JP4838700B2 - Heat treatment apparatus and heat treatment method - Google Patents
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Description
この発明は、熱処理装置および熱処理方法に関するものである。 The present invention relates to a heat treatment apparatus and a heat treatment method.
従来から、フィルム、シート、繊維など(以下、被処理物という)の長尺物の製造において、被処理物を連続的に熱処理する熱処理装置が知られている。この熱処理装置は、炭素繊維の場合を例にすると、例えばポリアクリロニトリル系繊維からなる前駆体繊維に熱処理室内で連続的に熱処理を施すものである。この際、前駆体繊維の酸化反応によって熱処理室内にシアン化合物、アンモニア、及び一酸化炭素等の分解ガスが発生する。この分解ガスは、回収して燃焼処理などのガス処理をする必要がある。
このような分解ガスが熱処理装置の前駆体繊維の挿通口から熱処理装置外に漏出することを防止するために、熱処理室に隣接してシール室を設け、更にシール室の前駆体繊維の挿通口の外側で被処理物へ向かって熱処理装置外の空気を吹き付けるエアーカーテン手段を設けた熱処理装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、熱処理装置内の温度ムラ抑制のため、熱処理装置の挿通口にスリットを設け、スリットより熱処理装置内もしくは熱処理装置外へ加熱空気を噴出する機構を備えた熱処理装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
In order to prevent such decomposition gas from leaking out of the precursor fiber insertion port of the heat treatment apparatus to the outside of the heat treatment apparatus, a seal chamber is provided adjacent to the heat treatment chamber, and the precursor fiber insertion port of the seal chamber is further provided. There has been proposed a heat treatment apparatus provided with an air curtain means for blowing air outside the heat treatment apparatus toward an object to be processed outside (see, for example, Patent Document 1).
In addition, in order to suppress temperature unevenness in the heat treatment apparatus, a heat treatment apparatus having a mechanism in which a slit is provided at an insertion port of the heat treatment apparatus and heated air is ejected from the slit into the heat treatment apparatus or outside the heat treatment apparatus has been proposed (for example, , See Patent Document 2).
しかしながら、上記従来の熱処理装置では、シール室内に流入する外気の流量を抑制するために被処理物に向けて吹き付ける空気の噴出速度を増加させた場合、例えば、空気を噴出するスリット状のノズルの間隔を保つために配置されたピンや、溶接等の加工によるノズル間隔の寸法誤差等の影響により、前駆体繊維の挿通口からシール室内へ流入する外気の気流が乱れ、シール室内から挿通口へ向かう方向の気流が発生し、シール室内の気体が挿通口からシール室外へ漏出してしまうという課題がある。 However, in the conventional heat treatment apparatus, in order to suppress the flow rate of the outside air flowing into the seal chamber, when the ejection speed of the air sprayed toward the object to be processed is increased, for example, a slit-like nozzle that ejects air is used. The air flow of the outside air flowing from the precursor fiber insertion port into the seal chamber is disturbed due to the pin arranged to maintain the interval and the dimensional error of the nozzle interval due to welding, etc., and from the seal chamber to the insertion port There is a problem in that an airflow in the direction toward the head is generated, and the gas in the seal chamber leaks out of the seal chamber from the insertion port.
そこで、本発明は、被処理物に向けて吹き付ける空気の噴出速度を増加させても、シール室内の気体が外部へ漏出することを防止できる熱処理装置を提供するものである。 Therefore, the present invention provides a heat treatment apparatus that can prevent the gas in the seal chamber from leaking to the outside even when the ejection speed of the air blown toward the object to be treated is increased.
