JP5422228B2 - Heat treatment furnace - Google Patents
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Description
本発明は、熱処理炉に関し、特に、工作物を加熱したときの温度分布の偏りを小さくでき、かつ、自らの内部の磨耗を少なくできる、熱処理炉に関する。 The present invention relates to a heat treatment furnace, and more particularly, to a heat treatment furnace that can reduce the deviation in temperature distribution when a workpiece is heated and can reduce wear inside itself.
特許文献1は、連続熱処理炉を開示する。この連続熱処理炉は、炉体の上部に設けられる軸流ファンと、その下に設けられる加熱装置と、その下に設けられるスリット板と、その下に設けられるビーム (ビームには工作物が吊下げられる)とを備える。特許文献1に記載されている連続熱処理炉によれば、人力を極力省き、生産性を向上させることができ、工作物の品質を均一にでき、かつ、熱効率を改善できる。 Patent Document 1 discloses a continuous heat treatment furnace. This continuous heat treatment furnace has an axial fan provided at the top of the furnace body, a heating device provided below it, a slit plate provided below it, and a beam provided below it (a workpiece is suspended on the beam). Can be lowered). According to the continuous heat treatment furnace described in Patent Document 1, it is possible to save human power as much as possible, improve productivity, uniform work quality, and improve thermal efficiency.
特許文献2は、高速昇温炉を開示する。この高速昇温炉は、耐火壁によって囲まれる。この耐火壁は、側面にワーク搬入口を有する。この高速昇温炉の下部に炉室(炉室にはバーナが設けられている)が設けられている。この高速昇温炉は、炉室内に同心的に配置された円筒状のワーク収納室と、ワーク収納室の上部開口側に設けられた循環ファンとを備える。ワーク収納室内部にはワークを載置する載置棚が設けられている。この載置棚と平行して炉室のワーク搬送口に連通したワーク搬送路が設けられている。ワーク搬送口の外壁面にはワーク搬送口を閉塞するための扉が開閉可能に設けられている。循環ファンを作動させることにより、バーナで加熱されたワーク収納室内の熱風は、上部開口より吸い上げられ炉室とワーク収納室との間の循環通路を渦流となって下降した後、再びバーナの炎とともにワーク収納室の下部開口よりワーク収納室へと導かれる。特許文献2に記載されている高速昇温炉によれば、工作物を急速に昇温して焼き鈍すことにより、成型時に工作物内部に蓄積した内部応力を効果的に除去し、寸法安定性を向上させることができる。 Patent document 2 discloses a high-speed heating furnace. This fast heating furnace is surrounded by a refractory wall. This fire wall has a work carry-in entrance on a side surface. A furnace chamber (a furnace is provided with a burner) is provided at the lower part of the fast heating furnace. The fast heating furnace includes a cylindrical workpiece storage chamber concentrically arranged in the furnace chamber, and a circulation fan provided on the upper opening side of the workpiece storage chamber. A placement shelf for placing workpieces is provided in the workpiece storage chamber. A workpiece transfer path communicating with the workpiece transfer port of the furnace chamber is provided in parallel with the mounting shelf. A door for closing the work transfer port is provided on the outer wall surface of the work transfer port so as to be openable and closable. By operating the circulation fan, the hot air in the work storage chamber heated by the burner is sucked up from the upper opening and descends as a vortex in the circulation passage between the furnace chamber and the work storage chamber. At the same time, it is led from the lower opening of the workpiece storage chamber to the workpiece storage chamber. According to the fast heating furnace described in Patent Document 2, the internal stress accumulated in the workpiece during molding is effectively removed by rapidly heating and annealing the workpiece, and dimensional stability. Can be improved.
しかしながら、特許文献1に開示された連続熱処理炉には、工作物の下部の中央付近の温度が低くなりやすいという問題点がある。 However, the continuous heat treatment furnace disclosed in Patent Document 1 has a problem that the temperature near the center of the lower part of the workpiece tends to be low.
