JPH09210575A - ワーク熱処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エネルギーを効率良く利用し、ワークの熱処
理時間を短縮する。 【構成】 給気口１１０から供給された給気より高温で
煙を含む排気を排気口１２０から排出する熱処理炉１０
０と、吸煙口２２０から吸い込んだ排気に含まれる煙を
除去するとともに、煙が除去された排気を排出口２１０
から排出する消煙機２００と、排気口１２０と吸煙口２
２０とを接続する排気路３００と、排出口２１０と給気
口１１０とを接続する循環路４００とを有するワーク熱
処理システムであって、ワークの熱処理中には消煙機２
００で煙が除去された排気が給気として供給され、ワー
クの熱処理が完了したならば新たな給気が供給されるよ
うに構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エネルギーを効率
良く利用することができるとともに、ワークの熱処理時
間を短縮することができるワーク熱処理システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のワーク熱処理システムを図３を参
照しつつ説明する。まず、テンパー炉等の熱処理炉１０
０では、給気口１１０から給気が供給され、熱処理によ
って生じた煙を含んだ高温（約１６０℃）の排気が排気
口１２０から排出される。この排気をそのまま排出する
ことは環境面から好ましくないので、排気は排気路３０
０を介して消煙機２００に導かれる。この消煙機２００
は、内部に電極が設けられており、この電極の間の放電
によって生じた電界によって排気に含まれる煙の微粒子
を吸着することにより排気から煙を除去するものであ
る。煙が除去された排気は、消煙機２００の排出口２１
０から外部に排出される。この消煙機２００の排出口２
１０から排出される排気は約１００℃とまだ高温であ
る。

【０００３】熱処理炉１００におけるワークの熱処理
は、ワークを熱処理炉１００の炉内に搬入する工程と、
熱処理炉１００の熱源に通電して熱処理を行う工程と、
熱処理が完了したワークを熱処理炉１００の炉内から搬
出する工程とに大別される。また、熱処理を行う工程
は、熱処理炉１００の炉内を所定の温度にまで上昇させ
る工程と、炉内を所定の温度に維持する工程と、炉内の
温度を所定の温度にまで下降させる工程とに分けられ
る。ここで、１回の熱処理に要する時間を大幅に左右す
るのは、熱処理を行う工程、しかも熱処理炉１００の炉
内の温度を下降させる工程である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、熱処理にお
いては、排気に伴う給気の温度は室温であるため、熱処
理炉の炉内での加熱のためのエネルギーが必要となる。
この給気を昇温させるためのエネルギーは、ワークの熱
処理に直接使用されるものではないので、エネルギーの
効率が良くないものとなっていた。また、１回の熱処理
が完了したワークを熱処理炉から搬出する際に、熱処理
炉内の温度は自然冷却によって下降されるため、次の新
たなワークの熱処理を行うまでに時間がかかり、効率の
良くないものとなっていた。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
で、エネルギーを効率良く利用することができるワーク
熱処理システムを提供することを目的としている。ま
た、ワークの熱処理時間を短縮することができるワーク
熱処理システムを提供することをも目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係るワーク熱
処理システムは、給気口から供給された給気より高温で
煙を含む排気を排気口から排出する熱処理炉と、吸煙口
から吸い込んだ排気に含まれる煙を除去するとともに、
煙が除去された排気を排出口から排出する消煙機と、前
記排気口と吸煙口とを接続する排気路と、前記排出口と
給気口とを接続する循環路とを備えており、熱処理炉に
は消煙機で煙が除去された排気が給気として供給される
ように構成されている。

【０００７】また、請求項２に係るワーク熱処理システ
ムは、給気口から供給された給気より高温で煙を含む排
気を排気口から排出する熱処理炉と、吸煙口から吸い込
んだ排気に含まれる煙を除去するとともに、煙が除去さ
れた排気を排出口から排出する消煙機と、前記排気口と
吸煙口とを接続する排気路と、前記排出口と給気口とを
接続する循環路とを有するワーク熱処理システムであっ
て、ワークの熱処理中には消煙機で煙が除去された排気
が給気として供給され、ワークの熱処理が完了したなら
ば新たな給気が供給されるように構成されている。

