(57)【要約】  【課題】  炭素繊維前駆体繊維ストランドの耐炎化処理炉であって、清掃の作業効率が高く、生産性を向上させうる耐炎化熱処理炉を提供する。  【解決手段】  炉内を水平走行する前駆体繊維ストランド６の垂直方向に熱風を送り前記ストランド６を耐炎化する熱処理室４と、上方流路１０と、下方流路１２と、熱風循環路１４と、上方通気性プレート１８と、下方通気性プレート２０とを有する耐炎化処理炉２であって、前記上方通気性プレート１８及び下方通気性プレート２０のうち少なくとも一方の通気性プレートが、スライド機構により炉内外へ出し入れ自在に形成されてなることで耐炎化処理炉２を構成する。  【選択図】  図１
2006200065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉内を水平走行する前駆体繊維ストランドの垂直方向に熱風を送り前記ストランドを耐炎化する熱処理室と、熱処理室の上方に形成した上方流路と、熱処理室の下方に形成した下方流路と、前記上方流路及び下方流路を連通する熱風循環路とを有する耐炎化処理炉であって、前記熱処理室と上方流路との間及び前記熱処理室と下方流路との間のうち少なくとも一方に通気性プレート挿入溝が形成され、前記通気性プレート挿入溝に沿って炉内外へ出し入れ自在に通気性プレートが挿入されてなる耐炎化処理炉。
【請求項２】
前記熱処理室と上方流路との間及び前記熱処理室と下方流路との間のうち少なくとも一方に２段の通気性プレート挿入溝が形成され、前記通気性プレート挿入溝に沿って炉内外へ出し入れ自在に通気性プレートが挿入されてなる請求項１に記載の耐炎化処理炉。
【請求項３】
通気性プレートが、熱処理室内の熱風循環路側から前記熱風循環路と対向する炉壁側にかけて複数に分割され、これら分割通気性プレートにおいて隣り合うもの同士が、互いに着脱自在若しくは折曲げ自在に連結されてなる請求項１に記載の耐炎化処理炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は炭素繊維の前駆体である繊維を耐炎化する耐炎化処理炉、より詳しくは生産性に優れた炭素繊維の製造に適した前駆体繊維の耐炎化処理炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維の製造工程においては、アクリル繊維等の前駆体繊維を耐炎化し、得られた耐炎化繊維を炭素化して炭素繊維とする。前駆体繊維を耐炎化する方法として、酸化雰囲気中で熱風を循環させ、この中に前駆体繊維を通過させる方法がある(例えば、特許文献１参照)。この耐炎化処理方法において、前駆体繊維は通常束ねられたストランドとして耐炎化炉に投入される。
【０００３】
図６は従来の耐炎化処理炉の一例を示す概略正面断面図である。図６中、８２は耐炎化処理炉で、熱処理室８４内には多数本のストランド８６が水平に並んだストランド群(パス)を形成して走行している。このパスを形成しているストランド８６は、熱処理室８４の外部に配設された所定組の折返しローラー(不図示)によって折り返されて熱処理室８４に繰り返し供給される。
【０００４】
上記パスに高温の酸化性気体を垂直方向に通過させることによって、ストランド８６の酸化反応を促進すると共に、ストランド８６の反応熱を除去し、耐炎化繊維を生産することが出来る。
【０００５】
熱処理室８４内を走行するストランド８６の幅方向の両側は、炉壁８８ａ、８８ｂが設けられ、内部と外部とを隔てている。一方の炉壁８８ａの外側には、熱処理室８４の上方流路(熱風吐出側流路)９０及び下方流路(熱風吸引側流路)９２を連通する熱風循環路９４が空間部９６を隔てて設けられている。
【０００６】
熱処理室８４と上方流路９０とは上方通気性プレート９８によって仕切られている。熱処理室８４と下方流路９２とは下方通気性プレート１００によって仕切られている。これら上方通気性プレート９８及び下方通気性プレート１００には、複数の通気孔が穿設されている。
【０００７】
