CN103597308B

CN103597308B - 热处理炉及其加热器更换方法

Info

Publication number: CN103597308B
Application number: CN201280028743.9A
Authority: CN
Inventors: 胜俣和彦; 岛田嵩久
Original assignee: IHI Corp; IHI Machinery and Furnace Co Ltd
Current assignee: IHI Corp; IHI Machinery and Furnace Co Ltd
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2032-06-14
Also published as: WO2012173195A1; DE112012002457T5; JP2013002728A; US20140097174A1; KR20140018398A; CN103597308A

Abstract

为进行被处理物(1)的加热处理的热处理炉(10)，具备：中空的加热室(20)，其将被处理物容纳于内部，并且由绝热部件构成；电阻加热式的加热器(22)，其被装入绝热部件内；中空的炉体(12)，其与加热室隔开间隔并包围加热室；喷嘴(16)，其以与炉体的内部连通的方式设于炉体；电极棒(30)，其可装卸地安装于喷嘴的外侧端部且与喷嘴电绝缘；以及可挠性的导线(32)，其将加热器的引线(23)与电极棒电连接。导线(32)能够在将电极棒(30)从喷嘴(16)分离的状态下在喷嘴(16)的外部与电极棒(30)装卸，且具有在将电极棒安装于喷嘴的状态下不与喷嘴内表面接触的长度。

Description

热处理炉及其加热器更换方法

技术领域

本发明涉及进行被处理物的加热处理的热处理炉及其加热器更换方法。本申请基于2011年6月16日在日本申请的日本特愿2011-133996号而要求优先权，在此援引其内容。

背景技术

在进行被处理物的加热处理的热处理炉中，为了加热被处理物，设置有电阻加热加热器。如上所述的热处理炉例如在专利文献1中公开，电阻加热加热器例如在专利文献2中公开。以下，将电阻加热加热器简称为“加热器”。

专利文献1公开了热处理炉，其为单室型真空热处理炉，具备在炉本体的内部设置的箱状绝热材料、以及在箱状绝热材料的内部以包围被处理品的方式设置的加热器。

专利文献2公开了加热器的引线与电极部直接接合的加热器系统。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2009-216344号公报

专利文献2：日本特开2007-40837号公报。

发明内容

发明要解决的问题

在热处理炉中使用的加热器的引线必须与露出至热处理炉外部的电极棒电连接，通过电极棒从外部供给电力。以往，上述引线与上述电极棒直接通过焊接等接合，或使用连接器连接。

但是，由于加热器在使用时暴露于高温，因而其使用寿命短，更换是必要的。在此情况下，在前述现有的连接方案中存在如下问题。

(1) 在直接通过焊接等接合的情况下，必须在热处理炉内进行接合部的分离作业和再接合作业。这些作业在热处理炉内的狭窄空间内进行。因此，作业性差，作业耗费时间和劳力。另外，接合部的质量检查困难，与质量相关的可靠性低。

(2) 在使用连接器连接的情况下，必须在热处理炉内进行连接器的分离作业和再结合作业。这些作业也在热处理炉内的狭窄空间内进行。因此，作业性差，作业耗费时间和劳力。

(3) 在将装入了加热器的加热室设置在热处理炉的内部的情况下，为了更换加热器，必须将装入了加热器的加热室整体取出至外部。在此情况下，连接器在构造方面为大型的且没有可挠性。另外，炉体与加热室的间隙小。因此，难以将加热室整体取出至外部。

本发明是鉴于以上事实做出的，其目的在于提供一种热处理炉及其加热器更换方法，该热处理炉能够在炉外容易地装卸炉内的引线与露出至外部的电极棒，即使在炉体与装入了加热器的加热室的间隙较小的情况下，也能够将加热室整体容易地取出至外部。