【０００８】また、請求項３に係るワーク熱処理システ
ムは、給気口から供給された給気より高温で煙を含む排
気を排気口から排出する熱処理炉と、吸煙口から吸い込
んだ排気に含まれる煙を除去するとともに、煙が除去さ
れた排気を排出口から排出する消煙機と、前記排気口と
吸煙口とを接続する排気路と、前記排出口と給気口とを
接続する循環路とを有しており、ワークの熱処理中には
消煙機で煙が除去された排気が給気として供給され、ワ
ークの熱処理が完了したならば新たな給気が供給される
ワーク熱処理システムであって、前記循環路には排気を
そのまま外部に排出する第１の経路と、排気を熱処理炉
の給気口に導く第２の経路と、新たな給気が供給される
第３の経路とが設けられており、前記第１の経路には第
１のバルブが、第２の経路には第２のバルブが、第３の
経路には第３のバルブがそれぞれ設けられており、熱処
理中には第１のバルブと第３のバルブとが閉じられると
ともに第２のバルブが開かれ、熱処理が完了したならば
第１のバルブと第３のバルブとが開かれるとともに第２
のバルブが閉じられるように構成されている。

【０００９】さらに、請求項４に係るワーク熱処理シス
テムでは、前記第１のバルブ、第２のバルブ及び第３の
バルブは連動しており、第１のバルブと第３のバルブと
は常に同じ状態で、第２のバルブは第１のバルブ及び第
３のバルブとは逆の状態となるように構成されている。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
に係るワーク熱処理システムの概略的構成図、図２は本
発明の第２の実施の形態に係るワーク熱処理システムの
概略的構成図である。なお、従来のものと略同一の部材
等は同一の符号を付して説明する。

【００１１】本発明の第１の実施の形態に係るワーク熱
処理システムは、図１に示すように、給気口１１０から
供給された給気より高温で煙を含む排気を排気口１２０
から排出する熱処理炉１００と、吸煙口２２０から吸い
込んだ排気に含まれる煙を除去するとともに、煙が除去
された排気を排出口２１０から排出する消煙機２００
と、前記排気口１２０と吸煙口２２０とを接続する排気
路３００と、前記排出口２１０と給気口１１０とを接続
する循環路４００とを備えており、熱処理炉１００には
消煙機２００で煙が除去された排気が給気として供給さ
れるように構成されている。

【００１２】前記熱処理炉１００は、炉内に搬入された
ワークに何らかの熱処理を施すものであって、例えばテ
ンパー炉や加熱炉等が該当する。かかる熱処理炉１００
は炉を構成する周囲の炉壁にヒータ等の熱源が埋設され
ていたり、ヒータ等の熱源が炉内に設置されていたりす
る。この熱処理炉１００には、炉内での熱処理に伴って
煙が発生するため、煙を含んだ排気を外部に排出する排
気口１２０が設けられている。また、排気口１２０から
の排気の排出に伴って給気を炉内に導入するための給気
口１１０が設けられている。

【００１３】前記消煙機２００は、従来の技術の欄にお
いて説明したものと同一であって、内部に電極が設けら
れており、この電極の間の放電によって生じた電界によ
って排気に含まれる煙の微粒子を吸着することにより排
気に含まれる煙を除去するものである。吸煙口２２０か
ら煙を含む排気を吸い込んで、排気中の煙を除去するよ
うになっている。煙が除去された排気は排出口２１０か
ら排気される。

【００１４】前記熱処理炉１００と消煙機２００との
間、すなわち熱処理炉１００の排気口１２０と消煙機２
００の吸煙口２２０との間には、パイプからなる排気路
３００が設けられている。すなわち、この排気路３００
は、熱処理炉１００から排出される煙を含んだ排気を消
煙機２００に導くものである。

【００１５】また、消煙機２００と熱処理炉１００との
間、すなわち消煙機２００の排出口２１０と熱処理炉１
００の給気口１１０との間には、パイプからなる循環路
４００が設けられている。この給気路４００は、消煙機
２００から排気される煙が除去された排気を給気として
熱処理炉１００に導くものである。

