JPWO2013118261A1 - 熱処理炉 - Google Patents

Abstract

伝熱効率を改善する。熱処理炉は、炉体１０と、炉床１２と、送風装置１４と、風通過部材１６と、加熱装置１８と、棚２０とを備える。炉体１０は、扉つきの開口３６を有する。風通過部材１６が、筒部と、風誘導部とを有している。筒部は、進入口及び棚対向流出口を有する。進入口から風が進入する。棚対向流出口は棚２０に対向する。棚対向流出口から風が流出する。風誘導部は筒部に取付けられる。風誘導部が、筒部内周面に沿って流れる風の一部を遮って棚対向流出口へ誘導する。

Description

本発明は、熱処理炉に関し、特に伝熱効率を改善できる熱処理炉に関する。

特許文献１は、熱風循環炉を開示する。この熱風循環炉は、熱源と回転炉床とを有する炉体と、環状の載置台と、軸流ファンと、環状仕切りとを備える。載置台は、回転炉床の外周側寄りの部位に炉体の周壁に沿って備えられる。載置台には、放射方向に搬入搬出可能に工作物を載せる。載置台には、循環流が上下方向に通過可能である。軸流ファンは、炉体の天井付近に備えられる。軸流ファンは、熱ガスを自らの外周方向から中心部に向かって吸い込み回転炉床に向けて吐出する。環状仕切りは、炉内を載置台が配置されている外周側領域とそれよりも内側の内側領域とに分離する。環状仕切りは、炉体の回転炉床付近及び天井付近で循環流が反転する通路を区画する。特許文献１に記載されている熱風循環炉によれば、小型でありながら処理量を多くできる。

特許文献１に開示された熱風循環炉には、工作物載置台の上方に収納された工作物と下方に収納された工作物との間で品質面でのばらつきが発生しやすいという問題点がある。この問題点を解決するため、特許文献２に開示された熱風循環炉は、ドーナッツ状に配置される複数の工作物格納室を有する。各工作物格納室は、ドーナッツ状中心に対して吹き込まれる熱風がドーナッツ状中心側から流入しドーナッツ状外側に排気されるように構成されている。特許文献２に記載されている熱風循環炉によれば、工作物載置台のどの段に複数の工作物が収納されても、それらの工作物を均等な条件で熱処理できる。

特開２００４−２５７６５８号公報 特開２００８−１３８９１６号公報

しかしながら、特許文献２に開示された熱風循環炉には、伝熱効率に改善の余地があるという問題点がある。

本発明は、このような問題を解消するためになされたものである。その目的は、伝熱効率を改善できる熱処理炉を提供することにある。

図面を参照して本発明の熱処理炉を説明する。なお、この欄で図中の符号を使用したのは、発明の内容の理解を助けるためであって、内容を図示した範囲に限定する意図ではない。

本発明のある局面に従うと、熱処理炉は、炉体１０と、炉床１２と、送風装置１４と、風通過部材１６と、加熱装置１８と、棚２０とを備える。炉体１０は、扉つきの開口３６，３８を有する。炉床１２は、炉体１０内部に対向する。送風装置１４は炉体１０内部に配置される。送風装置１４は、炉体１０内部の気体を取り込み風を送る。風通過部材１６は、炉体１０内部に配置される。風通過部材１６は、送風装置１４と対向する。風通過部材１６を風が通過する。加熱装置１８は炉体１０内部に配置される。加熱装置１８は送風装置１４が取り込む気体及び風通過部材１６に進入する前の風の少なくとも一方を加熱する。棚２０は、炉体１０内部で風通過部材１６の周りに配置される。棚２０は風通過部材１６の周りを回る。風通過部材１６が、筒部５０と、風誘導部５２，５４とを有している。筒部５０は、進入口６０及び棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４を有する。進入口６０から風が進入する。棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４は棚２０に対向する。棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４から風が流出する。風誘導部５２，５４は筒部５０に取付けられる。風誘導部５２，５４が、筒部５０内周面に沿って流れる風の一部を遮って棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４へ誘導する。

加熱装置１８は送風装置１４が取り込む気体及び風通過部材１６に進入する前の風の少なくとも一方を加熱する。送風装置１４は、炉体１０内部の気体を取り込み風を送る。風通過部材１６を加熱装置１８によって加熱された風が通過する。風通過部材１６の風誘導部５２，５４は、筒部５０の内周面に沿って流れる風の一部を遮って棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４へ誘導する。風誘導部５２，５４によって棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４へ誘導されそこから筒部５０の外へ出た風は、気圧によって流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４から筒部５０の外へおのずと噴出する風に比べ、流速の大きい風となる。流速の大きい風となるので、その風の伝熱効率を改善できる。

