JP2641583B2 - 熱処理炉の運転方法 - Google Patents
熱処理炉の運転方法Info
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- JP2641583B2 JP2641583B2 JP2019661A JP1966190A JP2641583B2 JP 2641583 B2 JP2641583 B2 JP 2641583B2 JP 2019661 A JP2019661 A JP 2019661A JP 1966190 A JP1966190 A JP 1966190A JP 2641583 B2 JP2641583 B2 JP 2641583B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、炉体内ガス温度の昇温工程中に交流電動機
を一定電流で駆動するようにした熱処理炉の運転方法に
関する。
を一定電流で駆動するようにした熱処理炉の運転方法に
関する。
［従来の技術］ 特公昭59−572号公報に示される箱型零囲気熱処理装
置、実開昭63−6042号公報に示されるオートクレーブ等
々の如く、各種熱処理炉では、炉体内の零囲気ガスを単
一あるいは複数段階の高温に設定し所定時間だけ熱処理
運転される。この際、零囲気ガスの温度均一化のため
に、零囲気ガスは循環ファンにより炉内で循環される。
置、実開昭63−6042号公報に示されるオートクレーブ等
々の如く、各種熱処理炉では、炉体内の零囲気ガスを単
一あるいは複数段階の高温に設定し所定時間だけ熱処理
運転される。この際、零囲気ガスの温度均一化のため
に、零囲気ガスは循環ファンにより炉内で循環される。
例えば、第３図に示すオートクレーブでは、圧力容器
たる炉体１とマッフル２との間に空気（ガス）流路３を
形成し、電動機13で回転駆動される循環ファン11によっ
て空気循環している。これにより、炉体１内の空気温度
Ｔは均一化される。
たる炉体１とマッフル２との間に空気（ガス）流路３を
形成し、電動機13で回転駆動される循環ファン11によっ
て空気循環している。これにより、炉体１内の空気温度
Ｔは均一化される。
なお、空気流路３には、図示しないヒータと冷却コイ
ルとが配設されている。
ルとが配設されている。
ここに、循環ファン11の容量は、炉体１内の空気温度
Ｔを熱処理品質保証に好適な例えば60℃の設定温度Tsに
均一維持するに十分な風量Ｑを得るものとして選定され
る。一方、電動機13は、主に容量的、コスト的理由から
交流電導機とされ、動力盤14からの三相交流電源で駆動
される。
Ｔを熱処理品質保証に好適な例えば60℃の設定温度Tsに
均一維持するに十分な風量Ｑを得るものとして選定され
る。一方、電動機13は、主に容量的、コスト的理由から
交流電導機とされ、動力盤14からの三相交流電源で駆動
される。
また、かかる熱処理炉では、炉体１内にワークの出入
れを必要とすることから、設定温度Tsへの昇温工程と降
温工程が必要である。したがって、交流電動機13の容量
は、常温（例えば20〜30℃）において上記風量Ｑを得る
に必要とする循環ファン11の軸動力を出力可能なものと
選定されているのが一般的である。
れを必要とすることから、設定温度Tsへの昇温工程と降
温工程が必要である。したがって、交流電動機13の容量
は、常温（例えば20〜30℃）において上記風量Ｑを得る
に必要とする循環ファン11の軸動力を出力可能なものと
選定されているのが一般的である。
［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記従来構造による運転方法では、第４図
に示す如く、昇温工程において風量Ｑは一定であるが、
電動機13の電流Ｉは炉体１内の空気温度Ｔの上昇ととも
に減小している。
に示す如く、昇温工程において風量Ｑは一定であるが、
電動機13の電流Ｉは炉体１内の空気温度Ｔの上昇ととも
に減小している。
すなわち、交流電動機13は周波数が一定の三相交流電
源（14）で回転駆動されているので、回転数一定のもと
に風量Ｑを保持しながらも、炉体１内の空気密度が温度
Ｔの上昇とともに小さくなることに伴い小さくなる循環
ファン11の実質的軸動力に対応して電流Ｉが減小してい
ることがわかる。
