(57)【要約】【課題】熱処理装置運転中に、排気ポートにおける立上がり部配管内壁に付着した異物の除去ばかりでなく、清掃治具の清掃板に付着した異物の除去もできる熱処理装置を提供する。【解決手段】熱処理装置主体４と前記熱処理装置主体４の頂部１０に設けた排気ポート１２とを有する熱処理装置２であって、排気ポート１２が熱処理装置主体４側から排ガス燃焼炉１８側にかけて順に立上がり部配管１４と連結配管１６を有し、立上がり部配管１４内にその内壁２４を摺動自在に往復運動する手段を有する立上がり部配管清掃治具２０を設け、連結配管１６内にその内壁２６を摺動自在に往復運動する手段を有する連結配管清掃治具２２を設けてなる熱処理装置。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理装置主体と前記熱処理装置主体の頂部に設けた排気ポートとを有する熱処理装置であって、排気ポートが熱処理装置主体の頂部に立設した立上がり部配管と前記立上がり部配管と交差して連結された連結配管とを有し、立上がり部配管内に立上がり部配管内壁を摺動自在に往復運動する手段を有する立上がり部配管清掃治具を挿入し、連結配管内に連結配管内壁を摺動自在に往復運動する手段を有する連結配管清掃治具を設けてなる熱処理装置。
【請求項２】
立上がり部配管清掃治具及び連結配管清掃治具が、それぞれ柄と柄の先に連結した清掃板を有し、立上がり部配管清掃治具の清掃板の表面は、連結配管半径と同じ半径の半円溝を形成してなり、連結配管清掃治具の清掃板の表面は、立上がり部配管半径と同じ半径の半円溝を形成してなる請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項３】
熱処理装置主体の側壁の一部に、開閉可能に蓋が取付けられた開口部を設けてなる請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項４】
立上がり部配管清掃治具及び連結配管清掃治具が、それぞれ柄と柄の先に連結した清掃板を有し、各清掃板に、通気用開口部を設けてなる請求項１に記載の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱処理装置主体と前記熱処理装置主体の頂部に設けた排気ポートとを有する熱処理装置であって、排気ポートに清掃治具を設けてなる熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排気ポートに清掃治具を設けてなる熱処理装置としては、例えば前駆体繊維としてのポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系繊維を焼成して炭素繊維やその中間製品の耐炎化繊維を製造する熱処理装置がある。
【０００３】
前駆体繊維としてのポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系繊維を焼成して炭素繊維を製造する方法においては、通常まずＰＡＮ系繊維を装置内温度３００℃以下の熱処理装置により耐炎化処理を施して耐炎化繊維を得る。この耐炎化処理において、ＰＡＮ系繊維は通常束ねて僅かに撚られた糸（ストランド）として熱処理装置（耐炎化処理装置）に投入される。
【０００４】
次いで、４００℃以上の熱処理装置（炭素化炉）で、必要に応じ、４００〜８００℃で熱処理（第一炭素化処理）した後、１０００℃以上の熱処理装置（第二炭素化炉）で熱処理することにより炭素化を行う。
【０００５】
上記熱処理装置においては、大量のガス（発生ガス）が発生し、走行ストランドの１０〜４０質量％がガス化される。このガスは排気ポートを通過して炭素化炉外へ排出される（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図４は従来の熱処理装置（炭素化炉）の一例を示す概略図であり、（Ａ）は、その側面断面図であり、（Ｂ）は、その正面断面図であり、（Ｃ）は、その装置に設けられた清掃治具の斜視図である。
【０００７】
図４に示すように従来の熱処理装置４２において、装置主体４４内を水平にパス４６を形成して走行するストランドを熱処理する際、発生ガスは熱処理装置主体４４の頂部４８の下面に沿って広がる。この発生ガスは通常、熱処理装置主体４４の頂部４８に設けられた排気ポート５０の立上がり部配管５２から水平部配管５４、排ガス燃焼炉５６を通って系外へ排出される。
