專利名稱：耐燃化熱處理裝置及該裝置的運行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于聚丙烯腈系耐燃化纖維的制造的耐燃化熱處理裝置，更為詳細(xì)地說，涉及對聚丙烯腈系纖維的纖維束等進(jìn)行耐燃化熱處理的耐燃化熱處理裝置及該裝置的運行方法。耐燃化纖維作為耐熱性纖維和作為聚丙烯腈系碳纖的制造原料非常重要。
聚丙烯腈系纖維的耐燃化熱處理的反應(yīng)為同時進(jìn)行氧化和環(huán)化的發(fā)熱反應(yīng)。如在高溫下進(jìn)行熱處理，則反應(yīng)速度變得更大，處理時間縮短。然而，如急速地進(jìn)行耐燃化熱處理，則伴隨著氧化反應(yīng)的反應(yīng)熱積蓄在纖維內(nèi)，纖維內(nèi)的溫度急劇上升，結(jié)果易于引起斷絲或由著火導(dǎo)致的失控反應(yīng)。
另外，耐燃化熱處理通常在將多根纖維形成束的纖維束的狀態(tài)下進(jìn)行。在為了提高生產(chǎn)率而同時對多個纖維束進(jìn)行耐燃化熱處理的場合，由于纖維束易于蓄熱，所以，如不能有效地從纖維除去反應(yīng)熱，則不能在高溫、短時間內(nèi)有效地獲得耐燃化纖維束。
耐燃化熱處理所需時間和能量消耗量極大，所以，需要進(jìn)一步提高耐燃化熱處理工序的生產(chǎn)率。


圖10為示出現(xiàn)有耐燃化熱處理的一例的示意圖，(A)為正面斷面圖，(B)為側(cè)面斷面圖，(C)為平面斷面圖。
在圖10(A)中，符號52為耐燃化熱處理裝置，在該熱處理室54內(nèi)，行走有由水平排列的多根纖維束56形成的多段的處理流57a、57b、57c、…57x。纖維束56如圖10(B)所示那樣，由配置于熱處理室54外部的規(guī)定組的折回輥58折回后反復(fù)供給到熱處理室54。
該形成多段處理流的纖維束56如圖10(B)所示那樣，通過形成于耐燃化熱處理裝置52的外壁60a、內(nèi)壁62a、內(nèi)壁62b、及外壁60b的各狹縫64a、66a、66b、及64b進(jìn)出于熱處理室54。
如圖10(C)所示，熱處理室54的兩側(cè)形成內(nèi)側(cè)壁68a、68b。
在熱處理室54的左半部，將外側(cè)壁69a形成于一方的內(nèi)側(cè)壁68a的外側(cè)，在內(nèi)側(cè)壁68a與外側(cè)壁69a之間形成熱風(fēng)循環(huán)通道74a。由上述熱風(fēng)循環(huán)通道74a如圖10(A)所示那樣連通熱處理室54的上方流道70和下方流道72。
由設(shè)于熱風(fēng)循環(huán)通道74a的加熱器76a加熱的熱風(fēng)由風(fēng)扇78a通過上方流道70送到熱處理室54內(nèi)，然后，通過形成上述處理流地行走的纖維束56之間送到下方，此時纖維束56受到耐燃化熱處理。熱風(fēng)在加熱纖維束的同時還起到除熱的功能。
此后，熱風(fēng)通過下方流道72送到熱風(fēng)循環(huán)通道74a內(nèi)，通過這里時反復(fù)由上述加熱器76a進(jìn)行加熱。
在如圖10(C)所示的處于熱處理室54的左半部的另一方的內(nèi)側(cè)壁68b的外側(cè)形成外側(cè)壁69b。在上述內(nèi)側(cè)壁68b與外側(cè)壁69b之間形成絕熱空室80a。
與此相反，圖10(C)所示熱處理室54的右半部與左半部形成為反對稱。即，在上述內(nèi)側(cè)壁68a與外側(cè)壁69a之間形成絕熱空室80b。同樣，在上述內(nèi)側(cè)壁68b與外側(cè)壁69b之間設(shè)置連通熱處理室54的上方流道70和下方流道72的熱風(fēng)循環(huán)通道74b。符號76b為加熱器，符號78b為風(fēng)扇。
另外，該熱處理裝置為了提高熱效率，由絕熱材料覆蓋裝置全體的外周。
在這樣的絕熱構(gòu)造中，例如熱處理室54內(nèi)的內(nèi)側(cè)壁68a、68b近旁的溫度比熱處理室54內(nèi)部的平均溫度低。為此，內(nèi)側(cè)壁68a、68b近旁的纖維束的耐燃化處理速度小，纖維束不能進(jìn)行均勻的耐燃化熱處理。為了避免該問題，在通常的耐燃化熱處理裝置中，纖維束56通常分別從側(cè)壁68a、68b離開200mm左右行走。
另一方面，在熱處理室54內(nèi)，也可作為將構(gòu)成1個處理流的多個纖維束56均勻排列獲得的1個區(qū)行走。然而，與按1個區(qū)域構(gòu)成1個處理流使其行走的場合相比，將1個處理流分成多個區(qū)域(在圖10(A)中分成2個區(qū)域59a、59b)在各區(qū)域間設(shè)置規(guī)定間隙X使其行走的場合更易于處理。
