(57)【要約】【課題】焼成室の内殻に作用する熱応力を緩和し、内殻の反りや割れを防止できるマイクロ波焼成炉を提供する。【解決手段】マイクロ波を透過する断熱性隔壁２ａによって焼成室３を画成したブランケット２と、ブランケット２の外周囲にマイクロ波空間４を画成する金属製の筐体壁５ａで囲って、ブランケット２を収容した筐体５と、マイクロ波空間４内にマイクロ波を放射するマイクロ波発生手段６とを備え、断熱性隔壁２ａは、マイクロ波の照射によって自己発熱する断熱材料で形成された内殻２２ａと、自己発熱しないが断熱性が内殻２２ａよりも優れた断熱材料で形成された外殻２２ｂとで二重の壁構造に設けられている。内殻２２ａは、中央部に貫通孔７ａを設け、その貫通孔７ａを挟んで上下・左右に４つの貫通孔７ｂが設けられ、周囲の貫通孔７ｂを基点に端辺まで達するスリット８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが形成された板材２３で嵌め合わせ構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波を透過する断熱性隔壁によって焼成室を画成したブランケットと、前記ブランケットの外周囲をマイクロ波空間を画成する金属製の筐体壁で囲った筐体と、前記マイクロ波空間内にマイクロ波を放射するマイクロ波発生手段とを備えて、前記焼成室内に設置される被焼成体をマイクロ波加熱によって焼成するマイクロ波焼成炉であって、前記断熱性隔壁は、自己発熱する板状の断熱材料で形成される内殻と、その外周を覆う自己発熱しない断熱材料で形成される外殻とで構成され、前記内殻は板面に貫通孔と貫通孔を起点に端辺まで達するスリットとを有したことを特徴とするマイクロ波焼成炉。
【請求項２】
前記内殻に設けられた貫通孔は円形であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波焼成炉。
【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マイクロ波焼成炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、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マイクロ波焼成炉が提案され、既に、実用化が始まっている。
【０００３】
図４は、このようなマイクロ波焼成炉の従来例を示したものである。
【０００４】
図示の焼成炉３１は、加熱手段の一例としてマイクロ波発生手段４１を用いたものであり、マイクロ波を透過する断熱性隔壁３３ａによって焼成室３５を画成したブランケット３３と、ブランケット３３の外周囲にマイクロ波空間３９を画成する金属製の筐体壁３７ａでブランケット３３を囲ってブランケット３３を収容した筐体３７と、マイクロ波空間３９内にマイクロ波を放射するマイクロ波発生手段４１とを備えて、焼成室３５内に設置される被焼成体４３をマイクロ波加熱によって焼成する。
【０００５】
断熱性隔壁３３ａは、被焼成体４３にクラックの発生を招く温度勾配の発生を抑止すると同時に、筐体３７の昇温を抑止するためのものである。
【０００６】
この断熱性隔壁３３ａには、耐熱性や、焼成時に被焼成体４３が発生する水蒸気を焼成室３５の外部に逃がすための透湿性を確保することが必要で、これらの物性を備えたセラミックファイバボードを採用することが多い。
【０００７】
ところで、ブランケット３３は、複数枚の断熱性隔壁３３ａを組み合わせて、焼成室３５を画成するボックス構造に形成されるが、その場合に、焼成室３５内の高温雰囲気が断熱性隔壁３３ａ相互の突き合わせ部から外部に漏れないように、断熱性隔壁３３ａ相互の端縁同士を複数の面接触状態に接続することが望ましい（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
なお、断熱性隔壁３３ａは、被焼成体４３にクラックの発生を招く温度勾配の発生を抑止すると同時に、筐体３７の昇温を抑止するためのもので、通常、内殻３６ａとその外周を覆う厚肉の外殻３６ｂとの二重の壁構造に設けられ、内殻３６ａはマイクロ波の照射によって自己発熱する断熱材料で形成し、外殻３６ｂは自己発熱しないが断熱性が内殻３６ａよりも優れた断熱材料で形成することが知られている。
【０００９】
また、焼成室内の温度勾配の発生を更に抑止するために、外部からの給電によってマイクロ波空間内を加熱するヒータを追加装備した構成のもの（例えば、特許文献２参照）、或いは、マイクロ波空間内のブランケットを二重に装備した構成のもの（例えば、特許文献３参照）が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−２４０４４４号公報
【特許文献２】特開平６−３４５５４１号公報
