JP2018189344A - 熱処理炉 - Google Patents

Abstract

【課題】 炉の側壁における開口部に設けた扉を開閉させて、被処理物を開口部から炉の内部に導入させたりする際に、外部の冷気が炉の内部に流れ込んだり、炉の内部の熱風が外部に吹き出したりするのを防止する。【解決手段】 炉１０の一方の側壁１１ａに設けられた開口部１２の開閉を行う扉１３を設け、この扉１３を開閉させて開口部１３から被処理物Ｗを炉１０の内部に導入させ、加熱装置２３により加熱された熱風を被処理物Ｗの上方から下方に向けて吹き付けて、被処理物Ｗを加熱させる熱処理炉において、熱風を炉１０の内部で循環させると共に、熱風を前記の開口部１２に沿って上方から下方に向けて吹き付けるスリット状の遮蔽用熱風吹出し口２１ａを設けた。【選択図】 図１

Description

本発明は、炉の側壁に設けられた開口部の開閉を行う扉を設け、前記の扉を開閉させて開口部から被処理物を炉の内部に導入させ、加熱装置により加熱された熱風を前記の被処理物の上方から下方に向けて吹き付けて、被処理物を加熱させる熱処理炉に関するものである。特に、前記のように加熱装置により加熱された熱風を炉の内部に導入された被処理物の上方から下方に向けて吹き付けて、被処理物を加熱させるにあたり、被処理物の上方から下方に向けて吹き付ける熱風を炉の内部で循環させると共に、扉を開閉させて開口部から被処理物を炉の内部に導入させたりする際に、扉が開かれた開口部を通して、外部の冷気が炉の内部に流れ込んだり、炉の内部の熱風が外部に吹き出したりするのを抑制して、炉の内部の温度が低下するのを防止するようにした点に特徴を有するものである。

従来から、熱処理炉において被処理物を加熱させるにあたっては、炉の側壁に設けられた開口部の開閉を行う扉を設け、前記の扉を開閉させて開口部から被処理物を炉の内部に導入させ、加熱装置により加熱された熱風を前記の被処理物の上方から下方に向けて吹き付けて、被処理物を加熱させるようにしたものが用いられている。

ここで、このような熱処理炉においては、扉を開閉させて開口部から被処理物を炉の内部に導入させたりする際に、扉が開かれた開口部を通して、炉の外部の冷気が炉の内部に流れ込んだり、炉の内部の熱風が外部に吹き出したりして、炉の内部の温度が低下するという問題があった。

このため、特許文献１においては、前記の扉の外部側にエアーカーテン装置を設け、前記の扉を開けた時だけに、前記のエアーカーテン装置を作動させて開口部の外側にエアーカーテンを形成し、このエアーカーテンにより、扉が開かれた開口部を通して、外部の冷気が炉の内部に流れ込んだり、炉の内部の熱風が外部に吹き出したりするのを抑制するようにしたものが提案されている。

また、特許文献２においては、前記の扉の下部からエアーを吹き出すエアーカーテン機構を設け、前記の扉の下部からエアーを吹き出して開口部にエアーカーテンを形成し、扉が開かれた開口部を通して、外部の冷気が炉の内部に流れ込んだり、炉の内部の熱風が外部に吹き出したりするのを抑制するようにしたものが提案されている。

しかし、前記の特許文献１、２に示す何れのものにおいても、エアーカーテンとしては、炉の内部よりも温度が低い外気を用いており、扉を開けて前記の開口部を通して、被処理物を炉の内部に導入させたり、加熱された被処理物を炉の内部から取り出したり際に、エアーカーテンに用いた温度の低い外気が炉の内部に流れ込んだり、この温度の低い外気が加熱された被処理物にあたって、被処理物の上面部だけが冷やされて、被処理物に対する処理が不均一になったりするという問題があった。

また、前記のように温度の低い外気が炉の内部に流れ込んだ場合に、炉の内部で熱風を循環する送風ファンを回転させると、炉の内部に流れ込んだ温度の低い外気が炉の内部全体に広がって炉の内部の温度が低下するため、扉を開けた場合には、送風ファンの回転を停止させることも行われていたが、その停止や再起動に時間を要するという問題もあった。

