JPH10219417A - Automatic device for cleaning sampling tube for analysis of carburizing furnace gas - Google Patents
Automatic device for cleaning sampling tube for analysis of carburizing furnace gasInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、浸炭炉内ガス分析
用採集管の自動清掃装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic cleaning apparatus for a gas collection tube for carburizing furnace gas analysis.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、歯車や軸等のように表面のみ
を硬くし内部に靱性を持たせる必要のある部品は、浸炭
炉内で浸炭処理が行われている。この浸炭炉内の浸炭処
理において、一酸化炭素（ＣＯ）、水素（Ｈ2 ）及び窒
素（Ｎ2 ）を主な組成とする炉内ガスの濃度管理が、浸
炭処理の品質を管理する重要なポイントの一つとなって
いる。この炉内ガスの濃度管理を行うために、炉内ガス
をガス採集管により外部に取り出し、ガス分析計により
炉内ガスの濃度を分析して、フィードバック自動制御に
より炉内ガスの濃度を一定に保つようにしている。より
具体的に言えば、炉内ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）が、
ガス採集管内で炭素（Ｃ）と二酸化炭素（ＣＯ2 ）に分
解するため（２ＣＯ→Ｃ＋ＣＯ2 ）、この二酸化炭素の
濃度をガス分析計で求めている。この二酸化炭素の濃度
が一定となるように、ブタンガス（Ｃ3 Ｈ8 ）を炉内に
添加するようにして、この炉内ガス濃度の管理を行って
いる。このブタンガスの添加量の増減は、検出された二
酸化炭素の量に基づいて自動制御されている。2. Description of the Related Art Hitherto, parts such as gears and shafts, whose surfaces only need to be hardened and have toughness inside, have been carburized in a carburizing furnace. In the carburizing process in the carburizing furnace, the concentration control of the furnace gas mainly composed of carbon monoxide (CO), hydrogen (H 2 ) and nitrogen (N 2 ) is important for controlling the quality of the carburizing process. It has become one of the points. In order to control the gas concentration in the furnace, the gas in the furnace is taken out through a gas collection pipe, the gas concentration in the furnace is analyzed by a gas analyzer, and the gas concentration in the furnace is kept constant by automatic feedback control. I try to keep it. More specifically, carbon monoxide (CO) in the furnace gas is
Since it is decomposed into carbon (C) and carbon dioxide (CO 2 ) in the gas collection pipe (2CO → C + CO 2 ), the concentration of the carbon dioxide is determined by a gas analyzer. The gas concentration in the furnace is controlled by adding butane gas (C 3 H 8 ) to the furnace so that the carbon dioxide concentration is constant. The increase or decrease in the amount of butane gas added is automatically controlled based on the detected amount of carbon dioxide.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、ガス採集管内で一酸化炭素ガスが炭素（Ｃ）
と二酸化炭素（ＣＯ2 ）に分解するため、この炭素がス
スとなってガス採集管内に堆積する。これは、ガス採集
管内の温度が約６００℃となる部位でこのような分解反
応が起こるためである。このススがガス採集管内である
程度以上堆積すると、このススによりガス採集管内の断
面積が小さくなり、ガス分析計の検出値が突発的に変動
し、正確な二酸化炭素の量が分析できなくなる。このた
め、従来は、定期的に作業員がこのガス採集管内に堆積
したススを棒等でかき出して清掃するようにしている。
また、ガス採集管がセラミックでできているため、時と
して清掃中に損傷させてしまうこともある。さらに、浸
炭炉に近い高温度の下での作業となるため、作業員が火
傷を負う危険性もあった。However, as described above, carbon monoxide gas is converted into carbon (C) in the gas collection tube.
And carbon dioxide (CO 2 ), the carbon becomes soot and accumulates in the gas collection tube. This is because such a decomposition reaction occurs in a portion where the temperature in the gas collection tube becomes approximately 600 ° C. When the soot is deposited to a certain extent in the gas collecting pipe, the soot reduces the cross-sectional area in the gas collecting pipe, the detection value of the gas analyzer fluctuates suddenly, and an accurate amount of carbon dioxide cannot be analyzed. For this reason, conventionally, a worker regularly scrapes soot accumulated in the gas collection pipe with a stick or the like to clean it.
