CN117308610A - 加热炉 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种加热炉，其能够降低在工件上产生裂纹的风险，有助于提高炉内气体温度分布的均匀性。本发明的加热炉具备能够向炉内导入冷却气体，并且能够吸引炉内气体的多个蓄热冷却器，所述多个蓄热冷却器分别具有：气体喷嘴，其与炉内连通；气体口，其与炉外连通，并与能够将向蓄热冷却器的供气和从蓄热冷却器的排气进行切换的气体配管系统连接；气体通路，其将所述气体喷嘴与所述气体口连通，并具有用于填充蓄热体的空间；以及蓄热体，其填充于所述用于填充蓄热体的空间。
Description
技术领域
本发明涉及加热炉，尤其涉及烧成炉。
背景技术
在对屋顶瓦、卫生陶器、餐具及蜂窝结构体(例如过滤器及热交换器)等陶瓷制品进行烧成的烧成炉中，有间歇式和连续式的烧成炉，但均需要在对工件进行加热处理后对工件进行冷却。
作为工件的冷却方法，一般是将炉外的空气作为冷却气体直接打入炉内，使其与工件进行热交换来进行冷却的直接冷却的方法(例如：日本专利第2859987号公报、日本特开平4-124586号公报)。另外，出于提高热回收效率、提高加热曲线的控制性的目的，还已知除了直接冷却以外使用间接冷却器来进行冷却的方法(例如：日本特公平3-40317号公报、日本特开2020-29988号公报)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第2859987号公报
专利文献2：日本特开平4-124586号公报
专利文献3：日本特公平3-40317号公报
专利文献4：日本特开2020-29988号公报
发明内容
发明所要解决的课题
根据工件的规格，存在用于对工件进行期望的加热处理的最佳的加热曲线。因此，加热炉通常以能够得到这样的最佳的加热曲线的方式设定运转条件。为了冷却工件，已知有上述那样的直接冷却及间接冷却，但残留有以下那样的课题。
在直接冷却的情况下，向炉内供给为了得到期望的加热曲线所需要的量的冷却气体，但难以精细地控制向炉内供给的冷却气体的温度。因此，向炉内供给的冷却气体的温度与炉内气体温度产生较大的偏离的情况较多。特别是，在直接冷却中，容易产生通过靠近冷却气体的供给口的位置的工件的表面被急剧冷却而产生裂纹的现象。另外，在直接冷却的情况下，特别是在连续式的加热炉中，若使冷却气体量变动，则冷却带的炉压也容易产生变动，炉内的气体流动有可能会产生紊乱。
另外，间接冷却与直接冷却相比冷却能力较差，因此存在单独时难以控制炉内的加热曲线的问题。另外，由于间接冷却没有对于炉内气体的搅拌能力，因此炉内气体温度容易产生分布。特别是在连续式的加热炉的情况下，在与工件的行进方向垂直的截面中炉内气体温度容易产生分布。因此，在靠近间接冷却器的工件与远离间接冷却器的工件之间，冷却速度容易产生差异。若欲使远离间接冷却器的工件的冷却速度优化，则靠近间接冷却器的工件被过度冷却，进而会产生发生裂纹的担忧。另一方面，若欲使靠近间接冷却器的工件的冷却速度优化，则容易产生远离间接冷却器的工件的散热不足。
这样，在以往的直接冷却及间接冷却的任一方法中，从抑制冷却时的工件的裂纹及炉内气体温度分布的均匀性(在连续式的加热炉中是指与工件的行进方向垂直的截面的炉内气体温度分布的均匀性)的观点出发，均存在问题。本发明是鉴于上述情况而完成的，其课题在于提供一种加热炉，在一个实施方式中，能够降低冷却时工件产生裂纹的风险，并且能够有助于提高冷却时的炉内气体温度分布的均匀性。
用于解决课题的方案
本发明人为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现，通过使用具有特定结构的蓄热冷却器，能够将冷却时与炉内气体温度偏离少的冷却气体向炉内供给。本发明是以该见解为基础完成的，以下例示。