特許文献2に開示された高速昇温炉を用いれば、工作物の下部の中央付近の温度が低くなりにくくなる。しかしながら、特許文献2に開示された高速昇温炉には、炉内が磨耗しやすいという問題点がある。 If the fast heating furnace disclosed in Patent Document 2 is used, the temperature near the center of the lower part of the workpiece is less likely to be lowered. However, the fast heating furnace disclosed in Patent Document 2 has a problem that the inside of the furnace is easily worn.
本発明は、このような問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、工作物を加熱したときの温度分布の偏りを小さくでき、かつ、自らの内部の磨耗を少なくできる、熱処理炉を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to reduce the temperature distribution unevenness when the workpiece is heated, and to reduce the wear inside itself. An object of the present invention is to provide a heat treatment furnace.
図面を参照して本発明の熱処理炉を説明する。なお、この欄で図中の符号を使用したのは、発明の内容の理解を助けるためであって、内容を図示した範囲に限定する意図ではない。 The heat treatment furnace of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the use of the reference numerals in the figure in this column is intended to assist understanding of the contents of the invention, and is not intended to limit the contents to the illustrated range.
上記課題を解決するために、本発明のある局面に従うと、熱処理炉は、扉28つき開口を有する炉体10と、送風装置12と、加熱装置14と、台20とを備える。送風装置12は、炉体内に収容されている。加熱装置14は、炉体10内に収容される。加熱装置14は、送風装置12の稼動によって生じた風を加熱する。台20は、炉体10内に収容される。台20には、加熱装置14により加熱された風が工作物100に衝突するように工作物100が置かれる。この場合、加熱装置14が、送風装置12の下に配置されている。台20が、加熱装置14の下に配置されている。熱処理炉は、加速部16と、隔壁18と、誘導部22と、減速部24とをさらに備える。加速部16は、加熱装置14と台20との間に配置される。加速部16は、加熱装置14が加熱した風を加速する。隔壁18は、炉体10内に収容され、かつ、台20に置かれた工作物100を囲む。誘導部22は、台20の下に配置される。誘導部22は、工作物100に衝突した風を台20の下から送風装置12へ誘導する。減速部24は、台20の下に配置される。減速部24は、工作物100に衝突した風を減速する。加速部16が、工作物100に風が当たるよう風を加速する。
In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, the heat treatment furnace includes a
加速部16は、工作物100に風が当たるよう、加熱装置14が加熱した風を加速する。加速された風が当たることで、工作物100の温度上昇速度は速くなる。それが速くなることで、それが速くない場合に比べ、風が工作物100に沿って速く流れる。風が工作物100に沿って速く流れるので、風が工作物100から離れて隔壁18の内部を漂う可能性が低くなる上、工作物100を加熱するための熱効率が改善される。これにより、風から工作物100の多くの部分へ多くの熱を与えることができる。その分、工作物100を均等に加熱することが容易にできる。さらに、台20の下に配置される減速部24が工作物100に衝突した風を減速するので、熱処理炉の内部の磨耗を促進する物質が風に含まれていたとしても、それが風から離れやすくなる。その結果、本発明のある局面に従う熱処理炉は、自らの内部の磨耗を少なくできる。
The
また、上述した加熱装置14が、流入口50および排出口52を有する加熱室42と、熱源40とを有することが望ましい。流入口50から風が流入する。排出口52から加熱された風が排出される。熱源40は、加熱室42に配置される。この場合、加速部16が、複数の管62を有する。この場合、複数の管62の断面積の和は、排出口52の開口面積よりも小さい。この場合、複数の管62は、隔壁18により囲まれた空間と加熱室42とを連通させるように並ぶ。
Moreover, it is desirable that the
複数の管62の断面積の和が、加熱室42の排出口の開口面積よりも小さい。これにより、風が加速される。さらに、送風装置12自体の能力のみによって風を生じさせる場合に比べ、構造材を小さくできる。