また、上述した風誘導部５２が、受風面９０と、出口内部面９２とを有することが望ましい。この場合、受風面９０は風を受ける。出口内部面９２は受風面９０に接する。受風面９０の少なくとも一部が筒部５０の内側に配置される。出口内部面９２の少なくとも一部が棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４の内部に配置される。

受風面９０の少なくとも一部が筒部５０の内側に配置される。受風面９０は風を受ける。出口内部面９２が受風面９０に接している。出口内部面９２の少なくとも一部が棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４の内部に配置されている。これにより、出口内部面９２が受風面９０に接していない場合に比べ、棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４を通過する際に風が受ける抵抗は少なくなる。出口内部面９２が受風面９０に接していない場合の例には、出口内部面９２と受風面９０との間に段差がある場合、及び、棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４と風誘導部５２との間に隙間がある場合がある。風が受ける抵抗が少なくなると、棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４へ誘導されそこから筒部５０の外へ出た風の流速は、抵抗が大きい場合に比べ、大きくなる。流速が大きいので、風の伝熱効率はよくなる。さらに、出口内部面９２の一部が棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４の内部に配置されるという構造は、次に述べる構造に比べ、容易に実現できる。その構造とは、棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４の内周面に風誘導部５４の受風面９４が接するように、筒部５０に風誘導部５４を取付けるという構造である。

若しくは、上述した出口内部面９２の端が筒部５０の外側へ達していることが望ましい。

出口内部面９２の端が筒部５０の外側へ達していると、そうでない場合に比べ、筒部５０の外へ出た風は、その出口内部面９２の端に達するまで、出口内部面９２に沿って流れやすくなる。出口内部面９２に沿って流れやすくなるので、端が筒部５０の外側へ達していない場合に比べ、筒部５０の外周面と棚２０との間に流れる風の量を抑えることができる。そこを流れる風の量を抑えることができるので、そこを風が流れることによる熱損失を抑えることができる。

また、上述した風誘導部５４が、受風面９４を有していることが望ましい。この受風面９４は筒部５０内側に配置される。この受風面９４は風を受ける。この受風面９４は棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４の内周面に接している。

受風面９４が棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４の内周面に接していると、受風面９４が棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４の内周面に接していない場合に比べ、次に述べる際に風が受ける抵抗は少なくなる。その際とは、棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４を通過する際である。受風面９４が棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４の内周面に接していない場合の例には、棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４の内周面と受風面９４との間に段差がある場合、及び、棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４と風誘導部５２との間に隙間がある場合がある。抵抗が少ないので、棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４へ誘導されそこから筒部５０の外へ出た風の流速は、抵抗が大きい場合に比べ、大きくなる。流速が大きいので、風の伝熱効率はよくなる。

また、上述した棚２０が複数の棚板３０を有していることが望ましい。この棚板３０は層を構成するよう配置される。この棚板３０は通気性を有している。この場合、筒部５０が、複数の棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４を有している。筒部５０が、炉床対向流出口６２をさらに有している。風通過部材１６が、複数の前記風誘導部１６を有している。複数の棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４が、棚板３０の層方向に並ぶよう配置されている。炉床対向流出口６２は炉床１２と間隔をあけて対向する。複数の棚板３０のうち炉床１２に最も近い棚板３０が炉床１２に対向している。

炉体１０が上で炉床１２が下となるように本発明の熱処理炉を配置することで、炉床対向流出口６２から出た風は、いったん炉床に当たってから広がり、筒部５０の周りを上昇する。その風は、棚板３０を順次通過する際、棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４から出た風を押す。棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４から出た風が押されることにより、そのようなことがない場合に比べ、棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４から出た風が棚２０の外周にまで広がることを抑えられる。風が棚２０の外周にまで広がることを抑えられるので、棚２０の外周にまで広がった風がそのまま炉体１０内部を循環することによる熱損失を抑えることができる。しかも、筒部５０が炉床対向流出口６２を有してことにより、炉床対向流出口６２を有していない場合に比べ、風通過部材１６の内部において気体が滞ることを抑制できる。気体が滞ることを抑制できるので、その気体が持つ熱についての熱損失を抑えることができる。

若しくは、上述した棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４のいずれかが、次に述べる２つの要件を満たす位置に配置されていることが望ましい。第１の要件は、互いに隣り合う棚板３０の間という要件である。第２の要件は、互いに隣り合う棚板３０のうち炉床１２から見て近い方の棚板３０より炉床１２から見て遠い方の棚板３０に近いという要件である。

炉体１０が上で炉床１２が下となるように本発明の熱処理炉を配置することで、棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４から出た風は、棚板３０に載せられた物へ下からあたることとなる。加熱された気体は上昇しようとするものなので、その物へ横から風を吹きつけるよりその物へ下から風をあてる方がその物へ熱を伝えやすい。熱を伝えやすいので、その分熱損失を抑えやすくなる。

