JPH0686702B2 - 線状物またはシ−ト状物の処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、線状物またはシート状物の処理装置に関す
る。

さらに詳しくは、線状またはシート状の被処理物を連続
的に導入、導出する開口部を有していて、処理装置内部
にては加圧下もしくは減圧下にて該被処理物に何らかの
処理、例えば加熱下での処理を施す処理装置に関するも
のであって、特に被処理物の性質上、該被処理物に損傷
を与えることなく、上記開口部をシールすることが必要
とされる、例えば繊維、糸条、糸状物、布帛、フェル
ト、フィルム等の熱処理炉、乾燥炉、あるいは炭素繊
維、黒鉛化繊維等を製造するための焼成炉、予熱炉等
（以下、これらを総称して、熱処理炉と言う）に代表さ
れる線状物またはシート状物の処理装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

通常、前記した如き熱処理炉にあっては、例えば加圧さ
れた炉内において、空気、スチーム、もしくはその他の
ガスを熱媒体として、被処理物に何らかの高温状態での
処理、例えば、焼成、乾燥、延伸、熱セット等を施すこ
とが行なわれているものである。

そして、その際、被処理物の炉内への導入、導出のため
に設けられている熱処理炉の開口部には抵抗を設けて、
該炉内への空気の流入もしくは炉内からの媒体ガスの流
出を極力抑えるようにし、シールすることによって、炉
内圧を適性に維持し、炉内温度の適正化、均一化を図
り、適性に処理された高品質な被処理物を得んとするの
が通常である。むろん、かかる開口部のシールは、上記
品質上のことばかりか、省エネ、省ガス、低コスト化に
も直ちにつながり、実際工業上は多大な意義を有するも
のとなっている。

従来、この種の熱処理炉の開口部において、被処理物に
対して非接触にてシールするものとしてラビリンスシー
ル機構が広く用いられている。

ラビリンスシール装置は、一般に、ガスが流れようとす
る方向（被処理物の通過方向と一般的に等しい方向）に
直角に配置された仕切り板と、これによって仕切られた
溝空間とで構成され、該仕切り板１枚毎に発生する圧力
損失がガス流に対する抵抗として働き、流出、流入ガス
量を低減せしめるものである。

しかしながら、かかる従来用いられてきたラビリンスシ
ールでは、前記溝空間が被処理物の通過方向と直角な方
向に連続的に配置されることとなり、流出、流入ガスの
流れの一部は、該溝空間に沿って流れて被処理物に対し
その進行方向と直角に当り、これが、該被処理物に乱
れ、バタツキを与えて被処理物をして仕切り板に接触さ
せて損傷を与えてしまい、低品質化を招くという不都合
を有していた。

一方、このような不都合を避けるためには、ラビリンス
シールの仕切り板と被処理物との間隔を広くとらなけれ
ばならないという欠陥があり、これはシール効果の低下
につながるものであった。

しかして、かかる点によりラビリンスシールの広幅化、
多段化も図られることになるが、一般にラビリンスシー
ル装置自体、仕切り板と溝を形成する上で、製作コスト
が高くつくこと、重いので被処理物を通すときやトラブ
ル発生時の操作性が悪い、装置上大がかりとなる等の欠
点を有しているものであって、このような制約や、ある
いは処理装置全体のスペース上や、連続プロセス上の制
約もあって、広幅化、多段化については限定されること
も多くあり、高品位な処理物を効率良く得るという重大
な目的を達成するための十分なシールができないという
問題が、依然として解決できずに存在するものであっ
た。

一方、本発明に係るような損傷を受け易い被処理物を処
理する上で、接触してシールする方法あるいは装置とし
て、例えば、特開昭53-86896号公報に示されている如
く、柔軟な弾性材からなる一対のシールローラを被処理
物に密接回転する方法がある。上記公報に記載された技
術は、被処理物自身が通気性を有する低物性品の場合は
有効であるが、被処理物が毛羽，傷等の損傷を受けると
製品としての価値が低下する、例えば高物性の炭素繊維
や、VTR用フィルム、コンデンサ用フィルム等製造用の
熱処理炉には採用しにくい。

また、特開昭57-117624号公報に提案された方法は、表
面が波型の黒鉛擦過板により、繊維束を加圧しながら滑
動することによりガスシールするものであるが、該擦過
板で糸道を無理に曲げる上、不連続的な振動を繊維束に
与えるため、単糸切れによる毛羽発生は免れ難い。

