JP2007127350A - 小形真空浸炭炉 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的浸炭処理量が少量のバッチ型小形真空浸炭炉において、加熱室内の断熱材交換および中間扉の真空シール用Ｏリング、その他機械部品の交換を含むメンテナンス時において、装置の大きな分解作業を不要とした小形真空浸炭炉を提供。
【解決手段】冷却室出口フランジ33と加熱室３との間にプレート60を設け、プレート60と加熱室入口フランジ６とを連結しかつ第１ヒンジ５を含む開閉手段を介して冷却室２と加熱室３とを連結し、プレート60と加熱室入口フランジ６との連結を解くことにより冷却室２と加熱室３とを開閉可能とし（図４）。さらに昇降可能な中間扉４を第２ヒンジ40を含む開閉手段を介してプレート60に取付け、中間扉４を加熱室３に対して開閉可能とし、冷却室２に対して加熱室３が開いた状態で、かつ中間扉４に対して加熱室３が開いた状態で、断熱材11を脱着可能にした（図６）。
【選択図】図２

Description

本発明は、入口扉と冷却室と加熱室を有し、冷却室と加熱室を中間扉で仕切った比較的浸炭処理量が少量のバッチ型小形真空浸炭炉の炉体形状に関する。

従来の入口扉と冷却室と加熱室を有し、冷却室と加熱室を中間扉で仕切ったバッチ型真空浸炭炉は、例えば特許文献１、２に記載されている例がある。真空浸炭炉でないが、特許文献３では、キュポラを２分割した、炉のメンテナンス用点検窓を提案している。
特公昭62-4464 号公報 特許第2963869 号公報 特開2002-31482号公報

真空浸炭炉をはじめとする熱処理炉は一般の機械と異なり高温状態で運転されるため、熱変形・材料の劣化、脆化等の発生が考えられる。そのため突発故障の回避を目的で定期的なメンテナンスが必要である。例えば、時間経過と共に断熱材の劣化や真空浸炭は断熱材内部に煤や炭化水素系ガスの重合物が蓄積し断熱効果が悪くなってきたときは断熱材の交換が必要となる。中間扉は真空シール用Ｏリングにより真空シールされているが、減圧高温下では真空シール用Ｏリングの寿命は通常の常温大気圧下より短い。そのため定期的に中間扉の真空シール用Ｏリングは交換が必要となる。その他機械部品も比較的高温にさらされるため、劣化・変形・破損が考えられる。例えば１バッチの処理量が100 〜200Kg といった、比較的浸炭処理量が少量の場合炉体が小さく炉内に人が入れても十分なメンテナンス作業ができるスペースがない。メンテナンス性を上げるため炉体を大きくすれば処理量に対して浸炭ガスや復圧時の窒素ガスが必要以上に多くいることと減圧のための真空ポンプが大きいものが必要になり経済的な損失が大きい。特許文献１、２に記載された真空浸炭炉では、加熱室内の断熱材交換および中間扉の真空シール用Ｏリング、その他機械部品の交換を含むメンテナンス時は装置を大部分分解して行う必要がある。特許文献３では、キュポラを２分割した、炉のメンテナンス用の大きい点検窓を提案しているが、鋳鉄の溶解用キュポラ用であり、本発明のような真空減圧下で操業される真空浸炭炉には適用できない。

本発明の課題は、比較的浸炭処理量が少量のバッチ型小形真空浸炭炉において、加熱室内の断熱材交換および中間扉の真空シール用Ｏリング、その他機械部品の交換を含むメンテナンス時において、装置の大きな分解作業を不要とした小形真空浸炭炉を提供することにある。

