合には、扉本体２９Ａの周縁に、マイクロ波の外部漏洩を防止するための不図示のチョークコイルがステー３３と共にねじ３５又はスタッドボルトによって固設されている。
【００２３】
本実施の形態の場合、扉本体２９Ａの金属製内壁２１Ａは、図示のように、常温で焼成室７側に凸の湾曲形状に成形されている。
開閉扉２９以外の５面の炉体壁２５の各金属製内壁２１は、単純な平板構造である。
【００２４】
以上に説明した炉体構造において、常温で焼成室７側に凸の湾曲形状に形成された扉本体２９Ａの金属製内壁２１Ａは、焼成処理時の昇温に伴う熱膨張で図２に矢印Ｙで示すように、更に焼成室７側への凸が大きくなるように変形し、この変形によって、その金属製内壁２１Ａの内面に積層されている断熱材壁２３を焼成室７側に押圧するため、主に、開閉扉２９と対向する前後方向の断熱材壁２３相互の突き合わせ部３７の密着性が高められる。
【００２５】
従って、断熱材壁２３相互の突き合わせ部３７の密着性が昇温時の金属製内壁２１，２１Ａの熱膨張によって低下することがなく、焼成室７に良好な気密性を維持して、被焼成体に温度ムラを生じさせることのない安定した焼成処理を実現することができる。
また、焼成室７の気密性を良好に維持できるため、熱エネルギーの漏出によって加熱性能が低下することもない。
さらに、金属製内壁２１の湾曲形状によって断熱材壁２３相互の密着性を確保するもので、断熱材壁２３相互の密着性を確保するために専用の付勢手段（ばね）や補強部材を追加していないため、炉体壁２５，２９を構成する金属製内壁２１，２１Ａの構造を単純化して、コスト低減を図ることもできる。
【００２６】
なお、上記実施の形態では、開閉扉２９における金属製内壁２１Ａを、常温で焼成室７側に凸の湾曲形状に形成したが、その他の炉体壁２５についても、金属製内壁２１を常温で焼成室７側に凸の湾曲形状に形成すると、それぞれの炉体壁２５において、断熱材壁２３を焼成室７側に付勢する力が発生して、更に、焼成室７の気密性確保が容易になる。
【００２７】
上記した各実施の形態は、ガス焼成炉、電気炉、あるいは、マイクロ波焼成炉のいずれにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る焼成炉の炉体構造の第１の実施の形態の縦断面図である。
【図２】本発明に係る焼成炉の炉体構造の第２の実施の形態の縦断面図である。
【図３】図２のＡ部の拡大図である。
【図４】従来の焼成炉の炉体構造の縦断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
７      焼成室
８      被焼成体
１１    カバー
２１    金属製内壁
２１Ａ  金属製内壁
２３    断熱材壁
２５    炉体壁
２９    開閉扉（炉体壁）
３１    取っ手
３７    突き合わせ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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