JPH0444612Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、ガス浸炭炉等の雰囲気熱処理炉に設
ける排ガスベントに関する。

（従来の技術） 雰囲気熱処理炉（以下、単に熱処理炉という）
には、第３図に示すように、中間扉１を介して加
熱室２と焼入室３とを連接して有するものがあ
る。加熱室２は、電気ヒータを内蔵する炉壁４に
よつて画成されており、この中にはガスベント５
を通じて、プロパンまたはブタンから変成した
RXガスが供給されるようになつている。一方焼
入室３は、出入口扉６を有するケーシング７によ
つて区画されており、その内底部には焼入用油８
が収納されている。

かゝる熱処理炉において、加熱室２を一定の温
度およびガス雰囲気に保持しておき、先ず出入口
扉６を開いて焼入室３に被熱処理品を装入し、そ
の後出入口扉６を閉じ、次に中間扉１を開いて被
熱処理品を加熱室２に装入し、その後中間扉１を
閉じる。そして所定時間経過後、再び中間扉１を
開いて被熱処理品を焼入室３に引き出し、その
まゝ油８中に投入（焼入れ）する。この焼入れに
先立つて中間扉１を閉じておき、焼入完了後は、
出入口扉６を開いて被熱処理品を炉外ヘ搬出し、
これにて一連の雰囲気熱処理が完了する。

ところで、上記熱処理中、ガスベント５を通じ
てRXガスが流され続けており、その余剰のガス
が中間扉１の隙間から加熱室３に入り、さらに該
焼入室３に設けた後述する排ガスベントから大気
中へと排出されている。このため、いま中間扉１
を開いて加熱を終えた被熱処理品を焼入室３へ移
動させると、該焼入室３内のガスが急激に熱せら
れて急速に膨張し、この結果、炉内圧力が急速に
高まる。その後、中間扉１を閉じて被熱処理品を
油８中に焼入れすると、今度は温度低下によりガ
スが急速に収縮し、この結果、炉内圧力が急速に
低下する。

すなわち、炉内圧力は、第６図に線Ａで示すよ
うに、中間扉１の開放時点Ｔ１から急激に上昇し
た後、被熱処理品の油８中への投入時点Ｔ２から
逆に急激に低下し、そのまゝ低圧力P₁に長時間
（回復時間ΔT）推移し、その後元の圧力P₀に回
復する。しかしていま、前記低圧力P₁が負圧に
なつて、しかも回復時間ΔTが長いような場合、
外気が炉内に侵入し、この外気が一定の割合とな
つた時点で爆発が起こり、きわめて危険となる。
従来、かゝる爆発を避けるべく、汎用の熱処理炉
においては、加熱室２に供給するガス流量を高目
に設定しなおかつ排ガスベント形状に工夫をなし
て、負圧にならないように対策をしていた。

しかるに最近、省資源化のため、炉内に供給す
るガス流量を削減したいとする要望が強く、この
ため、被熱処理品を加熱室２から焼入室３へ移動
させるに際し、焼入室３をN₂ガス、Arガス等の
不活性ガスでパージする（一般にスーパーパージ
と呼ばれる）ことによつて、炉内圧力の回復時間
の短縮を図り、もつて爆発を防止する対策を採る
場合が多くなつてきている。

前出第３図に示した熱処理炉は、上記のごとき
対策を実現し得るように構成されたもので、同図
中、１１は焼入室３に付設された排ガスベント
を、１２は同じく焼入室に付設されたパージガス
用給気ベントをそれぞれ表している。排ガスベン
ト１１は、途中から微小ガス排出用第１の排ガス
ベント１３とパージガス排出用第２の排ガスベン
ト１４とに分岐されている。第１の排ガスベント
１３は、第４図にも示すように、その途中にオリ
フイス１５を具備しており、一方第２の排ガスベ
ント１４は、第５図にも示すように、その上端に
常時開口を閉塞するバタフライ弁１６を具備して
いる。これによつて加熱室２で被熱処理品を加熱
中、余剰のRXガスは、第１の排ガスベント１３
から外気へ排出される。しかして、被熱処理品を
加熱室２から焼入室３へ移動させた後、給気ベン
ト１２を通じて焼入室３に不活性ガスをパージす
る。すると、炉内圧力Ｐは、第７図に線Ｂで示す
ように、一時的に大きく上昇するが、その後バタ
フライ弁１６が開くことによつて急激に低下し、
一時的に負圧となるも、元の圧力P₀に急速に回
復する。この結果、炉内に外気の侵入する機会が
ほとんどなくなり、爆発を未然に防止できる。

