JP7525948B1 - High Temperature Furnace - Google Patents

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JP7525948B1 JP2023145917A JP2023145917A JP7525948B1 JP 7525948 B1 JP7525948 B1 JP 7525948B1 JP 2023145917 A JP2023145917 A JP 2023145917A JP 2023145917 A JP2023145917 A JP 2023145917A JP 7525948 B1 JP7525948 B1 JP 7525948B1
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敬治 河野
元気 藤田
亮 佐藤
一成 比永
成夢 中西
幸紀子 松広
貴之 井上
愛美 遠藤
文明 松本
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Abstract

Figure 0007525948000001

【課題】新規な高温炉1を提供する。
【解決手段】高温炉1内の雰囲気を加熱循環させるための熱風生成器3と、ワークWを載置させながら移動させる複数のステーション4と、が設けられている。ステーション4はそれぞれ、ワークWを左右から加熱する第1ヒータ5と、ワークWを上下から加熱する第2ヒータ6とを含む。
【選択図】図3

Figure 0007525948000001

A novel high-temperature furnace (1) is provided.
[Solution] A hot air generator 3 for heating and circulating the atmosphere in a high-temperature furnace 1, and a plurality of stations 4 for moving a workpiece W while being placed thereon are provided. Each station 4 includes a first heater 5 for heating the workpiece W from the left and right, and a second heater 6 for heating the workpiece W from above and below.
[Selected figure] Figure 3

Description

本開示は、高温炉に関する。 This disclosure relates to high temperature furnaces.

ワークを熱処理する連続炉として特許文献1に記載のようなハイブリッド型の連続焼戻し用熱処理機が知られている。特許文献1の熱処理機は、金属のワークを搬送する搬送経路と、ワークを所定の目標温度まで昇温させる遠赤外線照射装置および外気温よりも高い温度の温風を吹付ける温風吹出し装置を含む昇温ゾーンと、ワークに外気温よりも高い温度の温風を吹付ける温風吹出し装置を含み、昇温されたワークを目標温度に維持する保温ゾーンとを備え、昇温ゾーンにおいて、温風吹出し装置及び遠赤外線照射装置は、互いに搬送経路を挟んで配置されている。このような熱処理機を含む熱処理ラインでは、ワークに対する焼入、焼戻、冷却などの一連の処理が連続的に行われる。 A hybrid type continuous tempering heat treatment machine as described in Patent Document 1 is known as a continuous furnace for heat treating workpieces. The heat treatment machine of Patent Document 1 includes a transport path for transporting metal workpieces, a heating zone including a far-infrared irradiation device that heats the workpiece to a predetermined target temperature and a hot air blowing device that blows hot air at a temperature higher than the outside air temperature, and a heat retention zone including a hot air blowing device that blows hot air at a temperature higher than the outside air temperature onto the workpiece and maintains the heated workpiece at the target temperature. In the heating zone, the hot air blowing device and the far-infrared irradiation device are arranged on either side of the transport path. In a heat treatment line including such a heat treatment machine, a series of processes such as quenching, tempering, and cooling are continuously performed on the workpiece.

特許第5129249号公報Patent No. 5129249

一般に、特許文献1に記載のようなワークに対して熱処理を行う加熱炉では、ヒータをワークに直接接触させて加熱しない。また、連続炉においてワークはコンベアで搬送されていくが、製造ライン全体が異常時などに一時的に停止することがある。その際、ワークは冷え過ぎてもいけないし、温められ過ぎてもいけない。このようなワークは廃棄されてしまうこともある。通常製造ラインは大気雰囲気であるため、真空炉とは違い、雰囲気温度を短時間だけ保持することは難しい。電磁鋼板などの繊細なワークの場合、炉を止めて、再度火を入れることが望ましい。しかし、炉の再立ち上げには時間とコストがかかるという課題がある。また、電装部品が多数ある製造ラインにおいては、できるかぎり熱影響を受けたくないという課題がある。 In general, in a heating furnace for heat treatment of a workpiece as described in Patent Document 1, the heater is not in direct contact with the workpiece for heating. In a continuous furnace, the workpiece is transported by a conveyor, but the entire production line may be temporarily stopped due to an abnormality. In such a case, the workpiece must not be too cold or too warm. Such a workpiece may be discarded. Since a normal production line is an air atmosphere, unlike a vacuum furnace, it is difficult to maintain the atmospheric temperature for a short period of time. For delicate workpieces such as electromagnetic steel sheets, it is desirable to stop the furnace and turn it on again. However, there is an issue that it takes time and cost to restart the furnace. Also, in a production line with a large number of electrical components, there is an issue that it is desirable to avoid heat effects as much as possible.

本開示はこのような点を考慮してなされたものであり、新規な高温炉を提供することを目的とする。 This disclosure has been made in consideration of these points, and aims to provide a novel high-temperature furnace.

本開示の高温炉は、
炉内雰囲気を加熱循環させるための熱風生成器と、
ワークを載置させながら移動させる複数のステーションと、
を備え、
前記ステーションがそれぞれ、ワークを左右から加熱する第1ヒータと、ワークを上下から加熱する第2ヒータとを含むことを特徴とする。
The high temperature furnace of the present disclosure comprises:
A hot air generator for heating and circulating the atmosphere inside the furnace;
A plurality of stations on which workpieces are placed and moved;
Equipped with
Each of the stations includes a first heater for heating the workpiece from the left and right sides, and a second heater for heating the workpiece from above and below.

本開示の高温炉において、
前記第2ヒータのうちの一つが、ワークに接触して加熱してもよい。また、前記第2ヒータは、ワークに上下から接触して加熱してもよい。
In the high temperature furnace of the present disclosure,
One of the second heaters may contact the workpiece to heat it. Also, the second heaters may contact the workpiece from above and below to heat it.

本開示の高温炉において、
前記第1ヒータはセラミックヒータであり、前記第2ヒータはカートリッジヒータであってもよい。
In the high temperature furnace of the present disclosure,
The first heater may be a ceramic heater, and the second heater may be a cartridge heater.

本開示の高温炉は、
前記ステーションは載置部を含み、
前記載置部はワークを前方に移動させて前記各ステーションにおける移動のサイクル動作を可能にするものでもよい。
The high temperature furnace of the present disclosure comprises:
The station includes a placement portion,
The platform may be configured to move the workpiece forward to enable cyclic movement through each of the stations.

本開示の高温炉は、
前記高温炉の動作制御を行う第1制御部と、
前記高温炉の温度制御を行う第2制御部と、
をさらに備えてもよい。
The high temperature furnace of the present disclosure comprises:
A first control unit that controls the operation of the high-temperature furnace;
A second control unit that controls the temperature of the high-temperature furnace;
The device may further include:

本開示の高温炉において、
前記第2制御部がPLCであり、複数の温度センサと、複数の前記第1ヒータおよび複数の前記第2ヒータとの様々な組み合わせによる集中温調制御を可能にするものであってもよい。
In the high temperature furnace of the present disclosure,
The second control unit may be a PLC that enables centralized temperature control through various combinations of a plurality of temperature sensors, a plurality of the first heaters, and a plurality of the second heaters.

本開示の高温炉において、
電流センサにより前記第1ヒータまたは前記第2ヒータの動力線の断線を検知すると、前記第2制御部は前記第1ヒータおよび前記第2ヒータを停止させてもよい。
In the high temperature furnace of the present disclosure,
When a current sensor detects a break in a power line of the first heater or the second heater, the second control unit may stop the first heater and the second heater.

本開示の高温炉において、
前記サイクル動作を実施できないと判断されたときに、ワークを保温する保温モードに設定されてもよい。
In the high temperature furnace of the present disclosure,
When it is determined that the cycle operation cannot be performed, a warming mode may be set to keep the workpiece warm.

本開示の高温炉は、
前記第2ヒータが搭載されるエアシリンダをさらに備え、
前記エアシリンダにより、ワークが上下に移動してもよい。
The high temperature furnace of the present disclosure comprises:
The heater further includes an air cylinder on which the second heater is mounted,
The air cylinder may move the workpiece up and down.

