JPH076698U - 炉の扉シール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れたシール性能が得られるとともに、高度
の信頼性と安全性を確保し得る炉の扉シール装置を提供
する。 【構成】 炉体２１に開口部２２を設け、開口部を開閉
する扉２３を炉体の外側に設け、炉体の開口部の周囲も
しくは扉の周囲に、それぞれ内圧膨張式の弾性体からな
る第１、第２のシールラバー３３，３４を二重に設け、
それらシールラバーを膨張させて扉と炉体とに圧着させ
ることにより扉と炉体との間を気密状態にシールする。
また、双方のシールラバーの間に形成される空間部５０
を真空とするための真空排気装置５１を具備する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は焼鈍炉等の各種の炉に適用する扉シール装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

周知のように、焼鈍炉においては焼鈍処理時に炉体内部を窒素ガスや水素ガス あるいはこれらの混合ガス等の雰囲気ガスに置換することが一般的であり、その ため、炉体とその開口部を開閉する扉の間には気密保持のための扉シール装置が 備えられている。

【０００３】 焼鈍炉に適用される扉シール装置の一従来例を図６および図７に示す。これら の図において符号１は炉体、２は炉体１の前面側の壁部に形成されている開口部 、３は開口部２を開閉するための扉である。開口部２の周囲には水冷枠４が設け られ、この水冷枠４の周囲にホルダ５が設けられ、このホルダ５に内圧膨張式の 弾性体からなるシールラバー６が取り付けられている。ホルダ５には孔７が形成 され、この孔７にはシールラバー６内に窒素ガス等を供給するガス供給管８が取 り付けられていて、孔７を通してシールラバー６内に窒素ガス等を供給してそれ を膨張させるようになっており、その際には図示を略した他の孔からシールラバ ー６内のガス（空気）が排出されるようになっている。また、開口部２の周囲の 壁面にはシール断熱材９が取り付けられている。

【０００４】 一方、図７に示すように、扉３の周囲には水冷枠１０が設けられ、この水冷枠 １０の周囲には取付部材１１を介してシールプレート１２が設けられ、上記シー ルラバー６が膨張するとこのシールプレート１２に対して圧着し得るようになっ ている。また、扉３の内面側には上記シール断熱材９に密着し得るシール断熱材 １３が取り付けられている。

【０００５】 上記構成の扉シール装置では、扉３により開口部２を閉じた後、シールラバー ６内にガス供給管８から窒素ガス等を供給してシールラバー６を膨張させると、 図７に示すように膨張したシールラバー６がシールプレート１２に対して圧着さ れて扉３と炉体１との間が気密状態にシールされる。同時に、炉体１側のシール 断熱材９と扉３側のシール断熱材１３とが密着し、これによってシールラバー６ が炉体１内部の雰囲気ガスにさらされることが防止されるようになっている。ま た、炉体１の水冷枠４の内部および扉３の水冷枠１０の内部に冷却水を強制循環 させることにより、焼鈍処理時においてもシールラバー６の周辺が低温に維持さ れてシールラバー６の熱変形等が生じることが防止されるようになっている。な お、これら水冷枠４、１０は炉体１および扉３の補強フレームを兼ねるものとな っている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記のような構造の従来の扉シール装置では、単独のシールラバー ６のみによりシールする構成のものであるので、万一シールラバーが損傷を受け たり、変形したり、異物を噛み込んだりしたような場合にはシール性能が損われ てしまう可能性がある。

【０００７】 本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、より信頼性に優れかつより高度の 安全性を確保し得る扉シール装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、請求項１に記載の考案は、炉体に設けられた開口部 を開閉する扉に適用されるシール装置であって、前記開口部の周縁部もしくは前 記扉の周縁部に、内圧膨張式の弾性体からなる第１のシールラバーを全周にわた って取り付けるとともに、同じく内圧膨張式の弾性体からなる第２のシールラバ ーを前記第１のシールラバーの外周側に所定間隔をおいて全周にわたって取り付 けて、前記扉が閉じられたときにそれら第１、第２のシールラバーの間に密閉さ れた空間部が形成されるようになし、かつ、その空間部から排気を行なって空間 部内を真空に保持するための真空排気装置を具備したものである。

【０００９】 また、請求項２に記載の考案は、上記の真空排気装置を具備することに加えて 、その空間部に窒素ガス等の非酸化性ガスを供給するとともに空間部内のガス圧 を所定圧力に保持するためのガス供給装置とを具備したものである。

