(57)【要約】【課題】炉底板を支持する環状の支持板の熱応力による破損を防止する。【解決手段】円筒状の炉体の外側に加熱コイルを備えるとともに、炉体の底部には被乾留物を支持する底板が設けられ、かつこの底板は炉体の内周面に固着された環状の支持板上に支持された誘導加熱式乾留炉において、支持板５に半径方向のスリット７を放射状に設ける。環状の支持板５は従来は両端固定の梁に近似されるのに対し、スリット７を入れることにより両端自由な梁として熱変形に対する円周方向の自由度を増し、熱応力を低減することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の炉体の外側に加熱コイルを備えるとともに、前記炉体の底部には被乾留物を支持する底板が設けられ、かつこの底板は前記炉体の内周面に固着された環状の支持板上に支持された誘導加熱式乾留炉において、
前記支持板に半径方向のスリットを設けたことを特徴とする誘導加熱式乾留炉。
【請求項２】
複数本の前記スリットを等間隔に放射状に設けたことを特徴とする請求項1記載の誘導加熱式乾留炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、塗料、樹脂などの高分子化合物を含む廃棄物を誘導加熱により乾留処理するバッチ式の誘導加熱式乾留炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
バッチ式の誘導加熱式乾留炉については、例えば特許文献１に記載されているが、図３及び図４にこの種の乾留炉の原理図を示す。ここで、図３は乾留炉の縦断面図、図４は図３のIV−IV線に沿う横断面図である。図３及び図４において、乾留炉は磁性材（鉄）からなる円筒状の炉体１の外側に加熱コイル２を備え、炉体１は断熱壁３により密閉されるようになっている。炉体１の底部には炉底板４が設けられ、炉底板４は環状の支持板５上に支持されている。支持板５は鉄製で、炉体１の内周面に溶接により固着されている。炉体１内に飲料缶などの被乾留物６を投入して炉底板４上に支持させ、炉内を窒素ガスなどの不活性ガスで酸素遮断雰囲気として誘導コイル２に高周波電流を通電すると、炉体１に誘導電流が流れて炉体１はその抵抗損により発熱する。そこで、被乾留物６は炉体１からの輻射や熱伝導よって加熱され、被乾留物６に含まれる塗料などの高分子化合物が熱分解される。生じた可燃性ガスは炉外に排出され、図示しない排気ガス処理装置により処理される。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−４３７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した乾留炉において、支持板５は炉体１の壁面に接合された外周側が内周側よりも高温になりやすい。そのため、支持板５には半径方向の温度差による熱応力が発生し、支持板５はこの熱応力により破損しやすいという問題があった。すなわち、支持板５のような環状体に半径方向の温度差が作用する場合、高温の外周側の熱膨張量が低温の内周側より大きくなるため、外周側には円周方向に圧縮応力、内周側には引張応力が発生する。この引張応力が材料強度を超える場合には、内側から外側に向かって放射状のクラックが発生する。なお、炉底板４は支持板５の上に載っているだけで、炉体１の熱影響を比較的受けにくく、かつ熱変形に対する拘束も弱いので熱応力による破損の心配は少ない。
【０００５】
上記した熱応力の発生を図５及び図６の概念図を基に説明すると以下の通りである。ここで、図５は支持板の平面図、図６は支持板を両端固定の梁とみなした等価図である。支持板５の半径方向の温度分布は実際には連続的に変化するが、図５では概念的に内周側低温部５ａと外周側高温部５ｂとに二分して考える。そして、図６では、環状の支持板５を半径方向の一断面で切断して展開し、この切断面を固定端とする長さＬの両端固定の梁に近似して考える。
【０００６】
さて、支持板５の熱膨張係数をα、縦弾性係数をＥ、低温部５ａの温度をＴａ、高温部５ｂの温度をＴｂ（Ｔａ＜Ｔｂ）とし、図６において梁５ａ及び５ｂが破線で示すように自由に熱膨張すると仮定すると、梁５ａ及び５ｂの単位長さ当りの熱膨張（熱ひずみ）εａ及びεｂは、それぞれεａ＝αＴａ及びεｂ＝αＴｂとなる。
【０００７】
