JP2004257600A

JP2004257600A - 連続炉

Info

Publication number: JP2004257600A
Application number: JP2003046705A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kajita; 博梶田
Original assignee: Koyo Thermo Systems Co Ltd
Current assignee: JTEKT Thermo Systems Corp
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】炉内の加熱室からの放熱量を抑制して消費電力を節約できる連続炉を提供する。
【解決手段】炉内の加熱室１を貫通するマッフル２を備えた連続炉において、加熱室１のマッフル出口１ｈの手前でマッフル２の高さを減少させてマッフル２の開口面積を縮小し、これに対応して加熱室１のマッフル出口１ｈの面積を縮小した構成の連続炉とする。これによって加熱室１のマッフル出口側からの輻射や対流や熱伝導による放熱量を抑制し、消費電力を節約する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマッフル（炉心管）を備えた連続炉に関し、更に詳しくは、炉内の加熱室からの放熱量を抑制して消費電力を節約できるようにした連続炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
炉内の加熱室を貫通するマッフルを備えた従来の一般的な連続炉は、熱によるマッフルの膨張や伸縮を逃がすために、加熱室のマッフル出入口とマッフルとの間に隙間（クリアランス）を設けている。また、熱によるマッフルの局部変形を抑えるためにマッフルの天板部をアーチ型に形成している関係上、マッフルの高さ（上下寸法）や開口面積が必要以上に大きくなっている。そのため、従来の連続炉は、上記のクリアランスやマッフルの大きい開口面積に対応して、加熱室のマッフル入口やマッフル出口を大きく形成する必要があった。
【０００３】
一方、加熱室のマッフル出口から出たところで、加熱室を貫通する加熱用のマッフルと該マッフルよりも高さが小さい冷却用のマッフルを、断熱部材を介して接続することにより、加熱室の熱損失量を抑えるように図った連続炉も知られている（例えば、引用文献１参照）。
【０００４】
【引用文献１】
特開２００２−９００６７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の連続炉は、マッフルの開口面積が大きく、それに対応して加熱室のマッフル出入口も大きく形成されているため、加熱室からの放熱量、特に、加熱温度の高いマッフル出口側からの放熱量が多く、また、マッフルと加熱室のマッフル出入口との隙間からの放熱も多いという問題があった。これに対し、引用文献１の連続炉は、加熱室を貫通する加熱用マッフルから冷却用マッフルへの熱伝導が断熱部材によって遮断されるため、この熱伝導による放熱を抑えることはできる。けれども、この引用文献１の連続炉も、加熱室を貫通するマッフルの開口面積や加熱室のマッフル出入口が大きいため、従来の連続炉と同様に、加熱室のマッフル出口側からの放熱量が依然として多く、マッフルとマッフル出入口との隙間からの放熱量も多いという問題があった。
【０００６】
本発明は上記の問題に対処すべくなされたもので、その目的とするところは、炉内の加熱室からの放熱量を抑制して消費電力を節約できる連続炉を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、炉内の加熱室を貫通するマッフルを備えた連続炉において、加熱室のマッフル出口の手前でマッフルの高さを減少させてマッフルの開口面積を縮小し、これに対応して加熱室のマッフル出口の面積を縮小したことを特徴とするものである。
【０００８】
一般に、加熱室のマッフル出口側からの輻射や対流による放熱量は、マッフルの開口面積やマッフル出口の面積が大きくなるほど多くなり、熱伝導による放熱量は、マッフルそれ自体の断面積が大きくなるほど多くなる。従って、本発明の連続炉のように、加熱室のマッフル出口の手前でマッフルの開口面積を縮小し、これに対応して加熱室のマッフル出口の面積を縮小すると、輻射や対流による放熱量を抑制することができる。また、マッフルの開口面積を縮小すると、マッフルそれ自体の断面積も小さくなるので、熱伝導による放熱も抑制することができる。加熱室のマッフル出口側はマッフル入口側よりもはるかに高温で放熱量が多いため、本発明の連続炉のように加熱室のマッフル出口側からの放熱量を抑制すると、消費電力を１〜３割ほど節約できるようになる。