特開平５−５１２４号公報 特開２００７−１８７３９８号公報

本発明は、炉の側壁に設けられた開口部の開閉を行う扉を設け、前記の扉を開閉させて開口部から被処理物を炉の内部に導入させ、加熱装置により加熱された熱風を炉の内部に導入された被処理物の上方から下方に向けて吹き付けて、被処理物を加熱させるようにした熱処理炉における前記のような問題を解決することを課題とするものである。

すなわち、本発明においては、加熱装置により加熱された熱風を炉の内部に導入された被処理物の上方から下方に向けて吹き付けて、被処理物を加熱させるにあたり、被処理物の上方から下方に向けて吹き付ける熱風を炉の内部で循環させると共に、扉を開閉させて開口部から被処理物を炉の内部に導入させたりする際に、扉が開かれた開口部を通して、外部の冷気が炉の内部に流れ込んだり、炉の内部の熱風が外部に吹き出したりするのを抑制して、炉の内部の温度が低下するのを防止することを課題とするものである。

本発明に係る熱処理炉においては、前記のような課題を解決するため、炉の側壁に設けられた開口部の開閉を行う扉を設け、前記の扉を開閉させて開口部から被処理物を炉の内部に導入させ、加熱装置により加熱された熱風を前記の被処理物の上方から下方に向けて吹き付けて、被処理物を加熱させる熱処理炉において、前記の熱風を炉の内部で循環させると共に、前記の熱風を前記の開口部に沿って上方から下方に向けて吹き付けるスリット状の遮蔽用熱風吹出し口を設けるようにした。

そして、本発明に係る熱処理炉において、前記のようにスリット状の遮蔽用熱風吹出し口から、熱風を前記の開口部に沿って上方から下方に向けて吹き付けるようにすると、前記のように扉を開けて開口部から被処理物を炉の内部に導入させたり、炉の内部から引き出したりする際に、前記のスリット状の遮蔽用熱風吹出し口から開口部に沿って上方から下方に向けて吹き付けられる熱風により、開口部に熱風によるエアーカーテンが形成されるため、従来のような炉の外部の冷気（常温の空気）を用いたエアーカーテンよりも、扉が開かれた開口部を通して、外部の冷気が炉の内部に流れ込んだり、炉の内部で循環される熱風が外部に吹き出したりするのが防止される。

また、前記の熱処理炉においては、前記の熱風を前記の開口部と反対側における側壁の内面に沿って上方から下方に向けて吹き付けるスリット状の反対側熱風吹出し口を設けることが好ましい。このようにスリット状の反対側熱風吹出し口を設け、この反対側熱風吹出し口から熱風を前記の開口部と反対側における側壁の内面に沿って上方から下方に向けて吹き付けると、この熱風によって開口部と反対側における側壁が加熱され、開口部と反対側における側壁の内面の温度が外部の冷気が外壁を熱伝導して低くなって、炉の内部の温度が低下したり、不均一になったりするのが防止される。なお、ここでいう「スリット状」の吹出し口とは、穴を列に並べた吹き出し口も含まれる。

また、前記の熱処理炉において、加熱装置により加熱された熱風を炉の内部で循環させるにあたっては、前記の加熱装置によって加熱された熱風を送風ファンにより炉の内部に導入された被処理物の上方から下方に向けて吹き付けて被処理物を加熱させ、被処理物を加熱させた後の熱風を前記の加熱装置に導いて加熱させて循環させるようにすることができる。

また、前記の熱処理炉において、前記の熱風を炉の内部で循環させるにあたっては、炉の内部に被処理物の導入方向に沿った一対の案内規制板を導入される被処理物の両側に配置させるように設け、この一対の案内規制板の間を通して熱風を被処理物の上方から下方に導くと共に、被処理物の下方に導かれた熱風を被処理物の両側に設けられた前記の案内規制板の外側に案内する循環用案内部材を設けるようにすることができる。このようにすると、前記の案内規制板によって熱風が被処理物の上から離れた両側の位置に導かれるのが抑制され、この一対の案内規制板の間を通して、熱風が被処理物の上方から下方に向けて適切に案内されるようになると共に、被処理物の下方に導かれた熱風が、前記の循環用案内部材により被処理物の両側に設けられた前記の案内規制板の外側に案内されて循環されるようになる。また、このように被処理物の下方に導かれた熱風が、前記の循環用案内部材により被処理物の両側に設けられた前記の案内規制板の外側に案内されて炉の内部で循環される途中において、この熱風が前記の加熱装置により十分に加熱されて循環されるようになり、十分に加熱された熱風が安定して炉の内部に導入させた被処理物の上方から下方に向けて吹き付けられて、被処理物が十分に加熱されるようになる。