熱風循環路９４に備えられたヒーター１０２で加熱された熱風がファン等の送風機１０４により熱処理室８４の上方流路９０から熱処理室８４内に送られ、ここで前記パスを形成して走行しているストランド８６が耐炎化処理される。次いで熱風は下方流路９２を通って熱風循環路９４に入り、これを通って前記ヒーター１０２で加熱されることを繰返す。
【０００８】
ストランド８６の耐炎化処理において熱風循環を繰返すうちに、熱風には、ストランド由来のケバや粉末等の異物が蓄積する。この異物は、上方通気性プレート９８及び／又は下方通気性プレート１００の通気孔に堆積する。この異物が堆積することを繰返すうちに通気性プレート前後の抵抗差圧が増加して炉内循環風量が低下し、ストランドの安定した耐炎化処理ができなくなる。
【０００９】
そのため、炉を定期的に休転し、作業者が炉内に入って上方通気性プレート９８及び／又は下方通気性プレート１００を清掃する必要がある。しかし、この炉内での清掃作業は作業効率が悪く、ひいては耐炎化繊維の生産性が低下する。
【特許文献１】特開２００１−２８８６２３号公報  （特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者は、上記問題を解決するために種々検討しているうちに、通気性プレートを、スライド機構により炉内外へ出し入れ自在に形成にすることにより、通気性プレートを炉外へ取り出して清掃することができ、作業効率が上がり、耐炎化繊維の生産性が向上することを知得した。
【００１１】
また、通気性プレートを、２段重ねに形成にすることにより、耐炎化処理炉の運転中でも、使用中の通気性プレートを、異物が取り除かれた再生通気性プレート若しくは未使用の通気性プレートと交換することができ、耐炎化繊維の生産性がより向上することを知得した。
【００１２】
更に、通気性プレートを分割構造にすることにより、狭いスペースでも通気性プレートを炉外へ取り出すことができ、スペースの面からも耐炎化繊維の生産性が向上することを知得し、本発明を完成するに到った。
【００１３】
従って、本発明の目的とするところは、上述した問題点を解決した耐炎化熱処理炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。
【００１５】
〔１〕  炉内を水平走行する前駆体繊維ストランドの垂直方向に熱風を送り前記ストランドを耐炎化する熱処理室と、熱処理室の上方に形成した上方流路と、熱処理室の下方に形成した下方流路と、前記上方流路及び下方流路を連通する熱風循環路とを有する耐炎化処理炉であって、前記熱処理室と上方流路との間及び前記熱処理室と下方流路との間のうち少なくとも一方に通気性プレート挿入溝が形成され、前記通気性プレート挿入溝に沿って炉内外へ出し入れ自在に通気性プレートが挿入されてなる耐炎化処理炉。
【００１６】
〔２〕  前記熱処理室と上方流路との間及び前記熱処理室と下方流路との間のうち少なくとも一方に２段の通気性プレート挿入溝が形成され、前記通気性プレート挿入溝に沿って炉内外へ出し入れ自在に通気性プレートが挿入されてなる〔１〕に記載の耐炎化処理炉。
【００１７】
〔３〕  通気性プレートが、熱処理室内の熱風循環路側から前記熱風循環路と対向する炉壁側にかけて複数に分割され、これら分割通気性プレートにおいて隣り合うもの同士が、互いに着脱自在若しくは折曲げ自在に連結されてなる〔１〕に記載の耐炎化処理炉。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の耐炎化処理炉は、前記のように構成したので、通気性プレートの清掃が容易になり、作業効率やスペースの面から耐炎化繊維の生産性を向上することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明耐炎化処理炉の一例を示す概略正面断面図である。
【００２１】
