JP2019100697A - 循環型電気炉 - Google Patents

Abstract

【課題】外部の気体を取り込むことにより、被加熱物の冷却を一定の冷却速度にて行うことができる循環型電気炉を提供する。【解決手段】気体がダクト６内を循環する電気炉において、一乃至複数の開閉手段を有する吸気口１９、および一乃至複数の開閉手段を有する排気口２３を備え、かつ循環経路の途中にヒーターユニット１１と通気性載置部と送風機７とを配して成り、吸気口１９および排気口２３の開口面積を変化させることにより、電気炉外の気体を取り込み、所望する冷却速度で被加熱物４を冷却する手段を採る。【選択図】図１

Description

本発明は、気体が循環ダクト内を循環する循環型電気炉に関する。

炉を用いた被加熱物の加熱方法として、各種電気炉が使用されている。その用途は、品質管理等で高速で温度を上げ下げし、短時間で大量の膨張率のデータ取得や、製造現場での製品の接着、半田付、化学反応の促進等、多岐に亘っている。
温度を急速に昇温でき、かつ降温できる炉は特許文献１乃至３に記載されており、そこでは、冷凍機を用いている。

高速で昇温できる炉としては輻射型電気炉がある。輻射型電気炉の場合、高速の加熱は可能である。しかしながら、被加熱物表面の反射率により、炉体発熱部から被加熱物に対する熱の伝達量が異なる。そのため、被加熱物上において、温度差が付き易い。
上記の理由により、温度を検出する温度センサについて被加熱物に密着させなくては、正確な温度が測定できないという欠点がある。
被加熱物が銅やアルミ、銀等といった電気伝導度が高い金属以外の金属の場合は、熱電対を被加熱物へスポット溶接したり、その他の物質の場合に、耐熱性の接着剤などで被加熱物と温度センサとを接着したりする作業が発生し、繁雑になっている。
冷却の際は、輻射型電気炉のヒータを切り、自然放熱により冷却する。

一方、目標温度と等しい熱せられた気体が循環する循環型電気炉においては、加熱は、気体を媒体とする伝導による加熱のため、被加熱物の表面の反射率は影響しない。
そのため、温度センサを被加熱物の近傍に設置するだけで、被加熱物と温度センサの間に温度差が付くことはほとんどない。しかしながら、断熱かつ密閉された空間を気体が循環する循環型電気炉では、ヒータを切った後、自然に炉内が冷える自然冷却速度より早く温度を下げるのは、困難である。
また温度制御の乱れにより目標温度より実温度が高くなるオーバーシュートと呼ばれる現象になった場合、自然冷却により温度が低下するのを待つしか方法が無かった。
特に断熱性能が良い炉ほど冷却に時間がかかり、冷却時の温度制御性能を悪化させる要因になっている。

特開２０１７−１２０１５４号公報 特開平１１−５７５８０号公報 実開昭６３−１５２６７９号公報

本発明は、上記問題点に鑑み、循環型電気炉において、炉内の温度より低い周囲の気体を取り込み、一定の冷却速度を得ることができると共に、目標温度と近接した熱せられた気体を用いて被加熱物の加熱を行うことで、被加熱物に温度センサである熱電対等を取り付ける必要のない加熱方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、気体がダクト内を循環する電気炉において、一乃至複数の開閉手段を有する吸気口、および一乃至複数の開閉手段を有する排気口を備え、かつ循環経路の途中にヒーターユニットと通気性載置部と送風機とを配して成り、吸気口および排気口の開口面積を変化させることにより、電気炉外の気体を取り込み、所望する冷却速度で被加熱物を冷却する手段を採用する。

また、本発明は、前記吸気口が通気性載置部の下流かつ送風機の上流に備えられると共に、前記排気口が送風機の下流かつ通気性載置部の上流に備えられている手段を採用し得る。

