(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口と出口とを有する連続式熱処理炉本体と、前記熱処理炉本体内に配置されており、熱処理ゾーンを形成する加熱マッフルと、前記加熱マッフルの近傍に設けられるとともに被熱処理物を加熱する加熱手段と、前記加熱マッフル内を通って前記熱処理炉本体の前記入口から前記出口まで前記被熱処理物を搬送する搬送手段と、前記加熱マッフルを支持する複数の支持部材とからなる連続式熱処理炉であって、
前記支持部材は、前記加熱マッフルに固定される前記加熱マッフルと同じ材質からなる脚部材及び前記熱処理炉本体内に設置される支持台により構成され、
前記脚部材の先端は前記支持台と面接触する平面部を有し、
前記支持部材間に加熱手段が配置されたことを特徴とする連続式熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続式熱処理炉、特にマッフルを有するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、セラミック成形体（以下、ワークとする）の焼成には、マッフルを有する連続式熱処理炉が用いられている。
【０００３】
図６に示すように、この連続式熱処理炉２０は、入口２２ａと出口２２ｂとを有する熱処理炉本体２１内に、加熱マッフル２３ａと冷却マッフル２３ｂとからなる熱処理マッフル２３が設けられている。
加熱マッフル２３ａは、入口２２ａに連通して設けられ、加熱ゾーンを形成している。また、冷却マッフル２３ｂは、加熱マッフル２３ａに連通して設けられるとともに、出口２２ｂに連通し、冷却ゾーンを形成している。
また、加熱マッフル２３ａと冷却マッフル２３ｂとの境界にはマッフル固定部２４が設けられており、加熱マッフル２３ａと冷却マッフル２３ｂとを熱処理炉本体２１に固定している。また、加熱マッフル２３ａの下方には、加熱マッフル２３ａを支持する支持レンガ２７が設けられている。このほか、連続式熱処理炉２０は、断熱材中にヒータを埋め込んだモジュールヒータブロック２５と、搬送ベルト２６とを有している。
【０００４】
従来の連続式熱処理炉２０において、加熱マッフル２３ａおよび冷却マッフル２３ｂは、加熱マッフル２３ａと冷却マッフル２３ｂとの境界にあるマッフル固定部２４に固定されており、モジュールヒータブロック２５よって加熱されると、熱膨張のため、加熱マッフル２３ａは入口２２ａ方向に伸びる。
このため、加熱マッフル２３ａは、支持レンガ２７上を移動できるように支持レンガ２７には固定されていない。
【０００５】
また、ワークの熱処理工程について説明すると、ワークは、搬送ベルト２６上に載置されて熱処理炉本体２１内に搬送され、加熱マッフル２３ａ内の加熱ゾーン２３ｂにおいて脱脂と焼成とのそれぞれの熱処理をされた後、冷却マッフル２３ｂ内の冷却ゾーンで冷却され、焼結体として次工程に送られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の連続式熱処理炉２０には以下のような問題点があった。
１．加熱マッフル２３ａがモジュールヒータブロック２５によって加熱され、入口２２ａ方向に延伸すると、支持レンガ２７が摩擦力により加熱マッフル２３ａに引っ張られ、倒れてしまったり、破損してしまうことがある。
【０００７】
２．加熱マッフル２３ａは、支持レンガ２７の上面によって支持されているため、加熱マッフル２３ａと支持レンガ２７との当接面積が大きく、熱容量の大きい支持レンガ２７の影響を受けてしまう。
例えば、最高温度の均熱部分では、ワークが支持レンガ２７の上を通過するとき、ワークの熱処理温度が２〜５℃落ち込むことなどがある。
【０００８】
本発明の目的は、熱処理中に加熱マッフルが延伸しても、加熱マッフルの支持状態を損なうことがなく、かつ、加熱マッフルが支持台の熱容量の影響を受けない連続式熱処理炉を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記のような目的に鑑みてなされたものである。