図１中、２は耐炎化処理炉で、熱処理室４内には多数本のストランド６が水平面(本紙面に垂直方向の面)に並んだストランド群(パス)を形成して走行している。このパスを形成しているストランド６は、熱処理室４の外部に配設された所定組の折返しローラー(不図示)によって折り返されて熱処理室４に繰り返し供給され、複数段のパスを形成している。
【００２２】
熱処理室４内を走行するストランド６の幅方向の両側は、炉壁８ａ、８ｂが設けられ、内部と外部とを隔てている。一方の炉壁８ａの外側には、熱処理室４の上方流路(熱風吐出側流路)１０及び下方流路(熱風吸引側流路)１２を連通する熱風循環路１４が空間部１６を隔てて設けられている。
【００２３】
なお、空間部１６は無くても良いが、炉壁８ｂの外側からばかりでなく、炉壁８ａの外側からも加熱又は冷却して熱処理室４内の温度調節をする場合などは空間部１６はあった方が好ましい。
【００２４】
熱処理室４と上方流路１０とは上方通気性プレート１８によって仕切られている。熱処理室４と下方流路１２とは下方通気性プレート２０によって仕切られている。これら上方通気性プレート１８及び下方通気性プレート２０には、複数の通気孔が穿設されている。
【００２５】
熱風循環路１４に備えられたヒーター２２で加熱された熱風がファン等の送風機２４により熱処理室４の上方流路１０から熱処理室４内に送られ、ここで前記パスを形成して走行しているストランド６が耐炎化処理される。次いで熱風は下方流路１２を通って熱風循環路１４に入り、これを通って前記ヒーター２２で加熱されることを繰返す。
【００２６】
ストランド６の耐炎化処理において熱風循環を繰返すうちに、熱風には、ストランド由来のケバや粉末等の異物が蓄積する。この異物は、上方通気性プレート１８及び／又は下方通気性プレート２０の通気孔に堆積する。そのため、通気性プレート１８及び／又は下方通気性プレート２０は、定期的に休転し、作業者が炉内に入って清掃する必要がある。
【００２７】
本例において、上方通気性プレート１８及び下方通気性プレート２０のうち少なくとも一方の通気性プレートは、スライド機構により炉内外へ出し入れ自在に形成されている。これにより、通気性プレートを炉外へ取り出して清掃することができるので、清掃作業が容易である。
【００２８】
ここで、スライド機構について上方通気性プレート１８を例に採って説明する。熱処理室４と上方流路１０との間には通気性プレート挿入溝２６が形成されている。この通気性プレート挿入溝２６には、ガイドレール(不図示)が設けられ、このガイドレールに沿って上方通気性プレート１８が炉内外へ出し入れ自在に挿入されている。
【００２９】
スライド機構を下方通気性プレート２０に用いる場合も、同様に熱処理室４と下方流路１２との間に通気性プレート挿入溝２８が形成され、この通気性プレート挿入溝２８に沿って炉内外へ出し入れ自在に下方通気性プレート２０が挿入される。
【００３０】
また、予め異物が取り除かれた再生通気性プレート若しくは未使用の通気性プレートを準備しておき、これと、使用後の通気性プレートを交換することもできる。この場合は、休転時間が短縮される。
【００３１】
図２は本発明耐炎化処理炉の他の例を示す概略正面断面図である。本例の耐炎化処理炉３２においては、熱処理室４と上方流路１０との間及び熱処理室４と下方流路１２との間のうち少なくとも一方に、２段の通気性プレート挿入溝３８ａ及び３８ｂ、又は、２段の通気性プレート挿入溝４０ａ及び４０ｂが形成され、前記通気性プレート挿入溝３８ａ及び３８ｂ、又は、通気性プレート挿入溝４０ａ及び４０ｂに沿って炉内外へ出し入れ自在に上方通気性プレート３４ａ及び３４ｂ、又は、下方通気性プレート３６ａ及び３６ｂが挿入されている。
【００３２】
この２段重ね構造にすることにより、耐炎化処理炉の運転中でも、使用中の通気性プレートを、異物が取り除かれた再生通気性プレート若しくは未使用の通気性プレートと交換することができ、熱風循環路内風量は安定運転の状態を保つことができる。
【００３３】
