JPH09166380A

JPH09166380A - 熱処理炉

Info

Publication number: JPH09166380A
Application number: JP34780095A
Authority: JP
Inventors: Makoto Haga; 誠葉賀
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-12-14
Filing date: 1995-12-14
Publication date: 1997-06-24
Anticipated expiration: 2015-12-14
Also published as: JP3593771B2

Abstract

(57)【要約】【課題】冷却工程の条件を確実に制御することが可能
で、かつ、急冷にも対応することが可能な熱処理炉を提
供する。【解決手段】本願第１の発明の熱処理炉においては、
上下に分割できるように構成された炉本体１と、少なく
とも一部が炉本体１内に位置するように、所定の間隔を
おいて配設された一対のローラ２ａ，２ｂと、炉本体１
内のローラ２ａ，２ｂ上に置かれ、ローラ２ａ，２ｂの
回転にともなって回転することにより内部に収容された
被熱処理物を転動させながら熱処理を行わしめるポット
３とを備えてなる熱処理炉の、炉本体１内の少なくとも
ポット３の近傍に冷却ガスを供給する。また、本願第２
の発明の熱処理炉においては、炉本体内の少なくともポ
ットの近傍及びポットの内部の両方に冷却ガスを供給す
る。また、ポットの回転中心軸に沿って、温度検出手
段、又は冷却ガス供給管及び温度検出手段をポットの内
部に挿入することにより、ポットの内部に冷却ガスを供
給するとともにポット内の温度を直接に検出することが
できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、熱処理炉に関
し、詳しくは、被熱処理物を入れたポットを、上下に分
割可能な炉本体内に配設されたローラ上に置き、ローラ
を回転させることによりポットを回転させながら熱処理
を行う熱処理炉（分割式ポット回転熱処理炉）に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の分割式ポット回転熱処理炉として
は、例えば、図６，図７に示すような熱処理炉がある。

【０００３】この従来の分割式ポット回転熱処理炉は、
図６，図７に示すように、上下に分割できるように構成
された炉本体５１と、炉本体５１を貫通するように所定
の間隔をおいて配設された一対のローラ５２ａ，５２ｂ
と、ローラ５２ａ，５２ｂ上に置かれ、ローラ５２ａ，
５２ｂの回転にともなって回転することにより内部に収
容された被熱処理物（図示せず）を転動させながら熱処
理を行わしめるための、円筒状のポット５３とを備えて
構成されている。

【０００４】炉本体５１は、昇降手段６０によって、そ
の上側部分（上部炉本体）５１ａを昇降させることによ
り、炉本体５１を上部炉本体５１ａと下部炉本体５１ｂ
に分割したり、上下に分割された上部炉本体５１ａと下
部炉本体５１ｂを合体させたりすることができるように
構成されており、炉本体５１内には、Ｕ字形のヒータ５
４がポット５３の横に位置するように配設されている。
さらに、炉本体５１には、炉本体５１の内部温度を検出
するための熱電対５５が挿入、配設されている。

【０００５】また、ローラ５２ａ，５２ｂは、図６(ｃ)
に示すように、モータ５６、チェーン５７、スプロケッ
ト５８などから構成される回転駆動手段５９により回
転、駆動されるように構成されている。

【０００６】上記のように構成された分割式ポット回転
熱処理炉は、被熱処理物を入れたポットを回転させなが
ら加熱を行うことにより、均一な熱処理を行うことがで
きるという特徴を有している。

【０００７】ところで、上記の分割式ポット回転熱処理
炉においては、熱処理が終了した後、昇降手段６０によ
り、上部炉本体５１ａを上昇させることにより、炉本体
５１を上下に分割し、内部に外気を取り込むことにより
冷却を行っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の冷却方
法では、冷却速度などの冷却条件を制御するために、上
部炉本体５１ａを段階的に徐々に上昇させるようにした
場合などにおいては、炉内に高温ガスが滞留して意図す
るような条件で冷却を行うことが困難であるという問題
点があり、また、炉本体５１内の温度とポット５３内の
温度の関係にばらつきが生じ、炉本体５１内の温度を検
出するだけでは、冷却条件を十分に制御することができ
ないという問題点がある。

【０００９】また、急冷を行うために、上部炉本体５１
ａを急激に上昇させて外気を炉本体５１内に取り入れる
ようにした場合、ポット５３が急激に冷却され過ぎて変
形や破損を招く場合がある。さらに、急冷の際に、冷却
条件と実測温度の差が大きくなりすぎて、かえってヒー
タ５４を加熱させてしまう（すなわち、熱電対５５によ
り検出されるポット５３の外側の炉内雰囲気温度がポッ
ト内の温度よりも大幅に低くなり、冷却条件に適合させ
るためにヒータを作動させてしまう）ことにより、冷却
条件を制御することができなくなるという問題点があ
る。