更にまた、特開昭59-173362号公報に示されるシール装
置は、ラビリンスシール部に取付けた仕切り板が被処理
物の進行方向、あるいは進行方向及びその反対方向に可
動自在に取付けられており、かつ被処理物と共に移動
し、その間に被処理物を挟んで該ラビリンスシール部を
通る二枚の無端ベルトを備えているものである。しかし
ながら、上記のシール装置は、熱処理温度が無端ベルト
の耐熱温度以下に限定される上、大型熱処理炉において
は、前記無端ベルト長が長大になる、ロール本数が多数
必要となる等の欠点を有している。

上記のようなシール機構に関する問題点は、むろん、加
圧下ばかりか減圧下にて何らかの処理を施そうとする処
理装置においても、同様に存在するものである。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、上記したような点に鑑み、従来シール
技術の欠点を改善し、特に、被処理物の通過のために開
口部が設けられている処理装置内にて加圧下もしくは減
圧下にて該被処理物を処理するに際して、高品質、高品
位な加工結果を得るに必要な該開口部におけるシール性
が大幅に向上させてなる線状物またはシート状物の処理
装置を提供せんとすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成する本発明の線状物またはシール状物の
処理装置は、次の構成からなる。

すなわち、通過する線状またはシート状の被処理物を、
加圧下もしくは減圧下にて処理する処理装置であって、
該被処理物が通過する開口部には、下記（ａ）〜（ｄ）
の構成を有するシール装置を設けてなることを特徴とす
る線状物またはシート状物の処理装置。

（ａ）二次元的に空間が仕切り材により仕切られてなる
セルを上記被処理物が通過する方向と実質的に同一方向
である第１の方向および実質的に同一方向でない第２の
方向の２方向下に実質的に連続して多数個存在せしめて
なるセル材料と、 （ｂ）該セル材料の片面側を閉塞するパネルとから構成
されるセル部材を、 （ｃ）該セルの開放面を、固定物体もしくは糸条ととも
に移動する物体に対向せしめ、かつ該対向する前記開放
面と固定物体もしくは移動物体との間には、前記被処理
物が通過可能に間隙を形成させてなるとともに、 （ｄ）当該被処理物が、前記仕切り材とは非接触に、前
記固定物体もしくは移動物体とは接触して通過するよう
に配設してなるシール装置。

ここで述べる固定物体とは、開口部において固定されて
被処理物をガイドするガイド板、ガイドバー等をいい、
移動物体とは、被処理物の通過速度と同一な表面速度を
有するよう積極的に回転する能力のあるローラや回転ガ
イド、積極的に回転しないが被処理物と接触し、被処理
物の移動により従動的に回転するローラや回転ガイド、
あるいはまた被処理物を積載して移動するコンベヤベル
ト等をいう。

本発明のさらに好ましい態様は、以下の説明に従って、
順次明らかになる。

〔実施例と作用〕

以下、本発明の線状物またはシート状物の処理装置につ
いて図面等に基づき、さらに詳しく説明する。

第１図および第２図は、本発明の処理装置の好ましい一
実施態様例を説明するものであり、特に要部としてシー
ル部付近を示したもので、第１図は該シール部付近の縦
断面概略図、第２図は第１図におけるＺ−Ｚ矢視概略断
面図である。

第１図、第２図において、被処理物１は炉開口部2aを経
て、処理装置たる例えば熱処理炉２内へ導入されて、加
圧下もしくは減圧下での所望の処理が施される。炉開口
部2aには、シール装置10が設けられており、かかるシー
ル装置10は、二次元的に空間を仕切り材11a、11bにより
仕切ってなるセル12を、被処理物１が通過する方向Ａと
実質的に同一方向である第１の方向および実質的に同一
方向でない第２の方向の２方向下に実質的に連続して多
数個存在せしめてなるセル材料３と、該セル材料３の片
面側を閉塞するパネル13とから構成されるセル部材４
を、セル12の開放面を、平板状の固定ガイド20に対向せ
しめ、かつ該対向する前記開放面と固定ガイド20との間
には、被処理物１が通過可能に間隙εを形成させてなる
とともに、該被処理物１が、前記仕切り材11a、11bとは
非接触して、前記固定ガイド20とは接触して通過するよ
うに配設してなるものである。