若しくは、上述した棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４のいずれかが、次に述べる２つの要件を満たすことが望ましい。第１の要件は、他の棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４のいずれかである対比対象流出口より送風装置１４からの距離が近いという要件である。第２の要件は、対比対象流出口より小さいという要件である。

これらの要件が満たされた棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４からの風の流量は、対比対象流出口からの風の流量より少ない。一方、送風装置１４からの距離が近い棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４からの風の流量は、送風装置１４からの距離が遠い棚対向流出口６４，６６，６８，７０，７２，７４からの風の流量に比べ、多くなる。小さいことにより流量が少なくなる一方、送風装置１４からの距離が近いことにより流量が多くなるので、送風装置１４からの距離による流量の差異を償うことができる。流量の差異を償うことができるので、熱量の差異も償うことができる。熱量の差異を償うことができるので、棚板３０に載せられた物に対する熱処理条件を均等なものへ近づけることができる。

以上のように、本発明にかかる熱処理炉によれば、伝熱効率を改善できる。

本発明の実施形態にかかる熱処理炉の垂直断面図である。 本発明の実施形態にかかる棚の構成を示す図である。 本発明の実施形態にかかる熱処理炉の水平断面図である。 本発明の実施形態にかかる風通過部材の構成を示す図である。 本発明の実施形態にかかる熱処理炉の一部にかかる垂直断面図である。 本発明の実施形態にかかる風誘導部の斜視図である。 本発明の変形例にかかる風誘導部の斜視図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

［構成の説明］
図１を参照して、本実施形態にかかる熱処理炉の構成について説明する。本実施形態にかかる熱処理炉は、炉体１０と、炉床１２と、送風装置１４と、風通過部材１６と、加熱装置１８と、棚２０と、砂出しシュート２２と、分配部材２４とを備える。

炉体１０は扉つきの開口を有する。本実施形態の場合、その開口のうち一種は入口開口３６である。その開口のうち他の一種は図３に示す出口開口３８である。

炉床１２は、炉体１０の下に（つまり炉体１０から見て重力の働く方向に）配置されている。炉床１２は炉体１０の内部と対向する。炉床１２は水平方向に回転する。ただし、本実施形態においては、次に述べる程度の精度で水平方向であれば、厳密な意味での水平方向でなくとも、炉床１２が水平方向に回転しているとみなす。その精度とは、風通過部材１６及び分配部材２４と棚２０とが衝突しない程度の精度である。

送風装置１４は炉体１０内部に配置される。送風装置１４は炉体１０内部の気体（本実施形態の場合は空気）を取り込み風を送る。本実施形態において、軸流ファンが送風装置１４として取付けられている。なお、図１において示されている太い矢印は、風の流れを示す。

風通過部材１６は炉体１０内部に配置される。本実施形態の場合、風通過部材１６は図示しない部材によって炉体１０内部につり下げられている。風通過部材１６は送風装置１４と対向している。送風装置１４が送る風は風通過部材１６の内部を通過する。なお、図１に示す風通過部材１６は、一部が除去されたものである。

本実施形態の場合、加熱装置１８は、送風装置１４の周りに配置される。加熱装置１８は、棚２０を通過して昇ってきた空気を加熱する。加熱装置１８によって加熱された空気が送風装置１４に取り込まれ風として送られる。本実施形態において、２台の燃焼バーナーが加熱装置１８として取付けられている。

棚２０は炉体１０内部で風通過部材１６の周りに配置される。棚２０は、炉床１２に取付けられる。これにより、棚２０は、風通過部材１６の周りを回ることとなる。棚２０には工作物１００が載せられる。

棚２０と同様、砂出しシュート２２も炉床１２に取付けられる。砂出しシュート２２は、工作物１００から落ちた砂をためる。砂出しシュート２２の底には砂排出口が設けられている。たまった砂はその砂排出口から排出される。

分配部材２４は加熱装置１８と棚２０との間に配置される。分配部材２４は、棚２０を通過して昇ってきた空気の流れを妨げる。本実施形態の場合、分配部材２４と炉体１０の内周との間にはわずかな隙間がある。

図２を参照して、棚２０の構成について説明する。棚２０は複数の棚板３０とそれらの棚板３０を支える棚支柱材３２とを有している。棚板３０には工作物１００が載せられる。棚板３０は層を構成するよう配置される。本実施形態の場合、棚板３０は複数の角管を棚２０の回転方向に並べ、それらの角管を互いに接続したものである。角管を互いに接続することにより構成されるので、棚板３０は板状の構造体である。角管を互いに接続することにより構成されるので、棚板３０は通気性を有する。本実施形態において、これらの棚板３０は６層設けられる。本実施形態において、複数の棚板３０のうち炉床１２に最も近い棚板３０が炉床１２に対向している。