上記の課題を解決するために、本発明は、被処理物を熱処理室内で連続的に熱処理する熱処理装置において、前記熱処理室に連設されたシール室の外壁に前記被処理物を挿通するためのスリット状の挿通口を形成し、前記シール室の外壁に前記挿通口を挟んで一対の加圧室を設け、前記加圧室に前記シール室の外側でかつ前記被処理物に向かって空気を噴出する一対のノズルを設け、前記シール室内に筒状の整流部材を前記挿通口に連続させて設けたことを特徴とする。
このように構成することで、シール室の外側の加圧室の間に気体の流路を形成することができる。また、シール室の挿通口を通過する気体は挿通口に連続して設けられた整流部材の内側も通過する。これにより、挿通口からシール室内へ流入する外気は、加圧室間に形成された流路を通り、さらに挿通口を通過して整流部材の内側を流れる。このとき、加圧室間に形成された流路と整流部材の内側を通過する際の圧力損失によって、挿通口からシール室内へ流入する外気の流れを均一に整流し、シール室内から挿通口を通過して熱処理装置外部へ向かう方向の気体の流れが発生することを防止できる。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a heat treatment apparatus for continuously heat-treating an object to be processed in a heat-treatment chamber, for inserting the object to be processed into an outer wall of a seal chamber provided continuously to the heat-treatment chamber. A slit-shaped insertion port is provided, and a pair of pressure chambers are provided on the outer wall of the seal chamber with the insertion port interposed therebetween, and air is provided in the pressurization chamber outside the seal chamber and toward the object to be processed. A pair of nozzles for jetting is provided, and a cylindrical rectifying member is provided in the seal chamber so as to be continuous with the insertion port.
By comprising in this way, a gas flow path can be formed between the pressurization chambers outside the seal chamber. Further, the gas passing through the insertion port of the seal chamber also passes through the inside of the rectifying member provided continuously to the insertion port. Thereby, the outside air flowing into the seal chamber from the insertion port passes through the flow passage formed between the pressurizing chambers, and further passes through the insertion port and flows inside the rectifying member. At this time, the flow of the outside air flowing into the seal chamber from the insertion port is uniformly rectified by the pressure loss when passing through the flow path formed between the pressurizing chambers and the inside of the rectifying member, and the insertion port is opened from the seal chamber. It is possible to prevent the flow of gas in the direction passing through and toward the outside of the heat treatment apparatus.
また、前記整流部材を着脱自在に設けてもよい。
このように構成することで、ノズルから噴出する空気の噴出速度に応じて整流部材を交換することができる。これにより、熱処理装置に大幅な変更を加えることなく、ノズルから噴出する空気の噴出速度に対応して、挿通口の前後に形成された気体の流路の全長を調整することができる。
Moreover, you may provide the said baffle member so that attachment or detachment is possible.
By comprising in this way, a rectification | straightening member can be replaced | exchanged according to the ejection speed of the air ejected from a nozzle. Thereby, the total length of the gas flow path formed before and after the insertion port can be adjusted in accordance with the ejection speed of the air ejected from the nozzle without significantly changing the heat treatment apparatus.
また、前記熱処理装置が横型熱処理装置であって、前記加圧室を単一の給気路に接続してもよい。
このように構成することで、横型熱処理装置の熱処理室の上下方向に煙突効果による圧力勾配が生じ、これに応じてシール室の圧力を上下方向で異ならせた場合であっても、各上下一対のノズルから噴出する空気の噴出速度を、例えば上下方向に複数設けられた挿通口毎に調整し、シール室の上下方向の圧力差に応じた最適な噴出速度に容易に調整することができる。
The heat treatment apparatus may be a horizontal heat treatment apparatus, and the pressurizing chamber may be connected to a single air supply path.
With this configuration, even when the pressure gradient due to the chimney effect is generated in the vertical direction of the heat treatment chamber of the horizontal heat treatment apparatus and the pressure in the seal chamber is varied in the vertical direction accordingly, The ejection speed of the air ejected from the nozzle can be adjusted, for example, for each of a plurality of insertion ports provided in the vertical direction, and can be easily adjusted to an optimal ejection speed corresponding to the pressure difference in the vertical direction of the seal chamber.
