JP2008138916A - 熱風循環炉 - Google Patents

Abstract

【課題】多段に収納されたワークを熱処理する際、いずれのスペースに収納されても熱処理条件を均等にできる熱風循環炉を提供する。
【解決手段】熱風循環炉は、ドーナッツ状に、かつ上下方向に積層配置された複数のワーク格納室１３０５を有し、ドーナッツ状中心１３０４に吹き込まれた熱風は、ドーナッツ中心側１３０４からその周囲に配置される前記ワーク格納室１３０５に流入し、当該格納室の内面から外面を経由して、ドーナッツ状外側に位置する熱風循環通路１３０６に排気されるように構成する。
【選択図】図１３

Description

本発明は、炉内で熱風を循環させることによりワークを所定の熱処理温度まで急速に昇温させるための熱風循環炉に関する。

現在、我々の生活において多様な金属が活用されている。これらの金属は、加熱処理等により品質改良され、それぞれの用途に応じた様々な要求性能を満たしている。

例えば、アルミニウム合金は、航空機部材から自動車用ホイールなど、さまざまな場面で活用されているが、当該用途でのアルミニウム合金に対する要求性能の一つに強度向上がある。そして、アルミニウム合金は、当該要求性能を達成するため、析出効果処理（Ｔ６処理等）などの加熱処理が施されている。ここで、析出硬化処理とは、溶体化処理の後、時効硬化を人工的に行うことをいい、溶体化処理・時効硬化ともにアルミニウム合金の強度を決めるためには、温度管理が重要である。

工業的に金属の加熱処理を行うには、主に炉を使用して行われる。

例えば、アルミニウム合金を加熱処理する際に使用される炉の種類としては、炉内温度バラツキを低減し品質の安定化をはかる目的等では熱風循環式の炉が使用され、又、熱処理施設の省スペース化の目的等では多段型炉床回転炉が使用されたりする。最近では、これらの特徴を組み合わせた熱風循環式の多段型炉床回転炉がアルミニウム合金等の金属の加熱処理に用いられており、例えば、特許文献１のようなものがある。

ここで、図１８の概略図（詳細部分の記載は省略）で、特許文献１の熱風循環式の多段型炉床回転炉の断面を示す。これは、回転炉床を備える円筒状炉体で、当該回転炉床の上には円筒状炉体の壁沿いにドーナッツ状のワーク載置台（１８０１）を有す。当該ドーナッツ状ワーク載置台（１８０１）は、周方向は仕切り（１８０２）で、鉛直方向は載置棚（１８０３）で、ワークを個別に収納出来るように区切られている。ワークは放射方向に搬入・搬出可能であり、搬入口で収納されたワークは、回転炉床の回転により円筒状炉体壁沿いを一回転移動して搬出口に到着し取り出される。この間に、ワークの所定の熱処理が終了するように設定されている。

さらに、当該回転炉は熱源（１８０４）を有し、又、当該熱源により温められた高温ガスにより炉内で熱風循環流を引き起こすため、軸流ファン（１８０５）を有する。当該ファンは、炉体の天井付近に備えられ、ファンの外周方向から高温ガスを吸い込み、前記回転炉床に向け吐き出す。当該ファンにより回転炉床に向け吐き出された高温ガスは、前記ワーク載置台の下部よりワーク載置台（１８０１）に吹き込まれる。当該ワーク載置台を鉛直方向に区切る載置棚（１８０３）は、ガスの通過が可能な構造であり、ワーク載置台（１８０１）の下部よりワーク載置台に吹き込まれた高温ガスは、前記載置棚（１８０３）を介して炉内天井に向けて上昇する。ワーク載置台内を炉内天井に向けて上昇してきた高温ガスは、再び熱源により温められた後、前記軸流ファン（１８０５）に吸い込まれる。
特開２００４−２５７６５８

前記熱風循環式の多段型炉床回転炉において、熱源により温められた熱風のワーク載置台内における軌道は、下方より上方に通過する一方向であるため、必然的に、下方に収納されたワークを温めた後その上方に収納されたワークを温め、更にその上方に収納されたワークを温めるという過程を経ることになる。この為、多段に収納可能なワーク載置台において上方に収納されたワークと下方に収納されたワークとの間で、昇温速度、熱履歴等の熱処理条件が均等とは言えず、品質面でのばらつきが発生しやすい。