【００１０】本願発明は、上記問題点を解決するもので
あり、冷却条件を確実に制御することが可能で、かつ、
急冷にも対応することが可能な熱処理炉を提供すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願第１の発明の熱処理炉は、上下に分割できるよ
うに構成された炉本体と、少なくとも一部が前記炉本体
内に位置するように、所定の間隔をおいて配設された一
対のローラと、前記炉本体内において、前記一対のロー
ラ上に置かれ、前記ローラの回転にともなって回転する
ことにより、内部に収容された被熱処理物を転動させな
がら熱処理を行わしめるポットとを具備してなる熱処理
炉であって、熱処理が終了した後の冷却工程において、
前記炉本体内の少なくとも前記ポットの近傍に冷却ガス
を供給することができるようにしたことを特徴としてい
る。

【００１２】また、前記ポット内の温度を検出するため
の温度検出手段を設けたことを特徴としている。

【００１３】また、前記温度検出手段を、前記ポットの
回転中心軸に沿って、前記ポット内に挿入、配設するこ
とにより、前記ポット内の温度を直接に検出できるよう
にしたことを特徴としている。

【００１４】また、本願第２の発明の熱処理炉は、上下
に分割できるように構成された炉本体と、少なくとも一
部が前記炉本体内に位置するように、所定の間隔をおい
て配設された一対のローラと、前記炉本体内において、
前記一対のローラ上に置かれ、前記ローラの回転にとも
なって回転することにより、内部に収容された被熱処理
物を転動させながら熱処理を行わしめるポットとを具備
してなる熱処理炉であって、前記炉本体内の少なくとも
前記ポットの近傍及び内部の両方に冷却ガスを供給する
ことができるようにしたことを特徴としている。

【００１５】また、前記ポット内の温度を検出するため
の温度検出手段を設けたことを特徴としている。

【００１６】また、冷却ガス供給管及び温度検出手段
を、前記ポットの回転中心軸に沿って、前記ポットの内
部に挿入することにより、前記ポットの内部に冷却ガス
を供給するとともに、前記ポット内の温度を直接に検出
できるようにしたことを特徴としている。

【００１７】

【作用】本願第１の発明の熱処理炉においては、炉本体
内の少なくともポットの近傍に冷却ガスを供給するよう
にしているので、ポットを効率よく冷却するとともに、
炉本体内の高温ガスに所定の方向への流れを与えて、排
気の効率を向上させることが可能になる。したがって、
炉本体内の雰囲気及びポットの内部を効率よく安定した
速度で冷却することが可能になり、冷却条件を確実に制
御して、意図するような冷却を行うことができるように
なる。

【００１８】また、さらに、前記ポット内の温度を検出
するための温度検出手段を設けることにより、被熱処理
物に最も近い位置の雰囲気温度を直接に検出することが
可能になり、冷却条件をさらに確実に制御することがで
きるようになる。

【００１９】また、前記温度検出手段を前記ポットの回
転中心軸に沿って、前記ポット内に挿入、配設すること
により、ポットの回転を妨げることなく、ポット内の温
度を直接に検出することができるようになり、本願発明
をさらに実効あらしめることが可能になる。

【００２０】また、本願第２の発明の熱処理炉において
は、冷却ガス供給管及び前記温度検出手段を前記ポット
の回転中心軸に沿って、前記ポット内に挿入、配設する
ことが望ましい。このようにすることにより、ポットの
回転を妨げることなく、ポット内の温度を直接に検出し
たり、あるいはポット内に冷却ガスを供給するととも
に、ポット内の温度を直接に検出したりすることができ
るようになり、本願発明をさらに実効あらしめることが
可能になる。

【００２１】また、さらに、前記ポット内の温度を検出
するための温度検出手段を設けることにより、被熱処理
物に最も近い位置の雰囲気温度を直接に検出することが
可能になり、冷却条件をさらに確実に制御することがで
きるようになる。

【００２２】また、冷却ガス供給管及び前記温度検出手
段を前記ポットの回転中心軸に沿って、前記ポット内に
挿入、配設することにより、ポットの回転を妨げること
なく、ポット内に冷却ガスを供給するとともに、ポット
内の温度を直接に検出することができるようになり、本
願発明をさらに実効あらしめることが可能になる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態を示
してその特徴とするところをさらに詳しく説明する。

