JP2014066466A

JP2014066466A - 連続式加熱炉

Info

Publication number: JP2014066466A
Application number: JP2012213398A
Authority: JP
Inventors: Ryota Matsui; 良太松井; Kazuhiko Arima; 和彦有馬
Original assignee: NGK Insulators Ltd; NGK Kilntech Corp
Current assignee: NGK Insulators Ltd; NGK Kilntech Corp
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2014-04-17

Abstract

【課題】炉内を複数の加熱ゾーンに区画して、少なくとも入口側の複数の加熱ゾーンに、各々、排気ガスを排出する排気ダクトを有する連続式加熱炉において、各排気ダクトにおける排気ガス排出量の大まかな調整および微調整を、何れも容易に行うことができる連続式加熱炉を提供すること。
【解決手段】炉内を複数の加熱ゾーンに区画して、少なくとも入口側の複数の加熱ゾーンに、各々、排気ガスを排出する排気ダクト６を有する連続式加熱炉において、排気ダクトが、炉内ガスの吸い込み量を調整するダンパー７を備えた筒状部８と、該筒状部８の上端部を覆うように配置されたフード形状の大気解放部９を有し、該筒状部は、上端部を上下にスライド自在なスライド構造１０を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、連続式加熱炉に関するものである。

連続式加熱炉では、所望のヒートカーブによる熱処理を実現するために、一般に、炉の長手方向に亘って複数の熱源を設け複数の加熱ゾーンを構成するとともに、各ゾーンから排気ガスを排出する排気ダクトを設ける構造が採用されている（特許文献１）。

排気ダクトは、図３に示すように、ダンパー７を介して炉内ガスを直接排気ファンによって吸引するもの（以下、直接排気タイプ）が広く使用されている。この直接排気タイプでは、排気ファンの吸い込み量を変化させることで、炉内ガスの排出量を大まかに調整することができる。しかし、排気量の微調整は、ダンパーの開閉によって行わねばならないところ、排気量は、ダンパーの微細な動きでも大きく変動してしまい、排気量の微調整が困難であるという問題があった。特に、炉内圧力の変動が製品品質に大きく影響を及ぼすワークの熱処理を行う場合、各ゾーンからの排気ガス排出量を細かくコントロールすることが求められるところ、このような需要に応じられないという問題があった。

一方、図４に示すように、排気ダクトの一部に大気解放部を設けて、ここから空気を巻き込みながら排気ファンによって吸引するもの（以下、間接排気タイプ）も知られている。この間接排気タイプでは、ダンパー７の開閉による排気量の微調整が、直接排気タイプに比べて行いやすいという利点はあるものの、大気開放部の後段では、排気ダクトから巻き込まれてくる空気分、ダクト内を流れるガス量が増加するため、直接排気タイプに比べて排気ダクト径が大きくなり設置スペースが制限されるという欠点がある。また、排気ダクトの一部に大気解放部を設けているため、前記の直接排気タイプのように、排気ファンの吸い込み量を変化させて、炉内ガスの排出量を大まかに調整することはできず、炉内からの排気ガスの排出量を増加させたい場合には、排気ダクトの径を大きくする必要が生じる。しかし、熱処理条件ごとに排気ダクト径を変えることは、非現実的であり、不都合であるという問題があった。

特開２０１１−１９６６５４号公報

本発明の目的は前記の問題を解決し、炉内を複数の加熱ゾーンに区画して、少なくとも入口側の複数の加熱ゾーンに、各々、排気ガスを排出する排気ダクトを有する連続式加熱炉において、各排気ダクトにおける排気ガス排出量の大まかな調整および微調整を、何れも容易に行うことができる連続式加熱炉を提供することである。

