JP4587859B2

JP4587859B2 - シール室

Info

Publication number: JP4587859B2
Application number: JP2005096243A
Authority: JP
Inventors: 正直山口
Original assignee: Toho Tenax Co Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2025-03-29
Also published as: JP2006274495A

Description

本発明は、炭素繊維を製造する熱処理炉の原料繊維入口部及び／又は炭素繊維出口部に形成されてなるシール室に関する。

炭素繊維の製造工程においては、アクリル繊維等の前駆体繊維を耐炎化し、得られた耐炎化繊維を原料繊維とし、これを炭素化して炭素繊維とする。原料繊維を炭素化する方法として、高温、不活性雰囲気の熱処理炉内に原料繊維を通過させる方法がある(例えば、特許文献１参照)。

熱処理炉内を不活性雰囲気に保つには、熱処理炉の原料繊維入口部及び／又は炭素繊維出口部にシール室を設けて大気が熱処理炉内に入らないように熱処理炉の気密性を保つことが従来から行われている。

図３は従来のシール室を有する熱処理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、その正面図である。

図３中、５２は熱処理炉である。原料繊維５４は、３００〜９００℃に昇温された熱処理室５６内を水平に且つ熱処理室５６の側壁５８に平行にパス(本図では６列のパス)を形成して走行し、熱処理室５６内で熱処理(炭素化処理)されて炭素繊維にされる。

熱処理炉５２において、熱処理室５６の上流側の原料繊維入口部にはシール室６０が形成され、同様に熱処理室５６の下流側の炭素繊維出口部にもシール室６２が形成されている。

図３(Ｃ)は、シール室６０の側面断面図であり、図３(Ｄ)は、シール室６０の正面断面図である(シール室６２もシール室６０と同様の構造を有するので、以下、代表してシール室６０について説明する)。

シール室６０は、
(ａ) 原料繊維５４がシール室６０に出入りすると共に同繊維５４が内部を走行する走行路６４を有するハウジングと、
(ｂ) 前記ハウジング内の走行路６４に沿って所定間隔互いに離れてハウジング上壁６６から垂設した複数の仕切板６８であって各仕切板６８の板面方向が走行路６４と直交している仕切板６８と、
(ｃ) 前記ハウジング内の走行路６４に沿って所定間隔互いに離れてハウジング下壁７０から突出した複数の仕切板７２であって各仕切板７２の板面方向が走行路６４と直交している仕切板７２と、
を有する。

原料繊維５４は、シール室６０における走行路６４からシール室６０〜熱処理室５６間の繊維走行路７４を経て、熱処理室５６に搬入される。

このシール室６０の構造は、通称ラビリンスシール(例えば、上記特許文献１参照)と呼ばれ、熱処理炉５２の気密性を保つのに有効である。

ハウジング上壁６６から垂設した各仕切板６８間に形成される頂部空間部７６の一には、不活性ガスとして用いられる窒素の供給管７８が外部から挿入されている。この窒素供給管７８には複数の窒素供給孔８０が穿設されている。この窒素供給孔８０を通って供給される窒素により、上記ラビリンスシール構造による外気浸入防止効果に加え、熱処理炉５２内への外気浸入防止効果が更に高められる。

ところで、熱処理炉５２の運転中には、ハウジング下壁７０から突出した各仕切板７２間の底部空間部８２に繊維由来のケバや粉末等の異物８４が堆積する。そのため、熱処理炉５２の休転中には、この異物８４を取り除く清掃をする必要がある。しかし、このシール室６０における清掃作業は作業効率が悪く、ひいては炭素繊維の生産性が低下する。
特開平１１−２９３５２６号公報（特許請求の範囲、段落番号［００２０］）

本発明者は、上記問題を解決するために種々検討しているうちに、ハウジングの下壁に複数の仕切壁を形成し、この仕切壁の走行路方向に沿う断面が上方に突出したジグザグの連続三角波をなす仕切壁とすることにより、シール室の清掃が容易になり、作業効率等の面から炭素繊維の生産性を向上することが出来ることを知得し、本発明を完成するに到った。

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炉のシール室を提供することにある。

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。

〔１〕炉内を水平方向に走行する原料繊維を焼成して炭素繊維にする熱処理炉の原料繊維入口部及び／又は炭素繊維出口部に形成されてなるシール室であって、
前記シール室は、
(Ａ) 繊維がシール室に出入りすると共に同繊維が内部を走行する走行路を有するハウジングと、
(Ｂ) 前記ハウジング内の走行路に沿って所定間隔互いに離れてハウジング上壁から垂設した複数の仕切板であって各仕切板の板面方向が走行路と直交している仕切板と、
(Ｃ) 前記ハウジングの下壁に形成した複数の仕切壁であって、前記仕切壁の走行路方向に沿う断面が上方に突出したジグザグの連続三角波をなす仕切壁と
を有するシール室。