源（14）で回転駆動されているので、回転数一定のもと
に風量Ｑを保持しながらも、炉体１内の空気密度が温度
Ｔの上昇とともに小さくなることに伴い小さくなる循環
ファン11の実質的軸動力に対応して電流Ｉが減小してい
ることがわかる。
つまり、従来は昇温工程における円滑運転の観点か
ら、第４図に示す領域Bo内の軸動力を出力するに十分な
容量の電動機13が選定されていたからである。
ら、第４図に示す領域Bo内の軸動力を出力するに十分な
容量の電動機13が選定されていたからである。
したがって、設定温度Tsにおける循環ファン11の実質
的軸動力に対応する容量の電動機13を選定採決できるな
ら、電動機13,動力盤14の小型小容量化はもとより消費
電力軽減を図ることができるといえる。換言すれば従来
構造では過大設備と無用電力を消費していたといわざる
をえない。
的軸動力に対応する容量の電動機13を選定採決できるな
ら、電動機13,動力盤14の小型小容量化はもとより消費
電力軽減を図ることができるといえる。換言すれば従来
構造では過大設備と無用電力を消費していたといわざる
をえない。
だからといって、電動機13を設定温度Tsにおける循環
ファン11の実質的軸動力を出力するものと選定したので
は、第４図から明らかの通り、昇温工程における交流電
動機13の過負荷は回避することができず、安定運転が阻
害されるばかりか電動機焼損という事態を招来するの
で、却って生産能力を低下させることになる。
ファン11の実質的軸動力を出力するものと選定したので
は、第４図から明らかの通り、昇温工程における交流電
動機13の過負荷は回避することができず、安定運転が阻
害されるばかりか電動機焼損という事態を招来するの
で、却って生産能力を低下させることになる。
しかも、昇温工程は単に設定温度Tsに立上げるだけで
なく、品質保証上、一定の温度上昇率のもとに炉体１内
空気温度Ｔを上昇させる必要があり比較的長時間を必要
とすることから、一時的過負荷で通過させようとする運
転は不可能である。
なく、品質保証上、一定の温度上昇率のもとに炉体１内
空気温度Ｔを上昇させる必要があり比較的長時間を必要
とすることから、一時的過負荷で通過させようとする運
転は不可能である。
なお、以上の問題は、降温工程についても同様に生ず
る。
る。
ここに、本発明の目的は、安定・円滑運転と設備経済
・運転経済との双方を満足できる熱処理炉の運転方法を
提供するととにある。
・運転経済との双方を満足できる熱処理炉の運転方法を
提供するととにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、ガスの密度が昇温工程中に減小することを
当然の前提とし、かつ循環ファンの風量は設定温度にお
いて炉体内ガス温度を均一化するために選定されるもの
であって昇温過程中においては必ずしもその風量は必要
とされないことに着目し、設定温度近傍〜設定温度に到
達するまでその風量を絞ることを容認して、循環ファン
の実質的軸動力つまり交流電動機負荷を、一定とするよ
うに定電流制御することにより、前記目的を達成するも
のである。
当然の前提とし、かつ循環ファンの風量は設定温度にお
いて炉体内ガス温度を均一化するために選定されるもの
であって昇温過程中においては必ずしもその風量は必要
とされないことに着目し、設定温度近傍〜設定温度に到
達するまでその風量を絞ることを容認して、循環ファン
の実質的軸動力つまり交流電動機負荷を、一定とするよ
うに定電流制御することにより、前記目的を達成するも
のである。
すなわち、炉体内の高温ガスを交流電動機で駆動され
る循環ファンによって循環しつつワークの熱処理を行う
熱処理炉の運転方法であって、 少なくとも前記炉体内のガス温度が設定温度の近傍に
昇温するまで前記交流電動機を一定の電流で回転駆動す
ることを特徴とする。
る循環ファンによって循環しつつワークの熱処理を行う
熱処理炉の運転方法であって、 少なくとも前記炉体内のガス温度が設定温度の近傍に
昇温するまで前記交流電動機を一定の電流で回転駆動す
ることを特徴とする。
［作 用］ 本発明は、昇温工程中における交流電動機は定電流で
回転制御される。
回転制御される。
したがって、設定値を設定温度における負荷電流にセ
ットしておけば、炉体内ガスの密度が大きい低温時にお
いても交流電動機が過負荷となることがない。よって、