このため本発明は、入口扉と冷却室と加熱室を有し、冷却室と加熱室を中間扉で仕切った比較的浸炭処理量が少量のバッチ型小形真空浸炭炉において、冷却室出口フランジと加熱室との間にプレートを設け、前記プレートを前記冷却室出口フランジに連結し、前記プレートを加熱室入口フランジに連結して、前記冷却室と加熱室とを連結し、かつ第１ヒンジを含む開閉手段を介して前記冷却室と加熱室とを連結し、前記プレートと加熱室入口フランジとの連結を解くことにより互いに開閉可能とし、さらに昇降可能な中間扉を第２ヒンジを含む開閉手段を介して前記プレートに取り付けて、前記中間扉を前記加熱室に対して開閉可能とし、前記加熱室を縦型円筒形状とし、
前記冷却室に対して前記第１ヒンジを含む開閉手段により前記加熱室を開いた状態で、かつ第２ヒンジを含む開閉手段により前記プレート取り付けた前記中間扉に対して前記加熱室を開いた状態として断熱材を脱着可能にしたことを特徴とする小型真空浸炭炉を提供することによって上述した課題を解決した。

本発明では、冷却室出口フランジと加熱室との間にプレートを設け、プレートを冷却室出口フランジに連結し、プレートを加熱室入口フランジに連結して、冷却室と加熱室とを連結し、かつ第１ヒンジを含む開閉手段を介して冷却室と加熱室とを連結し、プレートと加熱室入口フランジとの連結を解くことにより互いに開閉可能とし、
さらに昇降可能な中間扉を第２ヒンジを含む開閉手段を介してプレートに取り付けて、中間扉を加熱室に対して開閉可能とし、加熱室を縦型円筒形状とし、
冷却室に対して第１ヒンジを含む開閉手段により加熱室を開いた状態で、かつ第２ヒンジを含む開閉手段により前記プレート取り付けた中間扉に対して加熱室を開いた状態として断熱材を脱着可能にしたので、比較的浸炭処理量が少量のバッチ型小形真空浸炭炉において炉のメンテナンスの必要が生じた時、
冷却室内の装置及び中間扉部の点検及び中間扉の真空シール用Ｏリングの交換は、プレートと加熱室入口フランジとの連結を解き、第１ヒンジを含む開閉手段により冷却室に対して加熱室を90°以上開いた状態で行うことができ、かつ、加熱室内の例えば断熱材の点検および交換が必要な時は、プレートに取付けられている第２ヒンジに対応する中間扉フランジのボルトを緩め、加熱室を第２ヒンジ手段によりプレート取り付けた前記中間扉に対して90°以上開いた状態で行うことができる。これにより炉体の点検およびメンテナンス時に大きな分解作業を不要とした。

好ましくは、前記中間扉の昇降駆動手段は前記冷却室内部へ取り込んだ外接歯車の噛み合わせにより行うようにし、前記第１ヒンジを含む開閉手段により前記加熱室を開く時は前記外接歯車の噛み合わせが外れるようにしたことにより、加熱室を開く時は外接歯車の噛み合わせが外れるだけでそれ以上の分解作業を不要とした。

本発明を実施するための最良の形態の一例を図１乃至図６を参照して説明する。図１は本発明の実施形態の小形真空浸炭炉の概略側面断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った概略平面断面図、図３は図２の冷却室、プレート、中間扉、加熱室の連結部の詳細部分拡大図、図４は図２のプレートと冷却室出口フランジとの連結を解き、ヒンジを含む開閉手段により冷却室に対して中間扉と加熱室を90°以上開いた状態を示す概略図、図５は図４の状態から、プレートに取付けられている第２ヒンジに対応する中間扉フランジのボルトを緩め、加熱室を第２ヒンジ手段により90°以上開いた状態を示す概略図、図６は図５の状態から、加熱室から断熱枠で支えられた断熱材を取出したときを示す概略図、をそれぞれ示す。

