(57)【要約】      （修正有）【課題】脱脂処理時の排気に含まれる有害物質等の完全燃焼を実現して有害物質等の不完全燃焼による弊害を是正し、安全性に優れ、かつ装置の省スペース化を実現可能な脱脂炉を提供する。【解決手段】脱脂炉１は、粉末原料と結合剤とを含む成型体に脱脂処理を施す脱脂炉本体と、脱脂炉本体の排気に含まれる有害物質を燃焼する燃焼炉２０と、を有している。燃焼炉２０は、横長状の燃焼室２０１が水平面上に複数並列して設けられてなり、燃焼室２０１は、１つの燃焼室の一端部が隣接する直前の燃焼室と連通されており、他端部が隣接する直後の燃焼室と連通されており、これにより、燃焼炉２０内の流路が九十九折状に形成されている。【選択図】図４
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
粉末原料と結合剤とを含む成型体に脱脂処理を施す脱脂炉本体と、
前記脱脂炉本体の排気に含まれる有害物質を燃焼する燃焼炉と、
を有し、
前記燃焼炉は、
九十九折状に形成された流路と、
前記流路内に配設された燃焼手段と、
を備えたことを特徴とする、脱脂炉。
【請求項２】
前記燃焼炉は、複数の燃焼室を有することを特徴とする、
請求項１に記載の脱脂炉。
【請求項３】
前記燃焼室は、横長状で水平面上に並列して形成されており、
前記燃焼室の一端部が隣接する直前の燃焼室と他端部が隣接する直後の燃焼室とそれぞれ連通されて前記流路が形成されていることを特徴とする、
請求項２に記載の脱脂炉。
【請求項４】
前記燃焼手段は、前記燃焼室ごとに複数設けられていることを特徴とする、
請求項２または３に記載の脱脂炉。
【請求項５】
前記燃焼手段は着脱可能に構成されたことを特徴とする、
請求項３または４に記載の脱脂炉。
【請求項６】
前記燃焼室は、脱脂炉外部に連通された開口部を有し、
前記燃焼手段は、前記開口部を介して着脱する、
請求項５に記載の脱脂炉。
【請求項７】
前記燃焼手段は、ヒーターである、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の脱脂炉。
【請求項８】
前記ヒーターは、Ｕ字形状である、
請求項７に記載の脱脂炉。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、排気用の燃焼炉を備えた脱脂炉に関する。詳しくは、粉末原料と結合剤とを含む成型体の脱脂処理時の燃滓や排気に含まれる有害物質を燃焼して除去する燃焼炉を備えた脱脂炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックス製品や金属製品の一般的な製造方法として、粉末射出成型（ＰＩＭ：Ｐｏｗｄｅｒ  Ｉｎｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）等が知られている。ＰＩＭ法とは、セラミックスや金属等の粉末と結合剤（バインダ）等とを加熱混練し、得られた混練物（コンパウンド）を射出成型して成型体（いわゆるグリーン体）を得るものである。成型体は加熱脱脂して脱脂体（いわゆるブラウン体）とされ、次いで脱脂体は焼結して焼結体（いわゆるシルバー体）とされる。その後、焼結体に加工が施されて製品化される。
【０００３】
成型体を加熱脱脂して脱脂体を得る工程では、成型体を加熱してバインダを分解・除去するために脱脂炉が用いられるが、近年では、環境対策の一環として、脱脂処理時に生成される排気に含まれる有害物質等を、例えばバーナーやヒーター等の熱源により燃焼・排出する燃焼炉を備えた脱脂炉が開発されている（例えば、特許文献１または２参照）。このような脱脂炉は一般的に、成型体を加熱脱脂する脱脂炉本体と、排気中の有害物質等を燃焼する燃焼炉とを含んで構成されている。脱脂炉本体と燃焼炉の内部には処理用の熱源がそれぞれ設けられており、脱脂炉本体で成型体を脱脂処理する際に発生する排気中の有害物質等は、燃焼炉内で燃焼されて外部に排出される。
【特許文献１】特開平１１−４３７０４号公報