【００１０】

【作用】

本考案の扉シール装置では、二重に設けた第１、第２のシールラバーを膨張さ せてそれら双方のシールラバーにより扉と炉体との間を二重にシールすることに より、信頼性の高い優れたシール性能が得られる。そして、請求項１に記載の扉 シール装置では、双方のシールラバーの間に形成される空間部を真空排気装置に よって常に所定の真空度に保持することにより、空間部に漏出してきた炉内雰囲 気ガスや侵入してきた空気を空間部から排気してしまい、それによって炉内雰囲 気ガスの外部への漏出や空気の炉内への侵入を防止する。また、請求項２に記載 の扉シール装置にあっては、必要に応じて、たとえばシールラバーが損傷したよ うな場合に、ガス供給装置により上記空間部に窒素ガス等の非酸化性ガスを加圧 供給して空間部の内圧を炉内雰囲気ガスの圧力より高く保持することにより、空 間部内の非酸化性ガスを炉体内部や炉外に流出せしめて炉内雰囲気ガスの漏出や 空気の侵入を防止する。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の扉シール装置を焼鈍炉に適用した場合の実施例を図面を参照し て説明する。図１〜図４は本考案の第１実施例である扉シール装置Ａを示すもの である。まず、図４はこの扉シール装置Ａが適用される焼鈍炉の概略構成を示す ものであって、図中符号２１は炉体、２２はその前面側の壁部に形成されている 開口部、２３は開口部２２を開閉するための扉である。炉体２１の内部には、ワ ーク２４を載置する架台２５と、ワーク２４を加熱するための輻射管２６と、ワ ーク２４を冷却するためのクーラー２７と、焼鈍処理時における雰囲気ガスを炉 体２１内部において循環させるためのファン２８とが設けられている。

【００１２】 炉体２１の開口部２２の周囲には、図１〜図３に示すようにシール断熱材３０ が取り付けられているとともに、その外側には水冷枠３１が設けられている。水 冷枠３１の周囲にはホルダ３２が設けられ、このホルダ３２には、水冷枠３１側 に内圧膨張式の弾性体からなる第１のシールラバー３３が開口部２２の全周にわ たって取り付けられ、さらに、その第１のシールラバー３３の外周側に、該シー ルラバー３３から一定間隔をあけて同じく内圧膨張式の弾性体からなる第２のシ ールラバー３４が取り付けられている。

【００１３】 ホルダ３２には各シールラバー３３，３４の取り付け位置にそれぞれガス供給 孔３５，３５が形成され、これらガス供給孔３５，３５には図示を略したガス源 からシールラバー３３，３４内に窒素ガス等の非酸化性ガスを供給するためのガ ス供給管３６，３６が接続されている。また、ホルダ３２には、シールラバー３ ３，３４内の空気および窒素ガスを放出するための他の孔（図示略）も形成され ており、それらには図１に示すようにガス排出管３７，３７が接続されている。

【００１４】 また、ホルダ３２には、第１、第２のシールラバー３３，３４相互間に、図２ 、図３に示すように複数の吸気孔３８が例えば１００〜１０００ｍｍピッチで形 成され、これらの吸気孔３８には後述する真空排気装置５１の吸気管５５が接続 されている。

【００１５】 一方、扉２３には、図１，図３に示すようにその外周部に水冷枠４０が設けら れ、この水冷枠４０の外側には取付部材４１を介してシールプレート４２が設け られ、扉２３を閉じて上記シールラバー３３，３４を膨張させると、それらシー ルラバー３３，３４はシールプレート４２に圧着されるようになっている。また 、扉２３の内面側には上記シール断熱材３０に密着し得るシール断熱材４３が取 り付けられている。

【００１６】 本実施例においては、上記の扉２３により開口部２２を閉じ、シールラバー３ ３，３４内に窒素ガスを供給してそれらを膨張させると、図３に示すように、膨 張したシールラバー３３，３４がそれぞれシールプレート４２に圧着され、扉２ ３と炉体２１との間が気密状態に二重にシールされるようになっている。そして 、これらシールラバー３３，３４、シールプレート４２、ホルダ３２によって囲 まれて密閉状態の空間部５０が形成されるが、本実施例においては、この空間部 ５０内から排気を行なってそこを真空に保持するための真空排気装置５１が備え られている。