本発明の実施形態の小形真空浸炭炉は、図１の左方から入口扉１と冷却室２と加熱室３を有し、冷却室２と加熱室３を中間扉４で仕切った比較的浸炭処理量が少量のバッチ型小形真空浸炭炉である。本発明では、冷却室出口フランジ33と加熱室３との間にプレート60を設け、プレート60を冷却室出口フランジ33にボルト28（図３）で連結し、プレート60を加熱室入口フランジ６に連結して、冷却室２と加熱室３と連結し、かつアーム 20、21と第１ヒンジ５を含む開閉手段を介して冷却室２と加熱室３とを連結し、冷却室出口フランジ33のボルト32（図３）を緩めてプレート60と加熱室入口フランジ６との連結を解くことにより互いに開閉可能とした（図４の状態）。さらに昇降可能な中間扉４を第２ヒンジ40を含む開閉手段を介してプレート60に取り付けて、中間扉４を加熱室３に対して開閉可能とし、加熱室３を縦型円筒形状とし、冷却室２に対して第１ヒンジ５を含む開閉手段により加熱室３を開いた状態で、かつ中間扉４に対して第２ヒンジ40を含む開閉手段により加熱室３を開いた状態として、断熱材11を脱着可能にした（図６の状態）。冷却室２内には被処理物８の炉内搬送装置30（図２）と、被処理物８を油９中に浸漬させる図示しない昇降装置が設けられる。冷却室２と加熱室３の間の昇降可能な中間扉４は、冷却室出口フランジ33に連結したプレート60にシーリングプレート29を介して取り付け、加熱室３を真空シールするエンドレスチェーン10の昇降駆動により開閉可能にされている。加熱室３内には、ヒータ22と、ヒータ22を囲む図示しない断熱枠で支えられた断熱材11が配置されている。

図３に示す図２の詳細部分拡大図でみてわかるように、中間扉４は、冷却室外部に設けられた昇降駆動手段13から冷却室内部に伸びる外接歯車 14、15を介してエンドレスチェーン17により上下し、中間扉４の昇降駆動は冷却室２内部へ取り込んだ外接歯車 14、15の噛み合わせにより行うようにし、第１ヒンジ５を含む開閉手段により加熱室３を開く時は、外接歯車 14、15の噛み合わせが外れるようにしたことにより、加熱室を開く時は外接歯車の噛み合わせが外れるだけでそれ以上の分解作業を不要とした。下降端では、リンク装置 18、19によりシーリングプレート29を介して加熱室側に押し付けられる。エンドレスチェーン17は被処理物８の流れ方向中心の両側に各１基あり、エンドレスチェーン17のチェーンホイール16の支承軸26は、アングル部材27により、プレート60に取り付けられている。冷却室出口フランジ33に貼り付けられるプレート60は、水冷ジャケット25を有し、シーリングプレート29は、真空シール用Ｏリング溝に入れられた真空シール用Ｏリング23、及び水冷ジャケットシール溝に入れられた水冷ジャケットシール 24、24をそれぞれ有し、真空シール用Ｏリング23は水冷ジャケット25により冷却されている。

作動において、真空シール用Ｏリング23は中間扉４の開閉毎につぶされ元に戻るサイクルを繰り返す。プレート60は水冷ジャケット25で冷却されているため、熱による、シーリングプレート29に設けた真空シール用Ｏリング23の劣化は回避できるが、真空シール用Ｏリング23の弾力性は時間経過と共に劣化する。このため真空シール用Ｏリング23は定期交換する必要があるが、特許文献１、２に記載された真空浸炭炉では、加熱室が冷却室と一体構造であり、炉体が小さく入口が小さいため、人が炉内へ入ることが難しく、交換する際は加熱室を分解して冷却室から切り離した状態で行う必要があった。

本発明では、冷却室出口フランジ33と加熱室３との間にプレート60を設け、プレート60は冷却室出口フランジ６に連結し、プレート60と加熱室入口フランジ６とをボルト32（図３）で連結して、冷却室２と加熱室３とを連結し、かつアーム 20、21と第１ヒンジ５を含む開閉手段を介して冷却室２と加熱室３とを開閉可能に連結し、プレート60と加熱室入口フランジ６とをボルト32（図３）を緩めて連結を解くことにより互いに開閉可能とし、かつ昇降可能な中間扉４を、冷却室出口フランジ33に連結したプレート60に取り付け、加熱室３を縦型円筒形状としたので、比較的浸炭処理量が少量のバッチ型小形真空浸炭炉において炉のメンテナンスの必要が生じた時、
冷却室２内の装置及び中間扉４部分の点検及び中間扉４の真空シール用Ｏリング23の交換は、プレート60と加熱室入口フランジ６とをボルト28を緩めて連結を解き、アーム 20、21と第１ヒンジ５を含む開閉手段により冷却室２に対して、中間扉４及び加熱室３を90°以上開いた状態で行うことができ（図４）、かつ、加熱室３内の例えば断熱材11の点検および交換が必要な時は、プレート60に第２ヒンジ40を含む開閉手段を介して取り付けられた第２ヒンジ40に対応するフランジ41の図示しないボルトを緩め、加熱室３を第２ヒンジ40を含む開閉手段を介して中間扉４に対して90°以上開いた状態（図６の状態）として断熱材を脱着するようにした。これにより炉体の点検およびメンテナンス時に大きな分解作業を不要とした。

