JP2000144239A - 熱処理炉 - Google Patents

熱処理炉

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JP2000144239A
JP2000144239A JP10311676A JP31167698A JP2000144239A JP 2000144239 A JP2000144239 A JP 2000144239A JP 10311676 A JP10311676 A JP 10311676A JP 31167698 A JP31167698 A JP 31167698A JP 2000144239 A JP2000144239 A JP 2000144239A
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JP
Japan
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temperature
chamber
type gas
heat treatment
hot air
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JP10311676A
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English (en)
Inventor
Yoshitaka Inoue
義隆 井上
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SANSERUTO KK
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SANSERUTO KK
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Publication date
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  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Control Of Heat Treatment Processes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エネルギー効率良く、低コストで熱処理でき
る熱処理炉を提供する。 【解決手段】 被処理物を収容する収容室5を設けると
共に、熱風を発生自在な熱風発生室1を設け、熱風発生
室1で発生した熱風を収容室5に供給するための吸気路
4を介して熱風発生室1と収容室5とを接続し、収容室
5内を流通した熱風を、その室内から室外に排気する排
気路8を設けて、熱風発生室1に、電気ヒータ2と燃焼
式ガスヒータ3とを設けると共に、両ヒータ2、3の少
なくとも一方で加熱された気体を、吸気路4を通じて収
容室5へ送風する送風手段6を設け、電気ヒータ2と燃
焼式ガスヒータ3とを、夫々各別に作動状態と作動停止
状態とに切り替え操作自在にする操作装置7を設けてあ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被処理物を収容す
る収容室を設けると共に、熱風を発生自在な熱風発生室
を設け、前記熱風発生室で発生した熱風を前記収容室に
供給するための吸気路を介して前記熱風発生室と前記収
容室とを接続し、前記収容室内を流通した熱風を、その
室内から室外に排気する排気路を設けてある熱処理炉に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来の上記熱処理炉は、前記熱風発生室
に、電気ヒータを設けると共に、その電気ヒータで加熱
された気体を、前記吸気路を通じて前記収容室へ送風す
る送風手段を設けてあるだけであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、設
定温度まで昇温させる昇温操作時や、設定温度になった
後の定温維持操作時には、全て前記電気ヒータを作動操
作することで熱処理をしなければならず、前記定温維持
操作時の精度は高く安定であるという利点があるもの
の、昇温操作時に大きなエネルギーを必要とし、電気エ
ネルギー自体が、そもそもエネルギー消費効率の悪いも