【００２４】図１は本願第１の発明の一実施の形態にか
かる熱処理炉を示す図であり、(ａ)は平面図、(ｂ)は正
面図、(ｃ)は側面図である。

【００２５】この熱処理炉は、上下に分割できるように
構成された炉本体１と、炉本体１を貫通するように所定
の間隔をおいて配設された一対のローラ２ａ，２ｂと、
ローラ２ａ，２ｂ上に置かれ、ローラ２ａ，２ｂの回転
にともなって回転して、内部に収容された被熱処理物
（図示せず）を転動させながら熱処理を行わしめるポッ
ト３と、炉本体１の内部に冷却ガスを供給するための冷
却ガス供給管１１ａ，１１ｂ，１１ｃとを備えて構成さ
れている。

【００２６】また、ローラ２ａ，２ｂは、図１(ｃ)に示
すように、モータ６、チェーン７、スプロケット８など
から構成される回転駆動手段９により回転、駆動される
ように構成されている。

【００２７】炉本体１は、断熱材やれんがなどの耐火物
を用いて構成されている。また、炉本体１は、昇降手段
１０によって、その上側部分（上部炉本体）１ａを昇降
させることにより、炉本体１を上部炉本体１ａと下部炉
本体１ｂに分割したり、上下に分割された上部炉本体１
ａと下部炉本体１ｂを合体させたりすることができるよ
うに構成されている。

【００２８】また、炉本体１内には、Ｕ字形のヒータ４
がポット３の横に位置するように配設されているととも
に、炉本体１内の雰囲気温度を検出するための温度検出
手段（ここでは熱電対）５が挿入、配設されている。そ
して、この熱電対５により検出される温度に応じてヒー
タ４による加熱条件が制御されるように構成されてい
る。

【００２９】なお、冷却ガス供給管（第１の冷却ガス供
給管）１１ａは、ポット３の近傍に冷却ガスを供給する
ことができるように、ローラ２ａ，２ｂの間のやや下側
の位置に挿入されており、また、２本の冷却ガス供給管
（第１の冷却ガス供給管）１１ｂ，１１ｃは、ローラ２
ａ，２ｂの外側の位置に配設されている。また、ローラ
２ａ，２ｂや冷却ガス供給管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ
は、耐火性に優れた炭化ケイ素やアルミナなどの耐火材
料や、あるいはインコネルなどの耐熱性に優れた金属材
料から構成されている。

【００３０】また、冷却ガス供給管１１ａ，１１ｂ，１
１ｃには、所定の位置に冷却ガスが吹き出すガス供給穴
（図示せず）が形成されている。なお、第１の冷却ガス
供給管１１ａのガス供給穴は、通常、そこから吹き出す
冷却ガスがポット３の中心部に向うものと、ポット３の
外周部に向うものとが所定の割合になるように形成する
ことが望ましい。また、第２の冷却ガス供給管１１ｂ，
１１ｃのガス供給穴は、上部炉本体１ａを上昇させたと
きに、上部炉本体１ａ及び下部炉本体１ｂの間に形成さ
れる隙間から、炉本体１内の雰囲気ガスが外部に排出さ
れるような方向に冷却ガスが吹き出すような位置に形成
されていることが望ましい。なお、図２(ａ)は第１の冷
却ガス供給管１１ａに、その長手方向に一列にガス供給
穴を形成し、そのガス供給穴から、ポット３の中心方向
に向って冷却ガスを吹き出させた状態、図２(ｂ)は２列
にガス供給穴を形成し、各ガス供給穴からポット３の外
周方向に向って冷却ガスを吹き出させた状態、図２(ｃ)
は３列にガス供給穴を形成し、各ガス供給穴からポット
３の中心方向及び外周方向に向って冷却ガスを吹き出さ
せた状態を示している。

【００３１】また、図３は、冷却ガス供給管１１ａ，１
１ｂ（図３では冷却ガス供給管１１ｃは省略している）
から冷却ガスを吹き出すことにより、ポット３を冷却す
るとともに、上部炉本体１ａと下部炉本体１ｂの間の隙
間から、炉本体１内の雰囲気ガスを外部に排出するよう
にした冷却工程を示している。

【００３２】上記の熱処理炉においては、ポット３の近
傍（及び炉本体１内の雰囲気ガスを外部に流出させるの
に好適な位置）に冷却ガスを供給するようにしているの
で、ポットを効率よく冷却するとともに、炉本体内の高
温ガスに所定の方向への流れを与えて、排気の効率を向
上させることが可能になる。したがって、炉本体１内の
雰囲気及びポット３の内部を効率よく安定した速度で冷
却することが可能になり、冷却条件を確実に制御して、
意図するような冷却を行うことができる。

