(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱材で囲まれた炉室内に耐熱性のマッフルを設け、該マッフル外側の炉室内には、内筒と外筒からなり、炉外に伸びる該内筒の外方端からは燃料と燃焼用空気が供給され、一方炉外に伸びる該外筒の外方端には該外筒内が炉室内よりも負圧となるように働く排気口を備える複数の負圧燃焼輻射加熱管を設けて、該加熱管内での燃焼による輻射加熱によってマッフル内の被加熱処理物を加熱するようにし、この加熱に伴って被加熱処理物から発するマッフル内のガスを、マッフルの外周に設けられた開口度を調節自在とした複数の開口を介して、上記負圧燃焼輻射加熱管に働く負圧によってこの加熱管の外筒に導き、この加熱管内での燃焼によって該ガスを熱分解した後に炉室外に排気するようにしたことを特徴とする被加熱処理物からのガスの処理方法。
【請求項２】
断熱材で囲まれた炉室内に耐熱性のマッフルを設け、該マッフルの外周には開口度を調節自在とした複数の開口が設けられ、該マッフル外側の炉室内には、内筒と外筒からなり、炉外に伸びる該内筒の外方端からは燃料と燃焼用空気が供給され、一方炉外に伸びる該外筒の外方端には該外筒内が炉室内よりも負圧となるように働く排気口を備える複数の負圧燃焼輻射加熱管を設けて、該加熱管内での燃焼による輻射加熱によってマッフル内の被加熱処理物を所定期間加熱処理した後、該被加熱処理物を炉外へ搬出し、その後にマッフル内に被加熱処理物を置かない状態で炉を通常の運転温度より高温に加熱して、被加熱処理物から生じたマッフルと炉室内の堆積物を高温に曝して加熱し、炉外に排出することを特徴とする被加熱処理物からのガスの処理方法。
【請求項３】
断熱材で囲まれた炉室と、この炉室内に設けられ外周に炉室内に対する開口度を調節自在とした複数の開口を備えた耐熱性のマッフルと、このマッフル外側の炉室内に設けられ、内筒と外筒からなり、炉外に伸びる該内筒はその外方端から燃料と燃焼用空気が炉室内に供給されるようにし、一方炉外に伸びる該外筒の外方端には該外筒内が炉室内よりも負圧となるように働く排気口を備えてなる複数の負圧燃焼輻射加熱管とを有してなることを特徴とする被加熱処理物からのガスを処理するための加熱炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
被加熱処理物が熱間加工のために、またはそれに先だって脱脂等のために加熱炉内で加熱されると、被加熱処理物から炉室内に有機性物質が蒸発、気散する。このような物質は油脂性ガスやダイオキシン派生型ガスであったりする。
【０００２】
本発明は、このような被加熱処理物からのガスの環境汚染性を低減させて、炉外に排出するための新規な処理方法と、そのための新規な加熱炉に関するもので有る。
【０００３】
【従来の技術】
上記した如く加熱炉で加熱されて被加熱処理物より炉室内に蒸発、気散したガスは、大気中に排出される。このため、パイプによってガスを炉外の燃焼筒に導き、ここで燃焼した後に大気中に排出することが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように加熱された被加熱処理物からのガスは、炉室内の各部分の全般にわたって一様の量で蒸発するのではなく、しかもガスは一般に油脂性で粘着性が強いので、ガスの全部を一様に燃焼筒やバーナー中に導いて完全に燃焼することが難しく、その一部はパイプ内や炉室内の壁上に軟化あるいは融解状態で付着し、灰状の堆積物となって炉の燃焼を阻害したり、炉壁を侵食したりすることになる。
【０００５】
そこで、本発明では、被加熱処理物からのガスが炉室を侵食したりすることがなく、しかも該ガスを炉室内に設けられたバーナーに良好に導くことができる方法と、そのための加熱炉を提案するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、断熱材で囲まれた炉室内に耐熱性のマッフルを設け、この中で被加熱処理物をマッフル外の炉室内に設けられた負圧燃焼輻射加熱管によって加熱することより、被加熱処理物からのガスが炉室を侵食したりすることがない。しかも、このマッフルの外周に複数の開口を設け、かつこの開口の開度を調節自在とすることにより、ガスを上記した負圧燃焼輻射加熱管に良好に導くことができるものである。以下、添付の図面を参照して、本発明になる好適な実施例を説明する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施例１
図中で符号１は、本発明の方法を達成するために好適な長尺な加熱炉の全体を示している。鋼製の炉殻２に覆われて断熱材３があり、この断熱材３の壁に囲まれて断面が矩形で長尺な炉室４が作られている。この実施例では、炉室４の幅は１００cm、高さは７０cmで、その全長は２９６cmである。
【０００８】
この炉室４の全長にわたり、かつその両端から炉外へ伸展するように、耐熱鋼製のマッフル５が加熱炉１に設けられている。炉室４とマッフル５との間は、後記する開口８を除いては気密を保つように取り付けられている。この実施例では、マッフルの幅は８０cmで、高さは３０cmで、その全長を３２６cmとした。
【０００９】