セル部材４は、側面には側板14、前面には前板15がそれ
ぞれ設けられており、また、セルの深さは仕切り材深さ
ｈと実際上等しいものとなる。

仕切り材により仕切られてなるセル12の形状は、円形
状、多角形状、大小とりまぜた円形もしくは多角形状
等、特に限定はされないが、製作上の容易さ等から言え
ば、連続的もしくは不連続的に平行部を有する仕切り板
と、この仕切り板と交差する方向に少なくとも１個以上
配置された仕切り板とでかかる仕切り材を構成してなる
ものが簡便であって、第２図に示したような六角形状、
第３図A,Bに示したような四角形状等がよく，あるいは
市販のアルミニウム、石綿、塩ビ、セラミックス製等の
ハニカム材等を用いても目的とするセル材料３を容易に
構成し得るものである。

パネル13、側板14、前板15も金属、プラスチック等の適
宜な板を用い、前記ハニカム材と共に耐熱接着材で接合
して構成すれば、シール上望ましく、かつ軽量化、コス
トダウンが図れる。

なお、本シール装置10を構成する上で、仕切り材は、少
なくとも一部においてはガスの流れに対して直角な辺の
部分を持つように構成すること、すなわち、第２図に例
示した如き配置態様になすことが、より一層シール効果
を高める上で望ましく、固定ガイド20の被処理物１が接
触する表面は可能な限り摩擦係数の少ない表面、例え
ば、セラミック、梨他メッキ仕上、テフロン等が好まし
い。

また、シール装置10を上下二つ割り可能とし、片方の固
定ガイド20は、熱処理炉２へ固定金具21で固定し、他方
のセル部材４は、ヒンジ等で回転可能な構造にしておく
と、処理開始時やトラブル発生時に、被処理物１を熱処
理炉２に対して導入導出し易い、処理系外に除去し易
い、等の操作上の利点がある。

上記実施例においては、固定物体として平板状のガイド
を図示したが、バー状の固定ガイドにおいても同様な態
様が可能である。

上記態様において、本発明者らの知見によれば、対向す
る仕切り材間隙ε（mm）は狭いほどシール効果が大き
く、少なくとも10mm以下とするのが好ましく、さらに、
平行部を有する仕切り板を用いるときには、第３図A,B
に示した平行部を有する平行辺間隔Ｓ（mm）、仕切り板
深さｈ（mm）が次式を満足するように構成するのが好ま
しい。

0.1＜h/S＜0.4 かかる前式については、第３図の四角形状セルの場合の
みでなく、もちろん、六角形状等の平行部を有するセル
形状の場合全てに適用されるものである。また、上記式
はガスの流れる方向に対して直角な辺11aだけでなく、
たとえば第３図の11bのようにガスの流れる方向に対し
て直角方向に存在するものでない平行辺にも適用できる
ものであり、そのように構成することにより一層高いシ
ール効果が得られるものである。

第４図は、本発明の処理装置の他の好ましい態様例を説
明するものであり、第１図と同じく要部としてシール部
付近を示したものである。すなわち、第１図に示したよ
うな態様では、被処理物１が固定ガイド20に接触して擦
過するので損傷を受け易くなるので、第４図に示すよう
に、前記固定ガイド20の代りに回転ローラ22を用いてこ
の欠点を防止するものである。

本装置の回転ローラ22は、被処理物１をガイドするもの
であって、積極的に駆動するものであっても、また被処
理物１の移動に従って従動的に回転するものであっても
よいが、被処理物１とこれに接触するガイド部22との間
の相対速度がないので、非接触シール装置と殆ど遜色な
い良い加工結果を得ることができる。

さらに第５図は、本発明の処理装置の他の好ましい態様
例を説明するものであり、同じく要部としてシール部付
近を示したものである。

本実施例においては、移動物体がコンベアベルト30であ
る場合を示すもので、被処理物１は、該コンベアベルト
30上に、積載された状態で熱処理炉２の開口部2aから導
入され、処理後他方の開口部から導出される。

第５図においては、コンベアベルト30を介して下側にも
セル部材４を対称的に配設した図で示したが、このよう
な態様は特にコンベアベルト30が通気性を有し、比較的
厚みを有する、例えばメッシュベルトやフェルトに対し
てシール上有効である。コンベアベルト30が通気性のな
い場合は、下側のセル部材４の代りに第４図に示したあ
て板23で開口部2aとの隙間を狭くしても良い。

なお、第５図で示す態様例において、コンベアベルト30
が通気性を有する場合は、本シール装置10を構成する上
で、対状に配設されるセル部材どうしで、多数のセルを
形成している仕切り材が実質的に相互に一致した位置関
係にて向い合うように配設することが好ましい。