[1]一种加热炉，其具备能够向炉内导入冷却气体，并且能够吸引炉内气体的多个蓄热冷却器，所述多个蓄热冷却器分别具有：
气体喷嘴，其与炉内连通；
气体口，其与炉外连通，并与能够将向蓄热冷却器的供气和从蓄热冷却器的排气进行切换的气体配管系统连接；
气体通路，其将所述气体喷嘴与所述气体口连通，并具有用于填充蓄热体的空间；以及
蓄热体，其填充于所述用于填充蓄热体的空间。
[2]如[1]所述的加热炉，其中，所述加热炉依次具备入口、加热带、冷却带和出口，是用于一边将至少一个工件在炉内从入口朝向出口输送一边进行加热处理的连续式加热炉，
在冷却带上具备所述多个蓄热冷却器。
[3]根据[1]或[2]所述的加热炉，其中，所述多个蓄热冷却器中的至少一个蓄热冷却器具有蓄热体更换用的至少一个出入口。
[4]根据[3]所述的加热炉，其中，所述多个蓄热冷却器中的至少一个蓄热冷却器具有：
所述气体通路，其具有从所述气体喷嘴沿水平方向延伸的第一气体通路、和将位于比第一气体通路靠下方的所述用于填充蓄热体的空间与第一气体通路连通的第二气体通路；
蓄热体更换用的第一出入口，其设置于第二气体通路的上方；以及
连通路，其将所述第一出入口与第二气体通路连通。
[5]根据[3]或[4]所述的加热炉，其中，所述多个蓄热冷却器中的至少一个蓄热冷却器具有与所述用于填充蓄热体的空间的下部连通的蓄热体更换用的第二出入口。
[6]如[1]～[5]中任一项所述的加热炉，其中，所述蓄热体为球、蜂窝或网格的形态。
[7]根据[1]～[6]中任一项所述的加热炉，其中，所述多个蓄热冷却器中的至少一个在第一内壁具有所述气体喷嘴，所述多个蓄热冷却器中的至少一个在与第一内壁对置的第二内壁具有所述气体喷嘴。
[8]根据[7]所述的加热炉，其满足以下的(1)和(2)中的一个或两个条件。
(1)所述多个蓄热冷却器中的至少一个在比所述第一内壁的高度的一半靠上方的位置具有所述气体喷嘴，所述多个蓄热冷却器中的至少一个在比所述第二内壁的高度的一半靠下方的位置具有所述气体喷嘴。
(2)所述多个蓄热冷却器中的至少一个在比所述第二内壁的高度的一半靠上方的位置具有所述气体喷嘴，所述多个蓄热冷却器中的至少一个在比所述第一内壁的高度的一半靠下方的位置具有所述气体喷嘴。
[9]根据[7]或[8]所述的加热炉，其中，在所述第一内壁具有所述气体喷嘴的蓄热冷却器的数量与在所述第二内壁具有所述气体喷嘴的蓄热冷却器的数量一致。
[10]根据[7]～[9]中任一项所述的加热炉，其中，在所述第一内壁具有所述气体喷嘴的至少一个蓄热冷却器和在所述第二内壁具有所述气体喷嘴的至少一个蓄热冷却器构成为，向炉内导入冷却气体的时机与吸引炉内气体的时机相反。
[11]如[2]或从属于[2]的[3]～[10]中任一项所述的加热炉，其中，冷却带在与所述多个蓄热冷却器中的最靠近出口的蓄热冷却器相比更靠近出口的一侧具备能够向炉内导入冷却气体的一个或多个冷却气体供给口，该一个或多个冷却气体供给口分别与上述多个蓄热冷却器中的至少一个蓄热冷却器的上述气体口连通，构成为能够将来自该至少一个蓄热冷却器的排气作为冷却气体从该冷却气体供给口向炉内导入。
[12]如[11]所述的加热炉，其中，冷却带在与所述一个或多个冷却气体供给口中的最靠近出口的冷却气体供给口相比更靠近出口的一侧具备与炉外连通的一个或多个炉外空气导入口。
[13]如[1]～[12]中任一项所述的加热炉，其为烧成炉。
发明效果
根据本发明的连续式加热炉，能够将通过蓄热冷却器所具有的蓄热作用而预先加热的冷却气体向炉内供给。因此，能够向炉内供给与炉内气体温度的偏离较少的冷却气体，能够降低因工件被急冷而在工件上产生裂纹的风险。通过使用蓄热冷却器，从而在加热冷却气体时不需要特别的能量，因此也有助于节能。另外，从蓄热冷却器的气体喷嘴向炉内供给的冷却气体具有速度，因此具有搅拌炉内气体的作用。因此，还有助于提高冷却时的炉内气体温度分布的均匀性。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的蓄热冷却器的构成例的侧面示意图。
