JP2528170B2 - 熱処理炉の温度制御方法 - Google Patents
熱処理炉の温度制御方法Info
- Publication number
- JP2528170B2 JP2528170B2 JP63244381A JP24438188A JP2528170B2 JP 2528170 B2 JP2528170 B2 JP 2528170B2 JP 63244381 A JP63244381 A JP 63244381A JP 24438188 A JP24438188 A JP 24438188A JP 2528170 B2 JP2528170 B2 JP 2528170B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- product
- heat treatment
- treatment furnace
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱処理炉の温度制御方法に関する。
鋼，合金，軽合金等から成る製品の焼き入れ，焼きな
ましや、プラスチック製品及び各種複合材の接着乃至成
形を行う熱処理炉は、炉内に収容された製品を所定の処
理温度で熱処理するため、炉内の雰囲気を所定のヒート
パターンに従って加熱するようにしている（特開昭59−
100227,特開昭62−14937公報参照）。つまり、従来の熱
処理炉は、第３図にグラフで示すように、熱処理する製
品の処理温度条件に合わせて炉内のヒートパターンPOを
予め設定し、当該ヒートパターンPOの昇温勾配に沿って
炉内の雰囲気温度tOを上昇させるように温度制御してい
る。
ましや、プラスチック製品及び各種複合材の接着乃至成
形を行う熱処理炉は、炉内に収容された製品を所定の処
理温度で熱処理するため、炉内の雰囲気を所定のヒート
パターンに従って加熱するようにしている（特開昭59−
100227,特開昭62−14937公報参照）。つまり、従来の熱
処理炉は、第３図にグラフで示すように、熱処理する製
品の処理温度条件に合わせて炉内のヒートパターンPOを
予め設定し、当該ヒートパターンPOの昇温勾配に沿って
炉内の雰囲気温度tOを上昇させるように温度制御してい
る。
しかし、この場合には、炉内の雰囲気温度tOが所定の
ヒートパターンPOに沿って製品の処理温度となる昇温目
標値Ｓに達しても、均熱時間を必要とする製品の表面温
度tWは未だ昇温目標値Ｓに達しておらず、雰囲気温度tO
よりも暫く遅れて昇温目標値に達することとなるから、
製品の昇温時間が長くなるという問題があった。
ヒートパターンPOに沿って製品の処理温度となる昇温目
標値Ｓに達しても、均熱時間を必要とする製品の表面温
度tWは未だ昇温目標値Ｓに達しておらず、雰囲気温度tO
よりも暫く遅れて昇温目標値に達することとなるから、
製品の昇温時間が長くなるという問題があった。
特に、処理温度条件が同じ製品であっても、その形状
や重量の違いに昇温率が異なるから、大型のものほど所
定の処理温度に達するまでの昇温時間が長くなって製品
品質の低下を招く。
や重量の違いに昇温率が異なるから、大型のものほど所
定の処理温度に達するまでの昇温時間が長くなって製品
品質の低下を招く。
なお、製品の形状や重量の違いに応じて各製品ごとに
炉内のヒートパターンPOを違えることもできるが、この
場合には、何度も加熱試験を繰り返して昇温率の異なる
個々の製品ごとに炉内のヒートパターンを設定しなけれ
ばならないという面倒があった。
炉内のヒートパターンPOを違えることもできるが、この
場合には、何度も加熱試験を繰り返して昇温率の異なる
個々の製品ごとに炉内のヒートパターンを設定しなけれ
ばならないという面倒があった。
また、従来は、製品の部位によって温度ムラが生ずる
ことを防止するため、熱風循環ファンにより熱処理炉内
に熱風を循環させているが、この熱風循環ファンは製品
の温度如何にかかわらず常に一定の風量で稼働されてお
り、製品の温度調整は専ら加熱器と冷却器のみで行って
いるから、熱風循環ファンの電力費が嵩むという問題も
あった。
ことを防止するため、熱風循環ファンにより熱処理炉内
に熱風を循環させているが、この熱風循環ファンは製品
の温度如何にかかわらず常に一定の風量で稼働されてお
り、製品の温度調整は専ら加熱器と冷却器のみで行って
いるから、熱風循環ファンの電力費が嵩むという問題も
あった。
そこで本発明は、処理温度条件が同じ製品であれば、
