JP5041723B2 - Atmospheric heat treatment furnace - Google Patents
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Description
本発明は、例えば電子部品材料などの被処理物を、特定の雰囲気ガス下において熱処理する雰囲気熱処理炉に関する。 The present invention relates to an atmosphere heat treatment furnace for heat-treating an object to be processed such as an electronic component material in a specific atmosphere gas.
雰囲気熱処理炉においては、排気ガス中にタール分が含まれる場合がある。当該タール分は、雰囲気熱処理炉とは別に配置された二次燃焼炉により、燃焼処理されている(例えば、特許文献1〜3参照)。
In an atmosphere heat treatment furnace, tar content may be contained in the exhaust gas. The tar content is combusted in a secondary combustion furnace arranged separately from the atmospheric heat treatment furnace (see, for example,
熱処理直後においては、排気ガスが高温であるため、タール分は気化している。しかしながら、雰囲気熱処理炉から二次燃焼炉に移送される間に、排気ガスは、冷却用空気と混合される。このため、排気ガスの温度は低下する。したがって、タール分が固化し、雰囲気熱処理炉と二次燃焼炉との間の配管内に、付着するおそれがある。 Immediately after the heat treatment, the tar content is vaporized because the exhaust gas is at a high temperature. However, the exhaust gas is mixed with the cooling air while being transferred from the atmospheric heat treatment furnace to the secondary combustion furnace. For this reason, the temperature of exhaust gas falls. Therefore, the tar content may solidify and adhere to the pipe between the atmosphere heat treatment furnace and the secondary combustion furnace.
タール分が配管内に付着すると、通気抵抗が大きくなる。また、配管が閉塞するおそれがある。このため、配管を定期的に掃除、あるいは交換する必要がある。このように、従来は、雰囲気熱処理炉の稼働率が比較的低かった。
この点に鑑み、特許文献4には、冷却用空気の供給口を、二次燃焼炉に近接して配置した熱処理設備が紹介されている。同文献記載の熱処理設備によると、冷却用空気により冷却された排気ガスは、直ちに二次燃焼炉で燃焼処理される。このため、タール分の付着を抑制することができる。
In view of this point,
しかしながら、熱処理炉から二次燃焼炉に移送される間に、排気ガスは自然放冷される。このため、熱処理炉と冷却用空気供給口との間の配管内に、タール分が付着するおそれがある。また、二次燃焼炉が必要な分だけ、熱処理設備の設備コストが高くなる。並びに、二次燃焼炉に燃料や燃焼用空気を供給する必要があるので、その分、設備が複雑化する。 However, the exhaust gas is naturally cooled while being transferred from the heat treatment furnace to the secondary combustion furnace. For this reason, there is a possibility that tar content adheres in the pipe between the heat treatment furnace and the cooling air supply port. Moreover, the equipment cost of the heat treatment equipment is increased by the amount required for the secondary combustion furnace. In addition, since it is necessary to supply fuel and combustion air to the secondary combustion furnace, the equipment is complicated accordingly.
また、特許文献5には、熱処理炉と二次燃焼炉との間の配管を、保温ジャケットで覆った熱処理設備が紹介されている。保温ジャケット内部には、熱処理炉を加熱した後の熱ガスが循環している。同文献記載の熱処理設備によると、熱処理炉と二次燃焼炉との間の配管の温度が低下しにくい。このため、タール分の付着を抑制することができる。 Further, Patent Document 5 introduces a heat treatment facility in which a pipe between a heat treatment furnace and a secondary combustion furnace is covered with a heat insulation jacket. The hot gas after heating the heat treatment furnace circulates inside the heat insulation jacket. According to the heat treatment equipment described in this document, the temperature of the pipe between the heat treatment furnace and the secondary combustion furnace is unlikely to decrease. For this reason, adhesion of a tar part can be suppressed.
しかしながら、保温ジャケット内部に熱ガスを循環させると、熱ガス配管の配策経路が複雑化する。また、熱処理炉と二次燃焼炉との間の配管全長に亘り、熱ガス循環保温ジャケットを配置すると、設備コストが高くなる。 However, if the hot gas is circulated inside the heat insulation jacket, the route of the hot gas piping becomes complicated. Moreover, if the hot gas circulation heat insulation jacket is arranged over the entire length of the pipe between the heat treatment furnace and the secondary combustion furnace, the equipment cost increases.
本発明の雰囲気熱処理炉は上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、熱処理設備の設備コストを削減でき、構造が簡単でありながら、排気ガス流路にタール分が付着するのを抑制することができる雰囲気熱処理炉を提供することを目的とする。 The atmosphere heat treatment furnace of the present invention has been completed in view of the above problems. Accordingly, an object of the present invention is to provide an atmosphere heat treatment furnace that can reduce the equipment cost of heat treatment equipment and has a simple structure, but can suppress adhesion of tar to the exhaust gas passage. .
(1)上記課題を解決するため、本発明の雰囲気熱処理炉は、所定の雰囲気ガス下において被処理物に熱処理を施す熱処理室を持つ炉本体と、該熱処理室に対して熱交換可能に配置され、燃焼室と、該燃焼室と該熱処理室とを連通する炉内側連通口と、該燃焼室と炉外とを連通する炉外側連通口と、該炉内側連通口と該炉外側連通口との間に配置され該燃焼室に酸素を供給する酸素供給口と、を持つ少なくとも一つの燃焼ケースと、を備え、前記被処理物を加熱する加熱時において、前記熱処理室の排気ガスは、前記炉内側連通口を介して前記燃焼室に流入し、前記酸素供給口を介して供給される酸素と混合され、少なくとも該熱処理室からの伝熱により燃焼処理され、前記炉外側連通口を介して前記炉外に流出することを特徴とする。 (1) In order to solve the above-mentioned problems, an atmosphere heat treatment furnace according to the present invention is provided with a furnace body having a heat treatment chamber for heat-treating an object to be processed under a predetermined atmosphere gas, and heat exchange with the heat treatment chamber. A combustion chamber, a furnace inner communication port communicating the combustion chamber and the heat treatment chamber, a furnace outer communication port communicating the combustion chamber and the outside of the furnace, the furnace inner communication port and the furnace outer communication port And at least one combustion case having an oxygen supply port for supplying oxygen to the combustion chamber, and during heating for heating the workpiece, the exhaust gas in the heat treatment chamber is It flows into the combustion chamber through the furnace inner communication port, is mixed with oxygen supplied through the oxygen supply port, is combusted by at least heat transfer from the heat treatment chamber, and passes through the furnace outer communication port. Out of the furnace.
ここで、酸素供給口から燃焼室に供給される「酸素」は、純酸素として供給されてもよく、空気(大気)として供給されてもよい。すなわち、燃焼室において燃焼を維持できる程度に、酸素を含んでいればよい。 Here, “oxygen” supplied from the oxygen supply port to the combustion chamber may be supplied as pure oxygen or may be supplied as air (atmosphere). That is, it suffices to contain oxygen to such an extent that combustion can be maintained in the combustion chamber.
つまり、本発明の雰囲気熱処理炉は、少なくとも熱処理室の熱を利用して、排気ガス中のタール分を燃焼するものである。炉本体の熱処理室と燃焼ケースの燃焼室とは、熱交換可能に配置されている。加熱時において、燃焼室は熱処理室の排気側に配置される。排気ガスは、燃焼室において、酸素と混合され、少なくとも熱処理室からの伝熱を利用して加熱される。このため、排気ガス中のタール分が燃焼する。 That is, the atmospheric heat treatment furnace of the present invention burns the tar content in the exhaust gas by utilizing at least the heat of the heat treatment chamber. The heat treatment chamber of the furnace body and the combustion chamber of the combustion case are arranged so as to be able to exchange heat. During heating, the combustion chamber is arranged on the exhaust side of the heat treatment chamber. The exhaust gas is mixed with oxygen in the combustion chamber, and is heated using at least heat transfer from the heat treatment chamber. For this reason, the tar content in the exhaust gas burns.
本発明の雰囲気熱処理炉によると、雰囲気熱処理炉と別に、二次燃焼炉を設置する必要がない。また、二次燃焼炉用の燃料や燃焼用空気や冷却用空気を、排気ガス流路に取り込む必要がないので、熱処理設備全体における排気ガスの流量が小さくなる。このため、熱処理設備において雰囲気熱処理炉の下流側に配置されている機器(例えば、バグフィルタやブロワなど)の処理能力が小さくて済む。したがって、熱処理設備の設置コストを削減することができる。また、二次燃焼炉が不要な分だけ、熱処理設備の配管の配策経路が簡単になる。また、本発明の雰囲気熱処理炉によると、炉本体に燃焼ケースを配置しただけなので、構造が簡単である。 According to the atmospheric heat treatment furnace of the present invention, it is not necessary to install a secondary combustion furnace separately from the atmospheric heat treatment furnace. Further, since it is not necessary to take in fuel for the secondary combustion furnace, combustion air, or cooling air into the exhaust gas flow path, the flow rate of exhaust gas in the entire heat treatment facility is reduced. For this reason, the processing capability of equipment (for example, a bag filter, a blower, etc.) disposed downstream of the atmospheric heat treatment furnace in the heat treatment facility may be small. Therefore, the installation cost of the heat treatment facility can be reduced. In addition, the route of piping for heat treatment equipment is simplified by the amount that does not require a secondary combustion furnace. In addition, according to the atmospheric heat treatment furnace of the present invention, the structure is simple because only the combustion case is arranged in the furnace body.