例如，在按1個區(qū)域使形成處理流的纖維束行走的場合，如纖維斷開等問題發(fā)生時，纖維斷開端部與附近的纖維束纏繞、不斷使問題增大而使纖維束全體受到影響的危險性高。另外，存在需要將手伸入到纖維束進(jìn)行作業(yè)的場合。由于這些原因，最好將1個處理流分成多個區(qū)域，在各區(qū)域間設(shè)置規(guī)定的間隙。
因此，通常的耐燃化熱處理裝置將形成處理流的纖維束56分成多個區(qū)域，將內(nèi)側(cè)壁與處理流的間隔保持為約200mm左右，另外，各區(qū)域間設(shè)置200mm左右的間隙，進(jìn)行纖維束的耐燃化熱處理。
在使用上述耐燃化熱處理裝置對在熱處理室內(nèi)沿垂直方向形成多段處理流地行走的纖維束進(jìn)行耐燃化熱處理的場合，如為了提高生產(chǎn)率而增加熱處理室內(nèi)的纖維束根數(shù)，則由此增加熱風(fēng)的通氣阻力，通過處理流的熱風(fēng)的通過風(fēng)速明顯下降。為此，纖維束的冷卻不充分。這樣，在纖維束內(nèi)蓄熱發(fā)展，進(jìn)而由蓄熱導(dǎo)致纖維的切斷。另外，該切斷的纖維與其它纖維束的纖維纏繞，問題增大。聚丙烯腈系纖維的耐燃化熱處理中的上述問題可能發(fā)展成火災(zāi)。由于發(fā)生這樣重大的問題，所以，不能大幅度提高現(xiàn)有耐燃化纖維的生產(chǎn)率。
為了防止該纖維的切斷，需要使熱處理室內(nèi)溫度下降等的對策。然而，當(dāng)熱處理室內(nèi)溫度下降時，反應(yīng)速度下降，生產(chǎn)率下降，與作為目的的生產(chǎn)率的提高相反。
另外，在使用上述耐燃化熱處理裝置對纖維束進(jìn)行耐燃化熱處理的場合，存在熱風(fēng)從為使纖維束進(jìn)入于熱處理室而形成的狹縫漏出的問題。
例如，按照經(jīng)驗，當(dāng)通過熱風(fēng)上游側(cè)的最上段處理流的纖維束的熱風(fēng)風(fēng)速為1.8m/秒時，通過位于熱風(fēng)下游側(cè)的中段處理流的纖維束的熱風(fēng)風(fēng)速可能下降到0.3m/秒。在這樣的場合，可以認(rèn)為，隨著朝下方的處理流走，纖維束的氧化反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)熱不易由熱風(fēng)除去。
另外，從熱風(fēng)上游側(cè)的上段側(cè)處理流中的纖維束發(fā)生的反應(yīng)熱由熱風(fēng)傳輸?shù)綗犸L(fēng)下游側(cè)。為此，可以認(rèn)為下段側(cè)處理流中的纖維束不會蓄聚而成為高溫，不能進(jìn)行均勻的耐燃化熱處理。在這樣的場合，下游側(cè)纖維速發(fā)生失控反應(yīng)，有時還會著火。
本發(fā)明在上述研究的基礎(chǔ)上完成。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種可均勻地進(jìn)行纖維束的耐燃化熱處理、不損害質(zhì)量即可提高生產(chǎn)率的耐燃化熱處理裝置及該裝置的運行方法。
為了達(dá)到上述目的的本發(fā)明記載如下。
(1)一種耐燃化熱處理裝置，具有耐燃化爐和折回輥；該耐燃化爐具有熱處理室和向上述熱處理室供給熱風(fēng)的裝置，該熱處理室具有折回地水平行走的纖維束進(jìn)出的多個狹縫并從上述纖維束的上方垂直地送熱風(fēng)，使纖維束進(jìn)行耐燃化；該折回輥為設(shè)置于上述耐燃化爐的兩外側(cè)的多個折回輥，將從上述多個狹縫進(jìn)出的纖維束折回后返回到耐燃化爐；其中平行于在上述熱處理室內(nèi)行走的纖維束的行走方向的熱處理室側(cè)壁與纖維束的間隙、或平行于纖維束的行走方向地插入到上述纖維束與側(cè)壁之間的防偏流板與纖維束之間的間隙形成在150mm以下。
(2)根據(jù)上述(1)所述的耐燃化熱處理裝置，其中，防偏流板具有空氣透過孔。
(3)根據(jù)上述(1)所述的耐燃化熱處理裝置，其中，耐燃化爐包括熱風(fēng)從上方流通到下方的熱處理室、形成于熱處理室上方的上方流道、形成于熱處理室下方的下方流道、及連接上述上方和下方流道的熱風(fēng)循環(huán)通道。
(4)根據(jù)上述(3)所述的耐燃化熱處理裝置，其中，在熱風(fēng)循環(huán)通道中設(shè)置通氣阻力構(gòu)件。
(5)根據(jù)上述(3)所述的耐燃化熱處理裝置，其中，在熱風(fēng)循環(huán)通道內(nèi)的上部和下部設(shè)置熱風(fēng)循環(huán)裝置。
(6)根據(jù)上述(5)所述的耐燃化熱處理裝置，其中，熱風(fēng)循環(huán)裝置為風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)。
(7)根據(jù)上述(6)所述的耐燃化熱處理裝置，其中，鼓風(fēng)機(jī)為具有2個熱風(fēng)吸入口的西洛克(シロツコ)鼓風(fēng)機(jī)。