また、本方法発明は、熱処理室に連設されたシール室の外壁にスリット状の挿通口を形成し、この挿通口から被処理物を送入して前記熱処理室内で連続的に熱処理する熱処理方法において、前記熱処理室の圧力に応じて前記シール室内の圧力を調整する工程と、前記シール室の外壁に前記挿通口を挟んで一対の加圧室を設け、前記加圧室に設けられた一対のノズルから前記シール室の外側でかつ前記被処理物に向かって空気を噴出し、前記シール室内への外気の流入を抑制する工程と、前記ノズルから前記空気を噴出する際に、前記空気の噴出速度を前記シール室内の圧力に応じた噴出速度に調整する工程と、前記シール室内に前記挿通口に連続させて設けられた筒状の整流部材の長さを前記空気の噴出速度に応じて調整し、前記挿通口から外部への前記シール室内の気体の流出を防止する工程と、前記被処理物を、前記空気を噴出させた前記ノズルの間を通過させ、前記加圧室の間から前記挿通口および前記整流部材を通過させて前記シール室内へ送入し、さらに前記熱処理室内へ送入して連続的に熱処理する工程と、を有すること特徴とする。
このように熱処理することで、ノズルからの空気の噴出速度および整流部材の長さをシール室内の圧力に応じた最適な長さに設定した状態で被処理物を熱処理することができる。
Further, the present invention is a heat treatment in which a slit-like insertion port is formed in the outer wall of a seal chamber provided continuously to the heat treatment chamber, and an object to be treated is fed from the insertion port and continuously heat-treated in the heat treatment chamber. In the method, a step of adjusting the pressure in the seal chamber according to the pressure in the heat treatment chamber, and a pair of pressurizing chambers are provided on the outer wall of the seal chamber with the insertion port interposed therebetween, and the pressurizing chamber is provided. A step of jetting air from a pair of nozzles toward the object to be processed outside the seal chamber, and suppressing the inflow of outside air into the seal chamber; and when the air is jetted from the nozzle, the air The step of adjusting the jet speed of the pipe to the jet speed according to the pressure in the seal chamber, and the length of the cylindrical rectifying member provided continuously to the insertion port in the seal chamber according to the jet speed of the air Adjust the A step of preventing the gas in the seal chamber from flowing out to the section, and the object to be processed is passed between the nozzles from which the air has been ejected, and between the pressurizing chamber and the insertion port and the rectifying member Passing through the sealing chamber, and further feeding into the heat treatment chamber for continuous heat treatment.
By performing the heat treatment in this way, it is possible to heat treat the object to be processed in a state in which the ejection speed of the air from the nozzle and the length of the rectifying member are set to the optimum length according to the pressure in the seal chamber.
本発明によれば、被処理物に向けて吹き付ける空気の噴出速度を増加させても、シール室内へ流入する外気の流れを均一に整流し、シール室内から挿通口へ向かう方向の気体の流れを防止できるので、シール室内部の気体が外部に流出することを防止できる。 According to the present invention, even if the ejection speed of the air blown toward the object to be processed is increased, the flow of the outside air flowing into the seal chamber is uniformly rectified, and the gas flow in the direction from the seal chamber toward the insertion port is performed. Since it can prevent, it can prevent that the gas in a seal chamber flows out outside.