さらに、本発明は、前記吸気口および排気口が送風機の下流かつ通気性載置部の上流に備えられている手段を採用し得る。

またさらに、本発明は、前記吸気口と排気口とが隣接して備えられている手段を採用し得る。

さらにまた、本発明は、前記吸気口における開閉手段と前記排気口における開閉手段とが一の板体で一体構成されており、該板体は、その略中央箇所に回転軸を備え、隣接する吸気口と排気口の境界箇所を支点として回動する手段を採用し得る。

またさらに、本発明は、 前記吸気口における開閉手段が第一の板体で構成されると共に、前記排気口における開閉手段が第二の板体で構成され、該第一の板体は、端部に回転軸を備え、ダクトと吸気口との上流側境界箇所を支点として回動し、第二の板体は、端部に回転軸を備え、ダクトと排気口との下流側境界箇所を支点として回動する手段を採用し得る。

そしてまた、本発明は、前記吸気口または排気口に増圧または減圧する手段を設け、吸気口および排気口の開口面積と併せて、増圧または減圧する圧力を変化させることにより、電気炉外の気体を取り込み、所望する冷却速度で被加熱物を冷却する手段を採用し得る。

本発明にかかる循環型電気炉によれば、吸気口から炉内温度より低い温度の気体を循環する炉内に取り込むと共に、排気口から熱せられた炉内の気体を排出することで、自然冷却の場合より温度を早く下げることが可能となる。

また、本発明にかかる循環型電気炉によれば、温度調節プログラムに沿って吸気口および排気口の開口面積を制御しつつ、炉内温度より低い温度の外部気体を循環炉内に取り込むことにより、所望する降温速度に合わせて、温度をゆっくりと下げることが出来、被加熱物の膨張率を原因とする割れや破損等のトラブル等を防止することが可能となる。

本発明にかかる循環型電気炉の実施形態を示す断面図 吸気口および排気口の開口面積を調節する為の直線スライダの概略図 吸気口および排気口の開口面積を調節する為の扇状回転板の概略図 吸気口もしくは排気口における開口部の形状例を示す説明図 吸気口および排気口の開口面積を調節する為の弁体の概略図 吸気口と排気口を連動して同時に開口制御した場合の実施形態を示す説明図 本発明にかかる循環型電気炉の他の実施形態を示す斜視図 本発明にかかる循環型電気炉の実施形態を示す説明図 遠心ファンの取り付け角度を示す説明図 本発明にかかる循環型電気炉の他の実施形態を示す断面図 本発明にかかる循環型電気炉の他の実施形態を示す断面図

本発明は、気体がダクト内を循環する電気炉において、一乃至複数の開閉手段を有する吸気口、および一乃至複数の開閉手段を有する排気口を備え、かつ循環経路の途中にヒーターユニットと通気性載置部と送風機とを配して成り、吸気口および排気口の開口面積を変化させることにより、電気炉外の気体を取り込み、所望する冷却速度で被加熱物を冷却することを最大の特徴とする。
以下、本発明にかかる循環型電気炉の実施形態、すなわち、構成及び動作を、図面に基づいて説明する。

なお、本発明にかかる循環型電気炉は、以下に述べる実施形態に特に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内、すなわち同一の作用効果を発揮できる素材や形状、構成、動作などに関して適宜変更することができるものである。

図１は、本発明にかかる循環型電気炉の実施形態を示す断面図である。
本発明にかかる循環型電気炉は、密閉されたパイプ状空間を構成するダクト６から成り、該ダクト６内を気体は流れる。尚、図面は断面図で図示しているため、ダクト６の構造として、外部断熱壁１と内部断熱壁２とで構成された態様で示されているが、ダクト６全体が断熱壁でパイプ状に囲まれた構成となっていることは、改めて説明するまでもない。
外部断熱壁１には被加熱物４を挿入するための開閉扉５が備わると共に、ダクト６内には被加熱物４を載置するための通気性載置部３が備わる。この通気性載置部３は、被加熱物４を載置可能であって、且つ、循環する気体を通過可能な通気性を有するものであれば、その具体的形状・構造について特に限定するものではなく、例えば網やパンチングプレート等が採用し得る。該通気性載置部３は、ダクト６内を循環する気体に対する流体抵抗手段としても機能する。被加熱物４が開閉扉５を介して通気性載置部３の上に乗せられた後、開閉扉５は閉められ、密閉されたパイプ状空間であるダクト６が形成される。