図３を参照して、分配部材２４について説明する。分配部材２４は、第１遮蔽部４０と、第２遮蔽部４２と、第３遮蔽部４４と、第４遮蔽部４６とを有する。第１遮蔽部４０は、風通過部材１６の外周かつ加熱装置１８と棚２０との間に配置される。第１遮蔽部４０は、入口開口３６よりも炉床１２の回転方向（本実施形態の場合、熱処理炉を上から見て反時計回り方向）側の区間に配置される。本実施形態の場合、第１遮蔽部４０は、３枚の板である。これらの板には、大きめの穴が開けられている。第２遮蔽部４２も、風通過部材１６の外周かつ加熱装置１８と棚２０との間に配置される。第２遮蔽部４２は、次に述べる区間に配置される。その区間とは、第１遮蔽部４０が配置されている区間両端のうち、炉床１２の回転方向側の端において、その第１遮蔽部４０が配置されている区間に続く区間である。本実施形態において、この区間の末端部分の下には出口開口３８に対向する空間がある。本実施形態の場合、第２遮蔽部４２は、７枚の板である。これらの板には、小さな穴が開けられている。本実施形態においては、第１遮蔽部４０における単位面積当たりの穴の数と第２遮蔽部４２における単位面積当たりの穴の数とは同じである。それらを構成する板の大きさも同じである。本実施形態においては、第１遮蔽部４０と第２遮蔽部４２とは、穴の大きさのみが異なる。これにより、本実施形態においては、第２遮蔽部４２の開口面積の和が、第１遮蔽部４０の開口面積の和よりも少ないこととなる。第１遮蔽部４０に大きめの穴が開けられており、かつ、第２遮蔽部４２に小さめの穴が開けられているので、第１遮蔽部４０が配置されている区間に比べると第２遮蔽部４２が配置されている区間では風の流れが妨げられることとなる。これにより、後者の区間に比べると前者の区間には多くの熱風が分配される。多くの熱風が分配されるので、第１遮蔽部４０の下にある工作物１００は急速に加熱される。その結果、第１遮蔽部４０の下の空間は加熱帯となる。第２遮蔽部４２の下の空間は均熱帯となる。第３遮蔽部４４は、次に述べる区間に配置される。その区間とは、第２遮蔽部４２が配置されている区間両端のうち、炉床１２の回転方向側の端において、その第２遮蔽部４２が配置されている区間に続く区間である。第３遮蔽部４４の下の空間は入口開口３６と出口開口３８との間にあたる。第４遮蔽部４６は、次に述べる区間に配置される。その区間とは、第３遮蔽部４４が配置される区間両端のうち、炉床１２の回転方向側の端において、その第３遮蔽部４４が配置されている区間に続く区間である。第４遮蔽部４６の下の空間は入口開口３６に対向する空間である。本実施形態の場合、第３遮蔽部４４は、１枚の板である。第４遮蔽部４６も同様である。第３遮蔽部４４と第４遮蔽部４６とにも、穴が設けられている。単位面積当たりのそれらの穴の数は、第２遮蔽部４２の半分である。それらの穴の大きさは、第２遮蔽部４２と同じである。そのような構造となっているので、棚２０を通過した風の大部分はこれらの領域において遮られる。ただし、これらの領域において、炉体１０の内周と分配部材２４との間に隙間が設けられている。隙間を形成されているので、炉床１２から上昇した風の一部はその隙間を通る。

図４を参照して、風通過部材１６の構成について説明する。風通過部材１６は、筒部５０と、複数の風誘導部５２とを有している。本実施形態において、筒部５０は、円筒状の部材である。筒部５０は、進入口６０と、炉床対向流出口６２と、上段加熱帯棚対向流出口６４と、上段均熱帯棚対向流出口６６と、中段加熱帯棚対向流出口６８と、中段均熱帯棚対向流出口７０と、下段加熱帯棚対向流出口７２と、下段均熱帯棚対向流出口７４とを有する。本実施形態において、上段加熱帯棚対向流出口６４と、上段均熱帯棚対向流出口６６と、中段加熱帯棚対向流出口６８と、中段均熱帯棚対向流出口７０と、下段加熱帯棚対向流出口７２と、下段均熱帯棚対向流出口７４との総称は「棚対向流出口」である。送風装置１４が送った風は進入口６０から筒部５０の内部へ進入する。棚対向流出口は棚２０に対向する。筒部５０の中を流れる風の一部は棚対向流出口を経て筒部５０の外へ流出する。筒部５０の中を流れる風のうち残る一部は炉床対向流出口６２を経て筒部５０の外へ流出する。本実施形態の場合、風誘導部５２は棚対向流出口のすべてにそれぞれ設けられている。これにより、風誘導部５２が筒部５０に取付けられることとなる。風誘導部５２は、それぞれ、筒部５０内周面に沿って流れる風の一部を遮って棚対向流出口へ誘導する。風誘導部５２によって誘導された風の一部は、その風誘導部５２が設けられている棚対向流出口を介して筒部５０の外へ出る。なお、図４に示す風通過部材１６は、一部が除去されたものである。除去された部分に、風通過部材１６の内部が現われている。