本願第１の発明の連続式熱処理炉は、入口と出口とを有する連続式熱処理炉本体と、前記熱処理炉本体内に配置されており、熱処理ゾーンを形成する加熱マッフルと、前記加熱マッフルの近傍に設けられるとともに被熱処理物を加熱する加熱手段と、前記加熱マッフル内を通って前記熱処理炉本体の前記入口から前記出口まで前記被熱処理物を搬送する搬送手段と、前記加熱マッフルを支持する支持部材とからなる連続式熱処理炉であって、前記支持部材は、前記加熱マッフルに固定される前記加熱マッフルと同じ材質からなる脚部材及び前記熱処理炉本体内に設置される支持台により構成され、前記脚部材の先端は前記支持台と面接触する平面部を有し、前記支持部材間に加熱手段が配置されたことを特徴とする。
【００１０】
このような構成にすることによって、熱処理中に加熱マッフルが延伸しても、加熱マッフルの支持状態を損なうことがなく、かつ、加熱マッフルが支持台の熱容量の影響を受けない連続式熱処理炉とすることができる。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
また、脚部材が加熱マッフルを支持するため、加熱マッフルが支持台の熱容量の影響を受けることを防止することができる。
【００２０】
さらに、脚部材の高さを調節することによって、加熱マッフルの底部と断熱材との距離を調節することができ、加熱マッフルの底部と断熱材との間に十分なスペースを設けることができる。
【００２１】
また、本願発明の連続式熱処理炉においては、前記脚部材の先端は、設置面と面接触する平面部を有することによって、脚部材をより安定した状態で設置面に設置することができる。
【００２２】
【００２３】
さらに、本願発明の連続式熱処理炉においては、前記脚部材は、台部材の上に設置されることによって、支持台の高さを必要最低限にすることができ、支持台の損傷を防ぐことができるとともに、加熱マッフルを設ける高さを調節することができる。
【００２４】
【００２５】
また、加熱マッフルから熱処理炉本体への熱伝導を抑制することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の前提となる連続式熱処理炉においては、加熱手段は、（Ｆｅ）Ａｌ−Ｃｒ系やＮｉ−Ｃｒ系等の金属を材質とし、形状や設置方法などは特に限定しない。
具体的には、断熱材に埋め込んで加熱マッフルの周囲に設置するものが挙げられる。
【００２７】
また、円柱状部材の本数や径の大きさなどは、使用する加熱マッフルの重量により変化するので、特に限定はしない。
また、円柱状部材の材質は特に限定しないが、具体的には、耐熱金属のほか、アルミナ、ムライト、炭化珪素等のセラミックなどが挙げられる。
また、円柱状部材の形状は、中実状でも中空状でもよい。
また、球状部材の材質は特に限定はしないが、具体的には、耐熱金属あるいはセラミックなどが挙げられる。
【００２８】
また、球状部材の個数や径の大きさなどは、使用する加熱マッフルの重量により変化するので、特に限定はしない。
また、球状部材の設置方法は、球状部材が回転でき、かつ、一定箇所に保持できるものであれば特に限定はしない。
【００２９】
また、支持台は、加熱マッフルを下方から支持し、回転体の保持部を有していれば、形状や設置数などのその他の要素は特に限定はしない。
また、支持台の材質としては、高強度であり、かつ、断熱性がよいという理由から、耐熱レンガであることが好ましい。
【００３０】
本発明の連続式熱処理炉においては、加熱手段は、炭化珪素、ＭｏＳｉ2等からなるセラミックヒータや、（Ｆｅ）Ａｌ−Ｃｒ系、Ｎｉ−Ｃｒ系等からなる金属ヒータなど特に限定するものではないが、ヒータの温度をより高温にし、処理品を高速に加熱することが必要な場合は、セラミックヒータを使用することになる。
なお、ヒータの形状や設置方法などは特に限定しない。