【００３３】なお、前述の従来の方法では、冷却に約６
時間を要していたが、第１の冷却ガス供給管１１ａのみ
を設けた場合において、冷却ガス供給管１１ａに、そ
の長手方向に一列にガス供給穴を形成し（図２(ａ)）、
そのガス供給穴から、ポット３の中心方向に向って冷却
ガスを吹き出させた場合、２列にガス供給穴を形成
し、各ガス供給穴からポット３の外周方向に向って冷却
ガスを吹き出させた場合（図２(ｂ)）、３列にガス供
給穴を形成し、各ガス供給穴からポット３の中心方向及
び外周方向に向って冷却ガスを吹き出させた場合（図２
(ｃ)）及び、さらに、第１の冷却ガス供給管１１ａとと
もに、第２の冷却ガス供給管１１ｂ，１１ｃ（ガス供給
穴は１列）を設けた場合の冷却時間を表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】表１より、第１の冷却ガス供給管のみを設
けた場合でも、冷却時間が大幅に短縮されることがわか
る。また、ガス供給穴の列数を増やすと冷却時間がさら
に短縮されることがわかる。また、第２の冷却ガス供給
管を設けた場合には、さらに冷却時間が短くなることが
わかる。

【００３６】また、図４は、本願第２の発明の実施の形
態にかかる熱処理炉の要部を示す斜視図である。なお、
この熱処理炉は、図４に示すようにポット３の端面３ａ
に形成された挿入穴２３から、ポット３の回転中心軸Ｘ
に沿って、ポット用冷却ガス供給管２１及びポット内部
温度検出手段（ここでは熱電対）２２をポット３の内部
に挿入することにより、ポット３の内部に冷却ガスを供
給するとともに、ポット３の内部温度を直接に検出する
ことができるように構成されている。なお、この熱処理
炉においては、ポット３の近傍などへも冷却ガスを供給
することができるように、上記の実施の形態にかかる熱
処理炉（図１〜図３）の冷却ガス供給管１１ａ，１１
ｂ，１１ｃに相当する冷却ガス供給管が配設されている
が、図４で図示を省略している。

【００３７】また、ポット内部温度検出手段（熱電対）
２２は、炉本体１の外側でポット用冷却ガス供給管２１
に固定されている。

【００３８】その他の構成は、上述の熱処理炉（図１〜
図３）と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【００３９】この熱処理炉においては、炉本体１内のみ
ではなく、被熱処理物の入ったポット３の内部にも冷却
ガスを供給するようにしているので、ポット３の内部と
外部の両方から冷却を行って、ポット３内の温度を所定
の温度にまで速やかに冷却することが可能になり、急冷
を行う場合を含めて、冷却条件をより確実に制御するこ
とができるようになる。

【００４０】なお、上記熱処理炉を用いた場合の、冷却
工程における炉内温度（ほぼポットの内部温度と同じ）
と冷却時間との関係を図５に示す。図５より、本願発明
の熱処理炉においては、冷却時間が従来の熱処理炉に比
べて大幅に短縮されることがわかる。

【００４１】また、ポット３の回転中心軸Ｘに沿って、
ポット用冷却ガス供給管２１及びポット内部温度検出手
段（熱電対）２２をポット３の内部に挿入するようにし
ているので、ポット３の回転を妨げることなく、ポット
３内に冷却ガスを確実に供給するとともに、ポット３内
の温度を直接に検出することができるようになり、本願
発明をより実効あらしめることが可能になる。

【００４２】なお、本願発明は、上記の実施の形態に限
定されるものではなく、ポットの近傍や内部に冷却ガス
を供給するための具体的な構成、炉本体の構造や炉本体
を分割するための機構、ポットの具体的な構造や回転速
度、熱処理及び冷却の具体的な条件などに関し、発明の
要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えること
が可能である。

【００４３】

【発明の効果】上述のように、本願第１の発明の熱処理
炉は、炉本体内の少なくともポットの近傍に冷却ガスを
供給するようにしているので、ポットを効率よく冷却す
るとともに、炉本体内の高温ガスに所定の方向への流れ
を与えて、排気の効率を向上させることが可能になる。
したがって、炉本体内の雰囲気及びポットの内部を効率
よく安定した速度で冷却することが可能になり、冷却条
件を確実に制御して、意図するような冷却を行うことが
可能になる。

【００４４】また、本願第２の発明の熱処理炉は、炉本
体内のみではなく、被熱処理物の入ったポットの内部に
も冷却ガスを供給するようにしているので、ポット内の
温度を所定の温度にまで速やかに冷却することが可能に
なり、急冷を行う場合を含めて、冷却条件をより確実に
制御することが可能になる。