图2是表示本发明的一个实施方式的连续式加热炉的整体构成例的侧面示意图。
图3是表示本发明的一个实施方式的连续式加热炉的冷却带的构成例的俯视示意图。
图4中，与气体配管系统400的例示性示意图一起示出将从后方观察本发明的一个实施方式的连续式加热炉的冷却带的与工件行进方向垂直的截面时的例示性截面示意图。
附图标记
10：连续式加热炉，11：入口，12：加热带，12a：预热带，12b：烧成带，13：冷却带，14：出口，15：台车，18：炉壁(第一内壁)，19：炉壁(第二内壁)，21：炉床，22：顶棚，100：蓄热冷却器，100a：第一蓄热冷却器，100b：第二蓄热冷却器，110：气体喷嘴，120：气体口，125：隔板，130：蓄热体，140：气体通路，141：第一气体通路，142：第二气体通路，143：空间，144：锥形部，145：壁，150：第一出入口，151：连通路，152：开口，160：第二出入口，161：连通路，180：冷却气体供给口，190：炉外空气导入口，192：风扇，194：配管，400：气体配管系统，410：供气风扇，420：排气风扇，428a：供气用阀，428b：供气用阀，428c：排气用阀，428d：排气用阀，452：配管，452a：配管，452b：配管，453：配管，453a：配管，453b：配管，500：窑工具，520：搁板，600：工件。
具体实施方式
接下来，参照附图，对用于实施本发明的方式详细地进行说明。本发明不限定于以下的实施方式，应该理解为在不脱离本发明的主旨的范围内，基于本领域技术人员的通常的知识，能够适当地施加设计的变更、改进等。
＜1.蓄热冷却器＞
图1中示出了表示本发明的一个实施方式的蓄热冷却器100的构成例的示意图。蓄热冷却器100具有：气体喷嘴110，其与炉内连通；气体口120，其与炉外连通，并与能够将向蓄热冷却器100的供气和从蓄热冷却器100的排气进行切换的气体配管系统连接；气体通路140，其将气体喷嘴110与气体口120连通，并具有用于填充蓄热体130的空间143；以及蓄热体130，其填充于用于填充蓄热体130的空间143。
气体通路140构成为：在从气体口120供给的冷却气体通过填充有蓄热体130的状态的上述空间143之后，从气体喷嘴110向炉内导入。另外，气体通路140构成为：在由气体喷嘴110吸引的炉内气体通过填充有蓄热体130的状态的上述空间143之后，从气体口120向炉外排出。
因此，当从气体喷嘴110向气体通路140供给炉内气体时，炉内气体通过与蓄热体130进行热交换而被冷却。然后，冷却后的炉内气体从气体口120向炉外排出。另一方面，与炉内气体进行了热交换的蓄热体130被加热。之后，若供排气进行切换，从气体口120向气体通路140内供给冷却气体，则冷却气体通过与蓄热体130进行热交换而被加热。然后，加热后的冷却气体从气体喷嘴110被供给至炉内。由此，能够使从蓄热冷却器100向炉内供给的冷却气体的温度接近炉内气体的温度。
作为提高从蓄热冷却器100向炉内供给的冷却气体的温度并缩小与炉内气体的温度差的方法，例如可以考虑延长排气时间来提高蓄热体的温度，或者增多蓄热体的填充量的方法。相反地，作为降低从蓄热冷却器100向炉内供给的冷却气体的温度来提高冷却能力的方法，例如可以考虑缩短排气时间来抑制蓄热体的温度上升、或者减少蓄热体的填充量的方法。这样，根据蓄热冷却器100，也能够通过使冷却气体的流量变化的方法以外的方法来调整炉内气体的温度。因此，特别是在连续式的加热炉中，即使调整冷却带的加热曲线，冷却带对炉压的影响也小，还能够得到容易使炉内的气体流动稳定的优点。
