JP2014122785A - 加熱炉 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 加熱室10を内部に有する炉体11に、炉体11の側壁11cに開口し加熱室10内の圧力を加熱室10の外部に解放する圧力解放口14を設け、断熱性を有する圧力解放扉3によって圧力解放口14を開放可能に密閉する。ロック手段4によって圧力解放口14を密閉した状態で圧力解放扉3をロックする一方、加熱室10の圧力が加熱炉1本体を破損させるおそれのある限界圧力以上に上昇した際に、圧力解放扉3のロックを解除する。
【選択図】 図1
Description
上記熱風循環式の加熱炉で熱処理を行う際、熱処理される被処理物から発生する揮発成分等を含むガスが発火し爆発することによって急激に膨張し、これによって、前記加熱室内の圧力が異常に上昇し、当該加熱炉本体が破損することが懸念される。
このため、上記従来の加熱炉では、加熱室内の圧力が異常に上昇した場合に、その上昇した圧力を加熱室から解放するための防爆弁を設け、加熱室内において圧力の異常上昇が発生したとしても、加熱炉本体の破損を回避、軽減するといったことが行われていた(例えば、特許文献1参照)。
この点、上記従来の加熱炉に用いられる防爆弁では、その構造上開弁しても十分な開口面積を確保することができないため、加熱炉本体の破損を回避できる程度に、迅速に加熱室内の圧力を解放することができないおそれがあった。
しかし、上記圧力解放装置Xでは、蓋体83が圧縮スプリング85により押し付けられているため、加熱室80で圧力が異常に上昇してもリリーフパイプ82他端の開口86が緩やかにしか開放しない。このため、十分な開口面積を確保するのに時間を要する。また、蓋体83がその開放時に均一に持ち上がらずに傾くと、ガイドシャフト84に蓋体83が引っ掛かって当該開口86を円滑に開放できないおそれがある。
ところが、上記ラプチャーディスクを用いた圧力解放装置Xにおいて、迅速に加熱室80内の圧力を解放可能な開口面積を確保するには、広径のラプチャーディスクが必要となる。ラプチャーディスクは、破裂を目的とするものであるが故に断熱性が低く、広径のものでは加熱室80でのエネルギーロスや温度分布の悪化が懸念されるために小径化せざるを得ない。このように小径化されたラプチャーディスクでは、円滑かつ速やかに開口を解放したとしても十分な開口面積が確保できず、結果的に、加熱室80の圧力を迅速に解放することができないおそれがあった。
さらに、圧力解放扉は、断熱性を有しているので、圧力解放口の開口面積を大きく確保したとしても、加熱室の熱効率や温度分布の悪化を招くことがない。
以上のように、本発明の加熱炉によれば、圧力解放口の開口面積を十分に確保しつつ当該圧力解放口を速やかに開放できるので、加熱室内の圧力が異常に上昇したとしても、その圧力を迅速かつ十分に逃がすことができる。
この場合、圧力解放扉は、炉体の側壁に設けられ、当該圧力解放扉の下端部側に位置する中心軸回りに前記加熱室の外側に向けて回動可能であるので、加熱室内の圧力上昇によってロックが解除されると、圧力解放扉は、当該圧力解放扉が受圧した圧力に加えて自重も作用して回動する。この結果、圧力解放扉をより速やかに回動させることができ、より速やかに圧力解放口を開放させることができる。
この場合、圧力解放扉が回動して全開に至るまでの当該圧力解放扉上端部の回動距離を、縦長とした場合と比較して短くすることができるので、圧力解放扉が全開に至るまでに要する時間が短縮される。これにより、より速やかに圧力解放口を開放させることができる。
この場合、圧力解放口を密閉した状態で圧力解放扉を確実にロックできるとともに、圧力解放扉で受圧した圧力をトグルクランプに直接的に作用させることができるので、当該トグルクランプによるロック状態を、加熱室の圧力に応じて解除することができる。また、トグルクランプは、それ自体の構成が簡単でかつ安価なものであるため、ロック手段を安価でかつ信頼性の高いものとすることができる。