【００３１】
また、脚部材は、加熱マッフルと同じステンレスやインコネルなどの耐熱金属を材質とし、加熱マッフルに固定されている。
なお、脚部材の加熱マッフルへの固定方法は特に限定しない。
【００３２】
ここで、本発明の連続式熱処理炉における熱処理炉本体は、加熱マッフルおよび冷却マッフルと、加熱手段と、支持部材と、入口および出口を有している。
【００３３】
また、加熱マッフルは、熱処理ゾーンを形成するトンネル形状のものであれば、その他の形状は特に限定しない。
また、加熱マッフルの材質は、ステンレスやインコネル等の耐熱金属が挙げられる。
【００３４】
また、搬送手段は、熱処理炉本体の入口から加熱マッフル内を介して熱処理炉本体の出口まで搬送できるものであれば、特に限定しないが、具体的には、耐熱金属からなる搬送ベルト等が挙げられる。
【００３５】
次に、本発明を実施例に基づき、さらに具体的に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【００３６】
（参考実施例）本発明の前提となる参考実施例について説明する。
図１は参考実施例の連続式熱処理炉の概略断面図、図２は参考実施例の支持部材の概略斜視図、図３は支持部材の変形例の概略斜視図を示す。
【００３７】
図１に示すように、本参考実施例の連続式熱処理炉１は、炉台２と、熱処理炉本体３と、加熱マッフル５ａと冷却マッフル５ｂとからなる熱処理マッフル５と、マッフル固定部６と、モジュールヒータブロック７ａと、搬送手段９と、支持部材１１とから構成されている。
【００３８】
さらに詳しく説明すると、熱処理炉本体３は、入口４ａと出口４ｂとを備えている。
また、熱処理炉本体３は、連続式熱処理炉１の熱処理マッフル５、マッフル固定部６、モジュールヒータブロック７ａ、支持部材１１を内部に収納し、箱形を組み合わせた形状である。
【００３９】
加熱マッフル５ａは、耐熱金属（ｓｕｓ３１０ｓ、インコネル）からなり、底部が平面のトンネル状である。
また、加熱マッフル５ａは、一方の端部が熱処理炉本体３の入口４ａに連通し、他方の端部が冷却マッフル５ｂに連通するように配置され、支持部材１１によって支持されている。
また、加熱マッフル５ａは、冷却マッフル５ｂとの境界に設けられたマッフル固定部６により、熱処理炉本体３に固定されている。
【００４０】
冷却マッフル５ｂは、加熱マッフル５ａと同じ耐熱金属（ｓｕｓ３１０ｓ、インコネル）からなり、底部が平面のトンネル状である。
また、冷却マッフル５ｂは、一方の端部が加熱マッフル５ａに連通し、他方の端部が熱処理炉本体３の出口４ｂと連通するように配置され、加熱マッフル５ａとの境界に設けられたマッフル固定部６により、熱処理炉本体３に固定されている。
【００４１】
モジュールヒータブロック７ａは、加熱手段であるヒータを断熱材の中に埋め込んだもので、加熱マッフル５ａを取り囲むように設けられている。
また、加熱マッフル５ａ中でワークを加熱するにあたり、所望の昇温曲線が得られるように、モジュールヒータブロック７ａは、複数の種類のものが配置され、それぞれが異なる温度で熱処理を行うようになっている。
なお、本参考実施例では、モジュールヒータブロック７ａは６箇所に設けられており、熱処理温度調節も６段階にわたってできるようになっている。
ここで、モジュールヒータブロック７ａに使用されるヒータは、（Ｆｅ）Ａｌ−Ｃｒ系からなる金属ヒータである。
また、モジュールヒータブロック７ａに使用される断熱材は、セラミック繊維からなるものである。
【００４２】
搬送ベルト９は、耐熱金属（ｓｕｓ３１０ｓ、インコネル）からなるメッシュタイプのものを使用し、熱処理炉本体３の入口４ａから出口４ｂにわたってワークを搬送する。
搬送ベルト９は、熱処理炉本体３の内部に設けられたベルト駆動機構（図示しない）によって動力を得ている。
また、参考実施例では、ベルト駆動機構を炉台２の中に設けているが、炉台２の外に設けてもよい。
【００４３】