用于解决问题的方案

在本发明所涉及的第一样式中，采用以下构成，即，为进行被处理物的加热处理的热处理炉，具备：中空的加热室，其将被处理物容纳于内部，并且由绝热部件构成；电阻加热式的加热器，其被装入前述绝热部件内；中空的炉体，其与前述加热室隔开间隔并包围前述加热室；喷嘴，其以与前述炉体的内部连通的方式设于前述炉体；电极棒，其可装卸地安装于前述喷嘴的外侧端部且与前述喷嘴电绝缘；以及可挠性的导线，其将前述加热器的引线与前述电极棒电连接，前述导线能够在将前述电极棒从前述喷嘴分离的状态下在前述喷嘴的外部与前述电极棒装卸，且具有在将前述电极棒安装于前述喷嘴的状态下不与前述喷嘴内表面接触的长度。

在本发明所涉及的第二样式中，为更换上述第一样式所涉及的热处理炉所具备的前述加热器的方法，采用具备以下工序的方法：

(A) 在将前述电极棒从前述喷嘴分离的状态下，在前述喷嘴的外部将前述导线从前述电极棒分离，

(B) 敞开前述炉体的上部，

(C) 在导线保持连接至前述引线的状态下，在前述炉体内将前述加热室向与前述喷嘴相反侧移动，将前述引线和前述导线从前述喷嘴内移动至前述炉体内，

(D) 在前述导线保持连接至前述引线的状态下，将前述加热室从前述炉体的上部取出至外部。

在此情况下，导线能够在将电极棒从喷嘴分离的状态下在喷嘴的外部与电极棒装卸，且具有在将电极棒安装于喷嘴的状态下不与喷嘴内表面接触的长度。所以，能够在炉外容易地装卸炉内的引线与露出至外部的电极棒。

另外，在导线保持连接至引线的状态下，在炉体内将加热室向与喷嘴相反侧移动，将引线和导线从喷嘴内移动至炉体内，将加热室从炉体的上部取出至外部。所以，即使在炉体与装入了加热器的加热室的间隙较小的情况下，也能够将加热室整体容易地取出至外部。

结果，加热器在炉外的装配成为可能，在狭窄的作业空间内也能容易地进行装卸操作。因此，维护性提高。另外，能够将加热室整体容易且快速地取出至外部，在外部更换加热器。

发明的效果

依照本发明，能够提供一种热处理炉及其加热器更换方法，该热处理炉能够在炉外容易地装卸炉内的引线与露出至外部的电极棒，即使在炉体与装入了加热器的加热室的间隙较小的情况下，也能够将加热室整体容易地取出至外部。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式的热处理炉的纵截面图。

图2是图1的Ⅱ-Ⅱ线上的截面图。

图3是图1的Ⅲ-Ⅲ向视图。

图4是图1的Ⅳ-Ⅳ向视图。

图5是示出本发明的一个实施方式的热处理炉的加热器更换方法的第一工序图。

图6是示出本发明的一个实施方式的热处理炉的加热器更换方法的第二工序图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的优选实施方式。此外，在各图中对共同的部分附以相同符号，省略重复的说明。

图1是示出本实施方式的热处理炉的纵截面图，图2是图1的Ⅱ-Ⅱ线上的截面图。

在本实施方式中，热处理炉10是进行被处理物1的加热处理的真空热处理炉。此外，在本发明中，热处理炉10不限定于真空热处理炉，如果能够进行被处理物1的加热处理，则也可以是其它热处理炉。

在图1和图2中，热处理炉10具备炉体12和加热室20。

炉体12为中空的气密容器。本实施方式的炉体12具备其轴心铅垂的中空圆筒形的炉体筒12a、堵塞炉体筒12a的下表面的炉体底12b、以及堵塞炉体筒12a的上表面的炉体盖12c。

