特開 2023-18788 脱脂装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023018788

(43)【公開日】2023-02-09

(54)【発明の名称】脱脂装置

(51)【国際特許分類】

   C04B 35/638 20060101AFI20230202BHJP

   F27B 17/00 20060101ALI20230202BHJP

   B22F 3/10 20060101ALI20230202BHJP

   F27D 7/04 20060101ALI20230202BHJP

   F27D 7/06 20060101ALI20230202BHJP

【ＦＩ】

C04B35/638

F27B17/00 C

B22F3/10 C

F27D7/04

F27D7/06 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021123056

(22)【出願日】2021-07-28

(71)【出願人】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100121441

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 竜平

(74)【代理人】

【識別番号】100154704

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 真大

(74)【代理人】

【識別番号】100129702

【弁理士】

【氏名又は名称】上村 喜永

(74)【代理人】

【識別番号】100094248

【弁理士】

【氏名又は名称】楠本 高義

(72)【発明者】

【氏名】田中 優

【テーマコード（参考）】

4K018

4K063

【Ｆターム（参考）】

4K018DA04

4K063AA12

4K063BA04

4K063CA03

4K063CA06

4K063DA24

(57)【要約】      （修正有）

【課題】処理対象物から発生した分解ガス等の揮発物質が、脱脂ガスとともに可及的速やかに加熱炉の外部に排出される脱脂装置を提供する。
【解決手段】処理対象物Ｗが収容される加熱炉１と、該加熱炉１を加熱するヒータ２と、加熱炉１内に脱脂ガスを外部から供給するガス供給口３ａ及び処理対象物Ｗから離脱した揮発物質を脱脂ガスとともに外部に排出するガス排出口４ａと、加熱炉１内で脱脂ガスを循環させるファン５とを備えたものであって、前記ガス排出口４ａは、前記ファン５によって加熱炉１内に形成されたガス循環経路上に開口させてある一方、前記ガス供給口３ａは、前記ガス循環経路外に開口させてある。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理対象物が収容される加熱炉と、
該加熱炉を加熱するヒータと、
該加熱炉内に脱脂ガスを外部から供給するガス供給口及び処理対象物から離脱した揮発物質を脱脂ガスとともに外部に排出するガス排出口と、
加熱炉内で脱脂ガスを循環させるファンとを備え、
前記ガス排出口は、前記ファンによって加熱炉内に形成されたガス循環経路上に開口しており、
前記ガス供給口は、前記ガス循環経路外に開口している、脱脂装置。

【請求項2】

前記加熱炉をガス流通可能に仕切る第１隔壁をさらに備え、
該第１隔壁によって仕切られた一方の室である主室に前記ファンが配置されているとともに前記ガス排出口が開口しており、
前記第１隔壁によって仕切られた他方の室である副室に前記ガス供給口が開口している、請求項１記載の脱脂装置。

【請求項3】

前記ヒータが前記主室に配置されており、該ヒータの配置領域に隣接するように前記第１隔壁が配置されている請求項２記載の脱脂装置。

【請求項4】

前記副室の下部に前記ガス供給口が開口しているとともに、前記第１隔壁の上方に前記主室と副室とを連通する連通口が形成されている請求項２又は３記載の脱脂装置。

【請求項5】

前記主室をガス流通可能に仕切る第２隔壁をさらに備え、
該主室のうち、前記第２隔壁によって仕切られた一方の室である加熱送風室に前記ファン及びヒータが配置されており、
該加熱送風室で加熱された脱脂ガスが、前記第２隔壁の一端側に設けられた第１循環口から他方の室である処理室に吐き出され、前記第２隔壁の他端側に設けられた第２循環口から加熱送風室に戻るように、前記第２隔壁が構成されている請求項２乃至４いずれか記載の脱脂装置。

【請求項6】

前記ヒータが、前記加熱送風室におけるファンの上流側に配置されている請求項５記載の脱脂装置。

【請求項7】

前記ガス排出口が、前記加熱送風室におけるファンの上流側に開口している請求項５又は６記載の脱脂装置。

【請求項8】

前記各循環口の少なくともいずれかの一方の開口面積又は開口形状を変化させる開口調整機構をさらに備えている請求項５乃至７いずれか記載の加熱送風室。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セラミック材料等の処理対象物に対し脱脂処理を施す脱脂装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