【００１６】このように構成された第１の実施の形態に
係るワーク熱処理システムによるワークの熱処理につい
て説明する。まず、熱処理炉１００の炉内にワークを搬
入し、ワークを熱処理する。すると、熱処理によって生
じた煙を含んだ排気が排気口１２０から排出され、排気
路３００を介して消煙機２００に吸い込まれる。排気の
温度は熱処理炉１００の炉内で加熱されているため、給
気された時よりは高温になっている。消煙機２００で
は、排気に含まれる煙を除去し、排出口２１０から排出
する。この排出口２１０から排出される排気は、排気口
１２０から排出された時よりも温度は下がっているが、
給気された時よりはまだ高温である。この排気は、循環
路４００を介して熱処理炉１００の給気口１１０に導か
れ、給気として熱処理炉１００に供給される。

【００１７】すなわち、１回でも熱処理炉１００から排
出され消煙機２００を経て再び熱処理炉１００に給気と
して供給された排気は、熱処理を開始した時の給気の温
度（炉内の温度）よりも高温になっているため、熱処理
炉１００の炉内の温度を下げる割合が低くなっている。
換言すると、熱処理炉１００の炉内の温度を一定に維持
するために必要なエネルギーは、常に新たな給気（室
温）が供給される従来のものよりも少なくて済むのであ
る。また、熱処理炉１００の熱源に供給されるエネルギ
ーが従来のものと同一ならば、炉内の温度をより昇温さ
せることができるのである。これは、エネルギーの効率
的利用といえる。

【００１８】次に、本発明の第２の実施の形態に係るワ
ーク熱処理システムを図２を参照しつつ説明する。本発
明の第２の実施の形態に係るワーク熱処理システムは、
給気口１１０から供給された給気より高温で煙を含む排
気を排気口１２０から排出する熱処理炉１００と、吸煙
口２２０から吸い込んだ排気に含まれる煙を除去すると
ともに、煙が除去された排気を排出口２１０から排出す
る消煙機２００と、前記排気口１２０と吸煙口２２０と
を接続する排気路３００と、前記排出口２１０と給気口
１１０とを接続する循環路４００とを有するワーク熱処
理システムであって、ワークの熱処理中には消煙機２０
０で煙が除去された排気が給気として供給され、ワーク
の熱処理が完了したならば新たな給気が供給されるよう
に構成されている。

【００１９】前記熱処理炉１００と消煙機２００とは、
第１の実施の形態に係るワーク熱処理システムに用いら
れているものと同一のものであるので詳細な説明は省略
する。

【００２０】この第２の実施の形態に係るワーク熱処理
システムが、第１の実施の形態に係るワーク熱処理シス
テムと相違する点は、循環路４００にある。この第２の
実施の形態に係るワーク熱処理システムの循環路４００
は、第１の経路４１０と第２の経路４２０と第３の経路
４３０とに大別されるのである。

【００２１】前記第１の経路４１０は、消煙機２００の
排出口２１０からの排気、すなわち煙が除去された排気
をそのまま外部に排出するものであり、第１のバルブ５
００が設けられている。

【００２２】また、前記第２の経路４２０は、前記第１
の経路４１０に連通し、かつ前記第１のバルブとより上
流側で分岐している。すなわち、かかる第２の経路４２
０は、消煙機２００の排出口２１０と熱処理炉１００の
給気口１１０との間を連結するものである。そして、か
かる第２の経路４２０には、第２のバルブ６００が設け
られている。

【００２３】さらに、前記第３の経路４３０は、前記第
２の６００より下流側において第２の経路４２０に連通
している。この第３の経路４３０には、大気を給気とし
て循環路４００に供給するポンプ８００が接続されると
ともに、第２の経路４２０に対するの接続部分と前記ポ
ンプとの間の位置に第３のバルブ７００が設けられてい
る。

【００２４】上述した第１のバルブ５００、第２のバル
ブ６００及び第３のバルブ７００は連動している。すな
わち、この３つのバルブ５００、６００、７００は、開
閉動作を同時に行うようになっているのである。しか
も、第１のバルブ５００と第３のバルブ７００とは常に
同じ状態にあり、第２のバルブ６００は第１のバルブ５
００と第３のバルブ７００とは逆の状態となるようにな
っている。具体的に述べると、第１のバルブ５００と第
３のバルブ７００とが開いた状態にある場合には、第２
のバルブ６００は閉じた状態にあり、第１のバルブ５０
０と第３のバルブ７００とが閉じた状態にある場合に
は、第２のバルブ６００は開いた状態になるのである。

