JPS6054369B2 - 金属熱処理装置用雰囲気ガス発生方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は燃焼装置で発生する燃焼ガスを熱交換部から
冷却部に通して冷却除湿し、このガスを再び熱交換部に
通して加温しながら金属熱処理装置に供給するようにし
たことを特徴とする金属熱処理装置用雰囲気ガス発生方
法に関するものである。

周知の様に連続式又はバッチ式の熱処理炉である金属
熱処理装置は金属の被処理材を加熱、冷却するのである
が、酸化や脱炭などによる被処理材の表面変質を防ぐた
め、金属熱処理装置の内部を空気に対して別の気体に置
換しなければならない。

置換する気体として（よ窒素、水素などの単体ガスか、
燃焼ガス、不完全燃焼ガス、アンモニアやアルコールの
加熱分解ガスなどがあるが、経済性及び構造性から燃焼
ガス、不完全燃焼ガスが広汎に使用されている。 しカ
ル従来では燃焼装置から発生する燃焼ガスを３０’Ｃ程
度にまで水冷し、その後冷凍装置に導いて５℃程度にま
で冷却して脱水し、このガスを金属熱処理装置に供給し
ている。

通常の燃焼ガスは７００℃から８００℃以上であるから
３０℃前後にまて冷却する水冷装置が高能力でなければ
ならず、また十分に冷却して除湿したガスを金属熱処理
装置に供給するので該装置での加熱用エネルギーを多大
に使用する。 本発明は上記に鑑み提案されたもので、
燃焼装置から発生する燃焼ガスを熱交換部に通して低温
にし、また十分に冷却するとともに脱水したガスを上記
熱交換部に通して予熱した後に金属熱処理装置に供給す
るようにしたので、冷却における装置の能力を軽減でき
るとともに、金属熱処理装置でのガス加熱用エネルギー
を十分に節約できるものである。

本発明の具体的方法は、外筒と内筒とを有して両筒の
間に間隔部を設けた熱交換部の内筒内部に燃焼装置の燃
焼ガスを流入し、該内筒と冷却部とを連結管で接続して
熱交換部からのガスを冷却部で冷却除湿し、冷却部て冷
却除湿したガスを上記熱交換部の間隔部に通して熱交換
し、該間隔部の上方から熱交換されたガスを排出するよ
うにしたことを特徴とする。

図面は本発明の方法を実施する装置の一実施例であつ
て、燃焼装置１から発生する燃焼ガスの一部又は全部を
連結管２により熱交換部３に導き、該熱交換部３内で熱
交換されてある程度冷却されたガスを連結管４により冷
却部５に導く。

該冷却部５は水冷部６と冷凍部１とを有し、連結管４か
らのガスを水冷部６に供給して媒塵などを除去するとと
もに十分に冷却し、冷却されたガスを連結管８により冷
凍部７に供給して含有水分を除去した後、連結管９によ
り熱交換部３に導いて前記燃焼ガスとの熱交換によつて
加熱し、加熱したガスを排出管１０から金属熱処理装置
（図示せず）に供給し、該金属熱処理装置の内部雰囲気
ガスとして使用する。上記した熱交換部３は第２図で示
すように気密で縦長な外筒１１と、該外筒の内部に収納
された気密で縦長な内筒１２とを有し、外筒１１と内筒
１２とで構成される縦方向の環状間隔部１３には内筒１
２の軸方向に対して傾斜するガイド片１４・・・を上下
多段に設ける。

そして前記した燃焼装置１からの連結管２の先端は内筒
１２の内部上方に臨み、水冷部６への連結管４の基端は
内筒１２の下方に開口している。また冷凍部７からの連
結管９の先端は外筒１１の内部下方に接線方向に臨み、
排出管１０の基端が外筒１１の内部上方に接線方向に開
口している。したがつて連結管２から流入する燃焼装置
１の燃焼ガスは内筒１２に溜つて外面を加熱し、連結管
４から流出する。また連結管９から外筒１１の内部に流
入するガスは流入方向及びガイド片１４により間隔部１
３を渦流となつて上昇し、内筒１２に生じている熱で熱
交換され、加温状態となつて排出管１０から排出する。
外筒１１及び内筒１２の高さの途中には外方に膨らむ膨
径部１「，１２″を有し、各筒が熱により膨張したり収
縮する場合は吸収して両筒が破損．するのも防止する。

また内筒１２の内部上端には水の噴霧器１５を設け、内
筒１２の内部が異常高温となつたとき該噴霧器１５から
散水して適正温度にまで冷却する。連結管４が臨んでい
る冷却部５の水冷部６は気密な中空縦筒状で、該連結管
４の先端部６の内部下方に開口している。