また、本発明の雰囲気熱処理炉によると、従来、炉本体から炉外に放熱されていた熱処理室の熱を用いて、排気ガスが加熱される。このため、熱効率が高くなる。また、雰囲気熱処理炉流出後に排気ガスの温度が低下しても、雰囲気熱処理炉内においてタール分は既に燃焼処理されてるため、排気ガス流路にタール分が付着するおそれが小さい。このため、タール分の付着に起因するダウンタイムの発生を抑制することができる。したがって、雰囲気熱処理炉延いては熱処理設備の稼働率が高くなる。 Further, according to the atmospheric heat treatment furnace of the present invention, the exhaust gas is heated using the heat of the heat treatment chamber that has been radiated from the furnace body to the outside of the furnace. For this reason, thermal efficiency becomes high. Further, even if the temperature of the exhaust gas decreases after flowing out of the atmosphere heat treatment furnace, the tar content is already burned in the atmosphere heat treatment furnace, so that the possibility of the tar content attaching to the exhaust gas flow path is small. For this reason, generation | occurrence | production of the down time resulting from adhesion of a tar part can be suppressed. Accordingly, the operating rate of the atmosphere heat treatment furnace and the heat treatment equipment is increased.
(2)好ましくは、前記酸素供給口は、前記炉内側連通口および前記炉外側連通口のうち、該炉内側連通口に近接して配置されている構成とする方がよい。排気ガスは、燃焼ケース内を、炉内側連通口→燃焼室→炉外側連通口の流路を辿り通過する。本構成によると、炉内側連通口に近接して酸素供給口が配置されている。このため、燃焼室におけるタール分の燃焼区間が長くなる。したがって、より多くのタール分を燃焼させることができる。 (2) Preferably, the oxygen supply port is preferably arranged close to the furnace inner communication port among the furnace inner communication port and the furnace outer communication port. The exhaust gas passes through the combustion case along the flow path of the furnace inner communication port → the combustion chamber → the furnace outer communication port. According to this configuration, the oxygen supply port is disposed in the vicinity of the furnace inner communication port. For this reason, the combustion section for tar in the combustion chamber becomes long. Therefore, a larger amount of tar can be burned.
(3)好ましくは、前記燃焼ケースは、さらに、前記燃焼室に前記雰囲気ガスを供給する雰囲気ガス供給口を備え、該燃焼ケースとして、第一燃焼ケースと、第二燃焼ケースと、を備え、前記加熱時において、該第一燃焼ケースは前記熱処理室に該雰囲気ガスを供給するために、該第二燃焼ケースは該熱処理室の前記排気ガスを排出するために、それぞれ用いられ、前記被処理物を冷却する冷却時において、該第二燃焼ケースは該熱処理室に該雰囲気ガスを供給するために、該第一燃焼ケースは該熱処理室の該排気ガスを排出するために、それぞれ用いられる構成とする方がよい。 (3) Preferably, the combustion case further includes an atmospheric gas supply port that supplies the atmospheric gas to the combustion chamber, and includes a first combustion case and a second combustion case as the combustion case, During the heating, the first combustion case is used to supply the atmospheric gas to the heat treatment chamber, and the second combustion case is used to discharge the exhaust gas from the heat treatment chamber, respectively, The second combustion case is used to supply the atmospheric gas to the heat treatment chamber and the first combustion case is used to discharge the exhaust gas from the heat treatment chamber during cooling to cool the object. Is better.
つまり、本構成は、加熱時と冷却時とで、雰囲気ガスの供給方向および排気ガスの排出方向を、切り替えるものである。加熱時においては、雰囲気ガスは、第一燃焼ケースの燃焼室から熱処理室に供給される。並びに、排気ガスは、熱処理室から第二燃焼ケースの燃焼室に排出される。これに対して、冷却時においては、雰囲気ガスは、第二燃焼ケースの燃焼室から熱処理室に供給される。並びに、排気ガスは、熱処理室から第一燃焼ケースの燃焼室に排出される。 In other words, this configuration switches the supply direction of the atmospheric gas and the discharge direction of the exhaust gas between heating and cooling. At the time of heating, the atmospheric gas is supplied from the combustion chamber of the first combustion case to the heat treatment chamber. In addition, the exhaust gas is discharged from the heat treatment chamber to the combustion chamber of the second combustion case. In contrast, during cooling, the atmospheric gas is supplied from the combustion chamber of the second combustion case to the heat treatment chamber. In addition, the exhaust gas is discharged from the heat treatment chamber to the combustion chamber of the first combustion case.
本構成によると、加熱時と冷却時とで、一対の燃焼ケース(第一燃焼ケース、第二燃焼ケース)を切り替えて使用することができる。例えば、加熱時において、第一燃焼ケースを雰囲気ガス予熱用、第二燃焼ケースを排気ガス焼成用として使用することができる。また、例えば、冷却時において、第二燃焼ケースを熱処理室と雰囲気ガスとの熱交換用、第一燃焼ケースを熱処理室と排気ガスとの熱交換用として使用することができる。 According to this configuration, a pair of combustion cases (first combustion case, second combustion case) can be switched and used during heating and cooling. For example, at the time of heating, the first combustion case can be used for atmospheric gas preheating and the second combustion case can be used for exhaust gas firing. For example, during cooling, the second combustion case can be used for heat exchange between the heat treatment chamber and the atmospheric gas, and the first combustion case can be used for heat exchange between the heat treatment chamber and the exhaust gas.
(4)好ましくは、上記(3)の構成において、前記加熱時において、前記雰囲気ガスは、前記第一燃焼ケースの前記燃焼室を通過する際、少なくとも前記熱処理室からの伝熱により加熱され、前記排気ガスは、前記第二燃焼ケースの該燃焼室を通過する際、前記酸素供給口を介して供給される酸素と混合され、少なくとも該熱処理室からの伝熱により燃焼処理され、前記冷却時において、該雰囲気ガスは、該第二燃焼ケースの該燃焼室を通過する際、少なくとも該熱処理室からの伝熱により熱交換され、該排気ガスは、該第一燃焼ケースの該燃焼室を通過する際、少なくとも該熱処理室からの伝熱により熱交換される構成とする方がよい。 (4) Preferably, in the configuration of (3) above, during the heating, the atmospheric gas is heated by heat transfer from at least the heat treatment chamber when passing through the combustion chamber of the first combustion case, The exhaust gas is mixed with oxygen supplied through the oxygen supply port when passing through the combustion chamber of the second combustion case, and is combusted by at least heat transfer from the heat treatment chamber. In this case, when the atmospheric gas passes through the combustion chamber of the second combustion case, heat exchange is performed at least by heat transfer from the heat treatment chamber, and the exhaust gas passes through the combustion chamber of the first combustion case. In doing so, it is better to have a configuration in which heat exchange is performed by at least heat transfer from the heat treatment chamber.
本構成によると、加熱時は、熱処理室からの伝熱により、第一燃焼ケースにおいて雰囲気ガスを予熱することができる。雰囲気ガスは、予熱後、熱処理室に流入するので、熱処理室は熱を回収することができる。一方、排気ガスは、第二燃焼ケースにおいて、酸素と混合される。そして、少なくとも熱処理室からの伝熱を利用して、タール分が燃焼される。 According to this configuration, during heating, the atmospheric gas can be preheated in the first combustion case by heat transfer from the heat treatment chamber. Since the atmospheric gas flows into the heat treatment chamber after preheating, the heat treatment chamber can recover the heat. On the other hand, the exhaust gas is mixed with oxygen in the second combustion case. Then, the tar content is combusted using at least heat transfer from the heat treatment chamber.
これに対して、冷却時は、熱処理室からの伝熱により、第二燃焼ケースにおいて雰囲気ガスが加熱される。言い換えると、雰囲気ガスの加熱により、熱処理室の熱が奪われる。一方、排気ガスは、第一燃焼ケースにおいて、少なくとも熱処理室からの伝熱により、加熱される。言い換えると、排気ガスの加熱により、熱処理室の熱が奪われる。 In contrast, during cooling, the atmospheric gas is heated in the second combustion case by heat transfer from the heat treatment chamber. In other words, the heat of the heat treatment chamber is taken away by the heating of the atmospheric gas. On the other hand, the exhaust gas is heated by at least heat transfer from the heat treatment chamber in the first combustion case. In other words, the heat of the heat treatment chamber is taken away by the heating of the exhaust gas.
このように、本構成によると、加熱時においては、熱処理室からの伝熱を利用して、雰囲気ガスの予熱とタール分の燃焼処理とを行うことができる。また、冷却時においては、加熱時の残留熱を有する熱処理室と、雰囲気ガスおよび排気ガスとが熱交換することにより、熱処理室の冷却を促進することができる。 Thus, according to this configuration, at the time of heating, it is possible to perform the preheating of the atmospheric gas and the combustion treatment for the tar using the heat transfer from the heat treatment chamber. Further, at the time of cooling, the heat treatment chamber having the residual heat at the time of heating is exchanged with the atmosphere gas and the exhaust gas, whereby the cooling of the heat treatment chamber can be promoted.
(5)好ましくは、上記(4)の構成において、前記冷却時において、前記排気ガスは、前記第一燃焼ケースの前記燃焼室を通過する際、前記酸素供給口を介して供給される酸素と混合され、少なくとも前記熱処理室からの伝熱により燃焼処理される構成とする方がよい。 (5) Preferably, in the configuration of (4) above, during the cooling, when the exhaust gas passes through the combustion chamber of the first combustion case, oxygen supplied through the oxygen supply port It is better to have a configuration in which they are mixed and combusted by at least heat transfer from the heat treatment chamber.
本構成によると、加熱時のみならず、冷却時においても排気ガスを燃焼処理することができる。このため、さらに、排気ガス流路にタール分が付着するおそれが小さくなる。本構成は、加熱後においてもなおタール分が発生する被処理物を熱処理する場合に、特に適している。 According to this configuration, the exhaust gas can be combusted not only during heating but also during cooling. For this reason, the possibility that tar content adheres to the exhaust gas flow path is further reduced. This configuration is particularly suitable for heat-treating an object that still generates tar even after heating.
(6)好ましくは、上記(3)の構成において、前記雰囲気ガス供給口は、前記炉内側連通口および前記炉外側連通口のうち、該炉外側連通口に近接して配置されている構成とする方がよい。 (6) Preferably, in the configuration of the above (3), the atmosphere gas supply port is disposed close to the furnace outer side communication port among the furnace inner side communication port and the furnace outer side communication port. Better to do.