(8)根據(jù)上述(1)所述的耐燃化熱處理裝置，其中，從設(shè)于熱處理室下端的下部通氣板向上方離開20mm以上地設(shè)置開口率50％以上的通氣構(gòu)件。
(9)一種耐燃化熱處理裝置，具有耐燃化爐和折回輥；該耐燃化爐具有熱處理室和向上述熱處理室供給熱風(fēng)的裝置，該熱處理室具有折回地水平行走的纖維束進(jìn)出的多個狹縫并從上述纖維束的上方垂直地送熱風(fēng)，使纖維束進(jìn)行耐燃化；該折回輥為設(shè)置于上述耐燃化爐的兩外側(cè)的多個折回輥，將從上述多個狹縫進(jìn)出的纖維束折回后返回到耐燃化爐；其中平行于在上述熱處理室內(nèi)行走的纖維束的行走方向的熱處理室側(cè)壁與纖維束的間隙、或平行于纖維束的行走方向地插入到上述纖維束與側(cè)壁之間的防偏流板與纖維束之間的間隙形成在150mm以下，同時，在上述側(cè)壁或狹縫設(shè)置有加熱裝置。
(10)根據(jù)上述(9)所述的耐燃化熱處理裝置，其中，加熱裝置為形成于熱處理室的側(cè)壁外側(cè)的熱風(fēng)通道。
(11)根據(jù)上述(9)所述的耐燃化熱處理裝置，其中，加熱裝置為形成于熱處理室的側(cè)壁的加熱器。
(12)根據(jù)上述(9)所述的耐燃化熱處理裝置，其中，加熱裝置為設(shè)置于多個狹縫的全部或一部分的向熱處理室內(nèi)供給加熱空氣的噴嘴。
(13)根據(jù)上述(12)所述的耐燃化熱處理裝置，其中，加熱空氣的溫度為比熱處理室溫度高的溫度。
(14)根據(jù)上述(12)所述的耐燃化熱處理裝置，其中，噴嘴具有由從噴嘴吹出的加熱空氣使噴嘴周邊的空氣一起供給到熱處理室內(nèi)的機(jī)構(gòu)。
(15)根據(jù)上述(12)所述的耐燃化熱處理裝置，其中，噴嘴僅設(shè)置到纖維束進(jìn)入到熱處理室內(nèi)一側(cè)的狹縫。
(16)根據(jù)上述(12)所述的耐燃化熱處理裝置，其中，相對全部狹縫個數(shù)相當(dāng)于70％的個數(shù)的下部側(cè)的狹縫內(nèi)的至少1個狹縫具有將空氣吹出方向朝向熱處理室外方的噴嘴。
(17)一種耐燃化熱處理裝置的運行方法，該耐燃化熱處理裝置具有耐燃化爐和折回輥；該耐燃化爐具有熱處理室和向上述熱處理室供給熱風(fēng)的裝置，該熱處理室具有折回地水平行走的纖維束進(jìn)出的狹縫并從上述纖維束的上方垂直地送熱風(fēng)，使纖維束進(jìn)行耐燃化；該折回輥為設(shè)置于上述耐燃化爐的兩側(cè)的多個折回輥，將從上述多個狹縫進(jìn)出的纖維束折回后返回到耐燃化爐；平行于在上述熱處理室內(nèi)行走的纖維束的行走方向的熱處理室側(cè)壁與纖維束的間隙、或平行于纖維束的行走方向地插入到上述纖維束與側(cè)壁之間的防偏流板與纖維束之間的間隙形成在150mm以下，同時，在上述多個狹縫安裝有朝耐燃化爐內(nèi)方向吹出加熱空氣的噴嘴；其中通過調(diào)節(jié)從上述噴嘴供給的風(fēng)速，將通過最上部以外的纖維束的熱風(fēng)風(fēng)速維持在通過最上部的纖維束的熱風(fēng)風(fēng)速的20％以上。
圖5為示出本發(fā)明耐燃化熱處理裝置的另一例的示意斷面圖，(A)為正面透視圖，(B)為側(cè)面透視圖。
圖6為圖5所示耐燃化熱處理裝置的平面斷面圖。
圖7為圖5(B)中示出的部分A的放大圖。
圖8為示出噴嘴的另一例的示意斷面圖。
圖9為示出噴嘴的再另一例的示意斷面圖。
圖10為示出現(xiàn)有耐燃化熱處理裝置的示意斷面圖，(A)為正面斷面圖，(B)為側(cè)面斷面圖，(C)為平面斷面圖。
圖1為示出本發(fā)明耐燃化熱處理裝置的一例的示意斷面正面圖。
在圖1中，符號2為耐燃化熱處理裝置，在形成于其內(nèi)部的熱處理室4內(nèi)行走有多根纖維束6(在本圖中，纖維束的行走方向為與紙面垂直的方向)。上述纖維束6相互平行地排列，由此形成水平的1個處理流。另外，多個(在本圖中為7個處理流)處理流相互離開規(guī)定間隔地從上方向下方排列。形成該處理流的纖維束6由配置于熱處理室4外部的規(guī)定組的折回輥(圖中未示出)折回，反復(fù)供給到熱處理室4。
熱處理室4的8a、8b與纖維束6的行走方向平行。在一方的側(cè)壁8a的外方形成熱風(fēng)循環(huán)通道14。在上述側(cè)壁8a與熱風(fēng)循環(huán)通道14之間形成空間部16。在熱處理室4的上方熱風(fēng)流道10和下方熱風(fēng)流道12由上述熱風(fēng)循環(huán)通道14連通。由上述上方熱風(fēng)流道10、下方熱風(fēng)流道12、熱風(fēng)循環(huán)通道14構(gòu)成熱風(fēng)供給裝置。