その形状や重量の違いにかかわらず、これらを同じヒー
トパターンに従って所定の処理温度まで短時間で昇温し
得るようにすると共に、製品の温度ムラを防止する熱風
循環ファンの電力費を節減することを技術的課題として
いる。
その形状や重量の違いにかかわらず、これらを同じヒー
トパターンに従って所定の処理温度まで短時間で昇温し
得るようにすると共に、製品の温度ムラを防止する熱風
循環ファンの電力費を節減することを技術的課題として
いる。
この課題を達成するために、本発明による熱処理炉の
温度制御方法は、熱処理する製品それ自体のヒートパタ
ーンを予め設定しておき、熱処理炉内で加熱される前記
製品の表面温度を何点か計測して、そのうち最も高い表
面温度を前記ヒートパターンに沿って推移させるよう
に、加熱器及び冷却器で熱処理炉内の雰囲気温度を調節
すると共に、最も低い表面温度を前記ヒートパターンに
ついて許容される温度ムラの下限値に沿って推移させる
ように、熱処理炉内に熱風を循環させる熱風循環ファン
の風量を調節することを特徴としている。
温度制御方法は、熱処理する製品それ自体のヒートパタ
ーンを予め設定しておき、熱処理炉内で加熱される前記
製品の表面温度を何点か計測して、そのうち最も高い表
面温度を前記ヒートパターンに沿って推移させるよう
に、加熱器及び冷却器で熱処理炉内の雰囲気温度を調節
すると共に、最も低い表面温度を前記ヒートパターンに
ついて許容される温度ムラの下限値に沿って推移させる
ように、熱処理炉内に熱風を循環させる熱風循環ファン
の風量を調節することを特徴としている。
本発明は、製品の処理条件に合わせて、従来のように
熱処理炉内の雰囲気を加熱するヒートパターンではな
く、製品それ自体のヒートパターンを設定し、製品の表
面温度を当該ヒートパターンに沿って推移させるように
熱処理炉内の雰囲気温度を調節するものであるから、同
じ条件で熱処理する製品について形状や重量の違いがあ
っても、各製品は何れも同じヒートパターンに沿って昇
温され、昇温時間の長短の差は生じない。
熱処理炉内の雰囲気を加熱するヒートパターンではな
く、製品それ自体のヒートパターンを設定し、製品の表
面温度を当該ヒートパターンに沿って推移させるように
熱処理炉内の雰囲気温度を調節するものであるから、同
じ条件で熱処理する製品について形状や重量の違いがあ
っても、各製品は何れも同じヒートパターンに沿って昇
温され、昇温時間の長短の差は生じない。
つまり、大型の製品であってもその昇温時間は小型の
製品と同じになる。しかも、大小異なる個々の製品ごと
にヒートパターンを設定する面倒はなく、熱処理条件が
同じであれば製品に大小があっても一種類のヒートパタ
ーンで足りる。
製品と同じになる。しかも、大小異なる個々の製品ごと
にヒートパターンを設定する面倒はなく、熱処理条件が
同じであれば製品に大小があっても一種類のヒートパタ
ーンで足りる。
また、本発明では、製品の表面温度を何点か計測し
て、そのうち最も高い表面温度を当該製品のヒートパタ
ーンに沿って推移させるように、加熱器及び冷却で熱処
理炉内の雰囲気温度を調節し、最も低い表面温度を前記
ヒートパターンについて許容される温度ムラの下限値に
沿って推移させるように熱風循環ファンの風量を調節す
るから、当該ファンの電力費を必要最小限に抑えること
ができる。
て、そのうち最も高い表面温度を当該製品のヒートパタ
ーンに沿って推移させるように、加熱器及び冷却で熱処
理炉内の雰囲気温度を調節し、最も低い表面温度を前記
ヒートパターンについて許容される温度ムラの下限値に
沿って推移させるように熱風循環ファンの風量を調節す
るから、当該ファンの電力費を必要最小限に抑えること
ができる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。
する。
第１図は本発明による熱処理炉の温度制御方法を示す
グラフ、第２図はその温度制御機構を示すフローシート
である。
グラフ、第２図はその温度制御機構を示すフローシート
である。
第２図においては、耐圧密閉容器から成る熱処理炉１
内に、炉内の雰囲気を加熱／冷却する加熱器２及び冷却
器３と、炉内に熱風を循環させる熱風循環ファン４が設
けられたオートクレーブを示し、加熱器２は、電源５か
ら供給する通電量を変えて放熱量を調節する電熱ヒータ
が用いられ、冷却器３は、流量調整弁６を介装した給水
管７から供給される冷却水の流量を変えて冷却温度を調
節するエロフィンチューブが用いられている。熱風循環