ここで、前記の案内規制板として、蓄熱材で構成されたものを用いると共に、この案内規制板を開口部の側壁から開口部と反対側における側壁に至るように設けることが好ましい。このようにすると、前記の案内規制板に熱が蓄熱され、案内規制板からの輻射により被処理物が均一に加熱されるようになると共に、被処理物が新しく導入された場合、この被処理物が前記のように蓄熱され案内規制板からの輻射によって速やかに加熱されるようになる。ここでいう、蓄熱材とは、板状のセラミックファイバーボードやセラミック板、カーボン板など、どのようなものであってもよい。

また、前記の熱処理炉においては、炉の内部に被処理物を導入させて保持させる複数のローラー部材を設け、前記のローラー部材の上に保持された被処理物の上方から下方に向けて熱風を吹き付けるにあたり、被処理物の上方に前記のローラー部材の軸方向に沿ったスリット状の熱風吹出し口を複数設けるようにすることが好ましい。このようにすると、ローラー部材の軸方向に沿ったスリット状の熱風吹出し口から吹き出された熱風が、ローラー部材に邪魔されずにスムーズにローラー部材の下方に導かれて、炉の内部で循環されるようになる。

また、前記の熱処理炉においては、前記の開口部の下端部に、前記の遮蔽用熱風吹出し口から吹き出された熱風を炉の内部側に案内する遮蔽用案内部材を設けることが好ましい。このようにすると、前記の遮蔽用熱風吹出し口から開口部に沿って上方から下方に向けて吹き付けられた熱風が、この遮蔽用案内部材によって炉の内部に案内され、開口部の下端における扉との隙間を通して外部に吹き出されるのが抑止されるようになる。

本発明における熱処理炉においては、前記のように扉を開けて開口部から被処理物を炉の内部に導入させたりする際に、熱風をスリット状の遮蔽用熱風吹出し口から前記の開口部に沿って上方から下方に向けて吹き付けるようにしたため、スリット状の遮蔽用熱風吹出し口から開口部に沿って上方から下方に向けて吹き付けられる熱風により、開口部に熱風によるエアーカーテンが形成され、従来のような炉の外部の冷気（常温の空気）を用いたエアーカーテンよりも、扉が開かれた開口部を通して、外部の冷気が炉の内部に流れ込んだり、炉の内部で循環される熱風が外部に吹き出したりするのが防止される。

この結果、本発明における熱処理炉においては、前記のように扉を開けて開口部から被処理物を炉の内部に導入させたり、炉の内部から引き出したりする際に、炉の内部の温度が低下するのを防止させることができると共に、加熱装置により加熱された熱風を被処理物の上方から下方に向けて吹き付ける作業を停止させたりする必要もなく、被処理物の入れ換えが素早く行え、被処理物を効率よく処理することができるようになる。

本発明の実施形態に係る熱処理炉において、炉の側壁に設けられた扉を開けて開口部から被処理物を炉の内部に導入させる状態を示し、被処理物の導入方向に沿って炉を切断した概略断面説明図である。 前記の実施形態に係る熱処理炉において、炉の側壁に設けられた扉を開けて開口部から被処理物を炉の内部に導入させる状態を示した部分拡大断面説明図である。 前記の実施形態に係る熱処理炉において、炉の内部に被処理物を導入させて扉を閉じて被処理物を熱処理する状態を示し、被処理物の導入方向に沿って炉を切断した概略断面説明図である。 前記の実施形態に係る熱処理炉において、炉の内部に被処理物を導入させて扉を閉じて被処理物を熱処理する状態を示し、被処理物の導入方向と直交する方向に沿って炉を切断した概略断面説明図である。 前記の実施形態に係る熱処理炉の上面側から見た概略平面図である。