また、一般的に熱風循環式炉には、主に軸流ファンが用いられるが、精度の高い均一加熱を行う場合、絶対風量が必要となるため、出来る限り大きいサイズのファンが必要である。しかし、ワークの単品処理を目的とした炉の場合、高効率の対流循環通路の確保、ワークの搬送性に重点を置くことが不可欠であるため、無制限に軸流ファンの寸法を大きくすることが出来ないのが現状である。

そこで本発明は、多段に収納した際、いずれのスペースに収納されても熱処理条件が均等である熱風循環式の多段型炉床回転炉を提供することを目的とする。更に、軸流ファンの寸法を制限された条件下で、その軸流ファンによる風量を効率よく使用し、精度の高い均一加熱処理を可能にした熱風循環式の多段型炉床回転炉を提供することを目的とする。

本発明では、上記課題を解決するために、ドーナッツ状に複数配置され、又、上下方向にも複数積層配置することも可能なワーク格納室を有する熱風循環炉であって、前記ワーク格納室は、ドーナッツ状中心に対して吹き込まれる熱風がドーナッツ状中心側から流入しドーナッツ状外側に排気されるように構成された熱風循環炉を提供する。

又、前記熱風循環炉であって、ドーナッツ状中心部には、各ワーク格納室に吹き込まれる熱風の流量を調節するための円筒状の流量調節部を有する熱風循環炉を提供する。

更に、前記いずれかのの熱風循環炉であって、炉天から炉床に向けて幅広になる釣鐘状で熱風を各格納室に導くように整流するための形状をした熱風ガイドで炉内容積を小さくする効果もある熱風ガイドを有する熱風循環炉を提供する。

本発明の熱風循環炉は、前記特徴的内部構造により循環する熱風の軌道をコントロールし、各ワーク間の熱処理による品質のばらつきを抑えることを可能にする。
又、本発明の熱風循環式の多段型炉床回転炉は、前記特徴的構造により軸流ファンによる限られた風量を効率よくワークの熱処理に使用し、精度の高い均一加熱処理を可能にする。

以下に、各発明を実施するための最良の形態を説明する。尚、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施しうる。
以下で説明する実施形態１は主に請求項１、２に関する。実施形態２は主に請求項３に関する。実施形態３は主に請求項４、５、６に関する。
<<実施形態１>>
<実施形態１の概要>

実施形態１は、特徴的な内部構造により熱風の軌道をコントロールし、熱処理における各ワーク格納室の条件を均等にした熱風循環炉に関する。
<実施形態１の構成>

本実施形態の熱風循環炉は、図１の概念図（詳細部分の記載は省略）に示すように、複数のワーク格納室（０１０１）を有する。そして、各ワーク格納室はドーナッツ状に配置されている。熱風はドーナッツ状中心に対して吹き込まれ、ドーナッツ状中心側からドーナッツ状外側に排気されるように構成されている。

ここで、「熱風循環炉」とは、アルミニウム合金等を工業的に熱処理する等の目的で用いられる設備である。一般的には、ガスバーナーのような熱源と軸流ファンを有し、熱源により温められたガスで軸流ファンにより炉内に熱風循環流を起こす。前記熱風循環流により、炉内温度のバラツキを低減し、品質の安定したワークの熱処理を行うことが可能である。

ここで、熱源は、本発明を実施するために特段限定されるものでは無く、炉内ガスの急速昇温を実現できるものであれば、ガスバーナー、電熱ヒーター等、いかなる熱源でもよい。又、その設置位置についても、本発明を実施するために特段限定されるものでは無く、循環流を起こすファンの位置に応じて、いかなる位置に設置してもよい。更に、その個数についても、本発明を実施するために特段限定されるものでは無く、炉内ガスの急速昇温を実現できれば、何個でもよい。

また、軸流ファンは、効率よく循環流を起こすためには、炉内天井付近に炉床に向けて熱風を吐き出すように設置されるのが望ましい。その大きさについては、炉内温度のバラツキを低減するために可能な限り大きいものが望ましい。しかし、その設置位置等については、本発明を実施するために特段限定されるものでは無く、炉内に循環流を起こせれば、例えば、炉床付近に炉内天井に向けて熱風を吐き出すように設置されてもよい。又、その大きさについても、本発明を実施するために特段制限されるものではなく、炉内に循環流を起こせる大きさを有していればよい。

