[发明专利]氧化炉的端面密封部件

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年1月29日提交的美国临时申请61/299,439号的优先权，通过引用将其公开内容合并至本申请中。

技术领域

本发明总体上涉及一种用于氧化炉的密封部件，用于使工艺气体从氧化炉向周围环境的排放最小化，具体涉及一种外设于一前腔(vestibule chamber)的端面密封部件，所述前腔用以捕捉来自炉腔的工艺气体，并使冷空气对炉腔的渗透达到最小化。

背景技术

传统的端面密封部件，如美国专利号6,776,611所公开的用在氧化炉上的端面密封部件，对抗由于炉腔内自然压力上升而引起的上部产品狭缝的工艺气体流失，即所称的“烟囱效应”。然而，传统的端面密封部件趋向于引入大量的空气，这些空气的温度显著低于炉腔内用于处理产品纤维的工艺气体。这些相对较冷的空气被引入炉腔内后会产生温度梯度，这将可能导致产品纤维之间的不均匀性。并且，暴露于由端面密封部件引入的相对较冷的空气的工艺气体容易在炉腔内冷凝，形成的冷凝物称之为“焦油”。焦油可在炉腔内累积，并降低端面密封部件的性能。因此，需要定期去除焦油，由此需要定期关闭氧化炉，此期间将造成生产上的损失。

为了最大限度地减少工艺气体排放至氧化炉的周围环境中，通常在端面密封部件的外侧设置一个前腔，前腔通过端面密封部件与炉腔分离。但是，纤维需要重复地穿入和穿出前腔以通过炉腔被处理，由此提升了前腔的温度。前腔内温度升高，使得压力上升，进而迫使空气由前腔进入周围气压相对较低的环境。为了克服这个问题，传统的氧化炉通常加大气体排放出前腔的速率，并将气体传送至清除器或其他处理系统中，对这些废气进行处理。但是，工艺气体从前腔排放出的速率越高，需要进行废气处理的工艺气体的量就越大。并且，尽管降低传统前腔内的气温可以使压力上升得到最小化，但这种条件会促进焦油的形成，这是不期望的。

发明内容                                                        

第一方面，本发明涉及一种含有炉腔的炉，产品经由炉腔而获得处理。产品被暴露在期望的处理温度和炉内工艺气体。炉壁界定出多个孔，产品经由这些孔进入及离开炉腔。前腔被设置在炉壁附近，并通过炉壁至少部分地与炉腔分离。前腔包括至少一个孔，环境空气可以通过该孔从炉的周围环境中进入前腔。前腔内设置有回流空气管，回流空气管吸入空气幕气体(air curtain gas)，空气幕气体包括以下气体的至少一种的一部分：（i）通过炉壁上设置的多个孔中的至少一个，由炉腔进入前腔的工艺气体；以及（ii）从周围环境中进入前腔内的环境气体，其中工艺气体相对于环境气体具有较高的温度。前腔外部设置有一喷嘴，喷嘴邻接于前腔的至少一个孔，并与回流空气管流体连通，以接收至少一部分由回流空气管吸入的空气幕气体，并引导空气幕气体大体朝向前腔上的至少一个孔，从而形成与至少一个孔邻接的空气幕。空气幕被引导至大体朝向一个孔，从而干扰工艺气体和外部环境气体的至少一种通过前腔的孔从前腔流入周围环境。

以上概述提供的简单的概括，以提供关于所述的系统和/或方法的某些方面的基本了解。本概述并非对所述系统/方法的详尽表达。其目的不在于确定关键/重要部件或者划定该系统和/或方法的范围。其目的仅在于提供以下详细描述的简单形式的前序。

附图说明

本发明的某些部件或部件的设置可以外形来呈现，说明书中将结合附图其实施例作详细说明。

图1为一个碳纤维产品生产工艺的示例性实施方案。

图2为一个氧化炉的示例性实施方案的立体图，该氧化炉包括一对堆叠炉腔设置在每个炉腔上的端面密封部件，以最大限度地减少工艺气体从对应炉腔中散逸出来。

图3为一个氧化炉示例性实施方案的局部剖视图，该氧化炉用于在产品多次通过氧化炉的过程中对产品进行处理。

图4为图5中沿着线4-4的横断面视图。

图5为一个包括端面密封部件的氧化炉示例性实施方案的俯视图，该端面密封部件包括设置在前腔内的一套喷嘴。

图6为图3中所示的氧化炉中圆圈部分的放大图。

具体实施方式

为了方便说明，本申请采用了特定术语，但所述术语并非作为本发明的限制。在此所述的相关语言最好结合附图加以理解，附图中相同的数字用于表示相同或类似的部件。进一步地，在附图中，某些特征可能以示意图的形式展现。