本開示の高温炉は、
ワークの移動する軌道を変えるシフタをさらに備えてもよい。
The high temperature furnace of the present disclosure comprises:
The apparatus may further include a shifter for changing the trajectory along which the work moves.

本開示によれば、新規な高温炉を提供する。 The present disclosure provides a novel high-temperature furnace.

本開示に係る高温炉の外観を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of a high temperature furnace according to the present disclosure. 図1の高温炉からカバーを取り除いた状態を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the high temperature furnace of FIG. 1 with the cover removed. 高温炉に含まれるステーションの内部構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an internal configuration of a station included in a high-temperature furnace. ステーションにおけるワークの移動の例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of movement of a workpiece in a station. ステーションにおけるワークの移動の別の例を示す図である。13A and 13B are diagrams illustrating another example of the movement of a workpiece in a station. 高温炉の第1制御部および第2制御部がそれぞれの制御を行うために接続される構成部材の例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of components to which a first control unit and a second control unit of a high-temperature furnace are connected to perform their respective controls. 温度制御における、従来の温度センサとヒータとの対応関係(図7(A))、および本開示の高温炉における対応関係(図7(B))を示す図である。7A is a diagram showing a correspondence relationship between a conventional temperature sensor and a heater in temperature control, and FIG. 7B is a diagram showing a correspondence relationship in the high-temperature furnace of the present disclosure.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、本明細書において、「ワーク」とは通常の意味で用いられる(被)工作(加工)物を含む用語であり、特に限定されない。ワークは金属製のワーク、例えばSUS板、SPCC板、電磁鋼板であってもよく、用途、寸法等も限定されない。なお、ワークの前方とは、特段の記載のない限り、ワークの搬送方向や進行方向をいう。 Below, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. In this specification, the term "workpiece" is used in the usual sense to include a workpiece (to be machined), and is not particularly limited. The workpiece may be a metal workpiece, such as a SUS plate, SPCC plate, or electromagnetic steel plate, and there are no limitations on its use, dimensions, etc. In addition, the front of the workpiece refers to the direction in which the workpiece is transported or travels, unless otherwise specified.

[高温炉1の構成]
まず、本開示に係る高温炉の構成を説明する。図1は、本開示に係る高温炉1の外観を示す斜視図であり、図2は、図1の高温炉1からカバー2aを取り除いた状態を示す斜視図である。図1、図2に示すように、本開示の高温炉1は、炉内雰囲気を加熱循環させるための熱風生成器3と、ワークWを載置させながら移動させる複数のステーション4とを備えている。連続するステーション4により、ワークWの搬送経路を共有する連続炉が1つ形成されることになる。熱風生成器3により高温炉1内の雰囲気を加熱循環させつつ、ワークWを各ステーション4内に順次搬送し加熱を繰り返すことによって(以下、サイクル動作ともいう)、ワークWに対する効率的な加熱を実現できる。
[Configuration of high temperature furnace 1]
First, the configuration of the high-temperature furnace according to the present disclosure will be described. FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the high-temperature furnace 1 according to the present disclosure, and FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the cover 2a is removed from the high-temperature furnace 1 of FIG. 1. As shown in FIGS. 1 and 2, the high-temperature furnace 1 of the present disclosure includes a hot air generator 3 for heating and circulating the atmosphere inside the furnace, and a plurality of stations 4 in which the workpieces W are placed and moved. The successive stations 4 form one continuous furnace that shares a transport path for the workpieces W. By repeatedly transporting the workpieces W to each station 4 and heating them while heating and circulating the atmosphere inside the high-temperature furnace 1 with the hot air generator 3 (hereinafter also referred to as a cycle operation), efficient heating of the workpieces W can be realized.

なお、図1に示す例では、高温炉1は、作業場における作業員の安全のために、カバー2aを備えている。カバー2aは蓋に相当する天井部も有してよく、給気排気用のファンや給気排気口をカバー2aの天井部や側面に設けてもよい。また、高温炉1内の搬送経路の出口と入口には、外気混入を抑制したり、保温のためのシャッタ(扉)2bを設けてもよい。カバー2aとシャッタ2bは高温炉1を外部から画定する役割を有する。 In the example shown in FIG. 1, the high-temperature furnace 1 is equipped with a cover 2a for the safety of workers in the workplace. The cover 2a may also have a ceiling portion equivalent to a lid, and an air intake and exhaust fan and an air intake and exhaust port may be provided on the ceiling portion or side of the cover 2a. In addition, a shutter (door) 2b may be provided at the exit and entrance of the transport path inside the high-temperature furnace 1 to prevent outside air from entering and to keep the temperature constant. The cover 2a and the shutter 2b serve to define the high-temperature furnace 1 from the outside.

(熱風生成器3)
熱風生成器3は、熱風を生成して高温炉1内の雰囲気を加熱して循環させる。熱風生成器3は、高温炉1内で対流する熱風を生成する。後述する保温モードにおいて、第1ヒータ5および第2ヒータ6が停止するよう制御したとしても、熱風生成器3のみによって高温炉1を加熱してワークWを保温してもよい。このような作用を有するものであれば、熱風生成器3は特に限定されない。熱風の種類や設定温度も限定されず、ワークWの加熱目標温度等に応じて適宜変更できる。
(Hot air generator 3)
The hot air generator 3 generates hot air to heat and circulate the atmosphere in the high-temperature furnace 1. The hot air generator 3 generates hot air that circulates in the high-temperature furnace 1. In a heat retention mode described later, even if the first heater 5 and the second heater 6 are controlled to stop, the high-temperature furnace 1 may be heated only by the hot air generator 3 to keep the workpiece W warm. The hot air generator 3 is not particularly limited as long as it has such an effect. The type and set temperature of the hot air are also not limited, and can be appropriately changed according to the heating target temperature of the workpiece W, etc.

図1、図2に示す例では、ワークWの搬送経路の往路、復路をそれぞれ加熱する熱風生成器3が2つ示されているが、熱風生成器3の数は限定されず、1つでもよい。当業者であれば、熱風生成器3からの熱風を導く配管や、熱風の対流を促進させるファン等を高温炉1内に適宜設置できる。 In the example shown in Figures 1 and 2, two hot air generators 3 are shown for heating the outbound and inbound paths of the transport path of the workpiece W, but the number of hot air generators 3 is not limited and may be one. A person skilled in the art can appropriately install pipes for directing hot air from the hot air generators 3, fans for promoting convection of hot air, etc., inside the high-temperature furnace 1.

(ステーション4)
図3に示すように、各ステーション4は、ワークWを左右から加熱する第1ヒータ5と、ワークWを上下から加熱する第2ヒータ6(6a、6b)とを含む。これらにより、ステーション4では上下左右からの加熱によりワークWを均一にかつ短時間で加熱することができる。なお、図3に示す例では、第1ヒータ5や第2ヒータ6、エアシリンダ10の周りに断熱材16が設けられており、この断熱材16により外気との温度遮断を図っている。
(Station 4)
As shown in Fig. 3, each station 4 includes a first heater 5 for heating the workpiece W from the left and right, and a second heater 6 (6a, 6b) for heating the workpiece W from above and below. As a result, the workpiece W can be heated uniformly and in a short time by heating from above, below, left and right in the station 4. In the example shown in Fig. 3, a heat insulating material 16 is provided around the first heater 5, the second heater 6 and the air cylinder 10, and this heat insulating material 16 serves to insulate the workpiece from the outside air.

ある搬送手段として、複数のステーション4間のワークWの移動は、ベルトコンベアにワークWを載置して各ステーション4内を連続的に通過させてもよい。このようなベルトコンベア式であれば、ワークWを一定の高さにすることができ、高温炉1の簡素化が可能である。 As a means of transportation, the workpieces W may be moved between multiple stations 4 by placing the workpieces W on a belt conveyor and passing them continuously through each station 4. With such a belt conveyor system, the workpieces W can be kept at a constant height, which allows for simplification of the high-temperature furnace 1.

