JP2019190801A

JP2019190801A - 熱処理炉

Info

Publication number: JP2019190801A
Application number: JP2018087403A
Authority: JP
Inventors: 照史畠山; Terufumi Hatakeyama
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2019-10-31

Abstract

【課題】冷却流体の流れを円滑にすることができる開閉ダンパを備える熱処理炉を提供する。【解決手段】ワークを熱処理する熱処理炉１０であって、熱処理されるワークが配置される熱処理室２と、ワークを冷却する冷却流体を炉内で循環させる冷却ファン３と、冷却流体の冷却流れを変更する開閉ダンパ４、５と、を備えており、開閉ダンパ４、５は、開閉ダンパ４、５の開放位置４ａ、５ａにおいて、冷却ファン３に対向して配置される熱処理室の対向壁面２３ａに対して角度を有するように設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、ワークを熱処理する熱処理炉に関する。

従来の熱処理炉は、熱処理されるワークが配置され、上壁及び下壁に蓋を有する開口部が設けられる熱処理室と、ワークを冷却する冷却流体を炉内で循環させる冷却ファンと、を備えている。そして、ワークを加熱する際には、蓋を閉止し、炉内に設けられたヒータでワークを加熱し、ワークを冷却する際には、蓋を開放し、熱処理室内に冷却流体を供給する。ここで、ワークの冷却を速く、均一に行うため、熱処理室内の冷却流体の流れを上下方向に交互に切り換えるために、特許文献１及び２に示される開閉ダンパが用いられる。

特開２０１１−２３１９６９号公報特開２００２−２４９８１９号公報

ここで、開閉ダンパは、その開放位置において、冷却ファンに対向して配置される熱処理室の対向壁面に対して水平となるように設けられているので、冷却流体が開閉ダンパを通過するとき、圧損や流体の乱れが生じやすく、ワークの冷却に必要な冷却流量が得られないという課題が存在する。

そこで本発明では、冷却流体の流れを円滑にすることができる開閉ダンパを備える熱処理炉を提供することを目的とする。

本発明は、
ワークを熱処理する熱処理炉であって、
熱処理されるワークが配置される熱処理室と、
ワークを冷却する冷却流体を炉内で循環させる冷却ファンと、
冷却流体の冷却流れを変更する開閉ダンパと、を備えており、
前記開閉ダンパは、前記開閉ダンパの開放位置において、前記冷却ファンに対向して配置される前記熱処理室の対向壁面に対して角度を有するように設けられる。

前記構成によれば、開閉ダンパの開放位置を対向壁面に対して角度を有するようにすることによって、冷却流体の流れを円滑にすることができ、必要な流量を確保し、ワークを均一に冷却することができる。

本発明は、さらに、次のような構成を備えるのが好ましい。

（１）前記熱処理炉の内壁には、前記開閉ダンパの開放位置及び閉止位置のそれぞれにおいて、前記開閉ダンパを支持する支持部が設けられており、
前記支持部には、中央に開口部が形成されている。

（２）前記開閉ダンパは、前記開閉ダンパの開放位置において、前記対向壁面に対して４５度の角度を有するように設けられる。

（３）前記開閉ダンパは、前記開閉ダンパの閉止位置において、前記対向壁面に対して角度を有するように設けられる。

（４）前記構成（３）において、前記開閉ダンパは、前記開閉ダンパの閉止位置において、前記対向壁面に対して４５度の角度を有するように設けられる。

前記構成（１）によれば、開放位置及び閉止位置のいずれにおいても、開閉ダンパを安定的に支持しながら、開放位置又は閉止位置に開閉ダンパが位置しないとき、支持部の開口部によって、当該位置における冷却流路を確保することができる。

前記構成（２）によれば、開閉ダンパの開放位置が対向壁面に対して４５度の角度を有することによって、対向壁面を迂回する冷却流体の流れをより円滑にすることができる。

前記構成（３）によれば、開閉ダンパの閉止位置において、対向壁面に対して角度を有しているので、開閉ダンパに沿って流れる冷却流体が対向壁面から離れる方向へ流れる流れを形成することができる。

前記構成（４）によれば、開閉ダンパの閉止位置が対向壁面に対して４５度の角度を有しているので、開閉ダンパに沿って流れる冷却流体が対向壁面に向かい、対向壁面に沿って流れる流れを形成することができる。

