JPH057237Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案は、金属の雰囲気熱処理加工に用いられ
る連続雰囲気炉において、炉内雰囲気の改質のた
めに使用される攪拌機の改良に関するものであ
る。

(ロ) 従来技術とその問題点 雰囲気炉の雰囲気ガス組成の改質は、従来一般
に雰囲気ガスを炉内に送る管内に添加ガスを混入
して、送入することによつて行なわれる。

このようにして送入された添加ガスを含む雰囲
気ガスは、炉内で加熱された時にはじめて雰囲気
ガス中の組成ガス相互の反応と添加ガスとの反応
が起るため、雰囲気ガス送入口と被熱処理加工品
との関係位置によつては、雰囲気ガスが完全に改
質される前に加工品と接触することが多く、品質
の安全性を欠くことになる。

例えば、特開昭56−38419号で開示される金属
加熱用保護雰囲気炉において、原料ガス送入管か
ら炉内に送入された原料ガスは、被処理品に当る
前に攪拌機で放射状に攪拌されるようになつてい
るが、その相当部分は触媒と発熱管に当つて改質
反応する前に先に被処理品に接触してしまう不都
合がある。

また、特開昭54−64033号の滴注式ガス浸炭炉
では、下面がマツフルの金網でまた側面が環状の
触媒用金属金網で覆われた室中で回転するガス攪
拌機が開示されている。そして、滴注管から滴下
する有機液体が被処理体上に落下するのを防止す
るための上述のマツフルの金網は炉内雰囲気が上
記した室中に入るのをも実質的に遮断するもので
あるから、この室中に滴下された有機液体と炉内
雰囲気ガスがガス攪拌機によつてこの室中で混
合、攪拌反応することを期待することはできな
い。

更にまた、かかるガス攪拌機では、滴注管より
滴下する液体を強い風で吹き飛ばさないほとんど
その全部がマツフルの金網上に落下してしまうの
で、攪拌機の羽根の回転運動の外側にこの液体が
滴下されては直ちに吹き飛ばされて四方へ分散す
る。これは攪拌機というよりはアトマイザーであ
つて、これでは、たとえこの液体が上記したガス
攪拌機の室中で分解ガス化し、またたとえ該室中
に炉内雰囲気ガスが多少とも吸入されたとして
も、両者がそこで攪拌される機会はまことに乏し
く、分解ガスを炉内雰囲気ガスが順繰りに送り出
されるだけのことになる。

更にまた、かかる攪拌機では、滴注管が攪拌機
の羽根と触媒用金属金網との間に介在するので、
攪拌機で攪拌されたガスが直ちにかつ効果的に触
媒に接触し得るように触媒を攪拌機の羽根に近接
して設けることは難しく、かかる介在物としての
滴注管は良好なガスの流れと混合、攪拌とを妨害
することになる。

このために、改質添加ガスを炉内に直接送入す
るものもあるが、添加ガスがプロパンなどの場合
には、炉内に送入された時に熱分解してススが出
るような不完全な改質反応となることが多い。

(ハ) 考案の開示 本考案は、以上のような問題点を解決するもの
である。

本考案の攪拌機を第１図で説明すると、図の下
側は炉内であり、攪拌機の羽根１は回転により図
の下方から炉内雰囲気ガスを吸引し、軸２と直角
方向にこの吸引した炉内雰囲気ガスを吐出する。

本考案はこのように吐出された雰囲気ガスのほ
とんど全部を金網１０等の支持体中に保持される
触媒１１に強制的に接触させるようにしたもので
ある。

このために、羽根１の回転運動外周に近接して
羽根軸２と同心状に環状の触媒入りの金網１０を
装着する。

また、本考案になる攪拌機は次の特徴をも持つ
ものである。即ち、回転継手８側より羽根軸２の
中心を貫通する添加ガス送入管１２を通じて、炉
内に添加ガスを送入する。この時、羽根１の回転
により添加ガス出口９の付近は負圧になつている
ので、該ガスの出口９即ち羽根１の回転運動の中
心に向つて炉内から雰囲気ガスが、また添加ガス
出口９からは添加ガスが吸引され、両者は羽根１
の回転により混合される。

