JP3192659U

JP3192659U - 連続式箱型炉構造

Info

Publication number: JP3192659U
Application number: JP2014002647U
Authority: JP
Inventors: 滄龍曾
Original assignee: 金元達金屬股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2014-05-22
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2014-08-28
Anticipated expiration: 2024-05-22

Abstract

【課題】固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）用高クロムステンレス基板の熱処理を連続して行う連続式箱型炉構造を提供する。【解決手段】炉体２０のフィード端に独立予熱炉３０を設置し、炉体２０を昇温区２１、浸炭区２２、拡散区２３、降温区２４、冷却油槽２５に区画し、各作業区の間には可動式ゲイト４０を設置して各区の雰囲気を独立に制御し、コンベアローラー１０により各作業区に連続して加工物件１を順番に各作業区に移送し、コンピューターにより、加工物件１の各作業区における停留時間及び作業温度を自動的にコントロールする。【選択図】図５

Description

本考案は、連続式箱型炉構造に関し、特にコンベアローラーによって、加工物件を炉体に区画する予熱、昇温、浸炭、拡散、降温及び冷却等作業区に順番に移送し、通過させて、高クロム材質ステンレス基板の熱処理を行う連続式箱型炉構造に関する。

一般の高クロム材質のステンレス鋼板では、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）用クロム基ステンレス基板等として用いるには、加工後の強度、硬度が明確に不足し、全体的構造強度に影響を及ぼしている。
これは、産業上の利用において著しく不利である。

この問題を解決するため、業界では高温加熱を利用する方法が開発された。
それは、ステンレス基材に、浸炭及び拡散のプロセスを施し、これらの熱処理により、その構造密度及び強度は顕著に向上する。
こうして、ステンレス基板に、より高い産業上の利用価値を備えさせることができる。

しかし、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）高用クロムステンレス基板に浸炭、拡散の熱処理作業を行うには、専用の炉体設備がない。
そのため、通常の作業では、ステンレス基板を高温燃焼可能な炉内に入れ、一定の温度及び時間で加熱し、浸炭、拡散の熱処理効果を生じさせ、取り出して、降温による冷却定型作業を行い、こうして固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）高用クロムステンレス基板としての強度、高度を向上するという所期の目的を達成している。

上述の作業においては、ステンレス基板を予熱せずに、ダイレクトに高温燃焼炉内に入れて加熱するため、ステンレス基材は急速加温の過程において、温度の急激な上昇により変形を生じ、不良品ができ易い。
さらに、その加熱温度と時間を、的確にコントロールできないため、加工品質を安定的に維持することが難しい。
これにより、冷却時間が延長されるばかりか、無駄な熱エネルギーが消費されており、省エネを図る原則に合わず、コストパフォーマンスも悪いと言わざるを得ない。
本考案は、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）用高クロムステンレス基板の浸炭、拡散の熱処理プロセスに用いる従来の炉構造の上記した欠点に鑑みてなされたものである。

特開２００４−１２１８９９号公報

本考案が解決しようとする課題は、従来の固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）用高クロムステンレス基板の熱処理作業では専用炉体設備がないために発生する問題と欠点を解決し、ステンレス基板の熱処理作業において作業を一貫して行うことができる連続式箱型炉構造を提供することである。

上記課題を解決するため、本考案は下記の連続式箱型炉構造を提供する。
連続式箱型炉構造は、従来のステンレス基板の熱処理作業において存在する問題を解決でき、
炉体の構造を区画し、ステンレス基板は連続した予熱、昇温、浸炭、拡散、降温及び冷却等作業区を通過し、熱処理作業を施され、これにより、安定した作業品質を達成することができる。

本考案の連続式箱型炉構造は、構造を区画することで、ステンレス基板の熱処理作業において、加工物件は各作業区を順番に通過し、コンピューター制御により、加工物件の各作業区における停留時間及び作業温度を自動的にコントロールし、これにより加工作業全体を一貫して達成可能で、作業性能と品質全体を高めることができ、最良の産業上の利用性と経済利益を達成することができる。

本考案一実施形態のシステム配置透視図である。本考案一実施形態の構造関係を示す俯瞰模式図である。本考案一実施形態のゲイト開放状態における構造関係を示す側視模式図である。本考案一実施形態のゲイト閉鎖状態における構造関係を示す側視模式図である。本考案一実施形態の作業時の構造関係を示す模式図である。本考案一実施形態の構造配置を示す俯瞰模式図である。本考案一実施形態の別種の構造配置を示す俯瞰模式図である。本考案一実施形態の構造配置を示す正視模式図である。

以下に図面を参照しながら本考案を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１のシステム配置透視図、図２〜５の構造関係模式図に示すように、本考案の一実施形態は、高クロム材質のステンレス基材等の加工物件１の搬送に用いるコンベアローラー１０を設置する。