次に、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、熱処理装置1は箱型の熱処理室2を備えている。熱処理室2には内部に熱風を循環させる図示しない熱風循環装置が連結されている。また、熱処理室2には排気口30が設けられている。排気口30は排気路31を介してファン14に接続されている。排気路31の途中には、例えばバルブ等の流量調節機構13が設けられている。ファン14は外部の図示しないガス回収処理装置に接続されている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the
熱処理室2の図示左右両側の外壁3,3には、シール室4,4がそれぞれ連設されている。シール室4,4の外壁5,5には被処理物、例えばポリアクリロニトリル系繊維からなる前駆体繊維Aを挿通するためのスリット状の挿通口7,7´がそれぞれ設けられている。同様に、熱処理室2の外壁3,3にもシール室4,4の挿通口7,7´に対応して挿通口6,6´が設けられている。熱処理室2の挿通口6,6´とシール室4,4の挿通口7,7´は、シール室4,4の上下方向にそれぞれ3段設けられている。
シール室4,4の内部には、上下方向に各3段設けられた挿通口7,7´を別々の区画4a,4b,4cに分割する仕切り板12が設けられている。また、シール室4,4は排気口15,15を備え、排気路32,32を介して排気ファン17,17に接続されている。排気路32,32の途中には、例えばバルブ等の流量調節機構16が設けられている。図2に示すように、排気口15はシール室4,4を仕切り板12で分割した区画4a,4b,4cに各々設けられている。各排気口15に接続された排気路33には、例えばバルブ等の流量調節機構34が各々設けられている。
ここで、シール室4の前駆体繊維Aの走行方向の長さLsは繊維の性状、室内の清掃やメンテナンス作業性等を考慮して適宜決定される。
Inside the
Here, the length Ls of the precursor fiber A in the running direction of the
シール室4,4の外壁5,5には、挿通口7,7´を挟むように上下に一対の加圧室9a,9bが設けられている。上下の加圧室9a,9bにはそれぞれ前駆体繊維Aが通過する側に対向して一対のノズル10a,10bが設けられている。ノズル10a,10bは、圧力印加の点で好ましい加圧室9a,9bの前端コーナー部分に取り付けられている。これら加圧室9a,9bおよびノズル10a,10bにより、各挿通口7,7´の外側にエアーカーテン手段8が構成されている。
A pair of pressurizing
図2〜図4に示すように、エアーカーテン手段8の上下の加圧室9a,9bは単一の給気路35に接続され、給気路35には、例えばバルブ等の流量調節機構21が設けられている。各流量調節機構21はさらに共通給気路37を介して給気ファン24に接続されている。また、ノズル10a,10bは、挿通口7,7´から外側に向かい、挿通口7,7´から送入、送出される前駆体繊維Aに向けて配置された2枚の板材により、両板材間に形成されている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the upper and lower pressurizing
エアーカーテン手段8に接続された単一の給気路35はエアーカーテン手段8内部で上下の加圧室9a,9bに分岐している。エアーカーテン手段8内部の給気路35の分岐点には、供給された空気を上下の加圧室9a,9bに均一に分配するように、頂点を分岐点に向けて配置された断面略三角形状の分配板25が設けられている。
A single
図3、図5に示すように、エアーカーテン手段8の加圧室9a,9bに設けられたノズル10a,10bの手前には、多数の孔が形成されたスクリーン状の整流手段として多孔板18,19が設けられている。多孔板18,19の上下にはレール38が設けられ、多孔板18,19の上端部および下端部がレール38によって挟持され固定されている。ここで、多孔板18,19の開口率及び設置数は、加圧室9a,9bの幅と高さの比やノズル10a,10bからの空気の噴出速度Vs等に従って適宜決定する。
As shown in FIGS. 3 and 5, a
図6に示すように、エアーカーテン手段8の加圧室9a,9bはフランジ部36,36を介し、図示しないボルト等の取り外し可能な係止具によってシール室4の外壁5に固定されている。加圧室9a,9bのシール室4側には、筒状の整流部材40がフランジ部41,41を介して、例えば、ボルト等の締結具により着脱自在に固定されている。これにより、図3に示すように、挿通口7,7´を挟んでシール室4の外側および内側に、シール室4外からシール室4内へ流れる気体の流路が、加圧室9a,9bおよび筒状の整流部材40によって連続的に形成されている。ここで、この流路の全長である流路長Laは、前駆体繊維Aの走行方向の加圧室9a,9bの長さと、整流部材40の長さLbの和となっている。流路長Laは後述する要素を考慮して適宜決定する。
As shown in FIG. 6, the pressurizing