【０００８】
ストランドがシリコーンオイル等でオイル処理されている場合、発生ガスとの反応によりシリカパウダーやケバが発生する。このケバの多くは、発生ガスと共に排気ポート５０から排ガス燃焼炉５６を通って系外へ排出される。しかし、一部のパウダーやケバは排気ポート立上がり部配管５２内壁６０、排気ポート水平部配管５４内壁６２及びその近傍に付着する。
【０００９】
また、発生ガスは、熱処理装置主体４４内部よりも低温の排気ポート５０を通過する際、凝縮しタール等の液状異物になり、上記パウダーやケバと共に固液混合異物５８ａ、５８ｂになって排気ポート立上がり部配管５２内壁６０、排気ポート水平部配管５４内壁６２及びその近傍に付着する。
【００１０】
固液混合異物は、排気ポート立上がり部配管５２内壁６０に特に多く付着するので、排気ポート立上がり部配管５２内部には通常、清掃治具６４が設けられている。
【００１１】
この清掃治具６４は通常、柄６４ａと柄６４ａの先の平板状清掃板６４ｂとを有する。この清掃板６４ｂは、立上がり部配管５２の断面とほぼ同じ形状の平板であって、立上がり部配管５２内壁６０を摺動する平板である。例えば、立上がり部配管５２が円筒の場合は、清掃板６４ｂは円盤となる。
【００１２】
この構造の清掃治具６４を、柄６４ａの軸方向に１〜５回往復させるだけで、立上がり部配管５２内壁６０に付着した固液混合異物５８ａを容易に掻取って除去することができる。
【００１３】
しかし、排気ポート立上がり部配管５２内壁６０から掻取られた固液混合異物が、清掃板６４ｂに付着する。この清掃板６４ｂに付着した固液混合異物５８ｃは、熱処理装置４２の運転中は除去できず溜まる一方なので、この固液混合異物５８ｃ除去のために頻繁に熱処理装置４２を休転させることになり、ひいては操業効率を低下させることになる。
【００１４】
【特許文献１】
特開昭６２−８５０２９号公報（第２〜４頁）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、上記問題について鋭意検討しているうち、熱処理装置の排気ポートを構成する立上がり部配管と連結配管内にそれぞれ摺動自在に往復運動する清掃治具を設けることにより、熱処理装置運転中に、排気ポート内壁に付着した異物を除去でき、更に清掃板の形状を工夫することにより清掃板に付着した異物も完全に除去できることを知得し、本発明を完成するに到った。
【００１６】
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、熱処理装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
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。
【００１８】
〔１〕    熱処理装置主体と前記熱処理装置主体の頂部に設けた排気ポートとを有する熱処理装置であって、排気ポートが熱処理装置主体の頂部に立設した立上がり部配管と前記立上がり部配管と交差して連結された連結配管とを有し、立上がり部配管内に立上がり部配管内壁を摺動自在に往復運動する手段を有する立上がり部配管清掃治具を挿入し、連結配管内に連結配管内壁を摺動自在に往復運動する手段を有する連結配管清掃治具を設けてなる熱処理装置。
【００１９】
〔２〕    立上がり部配管清掃治具及び連結配管清掃治具が、それぞれ柄と柄の先に連結した清掃板を有し、立上がり部配管清掃治具の清掃板の表面は、連結配管半径と同じ半径の半円溝を形成してなり、連結配管清掃治具の清掃板の表面は、立上がり部配管半径と同じ半径の半円溝を形成してなる〔１〕に記載の熱処理装置。
【００２０】
〔３〕    熱処理装置主体の側壁の一部に、開閉可能に蓋が取付けられた開口部を設けてなる〔１〕に記載の熱処理装置。
【００２１】
〔４〕    立上がり部配管清掃治具及び連結配管清掃治具が、それぞれ柄と柄の先に連結した清掃板を有し、各清掃板に、通気用開口部を設けてなる〔１〕に記載の熱処理装置。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び２を参照して本発明を詳細に説明する。
【００２３】
図１は本発明の熱処理装置の一例を示す概略図であり、（Ａ）は、その側面断面図であり、（Ｂ）は、その正面断面図であり、（Ｃ）は、その装置に設けられた清掃治具の斜視図である。