「ワーク格納室」とは、ワークを個別に収納するための空間（０１０１）であり、本発明においては、炉内にドーナッツ状に配置されている（図１）。この時、ドーナッツ状外周側と炉内壁とは非接触で、その間には一定のスペース（０１０２）が設けられており、当該スペースを熱風が通過することが可能である（以下、「熱風循環通路」）。ここで、ドーナッツ状に配置されたワーク格納室を炉内に配置する場所は、効率よく循環流を起こすためには、炉内中央であることが望ましい。しかし、当該発明を実施するために特段制限するものではない。

各ワーク格納室は、周方向の面は中間仕切りブロック（０１０３）により仕切られ、又、上下方向の面はそれぞれ格納室天井（０１０４）と格納台（０１０５）により仕切られている。そして、ワーク格納室の周方向、上下方向は共に、中間仕切りブロック・格納室天井・格納台の構造上、熱風の通過はほとんど許さない。一方、ワーク格納室のドーナッツ状内側の面（以下、「内面」，０１０６）と外側の面（以下、「外面」，０１０７）は、空間を仕切るものは何もない。よって、当該二つの面は、熱風の通過が可能である。ここで、本発明を実施するために、ワーク格納室における内面、外面の構造については、吹き抜けとなっていればよく、当該条件をみたすものであればいかなる構造でもよい。例えば、穴を有する仕切り板や網目状仕切り板等で仕切られていてもよい。

又、前記ドーナッツ状に配置されたワーク格納室は、図２の概念図（詳細部分の記載は省略）に示すように、上下方向に積層可能である。積層する段数は、本発明を実施するために特段制限するものではない。しかし、作業性、当該炉を配置する施設のスペース等の点を考慮して４段程度が望ましい。

「ドーナッツ状中心（０２０１）」の円筒状の空間には、前記熱源により温められた熱風が、軸流ファンにより吹き込まれてくる。ドーナッツ状中心に吹き込む熱風の向きは、効率よく循環流を起こすためには、天井から炉床に向けて吹き込むのが望ましい。

このドーナッツ状中心とワーク格納室の構造により、ドーナッツ状中心に吹き込まれた熱風は、そのほとんどがドーナッツ状中心から、その周囲に配置されたワーク格納室に流入し、各ワーク格納室の内面から外面を経由してドーナッツ状外側に位置する熱風循環通路に吐き出されることとなる。
<実施形態１の実施例>

図３に、実施形態１を使用した熱風循環炉の一例を示す。本実施例の熱風循環炉は、その形状は、円筒状であり、側面部・底部・天井部は断熱材からなる。ここで、炉の形状としては、循環流を効率よく起こす等の目的で、円筒状であることが望ましい。しかし、本発明を実施するために特段制限するものではなく、立方体等いかなる形状でもよい。

本実施例の熱風循環炉は、炉内ガスを温めるためのガスバーナー（０３０１）を炉の天井付近側面部に2個有する。そして、天井付近中央部で前記ガスバーナー近辺に、軸流ファン（０３０２）を有す。前記軸流ファンは、熱風を炉床方向に向け吐き出すようにセットされている。前記軸流ファンは、炉の大きさ等を考慮した上で、可能な限り大きいものとなっている。

更に、本実施例の熱風循環炉は、炉内底部にターンテーブル状の回転炉床（０３０３）を有す。当該回転炉床の上には、前記ドーナッツ状に配置されたワーク格納室（０３０４）が複数段積層されている。本実施例においては、ドーナッツ状中心（０３０５）の底面は、回転炉床により仕切られているため当該部分からの熱風の通過はほとんど無い。よって、ドーナッツ状中心に吹き込まれてきた熱風のほとんどは、ドーナッツ状中心の周囲に配置されるワーク格納室に送り込まれる。

又、本実施例の熱風循環炉は、図４に示すように、炉体側面部にワーク装入口・抽出口（０４０１）を有す。これは、複数に積層されたワーク格納室の各段ごとに設けられ、ワークをワーク格納室に装入し、そして加熱処理後、ワークをワーク格納室から抽出するための搬送口として利用される。つまり、ワーク装入・抽出口からワーク格納室に装入されたワークは、回転炉床の回転により炉内壁沿いを一回転移動し、再び、装入・抽出口に戻ってきたときに、ワーク装入・抽出口から取り出されることとなる。