図1において、加熱炉1は、不活性ガス雰囲気下で熱風を循環させることで被処理物の加熱を行う、いわゆる熱風循環式のイナートガスオーブンを構成しており、被処理物を収容する加熱室10を内部に有する箱状の炉体11と、加熱室10内の雰囲気ガスを加熱するためのヒータ13と、加熱室10内の雰囲気ガスを循環させるための撹拌ファン15とを備えている。
炉体11の正面側の側壁11c(図1中、左側面)には、加熱室10内に被処理物を出し入れするための炉口12が形成されているとともに、炉口12を開閉可能に密封する炉口扉2が設けられている。
炉口扉2は、炉体11の各壁11a〜11cと同様、グラスウール等の断熱材5が充填された耐熱鋼板等で形成された箱体によって構成されており、図示しないヒンジ部を介して炉体11に回動可能に取り付けられている。
また、炉口扉2は、炉口12を閉じたときに複数のロック装置21により炉体本体11に対しロックすることができる。炉口扉2の周縁部には、炉口12の周縁部との間を密封するためのパッキン22が取り付けられている。このパッキン22は、炉口扉2を閉じてロックしたときに当該炉口扉2の周縁部と、炉口12の周縁部との間で圧接されて両者間を密封し、これにより、加熱室10内を強固に密封する。
図2、図3、及び図1も参照して、圧力解放口14は、横幅寸法が縦幅寸法よりも長い横長の矩形状に形成されて側壁11cに開口しており、加熱室10内部と炉外とを連通している。
圧力解放扉3は、各壁11a〜11c及び炉口扉2と同様、グラスウール等の断熱材5が充填された耐熱鋼板等で形成された箱体によって構成されており、圧力解放口14に対応して、横幅寸法が縦幅寸法よりも長い横長の矩形状に形成されている。従って、圧力解放扉3は、各壁11a〜11c及び炉口扉2と同様の断熱性を有している。
そして、圧力解放扉3は、圧力解放口14の上下左右の各縁141〜144に対しフランジ部3aを押し付けた状態で圧力解放口14を覆うことで、当該圧力解放口14を閉じる。
以上により、圧力解放扉3は、圧力解放扉3の下端部33側に位置している各ヒンジ31の回動軸311回りに加熱室10の外側に向けて回動可能であり、圧力解放扉3は、圧力解放口14を覆うことで当該圧力解放口14を閉じた状態から、加熱室10の外側に向けて回動することで、圧力解放口14を開放した状態とすることができる。
圧力解放扉3は、後述するトグルクランプ41によって、炉体11側(圧力解放口14の各縁141〜144)に向けて押圧されており、シールリング39、及び耐熱シール材30は、上記トグルクランプ41の押圧によって、各縁141〜144に対して圧接される。
圧力解放扉3は、各縁141〜144に対して圧接されるシールリング39、及び耐熱シール材30によって、側壁11cとの間を密封することができ、圧力解放口14を閉じたときに、加熱室10を強固に密封することができる。
各トグルクランプ41は、基台ブラケット411と、ハンドルレバー413と、クランプレバー415と、リンク418とを備えている。
まず、各トグルクランプ41をロック解除状態からロック状態とする場合、ハンドルレバー413が斜め上方に傾いている状態であるロック解除位置(図5に示す位置)から、ハンドルレバー413が略水平な状態であるロック位置(図4及び図6に示す位置)まで回動させる。すると、クランプレバー415がリンク418を介して圧力解放扉3側に下回りに回動し、ボルト410の頭部410aにより圧力解放扉3の上端部32に位置するフランジ部3aを側壁11cに向けて押圧してロック状態となる。このとき、リンク418の一端側の第3ピン416の中心位置がハンドルレバー413の第1ピン412と第4ピン417とを繋ぐ線分mの下側から当該線分mを越えて上側に移動する。これにより、各トグルクランプ41は、安定したロック状態が確保される。