【０００９】
本発明の連続炉においては、加熱室のマッフル出口から出たところでマッフルの外周面を断熱材で被覆し、この断熱材でマッフルとマッフル出口との隙間を閉塞することが好ましい。このように構成すると、マッフルとマッフル出口との隙間からの放熱や、マッフルの外周面からの放熱を抑制することができるので、消費電力を更に節約できるようになる。
【００１０】
また、本発明の連続炉においては、加熱室のマッフル入口の手前でマッフルの外周面を断熱材で被覆し、この断熱材でマッフルとマッフル入口との隙間を閉塞することが好ましい。このように構成すると、マッフルとマッフル入口との隙間からの放熱や、マッフルの外周面からの放熱を抑制することができるので、消費電力を一層節約できるようになる。
【００１１】
上記のように加熱室のマッフル入口の手前でマッフルの外周面を断熱材で被覆する場合は、マッフルを加熱室のマッフル出口から出たところで固定し、断熱材をマッフル入口の方へ押し付ける断熱材押付け手段を設けることが好ましい。このように構成すると、マッフルの熱膨張に伴って断熱材がマッフル入口から離れることはないので、マッフルとマッフル入口との隙間からの放熱を確実に抑制することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を詳述する。
【００１３】
図１は本発明の一実施形態に係る連続炉を示す一部破断側面図、図２は同連続炉の要部断面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４はマッフルの部分斜視図である。
【００１４】
図１に示す連続炉は、炉内の前半部（図１では左半部）が加熱ゾーン、後半部（図１では右半部）が冷却ゾーンになっている。炉内の加熱ゾーンには加熱室１が設けられ、この加熱室１を加熱用のマッフル２が貫通している。また、冷却ゾーンには冷却用のマッフル２０が設置され、この冷却用マッフル２０が加熱用マッフル２に接続されている。これらのマッフル２，２０の内部にはメッシュベルトコンベア３が通っており、ワーク（不図示）はこのメッシュベルトコンベア３に載って加熱室１のマッフル２内を移動しながら熱処理され、更に冷却用マッフル２０内で冷却されて取出されるようになっている。
【００１５】
加熱室１は、図２、図３に示すように底壁１ａと、左右の側壁１ｂ，１ｂと、天壁１ｃと、前壁１ｄと、後壁１ｅとで形成された直方体形状の室であり、炉内の支持体４の上に設置されている。それぞれの壁１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅは、セラミックファイバーを真空成形した厚肉板状の硬質の断熱材（ハードボード）からなるもので、底壁１ａと左右側壁１ｂ，１ｂと天壁１ｃにはそれぞれ電気ヒーター１ｆが内蔵されている。そして、前壁１ｄと後壁１ｅには、マッフル入口１ｇとマッフル出口１ｈがそれぞれ形成されている。
【００１６】
加熱室１を貫通する加熱用のマッフル２は耐熱鋼製の筒体であり、図３，図４に示すように、フラットな底板２ａと左右の側板２ｂ，２ｂとアーチ型の天板２ｃを備えている。このようにマッフル２の天板２ｃがアーチ型に形成されているのは、熱によるマッフル２の曲がりや捻じれなどの局部変形を防止するためである。
【００１７】
この加熱用のマッフル２は、図２、図３、図４に示すように、加熱室１のマッフル出口１ｈの手前でアーチ型の天板２ｃがフラットな天板２ｄに変更されて高さが減少し、マッフル後端部が偏平な角筒状となって開口面積が縮小されている。これに対応して、加熱室１のマッフル出口１ｈの形状も偏平な長方形とされ、その開口面積が縮小されている。マッフル２の高さを減少させた後端部は、熱による局部変形を抑えるために、そのフラットな天板２ｄを複数の耐熱鋼製のフラットバー（不図示）で補強することが好ましい。
【００１８】
マッフル２の高さを減少させた後端部の形状は、上記の偏平な角筒形状に限定されるものではなく、ワークを載せたメッシュベルトコンベア３の移動を妨げない筒形状であって且つ本来のマッフル２の高さより低い筒形状であれば、どのような筒形状でもよい。なお、マッフル２の幅を狭めるとメッシュベルトコンベア３の移動が妨げられるので、マッフル２の開口面積を縮小するためにマッフル２の幅を狭めることは現実には困難であるが、メッシュベルトコンベア３とマッフル側壁２ｂとの間に十分なスペースがある場合や、メッシュベルトコンベア３を幅の狭いのものに変更する場合には、マッフル２の高さと幅を減少させて開口面積を更に縮小するようにしてもよい。
【００１９】
