JP2014037903A - Agitation fan for thermal treatment device and thermal treatment device including the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱処理装置用の撹拌ファン、及びこれを備える熱処理装置に関する。 The present invention relates to a stirring fan for a heat treatment apparatus and a heat treatment apparatus including the same.
熱処理炉用の撹拌部材としてのファンが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のファンは、数百度程度の高温のガスを、撹拌するために用いられる。このファンは、羽根車と、この羽根車を下端部に取り付けた回転軸と、回転軸を支持する軸受と、を有している。羽根車は、回転軸に固定されたボスと、ボスの外周部に結合された複数の羽根と、を有している。
A fan as a stirring member for a heat treatment furnace is known (for example, see Patent Document 1). The fan described in
ファンは、十分な風量を確保するために、高速で回転する必要がある。このため、この高速回転動作に起因して、ファンに異常振動が生じないようにする必要がある。そこで、通常、ファンの重量バランスが調整される。これにより、ファンの回転時の異常振動は、抑制される。これにより、ファンに作用する負荷を小さくでき、その結果、ファンの寿命を、より長くできる。 The fan needs to rotate at a high speed in order to ensure a sufficient air volume. For this reason, it is necessary to prevent abnormal vibration from occurring in the fan due to the high-speed rotation operation. Therefore, the weight balance of the fan is usually adjusted. Thereby, the abnormal vibration at the time of rotation of a fan is suppressed. Thereby, the load which acts on a fan can be made small and, as a result, the lifetime of a fan can be made longer.
ところで、熱処理炉においては、予め高温に加熱されたファンの近傍に、常温の部品を配置し、この状態から、部品をヒータで加熱することがある。この場合、部品は、ヒータによって加熱されるまでの間、低温である。このため、ファンは、部品の周囲からの冷気を受ける。このため、ファンの表面の温度は、冷気によって急激に低下する。一方、ファンの内部の温度は、急激には低下しない。その結果、ファンにおける温度勾配、特に羽根の根元とボスとの間の温度勾配が過度に大きくなってしまう。これにより、ファンの羽根には、大きな熱応力が生じる。部品の加熱処理が繰り返し行われると、ファンの羽根には、大きな熱応力が繰り返し作用することとなり、ファンにクラック等の異常が生じてしまう。即ち、ファンが早期に寿命を迎えてしまう。 By the way, in a heat treatment furnace, a component at room temperature may be disposed in the vicinity of a fan heated to a high temperature in advance, and the component may be heated with a heater from this state. In this case, the component is at a low temperature until it is heated by the heater. For this reason, the fan receives cold air from around the parts. For this reason, the temperature of the surface of the fan is suddenly lowered by the cold air. On the other hand, the temperature inside the fan does not drop rapidly. As a result, the temperature gradient in the fan, particularly the temperature gradient between the blade root and the boss, becomes excessively large. As a result, a large thermal stress is generated in the fan blades. When the heat treatment of the components is repeatedly performed, a large thermal stress acts repeatedly on the fan blades, and abnormalities such as cracks occur in the fan. In other words, the fan reaches the end of its life early.
ここで、羽根の厚みを大きくすることで、羽根の強度を向上することが考えられる。この場合、羽根に生じる熱応力を小さくできる。しかしながら、このような構成では、ファンの質量が大きくなり、回転軸を支える軸受に大きな負荷が作用する。このため、ファン自体の寿命は延びるけれども、ファンを支持する部材の寿命は、低下してしまう。 Here, it is conceivable to increase the blade strength by increasing the blade thickness. In this case, the thermal stress generated in the blade can be reduced. However, in such a configuration, the mass of the fan increases, and a large load acts on the bearing that supports the rotating shaft. For this reason, although the life of the fan itself is extended, the life of the member supporting the fan is reduced.
本発明は、上記事情に鑑みることにより、熱処理装置用の撹拌ファンにおいて、寿命をより長くでき、且つ、軽量化を達成できるようにすることを、目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a stirring fan for a heat treatment apparatus that can have a longer life and can achieve weight reduction.
(1)上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる熱処理装置用の撹拌ファンは、軸部と、前記軸部から放射状に延びる複数の羽根部と、を備える。前記軸部は、各前記羽根部を固定する羽根固定部を含む。前記羽根固定部は、前記軸部の軸方向に延びる円筒部を有する。前記円筒部の孔部は、前記軸部の一端面に開放されている。各前記羽根部は、前記円筒部に連続する根元部を有している。前記円筒部の厚みは、前記根元部の厚みの75%〜125%の範囲に設定されている。 (1) In order to solve the above problems, a stirring fan for a heat treatment apparatus according to an aspect of the present invention includes a shaft portion and a plurality of blade portions extending radially from the shaft portion. The shaft portion includes a blade fixing portion that fixes each of the blade portions. The blade fixing portion has a cylindrical portion extending in the axial direction of the shaft portion. The hole portion of the cylindrical portion is open to one end surface of the shaft portion. Each of the blade portions has a root portion continuous with the cylindrical portion. The thickness of the cylindrical portion is set in the range of 75% to 125% of the thickness of the root portion.
この構成によると、羽根固定部に、円筒部を形成している。これにより、円筒部のうち羽根部の根元部に連続する部分の熱容量は、根元部の熱容量に近い値となる。これにより、例えば、高温状態の撹拌ファンに、熱処理が施される被処理品からの冷気が接触した場合でも、円筒部の温度と、羽根部の根元部の温度との差を、より小さくできる。即ち、円筒部と羽根部の根元部との間の温度勾配を、より小さくできる。よって、羽根部の根元部に生じる熱応力を、小さくできる。その上、円筒部は、外周面に加え、内周面を有しており、大きな表面積を有している。即ち、円筒部は、羽根部と同様に、大きな表面積を確保できる。このため、高温状態の撹拌ファンに、被処理品からの冷気が接触した場合に、円筒部が冷やされる速度を、根元部が冷やされる速度に近くできる。よって、円筒部と羽根部の根元部との間の温度勾配を、より一層小さくできる。特に、円筒部の厚みを、根元部の厚みの100%とすることにより、上記の温度勾配を格段に小さくできるという、顕著な効果を発揮できる。これにより、羽根部の根元部に生じる熱応力を、極めて小さくできるので、ファンの寿命を、より長くできる。また、円筒部の厚みの範囲を、上記の下限から上限の間に設定している。これにより、円筒部の厚みを、根元部の厚みと同じとした場合と実質的に同様の効果を発揮できる。 According to this configuration, the cylindrical portion is formed in the blade fixing portion. Thereby, the heat capacity of the part which continues to the base part of a blade | wing part among cylindrical parts becomes a value close | similar to the heat capacity of a base part. Thereby, for example, even when cold air from a product to be heat-treated comes into contact with a high-temperature stirring fan, the difference between the temperature of the cylindrical portion and the temperature of the root portion of the blade portion can be further reduced. . That is, the temperature gradient between the cylindrical portion and the root portion of the blade portion can be further reduced. Therefore, the thermal stress which arises in the base part of a blade | wing part can be made small. In addition, the cylindrical portion has an inner peripheral surface in addition to the outer peripheral surface, and has a large surface area. That is, the cylindrical portion can ensure a large surface area, like the blade portion. For this reason, when the cool air from the article to be processed comes into contact with the high-temperature stirring fan, the speed at which the cylindrical part is cooled can be close to the speed at which the root part is cooled. Therefore, the temperature gradient between the cylindrical portion and the root portion of the blade portion can be further reduced. In particular, when the thickness of the cylindrical portion is set to 100% of the thickness of the root portion, the above-described temperature gradient can be remarkably reduced. Thereby, since the thermal stress which arises in the base part of a blade | wing part can be made very small, the lifetime of a fan can be lengthened more. Further, the thickness range of the cylindrical portion is set between the above lower limit and the upper limit. Thereby, the effect substantially the same as the case where the thickness of a cylindrical part is made the same with the thickness of a root part can be exhibited.