【００４５】また、本願発明の熱処理炉において、ポッ
ト内の温度を検出するための温度検出手段を設けた場
合、被熱処理物に最も近い位置の雰囲気温度を直接に検
出することが可能になり、冷却条件をさらに確実に制御
することが可能になる。

【００４６】また、本願発明の熱処理炉において、温度
検出手段又は、温度検出手段及び冷却ガス供給管を、ポ
ットの回転中心軸に沿ってポット内に挿入、配設するよ
うにした場合、ポットの回転を妨げることなく、ポット
内の温度を直接に検出したり、あるいはポット内に冷却
ガスを供給するとともに、ポット内の温度を直接に検出
したりすることができるようになり、本願発明をさらに
実効あらしめることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願第１の発明の実施の形態にかかる熱処理炉
の構成を示す図であり、(ａ)は平面図、(ｂ)は正面図、
(ｃ)は側面図である。

【図２】本願第１の発明の実施の形態にかかる熱処理炉
において、冷却ガス供給管から冷却ガスを吹き出してい
る状態を模式的に示す図であり、(ａ)はポットの中心方
向に向って冷却ガスを吹き出させた状態、(ｂ)はポット
の外周方向に冷却ガスを吹き出させた状態、(ｃ)はポッ
トの中心方向及び外周方向に向って冷却ガスを吹き出さ
せた状態を示す図である。

【図３】本願第１の発明の実施の形態にかかる熱処理炉
において、冷却ガス供給管から冷却ガスを吹き出すこと
により、ポットを冷却するとともに、炉本体内の雰囲気
ガスを外部に排出している状態を示す図である。

【図４】本願第２の発明の実施の形態にかかる熱処理炉
の要部を示す斜視図である。

【図５】本願第２の発明の実施の形態にかかる熱処理炉
を用いた場合の、冷却工程における炉内温度と冷却時間
との関係を示す図である。

【図６】従来の熱処理炉の構成を示す図であり、(ａ)は
平面図、(ｂ)は正面図、(ｃ)は側面図である。

【図７】従来の熱処理炉の炉本体を上下に分割した状態
を示す図である。

【符号の説明】

１炉本体１ａ上部炉本体１ｂ下部炉本体２ａ，２ｂローラ３ポット３ａポットの端面４ヒータ５温度検出手段（熱電対）６モータ７チェーン８スプロケット９回転駆動手段１０昇降手段１１ａ，１１ｂ，１１ｃ冷却ガス供給管２１ポット用冷却ガス供給管２２ポット内部温度検出手段（熱
電対）２３挿入穴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上下に分割できるように構成された炉本
体と、少なくとも一部が前記炉本体内に位置するように、所定
の間隔をおいて配設された一対のローラと、前記炉本体内において、前記一対のローラ上に置かれ、
前記ローラの回転にともなって回転することにより、内
部に収容された被熱処理物を転動させながら熱処理を行
わしめるポットとを具備してなる熱処理炉であって、熱処理が終了した後の冷却工程において、前記炉本体内
の少なくとも前記ポットの近傍に冷却ガスを供給するこ
とができるようにしたことを特徴とする熱処理炉。
【請求項２】前記ポット内の温度を検出するための温
度検出手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の熱
処理炉。
【請求項３】前記温度検出手段を、前記ポットの回転
中心軸に沿って、前記ポット内に挿入、配設することに
より、前記ポット内の温度を直接に検出できるようにし
たことを特徴とする請求項２記載の熱処理炉。
【請求項４】上下に分割できるように構成された炉本
体と、少なくとも一部が前記炉本体内に位置するように、所定
の間隔をおいて配設された一対のローラと、前記炉本体内において、前記一対のローラ上に置かれ、
前記ローラの回転にともなって回転することにより、内
部に収容された被熱処理物を転動させながら熱処理を行
わしめるポットとを具備してなる熱処理炉であって、前記炉本体内の少なくとも前記ポットの近傍及び内部の
両方に冷却ガスを供給することができるようにしたこと
を特徴とする熱処理炉。
【請求項５】前記ポット内の温度を検出するための温
度検出手段を設けたことを特徴とする請求項４記載の熱
処理炉。
【請求項６】冷却ガス供給管及び温度検出手段を、前
記ポットの回転中心軸に沿って、前記ポットの内部に挿
入することにより、前記ポットの内部に冷却ガスを供給
するとともに、前記ポット内の温度を直接に検出できる
ようにしたことを特徴とする請求項５記載の熱処理炉。