JP2002372375A - 環状多段式加熱炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高温加熱側の熱源を利用して低温側の加熱室を
加熱するとともに、被熱処理物を同一炉内で低温側から
高温へ連続して加熱移動させることで、熱効率を高めた
加熱炉を提案することを課題とする。 【解決手段】上段側に低温加熱室３１と、該低温加熱室
３１の下段側に隔壁を介して高温加熱室３０と、前記低
温加熱室３１は、環状空間と、被加熱物を搬送するエン
ドレス状の上方移送手段３４と、前記高温加熱室３０
は、前記低温加熱室３１の下段側に設けられた環状空間
と、該環状空間に火炎ガスを吹き込むバーナ３２と、被
加熱物を搬送するエンドレス状の下方移送手段３４とを
有し、前記低温加熱室３１は、該高温加熱室３１からの
熱で加熱されることを特徴とする環状多段式加熱炉。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の温度で加熱
処理できる一体形の環状多段式加熱炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被処理物を加熱処理する場合は、
所定の温度に設定された加熱室内に収納して行う加熱炉
が一般的である。被熱処理物を連続して加熱処理する場
合には、被熱処理物をベルトコンベアなどの移送手段に
載せて一定の温度に保持された加熱室内を移行させる
か、加熱温度を変えるために一旦加熱炉から取りだし別
の加熱炉に移すなどの方法がおこなわれている。これら
の加熱処理炉の場合は、比較的温度が低い場合が多く、
熱効率に関しては特に考慮されていない。しかし、被熱
処理物を低温から高温へと２段階以上で加熱する場合
は、一つの加熱炉内で連続して被熱処理物を加熱するこ
とが熱効率の面でも望ましい。また、高温側の加熱熱源
を活用することが好ましい。例えば魚骨を焼成して焼成
骨粉を製造する場合などでは、水洗魚骨に付着する有機
物を低温加熱で熱分解させて除去した後、高温で加熱焼
成することができるような多段式の加熱炉の提案が望ま
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたもので、高温加熱側の熱源を利用して低
温側の加熱室を加熱するとともに、被熱処理物を同一炉
内で低温側から高温へ連続して加熱移動させることで、
熱効率を高めた加熱炉を提案することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の環状多段式加熱
炉は、上段側に低温加熱室と、該低温加熱室の下段側に
隔壁を介して高温加熱室と、前記低温加熱室は、環状空
間と、被加熱物を搬送するエンドレス状の上方移送手段
と、前記高温加熱室は、前記低温加熱室の下段側に設け
られた環状空間と、該環状空間に火炎ガスを吹き込むバ
ーナと、被加熱物を搬送するエンドレス状の下方移送手
段とを有し、前記低温加熱室は、該高温加熱室からの熱
で加熱されることを特徴とする。

【０００５】前記バーナは、前記環状空間に連通した燃
焼室に設けることが好ましい。

【０００６】前記燃焼室は、前記環状空間の側面に複数
設け高温加熱室内に火炎ガスを吹き込み高温の加熱領域
を形成することが好ましい。

【０００７】前記低温加熱室は、前記高温加熱室からの
熱風と炉床全域に設けられた隔壁を介しての加熱で低温
の加熱領域を形成することが好ましい。

【０００８】前記被加熱物は、前記低温加熱室で加熱さ
れた後、連続して前記高温加熱室で加熱されることが好
ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の環状多段加熱炉は、炉内
で被熱処理物を低温加熱室から高温加熱室へ連続して搬
送して加熱することを目的とするものである。すなわ
ち、この環状多段加熱炉は、環状空間の低温加熱室と高
温加熱室を重ねて多段構造とし、被熱処理物を上方の低
温加熱室から下方の高温加熱室に向けあるいはその逆に
搬送し、低温加熱室内および高温加熱室内に設けた所定
温度の加熱領域を通過させて連続して加熱処理できる。
したがって、被処理物が処理工程の途中で加熱炉の外に
取り出すことなく加熱処理することが可能となる。この
ため、被熱処理物の熱が外気に放散されることが少なく
なり、熱効率を高めて加熱処理することが可能となる。