【００１７】 その真空排気装置５１は、図１に系統図を示すように、真空排気ポンプ５２、 主ヘッダ５３、複数の扉前ヘッダ５４から構成され、真空排気ポンプ５２により 上記空間部５０内から吸気管５５、扉前ヘッダ５４、排気分岐管５６、主ヘッダ ５３、排気主管５７を通して排気を行ない、空間部５０内を所定の真空度たとえ ば１〜５００Ｔｏｒｒ程度に保持し得るようになっている。符号５８は導圧管５ ９を介して空間部５０内の真空度を測定し指示する真空計である。

【００１８】 上記構成の扉シール装置Ａを採用した焼鈍炉の作業手順を説明する。炉体２１ 内部にワーク２４を装入して扉２３を閉じたら、シールラバー３３，３４内にガ ス供給管３６より窒素ガスを供給するとともにその内部からガス排出管３７より 空気を排出していく。そのようにしてシールラバー３３，３４を膨張させてそれ らシールラバー３３，３４をシールプレート４２に圧着させ、扉２３と炉体２１ との間を気密状態にシールするとともに、シールラバー３３，３４間に形成され る空間部５０も密閉状態とする。

【００１９】 次に、真空排気装置５１により上記空間部５０内から排気を行ない、空間部５ ０内を所望の真空度たとえば上述したように１〜５００Ｔｏｒｒ程度に保持する 。この際、吸気孔３８は所定間隔で多数設けられているので、空間部５０内の全 体を均等にかつ速やかに所望の真空度に到達させることができる。また、何等か の原因で空間部５０の真空度が変動した場合には、真空度を常に一定に保持する べく真空排気ポンプ５２の作動を自動制御する。

【００２０】 空間部５０内を所定の真空度に保持した後、炉体２１内を一旦窒素ガスに置換 した後、必要に応じてさらに所望の雰囲気ガスたとえば水素ガスに置換し、その 状態で焼鈍処理つまり一定時間の加熱と均熱および冷却処理を行なう。焼鈍処理 が終了したら、真空排気ポンプ５２を停止させて空間部５０内を復圧し、シール ラバー３３，３４内の窒素ガスをガス排出管３７，３７から放出してそれらを収 縮させた後、扉２３を開いてワーク２４を取り出せば、１工程の作業が完了する 。

【００２１】 上記構成の扉シール装置Ａを採用した焼鈍炉では、シールラバー３３，３４が 二重に設けられていることで従来一般の単独のシールラバーによる場合に比して 優れたシール性能が得られ、炉体２１内部の雰囲気ガスが外部に漏出したり外部 の空気が炉体２１内に侵入する虞れが少ない。そして、本実施例の扉シール装置 Ａでは、焼鈍処理時には空間部５０内の真空度を常に一定に保持するから、仮に 内側の第１のシールラバー３３が損傷を受けたり、変形したり、異物を噛み込ん だりして炉内雰囲気ガスがその第１のシールラバー３３を越えて空間部５０に漏 出したような場合、空間部５０内の真空度が一時的に低下するものの、漏出した 雰囲気ガスは空間部５０から真空排気装置５１によって速やかに排出されてしま い、雰囲気ガスが炉外にまで漏出してしまうことが防止される。また、仮に、外 側の第２のシールラバー３４が損傷を受けたり、変形したり、異物を噛み込んで 空気が空間部５０内に侵入した場合にも、侵入した空気は真空排気装置５１によ り空間部５０から速やかに排出されてしまい、炉体２１内にまで侵入してしまう ことが未然にかつ確実に防止される。

【００２２】 なお、扉２３を閉じた際には、炉体２１側のシール断熱材３０と扉２３側のシ ール断熱材４３とが密着し、炉体２１内部の雰囲気ガスが内側の第１のシールラ バー３３に直接接触することが防止されるとともに、炉体２１の水冷枠３１およ び扉２３の水冷枠４０にそれぞれ冷却水を循環させることにより、シールラバー ３３，３４周辺部の過熱が防止されてそれらが熱損傷を受けるようなことが防止 されるようになっている。

【００２３】 次に、図５を参照して本考案の第２実施例を説明する。本第２実施例の扉シー ル装置Ｂは、上記第１実施例の扉シール装置Ａに対し、空間部５０に窒素ガスを 供給するためのガス供給装置６１を付加した形態のものである。