ファン４には、その回転数を可変して風量を調節するイ
ンバータ８が接続されている。
内に、炉内の雰囲気を加熱／冷却する加熱器２及び冷却
器３と、炉内に熱風を循環させる熱風循環ファン４が設
けられたオートクレーブを示し、加熱器２は、電源５か
ら供給する通電量を変えて放熱量を調節する電熱ヒータ
が用いられ、冷却器３は、流量調整弁６を介装した給水
管７から供給される冷却水の流量を変えて冷却温度を調
節するエロフィンチューブが用いられている。熱風循環
ファン４には、その回転数を可変して風量を調節するイ
ンバータ８が接続されている。
また、熱処理炉１内には、その炉内の雰囲気温度tOを
計測する温度検出器９と、炉内に収容された製品Ｗの表
面温度tW何点か計測する温度検出器10a〜10cが設けられ
ている。
計測する温度検出器９と、炉内に収容された製品Ｗの表
面温度tW何点か計測する温度検出器10a〜10cが設けられ
ている。
温度検出器９及び10a〜10cは、夫々が検出した温度を
熱起電力に変換して検出温度に応じたアナログ電圧を出
力し、これらアナログ電圧が夫々のＡ−Ｄコンバータ11
でＡ−Ｄ変換されて何ビットかのディジタル値に変換し
た状態でマイクロコンピュータを用いた温度制御装置12
に入力される。
熱起電力に変換して検出温度に応じたアナログ電圧を出
力し、これらアナログ電圧が夫々のＡ−Ｄコンバータ11
でＡ−Ｄ変換されて何ビットかのディジタル値に変換し
た状態でマイクロコンピュータを用いた温度制御装置12
に入力される。
この温度制御装置12は、第１図のグラフに示すように
一定の条件で熱処理される製品Ｗそれ自体のヒートパタ
ーンPWと、当該ヒートパターンPWについて許容される温
度ムラの下限値PW-Lが予めプログラムされており、温度
検出器10a〜10cの出力から読み取った製品Ｗの表面温度
tWのうちで最も高い温度tW-Hと、最も低い温度tW-Lを夫
々選択して、最高温度tW-HがヒートパターンPWの昇温勾
配に沿って上昇するように熱処理炉１内の雰囲気温度tO
を上昇させる制御信号CHを、加熱器２に接続された電源
５と、冷却器３に接続された給水管７に介装されている
流量調整弁６に対して出力する。
一定の条件で熱処理される製品Ｗそれ自体のヒートパタ
ーンPWと、当該ヒートパターンPWについて許容される温
度ムラの下限値PW-Lが予めプログラムされており、温度
検出器10a〜10cの出力から読み取った製品Ｗの表面温度
tWのうちで最も高い温度tW-Hと、最も低い温度tW-Lを夫
々選択して、最高温度tW-HがヒートパターンPWの昇温勾
配に沿って上昇するように熱処理炉１内の雰囲気温度tO
を上昇させる制御信号CHを、加熱器２に接続された電源
５と、冷却器３に接続された給水管７に介装されている
流量調整弁６に対して出力する。
これにより、電源５から加熱器２に供給される通電量
が徐々に増大されると共に、給水管７を通じて冷却器３
に供給される冷却水の流量が調節されて、熱処理炉１内
の雰囲気が、製品Ｗの最も高い表面温度tW-Hをヒートパ
ターンPWの昇温勾配に沿って上昇させるように加熱され
る。
が徐々に増大されると共に、給水管７を通じて冷却器３
に供給される冷却水の流量が調節されて、熱処理炉１内
の雰囲気が、製品Ｗの最も高い表面温度tW-Hをヒートパ
ターンPWの昇温勾配に沿って上昇させるように加熱され
る。
また、これと同時に、温度制御装置12は、最低温度t
W-Lを温度ムラの下限値PW-Lに沿って上昇させるように
熱風循環ファン４の風量を調節する制御信号CQをインバ
ータ８に出力する。
W-Lを温度ムラの下限値PW-Lに沿って上昇させるように
熱風循環ファン４の風量を調節する制御信号CQをインバ
ータ８に出力する。
これにより、製品Ｗの表面温度tWが下限値PW-Lから逸
脱しないように上昇せられると共に、熱風循環ファン４
の電力費が必要最小限に抑えられる。
脱しないように上昇せられると共に、熱風循環ファン４
の電力費が必要最小限に抑えられる。
そして、温度検出器９で計測している熱処理炉１内の
雰囲気温度tOが、製品Ｗの処理温度となる昇温目標値Ｓ
に達すると、今度は制御装置12から加熱器２及び冷却器
３に対して熱処理炉１内の雰囲気温度tOを製品のヒート
パターンPWに沿わせる制御信号CLが出力され、加熱器２
への通電が一旦停止されると同時に冷却器３に供給され
る冷却水の流量が最大限に増大されて、雰囲気温度tOの
上昇が即座に抑えられ、以後は加熱器２に供給される通
電量と、冷却器３に供給される冷却水の流量が相対的に