さらに別の搬送手段として各ステーション4は載置部7を含み、ワークWがステーション4に入る際に(図3参照)、ワークWを載置部7に載置させステーション4内を通過させてもよい。載置部7はワークWを前方に移動させて各ステーション4における移動のサイクル動作を可能なものにできる。こうして、複数のステーション4で、ワークWの加熱と移動が繰り返され(サイクル動作)、間欠的な加熱処理により加熱の度合いのばらつきを抑制できる(枚葉式)。また、ワークWを上下に移動可能な機構を更に設ければ(例えば、直動アクチュエータや、後述するエアシリンダ10等)、上側の第2ヒータ6aに向けてワークWを持ち上げることで、接触加熱と、載置部7からのワーク受け渡し動作とが実現できる。なお、載置部7は耐熱性の材料から形成されることが好ましい。ワークWを載置させるための、載置部7の形状や構造は特に限定されない。例えば、載置部7は、天面と底面のない中空のボックス状の構造を有し、その内部を通って下側の第2ヒータ6bが上下に移動可能になっていてもよい。また、載置部7は、ワークWの対向する端部を支持するような構造を有してもよい(例えば、2枚の平行する板状部材を有し、その間を第2ヒータ6bが上下に移動可能な構造)。 As another conveying means, each station 4 includes a placement section 7, and when the workpiece W enters the station 4 (see FIG. 3), the workpiece W may be placed on the placement section 7 and passed through the station 4. The placement section 7 can move the workpiece W forward to enable cyclical movement in each station 4. In this way, the heating and movement of the workpiece W are repeated in multiple stations 4 (cyclical movement), and the intermittent heating process can suppress the variation in the degree of heating (single-wafer type). In addition, if a mechanism capable of moving the workpiece W up and down is further provided (for example, a linear actuator or an air cylinder 10 described later), the workpiece W can be lifted toward the upper second heater 6a, thereby realizing contact heating and the workpiece transfer operation from the placement section 7. It is preferable that the placement section 7 is made of a heat-resistant material. The shape and structure of the placement section 7 for placing the workpiece W are not particularly limited. For example, the placement unit 7 may have a hollow box-like structure without a top or bottom surface, and the second heater 6b on the lower side may be able to move up and down through the inside of the box. The placement unit 7 may also have a structure that supports the opposing ends of the workpiece W (for example, a structure that has two parallel plate-like members, and the second heater 6b can move up and down between them).

図4、図5を参照して、上記枚葉式におけるステーション4におけるワークWの上下前方への移動の一例について説明する。なお、白抜きの矢印はワークWや第2ヒータ6a、6b等の移動を示し、黒塗りの矢印は加熱していることを示している。まず、図4(a)は、後述するような治具8に支持されたワークWが載置部7(複数の送り爪を備えている)に乗り、高温炉1の外部から高温炉1の内部(ステーション4)に入る直前の状態を示している。なお、ワークWの移動の説明のため、ステーション4の第1ヒータ5等の部材は省略している。次に、ワークWは載置部7により高温炉1(ステーション4)内に送られる(図4(b))。図4(b)に示すように、この状態のワークWは上下の第2ヒータ6a、6bに接触していない(隙間がある)。次に、図4(b)の状態から、下側第2ヒータ6bが上昇し上側第2ヒータ6aが下降する(図4(c))。この結果、ワークWは持ち上がり、載置部7から外れた状態となる。また、上下の第2ヒータ6a、6bがワークWに接触する。それから、ワークWは加熱される。次に、上下の第2ヒータ6a、6bがワークWに接触している図4(c)の状態で、載置部7の送り爪が1ピッチ分戻る、すなわち、後方に移動する(図4(d))。次に、上側第2ヒータ6aが上昇し下側第2ヒータ6bが下降する(図4(e))。この結果、ワークWは再び載置部7に残る。また、図4(e)に示すように、別のワークWが戻った送り爪(載置部7)にセットされる。このようにして、サイクル動作が繰り返される。 With reference to Figures 4 and 5, an example of the upward and downward forward movement of the workpiece W in station 4 in the above-mentioned single-wafer type will be described. Note that the open arrows indicate the movement of the workpiece W and the second heaters 6a, 6b, etc., and the filled arrows indicate heating. First, Figure 4(a) shows the state immediately before the workpiece W supported by the jig 8 described later is placed on the placement part 7 (equipped with multiple feed claws) and enters the inside (station 4) of the high-temperature furnace 1 from the outside. Note that, in order to explain the movement of the workpiece W, members such as the first heater 5 of station 4 are omitted. Next, the workpiece W is sent into the high-temperature furnace 1 (station 4) by the placement part 7 (Figure 4(b)). As shown in Figure 4(b), the workpiece W in this state is not in contact with the upper and lower second heaters 6a, 6b (there is a gap). Next, from the state of Figure 4(b), the lower second heater 6b rises and the upper second heater 6a falls (Figure 4(c)). As a result, the workpiece W is lifted and removed from the placement section 7. The upper and lower second heaters 6a and 6b also come into contact with the workpiece W. The workpiece W is then heated. Next, in the state of FIG. 4(c) where the upper and lower second heaters 6a and 6b are in contact with the workpiece W, the feed claws of the placement section 7 return by one pitch, i.e., move backward (FIG. 4(d)). Next, the upper second heater 6a rises and the lower second heater 6b falls (FIG. 4(e)). As a result, the workpiece W remains on the placement section 7 again. Also, as shown in FIG. 4(e), another workpiece W is set on the returned feed claws (placement section 7). In this manner, the cycle operation is repeated.

図5は、枚葉式におけるステーション4におけるワークWの移動の別の態様を示す。この例では、上側第2ヒータ6aは固定され、下側第2ヒータ6bのみが上下動する。図5(a)、(b)は図4(a)、(b)と同じ状態であるため説明は省略する。図5(b)の状態から、下側第2ヒータ6bのみが上昇する(図5(c))。この結果、ワークWは持ち上がり、載置部7から外れた状態となり、ワークWは下側第2ヒータ6bにも上側第2ヒータ6aにも接触する。それから、ワークWは加熱される。次に、上下の第2ヒータ6a、6bがワークWに接触している図5(c)の状態で、載置部7の送り爪が1ピッチ分戻る、すなわち、後方に移動する(図5(d))。次に、下側第2ヒータ6bが下降する(図5(e))。この結果、ワークWと上下の第2ヒータ6a、6bとの接触が外れ、ワークWは再び載置部7に残る。また、図5(e)に示すように、別のワークWが戻った送り爪(載置部7)にセットされる。このようにして、サイクル動作が繰り返されてもよい。この場合、間欠的な加熱処理により加熱の度合いのばらつきを抑制できることに加えて、第2ヒータ6aの位置が固定されることにより高温炉1の構造の簡素化を図れる。また、高温炉1のサイズもコンパクトとなり、省スペース化が図れる。 Figure 5 shows another aspect of the movement of the workpiece W in station 4 in the single-wafer type. In this example, the upper second heater 6a is fixed, and only the lower second heater 6b moves up and down. Figures 5(a) and (b) are in the same state as Figures 4(a) and (b), so their explanations are omitted. From the state of Figure 5(b), only the lower second heater 6b rises (Figure 5(c)). As a result, the workpiece W is lifted and removed from the mounting portion 7, and the workpiece W comes into contact with both the lower second heater 6b and the upper second heater 6a. Then, the workpiece W is heated. Next, in the state of Figure 5(c) where the upper and lower second heaters 6a and 6b are in contact with the workpiece W, the feed claws of the mounting portion 7 return by one pitch, that is, move backward (Figure 5(d)). Next, the lower second heater 6b descends (Figure 5(e)). As a result, the workpiece W is released from contact with the upper and lower second heaters 6a, 6b, and the workpiece W is left on the placement section 7 again. Also, as shown in FIG. 5(e), another workpiece W is set on the returned feed claw (placement section 7). In this manner, the cycle operation may be repeated. In this case, in addition to being able to suppress variations in the degree of heating by the intermittent heating process, the structure of the high-temperature furnace 1 can be simplified by fixing the position of the second heater 6a. The size of the high-temperature furnace 1 is also made compact, allowing for space savings.