炉体筒12a在其外周面具有双重构造的水冷套筒13a。从未图示的供给口将冷却水供给至水冷套管13a内，水冷炉体筒12a整体。

炉体底12b是外缘部连结至炉体筒12a下端的圆形的平板。另外，炉体底12b的下方经由凸缘5连结至下方的另一真空处理室6。

在本实施方式中，凸缘5具有双重构造的水冷套筒(未图示)。从未图示的供给口将冷却水供给至水冷套管内，水冷凸缘5整体。

在炉体底12b的中心部设有圆形的开口14。非处理物1能够通过开口14从下方的真空处理室6插入热处理炉10的内部且取出至外部。

在图1中，支撑部件2支撑被处理物1，绝热材料3支撑着支撑部件2并堵塞开口14。升降台4能够使被处理物1、支撑部件2以及绝热材料3升降且闭合开口14。

此外，升降台4的构成不限定于本实施方式的构成，也可以是，具有其它构成的升降台4将被处理物1插入热处理炉10的内部且取出至外部。

在炉体筒12a的上端设有凸缘15。

炉体盖12c是外缘部可装卸地连结至炉体筒12a的凸缘15的圆形的平板。另外，炉体盖12c具有双重构造的水冷套管13b，从未图示的供给口将冷却水供给至水冷套管13b内，水冷炉体盖整体。

加热室20为中空的绝热容器。本实施方式的加热室20具备其轴心铅垂的中空圆筒形的加热室筒20a、支撑加热室筒20a的下表面的加热室底20b、以及堵塞加热室筒20a的上表面的加热室盖20c。

加热室筒20a、加热室底20b以及加热室盖20c分别由具有耐热性的绝热部件构成。具有耐热性的绝热部件由具有能够耐受加热器的最高温度(例如1000℃)的耐热性且热导率低的绝热材料构成。

加热室筒20a为一体的中空圆筒形，在其绝热部件内装入有电阻加热式的加热器22。

在本实施方式中，两根螺旋状的加热器22埋入加热室筒20a的绝热部件内，仅仅引线23露出至加热室筒20a的外侧。

加热室底20b是具有与开口14匹配的圆形开口21的圆形的平板。另外，加热室底20b的外缘接近炉体筒12a的内表面。而且，加热室底20b的上表面具有加热室筒20a的下端位于中心的台阶，加热室筒20a的外周面与炉体筒12a的内表面隔开一定的间隔。

该一定的间隔设定为如下长度：在导线保持连接至引线23的状态下，能够将加热室20的加热室筒20a从炉体12的上部取出至外部。

在图1和图2中，热处理炉10具备喷嘴16、电极棒30以及导线32。

喷嘴16以与炉体12的内部连通的方式设于炉体12。另外，在喷嘴16的外侧端部具有喷嘴凸缘16a。

在本实施方式中，喷嘴16为上下两根的水平喷嘴，贯通炉体12的炉体筒12a而设置。

此外，喷嘴16不限于此，可以是斜的，也可以是铅垂的。另外，也可以设于炉体12的加热室底20b或加热室盖20c。

电极棒30可装卸地安装于喷嘴16的外侧端，且与喷嘴16电绝缘。

在本实施方式中，电极棒30经由绝缘材料31贯通并安装于凸缘17，该凸缘17与喷嘴凸缘16a连结且堵塞喷嘴16的外侧端的开口。此外，凸缘17在本实施方式中为无孔凸缘，但也可以是除此以外的凸缘。