【００２４】
図１において、２は熱処理装置（炭素化炉）である。耐炎化処理装置（不図示）において耐炎化処理を施された前駆体繊維ストランド（耐炎化繊維ストランド）は、４００℃以上に昇温された熱処理装置主体４内を水平に且つ熱処理装置主体４の側壁６に平行にパス８を形成して走行し、熱処理（炭素化処理）されて炭素繊維にされる。
【００２５】
この熱処理装置２の装置主体４の頂部１０には、ストランドの熱処理によって発生したガス（発生ガス）を熱処理装置主体４内から外部に排出するための排気ポート１２が設けられている。この排気ポート１２は、立上がり部配管１４と前記立上がり部配管１４と交差して連結された連結配管１６とからなる。
【００２６】
熱処理装置主体４内の発生ガスは、排気ポート１２に向かい、この排気ポート１２の立上がり部配管１４から連結配管１６、排ガス燃焼炉１８を通って系外へ排出される。
【００２７】
排気ポート立上がり部配管１４内部には、立上がり部配管清掃治具２０が挿入され、排気ポート連結配管１６内部には、連結配管清掃治具２２が挿入されている。立上がり部配管清掃治具２０は、柄２０ａと柄２０ａの先端に連結された清掃板２０ｂとを有する。連結配管清掃治具２２は、柄２２ａと柄２２ａの先端に連結された清掃板２２ｂとを有する。
【００２８】
立上がり部配管清掃板２０ｂは、円盤であって立上がり部配管１４内壁２４を摺動する。連結配管清掃板２２ｂは、連結配管１６内壁２６を摺動する円盤である。
【００２９】
立上がり部配管清掃治具２０及び連結配管清掃治具２２を用いた付着固液混合異物の除去操作は、以下の方法により行うことができる。
【００３０】
先ず、立上がり部配管清掃治具２０を、柄２０ａの軸方向に１〜５回往復させる。この操作により、立上がり部配管１４内壁２４に付着した固液混合異物２８ａを容易に除去することができる。
【００３１】
次に、立上がり部配管清掃板２０ｂの前面（下面）が、連結配管１６内壁２６の最上面に来たところで、立上がり部配管清掃治具２０を静止させる。その後、連結配管清掃治具２２を、柄２０ａの軸方向に１〜５回往復させる。この操作により、連結配管１６内壁２６に付着した固液混合異物２８ｂを容易に除去することができるばかりでなく、立上がり部配管清掃板２０ｂに付着した固液混合異物２８ｃも、連結配管の軸方向の両端側に少量残る以外は容易に除去することができる。
【００３２】
次に、連結配管清掃板２２ｂの前面（排ガス燃焼炉の面）が、立上がり部配管１４内壁２４の連結配管清掃治具２２側に最も近い面に来たところで、連結配管清掃治具２２を静止させる。その後、立上がり部配管清掃治具２０を、柄２２ａの軸方向に１〜５回往復させる。この操作により、連結配管清掃板２２ｂに付着した固液混合異物２８ｄを、立上がり部配管の軸方向の両端側に少量残る以外は容易に除去することができる。
【００３３】
なお、立上がり部配管清掃板２０ｂに付着した固液混合異物２８ｃ及び連結配管清掃板２２ｂに付着した固液混合異物２８ｄが一部の箇所に少量残るとはいっても、次回以降の除去操作においては、固液混合異物２８ｃ、２８ｄは溜まることはないので、熱処理装置２の長期間の運転が可能であり、操業効率は高いものである。
【００３４】
以上の付着固液混合異物の除去操作は、熱処理装置運転中であっても行うことができ、熱処理装置の操業効率を低下させることがない。
【００３５】
なお、熱処理装置主体４内に落下させた固液混合異物を除去するには、熱処理装置主体４の側壁６の一部に特に排気ポート１２の立上がり部配管１４の近くに、開閉可能に蓋が取付けられた開口部を設けることにより、その開口部から掃除用手段を用いて上記固液混合異物を容易に除去することができる。
【００３６】
図２は本発明の熱処理装置に設けられる清掃治具の他の例を示す概略図である。
【００３７】
立上がり部配管清掃治具３２は、柄３２ａと柄３２ａの先端に連結された清掃板３２ｂとを有する。連結配管清掃治具３４は、柄３４ａと柄３４ａの先端に連結された清掃板３４ｂとを有する。
【００３８】
立上がり部配管清掃板３２ｂは、連結配管１６の内壁２６の曲率に倣って、その両端側が熱処理装置主体４側に折曲げられている。即ち、立上がり部配管清掃板３２ｂの表面は、連結配管１６の半径と同じ半径の半円溝の形状になっている。更に、立上がり部配管清掃板３２ｂは、柄３２ａの軸方向から見た形状が立上がり部配管１４の断面とほぼ同じ形状であって、立上がり部配管１４内壁２４を摺動する板である。