以下、本発明の実施形態に係る熱処理炉を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る熱処理炉は、下記の実施形態に示したものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。

ここで、この実施形態に係る熱処理炉においては、図１〜図５に示すように、炉１０の一方の側壁１１ａに、被処理物Ｗを炉１０に出し入れするための開口部１２を設けている。そして、この開口部１２の外側に開口部１２の開閉を行う扉１３を設けると共に、炉１０の側壁１１ａと対向するこの扉１３の面の周囲に、炉１０の内部と外部とを遮蔽するためのパッキン材１３ａを取り付けている。

また、前記の開口部１２から炉１０の内部に、被処理物Ｗを保持させる複数のローラー部材１４を被処理物Ｗの送り方向に所要間隔を介して設け、各ローラー部材１４を回転させて被処理物Ｗを移動させるようにしている。

また、前記の熱処理炉においては、加熱された熱風を前記のローラー部材１４に保持された被処理物Ｗの上方から下方に向けて吹き付けるにあたり、前記の炉１０の天井１５の中央部に設けられた回転装置１６によって回転される送風ファン１６ａを、前記の天井１５を貫通するようにして炉１０の内部に設けると共に、前記の回転装置１６から離れた天井１５の周辺部分に、天井１５を貫通して加熱部１７ａが炉１０の内部に延出された複数の加熱装置１７を設けている。なお、この実施形態においては、回転装置１６から離れた天井１５の周辺部分に４つの加熱装置１７を設けた例を示しているが、炉１０の大きさなどに応じて、さらに多くの加熱装置１７を設けるようにすることができる。

また、前記の熱処理炉においては、前記の送風ファン１６ａを回転させて加熱装置１７により加熱された熱風をローラー部材１４に保持された被処理物Ｗの上方から下方に向けて吹き付けるにあたり、炉１０の内部に被処理物Ｗの導入方向に沿った一対の案内規制板１８を、前記の開口部１２が設けられた側壁１１ａから開口部１２と反対側における側壁１１ｂに至るようにして、前記の被処理物Ｗの両側に配置させると共に、各案内規制板１８の上端から前記の送風ファン１６ａとの間に上部案内部材１９を設けている。そして、加熱装置１７によって加熱された後の熱風を前記の上部案内部材１９を介して送風ファン１６ａに導き、この送風ファン１６ａによって熱風を開口部１２が設けられた側壁１１ａから開口部１２と反対側における側壁１１ｂに至るように設けた一対の案内規制板１８の間を通して熱風を被処理物Ｗの上方から下方に導くようにしている。このようにすると、加熱装置１７によって加熱された後の熱風が、前記の一対の案内規制板１８の間を通してローラー部材１４に保持された被処理物Ｗの上方から適切に吹き付けられるようになる。

ここで、前記の案内規制板１８として、この実施形態においては、蓄熱性のあるセラミックファイバーで構成されたものを用いるようにしている。このようにすると、蓄熱性のセラミックファイバーで構成された案内規制板１８に加熱装置１７や熱風による熱が蓄熱され、この案内規制板１８からの輻射によって炉１０の内部に導入された被処理物Ｗが均一に加熱されると共に、炉１０の内部に新しい被処理物Ｗが導入された場合にも、案内規制板１８に蓄熱された熱により、新しい被処理物Ｗを早く加熱させることができるようになる。

また、この実施形態の熱処理炉においては、前記のように送風ファン１６ａによって熱風を一対の案内規制板１８の間を通して被処理物Ｗの上方から吹き付けるにあたり、前記の一対の案内規制板１８の間において、前記の送風ファン１６ａによって下方に向けて送風される熱風を前記の被処理物Ｗに案内する熱風案内部材２０を、前記の案内規制板１８と同様に、開口部１２が設けられた側壁１１ａから開口部１２と反対側における側壁１１ｂに至るように設けている。