冷却用マッフル２０は、加熱用マッフル２の高さを減少させた後端部と同一の偏平な角筒状に形成された耐熱鋼製の筒体であって、この冷却用マッフル２０の外面には冷却管（不図示）が配設されている。図２に示すように、加熱用マッフル２と冷却用マッフル２０は、加熱室１のマッフル出口１ｈから出たところで、加熱用マッフル２の後端フランジ部２ｅと冷却用マッフル２０の前端フランジ部２０ａをフランジ面のシール剤を間に介して重ね合わせてボルト・ナット等の止具（不図示）で連結することにより接続されている。そして、双方のマッフル２，２０の接続部分が固定部材５によって炉内の支持体４に固定されている。このように固定すると、加熱室１のマッフル出口１ｈに挿通されたマッフル２の後端部の熱膨張量は小さいけれども、加熱室１のマッフル入口１ｇに挿通されたマッフル２の前端部は大きい熱膨張量が生じる。
【００２０】
加熱用マッフル２の高さを減少させた後端部は、図２に示すように、加熱室１のマッフル出口１ｈから出たところで、その外周面が柔らかい断熱材６によって被覆されており、この断熱材６によってマッフル２の後端部とマッフル出口１ｈとの隙間（クリアランス）が閉塞されている。この断熱材６は、セラミックファイバーを柔軟な布状に成形したブランケットと呼ばれるもので、加熱用マッフル２の後端部の外周面に巻き付けられている。
【００２１】
一方、加熱用マッフル２の前端部は、加熱室１のマッフル入口１ｇの手前で、その外周面が上記の柔らかい断熱材６によって被覆されており、該断熱材６によってマッフル２の前端部とマッフル入口１ｇとの隙間が閉塞されている。このマッフル２の前端部は上述したように熱膨張量が大きいため、単に断熱材６を巻き付けて被覆しただけでは、マッフル２の伸長に伴って断熱材６がマッフル入口１ｇから離れてしまい、マッフル入口１ｇからの放熱を満足に抑制することが難しくなる。そこで、マッフル挿通口を設けたハット型の金属カバー７ａをマッフル２に外嵌して断熱材６を覆い、この金属カバー７ａを押さえステー７ｂで押さえることにより、断熱材６をマッフル入口１ｇの方へ押し付けるようにした断熱材押付け手段７を設け、断熱材６がマッフル入口１ｇから離れないようにしている
。
【００２２】
上記のごとき構成の連続炉は、加熱室１のマッフル出口１ｈの手前で加熱用マッフル２の後端部の高さを減少させて開口面積を縮小すると共に、これに対応してマッフル出口１ｈの面積を縮小してあるため、輻射や対流によるマッフル出口側からの放熱量を抑制することができる。また、マッフル後端部の開口面積の縮小によりマッフル後端部それ自体の断面積も小さくなるため、マッフル出口側からの熱伝導による放熱も抑制することができる。しかも、マッフル２の後端部とマッフル出口１ｈとの隙間からの放熱、マッフル２の後端部外周面からの放熱、マッフル２の前端部とマッフル入口１ｇとの隙間からの放熱、マッフル２の前端部外周面からの放熱は、いずれも断熱材６，６によって抑制することができる。従って、この連続炉は、加熱室１からの全体的な放熱量を大幅に低減することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の連続炉は、加熱室からの放熱量を大幅に抑制して消費電力を節約できるといった顕著な効果を奏し、省エネルギーの連続炉してすこぶる有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る連続炉を示す一部破断側面図である。
【図２】同連続炉の要部断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】同連続炉のマッフルの部分斜視図である。
【符号の説明】
１加熱室
１ｇマッフル入口
１ｈマッフル出口
２加熱用のマッフル
２０冷却用のマッフル
３メッシュベルトコンベア
６断熱材
７断熱材押付け手段

Claims

炉内の加熱室を貫通するマッフルを備えた連続炉において、加熱室のマッフル出口の手前でマッフルの高さを減少させてマッフルの開口面積を縮小し、これに対応して加熱室のマッフル出口の面積を縮小したことを特徴とする連続炉。
加熱室のマッフル出口から出たところでマッフルの外周面を断熱材で被覆し、この断熱材でマッフルとマッフル出口との隙間を閉塞したことを特徴とする請求項１に記載の連続炉。
加熱室のマッフル入口の手前でマッフルの外周面を断熱材で被覆し、この断熱材でマッフルとマッフル入口との隙間を閉塞したことを特徴とする請求項１に記載の連続炉。
マッフルを加熱室のマッフル出口から出たところで固定し、加熱室のマッフル入口の手前でマッフルの外周面に被覆した断熱材をマッフル入口の方へ押し付ける断熱材押付け手段を設けたことを特徴とする請求項３に記載の連続炉。