しかも、円筒部は、中空形状であるので軽量である。したがって、撹拌ファンを軽量化できる。これにより、撹拌ファンを支持する軸受等の支持部材への負荷を小さくできる。よって、撹拌ファンを含む熱処理装置全体としての寿命を、より長くできる。 In addition, the cylindrical portion is lightweight because it is hollow. Therefore, the weight of the stirring fan can be reduced. Thereby, the load to support members, such as a bearing which supports a stirring fan, can be made small. Therefore, the lifetime of the entire heat treatment apparatus including the stirring fan can be extended.
従って、本発明によると、熱処理装置用の撹拌ファンにおいて、寿命をより長くでき、且つ、軽量化を達成できる。 Therefore, according to the present invention, in the stirring fan for the heat treatment apparatus, the life can be further extended and the weight can be reduced.
(2)好ましくは、各前記羽根部は、前記軸部の前記一端面に連続する一縁部と、この一縁部とは前記軸方向に離隔して配置された他縁部と、を有する。前記他縁部と前記孔部との最短距離は、前記軸部のうち前記羽根固定部に隣接する部分の半径以上に設定されている。 (2) Preferably, each said blade | wing part has an edge part which continues to the said one end surface of the said axial part, and the other edge part arrange | positioned apart from this one edge part in the said axial direction. . The shortest distance between the other edge portion and the hole portion is set to be equal to or larger than the radius of the portion of the shaft portion adjacent to the blade fixing portion.
この構成によると、羽根部と軸部との結合強度を、十分に確保することができる。このため、撹拌ファンが高速で回転した場合でも、羽根部の遠心力に起因して羽根部の根元部に生じる引張応力は、過度に大きくならずに済む。したがって、撹拌ファンの許容回転数を、十分に高くできる。即ち、撹拌ファンの高速回転によって、熱処理装置内における高温のガスを、十分に撹拌できる。 According to this configuration, the coupling strength between the blade portion and the shaft portion can be sufficiently ensured. For this reason, even when the stirring fan rotates at a high speed, the tensile stress generated at the root of the blade due to the centrifugal force of the blade does not need to be excessively increased. Therefore, the allowable rotation speed of the stirring fan can be sufficiently increased. That is, the high-temperature gas in the heat treatment apparatus can be sufficiently stirred by the high-speed rotation of the stirring fan.
(3)好ましくは、前記羽根固定部と各前記羽根部とは、鋳造又は溶接によって互いに一体に形成されている。 (3) Preferably, the said blade | wing fixing | fixed part and each said blade | wing part are mutually integrally formed by casting or welding.
この構成によると、熱応力に起因するクラックの生じやすい鋳造の撹拌ファンにおいて、クラックの発生を抑制することができる。同様に、熱応力に起因するクラックの生じやすい溶接部分を有する撹拌部材において、クラックの発生を抑制することができる。 According to this configuration, it is possible to suppress the occurrence of cracks in a cast agitating fan in which cracks due to thermal stress are likely to occur. Similarly, the occurrence of cracks can be suppressed in a stirring member having a welded portion where cracks due to thermal stress are likely to occur.
(4)この発明のある局面に係わる熱処理装置は、被処理品を熱処理するための処理室と、前記撹拌ファンと、を備えている。前記撹拌ファンは、前記処理室内に配置されている。 (4) A heat treatment apparatus according to an aspect of the present invention includes a treatment chamber for heat treating an article to be treated, and the stirring fan. The stirring fan is disposed in the processing chamber.
この構成によると、羽根固定部に、円筒部を形成している。これにより、円筒部のうち羽根部の根元部に連続する部分の熱容量は、根元部の熱容量に近く値となる。これにより、例えば、高温状態の撹拌ファンに、熱処理が施される被処理品からの冷気が接触した場合でも、円筒部の温度と、羽根部の根元部の温度との差を、より小さくできる。即ち、円筒部と羽根部の根元部との間の温度勾配を、より小さくできる。よって、羽根部の根元部に生じる熱応力を、小さくできる。その上、円筒部は、外周面に加え、内周面を有しており、大きな表面積を有している。即ち、円筒部は、羽根部と同様に、大きな表面積を確保できる。このため、高温状態の撹拌ファンに、被処理品からの冷気が接触した場合に、円筒部が冷やされる速度を、根元部が冷やされる速度に近くできる。よって、円筒部と羽根部の根元部との間の温度勾配を、より一層小さくできる。特に、円筒部の厚みを、根元部の厚みの100%とすることにより、上記の温度勾配を格段に小さくできるという、顕著な効果を発揮できる。これにより、羽根部の根元部に生じる熱応力を、極めて小さくできるので、ファンの寿命をより長くできる。また、円筒部の厚みの範囲を、上記の下限から上限の間に設定している。これにより、円筒部の厚みを、根元部の厚みと同じとした場合と実質的に同様の効果を発揮できる。 According to this configuration, the cylindrical portion is formed in the blade fixing portion. Thereby, the heat capacity of the part which continues to the base part of a blade | wing part among cylindrical parts becomes a value close | similar to the heat capacity of a root part. Thereby, for example, even when cold air from a product to be heat-treated comes into contact with a high-temperature stirring fan, the difference between the temperature of the cylindrical portion and the temperature of the root portion of the blade portion can be further reduced. . That is, the temperature gradient between the cylindrical portion and the root portion of the blade portion can be further reduced. Therefore, the thermal stress which arises in the base part of a blade | wing part can be made small. In addition, the cylindrical portion has an inner peripheral surface in addition to the outer peripheral surface, and has a large surface area. That is, the cylindrical portion can ensure a large surface area, like the blade portion. For this reason, when the cool air from the article to be processed comes into contact with the high-temperature stirring fan, the speed at which the cylindrical part is cooled can be close to the speed at which the root part is cooled. Therefore, the temperature gradient between the cylindrical portion and the root portion of the blade portion can be further reduced. In particular, when the thickness of the cylindrical portion is set to 100% of the thickness of the root portion, the above-described temperature gradient can be remarkably reduced. Thereby, since the thermal stress which arises in the base part of a blade | wing part can be made very small, the lifetime of a fan can be lengthened more. Further, the thickness range of the cylindrical portion is set between the above lower limit and the upper limit. Thereby, the effect substantially the same as the case where the thickness of a cylindrical part is made the same with the thickness of a root part can be exhibited.