のなので、消費コストが高くなり過ぎるという欠点があ
った。本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、上記従来技術の不具合を解消させるべ
く、エネルギー効率良く、低コストで熱処理できる熱処
理炉を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】〔構成〕上記課題を解決
するための本発明の第1の特徴構成は、第1図に示すよ
うに、熱風発生室1に、電気ヒータ2と燃焼式ガスヒー
タ3とを設けると共に、前記両ヒータ2、3の少なくと
も一方で加熱された気体を、前記吸気路4を通じて前記
収容室5へ送風する送風手段6を設け、前記電気ヒータ
2と前記燃焼式ガスヒータ3とを、夫々各別に作動状態
と作動停止状態とに切り替え操作自在にする操作装置7
を設けてあることにある。また、第2の特徴構成は、前
記燃焼式ガスヒータ3は、熱交換によって前記収容室5
内への送風気体を加熱して燃焼排ガスを炉外に排出する
物であり、前記排気路8は、前記熱風発生室1に連通接
続してあり、前記吸気路4と前記排気路8とを介して、
前記熱風発生室1と前記収容室5とに亘って熱風が循環
する循環路を形成してあることにある。また第3の特徴
構成は、前記燃焼式ガスヒータ3は、燃焼排ガスを前記
吸気路4を通じて前記収容室5内に供給する物であり、
前記排気路8には、大気中に連通する排気口9を設けて
あることにある。また第4の特徴構成は、前記収容室5
内の温度を検出する温度検出器10を設け、その温度検
出器10による検出温度に基づいて前記操作装置7を操
作して、設定温度まで昇温させる昇温操作時に、前記両
ヒータ2、3のうち少なくとも前記燃焼式ガスヒータ3
を作動状態にし、設定温度になった後の定温維持操作時
には、前記電気ヒータ2のみを作動操作する自動制御装
置11を設けてあることにある。また第5の特徴構成
は、 前記収容室5内の温度を検出する温度検出器10
を設け、その温度検出器10による検出温度に基づいて
前記操作装置7を操作して、設定温度まで昇温させる昇
温操作時に、前記両ヒータ2、3のうち少なくとも前記
燃焼式ガスヒータ3を作動状態にし、設定温度になった
後の定温維持操作時には、前記燃焼式ガスヒータを定温
にすべく作動操作しながら、前記燃焼式ガスヒータ3に
よる温度変動を、前記電気ヒータ2の作動操作により定
温に均す自動制御装置11を設けてあることにある。
【0005】尚、特徴構成を説明するのに図面を参照し
たが、本発明は図面に限定されるものではない。
【0006】〔作用効果〕つまり、熱風発生室1に電気
ヒータ2と燃焼式ガスヒータ3とを設けることによっ
て、設定温度まで昇温させる時に、前記操作装置7を操
作して、燃焼式ガスヒータ3の大きな燃焼エネルギーの
使用によって加熱された気体を、前記送風手段6で収容
室5に送風して、急速に短時間で設定温度まで昇温させ
ることができる。その上、設定温度で温度維持しなけれ
ばならない時には、燃焼式ガスヒータ3では困難な微妙
な温度調整を、電気ヒータ2によって精度良く安定的に
温度維持できる。また、熱交換によって前記収容室5内
への送風気体を加熱して燃焼排ガスを炉外に排出する燃
焼式ガスヒータ3を、設ければ、間接加熱された送風気
体が前記循環路を循環して、収容室5を加熱することが
できるために、収容室5内を、例えば不活性ガス等の特
定のガス雰囲気にしながら熱処理することができる。さ
らに、燃焼排ガスを前記吸気路4を通じて前記収容室5
内に供給する燃焼式ガスヒータ3を、設ければ、ガスに
よる燃焼エネルギーを、効率良く収容室5内の被処理物
に与えて、排気路8を介して排気口9から大気中に燃焼
排ガスを出すことができる。また、前記温度検出器10
の検出に基づいて、自動制御装置11による自動制御に
よって、前記昇温操作時に燃焼式ガスヒータ3を作動さ
せて、短時間で設定温度まで昇温させ、前記定温維持操
作時に電気ヒータ2の作動によって、安定した温度で精
度良く設定温度に維持できる。また、前記温度検出器の
検出に基づいて、自動制御装置11による自動制御によ
って、図4に示すように、前記昇温操作時に燃焼式ガス
ヒータ3を作動させて、短時間で設定温度まで昇温さ
せ、前記定温維持操作時に、燃焼式ガスヒータ3による
作動だけであれば図中イの曲線の様になる大きな変動