支持部材１１は、加熱マッフル５ａを支持する支持台１１ａと、支持台１１ａ上にあって加熱マッフル５ａと当接している回転体とからなり、加熱マッフル５ａの下側に設けられている。
具体的な設置位置としては、モジュールヒータブロック７ａの両端とモジュールヒータブロック７ａの種類が変化する箇所との７箇所に設けられている。
【００４４】
支持部材１１のうち回転体は、本参考実施例では、耐熱金属（ｓｕｓ３１０ｓ、インコネル）からなる中実状の支持ローラ１１ｂである。
図２に示すように、本参考実施例では１箇所につき３本の支持ローラ１１ｂを加熱マッフル５ａの延伸方向１３に直交する方向に設けている。
また、支持ローラ１１ｂの回転位置を固定するために、両サイド（図２では一方のサイドを示している）に４個のベアリング１１ｄ1とベアリング１１ｄ1を固定するブラケット１１ｄ2とからなる支持ローラ固定台１１ｄを設けている。
図２のように、３本の支持ローラ１１ｂを４個（両サイドで８個）のベアリング１１ｄ1で支持しているので支持ローラ１１ｂの回転位置を固定できるとともに、スムーズな回転ができるようになっている。
【００４５】
支持部材１１のうち支持台１１ａは、耐熱レンガであり、加熱マッフル５ａを支持しているとともに、加熱マッフル５ａの重みによって生じる支持ローラ１１ｂの反りを防止している。
また、支持台１１ａには、支持ローラ１１ｂに当接するための凹部１１ｅが設けられている。
なお、支持台１１ａの側面の下部を取り囲むように金枠１１ｆが設けられており、この金枠１１ｆを熱処理炉本体３に固定することによって、加熱マッフル５ａの延伸による位置ズレを起こさないようになっている。
【００４６】
また、図３に示すように、回転体の変形例として支持ボール１１ｃを使用する。
支持ボール１１ｃの材質は、Ａｌ2Ｏ3系セラミックである。
支持ボール１１ｃは、支持台１１ａ上に設けられた凹部１１ｅに２５個載置され、加熱マッフル５ａの延伸に合わせてそれぞれが回転する。
このとき、支持ボール１１ｃがスムーズに回転するように、支持ボール１１ｃと凹部１１ｅの周縁との間に若干の遊び空間ができるようにする。
【００４７】
（実施例）本発明の実施例について説明する。
図４は実施例の連続式熱処理炉の概略断面図、図５は実施例の支持部材の概略斜視図を示す。
【００４８】
図４に示すように、本実施例の連続式熱処理炉１は、炉台２と、熱処理炉本体３と、加熱マッフル５ａと冷却マッフル５ｂとからなる熱処理マッフル５と、マッフル固定部６と、ヒータ７ｂと、断熱材８と、搬送手段９と、支持部材１２とから構成されている。
【００４９】
さらに詳しく説明すると、熱処理炉本体３は、入口４ａと出口４ｂとを備えている。
また、熱処理炉本体３は、連続式熱処理炉１の熱処理マッフル５、マッフル固定部６、ヒータ７ｂ、支持部材１２を内部に収納し、箱形を組み合わせた形状である。
【００５０】
加熱マッフル５ａは、耐熱金属（ｓｕｓ３１０ｓ、インコネル）からなり、底部が平面のトンネル状である。
また、加熱マッフル５ａは、一方の端部が熱処理炉本体３の入口４ａに連通し、他方の端部が冷却マッフル５ｂに連通するように配置され、支持部材１２によって支持されている。
また、加熱マッフル５ａは、冷却マッフル５ｂとの境界に設けられたマッフル固定部６により、熱処理炉本体３に固定されている。
【００５１】
冷却マッフル５ｂは、加熱マッフル５ａと同じ耐熱金属（ｓｕｓ３１０ｓ）からなり、底部が平面のトンネル状である。
また、冷却マッフル５ｂは、一方の端部が加熱マッフル５ａに連通し、他方の端部が熱処理炉本体３の出口４ｂと連通するように配置され、加熱マッフル５ａとの境界に設けられたマッフル固定部６により、熱処理炉本体３に固定されている。
【００５２】
ヒータ７ｂは、炭化珪素からなる棒状のものを使用し、加熱マッフル５ａの上下に加熱マッフル５ａの長手方向に直交するように設けられている。