コンベアローラー１０上方には、連続式箱型炉の炉体２０を設置する。

炉体２０の炉壁内側には、電熱管或いは他の型式の加熱部材２０１を設置する。

該炉体２０の入口端片側には、ガス或いは他の型式を熱源とする独立予熱炉３０を設置する。

該炉体２０は、入口端から出口端まで順番に、昇温区２１、浸炭区２２、拡散区２３、降温区２４、冷却油槽２５を配置する。

該冷却油槽２５は、水冷式、空冷式、油冷式或いは塩溶液式を採用する。

該炉体２０の入口端、出口端、及び各作業区が相互に隣接する部位、及び独立予熱炉３０の入／出口には、可動式ゲイト４０をそれぞれ設置し、該各ゲイト４０により、各作業区を独立して区画する。

こうして、独立した作業区間内で、干渉や影響を受けることなく、加工物件１に対して、安定した作業プロセスを施すことができる。

前述の各作業区の作業温度、加工物件１の各作業区における停留時間、及び各ゲイト４０の昇降開閉は、コンピューター制御設備に接続して設定とコントロールが行われ、本考案の全体構造を構成する。

図６〜８の構造配置模式図に示すように、箱型炉の構造により、本考案はさらに、独立予熱炉３０及び炉体２０内部の所定の位置に、安全弁２及び排気孔３をそれぞれ設置する。

安全弁２及び排気孔３を設置することで、炉圧の上昇により起こり得る安全性における危険を回避することができる。

また、独立予熱炉３０、炉体２０の昇温区２１及び浸炭区２２内には、少なくとも一組或いは一組以上のファン４（浸炭区２２の空間は大きいため、より多くのファンを設置する）を設置する。

これにより、雰囲気を攪拌し、内部温度をより均一にする。

同時に、独立予熱炉３０及び炉体２０の昇温区２１、浸炭区２２、拡散区２３内部には、少なくとも一組或いは一組以上の温度計５（浸炭区２２の空間は大きいため、より多くの温度計を設置する）を設置する。

これにより、その内部の温度を計測することができる。

炉体２０の昇温区２１、浸炭区２２及び拡散区２３には、予定数量のメタノール６（炉内に注入する保護気体）をそれぞれ充填する。

昇温区２１及び浸炭区２２には、予定数量の窒素７（炉内に注入する保護気体）をそれぞれ充填する。

昇温区２１及び浸炭区２２内には、酸素測定棒８を取り付け、内部の酸素含有量を測定する。

上記した構造により構成する本考案連続式箱型炉を用いて、高クロム材質のステンレス基材の隙間充填作業を行う際には、コンベアローラー１０を利用し、加工物件１を独立予熱炉３０内に入れて予熱を行い、加工物件１を常温から予定温度（約０℃〜５００℃）まで加熱する。

約１５分間停留させ加温を続けた後、再びコンベアローラー１０により加工物件１を炉体２０の昇温区２１に移送して、加温を継続し、加工物件１を予定温度（約５００℃〜７５０℃）まで加熱する。

約３０分間停留させた後、コンベアローラー１０により、加工物件１を浸炭区２２へと移動させ、加工物件１を予定温度（約７５０℃〜９３０℃）まで加熱し、約１２０分間停留させて浸炭作業を行う。

その後、コンベアローラー１０は加工物件１を拡散区２３へと移送し、加工物件１の温度は予定温度（約９３０℃〜８６０℃）まで降下される。

ここで、約４０〜６０分間停留し、加工物件１の隙間は完全に埋められる。

その後、再びコンベアローラー１０は、加工物件１を降温区２４へ移送し、約３０分間停留し、加工物件１の温度は８６０℃から約８３０℃まで降下される。

最後に、コンベアローラー１０により加工物件１を冷却油槽２５に移送し、加工物件１の温度を、８３０℃から常温状態まで冷却し、作業プロセス全体を完成する。

その一貫した作業過程全体において、該加工物件１が各作業区に停留する際には、隣接する作業区の可動ゲイト４０は閉鎖状態を呈するため、加工物件１は区隔された独立した雰囲気作業環境下で予定の作業を施される。

こうして、他の作業区の作業環境の影響を回避することができ、全体の作業性能を向上させられ、作業の安定性と品質の向上を確保することができ、極めて良好な産業利用性と実用性を実現することができる。

上記した説明により明らかなように、本考案の連続式箱型化炉構造は、その構造により、高クロム材質のステンレス基板等加工物件の予熱、昇温、浸炭、拡散、降温及び冷却等作業プロセスにおいて、コンベアローラーによって連続して移送し、コンピューター制御設備を対応させて設定とコントロールを行い、一貫した自動作業を達成することができる。