【００１０】また、環状多段加熱炉は、炉内がエンドレ
ス構成であるため、円形状のみでなく、楕円形状あるい
は両端部を円弧状にした長方形状としてもよい。

【００１１】本発明の環状多段式加熱炉は、加熱炉内の
上段側に低温加熱室を、該低温加熱室の下段側に隔壁を
介して順次高温となる高温側加熱室を、複数設けること
ができる。

【００１２】低温加熱室は、周囲を炉壁で囲まれた直方
体形状の環状空間を有し、被加熱物を収納もしくは載置
した容器をエンドレス状で搬送する上方移送手段を有す
る。この上方移送手段としては、例えばリフト、ベルト
コンベアまたは台車などが利用できる。

【００１３】低温加熱室内では、被加熱処理物は、高温
加熱室から送られる熱風あるいは高温加熱室から熱伝導
される熱により加熱される。低温加熱室での加熱は、高
温加熱室から送られてきた熱風の送風口と排気口を設け
て、環状空間内の熱風の送風口と排気口との間の領域を
特定温度の加熱領域となるように設定するのが好まし
い。低温の加熱領域は大きさは、被加熱物への伝熱や加
熱処理温度、上方移送手段での被熱処理物が移動に要す
る時間などを勘案して調整することが好ましい。

【００１４】低温加熱室の下方に設けた高温加熱室は、
周囲を炉壁で囲まれた直方体形状の環状空間を有し、被
加熱物を収納もしくは載置してエンドレス状に搬送する
下方移送手段を有する。下方移送手段としては、上方移
動手段と同じものが利用できるが、前者より温度が高い
ことを考慮して選択するのが好ましい。

【００１５】高温加熱室の加熱は、バーナによる火炎ガ
スを環状空間に吹き込んで加熱する。環状空間に吹き込
まれる火炎ガスの熱は、高温加熱室の室内を所定の温度
に保持すると共に、さらに熱を保持して低温加熱室を所
望の温度に加熱する。このために燃焼用のバーナを配置
し、高温加熱室の環状空間との間に連通窓を設けた燃焼
室を、高温加熱室の側面に複数個設けることが好まし
い。

【００１６】上記燃焼室で形成される火炎ガスの熱は、
連通窓から高温加熱室に送り込まれ環状空間を所定の温
度に加熱する。高温加熱室に吹き込まれる熱は、環状空
間の特定領域に集中させて、高温の加熱領域を形成する
ことが好ましい。この高温の加熱領域を形成するには、
燃焼室を近接して複数個を設けて、火炎ガスを吹き込む
ことで環状空間内に高温の加熱領域が形成できる。高温
の加熱領域は、被熱処理物が搬送されている間に充分な
加熱処理を受けることができるような大きさの領域とす
ることが好ましい。この条件を考慮して燃焼室の位置お
よび数が設定される。

【００１７】また、高温の加熱領域は、吹き込まれた熱
を低温加熱室に送風されるので、燃焼室から吹き込まれ
る火炎ガスの熱と低温加熱室に送風される熱量とのバラ
ンスを調整することが求められる。このために、高温加
熱室の側面に設ける燃焼室の数および位置は、所定の温
度で充分加熱できる充分な大きさの高温の加熱領域の大
きさを考慮して、燃焼バーナの能力や、燃焼室の位置お
よび数を適宜選択するのが好ましい。具体的には、高温
加熱室の両側に対称位置に一対ずつ一定の間隔を置いて
３個以上設けるのが望ましい。

【００１８】燃焼室内のバーナが着火されて形成された
火炎ガスの熱は、燃焼室に送風される空気などを利用し
て燃焼室の連通窓から高温加熱室に吹き込まれる。複数
のバーナから送り込まれる火炎ガスの熱は、高温の加熱
領域を形成すると共に、高温領域に設けた排気口からパ
イプと送風フアンを介して、高温加熱室の加熱領域の温
度を低下させないように調節して低温加熱室に送られ
る。低温加熱室では送り込まれた熱で環状空間内に低温
の加熱領域が形成される。また、高温加熱室との隔壁を
介しての熱でも低温加熱室は加熱を受ける。