ここで、一般的に、ワークを炉の中に装入・抽出するために扉を開けた際は、炉内の熱風が炉外に漏れることがあり、これにより炉内の温度が下がる傾向にある。そこで、当該ワーク装入・抽出口前に位置したワーク格納室の内面部分は、必要に応じて熱風の通過を遮断できるよう、開閉できる仕組みとなっていることが望ましい。その仕組みとしては、本発明を実施するために特段制限されるものではなく、例えば、ワーク装入口・抽出口の扉の動きに連動してワーク格納室の内面部分が塞がれるようなものでもよい。ここで、図５に、ワーク格納室を横から見た断面の概念図（詳細部分の記載は省略）で一例を示す。図中、０５０４は格納室天井、０５０５は格納台、０５０６はワーク収納スペースを示す。これは、ワーク装入口・抽出口の扉（０５０１）を上にスライドして開いた際、その扉とジャバラ状カーテン（０５０２）を繋ぐワイヤー（０５０３）が引っ張られることにより、ジャバラ状カーテン（０５０２）も引っ張られ、ジャバラ状カーテン（０５０２）がワーク格納室の内面部分を塞ぐ仕組みとなっている。そして、扉を閉じると、引っ張られていたワイヤー（０５０４）への力が緩み、ばね（０５０７）の引っ張る力により、ジャバラ状カーテンは、再び元の位置に戻り、ワーク格納室の内面部分は開くこととなる。これにより、扉を開いている際には、炉内の熱風が当該ワーク格納室に入ってくるのを防ぐことができ、そして、扉を閉めている際には、熱風が当該ワーク格納室に入ってくることとなる。すなわち、扉を開ける際には内面部分を塞ぐことにより、扉を開けることによる炉内の温度低下を軽減することができ、又、炉内の熱風が吹き出してくる危険から作業員を守ることができる。また、扉を閉じた際には、熱風が当該ワーク格納室に入ってくることにより、扉を閉じると同時にワークの熱処理を開始することができ、時間的無駄がなく熱処理を行うことが可能となる。

また、本発明を実施するために、ワークの装入抽出の作業は一つの搬送口で行うことに特段制限するものではなく、装入口、抽出口を別々に設けてもよい。さらに、その個数においても特段制限するものではなく、装入抽出口を複数設けてもよい。これにより、ワークが炉内を一回転する間の加熱処理の途中で不測の事態が生じたとき等、加熱処理の途中でワークを個別に炉から取り出す必要が生じたときに、炉内を一回転して装入抽出口にたどり着くのを待つまでも無く、回転の途中段階で取り出すことが可能になる。かかる場合、ワークをいずれの装入抽出口から装入したのか不明確になるのを防止するため、通常時の装入抽出口と緊急時の装入抽出口との外観を異にする等、区別できるような工夫を施すことが望ましい。
<実施形態１の処理の流れ>

以下に、図３を用いて本実施形態における熱風循環炉の処理の流れを説明する。

ガスバーナー（０３０１）により温められたガスは、軸流ファン（０３０２）によりドーナッツ状中心（０３０５）に吹き込まれる。当該ガスバーナーの加熱温度は、ヒータ調節器を介して制御器により加熱処理に適した温度に保たれている。ドーナッツ状中心に吹き込まれた熱風は、ドーナッツ状複数段に積層された各ワーク格納室に送り出される。各ワーク格納室に送り出された熱風は、各ワーク格納室の内面から外面に通り抜けて、熱風循環通路（０３０６）に押し出される。熱風循環通路に押し出された熱風は、当該熱風循環通路を炉内天井付近まで上昇し、再びガスバーナー（０３０１）により温められる。そして、ガスバーナーにより温められたガスは、再び軸流ファンによりドーナッツ状中心（０３０５）に吹き込まれる。このように、本実施例の熱風循環炉内部には、当該炉の特徴的内部構造により、軌道をコントロールされた熱風循環流が起きている。すなわち、熱源により温められた熱風循環流は、その軌道の中でただ一つのワーク格納室を通り、そして、再び熱源に戻り温めなおされることとなる。