しかも、円筒部は、中空形状であるので軽量である。したがって、撹拌ファンを軽量化できる。これにより、撹拌ファンを支持する軸受等の支持部材への負荷を小さくできる。よって、撹拌ファンを含む熱処理装置全体としての寿命を、より長くできる。 In addition, the cylindrical portion is lightweight because it is hollow. Therefore, the weight of the stirring fan can be reduced. Thereby, the load to support members, such as a bearing which supports a stirring fan, can be made small. Therefore, the lifetime of the entire heat treatment apparatus including the stirring fan can be extended.
従って、本発明によると、熱処理装置において、寿命をより長くでき、且つ、軽量化を達成できる。 Therefore, according to the present invention, in the heat treatment apparatus, the life can be further extended and the weight can be reduced.
(5)好ましくは、前記処理室内に配置され、被処理品を受けるための受け部を更に備える。前記撹拌ファンは、前記円筒部と前記受け部とが向かい合う姿勢で配置されている。 (5) Preferably, it is further provided with the receiving part arrange | positioned in the said process chamber and receiving a to-be-processed goods. The agitation fan is arranged in a posture in which the cylindrical portion and the receiving portion face each other.
この構成によると、受け部に受けられている被処理品からの冷気は、撹拌ファンのうち、主に円筒部、及び羽根部の根元部に伝わる。撹拌ファンが高温の状態であっても、上記の冷気に起因して、円筒部と羽根部との間で生じる温度勾配は、小さくて済む。したがって、撹拌ファンと被処理品との温度差が大きい場合でも、羽根部の根元部に生じる熱応力を小さくできる。よって、撹拌ファンの寿命を、より長くできる。 According to this configuration, the cold air from the article to be processed received by the receiving portion is mainly transmitted to the cylindrical portion and the root portion of the blade portion of the stirring fan. Even when the stirring fan is in a high temperature state, the temperature gradient generated between the cylindrical portion and the blade portion due to the cold air is small. Therefore, even when the temperature difference between the stirring fan and the article to be processed is large, the thermal stress generated at the root portion of the blade portion can be reduced. Therefore, the life of the stirring fan can be further extended.
本発明によると、熱処理装置用の撹拌ファンにおいて、寿命をより長くでき、且つ、軽量化を達成できる。 According to the present invention, in the stirring fan for the heat treatment apparatus, the life can be further extended and the weight can be reduced.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明は、熱処理装置用の撹拌用ファンとして広く適用することができる。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention can be widely applied as a stirring fan for a heat treatment apparatus.
[熱処理装置の概略]
図1は、本発明の実施形態に係る熱処理装置1の模式的な側面図であり、一部を切断した状態を示している。図1を参照して、熱処理装置1は、被処理品100を熱処理するために設けられている。この熱処理として、浸炭処理、焼入処理、焼戻処理、窒化処理、焼鈍処理等を例示することができる。本実施形態では、熱処理装置1が、ガス浸炭処理炉である場合を例に説明する。また、本実施形態では、被処理品100は、金属部品である。熱処理装置1は、容器101に収容された複数の被処理品100を、浸炭処理するように構成されている。
[Outline of heat treatment equipment]
FIG. 1 is a schematic side view of a
また、熱処理装置1は、バッチ式の熱処理装置として設けられている。具体的には、熱処理装置1は、一定量の被処理品100を一括して収容した状態で、当該被処理品100を熱処理する。当該熱処理後は、上記被処理品100は、熱処理装置1から、一括して排出される。
The
熱処理装置1は、処理室2と、入口扉3と、出口扉4と、搬送装置5と、ヒータ6と、撹拌ファン7と、を備えている。
The
処理室2は、箱状に形成されている。処理室2は、被処理品100を収容可能に構成されており、且つ、被処理品100を熱処理するためのガスを供給されるように構成されている。このガスとして、アセチレン、エチレン等を例示することができる。処理室2は、入口8と、出口9と、を有している。
The
処理室2の入口8は、入口扉3によって開閉可能である。被処理品100を収容した容器101は、入口8を通して、処理室2の外部から、処理室2の内部へ搬送される。処理室2の出口9は、出口扉4によって開閉可能である。処理室2内の容器101及び被処理品100は、出口9を通して、処理室2の内部から、処理室2の外部へ搬送される。
The
入口扉3及び出口扉4は、処理室2内で被処理品100の熱処理が行われている際には、閉じられている。容器101及び被処理品100は、搬送装置5によって、処理室2内を搬送される。
The
搬送装置5は、搬送部材及び受け部としてのローラ10を、複数有している。複数のローラ10は、処理室2内において、入口8と出口9との間に配置されている。複数のローラ10は、入口8から出口9に向かう方向としての搬送方向A1に沿って、間隔を隔てて配置されている。被処理品100を収容した容器101は、複数のローラ10上を、搬送方向A1に搬送される。被処理品100は、ローラ10によって、処理室2内で受けられる。この状態で、被処理品100は、ヒータ6によって、加熱される。
The conveying