該水冷部６の内部には数個のシャワー装置１６を上下に
設け、各シャワー装置１６から水が噴霧するど微細水滴
が水冷部６の全面に飛散する。したがつて熱交換部３で
熱交換されて連結管４から流入するガスは水冷部６を上
昇し、上昇過程で各シャワー装置１６からの水滴により
冷却したり媒塵などの微細物が除去されて連結管８に流
出する。なお水冷部６の下面には排水管１７が連結され
、各シャワー装置１６から噴出する水が該排水管１７か
ら排出するが、該排水管１７を直接又はＪ枦過装置など
を介してシャワー装置１６に接続し、水を循環使用する
ようにしてもよい。

前記した連結管８は基端が水冷部６の上面に開口し、ま
た先端が冷却部の冷凍部７の上面に接続されているので
、水冷部６で冷却されたガスは連結管８を通つて冷凍部
７に上から流入する。

この冷凍部７も気密な縦筒状で高さの途中に冷凍機構１
８を設けるとともに、冷凍機構１８の上方に多孔質の整
流板１９を複数枚上下に設ける。上記冷凍機構１８は冷
凍部７の一側に冷媒流入″部２０を、対向する他側に冷
媒流出部２１を各々設け、流入部２０と流出部２１との
間にフィンを有する冷媒通適用バイブ２２を多数本架設
状に設けてなる。そして冷凍機構１８の下方には冷凍部
７の内部一側に開口して他側に向う縦方向の蛇行状凝縮
室２３を設け、該凝縮室２３の先端に前記連結管９の基
端を開口する。なお連結管９の先端は前記した様に熱交
換部３の外筒１１の内部下方に接線方向に開口している
。したがつて水冷部６により十分水冷されたガスは連結
管８を通つて冷凍部７に上から流入し、各整流板１９に
より整流されて冷凍機構１８に流下する。

冷凍機構１８では各バイブ２２に冷媒が流れているので
、流下するガスが十分に冷却されて水分が除去され、更
に凝縮室２３を通過するとき十分に凝縮されて脱水し、
連結管９を通つて熱交換部３に流入する。熱交換部３て
は前記したように連結管９から流入するガスが間隔部１
３を渦流となつて上昇し、内筒１２により熱交換されて
排出管１０から排出する。したがつて排出管１０を金属
熱処理装置の内部に接続しておけば、熱交換部３により
加熱されたガスが金属熱処理装置の内部に流入し、該装
置の内部雰囲気となる。なお凝縮室２３の底面には冷凍
機構１８や凝縮室２３でガスから除去した水分の排出口
２４を設けておく。以上で明らかなように本発明によれ
ば燃焼装置で発生する高温燃焼ガスを熱交換部に通して
から水冷、冷凍し、十分に冷却して水分除去した後に熱
交換部に通して加熱した状態で金属熱処理装置に供給す
るようにしたので、金属熱処理装置に供給されるガスは
十分に加熱されている。

したがつて金属熱処理装置では流入する雰囲気ガスによ
る温度低下が少いので熱エネルギーの消費が少くて経済
的効果が著しく高くなり、また内部を常時適正温度に保
持できるので熱処理する被処理材の処理状態を阻害しな
い。しかも冷却部の水冷部には熱交換部によりある程度
冷めたガスが流入するので水冷し易くなるばかりでなく
、水冷効率を十分に高めることができるので連続的にガ
スが流入しても水冷することができ、水冷部を小規模に
、かつ簡単な構造にすることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の方法を実施するための装置の実施例を示
すもので第１図は概略図、第２図は熱交換部の縦断面図
、第３図は水冷部の縦断面図、第４図及び第５図は断面
方向を変えた冷凍部の縦断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外筒と内筒とを有して両筒の間に間隔部を設けた熱
   交換部の内筒内部に燃焼装置の燃焼ガスを流入させ、該
   内筒と冷却部とを連結管で接続して熱交換部からのガス
   を冷却除湿し、冷却部において冷却除湿されたガスが導
   かれる連結管を上記熱交換部の外筒に接続して間隔部に
   連通させ、該間隔部の上方から熱交換されたガスを排出
   するようにしたことを特徴とする金属熱処理装置用雰囲
   気ガス発生方法。 ２ 冷却部は水冷部と冷凍部とからなり、熱交換部から
   のガスを水冷部で冷却し、冷却したガスを冷凍部で除湿
   するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の金属熱処理装置用雰囲気ガス発生方法。