前記熱風循環流が起きている炉内のワーク格納室に（０３０４）、装入・抽出口より装入されたワークは、回転炉床の回転により、炉体内壁沿いを一回転移動し再び装入・抽出口に戻ってくる。そして、装入・抽出口より取り出される。ここで、回転炉床は、ワークが炉内を一回転する間に前記熱風循環流による所定の熱処理が終了するように、制御器により所定の回転速度に保たれている。
<実施形態１の効果>

本実施形態の熱風循環炉内に起こる循環流は、炉内の特徴的内部構造により、熱源で温められた後、ただ一つのワーク格納室だけを通り、そして、再び熱源により温められることとなる。この、熱風循環流の軌道により、炉内に設けられた複数のワーク格納室の熱処理条件を均等にすることが可能となる。その効果として、複数のワーク格納室に格納されたワーク間の熱処理により品質のバラツキを抑えることが可能となる。
<<実施形態２>>
<実施形態２の概要>

実施形態２は、ドーナッツ状中心から各ワーク格納室に送り込む熱風の量を調節する機能を果たす円筒状流量調節部を有する熱風循環炉に関する。
<実施形態２の構成>

実施形態２については、実施形態１の構成を基本としている。すなわち、図６の概念図（詳細部分の記載は省略）に示すように、実施形態１の熱風循環炉内ドーナッツ状中心部に、ワーク格納室（０６０１）に吹き込まれる熱風の流量を調節するための円筒状の流量調節部（０６０２）を設けたことを特徴とする。よって、流量調節部以外は実施形態１と同様であるからその説明を省略し、以下、流量調節部について詳細に説明する。
「流量調節部（０６０２）」とは、ドーナッツ状に配置されたワーク格納室とその内側に位置するドーナッツ状中心を仕切る円筒上の仕切板で、その側面に複数の熱風吐出し口（０６０３）を有することを特徴とする。ここで、図７の概念図（詳細部分の記載は省略）に示すように、流量調節部（０７０１）の設置位置としては、ドーナッツ状に配置されたワーク格納室の内面（０７０２）との間にわずかなスペースを設け、それぞれが独立していることが望ましい。これにより、回転炉床の回転により、流量調節部とワーク格納室ともに回転するのみならず、流量調節部は固定してワーク格納室のみ回転移動させることも可能となる。しかし、当該設置方法は、本発明を実施するために特段制限されるものではなく、流量調節部とワーク格納室内面を接触するように設置してもよい。

当該流量調節部（０６０１）は、図６の概念図（詳細部分の記載は省略）に示すように、炉床の上に設置されている。炉の天井部分とは非接触であり、当該非接触部分（以下、「熱風通過路」（０６０４））においては熱風の通過が可能となっていることが望ましい。

又、前記流量調節部（０６０１）は、前記軸流ファン（０６０２）の側面の周囲を取り囲むように設置されていることが望ましい。この構造により、前記軸流ファンによりドーナッツ状中心（０６０３）に向け吹き込まれた熱風は、軸流ファンの側面横を通り抜け天井側に漏れることはほとんどない。

これらの構造により、熱源により温められた熱風は、熱風通過路（０６０４）を経由し、軸流ファン裏側より軸流ファン（０６０２）に吸い込まれることとなる。

ここで、当該流量調節部の設置方法は、本発明を実施するために特段制限されるものではなく、例えば、図８の概念図（詳細部分の記載は省略）に示すように、天井から吊下げるような構造となっていてもよい。かかる場合も、流量調節部は軸流ファン（０８０１）の側面の周囲を取り囲むように設置されていることが望ましい。又、流量調節部（０８０２）の下部は蓋で塞がれている等、熱風の漏れが無いような構造となっていることが望ましい。これにより、ドーナッツ状中心（０８０３）に吹き込まれた熱風のほとんどが、いずれかのワーク格納室に送り込まれることとなる。更に、かかる場合は、流量調節部天井付近には、熱風が通過するための穴（熱風通過路（０８０４））が設けられている。つまり、熱源（０８０５）により温められた熱風は、前記熱風通過路（０８０４）を経由して軸流ファン（０８０１）に吸い込まれることとなる。尚、かかる場合は、流量調節部は回転せずに固定されており、その周りをドーナッツ状に配置された複数のワーク格納室が回転炉床の働きにより回転することとなる。