ヒータ6は、例えば、電熱ヒータであり、処理室2内のガスを加熱するように構成されている。被処理品100の熱処理時、ヒータ6は、処理室2内のガスを、1000℃程度まで加熱する。この温度は、好ましくは約800℃であり、より好ましくは、約900℃である。
The
本実施形態では、ヒータ6は、処理室2内に配置された部分を有している。この部分は、蛇行状に配置されており、処理室2内において、搬送方向A1に進んだ場合に、上下に蛇行している。搬送方向A1における、入口8と出口9の中間領域11において、ヒータ6は、処理室2内の上側部分に位置している。この中間領域11には、撹拌ファン7が配置されている。
In the present embodiment, the
撹拌ファン7は、処理室2内のガスを撹拌するために設けられている。撹拌ファン7によって、処理室2内の被処理品100の迅速な昇温、又は冷却を行うことができる。また、撹拌ファン7によって、処理室2内のガスの温度分布を、より均等にすることができる。
The stirring
撹拌ファン7は、処理室2の上部に配置されている。被処理品100は、熱処理される際に、撹拌ファン7の下方に配置される。撹拌ファン7は、処理室2によって、回転可能に支持されている。また、撹拌ファン7は、図示しない電動モータ等の駆動装置によって、回転される。駆動装置の駆動によって、撹拌ファン7は、回転し、処理室2内のガスを撹拌する。
The stirring
上記の構成を有する熱処理装置1で被処理品100が熱処理される場合、まず、入口扉3が開かれる。次に、被処理品100を収容した容器101が、入口8から処理室2内へ投入される。この場合、容器101の温度及び被処理品100の温度は、例えば、常温であり、20℃程度である。容器101及び被処理品100は、搬送装置5によって、搬送方向A1に搬送され、撹拌ファン7の下方に配置される。
When the
次に、入口扉3及び出口扉4が閉じられた状態で、ヒータ6に電力が供給される。これにより、処理室2内のガスが加熱される。また、撹拌ファン7が回転される。これにより、処理室2内のガスが撹拌される。これにより、処理室2内のガスの濃度分布が均され、且つ、処理室2内のガスの温度が、均される。
Next, electric power is supplied to the
処理室2内の温度は、前述した温度まで上昇される。これにより、被処理品100が、熱処理される。熱処理が完了した後、出口扉4が開かれる。更に、搬送装置5が動作する。これにより、容器101は、出口9を通して処理室2の外部へ排出される。
The temperature in the
[撹拌ファンの詳細な構成]
図2は、撹拌ファン7の斜視図であり、撹拌ファン7を一端側から見た状態を示している。図3は、撹拌ファン7の斜視図であり、撹拌ファン7を他端側から見た状態を示している。図4は、撹拌ファン7の側面図である。図5は、図4のV−V線に沿う断面図である。図6は、撹拌ファン7の底面図であり、撹拌ファン7の主要部を、撹拌用ファン7の軸方向から見た状態を示している。
[Detailed configuration of stirring fan]
FIG. 2 is a perspective view of the stirring
図2〜図6を参照して、本実施形態では、撹拌ファン7は、遠心ファンであり、撹拌ファン7の径方向R1の外方に向かう風を発生するように構成されている。尚、以下では、撹拌ファン7の軸方向S1を、単に「軸方向S1」という。本実施形態では、軸方向S1と平行な方向も、軸方向S1という。また、撹拌ファン7の径方向R1を、単に「径方向R1」という。また、撹拌ファン7の周方向C1を、単に「周方向C1」という。本実施形態では、軸方向S1は、鉛直方向であり、径方向R1は、水平方向である。
With reference to FIGS. 2-6, in this embodiment, the stirring
撹拌ファン7は、耐熱鋼等の金属材料によって形成されている。撹拌ファン7の製法は、特に限定されない。例えば、撹拌ファン7は、溶融した金属材料を、型に流し込むことにより、形成することができる。より具体的には、撹拌ファン7は、金型鋳造法、ロストワックス法等によって、形成することができる。本実施形態では、撹拌ファン7は、金型鋳造によって、形成されている。
The stirring
撹拌ファン7の回転速度は、例えば、100rpm〜1600rpmに設定されている。撹拌ファン7の回転速度が上記の下限以上であれば、撹拌ファン7が発生する風量を、十分に大きくできる。尚、撹拌ファン7の回転速度の下限は、500rpmであることが、より好ましい。また、撹拌ファン7の回転速度が上記の上限以下であれば、撹拌ファン7の後述する羽根部40の遠心力が過度に大きくなることを抑制できる。その結果、撹拌ファン7の引張応力が過度に大きくなることを抑制できるので、撹拌ファン7の寿命を、より長くできる。また、撹拌ファン7は、質量バランス調整作業を経て完成している。これにより、撹拌ファン7の回転時に振動が生じることは、抑制されている。
The rotation speed of the stirring
撹拌ファン7は、軸部20と、複数の羽根部40と、を有している。
The stirring
軸部20は、軸方向S1に細長く延びる部材として設けられている。軸部20は、軸方向S1から見た外郭形状が、円形である。
The
軸部20は、主軸部21と、羽根固定部22と、を有している。
The
主軸部21は、中実の柱状に形成されている。即ち、主軸部21は、内部が詰まった柱状の部材として設けられている。主軸部21は、一端部23と、主軸本体24と、テーパ状部25と、他端部26と、を有している。軸方向S1に沿って、他端部26と、テーパ状部25と、主軸本体24と、一端部23とが、この順に配列されている。
The
他端部26は、軸方向S1における主軸部21の他端部を構成しており、且つ、撹拌ファン7の他端部を構成している。他端部26は、円柱形状に形成されている。この他端部26は、図示しない電動モータからの駆動力を入力されるように構成されている。他端部26は、テーパ状部25と連続している。テーパ状部25は、円錐台形状に形成されている。テーパ状部25の直径は、一端部23側に向かうに従い、大きくされている。テーパ状部25は、主軸本体24と連続している。
The
主軸本体24は、円柱状に形成されており、軸方向S1に細長く延びている。主軸本体24の外周面は、軸受27,27と嵌合している。軸受27は、1又は複数設けられる。本実施形態では、軸受27は、2つ設けられている。これらの軸受27,27は、軸方向S1に互いに離隔した状態で、配置されている。各軸受27,27は処理室2の軸受保持部12(図1及び図4参照)に保持されている。これにより、撹拌ファン7は、軸受27,27を介して、処理室2に回転可能に支持されている。撹拌ファン7の回転方向は、周方向C1の一方である。主軸本体24は、一端部23と連続している。
The
一端部23は、羽根部40側に進むに従い、径方向R1の外方に延びる部分として設けられている。一端部23は、略円錐台状に形成されている。より具体的には、一端部23は、円錐台の外周部のうち、軸方向S1における中間部を径方向R1の内方に窪ませた形状に形成されている。一端部23の直径は、羽根固定部22に近い部分ほど、大きくされている。一端部23と主軸本体24との境界部分では、一端部23の直径と、主軸本体24の直径とは、一致している。一端部23の一端23aは、羽根固定部22の他端22aと連続している。
The one
羽根固定部22は、複数の羽根部40を固定するために設けられている。即ち、羽根固定部22は、羽根部40と結合されている部分として設けられている。羽根固定部22は、主軸部21の一端部を形成している。軸方向S1において、羽根固定部22の長さは、主軸本体24の長さよりも短く設定されている。