雰囲気ガスは、燃焼ケース内を、雰囲気ガス供給口→燃焼室→炉内側連通口の流路を辿り通過する。本構成によると、炉外側連通口に近接して雰囲気ガス供給口が配置されている。このため、燃焼室における雰囲気ガスの予熱区間が長くなる。したがって、より高い温度まで、雰囲気ガスを予熱することができる。 The atmospheric gas passes through the combustion case along the flow path of the atmospheric gas supply port → the combustion chamber → the furnace inner communication port. According to this configuration, the atmospheric gas supply port is arranged in the vicinity of the furnace outside communication port. For this reason, the preheating section of the atmospheric gas in the combustion chamber becomes long. Therefore, the atmospheric gas can be preheated to a higher temperature.
(7)好ましくは、上記(3)の構成において、前記第一燃焼ケースは前記熱処理室の上方に、前記第二燃焼ケースは前記熱処理室の下方に、それぞれ配置されている構成とする方がよい。 (7) Preferably, in the configuration of (3), the first combustion case is disposed above the heat treatment chamber, and the second combustion case is disposed below the heat treatment chamber. Good.
つまり、本構成は、熱処理室内の温度分布に起因する対流を利用するものである。加熱時において、雰囲気ガスは、上方の第一燃焼ケースの燃焼室から、熱処理室に流入する。ここで、雰囲気ガスは熱処理室からの伝熱により予熱されるものの、雰囲気ガスの温度は熱処理室の上部の温度以下である場合が多い。このため、雰囲気ガスは、熱処理室内を下降しやすい。したがって、雰囲気ガスを熱処理室に充填しやすい。 In other words, this configuration utilizes convection due to the temperature distribution in the heat treatment chamber. At the time of heating, the atmospheric gas flows from the upper combustion chamber of the first combustion case into the heat treatment chamber. Here, although the atmospheric gas is preheated by heat transfer from the heat treatment chamber, the temperature of the atmospheric gas is often equal to or lower than the temperature of the upper portion of the heat treatment chamber. For this reason, the atmospheric gas tends to descend in the heat treatment chamber. Therefore, it is easy to fill the heat treatment chamber with the atmospheric gas.
冷却時において、熱処理室内の残留ガスは、第一燃焼ケースの炉内側連通口→燃焼室→炉外側連通口の流路を辿り、炉外に排出される。ここで、第一燃焼ケースの炉内側連通口は、熱処理室の上方に開口している。つまり、熱処理室の温度分布における高温領域に、炉内側連通口が配置されている。このため、高温の残留ガスを、優先的に炉外に排出することができる。したがって、より迅速に、加熱後の熱処理室を冷却することができる。 At the time of cooling, the residual gas in the heat treatment chamber follows the flow path from the furnace inner communication port → the combustion chamber → the furnace outer communication port of the first combustion case, and is discharged out of the furnace. Here, the furnace inner communication port of the first combustion case is opened above the heat treatment chamber. That is, the furnace inner communication port is arranged in a high temperature region in the temperature distribution of the heat treatment chamber. For this reason, high temperature residual gas can be discharged | emitted out of a furnace preferentially. Therefore, the heat treatment chamber after heating can be cooled more rapidly.
また、冷却時において、雰囲気ガスは、下方の第二燃焼ケースの燃焼室から、熱処理室に流入する。ここで、雰囲気ガスは、熱処理室からの伝熱により加熱されるため、熱処理室内を上昇しやすい。したがって、熱処理室内の残留ガスを、第一燃焼ケースの炉内側連通口に追い込みやすい。 At the time of cooling, the atmospheric gas flows from the combustion chamber of the lower second combustion case into the heat treatment chamber. Here, since the atmospheric gas is heated by heat transfer from the heat treatment chamber, it tends to rise in the heat treatment chamber. Therefore, the residual gas in the heat treatment chamber can easily be driven into the furnace inner communication port of the first combustion case.
(8)好ましくは、前記燃焼ケースは、さらに、前記燃焼室を加熱する加熱装置を備える構成とする方がよい。本構成によると、排気ガスを燃焼処理する際、熱処理室からの伝熱に加えて、加熱装置から熱を加えることができる。このため、さらに、タール分の燃焼を促進することができる。 (8) Preferably, the combustion case further includes a heating device for heating the combustion chamber. According to this configuration, when the exhaust gas is combusted, heat can be applied from the heating device in addition to the heat transfer from the heat treatment chamber. For this reason, combustion of a tar part can be further promoted.
本発明によると、熱処理設備の設備コストを削減でき、構造が簡単でありながら、排気ガス流路にタール分が付着するのを抑制することができる雰囲気熱処理炉を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an atmospheric heat treatment furnace that can reduce the equipment cost of the heat treatment equipment and has a simple structure, but can suppress the adhesion of tar to the exhaust gas passage.
以下、本発明の雰囲気熱処理炉の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the atmospheric heat treatment furnace of the present invention will be described.
<第一実施形態>
まず、本実施形態の雰囲気熱処理炉が用いられている熱処理設備の構成について説明する。図1に、本実施形態の雰囲気熱処理炉が用いられている熱処理設備の概略図を示す。なお、説明の便宜上、雰囲気熱処理炉1の第一燃焼ケース3U、第二燃焼ケース3D、熱処理用ヒータ24L、24Rは簡略化して示す。
<First embodiment>
First, the structure of the heat treatment equipment in which the atmospheric heat treatment furnace of this embodiment is used will be described. FIG. 1 shows a schematic diagram of a heat treatment facility in which the atmospheric heat treatment furnace of the present embodiment is used. For convenience of explanation, the
図1に示すように、熱処理設備9は、雰囲気熱処理炉1とバグフィルタ90とブロワ91と煙突92とを備えている。これらの機器は、排気ガス流路Lにより接続されている。排気ガス流路Lは、分岐第一流路L1と分岐第二流路L2と統合流路L3とを備えている。分岐第一流路L1の下流端および分岐第二流路L2の下流端は、統合流路L3の上流端に、分岐接続されている。
As shown in FIG. 1, the
分岐第一流路L1の上流端は、後述する第一燃焼ケース3Uの炉外側連通口33Uに接続されている。分岐第一流路L1には、冷却用空気第一流路AL1が分岐接続されている。当該分岐接続点の下流側には、バルブ(電磁弁、他のバルブも同様)V1Aが配置されている。また、冷却用空気第一流路AL1には、バルブV1Bが配置されている。
The upstream end of the branched first flow path L1 is connected to the furnace outside
同様に、分岐第二流路L2の上流端は、後述する第二燃焼ケース3Dの炉外側連通口33Dに接続されている。分岐第二流路L2には、冷却用空気第二流路AL2が分岐接続されている。当該分岐接続点の下流側には、バルブV2Aが配置されている。また、冷却用空気第二流路AL2には、バルブV2Bが配置されている。
Similarly, the upstream end of the branched second flow path L2 is connected to the furnace outside
次に、本実施形態の雰囲気熱処理炉の構成について説明する。本実施形態の雰囲気熱処理炉1は、炉本体2と第一燃焼ケース3Uと第二燃焼ケース3Dとを備えている。炉本体2は、炉殻20と断熱材21と熱処理用ヒータ24L、24Rとを備えている。
Next, the configuration of the atmospheric heat treatment furnace of this embodiment will be described. The atmospheric
炉殻20は、鋼板製であって、直方体箱状を呈している。断熱材21は、耐火煉瓦製であって、肉厚の厚い直方体箱状を呈している。断熱材21は、炉殻20の内側に収容、配置されている。断熱材21の内側には熱処理室22が区画されている。熱処理室22は直方体状を呈している。熱処理室22の下面(後述する第二燃焼ケース3Dの上面)には、テーブル23が配置されている。テーブル23は、脚付きの矩形板状を呈している。テーブル23の上面には、被処理物Wが搭載されている。被処理物Wは電池材料である。
The
熱処理用ヒータ24L、24Rは、図示しないヒータ本体と保護管とを備えている。ヒータ本体は、保護管内に収容、配置されている。熱処理用ヒータ24L、24Rは、熱処理室22内におけるテーブル23を挟んだ短手方向両側を、上下方向に貫通するように配策されている。熱処理用ヒータ24L、24Rについては、後で詳しく説明する。