【特許文献２】特開２００７−１８４３号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の脱脂炉は、燃焼炉が脱脂炉内に配設される制約から、燃焼炉の流路を十分に確保することができず、脱脂処理時の排気に含まれる有害物質等を完全燃焼させることができないため、作業者の健康を害したり、環境汚染を招くという問題があった。また、有害物質等の不完全燃焼によって、その燃滓が成型体に付着して製品の品質を低下させたり、燃焼炉の内部や熱源、あるいは配管等に堆積して炉自体の性能を低下させるという問題があり、製品の歩留まり率の向上や燃滓の除去等のメンテナンス作業の軽減が求められていた。一方、流路を十分に確保しようとすると、脱脂炉自体を巨大化する必要が生じ、設置スペースの確保が困難となり、製造コストも増大するという問題あった。
【０００５】
本考案は、上記従来技術の有する問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、脱脂処理時の排気に含まれる有害物質等の完全燃焼を実現して有害物質等の不完全燃焼による弊害を是正し、安全性に優れ、かつ装置の省スペース化を実現可能な脱脂炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案の上記目的は、下記の手段により達成される。
【０００７】
（１）すなわち、本考案は、粉末原料と結合剤とを含む成型体に脱脂処理を施す脱脂炉本体と、前記脱脂炉本体の排気に含まれる有害物質を燃焼する燃焼炉と、を有し、前記燃焼炉は、九十九折状に形成された流路と、前記流路内に配設された燃焼手段と、を備えたことを特徴とする、脱脂炉である。
【０００８】
（２）本考案は、また、前記燃焼炉は、複数の燃焼室を有することを特徴とする、（１）に記載の脱脂炉である。
【０００９】
（３）本考案は、また、前記燃焼室は、横長状で水平面上に並列して形成されており、前記燃焼室の一端部が隣接する直前の燃焼室と他端部が隣接する直後の燃焼室とそれぞれ連通されて前記流路が形成されていることを特徴とする、（２）に記載の脱脂炉である。
【００１０】
（４）本考案は、また、前記燃焼手段は、前記燃焼室ごとに複数設けられていることを特徴とする、（２）または（３）に記載の脱脂炉である。
【００１１】
（５）本考案は、また、前記燃焼手段は着脱可能に構成されたことを特徴とする、（３）または（４）に記載の脱脂炉である。
【００１２】
（６）本考案は、また、前記燃焼室は、脱脂炉外部に連通された開口部を有し、前記燃焼手段は、前記開口部を介して着脱する、（５）に記載の脱脂炉である。
【００１３】
（７）本考案は、また、前記燃焼手段は、ヒーターである、（１）〜（６）のいずれか１項に記載の脱脂炉である。
【００１４】
（８）本考案は、さらに、前記ヒーターは、Ｕ字形状である、（７）に記載の脱脂炉である。
【考案の効果】
【００１５】
本考案によれば、脱脂炉に備えられた燃焼炉の流路が九十九折状に形成されているので、燃焼炉の流路を十分に確保することができ、脱脂処理時の排気に含まれる有害物質等を完全燃焼させることができる。したがって、燃焼処理後の排気を無害化することができるので、作業者の健康を害することがなく、環境汚染にも配慮することができる。また、有害物質等の完全燃焼により、有害物質等の燃滓の付着による製品の歩留まり率の低下を防止し、脱脂炉のメンテナンス作業を軽減することができる。また、燃焼炉の流路を十分に確保しつつ、従来の脱脂炉と同様に燃焼炉を脱脂炉内に配設することができるので、脱脂炉自体を巨大化する必要がなく、設置スペースを確保することができ、製造コストが増大することもない。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本考案の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本考案の実施形態にかかる脱脂炉１の全体構成を示す概略正面図であり、図２は、図１の概略平面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。図１〜図３に示すように、脱脂炉１は、粉末原料と結合剤とを含む成型体を加熱して脱脂処理を施す脱脂炉本体１０と、脱脂炉本体１０の排気に含まれる有害物質等を燃焼する燃焼炉２０と、脱脂炉本体１０および燃焼炉２０の各種動作制御を行う制御盤３０と、燃焼炉２０で燃焼して無害化した排気を冷却して外部に排出する排気冷却装置４０とを備えており、脱脂炉本体１０と燃焼炉２０および燃焼炉２０と排気冷却装置４０は、脱脂排気管１５および８００℃排気管２５によって、それぞれ連結されている。