The
羽根固定部22は、中実部28と、円筒部29と、を有している。中実部28及び円筒部29は、軸方向S1に沿って、上記の順に並んでいる。
The
中実部28は、羽根部40との十分な結合強度を確保するために設けられている。具体的には、中実部28は、金属材料が詰まった部分として設けられている。即ち、中実部28は、孔が形成されていない部分として設けられている。中実部28は、一端部23と連続している。中実部28は、軸方向S1に延びる円柱状に形成されている。中実部28は、円筒部29と連続している。
The
円筒部29は、処理室2内のローラ10(図1参照)と向かい合うように配置されている。ローラ10上の容器101と、円筒部29との距離は、鉛直方向において、例えば、10cm程度である。円筒部29は、羽根部40に生じる熱応力を低減するための中空部分として設けられている。
The
円筒部29は、軸方向S1に延びる孔部30を有している。孔部30は、円筒部29の一端面29a、即ち、軸部20の一端面に開放されており、当該一端面29aから中実部28に向かって、軸方向S1の他方S3に延びている。孔部30は、円柱状の空間を形成している。孔部30の他端部は、テーパ状に形成されており、中実部28に近い部分ほど、直径が小さく設定されている。孔部30の底面30aは、軸方向S1と直交するように延びている。
The
円筒部29の厚みT1は、円筒部29の外周面29bと、内周面29cとの間の間隔として定義される。本実施形態では、厚みT1は、外周面29bと、内周面29cとの間の最小間隔を示す。また、厚みT1は、径方向R1に沿った、外周面29b及び内周面29c間の間隔を示す。本実施形態では、円筒部29の厚みT1は、約15mmに設定されている。また、円筒部29の外径d1は、約100mmに設定されている。外径d1は、外周面29bの直径である。円筒部29の内径d2(孔部30の直径)は、約70mmに設定されている。内径d2は、内周面29cの直径である。
The thickness T1 of the
本実施形態では、軸方向S1に関して、円筒部29の長さle1は、中実部28の長さle2よりも大きく設定されている。尚、軸方向S1に関して、円筒部29の長さle1は、中実部28の長さle2と同じでもよいし、中実部28の長さle2よりも小さくてもよい。上記の構成を有する羽根固定部22は、複数の羽根部40を固定している。
In the present embodiment, the length le1 of the
本実施形態では、羽根部40は、径方向R1の外方に向かう風を発生させるために設けられている。羽根部40は、周方向C1に等間隔に複数設けられており、羽根固定部22から放射状に延びている。本実施形態では、羽根部40は、4つ設けられている。これらの羽根部40の構成は同様である。
In this embodiment, the blade |
羽根部40は、板状に形成されており、径方向R1のうちの一方向に沿って延び、且つ、軸方向S1に延びている。径方向R1のうちの上記一方向は、羽根部40の長手方向L1として定義される。長手方向L1における、羽根部40の先端と、撹拌ファン7の中心軸線B1との間の距離、即ち、撹拌ファン7の半径は、250mm程度に設定されている。羽根部40の厚み方向は、周方向C1と略一致している。
The
羽根部40の厚みは、羽根部40の根元部41において最も大きく設定されている。長手方向L1における羽根部40の中間部42の厚みは、根元部41の厚み以下に設定されている。羽根部40の厚みは、羽根部40の先端部43に近づくに従い小さくなるように設定されている。
The thickness of the
羽根部40の根元部41は、羽根固定部22に連続している。軸方向S1における根元部41の他端部45は、中実部28の外周部に固定されている。軸方向S1における根元部41の中間部及び一端部44は、円筒部29の外周部に固定されている。
The
羽根部40の一側面46及び他側面47は、根元部41において湾曲状であり、応力集中が生じ難くされている。一方、一側面46及び他側面47は、中間部42及び先端部43において平面状である。一側面46及び他側面47において、湾曲状から平面状に移行する部分が、根元部41と中間部42との境界部50である。境界部50は、根元部41の先端でもある。また、一側面46及び他側面47には、先端部43において、突起部48,49が設けられている。
One
図6を参照して、本実施形態では、羽根部40の根元部41の厚みT2は、境界部50の厚みをいう。即ち、根元部の厚みT2は、根元部41の先端の厚みをいう。換言すれば、根元部41の厚みT2は、羽根部40のなかで熱応力が最大となる部分の厚みをいう。
With reference to FIG. 6, in the present embodiment, the thickness T <b> 2 of the
本実施形態では、円筒部29の厚みT1は、根元部41の厚みT2の75%〜125%の範囲に設定されている。円筒部29の厚みT1を、根元部41の厚みT2の100%(T1=T2)とすることにより、円筒部29と根元部41との間の温度差を、格段に小さくできる。換言すれば、円筒部29のうち根元部41に連続する部分の熱容量と、根元部41の熱容量とを、極めて近い値にできる。
In the present embodiment, the thickness T <b> 1 of the
また、円筒部29の厚みT1を、根元部41の厚みT2の75%に設定した場合も、T1=T2に設定した場合と実質的に同じ厚みであり、上記と同様の効果を発揮できる。尚、上記の下限値は、撹拌ファン7を製造する際の、厚みT1の寸法公差の下限値に相当する。即ち、撹拌ファン7の製造時において、根元部41の厚みT2の75%が、円筒部29の厚みT1の下限許容値である。
Further, when the thickness T1 of the
また、円筒部29の厚みT1を、根元部41の厚みの125%に設定した場合も、T1=T2に設定した場合と実質的に同じ厚みであり、上記と同様の効果を発揮できる。尚、上記の上限値は、撹拌ファン7を製造する際の、厚みT1の寸法公差の上限値に相当する。即ち、撹拌ファン7の製造時において、根元部41の厚みT2の125%が、円筒部29の厚みT1の上限許容値である。
Further, when the thickness T1 of the
図2〜図5を参照して、軸方向S1における羽根部40の長さは、羽根部40の先端部43に進むに従い、連続的又は段階的に小さくされている。具体的には、羽根部40は、一縁部51と、他縁部52と、を有している。一縁部51は、軸方向S1における羽根部40の一端側の縁部をいう。また、他縁部52は、軸方向S1における羽根部40の他端側の縁部をいう。
With reference to FIGS. 2 to 5, the length of the
羽根部40の一縁部51は、本実施形態では、軸方向S1と直交する方向に延びる、平面状に形成されている。一縁部51は、円筒部29の一端面29aと連続しており、また、一端面29aと同一平面上に並んでいる。
In this embodiment, the one
他縁部52は、一縁部51とは、軸方向S1に離隔して配置されている。他縁部52は、曲面状部分及び平面状部分を含む縁部である。他縁部52は、第1部分53と、第2部分54と、第3部分55と、第4部分56と、第5部分57と、を有している。
The
第1部分53は、根元部41の他縁部として設けられている。第1部分53は、円弧面形状に形成されている。第1部分53の曲率中心E1は、第1部分53に対して軸方向S1の他方S3側に位置している。第1部分53は、軸部20から遠ざかるに従い、軸方向S1の一方S2側に進んでおり、一縁部51に近づくように延びている。第1部分53は、他縁部52のうち、円筒部29の孔部30との距離が、最も短い部分である。