【特許文献３】特開２００２−１３０９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、マイクロ波を利用する関係上、また、焼成時の炉内温度が１，２５０℃もの高温であるために、マイクロ波空間３９内に位置しブランケット３３を構成する内殻３６ａや外殻３６ｂの支持にビスや接着剤等を使用することが出来ない。そこで、内殻３６ａは板状の部材の周辺部を突き合わせ又は嵌め合わせによってボックス構造に形成しているが、焼成工程の高温により内殻３６ａに熱衝撃が作用して内殻３６ａに反りや割れが生じ、極度の状態では、内殻３６ａが脱落し被焼成体４３を破損させるような事態を招く虞があった。
【００１１】
本発明の目的は上記課題を解消することに係り、焼成時の高温でも内殻に作用する熱応力を緩和し、内殻に反りや割れが発生することを防止でき、ブランケットが当初の断熱性を常時安定維持して、安定した焼成処理を実現できる焼成炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は下記構成により達成される。
【００１３】
（１）  マイクロ波を透過する断熱性隔壁によって焼成室を画成したブランケットと、前記ブランケットの外周囲をマイクロ波空間を画成する金属製の筐体壁で囲った筐体と、前記マイクロ波空間内にマイクロ波を放射するマイクロ波発生手段とを備えて、前記焼成室内に設置される被焼成体をマイクロ波加熱によって焼成するマイクロ波焼成炉であって、前記断熱性隔壁は、自己発熱する板状の断熱材料で形成される内殻と、その外周を覆う自己発熱しない断熱材料で形成される外殻とで構成され、前記内殻は板面に貫通孔と貫通孔を起点に端辺まで達するスリットとを有したことを特徴とするマイクロ波焼成炉。
【００１４】
（２）  前記内殻に設けられた貫通孔の形状は円形であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波焼成炉。
【発明の効果】
【００１５】
上記（１）に記載のマイクロ波焼成炉では、焼成処理で各断熱性隔壁が高温に昇温した場合でも、内殻の板面に貫通孔と貫通孔を起点に端辺まで達するスリットとを有しているため、内殻に作用する熱応力が緩和され、内殻にクラックが発生することを防止できる。
【００１６】
上記（２）に記載のマイクロ波焼成炉では、前記内殻に設けられた貫通孔の形状が円形であるため、内殻に生じる熱応力を均等に分散できてより好ましい。
【００１７】
従って、内殻にクラックが発生することを防止でき、ブランケットが当初の断熱性を常時安定維持して、安定した焼成処理を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係るマイクロ波焼成炉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。
【００１９】
図１は、本発明に係るマイクロ波焼成炉の一実施の形態の概略構成を示したものであり、図２はその内殻として用いられる板材の斜視図、図３は他の実施の形態における板材の斜視図である。
【００２０】
図１に示されるように、この一実施の形態のマイクロ波焼成炉１は、マイクロ波を透過する断熱性隔壁２ａによって焼成室３を画成したブランケット２と、ブランケット２の外周囲にマイクロ波空間４を画成する金属製の筐体壁５ａで囲って、ブランケット２を収容した筐体５と、マイクロ波空間４内にマイクロ波を放射するマイクロ波発生手段（マグネトロン）６とを備えて、焼成室３内に設置される被焼成体（図示略）をマイクロ波加熱によって焼成する。
【００２１】
断熱性隔壁２ａは、被焼成体にクラックの発生を招く温度勾配の発生を抑止すると同時に、筐体５の昇温を抑止するためのもので、内殻２２ａとその外周を覆う厚肉の外殻２２ｂとの二重の壁構造に設けられ、内殻２２ａはマイクロ波の照射によって自己発熱する断熱材料で形成され、外殻２２ｂは自己発熱しないが断熱性が内殻２２ａよりも優れた断熱材料で形成されている。
【００２２】
本実施の形態の場合、ブランケット２で画成された焼成室３内の寸法を３００ｍｍ角の立方体に構成している。そのブランケット２は、断熱性隔壁２ａの内殻２２ａに厚さ８ｍｍのムライト製の板材２３を用い、外殻２２ｂに厚さ７５ｍｍのセラミックファイバボードの断熱材（イソライト工業（株）製の商品名「イソライトボード」）を用いてそれぞれ周辺部を嵌め合わせることによってボックス構造に形成している。
【００２３】
内殻２２ａは、図２に示されるように、ムライト製の板材２３の中央部に直径３５ｍｍの貫通孔７ａを設け、その貫通孔７ａを挟んで上下・左右にそれぞれ中心点間の距離が１７０ｍｍの位置に４つの直径３５ｍｍの貫通孔７ｂが配置され、周囲の貫通孔７ｂを基点に板材２３の短辺まで達する幅２．５ｍｍのスリット８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが形成されたものを嵌め合わせ構成されている。