気体は、通気性載置部３の隙間を通ってダクト６内を循環する。ダクト６内には、気体を循環させるための送風機７が備わる。該送風機７は、例えば循環用モータ７ａと回転軸７ｂとプロペラファン７ｃから成り、循環用モータ７の回転軸８に取り付けられたプロペラファン７ｃを回転させることで、風向１０の方向に気体の流れを作る。この気体の流れは、ダクト６内に備わるヒーターユニット１１を通過し、気体を加熱する。ヒーターユニット１１は、内部に発熱体が組み込まれており、電圧を印加すると、ジュール熱により発熱する。

ヒーターユニット１１は、導線１２を介して制御器１３に接続されており、該制御部１３は、外部から入力された電力を制御しつつ導線１２を経由してヒーターユニット１１に供給する。

ヒーターユニット１１を通過した気体は、熱せられ温度が上昇する。気体は、密閉空間であるダクト６内を、風向１７、風向１８のような方向で循環する。
ダクト６内における循環経路の途中には、図示の様に温度センサ１５が配置される態様が好ましく、置かれた温度センサ１５は加熱された気体の温度を検知し、検知した温度を電気信号に変え、導線１６を経由して制御部１３に入力される。
温度が上昇した気体は、被加熱物４を加熱し、通気性載置部３を通過して、プロペラファン７ｃで再加速される。

ダクト６内における気体の風速は、主にプロペラファン７ｃの回転数、ダクト６内の形状、通気性載置部３の流体抵抗などにより、一義的に決まる。
以上の動作を繰り返し、気体はダクト６内を循環する。
尚、送風機７の具体的種類について、特に限定するものではなく、例えば図示するプロペラファン７ｃは、シロッコファンやターボファン、ブロアファンなどといった、後述する遠心ファン９６等に置き換えることができ、また必要に応じ循環用モータ７ａの回転数を変えることにより、被加熱物４にあたる風量を、変えることも出来る。

吸気口１９は、例えば図示の様なスライダ２０と制御棒２１により構成され、通気性載置部の下流かつ送風機７の上流に少なくとも一以上備えられる。制御棒２１を移動方向２２で示す方向に移動すると、吸気口１９の開口面積は拡大する。
排気口２３は、例えば図示の様なスライダ２４と制御棒２５により構成され、送風機７の下流かつ通気性載置部の上流に少なくとも一以上備えられる。制御棒２５を移動方向２６で示す方向に移動すると、排気口２３の開口面積は拡大する。
ダクト６内には通気性載置部が備わるため、吸気口１９および排気口２３を開口することで、ダクト６内に外気が取り込まれることとなる。
なお、炉内の加熱中においては、吸気口１９および排気口２３は開口されずに閉じられており、炉外からの気体の導入は無い。

図２は、吸気口１９および排気口２３の開口面積を調節する為の直線スライダの概略図であり、吸気口１９および排気口２３のスライダ２０，２４を具体化した一例の図面である。
すなわち、ラック・アンド・ピニオンギア方式でスライダ２０，２４を平行移動させる。ステッピングモータ３０と、この回転軸３１に取り付けられたピニオンギア３２を回転方向３３の方向に回転させ、これにラックギア３４を組み合わせ、回転運動を移動方向３５のように、直線運動に変換させることができる。

スライダ２０，２４は、２個のスライドガイド２９ａ，２９ｂに挟み込まれてその内側を移動する。スライダ２０，２４は、ラックギア３４に繋がれる。ステッピングモータ３０は、制御部１３から回転動力信号を与えられて回転する。

制御部１３は、本発明にかかる循環型電気炉のシステム全体を制御するものであり、温度センサ１５による検知温度に基づき、ヒーターユニット１１の加熱制御、吸気口１９および排気口２３の開閉制御（スライダ２０，２４に接続された制御棒２１，２５の制御）を行う。
制御部１３には、容量大なる母線に繋がる導線１４が接続され、該導線１４を介して電力の供給を受ける。