交流電動機、動力盤を小型化できる。なお、昇温工程中
は交流電動機の回転数が低下し循環ファンの吐出流量が
小さいが問題はなく、設定温度に到達するつまり熱処理
を施す際には規定流量となるので、炉体内ガス温度を均
一維持できる。
ットしておけば、炉体内ガスの密度が大きい低温時にお
いても交流電動機が過負荷となることがない。よって、
交流電動機、動力盤を小型化できる。なお、昇温工程中
は交流電動機の回転数が低下し循環ファンの吐出流量が
小さいが問題はなく、設定温度に到達するつまり熱処理
を施す際には規定流量となるので、炉体内ガス温度を均
一維持できる。
［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明を実施するに好適な熱処理装置の全体
構成図である。
構成図である。
この実施例の熱処理装置は、オートクレーブとされ耐
圧容器を形成する炉体１と駆動制御手段とから構成され
ている。
圧容器を形成する炉体１と駆動制御手段とから構成され
ている。
炉体１内には、第１図に示す如く円筒形状のマッフル
２が配設され、炉体１の内面との間に空気流路３を形成
している。この空気流路３には冷却コイル５とヒータ４
とが配設されている。
２が配設され、炉体１の内面との間に空気流路３を形成
している。この空気流路３には冷却コイル５とヒータ４
とが配設されている。
11は、循環ファンで炉体１内のワークＷの収容空間か
ら吸込み空気流路３に空気を循環させるものであり、そ
の容量は炉体１内の空気温度Ｔを設定温度Tsに均一維持
するために必要十分な風量Ｑを得ることができるものと
選定されている。この実施例では、設定温度Tsを600℃
として、そのときの風量は900m3/minで20mmAqの静圧を
得るものとされている。この場合（定格）の軸動力は約
6kwである。
ら吸込み空気流路３に空気を循環させるものであり、そ
の容量は炉体１内の空気温度Ｔを設定温度Tsに均一維持
するために必要十分な風量Ｑを得ることができるものと
選定されている。この実施例では、設定温度Tsを600℃
として、そのときの風量は900m3/minで20mmAqの静圧を
得るものとされている。この場合（定格）の軸動力は約
6kwである。
次に、駆動制御手段は、循環ファン11を回転制御する
三相交流電動機13と200V,60Hzの三相交流電源を供給す
る動力盤14とからなり、動力盤14には起動スイッチ、ブ
レーカー等が組込まれている。なお、12は減速機であ
る。
三相交流電動機13と200V,60Hzの三相交流電源を供給す
る動力盤14とからなり、動力盤14には起動スイッチ、ブ
レーカー等が組込まれている。なお、12は減速機であ
る。
そして、動力盤14と交流電動機13とを結ぶ電路中に
は、定電流制御装置20が介装されている。
は、定電流制御装置20が介装されている。
この定電流制御装置20は、第１図に示す如く、１相
（Ｔ相）の電流（IT）を検出する電流検出器21と、電流
制御回路22と、インバータ23とから形成されており、交
流電動機13の負荷電流Ｉ（IR,IS,IT）を一定とするもの
である。
（Ｔ相）の電流（IT）を検出する電流検出器21と、電流
制御回路22と、インバータ23とから形成されており、交
流電動機13の負荷電流Ｉ（IR,IS,IT）を一定とするもの
である。
具体的には、電流制御回路22は、内蔵する電流設定器
（図示省略）に所定の電流値を設定することにより、２
次側の負荷電流Ｉを設定電流に一定とするようにインバ
ータ23をコントロールするものと形成されている。つま
り、インバータ23で２次側の交流電源の周波数をコント
ロールするように形成されている。
（図示省略）に所定の電流値を設定することにより、２
次側の負荷電流Ｉを設定電流に一定とするようにインバ
ータ23をコントロールするものと形成されている。つま
り、インバータ23で２次側の交流電源の周波数をコント
ロールするように形成されている。
また、電源制御回路22は、循環ファン11を停止するた
めに動力盤14を遮断したときには、インバータ23を最低
周波数でコントロールさせるための信号Ｓを出力するも
のとされている。再起動時における過負荷防止用の安全
策と取扱便宜のためである。
めに動力盤14を遮断したときには、インバータ23を最低