【００１９】高温の加熱領域で捕集されて低温加熱室へ
送り込まれる熱風の開口端の位置は、所定温度の加熱領
域が充分に形成できるならば、特に特定されるものでは
ない。加熱領域は、低温加熱室および高温加熱室共に送
風パイプなどの長さなどを考慮すれば上下の同じ位置付
近に設定するのが好ましい。また、低温加熱室および高
温加熱室の環状空間内にそれぞれ被加熱物が充分に加熱
を受けられる加熱領域が形成されておれば、環状空間内
の全体を同じ温度に保持しなくても良い。

【００２０】なお、低温加熱室は、高温室からの熱風の
みでは熱量が不足するときは補助用の熱源から熱を導入
しても良い。さらに、低温加熱室から排出される排気熱
は、燃焼室の火炎ガス熱を高温加熱室に導入する気流の
加熱、または低温加熱室に再導入して熱を有効に利用す
ることもできる。

【００２１】低温加熱室は、高温加熱室の上に１段だけ
でなく複数段設けて、同様に下段側の熱を送風するよう
にして加熱すること多段加熱室を構成することができ
る。

【００２２】低温加熱室の加熱は、高温加熱室からの温
風による加熱を主体とし、下方に設ける高温加熱室の炉
壁からの伝熱および低温加熱室から排出される可燃ガス
を燃焼で生じる熱等を補助的に使用することができる。

【００２３】また、加熱炉内の雰囲気の制御には、複雑
な炉体構造と機構が必要で、かつ制御のためには高価な
不活性ガスを多量に必要である。本発明の環状多段加熱
炉の場合は、低温側の加熱室と高温側の加熱室が全域に
わたり隔壁によって完全に遮断されているため、低温加
熱室と高温加熱室とを全く異なった雰囲気、たとえば酸
化、還元雰囲気に保っての加熱が容易に経済的に行うこ
とが可能である。

【００２４】被熱処理物は、加熱炉の上面に設けた投入
口から加熱炉内に取り込まれ、低温加熱室内を周回し終
わった位置で、下方の高温加熱室に自動的に移行させる
リフトなどの移行手段が設けると共に、高温加熱加熱室
を周回を終えた後、炉外に取り出す開口を設けて置くの
が好ましい。

【００２５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る加熱炉の
一例に基づいて説明する。

【００２６】この加熱炉Ａは図１の断面図に示すように
架台の上に載置され周囲を断熱用の炉壁で囲まれ、下段
に高温加熱室３０がその上段には隔壁を介して低温加熱
室３１が載置されている。高温加熱室３０の高温の加熱
領域を形成する部位の環状空間には、側面に加熱バーナ
３２を備えた一対の燃焼室３３が適宜の間隔で設けられ
ている。燃焼室３３の高温加熱室３０側は、連通窓４３
が設けられ火炎ガスの熱を風圧を介して燃焼室３３から
加熱室３０に導入して、所定温度の加熱領域を形成す
る。

【００２７】高温加熱室３０の床面側には、室内をエン
ドレス状に移動する下方移送手段３４を構成するレール
と台車が設けてある。高温加熱室３０の上段には、隔壁
で高温加熱室３０から仕切られた低温加熱室３１が周囲
を断熱材で覆い熱の飛散を防いだ環状空間を形成してい
る。低温加熱室３１の天井部には被加熱物の収納容器を
吊ってエンドレス状に移動可能な上方移送手段３５のリ
フト用のレールが設けてある。