The sum of the cross-sectional areas of the plurality of
また、上述した複数の管62の中心軸が互いに平行であることが望ましい。
In addition, it is desirable that the central axes of the plurality of
複数の管62の中心軸が互いに平行なので、風が層流になりやすくなる。風が層流になると、その分、風同士が衝突して流速が低下することが回避される。それが回避されると、同様の能力の送風装置を備える熱処理炉に比べ、工作物を効率よく加熱できる。
Since the central axes of the plurality of
また、上述した管62の長さが管62の直径よりも長いことが望ましい。
Further, it is desirable that the length of the
管62の長さが管62の直径よりも長いので、風が層流になりやすくなる。風が層流になると、その分、風同士が衝突して流速が低下することが回避される。それが回避されると、同様の能力の送風装置を備える熱処理炉に比べ、工作物を効率よく加熱できる。
Since the length of the
また、上述した減速部24が、台20の下から送風装置12までの間に設けられており、かつ、風の流れを妨げる部材であることが望ましい。
Moreover, it is desirable that the
以上のように、本発明にかかる熱処理炉によれば、工作物を加熱したときの温度分布の偏りを小さくでき、かつ、自らの内部の磨耗を少なくできる。 As described above, according to the heat treatment furnace according to the present invention, it is possible to reduce the deviation of the temperature distribution when the workpiece is heated, and to reduce the wear inside itself.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1および2を参照しつつ、本実施形態にかかる熱処理炉の構成を説明する。本実施形態にかかる熱処理炉は、送風装置12と、加熱装置14と、吹出しノズルプレート16と、隔壁18と、ロストル20と、炉床部22と、砂除去板24と、電磁弁26と、扉28とを備える。
The configuration of the heat treatment furnace according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The heat treatment furnace according to the present embodiment includes a
送風装置12は、炉体10の最上部に配置される。送風装置12は、稼動することによって風を生じさせる。本実施形態において、送風装置12は、プレートファンである。送風装置12の能力すなわち送風装置12によって生じさせる風の風量は、工作物100の大きさにより決定される。
The
加熱装置14は、送風装置12の下に配置される。加熱装置14は、送風装置12の稼動によって生じた風を加熱する。加熱装置14の詳細な構成は後述する。
The
吹出しノズルプレート16は、加熱室42の下に配置される。吹出しノズルプレート16は、加熱装置14から排出されたガスを流速25m/秒以上に加速する。吹出しノズルプレート16の詳細な構成は後述する。
The
隔壁18は、工作物100を囲む。ロストル20は、加熱装置14により加熱された風が工作物100に衝突するように工作物100を置くための台である。炉床部22は、工作物100に衝突した風をロストル20の下から送風装置12へ誘導する。本実施形態においては、炉床部22は、炉体10と一体となっている。砂除去板24は、工作物100に衝突した後に炉床部22へ到達した風を減速させる。すなわち、本実施形態にかかる砂除去板24は、ロストル20の下から送風装置12までの間に設けられており、かつ、上述した風の流れを妨げる部材である。これにより、風に含まれている砂が炉床部22の底へ落ちるので、それらの砂が除去される。電磁弁26は、炉体10の内壁であって送風装置12の上流側にあたる箇所に配置される。電磁弁26を介して、炉体10の外部の空気が炉体10の内部へ吸入される。本実施形態において吸入される空気の量は、炉内の温度に影響を与えない程度の少ない量である。後述する燃焼筒つきバーナ40が熱を発生させたことにより低下した炉体10の内部の酸素濃度は、炉体10の外部の空気が吸入されることにより約10%に上昇する。扉28は、炉体10が有する開口を塞ぐ。工作物100は、この開口から、隔壁18に囲まれた空間(以下、本実施形態において、隔壁18に囲まれた空間を「処理室」と称する。)へ挿入され、ロストル20に載せられ、加熱される。加熱された工作物100は処理室から取出される。
The