The
本実施形態では、第1部分53(他縁部52)と孔部30との最短距離T3は、羽根固定部22に隣接する、主軸部21の主軸本体24の半径r1以上に設定されている(T3≧r1)。主軸本体24は、軸方向S1の一方S2側の軸受27と、羽根部40との間において、軸径が最も小さい部分である。本実施形態では、主軸本体24の半径r1は、約30mmに設定されている。このように、最短距離T3は、軸部20のうち羽根固定部22に隣接する主軸部21における、主軸本体24の半径r1以上に設定されている。
In the present embodiment, the shortest distance T3 between the first portion 53 (the other edge portion 52) and the
本実施形態では、最短距離T3は、半径r1と同じ値に設定されている(T3=r1)。最短距離T3=半径r1が実現するように、孔部30の深さ、形状及び孔部30の底面30aの直径が規定されている。第1部分53は、主軸部21の一端部23の外周面と、滑らかに連続している。また、第1部分53は、第2部分54と滑らかに連続している。
In the present embodiment, the shortest distance T3 is set to the same value as the radius r1 (T3 = r1). The depth and shape of the
第2部分54は、羽根部40の中間部42における他縁部の一部として設けられている。第2部分54は、円弧面形状に形成されている。第2部分54の曲率中心は、第1部分53の曲率中心E1と一致している。第2部分54は、軸部20から遠ざかるに従い、軸方向S1の一方S2側に進んでおり、一縁部51に近づくように延びている。第2部分54は、第3部分55と滑らかに連続している。
The
第3部分55は、羽根部40の中間部42における他縁部の一部として設けられている。第3部分55は、一縁部51と平行に延びている。本実施形態では、長手方向L1において、第3部分55の長さは、第1部分53の長さ、第2部分54の長さ、第4部分56の長さ、及び第5部分57の長さの何れよりも大きく設定されている。第3部分55は、第4部分56と連続している。
The
第4部分56は、羽根部40の中間部42における他縁部52の一部として設けられている。第4部分56は、一縁部52に対して傾斜するように延びている。第4部分56は、羽根部40の先端部43に近づくに従い、一縁部51との距離が短くなるように傾斜している。第2部分54、第3部分55及び第4部分56によって、中間部42の一縁部が形成されている。第4部分56は、第5部分57と連続している。
The
第5部分57は、羽根部40の先端部43の他縁部として設けられている。第5部分57は、第4部分56と同一平面上に並ぶ平面に形成されている。
The
熱処理装置1による熱処理時、撹拌ファン7において生じる応力は、羽根部40の根元部41の一端部44及び他端部45において、最も大きくなる傾向にある。
During the heat treatment by the
以上説明したように、熱処理装置1によると、羽根部固定部22に円筒部29を形成している。これにより、円筒部29のうち羽根部40の根元部41に連続する部分の熱容量は、根元部41の熱容量に近い値となる。例えば、高温状態の撹拌ファン7に、常温の被処理品100からの冷気が接触した場合でも、円筒部29の温度と、羽根部40の根元部41の温度との差を、より小さくできる。即ち、円筒部29と羽根部40の根元部41との間の温度勾配を、より小さくできる。よって、羽根部40の根元部41に生じる熱応力を、小さくできる。その上、円筒部29は、外周面29bに加え、内周面29cを有しており、大きな表面積を有している。即ち、円筒部29は、羽根部40と同様に、大きな表面積を確保できる。このため、高温状態の撹拌ファン7に、被処理品100からの冷気が接触した場合に、円筒部29が冷やされる速度を、根元部41が冷やされる速度に近くできる。よって、円筒部29と、羽根部40の根元部41との間の温度勾配を、より一層小さくできる。特に、円筒部29の厚みT1を、根元部41の厚みT2の100%とすることにより、上記の温度勾配を格段に小さくできるという、顕著な効果を発揮できる。これにより、羽根部40の根元部41に生じる熱応力を極めて小さくできるので、撹拌用ファン7の寿命を、より長くできる。また、円筒部29の厚みT1の範囲を、前述の下限から上限の間に設定している。これにより、円筒部29の厚みT1を、根元部41の厚みT2と同じとした場合と実質的に同様の効果を発揮できる。
As described above, according to the
しかも、円筒部29は、中空形状であるので軽量である。したがって、撹拌ファン7を軽量化できる。これにより、撹拌ファン7を支持する軸受27,27への負荷を小さくできる。よって、撹拌ファン7を含む熱処理装置1全体としての寿命を、より長くできる。
Moreover, since the
従って、熱処理装置1の撹拌ファン7において、寿命をより長くでき、且つ、軽量化を達成できる。
Therefore, the life of the stirring
また、撹拌ファン7の寿命をより長くできる結果、撹拌ファン7を交換する回数を少なくできる。このため、熱処理装置1を停止する頻度を、より少なくできる。その結果、熱処理装置1の運営にかかるコストを、より低減できる。
Further, as a result of the longer life of the stirring
また、熱処理装置1によると、羽根部40の他縁部52と、円筒部29の孔部30との最短距離T3は、主軸部21の主軸本体24の半径r1以上に設定されている。これにより、羽根部40と軸部20との結合強度を、十分に確保することができる。このため、撹拌ファン7が高速で回転した場合でも、羽根部40の遠心力に起因して羽根部40の根元部41に生じる引張応力は、過度に大きくならずに済む。したがって、撹拌ファン7の許容回転数を、十分に高くできる。即ち、撹拌ファン7の高速回転によって、処理室2内の高温のガスを、十分に撹拌できる。
Further, according to the
また、熱処理装置1によると、羽根固定部22と羽根部40とは、鋳造よって互いに一体に形成されている。このように、熱応力に起因するクラックの生じやすい鋳造の撹拌ファン7において、クラックの発生を抑制することができる。
Moreover, according to the
また、熱処理装置1によると、撹拌用ファン7は、円筒部29とローラ10とが向かい合う姿勢で配置されている。この構成によると、ローラ10に受けられている被処理品100からの冷気は、撹拌ファン7のうち、主に円筒部29、及び羽根部40の根元部41に伝わる。撹拌ファン7が高温の状態であっても、上記の冷気に起因して、円筒部29と羽根部40との間で生じる温度勾配は、小さくて済む。したがって、撹拌ファン7と被処理品100との温度差が大きい場合でも、羽根部40の根元部41に生じる熱応力を小さくできる。よって、撹拌ファン7の寿命を、より長くできる。
Further, according to the
以上、本発明の実施形態について説明したけれども、本発明は上述の実施の形態に限られるものではない。本発明は、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment. The present invention can be variously modified as long as it is described in the claims.