Also, since the gas collection tube is made of ceramic, it can sometimes be damaged during cleaning. Further, since the operation is performed at a high temperature close to that of the carburizing furnace, there is a risk that the operator may be burned.
【０００４】そこで、本発明は、上述した従来の技術の
問題点を解決するためになされたものであり、ガス採集
管内に堆積するススを自動的に清掃することによりガス
を正確に分析することができる浸炭炉内ガス分析用採集
管の自動清掃装置を提供することを目的としている。Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to accurately analyze gas by automatically cleaning soot deposited in a gas collecting pipe. It is an object of the present invention to provide an automatic cleaning device for a gas collection tube for carburizing furnace gas analysis.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によれば、浸炭炉内ガス分析用採集管の自
動清掃装置であって、浸炭炉内から炉内ガスを採集して
ガス分析計に導くガス採集管と、炉内ガスの非採集時に
上記ガス採集管に不活性ガスを所定の条件で噴出してガ
ス採集管の清掃を行う噴出手段と、を有することを特徴
としている。このように構成された本発明においては、
浸炭炉内から炉内ガスを採集してガス分析計に導くガス
採集管内に、炉内ガスの非採集時に、噴出手段により不
活性ガスを所定の条件で噴出することにより、ガス採集
管内に堆積するススを自動的に清掃するようにしてい
る。本発明においては、不活性ガスは、窒素ガスである
ことが好ましい。According to the present invention, there is provided, in accordance with the present invention, an apparatus for automatically cleaning a gas collection pipe for gas analysis in a carburizing furnace, wherein the gas is collected from the inside of the carburizing furnace. A gas collecting pipe for guiding the gas to the gas analyzer, and a jetting means for jetting an inert gas to the gas collecting pipe under predetermined conditions to clean the gas collecting pipe when the gas in the furnace is not collected. And In the present invention thus configured,
Gas is collected from the carburizing furnace by injecting an inert gas under specified conditions into the gas collecting pipe when the furnace gas is not collected. Soots are automatically cleaned. In the present invention, the inert gas is preferably nitrogen gas.
【０００６】本発明においては、噴出手段が、３方弁を
介してガス採集管に窒素ガスを噴出することが好まし
い。本発明においては、ガス採集管が、フィルターを備
え、このフィルターの上流側に３方弁が設けられている
ことが好ましい。[0006] In the present invention, it is preferable that the jetting means jets nitrogen gas to the gas collecting pipe through a three-way valve. In the present invention, it is preferable that the gas collection pipe includes a filter, and a three-way valve is provided upstream of the filter.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態を示す
全体構成図である。図１に示すように、符号１０は浸炭
炉を示し、この浸炭炉１０の内部は、入口側から出口側
に向かって、昇温ゾーン（♯１ゾーン，♯２ゾーン）、
浸炭ゾーン（♯３ゾーン，♯４ゾーン）、降温ゾーン
（♯５ゾーン）及び均熱ゾーン（♯６ゾーン）が形成さ
れている。この浸炭炉１０の側壁１２の浸炭ゾーンの♯
３ゾーンと♯４ゾーンには、それらの上流端側が浸炭炉
１０内に開口するガス採集管１４，１６がそれぞれ取り
付けられている（図２参照）。これらのガス採集管１
４，１６の下流側には、それぞれフィルター１８，２０
及びポンプ２２，２４が設けられている。これらのガス
採集管１４，１６の下流端側は、ガス分析計２６に接続
されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, reference numeral 10 denotes a carburizing furnace, and the inside of the carburizing furnace 10 has a temperature rising zone (# 1 zone, # 2 zone) from an inlet side to an outlet side.
A carburizing zone (# 3 zone, # 4 zone), a cooling zone (# 5 zone) and a soaking zone (# 6 zone) are formed. ♯ of the carburizing zone of the side wall 12 of the carburizing furnace 10
Gas collection pipes 14 and 16 whose upstream ends open into the carburizing furnace 10 are attached to the 3 zone and the # 4 zone, respectively (see FIG. 2). These gas collection tubes 1
Downstream of the filters 4 and 16 are filters 18 and 20 respectively.