【００２４】
このように構成された本発明のマイクロ波焼成炉は、マイクロ波発生手段６によりマイクロ波空間４内に放射されたマイクロ波によって内殻２２ａが自己発熱し、炉内温度を１時間に２７０℃の昇温速度で加熱し、最高温度が１，２５０℃に達するように制御されている。
【００２５】
上記のような断熱性隔壁の構成により、焼成工程における過酷な焼成室３内での状況においても、内殻２２ａへの熱衝撃による内殻の熱応力が貫通孔７ａ，７ｂとスリット８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄとにより緩和され、内殻２２ａの反りや割れが防止されている。また、断熱材料で形成された外殻２２ｂによって筐体５は人が手で触れることができる程度に昇温が抑止されている。
【００２６】
次に、従来の何も施されていない内殻を有するマイクロ波焼成炉（図４に記載）と、小さな貫通孔をパンチングメタルのように複数設けた内殻を有するマイクロ波焼成炉（図示略）、及び内殻の板材に複数のスリットのみを設けたマイクロ波焼成炉（図示略）と、本発明の内殻を有するマイクロ波焼成炉（図１に記載）とで焼成を繰り返し行い、それぞれのマイクロ波焼成炉の内殻の状態を比較した。
【００２７】
何も施されていない内殻のマイクロ波焼成炉は、焼成工程を数回行うと、熱応力により内殻に反りや割れが生じてしまった。
【００２８】
小さな貫通孔をパンチングメタルのように複数設けた内殻を有するマイクロ波焼成炉では、焼成工程における熱応力を緩和することができたが、板材の寸法と貫通孔の間隔によっては機械的強度が不十分となり、材料の運搬時や製品の組立時に衝撃が加わった場合や使用中に被焼成物が当った場合に内殻の板材が割れやすくなるという弊害と、板材に貫通孔を加工するための加工工程が増加しブランケットの生産コストが増加するという弊害が生じた。
【００２９】
また、内殻の板材に複数のスリットのみを設けたマイクロ波焼成炉では、何も施されていないものより熱衝撃に耐え得るものの、スリットの基点部分に熱応力が集中して亀裂が発生しやすいという現象が起きた。
【００３０】
そして、本発明の複数の貫通孔とその貫通孔を基点に端辺まで達するスリットを設けた内殻を有するマイクロ波焼成炉は、最も反りや割れが発生しにくく熱応力を緩和する作用に優れたものであった。
【００３１】
また、貫通孔の形状としては、角のある形状では角の部分から亀裂が発生しやすく、角の無い円形では熱応力が円周方向に分散し、熱応力を緩和するのに最も適していることが考えられる。
【００３２】
さらに、図２ではスリット８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの位置は対向するスリット８ａ，８ｃ、８ｂ，８ｄが同一直線状に位置するように設けられているが、図３に示すように、スリット８ａ，８ｃ、８ｂ，８ｄは互い違いに配置するとより熱衝撃を緩和する効果が高くなった。
【００３３】
なお、内壁の板材の厚みや寸法はマイクロ波焼成炉の焼成室の大きさや使用するマイクロ波のエネルギー強度によって適宜選択されるものであり、それに伴って内壁に設けられる貫通孔の直径と数量、及びスリットの幅と長さ寸法や数量も適宜選択されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明にかかるマイクロ波焼成炉は、焼成処理において焼成室内が高温に昇温する過酷な状況下でも断熱性隔壁の内殻にクラックが発生することを防止でき、ブランケットが当初の断熱性を常時安定維持して、安定した焼成処理を実現できるので、陶磁器やファインセラミックスなどを焼成するマイクロ波焼成炉として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係るマイクロ波焼成炉の一実施の形態を示す断面図
【図２】本発明に係るマイクロ波焼成炉における内殻の斜視図
【図３】本発明に係るマイクロ波焼成炉の第２の実施の形態での内殻の斜視図
【図４】従来のマイクロ波焼成炉の概略構成を示す断面図
【符号の説明】
【００３６】
１  マイクロ波焼成炉
２  ブランケット
２ａ  断熱性隔壁
３  焼成室
４  マイクロ波空間
５  筐体
５ａ  筐体壁
６  マイクロ波発生手段
７，７ａ，７ｂ  貫通孔
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ  スリット
２２ａ  内殻
２２ｂ  外殻
２３  板材
【図１】
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【図２】
2006098018.tif 000004
【図３】
2006098018.tif 000005
【図４】
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