あるいは、搬送手段としてベルトコンベア式でワークWを搬送しつつ、各ステーション4内で上下の第2ヒータ6a、6bの一方または両方を上昇下降させてからワークWを加熱してもよい(ベルトコンベア式と枚葉式のハイブリッド型)。図3の例でいえば、載置部7に代えてベルトコンベアを設けて第2ヒータ6aのみを移動させるか、第2ヒータ6bの上下動を妨害しないベルトコンベアを設けることになる。このようなハイブリッド型であれば、高温炉1の簡素化を図れると共に、放熱による加熱度合いのばらつきも抑制できる。 Alternatively, the workpiece W may be transported by a belt conveyor as a transport means, while one or both of the upper and lower second heaters 6a, 6b are raised and lowered in each station 4 before heating the workpiece W (a hybrid type of belt conveyor type and single-wafer type). In the example of Figure 3, a belt conveyor is provided instead of the placement section 7 to move only the second heater 6a, or a belt conveyor is provided that does not interfere with the up and down movement of the second heater 6b. Such a hybrid type can simplify the high-temperature furnace 1 and also suppress variations in the degree of heating due to heat radiation.

ある実施形態において、図2、図3に示すようなワークWが載置される金属製の治具8を用いてもよい。図3に示す例では、治具8は、ワークWが載置される台座と、この台座に接続され、ディスク状のワークWを固定する支柱とを有する。ワークWの加熱に際し、このような治具8も加熱されることにより、治具8を介してワークWは内側からも加熱され、ワークWをより均一に加熱することができる。 In one embodiment, a metal jig 8 on which the workpiece W is placed as shown in Figures 2 and 3 may be used. In the example shown in Figure 3, the jig 8 has a base on which the workpiece W is placed and a support connected to the base for fixing the disk-shaped workpiece W. When the workpiece W is heated, the jig 8 is also heated, so that the workpiece W is heated from the inside through the jig 8, allowing the workpiece W to be heated more uniformly.

各ステーション4の寸法も、特に限定されるものではなく、ワークWの形状、サイズ、材質などに合わせて適宜設計変更でき、ワークWの品質維持を実現させることができる。 The dimensions of each station 4 are not particularly limited, and can be appropriately modified to suit the shape, size, material, etc. of the workpiece W, thereby enabling the quality of the workpiece W to be maintained.

ステーション4の数は特に限定されないが、ステーション4からの排出サイクルを増やし、ステーション4毎の加熱時間の短縮化を図るためにはステーション4の数は多いほど良いが、加熱のための消費電力を考慮すると、ステーション4の数は10~20であることが好ましい。 The number of stations 4 is not particularly limited, but the more stations 4 there are, the better in order to increase the discharge cycles from stations 4 and shorten the heating time for each station 4. However, taking into account the power consumption for heating, it is preferable that the number of stations 4 be 10 to 20.

(第1ヒータ5)
第1ヒータ5は、ステーション4内でワークWを左右から加熱する。第1ヒータ5としては特に限定されないが、輻射熱によりワークWを加熱できるセラミックヒータが好ましい。図3に示す例では、第1ヒータ5はワークWに接触せず、ステーション4に固定されている。
(First heater 5)
The first heater 5 heats the workpiece W from the left and right sides in the station 4. There are no particular limitations on the first heater 5, but it is preferable to use a ceramic heater that can heat the workpiece W by radiant heat. In the example shown in Fig. 3, the first heater 5 does not contact the workpiece W and is fixed to the station 4.

(第2ヒータ6)
第2ヒータ6は、ステーション4内でワークWを上下から加熱する。このように上下からもワークWの中心に向かって加熱することにより、均一に熱を伝えることができる。第2ヒータ6の種類は、特に限定されないが、カートリッジヒータが好ましい。ステーション4内の上部および下部のそれぞれにおける第2ヒータ6の数も限定されず、ステーション4のサイズによって適宜変化させることができる。
(Second heater 6)
The second heaters 6 heat the workpiece W from above and below in the station 4. By heating the workpiece W from above and below in this manner toward the center of the workpiece W, heat can be transferred uniformly. The type of the second heaters 6 is not particularly limited, but a cartridge heater is preferable. The number of second heaters 6 in each of the upper and lower parts of the station 4 is also not limited, and can be appropriately changed depending on the size of the station 4.

第2ヒータ6はワークWに上下から接触してワークWを加熱することもできる。第2ヒータ6のうち少なくとも一つ(例えば、図3の第2ヒータ6a)がワークWに接触してワークWを加熱することにより、加熱の効率化・時短、温度の安定化につながる。図3に示す例では、上下の第2ヒータ6(6a、6b)と接するヒータープレート9が設けられており、ヒータープレート9は、治具8の支柱に嵌合する凹部を有し、第2ヒータ6aからの熱が、ヒータープレート9と治具8を介してワークWに上部および内部から伝わるようになっている。また、第2ヒータ6bからの熱も、ヒータープレート9と治具8を介して下部および内部からワークWに伝わる。ヒータープレート9の厚さや長さは上下で異なっていてもよい。第2ヒータ6aからの熱量は、第2ヒータ6bからの熱量と同じでも異なっていてもよく、加熱するワークWの高さ、体積などに応じて適宜変更できる。 The second heater 6 can also heat the workpiece W by contacting it from above and below. At least one of the second heaters 6 (for example, the second heater 6a in FIG. 3) contacts the workpiece W to heat it, which leads to more efficient heating, shorter heating time, and more stable temperature. In the example shown in FIG. 3, a heater plate 9 is provided that contacts the upper and lower second heaters 6 (6a, 6b), and the heater plate 9 has a recess that fits into the support of the jig 8, so that heat from the second heater 6a is transferred to the workpiece W from above and inside via the heater plate 9 and the jig 8. Heat from the second heater 6b is also transferred to the workpiece W from below and inside via the heater plate 9 and the jig 8. The thickness and length of the heater plate 9 may be different between the top and bottom. The amount of heat from the second heater 6a may be the same as or different from the amount of heat from the second heater 6b, and can be changed appropriately depending on the height, volume, etc. of the workpiece W to be heated.

高温炉1は、第2ヒータ6を搭載するエアシリンダ10をさらに備えてもよい。エアシリンダ10を上下に存在させ、第2ヒータ6aを押し当てるものと、第2ヒータ6bを持ち上げるものを設けてもよい。これらのエアシリンダ10により、第2ヒータ6a、6bを介してワークWを上下に移動させることができる。また、例えば、1kgのワークWの保持、移動に適した圧力を、第2ヒータ6の自重や上側のエアシリンダ10の推力により発生させることもできる。 The high-temperature furnace 1 may further include an air cylinder 10 carrying the second heater 6. The air cylinders 10 may be provided above and below, with one pressing the second heater 6a and the other lifting the second heater 6b. These air cylinders 10 can move the workpiece W up and down via the second heaters 6a and 6b. In addition, a pressure suitable for holding and moving a workpiece W of, for example, 1 kg can be generated by the weight of the second heater 6 or the thrust of the upper air cylinder 10.