【００１８】
図１〜図３に示すとおり、脱脂炉本体１０は、成型体や脱脂体等を出し入れする扉１０１と、成型体を加熱して燃焼処理を施す脱脂室１０２と、脱脂室１０２に給気管１０３を介して送風する給気ブロア１０４と、脱脂室１０２に窒素ガスやアルゴンガスあるいは空気等のキャリアガスを供給するガス供給管１０５と、脱脂室１０２の雰囲気を加熱するフィンヒーター１０６と、脱脂室１０２内のキャリアガスを強制的に攪拌させるプロペラファン１０７と、図示しないプーリ等を介してプロペラファン１０７を回転させるモーター１０８と、成型体への送風方向を調節する整流板１０９と、成型体を載置するトレー１１０等から構成されている。
【００１９】
図４および図５に示すとおり、燃焼炉２０は、横長状の燃焼室２０１が水平面上に複数並列して設けられてなる。燃焼室２０１は、１つの燃焼室の一端部が隣接する直前の燃焼室と連通されており、他端部が隣接する直後の燃焼室と連通されており、これにより、燃焼炉２０内の流路が九十九折状に形成されている。このような構成にすることで、例えば、小型の脱脂炉であっても流路を十分に確保することができ、脱脂処理時の排気に含まれる有害物質等を完全燃焼することができる。燃焼室２０１の側壁は、ルミボード等のセラミック製の耐火ボード等が用いられる。
【００２０】
各燃焼室２０１内には、少なくとも１つのシーズヒーター２０２が設けられている。図６に示すように、シーズヒーター２０２は、インコネル（登録商標）等の耐熱性素材を用いたＵ字状のパイプ２０７、パイプ２０７の内部に設けられたスパイラル状の発熱体（図示せず。）、およびパイプ２０７の内部に充填された熱伝導性の良い絶縁物（図示せず。）等から構成されている。ただし、シーズヒーター２０２の形状は特に限定されず、Ｍ字状やＩ字状（直管状）等であってもよい。また、シーズヒーター２０２は、図１に示す制御盤３０によって、最高温度が８００℃程度になるように制御される。なお、本考案における燃焼手段としては、シーズヒーター２０２に代えてバーナー等を用いてもよい。
【００２１】
また、燃焼室２０１の側壁には、開口部２０３が設けられており、シーズヒーター２０２は、開口部２０３を介して脱着可能となっている。開口部２０３は、中蓋２０４および外蓋２０６によって閉塞されており、これらの間には、充填材２０５が充填されている。このような構成にすることで、脱脂炉１のメンテナンスを容易にすることができる。なお、中蓋２０４および外蓋２０６は、燃焼室２０１の側壁と同様の素材が用いられ、充填材２０５は、カオール（登録商標）等のセラミックウール製の断熱材等が用いられる。
【００２２】
本考案における制御盤３０は、図３〜図６に示すキャリアガス供給量、フィンヒーター１０６およびシーズヒーター２０２の温度調節、プロペラファン１０７の回転速度等の制御を行うものである。なお、制御盤３０は、用途に応じてデジタル表示調節計、プログラム温度調節計、過昇防止器、漏電ブレーカー、タイマー、サーマルリレー、エアー流量計、温度記録計、警報シグナル等を有してもよい。
【００２３】
排気冷却装置４０は、図１〜図３および図５に示すように、脱脂炉１で無害化した排気を強制的に外気と接触させて冷却するシロッコファン４０１と、無害化した排気の排出量を調節する排出量調節板４０２と、排出量調節板４０２を操作する排出量調節レバー４０３と、シロッコファン４０１を回転させるモーター４０４とを有している。
【００２４】
排気冷却装置４０では、脱脂炉１で無害化した排気がシロッコファン４０１により引き込まれた外気と接触され、混合・希釈された後に冷却されて外部に放出される。そして、その排気は、作業者の健康を害することがなく、環境汚染にも配慮することができる。また、排出量調節板４０２と排出量調節レバー４０３を有しているので、状況に応じて排気の排出量を調節することができる。
【００２５】
次に、本考案の実施形態にかかる脱脂炉１の使用方法について説明する。
【００２６】