符號18為加熱器，設(shè)置于熱風(fēng)循環(huán)通道14內(nèi)。由加熱器14加熱的熱風(fēng)由風(fēng)扇20通過熱處理室4的上方熱風(fēng)流道10送到熱處理室4內(nèi)，接著，當(dāng)在熱處理室4內(nèi)流下時，對形成上述處理流地行走的纖維束6進(jìn)行耐燃化熱處理。之后，熱風(fēng)通過下方熱風(fēng)流道12送到熱風(fēng)循環(huán)通道14的下部，通過這里循環(huán)到上述加熱器18，并反復(fù)進(jìn)行這一過程。
在該耐燃化熱處理裝置的熱處理室4內(nèi)，側(cè)壁8a、8b與處理流兩端的纖維束的間隙P在150mm以下，最好在50mm以下，為5-20mm時更好。這樣，通過使間隙P在150mm以下，可防止熱風(fēng)集中到處理流與側(cè)壁的間隙。熱風(fēng)均勻地通過處理流面，從而可將過去產(chǎn)生的從上段的處理流向下段的處理流的熱風(fēng)風(fēng)速下降抑制到最小限度。
圖2示出本發(fā)明的耐燃化熱處理裝置的另一例。該耐燃化熱處理裝置28分別在熱處理室22的內(nèi)側(cè)壁24a、24b的各外側(cè)追加外側(cè)壁30a、30b。在內(nèi)側(cè)壁24a與外側(cè)壁30a之間及內(nèi)側(cè)壁24b與外側(cè)壁30b之間作為側(cè)壁溫度下降防止用的側(cè)壁加熱裝置形成熱風(fēng)通道26a、26b。另外，內(nèi)側(cè)壁24a、24b與處理流兩端的纖維束的間隙P在150mm以下，最好在50mm以下，為5-20mm則更好。其它構(gòu)成與圖1所示耐燃化熱處理裝置相同。
圖2所示耐燃化熱處理裝置28由于作為側(cè)壁的加熱裝置設(shè)置有熱風(fēng)通道26a、26b，所以，可防止側(cè)壁24a、24b的溫度下降。
雙層構(gòu)造的側(cè)壁的間隙即熱風(fēng)通道26a、26b的寬度雖沒有特別限制，但通常最好為100-200mm。
在上述耐燃化熱處理裝置28中，在熱處理室22內(nèi)行走的纖維束32接受均勻的熱負(fù)荷，同時，沿處理流全體進(jìn)行充分的除熱，耐燃化纖維的生產(chǎn)率高。
圖3示出本發(fā)明的耐燃化熱處理裝置的再另一例。
該耐燃化熱處理裝置48在側(cè)壁44a、44b的外側(cè)具有加熱裝置46a、46b。作為加熱裝置沒有特別限制，例示出電加熱器、蒸汽加熱器等。由該加熱裝置可使熱處理室內(nèi)溫度與側(cè)壁溫度的差在10℃以下。另外，側(cè)壁44a、44b與處理流兩端的纖維束50的間隙P在150mm以下，最好在50mm以下，為5-20mm則更好。
其它構(gòu)成與圖1、2所示耐燃化熱處理裝置相同。
通過設(shè)置該加熱裝置46a、46b，可使熱處理室內(nèi)溫度與側(cè)壁溫度的差小到10℃以下，防止處理流的兩端的纖維束50的溫度下降。
上述各耐燃化熱處理裝置使側(cè)壁與構(gòu)成處理流的纖維束之間的間隙P在150mm以下，所以，熱風(fēng)不會集中到該間隙P。由于熱風(fēng)沿處理流全體均勻地通過纖維束間，所以，可抑制從上段處理流向下段處理流的熱風(fēng)的風(fēng)速下降。
在上述各耐燃化熱處理裝置的說明中，以未將各處理流分割成多個區(qū)域的場合為例進(jìn)行了說明。在如圖4所示那樣將各處理流500分割成多個區(qū)域(圖4的場合為510、512這樣2個區(qū)域)的場合，各區(qū)域間隔(在圖4中為L)和區(qū)域與側(cè)壁的間隔(在圖4中為M、N)在150mm以下，最好在50mm以下，為5-20mm則更好。(第2實施形式)下面參照圖5-9詳細(xì)說明本發(fā)明。
圖5為示出本發(fā)明耐燃化熱處理裝置的一例的示意斷面圖，(A)為正面透視圖，(B)為側(cè)面透視圖。圖6為該裝置的平面斷面圖。圖7為圖5(B)中用A示出的部分的放大圖。在本例中，為了示出方向，主要以圖5(A)為基準(zhǔn)，以圖5的紙面前方為表面，以紙面后方為背面，朝紙面使用左、右、上、及下等表現(xiàn)。
在圖5中，符號102為耐燃化爐。從圖5(A)的耐燃化爐102的表面向背面，即從圖5(B)的左向右，符號104a為表側(cè)外壁，符號106a為表側(cè)內(nèi)壁，符號106b為背側(cè)內(nèi)壁，及符號104b為背側(cè)外壁。在這些各壁中，從表側(cè)外壁104a到表側(cè)內(nèi)壁106a形成與處理流數(shù)相同數(shù)量的狹縫108a。另外，從背側(cè)外壁104b到背側(cè)內(nèi)壁106b形成與處理流數(shù)相同數(shù)量的狹縫108b。
在耐燃化爐102從圖5(A)的左向右依次設(shè)置左外側(cè)壁112a、左內(nèi)側(cè)壁114a、右內(nèi)側(cè)壁114b、及右外側(cè)壁112b。