[制御系]
高温炉1は、高温炉1の動作制御を行う第1制御部11と、高温炉1の温度制御を行う第2制御部12と、をさらに備えることができる。第1制御部11と第2制御部12は各々、CPUおよび半導体メモリを含むマイクロコンピュータなどで構成することができる。特に、第2制御部12の例としてはPLC(Programmable Logic Controller)が挙げられる。なお、図6は、第1制御部11および第2制御部12がそれぞれの制御を行うために接続される高温炉1の構成部材の例を示す図である。このように、異なる制御を行う2つの制御部を設けることにより、温度管理を集中して行うことができる。
[Control system]
The high-temperature furnace 1 may further include a first control unit 11 for controlling the operation of the high-temperature furnace 1 and a second control unit 12 for controlling the temperature of the high-temperature furnace 1. The first control unit 11 and the second control unit 12 may each be configured with a microcomputer including a CPU and a semiconductor memory. In particular, an example of the second control unit 12 is a PLC (Programmable Logic Controller). FIG. 6 is a diagram showing an example of components of the high-temperature furnace 1 connected to the first control unit 11 and the second control unit 12 for performing their respective controls. In this way, by providing two control units performing different controls, temperature management can be performed centrally.

温度制御において、1つのヒータにつき1つの温度センサを対応させることが一般的であるが(図7(A)上部の例では3チャンネルに固定)、例えば、第2制御部12としてPLCを使用すると、ヒータと温度センサの組み合わせの幅が広がる(図7(B)、(C))。すなわち、図7(C)に示すように、1つの温度センサ(例えば、熱電対13)が複数のヒータ(第1ヒータ5、第2ヒータ6)に対応することが可能で、かつ、複数の温度センサが1つのヒータに対応することも可能となる。ここで、1つの温度センサを、例えば、同種のヒータのみ、1つのステーション4内のヒータのみ、あるいは複数のステーション4内のヒータに対応させてもよい。また、例えば、40個のヒータに11個のセンサで対応させることもPLC制御によって可能となる。こうして、ヒータと温度センサは1:1やn:1の関係に縛られず、複数の温度センサと複数のヒータとの様々な組み合わせによる集中温調制御を可能にするn:n制御がPLCにより実現でき、昇温時間の短縮化、安定化も図れる(立ち上げ時・投入時・排出時)。なお、熱電対13の種類は、ワークWの加熱温度に応じて適宜選択できる。 In temperature control, it is common to assign one temperature sensor to one heater (fixed to three channels in the example at the top of Figure 7 (A)), but if a PLC is used as the second control unit 12, the range of combinations of heaters and temperature sensors will be wider (Figures 7 (B) and (C)). That is, as shown in Figure 7 (C), one temperature sensor (e.g., thermocouple 13) can correspond to multiple heaters (first heater 5, second heater 6), and multiple temperature sensors can also correspond to one heater. Here, one temperature sensor may correspond, for example, to only heaters of the same type, only heaters in one station 4, or heaters in multiple stations 4. In addition, it is also possible to use PLC control to assign 11 sensors to 40 heaters, for example. In this way, the heater and temperature sensor are not limited to a 1:1 or n:1 relationship, and n:n control that enables centralized temperature control by various combinations of multiple temperature sensors and multiple heaters can be realized by the PLC, and the temperature rise time can be shortened and stabilized (at start-up, insertion, and removal). The type of thermocouple 13 can be appropriately selected depending on the heating temperature of the workpiece W.

高温炉1は、電流センサ14をさらに備えてもよく、電流センサ14が第1ヒータ5または第2ヒータ6の動力線の断線を検知すると、第2制御部12は第1ヒータ5および第2ヒータ6を停止してもよい。電流センサ14によりいずれかの動力線が断線したと第2制御部12が判断すると、第2制御部12はワークWの過昇温を防止するため第1ヒータ5および第2ヒータ6を停止してもよい。また、第1制御部11により、ステーション4の動作や搬送手段を停止させることもできる。なお、電流センサ14の種類は特に限定されず、同様の機能を有するものを用いてもよい。 The high-temperature furnace 1 may further include a current sensor 14. When the current sensor 14 detects a break in the power line of the first heater 5 or the second heater 6, the second control unit 12 may stop the first heater 5 and the second heater 6. When the second control unit 12 determines that either of the power lines has been broken by the current sensor 14, the second control unit 12 may stop the first heater 5 and the second heater 6 to prevent the workpiece W from overheating. The first control unit 11 may also stop the operation of the station 4 and the transport means. The type of the current sensor 14 is not particularly limited, and one having a similar function may be used.

また、上記したサイクル動作を実施できないと判断されたときに、高温炉1において、保温モードに設定される。この保温モードへの切り替えは、第1制御部11が自動で行ってもよく、緊急時の対応手段の一つとして手動で行われてもよい。保温モードでは、熱風生成器3のみを稼働させてワークWを保温できる。すなわち、左右の第1ヒータ5および上下の第2ヒータ6を停止し、熱風生成器3からの熱風の対流だけで炉内温度(ワーク温度)を制御することになる。あるいは、全てのヒータを稼働させ、第2ヒータ6をワークから離れる態様を取ってもよい。他の保温モードの態様として、第1ヒータ5のみを停止にすることもできる。保温モードを設定する理由は、ワークWが停滞した状態で第1ヒータ5や第2ヒータ6が稼働し続けると高温炉1内の温度は上昇する傾向にあるためである。こうして、製造ラインでトラブルが発生しても、加熱処理を中断するのではなく、継続することができる。また、特別な保温材を用いる必要もない。 When it is determined that the above-mentioned cycle operation cannot be performed, the high-temperature furnace 1 is set to a heat retention mode. The first control unit 11 may automatically switch to the heat retention mode, or it may be manually switched to the heat retention mode as one of the emergency response measures. In the heat retention mode, the workpiece W can be kept warm by operating only the hot air generator 3. That is, the left and right first heaters 5 and the top and bottom second heaters 6 are stopped, and the temperature inside the furnace (workpiece temperature) is controlled only by the convection of hot air from the hot air generator 3. Alternatively, all heaters may be operated, and the second heater 6 may be moved away from the workpiece. As another embodiment of the heat retention mode, only the first heater 5 may be stopped. The reason for setting the heat retention mode is that if the first heater 5 and the second heater 6 continue to operate while the workpiece W is stagnant, the temperature inside the high-temperature furnace 1 tends to rise. In this way, even if a problem occurs in the production line, the heating process can be continued rather than interrupted. There is also no need to use special heat-insulating materials.

また、高温炉1は、第2制御部12に接続するセーフティPLCを備えてもよく、第2制御部12から正常信号がセーフティPLCに送られていれば、第1ヒータ5および第2ヒータ6は正常に出力を行い、第2制御部12が故障した場合または正常制御できない場合に、セーフティPLCによって第1ヒータ5および第2ヒータ6の動力を遮断するように設計してもよい。この場合、熱風生成器3の運転も停止するが、高温炉1の安全性を担保することができる。 The high-temperature furnace 1 may also be equipped with a safety PLC connected to the second control unit 12. If a normal signal is sent from the second control unit 12 to the safety PLC, the first heater 5 and the second heater 6 will output normally, and if the second control unit 12 fails or cannot be controlled normally, the safety PLC may be designed to cut off the power to the first heater 5 and the second heater 6. In this case, the operation of the hot air generator 3 will also stop, but the safety of the high-temperature furnace 1 can be guaranteed.

(その他)
高温炉1は、Uターンなど、ワークWの移動する軌道を変えるシフタ15を備えてもよい。シフタ15により、図1、図2のように高温炉1を直線ではなくコの字状にすることにより、搬送距離を稼ぐことが可能になる(作業場の省スペース化)。シフタ15の構造は、ワークWを保持しつつ軌道を変えられるものであれば特に限定されない。シフタ15が設けられる箇所にもカートリッジヒータ等の加熱手段を設置してよい。
(others)
The high-temperature furnace 1 may be equipped with a shifter 15 for changing the trajectory of the workpiece W, such as by making a U-turn. The shifter 15 makes the high-temperature furnace 1 U-shaped instead of linear, as shown in Figures 1 and 2, making it possible to increase the transport distance (saving space in the work area). The structure of the shifter 15 is not particularly limited as long as it can change the trajectory while holding the workpiece W. Heating means such as a cartridge heater may also be installed at the location where the shifter 15 is provided.