【００３９】
連結配管清掃板３４ｂは、立上がり部配管１４の内壁２４の曲率に倣って、その両端側が系外排気側（排ガス燃焼炉１８側）に折曲げられている。即ち、連結配管清掃板３４ｂの表面は、立上がり部配管１４の半径と同じ半径の半円溝の形状になっている。更に、連結配管清掃板５２ｂは、連結配管４６の断面とほぼ同じ形状であって、連結配管４６内壁５６を摺動する板である。
【００４０】
清掃板の構造を図２のようにしたことにより、立上がり部配管１４内壁２４に付着した固液混合異物２８ａ及び連結配管１６内壁２６に付着した固液混合異物２８ｂを容易に除去することができるばかりでなく、立上がり部配管清掃板３２ｂにも連結配管清掃板３４ｂにも、付着固液混合異物が残ることなく異物除去ができる。
【００４１】
図３は本発明の熱処理装置に設けられる清掃治具の他の例を示す概略図である。
【００４２】
立上がり部配管清掃治具３６は、柄３６ａと柄３６ａの先端に連結された清掃板３６ｂとを有する。連結配管清掃治具３８は、柄３８ａと柄３８ａの先端に連結された清掃板３８ｂとを有する。立上がり部配管清掃板３６ｂには、通気性を持たせるための開口部３６ｃが設けられ、連結配管清掃板３８ｂには、通気性を持たせるための開口部３８ｃが設けられている。
【００４３】
清掃板３６ｂ、３８ｂの構造を図２のようにしたことにより、清掃中、清掃板３６ｂが立上がり部配管１４の途中にあっても、清掃板３８ｂが連結配管１６の途中にあっても、排気が継続して出来ている。
【００４４】
上記説明においては炭素化用の熱処理装置として説明したが、熱処理装置主体と前記熱処理装置主体の頂部に設けた排気ポートとを有する熱処理装置であれば、耐炎化用の熱処理装置など種々の熱処理装置にも用いることができる。
【００４５】
【実施例】
以下、本発明の熱処理装置を実施例及び比較例を用いて説明するが、本発明はこれら実施例及び比較例に限定されるものではない。
【００４６】
（実施例１）
図１に示す熱処理装置において、パス８にオイル処理を施したアクリル繊維ストランドを用い、炭素化熱処理を行った。
【００４７】
熱処理装置２の排気ポート１２の立上がり部配管１４内壁２４、連結配管１６内壁２６に付着したパウダー、ケバ、タール等の固液混合異物２８ａ、２８ｂの除去操作は、５日周期で行った。
【００４８】
この除去操作は、熱処理装置２を休転させずに行うことができ、清掃治具の清掃板２０ｂ、２２ｂに付着した異物の除去もできた。
【００４９】
なお、初回の除去操作において、立上がり部配管清掃板２０ｂに付着した固液混合異物２８ｃ及び連結配管清掃板２２ｂに付着した固液混合異物２８ｄが一部の箇所に少量残りはしたが、次回以降の除去操作においては、固液混合異物２８ｃ、２８ｄは溜まることはなく、熱処理装置２の連続運転期間は１ヶ月間と、高い操業効率で熱処理を行うことができた。
【００５０】
（実施例２）
図２に示す清掃治具、それ以外は図１に示す熱処理装置において、パス８にオイル処理を施したアクリル繊維ストランドを用い、炭素化熱処理を行った。
【００５１】
熱処理装置２の排気ポート１２の立上がり部配管１４内壁２４、連結配管１６内壁２６に付着したパウダー、ケバ、タール等の固液混合異物２８ａ、２８ｂの除去操作は、７日周期で行った。
【００５２】
この除去操作は、熱処理装置２を休転させずに行うことができ、清掃治具の清掃板３２ｂ、３４ｂに付着した異物の除去もできた。しかも、異物の除去洩れも無く、熱処理装置２の連続運転期間は２ヶ月間と、高い操業効率で熱処理を行うことができた。
【００５３】
（比較例１）
図３に示す熱処理装置において、パス４６にオイル処理を施したアクリル繊維ストランドを用い、炭素化熱処理を行った。
【００５４】
熱処理装置４２の排気ポート５０の立上がり部配管５２内壁６０、水平部配管５４内壁６２に付着したパウダー、ケバ、タール等の固液混合異物５８ａ、５８ｂの除去操作は、５日周期で行った。
【００５５】
この除去操作は、初回から３回までは熱処理装置４２を休転させずに行うことができたが、清掃治具の清掃板６４ｂに付着した異物は除去することができず溜まる一方で運転続行が不可能になった。
【００５６】