(1)上述の実施形態では、撹拌ファン7の各部の寸法を、適宜例示したけれども、この通りでなくてもよい。撹拌ファン7の各部の寸法は、例示した値に限定されない。
(1) In the above-mentioned embodiment, although the dimension of each part of the stirring
(2)上述の実施形態では、撹拌ファン7の円筒部29の孔部30は、円筒状に形成されていたけれども、この通りでなくてもよい。孔部30の形状は、特に限定されず、例えば、孔部30の形状は、円錐状であってもよい。
(2) In the embodiment described above, the
(3)また、羽根部40の形状は、特に限定されない。例えば、羽根部40の一縁部51は、曲線状に形成された部分を含んでいてもよい。また、羽根部40の他縁部52は、単一平面であってもよい。
(3) Moreover, the shape of the blade |
(4)また、上述の実施形態では、羽根部40の他縁部52と、円筒部29の孔部30との最短距離T3は、主軸部21の主軸本体24の半径r1以上である形態を例に説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、最短距離T3は、半径r1未満であってもよい。また、最短距離T3を、中実部28の一端の半径又は中実部28の他端の半径以上となるように設定してもよい。
(4) Moreover, in the above-mentioned embodiment, the shortest distance T3 between the
(5)また、上述の実施形態では、撹拌ファン7の全体を、鋳造によって一体成形する形態を例に説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、図7に示すように、羽根部40Aと羽根固定部22Aとを別部材として形成し、これら羽根部40Aと羽根固定部22Aとを、溶接によって互いに一体に形成してもよい。この場合、溶接部60は、羽根部40Aの根元部41Aと、羽根固定部22Aの外周面とを、連結している。この場合、熱応力に起因するクラックの生じやすい溶接部60を有する撹拌ファン7Aにおいて、クラックの発生を抑制することができる。
(5) Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the form which integrally molds the whole stirring
(6)尚、撹拌ファン7の製造方法は、特に限定されない。例えば、撹拌ファン7は、金属塊に切削加工を施すことによって、形成されてもよいし、鍛造によって形成されてもよい。
(6) In addition, the manufacturing method of the stirring
(7)また、上述の実施形態では、撹拌ファン7は、遠心ファンである形態を例に説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、撹拌ファン7は、軸流ファンであってもよい。軸流ファンは、捻れた形状の羽根部を有しており、当該軸流ファンの軸方向に向けて送風することが可能である。
(7) In the above-described embodiment, the stirring
(8)また、上述の実施形態では、撹拌ファン7は、被処理品100の上方に配置される形態を例に説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、撹拌ファン7は、被処理品100の側方、又は下方に配置されてもよい。また、撹拌ファン7の向きは、特に限定されない。
(8) In the above-described embodiment, the stirring
(9)また、本実施形態では、熱処理装置1が、バッチ式の熱処理装置である形態を例に説明したけれども、この通りでなくてもよい。本発明は、連続式の熱処理装置用の撹拌ファンとして用いることができる。連続式の熱処理装置の場合には、搬送方向に沿って、複数の撹拌ファンが配置されることとなる。
(9) In the present embodiment, the
(10)また、熱処理装置1は、被処理品100を窒化処理してもよい。この場合、ヒータ6は、処理室2内のガスを、500℃以上に加熱する。
(10) Moreover, the
[実施例の作製]
上記実施形態の図2〜図6に示す撹拌ファン7と同じ形状の撹拌ファンを、コンピュータ上でモデル化することにより、図8に示す実施例を作製した。即ち、実施例における、円筒部の外径、内径(孔部の直径)、円筒部の厚み、及び羽根部の根元部の厚みのそれぞれが、撹拌用ファン7の対応する値と同じに設定されている。
[Production of Examples]
The example shown in FIG. 8 was produced by modeling a stirring fan having the same shape as the stirring
[比較例の作製]
羽根固定部の全てを中実部で形成した以外は、実施例と同様の構成を有する撹拌ファンを、コンピュータ上でモデル化することにより、図8に示す比較例を作製した。即ち、比較例は、円筒部を有していない。
[Production of Comparative Example]
A comparative example shown in FIG. 8 was produced by modeling on a computer a stirring fan having the same configuration as the example except that all of the blade fixing portions were formed as solid portions. That is, the comparative example does not have a cylindrical portion.
[実験条件]
実施例について、下記に示す条件で、有限要素法を用いたコンピュータシミュレーションを実行した。
条件:羽根固定部が930℃に加熱された状態で、羽根固定部の真下に、25℃の被処理品を配置した場合を想定。実施例の回転速度は、1050rpmで一定である。そして、被処理品が設置されてから3分後における、実施例の各部の温度、及び応力を算出した。尚、本実施例における応力は、ミーゼス応力である。
[Experimental conditions]
About the Example, the computer simulation using a finite element method was performed on the conditions shown below.
Condition: Assuming a case where an article to be treated at 25 ° C. is placed directly below the blade fixing portion while the blade fixing portion is heated to 930 ° C. The rotational speed of the example is constant at 1050 rpm. And the temperature and stress of each part of an Example in 3 minutes after a to-be-processed product was installed were calculated. In addition, the stress in a present Example is Mises stress.
比較例についても、上記と同様の条件で、比較例の各部の温度、及び応力を算出した。 Also for the comparative example, the temperature and stress of each part of the comparative example were calculated under the same conditions as described above.
[計算結果]
結果を、図9、図10A及び図10Bに示す。図8及び図9を参照して、比較例では、羽根固定部の熱容量が大きく、羽根固定部の中心部が、羽根固定部の中で最も高温であった。羽根固定部と、羽根部の根元部との温度差は、最大で約50℃に達した。一方で、実施例では、羽根固定部のうち、孔部の底部が、羽根固定部の中で最も高温であった。しかしながら、羽根固定部の円筒部の熱容量が小さい結果、羽根固定部と、羽根部の根元部との温度差は、最大でも約10℃に過ぎなかった。このように、実施例では、温度変化が生じている場合でも、温度勾配を格段に小さくできることが、実証された。
[Calculation result]
The results are shown in FIGS. 9, 10A and 10B. 8 and 9, in the comparative example, the heat capacity of the blade fixing portion was large, and the central portion of the blade fixing portion was the hottest among the blade fixing portions. The temperature difference between the blade fixing portion and the root portion of the blade portion reached about 50 ° C. at the maximum. On the other hand, in the Example, the bottom part of the hole part was the hottest temperature in the blade fixing part. However, as a result of the small heat capacity of the cylindrical portion of the blade fixing portion, the temperature difference between the blade fixing portion and the root portion of the blade portion was only about 10 ° C. at the maximum. As described above, in the examples, it was proved that the temperature gradient can be remarkably reduced even when the temperature change occurs.
また、応力に関しては、実施例及び比較例のそれぞれについて、最も応力の大きくなる部分を、2箇所抽出し、その結果を説明する。具体的には、実施例と比較例のそれぞれについて、羽根部の根元部における一端部及び他端部の応力を、説明する。 Regarding the stress, two portions where the stress is greatest are extracted for each of the example and the comparative example, and the results are described. Specifically, for each of the example and the comparative example, the stress at one end and the other end of the root portion of the blade portion will be described.
図8及び図10Aを参照して、羽根部における根元部の一端部の応力は、比較例での数値を1とすると、実施例では、約0.73である。よって、実施例における根元部の一端部の応力は、比較例における根元部の一端部の応力よりも、約30%も低減されていることが、実証された。 With reference to FIG. 8 and FIG. 10A, the stress at one end portion of the root portion in the blade portion is approximately 0.73 in the embodiment, where the numerical value in the comparative example is 1. Therefore, it was proved that the stress at one end portion of the root portion in the example was reduced by about 30% as compared with the stress at one end portion of the root portion in the comparative example.
また、図8及び図10Bを参照して、羽根部における根元部の他端部の応力は、比較例での数値を1とすると、実施例では、約0.73である。よって、実施例における根元部の他端部の応力は、比較例における根元部の他端部の応力よりも、約30%も低減されていることが、実証された。したがって、実施例における応力の最大値は、比較例における応力の最大値の約70%に過ぎない。よって、実施例は、優れた応力低減効果を発揮できることが実証された。 8 and 10B, the stress at the other end portion of the root portion in the blade portion is about 0.73 in the embodiment when the numerical value in the comparative example is 1. Therefore, it was demonstrated that the stress at the other end portion of the root portion in the example was reduced by about 30% than the stress at the other end portion of the root portion in the comparative example. Therefore, the maximum value of the stress in the example is only about 70% of the maximum value of the stress in the comparative example. Therefore, it was demonstrated that the example can exhibit an excellent stress reduction effect.