本実施形態の場合、上段加熱帯棚対向流出口６４は、次に述べる２つの要件を満たす箇所に設けられる。その１つ目の要件は、棚２０の棚板３０のうち、一番上の層の棚板３０のすぐ下又は上から二番目の層の棚板３０のすぐ下であるという要件である。２つ目の要件は、上述した加熱帯（本実施形態の場合、第１遮蔽部４０の下の空間）に対向するという要件である。図５は上段加熱帯棚対向流出口６４付近についての本実施形態にかかる熱処理炉の断面図である。図５には、一番上の層の棚板３０のすぐ下又は上から二番目の層の棚板３０のすぐ下に、上段加熱帯棚対向流出口６４が設けられていることを示している。

本実施形態の場合、上段均熱帯棚対向流出口６６は、次に述べる２つの要件を満たす箇所に設けられる。その１つ目の要件は、棚２０の棚板３０のうち、一番上の層の棚板３０のすぐ下又は上から二番目の層の棚板３０のすぐ下であるという要件である。２つ目の要件は、上述した均熱帯（本実施形態の場合、第２遮蔽部４２の下の空間）に対向するという要件である。

本実施形態の場合、中段加熱帯棚対向流出口６８は、次に述べる２つの要件を満たす箇所に設けられる。その１つ目の要件は、棚２０の棚板３０のうち、上から三番目の層の棚板３０のすぐ下又は上から四番目の層の棚板３０のすぐ下であるという要件である。２つ目の要件は、上述した加熱帯に対向するという要件である。

本実施形態の場合、中段均熱帯棚対向流出口７０は、次に述べる２つの要件を満たす箇所に設けられる。その１つ目の要件は、棚２０の棚板３０のうち、上から三番目の層の棚板３０のすぐ下又は上から四番目の層の棚板３０のすぐ下であるという要件である。２つ目の要件は、上述した均熱帯に対向するという要件である。

本実施形態の場合、下段加熱帯棚対向流出口７２は、次に述べる２つの要件を満たす箇所に設けられる。その１つ目の要件は、棚２０の棚板３０のうち、上から五番目の層の棚板３０のすぐ下であるという要件である。２つ目の要件は、上述した加熱帯に対向するという要件である。

本実施形態の場合、下段均熱帯棚対向流出口７４は、次に述べる２つの要件を満たす箇所に設けられる。その１つ目の要件は、棚２０の棚板３０のうち、上から五番目の層の棚板３０のすぐ下であるという要件である。２つ目の要件は、上述した均熱帯に対向するという要件である。

本実施形態の場合、上段加熱帯棚対向流出口６４と上段均熱帯棚対向流出口６６とはそれぞれ複数個設けられる。上段加熱帯棚対向流出口６４と上段均熱帯棚対向流出口６６とは同じ大きさである。上段加熱帯棚対向流出口６４同士の間隔は、上段均熱帯棚対向流出口６６同士の間隔より狭い。

本実施形態の場合、中段加熱帯棚対向流出口６８と中段均熱帯棚対向流出口７０とはそれぞれ複数個設けられる。中段加熱帯棚対向流出口６８と中段均熱帯棚対向流出口７０とは同じ大きさである。中段加熱帯棚対向流出口６８同士の間隔は、中段均熱帯棚対向流出口７０同士の間隔より狭い。

本実施形態の場合、下段加熱帯棚対向流出口７２と下段均熱帯棚対向流出口７４とはそれぞれ複数個設けられる。下段加熱帯棚対向流出口７２と下段均熱帯棚対向流出口７４とは同じ大きさである。下段加熱帯棚対向流出口７２同士の間隔は、下段均熱帯棚対向流出口７４同士の間隔より狭い。

本実施形態の場合、上段加熱帯棚対向流出口６４は中段加熱帯棚対向流出口６８より小さい。中段加熱帯棚対向流出口６８は下段加熱帯棚対向流出口７２より小さい。上段均熱帯棚対向流出口６６は中段均熱帯棚対向流出口７０より小さい。中段均熱帯棚対向流出口７０は下段均熱帯棚対向流出口７４より小さい。本実施形態の場合、これら棚対向流出口の幅は同一である。これら棚対向流出口の高さが異なるため、これら棚対向流出口の大きさが異なっている。そのため、本実施形態の場合、これら棚対向流出口のそれぞれに対して、同一の風誘導部５２を設けることが可能となっている。