〔２〕各三角波の二斜辺のうち片方の斜辺が、走行路の面に対し４５゜以下の傾斜角を有する〔１〕に記載のシール室。

〔３〕走行路の面に対し４５゜以下の傾斜角を有する斜辺が、炉内に近い斜辺である〔２〕に記載のシール室。

〔４〕シール室のほぼ中央の位置より炉外側では、各三角波の二斜辺のうち炉内に近い斜辺が走行路の面に対し４５゜以下の傾斜角をなし、前記位置より炉内側では、各三角波の二斜辺のうち炉内に遠い斜辺が繊維走行面に対し４５゜以下の傾斜角をなし、シール室底部の炉内側端部に異物仮置ピットが形成されてなる〔２〕に記載のシール室。

本発明のシール室は、前記のように構成したので、シール室の清掃が容易になり、作業効率等の面から炭素繊維の生産性を向上することが出来る。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。

本発明のシール室を有する熱処理炉は、シール室以外は図３に示した従来例の熱処理炉と同様の構成である。

図１は本発明のシール室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、図１(Ａ)中の点線部分ａの拡大図である。

図１(Ａ)中、２は上流側の原料繊維入口部に形成されたシール室である[下流側の炭素繊維出口部にもシール室(不図示)が形成されているが、上流側のシール室２と同様の構造を有するので、以下、代表してシール室２について説明する]。

原料繊維４は、シール室２に出入りすると共に同繊維４が内部を走行する走行路６からシール室〜熱処理室間の繊維走行路８を経て、熱処理室に搬入される。

シール室２は、
(Ａ) 前記走行路６を有するハウジングと、
(Ｂ) 前記ハウジング内の走行路６に沿って所定間隔互いに離れてハウジング上壁１０から垂設した複数の仕切板１２であって各仕切板１２の板面方向が走行路６と直交している仕切板１２と、
(Ｃ) 前記ハウジングの下壁１４に形成した複数の仕切壁１６であって、前記仕切壁１６の走行路６方向に沿う断面が上方に突出したジグザグの連続三角波をなす仕切壁１６と
を有する。

なお、図３(Ｃ)及び(Ｄ)に示した従来例のシール室と同様に、ハウジング上壁１０から垂設した各仕切板１２間に形成される頂部空間部１８の一には、不活性ガスとして用いられる窒素の供給管２０が外部から挿入されている。この窒素供給管２０には複数の窒素供給孔２２が穿設されている。

本例においては、上記仕切壁１６の各三角波の二斜辺のうち片方の斜辺が、走行路の面に対し４５゜以下の傾斜角[図１(Ｂ)中の傾斜角α]を有する。この走行路の面に対し４５゜以下の傾斜角を有する斜辺は、炉内に近い斜辺である。なお、炉内に遠い斜辺の走行路の面に対する傾斜角は、傾斜角βとする[図１(Ｂ)中の例では傾斜角βはほぼ直角(９０゜)である]。

本例のシール室２の構成とすることにより、シール室２の清掃が容易になり、作業効率等の面から炭素繊維の生産性を向上することが出来る。

具体的には、ハウジング下壁１４に形成した複数の仕切壁１６間に形成される底部空間部２４に堆積している繊維由来のケバや粉末等の異物２６は、熱処理炉休転中に例えば熊手型の清掃具を原料繊維入口のスリットから差込んで、同スリットからシール室２外へ掻出すことにより、容易にシール室２から取り除くことが出来る。

図２は本発明のシール室の他の例を示す概略側面断面図である。

図２中、３２は上流側の原料繊維入口部に形成されたシール室である[下流側の炭素繊維出口部にもシール室(不図示)が形成されているが、上流側のシール室３２と同様の構造を有するので、以下、代表してシール室３２について説明する]。

また、図２の例について、シール室３２ハウジングの下壁３４の上方に突出して形成した仕切壁３６及びシール室底部の炉内側端部に形成した異物仮置ピット３８以外の構成は、図１の例と同様であるので、同一箇所に同一参照符号を付してその説明を省略する。

シール室３２ハウジングの下壁３４には、図１の例と同様に、複数の仕切壁３６が形成され、前記仕切壁３６の走行路６方向に沿う断面は上方に突出したジグザグの連続三角波をなしている。また、上記仕切壁３６の各三角波の二斜辺のうち片方の斜辺は、走行路の面に対し４５゜以下の傾斜角を有する。