耐燃化爐102如圖5(A)和圖5(B)所示那樣，從上向下依次設(shè)置上外壁116a、上部通氣板118a、下部通氣板118b、及下外壁116b。
由上述表側(cè)內(nèi)壁106a、背側(cè)內(nèi)壁106b、左內(nèi)側(cè)壁114a、右內(nèi)側(cè)壁114b、上部通氣板118a、及下部通氣板118b分隔，形成熱處理室120。
在上述熱處理室120的上方(由表側(cè)外壁104a、背側(cè)外壁104b、左內(nèi)側(cè)壁114a、右內(nèi)側(cè)壁114b、上外壁116a、及上部通氣板118a圍住的區(qū)域)形成上方流道122。
在上述熱處理室120的下方(由表側(cè)外壁104a、背側(cè)外壁104b、左內(nèi)側(cè)壁114a、右內(nèi)側(cè)壁114b、下外壁116b、及下部通氣板118b圍住的區(qū)域)形成下方流道124。
在上述熱處理室120的表側(cè)半部H(圖6)，將連通熱處理室的上方流道122和下方流道124的熱風(fēng)循環(huán)通道126a設(shè)置到左內(nèi)側(cè)壁114a的外側(cè)。在右內(nèi)側(cè)壁114b的外側(cè)設(shè)置絕熱空室128a。
該熱處理室120的背側(cè)半部I(圖6)與表側(cè)半部H對照地構(gòu)成。即，在右內(nèi)側(cè)壁114b的外側(cè)設(shè)置連通熱處理室的上方流道122和下方流道124的熱風(fēng)循環(huán)通道126b，左內(nèi)側(cè)壁114a的外側(cè)形成有絕熱空室128b。
在圖5(B)中，符號130為聚丙烯腈系纖維束。該纖維束130通過從表側(cè)外壁104a到表側(cè)內(nèi)壁106a形成的狹縫108a、及從背側(cè)外壁104b到背側(cè)內(nèi)壁106b形成的狹縫108b進(jìn)出于熱處理室120內(nèi)。在熱處理室120內(nèi)纖維束130水平地行走。纖維束130由配置于耐燃化爐102外部的規(guī)定組的折回輥132a、132b折回，從上向下形成多個(在本圖中為5個)處理流，供給到熱處理室120。
另外，構(gòu)成各處理流地行走的纖維束與行走方向平行地分成多個區(qū)域(在本圖中為2個區(qū)域)。各區(qū)域間的間隔(在圖6中形成處理流地行走的纖維束130的中央部的間隔R)、及熱處理室120的內(nèi)側(cè)壁114a、114b與纖維束間的間隔S、T分別在100mm以上，在150-200mm更好。
在本例中，在這些間隙R、間隙S、T分別設(shè)置防偏流用板材138a、138b、及138c。防偏流用板材最好按各處理流從上到下對全部處理流(在本例中為5個處理流)設(shè)置。通過在上述間隙R、S、T設(shè)置防偏流用板材，堵塞間隙R、S、T，將形成上述區(qū)域地在熱處理室內(nèi)行走的纖維束與防偏流用板材的間隙或平行于纖維束的行走方向地插入到上述纖維束與側(cè)壁之間的防偏流板與纖維束之間的間隙形成在150mm以下，最好在50mm以下，為5-20mm時更好，實現(xiàn)熱風(fēng)風(fēng)速的均勻化。
作為這些防偏流用板材138a、138b、及138c，可使用沒有空氣透過性的板材例如無孔的平板。然而，為了使1個處理流內(nèi)(水平面內(nèi))的熱風(fēng)風(fēng)速分布更均勻，作為上述防偏流用板材138a、138b、及138c，使用沖孔板或金屬網(wǎng)等有孔的空氣透過性的防偏流用板材更好。該防偏流用板材的開口率最好在60％以下。
該空氣透過性的板材的孔徑最好在φ5mm以上。通過使孔徑在φ5mm以上，易于掃除，纖維束的毛羽不易堵塞。
本發(fā)明的耐燃化熱處理裝置在各熱風(fēng)循環(huán)通道內(nèi)部(最好在熱風(fēng)循環(huán)通道的上部和/或下部)設(shè)置熱風(fēng)循環(huán)裝置。例如，如圖5(A)所示那樣，在熱處理室120的上方流道122與熱風(fēng)循環(huán)通道126a之間及熱處理室120的下方流道124與熱風(fēng)循環(huán)通道126a之間設(shè)置熱風(fēng)循環(huán)裝置142a、142c。
作為這些熱風(fēng)循環(huán)裝置142a、142c，可使用風(fēng)扇和鼓風(fēng)機(jī)等。特別是最好為具有2個熱風(fēng)吸入口的西洛克風(fēng)扇。
由熱風(fēng)循環(huán)裝置142c從熱處理室120的下方流道124將熱風(fēng)吸引回收到熱風(fēng)循環(huán)通道126a，由熱風(fēng)循環(huán)裝置142a從熱風(fēng)循環(huán)通道126a將回收的熱風(fēng)朝熱處理室120的上方流道122吹出。