【００２８】図２は加熱炉Ａの上面部を示すもので、加
熱炉Ａは全体が環状構造であり、その環状構造の中心部
位に位置番号１から２４で一巡する各ステージを持つ環
状空間の高温加熱室３０と低温加熱室３１が下段と上段
に配置されている。加熱炉Ａの上面部には被処理物の投
入口３６と高温加熱室３０から低温加熱室３１内へ熱風
を送風する送風用のパイプ３７および送風ファン３８が
配置されている。

【００２９】低温加熱室３０の位置番号２３位には、低
温加熱室３１を加熱した排熱ガスの排出口３９が設けら
れパイプを介してで導かれて排気ガス処理部４０に導か
れる。排気ガス処理部４０では発生した熱分解ガスなど
の排ガスの焼却処理を行う。この排ガス処理で生じた熱
は、低温加熱室３１に戻すパイプが設けてある。

【００３０】図３は図２に示した加熱炉Ａの環状空間の
中心部位の１位と２４位との間を切断して展開した側断
面の展開図である。この図３の下方には加熱炉Ａの中心
部位の１位から２４位における高温加熱室３０内および
低温加熱室３１内の温度分布の状況の一例を示すグラフ
が示してある。

【００３１】加熱バーナ３２は環状構造の加熱炉Ａの図
２に示した環状空間の中心部位の位置番号８、１２、１
５と１６の間、１８、２０の５箇所の両側位置に設けた
燃焼室３３内に配置されている。燃焼バーナ３２に供給
される燃料で形成された火炎ガスの熱が燃焼室３３へ外
部より導入される空気により連通窓４３を通して高温の
熱風が高温加熱室３０内に導入される。この熱風で高温
加熱室内に高温の加熱領域が形成される。図２の位置に
示した上記の５箇所にバーナが配置された場合は、温度
分布のグラフが示すように高温加熱室３０内の位置番号
１２位から２０位までが高温の加熱領域４０となり、１
０００℃〜１２００℃（耐火炉材の使用によってはそれ
以上）の高温度の加熱領域４０が形成できる。

【００３２】高温燃焼室３０の高温領域４０に設けられ
た開口を持つ送風用のパイプ４３と循環ファン４４を介
して高温加熱室３０の熱風が低温加熱室３１の位置番号
１４位付近に吹き出し、低温加熱室３１内の位置番号１
１位から２２位付近の領域が図３の温度グラフに示した
低温加熱室内の加熱領域４１が形成され、およそ５００
℃の温度に保持した加熱領域４１となる。

【００３３】低温加熱室３１の位置番号２３位には、排
気口を設け加熱に使用された導入風を排気して低温加熱
室３１内の気圧を常圧に保持するように調整する。そし
て、加熱処理時に生じた可燃物を含む排気ガスの場合に
は、排気ガスを燃焼させる燃焼炉を設けて処理する。そ
の際生じる熱は再度低温加熱室３１に送風して低温加熱
室３１の温度低下を防いでも良い。また、低温加熱室３
１の加熱領域は４１は、高温加熱室３０との遮蔽壁の伝
熱性を高めて、伝熱による熱を活用することもできる。

【００３４】被加熱処理物は、環状構造の加熱室内での
位置を示す番号４位に設けた低温加熱室３１の上面側の
投入口３６から投入され、前記のエンドレス状の移動手
段３５のリフトで吊り下げられて低温加熱室３１内を円
弧を描いて一周して投入口３６に近い位置番号２の位置
に到着した時点で、下方の高温加熱室３０と連絡した開
口から下方の高温加熱室内に移行してエンドレス状の下
方移動手段３６の台車に載せられて周回する。