周波数でコントロールさせるための信号Ｓを出力するも
のとされている。再起動時における過負荷防止用の安全
策と取扱便宜のためである。
ここに、本交流電動機13の容量は、上記循環ファン11
の定格軸動力（6KW）を出力可能な汎用電動機から選ば
れ、7.5KWとされている。
の定格軸動力（6KW）を出力可能な汎用電動機から選ば
れ、7.5KWとされている。
因に、常温20℃の場合において、循環ファン11で定格
風量900m3/minを得るには、静圧70mmAqが必要で軸動力
は20KWとなる。この場合は、22KWの汎用電動機を用いる
必要がある。
風量900m3/minを得るには、静圧70mmAqが必要で軸動力
は20KWとなる。この場合は、22KWの汎用電動機を用いる
必要がある。
次に、かかるオートクレーブの運転方法を説明する。
動力盤14を操作して交流電動機13を回転制御する。炉
体１内の空気は循環ファン11によって循環される。
体１内の空気は循環ファン11によって循環される。
この際、インバータ23は、先の電源遮断時に出力され
る電流制御回路22からの信号Ｓによって切替えられた最
低周波数となるように、周波数をコントロールして交流
電動機13に電流Ｉ（IR,IS,IT）を加えるので、交流電動
機13が一時的にも過負荷となることはない。
る電流制御回路22からの信号Ｓによって切替えられた最
低周波数となるように、周波数をコントロールして交流
電動機13に電流Ｉ（IR,IS,IT）を加えるので、交流電動
機13が一時的にも過負荷となることはない。
ここで、電流制御回路22の電流設定器に、炉体１内の
空気温度Ｔが設定温度Ts（600℃）において静圧20mmA
q、風量900m3/minとなるように、循環ファン11を回転さ
せるべき上記軸動力6KWに相当する負荷電流Ｉ（IT）と
等しい電流値をセットする。
空気温度Ｔが設定温度Ts（600℃）において静圧20mmA
q、風量900m3/minとなるように、循環ファン11を回転さ
せるべき上記軸動力6KWに相当する負荷電流Ｉ（IT）と
等しい電流値をセットする。
すると、電流制御回路22は、電流検出器21を検出した
Ｔ相の電流値ITをフィールドバック信号として、負荷電
流Ｉが設定電流値と等しくするための制御信号Ｓを出力
する。インバータ23は制御信号Ｓに基づいて、動力盤14
からの60Hz電源を周波数変換制御し負荷電流Ｉを一定に
コントロールする。
Ｔ相の電流値ITをフィールドバック信号として、負荷電
流Ｉが設定電流値と等しくするための制御信号Ｓを出力
する。インバータ23は制御信号Ｓに基づいて、動力盤14
からの60Hz電源を周波数変換制御し負荷電流Ｉを一定に
コントロールする。
これらと同時に、炉体１内の空気温度Ｔはヒータ４に
よって加熱され徐々に昇温されている。
よって加熱され徐々に昇温されている。
すなわち、交流電動機13は、第２図に示すようにイン
バータ23でコントロールされた一定の負荷電流Ｉで回転
駆動される。この実施例では上記電流設定器を昇温工程
中、熱処理中および降温工程中も定格電流値とセットす
るものとされているので、負荷電流Ｉ（IT）は常に一定
である。
バータ23でコントロールされた一定の負荷電流Ｉで回転
駆動される。この実施例では上記電流設定器を昇温工程
中、熱処理中および降温工程中も定格電流値とセットす
るものとされているので、負荷電流Ｉ（IT）は常に一定
である。
したがって、炉体１内空気の密度が大きい昇温工程中
ではその回転数が低いので、循環ファン11の吐出風量Ｑ
は定格風量900m3/minより少ない。この風量Ｑは炉体１
内空気温度が上昇するほどに増大する。
ではその回転数が低いので、循環ファン11の吐出風量Ｑ
は定格風量900m3/minより少ない。この風量Ｑは炉体１
内空気温度が上昇するほどに増大する。
なお、第２図中２点鎖線で示した風量（Ｑ）カーブは
従来運転方法の場合を示すものである。
従来運転方法の場合を示すものである。
かくして、設定温度Tsに昇温され熱処理を実施する場
合には、所定流量Ｑ（900m3/min）をもって循環される
ので炉体１内空気温度を均一に維持することができる。
合には、所定流量Ｑ（900m3/min）をもって循環される
ので炉体１内空気温度を均一に維持することができる。
降温工程においても同様である。