この種の脱脂装置は、特許文献１に示すように、加熱炉内によってその内部の処理対象物を加熱し、それに伴って処理対象物から離脱した分解ガス等を、ファンによって加熱炉内を循環する脱脂ガスとともに外部に排出するものである。そのために加熱炉には、新規の脱脂ガスを供給するガス供給口と、分解ガス等を含んだ脱脂ガスを外部に排出するガス排出口とが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１－４３７０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の脱脂装置においては、分解ガスを含んだ脱脂ガスの効果的な排出について検討がなされていないため、処理対象物から一旦離脱した分解ガスが当該処理対象物に再度吹き付けられ、効率的な脱脂処理を阻害するという問題が生じ得る。

【0005】

本発明はかかる課題を見出し、それを解決すべくなされたものであって、処理対象物から発生した前記分解ガス等の揮発物質が、脱脂ガスとともに可及的速やかに加熱炉の外部に排出されるようにすべく図ったものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

すなわち、本発明に係る脱脂装置は、処理対象物が収容される加熱炉と、該加熱炉を加熱するヒータと、該加熱炉内に脱脂ガスを外部から供給するガス供給口及び処理対象物から離脱した揮発物質を脱脂ガスとともに外部に排出するガス排出口と、加熱炉内で脱脂ガスを循環させるファンとを備え、前記ガス排出口は、前記ファンによって加熱炉内に形成されたガス循環経路上に開口しており、前記ガス供給口は、前記ガス循環経路外に開口していることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

以上の構成によれば、処理対象物から発生した前記分解ガス等の揮発物質を脱脂ガスとともに可及的速やかに加熱炉の外部に排出することができ、より効果的な脱脂処理を行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態における脱脂装置の全体模式図である。

【図2】同実施形態における加熱炉の内部構造を示す概略斜視図である。

【図3】同実施形態における加熱炉の天井面を外した時の内部構造を示す概略平面図であり、上から視たときの加熱炉内での脱脂ガスの流れを説明するための説明図である。

【図4】図３におけるＡ－Ａ線断面図であり、正面から視たときの副室及び加熱送風室での脱脂ガスの流れを説明するための説明図である。

【図5】本発明の他の実施形態における脱脂装置の第２隔壁及び開口調整機構を示す正面図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。

【0010】

本実施形態にかかる脱脂装置１００は、図１に示すように、処理対象物Ｗが収容される加熱炉１と、該加熱炉１を加熱するヒータ２と、加熱炉１内に脱脂ガスを供給するガス供給管３と、処理対象物Ｗから離脱した揮発性の分解ガス等を脱脂ガスとともに加熱炉１外に排出するガス排出管４と、加熱炉１内で脱脂ガスを循環させるファン５とを備えたものである。
以下では、本脱脂装置１００の特徴部分である加熱炉１について詳述する。

【0011】

この加熱炉１は、図２等に示すように、例えば、概略直方体状をなす金属製のものであり、該加熱炉１を構成する外壁体のうち、正面の壁体には前記処理対象物Ｗを出し入れするための開閉扉１１（図３に図示する。）が、該開閉扉１１に対向する背面の壁体には炉内圧力が異常に上昇した場合に開放される安全蓋１２（図３に図示する。）がそれぞれ設けられている。
前記ガス供給管３が接続されるガス供給口３ａと、前記ガス排出管４が接続されるガス排出口４ａとは、この実施形態では、前記安全蓋１２に設けられている。

【0012】

なお、説明の便宜上、以下では、開閉扉１１及び安全蓋１２に直交する水平方向を奥行方向といい、開閉扉１１側を手前側、安全扉側を奥側という。また、奥行方向と直交する水平方向を左右方向といい、鉛直方向を上下方向という。
さて、この実施形態での加熱炉１は、第１隔壁８によって主室１ａと副室１ｂとに仕切られている。

【0013】

前記第１隔壁８は、当該加熱炉１の左奥隅部に設けられたもので、加熱炉１の底面よりも上方であって前記安全蓋１２の内面から手前側に延びる底壁８１と、該底壁８１の左右辺及び手前側の辺から加熱炉１の天井面にまでそれぞれ延びる左側壁８２、右側壁８３及び正面壁８４とから構成されている。