図3を参照しつつ、本実施形態にかかる加熱装置14の構成を説明する。本実施形態にかかる加熱装置14は、燃焼筒つきバーナ40と、加熱室42とを有する。燃焼筒つきバーナ40のうち燃焼筒の先端部分は加熱室42の中央部に配置される。燃焼筒つきバーナ40は熱を発生させる熱源である。加熱室42は、送風装置12より風として送られたガスを、燃焼筒つきバーナ40から出た高温のガスと混合させる。加熱室42は、流入口50と、排出口52とを有する。送風装置12より送られた風は流入口50から流入する。燃焼筒つきバーナ40により加熱された風が排出口52から排出される。図3から明らかなように、本実施形態において送風装置12は2台備えられている。送風装置12が2台備えられているので、流入口50は2つある。本実施形態における排出口52は1つである。なお、加熱装置14は、燃焼筒つきバーナ40に代え、熱源として、電熱ヒーターを有していても良い。加熱装置14が燃焼筒つきバーナ40を有する場合、その燃焼筒つきバーナ40は、空気比1.3以上の過剰空気でも安定して燃焼出来るバーナであることが望ましい。
The configuration of the
図3を参照しつつ、本実施形態にかかる吹出しノズルプレート16の構成を説明する。本実施形態にかかる吹出しノズルプレート16は、第1プレート60と、多数のノズル管62と、第2プレート64とを有する。第1プレート60は、ノズル管62を加熱室42に接続するための部材である。第1プレート60は、多数の穴を有する。ノズル管62それぞれの内部は、この穴を介して加熱室42に連通している。ノズル管62の両端には、先端が取り除かれた円錐のような構造体が取り付けられている。ノズル管62の内径は、ノズル管62の全長よりも小さい。ノズル管62の中心軸は互いに平行で、上下方向を向いている。ノズル管62の中心軸が上下方向を向いているので、ノズル管62の開口が工作物100の方向を向いていることとなる。ノズル管62の開口が工作物100の方向を向いているので、工作物100にガスの風が当たることとなる。ただし、本実施形態においては、加熱室42へノズル管62を接続する場合において実現し得る程度の精度で平行であれば、厳密な意味での平行でなくとも、ノズル管62が互いに平行であるとみなす。ノズル管62は、第1プレート60および第2プレート64に溶接で固定される。ノズル管62の内部は、第1プレート60の各穴を介して加熱室42に連通している。第2プレート64は、隔壁18に接続される。第2プレート64も、多数の穴を有する。ノズル管62の内部は、第2プレート64の各穴を介して処理室に連通している。なお、第1プレート60に取り付けられているノズル管62すべての断面積の和は、加熱室42の排出口であって第1プレート60に対向するものの開口面積よりも小さい。
With reference to FIG. 3, the structure of the blowing
次に、本実施形態にかかる熱処理炉でのガスの動きと工作物100の温度上昇の推移と砂の脱落とについて説明する。
Next, the movement of the gas in the heat treatment furnace according to the present embodiment, the transition of the temperature rise of the
送風装置12は、稼動することによってガスの風を生じさせる。その風は、加熱装置14によって加熱される。加熱された風は、加熱室42から吹出しノズルプレート16に流れ込む。上述したように、第1プレート60に取り付けられているノズル管62すべての断面積の和は、加熱室42の排出口であって第1プレート60に対向するものの面積よりも小さい。これにより、加熱室42から吹出しノズルプレート16へ流れ込むガスの流速は速くなる。その結果、ガスは加速される。さらに、ノズル管62は、内径が全長よりも小さい管である。ノズル管62の内径が全長よりも小さいので、ノズル管62から処理室に流れ込んだガスの流れは層流となっている。ガスの流れが層流となっているので、処理室内においてガスは真下にまっすぐ向かう。ガスが真下にまっすぐ向かうので、ガス同士の衝突などによるそれらの流速の低下はあまりない。それらのガスは、工作物100に衝突する。工作物100に衝突する時、ガスのスピードは高速のままである。一般に、ガスのスピードが高速になるにつれ、工作物100に与える伝熱量が大きくなる。このため、本実施形態においても、高速のガスを工作物100に衝突させると、低速のガスを工作物100に衝突させる場合に比べ、工作物100を加熱するための熱効率が改善される。さらに、ガスのスピードによっては、ガスが衝突する衝撃によって工作物100の表面の空気層が破壊される。その場合、工作物100の表面の空気層が破壊されるので、工作物100の昇温速度が高くなる。
The
さらに、本実施形態において、工作物100に衝突したガスや工作物100の傍を通過したガスの大部分は、炉床部22へ向かう。これは、もともと流速が高いためである。それらのガスの大部分が炉床部22へ向かうため、工作物100全体が高温のガスに十分接触する。その結果、工作物100内の温度分布は均等に近付く。
Further, in the present embodiment, most of the gas that has collided with the