その結果、熱処理装置４２の連続運転期間は０．５ヶ月間と、高い操業効率で熱処理を行うことができなかった。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の熱処理装置は、排気ポートが熱処理装置主体側から系外排気側にかけて順に立上がり部配管と連結配管を有し、立上がり部配管内に立上がり部配管内壁を摺動自在に往復運動する手段を有する立上がり部配管清掃治具を設け、連結配管内に連結配管内壁を摺動自在に往復運動する手段を有する連結配管清掃治具を設けてなる構成をしているので、熱処理装置運転中に、排気ポートにおける立上がり部配管内壁に付着した異物の除去ばかりでなく、清掃治具の清掃板に付着した異物の除去もでき、長期間の連続運転が可能であり、操業効率が高い。
【００５８】
また、立上がり部配管清掃板と連結配管清掃板の形状を、お互いの配管断面形状に合わせた場合は、それぞれの清掃板における異物の除去洩れも無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱処理装置の一例を示す概略図であり、（Ａ）は、その側面断面図であり、（Ｂ）は、その正面断面図であり、（Ｃ）は、その装置に設けられた清掃治具の斜視図である。
【図２】本発明の熱処理装置に設けられる清掃治具の他の例を示す概略図である。
【図３】本発明の熱処理装置に設けられる清掃治具の他の例を示す概略図である。
【図４】従来の熱処理装置（炭素化炉）の一例を示す概略図であり、（Ａ）は、その側面断面図であり、（Ｂ）は、その正面断面図であり、（Ｃ）は、その装置に設けられた清掃治具の斜視図である。
【符号の説明】
２        熱処理装置
４        熱処理装置主体
６        熱処理装置主体の側壁
８        パス
１０        熱処理装置主体の頂部
１２        排気ポート
１４        排気ポートの立上がり部配管
１６        排気ポートの連結配管
１８        排ガス燃焼炉
２０        排気ポート立上がり部配管清掃治具
２０ａ        排気ポート立上がり部配管清掃治具の柄
２０ｂ        排気ポート立上がり部配管清掃板
２２        排気ポート連結配管清掃治具
２２ａ        排気ポート連結配管清掃治具の柄
２２ｂ        排気ポート連結配管清掃板
２４        排気ポート立上がり部配管の内壁
２６        排気ポート連結配管の内壁
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ        固液混合異物
３２        排気ポート立上がり部配管清掃治具
３２ａ        排気ポート立上がり部配管清掃治具の柄
３２ｂ        排気ポート立上がり部配管清掃板
３４        排気ポート連結配管清掃治具
３４ａ        排気ポート連結配管清掃治具の柄
３４ｂ        排気ポート連結配管清掃板
３６        排気ポート立上がり部配管清掃治具
３６ａ        排気ポート立上がり部配管清掃治具の柄
３６ｂ        排気ポート立上がり部配管清掃板
３６ｃ        排気ポート立上がり部配管清掃板の通気用開口部
３８        排気ポート連結配管清掃治具
３８ａ        排気ポート連結配管清掃治具の柄
３８ｂ        排気ポート連結配管清掃板
３８ｃ        排気ポート連結配管清掃板の通気用開口部
４２        熱処理装置
４４        熱処理装置主体
４６        パス
４８        熱処理装置主体の頂部
５０        排気ポート
５２        排気ポートの立上がり部配管
５４        排気ポートの水平部配管
５６        排ガス燃焼炉
５８ａ、５８ｂ、５８ｃ        固液混合異物
６０        排気ポート立上がり部配管の内壁
６２        排気ポート水平部配管の内壁
６４        排気ポート立上がり部配管清掃治具
６４ａ        排気ポート立上がり部配管清掃治具の柄
６４ｂ        排気ポート立上がり部配管清掃板
【図１】
2004360080.tif 000003
【図２】
2004360080.tif 000004
【図３】
2004360080.tif 000005
【図４】
2004360080.tif 000006