【0014】

しかして、該加熱炉１の天井面、安全蓋１２の内面及び前記第１隔壁８で囲まれた空間が前記副室１ｂであり、該加熱炉１内のその他の空間が前記主室１ａである。

【0015】

この実施形態では、前記第１隔壁８の左側壁８２の上端は、加熱炉１の天井面からやや離してあって、その隙間である連通口８ａから脱脂ガスが流通可能に構成してある。
次に、前記主室１ａ及び副室１ｂについてさらに詳述する。

【0016】

主室１ａは、左右に延びる第２隔壁９によって、奥側の加熱送風室１ａ１と手前側の処理室１ａ２との２室に仕切られている。前記加熱送風室１ａ１には、ヒータ２及びファン５が配置されており、前記処理室１ａ２には処理対象物Ｗが収容される。

【0017】

この第２隔壁９の左右両端辺とそれに対応する加熱炉１の左右内側面との間にはそれぞれ隙間が形成されており、これら隙間が加熱送風室１ａ１と処理室１ａ２との間で脱脂ガスを循環させるための循環口９ａ、９ｂとなっている。
次に、前記加熱送風室１ａ１について詳述する。

【0018】

この加熱送風室１ａ１において、前記ヒータ２はその一端側（具体的には左側）に配置されており、前記ファン５は、他端側（具体的には右側）に配置されている。

【0019】

前記ヒータ２は、例えば上下に伸びるロッド状のものであり、この実施形態では複数本が間欠的に配置されている。そして、このヒータ配置領域の奥側に、前記第１隔壁８を介して隣接するように前記副室１ｂが設けられている。
前記ファン５は、例えば、その中心からガスを吸い込み周縁からガスを吐き出す軸流タイプのものである。

【0020】

さらに、この加熱送風室１ａ１のヒータ配置領域とファン５との間には、奥行き方向に延びる起立仕切り板６が設けられている。この起立仕切り板６の上端と加熱炉天井面との間には間隙６ａが形成されている。

【0021】

しかしてこの実施形態では、前記ガス排出口４ａが前記主室１ａにおける加熱送風室１ａ１に開口させてある。より具体的には、安全蓋１２の左下部であり、副室１ｂの下方であってヒータ配置領域の奥側である。
一方、前記ガス供給口３ａは、前記副室１ｂに開口させてあり、より具体的には、副室１ｂの下部における安全蓋１２に形成してある。
次に、このように構成した加熱炉１内での脱脂ガスの流れを説明する。

【0022】

図３、図４に示すように、ガス供給口３ａから加熱炉１内に供給された新規脱脂ガス（点線で示す。）は、副室１ｂを上昇しながら隣接するヒータ２の余熱によって温められ、第１隔壁８の上側に設けられている連通口８ａから主室１ａの加熱送風室１ａ１に流入し、すでに加熱炉１内に供給され、循環している脱脂ガス（実線で示す。）と合流する。

【0023】

このようにして合流した脱脂ガスは、前記仕切り板６の間隙６ａを通ってファン５に吸いこまれ、該ファン５の右側から吹き出される。そして、第２隔壁９の右端辺に設けられている第１循環口９ａから処理室１ａ２に入り、処理対象物Ｗに吹き付けられる。そこで、当該処理対象物Ｗから揮発した分解ガス等を巻き込んで（脱脂）、第２隔壁９の左端辺に設けられている第２循環口９ｂから加熱送風室１ａ１に戻る。

【0024】

処理対象物Ｗに吹き付けられた脱脂ガスは、その相当量が加熱送風室１ａ１の下部に設けられているガス排出口４ａから分解ガス等とともに排出される一方、残りは、上下に延びるヒータ２によって温められながら、加熱送風室１ａ１を上昇し、前述したように、前記第１隔壁８の連通口８ａから流入してきた新規脱脂ガスと（ガス排出口４ａよりも下流において）合流して循環する。

【0025】

しかしてこのように構成した本実施形態に係る脱脂装置１００によれば、加熱炉１の主室１ａ内に、処理対象物Ｗから発生した分解ガスを含んだ脱脂ガスの循環経路が形成され、その循環経路が形成されている主室１ａにガス排出口４ａが開口しているので、脱脂ガスとともに分解ガスが外部に確実に排出される。したがって、一旦、処理対象物Ｗから離脱した分解ガスが繰り返し当該処理対象物Ｗに吹き付けられることを低減でき、効率のよい脱脂処理を行える。