しかし、実際には両端が固定されていて膨張できないので梁５ａ及び５ｂにそれぞれ圧縮応力σａ及びσｂが生じ、その大きさは、σａ＝εａ・Ｅ＝αＴａ・Ｅ、σｂ＝εｂ・Ｅ＝αＴｂ・Ｅとなる。一方、外周側の梁５ｂの熱ひずみεｂは内周側の梁５ａの熱ひずみεａよりも大きいため（εａ＜εｂ）、内周側の梁５ａは外周側の梁５ｂから引張応力を受ける。この引張応力（熱応力）σの大きさは、σａとσｂとの差、つまりσ＝σｂ−σａ＝α（Ｔｂ−Ｔａ）Ｅとなる。結局、この熱応力σが内周側の梁５ａに放射状のクラックを発生させることになる。
【０００８】
この発明の課題は、炉底板を支持する環状の支持板の熱応力を緩和し、その破損の防止を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためにこの発明は、円筒状の炉体の外側に加熱コイルを備えるとともに、前記炉体の底部には被乾留物を支持する底板が設けられ、かつこの底板は前記炉体の内周面に固着された環状の支持板上に支持された誘導加熱式乾留炉において、前記支持板に半径方向のスリットを設けるものとする（請求項１）。
【００１０】
環状の支持板は、従来は両端固定の梁に近似されるのに対し、スリットを入れることにより両端自由な梁とすることができ、熱変形に対する円周方向の自由度を増して熱応力を低減することができる。
【００１１】
請求項１の発明において、複数本の前記スリットを等間隔で放射状に設けるとよい（請求項２）。スリットは一本でもよいが、複数本を等間隔で放射状に設ければ、スリットにより互いに分離された後も支持板が対称形保ち、熱変形が均等になってより破損しにくくなる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、環状の支持板に半径方向のスリットを設けることにより、半径方向の温度差により生じる熱応力を逃がし、支持板に生じる放射状のクラックの発生を有効に防止することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１はこの発明の実施の形態を示す支持板の平面図、図２は支持板を一端固定の梁とみなした等価図である。図1において、支持板５には半径方向のスリット７が設けられ、このスリット７は４本が等間隔で放射状に設けられている。スリット７の幅ｗは、スリット７により分離された支持板７の端面同士が熱変形時に接触することのない大きさに定める。支持板７の外径を１〜数ｍ、乾留温度を550〜600℃として、幅ｗは例えば10ｍｍ程度で十分である。
【００１４】
さて、図１の支持板５は、４箇所にスリット７を入れることで、長さがＬ／４の両端自由の梁として考えることができ、更には長さがＬ／８の片側固定の梁として考えることができる。図２は支持板５を長さがＬ／８の片側固定の梁と考えて示したもので、図６と同じ符号を付してある。図２において、梁５ａ及び５ｂが破線で示すように自由に熱膨張すると仮定すると、梁５ａ及び５ｂの単位長さ当りの熱膨張（熱ひずみ）は、それぞれεａ＝αＴａ及びεｂ＝αＴｂ（εａ＜εｂ）となる。
【００１５】
しかし、実際には梁５ａと梁５ｂとは一体であるため互いの熱変形が制約され、梁５ａは梁５ｂから引張力を受け、梁５ｂは梁５ａから圧縮力を受ける。上記した熱ひずみの制約量は、梁５ａの熱ひずみεａと梁５ｂの熱ひずみεｂとの差の半分、つまり１／２・（εｂ−εａ）＝１／２・α（Ｔｂ−Ｔａ）である。その結果、梁５ａにはσ＝１／２・α（Ｔｂ−Ｔａ）Ｅの熱応力（引張応力）が生じるが、この熱応力σはスリット７のない図５の従来構造に比べて１／２である。つまり、支持板５にスリット７を設けることにより、支持板５に熱膨張により生じる引張応力が半減することがわかる。従って、この引張応力が原因となるクラックの発生機会も減少する。
【００１６】
上記説明からわかる通り、支持板５の引張応力の減少はスリット７の本数に直接関係ない。従って、スリット７は1本でも有効である。ただし、支持板５の形状が非対称になると、全体として反りなどの熱変形が生じやすいので、スリット７は複数本を等間隔で放射状に設けるのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態を示す乾留炉の支持板の平面図である。
【図２】図１の支持板を一端固定の梁とみなした等価図である。
【図３】乾留炉の概略構成を示す縦断面図である。
【図４】図３の乾留炉のIV−IV線に沿う横断面図である。
【図５】従来の乾留炉における支持板を示す平面図である。
【図６】図５の支持板を両端固定の梁とみなした等価図である。
【符号の説明】
【００１８】
５    支持板
７    スリット
【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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