を、電気ヒータ2による均し制御の付加により、図中ロ
の曲線の様に、精度良い安定した熱処理を可能とするこ
とができる。その上、電気ヒータ2の容量は、燃焼式ガ
スヒータ3の変動量を補うだけの能力があればよいため
に、図中ハに示す温度幅の熱エネルギーを与えるだけの
ごく小さな発熱能力の物を設けるだけで良く、設備費を
安くできる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の熱処理炉の実施の形態
を、図と共に説明する。図1(イ)に示すように、断熱
耐火壁からなる炉本体12内に、被処理物を収容する収
容室5を設けると共に、熱風を発生自在な熱風発生室1
を設け、前記熱風発生室1で発生した熱風を前記収容室
5に供給するための吸気路4を介して前記熱風発生室1
と前記収容室5とを接続し、前記収容室5内を流通した
熱風を、その室内から室外に排気する排気路8を設けて
熱処理炉を構成してある。前記熱風発生室1には、電気
ヒータ2と燃焼式ガスヒータ3とを設けると共に、前記
両ヒータ2、3の少なくとも一方で加熱された気体を、
前記吸気路4を通じて前記収容室5へ送風する送風手段
6を設け、前記電気ヒータ2と前記燃焼式ガスヒータ3
とを、夫々各別に作動状態と作動停止状態とに切り替え
操作自在にする操作装置7を設けてある。前記燃焼式ガ
スヒータ3は、交番燃焼式の燃焼装置3Aとラジアント
チューブ3Bとからなり、熱交換によって前記収容室5
内への送風気体を加熱して燃焼排ガスを炉外に排出する
間接加熱装置を構成してあり、前記電気ヒータ2は、発
熱部2Aと電源部2Bとからなる。前記排気路8は、前
記熱風発生室1に連通接続してあり、前記吸気路4と前
記排気路8とを介して、前記熱風発生室1と前記収容室
5とに亘って熱風が循環する循環路を形成してある。前
記送風手段6は、送風機揚程150〜200mmAqの
ファン6Aとそのファン6Aを回転駆動するモーターM
とから構成してあり、炉内風速を1±0.2m/秒に設
定してある。前記炉本体12には、収容室5内の温度を
検出する熱電対からなる温度検出器10を設け、その温
度検出器10による検出温度に基づいて前記操作装置7
を操作して、設定温度まで昇温させる(PID制御 方
式を採用する)昇温操作時に、前記両ヒータ2,3のう
ち少なくとも前記燃焼式ガスヒータ3を作動状態にし、
設定温度になった後の定温維持操作時には、前記電気ヒ
ータ2のみを作動操作する自動制御装置11を設けてあ
る。尚、昇温操作時の熱効率は20%で、残りの80%
は炉壁に吸熱され、定温維持操作時の熱効率は40%
で、残りの60%は炉外に放熱される。そして、前記燃
焼式ガスヒータ3による昇温勾配は、最大10℃/分
(無段階制御)に設定され、保温時の温度変動は、±
1.0〜1.5℃で比較的変動幅が大きく、これに対し
て、前記電気ヒータ2による定温維持操作(PID制御
方式による)で温度変動を、変動幅の小さい±0.5℃
に抑えることができる。図中13A,13Bは、熱風発
生装置1から送風される熱風を、収容室5内の被処理物
に均等に分配供給するための第1、第2整流板で、14
A,14Bは、収容室5から出る熱風に対する第3、第
4整流板である。前記炉本体12は、図2に示すよう
に、鉄板12Aの内側に、数十mm厚のハニカムスペー
サ12Bを介在させた真空層Sを設け、その真空層Sの
内側に、断熱シート層12C及びステンレス板12Dの
内壁を設けて、高断熱性に形成してある。炉内の降温制
御は、第1ダンパー15と第2ダンパー16の開閉操作
により、図1(イ)から図1(ロ)の状態に切り換え
て、行なえるようにしてある。この時、ファン6Aの回
転方向を積極的に逆回転させてもよい。尚、前記ガスヒ
ータ3や、電気ヒータ2の加熱容量だけでなく、送風手
段6の送風能力や、炉本体12の被処理物収容能力は、
設計変更可能である。 〔別実施形態〕次に、熱処理炉の別実施形態について説
明する。図3に示すように、複数種の被処理物に夫々個
別の温度処理をおこなったり、同一種類でも、 複数グ
ループに分けて熱処理する必要のある場合に、収容室5
を複数設けると共に、各収容室5に対応した熱風発生室
1を複数各別に接続し、熱風発生室1には、電気ヒータ
2を夫々設け、複数の熱風発生室1に対して、択一的に
切り替えダンパー17A,17Bを介して連通切り替え