虽然没有限定，但对于例如从蓄热冷却器100的气体喷嘴110向炉内供给的冷却气体的、即将从气体喷嘴110排出之前的温度而言，在间歇式的加热炉的情况下，优选相对于炉内气体的平均温度(在连续式的加热炉的情况下，优选相对于设置有该蓄热冷却器100的冷却带的部位的炉内气体的平均温度)低50～400℃左右。另外，为了防止结露，从蓄热冷却器100的气体口120排出的排气的、即将从气体口120排出之前的温度优选为110℃以上，更优选为150℃以上。为了保护设备，该温度优选为350℃以下，更优选为300℃以下。因此，该温度例如优选设为110～350℃，更优选设为150℃～300℃。
作为蓄热体130，没有特别限制，可以以球、蜂窝或网格的形态提供。蓄热体130的材质考虑耐腐蚀性、耐热性来适当选择即可，例如可以为陶瓷或金属制，优选能够从SiC系材料、氧化铝、堇青石、莫来石、钛酸铝等陶瓷中选择最适合的材质。
作为冷却气体，一般使用空气，但作为冷却气体并不限于空气，例如，也可以单独使用一种或两种以上组合使用N2和Ar等非活性气体。
为了使蓄热体130不进入气体口120，优选用具有透气性的隔板125将气体口120和蓄热体130分离。在该情况下，隔板125构成用于填充蓄热体130的空间143的底。作为隔板125，例如可以使用金属(例如SUS)制的格子状结构体、冲孔板。
若反复进行供排气，则垃圾/杂质会堆积在蓄热体130的周围。若该堆积的垃圾/杂质以某种机遇被排放到炉内，并附着于输送中的工件，则成为变色不良的原因。因此，为了能够容易地进行蓄热体130的更换，优选在蓄热冷却器100设置蓄热体更换用的至少一个出入口150、160。
在一个实施方式中，气体通路140具有：第一气体通路141，其从气体喷嘴110沿水平方向延伸；以及第二气体通路142，其将位于比第一气体通路141靠下方的用于填充蓄热体130的空间143与第一气体通路141连通。第二气体通路142优选沿铅直方向延伸。另外，为了在确保绝热性的同时使蓄热冷却器紧凑化，用于填充蓄热体130的空间143优选具有随着接近第二气体通路142而通路变窄的锥形部144。在此，本说明书中的“水平方向”的概念不仅是指与重力方向严格地垂直的方向，还包括大致水平方向。大致水平方向包括相对于严格的水平方向为20°以内的方向。另外，本说明书中的“铅直方向”的概念不仅是指与重力方向严格地平行的方向，还包括大致铅直方向。大致铅直方向包括相对于严格的铅直方向为20°以内的方向。
具有第一气体通路141以及第二气体通路142的蓄热冷却器100能够具有：设置于第二气体通路142的上方的蓄热体更换用的第一出入口150；以及将第一出入口150与第二气体通路142连通的连通路151。从第一出入口150投入的蓄热体130能够由于重力而在连通路151内落下，并经由第二气体通路142收纳于上述空间143。第一出入口150也可以设置在第二气体通路142的上方且第一气体通路141的上方。在该情况下，连通路151能够使第一出入口150与设置于第一气体通路141的开口152连通，第一出入口150经由第一气体通路141与第二气体通路142连通。第一出入口150能够适合用于蓄热体130的补充，但也可以用于蓄热体130的取出。
另外，一个实施方式的蓄热冷却器100能够具有与用于填充蓄热体130的空间143的下部连通的蓄热体更换用的第二出入口160。该实施方式的蓄热冷却器100能够具有将上述空间143的下部与第二出入口160连通的连通路161。所述空间143的“下部”是指，(取出作业前)位于比从填充于所述空间143的蓄热体130的最低位置到最高位置为止的高度H的一半低的位置的部分。第二出入口160优选设置在能够取放填充于所述空间143的底部的蓄热体130的位置。此时，若预先使隔板125朝向连通路161向下方倾斜，则填充于上述空间143中的蓄热体130由于重力而经由连通路161自然地移动至第二出入口160，因此容易取出蓄热体130。第二出入口160能够适合用于蓄热体130的取出，但也可以用于蓄热体130的补充。