【0026】

また、ガス供給口３ａは前記第１隔壁８によって、内部のガス循環経路からは外れた位置に形成してあり、該ガス供給口３ａから加熱炉１内に流入した新規脱脂ガスは、処理対象物Ｗが収容される主室１ａの下流側に設けられたガス排出口４ａよりもさらに下流側の連通口８ａにおいて、循環している脱脂ガスに混合されるので、新規脱脂ガスが、処理対象物Ｗに到達する前にガス排出口４ａから排出されてしまうことを防止できる。

【0027】

したがって、新規脱脂ガスのほとんどすべてが確実に処理対象物Ｗに吹き付けられることになり、この点も、分解ガスが繰り返し当該処理対象物Ｗに吹き付けられることの防止に寄与し得る。

【0028】

さらに、新規脱脂ガスは、副室１ｂの下部に設けられたガス供給口３ａから加熱炉１内に入り、副室１ｂの上部に設けられた連通口８ａから主室１ａ内に流れ込むので、その間に、ヒータ２の余熱により暖められる。このように新規脱脂ガスは、主室１ａ内を循環する脱脂ガスの温度に可及的に近づけられてから主室１ａに流入するので、循環する脱脂ガス、ひいては処理対象物Ｗの不測の温度低下を引き起こすこともない。

【0029】

また、加熱送風室１ａ１において、ヒータ２とファン５の間に前記仕切り板が設けられており、その上方に設けられた間隙６ａから脱脂ガスが流れるので、ヒータ２で確実に暖められて加熱炉上部に到達した脱脂ガスのみがファン５に送り込まれることになり、この点においても、循環する脱脂ガスの温度低下を防止できる。
このように新規脱脂ガス及び循環する脱脂ガスの加熱に、ヒータ２の全体が無駄なく利用されるので、効率的な加熱が実現できる。

【0030】

一方、処理対象物Ｗが収容されている処理室１ａ２に流れる脱脂ガスに着目すれば、該脱脂ガスは、処理室１ａ２の一端（左側端）に上下に亘って延びる第１循環口９ａから入って、該処理室１ａ２の他端（右側端）に上下に亘って延びる第２循環口９ｂから出ていくので、処理室１ａ２全体に亘って偏りなく脱脂ガスが流れ、処理対象物Ｗをより均一に加熱及び脱脂することができる。
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

【0031】

例えば、図５に示すように、前記各循環口９ａ、９ｂの開口面積乃至開口形態を変化させる開口調整機構１０を設ければ、処理室でのガス循環態様を処理対象物の形状や大きさ、素材等に応じて変化させることができ、例えば、処理室内での分解ガス等の無用な循環を抑制して、処理対象物に脱脂ガスが再付着することを防止し、より効率的で確実な脱脂処理を行うことができるようになる。また、処理室内の脱脂ガス濃度が濃くなることも防止できるので、爆発等の不測の事態を回避して安全性を高めることができる。

【0032】

同図での開口調整機構１０は、前記第２隔壁９の左右両端部に、例えば、長孔１０ａと止めネジ１０ｂとを利用して左右に進退可能に構成した調整板１０１をそれぞれ取り付けて構成したものである。そして、この調整板１０１を左右にスライド移動させることにより、各循環口９ａ、９ｂの幅を調整できるようにしてある。

【0033】

その他に、例えばこの調整板を上下に複数枚並べ、いずれかの調整板を進退させることによって、循環口の上部幅が下部幅に比べて大きいとか、中間幅がその上下幅に比べて大きいなどというように、循環口の形状を変更できるようにしてもよいし、調整板を第２隔壁に回転可能に取り付けて循環口の面積や形状を変化させ得るようにしてもかまわない。

【0034】

また、副室１ｂや主室１ａの形状、ファン５やヒータ２の種類などは前記実施形態に限られず種々変形可能であるし、それに応じてガス供給口３ａやガス排出口４ａの設定部位を変えてもかまわない。

【0035】

前記連通口や間隙は、第１隔壁や仕切り板の上端と天井面との間に形成していたが、加熱炉の上部にあれば好ましいのであって、第１隔壁や仕切り板の上端部に貫通孔を設けるなどして形成してもよい。
その他、本発明は上述した各変形例の一部を組み合わせるなど、その趣旨を逸脱しない範囲で変形可能してもよい。
以上に述べた脱脂装置１００の特徴は以下のようにまとめることができる。

