JP6604482B2

JP6604482B2 - 加熱炉

Info

Publication number: JP6604482B2
Application number: JP2016204388A
Authority: JP
Inventors: 修山下
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-10-18
Filing date: 2016-10-18
Publication date: 2019-11-13
Anticipated expiration: 2036-10-18
Also published as: JP2018066499A

Description

本発明は、断熱性を高めた加熱炉に関するものである。

従来、被加熱物を加熱する熱処理装置として、ガスバーナ、ヒータ等の加熱手段を備えた加熱炉が知られている。このような加熱炉には、燃焼ガスの排気、加熱及び冷却による炉内の圧力変動の解消等のために、加熱炉内を喚起する吸排気管が設けられたものがある。

このような加熱炉として、例えば特許文献１には、炉内に向かって開放され、被加熱物を加熱するガスバーナと、炉壁を貫通して設けられた排気ダクトと、炉の内部に設けられ、炉内のガスを循環させるファンと、炉の外部に設けられ、ファンを駆動する駆動源と、炉壁を貫通し、ファンと駆動源との間で駆動力を伝達させる駆動軸と、を備えたガスバーナ炉が開示されている。このガスバーナ炉では、ガスバーナからの燃焼ガスをファンによって炉内に循環させて、被加熱物を加熱し、炉内の燃焼ガスを排気ダクトを介して外部に排気している。

特開２００４−１４４４２１号公報

上記特許文献１に記載されたガスバーナ炉では、ファンを駆動する駆動軸及び排気ダクトが炉壁を貫通しているので、ガスバーナ炉内の熱が炉壁を貫通した駆動軸及び排気ダクトを伝わって外部に逃げるという問題がある。

本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、加熱炉内の熱が炉外に逃げにくくして、断熱性を高めた加熱炉を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る加熱炉は、炉本体内に、ワークを移動させる搬送手段及び送風ファンが設けられた加熱炉であって、
前記炉本体内に外気を導入する吸気手段と、
前記炉本体内のガスを排気する排気手段と、
前記炉本体の外部に設けられ、前記送風ファンを駆動するためのファン駆動源と、
前記炉本体の炉壁を気密性を維持しつつ貫通して、前記送風ファンと前記ファン駆動源との間で駆動力を伝達する中空のファン駆動軸と、
前記炉本体の外部に設けられ、前記搬送手段を駆動するための搬送駆動源と、
前記炉本体の炉壁を気密性を維持しつつ貫通して、前記搬送手段と前記搬送駆動源との間で駆動力を伝達する中空の搬送駆動軸と、を備え、
前記吸気手段は、前記中空のファン駆動軸を通して外気を前記炉本体内に導入し、
前記排気手段は、前記中空の搬送駆動軸を通してガスを外部に排気することを特徴とする。

本発明によれば、加熱炉内の熱が炉外に逃げにくくして、断熱性を高めた加熱炉を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る加熱炉の概略斜視図である。図１に示す加熱炉のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る加熱炉を図１及び図２に基づいて詳細に説明する。
本実施形態の加熱炉１は、被加熱物３（ワーク）を熱処理するためのものであり、炉本体内を換気するための吸排気機構を備えている。図１及び図２に示すように、加熱炉１は、炉本体５と、炉本体５内のガス（加熱気体）を循環させる送風手段７と、炉本体５内に被加熱物３を搬送する搬送手段９と、炉本体５内に外気を導入する吸気手段１１と、炉本体５内のガスを排気する排気手段１３と、炉本体５内を加熱する加熱手段１５と、を備えている。

炉本体５は、断熱性の炉壁で構成され、また、気密性を高めて内部の熱を外部に逃げにくくした筺体であり、両端に被加熱物３の出入口となる扉１７，１７を備えている。この扉１７，１７は、炉本体５の外部に配置されたエアシリンダ１９，１９によって開閉される。このエアシリンダ１９，１９のシリンダロッド２１，２１には、チェーン２３，２３の一端側が取付けられている。このチェーン２３，２３の他端は、扉１７，１７に取付けられている。チェーン２３，２３は、スプロケット２５，２５に掛けられ、このスプロケット２５，２５は、炉本体５の炉上壁に固定された支持部材２７，２７によって支持されている。

送風手段７は、シロッコファン２９（送風ファン）と、このシロッコファン２９を駆動させるファン駆動源３１と、を備えている。シロッコファン２９は、炉本体５の内部の上部に配置され、加熱手段１５によって熱せられた加熱気体を吸込み、吹き出して、炉本体５内に加熱気体を循環させる。このシロッコファン２９は、シロッコファン駆動源３１のファン駆動軸３３（後述参照）と連結されている。

ファン駆動源３１は、シロッコファン２９を駆動するためのモータを含み、このモータは、ロータ３１ａと、ステータ３１ｂと、ベアリング３１ｃ，３１ｃと、ハウジング３１ｄと、ファン駆動軸３３と、を備えている。このファン駆動源３１は、フランジ３１ｅを介して炉本体５の炉上壁の略中央に設置されている。ファン駆動軸３３は、中空であり、炉本体５の炉上壁を気密性を維持しつつ、回転可能に貫通し、炉本体５の外部から内部に延びている（図２参照）。このファン駆動軸３３は、一端が回転継手４７（後述参照）に連結され、他端がシロッコファン２９に連結され、炉本体５内に開口している。

搬送手段９は、ローラコンベア３５と、このローラコンベア３５を駆動させるコンベア駆動源３７（搬送駆動源）と、を備えている。ローラコンベア３５は、所定の間隔を置いて配置された複数のローラ３９と、コンベア駆動源３７のコンベア駆動軸４３（後述参照）を回転可能に支持するベアリング４１と、を備えている。また、ローラコンベア３５は、扉１７，１７を開閉し、被加熱物３を炉本体５の外部から炉本体５の内部に、また、炉本体５内から外部に移動させるために、炉本体５を横断するように配置されている。複数のローラ３９は、チェーン（図示せず）で連結されている。