「熱風吐出し口（０９０２）」とは、図９に示すように、流量調節部（０９０１）の側面部分に各ワーク格納室に対応するように複数設けられており、熱風を熱風吐出空間からワーク格納室に送り出すための吸排気口の役目を果たす。それぞれのワーク格納室に対応するように設けられた熱風吐出し口は、例えば、図９の概念図（詳細部分の記載は省略）に示すような長方形の３つの小窓a,b,cからなる。その小窓の大きさは、ワーク格納室に必要な熱風量を送り込むために十分な大きさであり、又、熱風量を調節するために小窓a,b,cの面積は異なるものとなっていることが望ましい。しかし、熱風吐出し口の形、大きさ、数は、本発明を実施するために特段制限されるものではなく、小窓a,b,cの面積はすべて同一でもよいし、又、図１０、図１１の概念図（詳細部分の記載は省略）に示すように小窓が単一の長方形でも、複数の円でもよい。

本実施形態の熱風吐出し口は、図１２の概念図（詳細部分の記載は省略）に示すように、それぞれ左右にスライドする開閉シャッター（１２０１）を有し、それらを開閉することにより、独立して開口面積を調節することができる。すなわち、小窓aのみ閉じてb,cは開けておく（図１２）等、開口面積を様々なパターンに調節することが可能である。

当該開閉シャッターは、ワーク格納室ごとに独立して開閉可能でもよいし、又、上下方向に積層されたワーク格納室の開閉シャッターは繋がっており、その開閉は連動していてもよい。

各ワーク格納室の開閉シャッターを独立して開閉することが可能な場合、ワーク格納室に送り出す熱風の流量をワーク格納室ごとに調節することが可能となり、例えば、軸流ファンに近い場所に位置するワーク格納室の熱風吐出し口は、遠い場所に位置するワーク格納室の熱風吐出し口より開口面積を狭くする等の調整により、各ワーク格納室内の熱処理条件を均等にすることが可能となる。

一方、上下方向に積層されたワーク格納室の開閉シャッターは繋がっており、その開閉は連動している場合は、上下方向に積層されたワーク格納室の熱風吐出し口の開口面積を等しくしたい場合等に、開口面積の調整を一度に行うことができ、作業が楽になる。

また、熱風吐出し口の開口面積を調節する手段は、本発明を実施するために特段限定されるものでは無い。例えば、上下方向に開閉するシャッター等でもよく、熱風吐出し口の開口面積を調節出来ればいかなる手段でもよい。更に、前記シャッターには、開口面積を調節するため、目印の役目を果たす繰り返し模様（１２０２）が複数設けられている等の工夫が施されていることが望ましい（図１２）。これにより、微妙な開口面積の調節が簡易になる。更に、開閉シャッターの開閉のシステムは、当該発明を実施するために特段制限されるものではなく、手動で行うタイプ等、いかなる手段でもよい。
<実施形態２の処理の流れ>

以下に、図１３を用いて本実施形態における熱風循環炉の処理の流れを説明する。

ガスバーナー（１３０１）により温められたガスは、熱風通過路（１３０２）を経由し軸流ファン裏側より軸流ファン（１３０３）に吸い込まれ、そして、ドーナッツ状中心（１３０４）に吹き込まれる。当該ガスバーナーの加熱温度は、ヒータ調節器を介して制御器により加熱処理に適した温度に保たれている。ドーナッツ状中心（１３０４）に吹き込まれた熱風は、ドーナッツ状複数段に積層された各ワーク格納室（１３０５）に送り出される。各ワーク格納室に送り出された熱風は、流量調節部（１３０７）を介して、ワーク格納室を内面から外面に通り抜けて、熱風循環通路（１３０６）に押し出される。熱風循環通路（１３０６）に押し出された熱風は、当該熱風循環通路（１３０６）を炉内天井付近まで上昇し、再びガスバーナー（１３０１）により温められる。そして、ガスバーナー（１３０１）により温められたガスは、再び熱風通過路（１３０２）を経由し軸流ファン裏側より軸流ファン（１３０３）に吸い込まれ、そして、ドーナッツ状中心（１３０４）に吹き込まれる。このように、本実施例の熱風循環炉内部には、当該炉の特徴的内部構造により、軌道をコントロールされた熱風循環流が起きている。すなわち、ガスバーナー（１３０１）により温められた熱風循環流は、その軌道の中でただ一つのワーク格納室を通り、そして、再びガスバーナーに温めなおされることとなる。