すなわち、爆発を防止できる分、雰囲気ガスの
流量削減を達成できることとなる。因みにかゝる
防爆対策により、雰囲気ガスの流量を従来の1/10
〜1/20とする実績も報告されている。

なお、上記熱処理炉において、第２の排ガスベ
ント１４にバタフライ弁１６を設けたが、これに
代え、第２の排ガスベントにアクチユエータ付開
閉弁を介装し、炉内圧力に応じてこの開閉弁を開
くようにしたものもある。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、上記ガスパージ機能を有する従
来の熱処理炉において、パージガス排出用第２の
排ガスベント１４に付設したバタフライ弁１６
は、閉弁時のシール性が悪いと、ここから雰囲気
ガスが洩れ出て炉内圧力を一定に維持するのが困
難となるため、かなりの重量物として形成されて
いる。このため、その動作圧力が高まつて、第７
図に示すように、炉内圧力のピーク圧力Pmaxが
増大してパージガスが加熱室２へ流動し、雰囲気
ガスに乱れを生じ、結果として、雰囲気ガスの組
成が変化して被熱処理品の品質を劣化させるとい
う問題があつた。

またバタフライ弁に代えてアクチユエータ付開
閉弁を用いた場合にも、圧力差が小さい時チヤタ
リングするため、作動圧を高く設定せざるを得
ず、バタフライ弁におけると同様の問題を回避す
ることはできなかつた。

本考案は、上記従来の問題点を解決するために
なされたもので、被熱処理品の移動に際して起こ
り易い爆発を防止しつゝ微小ガス雰囲気の安定的
維持を図つた雰囲気熱処理炉用排ガスベントを提
供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） このため、本考案は、パージガス排出用排ガス
ベントに開閉弁を介装し、この開閉弁をパージガ
ス供給用給気ベントに介装した開閉弁に同期開閉
可能に接続したことを要旨とする。

上記開閉弁は、その種類を問わないもので、レ
バー方式、パイロツト方式、電磁方式、電動機方
式等によつて操作される種々の弁を採用すること
ができる。また排ガスベントの開閉弁と給気ベン
トの開閉弁とを同期開閉させる手段も任意であ
り、例えばレバー方式の開閉弁に対しては、レバ
ー同志を機械的に連結して、これを一つアクチユ
エータに結び、あるいは電磁方式の開閉弁に対し
ては、これらを一つの電源回路に結ぶようにすれ
ば良い。

（作用） 上記構成の雰囲気熱処理炉用排ガスベントにお
いて、パージガス排出用排ガスベントとパージガ
ス供給用給気ベントとを同期して開閉することに
よつて、焼入室をスーパーパージした際、炉内圧
力が不必要に高まることがなくなり、雰囲気の安
定化を達成できる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を添付図面にもとづいて
説明する。

第１図は、本考案にかゝる雰囲気熱処理炉用排
ガスベントを示したものである。なお、本熱処理
炉は第３図に示したものと基本構造は同じである
ので、同一部分に同一符号を付して全体構造は省
略する。本実施例の特徴とするところは、パージ
ガス排出用第２の排ガスベント１４にボールコツ
ク２１を介装すると共に、パージガス供給用給気
ベント１２にもボールコツク２２を介装し、これ
ら二つのボールコツク２１，２２のレバー２１
ａ，２２ａを一つの連結杆２３で連結し、この連
結杆２３の一端をアクチユエータ２４によつて駆
動される揺動アーム２５に係合した点にある。