如圖5、6所示，在熱風(fēng)循環(huán)通道126a、126b中，可設(shè)置對通過這些熱風(fēng)循環(huán)通道內(nèi)的熱風(fēng)的風(fēng)速進(jìn)行調(diào)節(jié)的通氣阻力構(gòu)件140a、140b。
作為上述通氣阻力構(gòu)件140a、140b，可例示出緩沖器等。通過調(diào)節(jié)這些通氣阻力構(gòu)件140a、140b的通氣阻力(例如緩沖器的開度)，可調(diào)節(jié)由上述循環(huán)裝置142c從熱處理室120的下方流道124將熱風(fēng)吸引回收到熱風(fēng)循環(huán)通道126a、126b(未圖示)的風(fēng)速和由熱風(fēng)循環(huán)裝置142a從熱風(fēng)循環(huán)通道126a、126b(未圖示)供給到熱處理室120的上方流道122的風(fēng)速。
如上述那樣，通過調(diào)節(jié)循環(huán)裝置142a、142c的輸出和通氣阻力構(gòu)件140a、140b的通氣阻力，可調(diào)節(jié)成適合于所有處理流的纖維束的熱風(fēng)風(fēng)速。
最好在上述熱處理室120的下端側(cè)沿?zé)崽幚硎?20的下端側(cè)全面安裝通氣性構(gòu)件144，另外，在其下方沿下端側(cè)全面安裝下部通氣板118b。
通氣性構(gòu)件144最好為開口率50％以上的金屬網(wǎng)、爐條等。
下部通氣板118b用于使熱風(fēng)流速均勻，最好為整流效果高的沖孔板等。
通氣性構(gòu)件144最好在下部通氣板118b的上方離開20mm以上地設(shè)置。
通氣性構(gòu)件144用于防止耐燃化熱處理時切斷的纖維束落下堆積到下部通氣板118b，堵塞下部通氣板118b的通氣口。
在未設(shè)置通氣性構(gòu)件144的場合，切斷的纖維落下堆積到下部通氣板118b。在該場合，下部通氣板118b的通氣孔堵塞，熱風(fēng)的風(fēng)速部分下降。這樣，耐燃化熱處理中的纖維束蓄熱著火。設(shè)置通氣性構(gòu)件144，對防止上述蓄熱和著火有效。
在本發(fā)明的耐燃化熱處理裝置中，如上述那樣，從在進(jìn)出于熱處理室的纖維束通過的各內(nèi)壁或外壁形成的至少1個以上的狹縫可將空氣或加熱空氣吹出供給到熱處理室內(nèi)，或吹出到熱處理室外。
通過從狹縫供給或吹出加熱空氣，可調(diào)整熱處理室內(nèi)的各處理流中流動的加熱空氣流速，控制加熱空氣溫度，將處理流內(nèi)的溫度差分布控制為最小。
作為從狹縫將加熱空氣供給到熱處理室內(nèi)的形式，也可僅通過狹縫將加熱空氣供給熱處理室。另外，也可設(shè)置沿狹縫吹出加熱空氣的噴嘴，從該噴嘴供給加熱空氣。通過從噴嘴吹出加熱空氣，在狹縫形成空氣簾，由此提高狹縫的氣密性。
另外，也可伴隨著從噴嘴吹出的加熱空氣，通過狹縫將外部空氣供給熱處理室內(nèi)，從而補充熱風(fēng)風(fēng)速。
圖7示出上述噴嘴的一例。如圖7所示，符號202為熱處理室壁，符號204為其外壁，符號206為其內(nèi)壁。從上述外壁204到內(nèi)壁206形成狹縫208，通過該狹縫208使纖維束210進(jìn)出于熱處理室。在上述熱處理室壁202內(nèi)的上述狹縫208的上方和下方設(shè)置上部加熱空氣管212、下部加熱空氣管214。在上述管212、214分別使噴嘴前端朝向熱處理室內(nèi)地安裝與這些管連通的上部噴嘴216、下部噴嘴218。通過將加熱空氣供給到上述管212、214，從上部噴嘴216、下部噴嘴218將加熱空氣吹出到熱處理室內(nèi)。上部噴嘴216與下部噴嘴218的噴嘴安裝角度調(diào)節(jié)成使從噴嘴吹出的加熱空氣相互交叉的狀態(tài)。交叉角度θ最好為60-120度。
符號220、222為風(fēng)速調(diào)節(jié)板，通過使這些調(diào)節(jié)板的安裝位置為上下，可調(diào)節(jié)從噴嘴216、218吹出的加熱空氣風(fēng)速。
圖8、9示出在本發(fā)明中使用的噴嘴的另一例子。在圖8、9中，符號302、402為熱處理室壁，符號308、408為狹縫。符號316、416為上部噴嘴，符號318、418為下部噴嘴。
噴嘴可安裝于所有狹縫，也可安裝于一部分狹縫。
另外，噴嘴除使噴嘴前端朝向熱處理室內(nèi)地安裝以外，也可朝熱處理室外方安裝。與朝外方安裝的噴嘴的吹出空氣一起，從熱處理室內(nèi)向外部放出在熱處理室內(nèi)流動的熱風(fēng)的一部分，由此調(diào)節(jié)熱風(fēng)風(fēng)速，另外，可防止外氣侵入到熱處理室內(nèi)。