上述の態様例においては、全てシール装置10を開口部2a
の炉外側へ取付けた例で示したが、場合によっては炉内
側もしくは両側へ取付けることもできる。

また、同じく上述の態様例では、被処理物１が処理装置
内にて水平に処理される場合を示したが、本発明の処理
装置は、被処理物の導入出あるいは処理時の方向には無
関係に有効であって、特に、被処理物が垂直方向に処理
される場合には、炉内雰囲気ガスの煙突効果（流体の密
度差により、上方に流体がもれ出す現象）を解消、軽減
化する上でも大きな威力を発揮するものである。

更にまた、前記実施例において、セル材料３の片面側を
閉塞するパネル13が多孔質体で構成され、該パネル13と
セル３を介して流体を供給もしくは排除することによ
り、よりシール能力を向上せしめることも可能である。

〔効果〕

以上説明したように、加圧下もしくは減圧下で何らかの
処理をせんとする場合、処理装置の開口部をシールする
上で、本発明にかかる装置では、二次元的なシール機構
を採用してなるものであるため、幅方向へもラビリンス
効果を発揮し得る上、被処理物を片側からガイドできる
ため、被処理物へ与える流出、流入ガス流に基づく乱れ
を著しく低減できるものであって、被処理物が仕切り材
により受ける損傷を低減できる、あるいは、仕切り材間
隙を狭くできるものであって、これら効果が相俟って、
従来のラビリンスシール機構を採用する場合と比べて一
層高いシール効果を達成できるものである。

また、特にセル材料を一般に市販されているハニカム材
で構成すれば、簡単で軽量なシール機構を有するものと
なり、かかるシール機構を有する本発明装置では、該シ
ール機構の多段化、広幅化も容易なものであり、かかる
点においても、上記した通りの本来有するシール効果の
高さと相俟って格段に高度なシール効果を実現できるも
のである。

もちろん、このようなシール効果の高い本発明処理装置
を用いれば、所望通りの加工条件下での加工が安定して
可能であり、高品位な処理物を安定して生産できるもの
であって、かつ、省エネ、省ガスも達せられるという工
業的大きな利点をもたらすものである。

なお、本発明の処理装置において、シールの対象となる
流体については、特別に何ら限定されるものでなく、ガ
ス、液体、スチーム等、いわゆる流体であれば本発明の
適用ができ、所期の効果が達せられるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の処理装置の好ましい一
実施態様例を説明するものであり、特に要部として非接
触式シール部付近を示したもので、第１図は該シール部
付近の縦断面概略図、第２図は第１図におけるＺ−Ｚ矢
視概略断面図である。 第３図A,Bは本発明に用いられるセル材料におけるセル
形状の一態様例を示したものである。 第４図と第５図は、本発明の処理装置の他の好ましい態
様例を説明するものであり、第１図と同じく要部として
非接触式シール部付近を示したものである。 図面中の符号の説明 1:被処理物、2:炉 2a:炉開口部、3:セル材料 4:セル部材 10:シール装置 11a,11b:仕切り材 12:セル 13:パネル、14:側板 15:前板、16:ガイド 17:多孔質体、18:空間部 20:固定ガイド、21:取付金具 22:回転ローラ、23:あて板 30:コンベアベルト A:被処理物が通過する方向（第１の方向） ε：仕切り材間隙、ε：ガイド間隙 h:仕切り材深さ、S:平行辺間隔 l:シール部長さ、w:シール部幅

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通過する線状またはシート状の被処理物
   を、加圧下もしくは減圧下にて処理する処理装置であっ
   て、該被処理物が通過する開口部には、下記（ａ）〜
   （ｄ）の構成を有するシール装置を設けてなることを特
   徴とする線状物またはシート状物の処理装置。 （ａ）二次元的に空間が仕切り材により仕切られてなる
   セルを上記被処理物が通過する方向と実質的に同一方向
   である第１の方向および実質的に同一方向でない第２の
   方向の２方向下に実質的に連続して多数個存在せしめて
   なるセル材料と、 （ｂ）該セル材料の片面側を閉塞するパネルとから構成
   されるセル部材を、 （ｃ）該セルの開放面を、固定物体もしくは糸条ととも
   に移動する物体に対向せしめ、かつ該対向する前記開放
   面と固定物体もしくは移動物体との間には、前記被処理
   物が通過可能に間隙を形成させてなるとともに、 （ｄ）当該被処理物が、前記仕切り材とは非接触に、前
   記固定物体もしくは移動物体とは接触して通過するよう
   に配設してなるシール装置。