さらに、吹出しノズルプレート16から噴出したガスにより、工作物100の表面に付着した砂(鋳造の際に砂型枠の一部であったもの)へも衝撃がかかり、かつ、熱が伝えられる。砂に衝撃が与えられることにより、工作物100の表面から砂が早く脱落する。しかも、上述したように、炉体10の外部の空気が炉体10の内部へ入ることで、炉体10の内部を循環するガスの酸素濃度は約10%になっている。砂がガスによって加熱されており、かつ、ガスの酸素濃度は約10%となっているので、砂同士を結合しているレジンの変質が促進される。レジンの変質が促進されるので、砂の脱落も促進される。脱落した砂は、工作物100に衝突したガスや工作物100の横を通過したガスの中を漂う。これにより、脱落した砂も炉床部22へ向かうこととなる。
Further, the gas ejected from the
ガスや砂は、炉床部22で反転し、隔壁18と炉体10との間を通って炉体10の内部を上昇する。炉床部22に砂除去板24が取り付けられている。砂除去板24が、ガス内を漂う砂の一部を除去する。この際、ガスが減速する。減速したガスは、隔壁18と炉体10との間を通って炉体10の内部を上昇する間に、さらに減速する。本実施の形態におけるこの時点の流速は5m/秒以下である。ガスが減速することで、ガスの内部を漂う砂は炉床部22へ戻る。ガスから除去された砂は、炉床部22の底に設けられている集積ホッパーを経て炉の外に排出される。砂が除去されることにより、その砂が送風装置12に入ることによる炉内装備品の摩耗は抑制される。
The gas and sand are reversed at the
以上のようにして、本実施形態にかかる熱処理炉によれば、工作物100を加熱したときの温度分布の偏りを小さくでき、工作物100の内部応力をよく除去することができ、かつ、自らの内部の磨耗を少なくできる。以下、これらのことを具体的に説明する。
As described above, according to the heat treatment furnace according to the present embodiment, the deviation of the temperature distribution when the
特許文献1に開示されているような古くからある熱処理炉は、対流による伝熱を利用して工作物を加熱している。対流による伝熱が利用されるので、高速かつ高温のガスを発生させる燃焼室と工作物を加熱する加熱室とは同じ温度でなければならない。このため、そのような熱処理炉によって工作物を迅速に加熱しようとすると、大容量の軸流ファンを必要とする。さらに、そのような熱処理炉は、工作物を炉内で搬送するためのトレーやバスケットなどを必要とする。このことが、トレーやバスケットの温度上昇のために熱が費やされることを意味する。トレーやバスケットの温度上昇のために熱が費やされることは、大容量の軸流ファンの必要性を高くする。 An old heat treatment furnace as disclosed in Patent Document 1 uses a heat transfer by convection to heat a workpiece. Since heat transfer by convection is used, the combustion chamber that generates high-speed and high-temperature gas and the heating chamber that heats the workpiece must be at the same temperature. For this reason, in order to quickly heat a workpiece by such a heat treatment furnace, a large capacity axial fan is required. Furthermore, such heat treatment furnaces require trays, baskets and the like for transporting workpieces in the furnace. This means that heat is expended to raise the temperature of the tray or basket. The fact that heat is consumed for the temperature rise of trays and baskets increases the need for large capacity axial fans.
ところが、大容量の軸流ファンを熱処理炉に組み込むことは困難である。それが困難なので、工作物を迅速に加熱することも困難である。まして、高速で流れる高温のガスを工作物に衝突させることは困難である。古くからある熱処理炉のガスの最大速度は2m/分程度である。 However, it is difficult to incorporate a large capacity axial fan into the heat treatment furnace. Because it is difficult, it is also difficult to heat the workpiece quickly. Moreover, it is difficult for high-temperature gas flowing at high speed to collide with the workpiece. The maximum gas velocity of heat treatment furnaces that have been around for a long time is about 2 m / min.