And pumps 22 and 24 are provided. The downstream ends of the gas collection tubes 14 and 16 are connected to a gas analyzer 26.
【０００８】さらに、これらのガス採集管１４，１６の
フィルター１８，２０の上流側には、それぞれ３方電磁
弁２８，３０が設けられている。これらの３方電磁弁２
８，３０は、連結管３２により接続され、この連結管３
２は、その一部で分岐し、減圧弁３４を介して不活性ガ
スである窒素ガスを充填したガスボンベ３６に接続され
ている。さらに、ポンプ２２，２４及び３方電磁弁２
８，３０は、それぞれコントローラ４０に電気配線によ
り接続されている。このコントローラ４０により、ポン
プ２２，２４の作動と停止及び３方電磁弁２８，３０の
切り換えが制御される。図２はガス採集管内でススが発
生する浸炭炉及びガス採集管の断面図である。ガス採集
管１４，１６の上流端は、約９３０℃であり、ガスが下
流側に流出するに従って温度が下がり、図中Ａで示され
た部位で、温度が約５００〜６００℃となり、この付近
で一酸化炭素ガスが炭素（Ｃ）と二酸化炭素（ＣＯ2 ）
に分解してススとなってこれらのガス採集管１４，１６
内に堆積する。ガス採集管１４，１６におけるこの部位
Ａの位置は、３方電磁弁２８，３０の上流側である。Further, three-way solenoid valves 28 and 30 are provided upstream of the filters 18 and 20 of the gas collection tubes 14 and 16, respectively. These three-way solenoid valves 2
8, 30 are connected by a connecting pipe 32,
2 is branched at a part thereof and connected via a pressure reducing valve 34 to a gas cylinder 36 filled with nitrogen gas which is an inert gas. Further, the pumps 22 and 24 and the three-way solenoid valve 2
Reference numerals 8 and 30 are connected to the controller 40 by electric wiring. The controller 40 controls the operation and stop of the pumps 22 and 24 and the switching of the three-way solenoid valves 28 and 30. FIG. 2 is a cross-sectional view of a carburizing furnace and a gas collecting pipe in which soot is generated in the gas collecting pipe. The upstream ends of the gas collection pipes 14 and 16 are at about 930 ° C., and the temperature decreases as the gas flows downstream, and the temperature becomes about 500 to 600 ° C. at the site indicated by A in FIG. Carbon monoxide gas is carbon (C) and carbon dioxide (CO 2 )
The gas collecting pipes 14 and 16
Accumulates inside. The position of the portion A in the gas collection tubes 14 and 16 is on the upstream side of the three-way solenoid valves 28 and 30.
【０００９】次に、本実施形態における動作を説明す
る。浸炭炉１０内のガスの分析を行う場合は、３方電磁
弁２８，３０を切り換えてガス採集管１４，１６と連結
管３０との連通を遮断し、さらに、ポンプ２２，２４を
作動させる。これにより、炉内ガスは、図１で実線の矢
印で示すように、ガス採集管１４では、浸炭炉１０内か
ら３方電磁弁２８、フィルター１８及びポンプ２２を経
由してガス分析計２６に流入する。同様に、ガス採集管
１６でも、浸炭炉１０内から３方電磁弁３０、フィルタ
ー２０及びポンプ２４を経由してガス分析計２６に流入
する。次、ガス採集管１４，１６内に堆積したススを清
掃する場合は、３方電磁弁２８，３０を切り換えてガス
採集管１４，１６の上流側と連結管３０との連通させ
て、これにより、ガスボンベ３６内の窒素ガスが、図１
で破線の矢印で示すように、ガス採集管１４，１６の上
流側を通って浸炭炉１０内に流入する。このガス採集管
１４，１６の上流側には、上述したススの堆積する部位
Ａが含まれ、ガスボンベ３６内の窒素ガスは、減圧弁３
４により、ススを除去出来る最適な所定の圧力まで減圧
されて、ガス採集管１４，１６の上流側（部位Ａを含
む）に噴出される。この窒素ガスによるガス採集管１
４，１６の清掃の条件は、以下の条件により行う。即
ち、窒素ガス噴出圧力が４．５ｋｇ／ｃｍ2 、窒素ガス
噴出時間が６秒／回、窒素ガス噴出周期が１回／４時間
である。なお、窒素噴射時間は少なくとも３秒以上／回
であること好ましい。Next, the operation of this embodiment will be described. When analyzing the gas in the carburizing furnace 10, the three-way solenoid valves 28 and 30 are switched to cut off the communication between the gas collecting pipes 14 and 16 and the connecting pipe 30, and the pumps 22 and 24 are operated. As a result, as shown by the solid arrows in FIG. Inflow. Similarly, in the gas collecting pipe 16, the gas flows from the carburizing furnace 10 into the gas analyzer 26 via the three-way solenoid valve 30, the filter 20, and the pump 24. Next, when cleaning the soot deposited in the gas collection tubes 14 and 16, the three-way solenoid valves 28 and 30 are switched so that the upstream side of the gas collection tubes 14 and 16 communicates with the connection tube 30. The nitrogen gas in the gas cylinder 36 is
As shown by broken line arrows, the gas flows into the carburizing furnace 10 through the upstream side of the gas collection pipes 14 and 16. On the upstream side of the gas collection pipes 14 and 16, the above-mentioned portion A where soot is deposited is included, and the nitrogen gas in the gas cylinder 36 is supplied to the pressure reducing valve 3.