本発明によると、冷却流体の流れを円滑にすることができる開閉ダンパを備える熱処理炉を提供できる。

本発明の実施形態に係る熱処理炉の概略図である。図１の開閉ダンパの位置を変更した場合の熱処理炉の概略図である。開閉ダンパの変形例を示す熱処理炉の概略図である。図３の開閉ダンパの位置を変更した場合の熱処理炉の概略図である。

図１は、本発明の実施形態に係る熱処理炉の概略図である。図１に示されるように、熱処理炉１０は、単室型真空熱処理炉であり、熱処理炉１０を構成する炉体１内には、熱処理されるワークが配置される、熱処理室２が配置されている。熱処理室２の上壁２１及び下壁２２には、熱処理室２内の冷却流体（冷却ガス）を循環させるために、それぞれ開口部２１ａ、２２ａが形成されており、開口部２１ａは上下移動可能な上蓋２１ｂによって開閉可能となっており、開口部２２ａは上下移動可能な下蓋２２ｂによって開閉可能となっている。熱処理室２内には、熱処理室内の冷却ガスを撹拌するための、撹拌ファン２６が設けられている。

冷却ガスは、例えば不活性ガスであり、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等、あるいは、これらのガスの混合ガスが用いられる。

熱処理室２の側方の一方側には、冷却流体を炉内で循環させる冷却ファン３が設けられている。冷却ファン３は、遠心式ファンであり、駆動モータ３１に連結されている。冷却ファン３は、駆動モータ３１の駆動によって回転して、冷却流体を軸方向に吸引、周方向に排出するようになっている。

熱処理室２は、冷却ファン３に対向して配置される対向壁面２３ａを有する側壁２３を備えている。

炉体１の内部であって、熱処理室２の外部には、冷却流体の冷却流れを変更する開閉ダンパ４、５が設けられている。開閉ダンパ４は、一端部が炉体１の内壁に設けられた支持部１１に支持され、開放位置４ａと閉止位置４ｂとの間で、支持部１１を中心として回動可能に設けられている。ここで、開放位置４ａとは、冷却ファン３の吸引部が設けられる吸引空間３ａを開放する開閉ダンパ４の位置であり、閉止位置４ｂとは、吸引空間３ａを閉止する開閉ダンパ４の位置である。

また、開閉ダンパ５は、一端部が炉体１の内壁に設けられた支持部１２に支持され、開放位置５ａと閉止位置５ｂとの間で、支持部１２を中心として回動可能に設けられている。ここで、開放位置５ａとは、吸引空間３ａを開放する開閉ダンパ５の位置であり、閉止位置５ｂとは、吸引空間３ａを閉止する開閉ダンパ５の位置である。

開閉ダンパ４は、開放位置４ａにおいて、冷却ファン３に対向して配置される熱処理室２の対向壁面２３ａに対して角度を有するように設けられている。開放位置４ａにおける開閉ダンパ４と対向壁面２３ａとのなす角度θ１は、好ましくは４５度となっている。また、開閉ダンパ４は、閉止位置４ｂにおいて、対向壁面２３ａに対して直交するように設けられている。すなわち、閉止位置４ｂにおける開閉ダンパ４と対向壁面２３ａとのなす角度θ２は、９０度となっている。

熱処理炉１０の内壁には、開閉ダンパ４の開放位置４ａ及び閉止位置４ｂのそれぞれにおいて、開閉ダンパ４を支持する支持部２４ａ、２４ｂが設けられている。支持部２４ａには、中央に開口部２４ａ１が形成され、支持部２４ｂには、中央に開口部２４ｂ１が形成されている。

開閉ダンパ５は、開放位置５ａにおいて、冷却ファン３に対向して配置される熱処理室２の対向壁面２３ａに対して角度を有するように設けられている。開放位置５ａにおける開閉ダンパ５と対向壁面２３ａとのなす角度θ３は、好ましくは４５度となっている。また、開閉ダンパ５は、閉止位置５ｂにおいて、対向壁面２３ａに対して直交するように設けられている。すなわち、閉止位置５ｂにおける開閉ダンパ５と対向壁面２３ａとのなす角度θ４は、９０度となっている。