さらに、高温炉1に必要な制御管理を行うために、制御プログラムを保存する記憶部、各箇所の温度や断線等を表示出力する表示部(出力部)、各部材を操作するための操作部(入力部)等も設けることができる(図1参照)。 Furthermore, in order to perform the necessary control management for the high-temperature furnace 1, a memory unit for storing the control program, a display unit (output unit) for displaying and outputting the temperature and disconnections at each location, an operation unit (input unit) for operating each component, etc. can also be provided (see Figure 1).

[高温炉1の製法、用途]
ワークWの材質や寸法、目標加熱温度等によって、各ステーション4の寸法や第1ヒータ5等の種類などを調整する。また、高温炉1の各部材の大きさや位置関係は、ワークWやステーション4の大きさに合わせて適宜調節すべきであることは言うまでもない。
[Method and use of high-temperature furnace 1]
The dimensions of each station 4 and the type of the first heater 5 are adjusted depending on the material and dimensions of the workpiece W, the target heating temperature, etc. Needless to say, the size and positional relationship of each member of the high-temperature furnace 1 should be appropriately adjusted according to the size of the workpiece W and the station 4.

本開示の高温炉1は、ワークWを加熱するために用いることができる。高温炉1は、熱風生成器3、第1ヒータ5、第2ヒータ6を用いて、ワークWを所望の温度に加熱することができる。なお、本開示の高温炉1によれば、後工程の前にワークWを、例えば200℃に加熱したい場合、170℃~230℃の範囲内に、好ましくは190℃~210℃の範囲内にワークWを加熱(保温)することができる。 The high-temperature furnace 1 of the present disclosure can be used to heat the workpiece W. The high-temperature furnace 1 can heat the workpiece W to a desired temperature using the hot air generator 3, the first heater 5, and the second heater 6. According to the high-temperature furnace 1 of the present disclosure, when it is desired to heat the workpiece W to, for example, 200°C before a subsequent process, the workpiece W can be heated (kept warm) to a temperature within the range of 170°C to 230°C, preferably within the range of 190°C to 210°C.

また、高温炉1で焼き戻し等の熱処理を行うことを目的として、加熱(保温)温度を設定することもできる。 The heating (heat retention) temperature can also be set in the high-temperature furnace 1 for the purpose of performing heat treatment such as tempering.

[動作]
(通常モード)
ワークWを加熱するために、上記のように、第1制御部11により高温炉1の動作制御を行い、第2制御部12により高温炉1の温度制御を行う。より具体的には、第1制御部11は、例えば、ワークWが複数のステーション4を通過するために搬送手段を制御する。第2制御部12は、ワークWが所望の温度に加熱されるように熱風生成器3、第1ヒータ5、第2ヒータ6等を制御する。
[motion]
(Normal mode)
In order to heat the workpiece W, as described above, the first control unit 11 controls the operation of the high-temperature furnace 1, and the second control unit 12 controls the temperature of the high-temperature furnace 1. More specifically, the first control unit 11 controls, for example, a conveying means for passing the workpiece W through the multiple stations 4. The second control unit 12 controls the hot air generator 3, the first heater 5, the second heater 6, etc., so that the workpiece W is heated to a desired temperature.

第1制御部11は、ワークWの搬送速度(搬送間隔)も制御できる。上述したように、高温炉1では、3種類のヒータによって効率よくワークWを加熱できるため、高温炉1内の搬送速度を上げる、加熱時間を短くすることができる。 The first control unit 11 can also control the transport speed (transport interval) of the workpiece W. As described above, in the high-temperature furnace 1, the workpiece W can be efficiently heated by three types of heaters, so the transport speed within the high-temperature furnace 1 can be increased and the heating time can be shortened.

ワークWが所望の温度に達したか否かは、高温炉1のどの箇所(ステーション4、シフタ15、等)でも確認してもよい。温度確認の容易さから、搬送経路の折り返し地点(シフタ15)で行うのが好ましい。高温炉1からのワークWの排出箇所以前でまだワークWが所望の温度に達していなければ、熱風生成器3等の加熱温度を上げればよい。また、ワークWが高温である時間が長いと、ワークWが熱影響(熱硬化、ひずみ、酸化、変色)を受けるため、高温炉1からの排出箇所で加熱の目標温度に到達させることが好ましい。 Whether the workpiece W has reached the desired temperature may be checked at any point in the high-temperature furnace 1 (station 4, shifter 15, etc.). For ease of checking the temperature, it is preferable to check at the turning point of the transport path (shifter 15). If the workpiece W has not yet reached the desired temperature before it is discharged from the high-temperature furnace 1, the heating temperature of the hot air generator 3, etc. can be increased. Also, if the workpiece W is at a high temperature for a long time, it will be affected by heat (thermal hardening, distortion, oxidation, discoloration), so it is preferable to have the workpiece W reach the target heating temperature at the point where it is discharged from the high-temperature furnace 1.

(保温モード)
前述したように、本開示の高温炉1はワークWの加熱のために用いられ、一連の製造ラインに組み込むことができる。そこで、高温炉1以外の製造ラインの前後のいずれかが原因で高温炉1(ステーション4)が停止させられることが考えられる。この場合にも、高温炉1では、第1制御部11により搬送手段等は停止状態になり、保温モードに設定される。また、シャッタ2bが閉じられた後に、第2制御部12は高温炉1内の温度を、空間温度とプレート温度を基に熱風生成器3により維持することができる。なお、保温モードにおいて、空間温度とプレート温度を基づき、すべてのワークWがステーション4内に移動するよう設定されてもよい(ワークWをシフタ15に残さない)。
(Keep warm mode)
As described above, the high-temperature furnace 1 of the present disclosure is used to heat the workpieces W, and can be incorporated into a series of manufacturing lines. It is therefore possible that the high-temperature furnace 1 (station 4) may be stopped due to a cause before or after the manufacturing line other than the high-temperature furnace 1. In this case, the first control unit 11 stops the conveying means and sets the high-temperature furnace 1 to a heat retention mode. After the shutter 2b is closed, the second control unit 12 can maintain the temperature in the high-temperature furnace 1 by the hot air generator 3 based on the space temperature and the plate temperature. In the heat retention mode, all the workpieces W may be set to move into station 4 based on the space temperature and the plate temperature (the workpieces W are not left in the shifter 15).

以上のような構成からなる本実施形態の高温炉1によれば、高温炉1内の雰囲気を加熱循環させるための熱風生成器3と、ワークWを載置させながら移動させる複数のステーション4と、が設けられている。ステーション4はそれぞれ、ワークWを左右から加熱する第1ヒータ5と、ワークWを上下から加熱する第2ヒータ6とを含む。 The high-temperature furnace 1 of this embodiment, configured as described above, is provided with a hot air generator 3 for heating and circulating the atmosphere within the high-temperature furnace 1, and multiple stations 4 on which the workpiece W is placed and moved. Each station 4 includes a first heater 5 for heating the workpiece W from the left and right, and a second heater 6 for heating the workpiece W from above and below.

このような本実施形態の高温炉1によれば、3種類のヒータを用いることにより、高温炉1全体の均熱性を実現でき、また加熱処理の短縮化を図れるという利点がある。さらに、上述のようなステーション4内で加熱することにより、単なるベルトコンベア上の加熱処理に比べて熱を逃がさないという利点もある。 The high-temperature furnace 1 of this embodiment has the advantage that the three types of heaters can be used to achieve uniform heating throughout the high-temperature furnace 1 and to shorten the heating process. Furthermore, by heating within the station 4 as described above, there is also the advantage that heat is not lost compared to heating on a simple belt conveyor.