更に、本例においては、シール室３２のほぼ中央の位置より炉外側では、各三角波の二斜辺のうち炉内に近い斜辺が走行路の面に対し４５゜以下の傾斜角αをなし、前記位置より炉内側では、各三角波の二斜辺のうち炉内に遠い斜辺が繊維走行面に対し４５゜以下の傾斜角βをなし、シール室３２底部の炉内側端部には異物仮置ピット３８が形成されている。

本例のシール室３２の構成とすることにより、シール室３２の清掃が容易になり、作業効率等の面から炭素繊維の生産性を向上することが出来る。

具体的には、シール室３２ハウジングの下壁３４の上方に突出して形成したの各底部仕切壁３６間の底部空間部４０に堆積している繊維由来のケバや粉末等の異物４２は、熱処理炉休転中に例えば熊手型の清掃具を原料繊維入口のスリットから差込んで、シール室３２のほぼ中央の位置より炉外側では、前記スリットからシール室３２外へ掻出し、前記位置より炉内側では、シール室底部の炉内側端部に異物仮置ピット３８へ掻出し、異物が溜った時にピット３８の底部に形成した排出蓋４４から外部に排出させることにより、容易にシール室３２から取り除くことが出来る。

なお、図１の例においては仕切壁の各三角波二斜辺のうち走行路の面に対し４５゜を超える傾斜角βを有する斜辺は、その傾斜角βをほぼ直角としたが、これに限られず、４５゜を超える任意の傾斜角βとすることができる。また、図１の例においては仕切壁の各三角波二斜辺のうち走行路の面に対し４５゜以下の傾斜角αを有する斜辺は、その傾斜角αが２０゜程度である。この２０゜も含め、傾斜角αは１０〜４５゜とすることが好ましい。

図２の場合、三角波はほぼ対称になっているが、考え方は図１の場合と同じである。その他本発明の要旨を変更しない限り、適宜変形して差支えない。

本発明のシール室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、図１(Ａ)中の点線部分ａの拡大図である。本発明のシール室の他の例を示す概略側面断面図である。従来のシール室を有する熱処理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、その正面図であり、(Ｃ)は、前記シール室の側面断面図であり、(Ｄ)は、前記シール室の正面断面図である。

符号の説明

２、３２、６０上流側の原料繊維入口部に形成されたシール室
４、５４原料繊維
６、６４原料繊維がシール室に出入りすると共に内部を走行する走行路
８、７４シール室〜熱処理室間の繊維走行路
１０、６６ハウジング上壁
１２、６８ハウジング上壁から垂設した仕切板
１４、３４、７０ハウジング下壁
１６、３６ハウジング下壁に形成した仕切壁
１８、７６シール室頂部空間部
２０、７８窒素供給管
２２、８０窒素供給孔
２４、４０、８２シール室底部空間部
２６、４２、８４異物
３８異物仮置ピット
４４蓋
５２熱処理炉
５６熱処理室
５８熱処理室側壁
６２下流側の炭素繊維出口部に形成されたシール室
７２ハウジング下壁から突出した仕切板

Claims

炉内を水平方向に走行する原料繊維を焼成して炭素繊維にする熱処理炉の原料繊維入口部及び／又は炭素繊維出口部に形成されてなるシール室であって、
前記シール室は、
(Ａ) 繊維がシール室に出入りすると共に同繊維が内部を走行する走行路を有するハウジングと、
(Ｂ) 前記ハウジング内の走行路に沿って所定間隔互いに離れてハウジング上壁から垂設した複数の仕切板であって各仕切板の板面方向が走行路と直交している仕切板と、
(Ｃ) 前記ハウジングの下壁に形成した複数の仕切壁であって、前記仕切壁の走行路方向に沿う断面が上方に突出したジグザグの連続三角波をなす仕切壁と
を有するシール室。
各三角波の二斜辺のうち片方の斜辺が、走行路の面に対し４５゜以下の傾斜角を有する請求項１に記載のシール室。
走行路の面に対し４５゜以下の傾斜角を有する斜辺が、炉内に近い斜辺である請求項２に記載のシール室。
シール室のほぼ中央の位置より炉外側では、各三角波の二斜辺のうち炉内に近い斜辺が走行路の面に対し４５゜以下の傾斜角をなし、前記位置より炉内側では、各三角波の二斜辺のうち炉内に遠い斜辺が繊維走行面に対し４５゜以下の傾斜角をなし、シール室底部の炉内側端部に異物仮置ピットが形成されてなる請求項２に記載のシール室。