制御部１３は、吸気口１９および排気口２３の制御をするに当たり、開口面積がゼロである初期値を知る必要があり、電源投入時は吸気口１９および排気口２３の開口面積をゼロにする。
開口面積がゼロの検出手段として、制御部１３は電源投入と同時にステッピングモータ３０を開口面積がゼロになる方向に回転させる。
回転数は、吸気口１９および排気口２３の開口面積が最大であると仮定して、その開口がゼロになるに充分な回転数である。
それにより、スライダ２０，２４はストッパ３６に突き当たる。ここを原点とし、ここからの距離を制御部１３にてモータに信号を送るたびに記憶しておき、開口面積を把握することができる。

この時、吸気口１９および排気口２３が最大値でなかった場合、動作途中でストッパ３６に突き当たるが、このときも回転電流を流し続ける。ステッピングモータ３０は、機械的にロック状態になるが、ストッパ３６およびその他の機構部品は、ステッピングモータ３０が発生する力に対して充分な耐力があるように設計されたものとし、ステッピングモータ３０は、ロック状態が続いてもモータ内部のコイルの焼損やその他のトラブルが発生しないよう、制御部１３にて回転電流を制御する。あるいは、電流の制御を行わなかったとしても、充分な耐力がある部品を使用する。

ストッパ３６の代わりに、スライダ２０，２４が閉じた位置に機械的または光学的にスライダ２０，２４の位置を検出する機構を設け、検出信号が出たことにより、スライダ２０，２４が閉じたことを検出する態様も可能である。

吸気口１９および排気口２３の構造について、扇状回転板４１を使った態様も考え得る。図３は、吸気口１９および排気口２３の開口面積を調節する為の扇状回転板を使った概略図である。
要４４の部分にステッピングモータ４６の駆動軸４５を配置し、この軸に取り付けられた扇型回転板４１を回転させることにより、扇状開口部を成す吸気口１９および排気口２３の開口面積を変化させることが出来る。
尚、ストッパ４３は、前記直線スライダ方式におけるストッパ３６と同様の役目を担う。

ここで、吸気口１９と排気口２３の大気圧に対する気圧差について説明する。
初動段階すなわち送風機７における循環用モータ７ａの回転が停止している時は、ダクト６内の気圧は大気圧と等しい。この状態でプロペラファン７ｃを回すことで、風向１０へ気体の流れを作る。

このとき、プロペラファン７ｃの下流（排気側）は大気圧より高くなり、逆にプロペラファン７ｃの上流（吸気側）は、大気圧より低くなる。図１で示す様にプロペラファン７ｃ、ヒーターユニット１１、通気性載置部３を配置し、矢印１０，１７，１８の様に気体が流れ且つ通気性載置部３が気体の流れに対し適当な流体抵抗を生じるよう設計された場合、通気性載置部３を境としてプロペラファン７ｃの下流からヒーターユニット１１、排気口２３、通気性載置部３の部分までが大気圧より高く、通気性載置部３、吸気口１９、プロペラファン７ｃの上流までの圧力は大気圧よりも低くなる。

この状態で、循環する気体の流路に備わる吸気口１９および排気口２３を各々開口したとき、吸気口１９では周囲の気圧より気圧が低いため、気体の取り込みを行い、排気口２３では逆に周囲の気圧より気圧が高いため、気体を排出する状態になる。

このとき、炉内が高温であれば、排気口２３は高温の気体を排出し、吸気口１９からは外部気体を取り込むことになる。吸気口１９および排気口２３の流体抵抗が、通気性載置部３の流体抵抗と比較して大きな差が無ければ、外部気体は分流し、分流された一部の気体は被加熱物4を冷却する。

急激な冷却のため、吸気口１９、排気口２３を大きく開口した場合、すなわち各開口の流体抵抗を著しく低くした場合、外部から取り込まれた気体は吸気口１９より吸入され排気口２３より排出され、ヒーターユニット１１のみを冷却することになり、被加熱物４を充分に冷却することができない。