【００３５】加熱炉Ａの上段側に設けた投入口３６から
低温加熱室３１に投入された被加熱処理物は、加熱室内
に設けたエンドレス状の上方移送手段３５により低温加
熱室３１内を一巡する間に位置番号１１から２２位の加
熱領域４１の温度で加熱処理を受ける。加熱処理を受け
た被加熱物が低温加熱室３１の位置番号１に達すると、
次の位置番号２位で下段側の高温加熱室３０に移され
る。高温加熱室に３０に移された被加熱処理物は、下方
移送手段３４により高温加熱室３０内を一巡する間に位
置番号９から２０位の加熱領域４０で所定の熱履歴を受
ける。その後、加熱処理済みの被熱処理物は、位置番号
１位に到達した段階で炉外に取り出される。したがっ
て、被熱処理物は、加熱工程を通じて炉外に取り出され
ることなく、連続的に所定の低温から高温に加熱され多
段階の熱処理を受けることができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明の環状多段加熱炉によれば、被加
熱物を低温側から順次高温に連続して加熱することがで
きる。このため被熱処理物が外気により冷却されること
なく、その予熱を保持したまま高温に加熱することがで
きるので熱効率を高めた加熱炉である。そしてこの高温
加熱室は１０００℃〜１２００℃（耐火炉材の使用によ
ってはそれ以上）の温度で加熱することができる多段式
の加熱炉である。

【００３７】さらに、低温加熱室と高温加熱室とを連続
させて一体化し上下二段に配置することができ、加熱炉
を設置する場所空間の節約もでき高温加熱室の熱風を利
用して低温加熱室の加熱を行うので熱効率の面でも効果
を高めた加熱炉である。

【００３８】本発明の環状多段加熱炉は、高温加熱室へ
熱風を送風して炉内に加熱領域を形成して温度を制御す
るので加熱室全体を特定に温度にする必要がないので加
熱温度の制御が容易となる利点を持つ。さらに、低温側
の加熱室と高温側の加熱室が全域にわたり隔壁によって
完全に遮断されているため、低温加熱室と高温加熱室と
を全く異なった雰囲気、たとえば酸化、還元雰囲気に保
っての加熱が容易に経済的に行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で用いた加熱炉の断面図であ
る。

【図２】本発明の実施例で用いた加熱炉の上面側の説明
図である。

【図３】本発明の実施例で用いた加熱炉の側断面説明図
である。

【符号の説明】

Ａ：加熱炉、 ３０：高温加熱室、 ３１：低温加熱
室、３２；燃焼バーナ、 ３３：燃焼室、 ３４：下
方移送手段、３５：上方移動手段、 ３６：被処理物投
入口、 ４０：高温の加熱領域、４１：低温の加熱領
域、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 爲治 愛知県半田市乙川町56番地の４ Ｆターム(参考） 4K050 AA01 BA14 CA09 CA13 CC07 CC10 CD02 CD12 CE01 CG09 CG12 CG29 DA06 DA07 EA06 4K063 AA06 AA09 AA13 AA15 BA01 CA01 CA04 CA07 DA06 DA07 DA14 DA26 DA32

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上段側に低温加熱室と、該低温加熱室の下
   段側に隔壁を介して高温加熱室と、 前記低温加熱室は、環状空間と、被加熱物を搬送するエ
   ンドレス状の上方移送手段と、 前記高温加熱室は、前記低温加熱室の下段側に設けられ
   た環状空間と、該環状空間に火炎ガスを吹き込むバーナ
   と、被加熱物を搬送するエンドレス状の下方移送手段と
   を有し、 前記低温加熱室は、該高温加熱室からの熱で加熱される
   ことを特徴とする環状多段式加熱炉。
2. 【請求項２】前記バーナは、前記環状空間に連通した燃
   焼室に設けた請求項１に記載の環状多段加熱炉。
3. 【請求項３】前記燃焼室は、前記環状空間の側面に複数
   設け高温加熱室内に火炎ガスを吹き込み高温の加熱領域
   を形成する請求項２に記載の環状多段加熱炉。
4. 【請求項４】前記低温加熱室は、前記高温加熱室からの
   熱風と炉床全域に設けられた隔壁を介しての加熱で低温
   の加熱領域を形成する請求項１に記載の環状多段加熱
   炉。
5. 【請求項５】前記被加熱物は、前記低温加熱室で加熱さ
   れた後、連続して前記高温加熱室で加熱される請求項１
   に記載の環状多段式加熱炉。