通気性プレートの交換時期としては、送風機２４の吹出し口における熱風風速１０％変動がその交換の目処になる。この時点で、使用中の通気性プレートを、異物が取り除かれた再生通気性プレート若しくは未使用の通気性プレートと交換することが好ましい。
【００３４】
ここで、通気性プレートの交換方法を上方通気性プレートを例に採って具体的に説明すると、熱処理室４と上方流路１０との間には上方通気性プレートを挿入する溝が二段設けられている。
【００３５】
その上段の溝３８ａには、上方通気性プレート３４ａが挿入されている。その下段の溝３８ｂには、上方通気性プレート３４ｂが挿入される。この時、上方通気性プレート３４ａに異物が蓄積するに従って、上方通気性プレート３４ａ前後の抵抗差圧が徐々に増加して、一瞬熱風循環路内風量が低下していく。この低下した熱風循環路内風量は、送風機２４がファンの場合はファンの回転数を上げることにより、安定運転の状態に回復させることができる。
【００３６】
次いで、上方通気性プレート３４ａが取り外される。この時、上方通気性プレート３４ａの差圧から上方通気性プレート３４ｂの差圧に低下して、一瞬熱風循環路内風量が増加する。この増加した熱風循環路内風量は、送風機２４のファンの回転数を下げることにより、安定運転の状態に回復させることができる。
【００３７】
下方通気性プレートについても、上方通気性プレートと同様に、耐炎化処理炉の運転中でも、使用中の通気性プレート３６ａを、異物が取り除かれた再生通気性プレート若しくは未使用の通気性プレート３６ｂと交換することができ、熱風循環路内風量は安定運転の状態を保つことができる。
【００３８】
通気性プレート及び通気性プレート挿入溝以外の構成は図１と同様であるので、同一箇所に同一参照符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
図３は本発明耐炎化処理炉の更に他の例を示す概略正面断面図である。本例の耐炎化処理炉４２においては、熱処理室４と上方流路１０との間及び熱処理室４と下方流路１２との間のうち少なくとも一方に、上方通気性プレート挿入溝５２又は下方通気性プレート挿入溝５４が形成され、前記上方通気性プレート挿入溝５２又は下方通気性プレート挿入溝５４に沿って炉内外へ出し入れ自在に上方通気性プレート又は下方通気性プレートが挿入されている。
【００４０】
上方通気性プレート及び下方通気性プレートのうち少なくとも一方の通気性プレートが、熱処理室内の熱風循環路側から前記熱風循環路と対向する炉壁側にかけて３分割され、これら分割通気性プレートにおいて隣り合うもの同士が、互いに着脱自在若しくは折曲げ自在に連結されている。
【００４１】
ここで、通気性プレートの交換方法を上方通気性プレートを例に採って説明する。上方通気性プレートは、熱処理室４内の熱風循環路１４側の炉壁８ａから熱風循環路１４と対向する側の炉壁８ｂ側にかけて分割通気性プレート４４ａ、４４ｂ及び４４ｃに３分割され、これら分割通気性プレート４４ａ、４４ｂ及び４４ｃが、接続部４６ａ及び４６ｂで着脱自在若しくは折曲げ自在に連結されている。
【００４２】
この複数分割構造にすることにより、通気性プレートを炉から取り出す際、分割通気性プレート４４ａ、４４ｂ及び４４ｃは、接続部４６ａ及び４６ｂにおいて取り外し若しくは折曲げが可能である。そのため、炉壁８ｂの外部スペースが狭い場合でも、分割通気性プレート４４ａ、４４ｂ及び４４ｃは容易に炉外へ取り出すことができる。よって、通気性プレートの交換も容易になり、作業効率やスペースの面から耐炎化繊維の生産性を向上することができる。
【００４３】
下方通気性プレートについても、上方通気性プレートと同様に、分割通気性プレート４８ａ、４８ｂ及び４８ｃは、接続部５０ａ及び５０ｂにおいて取り外し若しくは折曲げが可能である。そのため、分割通気性プレート４８ａ、４８ｂ及び４８ｃは容易に炉外へ取り出すことができ、耐炎化繊維の生産性を向上することができる。
【００４４】
通気性プレート及び通気性プレート挿入溝以外の構成は図１と同様であるので、同一箇所に同一参照符号を付してその説明を省略する。