熱処理炉１０の内壁には、開閉ダンパ５の開放位置５ａ及び閉止位置５ｂのそれぞれにおいて、開閉ダンパ５を支持する支持部２５ａ、２５ｂが設けられている。支持部２５ａには、中央に開口部２５ａ１が形成され、支持部２５ｂには、中央に開口部２５ｂ１が形成されている。

熱処理炉１０は、次のように作動するようになっている。

熱処理室２内にワークが配置されると、熱処理室２の上壁２１の開口部２１ａが上蓋２１ｂによって閉止され、下壁２２の開口部２２ａが下蓋２２ｂによって閉止される。そして、熱処理室２内のワークが加熱処理される。

ワークの加熱処理が終了すると、上蓋２１ｂが上方に移動し、上壁２１の開口部２１ａが開放される。また、下蓋２２ｂが下方に移動し、下壁２２の開口部２２ａが開放される。

そして、図１に示されるように、開閉ダンパ４を閉止位置４ｂに位置させ、開閉ダンパ５を開放位置５ａに位置させて、冷却ファン３を起動する。その結果、冷却ファン３から排出された冷却流体は、支持部２４ａの開口部２４ａ１を通過し、上壁２１の開口部２１ａから熱処理室２に流入する。そして、熱処理室２内でワークを冷却した冷却流体は、下壁２２の開口部２２ａから熱処理室２外に流出し、閉止位置５ｂに位置する開閉ダンパ５に沿って流れ、冷却ファン３に吸い込まれる。

一定時間が経過すると、図２に示されるように、開閉ダンパ４を開放位置４ａに位置させ、開閉ダンパ５を閉止位置５ｂに位置させる。その結果、冷却ファン３から排出された冷却流体は、支持部２５ａの開口部２５ａ１を通過し、下壁２２の開口部２２ａから熱処理室２に流入する。そして、熱処理室２内でワークを冷却した冷却流体は、上壁２１の開口部２１ａから熱処理室２外に流出し、閉止位置４ｂに位置する開閉ダンパ４に沿って流れ、冷却ファン３に吸い込まれる。

このように、開閉ダンパ４、５を交互に開放位置、閉止位置に位置させることによって、熱処理室２内での冷却流体の流れを上下方向に交互に切り換え、熱処理室内２に配置されたワークを冷却する。

前記構成の熱処理炉１０によれば、次のような効果を発揮できる。

（１）開閉ダンパ４、５は、その開放位置４ａ、５ａにおいて、対向壁面２３ａに対して角度を有しているので、冷却流体の流れを円滑にすることができ、必要な流量を確保し、ワークを均一に冷却することができる。

（２）支持部２４ａ、２４ｂには、中央に開口部２４ａ１、２４ｂ１が形成され、支持部２５ａ、２５ｂには、中央に開口部２５ａ１、２５ｂ１が形成されているので、開放位置４ａ、５ａ及び閉止位置４ｂ、５ｂのいずれにおいても、開閉ダンパ４、５を安定的に支持しながら、開放位置４ａ、５ａ又は閉止位置４ｂ、５ｂに開閉ダンパ４、５が位置しないとき、支持部２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂの開口部２４ａ１、２４ｂ１、２５ａ１、２５ｂ１によって、当該位置における冷却流路を確保することができる。

（３）開閉ダンパ４、５は、その開放位置４ａ、５ａにおいて、対向壁面２３ａに対して４５度の角度を有しているので、対向壁面２３ａを迂回する冷却流体の流れをより円滑にすることができる。

（４）開閉ダンパ４、５は、その閉止位置４ｂ、５ｂにおいて、対向壁面２３ａに対して角度を有しているので、開閉ダンパ４、５に沿って流れる冷却流体が対向壁面２３ａから離れる方向へ流れる流れを形成することができる。特に、開閉ダンパ４、５は、その閉止位置４ｂ、５ｂにおいて、対向壁面２３ａに対して９０度の角度を有しているので、開閉ダンパ４、５に沿って流れる冷却流体が対向壁面２３ａから離れる方向へ流れる流れをより円滑にすることができる。その結果、冷却流体を熱処理室２に向かいやすくすることができる。