炉内温度より低い温度の気体を取り込む量は、開口面積にほぼ比例し、一般的にはＰＩＤ演算の結果により開口面積は決定される。
設定値（ＳＶ）測定値（ＰＶ）偏差（ｅ）操作量（ＭＶ）とした場合、設定値（ＳＶ）から測定値（ＰＶ）を引いた値を偏差（ｅ）とすると、（ｅ）の値がプラスの場合、通常、操作量（ＭＶ）はプラスになりヒータを加熱する。操作量（ＭＶ）に応じヒータに電力を与え、ヒータを加熱し、そのヒーターユニット１１中を流れる気体がヒーターユニット１１により熱せられることにより、循環する気体を加熱し、さらに加熱された気体が被加熱物４と接触することにより、被加熱物４を加熱する。尚、ＰＩＤの演算結果である操作量（ＭＶ）は偏差（ｅ）がプラスであっても、ＰＩＤの演算結果によっては、マイナスになることもある。
操作量（ＭＶ）がマイナスの場合、操作量（ＭＶ）に応じた吸入口１９と排出口２３の開口面積を増減する。

上記の通りＰＩＤ演算結果で決定された変位まで、吸気口１９と排気口２３の開口面積を動かすことで、気体を取り込む量が定まることとなる。
なお、吸気口１９と排気口２３は一致して動くものではあるが、必ずしも同じ開口面でなくても、本発明の趣旨からは逸脱しない。ただし、どちらか一方が閉じられている場合は、本発明の効果を発揮することは、できない。
また、気体による冷却性は、被加熱物４の現在温度と取り込む気体の温度差による要素と、風量による要素などがあり、冷却性は必ずしも開口面積に比例しないので、開口部の形状を変える場合がある。

図４は、吸気口１９もしくは排気口２３における開口部の形状例を示す説明図であり、（ａ）は網状開口部５１、（ｂ）は三角状開口部５２、（ｃ）は扇状三角開口部５３を示す。
網状開口部５１は、吸気口１９もしくは排気口２３における開口部に流体抵抗をもたせ、スライダ２０，２４の性能を鈍感にする目的で採用されるもので、見掛け上パルスモーターの分解能を上げることが可能である。
三角状開口部５２および扇状三角開口部５３は、開口当初において、細い先端から開口を開始することが出来るため、スライダ２０，２４の性能を鈍感にする役目を持ち、微小な温度制御を行う際には、この先端部で行う事が出来る。

図５は、吸気口１９および排気口２３の開口面積を調節する為の弁体６１の概略図であり、（ａ）は弁体６１の構造を示す部分断面図、（ｂ）および（ｃ）は弁体６１における駆動軸６２の位置の相違を示す説明図である。すなわち、吸気口１９および排気口２３の開口面積を調節する構造として、弁体６１を用いた方式を採用し得る。

図５（ａ）および（ｂ）において、弁体６１の略中央箇所に駆動軸６２が設けられ、ステッピングモータ６３により該駆動軸６２を中心として弁体６１の角度を変えることができる。
気体の流れ６５ａ，６５ｂに対し弁体６１が平行になった時、最大流量となり、直角になった時、気体の流れは停止する。
弁箱６４は、弁体６１を収容する外枠体であって、図７のダクト８３、８５に相当する。

また、図５（ｃ）に示す様に、駆動軸６８を弁体６１の片側端部に寄せて設ける態様も可能である。
図５（ｂ）の様に駆動軸６２を弁体６１の略中央箇所に配置した場合、気体の流れにより駆動軸６２に発生する回転トルクは、駆動軸を中心として相殺しあい、発生しない。これに対し、図５（ｃ）に示す様に駆動軸６２を弁体６１の片側端部に寄せた場合は、気体の流れ６５ｃは流速により駆動軸６２に回転トルクを発生させるが、ステッピングモータ６３が、それに打ち勝つ充分な回転トルクを持っていれば問題ない。

弁体６１は、流体に対し直角に位置した場所、すなわち風の流れがゼロの位置から開口する場合、開口面積はステッピングモータ６３の角度に対し正弦曲線を持つ。
初期の変化量が少ない正弦曲線の特性は、微小の制御に対し有効な手段である。