【００４５】
ここで、接続部における着脱自在の連結方式及び折曲げ自在の連結方式について、更に詳述する。
【００４６】
図４は、着脱自在に連結されている分割通気性プレートの一例を示す概略図である。３分割された分割通気性プレート６２ａ、６２ｂ及び６２ｃにおいて、分割通気性プレート６２ａと６２ｂとは、それぞれ、互いに向かい合った端部に形成されたＬ字状係止突条６４ａと６４ｂで係止されることによって着脱自在に噛合されている。分割通気性プレート６２ｂと６２ｃも、同様にＬ字状係止突条６４ｃと６４ｄで係止されることによって着脱自在に噛合されている。
【００４７】
このＬ字状係止突条による着脱自在の連結方式は、着脱が容易なため、作業効率を高くする場合に適している。
【００４８】
着脱自在の連結方式の他の例としては、分割通気性プレートの互いに向かい合った端部をボルトで接続する方法がある。このボルトによる着脱自在の連結方式は、接続が強固なため、運転中の安定性を高くする場合に適している。
【００４９】
図５は、折曲げ自在に連結されている分割通気性プレートの一例を示す概略図である。３分割された分割通気性プレート７２ａ、７２ｂ及び７２ｃにおいて、分割通気性プレート７２ａと７２ｂとは、それぞれ、互いに向かい合った端部に取付けられた蝶番７４ａによって折曲げ自在に接続されている。分割通気性プレート７２ｂと７２ｃも、同様に蝶番７４ｂによって折曲げ自在に接続されている。
【００５０】
なお、図３〜５の例においては通気性プレートの分割を３分割としたが、これに限られず、３分割以上の任意の分割数とすることができる。その他本発明の要旨を変更しない限り、適宜変形して差支えない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明耐炎化処理炉の一例を示す概略正面断面図である。
【図２】本発明耐炎化処理炉の他の例を示す概略正面断面図である。
【図３】本発明耐炎化処理炉の更に他の例を示す概略正面断面図である。
【図４】着脱自在に連結されている分割通気性プレートの一例を示す概略図である。
【図５】折曲げ自在に連結されている分割通気性プレートの一例を示す概略図である。
【図６】従来の耐炎化処理炉の一例を示す概略正面断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
２、３２、４２、８２    耐炎化処理炉
４、８４    熱処理室
６、８６    ストランド
８ａ、８ｂ、８８ａ、８８ｂ    炉壁
１０、９０    上方流路
１２、９２    下方流路
１４、９４    熱風循環路
１６、９６    空間部
１８、３４ａ、３４ｂ、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、９８    上方通気性プレート
２０、３６ａ、３６ｂ、４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、１００    下方通気性プレート
２２、１０２    ヒーター
２４、１０４    送風機
２６、３８ａ、３８ｂ、５２    上方通気性プレート挿入溝
２８、４０ａ、４０ｂ、５４    下方通気性プレート挿入溝
４６ａ、４６ｂ    上方通気性プレートの接続部
５０ａ、５０ｂ    下方通気性プレートの接続部
６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、７２ａ、７２ｂ、７２ｃ    分割通気性プレート
６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ    Ｌ字状係止突条
７４ａ、７４ｂ    蝶番
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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