JP2019074296A - 回転式熱処理炉 - Google Patents
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Abstract
Description
また、内筒には仕切り21が設けられ、その仕切り21によって加熱ゾーンと均熱ゾーンに分離され、加熱ゾーンでは、すばやく昇温するために大量の熱量投入と高速の熱風の循環が行われ、均熱ゾーンでは、熱量的には飽和した状態で一定の温度に維持する熱風の循環が行われる。
したがって、炉本体の大きさによっては、生産工場から納品場所まで輸送するためには炉本体を分割構造としなければ輸送できないという問題がある。
径方向に延びる側壁(32c)で仕切られた略等しい大きさの格納室(32a)が周方向に複数かつ多段状に形成されるとともに中央部には空隙(32b)が形成されてなる平面視略ドーナツ状で、前記第一ゾーン(P)と前記第二ゾーン(Q)を跨ぐように設置されしかも回転自在に支持される格納回転体(32)と、
前記格納回転体(32)を回転させる回転駆動装置(33)と、
前記格納回転体(33)に非接触状態で前記格納回転体(33)の中央部に形成された空隙(32b)に固定された竪型円筒状で、その周側面の平面視左周側面に前記格納室(32a)に連通した開口部(34A)が設けられるとともに平面視右周側面は閉状態にされたと内筒部(34)と、
前記内筒部(34)の右周側面における周方向一方端部に相対向する、前記炉本体(31)の壁面の位置から前記格納回転体(32)まで延びる第一仕切壁(35)と、
前記内筒部(34)の右周側面における周方向他方端部に相対向する、前記炉本体(31)の壁面の位置から前記格納回転体(32)まで延びる第二仕切壁(36)と、
前記内筒部(34)の右周側面と前記炉本体(31)の壁面の間に、前記内筒部(34)の右周側面の形状に沿って立設された曲面状のダクト内壁(37A)を有し、その前記内筒部(34)側に吹出口(E)と吸込口(F)が互いに離れた位置に形成された循環ダクト(37)と、
前記第一ゾーン(P)に加熱器(H)で温められた熱風を送る、前記内筒部(34)の上部に設けられた第一ファン(38)と、
前記第二ゾーン(Q)に風を送る、前記第一ファン(38)とは独立した第二ファン(39)を備え、
前記第一仕切壁(35)の前記格納回転体(32)側の部位が前記側壁(32c)の一つと近接するときに、前記第二仕切壁(36)の前記格納回転体(32)側の部位が前記側壁(32c)の他の一つと近接し、
前記第一ファン(38)からの熱風を、前記内筒部(34)内に下降させ前記開口部(34A)から、前記第一ゾーン(P)に位置する前記格納室(32a)の外周側に向けて略水平に送り、前記炉本体(31)の壁面に沿って上昇させて前記第一ファン(38)まで戻すように循環させるとともに、
前記第二ファン(39)からの熱風を、前記循環ダクト(37)内を周方向正向きに送り前記吹出口(E)から吐出し、前記第二ゾーン(Q)に位置する前記格納室(32a)の外周側に沿って周方向逆向きに送り前記吸込口(F)から前記第二ファン(39)まで戻すように循環させたことを特徴とする。
前記第二ファン(39)は、前記循環ダクト(37)に形成された吸込口(F)に相対向する前記炉本体(31)の壁面近傍に設けられ、
前記第二ファン(39)からの熱風を、前記循環ダクト(37)の略中央部から周方向外向きに送り前記吹出口(E)から吐出し、前記第二ゾーン(Q)に位置する前記格納室(32a)の外周側に沿って周方向内きに送り前記循環ダクト(37)の吸込口(F)から前記第二ファン(39)まで戻すようにしたことを特徴とする。
これによって、ゾーン毎に精度の高い制御を簡単に行うことができ、例えば、第一ゾーンについては、格納室内の被加熱物を瞬時に加熱させる加熱帯(加熱ゾーン)とし、第二ゾーンについては、被加熱物の温度を一定に維持する均熱帯(均熱ゾーン)としたときの制御をきめ細かく行うことができる。
その結果、炉本体の天井スペースを小さくすることができるので炉本体の高さを低く炉本体の体積を小さいものとし、熱損失を少なくして省エネを図ることができる。
また、回転駆動装置やファンといった最低限の部材を取外すだけで、他は分解せずに炉本体を輸送可能となる。
この回転式熱処理炉30は、アルミニウム合金等の被加熱物Wに熱処理を施すための熱処理炉であり、炉本体31と、格納回転体32と、回転駆動装置33を備えるとともに、炉本体31の内側は、内筒部34,第一仕切壁35,第二仕切壁36によって、第一ゾーンPと第二ゾーンQに分断され、第一ゾーンPでは第一ファン38によって熱風が循環させられ、第二ゾーンQでは第二ファン39によって熱風が循環させられるようにしている。