【００２４】 すなわち、本第２実施例の扉シール装置Ｂにおいては、上記第１実施例におけ る真空排気装置５１の主ヘッダ５３の一次側に真空開閉弁６２が付加され、その 真空開閉弁６２と主ヘッダ５３との間にガス供給主管６３が接続され、ガス本管 ６４から圧力調整弁６５、ガス供給開閉弁６６を介してガス供給主管６３により 上記主ヘッダ５３に窒素ガスが供給されるようになっている。そして、主ヘッダ ５３に供給された窒素ガスは上記の排気分岐管５６、扉前ヘッダ５４、吸気管５ ５を介して空間部５０に供給し得るようになっている。つまり、主ヘッダ５３、 排気分岐管５６、扉前ヘッダ５４、吸気管５５は、空間部５０から真空排気を行 なうための排気経路と、空間部５０に窒素ガスを供給するための供給経路（図５ に破線矢印で示す）を兼ねるものとなっていて、真空開閉弁６２、ガス供給開閉 弁６６を選択的に開閉することによりそれらの経路が切換えられるようになって いる。

【００２５】 上記ガス供給装置６１における圧力調整弁６５は空間部５０に加圧供給する窒 素ガスの圧力を調節するためのものであって、その設定圧力は炉内雰囲気ガスの 設定圧力よりやや高く、たとえば炉内雰囲気ガスの設定圧力が１５０ｍｍＡｑの 場合、空間部５０内に供給する窒素ガスの圧力は１０ｍｍＡｑ程度高い１６０ｍ ｍＡｑ程度に設定するようにしている。

【００２６】 また、本第２実施例の扉シール装置Ｂにおいては、内側の第１のシールラバー ３３内の圧力を検知するための圧力検知器６７が設けられている。この圧力検知 器６７は、通常時には第１のシールラバー３３内に加圧状態で封入されている窒 素ガスの圧力を検知し、それが所定の許容圧力より低下した場合、たとえばシー ルラバー３３が損傷を受けて収縮してしまったような場合には、真空開閉弁６２ 、ガス供給開閉弁６６に対して操作信号を出力し、それまでは開かれていた真空 排気装置５１の真空開閉弁６２を閉じるとともに、それまでは閉じられていたガ ス供給装置６１のガス供給開閉弁６６を開くように制御するように構成されてい る。

【００２７】 本第２実施例の扉シール装置Ｂにおいては、通常時には第１実施例の扉シール 装置Ａと全く同様にシールラバー３３，３４内に窒素ガスを加圧状態で封入して それらを膨張させ、かつ、それらシールラバー３３，３４の間に形成される空間 部５０内から真空排気装置５１により真空排気を行ない、空間部５０を所定の真 空度に保持して焼鈍処理を行なう。しかし、仮に何等かの原因によって内側の第 １のシールラバー３３が大きく損傷してしまい、内部に封入されている窒素ガス が漏出してそれが収縮してしまったような場合には、圧力検出器６７によりシー ルラバー３３内の圧力低下が検知され、それが許容限界を越えた場合には異常状 態として上述したように真空開閉弁６２が閉じられるとともにガス供給開閉弁６ ６が開かれる。これにより、空間部５０内からの真空排気が緊急に停止され、今 度はガス供給装置６１により空間部５０に窒素ガスが加圧供給され、空間部５０ 内が炉内雰囲気ガスの圧力より高い所定の設定圧力に保持される。

【００２８】 これにより、空間部５０に加圧供給された窒素ガスにより炉内雰囲気ガスは炉 内２１側に押し戻され、それが外部に漏出してしまうことが防止される。また、 空間部５０に窒素ガスが加圧供給されることにより、外側の第２のシールラバー ３４が高温の炉内雰囲気ガスにさらされることがないから、外側の第２のシール ラバー３４にまで熱損傷が及んでしまうことが防止される。

【００２９】 このように、本第２実施例の扉シール装置Ｂを採用した焼鈍炉によれば、シー ルラバー３３，３４間に形成される空間部５０内を真空として処理を行なうこと によって第１実施例の場合と同様の効果が得られるのみならず、シールラバー３ ３が万一損傷したような場合にも安全性が十分に確保され、より高い信頼性を有 するものとなっている。