かかる吸気口１９ならびに排気口２３の二つの開口部は、各々別個に開口制御することも可能であるが、両者開口制御を同時に連動して制御することも可能である。図６は、例えば連結棒７１を使用することで吸気口１９と排気口２３を同時に制御した場合の実施形態を示す説明図である。吸気口１９の弁体６１と排気口２３の弁体６１とが、一のステッピングモータ６３によって連動して同じ角度で開口制御される。

図８は、本発明にかかる循環型電気炉の実施形態を示す説明図である。
図８に示す被加熱物４を載置する通気性載置部９２は、図1で示す通気性載置部３より大きく、多くの被加熱物４を加熱することができる。
一方、通気性載置部９２の面積より細い上流側のダクト６が中央部に熱風を吹き付ける為、通気性載置部９２の中央部が外部より加熱され、温度分布が悪化する。
これを防止するため、ダクト６内における通気性載置部９２の上流に邪魔板９１を配置し、熱風が中央部に集中しないよう拡散させる態様とするのが好ましい。

ところで、図８に示す様に、プロペラファン７ｃに替えて、遠心ファン９６を用いた態様も採用し得る。
図８において、循環用モータ９３は回転軸９４を介し、遠心ファン９６のフィン９８を回転方向９５の方向に回転させ、遠心力を利用し、風向９７なる気体の流れを発生させることができる。
遠心ファン９６の吸入口は、回転軸の両側または片側に配置される。

図９は、遠心ファン９６の形態を示す説明図であり、（ａ）は遠心ファン９６の回転軸を気体の流れと直角に置いた場合、（ｂ）は遠心ファン９６の回転軸を気体の流れと平行においた場合を示している。
図８における遠心ファン９６は、図９（ａ）の設置角度に該当する。遠心ファン９６では、気体は風向１０３の様に横側から直角に曲がり、遠心ファン９６の中央部に流入する。この時、気体の流れを妨げないように、遠心ファン９６本体の厚みはダクト６よりも薄くしなくてはならない。遠心ファン９６に入力された気体は、フィン９８の回転により回転、加速され、遠心力により風向１０５ａの方向に排出される。

図９（ｂ）は、図９（ａ）を９０度回転させ配置した場合の図である。遠心ファン９６において、気体は回転軸と平行の風向１０４の様に流入される。回転、加速された気体は、遠心力により風向１０５ｂの方向に排出される。

次に、図１０により、本発明にかかる循環型電気炉の他の実施形態について説明する。上記実施例１と同様の部分は説明を省略する。
図１０は、本発明にかかる循環型電気炉の他の実施形態を示す断面図であり、吸気口１９および排気口２３が送風機７の下流かつ通気性載置部の上流に備えられた構成を示す。

このとき、吸気口１９と排気口２３との位置関係について、前段（上流側）に排気口２３、後段（下流側）に吸気口１９の順に配置されることとなる。この配置が逆であると、吸気口１９から取り込んだ外気が、すぐさま排気口２３から吐き出されてしまうこととなり、炉内冷却の意味を成さないためである。
また、吸気口１９と排気口２３との位置関係について、互いを離隔して配置する態様も可能であるが、図示の様に、隣接して配置する態様を採ることができる。かかる態様を採ることで、例えばダクト６の外側断熱壁１における一箇所に開口を設け、そこへ吸気用と排気用の二つの配管を取り付けることで、吸気口１９と排気口２３とを配設することが可能となり、装置設計および組立加工の容易性に資することとなる。

吸気口１９と排気口２３とを隣接して配置する態様を採る場合に、図示の様に、該吸気口１９における開閉手段と該排気口２３における開閉手段とが、一の板体１１０で一体構成された態様を採り得る。
板体１１０は、その略中央箇所に回転軸１１１を備え、隣接する吸気口１９と排気口２３の境界箇所を支点として回動する。このとき、吸気口１９側に存する板体１１０は内側（ダクト６側）へ回動し、排気口２３側に存する板体１１０は反対に外側へ回動することとなる。
かかる態様により、吸気口１９と排気口２３の開閉動作が連動して一の操作で行うことが可能となり、操作性に資する。