【００２５】このように構成された第２の実施の形態に
係るワーク熱処理システムによるワークの熱処理につい
て説明する。まず、熱処理炉１００の炉内にワークを搬
入し、ワークを熱処理する。ワークの熱処理中には、第
１のバルブ５００と第３のバルブ７００とは閉じてお
き、第２のバルブ６００は開いておく。熱処理によって
生じた煙を含んだ排気が排気口１２０から排出され、排
気路３００を介して消煙機２００に吸い込まれる。排気
の温度は熱処理炉１００の炉内で加熱されているため、
給気された時よりは高温になっている。消煙機２００で
は、排気に含まれる煙を除去し、排出口２１０から排出
する。この排出口２１０から排出される排気は、排気口
１２０から排出された時よりも温度は下がっているが、
給気された時よりはまだ高温である。この排気は、循環
路４００を介して熱処理炉１００の給気口１１０に導か
れ、給気として熱処理炉１００に供給される。すなわ
ち、循環路４００の第２の経路４２０を介して給気とし
て熱処理炉１００に供給されるのである。

【００２６】このようにすると、熱処理中には第１の実
施の形態に係るワーク熱処理システムと同様に、１回で
も熱処理炉１００から排出され消煙機２００を経て再び
熱処理炉１００に給気として供給された排気は、熱処理
を開始した時よりも高温になっているため、熱処理炉１
００の炉内の温度を下げる割合が低くなっている。換言
すると、熱処理炉１００の炉内の温度を一定に維持する
ために必要なエネルギーは、常に新たな給気が供給され
る従来のものよりも少なくて済むのである。また、熱処
理炉１００の熱源に供給されるエネルギーが従来のもの
と同一ならば、炉内の温度をより高くすることができる
のである。これは、エネルギーの効率的利用といえる。

【００２７】一方、ワークの熱処理が完了したならば、
ワークを熱処理炉１００の炉内から搬出する。この搬出
に先立って、第１のバルブ５００と第３のバルブ７００
と開け、第２のバルブ６００を閉じる。同時に、ポンプ
８００を作動させる。すると、熱処理炉１００には、ポ
ンプ８００から室温の大気が給気として供給される。こ
れにより、熱処理炉１００の炉内の温度は急速に下降す
る。また、第１のバルブ５００が開き、第２のバルブ６
００が閉じているため、熱処理炉１００からの煙を含ん
だ排気は、消煙機２００によって煙を除去されて第１の
バルブ５００と第１の経路４１０とを介して外部に排気
される。

【００２８】熱処理炉１００の炉内が所定の温度にまで
下降したならば、熱処理が完了したワークを搬出し新た
なワークを炉内に搬入し、次の熱処理を行う。

【００２９】このように、ワークの搬出に先立つ工程で
は、熱処理炉１００の炉内の温度を急速に下降させるた
め、従来のような自然冷却よりも炉内の温度を降下させ
るのに必要な時間を短縮することができる。

【００３０】なお、熱処理炉１００に新たな給気を供給
するのはポンプ８００に限定されることはない。例え
ば、圧縮空気が充填されたエアボンベでも良いし、熱処
理されるワークの材質によっては圧縮された非酸化ガ
ス、還元性ガスが充填されたボンベであってもよい。

【００３１】

【発明の効果】上述したように、請求項１に係るワーク
熱処理システムは、給気口から供給された給気より高温
で煙を含む排気を排気口から排出する熱処理炉と、吸煙
口から吸い込んだ排気に含まれる煙を除去するととも
に、煙が除去された排気を排出口から排出する消煙機
と、前記排気口と吸煙口とを接続する排気路と、前記排
出口と給気口とを接続する循環路とを備えており、熱処
理炉には消煙機で煙が除去された排気が給気として供給
されるように構成されているため、エネルギーを効率良
く利用することができる。

【００３２】すなわち、１回でも熱処理炉から排出され
消煙機を経て再び熱処理炉に給気として供給された排気
は、熱処理を開始した時よりも高温になっているため、
熱処理炉の炉内の温度を下げる割合が低くなっている。
換言すると、熱処理炉の炉内の温度を一定に維持するた
めに必要なエネルギーは、常に新たな給気が供給される
従来のものよりも少なくて済むのである。また、熱処理
炉の熱源に供給されるエネルギーが従来のものと同一な
らば、炉内の温度をより高くすることができるのであ
る。これは、エネルギーの効率的利用といえる。