划分气体通路140的壁145例如由氧化铝、莫来石、氧化镁等陶瓷材料构成，从耐热性、耐热冲击性、耐磨损性等观点考虑是优选的。特别优选与高温的气体接触的第一气体通路141及第二气体通路142的表面由至少含有上述陶瓷材料的砖构成。在图1所示的实施方式的蓄热冷却器100中，用虚线包围了由砖构成的部位。在图1所示的实施方式的蓄热冷却器100中，其他要求耐热性的部位由含有上述陶瓷材料的浇注料(不定形耐火物)或纤维板构成。
在一个实施方式中，气体口120经由配管与供气风扇连通，能够从供气风扇向蓄热冷却器100供给冷却空气等冷却气体。另外，气体口120经由配管与排气风扇连通，能够将来自蓄热冷却器100的排气送往排气风扇。冷却气体向蓄热冷却器100的供给以及从蓄热冷却器100的排气能够通过例如设置在配管中途的阀的操作来进行切换。
<2.连续式加热炉>
图2是表示具备上述实施方式的蓄热冷却器的连续式加热炉10的整体构成例的侧面示意图。连续式加热炉10依次具备入口11、加热带12、冷却带13以及出口14，能够一边将叠载于台车15的工件(未图示)在炉内从入口11朝向出口14输送一边进行加热处理。
所谓加热带，是指从连续式加热炉的入口到用于加热炉内的设置在最靠近出口侧的部位的加热设备为止的工件行进方向的范围。所谓冷却带，是指从设置在最靠近出口侧的部位的加热设备的紧后方到连续炉的出口为止的工件行进方向的范围。“加热”的概念中包含“烧成”。在制造陶瓷产品的情况下，加热带12能够分为进行脱粘合剂的预热带12a和进行烧成的烧成带12b。
工件是接受加热处理的物品，没有特别限定，可以例示铁氧体和陶瓷电容器等电子部件、半导体制品、陶瓷制品、陶瓷器、氧化物系耐火物、玻璃制品、金属制品、氧化铝-石墨质和氧化镁-石墨质等碳系耐火物。在将工件加热至1000℃以上、典型的是1200℃以上、更典型的是1400℃以上、例如1000～2000℃的情况下，能够适合使用本实施方式的连续式加热炉。
连续式加热炉的种类没有特别限制。例如，可以采用隧道窑、辊底窑及推板窑等。另外，连续式加热炉典型的是大气烧成炉，除了由燃烧器燃烧引起的炉内氧浓度的降低以外，通常不会有意地使氧浓度降低而运行。
图3中示出了表示冷却带13的构成例的俯视示意图。冷却带13具备上述实施方式的多个蓄热冷却器100，该多个蓄热冷却器100能够将从供气风扇供给的冷却气体向炉内导入，并且能够将炉内气体排出并送往排气风扇。虽然没有限定，但多个蓄热冷却器100可以设置在炉内气体的平均温度处于例如1400℃～400℃的范围的冷却带13的部位的炉壁。
多个蓄热冷却器100中的至少一个在相对于工件行进方向为左侧的炉壁18(第一内壁)具有气体喷嘴110，多个蓄热冷却器100中的至少一个在相对于工件行进方向为右侧的炉壁19(第二内壁)具有气体喷嘴110。在优选的实施方式中，多个蓄热冷却器100在相对于工件行进方向为左侧的炉壁18(第一内壁)具有气体喷嘴110，多个蓄热冷却器100在相对于工件行进方向为右侧的炉壁19(第二内壁)具有气体喷嘴110。对于在相对于工件行进方向为左侧的炉壁18(第一内壁)具有气体喷嘴110的蓄热冷却器100的数量、以及在相对于工件行进方向为右侧的炉壁19(第二内壁)具有气体喷嘴110的蓄热冷却器100的数量，只要考虑冷却速度、炉长/宽度、冷却热量等而适当设定即可，例如，能够分别相对于工件行进方向每隔3～10m设置。
在提高与工件行进方向垂直的截面中的炉内气体温度分布的均匀性的方面，优选使在相对于工件行进方向为左侧的炉壁18(第一内壁)具有气体喷嘴110的蓄热冷却器100的数量与在相对于工件行进方向为右侧的炉壁19(第二内壁)具有气体喷嘴110的蓄热冷却器100的数量一致。另外，在提高与工件行进方向垂直的截面中的炉内气体温度分布的均匀性的方面，还优选使在相对于工件行进方向为左侧的炉壁18(第一内壁)具有气体喷嘴110的多个蓄热冷却器100的、在工件行进方向上的设置部位与在相对于工件行进方向为右侧的炉壁19(第二内壁)具有气体喷嘴110的多个蓄热冷却器100的、在工件行进方向上的设置部位一致。