以上の説明から明らかな通り、本実施形態の場合、複数の棚対向流出口の一部について、次に述べる２つの要件が満たされている。第１の要件は、他の棚対向流出口である対比対象流出口より送風装置１４からの距離が近いという要件である。第２の要件は、対比対象流出口より小さいという要件である。

以上の説明から明らかな通り、本実施形態の場合、加熱帯に対向するか均熱帯に対向するかに応じて棚対向流出口同士の間隔が異なっている。前者（加熱帯に対向する棚対向流出口）の間隔は、後者（均熱帯に対向する棚対向流出口）の間隔に比べて、狭い。

以上の説明から明らかな通り、本実施形態の場合、本実施形態の場合、棚対向流出口が、次に述べる２つの要件を満たす位置に配置されている。それらの要件のうち１つ目は、互いに隣り合う棚板３０の間であるという要件である。それらの要件のうち２つ目は、互いに隣り合う棚板３０のうち炉床１２から見て近い方の棚板３０よりも、炉床１２から見て遠い方の棚板３０に近いという要件である。

図６を参照しつつ風誘導部５２について説明する。図６から明らかなように、風誘導部５２は、受風面９０と、出口内部面９２とを有している。本実施形態の場合、受風面９０は、筒部５０の内側に配置される。受風面９０は送風装置１４が送る風を受ける。受風面９０は炉床１２から見て風の進入口６０側へ傾いている。出口内部面９２は受風面９０に接している。出口内部面９２の一部は棚対向流出口（図６においては中段加熱帯棚対向流出口６８）の内部に配置される。出口内部面９２の残る部分（ひいてはその端である外部突出端９６）は筒部５０の外周面から筒部５０の外側へ達している。

［使用方法の説明］
以上のような構成に基づく、本実施形態にかかる熱処理炉の使用方法を説明する。炉床１２と送風装置１４と加熱装置１８とを作動させる。炉体１０内部の温度が工作物１００に対する熱処理に適した温度になったら、作業者は入口開口３６の扉を開ける。ここでいう「熱処理に適した温度」は、工作物１００の材質及び工作物１００に対して施す熱処理に応じて人が適宜定める温度である。炉体１０内部の温度は、図示しない温度計によって測定される。入口開口３６の扉が開いたら、作業者は、適当な治具を用いて、熱処理炉の外部から炉体１０の内部へ工作物１００を挿入する。

工作物１００が挿入されると、作業者は、入口開口３６の扉を閉める。本実施形態の場合、炉床１２は、熱処理炉を上から見たとき反時計回りとなる方向に回転している。炉床１２が回転すると、棚２０も回転する。棚２０が回転すると、そこに載せられた工作物１００も回転する。これにより、工作物１００は加熱帯から均熱帯へ順次移動していくこととなる。

加熱帯では多くの熱風が工作物１００にあたる。これにより、工作物１００は急速に加熱される。加熱帯を通過すると、工作物１００は、均熱帯に入る。均熱帯では温度がほぼ一定に保たれる。

その後、棚２０が一周した頃、作業者は、出口開口３８の扉を開く。出口開口３８の扉が開いたら、作業者は、出口開口３８から、適切な治具によって、工作物１００を取出す。これにより、工作物１００に対する熱処理が終了する。

［本実施形態にかかる効果の説明］
以上のようにして、本実施形態にかかる熱処理炉によれば、１つの炉内で熱処理を行うことができる。その際、風誘導部５２は、それぞれ、筒部５０の内周面に沿って流れる風の一部を遮って棚対向流出口へ誘導する。棚対向流出口から筒部５０の外へ出た風は、工作物１００を加熱する。この風は、気圧によって筒部５０の外へおのずと噴き出す風に比べ、流速の大きい風となる。流速の大きい風となるので、その風の伝熱効率を改善できる。

しかも、本実施形態かかる熱処理炉によれば、出口内部面９２が受風面９０に接しておりかつその一部が棚対向流出口の内部に配置されている。これにより、出口内部面９２が受風面９０に接していない場合（例えば、出口内部面９２と受風面９０との間に段差がある場合、及び、棚対向流出口と風誘導部５２との間に隙間がある場合）に比べ、棚対向流出口を通過する際に風が受ける抵抗は少なくなる。抵抗が少ないので、抵抗が大きい場合に比べ、筒部５０の外へ出た風の流速は大きくなる。流速が大きいので、風の伝熱効率はよくなる。