【0036】

（１）本脱脂装置１００は、処理対象物Ｗが収容される加熱炉１と、該加熱炉１を加熱するヒータ２と、加熱炉１内に脱脂ガスを外部から供給するガス供給口３ａ及び処理対象物Ｗから離脱した揮発物質を脱脂ガスとともに外部に排出するガス排出口４ａと、加熱炉１内で脱脂ガスを循環させるファン５とを備え、前記ガス排出口４ａは、前記ファン５によって加熱炉１内に形成されたガス循環経路上に開口し、前記ガス供給口３ａは、前記ガス循環経路外に開口していることを特徴とする。

【0037】

（２）より具体的に説明すると、本脱脂装置１００は、前記加熱炉１をガス流通可能に仕切る第１隔壁８をさらに備え、該第１隔壁８によって仕切られた一方の室である主室１ａに前記ファン５が配置されているとともに前記ガス排出口４ａが開口しており、前記第１隔壁８によって仕切られた他方の室である副室１ｂにガス供給口３ａが開口していることを特徴とする。

【0038】

以上のような構成であれば、処理対象物Ｗから発生した分解ガスを含んだ脱脂ガスの循環経路上にガス排出口４ａが開口しており、他方、前記ガス供給口３ａは、前記ガス循環経路外に開口しているので、新規脱脂ガスが直接的にガス排出口４ａから排出されることを防止できるだけでなく、循環する脱脂ガスに含まれる分解ガスが外部に確実に排出される。したがって、処理対象物Ｗから一旦離脱した分解ガスが繰り返し当該処理対象物Ｗに吹き付けられることを低減でき、効率のよい脱脂処理を行えるようになる。

【0039】

（３）前記ヒータ２が前記主室１ａに配置されており、該ヒータ２の配置領域に隣接するように前記第１隔壁８が配置されていれば、この第１隔壁８によって形成されている副室１ｂ内の新規脱脂ガスを、既存のヒータ２の余熱を利用して効率的に暖めることができるので、低温の新規脱脂ガスの混入による不測の温度低下を、新たな加熱手段を設けることなく、簡単な構成で防止することかできる。

【0040】

（４）前記副室１ｂの下部に前記ガス供給口３ａが開口しているとともに、前記第１隔壁８の上方に前記主室１ａと副室１ｂとを連通する連通口８ａが形成されていれば、新規脱脂ガスが副室１ｂの下部から連通口８ａへと流れることにより、新規脱脂ガスを、加熱炉１内で循環する脱脂ガスに混入する前に確実に暖めることができる。

【0041】

（５）処理対象物Ｗをより均一に加熱及び脱脂するには、前記主室１ａをガス流通可能に仕切る第２隔壁９をさらに備え、該主室１ａのうち、前記第２隔壁９によって仕切られた一方の室である加熱送風室１ａ１に前記ファン５及びヒータ２が配置されており、該加熱送風室１ａ１で加熱された脱脂ガスが、前記第２隔壁の一端側に設けられた第１循環口９ａ、９ｂから他方の室である処理室１ａ２に吐き出され、該第２隔壁の他端側に設けられた第２循環口９ａ、９ｂから加熱送風室１ａ１に戻るように該第２隔壁が構成されているものが好ましい。
（６）特に好ましくは、前記ヒータ２が、前記加熱送風室１ａ１におけるファン５の上流側に配置されているものを挙げることができる。
（７）分解ガスを含む脱脂ガスを効率よく排出するためには、前記ガス排出口４ａを、前記加熱送風室１ａ１におけるファン５の上流側に開口させておけばよい。

【0042】

（８）前記各循環口９ａ、９ｂの開口面積又は開口形状を変化させる開口調整機構を設ければ、処理室１ａ２でのガス循環態様を処理対象物Ｗに応じて変化させることができ、処理対象物Ｗの形態や大きさ、素材に応じたより効率的で確実な脱脂処理を行える。

【符号の説明】

【0043】

１００・・・脱脂装置
Ｗ・・・処理対象物
１・・・加熱炉
２・・・ヒータ
３ａ・・・ガス供給口
４ａ・・・ガス排出口
５・・・ファン
８・・・第１隔壁
１ａ・・・主室
１ｂ・・・副室
８ａ・・・連通口
９・・・第２隔壁
１ａ１・・・加熱送風室
１ａ２・・・処理室
９ａ・・・第１循環口
９ｂ・・・第２循環口
１０・・・開口調整機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】