こうして、その作業効率を効果的に高めることができるばかりか、作業品質を安定的に把握でき、同時に、加工物件の違いに応じて、温度及び停留時間を設定できるため、さまざまな材料の加工に適用させることができ、極めて高い産業上の利用性と実用性を備えている。

すなわち、本考案の連続式箱型炉構造は、炉体を多数の作業区間に区分し、コンベアローラーによる移送を対応させることで、加工物件の予熱、昇温、浸炭、拡散、降温及び冷却作業において、一貫した自動化作業を達成し、作業効率及び加工品質を、顕著に向上させることができる。

上記の本考案名称と内容は、本考案技術内容の説明に用いたのみで、本考案を限定するものではない。本考案の精神に基づく等価応用或いは部品（構造）の転換、置換、数量の増減はすべて、本考案の保護範囲に含むものとする。

本考案は実用新案登録の要件である新規性を備え、従来の同類製品に比べ十分な進歩を有し、実用性が高く、社会のニーズに合致しており、産業上の利用性は非常に大きい。

１加工物件
２安全弁
３排気孔
４ファン
５温度計
６メタノール
７窒素
８酸素測定棒
１０コンベアローラー
２０炉体
２０１加熱部材
２１昇温区
２２浸炭区
２３拡散区
２４降温区
２５冷却油槽
３０独立予熱炉
４０ゲイト

Claims

連続式箱型炉構造であって、独立予熱炉、炉体、コンベアローラー、複数の可動式ゲイト、コンピューター制御設備からなり、
該独立予熱炉は、該炉体の入口端に設置し、これにより加工物件に対して予熱作業を行い、
該炉体は、入口端から出口端へと順番に、昇温区、浸炭区、拡散区、降温区及び冷却油槽が配置されて一貫した作業区を構成し、
該コンベアローラーは、該独立予熱炉及び該炉体下方に設置されて加工物件を移送して該独立予熱炉及び該炉体の各作業区を順番に通過させ、
該複数の可動式ゲイトは、該独立予熱炉入／出口、及び該炉体の入口端、出口端と各作業区が相互に隣接する部位に設置し、これにより各作業区は独立して区隔され、
該コンピューター制御設備は、上記炉体、コンベアローラー及び複数の可動式ゲイトに接続し、該各作業区の作業温度、加工物件の該各作業区における停留時間及び該各ゲイトの昇降開閉を設定及びコントロールすることを特徴とする連続式箱型炉構造。
前記独立予熱炉及び該炉体内部の予定位置にはさらに、安全弁及び排気孔をそれぞれ設置することを特徴とする請求項１に記載の連続式箱型炉構造。
前記独立予熱炉、該炉体の昇温区及び浸炭区内には、少なくとも一組或いは一組以上のファンをそれぞれ設置することを特徴とする請求項１に記載の連続式箱型炉構造。
前記独立予熱炉及び炉体の昇温区、浸炭区、拡散区内部には、少なくとも一組或いは一組以上の温度計をそれぞれ取り付けることを特徴とする請求項１に記載の連続式箱型炉構造。
前記炉体の昇温区、浸炭区、拡散区には、予定数量のメタノールをそれぞれ注入するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の連続式箱型炉構造。
前記炉体の昇温区、浸炭区には、予定数量の窒素をそれぞれ注入するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の連続式箱型炉構造。
前記炉体の昇温区、浸炭区内には、酸素測定棒をそれぞれ設置することを特徴とする請求項１に記載の連続式箱型炉構造。
前記独立予熱炉は、加工物件を常温から約５００℃まで加熱し、その加工物件の停留時間は約１５分間であることを特徴とする請求項１に記載の連続式箱型炉構造。
前記昇温区は、加工物件を５００℃から約７５０℃まで加熱し、その加工物件の停留時間は約３０分間であることを特徴とする請求項１に記載の連続式箱型炉構造。
前記浸炭区は、加工物件を７５０℃から約９３０℃まで加熱し、その加工物件の停留時間は約１２０分間であることを特徴とする請求項１に記載の連続式箱型炉構造。
前記拡散区は、加工物件を９３０℃から約８６０℃まで冷まし、その加工物件の停留時間は約４０〜６０分間であることを特徴とする請求項１に記載の連続式箱型炉構造。
前記降温区は、加工物件を約８３０℃まで冷まし、その加工物件の停留時間は約３０分間であることを特徴とする請求項１に記載の連続式箱型炉構造。
前記独立予熱炉は、ガスを熱源として採用することを特徴とする請求項１に記載の連続式箱型炉構造。
前記冷却油槽は、水冷式、気冷式、油冷式或いは塩溶液式の冷却油槽の内の何れかを選択することを特徴とする請求項１に記載の連続式箱型炉構造。