さらに、古くからある熱処理炉のうち軸流ファンがガスを送り出す方向を下向きにするタイプのものの場合、工作物に当たったガスや工作物の傍を通り抜けたガスはそれらのガスの吸引部(それらのガスを軸流ファンへ戻すための通路の入口)に集まる。吸引部にガスが集まるので、工作物のうち吸引部から離れた部分の温度はあまり高くならない。 Furthermore, in the case of an old type heat treatment furnace whose axial flow fan sends the gas downward, the gas that hits the workpiece and the gas that passes through the workpiece is the suction section of those gases (they At the entrance of the passage for returning the gas to the axial fan. Since gas collects in the suction part, the temperature of the part of the workpiece away from the suction part is not so high.
工作物内の温度分布を均等に近づけるため、特許文献2に開示されたように軸流ファンがガスを送り出す方向を上向きとすることがある。このようにすると、ガスは、炉の天井から内壁を伝って炉の底へ下りていく。 In order to make the temperature distribution in the workpiece close to uniform, the direction in which the axial fan sends out gas may be upward as disclosed in Patent Document 2. In this way, the gas descends from the ceiling of the furnace along the inner wall to the bottom of the furnace.
このようにする場合、砂が付着している工作物を加熱すると、軸流ファンの羽根の摩耗が進みやすいという問題点がある。この問題が生じるのは、軸流ファンと工作物との間隔が近いことに起因する。その間隔が近いと、軸流ファンと工作物との間においてガスの速度が部分的に速くなるためである。ガスの速度が速くなることで、軸流ファンが砂を吸い込む。この砂が、軸流ファンの羽根の磨耗を激しくしている。この問題があるため、大容量の軸流ファンを搭載することはできない。ちなみに、軸流ファンがガスを送り出す方向を上向きにすると、それを下向きにした場合に比べ、炉内全体におけるガスの平均速度が低くなる。それが低くなるので、ガス内を漂う砂は効果的に除去される。 In this case, there is a problem that when the workpiece to which the sand is attached is heated, the blades of the axial fan are easily worn. This problem is caused by the close distance between the axial fan and the workpiece. This is because the gas velocity is partially increased between the axial fan and the workpiece when the distance is close. As the gas speed increases, the axial fan sucks sand. This sand makes the blades of the axial fan severely worn. Because of this problem, large capacity axial fans cannot be installed. Incidentally, when the direction in which the axial flow fan sends out gas is upward, the average gas velocity in the whole furnace is lower than when the axial fan is directed downward. Because it is lower, sand floating in the gas is effectively removed.
以上の説明から明らかなように、従来の熱処理炉によれば、工作物の温度を迅速に高めることは困難である。仮に温度を高め得たとしても、工作物内における温度分布が偏りやすかったり、軸流ファンの羽根の摩耗が進みやすくなったりする。 As is apparent from the above description, according to the conventional heat treatment furnace, it is difficult to quickly increase the temperature of the workpiece. Even if the temperature can be increased, the temperature distribution in the workpiece is likely to be biased, or the wear of the blades of the axial fan is likely to proceed.
さらに、特許文献2に開示された高速昇温炉の場合、熱処理運転中の工作物の出し入れ時に扉を開閉する。扉を開閉するので、炉内のガスの流出や炉外からの外気の侵入により炉内温度が下がる。炉内温度が下がると炉内の加熱ゾーンにおける工作物の昇温が悪くなる。さらに、均熱ゾーンにおける工作物の焼き戻し温度が規定以下の温度になれば工作物の性能に悪影響が生じる。 Furthermore, in the case of the fast heating furnace disclosed in Patent Document 2, the door is opened and closed when the workpiece is taken in and out during the heat treatment operation. Since the door is opened and closed, the furnace temperature decreases due to outflow of gas in the furnace and intrusion of outside air from the outside of the furnace. When the furnace temperature falls, the temperature rise of the workpiece in the heating zone in the furnace becomes worse. Furthermore, if the tempering temperature of the workpiece in the soaking zone is below a specified temperature, the performance of the workpiece is adversely affected.