また、図1に示すように、シール室4,4の外壁5,5の外側には挿通口7、7´の高さに対応して前駆体繊維Aを掛け渡すロール11が配置されている。ロール11の回転軸は図示しないモータ、コントローラ、電源等に接続され、自在に回転可能となっている。また、ロール11の表面は前駆体繊維Aに動力を伝達するのに適した摩擦係数を有している。
Moreover, as shown in FIG. 1, the
次に、この実施の形態の作用について説明する。
図1に示すように、複数の前駆体繊維Aが紙面に垂直方向に平行に揃えられた状態で熱処理装置1の図示左側のシール室4の最上段の挿通口7から送入される。次いで、前駆体繊維Aは熱処理室2の外壁3の挿通口6を通過し、熱処理室2の対抗する外壁3の挿通口6’から送出される。さらに、前駆体繊維Aは熱処理室2に連接されたシール室4の外壁5の挿通口7’を通過して熱処理装置1の外部に送出される。熱処理装置1の外部に送出された前駆体繊維Aはシール室4の外部のロール11に巻き掛けられるようにして折り返され、送出された挿通口7’の一つ下の挿通口7’から、再び熱処理装置1内部に送入される。
Next, the operation of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, a plurality of precursor fibers A are fed from the
再び熱処理装置1内部に送入された前駆体繊維Aは、逆向きに同様の経路を経て熱処理装置1の外部に送出され、熱処理装置1外部のロール11に再び巻き掛けられ折り返される。このように、前駆体繊維Aはロール11によって熱処理装置1の外部で繰り返し折り返されながら、熱処理装置1に繰り返し送入、送出され、蛇行するようにして熱処理装置1の内部を通過する。このとき、前駆体繊維Aにはロール11の回転とロール11表面の摩擦によって動力が与えられ、図1の矢印X方向に連続的に送り出されている。
The precursor fiber A fed into the
一方、熱処理室2の内部には図示しない熱風循環装置によって熱風が循環し、例えば200℃〜300℃の温度に保たれている。したがって、熱処理室2内部に連続的に繰り返し送入された前駆体繊維Aは、熱処理室2内で徐々に熱処理されていく。この際、前駆体繊維Aの酸化反応によって熱処理室2内にシアン化合物、アンモニア、及び一酸化炭素等の分解ガスが発生する。発生した分解ガスは、熱処理室2に設けられた排気口30から排気ファン14によって排出され、外部のガス回収処理装置によって回収され処理される。
また、排気ファン14による排気量の調整は、例えばバルブ等の流量調節機構13により行うことができる。
On the other hand, hot air circulates inside the
Further, the adjustment of the exhaust amount by the
また、シール室4,4の内部は、排気ファン17,17によって内部の気体を吸引することで負圧となっている。また、熱処理室2内部には加熱されることによって上部が高圧で下部が低圧となる上下方向の圧力分布が生じる。
ここで、シール室4,4の各区画4a,4b,4c内の圧力を、熱処理室2内の上下方向の圧力分布に応じて、シール室4,4内から熱処理室2内への気体の流入、または熱処理室2内からシール室4,4内への気体の流出を最小限にし、かつシール室4,4の挿通口7,7´から外部へのシール室4,4内の気体の流出を防止することができる圧力に調整する。
Further, the inside of the
Here, the pressure in each of the
このとき、区画4a,4b,4cに各々設けた排気口15から排出される気体の流量を流量調節機構34によって調節することで、各区画4a,4b,4cの圧力を個別に調整することができる。よって、シール室4,4の各区画4a,4b,4cの圧力を熱処理室2の上下方向の圧力分布に応じた適正な圧力に個別に調整することができる。
At this time, the pressure of each of the
また、負圧となったシール室4,4内への外気の流入を抑制するために、図2に示すように、熱処理装置1外部の空気を給気ファン24によってエアーカーテン手段8の上下の加圧室9a,9bに供給し、ノズル10a,10bからシール室4,4の外側でかつ前駆体繊維Aに向かって空気を噴出することによってエアーカーテンを形成する。
Further, in order to suppress the inflow of the outside air into the
エアーカーテン手段8に接続された単一の給気路35から供給された空気は、図4に示すように、エアーカーテン手段8内部の給気路35の分岐点に設けられた分配板25によって上下に均一に分配され、加圧室9a,9bに供給される。上下の加圧室9a,9bに分配された空気は多孔板18,19を通過するときに圧力損失によって均一に整流される。このとき、多孔板18,19等を複数設置したことで、開口率がより小さい多孔板等を1枚設置するよりも圧力損失を低く抑制しつつ、エアーカーテンの噴出しムラを抑制することができる。
As shown in FIG. 4, air supplied from a single
上下均一に分配され整流された空気はノズル10a、10bの先端の上下の噴出口から略等しい噴出速度Vsで噴出され、前駆体繊維Aに上下から衝突するエアーカーテンを形成する。ここで、各エアーカーテン手段8のノズル10a,10bから噴出する空気の噴出速度Vsを、シール室4,4の区画4a,4b,4c内の圧力に応じた適切な噴出速度に調整する。
ここで、以下の実験では図1に示す実際の熱処理装置1に替えて、図11に示す熱処理室2を有さない模式的な構造の測定装置100を用いて、空気の噴出速度Vs、気体流路長さLa、および外気の流入速度Voの測定を行った。シール室4の挿通口6、挿通口7はそれぞれ開口長さ2000mm(図面奥行き方向の長さ)、開口高さDnを40mmとした。ノズル10a、10bの開口部は開口長さ2000mm(図面奥行き方向の長さ)、開口幅Wnを2mmとした。ノズル10a、10bの水平面に対する角度θはそれぞれ30°とした。