しかして、この実施例によれば、昇温（降温）工程中
に交流電動機13の負荷電流Ｉを一定として運転する方法
であるから、炉体１内の空気密度が大きい低温時におい
ても電動機13が過負荷となることなく、かつ熱処理工程
も最小的必要十分な軸動力で循環ファン11を回転するこ
とができる。よって、交流電動機13はもとより動力盤14
の小容量・小型化と消費電力の軽減との双方を達成しつ
つ安定した高品質熱処理ができる。
に交流電動機13の負荷電流Ｉを一定として運転する方法
であるから、炉体１内の空気密度が大きい低温時におい
ても電動機13が過負荷となることなく、かつ熱処理工程
も最小的必要十分な軸動力で循環ファン11を回転するこ
とができる。よって、交流電動機13はもとより動力盤14
の小容量・小型化と消費電力の軽減との双方を達成しつ
つ安定した高品質熱処理ができる。
また、定電流制御装置20によって実施され、定電流制
御装置20はインバータ23による周波数変換方式であるか
ら、交流電動機13,動力盤14の仕様を改変する必要がな
く、交流電動機13を従来の22KWから第２図の領域Ｂにお
いて選択した7.5KWに大幅に小容量とすることができ
る。
御装置20はインバータ23による周波数変換方式であるか
ら、交流電動機13,動力盤14の仕様を改変する必要がな
く、交流電動機13を従来の22KWから第２図の領域Ｂにお
いて選択した7.5KWに大幅に小容量とすることができ
る。
また、電流制御回路22には、電流設定器が設けられ負
荷電流Ｉを所望の値にセットできる構成とされているの
で、交流電動機13の小型化による節電に加え、当該熱処
理条件の許容範囲内でさらに負荷電流を低くセットした
運転ができるから、一段と消費電力の軽減ができかつ適
応性の広いものとなる。
荷電流Ｉを所望の値にセットできる構成とされているの
で、交流電動機13の小型化による節電に加え、当該熱処
理条件の許容範囲内でさらに負荷電流を低くセットした
運転ができるから、一段と消費電力の軽減ができかつ適
応性の広いものとなる。
さらに、電流制御回路22は、循環ファン11を停止した
ときにインバータ23へ最低周波数とするようにコントロ
ールすべき制御信号Ｓを出力するものと形成されている
ので、炉体１内の空気温度Ｔが厳寒時における極低温と
なり空気の密度が一段と大きい場合もあっても、交流電
動機13が一時的にも過負荷とならず安全である。
ときにインバータ23へ最低周波数とするようにコントロ
ールすべき制御信号Ｓを出力するものと形成されている
ので、炉体１内の空気温度Ｔが厳寒時における極低温と
なり空気の密度が一段と大きい場合もあっても、交流電
動機13が一時的にも過負荷とならず安全である。
さらにまた、一定電流制御であるから設定電流を熱処
理工程に最適な電流値をセットしておきさえすれば、昇
温（降温）工程中に格別の操作をする必要がなくかつ熱
処理工程との移行に際し何らの切替操作等も必要としな
い取扱容易なものとなる。とともに、昇温（降温）工程
における炉体１内空気の温度変化率が、一層の品質向上
達成のためにいかように設定されても、交流電動機13等
を焼損させてしまうことがない。
理工程に最適な電流値をセットしておきさえすれば、昇
温（降温）工程中に格別の操作をする必要がなくかつ熱
処理工程との移行に際し何らの切替操作等も必要としな
い取扱容易なものとなる。とともに、昇温（降温）工程
における炉体１内空気の温度変化率が、一層の品質向上
達成のためにいかように設定されても、交流電動機13等
を焼損させてしまうことがない。
［発明の効果］ 本発明は、以上の説明から明らかの通り、炉体内の高
温ガスを交流電動機で駆動される循環ファンによって循
環しつつワークの熱処理を行う熱処理炉において、昇温
（降温）工程中に交流電動機を一定の電流で回転制御す
る運転方法であるから、交流電動機・動力盤等の設備を
大幅に小型化できるとともに消費電力の軽減を達成する
ことができる優れた効果を有する。
温ガスを交流電動機で駆動される循環ファンによって循
環しつつワークの熱処理を行う熱処理炉において、昇温
（降温）工程中に交流電動機を一定の電流で回転制御す
る運転方法であるから、交流電動機・動力盤等の設備を
大幅に小型化できるとともに消費電力の軽減を達成する
