JPH069001Y2 - バッチ式熱処理炉 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案はバッチ式熱処理炉、特に被処理物の均熱処理を
目的とするバッチ式熱処理炉に関する。

従来の技術 金属その他の材料においてそれら材質の改善を目的とす
る熱処理、例えば焼なまし、焼入れ、焼戻し及び焼なら
し等が行われていることは周知である。これら熱処理操
作は被処理材に対する熱処理目的に対応して所望温度及
び所望時間が決定されるが、雰囲気並びに均熱性が要求
される場合一般に電気加熱方式が採用されている。更
に、雰囲気の均熱性を確保する手段として、熱風循環方
式が採用されているが、その際に熱源を熱処理炉の内部
又は外部に設置する両方式が知られている。

考案が解決しようとする課題 前述の如き発熱体の設置場所により種々の不都合がある
ことが知られている。即ち： (1)発熱体を炉外に設ける場合、熱風の温度勾配は当然
熱風入口で高く、排出口の熱風温度は低下し、雰囲気の
均熱性が保持されず、更に装置全体は必然的に大型とな
る。

(2)発熱体を炉内に設ける場合、低温域の雰囲気使用に
当っては発熱体表面温度を高くすると、発熱体より直接
製品に輻射熱が影響するためその表面温度を高くでき
ず、従って発熱体設備は大型化し建設費も増大する。

課題を解決するための手段 本考案者等はこの種熱処理炉の前述の如き諸欠点を解決
すべく種々検討、実験の結果、本考案バッチ式熱処理炉
の開発に成功したものであり、本考案の技術的構成は前
記実用新案登録請求の範囲に明記したとおりであるが、
本考案の一具体例を示す添付図面により詳細に説明す
る。

第１図はバッチ式熱処理炉の縦断面図、第２図は第１図
Ａ−Ａ線に沿った横断面図である。

図において、熱処理炉の両側壁１には抵抗発熱体２を縦
方向に多数配設して抵抗発熱体群とし、これら発熱体群
が複数列、側壁１に配設してある。これら発熱体群は夫
々別個に水平断面コの字状のカバー３で包囲してあり、
該カバー３は上下端面が解放状の構造であって、該カバ
ー３で包囲された空間は熱風流通空間４を形成してい
る。６は炉天井５に配設された複数のインナーファンで
あり、該インナーファン６の中心軸が下記の関係式を満
足する設置位置範囲内にあることが必要である： Ｌ＋＞Ｄ＞L/2＋ 前記した関係式において、Ｄ＞Ｌ＋の場合インナーフ
ァンの風量が全てカバー内の流通空間を通過しカバー下
部より吐出される。そのため炉内巾方向中央に熱が集中
し又カバー直前の下向流がないため、炉内撹拌が出来な
いと共にカバーよりの輻射熱を減少させることが出来な
い等の欠点があり好ましくない。

また、Ｄ＜L/2＋の場合には、熱風通路が狭ま過ぎて
インナーファンの風量を充分に活用できなく、その効果
を発揮できない。

このように発熱体にカバーを設けることにより、発熱体
が製品に与える輻射熱の影響を考慮する必要がなく、発
熱体は小型化が可能であり、このことは装置の小型化に
つながるものである。

更に、前記抵抗発熱体２並びにその上方に設置されるイ
ンナーファンの能力は熱処理炉の容積、側壁高さ羽根径
等により決定される。

前記カバー３の寸法はインナーファン容量に基づきカバ
ー内流速が２ｍ／秒以上となるように設計すべきであ
る。この流速は熱処理炉の炉内寸法により決定される。

図示の例の熱処理炉は焼戻し炉であり、炉内寸法は横巾
400cm、奥行330cm、高270cmである。側壁に配設した抵
抗発熱体は金属材料のコイル状のものであるが、その他
形状は通常用いられる蛇行状のものであってもよく、ヒ
ーター表面負荷１〜４Ｗ/cm²のものがよい。

前記カバー３は熱処理炉の加熱条件により材質を設定
し、市販金属板又はこれらに耐火材被覆を施したものを
前述した式に関連する距離で側壁の抵抗発熱体をカバー
しており、形成された熱風流通空間４内を熱風（矢印）
が、上方から約３ｍ／秒で該流通空間と該カバー外部を
降下し、これら両降下流によって撹拌された状態で炉中
心部に熱風流を発生させ、熱風の比重差による浮力も作
用し、炉内を循環し炉内雰囲気を均熱化する。

従って、カバー３の炉内側に炉内の熱ガスを循環させる
ことにより、カバー３の温度を下げカバー３からの輻射
熱が製品に及ぼす影響を少なくする効果が得られる。

尚、図中７は台車８上に載置された被熱物、９は熱風測
温用熱電対であり、炉前部（扉部）、中央部、後部はそ
れぞれ放散熱量が異り温度差が発生することとなるが、
これを防止する必要からそれぞれのヒーター容量を決定
し、又熱風温度を検知し前記抵抗発熱体２の負荷制御を
行なうことができるし、又ファンを小型化し分散設置す
ることにより、大型ファン採用による撹拌に比し均熱化
が可能であり、炉枠金物も軽量化可能である。

考案の効果 (1)炉内雰囲気の均熱性がより高いレベルで要求される
大型炉において、加熱源と熱風循環機構が同一炉内にあ
り、また熱源を複数個（又は組）として分散、配設する
ことにより、炉内雰囲気の均熱化及び炉体サイズをコン
パクト化できる。

(2)被加熱物が発熱体表面温度に係りなく均熱加熱でき
るので、発熱体を小型化しうる（発熱体表面からの赤外
線輻射を考慮する必要がない）。

(3)炉内容積に対応する強制撹拌風量の決定とその撹拌
ファンの分散台数、さらにはそれに付随するヒーター容
量の配分とを適正化することにより、炉内雰囲気温度分
布を±５℃以内に管理できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一例を示すバッチ式熱処理炉の縦断面
図、第２図は第１図Ａ−Ａ線に沿った横断面図、第３図
及び第４図は従来公知のバッチ式熱処理炉の縦断面図及
び横断面図であり、同一符号は第１図及び第２図と同一
部材を示す。図中： １：炉側壁，２：抵抗発熱体，３：カバー，４：熱風流
通空間，５：炉天井，６：インナーファン，７：被熱
物，８：台車，９：熱風測温用熱電対。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】熱処理炉両側壁(1)に複数列の抵抗発熱体
   (2)群を配設し、該発熱体(2)群をそれぞれ上下が解放状
   でかつ水平断面がコの字状のカバー(3)で包囲して熱風
   流通空間(4)を形成し、該流通空間(4)上方に複数のイン
   ナーフアン(6)を炉天井(5)に配設し、前記インナーフア
   ン(6)の中心軸の設置位置が次の関係式： Ｌ＋＞Ｄ＞L/2＋