JP5737385B2 - 熱風循環炉 - Google Patents
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Description
すなわち、上記した一般的な熱風循環炉も含めた従来の熱風循環炉では、被処理物の熱処理温度を上記した温度プロファイルに基づいた温度制御とはなっていない。
請求項1にかかる本発明が上記した構成を有することによって、送風機から送り出されるガスは、その全量が単一の循環通路を通じて一方向に循環して送風機に戻るが、送風機は熱処理室の出口近くにあって、その吐出口は、循環通路の下流方向となるように設けられ、経路的に熱処理室の入口から遠く離れているため、送風機の吐出口近くで発生する気流の乱れは、循環通路や熱源を通過するうちに、抵抗を受けて安定した均等な流れとなって、熱処理室内の被熱処理物に対して吹き付けることになる。また、熱処理室内の被熱処理物が、熱処理室の中央に位置する軸を中心に水平回転可能に設けられているので、熱処理室内を通過するガスが水平な流れとなる。そのため、焼成などの熱処理のばらつきを未然に防止することができる。
請求項1にかかる本発明は、特に、熱処理室の出口に、循環するガスの温度検出部が設けられているため、当該温度検出部で検出されたガスの温度情報を熱源にフィードバックし、熱源の温度を制御することが可能となり、熱処理室内の被熱処理物の熱処理温度を正確に制御することができる。すなわち、熱処理室内の被熱処理物の温度制御は、温度検出部で検出されたガスの温度情報に基づいて、設定された温度プロファイルに追従させることが可能となる。
仮に、温度検出部を炉室内の中央または熱源の近傍に配置した場合、熱処理室の外周部における実態温度まで把握した温度制御とはなっていないので、被熱処理物の蓄熱量に応じて当該被熱処理物の実態温度は、設定された制御温度以下の温度となってしまい、設定された温度プロファイルに追従した温度制御が困難なものとなる。そのため、熱処理室内の被熱処理物に対し十分な熱量を与えられず、被熱処理物の品質を低下させるものとなる。
それに対して、請求項1にかかる本発明のように、熱処理室の出口に温度検出部を配置し、つまり、熱処理室での熱処理により被熱処理物にて熱交換が完了した後のガスの温度を検出し、当該検出したガスの温度に基づいて、熱処理室内の被熱処理物の温度を設定された温度に制御することが可能となる。
また、請求項1にかかる本発明では、上記した構成を有することによって、循環通路内を循環するガスを加熱する熱源とは別個に設けられた温度補償用の熱源が、熱処理室に流入するガスの温度を制御する。この場合、温度補償用の温度検出部は、当該温度補償用の熱源と同じ高さの循環通路内のガスの温度を検出し、検出した当該ガスの温度情報を温度補償用の熱源にフィードバックすることが可能となり、当該温度補償用の熱源の温度が制御されることによって、熱処理室に流入するガスの温度が制御されて補完される。
さらに、請求項1にかかる本発明では、熱処理室の出口に配置され、循環通路内を循環するガスの温度検出部で検出されたガスの温度情報が、熱源にフィードバックされるとともに、熱処理室の出口で、且つ、温度補償用の熱源と同じ高さに配置され、温度補償用の温度検出部で検出された温度情報が、温度補償用の熱源にフィードバックされることが可能となり、この2つの温度検出部の協働作用によって、熱処理室内の熱処理用匣の熱処理温度を正確に制御することができる。すなわち、熱処理室内の熱処理用匣の温度制御は、熱源を制御する温度検出部および補償用の熱源を制御する補償用の温度検出部の温度情報に基づいて、設定された温度プロファイルに追従させることが可能となる。
請求項2にかかる本発明は、請求項1にかかる発明に従属する発明であって、熱処理室は、熱処理室内の高さ方向に積載された被熱処理物を収納する熱処理用匣を含み、温度検出部は、熱処理室の出口で、且つ、熱処理室の高さ方向の中段部に設けられることを特徴とする、熱風循環炉である。
請求項2にかかる本発明では、上記した構成を有することによって、熱処理用匣内に収納された被熱処理物の温度を設定した温度プロファイルに追従する温度制御が可能となり、当該被熱処理物の高さ方向の温度のばらつきを低減することができる。そのため、熱理用匣内の被熱処理物に対して十分な熱量を与えることが可能となり、熱処理の品質の低下を防止することが可能となっている。