また、挿通口7から気体が流入するか流出するかは、ガステック社製スモークテスタを用い、煙の流れる方向を観察して確認した。また、空気の噴出速度Vsはカノマックス社製アネモマスター6071風速計を用いて測定した。
また、外気の流入速度Voは、直接測定することが困難なので、カノマックス社製アネモマスター6141風速計を用いて、排気ファン17による排気量及び挿通口6からの流入量を測定し、その差より算出した。シール室4内の圧力は山本電気製作所社製マノスターゲージ微差圧計を用いて測定した。
測定したシール室4,4の内圧と、それに対応する適切な噴出速度Vsとの関係の一例を下記の表1および図7に示す。
The air that is uniformly distributed in the vertical direction and rectified is ejected from the upper and lower jet outlets at the tips of the
Here, in the following experiment, instead of the actual
Whether the gas flows in or out of the
In addition, since it is difficult to directly measure the inflow velocity Vo of the outside air, the amount of exhaust by the
An example of the relationship between the measured internal pressure of the
表1および図7よりシール室4,4の内圧が低いほど、噴出速度Vsを大きくする必要があることが分かる。
ここで、図2に示すように、熱処理装置1ではエアーカーテン手段8の加圧室9a,9bを単一の給気路35に接続したことにより、各給気路35に備えられた流量調節機構21を調節し、各エアーカーテン手段8の上下のノズル10a,10bから噴出する空気の風速を同時に調節することができる。したがって、従来と比較して挿通口7,7’毎の風速の微調整が容易となる。また、各挿入口7,7’のエアーカーテン手段8のノズル10a,10bから噴出する空気の噴出速度Vsを、シール室4,4内の圧力に応じた適切な値に個別に設定することができる。
It can be seen from Table 1 and FIG. 7 that the lower the internal pressure of the
Here, as shown in FIG. 2, in the
したがって、本実施の形態によれば、熱処理装置1の熱処理室2の上下方向に煙突効果による圧力勾配が生じ、これに応じてシール室4,4の圧力を上下方向で異ならせた場合であっても、各上下一対のノズル10a,10bから噴出する空気の噴出速度Vsを、上下方向に複数設けられた挿通口7,7´毎に調整し、各区画4a,4b,4cの内圧に応じた最適な噴出速度Vsに容易に調整することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the pressure gradient due to the chimney effect is generated in the vertical direction of the
ここで、さらにノズル10a,10bから噴出する空気の噴出速度Vsに応じて整流部材40の長さLbを調整する。
図8は、長さLbが異なる整流部材40を複数用意し、整流部材40を交換することにより気体の流路長Laを下記の表2に示すように変化させたときの空気の噴出速度Vsと、シール室4の挿通口7,7´から流入する外気の流入速度Voとの関係の一例を表している。グラフ中、菱形の点は気体の流路の長さLaを220mmとしたときのデータを、四角形の点は325mmとしたときのデータを、三角形の点は430mmとしたときのデータをそれぞれ表している。
Here, the length Lb of the rectifying
FIG. 8 shows the air ejection speed Vs when the gas flow path length La is changed as shown in Table 2 below by preparing a plurality of rectifying
シール室4の内圧に応じてノズル10a,10bから噴出する空気の噴出速度Vsを増加させても、図8に示すように、外気の流入速度Voは上昇してしまうが、整流部材40を交換し、気体の流路長Laの長さを430mmとすることで、外気の流入速度Voを目標とする流入速度、例えば略0.2m/s以下の目標ラインTまで減少させることができる。これにより、熱処理装置1ではシール室4,4内へ流入する外気の気流を整流し、シール室4,4内から挿通口7,7´へ向かう方向の気体の流れが発生することを防止できる。
また、下記の表3および図9は、表2および図8のデータと同様のデータを用い、気体流路長さLaと外気の流入速度Voの関係の一例を表したものである。
Even if the ejection speed Vs of the air ejected from the
Table 3 and FIG. 9 below show an example of the relationship between the gas flow path length La and the outside air inflow velocity Vo using data similar to the data in Table 2 and FIG.