ここで、この熱風案内部材２０としては、前記のローラー部材１４の軸方向に沿って下方に向かって収縮したスリット状の熱風吹出し口２１が複数設けられたもの用い、この熱風案内部材２０における前記の開口部１２側の部分に、開口部１２に沿って熱風を上方から下方に向けて吹き付けるスリット状の部分が長く伸びた遮蔽用熱風吹出し口２１ａを設ける一方、開口部１２と反対側における側壁１１ｂの内面に沿って熱風を上方から下方に向けて吹き付けるスリット状の部分が長く伸びた反対側熱風吹出し口２１ｂを設けている。

そして、前記の遮蔽用熱風吹出し口２１ａから開口部１２に沿って熱風を上方から下方に向けて吹き付けると、熱風によるエアーカーテンが開口部１２の部分に形成され、前記のように扉１３を開けて、開口部１２から被処理物Ｗを炉１０の内部に導入させたりする際に、開かれた開口部１２を通して外部の冷気が炉１０の内部に流れ込んだり、炉１０の内部で循環される熱風が外部に吹き出したりするのが防止される。また、前記の反対側熱風吹出し口２１ｂから開口部１２と反対側における側壁１１ｂの内面に沿って熱風を上方から下方に向けて吹き付けると、この熱風によって開口部１２と反対側における側壁１１ｂが加熱され、開口部１２と反対側における側壁１１ｂの内面部分の温度が外部（外面）の冷気の温度が側壁１１ｂを伝導して温度が低くなって、被処理物Ｗの周辺の温度が低下したり、不均一になったりするのが防止される。なお、ここでいう冷気とは、炉１０の外部の常温空気のことである。

また、この実施形態の熱処理炉においては、前記の開口部１２の部分に被処理物Ｗを炉１０の内部に出し入れするためのローラー部材１４を設けると共に、このローラー部材１４よりも外部側における開口部１２の下端部に、前記の遮蔽用熱風吹出し口２１ａから吹き付けられた熱風を炉１０の内部側に案内する断面Ｌ字状になった遮蔽用案内部材２２を設けている。このようにすると、前記の遮蔽用熱風吹出し口２１ａから開口部１２に沿って上方から下方に向けて吹き付けられた熱風が、開口部１２の部分に設けられたローラー部材１４の外部側に流れたとしても、この熱風が前記の遮蔽用案内部材２２によって炉１０の内部に案内され、熱風が開口部１２の下端部から外部に流れ出すのが抑制される。

また、この実施形態の熱処理炉においては、熱風をローラー部材１４に保持された被処理物Ｗの上方から下方に向けて吹き付けるにあたり、前記のように熱風案内部材２０において、前記のローラー部材１４の軸方向に沿ったスリット状の各熱風吹出し口２１から熱風を上方から下方に向けて吹き付けるようにしたため、各熱風吹出し口２１から吹き付けられた熱風が、各ローラー部材１４の間を通してローラー部材１４の下方にスムーズに導かれるようになる。（図２参照。）

また、この実施形態の熱処理炉においては、前記のように各ローラー部材１４の間を通してローラー部材１４の下方に導かれた熱風を炉１０の内部で循環させるにあたり、前記のようにローラー部材１４の下方に導かれた熱風を被処理物Ｗの両側における各案内規制板１８の外側に案内する循環用案内部材２３を、ローラー部材１４の下方において炉１０の両側に向けて設けている。

そして、前記のようにローラー部材１４の下方に導かれた熱風を、前記の両側の循環用案内部材２３により被処理物Ｗを保持したローラー部材１４の上方における両側の案内規制板１８の外側に導き、このように両側の案内規制板１８の外側を通して上方に導かれる熱風を前記の各加熱装置１７により加熱させ、このように加熱装置１７によって加熱された後の熱風を、前記の上部案内部材１９を介して前記の送風ファン１６ａに導き、この送風ファン１６ａによって熱風を、前記のように熱風案内部材２０を通してローラー部材１４に保持された被処理物Ｗの上方から下方に向けて吹き付けて、炉１０の内部で循環させるにようにしている。

このようにすると、前記のように扉１３を開けて開口部１２から被処理物Ｗを炉１０の内部に導入させたりする際に、前記のスリット状の遮蔽用熱風吹出し口２１ａから開口部１２に沿って上方から下方に向けて吹き付けられる熱風によって、開口部１２に熱風によるエアーカーテンが形成され、扉１３が開かれた開口部１２を通して、外部の冷気が炉１０の内部に流れ込んだり、炉１０の内部で循環される熱風が外部に吹き出したりして、炉１０の内部の温度が低下するのを防止することができると共に、加熱装置１７により加熱された熱風を送風ファン１６ａにより被処理物Ｗの上方から下方に向けて吹き付ける作業を停止させる必要もなく、被処理物Ｗを効率よく処理することができるようになる。