即ち、実施例では、回転中に温度変化が生じている場合でも、内部応力を格段に小さくできることが、実証された。 That is, in the examples, it was proved that the internal stress can be remarkably reduced even when a temperature change occurs during rotation.
本発明は、熱処理装置用の撹拌ファン、及び熱処理装置として、広く適用することができる。 The present invention can be widely applied as a stirring fan for a heat treatment apparatus and a heat treatment apparatus.
1 熱処理装置
2 処理室
7,7A 撹拌ファン
10 ローラ(受け部)
20 軸部
22,22A 羽根固定部
24 主軸本体(軸部のうち羽根固定部に隣接する部分)
29 円筒部
29a 円筒部の一端面(軸部の一端面)
30 孔部
40,40A 羽根部
41,41A 根元部
51 一縁部
52 他縁部
100 被処理品
r1 半径
S1 軸方向
T1 円筒部の厚み
T2 根元部の厚み
T3 最短距離
DESCRIPTION OF
20
29
30
Claims (5)
前記軸部から放射状に延びる複数の羽根部と、を備え、
前記軸部は、各前記羽根部を固定する羽根固定部を含み、
前記羽根固定部は、前記軸部の軸方向に延びる円筒部を有し、
前記円筒部の孔部は、前記軸部の一端面に開放されており、
各前記羽根部は、前記円筒部に連続する根元部を有し、
前記円筒部の厚みは、前記根元部の厚みの75%〜125%の範囲に設定されていることを特徴とする、熱処理装置用の撹拌ファン。 The shaft,
A plurality of blade portions extending radially from the shaft portion,
The shaft portion includes a blade fixing portion that fixes each of the blade portions,
The blade fixing portion has a cylindrical portion extending in the axial direction of the shaft portion,
The hole of the cylindrical part is open to one end surface of the shaft part,
Each of the blade portions has a root portion continuous to the cylindrical portion,
The thickness of the said cylindrical part is set to the range of 75%-125% of the thickness of the said base part, The stirring fan for heat processing apparatuses characterized by the above-mentioned.
各前記羽根部は、前記軸部の前記一端面に連続する一縁部と、この一縁部とは前記軸方向に離隔して配置された他縁部と、を有し、
前記他縁部と前記孔部との最短距離は、前記軸部のうち前記羽根固定部に隣接する部分の半径以上に設定されていることを特徴とする、熱処理装置用の撹拌ファン。 A stirring fan for the heat treatment apparatus according to claim 1,
Each of the blade portions has one edge continuous to the one end surface of the shaft portion, and the other edge portion spaced from the one edge portion in the axial direction.
The shortest distance between the other edge portion and the hole portion is set to be equal to or greater than the radius of the shaft portion adjacent to the blade fixing portion.
前記羽根固定部と各前記羽根部とは、鋳造又は溶接によって互いに一体に形成されていることを特徴とする、熱処理装置用の撹拌ファン。 A stirring fan for the heat treatment apparatus according to claim 1 or 2,
The stirring fan for a heat treatment apparatus, wherein the blade fixing portion and each blade portion are integrally formed by casting or welding.
前記処理室に配置された、請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の撹拌ファンと、
を備えていることを特徴とする、熱処理装置。 A treatment chamber for heat treating the article to be treated;
The stirring fan according to any one of claims 1 to 3, which is disposed in the processing chamber,
A heat treatment apparatus comprising:
前記処理室内に配置され、被処理品を受けるための受け部を更に備え、
前記撹拌ファンは、前記円筒部と前記受け部とが向かい合う姿勢で配置されていることを特徴とする、熱処理装置。 The heat treatment apparatus according to claim 4,
Further provided with a receiving portion disposed in the processing chamber for receiving an object to be processed;
The heat treatment apparatus, wherein the stirring fan is arranged in a posture in which the cylindrical portion and the receiving portion face each other.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5918881B1 (en) * | 2015-04-24 | 2016-05-18 | 光洋サーモシステム株式会社 | Stirring fan for heat treatment apparatus and heat treatment apparatus provided with the same |
JP2016205377A (en) * | 2016-04-07 | 2016-12-08 | 光洋サーモシステム株式会社 | Stirring fan for heat treatment apparatus, and heat treatment apparatus including the same |
KR101933343B1 (en) * | 2018-02-23 | 2018-12-27 | 고일영 | Impeller for stirrer having an integral wing structure and stirrer applied with the impeller |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS488702U (en) * | 1971-06-09 | 1973-01-31 | ||
JPS4935406U (en) * | 1972-06-29 | 1974-03-28 | ||
JPS5424708U (en) * | 1977-07-22 | 1979-02-17 | ||
JPS5562565U (en) * | 1978-10-18 | 1980-04-28 | ||
JPS6060299A (en) * | 1983-09-10 | 1985-04-06 | Agency Of Ind Science & Technol | Heat-resistant fan |
JPS61250488A (en) * | 1985-04-26 | 1986-11-07 | 大光炉材株式会社 | Agitator in furnace |
JPH0411295U (en) * | 1990-05-16 | 1992-01-30 | ||
JP2011195860A (en) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Koyo Thermo System Kk | Batch type heat treatment apparatus |
-
2012
- 2012-08-13 JP JP2012179489A patent/JP5563027B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS488702U (en) * | 1971-06-09 | 1973-01-31 | ||
JPS4935406U (en) * | 1972-06-29 | 1974-03-28 | ||
JPS5424708U (en) * | 1977-07-22 | 1979-02-17 | ||
JPS5562565U (en) * | 1978-10-18 | 1980-04-28 | ||
JPS6060299A (en) * | 1983-09-10 | 1985-04-06 | Agency Of Ind Science & Technol | Heat-resistant fan |
JPS61250488A (en) * | 1985-04-26 | 1986-11-07 | 大光炉材株式会社 | Agitator in furnace |
JPH0411295U (en) * | 1990-05-16 | 1992-01-30 | ||
JP2011195860A (en) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Koyo Thermo System Kk | Batch type heat treatment apparatus |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5918881B1 (en) * | 2015-04-24 | 2016-05-18 | 光洋サーモシステム株式会社 | Stirring fan for heat treatment apparatus and heat treatment apparatus provided with the same |
CN106065864A (en) * | 2015-04-24 | 2016-11-02 | 光洋热系统股份有限公司 | The agitation fan of annealing device and the annealing device with this agitation fan |
US10365043B2 (en) | 2015-04-24 | 2019-07-30 | Koyo Thermo Systems Co., Ltd. | Stirring fan for heat treatment apparatus, and heat treatment apparatus including the same |
JP2016205377A (en) * | 2016-04-07 | 2016-12-08 | 光洋サーモシステム株式会社 | Stirring fan for heat treatment apparatus, and heat treatment apparatus including the same |
KR101933343B1 (en) * | 2018-02-23 | 2018-12-27 | 고일영 | Impeller for stirrer having an integral wing structure and stirrer applied with the impeller |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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