また、加熱マッフル５ａ中でワークを加熱するにあたり、所望の昇温曲線が得られるように、ヒータ７ｂは、複数の区画ごとに配置され、それぞれの区画のヒータ７ｂが異なる温度で熱処理を行うようになっている。
なお、本実施例では、ヒータ７ｂは１ブロックにつき上下２本ずつ計４本設けられ、区画はそれぞれ６箇所に、支持部材１２または断熱材８を介して連続して配置されており、熱処理温度調節も６段階にわたってできるようになっている。
【００５３】
断熱材８は、セラミック繊維からなり、加熱マッフル５ａとヒータ７ｂを取り囲むように設けられている。
また、加熱マッフル５ａの上部では、ヒータ７ｂを各ブロックに区分けするように、断熱材８を区画壁８ａとして配置している。
【００５４】
搬送ベルト９は、耐熱金属（ｓｕｓ３１０ｓ、インコネル）からなるメッシュタイプのものを使用し、熱処理炉本体３の入口４ａから出口４ｂにわたってワークを搬送する。
搬送ベルト９は、熱処理炉本体３の内部に設けられたベルト駆動機構（図示しない）によって動力を得ている。
また、実施例では、ベルト駆動機構を炉台２の中に設けているが、炉台２の外に設けてもよい。
【００５５】
図５に示すように、支持部材１２は、加熱マッフル５ａを支持する支持台１２ａと、支持台１２ａ上にあって加熱マッフル５ａに固定されている脚部材１２ｂとからなり、加熱マッフル５ａの下側に設けられている。
具体的な設置位置としては、ヒータ７ａが設けられている区画の両端と、区画と区画との境界の箇所との７箇所に設けられている。
【００５６】
支持部材１２のうち支持台１２ａは、耐熱レンガであり、加熱マッフル５ａを支持しているとともに、脚部材１２ｂを支持している。
また、支持台１２ａは、１箇所につき加熱マッフル５ａの両サイドに２本設けられている。
なお、支持台１２ａは、加熱マッフル５ａの延伸方向に平行な面に沿って金枠１２ｃが設けられており、加熱マッフル５ａの延伸によって、加熱マッフル５ａの延伸方向に垂直な方向に位置ズレを起こさないようになっている。
【００５７】
支持部材１２のうち脚部材１２ｂは、加熱マッフル５ａと同じ耐熱金属（ｓｕｓ３１０ｓ）からなり、加熱マッフル５ａに溶接することによって固定されている。
また、脚部材１２ｂの形状は、Ｌ字型のフレーム１２ｂ1にマッフル支持板１２ｂ2を組み合わせたもので、支持台１２ａの熱容量の影響をできるだけ受けないようになっている。
【００５８】
【発明の効果】
本発明の連続式熱処理炉を用いれば、熱処理中に加熱マッフルが延伸しても、加熱マッフルの支持状態を損なうことがなく、かつ、加熱マッフルが支持台の熱容量の影響を受けないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の前提となる参考実施例の連続式熱処理炉の概略断面図。
【図２】 本発明の前提となる参考実施例の支持部材の概略斜視図。
【図３】 本発明の前提となる参考実施例の支持部材の変形例の概略斜視図。
【図４】 本発明にかかる実施例の連続式熱処理炉の概略断面図。
【図５】 本発明にかかる実施例の支持部材の概略断面図。
【図６】 従来の連続式熱処理炉の概略断面図。
【符号の説明】
１     連続式熱処理炉
３                熱処理炉本体
５                熱処理マッフル
５ａ              加熱マッフル
５ｂ              冷却マッフル
７                モジュールヒータブロック（加熱手段）
９                搬送ベルト（搬送手段）
１１、１２          支持部材
１１ａ、１２ａ      支持台
１１ｂ              支持ローラ（円柱状部材）
１１ｃ              支持ボール（球状部材）
１２ｂ              脚部材
【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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