【００３０】 なお、上記第２実施例では内側の第１のシールラバー３３の内圧低下を検知し て真空排気装置５１とガス供給装置６１とを切換えるようにしたが、それに代え て、あるいはそれに加えて、外側の第２のシールラバー３４の内圧低下を検知し て真空排気とガス供給の切換えを行なうようにしても良い。また、上記第２実施 例では、真空排気装置５１の排気経路とガス供給装置６１の供給経路の一部分を 兼用するものとしたが、それらを完全に独立した構成としても良い。さらに、上 記各実施例では、いずれも第１、第２のシールラバー３３，３４を炉体２１側に 取り付けたのであるが、それらを扉２３の内面側の外周縁部に取り付け、炉体２ １側にシールプレート４２を取り付けるようにしても同様の効果が得られるし、 その他、各部の形状や寸法等は適宜変更可能であること、焼鈍炉のみならず他の 用途の各種の炉に対しても適用可能であることはいうまでもない。

【００３１】

【考案の効果】

以上で説明したように、請求項１に記載の考案の扉シール装置は、内圧膨張式 の第１、第２のシールラバーを二重に設けるとともに、それらの間に形成される 空間部を真空排気装置により真空に保持するように構成したから、炉内雰囲気ガ スが外部に漏出したり空気が炉内に侵入することを確実に防止し得る優れたシー ル性能が得られ、高度の信頼性と安全性を確保し得るという優れた効果を奏する 。

【００３２】 また、請求項２に記載の考案の扉シール装置は、上記に加えて空間部にガスを 供給するためのガス供給装置を設けたから、シールラバーが損傷したような場合 には空間部にガスを加圧供給してその内圧を炉内より高く保持することにより、 炉内雰囲気ガスの漏出や空気の侵入をより確実に防止でき、したがってより高度 の信頼性、安全性を確保し得るという効果を奏する。

【００３３】 さらに、本考案は、既設炉にも容易にかつ安価に改造して適用することができ るものであるから、既設炉をより付加価値の高い炉に改造することを可能とする ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例である扉シール装置の系統
図である。

【図２】同装置の扉を開けた状態を示す要部断面図であ
る。

【図３】同装置の扉を閉じた状態を示す要部断面図であ
る。

【図４】同装置を適用した焼鈍炉の正断面図である。

【図５】本考案の第２実施例である扉シール装置の系統
図である。

【図６】従来の扉シール装置の扉を開けた状態を示す要
部断面図である。

【図７】同装置の扉を閉じた状態を示す要部断面図であ
る。

【符号の説明】

Ａ 扉シール装置 ２１ 炉体 ２２ 開口部 ２３ 扉 ３３ 第１のシールラバー ３３ 第２のシールラバー ５０ 空間部 ５１ 真空排気装置 Ｂ 扉シール装置 ６１ ガス供給装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 井浦 透 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉体に設けられた開口部を開閉する扉に
   適用されるシール装置であって、前記開口部の周縁部も
   しくは前記扉の周縁部に、内圧膨張式の弾性体からなる
   第１のシールラバーを全周にわたって取り付けるととも
   に、同じく内圧膨張式の弾性体からなる第２のシールラ
   バーを前記第１のシールラバーの外周側に所定間隔をお
   いて全周にわたって取り付けて、前記扉が閉じられたと
   きにそれら第１、第２のシールラバーの間に密閉された
   空間部が形成されるようになし、かつ、その空間部から
   排気を行なって空間部内を真空に保持するための真空排
   気装置を具備してなることを特徴とする炉の扉シール装
   置。
2. 【請求項２】 炉体に設けられた開口部を開閉する扉に
   適用されるシール装置であって、前記開口部の周縁部も
   しくは前記扉の周縁部に、内圧膨張式の弾性体からなる
   第１のシールラバーを全周にわたって取り付けるととも
   に、同じく内圧膨張式の弾性体からなる第２のシールラ
   バーを前記第１のシールラバーの外周側に所定間隔をお
   いて全周にわたって取り付けて、前記扉が閉じられたと
   きにそれら第１、第２のシールラバーの間に密閉された
   空間部が形成されるようになし、かつ、その空間部から
   排気を行なって空間部内を真空に保持するための真空排
   気装置と、その空間部に窒素ガス等の非酸化性ガスを供
   給するとともに空間部内のガス圧を所定圧力に保持する
   ためのガス供給装置とを具備してなることを特徴とする
   炉の扉シール装置。