そして、第一ゾーンPに位置する格納室32aが平面視で6個、第二ゾーンQに位置する格納室32aが平面視で6個になるように、格納回転体32は配置されている。
本実施形態においては、回転駆動装置33は格納回転体32を平面視時計回り(図1の紙面において右回り)に回転させる。
一つの格納室32aが、格納室32aに被加熱物Wを搬出入するために設けられた搬出入口41の正面となる状態では、回転駆動装置33は停止している。そして、所定時間の経過後に回転駆動装置33は1/12回転(30度)だけ格納回転体32を回転させた後、回転を停止する。その後、所定時間が経過するとまた格納回転体32を1/12(30度)回転させる。
このように、回転駆動装置33は作動と停止を繰り返して、格納回転体32を断続的に回転させる。
また、内筒部34の周側面の平面視左周側面(図1,図2の紙面において左側)には格納室32aに連通した開口部34Aが設けられている。なお、平面視右周側面(図1,図2の紙面において右側)は通常の円筒体の周側面で曲面状の仕切壁として機能する閉状態であり、特に開口部は設けられていない。ここでは内筒部34の周側面の平面視左周側面を大きく開けた開口部34Aとしているが、熱風を通過されるものであればよく、開口部34Aの大きさは特に限定されるものではない。
これにより、図2に示すように、炉本体31を平面視で、第一仕切壁35と一つの側壁32c,内筒部34の右周側面,そして第二仕切壁36と他の一つの側壁32cによって一連の仕切壁が構成される。この一連の仕切壁Lによって、炉本体31の内部は仕切壁Lの左側に位置する第一ゾーンPと、仕切壁Lの右側に位置する第二ゾーンQに分断される。
循環ダクト37は、図5に示すように、内筒部34の右周側面の形状に沿って立設された曲面状のダクト内壁37Aと、炉本体31の壁面の形状に沿って立設された曲面状のダクト外壁37Bと、ダクト内壁37Aの上面とダクト外壁37Bの上面同士を連結して上部を塞いだダクト上面壁37Cからなり、略中央部には循環ダクト37の吸込口Fが形成され、循環ダクト37の周方向の両端部の内筒部34側には、それぞれ吹出口Eが形成されている。
吸込口Fは円形状の丸穴であり、吹出口Eはダクト内壁37Aの上面から下面まで開口した矩形状の長穴である。
なお、本実施形態では、循環ダクト37の周方向の一端部を、上述した第一仕切壁35とし、循環ダクト37の周方向の他端部を、上述した第二仕切壁36としているが、第一仕切壁35,第二仕切壁36と循環ダクト37とは別体のもので構成するようにしてもよい。
第二ファン39は、第二ゾーンQを均熱帯にすることができればよくその送風は熱風でも冷風でもよい。なお、本実施形態では第二ゾーンQには加熱器を設けていないが、温度調整のために加熱器を設けるようにしてもよい。
なお、第一ファン38は、出力30kwで、風量2500m3/minの熱風を送ることができるのに対して、第二ファン39は、出力10kwで、風量500m3/minの熱風を送ることができるものを使用している。
第一ゾーンPでは、図1、図3、図4に示すように、第一ファン38から、加熱器Hで温められた熱風Xを、内筒部34内を上から下降させ開口部34Aから、第一ゾーンPに位置する格納室32aの外周側に向けて略水平に、すなわち格納回転体32の径方向内側から外側に向けて送り、炉本体31の壁面に沿って上昇させて第一ファン38まで戻すように循環させる。
そして、格納回転体32の回転によって、第一ゾーンPから第二ゾーンQに移動させられた6個の格納室32aに格納された被加熱物Wは、第二ファン39によって循環ダクト37を流れる熱風(冷風であってもよい)Yによって設定された均一の温度に維持される。
つまり、第一ゾーンPが、被加熱物Wを加熱して昇温させる加熱帯(加熱ゾーン)となり、第二ゾーンQが、その昇温した状態を保つ均熱帯(均熱ゾーン)となる。
なお、第一ゾーンP,第二ゾーンQにはそれぞれ温度センサ(図示しない)が設けられ、それぞれ所定の温度に制御されるようになっている。
これによって、ゾーン毎に精度の高い制御を簡単に行うことができる。すなわち、第一ゾーンPを、格納室32a内の被加熱物Wを瞬時に加熱させる加熱帯(加熱ゾーン)とし、第二ゾーンQを、被加熱物Wの温度を一定に維持する均熱帯(均熱ゾーン)にしたときの制御をきめ細かく行うことができる。
これによれば、循環ダクト37の形状を変えるだけで風速をアップさせることができるとともに循環ダクト37の中央部上部に空きスペースを確保することができる。