これに対し、本実施形態にかかる熱処理炉は、吹出しノズルプレート16を有している。吹出しノズルプレート16は、加熱装置14が加熱した風を加速する。風が加速されるので、送風装置12の能力を上げなくても、工作物100へ高速の風としてガスを衝突させることができる。これにより、工作物の温度を迅速に上げることができる。さらに、ガスが高速の風として流れているので、工作物100に衝突したガスや工作物100の横を通過したガスがそのまま炉床部22に達する。ガスがそのまま炉床部22に達するので、ガスが上述した吸引部にあたる部分に集まることが抑制される。それが抑制されるので、工作物100の内部における温度分布を均等に近づけることが容易である。それが容易なので、工作物100の内部応力はよく除去される。工作物100の内部応力がよく除去されるので、この工作物100をさらに加工することで完成する製品の品質は高いものとなる。その上、吹出しノズルプレート16が加速した風がエアーカーテンの役割を果たすので、扉28を開閉しても外部の空気が大量に入ることはほとんどない。
On the other hand, the heat treatment furnace according to the present embodiment has a
本実施形態にかかる熱処理炉は、炉内を高速に循環するガスが高濃度の酸素を含んでおり、かつ、工作物100に付着した砂へガスが高速で衝突するので、工作物100に付着している砂を効率よく除去できる。砂が効率よく除去されるので、熱処理時間が短縮される。熱処理時間が短縮されると、大きな省エネルギー効果が得られる。
In the heat treatment furnace according to the present embodiment, the gas circulating at a high speed in the furnace contains high-concentration oxygen, and the gas collides with the sand attached to the
上述したように、本実施形態にかかる熱処理炉は、送風装置12の能力がそれほど高くなくても、工作物100に高速でガスを衝突させることができる。その分、同様の能力を持つ従来の熱処理炉に比べ、送風装置12や加熱装置14の能力を小さくできる。送風装置12や加熱装置14の能力が小さい分、同様の能力を持つ従来の熱処理炉に比べ、本実施形態にかかる熱処理炉は小さい。小さい分、設置に必要なスペースも小さくなる。送風装置12や加熱装置14の能力が小さい分、同様の能力を持つ従来の熱処理炉に比べ、炉体10の構造材を簡素なものにできる。設置に必要なスペースが小さくなることに加え、炉体10の構造材を簡素なものにできるので、同様の能力を持つ従来の熱処理炉に比べ、設備費用が安くなる。
As described above, the heat treatment furnace according to the present embodiment can cause the
さらに、本実施形態にかかる熱処理炉は、砂除去板24を備える。砂除去板24を備えるので、ガス内を漂う砂が効率よく除去される。砂が除去されるので、送風装置12における磨耗は低く抑えられる。その上、本実施形態にかかる熱処理炉において、送風装置12は、風に砂が混入する場所(工作物100の表面)から見て、最も下流に当たる位置に配置されている。この間、風に混入した砂は順次除去される。砂が除去されるので、風が送風装置12に到達する頃には、風の中の砂はかなり少なくなっている。砂が少なくなっているので、送風装置12の羽根の磨耗が抑制される。
Furthermore, the heat treatment furnace according to the present embodiment includes a
今回開示された実施形態はすべての点で例示である。本発明の範囲は上述した実施形態に基づいて制限されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更をしてもよいのはもちろんである。 The embodiments disclosed herein are illustrative in all respects. The scope of the present invention is not limited based on the above-described embodiment, and various design changes may be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、電磁弁26は設けられていなくとも良い。また、送風装置12の数や燃焼筒つきバーナ40の数は特に限定されない。それらの数は、処理しようとする工作物100の大きさや数などに応じて定められることが望ましい。また、ノズル管62は、先端が取り除かれた円錐のような部分が両端になくともよい。ノズル管62の長さは、その直径以下であってもよい。ノズル管62の中心軸は、互いに異なる方向を向いていてもよい。
For example, the
なお、上述したように、本実施形態にかかる熱処理炉は、同様の能力を持つ従来の熱処理炉に比べて小さいので、鋳造機の近くに設置しやすい。本実施形態にかかる熱処理炉が鋳造機の近くに設置されており、かつ、鋳造後すぐに炉へ工作物100が投入されれば、鋳造時に発生した熱が冷却されるまでに、本実施形態にかかる熱処理炉での熱処理が開始される。そうなると、余熱が有効に使用されるので、省エネルギーを図ることができる。この場合、炉内に複数の熱源を設け、多帯に分割し、かつ、各々を制御するような複雑な構造は必要でなくなる。さらに、この場合、温度制御を簡素化することも可能となる。