上述噴嘴前端朝向熱處理室外方的噴嘴最好安裝在相對所有狹縫個數(shù)相當(dāng)于70％的個數(shù)的下部側(cè)狹縫中的至少1個狹縫。通過調(diào)節(jié)從設(shè)于各狹縫的這些噴嘴吹出的風(fēng)速，可將通過熱風(fēng)下游側(cè)的最下段處理流的熱風(fēng)風(fēng)速維持在通過熱風(fēng)上游側(cè)最上段處理流的熱風(fēng)風(fēng)速的20％以上，維持在30％以上則更好。
另外，也可將吹出加熱空氣的噴嘴僅設(shè)置到纖維束進(jìn)入熱處理室的一側(cè)的狹縫。在該場合，可有效地防止纖維束進(jìn)入熱處理室的狹縫近旁的溫度下降。
從噴嘴吹出的加熱空氣的溫度最好為150-300℃。吹出壓力最好比熱處理室20內(nèi)壓力高10-500Pa。
由于上述耐燃化熱處理裝置在聚丙烯腈系纖維束從耐燃化爐出入的狹縫設(shè)置將熱風(fēng)供給到熱處理室內(nèi)的噴嘴，所以，可有效地防止從狹縫泄漏熱風(fēng)，同時，可從噴嘴供給熱風(fēng)，控制從上段處理流到下段處理流的熱風(fēng)的風(fēng)速下降。
將各區(qū)域間及區(qū)域與內(nèi)側(cè)壁之間的間隙設(shè)為1cm。在側(cè)壁安裝電熱加熱器。
向上述裝置供給聚丙烯腈系纖維束(1dtex，24000根/束)。纖維束供給速度為300m/hr，向最上段處理流供給1.1m/sec、260℃的熱風(fēng)。
通過控制加到側(cè)壁的加熱器的電力，將側(cè)壁溫度與熱處理室內(nèi)平均溫度的溫度差控制在5℃以內(nèi)。這樣，通過中間部處理流的熱風(fēng)風(fēng)速可保持為通過最上段處理流的熱風(fēng)風(fēng)速的70％。
實施例2制造圖5所示耐燃化熱處理裝置。熱處理室的尺寸為縱15m、橫2m、高1.2m、上方流道高0.5m、下方流道高0.3m。折回輥在耐燃化爐的雙方分別設(shè)置2個。在熱風(fēng)循環(huán)通道內(nèi)西洛克風(fēng)扇分別設(shè)置到上下。
在表側(cè)和背側(cè)壁分別形成5個狹縫。在狹縫安裝圖7所示噴嘴。加熱空氣吹出方向朝向熱處理室內(nèi)。
將寬15cm的防偏流用板材配置到各區(qū)域間和區(qū)域與內(nèi)側(cè)壁之間。由此將間隙形成為1cm。
向上述裝置供給聚丙烯腈系纖維束(1dtex，24000根/束)。纖維束供給速度為300m/hr，向最上段處理流供給1.1m/sec、260℃的熱風(fēng)。
按10m/sec向各噴嘴供給260℃的加熱空氣。這樣，可將通過最下部處理流的熱風(fēng)風(fēng)速保持為通過最上段處理流的熱風(fēng)風(fēng)速的80％。
權(quán)利要求
1.一種耐燃化熱處理裝置，具有耐燃化爐和折回輥；該耐燃化爐具有熱處理室和向上述熱處理室供給熱風(fēng)的裝置，該熱處理室具有折回地水平行走的纖維束進(jìn)出的多個狹縫并從上述纖維束的上方垂直地送熱風(fēng)，使纖維束進(jìn)行耐燃化；該折回輥為設(shè)置于上述耐燃化爐的兩外側(cè)的多個折回輥，將從上述多個狹縫進(jìn)出的纖維束折回后返回到耐燃化爐；其特征在于平行于在上述熱處理室內(nèi)行走的纖維束的行走方向的熱處理室側(cè)壁與纖維束的間隙、或平行于纖維束的行走方向地插入到上述纖維束與側(cè)壁之間的防偏流板與纖維束之間的間隙形成在150mm以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐燃化熱處理裝置，其特征在于，防偏流板具有空氣透過孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐燃化熱處理裝置，其特征在于耐燃化爐包括熱風(fēng)從上方流通到下方的熱處理室、形成于熱處理室上方的上方流道、形成于熱處理室下方的下方流道、及連接上述上方和下方流道的熱風(fēng)循環(huán)通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的耐燃化熱處理裝置，其特征在于在熱風(fēng)循環(huán)通道中設(shè)置通氣阻力構(gòu)件。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的耐燃化熱處理裝置，其特征在于在熱風(fēng)循環(huán)通道內(nèi)的上部和下部設(shè)置熱風(fēng)循環(huán)裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐燃化熱處理裝置，其特征在于熱風(fēng)循環(huán)裝置為風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的耐燃化熱處理裝置，其特征在于鼓風(fēng)機(jī)為具有2個熱風(fēng)吸入口的西洛克鼓風(fēng)機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐燃化熱處理裝置，其特征在于從設(shè)于熱處理室下端的下部通氣板向上方離開20mm以上地設(shè)置開口率50％以上的通氣構(gòu)件。