上記実施形態では、開閉ダンパ４は、閉止位置４ｂにおいて、対向壁面２３ａに対して直交するように設けられており、開閉ダンパ５は、閉止位置５ｂにおいて、対向壁面２３ａに対して直交するように設けられている。しかし、開閉ダンパ４、５は、閉止位置４ｂ、５ｂにおいて、対向壁面２３ａに対して水平ではなく角度を有するように設けられればよい。

図３は、開閉ダンパ４、５の変形例を示す熱処理炉１０の概略図であり、図４は、図３の開閉ダンパの位置を変更した場合の概略図である。図３及び図４に示されるように、閉止位置４ｂにおける開閉ダンパ４と対向壁面２３ａとのなす角度θ５は４５度となっており、閉止位置５ｂにおける開閉ダンパ５と対向壁面２３ａとのなす角度θ６は４５度となっている。

図３に示されるように、開閉ダンパ４を閉止位置４ｂに位置させ、開閉ダンパ５を開放位置５ａに位置させると、冷却ファン３から排出された冷却流体は、支持部２４ａの開口部２４ａ１を通過し、上壁２１の開口部２１ａから熱処理室２に流入する。そして、熱処理室２内でワークを冷却した冷却流体は、下壁２２の開口部２２ａから熱処理室２外に流出し、閉止位置５ｂに位置する開閉ダンパ５に沿って流れ、冷却ファン３に吸い込まれる。

そして、図４に示されるように、開閉ダンパ４を開放位置４ａに位置させ、開閉ダンパ５を閉止位置５ｂに位置させると、冷却ファン３から排出された冷却流体は、支持部２５ａの開口部２５ａ１を通過し、下壁２２の開口部２２ａから熱処理室２に流入する。そして、熱処理室２内でワークを冷却した冷却流体は、上壁２１の開口部２１ａから熱処理室２外に流出し、閉止位置４ｂに位置する開閉ダンパ４に沿って流れ、冷却ファン３に吸い込まれる。

開閉ダンパ４、５は、その閉止位置４ｂ、５ｂにおいて、対向壁面２３ａに対して４５度の角度を有しているので、開閉ダンパ４、５に沿って流れる冷却流体が対向壁面２３ａに向かい、対向壁面２３ａに沿って流れる流れを形成することができる。その結果、対向壁面２３ａ近傍の冷却流体の流量を増加させることができる。

本実施形態では、熱処理炉１０は、熱処理室２を１つ有する単室型熱処理炉であるが、本発明は、熱処理室を複数有する複室型熱処理炉にも適用できる。

特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、各種変形及び変更を行うことも可能である。

本発明では、冷却流体の流れを円滑にすることができる開閉ダンパを備える熱処理炉を提供できるので、産業上の利用価値が大である。

１炉体
１１支持部１２支持部
２熱処理室
２１上壁２２下壁
２３側壁２３ａ対抗壁面
２４ａ支持部２４ｂ支持部
２５ａ支持部２５ｂ支持部
２６撹拌ファン
３冷却ファン
３１駆動モータ
４開閉ダンパ
４ａ開放位置４ｂ閉止位置
５開閉ダンパ
５ａ開放位置５ｂ閉止位置
１０熱処理炉

Claims

ワークを熱処理する熱処理炉であって、
熱処理されるワークが配置される熱処理室と、
ワークを冷却する冷却流体を炉内で循環させる冷却ファンと、
冷却流体の冷却流れを変更する開閉ダンパと、を備えており、
前記開閉ダンパは、前記開閉ダンパの開放位置において、前記冷却ファンに対向して配置される前記熱処理室の対向壁面に対して角度を有するように設けられる、熱処理炉。
前記熱処理炉の内壁には、前記開閉ダンパの開放位置及び閉止位置のそれぞれにおいて、前記開閉ダンパを支持する支持部が設けられており、
前記支持部には、中央に開口部が形成されている、請求項１記載の熱処理炉。
前記開閉ダンパは、前記開閉ダンパの開放位置において、前記対向壁面に対して４５度の角度を有するように設けられる、請求項１又は２に記載の熱処理炉。
前記開閉ダンパは、前記開閉ダンパの閉止位置において、前記対向壁面に対して角度を有するように設けられる、請求項１〜３のいずれか１つに記載の熱処理炉。
前記開閉ダンパは、前記開閉ダンパの閉止位置において、前記対向壁面に対して４５度の角度を有するように設けられる、請求項４記載の熱処理炉。