また、本実施形態の高温炉1によれば、第1ヒータ5はセラミックヒータであり、第2ヒータ6はカートリッジヒータであってもよい。従来より、連続炉において、加熱対象物であるワークWを熱風や輻射熱により加熱することが一般的である。カートリッジヒータにより加熱対象物を例えば600℃に加熱することも可能であるが、炉とは、金属なら300℃以上、ガラスなら700℃、セラミックスなら1000~2,000℃以上の高温に温めることを目的とするものであり、その能力からカートリッジヒータが採用されることはほとんど見受けられない。これに対し、本実施形態の高温炉1によれば、熱風生成器3の他に、カートリッジヒータ6およびセラミックヒータ5を用いて上下左右からの加熱を行うことによりワークWを均一に加熱することが可能であり、緻密な加熱処理が求められる場合に特に好適である。 In addition, according to the high-temperature furnace 1 of this embodiment, the first heater 5 may be a ceramic heater, and the second heater 6 may be a cartridge heater. Conventionally, in continuous furnaces, it is common to heat the workpiece W, which is the object to be heated, by hot air or radiant heat. Although it is possible to heat the object to be heated to, for example, 600°C by using a cartridge heater, a furnace is intended to heat metal to high temperatures of 300°C or higher, glass to 700°C, and ceramics to 1000 to 2,000°C or higher, and cartridge heaters are rarely used due to their capabilities. In contrast, according to the high-temperature furnace 1 of this embodiment, in addition to the hot air generator 3, the cartridge heater 6 and ceramic heater 5 are used to heat the workpiece W from above, below, left and right, making it possible to heat the workpiece W uniformly, which is particularly suitable when precise heat treatment is required.

また、本実施形態の高温炉1によれば、上述したように、第2ヒータ6(6a、6b)のうちの一つが、ワークWに接触して加熱してもよい。さらに、第2ヒータ6(6a、6b)は、ワークWに上下から接触して加熱してもよい。こうして、より効率的な伝熱が可能となり、加熱の効率化・時短、温度の安定化につながる。なお、例えば、第2ヒータ6aを単独でワークWに接触させて加熱する場合には、ワークWの搬送手段として用いられるベルトコンベアにも適用可能である。すなわち、ベルトコンベアによりステーション4に搬送されたワークWの真上に第2ヒータ6aを下降させ接触した状態で加熱することにより、ステーション4内で間欠的な加熱が可能となり、加熱のばらつきを抑制できる。 In addition, according to the high-temperature furnace 1 of this embodiment, as described above, one of the second heaters 6 (6a, 6b) may contact and heat the workpiece W. Furthermore, the second heaters 6 (6a, 6b) may contact and heat the workpiece W from above and below. This allows for more efficient heat transfer, leading to more efficient heating, shorter heating time, and more stable temperature. For example, when the second heater 6a is used alone to contact and heat the workpiece W, this can also be applied to a belt conveyor used as a means for transporting the workpiece W. In other words, by lowering the second heater 6a directly above the workpiece W transported to station 4 by the belt conveyor and heating it in contact with it, intermittent heating is possible within station 4, and heating variations can be suppressed.

また、本実施形態の高温炉1によれば、ステーション4は載置部7を含み、載置部7はワークWを前方に移動させて各ステーション4における移動のサイクル動作を可能にするものでもよい。加熱と移動が繰り返されるサイクル動作により、間欠的な加熱が可能となり、加熱のばらつきを抑制できる。 In addition, according to the high-temperature furnace 1 of this embodiment, the station 4 includes a placement section 7, and the placement section 7 may move the workpiece W forward to enable cyclic operation of movement at each station 4. The cyclic operation in which heating and movement are repeated enables intermittent heating and suppresses uneven heating.

また、本実施形態の高温炉1は、高温炉1の動作制御を行う第1制御部11と、高温炉1の温度制御を行う第2制御部12と、をさらに備えてもよい。異なる制御を行う2つの制御部を設けることにより、温度管理を集中して行うことができる。 The high-temperature furnace 1 of this embodiment may further include a first control unit 11 that controls the operation of the high-temperature furnace 1, and a second control unit 12 that controls the temperature of the high-temperature furnace 1. By providing two control units that perform different controls, temperature management can be performed centrally.

特に、第2制御部12として上述したようなPLCを用いることにより、複数の温度センサと、複数の第1ヒータ5、複数の第2ヒータ6とを様々に組み合わせることにより集中温調制御(n:n制御)を実現できる。例えば、複数の温度センサの値を見て1つのヒータを制御することが可能であることから、個々のステーション4ないし個々のヒータの位置における温度制御を精緻に行うことができる。温度制御の温度検知手段として、熱電対13を好適に用いることができる。 In particular, by using a PLC as described above as the second control unit 12, multiple temperature sensors, multiple first heaters 5, and multiple second heaters 6 can be combined in various ways to realize centralized temperature control (n:n control). For example, since it is possible to control one heater by looking at the values of multiple temperature sensors, precise temperature control can be performed at each station 4 or at each heater position. A thermocouple 13 can be suitably used as a temperature detection means for temperature control.

また、本実施形態の高温炉1によれば、電流センサ14により第1ヒータ5または第2ヒータ6の動力線の断線を検知すると、第2制御部12は第1ヒータ5および第2ヒータ6を停止してもよい。このように、高温炉1の安全性を担保することができる。 In addition, according to the high-temperature furnace 1 of this embodiment, when the current sensor 14 detects a break in the power line of the first heater 5 or the second heater 6, the second control unit 12 may stop the first heater 5 and the second heater 6. In this way, the safety of the high-temperature furnace 1 can be ensured.

また、本実施形態の高温炉1によれば、サイクル動作を実施できないと判断されたときに、ワークWを保温する保温モードに設定されてもよい。こうして、製造ラインでトラブルが発生しても、特別な保温材を用いることなく、加熱を継続することができる。上述したように、保温モードとして様々なものを予め設定できる。 In addition, according to the high-temperature furnace 1 of this embodiment, when it is determined that the cycle operation cannot be performed, a heat retention mode may be set to keep the workpiece W warm. In this way, even if a problem occurs on the production line, heating can be continued without using special heat retention materials. As described above, various heat retention modes can be set in advance.

また、本実施形態の高温炉1は、第2ヒータ6が搭載されるエアシリンダ10をさらに備え、エアシリンダ10によりワークWが上下に移動するように構成されていてもよい。例えば、エアシリンダ10の推力により第2ヒータ6(6a、6b)を移動させることによって、加熱するワークWの厚さ、体積等が変化しても対応可能である(すなわち、ワークWの厚さ、体積等にかかわらずワークWに接触したり、均一な加熱が可能となる)。また、第2ヒータ6がワークWを加圧し過ぎない、かつ均一に接触させることが可能となる。特に、加熱するワークサイズが大きいと、外側だけ温まりすぎる可能性もあるが、本開示の高温炉1にチラーのような冷却システムがない場合であっても、上下の第2ヒータ6a、6bをワークWに接触させたり、回避させたりすることにより、ワークWの加熱冷却(温度調整)が可能になる。 The high-temperature furnace 1 of this embodiment may further include an air cylinder 10 on which the second heater 6 is mounted, and may be configured to move the workpiece W up and down by the air cylinder 10. For example, by moving the second heater 6 (6a, 6b) by the thrust of the air cylinder 10, it is possible to accommodate changes in the thickness, volume, etc. of the workpiece W to be heated (i.e., the workpiece W can be contacted and uniformly heated regardless of the thickness, volume, etc. of the workpiece W). In addition, the second heater 6 can be in uniform contact with the workpiece W without excessively pressurizing it. In particular, if the size of the workpiece to be heated is large, there is a possibility that only the outside will be overheated. However, even if the high-temperature furnace 1 of the present disclosure does not have a cooling system such as a chiller, the upper and lower second heaters 6a, 6b can be brought into contact with the workpiece W or avoided, thereby making it possible to heat and cool the workpiece W (temperature adjustment).