By 4, the pressure is reduced to an optimum predetermined pressure capable of removing soot, and is discharged to the upstream side (including the portion A) of the gas collection tubes 14 and 16. Gas collection tube 1 using this nitrogen gas
The cleaning conditions 4 and 16 are performed under the following conditions. That is, the nitrogen gas ejection pressure is 4.5 kg / cm 2 , the nitrogen gas ejection time is 6 seconds / time, and the nitrogen gas ejection cycle is 1 time / 4 hours. The nitrogen injection time is preferably at least 3 seconds / time.
【００１０】図３は、ガス分析計２６で検出された二酸
化炭素（ＣＯ2 ）の濃度と時間との関係を示している。
この図３において、（ａ）は従来において作業員が棒で
ガス採集管内に堆積したススをかき出して清掃した場合
の線図であり、（ｂ）は本発明の装置により窒素ガスを
噴出してガス採集管内に堆積したススを清掃した場合の
線図である。ここで、図３（ｂ）は、浸炭炉１０の♯４
ゾーンに接続されたガス採集管から採集されたガスの濃
度の時間的な変化を示している。この図３（ａ）に示す
ように、従来においては、時間ｔ1 において、ガス採集
管内のススの堆積量が増大したため、ガス分析計の二酸
化炭素（ＣＯ2 ）の濃度を示す値が大きく変動してい
た。しかしながら、本実施形態においては、ガス採集管
内にもススの堆積が見られなかった。この結果、本発明
に実施形態によれば、図３（ｂ）に示すように、ガス分
析計の二酸化炭素（ＣＯ2 ）の濃度を示す値が大きく変
動することもなく、常時、正確な二酸化炭素（ＣＯ2 ）
の濃度を検出することができる。FIG. 3 shows the relationship between the concentration of carbon dioxide (CO 2 ) detected by the gas analyzer 26 and time.
In FIG. 3, (a) is a diagram showing a conventional case where a worker scrapes out soot deposited in a gas collecting pipe with a rod and cleans it. (B) is a diagram in which nitrogen gas is ejected by the apparatus of the present invention. FIG. 4 is a diagram when soot accumulated in a gas collection pipe is cleaned. Here, FIG. 3 (b) shows the # 4 of the carburizing furnace 10.
5 shows a temporal change in the concentration of gas collected from a gas collection pipe connected to a zone. As shown in FIG. 3A, conventionally, at time t 1 , the amount of soot deposited in the gas collection tube has increased, and the value indicating the concentration of carbon dioxide (CO 2 ) of the gas analyzer has fluctuated greatly. Was. However, in the present embodiment, no soot accumulation was observed in the gas collection tube. As a result, according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3B, the value indicating the concentration of carbon dioxide (CO 2 ) of the gas analyzer does not greatly fluctuate, and the accurate carbon dioxide (CO 2 ) value is always obtained. Carbon (CO 2 )
Can be detected.