すなわち、熱処理室の入口から入り、安定した均等な流れとなって、熱処理室内の熱処理用匣に対して吹き付けられたガスは、熱処理用匣を熱処理室の中央に位置する軸を中心に水平に回転させることで、熱処理室の出口から当該熱処理室の出口へと水平に流れ出る。そのため、上記した温度検出部を熱処理室の出口で且つ熱処理室の高さ方向の中段部に配置させ、熱処理室の中央部の出口から出てくるガスの温度を検出することによって、当該熱処理室内の積載された熱処理用匣の積載方向における実態温度を把握した温度制御とすることが可能となっている。なお、この場合、熱処理室内における熱処理用匣の積み方、例えば、上下方向(積載方向)の間隔および熱処理用匣の厚み等に関しては依存性がなく、熱処理室内での熱処理温度のばらつきは低減されるものとなる。
12 炉本体
12A 炉室
14 循環通路
16 送風機
16a 吸込口
16b 吐出口
18 ヒータ
20 熱処理室
22 温度検出部
24 ケーシング
24a 熱処理室の入口(ガスの供給口)
24b 熱処理室の出口(ガスの排出口)
26 底壁
28 ダクト
30 温度センサ
32 温度補償用のヒータ
34 温度補償用の温度検出部
36 温度補償用の温度センサ
S 熱処理用匣
X 温度センサの取付け位置
Y 温度補償用の温度センサの取付け位置
図1は、本発明にかかる熱風循環炉の一例を示す縦断側面図であり、図2は、図1の熱風循環炉の炉室内でのガス(熱風)の循環の様子を示す作用説明図である。
本実施形態の熱風循環炉について、その概略を簡単に説明すると、熱風循環炉10は、炉本体12を含み、炉本体12は、その内部に炉室12Aを有する。この炉室12A内には、炉室12A内にガスを上流側から下流側へ一方方向に循環させるための循環通路14が配設される。循環通路14の途中には、ガスを循環させる送風機16、ガスを加熱する熱源としてのヒータ18および被熱処理物を収容する熱処理室20を含み、熱処理室の出口には、循環するガスの温度を検出する温度検出部22が配設され、温度検出部22は、コントローラー(図示せず)を介して、制御部(図示せず)に接続されている。ヒータ18は、温度検出部22で検出されたガスの温度情報に基づき、コントローラーおよび制御部によって、温度を制御することが可能となっている。
熱処理室20の出口24bと送風機16の吸込口16aとは、ロート状のダクト28により連通して接続されている。この場合、送風機16は、その吸込口16aが近接した位置で熱処理室20の出口24bと直線的に対向するように、配設されている。
図3に示すグラフによれば、本実施の形態の熱風循環炉10を用いた場合、被熱処理物の高さ方向における温度差が5℃以下に低減されていることが分かった。つまり、本実施の形態の熱風循環炉10では、温度検出部22を熱処理室20の下流に配置することによって、被熱処理物の高さ方向における温度のばらつきを低減した形で被熱処理物の熱処理温度が正確に制御されることが分かった。
図4は、本発明にかかる熱風循環炉の他の例を示す縦断側面図である。図4に示す実施の形態の熱風循環炉10は、上述した実施の形態の熱風循環炉10と比べて、特に、熱処理室20に流入するガスの温度を制御する温度補償用の熱源としてのヒータ32が配設されている点、および、熱処理室20の下流に、温度補償用のヒータ32を制御するための温度補償用の温度検出部34が配設されている点で相違している。
Claims (2)
- 炉室内のガスが一方向に循環するための循環通路と、
前記循環通路の途中に、ガスを循環させる送風機と、前記ガスを加熱する熱源と、被熱処理物を収容する熱処理室とを備え、
前記熱処理室内の被熱処理物は、前記熱処理室の中央に位置する軸を中心に水平回転可能に設けられ、
前記熱処理室の一方の側部に前記ガスの入口が設けられ、他方の側部に前記ガスの出口が設けられ、前記熱処理室の入口から出口に向かって一方向に前記ガスが流通するとともに、
前記送風機は、吸込口および吐出口を有し、
前記送風機の吸込口が前記熱処理室の出口と直線的に対向するように、前記送風機が前記熱処理室の出口に近接して設けられ、
前記送風機の吐出口が前記循環通路の下流方向となるように設けられた熱風循環炉であって、
前記熱処理室の出口に、循環する前記ガスの温度検出部が設けられ、
前記熱源は、前記循環通路内の前記送風機と前記熱処理室の入口との間に設けられ、
前記熱源とは別に、前記循環通路内の前記送風機と前記熱処理室の入口との間で、且つ、前記熱処理室の高さ方向の下段部近傍に設けられた、前記熱処理室に流入する前記ガスの温度を制御する温度補償用の熱源を含み、
前記熱処理室の出口で、且つ、前記温度補償用の熱源と同じ高さに、前記温度補償用の熱源を制御するための温度補償用の温度検出部が設けられていることを特徴とする、熱風循環炉。 - 前記熱処理室は、前記熱処理室内の高さ方向に積載された前記被熱処理物を収納する熱処理用匣を含み、
前記温度検出部は、前記熱処理室の出口で、且つ、前記熱処理室の高さ方向の中段部に設けられることを特徴とする、請求項1に記載の熱風循環炉。
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