ことができる優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明を実施するために好適な熱処理装置の全
体構成図、第２図は運転方法を説明するための図、およ
び第３図、第４図は従来例を示し第３図は熱処理装置の
概略図、第４図は回転数一定の運転方法を説明するため
の図である。 １……炉体、 ２……マッフル、 ３……ガス流路、 11……循環ファン、 13……交流電動機、 14……動力盤、 20……定電流制御装置、 21……電流検出器、 22……電流制御回路、 23……インバータ、 Ｔ……炉体内ガス温度、 Ts……設定温度、 Ｉ（IR,IS,IT）……負荷電流。
体構成図、第２図は運転方法を説明するための図、およ
び第３図、第４図は従来例を示し第３図は熱処理装置の
概略図、第４図は回転数一定の運転方法を説明するため
の図である。 １……炉体、 ２……マッフル、 ３……ガス流路、 11……循環ファン、 13……交流電動機、 14……動力盤、 20……定電流制御装置、 21……電流検出器、 22……電流制御回路、 23……インバータ、 Ｔ……炉体内ガス温度、 Ts……設定温度、 Ｉ（IR,IS,IT）……負荷電流。
Claims (1)
- 【請求項１】炉体内の高温ガスを交流電動機で駆動され
る循環ファンによって循環しつつワークの熱処理を行う
熱処理炉の運転方法であって、 少なくとも前記炉体内のガス温度が設定温度の近傍に昇
温するまで前記交流電動機を一定の電流で回転駆動する
ことを特徴とした熱処理炉の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019661A JP2641583B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 熱処理炉の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019661A JP2641583B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 熱処理炉の運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03225195A JPH03225195A (ja) | 1991-10-04 |
| JP2641583B2 true JP2641583B2 (ja) | 1997-08-13 |
Family
ID=12005431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019661A Expired - Lifetime JP2641583B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 熱処理炉の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2641583B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2524702T3 (es) * | 2008-07-24 | 2014-12-11 | Ipsen International Gmbh | Horno de retorta para el tratamiento térmico de piezas de trabajo metálicas |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6184317A (ja) * | 1984-10-01 | 1986-04-28 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 熱風循環式加熱炉の操炉方法 |
| JPS63197676U (ja) * | 1987-06-04 | 1988-12-20 |
-
1990
- 1990-01-30 JP JP2019661A patent/JP2641583B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03225195A (ja) | 1991-10-04 |
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