前記熱風循環流が起きている炉内に、装入・抽出口より装入されたワークは、回転炉床の回転により、炉体内壁沿いを一回転移動し、装入・抽出口にたどり着く。ここで、装入・抽出口より装入されたワークは装入当初は低温であり、急速に昇温させる必要がある。よって、当該期間のワーク内移動エリア（昇温エリア、０７０３）は多量の熱風を必要とする。装入当初の多量の熱風により昇温されたワークはその後、ある一定温度で保持される必要がある。よって、当該期間のワーク内移動エリア（保温エリア、０７０４）は昇温エリアよりも少量の熱風でたりる。

本実施形態の熱風循環炉は、固定された流量調節部（０７０１）の機能により、上記要求に応えることができる。すなわち、昇温エリア（０７０３）の熱風吐出し口の開口面積は広く、一方、保温エリア（０７０４）の熱風吐出し口の開口面積は狭く設定されている。

これにより、装入・抽出口（０７０５）よりワーク格納室（０７０６）に装入されたワークは、回転炉床の回転により炉体内壁沿いを一回転する間、昇温エリア（０７０３）を移動中は、多量の熱風により急速に昇温され、その後、保温エリア（０７０４）を移動中は、保温に適した量の熱風により一定温度で保持される。そして、装入・抽出口（０７０５）に到着した時には所定の熱処理が終了しており、当該ワークは装入・抽出口（０７０５）より取り出される。ここで、回転炉床は、ワークが炉内を一回転する間に前記熱風循環流による所定の熱処理が終了するように、制御器により所定の回転速度に保たれている。

又、日を改めてワークの熱処理を行う際の昇温エリア（０７０３）、保温エリア（０７０４）それぞれにおける熱風吐出し口の開口面積の調節は、開閉シャッターの繰り返し模様（１２０２）を目安に行うことで、容易に行うことが可能である。
<実施形態２の効果>

本実施形態の熱風循環炉の特徴的熱風吐出し口により、各ワーク格納室に送り出す風量を調節することが可能となる。これにより、ワークの加熱処理状況に応じた適切な風量を各ワーク格納室に送り出すことが可能となり、限られた風量の熱風を無駄なく効率よくワークの加熱処理に利用することができる。
<<実施形態３>>
<実施形態３の概要>

実施形態３は、前記ドーナッツ状中心に特徴的形状の熱風ガイドを有する熱風循環炉に関する。本実施形態の熱風循環炉は、熱風ガイドの機能によりドーナッツ状中心から各ワーク格納室に効率よく熱風を送り出すことが可能である。
<実施形態３の構成>

実施形態３については、実施形態１及び実施形態２の構成を基本としている。すなわち、実施形態３は、熱風ガイドを有すること以外は実施形態１及び実施形態２の構成と同様である。よって、それらの部分の説明は省略し、以下に特徴的形状の熱風ガイドについて詳細に説明する。

図１７に示すように「熱風ガイド（１７０１）」の形状は、炉天から炉床にむけて幅広になる釣鐘状であり、又、その表面には熱風の通過を許す隙間は無く、熱風ガイドの内部に熱風が入り込まないようになっていることが望ましい。ここで、ドーナッツ状中心（１７０２）において、軸流ファンから炉床に向け吐き出された熱風は、除々にドーナッツ状中心の周囲に位置する各ワーク格納室に送り出されていくため、炉床に近づくにつれその風量は減少することとなる。これにより、必然的に周囲に位置する各ワーク格納室に熱風が送り出される圧力は減少していき、炉床付近では十分な熱風を各ワーク格納室に送り込めないこととなる。つまり、複数に積層されたワーク格納室の上下間において、熱処理条件にバラツキが生じてしまう可能性がある。しかし、前記形状の熱風ガイドを有することで、熱風量が減少しても周囲に位置する各ワーク格納室に熱風を送り出す十分な圧力を保つことができる。すなわち、熱風量が減少した炉床付近でも周囲に位置する各ワーク格納室に熱風を送り出す十分な圧力を保つことができ、又、その形状を調整することで、複数に積層されたワーク格納室の上下間において、熱処理条件を均等にすることが可能となる。