21 仕切り
22a 格納室
24 ファン
30 回転式熱処理炉
31 炉本体
32 格納回転体
32a 格納室
32b 空隙
32c 側壁
33 回転駆動装置
33a 回転用歯車
33b 歯車
33c 駆動用モータ
34 内筒部
34A 開口部
35 第一仕切壁
36 第二仕切壁
37 循環ダクト
37A ダクト内壁
37B ダクト外壁
37C ダクト上面壁
38 第一ファン
39 第二ファン
41 搬出入口
E 吹出口
F 吸込口
H ヒータ(加熱器)
L 仕切壁
P 第一ゾーン
Q 第二ゾーン
W 被加熱物
X 第一ゾーン内の熱風
Y 第一ゾーン内の風
Claims (5)
- 内側が第一ゾーンと第二ゾーンに分断された炉本体と、
径方向に延びる側壁で仕切られた略等しい大きさの格納室が周方向に複数かつ多段状に形成されるとともに中央部には空隙が形成されてなる平面視略ドーナツ状で、前記第一ゾーンと前記第二ゾーンを跨ぐように設置されしかも回転自在に支持される格納回転体と、
前記格納回転体を回転させる回転駆動装置と、
前記格納回転体に非接触状態で前記格納回転体の中央部に形成された空隙に固定された竪型円筒状で、その周側面の平面視左周側面に前記格納室に連通した開口部が設けられるとともに平面視右周側面は閉状態にされたと内筒部と、
前記内筒部の右周側面における周方向一方端部に相対向する、前記炉本体の壁面の位置から前記格納回転体まで延びる第一仕切壁と、
前記内筒部の右周側面における周方向他方端部に相対向する、前記炉本体の壁面の位置から前記格納回転体まで延びる第二仕切壁と、
前記内筒部の右周側面と前記炉本体の壁面の間に、前記内筒部の右周側面の形状に沿って立設された曲面状のダクト内壁を有し、その前記内筒部側に吹出口と吸込口が互いに離れた位置に形成された循環ダクトと、
前記第一ゾーンに加熱器で温められた熱風を送る、前記内筒部の上部に設けられた第一ファンと、
前記第二ゾーンに風を送る、前記第一ファンとは独立した第二ファンを備え、
前記第一仕切壁の前記格納回転体側の部位が前記側壁の一つと近接するときに、前記第二仕切壁の前記格納回転体側の部位が前記側壁の他の一つと近接し、
前記第一ファンからの熱風を、前記内筒部内に下降させ前記開口部から、前記第一ゾーンに位置する前記格納室の外周側に向けて略水平に送り、前記炉本体の壁面に沿って上昇させて前記第一ファンまで戻すように循環させるとともに、
前記第二ファンからの熱風を、前記循環ダクト内を周方向正向きに送り前記吹出口から吐出し、前記第二ゾーンに位置する前記格納室の外周側に沿って周方向逆向きに送り前記吸込口から前記第二ファンまで戻すように循環させたことを特徴とする回転式熱処理炉。 - 前記循環ダクトの吸込口は、前記循環ダクトの略中央部に形成されるとともに、前記吹出口は、前記循環ダクトの周方向の両端部の前記内筒部側に形成され、
前記第二ファンは、前記循環ダクトに形成された吸込口に相対向する前記炉本体の壁面近傍に設けられ、
前記第二ファンからの熱風を、前記循環ダクトの略中央部から周方向外向きに送り前記吹出口から吐出し、前記第二ゾーンに位置する前記格納室の外周側に沿って周方向内きに送り前記循環ダクトの吸込口から前記第二ファンまで戻すようにしたことを特徴とする請求項1に記載の回転式熱処理炉。 - 前記循環ダクトは、前記吸込口が形成された位置の高さに比較して、前記吹出口が形成された位置の高さを大きくするようにしたことを特徴とする請求項2に記載の回転式熱処理炉。
- 前記循環ダクトの前記吹出口が形成された位置の高さを、前記吸込口が形成された位置の高さから徐々に大きくするようにして、前記吹出口が形成された位置の高さを最大にするようにしたことを特徴とする請求項3に記載の回転式熱処理炉。
- 前記格納室に被加熱物を搬出入するための搬出入口を、前記格納回転体の回転により前記第二ゾーンから前記第一ゾーンに進入する部分におけるその第一ゾーン側に位置する前記炉本体の壁面に設けたことを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか一つに記載の回転式熱処理炉。
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- 2017-10-19 JP JP2017202593A patent/JP6789199B2/ja active Active
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