上記した開口８の複数が、マッフルの外周に設けられる。この実施例では、マッフル５の両側壁に互いに間隔を置いてそれぞれ直径が６cmの４個の円形の開口を設けたが、該開口８はマッフルの底面または上面壁に設けられてもよい。
【００１０】
また、図示されていないが、その開口度を炉外から調節できるように作られている。マッフル５の両端の入口と出口とはそれぞれ開閉自在な蓋１５で覆われており、マッフル中を循環して走るコンベヤベルト６上に乗って被加熱処理物９がマッフル５内を通過する。
【００１１】
符号７は、マッフル５の外で炉室４内に設けられた複数の負圧燃焼輻射加熱管で、内筒１１と外筒１２とからなり、炉外に伸びる内筒１１の外方端１４から燃料と燃焼用の空気とが送られ、一方、炉外に伸びる外筒１２の外方端には炉室４内よりも外筒１２内が負圧となるように働く排気口１３が設けられている。内筒１１と外筒１２の炉室４内に伸びる内方端はそれぞれ炉室４内に開口する。なお、符号１０は加熱炉１の支脚である。
【００１２】
上述した構成になる加熱炉は、以下に述べる如く運転される。負圧燃焼輻射加熱管７の内筒１１の外方端１４から内筒中に送られた燃料と空気は内筒１１中で燃焼し、その燃焼廃ガスは排気口１３に働く負圧により外筒１２を通って該排気口１３から大気中に排出される。
【００１３】
コンベヤ６に乗ってマッフル５中を通る被加熱処理物９は、加熱管７によって加熱され、被加熱処理物から蒸発、離脱した有機性蒸発物質は、開口８と炉室４とを通って負圧燃焼輻射加熱管７に吸入され、そこで燃焼または熱分解して加熱管の排気口１３から大気中に排出される。
【００１４】
なお、コンベヤに乗って図中で左手の入口からマッフル５内に入った被加熱処理物９は、マッフル５内を進行するのにつれて次第に加熱され、図３に示されるように被加熱処理物からの蒸発ガスの量も次第に増す。このようなガスをマッフルからその開口８を介して炉室内に円滑に流し、効率良く加熱管７に吸入させるために、必要によっては開口８の開口度を調節する。例えば、図中の一番左手の開口を半開にし、次の開口を３／４開にし、次の２つの開口を何れも全開にする。
【００１５】
１個８g の鋼製のネジを、毎時１２０Kgで上記した加熱炉で６００℃に加熱した。毎時1.2 Kgの機械加工用鉱油が、被加熱処理物のネジから蒸発した。この蒸発物は、マッフル５の側面の開口８から円滑にマッフル外に流れ、負圧燃焼輻射加熱管７に吸引され、加熱管に送られた燃料と共に燃焼した。このときの加熱管の全部に送られた天然燃料ガスの燃焼総量は、毎時９５０００Ｋｃａｌで、加熱管からの廃ガス中の残量酸素量が５％を保つように燃焼用空気の加熱管への供給を調節した。排気口１３から排出された廃ガス中にはメタンは検出されず、被加熱処理物のネジから蒸発した鉱油が熱分解されていることが確認できた。
【００１６】
延べ１５０時間の操業後に、ネジをマッフル中に送らずにマッフルを７００℃で２時間加熱し、いわゆる空焼きした。マッフルの開口からの蒸発物が認められ、マッフル中の壁に付着していた堆積物が高温に曝されて、蒸発し、除去されたことが認められた。
【００１７】
実施例２
上記した加熱炉のマッフル内に開口部から大気が侵入しないように、窒素ガスを送りながら摂氏６００℃に炉の温度を保ち、毎時４３Kgの炭素繊維前駆体を熱処理したところ、排気ガス中にはメタンは検出されなかった。
【００１８】
実施例３
上記加熱炉のマッフル内に、開口部から大気が侵入しないように窒素ガスを送りながら、プレス成型した構造用クロム鋼粉体からなる歯車の焼結前駆体を、毎時４００個（総重量２００Kg）を６００℃で熱処理したところ、プレス成型時に粉体に加えられた高分子化合物の９８％以上が蒸発、除去された。また、排気ガス中にはメタンは検出されなかった。
【００１９】
【発明の効果】
上述したところから明らかな通り、本発明によれば被加熱処理物に含まれる有機性物質等が炉内にて熱処理によって蒸発、気散されるとき、これらの物質が炉内でほとんど完全に加熱分解されて炉外に排出される。しかも、本発明の方法と加熱炉では、該有機性物質等は炉内で燃焼されて、被加熱処理物の加熱のための加熱源として利用される副次的な効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を達成するために好適に用いられる加熱炉の一例の説明的な正面断面図である。
【図２】図１に示される加熱炉の説明的な側面断面図である。
【図３】被加熱処理物が加熱炉内を通るとき、通過時間に伴って昇温し、処理物からの蒸発ガスの量も従って増加することを説明的に示すグラフである。
【符号の説明】
１−加熱炉の全体
２−炉殻
３−断熱材
４−炉室
５−マッフル
６−コンベアベルト
７−負圧燃焼輻射加熱管
８−マッフルの外周の開口
９−被加熱処理物
１０−支脚
１１−負圧燃焼輻射加熱管の内筒
１２−負圧燃焼輻射加熱管の外筒
１３−排気口
１４−燃料（燃焼用空気）供給口
１５−マッフルの入口と出口の開閉自在蓋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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