The
第一燃焼ケース3Uは、熱処理室22の上方に配置されている。第一燃焼ケース3Uは、ケース本体30Uと燃焼用ヒータ36Uとを備えている。ケース本体30Uは、ステンレス製であって、矩形箱状を呈している。ケース本体30Uの内部には、燃焼室31Uが区画されている。また、ケース本体30Uの下面は、熱処理室22上部に表出している。ケース本体30Uの下面には、炉内側連通口32Uが開設されている。炉内側連通口32Uを介して、熱処理室22と燃焼室31Uとは、繋がっている。また、ケース本体30Uの下壁を介して、熱処理室22と燃焼室31Uとは、熱交換可能である。一方、ケース本体30Uの上面には、炉外側連通口33Uが開設されている。前述したように、炉外側連通口33Uは、分岐第一流路L1の上流端に接続されている。
The
燃焼用ヒータ36Uは、図示しないヒータ本体と保護管とを備えている。ヒータ本体は、保護管内に収容、配置されている。燃焼用ヒータ36Uは、燃焼室31U内を通るように配策されている。
The
ケース本体30U上壁には、燃焼用空気第一流路OL1の下流端および窒素ガス第一流路NL1の下流端が、各々接続されている。燃焼用空気第一流路OL1の下流端は、第一燃焼ケース3Uの酸素供給口34Uに相当する。並びに、窒素ガス第一流路NL1の下流端は、第一燃焼ケース3Uの雰囲気ガス供給口35Uに相当する。ここで、酸素供給口34Uは、炉内側連通口32Uに近接して配置されている。また、雰囲気ガス供給口35Uは、炉外側連通口33Uに近接して配置されている。つまり、これら四つの開口は、炉内から炉外に向かって、炉内側連通口32U、酸素供給口34U、雰囲気ガス供給口35U、炉外側連通口33Uの順に、配置されている。
A downstream end of the combustion air first flow path OL1 and a downstream end of the nitrogen gas first flow path NL1 are connected to the upper wall of the
燃焼用空気(つまり酸素)を酸素供給口34Uに導入可能な燃焼用空気第一流路OL1には、バルブV1Cが配置されている。並びに、窒素ガスは、窒素ガス第一流路NL1を介して、雰囲気ガス供給口35Uから燃焼室31Uに供給される。窒素ガス第一流路NL1には、バルブV1Dが配置されている。
A valve V1C is arranged in the combustion air first flow path OL1 capable of introducing combustion air (that is, oxygen) into the
第二燃焼ケース3Dは、第一燃焼ケース3Uと上下方向に対向して、熱処理室22の下方に配置されている。第二燃焼ケース3Dは、ケース本体30Dと燃焼用ヒータ36Dとを備えている。燃焼用ヒータ36Dは、本発明の加熱装置に含まれる。ケース本体30Dは、ステンレス製であって、矩形箱状を呈している。ケース本体30Dの内部には、燃焼室31Dが区画されている。また、ケース本体30Dの上面は、熱処理室22下部に表出している。ケース本体30Dの上面には、炉内側連通口32Dが開設されている。炉内側連通口32Dを介して、熱処理室22と燃焼室31Dとは、繋がっている。また、ケース本体30Dの上壁を介して、熱処理室22と燃焼室31Dとは、熱交換可能である。一方、ケース本体30Dの下面には、炉外側連通口33Dが開設されている。前述したように、炉外側連通口33Dは、分岐第二流路L2の上流端に接続されている。
The
燃焼用ヒータ36Dは、図示しないヒータ本体と保護管とを備えている。ヒータ本体は、保護管内に収容、配置されている。燃焼用ヒータ36Dは、燃焼室31D内を通るように配策されている。
The
ケース本体30D下壁には、燃焼用空気第二流路OL2の下流端および窒素ガス第二流路NL2の下流端が、各々接続されている。燃焼用空気第二流路OL2の下流端は、第二燃焼ケース3Dの酸素供給口34Dに相当する。並びに、窒素ガス第二流路NL2の下流端は、第二燃焼ケース3Dの雰囲気ガス供給口35Dに相当する。ここで、酸素供給口34Dは、炉内側連通口32Dに近接して配置されている。また、雰囲気ガス供給口35Dは、炉外側連通口33Dに近接して配置されている。つまり、これら四つの開口は、炉内から炉外に向かって、炉内側連通口32D、酸素供給口34D、雰囲気ガス供給口35D、炉外側連通口33Dの順に、配置されている。
The downstream end of the combustion air second flow channel OL2 and the downstream end of the nitrogen gas second flow channel NL2 are connected to the lower wall of the
燃焼用空気(つまり酸素)は、燃焼用空気第二流路OL2を介して、酸素供給口34Dから燃焼室31Dに供給される。燃焼用空気第二流路OL2には、バルブV2Cが配置されている。並びに、窒素ガスは、窒素ガス第二流路NL2を介して、雰囲気ガス供給口35Dから燃焼室31Dに供給される。窒素ガス第二流路NL2には、バルブV2Dが配置されている。
Combustion air (that is, oxygen) is supplied from the
次に、本実施形態の雰囲気熱処理炉の燃焼ケースの構成について説明する。図2に、本実施形態の雰囲気熱処理炉の熱処理室付近の透過斜視図を示す。なお、説明の便宜上、熱処理用ヒータ24L、24R(前出図1参照)は、省略して示す。また、熱処理室内に表出する部位については、ハッチングを施す。
Next, the structure of the combustion case of the atmospheric heat treatment furnace of this embodiment will be described. FIG. 2 is a transparent perspective view of the vicinity of the heat treatment chamber of the atmospheric heat treatment furnace of the present embodiment. For convenience of explanation, the
図2に示すように、第一燃焼ケース3Uのケース本体30U上壁には、燃焼用ヒータ36Uの保護管360Uが、U字状に貫通している。燃焼用ヒータ36Uは、熱処理室22の長手方向に沿って、合計七本配置されている。ケース本体30Uの上面には、燃焼用空気第一流路OL1(つまり前出図1の酸素供給口34U)と窒素ガス第一流路NL1(つまり前出図1の雰囲気ガス供給口35U)とが、略対角位置に配置されている。また、ケース本体30Uの上下面には、炉外側連通口33U(上面)と炉内側連通口32U(下面)とが、略対角位置に配置されている。
As shown in FIG. 2, a
第二燃焼ケース3Dのケース本体30D下壁には、燃焼用ヒータ36Dの保護管360Dが、U字状に貫通している。燃焼用ヒータ36Dは、熱処理室22の長手方向に沿って、合計七本配置されている。ケース本体30Dの下面には、燃焼用空気第二流路OL2(つまり前出図1の酸素供給口34D)と窒素ガス第二流路NL2(つまり前出図1の雰囲気ガス供給口35D)とが、略対角位置に配置されている。また、ケース本体30Dの上下面には、炉外側連通口33D(下面)と炉内側連通口32D(上面)とが、略対角位置に配置されている。
A
図3に、第二燃焼ケースの上下方向断面図を示す。なお、説明の便宜上、ケース本体30Dの上壁に配置されている炉内側連通口32Dは、点線で示す。また、前出図2に示すように、第一燃焼ケース3Uの構造と第二燃焼ケース3Dの構造とは同様である(第一燃焼ケース3Uを180°回転配置すると第二燃焼ケース3Dになる)。したがって、ここでは第二燃焼ケース3Dの内部構造についてのみ説明し、第一燃焼ケース3Uの内部構造についての説明を兼ねるものとする。
FIG. 3 shows a vertical sectional view of the second combustion case. For convenience of explanation, the furnace
図3に示すように、第二燃焼ケース3Dの内部には、ステンレス製の仕切板37Dが立設されている。仕切板37Dは、ケース本体30Dの短手方向と略平行に延在している。仕切板37Dは、ケース本体30Dの長手方向に、所定間隔ずつ離間して、合計六枚、互い違いになるように配置されている。これら六枚の仕切板37Dにより、ケース本体30D内部には、ジグザグ状に延在する燃焼室31Dが形成されている。前述したように、燃焼室31Dの一端には、炉内側連通口32Dが配置されている。炉内側連通口32Dの内側には、酸素供給口34Dが並置されている。燃焼室31Dの他端には、炉外側連通口33Dが配置されている。炉外側連通口33Dの内側には、雰囲気ガス供給口35Dが並置されている。燃焼室31Dの合計七つの直線部310Dには、各々、燃焼用ヒータ36Dの保護管360Dが表出している。
As shown in FIG. 3, a stainless
次に、本実施形態の雰囲気熱処理炉の熱処理用ヒータの構成について説明する。図4に、本実施形態の雰囲気熱処理炉の熱処理室付近の透過斜視図を示す。なお、説明の便宜上、第一燃焼ケース3U、第二燃焼ケース3D(前出図1参照)は、省略して示す。また、熱処理室内に表出する部位については、ハッチングを施す。
Next, the configuration of the heat treatment heater of the atmospheric heat treatment furnace of this embodiment will be described. FIG. 4 is a transparent perspective view of the vicinity of the heat treatment chamber of the atmospheric heat treatment furnace of the present embodiment. For convenience of explanation, the
図4に示すように、熱処理室22のテーブル23および被処理物Wを挟んだ短手方向両側には、熱処理用ヒータ24Lの保護管240Lと熱処理用ヒータ24Rの保護管240Rとが、対向して配置されている。保護管240L、240Rは、上下方向に延在している。保護管240L、240Rは、熱処理室22の長手方向に沿って、各々、十本ずつ配置されている。
As shown in FIG. 4, the
次に、本実施形態の雰囲気熱処理炉が用いられている熱処理設備の被処理物加熱時の動きについて説明する。図5に、本実施形態の雰囲気熱処理炉が用いられている熱処理設備の加熱時における概略図を示す(図1と対応)。図5中、開通している流路を実線で、遮断されている流路を点線で、それぞれ示す。 Next, the movement of the heat treatment equipment using the atmospheric heat treatment furnace of the present embodiment when the workpiece is heated will be described. FIG. 5 shows a schematic diagram of the heat treatment equipment in which the atmospheric heat treatment furnace of this embodiment is used (corresponding to FIG. 1). In FIG. 5, the opened flow path is indicated by a solid line, and the blocked flow path is indicated by a dotted line.
図5に示すように、加熱時においては、バルブV1A、V1B、V1C、V2Dが閉じている。このため、分岐第一流路L1、冷却用空気第一流路AL1、燃焼用空気第一流路OL1、窒素ガス第二流路NL2が遮断されている。一方、バルブV2A、V2B、V2C、V1Dが開いている。このため、分岐第二流路L2、冷却用空気第二流路AL2、燃焼用空気第二流路OL2、窒素ガス第一流路NL1が開通している。 As shown in FIG. 5, the valves V1A, V1B, V1C, and V2D are closed during heating. For this reason, the branched first flow path L1, the cooling air first flow path AL1, the combustion air first flow path OL1, and the nitrogen gas second flow path NL2 are blocked. On the other hand, the valves V2A, V2B, V2C, V1D are open. For this reason, the branched second flow path L2, the cooling air second flow path AL2, the combustion air second flow path OL2, and the nitrogen gas first flow path NL1 are opened.