中間扉４の昇降駆動は、冷却室外部の駆動手段13から冷却室内部へ取り込んだ外接歯車 14、15により行うので、プレート60と加熱室入口フランジ６とをボルト32（図３）を緩めて連結を解き加熱室３を開くときは、外接歯車 14、15の噛み合わせが外れるようにしたので、加熱室３、中間扉４を分解作業をする必要がない。図４、図５の状態からもとの位置への復元も、アーム 20、21と第１ヒンジ５手段の強度を十分持たせたものにすれば問題はない。中間扉４を駆動するためのチェーン15、スプロケット16、軸受類および各部品は比較的高温にさらされるため、劣化、変形、破損が考えられ、定期点検、定期交換が必要である。特許文献 1、2に記載された真空浸炭炉では、前述の真空シール用Ｏリング23交換と同様、炉内へ入っての作業は困難なため加熱室を冷却室と分離した状態で行う必要があったが、本発明では上記のように冷却室、加熱室外部から中の点検、修理が可能である。

本発明の実施形態の小形真空浸炭炉の概略側面断面図。 図１のＡ−Ａ線に沿った概略平面断面図。 図２の冷却室、プレート、中間扉、加熱室の連結部の詳細部分拡大図。 図２のプレートと冷却室出口フランジとの連結を解き、ヒンジを含む開閉手段により冷却室に対して中間扉と加熱室を90°以上開いた状態を示す概略図。 図４の状態から、プレートに取付けられている第２ヒンジに対応する中間扉フランジのボルトを緩め、加熱室を第２ヒンジ手段により90°以上開いた状態を示す概略図。 図５の状態から、加熱室から断熱枠で支えられた断熱材を取出したときを示す概略図。

符号の説明

１：入口扉、２：冷却室、３：加熱室、４：中間扉、５：第１ヒンジ（開閉手段）、
６：加熱室入口フランジ、33：冷却室出口フランジ
40：第２ヒンジ（開閉手段）、60：プレート、

Claims (2)

1. 入口扉と冷却室と加熱室を有し、冷却室と加熱室を中間扉で仕切った比較的浸炭処理量が少量のバッチ型小形真空浸炭炉において、冷却室出口フランジと加熱室との間にプレートを設け、前記プレートを前記冷却室出口フランジに連結し、前記プレートを加熱室入口フランジに連結して、前記冷却室と加熱室とを連結し、かつ第１ヒンジを含む開閉手段を介して前記冷却室と加熱室とを連結し、前記プレートと加熱室入口フランジとの連結を解くことにより互いに開閉可能とし、さらに昇降可能な中間扉を第２ヒンジを含む開閉手段を介して前記プレートに取り付けて、前記中間扉を前記加熱室に対して開閉可能とし、前記加熱室を縦型円筒形状とし、
   前記冷却室に対して前記第１ヒンジを含む開閉手段により前記加熱室を開いた状態で、かつ第２ヒンジを含む開閉手段により前記プレート取り付けた前記中間扉に対して前記加熱室を開いた状態として断熱材を脱着可能にしたことを特徴とする小型真空浸炭炉。
2. 前記中間扉の昇降駆動手段は前記冷却室内部へ取り込んだ外接歯車の噛み合わせにより行うようにし、前記第１ヒンジを含む開閉手段により前記加熱室を開く時は前記外接歯車の噛み合わせが外れるようにしたことを特徴とする請求項１記載の小形真空浸炭炉。

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