在一个实施方式中，在左侧的炉壁18(第一内壁)具有气体喷嘴110的至少一个、优选为50％以上的数量、更优选为80％以上的数量、进一步优选为所有的蓄热冷却器100，与在右侧的炉壁19(第二内壁)具有气体喷嘴110的至少一个、优选为50％以上的数量、更优选为80％以上的数量、更进一步优选为所有的蓄热冷却器100构成为，向炉内导入冷却气体的时机与吸引炉内气体的时机相反。根据该构成，例如若从在左侧的炉壁18(第一内壁)具有气体喷嘴110的至少一个蓄热冷却器100向炉内导入冷却气体，则冷却气体在炉内沿左右方向横穿之后，被在右侧的炉壁19(第二内壁)具有气体喷嘴110的至少一个蓄热冷却器100吸引。因此，冷却气体在炉内容易向与工件行进方向垂直的截面中的左右方向和上下方向扩散，有助于提高与工件行进方向垂直的截面中的炉内气体温度分布的均匀性。
从蓄热冷却器100吸引的炉内气体通过由排气风扇产生的吸引力被送往排气风扇。来自排气风扇的排气可以向大气释放，但从节能的观点来看，为了冷却下游侧的更低温的工件而进行再利用是有利的。因此，在一个实施方式中，冷却带13在与多个蓄热冷却器100中的最靠近出口14的蓄热冷却器100相比更靠近出口14的一侧、优选仅在更靠近出口14的一侧具备一个或多个冷却气体供给口180，该一个或多个冷却气体供给口180将来自至少一个蓄热冷却器100的排气作为冷却气体向炉内导入。一个或多个冷却气体供给口180分别经由排气风扇与多个蓄热冷却器100中的至少一个蓄热冷却器100的气体口120连通，能够将来自至少一个蓄热冷却器100的排气作为冷却气体从冷却气体供给口180向炉内导入。虽然没有限定，但一个或多个冷却气体供给口180可以设置在炉内气体的平均温度例如处于150℃～600℃的范围的冷却带13的部位的炉壁。从冷却气体供给口180向炉内供给的冷却气体的即将从冷却气体供给口180排出之前的温度优选相对于设置有该冷却气体供给口180的冷却带13的部位的炉内气体的平均温度低50～250℃左右。
冷却带13也可以在与一个或多个冷却气体供给口180中的最靠近出口14的冷却气体供给口180相比更靠近出口14的一侧、优选仅在更靠近出口14的一侧具备与炉外连通的一个或多个炉外空气导入口190。炉外空气(典型的是外部空气)能够通过一个或多个风扇192进行吸引，能够通过管道等配管194向炉内供给。从炉外空气导入口190进入炉内的空气能够用于工件的直接冷却。虽然没有限定，但一个或多个炉外空气导入口190可以设置在炉内气体的平均温度处于例如50℃～300℃的范围的冷却带的部位。在炉内气体温度处于这样的温度范围的情况下，工件的温度充分降低，即使使用炉外空气直接冷却工件，也几乎没有产生裂纹的担忧。从炉外空气导入口190向炉内供给的空气的即将从炉外空气导入口190排出之前的温度优选相对于设置有该炉外空气导入口190的冷却带13的部位的炉内气体的平均温度低50～200℃左右。
在提高与工件行进方向垂直的截面中的炉内气体温度分布的均匀性的方面，提高对于炉内气体的搅拌能力也是有利的。因此，在优选的实施方式中，以满足以下的(1)和(2)中的一个或两个条件的方式排列多个蓄热冷却器100。
(1)多个蓄热冷却器100中的至少一个在比相对于工件行进方向为左侧的炉壁18(第一内壁)的高度的一半靠上方的位置具有气体喷嘴110，多个蓄热冷却器100中的至少一个在比相对于工件行进方向为右侧的炉壁19(第二内壁)的高度的一半靠下方的位置具有气体喷嘴110。
(2)多个蓄热冷却器100中的至少一个在比相对于工件行进方向为右侧的炉壁19(第二内壁)的高度的一半靠上方的位置具有气体喷嘴110，多个蓄热冷却器100中的至少一个在比相对于工件行进方向为左侧的炉壁18(第一内壁)的高度的一半靠下方的位置具有气体喷嘴110。