このような負圧によるガスの吸引混合は、添加
ガスの雰囲気ガスとの混合を良好とする。また、
このときの添加ガスの量は炉内雰囲気ガスの吸引
量に対して小さく抑えられているため、混合され
たガスの温度低下は小さく、反応速度は速い。

次いで、この混合ガスは触媒１１を通過して反
応が促進され、目的のガス組成となつて炉内を循
環して所定の熱処理加工を行なうのである。

(ニ) 実施例 本考案について第１図を参照し、更に以下の実
施例で詳細に説明する。

第１図はガス浸炭炉に実施したこの考案の攪拌
機である。羽根１は耐熱鋼性で、触媒支持体とし
ての金網１０はインコネル線、触媒１１はニツケ
ル・コバルト系の球形である。この触媒１１は浸
炭温度900〜940℃で働く比較的低温用であること
を特徴とする。

羽根１の回転運動外周径は約400φmm、高さは
約200mm、回転数1200rpmとし、金網１０に入れ
た触媒１１の通気率は約50％であつた。

浸炭用炉内雰囲気ガスはブタンガス変成の吸熱
型ガスで、添加ガスは都市ガス（メタンガスが主
体）である。添加ガス量の調節は炉内雰囲気ガス
（組成がCO，H₂，CO₂，H₂Ｏ，CH₄，N₂）の炭
素濃度を知るためのCO，CO₂量を赤外線分析計
で測定し、温度側測定と併せて演算して自動的に
行なつた。雰囲気ガス量は10m³／ｈ、添加ガス量
は０〜0.04m³／ｈ、温度910℃、炭素濃度は7.9％
であつた。

この連続炉では、炉中の雰囲気ガスはそれが炉
へ送入された時から炉外へ排出されるまで異なつ
た温度域を通るもので、それぞれの温度域で所定
の熱処理加工工程に適するようにそのガス組成が
精度高く改質、維持されなければならない。

この考案になる攪拌機は、このためのガス組成
の改質速度を高め、安定した浸炭加工を行うこと
ができた。

なお、図中３は架台、４はプーリー、５は軸ベ
アリング、６は断熱材、７は炉の上部炉壁、８は
添加ガス入口側に設けられた回転継手を示す。

(ホ) 考案の効果 上述したように、連続炉においては炉内が閉鎖
されたバツチ式炉と比較し、炉内の所定の場所と
所定の時間で所定の雰囲気ガス組成を維持するこ
とはまことに困難である。

しかし、本考案になる雰囲気改質用攪拌機は雰
囲気ガスと添加ガスの改質反応速度を高め、今ま
での問題をよく解決した優れた手段を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の攪拌機の説明的な断面図であ
る。 符号説明、１……羽根、２……羽根軸、３……
架台、４……プーリー、５……軸ベアリング、６
……断熱材、７……炉壁、８……回転継手、９…
…添加ガス出口、１０……金網、１１……触媒、
１２……添加ガス送入管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 炉の上部炉壁の所望の位置に回転自在に設けら
   れかつ該上部炉壁とほぼ直角に伸展する羽根軸
   と、該羽根軸の炉内に伸展する端部に設けられた
   複数の羽根とを有する連続雰囲気熱処理炉の炉内
   雰囲気の改質用攪拌機であつて、上記羽根は回転
   に伴つてその回転中心に負圧を生じて炉内雰囲気
   を吸引しかつこの吸引された炉内雰囲気をその羽
   根軸とほぼ直角に放射状外方に吐出する形状をな
   し、また上記羽根軸には添加ガスを上記した羽根
   の回転中心に向つて送出する開口が設けられ、更
   に上記した羽根の回転運動外周に近接しかつ上記
   羽根軸と同心状に全体として底部が開口した環状
   の触媒入り支持体が上記羽根との間になんらの介
   在物なしに設けられていることを特徴とする雰囲
   気改質用攪拌機。