しかも、本実施形態かかる熱処理炉によれば、外部突出端９６が筒部５０の外側へ達している。外側へ達しているので、筒部５０の外へ出た風は、外部突出端９６に達するまで、出口内部面９２に沿って流れる。 出口内部面９２に沿って流れるので、外部突出端９６がない（出口内部面９２の端が棚対向流出口の内部に配置されている）場合に比べ、筒部５０の外周面と棚２０との間に流れる風の量を抑えることができる。そこを流れる風の量を抑えることができるので、そこを風が流れることによる熱損失を抑えることができる。

しかも、本実施形態かかる熱処理炉の場合、炉床１２が炉体１０の下に配置される。このとき、進入口６０が送風装置１４の下に配置されることとなる。風通過部材１６が炉床対向流出口６２を有している。炉床対向流出口６２は筒部５０の端に設けられる。炉床対向流出口６２は炉床１２と間隔をあけて対向している。これにより、送風装置１４が送った風の一部が炉床対向流出口６２に向かって排出される。排出された風は風通過部材１６と炉床１２との間を経て風通過部材１６の外周に流れる。棚２０が複数の棚板３０を有している。棚板３０は層を構成するよう配置される。棚板３０が通気性を有する。これにより、風通過部材１６の外周に流れた風は棚板３０を通過しながら炉体１０の内部を上昇する。その際、炉体１０の内部を上昇する風は、棚対向流出口から出た風を押し上げる。棚対向流出口から出た風が押し上げられることにより、そのような押し上げがない場合に比べ、棚対向流出口から出た風が棚２０の外周にまで広がることを抑えられる。風が棚２０の外周にまで広がることを抑えられるので、棚２０の外周にまで広がった風がそのまま上昇することによる熱損失を抑えることができる。

しかも、本実施形態かかる熱処理炉によれば、棚対向流出口が、次に述べる２つの要件を満たす位置に配置される。第１の要件は、互いに隣り合う棚板３０の間という要件である。第２の要件は、互いに隣り合う棚板３０のうち炉床１２から見て近い方の棚板３０より炉床１２から見て遠い方の棚板３０に近いという要件である。本実施形態の場合、この位置を棚板３０の下ということができる。棚対向流出口が棚板３０の下に配置され、かつ、炉体１０の内部を上昇する風が棚対向流出口から出た風を押し上げると、棚対向流出口から出た風は、炉体１０の内部を上昇する風とともに工作物１００を下から加熱することとなる。空気は上昇しようとするものなので、工作物１００へ横から風を吹きつけるより工作物１００へ下から風をあてる方が工作物１００へ熱を伝えやすい。熱を伝えやすいので、その分熱損失を抑えやすくなる。

なお、本実施形態にかかる熱処理炉において、砂除去板２６は砂出しシュート２２の内部に取付けられている。砂除去板２６が砂出しシュート２２の内部に取付けられているので、工作物１００に鋳物砂などの異物が残留している場合であっても、炉体１０の内部を循環する風からその異物が除去される。異物が除去されるので、その異物が炉内の装置などを摩耗させることは少なくなる。

［変形例の説明］
今回開示された実施形態はすべての点で例示である。本発明の範囲は上述した実施形態に基づいて制限されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更をし得るのはもちろんである。

例えば、燃焼バーナーの代わりに電気ヒーターなどの熱源が加熱装置１８として取付けられていてもよい。加熱装置１８の数は任意に定めることができる。また、加熱装置１８の位置は送風装置１４と筒部５０との間であってもよい。そこと送風装置１４の周りとの双方に加熱装置１８が設けられてもよい。

また、分配部材２４は、穴の代わりにスリットを有していてもよい。さらに、分配部材２４の第１遮蔽部４０と第２遮蔽部４２とは、穴やスリットの大きさだけでなく、単位面積当たりのそれらの数が異なっていてもよい。また、分配部材２４は、複数の板ではなく、例えば箱のような構造物であってもよい。この場合、分配部材２４を構成する部材は、穴の代わりに、風が通過する管を有していてもよい。

また、棚２０が有する棚板３０の数は限定されない。入口開口３６と出口開口３８との数も特に限定されない。例えば、２層分の棚板３０から工作物１００を出し入れできるよう大きな扉を取付けてもよい。この場合、扉の数は少なくなる。さらに、入口開口３６と出口開口３８とを設けることに代えて、入口兼出口となる扉付きの開口を設けてもよい。