在优选的实施方式中，除了(1)和(2)中的一个或两个条件以外，还以满足以下的(3)和(4)中的一个或两个条件的方式将冷却气体向炉内导入。
(3)在比左侧的炉壁18(第一内壁)的高度的一半靠上方的位置具有气体喷嘴110的至少一个、优选为50％以上的数量、更优选为80％以上的数量、进一步优选为所有的蓄热冷却器100，与在比右侧的炉壁19(第二内壁)的高度的一半靠下方的位置具有气体喷嘴110的至少一个、优选为50％以上的数量、更优选为80％以上的数量、进一步更优选为所有的蓄热冷却器100构成为，向炉内导入冷却气体的时机与吸引炉内气体的时机相反。
(4)在比右侧的炉壁19(第二内壁)的高度的一半靠上方的位置具有气体喷嘴110的至少一个、优选为50％以上的数量、更优选为80％以上的数量、进一步优选为所有的蓄热冷却器100，与在比左侧的炉壁18(第一内壁)的高度的一半靠下方的位置具有气体喷嘴110的至少一个、优选为50％以上的数量、更优选为80％以上的数量、进一步更优选为所有的蓄热冷却器100构成为，向炉内导入冷却气体的时机与吸引炉内气体的时机相反。
根据该构成，冷却气体不仅在左右方向上而且在上下方向上也容易在炉内流动，因此还有助于提高与工件行进方向垂直的截面中的炉内气体温度分布的均匀性。
在图4中，与气体配管系统400的例示性示意图一起示出相对于工件600的行进方向从后方观察连续式加热炉的冷却带时的例示性截面示意图，该连续式加热炉的冷却带具备在比相对于工件600的行进方向为左侧的炉壁18(第一内壁)的高度的一半靠上方的位置具有气体喷嘴110的至少一个第一蓄热冷却器100a、以及在比相对于工件600的行进方向为右侧的炉壁19(第二内壁)的高度的一半靠下方的位置具有气体喷嘴110的至少一个第二蓄热冷却器100b。需要说明的是，所谓炉壁(第一内壁或第二内壁)的高度的一半，是指沿着设置有第一蓄热冷却器100a或第二蓄热冷却器100b的部位的炉壁(第一内壁或第二内壁)的从炉床21到顶棚22为止的高度的一半的位置。
工件600能够在设置于窑工具500上的多层搁板520上叠载多个，该窑工具500装载于台车15上。
在炉外空气等冷却气体所流动的配管452的中途设置有供气风扇410。配管452在供气风扇410的下游分支为与第一蓄热冷却器100a的气体口120连接的配管452a、以及与第二蓄热冷却器100b的气体口120连接的配管452b。在配管452a及配管452b的中途分别设置有供气用阀428a、428b。另外，配管452a在中途分支有配管453a，配管452b在中途分支有配管453b。在配管453a及配管453b的中途分别设置有排气用阀428c、428d。配管453a及配管453b在排气用阀428c、428d的下游侧与配管453汇流。在配管453的中途设置有排气风扇420。
在图4中，示出了处于从第一蓄热冷却器100a向炉内供给冷却气体的供给模式的同时，处于从第二蓄热冷却器100b排出炉内气体的排气模式的情况。每经过一定时间，在第一蓄热冷却器100a与第二蓄热冷却器100b之间进行供气和排气的切换。通过切换，先前是供给模式的第一蓄热冷却器100a成为排气模式，先前是排气模式的第二蓄热冷却器100b成为供给模式。该切换能够通过使供气用阀428a、428b以及排气用阀428c、428d的开闭状态反转来进行。供气和排气的切换能够每隔预先确定的时间反复进行，预先确定的时间例如能够设为10秒～300秒。
在图4中，作为供气用阀428a、428b以及排气用阀428c、428d而示出了二通阀，但也可以使用三通阀。作为阀，能够使用电磁阀等电驱动阀。另外，在图4中，示出了分别设置一台第一蓄热冷却器100a以及第二蓄热冷却器100b的情况，但优选将第一蓄热冷却器100a以及第二蓄热冷却器100b分别在工件行进方向上并列地排列多台。例如，通过使配管452a分支而并列地排列多个第一蓄热冷却器100a，从而能够集中切换针对多个第一蓄热冷却器100a的供排气。同样地，通过使配管452b分支而并列地排列多个第二蓄热冷却器100b，从而能够集中切换针对多个第二蓄热冷却器100b的供排气。另外，也可以独立地准备排气用的配管和供气用的配管，并将它们分别与气体口120连接。