増減されて雰囲気温度tOが製品ｗの処理温度に維持され
る。
雰囲気温度tOが、製品Ｗの処理温度となる昇温目標値Ｓ
に達すると、今度は制御装置12から加熱器２及び冷却器
３に対して熱処理炉１内の雰囲気温度tOを製品のヒート
パターンPWに沿わせる制御信号CLが出力され、加熱器２
への通電が一旦停止されると同時に冷却器３に供給され
る冷却水の流量が最大限に増大されて、雰囲気温度tOの
上昇が即座に抑えられ、以後は加熱器２に供給される通
電量と、冷却器３に供給される冷却水の流量が相対的に
増減されて雰囲気温度tOが製品ｗの処理温度に維持され
る。
また、このように昇温工程を完了して所定の処理温度
に維持する均熱工程に移行すると、温度制御装置12から
インバータ８に出力される制御信号CQによって熱風循環
ファン４の風量が最低限度まで落とされて電力費節減が
図られる。
に維持する均熱工程に移行すると、温度制御装置12から
インバータ８に出力される制御信号CQによって熱風循環
ファン４の風量が最低限度まで落とされて電力費節減が
図られる。
このようにすれば、同じ条件で熱処理する製品Ｗにつ
いて形状や重量の違いによる昇温率の違いがあっても、
各製品Ｗは同じヒートパターンPWに沿って昇温されるか
ら、昇温に要する時間は大型の製品でも小型の製品と同
じなり、昇温時間の短縮によって製品品質が向上する。
いて形状や重量の違いによる昇温率の違いがあっても、
各製品Ｗは同じヒートパターンPWに沿って昇温されるか
ら、昇温に要する時間は大型の製品でも小型の製品と同
じなり、昇温時間の短縮によって製品品質が向上する。
しかも、熱処理条件が同じ製品Ｗであれば、その昇温
率が違っていても、個々に異なるヒートパターンを設定
する必要はなく、一種類のヒートパターンPWで足りる。
率が違っていても、個々に異なるヒートパターンを設定
する必要はなく、一種類のヒートパターンPWで足りる。
また、仮に、熱処理炉内の雰囲気温度tOを、製品Ｗの
表面温度tWが昇温目標値Ｓに達するまで上昇させ続けた
とすれば、当該製品Ｗの表面温度tWが昇温目標値Ｓに達
した時に、熱処理炉１内の雰囲気温度tO、第１図二点鎖
線で示すように昇温目標値Ｓを大きく上回ることとな
り、この時点から雰囲気温度tOをヒートパターンPWに沿
わせるように制御しても、既に昇温目標値Ｓに達してい
る製品Ｗの表面温度tWが当該目標値Ｓを超えてオーバー
シュートするおそれがある。
表面温度tWが昇温目標値Ｓに達するまで上昇させ続けた
とすれば、当該製品Ｗの表面温度tWが昇温目標値Ｓに達
した時に、熱処理炉１内の雰囲気温度tO、第１図二点鎖
線で示すように昇温目標値Ｓを大きく上回ることとな
り、この時点から雰囲気温度tOをヒートパターンPWに沿
わせるように制御しても、既に昇温目標値Ｓに達してい
る製品Ｗの表面温度tWが当該目標値Ｓを超えてオーバー
シュートするおそれがある。
これに対して、実施例のように、製品Ｗの表面温度tW
が昇温目標値Ｓに達する前に、これよりも一歩先に昇温
目標値Ｓに達した熱処理炉１内の雰囲気温度tOを製品Ｗ
のヒートパターンPWに沿わせるように制御すれば、製品
Ｗの表面温度tWがオーバーシュートするおそれはない。
が昇温目標値Ｓに達する前に、これよりも一歩先に昇温
目標値Ｓに達した熱処理炉１内の雰囲気温度tOを製品Ｗ
のヒートパターンPWに沿わせるように制御すれば、製品
Ｗの表面温度tWがオーバーシュートするおそれはない。
特に、製品Ｗの表面温度tWのうち最も高い表面温度t
W-Hに合わせて熱処理炉１内の雰囲気温度tOを上昇させ
れば、より確実にオーバーシュートを防止できる。
W-Hに合わせて熱処理炉１内の雰囲気温度tOを上昇させ
れば、より確実にオーバーシュートを防止できる。
以上述べたように、本発明によれば、熱処理条件の同
じ製品については、形状や重量の違いによる昇温率の違
いがあっても、その違いにかかわらずこれらを同じヒー
トパターンに従って所定の昇温目標値まで短時間で昇温
することができると共に、製品の温度ムラを防止する熱
風循環ファンの電力費を大幅に節減することができると
いう大変優れた効果がある。
じ製品については、形状や重量の違いによる昇温率の違
いがあっても、その違いにかかわらずこれらを同じヒー
トパターンに従って所定の昇温目標値まで短時間で昇温
することができると共に、製品の温度ムラを防止する熱
風循環ファンの電力費を大幅に節減することができると
いう大変優れた効果がある。
第１図は本発明による熱処理炉の温度制御方法を示すグ