また、加熱時においては、熱処理用ヒータ24L、24Rはオンになっている。並びに、第二燃焼ケース3Dの燃焼用ヒータ36Dもオンになっている。一方、第一燃焼ケース3Uの燃焼用ヒータ36Uはオフになっている。
Further, during heating, the
まず、窒素ガスの流れについて説明する。窒素ガスは、窒素ガス第一流路NL1を介して、第一燃焼ケース3Uの雰囲気ガス供給口35Uから、燃焼室31Uに流入する。前出図3を参照して判るように(図3は第二燃焼ケース3D)、雰囲気ガス供給口35U(35D)は炉外側連通口33U(33D)に近接して配置されている。一方、窒素ガスの出口となる炉内側連通口32U(32D)は、燃焼室31U(31D)において、炉外側連通口33U(33D)が配置されていない方の端部に対向、配置されている。このため、窒素ガスは、燃焼室31U(31D)の略全長を、ジグザグ移動することになる。
First, the flow of nitrogen gas will be described. Nitrogen gas flows into the
図5に戻って、燃焼室31Uは、ケース本体30Uの下壁を隔てて、熱処理室22に近接している。このため、窒素ガスは、ケース本体30Uの下壁から伝わる熱処理室22の熱により加熱されながら、燃焼室31U内を移動する。加熱された窒素ガスは、炉内側連通口32Uから、熱処理室22内に流れ込む。そして、熱処理室22内が窒素ガス雰囲気となるように、熱処理室22内に充填される。
Returning to FIG. 5, the
次に、被処理物Wの熱処理の様子について説明する。被処理物Wは、窒素ガス雰囲気下で、熱処理用ヒータ24L、24Rにより、加熱される。加熱温度は、900℃〜1000℃程度である。加熱に伴い、熱処理室22には排気ガスが発生する。当該排気ガス中には、被処理物Wから気化したタール分が混入している。
Next, the state of the heat treatment of the workpiece W will be described. The workpiece W is heated by the
次に、排気ガスの流れについて説明する。排気ガスは、第二燃焼ケース3Dの炉内側連通口32Dから、燃焼室31Dに流れ込む。一方、燃焼室31Dには、燃焼用空気第二流路OL2を介して、酸素供給口34Dから、燃焼用空気が流れ込む。このため、排気ガスは、燃焼用空気と混合される。前出図3に示すように、酸素供給口34Dは炉内側連通口32Dに近接して配置されている。一方、排気ガスの出口となる炉外側連通口33Dは、燃焼室31Dにおいて、炉内側連通口32Dが配置されていない方の端部に対向、配置されている。このため、燃焼用空気と混合された排気ガスは、燃焼室31Dの略全長を、ジグザグ移動することになる。
Next, the flow of exhaust gas will be described. The exhaust gas flows into the
図5に戻って、燃焼室31Dは、ケース本体30Dの上壁を隔てて、熱処理室22に近接している。このため、燃焼用空気と混合された排気ガスは、ケース本体30Dの上壁から伝わる熱処理室22の熱により加熱されながら、燃焼室31D内を移動する。加えて、前述したように、燃焼用ヒータ36Dはオンとなっている。このため、燃焼用空気と混合された排気ガスは、上記熱処理室22の熱に加え、燃焼用ヒータ36Dの熱により加熱されながら、燃焼室31D内を移動する。燃焼用空気に含まれる酸素、および熱処理室22、燃焼用ヒータ36Dの熱により、排気ガス中の可燃性成分であるタール分は燃焼する。燃焼処理後の排気ガスは、炉外側連通口33Dから分岐第二流路L2に流れ込む。そして、排気ガスは、冷却用空気第二流路AL2を介して導入される冷却用空気と混合される。冷却用空気混合後の排気ガスは、統合流路L3を介して、バグフィルタ90に流れ込む。バグフィルタ90において、排気ガス中の塵埃(燃焼後の灰分など)が分離、除去される。塵埃除去後の排気ガスは、排気ガス吸引用のブロワ91を介して、煙突92から外部に放出される。
Returning to FIG. 5, the
以上説明したように、加熱時においては、窒素ガスは、窒素ガス第一流路NL1→雰囲気ガス供給口35U(第一燃焼ケース3U)→燃焼室31U→炉内側連通口32Uを介して、熱処理室22に流入する。一方、熱処理室22にて発生する排気ガスは、炉内側連通口32D(第二燃焼ケース3D)→燃焼室31D(ここで燃焼用空気第二流路OL2→酸素供給口34Dを介して流れ込む燃焼用空気と混合される)→炉外側連通口33D→分岐第二流路L2(ここで冷却用空気第二流路AL2を介して流れ込む冷却用空気と混合される)→統合流路L3(バグフィルタ90、ブロワ91、煙突92)を介して、外部に放出される。
As described above, during heating, the nitrogen gas is supplied from the nitrogen gas first flow path NL1 → atmospheric gas supply port 35U (
次に、本実施形態の雰囲気熱処理炉が用いられている熱処理設備の被処理物冷却時の動きについて説明する。図6に、本実施形態の雰囲気熱処理炉が用いられている熱処理設備の冷却時における概略図を示す(図1と対応)。図6中、開通している流路を実線で、遮断されている流路を点線で、それぞれ示す。 Next, the movement of the heat treatment equipment using the atmospheric heat treatment furnace of the present embodiment when the workpiece is cooled will be described. FIG. 6 shows a schematic diagram during cooling of a heat treatment facility in which the atmospheric heat treatment furnace of the present embodiment is used (corresponding to FIG. 1). In FIG. 6, the open channel is indicated by a solid line, and the blocked channel is indicated by a dotted line.
図6に示すように、冷却時においては、バルブV1A、V1B、V2Dが開いている。このため、分岐第一流路L1、冷却用空気第一流路AL1、窒素ガス第二流路NL2が開通している。一方、バルブV2A、V2B、V2C、V1C、V1Dが閉じている。このため、分岐第二流路L2、冷却用空気第二流路AL2、燃焼用空気第一流路OL1、燃焼用空気第二流路OL2、窒素ガス第一流路NL1が遮断されている。 As shown in FIG. 6, the valves V1A, V1B, and V2D are open during cooling. For this reason, the branched first flow path L1, the cooling air first flow path AL1, and the nitrogen gas second flow path NL2 are opened. On the other hand, the valves V2A, V2B, V2C, V1C, and V1D are closed. For this reason, the branched second flow path L2, the cooling air second flow path AL2, the combustion air first flow path OL1, the combustion air second flow path OL2, and the nitrogen gas first flow path NL1 are blocked.
また、冷却時においては、熱処理用ヒータ24L、24Rはオフになっている。並びに、第一燃焼ケース3Uの燃焼用ヒータ36U、第二燃焼ケース3Dの燃焼用ヒータ36Dもオフになっている。
During cooling, the
まず、窒素ガスの流れについて説明する。窒素ガスは、窒素ガス第二流路NL2を介して、第二燃焼ケース3Dの雰囲気ガス供給口35Dから、燃焼室31Dに流入する。前出図3に示すように、雰囲気ガス供給口35Dは炉外側連通口33Dに近接して配置されている。一方、窒素ガスの出口となる炉内側連通口32Dは、燃焼室31Dにおいて、炉外側連通口33Dが配置されていない方の端部に対向、配置されている。このため、窒素ガスは、燃焼室31Dの略全長を、ジグザグ移動することになる。
First, the flow of nitrogen gas will be described. Nitrogen gas flows into the
図6に戻って、燃焼室31Dは、ケース本体30Dの上壁を隔てて、熱処理室22に近接している。このため、窒素ガスは、ケース本体30Dの上壁から伝わる熱処理室22の熱により加熱されながら、燃焼室31D内を移動する。加熱された窒素ガスは、炉内側連通口32Dから、熱処理室22内に流れ込む。そして、熱処理室22内を上昇、拡散する。
Returning to FIG. 6, the
次に、被処理物Wの冷却時の様子について説明する。熱処理用ヒータ24L、24Rによる加熱を停止しても、被処理物Wは、熱処理室22内の余熱により加熱されている。このため、熱処理室22には排気ガスが発生する。なお、被処理物Wのタール分は、前記加熱時において、脱気済みである。したがって、冷却時には排気ガス中にタール分は混入しない。
Next, how the workpiece W is cooled will be described. Even if the heating by the
次に、排気ガスの流れについて説明する。排気ガスは、第一燃焼ケース3Uの炉内側連通口32Uから、燃焼室31Uに流れ込む。前出図3を参照して判るように(図3は第二燃焼ケース3D)、排気ガスの出口となる炉外側連通口33U(33D)は、燃焼室31U(31D)において、炉内側連通口32U(32D)が配置されていない方の端部に対向、配置されている。このため、排気ガスは、燃焼室31U(31D)の略全長を、ジグザグ移動することになる。
Next, the flow of exhaust gas will be described. The exhaust gas flows into the
図6に戻って、燃焼室31Uは、ケース本体30Uの下壁を隔てて、熱処理室22に近接している。このため、排気ガスは、ケース本体30Uの下壁から伝わる熱処理室22の熱により加熱されながら、燃焼室31U内を移動する。燃焼室31Uを通過した排気ガスは、炉外側連通口33Uから分岐第一流路L1に流れ込む。そして、排気ガスは、冷却用空気第一流路AL1を介して導入される冷却用空気と混合される。冷却用空気混合後の排気ガスは、統合流路L3を介して、バグフィルタ90に流れ込む。バグフィルタ90において、排気ガス中の塵埃が分離、除去される。塵埃除去後の排気ガスは、排気ガス吸引用のブロワ91を介して、煙突92から外部に放出される。