另外，在电极棒30的内侧端，设有用螺栓连接导线32的连接端子30a。

导线32具有可挠性，将加热器22的引线23与电极棒30电连接。

在本实施方式中，导线32具有将两端的连接端子32a与其间电连接的扁平状部分32b。扁平状是指宽度大于厚度。

扁平状部分32b例如为扁平编织线32b。扁平编织线32b由多根导电线构成，将它们编织且其截面形成为平板状。

另外，导线32能够在将电极棒30从喷嘴16分离的状态下在喷嘴16的外部与电极棒30装卸，且具有在将电极棒30安装于喷嘴16的状态下不接触喷嘴内表面的长度。

此外，导线32不限于上述构成，具有可挠性即可。导线32还可以是其它的可挠性线缆。

图3是图1的Ⅲ-Ⅲ向视图。

如图3所示，喷嘴16具有：金属制的中空管16b，其具有向外部散热的散热外表面；以及绝缘部分18，其具有电绝缘性，并且部分地覆盖中空管16b的内表面。

绝缘部分18在将电极棒30安装于喷嘴16的状态下位于喷嘴内表面与导线32之间。

通过该构成，从没有绝缘部分18的中空管16b的散热外表面向外部散热，防止喷嘴内部的过热。

在本实施方式中，喷嘴16为水平喷嘴，绝缘部分18覆盖水平喷嘴的下方。

另外，在图3中，具有移动限制部件19，其限制导线32移动至中空管16b的内表面中的未被绝缘部分18侧覆盖的一侧。

导线32位于移动限制部件19与绝缘部分18之间。

在本实施方式中，移动限制部件19是以不接触导线32的方式定位的截面为L形的部件。此外，在喷嘴16为水平且在下方具有绝缘部分18的情况下，也可以将重物(未图示)直接载置于导线32。

通过该构成，能够抑制导线32的摆动，能够防止导线32接触喷嘴内表面的具有导电性的部分。

图4是图1的Ⅳ-Ⅳ向视图。

如图4所示，在加热器22的引线23，固定有导线固定板24，用螺栓将导线32的内侧的连接端子32a连接至导线固定板24。

通过上述热处理炉10的构成，在将电极棒30从喷嘴16分离的状态下，导线32具有能够在喷嘴16的外部与电极棒30装卸的长度，因而通过将凸缘17从喷嘴凸缘16a分离，从而能够将导线32的一部分引出至喷嘴16的外部，在炉外容易地装卸导线32的连接端子32a与电极棒30的内侧的连接端子30a。

图5是示出本实施方式的热处理炉的加热器更换方法的第一工序图。

在图5中，在喷嘴16的喷嘴凸缘16a，设有与电极棒30平行的阴螺纹孔16c。

另外，在凸缘17，在与喷嘴凸缘16a的阴螺纹孔16c相对的位置，设有直径比阴螺纹孔16c大的贯通孔17a。

本实施方式的加热器更换方法最初使用上述热处理炉10，在将电极棒30从喷嘴16分离的状态下，在喷嘴16的外部将导线32从电极棒30分离。

即，通过将凸缘17从喷嘴凸缘16a分离，从而将导线32的一部分引出至喷嘴16的外部，在炉外分离导线32的连接端子32a与电极棒30的内侧的连接端子30a。

在第一工序中，通过凸缘17的贯通孔17a插入导引棒35，使设于导引棒35的顶端的阳螺纹拧合至喷嘴凸缘16a的阴螺纹孔16c。由此，能够将导引棒35与电极棒30平行地固定。

另外，为了防止凸缘17偏移而下落，在导引棒35的顶端设置螺母。

接着，沿着导引棒35使凸缘17滑动而从喷嘴16分离。由此，用导引棒35支撑凸缘17的重量，因而能够提高第一工序的作业性，减少时间和劳力。

图6是示出本实施方式的热处理炉的加热器更换方法的第二工序图。

首先，敞开炉体12的上部。即，将炉体盖12c从炉体筒12a的凸缘15分离，卸下炉体盖12c，敞开炉体12的上部。

该工序在上述第一工序之前或之后进行均可。

接着，在导线32保持连接至引线23的状态下，在炉体12内将加热室20向与喷嘴16相反侧(在图中为向右方向)移动，将引线23和导线32从喷嘴16内移动至炉体12内。

通过该移动，能够将引线23和导线32移动至炉体筒12a的内侧。

接着，在导线32保持连接至引线23的状态下，将加热室20从炉体12的上部取出至外部。此时，引线23和导线32位于炉体筒12a的内侧。由此，能够将导线32保持连接至引线23的状态下的加热室20整体通过起重机等向上方吊起，移动至外部。接着，在外部更换加热器22。

在更换加热器22之后，以相反的顺序实施上述第二工序，将加热室20设置于炉体12内，进而以相反的顺序实施上述第一工序。由此，能够将热处理炉10组装为原来的状态。

依照上述方法，导线32具有以下长度：在将电极棒30从喷嘴16分离的状态下，导线32能够在喷嘴16的外部与电极棒30装卸。因此，通过将凸缘17从喷嘴凸缘16a分离，从而能够将导线32的一部分引出至喷嘴16的外部，在炉外容易地装卸导线32的连接端子32a与电极棒30的内侧的连接端子30a。