また、風誘導部５２の構成は上述したような構成に限定されない。例えば、風通過部材１６は、上述した風誘導部５２に代え、１枚の板である風誘導部５４を有していてもよい。風通過部材１６が１枚の板である風誘導部５４を有する場合、この風誘導部５４は、図７に示すように、棚対向流出口の下端の縁に沿って筒部５０の内周面に溶接されることが好ましい。その場合、この板の上面（進入口６０に対向する面）が受風面９４（風を受ける面）となる。その場合、受風面９４が棚対向流出口の内周面に接していることとなる。これにより、風をスムーズに導くことが可能となる。ただし、上述したような、出口内部面９２の一部が棚対向流出口の内部に配置されるという構造の方が、棚対向流出口の内周面に風誘導部５４の受風面９４が接するよう筒部５０の内周面に風誘導部５４を溶接するという構造に比べ、製作が容易である。もちろん、風誘導部５２，５４の大きさは特に限定されない。すべての風誘導部５２，５４が同一の大きさであってもよいし、これらが棚対向流出口に応じた大きさであってもよい。風誘導部５２，５４の構造は統一されていなくともよい。

また、棚対向流出口の大きさと位置との関係は上述したものに限定されない。例えば棚対向流出口の大きさはすべて同一であってもよい。

また、風通過部材１６を炉体１０内部に配置するための具体的な構造については特に限定されない。

１０ 炉体
１２ 炉床
１４ 送風装置
１６ 風通過部材
１８ 加熱装置
２０ 棚
２２ 砂出しシュート
２４ 分配部材
２６ 砂除去板
３０ 棚板
３２ 棚支柱材
３６ 入口開口
３８ 出口開口
４０ 第１遮蔽部
４２ 第２遮蔽部
４４ 第３遮蔽部
４６ 第４遮蔽部
５０ 筒部
５２，５４ 風誘導部
６０ 進入口
６２ 炉床対向流出口
６４ 上段加熱帯棚対向流出口
６６ 上段均熱帯棚対向流出口
６８ 中段加熱帯棚対向流出口
７０ 中段均熱帯棚対向流出口
７２ 下段加熱帯棚対向流出口
７４ 下段均熱帯棚対向流出口
９０，９４ 受風面
９２ 出口内部面
９６ 外部突出端
１００ 工作物

Claims (7)

1. 扉つきの開口を有する炉体と、
   前記炉体内部に対向する炉床と、
   前記炉体内部に配置され、前記炉体内部の気体を取り込み、風を送る送風装置と、
   前記炉体内部に配置され、前記送風装置と対向し、前記風が通過する風通過部材と、
   前記炉体内部に配置され、前記送風装置が取り込む気体及び前記風通過部材に進入する前の前記風の少なくとも一方を加熱する加熱装置と、
   前記炉体内部で前記風通過部材の周りに配置され前記風通過部材の周りを回る棚とを備える熱処理炉であって、
   前記風通過部材が、
   前記風が進入する進入口及び前記棚に対向し前記風が流出する棚対向流出口を有する筒部と、
   前記筒部に取付けられ、前記筒部内周面に沿って流れる前記風の一部を遮って前記棚対向流出口へ誘導する風誘導部とを有していることを特徴とする熱処理炉。
2. 前記風誘導部が、
   前記風を受ける受風面と、
   前記受風面に接する出口内部面とを有しており、
   前記受風面の少なくとも一部が前記筒部の内側に配置され、
   前記出口内部面の少なくとも一部が前記棚対向流出口の内部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の熱処理炉。
3. 前記出口内部面の端が前記筒部の外側へ達していることを特徴とする請求項２に記載の熱処理炉。
4. 前記風誘導部が、前記筒部内側に配置され前記風を受ける受風面を有しており、
   前記受風面は前記棚対向流出口の内周面に接していることを特徴とする請求項１に記載の熱処理炉。
5. 前記棚が層を構成するよう配置される複数の棚板を有しており、
   前記棚板が通気性を有しており、
   前記筒部が、複数の前記棚対向流出口を有しており、
   前記筒部が、前記炉床と間隔をあけて対向する炉床対向流出口をさらに有しており、
   前記風通過部材が、複数の前記風誘導部を有しており、
   前記複数の棚対向流出口が、前記棚板の層方向に並ぶよう配置されており、
   前記複数の棚板のうち前記炉床に最も近い棚板が前記炉床に対向していることを特徴とする請求項１に記載の熱処理炉。
6. 前記棚対向流出口のいずれかが、互いに隣り合う前記棚板の間であり、かつ、前記互いに隣り合う棚板のうち前記炉床から見て近い方の前記棚板より前記炉床から見て遠い方の前記棚板に近い位置に、配置されていることを特徴とする請求項５に記載の熱処理炉。
7. 前記棚対向流出口のいずれかが、他の前記棚対向流出口のいずれかである対比対象流出口より前記送風装置からの距離が近く、かつ、前記対比対象流出口より小さいことを特徴とする請求項５に記載の熱処理炉。

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