Returning to FIG. 6, the
以上説明したように、冷却時においては、窒素ガスは、窒素ガス第二流路NL2→雰囲気ガス供給口35D(第二燃焼ケース3D)→燃焼室31D→炉内側連通口32Dを介して、熱処理室22に流入する。一方、熱処理室22にて発生する排気ガスは、炉内側連通口32U(第一燃焼ケース3U)→燃焼室31U→炉外側連通口33U→分岐第一流路L1(ここで冷却用空気第一流路AL1を介して流れ込む冷却用空気と混合される)→統合流路L3(バグフィルタ90、ブロワ91、煙突92)を介して、外部に放出される。
As described above, during cooling, the nitrogen gas is heat-treated through the nitrogen gas second flow path NL2 → the atmosphere
次に、本実施形態の雰囲気熱処理炉の作用効果について説明する。本実施形態の雰囲気熱処理炉1によると、雰囲気熱処理炉1と別に、二次燃焼炉を設置する必要がない。また、二次燃焼炉用の燃料や燃焼用空気や冷却用空気を、排気ガス流路Lに取り込む必要がないので、熱処理設備9全体における排気ガスの流量が小さくなる。このため、熱処理設備9において雰囲気熱処理炉1の下流側に配置されている機器(例えば、バグフィルタ90やブロワ91など)の処理能力が小さくて済む。したがって、熱処理設備9の設置コストを削減することができる。また、二次燃焼炉が不要な分だけ、熱処理設備9の配管の配策経路が簡単になる。また、本実施形態の雰囲気熱処理炉1によると、炉本体2に第一燃焼ケース3U、第二燃焼ケース3Dを配置しただけなので、構造が簡単である。このため、既存の雰囲気熱処理炉にアドオンしやすい。つまり、本実施形態の雰囲気熱処理炉1は、汎用性が高い。
Next, the effect of the atmosphere heat treatment furnace of this embodiment will be described. According to the atmospheric
また、本実施形態の雰囲気熱処理炉1によると、従来、炉殻20から炉外に放熱されていた熱処理室22の熱を用いて、排気ガスが加熱される。このため、熱効率が高くなる。また、たとえ排気ガスの温度が低下しても、タール分は燃焼室31Dで燃焼されているので、排気ガス流路Lにタール分が付着するおそれが小さい。このため、タール分の付着に起因するダウンタイムの発生を抑制することができる。したがって、雰囲気熱処理炉1延いては熱処理設備9の稼働率が高くなる。
Further, according to the atmospheric
また、本実施形態の雰囲気熱処理炉1によると、炉内側連通口32Dに近接して酸素供給口34Dが配置されている(前出図3参照)。このため、燃焼室31Dにおけるタール分の燃焼区間が長くなる。したがって、より多くのタール分を燃焼させることができる。また、燃焼室31D自体も、ジグザグに形成されている。この点においても、タール分の燃焼区間が長くなる。
Further, according to the atmospheric
また、本実施形態の雰囲気熱処理炉1によると、加熱時と冷却時とで、窒素ガスの供給方向および排気ガスの排出方向が、切り替えられる。加熱時においては、窒素ガスは、第一燃焼ケース3Uの燃焼室31Uから熱処理室22に供給される。並びに、排気ガスは、熱処理室22から第二燃焼ケース3Dの燃焼室31Dに排出される。これに対して、冷却時においては、窒素ガスは、第二燃焼ケース3Dの燃焼室31Dから熱処理室22に供給される。並びに、排気ガスは、熱処理室22から第一燃焼ケース3Uの燃焼室31Uに排出される。このように、本実施形態の雰囲気熱処理炉1によると、加熱時と冷却時とで、一対の燃焼ケース(第一燃焼ケース3U、第二燃焼ケース3D)を切り替えて使用することができる。具体的には、加熱時においては第一燃焼ケース3Uを窒素ガス予熱用かつ第二燃焼ケース3Dを排気ガス燃焼用として使用することができる。また、冷却時においては第二燃焼ケース3Dを熱処理室22と窒素ガスとの熱交換用、第一燃焼ケース3Uを熱処理室22と排気ガスとの熱交換用として使用することができる。
Moreover, according to the atmospheric
また、本実施形態の雰囲気熱処理炉1によると、加熱時は、熱処理室22からの伝熱により、第一燃焼ケース3Uにおいて窒素ガスを予熱することができる。窒素ガスは、予熱後、熱処理室22に流入するので、熱処理室22は熱を回収することができる。一方、排気ガスは、第二燃焼ケース3Dにおいて、燃焼用空気(酸素)と混合される。そして、熱処理室22からの伝熱および燃焼用ヒータ36Dの発熱を利用して、タール分が燃焼される。
Moreover, according to the atmospheric
これに対して、冷却時は、熱処理室22からの伝熱により、第二燃焼ケース3Dにおいて窒素ガスが加熱される。言い換えると、窒素ガスの加熱により、熱処理室22の熱が奪われる。一方、排気ガスは、第一燃焼ケース3Uにおいて、熱処理室22からの伝熱により加熱される。言い換えると、排気ガスの加熱により、熱処理室22の熱が奪われる。
On the other hand, during cooling, the nitrogen gas is heated in the
このように、本実施形態の雰囲気熱処理炉1によると、加熱時においては、熱処理室22からの伝熱を利用して、窒素ガスの予熱とタール分の燃焼処理とを行うことができる。また、冷却時においては、加熱時の残留熱を有する熱処理室22と、窒素ガスおよび排気ガスとが熱交換することにより、熱処理室22の冷却を促進することができる。
Thus, according to the atmospheric
また、本実施形態の雰囲気熱処理炉1によると、炉外側連通口33U(33D)に近接して雰囲気ガス供給口35U(35D)が配置されている(前出図3参照)。このため、燃焼室31U(31D)における窒素ガスの予熱区間が長くなる。したがって、より高い温度まで、窒素ガスを予熱することができる。また、燃焼室31U(31D)自体も、ジグザグに形成されている。この点においても、窒素ガスの予熱区間が長くなる。
Further, according to the atmosphere
また、本実施形態の雰囲気熱処理炉1によると、第一燃焼ケース3Uは熱処理室22の上方に、第二燃焼ケース3Dは熱処理室22の下方に、それぞれ配置されている。加熱時において、窒素ガスは、上方の第一燃焼ケース3Uの燃焼室31Uから、熱処理室22に流入する。ここで、窒素ガスの温度は熱処理室22の上部の温度以下である。このため、窒素ガスは、熱処理室22内を下降、拡散しやすい。したがって、窒素ガスを熱処理室22に充填しやすい。
Further, according to the atmospheric
冷却時において、熱処理室22内の残留ガスは、第一燃焼ケース3Uの炉内側連通口32U→燃焼室31U→炉外側連通口33Uの流路を辿り、分岐第一流路L1に流入する。ここで、第一燃焼ケース3Uの炉内側連通口32Uは、熱処理室22の上方に開口している。つまり、熱処理室22の温度分布における高温領域に、炉内側連通口32Uが配置されている。このため、高温の残留ガスを、低温の残留ガスと混合する前に、優先的に炉外に排出することができる。したがって、より迅速に、加熱後の熱処理室22を冷却することができる。
At the time of cooling, the residual gas in the
また、冷却時において、窒素ガスは、下方の第二燃焼ケース3Dの燃焼室31Dから、熱処理室22に流入する。ここで、窒素ガスは、熱処理室22からの伝熱により加熱されるため、熱処理室22内を上昇しやすい。したがって、熱処理室22内の残留ガスを、第一燃焼ケース3Uの炉内側連通口32Uに追い込みやすい。
Further, during cooling, nitrogen gas flows into the
また、本実施形態の雰囲気熱処理炉1によると、第二燃焼ケース3Dに燃焼用ヒータ36Dが配置されている。このため、排気ガスを燃焼処理する際、熱処理室22からの伝熱に加えて、燃焼用ヒータ36Dから熱を加えることができる。したがって、さらに、タール分の燃焼を促進することができる。
Further, according to the atmospheric
また、本実施形態の雰囲気熱処理炉1によると、非酸化雰囲気(窒素ガス雰囲気)下で被処理物Wに熱処理が施される。従来、非酸化雰囲気を維持しなければならない熱処理室22に隣接して、燃焼処理(酸化処理)を行う燃焼室31Dを、敢えて配置するという思想は無かった。すなわち、前出特許文献1〜5に示すように、熱処理後の二次燃焼処理は、熱処理炉の外部で行っていた。
Moreover, according to the atmospheric
これに対して、本実施形態の雰囲気熱処理炉1は、加熱時における熱処理室22の下流側に燃焼室31Dを配置することで、熱処理室22の窒素ガス雰囲気の維持と、排気ガスの燃焼処理とを両立している。熱処理室22と燃焼室31Dとの間には圧力差があるので(加熱時は熱処理室22は正圧、燃焼室31Dは負圧)、燃焼用空気が熱処理室22に逆流するおそれはない。
On the other hand, the atmosphere
また、本実施形態の雰囲気熱処理炉1によると、冷却時において、窒素ガスは、第二燃焼ケース3Dの燃焼室31Dで、熱処理室22と熱交換を行ってから、熱処理室22に流入する。このため、窒素ガスを熱処理室22に直接導入する場合と比較して、窒素ガス(低温)と熱処理室22の室温(高温)との温度差が小さくなる。したがって、ヒートショックにより、熱処理室22付近に配置された部材(例えば断熱材21、テーブル23、保護管240L、240Rなど)に不具合が生じるおそれが小さい。また、不具合が生じにくいため、これらの部材の寿命を長くすることができる。
Further, according to the atmospheric
<第二実施形態>
本実施形態の雰囲気熱処理炉と、第一実施形態の雰囲気熱処理炉との相違点は、第一燃焼ケース、第二燃焼ケースの構造のみである。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
<Second embodiment>
The difference between the atmospheric heat treatment furnace of the present embodiment and the atmospheric heat treatment furnace of the first embodiment is only the structure of the first combustion case and the second combustion case. Therefore, only the differences will be described here.