図9に示すグラフ中、菱形の点は噴出速度Vsを6m/sとしたときのデータを、四角形の点は噴出速度Vsを10m/sとしたときのデータを、三角形の点は噴出速度Vsを15m/sとしたときのデータを表している。図9に示すように、ノズル10a,10bからの空気の噴出速度Vsを一定とした場合、気体流路長さLaを長くすることで外気の流入速度Voを減少させ、例えば略0.2m/sの目標ラインT以下まで減少させることができる。これにより、熱処理装置1ではシール室4,4内へ流入する外気の気流を整流し、シール室4,4内から挿通口7,7´へ向かう方向の気体の流れが発生することを防止できる。
In the graph shown in FIG. 9, diamond points indicate data when the ejection velocity Vs is 6 m / s, square points indicate data when the ejection velocity Vs is 10 m / s, and triangle points indicate the ejection velocity Vs. Represents the data when is set to 15 m / s. As shown in FIG. 9, when the jetting speed Vs of air from the
図10はノズル10a,10bからの空気の噴出速度Vsと気体流路長さLaが、外気の流入速度Voに与える影響の一例を示している。図中、丸印は外気の流入速度Voが目標値である略0.2m/s以下となり、シール室4,4内の気体が熱処理装置1の外部へ漏出することを防止できたことを示している。また、丸印〜三角印は臨界点を、X印は目標値である略0.2m/s以下を達成できなかったことを表している。すなわち、これらX印の値において、熱処理装置1ではシール室4,4内の気体が挿通口7,7´から熱処理装置1の外部へ漏出することを示している。図10に示すように、噴出速度Vsを増加させても、気体流路長さLaを増加させることで、流入する外気を整流し、シール室4,4内から挿通口7,7´へ向かう方向の気体の流れが発生することを防止できる。
FIG. 10 shows an example of the influence of the air ejection speed Vs and the gas flow path length La from the
以上に説明したように、熱処理装置1では、シール室4,4の挿通口7,7´の前後に加圧室9a,9bおよび整流部材40により気体の流路を設け、流路長Laを噴出速度Vsに応じた適切な長さとすることで、シール室4,4内へ流入する外気の流れを均一に整流し、シール室4,4内から挿通口7,7´へ向かう方向の気体の流れが発生することを防止できる。
As described above, in the
また、上述のような工程で熱処理することで、熱処理時に熱処理室2からシール室4,4への気体の流出およびシール室4,4から熱処理室2への気体の流入を最小限にし、熱処理装置1外からシール室2内へ流入する外気の流入速度Voを低減し、シール室4,4内から挿通口7,7´へ向かう方向の気体の流れが発生することを防止しつつ、前駆体繊維Aを連続的に熱処理することができる。
Further, by performing the heat treatment in the above-described steps, the outflow of gas from the
したがって、本実施の形態によれば、シール室4,4の内圧に応じて前駆体繊維Aに向けて吹き付ける空気の噴出速度Vsを増加させても、シール室4,4内から挿通口7,7´へ向かう方向の気体の流れを防止できるので、シール室4,4内の気体が熱処理装置1外に流出することを防止できる。
また、整流部材40を着脱自在に設けたことで、例えば、エアーシール手段8の大きさを変更するなど熱処理装置1に大幅な変更を加えることなく、ノズル10a,10bから噴出する空気の噴出速度Vsに対応して整流部材40の長さLbを変更し、気体の流路の長さLaを調整することができる。
加えて、熱処理時に熱処理室2からシール室4,4への気体の流出およびシール室4,4から熱処理室2への気体の流入を最小限にし、熱処理装置1外からシール室2内へ流入する外気の流入速度Voを抑制することで、熱処理装置1の熱効率を向上させることができる。
Therefore, according to the present embodiment, even if the ejection speed Vs of the air blown toward the precursor fiber A is increased according to the internal pressure of the
In addition, by providing the rectifying
In addition, the outflow of gas from the
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、状況に応じて前駆体繊維を上下方向一段〜数十段で走行させることができる。また、整流部材は縦型熱処理装置に用いてもよい。
また、本実施形態では、ポリアクリロニトリル系繊維からなる前駆体繊維を耐炎化処理する場合について説明したが、その他の被処理物について本発明の熱処理装置を使用することも可能である。
In addition, this invention is not restricted to embodiment mentioned above, A precursor fiber can be made to drive | work in the up-down direction one step-dozens of steps according to a condition. The rectifying member may be used in a vertical heat treatment apparatus.