自在な昇温用熱供給装置18を設け、その昇温用熱供給
装置18に、燃焼式ガスヒータ3を設けてある。上記構
造により、各収容室を順次昇温操作時に、昇温用熱供給
装置18からのガス燃焼による熱エネルギーを供給可能
な分配接続路19を設けてある。図5に示すように、前
記燃焼式ガスヒータ3は、燃焼排ガスを前記吸気路4を
通じて収容室5内に供給する構成にしてあり、排気路8
には、大気中に連通する排気口9を設けて、燃焼排ガス
で被処理物を直接加熱する事により、被処理物の昇温効
率を上げることを可能にしてあってもよい。この場合、
図中の排気路8に、ガスバーナに対する一次空気の熱交
換器20を設けて、エネルギー省力化に役立てるように
形成してある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(イ)熱処理操作状態を示す熱処理炉の縦断概
略図 (ロ)降温制御状態を示す熱処理炉の縦断概略図
【図2】炉本体の要部拡大断面図
【図3】別実施形態の熱処理炉の概略図
【図4】制御温度変化を示すグラフ
【図5】別実施形態の熱処理炉の概略図
【符号の説明】
1 熱風発生室 2 電気ヒータ 3 燃焼式ガスヒータ 4 吸気路 5 収容室 6 送風手段 7 操作装置 8 排気路 9 排気口 10 温度検出器 11 自動制御装置 12 炉本体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F27D 19/00 F27D 19/00 A 21/00 21/00 G

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理物を収容する収容室を設けると共
    に、熱風を発生自在な熱風発生室を設け、前記熱風発生
    室で発生した熱風を前記収容室に供給するための吸気路
    を介して前記熱風発生室と前記収容室とを接続し、前記
    収容室内を流通した熱風を、その室内から室外に排気す
    る排気路を設けてある熱処理炉であって、前記熱風発生
    室に、電気ヒータと燃焼式ガスヒータとを設けると共
    に、前記両ヒータの少なくとも一方で加熱された気体
    を、前記吸気路を通じて前記収容室へ送風する送風手段
    を設け、前記電気ヒータと前記燃焼式ガスヒータとを、
    夫々各別に作動状態と作動停止状態とに切り替え操作自
    在にする操作装置を設けてある熱処理炉。
  2. 【請求項2】 前記燃焼式ガスヒータは、熱交換によっ
    て前記収容室内への送風気体を加熱して燃焼排ガスを炉
    外に排出する物であり、前記排気路は、前記熱風発生室
    に連通接続してあり、前記吸気路と前記排気路とを介し
    て、前記熱風発生室と前記収容室とに亘って熱風が循環
    する循環路を形成してある請求項1記載の熱処理炉。
  3. 【請求項3】 前記燃焼式ガスヒータは、燃焼排ガスを
    前記吸気路を通じて前記収容室内に供給する物であり、
    前記排気路には、大気中に連通する排気口を設けてある
    請求項1記載の熱処理炉。
  4. 【請求項4】 前記収容室内の温度を検出する温度検出
    器を設け、その温度検出器による検出温度に基づいて前
    記操作装置を操作して、設定温度まで昇温させる昇温操
    作時に、前記両ヒータのうち少なくとも前記燃焼式ガス
    ヒータを作動状態にし、設定温度になった後の定温維持
    操作時には、前記電気ヒータのみを作動操作する自動制
    御装置を設けてある請求項1〜3のいずれかに記載の熱
    処理炉。
  5. 【請求項5】 前記収容室内の温度を検出する温度検出
    器を設け、その温度検出器による検出温度に基づいて前
    記操作装置を操作して、設定温度まで昇温させる昇温操
    作時に、前記両ヒータのうち少なくとも前記燃焼式ガス
    ヒータを作動状態にし、設定温度になった後の定温維持
    操作時には、前記燃焼式ガスヒータを定温にすべく作動
    操作しながら、前記燃焼式ガスヒータによる温度変動
    を、前記電気ヒータの作動操作により定温に均す自動制
    御装置を設けてある請求項1〜3のいずれかに記載の熱
    処理炉。
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