【００１１】このように構成された本発明の実施形態に
よれば、ガス採集管内に不活性ガスである窒素ガスをガ
ス清掃管内に所定の条件で噴射するようにしているの
で、ガス採集管内にススが堆積することがなく、その結
果、ガスを正確に分析することができる。According to the embodiment of the present invention configured as described above, nitrogen gas, which is an inert gas, is injected into the gas collection tube under predetermined conditions. No soot is deposited, so that the gas can be analyzed accurately.
【００１２】[0012]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の浸炭炉内
ガス分析用採集管の自動清掃装置によれば、ガス採集管
内に堆積するススを自動的に清掃するようにしているの
で、ガスを正確に分析することができる。As described above, according to the apparatus for automatically cleaning a collecting pipe for gas analysis in a carburizing furnace of the present invention, the soot deposited in the gas collecting pipe is automatically cleaned. Can be accurately analyzed.
【図１】 本発明の浸炭炉内ガス分析用採集管の自動清
掃装置の実施形態を示す全体構成図FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of an automatic cleaning device for a sampling pipe for gas analysis in a carburizing furnace according to the present invention.
【図２】 ガス採集管内でススが発生する浸炭炉及びガ
ス採集管を示す断面図FIG. 2 is a cross-sectional view showing a carburizing furnace and a gas collecting pipe in which soot is generated in the gas collecting pipe.
【図３】 ガス分析計で検出された二酸化炭素の濃度と
時間のとの関係を示す線図FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the concentration of carbon dioxide detected by a gas analyzer and time.
１０ 浸炭炉 １２ 側壁 １４，１６ ガス採集管 １８，２０ フィルター ２２，２４ ポンプ ２６ ガス分析計 ２８，３０ ３方電磁弁 ３２ 連結管 ３４ 減圧弁 ３６ ガスボンベ ４０ コントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Carburizing furnace 12 Side wall 14, 16 Gas collection pipe 18, 20 Filter 22, 24 Pump 26 Gas analyzer 28, 30 Three-way solenoid valve 32 Connecting pipe 34 Pressure reducing valve 36 Gas cylinder 40 Controller
Claims (4)
置であって、浸炭炉内から炉内ガスを採集してガス分析
計に導くガス採集管と、炉内ガスの非採集時に上記ガス
採集管に不活性ガスを所定の条件で噴出してガス採集管
の清掃を行う噴出手段と、を有することを特徴とする浸
炭炉内ガス分析用採集管の自動清掃装置。1. An automatic cleaning apparatus for a gas collecting tube for gas analysis in a carburizing furnace, wherein the gas collecting tube collects gas in the furnace from the carburizing furnace and guides the gas to a gas analyzer. An automatic cleaning apparatus for a gas analysis tube in a carburizing furnace, comprising: a jetting unit that jets an inert gas to a gas collection tube under predetermined conditions to clean the gas collection tube.
項１記載の浸炭炉内ガス分析用採集管の自動清掃装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein the inert gas is nitrogen gas.
ス採集管に窒素ガスを噴出する請求項２記載の浸炭炉内
ガス分析用採集管の自動清掃装置。3. The apparatus for automatically cleaning a gas collecting tube in a carburizing furnace according to claim 2, wherein said jetting means jets nitrogen gas to said gas collecting tube via a three-way valve.
このフィルターの上流側に上記３方弁が設けられている
請求項３記載の浸炭炉内ガス分析用採集管の自動清掃装
置。4. The gas collection tube includes a filter,
4. The automatic cleaning apparatus for a gas collection tube in a carburizing furnace according to claim 3, wherein the three-way valve is provided upstream of the filter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2714297A JPH10219417A (en) | 1997-02-12 | 1997-02-12 | Automatic device for cleaning sampling tube for analysis of carburizing furnace gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2714297A JPH10219417A (en) | 1997-02-12 | 1997-02-12 | Automatic device for cleaning sampling tube for analysis of carburizing furnace gas |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10219417A true JPH10219417A (en) | 1998-08-18 |
Family
ID=12212812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2714297A Pending JPH10219417A (en) | 1997-02-12 | 1997-02-12 | Automatic device for cleaning sampling tube for analysis of carburizing furnace gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10219417A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-02-12 JP JP2714297A patent/JPH10219417A/en active Pending
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