板体１１０の回動量は、吸気口１９からの外気の取り込み量および排気口２３からのダクト６内の熱気の排気量を考慮して適宜決定される。
尚、板体１１０の回転軸１１１から外周端までの長さをダクト６の内幅と略同一とすることで、該板体１１０を９０度回動させてダクト６の循環経路を中断する態様も可能で、これによりダクト６内の気体と外気との総入れ替えが可能となって、迅速な炉内冷却を図ることも可能である。

次に、図１１により、本発明にかかる循環型電気炉の他の実施形態について説明する。上記実施例１および実施例２と同様の部分は説明を省略する。
図１１は、本発明にかかる循環型電気炉の他の実施形態を示す断面図であり、吸気口１９および排気口２３が送風機７の下流かつ通気性載置部の上流に備えられ、該吸気口１９における開閉手段が第一の板体１１３で構成されると共に、該排気口２３における開閉手段が第二の板体１１４で構成された態様を示す。

吸気口１９と排気口２３との位置関係について、前段（上流側）に排気口２３、後段（下流側）に吸気口１９の順に配置されること、ならびに、互いを離隔して配置する態様も可能であるが、図示の様に、隣接して配置する態様を採ることもできること、については上記実施例２と同様である。

吸気口１９における開閉手段を構成する第一の板体１１３、および排気口２３における開閉手段を構成する第二の板体１１４は、夫々端部に回転軸１１１を備えており、第一の板体１１３は、図示の様に、ダクト６と吸気口１９との上流側境界箇所を支点として回動し、第二の板体１１４は、同じく図示の様に、ダクト６と排気口１９との下流側境界箇所を支点として回動する。このとき、第一の板体１１３および第二の板体１１４は、共に内側（ダクト６側）へ回動する。

第一の板体１１３ならびに第二の板体１１４の回動量は、吸気口１９からの外気の取り込み量および排気口２３からのダクト６内の熱気の排気量を考慮して適宜決定される。
尚、第一の板体１１３および第二の板体１１４の回転軸１１１から外周端までの長さをダクト６の内幅と略同一とすることで、少なくとも第一の板体１１３もしくは第二の板体１１４のいずれか一方を９０度回動させてダクト６の循環経路を中断する態様も可能で、これによりダクト６内の気体と外気との総入れ替えが可能となって、迅速な炉内冷却を図ることも可能である。

次に、図７により、本発明にかかる循環型電気炉の他の実施形態について説明する。上記実施例１乃至実施例３と同様の部分は説明を省略する。
図７は、本発明にかかる循環型電気炉の他の実施形態を示す断面図であり、吸気口１９または排気口２３に増圧または減圧する手段を設けた態様を示している。

図面では、排気口２３に増圧または減圧といった圧力を変化させる手段を設けた場合について示しているが、排気口２３に限らず、吸気口１９に当該手段を設けてもよい。
吸気口１９および排気口２３の開口面積と併せて、増圧または減圧といった圧力変化を伴わせて、電気炉外の気体の取り込み調整をし易くすることができ、所望する冷却速度で被加熱物４をリニアに冷却することが可能となる。

通常、排気用として用いられる排気口２３のダクト８３の出口に風向８２の方向へ気体を取り込むよう、ファン８１を取り付けることで、排気口２３に対し、通常の排気とは逆にダクト６内へ気体を送り込むようにする。

この場合、排気口２３が循環型電気炉本体から見ると、吸気の機能を持ち、送り込まれた気体は、逆に吸気口１９から排気され、ダクト８５を経由して風向８４の方向に排気される。
このように、ダクト６内に強制的に気体を取り込む様な構造にし、吸気と排気を逆転させることも可能である。
このとき、スライダ２０,２４は、制御部１３によりＰＩＤ演算された結果である操作量（ＭＶ）に相当する位置まで移動し、各開口部を変化させる。