上記連結杆２３と揺動アーム２５との係合は、
揺動アーム２５に設けた長孔２５ａに滑動自在に
嵌めたリンケージ２６を介してなされている。こ
れにより、揺動アーム２５の揺動に追従して二つ
のレバー２１ａ，２１ｂが一体に回動し、第２の
排ガスベント１４の開閉弁２１と給気ベント１２
の開閉弁２２とは同期して開弁位置あるいは閉弁
位置を採り得るようになる。なお、アクチユエー
タ２４には前記開弁位置および閉弁位置を表示す
る目盛２７が付されている。因みに図示の状態は
開弁状態を表わしている。

かゝる構成により、加熱を終えた被熱処理品を
中間扉１を開けて加熱室２から焼入室３に移す
（第３図参照）。するとこれにタイミングを合せて
アクチユエータ２４が作動し、揺動アーム２５が
揺動して、その動きが連結杆２３を介してレバー
２１ａ，２２ａに伝達され、二つの開閉弁２１，
２２が同時に開く。これによつて焼入室３はパー
ジガスにてパージされ、同時に該ガスは第２の排
ガスベント１２を通じて外気へ逃がされる。

この結果、炉内圧力は、第２図に線Ｃで示すよ
うに、一時的に上昇するが、直ちに低下し、さら
に一時的に負圧となつた後速やかに元の圧力P₀
に回復する。しかして、そのピーク圧力Pmaxお
よびボトム圧力Pminはきわめて小さく、結果と
して加熱室２の雰囲気ガスに乱れが生じることが
なくなる。またもちろんのこと、回復時間がきわ
めて短かいため、外気の侵入する機会がなくな
り、爆発の発生も防止できる。また前記ピーク圧
力Pmaxの低さと回復の速さとにより、パージガ
スの使用量の削減も達成できる。因みに、炉容積
1110の熱処理炉について、従来のもの（第３
図）と比較した結果、ピーク圧力Pmaxは、従来
の250mmAqから30mmAqに低下し、また一回の処
理のパージガス使用量は、従来の400から100
に削減できた。なお回復時間に関しては両者共約
４秒で、差がなかつた。

（考案の効果） 以上、詳細に説明したように、本考案は、パー
ジガス排出用排ガスベントをパージガス供給用給
気ベントと同期して開閉できるようにしたので、
焼入室をスーパーパージした際、炉内圧力が不必
要に高まることがなくなつて、微小ガス雰囲気を
安定的に維持する効果を奏した。

また上記炉内圧力の低下と回復の速さとによ
り、パージガスの使用量の削減を達成する効果を
奏した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案にかゝる雰囲気熱処理炉用排
ガスベントを示す正面図、第２図は、本排ガスベ
ントを用いてスーパーパージしたときの炉内圧力
変化を示す線図、第３図は、従来の雰囲気熱処理
炉の構造を示す模式図、第４図は、微小ガス排出
用排ガスベントの構造を一部断面として示す正面
図、第５図は、従来のパージガス排出用排ガスベ
ントの構造を示す正面図、第６図は、スーパーパ
ージを行わない場合の炉内圧力変化を示す線図、
第７図は、従来のスーパーパージを行つたときの
炉内圧力変化を示す線図である。 １……中間扉、２……加熱室、３……焼入室、
１２……給気ベント、１３……第１の排ガスベン
ト、１４……第２の排ガスベント、２１……第２
の排ガスベント用開閉弁、２２……給気ベント用
開閉弁、２３……連結杆、２４……アクチユエー
タ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 中間扉を介して雰囲気加熱室と焼入室とを連接
   して成る雰囲気熱処理炉において、前記焼入室に
   付設された微小ガス排出用第１の排ガスベントと
   パージガス排出用第２の排ガスベントとのうち
   の、前記第２の排ガスベントに開閉弁を介装し、
   該開閉弁を前記焼入室に付設されたパージガス供
   給用給気ベントに介装した開閉弁に同期開閉可能
   に接続したことを特徴とする雰囲気熱処理炉用排
   ガスベント。