Note that, as described above, the heat treatment furnace according to the present embodiment is smaller than a conventional heat treatment furnace having the same ability, and thus can be easily installed near the casting machine. If the heat treatment furnace according to the present embodiment is installed near the casting machine and the
10 炉体
12 送風装置
14 加熱装置
16 ノズルプレート
18 隔壁
20 ロストル
22 炉床部
22 誘導部
24 砂除去板
26 電磁弁
28 扉
40 燃焼筒つきバーナ
42 加熱室
50 流入口
52 排出口
60 プレート
62 ノズル管
64 プレート
100 工作物
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記炉体内に収容されている送風装置と、
前記炉体内に収容され、前記送風装置の稼動によって生じた風を加熱するための加熱装置と、
前記炉体内に収容され、前記加熱装置により加熱された風が工作物に衝突するように前記工作物を置くための台とを備える熱処理炉であって、
前記加熱装置が、前記送風装置の下に配置されており、
前記台が、前記加熱装置の下に配置されており、
前記加熱装置と前記台との間に配置され、前記加熱装置が加熱した前記風を加速する加速部と、
前記炉体内に収容され、かつ、前記台に置かれた前記工作物を囲む隔壁と、
前記台の下に配置され、前記工作物に衝突した前記風を前記台の下から前記送風装置へ誘導する誘導部と、
前記台の下に配置され、前記工作物に衝突した前記風を減速する減速部とをさらに備え、
前記加速部が、前記工作物に前記風が当たるよう前記風を加速することを特徴とする、熱処理炉。 A furnace body having an opening with a door;
A blower housed in the furnace body;
A heating device housed in the furnace and for heating the wind generated by the operation of the blower;
A heat treatment furnace comprising: a table for placing the workpiece so that wind heated by the heating device and impinged on the workpiece is contained in the furnace body;
The heating device is disposed under the blower;
The platform is disposed under the heating device;
An accelerating unit that is disposed between the heating device and the table and accelerates the wind heated by the heating device;
A partition wall enclosed in the furnace body and surrounding the workpiece placed on the table;
A guiding unit that is disposed under the table and guides the wind that has collided with the workpiece from the bottom of the table to the blower;
A decelerating portion disposed under the table and decelerating the wind that has collided with the workpiece;
The heat treatment furnace, wherein the acceleration unit accelerates the wind so that the wind hits the workpiece.
前記風の流入口、および、加熱された前記風が排出される排出口を有する加熱室と、
前記加熱室内に配置される熱源とを有し、
前記加速部が複数の管を有しており、
前記複数の管の断面積の和が、前記排出口の開口面積よりも小さく構成されており、
前記複数の管が、前記隔壁により囲まれた空間と前記加熱室とを連通させるように並ぶことを特徴とする、請求項1に記載の熱処理炉。 The heating device is
A heating chamber having an inlet for the wind and an outlet through which the heated wind is discharged;
A heat source disposed in the heating chamber,
The acceleration unit has a plurality of tubes;
The sum of the cross-sectional areas of the plurality of tubes is configured to be smaller than the opening area of the discharge port,
2. The heat treatment furnace according to claim 1, wherein the plurality of tubes are arranged to communicate the space surrounded by the partition walls with the heating chamber.
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