在上述的实施方式中，对连续式加热炉进行了说明，但在间歇式加热炉中，机理也是相同的，通过设置蓄热冷却器，能够得到降低在工件上产生裂纹的风险的效果、以及提高炉内气体温度分布的均匀性的效果。
Claims (13)
1.一种加热炉，其具备能够向炉内导入冷却气体，并且能够吸引炉内气体的多个蓄热冷却器，所述多个蓄热冷却器分别具有：
气体喷嘴，其与炉内连通；
气体口，其与炉外连通，并与能够将向蓄热冷却器的供气和从蓄热冷却器的排气进行切换的气体配管系统连接；
气体通路，其将所述气体喷嘴与所述气体口连通，并具有用于填充蓄热体的空间；以及
蓄热体，其填充于所述用于填充蓄热体的空间。
2.根据权利要求1所述的加热炉，其中，所述加热炉依次具备入口、加热带、冷却带以及出口，是用于一边将至少一个工件在炉内从入口朝向出口输送一边进行加热处理的连续式加热炉，
在冷却带上具备所述多个蓄热冷却器。
3.根据权利要求1或2所述的加热炉，其中，所述多个蓄热冷却器中的至少一个蓄热冷却器具有蓄热体更换用的至少一个出入口。
4.根据权利要求3所述的加热炉，其中，所述多个蓄热冷却器中的至少一个蓄热冷却器具有：
所述气体通路，其具有从所述气体喷嘴沿水平方向延伸的第一气体通路、和将位于比第一气体通路靠下方的所述用于填充蓄热体的空间与第一气体通路连通的第二气体通路；
蓄热体更换用的第一出入口，其设置于第二气体通路的上方；以及
连通路，其将所述第一出入口与第二气体通路连通。
5.根据权利要求3所述的加热炉，其中，所述多个蓄热冷却器中的至少一个蓄热冷却器具有与所述用于填充蓄热体的空间的下部连通的蓄热体更换用的第二出入口。
6.根据权利要求1或2所述的加热炉，其中，所述蓄热体为球、蜂窝或网格的形态。
7.根据权利要求1或2所述的加热炉，其中，所述多个蓄热冷却器中的至少一个在第一内壁具有所述气体喷嘴，所述多个蓄热冷却器中的至少一个在与第一内壁对置的第二内壁具有所述气体喷嘴。
8.根据权利要求7所述的加热炉，其满足以下的(1)和(2)中的一个或两个条件，
(1)所述多个蓄热冷却器中的至少一个在比所述第一内壁的高度的一半靠上方的位置具有所述气体喷嘴，所述多个蓄热冷却器中的至少一个在比所述第二内壁的高度的一半靠下方的位置具有所述气体喷嘴；
(2)所述多个蓄热冷却器中的至少一个在比所述第二内壁的高度的一半靠上方的位置具有所述气体喷嘴，所述多个蓄热冷却器中的至少一个在比所述第一内壁的高度的一半靠下方的位置具有所述气体喷嘴。
9.根据权利要求7所述的加热炉，其中，在所述第一内壁具有所述气体喷嘴的蓄热冷却器的数量与在所述第二内壁具有所述气体喷嘴的蓄热冷却器的数量一致。
10.根据权利要求7所述的加热炉，其中，在所述第一内壁具有所述气体喷嘴的至少一个蓄热冷却器和在所述第二内壁具有所述气体喷嘴的至少一个蓄热冷却器构成为，向炉内导入冷却气体的时机与吸引炉内气体的时机相反。
11.根据权利要求2所述的加热炉，其中，冷却带在与所述多个蓄热冷却器中的最靠近出口的蓄热冷却器相比更靠近出口的一侧具备能够向炉内导入冷却气体的一个或多个冷却气体供给口，该一个或多个冷却气体供给口分别与所述多个蓄热冷却器中的至少一个蓄热冷却器的所述气体口连通，构成为能够将来自该至少一个蓄热冷却器的排气作为冷却气体从该冷却气体供给口向炉内导入。
12.根据权利要求11所述的加热炉，其中，冷却带在与所述一个或多个冷却气体供给口中的最靠近出口的冷却气体供给口相比更靠近出口的一侧具备与炉外连通的一个或多个炉外空气导入口。
13.根据权利要求1或2所述的加热炉，其为烧成炉。
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