JP4245177B2 - 熱処理装置 - Google Patents
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Description
炉内では、燃焼させるために気体を導入したり、燃焼によって発生したガスを排出したり、雰囲気を制御する等の目的で、炉内を気体の流路として使用している。
例えば、炉の或る位置から或る遠方の位置まで、素早く気体を流したい場合、途中経路の流体抵抗によりエネルギーがロスするので、初速度を十分に上げておく必要がある。そのために給気量を増やしたり、気体導入機構の性能を高くしなければならない。
また逆に、炉内で流れている燃焼ガスを、ある炉内位置で確実に排気したい場合、排出効率を上げるために、排気量を増やしたり、排出機構を大きくする必要がある。また、燃焼ガスの下流への排出漏れにより、下流に被加熱物があれば、品質を損なう恐れもある。
図1において、3aは炉の側壁面、3bは被加熱物、3cは搬送方向を示す記号、3dは気体を導入する範囲、3eは気体を排出する範囲である。
また、熱処理プロセスの必要性に応じて、炉内の断面積が変化しないゾーンを設けてもよいし、搬送方向に対して断面積が拡大するゾーンのみでもよいし、縮小するゾーンのみでもよい。
さらに、炉内で流れている燃焼ガスを、ある炉内位置で確実に排気したい場合、ガスが発生した位置から排気位置までの炉内の断面積を徐々に拡大させればよい。例えば、原理的に排気位置での速度を発生位置の1/2倍にしたい場合、排気位置の断面積を発生位置の断面積の2倍にすればよい。
これにより、燃焼ガスの速度が自然に衰えるので、確実に排気が可能になり、排気漏れも防ぐことが可能になる。
以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する。これによってこの発明が限定されるものではない。
図4はこの発明の熱処理装置の構成説明図である。同図に示すように熱処理装置は加熱炉1を備える。加熱炉1は、昇温部としての炉室2と、均熱部としての炉室3と、降温部としての炉室4を備え、炉室2、3、4は、それぞれトンネル状の加熱空間2a、3a、4aを有し、直列に接続されている。
炉室2、3、4は、それぞれに被加熱物8の搬送方向(矢印11の方向)に流れる気流を加熱空間2a、3a、4aに形成する気流生成部としての給気管12、13、14と排気管15、16、17を備える。
そして、昇温部としての炉室2の加熱空間2aは、被加熱物8の搬送方向(矢印11の方向)に直交する方向の断面積が給気管12の位置から被加熱物8の搬送方向に向かって徐々に小さくなり、中央の位置P1で最小となり、次に徐々に大きくなって排気管15の位置でもとの大きさに戻るようになっている。
図5は、加熱炉1で加熱される被加熱物8の温度プロファイルの一例を示す。
図5に示すように、被加熱物8は、炉室2へ搬入されると、位置P0において、温度T0(常温)である。炉室2における搬送中に加熱されて位置P2において温度T2まで上昇する。次に、炉室3において位置P2からP3まで搬送される間は温度T2一定に保持される。次に、炉室4において位置P3からP4まで搬送される間に温度T2は温度T0まで冷却される。このようにして被加熱物8に必要な熱処理が施される。
図5と図6は、被加熱物8が位置P1に達したとき、被加熱物8は温度T1まで上昇し、このとき、被加熱物8から発生する燃焼ガスの発生量が最大値になることを示している。
従って、加熱炉1へ搬入口6(位置P0)から被加熱物8が順次搬入されると、搬送ローラ9により一列に搬出口7の方へ搬送される。各被加熱物8は炉室2において順次加熱される。そして、各被加熱物8は、図5、図6に示すように位置P1に到達すると温度がT1まで上昇し、それによって最大量の燃焼ガスを発生する。
ここで、加熱空間2aの矢印11に直交する方向の断面積は、給気管12と排気管15の近傍で最も大きく、位置P1で最も小さくなっている。従って、空気流の速度ベクトルは、図4に示すように、給気管12の近傍から位置P1に向かって徐々に大きくなり、位置P1で最大値となり、その後、徐々に小さくなって排気管15の近傍で最も小さくなる。
除去された燃焼ガスは徐々に速度を落とし、流速の低い排気管15の近傍の空気流と共に排気管15から効率よく排気される。
従って、燃焼ガスはほとんど次に隣接する炉室3へ侵入することがないので、燃焼ガスが被加熱物8を汚染することがない。
つまり、この実施例では、燃焼ガスが最も多く発生する位置に合わせて加熱空間の断面積を最小に設定している。
2 炉室
2a 加熱空間
3 炉室
3a 加熱空間
4 炉室
4a 加熱空間
6 搬入口
7 搬出口
8 被加熱物
9 搬送ローラ
10 ヒータ
11 矢印
12 給気管
13 給気管
14 給気管
15 排気管
16 排気管
17 排気管
Claims (2)
- トンネル状の加熱空間を有しその両端に被加熱物の搬入口と搬出口を設けた加熱炉と、搬入口から加熱空間に搬入される被加熱物を搬出口まで搬送する搬送部と、搬送される被加熱物を加熱する加熱部と、搬入口近傍に設けられ加熱空間に気体を導入する給気管および搬出口近傍に設けられ加熱空間から気体を排出する排出管とを有して被加熱物の搬送方向に流れる気流を加熱空間に形成する気流生成部とを備え、加熱空間は、被加熱物の搬送方向に直交する方向の断面積が搬入口から被加熱物のガス発生量が最大となる位置に至るまで徐々に小さくなり、その位置から搬出口の方へ徐々に大きくなるよう構成されたことを特徴とする熱処理装置。
- 昇温用の第1炉室と均熱用の第2炉室と降温用の第3炉室とを直列接続した加熱炉を備える熱処理装置であって、
前記第1炉室、第2炉室及び第3炉室は、両端に搬入口と搬出口を有するトンネル状の加熱空間と、被加熱物を搬入口から排出口まで搬送する搬送部と、搬送される被加熱物を加熱する加熱部と、搬入口近傍に設けられ加熱空間に気体を導入する給気管および搬出口近傍に設けられ加熱空間から気体を排出する排気管を有して被加熱物の搬送方向に流れる気流を加熱空間に形成する気流生成部をそれぞれ備え、
前記加熱空間の被加熱物の搬送方向に直交する方向の断面積が、第1炉室では搬入口から被加熱物のガス発生量が最大となる位置に至るまで徐々に小さく、その位置から搬出口の方へ徐々に大きくなり、第2炉室及び第3炉室では搬入口から搬出口に至るまで一定であるよう構成されたことを特徴とする熱処理装置。
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