すなわち、熱処理される被処理物から発生する揮発成分等を含むガスが発火し爆発することによって急激に膨張し、加熱室10の圧力が限界圧力付近まで上昇すると、加熱炉1本体が破損することが懸念される。このため、加熱室10の圧力が、加熱炉1本体を破損させるおそれのある限界圧力付近まで上昇した場合においても、各トグルクランプ41によるロック状態の解除を行う必要がある。
このうち、圧力解放扉3は、受圧した圧力によって加熱室10の外側に向けて回動しようとし、圧力解放扉3は、トグルクランプ41のボルト410を加熱室10の外側方向に向けて押圧する。
ここで、加熱室10内の圧力が限界圧力付近(例えば、50kPa)まで上昇すると、圧力解放扉3によるトグルクランプ41に対する押圧力が、トグルクランプ41のロック状態による押圧力よりも高くなり、圧力解放扉3がクランプレバー415を回動させる。これにより、リンク418の第3ピン416を前記線分mの下側に変位させて、トグルクランプ41をロック解除可能な不安定な状態にする。
この状態で、各トグルクランプ41のボルト410の頭部410aが圧力解放扉3のフランジ部3aによってさらに押し返されると、クランプレバー415が主体となって、リンク418を介してハンドルレバー413がロック解除位置まで回動する。これにより、圧力解放扉3は、回動して圧力解放口14を開放する。
さらに、圧力解放扉3は、断熱性を有しているので、圧力解放口14の開口面積を大きく確保したとしても、加熱室10の熱効率や温度分布の悪化を招くことがない。
以上のように、本実施形態の加熱炉1によれば、圧力解放口14の開口面積を十分に確保しつつ当該圧力解放口14を速やかに開放できるので、加熱室10内の圧力が異常に上昇したとしても、その圧力を迅速かつ十分に逃がすことができる。
この結果、加熱室10内の圧力の異常上昇が発生したとしても、加熱炉1本体の破損を回避することができる。
10 加熱室
11 炉体
11c 側壁
14 圧力解放口
3 圧力解放扉
4 ロック手段
41 トグルクランプ
また、前記ロック手段は、前記圧力解放口を密閉した状態の前記圧力解放扉を前記側壁に向けて押圧してロックするトグルクランプであるので、圧力解放口を密閉した状態で圧力解放扉を確実にロックできるとともに、圧力解放扉で受圧した圧力をトグルクランプに直接的に作用させることができるので、当該トグルクランプによるロック状態を、加熱室の圧力に応じて解除することができる。また、トグルクランプは、それ自体の構成が簡単でかつ安価なものであるため、ロック手段を安価でかつ信頼性の高いものとすることができる。
さらに、前記圧力解放扉の周縁部には、前記圧力解放口を閉じたときに、前記側壁における圧力解放口の周縁に対向しているフランジ部が全周に亘って形成されていてもよい。
Claims (4)
- 加熱室を内部に有する炉体と、
前記炉体に開口し前記加熱室内の圧力を前記加熱室外に解放する圧力解放口と、
前記圧力解放口を開放可能に密閉する、断熱性を有する圧力解放扉と、
前記圧力解放口を密閉した状態で前記圧力解放扉をロックする一方、前記加熱室の圧力が所定圧以上に上昇した際に、前記圧力解放扉のロックを解除するロック手段と、
を備えていることを特徴とする加熱炉。 - 前記圧力解放口は、前記炉体の側壁に設けられており、
前記圧力解放扉は、前記ロック手段によるロックの解除時において、当該圧力解放扉の下端部側に位置する中心軸回りに前記加熱室の外側に向けて回動可能に前記側壁に設けられている請求項1に記載の加熱炉。 - 前記圧力解放扉は、横長の矩形状に形成されている請求項2に記載の加熱炉。
- 前記ロック手段は、前記圧力解放口を密閉した状態の前記圧力解放扉を前記側壁に向けて押圧してロックするトグルクランプである請求項1〜3のいずれか一項に記載の加熱炉。
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