上記課題を解決するためになされた本発明の連続式加熱炉は、炉内を複数の加熱ゾーンに区画して、少なくとも入口側の複数の加熱ゾーンに、各々、排気ガスを排出する排気ダクトを有する連続式加熱炉において、排気ダクトから、炉内ガスの排出量を調整するダンパーを備えた筒状部と、該筒状部の上端部を覆うように配置されたフード形状の大気解放部を有し、該筒状部は、大気開放部からの空気吸い込み量を調整できるように、上端部が上下にスライド自在なスライド構造を備えることを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の連続式加熱炉において、大気解放部が陣笠形状を有することを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の連続式加熱炉において、炉内の熱源として、加熱手段の異なる複数の熱源を有し、最も入口に配置された熱源による加熱ゾーンおよび、その後段に配置された他の熱源による加熱ゾーンに、該排気ダクトを配置したことを特徴とするものである。

本発明に係る連続式加熱炉では、炉内ガスの吸い込み量を調整するダンパーを備えた筒状部と、該筒状部の上端部を覆うように配置されたフード形状の大気解放部を有し、該筒状部は、上端部を上下にスライド自在なスライド構造を備える排気ダクトを用いているため、筒状部の上端部の位置調節によって、炉内ガスの吸引圧力を調整して排気ガス排出量の大まかな調整を行うことができるとともに、排気量の微調整は、ダンパーの開閉によって容易に行うことができる。また、筒状部の上端部を、大気解放部を閉塞するレベルまで引き上げて従来の直接排気タイプと同等の機能を奏すること、および、筒状部の上端部を引き下げて従来の間接排気タイプと同等の機能を奏することの何れも自在に選択して、排気量の調整を行うことができる。

すなわち、本発明によれば、排気ダクトにおける排気ガス排出量の大まかな調整および微調整を、何れも容易に行うことができるため、排気ガス排出量の調整の幅が広がり、各ゾーンからの排気ガス排出量を細かくコントロールすることができ、炉内圧力の変動が製品品質に大きく影響を及ぼすワークの熱処理であっても、炉内温度バラつきの少ない高精度の熱処理を実現することができる。

本発明の連続式加熱炉の側面断面図である。スライド式タイプの排気ダクトの垂直断面図である。直接排気タイプの排気ダクトの垂直断面図である。間接排気タイプの排気ダクトの垂直断面図である。

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１に示すように、この連続式加熱炉は、所望のヒートカーブに従ってワークの熱処理を行う装置である。

炉内は、ワークの入口側に予備加熱を行う予備加熱室１が設けられ、続いて、ガスを熱源とする昇温帯２、電気ヒータを熱源とする焼成帯３が配置されている。ワークの出口側には、前記の各ゾーンで加熱されたワークの冷却を行う冷却帯４が配置されている。

本実施形態において、昇温帯２は３つのゾーン２１、２２、２３に区画され、焼成帯３は６つのゾーン３１、３２、３３、３４、３５、３６に区画され、冷却帯４は２つのゾーン４１、４２に区画されている。昇温帯２には、熱風炉２４、２５からの熱風を炉内に吹き込む熱風ノズル２６、２７が設けられている。

予備加熱室１は、第１予備加熱室１１および第２予備加熱室１２から構成され、各々の予備加熱室の前後には扉１４を備えている。予備加熱室１には、昇温帯２から吸引した高温の炉内ガスを吹き込むノズル１５が設けられている。

ワークを炉内に搬送するときは、第１予備加熱室１１の入側の扉を解放して第１予備加熱室内にワークを搬送する。その後、第１予備加熱室１１の入側の扉を閉じて予備加熱を行い、続いて第１予備加熱室１１の出側（＝第２予備加熱室１２の入側）の扉を解放して第２予備加熱室内にワークを搬送した後、第２予備加熱室１２の入側の扉を閉じて継続して予備加熱を行う。その後、第２予備加熱室１２の出側の扉を解放して、ワークを後室５に搬送する。

本実施形態では、第１予備加熱室１１、第２予備加熱室１２、後室５、ゾーン２１、２２、２３および、ゾーン３５、３６に、炉内でワークの加熱に用いたガスを排気する排気ダクト６を設けている。