另外，在导线32保持连接至引线23的状态下，在炉体12内将加热室20向与喷嘴16相反侧移动，将引线23和导线32从喷嘴16内移动至炉体12内，将加热室20从炉体12的上部取出至外部。因此，即使在炉体12与装入了加热器22的加热室20的间隙较小的情况下，也能够将加热室整体容易地取出至外部。

所以，加热器22在炉外的装配成为可能，在狭窄的作业空间内也能容易地进行装卸操作。因此，维护性提高。另外，能够将加热室整体容易且快速地取出至外部，在外部更换加热器。另外，加热室20还可以是方形加热室。

以上，参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式。上述实施方式中示出的各结构部件的诸形状或组合等为一个示例，能够在不脱离本发明的要旨的范围内基于设计要求等进行各种变更。

产业上的适用性

符号说明

1 被处理物

10 热处理炉

12 炉体

16 喷嘴

16a 喷嘴凸缘

16b 中空管

16c 阴螺纹孔

17 凸缘

17a 贯通孔

18 绝缘部分

19 移动限制部件

20 加热室

22 加热器

23 引线

30 电极棒

32 导线

35 导引棒。

Claims

1.一种热处理炉，是进行被处理物的加热处理的热处理炉，具备：

中空的加热室，其将被处理物容纳于内部，并且由绝热部件构成，

电阻加热式的加热器，其被装入所述绝热部件内，

中空的炉体，其与所述加热室隔开间隔并包围所述加热室，

喷嘴，其以与所述炉体的内部连通的方式设于所述炉体，

电极棒，其可装卸地安装于所述喷嘴的外侧端部，且与所述喷嘴电绝缘，以及

可挠性的导线，其将所述加热器的引线与所述电极棒电连接，

所述导线能够在所述电极棒与所述喷嘴分离的状态下在所述喷嘴的外部与所述电极棒装卸，且具有在将所述电极棒安装于所述喷嘴的状态下不与所述喷嘴内表面接触的长度。

2.根据权利要求1所述的热处理炉，其特征在于，所述导线具有扁平状部分。

3.根据权利要求1或2所述的热处理炉，其特征在于，所述喷嘴具有：金属制的中空管，其具有向外部散热的散热外表面；以及绝缘部分，其具有电绝缘性并且部分地覆盖所述中空管的内表面。

4.根据权利要求3所述的热处理炉，其特征在于：

具有移动限制部件，其限制所述导线移动至所述中空管的内表面中的未被所述绝缘部分覆盖的一侧，

所述导线位于所述移动限制部件与所述绝缘部分之间。

5.一种热处理炉的加热器更换方法，是更换根据权利要求1所述的热处理炉所具备的所述加热器的方法，具备以下工序：

(A) 在所述电极棒与所述喷嘴分离的状态下，在所述喷嘴的外部将所述导线与所述电极棒分离，

(B) 敞开所述炉体的上部，

(C) 在导线保持连接至所述引线的状态下，在所述炉体内将所述加热室向与所述喷嘴相反侧移动，将所述引线和所述导线从所述喷嘴内移动至所述炉体内，

(D) 在所述导线保持连接至所述引线的状态下，将所述加热室从所述炉体的上部取出至外部。

6.根据权利要求5所述的加热器更换方法，其特征在于：

所述喷嘴在所述喷嘴的外侧端部具有喷嘴凸缘，所述喷嘴凸缘具有孔部，

所述电极棒经由绝缘材料安装至与所述喷嘴凸缘连结的凸缘，

所述凸缘具有贯通孔，所述贯通孔在所述凸缘与所述喷嘴凸缘连结时与所述喷嘴凸缘的所述孔部连通，

在所述工序(A)中，将导引棒插入所述凸缘的所述贯通孔和所述凸缘的所述孔部，沿着所述导引棒使所述凸缘滑动而与所述喷嘴分离。