コンベア駆動源３７は、ローラコンベア３５を駆動するためのモータを含み、このモータは、ロータ３７ａと、ステータ３７ｂと、ベアリング３７ｃ，３７ｃと、ハウジング３７ｄと、コンベア駆動軸４３（搬送駆動軸）と、を備えている。このコンベア駆動源３７は、フランジ３７ｅを介して炉本体５の炉側壁に設置されている。コンベア駆動軸４３は、中空であり、炉本体５の炉側壁を気密性を維持しつつ、回転可能に貫通し、炉本体５の外部から内部に延びている（図２参照）。また、コンベア駆動軸３７は、一端が回転継手５１（後述参照）に連結され、他端が炉本体５内に配置されたローラ３９ａに連結され、その先端部が炉本体５内に開口している。

吸気手段１１は、外部から外気を炉本体５内に導入するための機構であり、ファン駆動軸３３と、外気導入管４５と、回転継手４７と、を含み、回転継手４７によって、外気導入管４５と中空のファン駆動軸３３とが連結されている。回転継手４７は、ファン駆動軸３３に連結する回転部４７ａ及び外気導入管４５に連結する固定部４７ｂを備え、外気導入管４５とファン駆動軸３３との相対回転を可能にすると共に、外気導入管４５及び中空のファン駆動軸３３の内部の流路４５ａ，３３ａを外部との気密状態を維持して、互いに接続するものである。この吸気手段１１は、中空のファン駆動軸３３の流路３３ａ、外気導入管４５の流路４５ａ及び回転継手４７によって、外気の経路を形成して、外気を炉本体５内に導入する。そして、シロッコファン２９の作動時、シロッコファン２９の中央の吸気側が負圧となるので、外気が流路３３ａ，４５ａを通って炉本体５の内部に吸引されて、炉本体５内に循環される。外気導入管４５は、バルブ４６を備え、このバルブ４６を開閉することで、炉本体５内に導入する外気量を調整することができる。

排気手段１３は、炉本体５内のガスを外部に排気するための機構であり、コンベア駆動軸４３と、排気管４９と、回転継手５１と、を含み、回転継手５１によって、排気管４９と中空のコンベア駆動軸４３とが連結されている。回転継手５１は、コンベア駆動軸４３に連結する回転部５１ａ及び排気管４９に連結する固定部５１ｂを備え、排気管４９とコンベア駆動軸４３との相対回転を可能にすると共に、排気管４９及び中空のコンベア駆動軸４３の内部の流路４９ａ，４３ａを外部との気密状態を維持して、互いに接続するものである。この排気手段１３は、中空のコンベア駆動軸４３の流路４３ａ、排気管４９の流路４９ａ及び回転継手５１によって、炉本体５内のガスの経路を形成して、ガスを外部に排気する。排気管４９は、バルブ５０を備え、このバルブ５０を開閉することで、外部へ排気するガスの排気量を調整することができる。

加熱手段１５は、炉本体５の内部を加熱する電気ヒータであり、炉本体５の内部の炉上壁に設置されている。

以上のように構成された加熱炉１によると、ファン駆動軸３３及びコンベア駆動軸４３を中空とし、炉本体５の炉壁を気密性を維持しつつ、回転可能に貫通させ、回転継手４７，５１を介して外気導入管４５及び排気管４９と連結することで、外気の経路（流路３３ａ，４５ａ）及び炉本体５内のガスの経路（流路３７ａ，４９ａ）が形成される。これにより、外気を導入する配管及び排気するための配管を別途設置する必要がなくなり、炉本体５内の熱が外部に逃げにくくなり、炉本体５の断熱性を高めることができる。また、加熱炉１のコストを抑えられる。

また、本実施形態では、送風ファンとして、シロッコファン２９を用いているが、ターボファン等の他の形式の送風ファンを用いてもよい、

更に、本実施形態では、ファン駆動軸３３及びコンベア駆動軸４３は、モータのロータ３１ａ，３７ａによって、直接駆動されるが、減速機構を介して駆動させるようにしてもよい。

また、本実施形態では、電気ヒータによって炉本体５の内部を加熱しているが、ガスバーナ等の他の形式の加熱手段によって加熱してもよい。

１…加熱炉、３…被加熱物（ワーク）、５…炉本体、７…送風手段、９…搬送手段、１１…吸気手段、１３…排気手段、２９…シロッコファン（送風ファン）、３１…ファン駆動源、３３…ファン駆動軸、３７…コンベア駆動源（搬送駆動源）、４３…コンベア駆動軸（搬送駆動軸）

Claims

炉本体内に、ワークを移動させる搬送手段及び送風ファンが設けられた加熱炉であって、
前記炉本体内に外気を導入する吸気手段と、
前記炉本体内のガスを排気する排気手段と、
前記炉本体の外部に設けられ、前記送風ファンを駆動するためのファン駆動源と、
前記炉本体の炉壁を気密性を維持しつつ貫通して、前記送風ファンと前記ファン駆動源との間で駆動力を伝達する中空のファン駆動軸と、
前記炉本体の外部に設けられ、前記搬送手段を駆動するための搬送駆動源と、
前記炉本体の炉壁を気密性を維持しつつ貫通して、前記搬送手段と前記搬送駆動源との間で駆動力を伝達する中空の搬送駆動軸と、を備え、
前記吸気手段は、前記中空のファン駆動軸を通して外気を前記炉本体内に導入し、
前記排気手段は、前記中空の搬送駆動軸を通してガスを外部に排気することを特徴とする加熱炉。