ここで、熱風ガイドの形状は、炉天から炉床に向け幅広になる釣鐘状類似の形状であれば、当該発明を実施するために特段制限されるものではなく、例えば、図１４の概念図（詳細部分の記載は省略）に示すベル状等のようなものでもよい。又、その設置場所は、ドーナッツ状に配置された複数のワーク格納室（１７０３）に均等に効率よく熱風を送り出すためには、ドーナッツ状中心（１７０２）の中央部であることが望ましい。しかし、ドーナッツ状中心（１７０２）であればいかなる場所でもよく、当該発明を実施するために特段制限されるものではない。

又、当該熱風ガイドは、その表面に「整風翼（１７０４）」を有することが望ましい。「整風翼（１７０４）」とは、軸流ファン（１７０５）により回転炉床に向け吹き込まれた鉛直下方向の軌道を有する熱風を、ドーナッツ状中心（１７０２）の周辺に積層されたワーク格納室（１７０３）にスムーズに送り出すように、前記熱風を整流する機能を有する。当該整風翼（１７０４）は、複数個、それぞれの段に対応する位置に設置されるのが望ましい。ここで、前記整風翼の形状は、当該発明を実施するために特段制限されるものではなく、例えば、図１５の概念図（詳細部分の記載は省略）に示すようなドーナッツ状の整風翼が各ワーク格納室の段に応じて設置されているものや、又、図１６の概念図（詳細部分の記載は省略）に示すような長方形板状の複数個の整風翼を、ドーナッツ状に各ワーク格納室の段に応じて配列したもの等、熱風を効率よくワーク格納室に送り出すものであれば、いかなる形状でもよい。
<実施形態３の効果>

本実施形態の熱風循環炉は、特徴的形状の熱風ガイド及びその表面に設置された整風翼により、ドーナッツ状中心に吹き込まれた熱風を効率よく各ワーク格納室に送り出すことが可能である。これにより、限られた風量の熱風を効率よくワークの熱処理に利用することができ、精度の高い均一加熱処理が可能となる。更に、熱風ガイドにより炉内容積が小さくなり、炉内の余分なガスを取り除く結果として加熱するガスの量が少なくなり、炉内ガスを昇温するスピードが上がる等、作業性向上の効果も実現する。

熱風循環炉の概略図 積層されたワーク格納室を有する熱風循環炉の概略図 熱風循環炉の実施例（横から見た断面図）（１） 熱風循環炉の実施例（上から見た断面図）（１） ワーク格納室を横から見た断面図 流量調節部を有する熱風循環炉の概略図（１） 熱風循環炉の実施例（上から見た断面図）（２） 流量調節部を有する熱風循環炉の概略図（２） 積層されたワーク格納室とその熱風吐出し口（１） 積層されたワーク格納室とその熱風吐出し口（２） 積層されたワーク格納室とその熱風吐き出し口（３） 熱風吐出し口の開閉シャッターの概略図 熱風循環炉の実施例（横から見た断面図）（２） 熱風ガイドの概略図 整風翼を有する熱風ガイドの概略図（１） 整風翼を有する熱風ガイドの概略図（２） 熱風循環炉の実施例（横から見た断面図）（３） 従来の熱風循環炉の断面図

符号の説明

０４０１ 装入・抽出口
０４０２ 昇温エリア
０４０３ 保温エリア
１７０１ 熱風ガイド
１７０２ ドーナッツ状中心
１７０３ ワーク格納室
１７０４ 整風翼
１７０５ 軸流ファン

Claims (6)

1. ドーナッツ状に配置される複数のワーク格納室を有する熱風循環炉であって、
   各ワーク格納室は、ドーナッツ状中心に対して吹き込まれる熱風がドーナッツ状中心側から流入しドーナッツ状外側に排気されるように構成された熱風循環炉。
2. ワーク格納室は上下方向に積層配置されている請求項１に記載の熱風循環炉。
3. ドーナッツ状中心部には、ワーク格納室に吹き込まれる熱風の流量を調節するための円筒状の流量調節部
   をさらに有する請求項１又は２に記載の熱風循環炉。
4. ドーナッツ状中心部に炉内容積を小さくするため熱風ガイドを有する請求項１から３のいずれか一に記載の熱風循環炉。
5. 炉天から炉床に向けて幅広になる釣鐘状で熱風を各格納室に導くように整流するための形状をした熱風ガイドを有する請求項１から４のいずれか一に記載の熱風循環炉。
6. 前記熱風ガイドは、各ワーク室にスムーズに熱風が送り出される様に整風翼を有する請求項４又は５に記載の熱風循環炉。

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