図7に、本実施形態の雰囲気熱処理炉の第二燃焼ケースの上下方向断面図を示す。なお、図3と対応する部位については同じ符号で示す。また、説明の便宜上、ケース本体30Dの上壁に配置されている炉内側連通口32Dは、点線で示す。また、第一燃焼ケースの構造と第二燃焼ケース3Dの構造とは同様である(第一燃焼ケースを180°回転配置すると第二燃焼ケース3Dになる)。したがって、ここでは第二燃焼ケース3Dの構造についてのみ説明し、第一燃焼ケースの構造についての説明を兼ねるものとする。
FIG. 7 shows a vertical cross-sectional view of the second combustion case of the atmospheric heat treatment furnace of the present embodiment. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 3, it shows with the same code | symbol. For convenience of explanation, the furnace
図7に示すように、第二燃焼ケース3Dは、長手方向中間部が幅広の六角形状を呈している。ケース本体30Dの内部には、燃焼室31Dが区画されている。燃焼室31Dの長手方向一端には炉内側連通口32Dが、他端には炉外側連通口33Dが、それぞれ配置されている。燃焼室31Dには、ステンレス製の四枚の仕切板38Dが立設されている。これら四枚の仕切板38Dにより、炉内側連通口32Dと炉外側連通口33Dとの間には、五つの分岐流路311Dが形成されている。
As shown in FIG. 7, the
本実施形態の雰囲気熱処理炉は、第一実施形態と共通する部分については、第一実施形態の雰囲気熱処理炉と同様の作用効果を有する。また、本実施形態の雰囲気熱処理炉によると、排気ガス、燃焼用空気、窒素ガスは、燃焼室31Dを通過する際、分岐流路311Dにより分流される。このため、炉内側連通口32Dと炉外側連通口33Dとの間の距離が短いにもかかわらず、充分に排気ガスを燃焼処理することができる。並びに、充分に窒素ガスを予熱することができる。また、燃焼室31Dの流路断面積が大きいため、通気抵抗が小さくなる。
The atmosphere heat treatment furnace of the present embodiment has the same effects as the atmosphere heat treatment furnace of the first embodiment with respect to the parts common to the first embodiment. Further, according to the atmospheric heat treatment furnace of the present embodiment, the exhaust gas, combustion air, and nitrogen gas are diverted by the branch flow path 311D when passing through the
<第三実施形態>
本実施形態の雰囲気熱処理炉と、第一実施形態の雰囲気熱処理炉との相違点は、燃焼ケースが一つしか配置されていない点(第一実施形態における第二燃焼ケースしか配置されていない点)である。また、燃焼ケースに、雰囲気ガス供給口、燃焼用ヒータが配置されていない点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
<Third embodiment>
The difference between the atmospheric heat treatment furnace of the present embodiment and the atmospheric heat treatment furnace of the first embodiment is that only one combustion case is disposed (only the second combustion case in the first embodiment is disposed). ). Further, the atmosphere gas supply port and the combustion heater are not arranged in the combustion case. Therefore, only the differences will be described here.
図8に、本実施形態の雰囲気熱処理炉が用いられている熱処理設備の概略図を示す。なお、図1と対応する部位については、同じ符号で示す。また、説明の便宜上、雰囲気熱処理炉1の燃焼ケース3、熱処理用ヒータ24L、24Rは簡略化して示す。
FIG. 8 shows a schematic diagram of a heat treatment facility in which the atmospheric heat treatment furnace of the present embodiment is used. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 1, it shows with the same code | symbol. For convenience of explanation, the
図8に示すように、雰囲気熱処理炉1には、単一の燃焼ケース3が配置されている。燃焼ケース3は、熱処理室22の下方に配置されている。燃焼ケース3の構成は、第一実施形態の第二燃焼ケース3D(前出図1〜図3参照)と略同様である(ただし、雰囲気ガス供給口35D、燃焼用ヒータ36Dは配置されていない)。
As shown in FIG. 8, a
加熱時において、窒素ガスは、窒素ガス流路NLを介して、熱処理室22に直接流入する。熱処理室22においては、熱処理用ヒータ24L、24Rにより、被処理物Wが加熱される。熱処理室22で発生する排気ガスは、炉内側連通口32を介して、ケース本体30の燃焼室31に流入する。一方、燃焼室31には、燃焼用空気流路OLを介して、酸素供給口34から、燃焼用空気(つまり酸素)が流入する。このため、排気ガスは、燃焼用空気と混合される。混合後の排気ガスは、燃焼室31を通過する際、熱処理室22からの伝熱により、燃焼処理される。具体的には、排気ガス中の可燃性成分であるタール分が燃焼する。燃焼後の排気ガスは、炉外側連通口33から排気ガス流路Lに流れ込む。排気ガス流路Lにおいて、排気ガスは、冷却用空気流路ALを介して供給される冷却用空気と混合される。混合後の排気ガスは、バグフィルタ90、ブロワ91を介して、煙突92から外部に放出される。なお、冷却時においては、熱処理用ヒータ24L、24Rがオフになり、燃焼用空気の供給が遮断される(具体的にはバルブV2Cを閉じる)。窒素ガス、排気ガスの流れは、加熱時と同様である。
During heating, nitrogen gas flows directly into the
本実施形態の雰囲気熱処理炉1は、第一実施形態と共通する部分については、第一実施形態の雰囲気熱処理炉と同様の作用効果を有する。また、本実施形態の雰囲気熱処理炉1によると、単一の燃焼ケース3により、雰囲気熱処理炉1の下流側の機器(例えば、排気ガス流路L、バグフィルタ90)にタール分が付着するのを抑制することができる。また、雰囲気ガス供給口、燃焼用ヒータが配置されていない分、燃焼ケース3延いては雰囲気熱処理炉1の構造が簡単である。
The atmosphere
<第四実施形態>
本実施形態と第一実施形態との相違点は、冷却時において、排気ガスに燃焼処理を施す点である。したがって、ここでは、前出図6を用いながら、相違点についてのみ説明する。冷却時においては、前出図6(第一実施形態の雰囲気熱処理炉が用いられている熱処理設備の冷却時における概略図)中、バルブV1A、V1B、V1C、V2Dが開いている。このため、分岐第一流路L1、冷却用空気第一流路AL1、燃焼用空気第一流路OL1、窒素ガス第二流路NL2が開通している。一方、バルブV2A、V2B、V2C、V1Dが閉じている。このため、分岐第二流路L2、冷却用空気第二流路AL2、燃焼用空気第二流路OL2、窒素ガス第一流路NL1が遮断されている。
<Fourth embodiment>
The difference between this embodiment and the first embodiment is that the exhaust gas is subjected to a combustion process during cooling. Therefore, only the differences will be described here with reference to FIG. During cooling, the valves V1A, V1B, V1C, and V2D are open in FIG. 6 (schematic diagram when cooling the heat treatment equipment using the atmospheric heat treatment furnace of the first embodiment). For this reason, the branched first flow path L1, the cooling air first flow path AL1, the combustion air first flow path OL1, and the nitrogen gas second flow path NL2 are opened. On the other hand, the valves V2A, V2B, V2C, V1D are closed. For this reason, the branched second flow path L2, the cooling air second flow path AL2, the combustion air second flow path OL2, and the nitrogen gas first flow path NL1 are blocked.
また、冷却時においては、熱処理用ヒータ24L、24Rはオフになっている。並びに、第二燃焼ケース3Dの燃焼用ヒータ36Dもオフになっている。一方、第一燃焼ケース3Uの燃焼用ヒータ36Uはオンになっている。本実施形態においては、燃焼用ヒータ36Uは、本発明の加熱装置に含まれる。
During cooling, the
まず、窒素ガスの流れについて説明する。窒素ガスは、窒素ガス第二流路NL2を介して、第二燃焼ケース3Dの雰囲気ガス供給口35Dから、燃焼室31Dに流入する。前出図3に示すように、雰囲気ガス供給口35Dは炉外側連通口33Dに近接して配置されている。一方、窒素ガスの出口となる炉内側連通口32Dは、燃焼室31Dにおいて、炉外側連通口33Dが配置されていない方の端部に対向、配置されている。このため、窒素ガスは、燃焼室31Dの略全長を、ジグザグ移動することになる。
First, the flow of nitrogen gas will be described. Nitrogen gas flows into the
図6に戻って、燃焼室31Dは、ケース本体30Dの上壁を隔てて、熱処理室22に近接している。このため、窒素ガスは、ケース本体30Dの上壁から伝わる熱処理室22の熱により加熱されながら、燃焼室31D内を移動する。加熱された窒素ガスは、炉内側連通口32Dから、熱処理室22内に流れ込む。そして、熱処理室22内を上昇、拡散する。
Returning to FIG. 6, the
次に、被処理物Wの冷却時の様子について説明する。熱処理用ヒータ24L、24Rによる加熱を停止しても、被処理物Wは、熱処理室22内の余熱により加熱されている。このため、熱処理室22には排気ガスが発生する。当該排気ガス中には、被処理物Wから気化したタール分が混入している。すなわち、本実施形態においては、加熱時のみならず、冷却時においても被処理物Wからタール分が発生している。
Next, how the workpiece W is cooled will be described. Even if the heating by the
次に、排気ガスの流れについて説明する。排気ガスは、第一燃焼ケース3Uの炉内側連通口32Uから、燃焼室31Uに流れ込む。一方、燃焼室31Uには、燃焼用空気第一流路OL1を介して、酸素供給口34Uから、燃焼用空気が流れ込む。このため、排気ガスは、燃焼用空気と混合される。前出図3を参照して判るように(図3は第二燃焼ケース3D)、酸素供給口34U(34D)は炉内側連通口32U(32D)に近接して配置されている。一方、排気ガスの出口となる炉外側連通口33U(33D)は、燃焼室31U(31D)において、炉内側連通口32U(32D)が配置されていない方の端部に対向、配置されている。このため、燃焼用空気と混合された排気ガスは、燃焼室31U(31D)の略全長を、ジグザグ移動することになる。
Next, the flow of exhaust gas will be described. The exhaust gas flows into the
図6に戻って、燃焼室31Uは、ケース本体30Uの下壁を隔てて、熱処理室22に近接している。このため、燃焼用空気と混合された排気ガスは、ケース本体30Uの下壁から伝わる熱処理室22の熱により加熱されながら、燃焼室31U内を移動する。加えて、前述したように、燃焼用ヒータ36Uはオンとなっている。このため、燃焼用空気と混合された排気ガスは、上記熱処理室22の熱に加え、燃焼用ヒータ36Uの熱により加熱されながら、燃焼室31U内を移動する。燃焼用空気に含まれる酸素、および熱処理室22、燃焼用ヒータ36Uの熱により、排気ガス中の可燃性成分であるタール分は燃焼する。燃焼処理後の排気ガスは、炉外側連通口33Uから分岐第一流路L1に流れ込む。そして、排気ガスは、冷却用空気第一流路AL1を介して導入される冷却用空気と混合される。冷却用空気混合後の排気ガスは、統合流路L3を介して、バグフィルタ90に流れ込む。バグフィルタ90において、排気ガス中の塵埃(燃焼後の灰分など)が分離、除去される。塵埃除去後の排気ガスは、排気ガス吸引用のブロワ91を介して、煙突92から外部に放出される。
Returning to FIG. 6, the
以上説明したように、冷却時においては、窒素ガスは、窒素ガス第二流路NL2→雰囲気ガス供給口35D(第二燃焼ケース3D)→燃焼室31D→炉内側連通口32Dを介して、熱処理室22に流入する。一方、熱処理室22にて発生する排気ガスは、炉内側連通口32U(第一燃焼ケース3U)→燃焼室31U(ここで燃焼用空気第一流路OL1→酸素供給口34Uを介して流れ込む燃焼用空気と混合される)→炉外側連通口33U→分岐第一流路L1(ここで冷却用空気第一流路AL1を介して流れ込む冷却用空気と混合される)→統合流路L3(バグフィルタ90、ブロワ91、煙突92)を介して、外部に放出される。
As described above, during cooling, the nitrogen gas is heat-treated through the nitrogen gas second flow path NL2 → the atmosphere
本実施形態の雰囲気熱処理炉1は、第一実施形態と共通する部分については、第一実施形態の雰囲気熱処理炉と同様の作用効果を有する。また、本実施形態の雰囲気熱処理炉1によると、加熱終了後に被処理物Wにタール分が残っている場合であっても、冷却時に当該タール分を燃焼処理することができる。このため、さらに、排気ガス流路Lにタール分が付着するおそれが小さくなる。
The atmosphere
また、本実施形態の雰囲気熱処理炉1によると、冷却時において、第一燃焼ケース3Uの燃焼用ヒータ36Uがオンになっている。このため、排気ガスを燃焼処理する際、熱処理室22からの伝熱に加えて、燃焼用ヒータ36Uから熱を加えることができる。したがって、さらに、タール分の燃焼を促進することができる。
Further, according to the atmospheric
<その他>
以上、本発明の雰囲気熱処理炉の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
<Others>
The embodiment of the atmospheric heat treatment furnace of the present invention has been described above. However, the embodiment is not particularly limited to the above embodiment. Various modifications and improvements that can be made by those skilled in the art are also possible.