9.一種耐燃化熱處理裝置，具有耐燃化爐和折回輥；該耐燃化爐具有熱處理室和向上述熱處理室供給熱風(fēng)的裝置，該熱處理室具有折回地水平行走的纖維束進(jìn)出的多個狹縫并從上述纖維束的上方垂直地送熱風(fēng)，使纖維束進(jìn)行耐燃化；該折回輥為設(shè)置于上述耐燃化爐的兩外側(cè)的多個折回輥，將從上述多個狹縫進(jìn)出的纖維束折回后返回到耐燃化爐；其特征在于平行于在上述熱處理室內(nèi)行走的纖維束的行走方向的側(cè)壁與纖維束的間隙、或平行于纖維束的行走方向地插入到上述纖維束與側(cè)壁之間的防偏流板與纖維束之間的間隙形成在150mm以下，同時，在上述側(cè)壁或狹縫設(shè)置有加熱裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的耐燃化熱處理裝置，其特征在于加熱裝置為形成于熱處理室的側(cè)壁外側(cè)的熱風(fēng)通道。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的耐燃化熱處理裝置，其特征在于加熱裝置為形成于熱處理室的側(cè)壁的加熱器。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的耐燃化熱處理裝置，其特征在于加熱裝置為設(shè)置于多個狹縫的全部或一部分的向熱處理室內(nèi)供給加熱空氣的噴嘴。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的耐燃化熱處理裝置，其特征在于加熱空氣的溫度為比熱處理室溫度高的溫度。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的耐燃化熱處理裝置，其特征在于噴嘴具有由從噴嘴吹出的加熱空氣使噴嘴周邊的空氣一起供給到熱處理室內(nèi)的機(jī)構(gòu)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的耐燃化熱處理裝置，其特征在于噴嘴僅設(shè)置到纖維束進(jìn)入到熱處理室內(nèi)一側(cè)的狹縫。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的耐燃化熱處理裝置，其特征在于相對全部狹縫個數(shù)相當(dāng)于70％的個數(shù)的下部側(cè)的狹縫內(nèi)的至少1個狹縫具有將空氣吹出方向朝向熱處理室外方的噴嘴。
17.一種耐燃化熱處理裝置的運行方法，該耐燃化熱處理裝置具有耐燃化爐和折回輥；該耐燃化爐具有熱處理室和向上述熱處理室供給熱風(fēng)的裝置，該熱處理室具有折回地水平行走的纖維束進(jìn)出的狹縫并從上述纖維束的上方垂直地送熱風(fēng)，使纖維束進(jìn)行耐燃化；該折回輥為設(shè)置于上述耐燃化爐的兩側(cè)的多個折回輥，將從上述多個狹縫進(jìn)出的纖維束折回后返回到耐燃化爐；平行于在上述熱處理室內(nèi)行走的纖維束的行走方向的熱處理室側(cè)壁與纖維束的間隙、或平行于纖維束的行走方向地插入到上述纖維束與側(cè)壁之間的防偏流板與纖維束之間的間隙形成在150mm以下，同時，在上述多個狹縫安裝有朝耐燃化爐內(nèi)方向吹出加熱空氣的噴嘴；其特征在于通過調(diào)節(jié)從上述噴嘴供給的風(fēng)速，將通過最上部以外的纖維束的熱風(fēng)風(fēng)速維持在通過最上部的纖維束的熱風(fēng)風(fēng)速的20％以上。
全文摘要
一種耐燃化熱處理裝置，具有耐燃化爐和折回輥；該耐燃化爐具有熱處理室和向上述熱處理室供給熱風(fēng)的裝置，該熱處理室具有折回地水平行走的聚丙烯腈系纖維束進(jìn)出的多個狹縫并從上述纖維束的上方垂直地送熱風(fēng)，使纖維束進(jìn)行耐燃化；該折回輥為設(shè)置于上述耐燃化爐的兩外側(cè)的多個折回輥，將從上述多個狹縫進(jìn)出的纖維束折回后返回到耐燃化爐；其中平行于在上述熱處理室內(nèi)行走的纖維束的行走方向的熱處理室側(cè)壁與纖維束的間隙、或平行于纖維束的行走方向地插入到上述纖維束與側(cè)壁之間的防偏流板與纖維束之間的間隙形成在150mm以下。另外，也可在狹縫設(shè)置吹入加熱空氣的裝置。
文檔編號D01F9/32GK1460137SQ02800876
公開日2003年12月3日 申請日期2002年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月26日
發(fā)明者山口正直 申請人:東邦泰納克絲株式會社