ラフ、第２図はその温度制御機構を示すフローシート、
第３図は従来の温度制御方法を示すグラフである。 符号の説明 １……熱処理炉、２……加熱器、３……冷却器、４……
熱風循環ファン、８……インバータ、９……温度検出
器、10a〜10c……温度検出器、12……温度制御装置、Ｗ
……製品、PW……製品のヒートパターン、PW-L……温度
ムラの下限値、tW……製品の表面温度、tW-H……最も高
い表面温度、tW-L……最も低い表面温度、tO……熱処理
炉内の雰囲気温度。
ラフ、第２図はその温度制御機構を示すフローシート、
第３図は従来の温度制御方法を示すグラフである。 符号の説明 １……熱処理炉、２……加熱器、３……冷却器、４……
熱風循環ファン、８……インバータ、９……温度検出
器、10a〜10c……温度検出器、12……温度制御装置、Ｗ
……製品、PW……製品のヒートパターン、PW-L……温度
ムラの下限値、tW……製品の表面温度、tW-H……最も高
い表面温度、tW-L……最も低い表面温度、tO……熱処理
炉内の雰囲気温度。
Claims (1)
- 【請求項１】熱処理する製品（Ｗ）それ自体のヒートパ
ターン（PW）を予め設定しておき、熱処理炉（１）内で
加熱される前記製品（Ｗ）の表面温度（tW）を何点か計
測して、そのうち最も高い表面温度（tW-H）を前記ヒー
トパターン（PW）に沿って推移させるように、加熱器
（２）及び冷却器（３）で熱処理炉（１）内の雰囲気温
度（tO）を調節すると共に、最も低い表面温度（tW-L）
を前記ヒートパターン（PW）について許容される温度ム
ラの下限値（PW-L）に沿って推移させるように、熱処理
炉（１）内に熱風を循環させる熱風循環ファン（４）の
風量を調節することを特徴とした熱処理炉の温度制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63244381A JP2528170B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 熱処理炉の温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63244381A JP2528170B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 熱処理炉の温度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0293026A JPH0293026A (ja) | 1990-04-03 |
| JP2528170B2 true JP2528170B2 (ja) | 1996-08-28 |
Family
ID=17117840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63244381A Expired - Lifetime JP2528170B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 熱処理炉の温度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2528170B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008249246A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Koyo Thermo System Kk | 熱風循環・近赤外線加熱併用式連続炉 |
| FR3090428B1 (fr) * | 2018-12-24 | 2020-12-11 | Safran | Procédé de préchauffage d’un moule pour la fabrication d’une pièce de turbomachine obtenue par fonderie |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP63244381A patent/JP2528170B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0293026A (ja) | 1990-04-03 |
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