また、ファン８１の回転を制御し、吸気口１９の開口面積ならびに排気口２３の開口面積を一定にしておき、ファン８１の回転のみで冷却の制御を行う事も可能である。この時、スライダ２０，２４は、冷却開始まで閉じておき、冷却開始と同時に開口する。

本発明は、加熱対象を選ばず、あらゆる被加熱物の加熱手段として用いることが出来るもので、大変有用である。したがって、本発明に係る「循環型電気炉」の産業上の利用可能性は大であると思料する。

１ 外側断熱壁
２ 内側断熱壁
３ 通気性載置部
４ 被加熱物
５ 開閉扉
６ ダクト
７ 送風機
７ａ 循環用モータ
７ｂ 回転軸
７ｃ プロペラファン
１０ 風向
１１ ヒーターユニット
１２ 導線
１３ 制御部
１４ 導線
１５ 温度センサ
１６ 導線
１７ 風向
１８ 風向
１９ 吸気口
２０ スライダ
２１ 制御棒
２２ 移動方向
２３ 排気口
２４ スライダ
２５ 制御棒
２６ 移動方向
２９ａ スライドガイド
２９ｂ スライドガイド
３０ ステッピングモータ
３１ 回転軸
３２ ピニオンギア
３３ 回転方向
３４ ラックギア
３５ 移動方向
３６ ストッパ
４１ 扇型回転板
４３ ストッパ
４４ 要
４５ 駆動軸
４６ ステッピングモータ
５１ 網状開口部
５２ 三角状開口部
５３ 扇状開口部
６１ 弁体
６２ 弁体駆動軸
６３ ステッピングモータ
６４ 弁箱
６５ａ 気体の流れ
６５ｂ 気体の流れ
６５ｃ 気体の流れ
７１ 連結棒
８１ ファン
８２ 風向
８３ ダクト
８４ 風向
８５ ダクト
９１ 邪魔板
９２ 通気性載置部
９３ 循環用モータ
９４ 回転軸
９５ 回転方向
９６ 遠心ファン
９７ 風向
９８ フィン
１０３ 風向
１０４ 風向
１０５ａ 風向
１０５ｂ 風向
１１０ 板体
１１１ 回転軸
１１３ 第一の板体
１１４ 第二の板体

Claims (7)

1. 気体がダクト内を循環する電気炉において、
   一乃至複数の開閉手段を有する吸気口、および一乃至複数の開閉手段を有する排気口を備え、かつ循環経路の途中にヒーターユニットと通気性載置部と送風機とを配して成り、
   吸気口および排気口の開口面積を変化させることにより、電気炉外の気体を取り込み、所望する冷却速度で被加熱物を冷却することを特徴とする循環型電気炉。
2. 前記吸気口が通気性載置部の下流かつ送風機の上流に備えられると共に、前記排気口が送風機の下流かつ通気性載置部の上流に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の循環型電気炉。
3. 前記吸気口および排気口が送風機の下流かつ通気性載置部の上流、もしくは、通気性載置部の下流かつ送風機の上流に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の循環型電気炉。
4. 前記吸気口と排気口とが隣接して備えられていることを特徴とする請求項３に記載の循環型電気炉。
5. 前記吸気口における開閉手段と前記排気口における開閉手段とが一の板体で一体構成されており、
   該板体は、その略中央箇所に回転軸を備え、隣接する吸気口と排気口の境界箇所を支点として回動することを特徴とする請求項４に記載の循環型電気炉。
6. 前記吸気口における開閉手段が第一の板体で構成されると共に、前記排気口における開閉手段が第二の板体で構成され、
   該第一の板体は、端部に回転軸を備え、ダクトと吸気口との上流側境界箇所を支点として回動し、
   第二の板体は、端部に回転軸を備え、ダクトと排気口との下流側境界箇所を支点として回動することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の循環型電気炉。
7. 前記吸気口または排気口に増圧または減圧する手段を設け、吸気口および排気口の開口面積と併せて、増圧または減圧する圧力を変化させることにより、電気炉外の気体を取り込み、所望する冷却速度で被加熱物を冷却することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の循環型電気炉。