Moreover, although this embodiment demonstrated the case where the precursor fiber which consists of polyacrylonitrile-type fiber was flame-proofed, it is also possible to use the heat processing apparatus of this invention about another to-be-processed object.
また、挿通口の上下の開口寸法は、前駆体繊維が接触することなく通過できる範囲で可能なかぎり狭くすることが好ましい。これは挿通口を通した気体の流通が起こりにくくなるためである。従って各挿通口は開口寸法が上下方向に調節可能なスリットであることが好ましい。 Moreover, it is preferable to make the upper and lower opening dimensions of the insertion opening as narrow as possible within a range in which the precursor fiber can pass without contacting. This is because it is difficult for gas to flow through the insertion opening. Therefore, each insertion port is preferably a slit whose opening size can be adjusted in the vertical direction.
また、エアーカーテン手段は幅方向の両端から気体が供給される構造であってもよい。また、仕切り板は、シール室の全段を区画するように各段に設けなくてもよい。また、熱処理室に備えた排気ファンによって排気することでシール室4内を負圧とすることが可能なら、シール室には排気口及び排気ファンを備えていなくても良い。また、エアーカーテンに供給される気体は空気でなくてもよい。
The air curtain means may have a structure in which gas is supplied from both ends in the width direction. Moreover, the partition plate does not need to be provided in each stage so as to partition all stages of the seal chamber. Further, if the inside of the
1 熱処理装置
2 熱処理室
4 シール室
5 外壁
7 挿通口
7´ 挿通口
9a 加圧室
9b 加圧室
10a ノズル
10b ノズル
35 給気路
40 整流部材
A 前駆体繊維(被処理物)
Lb 整流部材の長さ
1
4 Sealing chamber
5
35
Lb Length of rectifying member
Claims (4)
前記熱処理室の圧力に応じて前記シール室内の圧力を調整する工程と、
前記シール室の外壁に前記挿通口を挟んで一対の加圧室を設け、前記加圧室に設けられた一対のノズルから前記シール室の外側でかつ前記被処理物に向かって空気を噴出し、前記シール室内への外気の流入を抑制する工程と、
前記ノズルから前記空気を噴出する際に、前記空気の噴出速度を前記シール室内の圧力に応じた噴出速度に調整する工程と、
前記シール室内に前記挿通口に連続させて設けられた筒状の整流部材の長さを前記空気の噴出速度に応じて調整し、前記挿通口から外部への前記シール室内の気体の流出を防止する工程と、
前記被処理物を、前記空気を噴出させた前記ノズルの間を通過させ、前記加圧室の間から前記挿通口および前記整流部材を通過させて前記シール室内へ送入し、さらに前記熱処理室内へ送入して連続的に熱処理する工程と、を有すること特徴とする熱処理方法。 In the heat treatment method in which a slit-shaped insertion port is formed in the outer wall of the seal chamber continuously provided in the heat treatment chamber, and an object to be treated is sent from the insertion port and continuously heat-treated in the heat treatment chamber,
Adjusting the pressure in the seal chamber according to the pressure in the heat treatment chamber;
A pair of pressurizing chambers are provided on the outer wall of the seal chamber with the insertion opening interposed therebetween, and air is ejected from the pair of nozzles provided in the pressurizing chamber to the outside of the seal chamber and toward the object to be processed. Suppressing the inflow of outside air into the seal chamber;
Adjusting the ejection speed of the air to the ejection speed according to the pressure in the seal chamber when ejecting the air from the nozzle;
The length of the cylindrical rectifying member provided continuously to the insertion port in the seal chamber is adjusted according to the air ejection speed to prevent the gas in the seal chamber from flowing out from the insertion port to the outside. And a process of
The object to be treated is passed between the nozzles through which the air is blown, and the insertion port and the rectifying member are passed from between the pressurizing chambers to be fed into the seal chamber, and further, the heat treatment chamber A heat treatment method characterized by comprising the steps of:
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