JPWO2013118261A1 - 熱処理炉 - Google Patents
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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)
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012532180A JPWO2013118261A1 (ja) | 2012-02-08 | 2012-02-08 | 熱処理炉 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012532180A JPWO2013118261A1 (ja) | 2012-02-08 | 2012-02-08 | 熱処理炉 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2013118261A1 true JPWO2013118261A1 (ja) | 2015-05-11 |
Family
ID=53194809
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012532180A Pending JPWO2013118261A1 (ja) | 2012-02-08 | 2012-02-08 | 熱処理炉 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPWO2013118261A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109593926B (zh) * | 2019-01-26 | 2024-02-06 | 江西耐乐铜业有限公司 | 一种运用退火炉均匀炉温的对流吹风式的双炉盖结构 |
Citations (6)
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JPH05172464A (ja) * | 1991-12-20 | 1993-07-09 | Murata Mfg Co Ltd | 熱処理炉 |
JP2004257658A (ja) * | 2003-02-26 | 2004-09-16 | Nippon Furnace Kogyo Kaisha Ltd | 熱風循環炉 |
JP2004311591A (ja) * | 2003-04-03 | 2004-11-04 | Murata Mfg Co Ltd | 熱処理方法およびこれに用いる熱処理炉 |
JP2008138916A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Furness Juko Kk | 熱風循環炉 |
JP2008202825A (ja) * | 2007-02-19 | 2008-09-04 | Shoei Seisakusho:Kk | 回転式熱処理炉 |
JP2011007471A (ja) * | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Sanken Sangyo Co Ltd | 熱風加熱装置 |
-
2012
- 2012-02-08 JP JP2012532180A patent/JPWO2013118261A1/ja active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151013 |
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