まず、成形体をトレー１１０上に載置し、扉１０１を閉めて脱脂炉１を密閉する。この成型体としては、圧縮成型（圧粉成型）、押出成型、射出成型等により成型されたもの等が挙げられ、成型体の原材料となり得る粉末原料としては、酸化物系セラミックス等のセラミックス、鉄やニッケル等の金属、コークスやグラファイト等の炭素質材料等が挙げられ、結合剤としては、ポリエチレン等のポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル等の各種樹脂、各種ワックス等が挙げられる。
【００２７】
次いで、制御盤３０を操作して脱脂炉１を作動させる。これにより、給気管１０３およびガス供給管１０５から、空気およびキャリアガスがそれぞれ供給される。また、プロペラファン１０７が回転し、および整流板１０９により風向きが調節され、脱脂炉本体１０の空気およびキャリアガスがそれぞれ循環されて、脱脂炉本体１０の排気が燃焼炉２０へ送り出される。また、フィンヒーター１０６は、１２０〜２００℃／時間で昇温するように設定され、脱脂炉本体１０の雰囲気が６００℃程度で２〜３日間加熱されて、成型体に脱脂処理が施される。この際に発生する排気には、成型体に用いられる結合剤等が脱脂処理されて発生した一酸化炭素や一酸化窒素等の有毒ガスやメタンやエタンあるいはプロパン等の可燃性ガス等が含まれている。有毒ガスや有害ガス等を含む排気は、燃焼炉２０の雰囲気が８００℃程度なるように設定された各シーズヒーター２０２により、九十九折状の流路内で長時間加熱され、完全燃焼される。完全燃焼によって無害化された排気は、排気冷却装置４０で外気との接触により冷却されて外部に排出される。
【００２８】
なお、本考案の脱脂炉１は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本考案の脱脂炉は、脱脂炉に備えられた燃焼炉の流路が九十九折状に形成されているので、燃焼炉の流路を十分に確保することができ、脱脂処理時の排気に含まれる有害物質等を完全燃焼させることができる。したがって、燃焼処理後の排気を無害化することができるので、作業者の健康を害することがなく、環境汚染にも配慮することができる。また、有害物質等の完全燃焼により、有害物質等の燃滓の付着による製品の歩留まり率の低下を防止し、脱脂炉のメンテナンス作業を軽減することができる。また、燃焼炉の流路を十分に確保しつつ、従来の脱脂炉と同様に燃焼炉を脱脂炉内に配設することができるので、脱脂炉自体を巨大化する必要がなく、設置スペースを確保することができ、製造コストが増大することもない。
【００３０】
よって、本考案は、セラミックス製品や金属製品の製造に用いられる成型体の脱脂処理用の脱脂炉として、極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本考案の実施形態にかかる脱脂炉１の全体構成を示す概略正面図である。
【図２】図１の概略平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図３のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】シーズヒーター２０２の全体構成を示す概略平面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１・・・脱脂炉
１０・・・脱脂炉本体
１０１・・・扉
１０２・・・脱脂室
１０３・・・給気管
１０４・・・給気ブロア
１０５・・・ガス供給管
１０６・・・フィンヒーター
１０７・・・プロペラファン
１０８・・・モーター
１０９・・・整流板
１１０・・・トレー
１１１・・・接続端子
１５・・・脱脂排気管
２０・・・燃焼炉
２０１・・・燃焼室
２０２・・・シーズヒーター
２０３・・・開口部
２０４・・・中蓋
２０５・・・充填材
２０６・・・外蓋
２０７・・・パイプ
２０８・・・フランジ
２０９・・・接続端子
２５・・・８００℃排気管
３０・・・制御盤
４０・・・排気冷却装置
４０１・・・シロッコファン
４０２・・・排気量調節板
４０３・・・排気量調節レバー
４０４・・・モーター
【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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