【００３３】また、請求項２及び３に係るワーク熱処理
システムによると、請求項１に係るワーク熱処理システ
ムの有する効果の他に、熱処理に要する時間を短縮させ
ることができるという効果もある。

【００３４】すなわち、請求項２及び３に係るワーク熱
処理システムは、ワークの熱処理中には消煙機で煙が除
去された排気が給気として供給され、ワークの熱処理が
完了したならば新たな給気が供給されるように構成され
ているため、熱処理が完了したワークを新たなワークに
交換するのに必要な熱処理炉の炉内の温度の降下を新た
な給気により急速に行うことができるので、熱処理を繰
り返して行う場合に全体としての熱処理に必要な時間を
短縮することができる。

【００３５】さらに、請求項４に係るワーク熱処理シス
テムでは、請求項３に係るワーク熱処理システムにおけ
る第１のバルブ、第２のバルブ及び第３のバルブは連動
しており、第１のバルブと第３のバルブとは常に同じ状
態で、第２のバルブは第１のバルブ及び第３のバルブと
は逆の状態となるように構成されているので、各バルブ
の誤動作がないという効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るワーク熱処理
システムの概略的構成図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係るワーク熱処理
システムの概略的構成図である。

【図３】従来のこの種のワーク熱処理システムの概略的
構成図である。

【符号の説明】

１００ 熱処理炉 １１０ 給気口 １２０ 排気口 ２００ 消煙機 ２１０ 排出口 ２２０ 吸煙口 ３００ 排気路 ４００ 循環路 ４１０ 第１の経路 ４２０ 第２の経路 ４３０ 第３の経路 ５００ 第１のバルブ ６００ 第２のバルブ ７００ 第３のバルブ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給気口から供給された給気より高温で煙
   を含む排気を排気口から排出する熱処理炉と、吸煙口か
   ら吸い込んだ排気に含まれる煙を除去するとともに、煙
   が除去された排気を排出口から排出する消煙機と、前記
   排気口と吸煙口とを接続する排気路と、前記排出口と給
   気口とを接続する循環路とを具備しており、熱処理炉に
   は消煙機で煙が除去された排気が給気として供給される
   ことを特徴とするワーク熱処理システム。
2. 【請求項２】 給気口から供給された給気より高温で煙
   を含む排気を排気口から排出する熱処理炉と、吸煙口か
   ら吸い込んだ排気に含まれる煙を除去するとともに、煙
   が除去された排気を排出口から排出する消煙機と、前記
   排気口と吸煙口とを接続する排気路と、前記排出口と給
   気口とを接続する循環路とを有するワーク熱処理システ
   ムにおいて、ワークの熱処理中には消煙機で煙が除去さ
   れた排気が給気として供給され、ワークの熱処理が完了
   したならば新たな給気が供給されることを特徴とするワ
   ーク熱処理システム。
3. 【請求項３】 給気口から供給された給気より高温で煙
   を含む排気を排気口から排出する熱処理炉と、吸煙口か
   ら吸い込んだ排気に含まれる煙を除去するとともに、煙
   が除去された排気を排出口から排出する消煙機と、前記
   排気口と吸煙口とを接続する排気路と、前記排出口と給
   気口とを接続する循環路とを有しており、ワークの熱処
   理中には消煙機で煙が除去された排気が給気として供給
   され、ワークの熱処理が完了したならば新たな給気が供
   給されるワーク熱処理システムにおいて、前記循環路に
   は排気をそのまま外部に排出する第１の経路と、排気を
   熱処理炉の給気口に導く第２の経路と、新たな給気が供
   給される第３の経路とが設けられており、前記第１の経
   路には第１のバルブが、第２の経路には第２のバルブ
   が、第３の経路には第３のバルブがそれぞれ設けられて
   おり、熱処理中には第１のバルブと第３のバルブとが閉
   じられるとともに第２のバルブが開かれ、熱処理が完了
   したならば第１のバルブと第３のバルブとが開かれると
   ともに第２のバルブが閉じられることを特徴とするワー
   ク熱処理システム。
4. 【請求項４】 前記第１のバルブ、第２のバルブ及び第
   ３のバルブは連動しており、第１のバルブと第３のバル
   ブとは常に同じ状態で、第２のバルブは第１のバルブ及
   び第３のバルブとは逆の状態となることを特徴とする請
   求項３記載のワーク熱処理システム。