このうち、第１予備加熱室１１、第２予備加熱室１２、後室５、ゾーン２１、２２、２３に設けた排気ダクト６は、何れも、共通の排気ファン１３に接続されており、排気ファン１３の吸い込み量を変化させることで、炉内ガスの排出量を大まかに調整することができる。

排気ダクト６は、図２に示すように、炉内ガスの吸い込み量を調整するダンパー７を備えた筒状部８と、該筒状部の上端部を覆うように配置されたフード形状の大気解放部９を有し、該筒状部８は、上端部を上下にスライド自在とするスライド構造１０を備えている。

大気解放部９は、イジェクター効果が働く陣笠形状として、効率よく空気の巻き込みを行うことが好ましい。

図４に示す間接排気タイプの排気ダクトにおいても、排気ファンの吸い込み量を変化させることで、炉内ガスの排出量を大まかに調整することは可能であったが、例えば、炉内ガスの排出量の最大値は排気ダクトの径で規定されており、炉内からの排気ガスの排出量を増加させたい場合には、排気ダクトの径を大きくする必要があり不都合であったところ、本発明では図２に示すスライド式のダクト構造を採用することにより、筒状部８の上端部の位置調節によって、炉内ガスの吸引圧力を調整可能としている。

すなわち、当該構造によれば、従来の間接排気タイプに比べて、排気量の調整幅を大きくとることができる。

また、大気解放部９を介しているため、図３に示す直接排気タイプに比べ、ダンパーの開閉によるガス吸引量の変動が穏やかになっており、排気量の微調整を容易に行うことができる。

すなわち、当該構造によれば、排気ダクトにおける排気ガス排出量の大まかな調整および微調整を、何れも容易に行うことができるため、排気ガス排出量の調整の幅が広がり、各ゾーンからの排気ガス排出量を細かくコントロールすることができ、炉内圧力の変動が製品品質に大きく影響を及ぼすワークの熱処理であっても、炉内温度バラつきの少ない高精度の熱処理を実現することができる。

図１に示す連続式加熱炉により、表１に示す温度条件でワークの熱処理を行った際、３２〜３４ゾーンにおける、炉内温度の測定を行い、スライド式の排気ダクトを採用した効果を検討した。比較例は、従来の排気ダクト（直接排気タイプ）を用いたものである。

表２に示すように、本発明によれば、従来に比べて炉内温度バラつきを抑制できることが確認された。

１予備加熱室
１１第１予備加熱室
１２第２予備加熱室
２昇温帯
２１、２２、２３昇温帯を構成する各ゾーン
２４、２５熱風炉
２６、２７熱風ノズル
３焼成帯
３１、３２、３３、３４、３５、３６焼成帯を構成する各ゾーン
４冷却帯
４１、４２冷却帯を構成する各ゾーン
５後室
６排気ダクト
７ダンパー
８筒状部
９大気解放部
１０スライド構造
１３排気ファン
１４扉
１５ノズル

Claims

炉内を複数の加熱ゾーンに区画して、少なくとも入口側の複数の加熱ゾーンに、各々、排気ガスを排出する排気ダクトを有する連続式加熱炉において、
排気ダクトが、炉内ガスの吸い込み量を調整するダンパーを備えた筒状部と、該筒状部の上端部を覆うように配置されたフード形状の大気解放部を有し、
該筒状部は、上端部を上下にスライド自在なスライド構造を備えることを特徴とする連続式加熱炉。
大気解放部が陣笠形状を有することを特徴とする請求項１記載の連続式加熱炉。
炉内の熱源として、加熱手段の異なる複数の熱源を有し、最も入口に配置された熱源による加熱ゾーンおよび、その後段に配置された他の熱源による加熱ゾーンに、該排気ダクトを配置したことを特徴とする請求項１または２記載の連続式加熱炉。