また、本実施形態の高温炉1は、ワークWの移動する軌道を変えるシフタ15をさらに備えてもよい。このように、高温炉1やワークWの搬送経路は直線形状に限定されず、図1、図2の例のようなコの字状に設計することや、工場等の作業場の面積や設置位置に合わせて適宜様々な形状に設計することもできる。 The high-temperature furnace 1 of this embodiment may further include a shifter 15 that changes the trajectory of movement of the workpiece W. In this way, the transport path of the high-temperature furnace 1 and the workpiece W is not limited to a linear shape, but can be designed to be U-shaped as in the examples of Figures 1 and 2, or can be designed in various shapes as appropriate according to the area and installation location of a work area such as a factory.

なお、本実施形態による高温炉1は、上述したような態様に限定されることはなく、様々な変更を加えることができる。 The high-temperature furnace 1 according to this embodiment is not limited to the above-mentioned configuration, and various modifications can be made.

従来、積層状態のワークを加熱する際、ワーク間には空気層が介在するため熱伝導が悪く、温度ムラが出てくるという課題があった。これに対し、本開示の高温炉1によれば、3種類のヒータを用い、かつ、各ステーション4内で間欠的な加熱により、積層状態のワークWであっても加熱のばらつきを抑制することが可能である。また、本開示の高温炉1によれば、1つのワークを加熱することもできる。この場合、上述のように、ワークWの高さに合わせてエアシリンダ10により第2ヒータ6の高さを調節して加熱することができる。また、例えば、上側第2ヒータ6aが固定されその高さの調節ができない場合であっても、下側第2ヒータ6bにより、ワークWの位置を第1ヒータ5に合わせて調整することも可能である。例えば、ワークWの中心位置が第1ヒータ5のホットスポット(例えば、図3における第1ヒータ5の中心部分で最も熱量が高くなる箇所)の位置に合わせることも可能である。このように、本開示の高温炉1が適用可能なワークの形状、サイズ、材質(例えば、ガラス、セラミック)などは特に限定されない。 Conventionally, when stacked workpieces are heated, there is a problem that the heat conduction is poor due to the air layer between the workpieces, resulting in temperature unevenness. In contrast, according to the high-temperature furnace 1 of the present disclosure, it is possible to suppress the heating variation even for stacked workpieces W by using three types of heaters and intermittent heating in each station 4. In addition, according to the high-temperature furnace 1 of the present disclosure, it is also possible to heat one workpiece. In this case, as described above, the height of the second heater 6 can be adjusted by the air cylinder 10 to match the height of the workpiece W. Also, for example, even if the upper second heater 6a is fixed and its height cannot be adjusted, it is also possible to adjust the position of the workpiece W to match the first heater 5 by the lower second heater 6b. For example, it is also possible to match the center position of the workpiece W to the position of the hot spot of the first heater 5 (for example, the position where the heat amount is highest in the center part of the first heater 5 in FIG. 3). In this way, the shape, size, material (for example, glass, ceramic), etc. of the workpiece to which the high-temperature furnace 1 of the present disclosure can be applied are not particularly limited.

また、図3に示す例では、ステーション4は熱風生成器3からの熱風も進入可能な半密閉状態であるが、さらに開閉可能な断熱性の部材を用いて各ステーション4を密閉状態にしてもよい。 In the example shown in FIG. 3, station 4 is in a semi-sealed state that allows hot air from hot air generator 3 to enter, but each station 4 may be sealed by using an insulating member that can be opened and closed.

1 高温炉
2a カバー
2b シャッタ
3 熱風生成器
4 ステーション
5(5a、b) 第1ヒータ
6(6a、b) 第2ヒータ
7 載置部
8 治具
9 ヒータープレート
10 エアシリンダ
11 第1制御部
12 第2制御部
13 熱電対
14 電流センサ
15 シフタ
16 断熱材
W ワーク
Reference Signs List 1 High-temperature furnace 2a Cover 2b Shutter 3 Hot air generator 4 Station 5 (5a, b) First heater 6 (6a, b) Second heater 7 Placement section 8 Jig 9 Heater plate 10 Air cylinder 11 First control section 12 Second control section 13 Thermocouple 14 Current sensor 15 Shifter 16 Heat insulating material W Workpiece

Claims (11)

炉内雰囲気を加熱循環させるための熱風生成器と、
ディスク状の金属製ワークの搬送経路を共有し、前記ワークを載置させながら移動させる複数のステーションと、
前記ワークが載置される台座および該ワークの中心の開口を通る支柱を有する治具と、
を備え、
前記ステーションがそれぞれ、前記ワークを左右から加熱する第1ヒータと、前記ワークを上下から加熱する第2ヒータとを含み、
前記第2ヒータにより、前記治具を介して前記ワークを内側からも加熱する、高温炉。
A hot air generator for heating and circulating the atmosphere inside the furnace;
A plurality of stations that share a transport path for disk-shaped metal workpieces and move the workpieces while placing them thereon ;
A jig having a base on which the workpiece is placed and a support that passes through an opening in the center of the workpiece;
Equipped with
Each of the stations includes a first heater for heating the workpiece from the left and right sides and a second heater for heating the workpiece from above and below,
The second heater also heats the workpiece from the inside through the jig.
前記第2ヒータのうちの一つが、前記ワークに接触して加熱する、請求項1記載の高温炉。 The high temperature furnace of claim 1 , wherein one of the second heaters contacts and heats the workpiece . 前記第2ヒータは、前記ワークに上下から接触して加熱する、請求項1記載の高温炉。 The high-temperature furnace according to claim 1 , wherein the second heater heats the workpiece by contacting the workpiece from above and below. 前記第1ヒータはセラミックヒータであり、前記第2ヒータはカートリッジヒータである、請求項1~3のいずれか一項に記載の高温炉。 The high-temperature furnace according to any one of claims 1 to 3, wherein the first heater is a ceramic heater and the second heater is a cartridge heater. 前記ステーションは載置部を含み、
前記載置部は前記ワークを前方に移動させて前記各ステーションにおける移動のサイクル動作を可能にする、請求項1記載の高温炉。
The station includes a placement portion,
The high temperature furnace according to claim 1 , wherein the placement section moves the workpiece forward to enable a cyclical movement of the workpiece through each of the stations.
前記高温炉の動作制御を行う第1制御部と、
前記高温炉の温度制御を行う第2制御部と、
をさらに備えた、請求項1記載の高温炉。
A first control unit that controls the operation of the high-temperature furnace;
A second control unit that controls the temperature of the high-temperature furnace;
The high temperature furnace of claim 1 further comprising:
前記第2制御部がPLCであり、複数の温度センサと、複数の前記第1ヒータおよび複数の前記第2ヒータとの様々な組み合わせによる集中温調制御を可能にするものである、請求項6記載の高温炉。 The high-temperature furnace according to claim 6, wherein the second control unit is a PLC and enables centralized temperature control by various combinations of multiple temperature sensors, multiple first heaters, and multiple second heaters. 電流センサにより前記第1ヒータまたは前記第2ヒータの動力線の断線を検知すると、前記第2制御部は前記第1ヒータおよび前記第2ヒータを停止する、請求項6記載の高温炉。 The high-temperature furnace according to claim 6, wherein the second control unit stops the first heater and the second heater when a current sensor detects a break in the power line of the first heater or the second heater. 前記サイクル動作を実施できないと判断されたときに、前記ワークを保温する保温モードに設定される、請求項5記載の高温炉。 6. The high-temperature furnace according to claim 5, further comprising a heat-retention mode for retaining the workpiece when it is determined that the cycle operation cannot be performed. 前記第2ヒータが搭載されるエアシリンダをさらに備え、
前記エアシリンダにより、前記ワークが上下に移動する、請求項1記載の高温炉。
The heater further includes an air cylinder on which the second heater is mounted,
2. The high temperature furnace according to claim 1, wherein the workpiece is moved up and down by the air cylinder.
前記ワークの移動する軌道を変えるシフタをさらに備えた、請求項1記載の高温炉。 The high-temperature furnace according to claim 1 , further comprising a shifter for changing a trajectory of movement of the workpiece.
JP2023145917A 2023-09-08 High Temperature Furnace Active JP7525948B1 (en)

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