また、炉１０の内部に被処理物Ｗを導入して扉１３を閉めている間も、遮蔽用熱風吹出し口２１ａからの熱風気流が作用して扉１３の内面が加熱されるため、扉１３の外部の冷気の温度が扉１３を伝導して、被処理物Ｗの周辺の温度が低下したり、不均一になったりするのが防止される。

なお、前記の実施形態においては、エアーカーテンを被処理物Ｗの上方から下方に向けて垂直方向に熱風を吹き付けるようにしたが、構造を工夫して、エアーカーテンを水平方向に吹き付けるようにしたり、下から上に吹付けるようにしてもよい。

１０ ：炉
１１ａ ：開口部側の側壁
１１ｂ ：開口部と反対側の側壁
１２ ：開口部
１３ ：扉
１３ａ ：パッキン材
１４ ：ローラー部材
１５ ：天井
１６ ：回転装置
１６ａ ：送風ファン
１７ ：加熱装置
１７ａ ：加熱部
１８ ：案内規制板
１９ ：上部案内部材
２０ ：熱風案内部材
２１ ：熱風吹出し口
２１ａ ：遮蔽用熱風吹出し口
２１ｂ ：反対側熱風吹出し口
２２ ：遮蔽用案内部材
２３ ：循環用案内部材
Ｗ ：被処理物

Claims (7)

1. 炉の側壁に設けられた開口部の開閉を行う扉を設け、前記の扉を開閉させて開口部から被処理物を炉の内部に導入させ、加熱装置により加熱された熱風を前記の被処理物の上方から下方に向けて吹き付けて、被処理物を加熱させる熱処理炉において、前記の熱風を炉の内部で循環させると共に、前記の熱風を前記の開口部に沿って上方から下方に向けて吹き付けるスリット状の遮蔽用熱風吹出し口を設けたことを特徴とする熱処理炉。
2. 請求項１に記載の熱処理炉において、前記の熱風を前記の開口部と反対側における側壁の内面に沿って上方から下方に向けて吹き付けるスリット状の反対側熱風吹出し口を設けたことを特徴とする熱処理炉。
3. 請求項１又は請求項２に記載の熱処理炉において、加熱装置により加熱された熱風を炉の内部で循環させるにあたり、前記の加熱装置によって加熱された熱風を送風ファンにより炉の内部に導入された被処理物の上方から下方に向けて吹き付けて被処理物を加熱させ、被処理物を加熱させた後の熱風を前記の加熱装置に導いて加熱させて循環させることを特徴とする熱処理炉。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の熱処理炉において、前記の熱風を炉の内部で循環させるにあたり、炉の内部に被処理物の導入方向に沿った一対の案内規制板を、導入される被処理物の両側に配置させるように設け、この一対の案内規制板の間を通して熱風を被処理物の上方から下方に導くと共に、被処理物の下方に導かれた熱風を被処理物の両側に設けられた前記の案内規制板の外側に案内する循環用案内部材を設けたことを特徴とする熱処理炉。
5. 請求項４に記載の熱処理炉において、前記の案内規制板を蓄熱材で構成すると共に、前記の案内規制板を開口部の側壁から開口部と反対側における側壁に至るように設けたことを特徴とする熱処理炉。
6. 請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の熱処理炉において、炉の内部に被処理物を導入させて保持させる複数のローラー部材を設け、前記のローラー部材の上に保持された被処理物の上方から下方に向けて熱風を吹き付けるにあたり、被処理物の上方に前記のローラー部材の軸方向に沿ったスリット状の熱風吹出し口を複数設けたことを特徴とする熱処理炉。
7. 請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の熱処理炉において、前記の開口部の下端部に、前記の遮蔽用熱風吹出し口から吹き出された熱風を炉の内部側に案内する遮蔽用案内部材を設けたことを特徴とする熱処理炉。

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