例えば、雰囲気ガスの種類は特に限定しない。窒素ガスの他、アルゴン、水素ガス、アンモニアガスを用いてもよい。また、熱処理室22において酸化雰囲気下の熱処理(燃焼処理)を行ってもよい。この場合であっても、熱処理室22における不完全燃焼を、燃焼室31、31U、31Dにおける燃焼処理により、補うことができる。
For example, the type of atmospheric gas is not particularly limited. In addition to nitrogen gas, argon, hydrogen gas, or ammonia gas may be used. Further, heat treatment (combustion treatment) in an oxidizing atmosphere may be performed in the
また、熱処理室22における熱処理温度も特に限定しない。被処理物Wの物性に応じて適切な温度とすればよい。また、排気ガス、燃焼用空気、窒素ガスの流路となる配管、燃焼ケース3、3U、3Dの材質は特に限定しない。被処理物Wの熱処理温度、熱処理室22の雰囲気に応じて、適切な材質とすればよい。
Further, the heat treatment temperature in the
また、上記実施形態においては、加熱用に熱処理用ヒータ24L、24R、燃焼用ヒータ36U、36Dを用いたが、例えば、配管内に熱ガスを流すことにより、熱処理用あるいは燃焼用の加熱を行ってもよい。また、燃焼用ヒータの代わりに、蓄熱体を配置してもよい。
In the above embodiment, the
また、燃焼室31、31U、31Dの形状、経路も特に限定しない。また、燃焼室31、31U、31D内部に、凹凸部や邪魔板(仕切板37D、38Dではない)を配置してもよい。こうすると、燃焼室内における排気ガス、燃焼用空気、窒素ガスの滞留時間が長くなる。また、伝熱面積を大きくすることができる。また、例えばケース本体30、30U、30Dを薄肉に形成することにより、熱処理室22からの伝熱を容易にしてもよい。また、ケース本体30、30U、30Dを熱伝達係数の高い材料で形成することにより、熱処理室22からの伝熱を容易にしてもよい。
Further, the shape and path of the
また、被処理物Wは、電池材料の他、積層コンデンサなど他の電子部品材料であってもよい。また、電子部品材料に限らず、各種廃棄物などであってもよい。また、固定式のテーブル23の代わりに、可動式の台車を配置してもよい。 Further, the workpiece W may be other electronic component materials such as a multilayer capacitor in addition to the battery material. Moreover, not only an electronic component material but various wastes etc. may be sufficient. Further, instead of the fixed table 23, a movable carriage may be arranged.
また、上記第一、第二、第四実施形態においては、冷却時に、第二燃焼ケース3Dから熱処理室22に窒素ガスを供給したが、冷却時に窒素ガスを供給しなくてもよい。また、上記第一実施形態においては、酸素供給口34U、および当該酸素供給口34Uに酸素を導入する燃焼用空気第一流路OL1をそれぞれ配置した。しかしながら、冷却時に排気ガスに燃焼処理を施さない場合は、酸素供給口34U、燃焼用空気第一流路OL1を配置しなくてもよい。こうすると、第一燃焼ケース3U、延いては雰囲気熱処理炉1、熱処理設備9の構造が、より簡単になる。
In the first, second, and fourth embodiments, nitrogen gas is supplied from the
1:雰囲気熱処理炉、2:炉本体、20:炉殻、21:断熱材、22:熱処理室、23:テーブル、24L:熱処理用ヒータ、240L:保護管、24R:熱処理用ヒータ、240R:保護管。
3:燃焼ケース、30:ケース本体、31:燃焼室、32:炉内側連通口、33:炉外側連通口、34:酸素供給口。
3U:第一燃焼ケース、30U:ケース本体、31U:燃焼室、32U:炉内側連通口、33U:炉外側連通口、34U:酸素供給口、35U:雰囲気ガス供給口、36U:燃焼用ヒータ(加熱装置)、360U:保護管。
3D:第二燃焼ケース、30D:ケース本体、31D:燃焼室、310D:直線部、311D:分岐流路、32D:炉内側連通口、33D:炉外側連通口、34D:酸素供給口、35D:雰囲気ガス供給口、36D:燃焼用ヒータ(加熱装置)、360D:保護管、37D:仕切板、38D:仕切板。
9:熱処理設備、90:バグフィルタ、91:ブロワ、92:煙突。
AL:冷却用空気流路、NL:窒素ガス流路、OL:燃焼用空気流路。
AL1:冷却用空気第一流路、AL2:冷却用空気第二流路、L:排気ガス流路、L1:分岐第一流路、L2:分岐第二流路、L3:統合流路、NL1:窒素ガス第一流路、NL2:窒素ガス第二流路、OL1:燃焼用空気第一流路、OL2:燃焼用空気第二流路、V1A〜V1D:バルブ、V2A〜V2D:バルブ、W:被処理物。
1: atmosphere heat treatment furnace, 2: furnace body, 20: furnace shell, 21: heat insulating material, 22: heat treatment chamber, 23: table, 24L: heat treatment heater, 240L: protective tube, 24R: heat treatment heater, 240R: protection tube.
3: combustion case, 30: case main body, 31: combustion chamber, 32: furnace inner side communication port, 33: furnace outer side communication port, 34: oxygen supply port.
3U: first combustion case, 30U: case main body, 31U: combustion chamber, 32U: furnace inner side communication port, 33U: furnace outer side communication port, 34U: oxygen supply port, 35U: atmospheric gas supply port, 36U: heater for combustion ( (Heating device) 360U: protective tube.
3D: second combustion case, 30D: case main body, 31D: combustion chamber, 310D: straight section, 311D: branch flow path, 32D: furnace inside communication port, 33D: furnace outside communication port, 34D: oxygen supply port, 35D: Atmospheric gas supply port, 36D: combustion heater (heating device), 360D: protective tube, 37D: partition plate, 38D: partition plate.
9: Heat treatment equipment, 90: Bag filter, 91: Blower, 92: Chimney.
AL: cooling air flow path, NL: nitrogen gas flow path, OL: combustion air flow path.
AL1: Cooling air first flow path, AL2: Cooling air second flow path, L: Exhaust gas flow path, L1: Branching first flow path, L2: Branching second flow path, L3: Integrated flow path, NL1: Nitrogen Gas first flow path, NL2: Nitrogen gas second flow path, OL1: Combustion air first flow path, OL2: Combustion air second flow path, V1A to V1D: Valve, V2A to V2D: Valve, W: Workpiece .
Claims (7)
該熱処理室に対して熱交換可能に配置され、燃焼室と、該燃焼室と該熱処理室とを連通する炉内側連通口と、該燃焼室と炉外とを連通する炉外側連通口と、該炉内側連通口と該炉外側連通口との間に配置され該燃焼室に酸素を供給する酸素供給口と、を持つ第一燃焼ケースおよび第二燃焼ケースと、
を備え、
前記第一燃焼ケースおよび前記第二燃焼ケースは、さらに、前記燃焼室に前記雰囲気ガスを供給する雰囲気ガス供給口を備え、
前記被処理物を加熱する加熱時において、該第一燃焼ケースは前記熱処理室に該雰囲気ガスを供給するために、該第二燃焼ケースは該熱処理室の排気ガスを排出するために、それぞれ用いられ、該熱処理室の該排気ガスは、前記炉内側連通口を介して該燃焼室に流入し、前記酸素供給口を介して供給される酸素と混合され、少なくとも該熱処理室からの伝熱により燃焼処理され、前記炉外側連通口を介して前記炉外に流出し、
該被処理物を冷却する冷却時において、該第二燃焼ケースは該熱処理室に該雰囲気ガスを供給するために、該第一燃焼ケースは該熱処理室の該排気ガスを排出するために、それぞれ用いられる雰囲気熱処理炉。 A furnace body having a heat treatment chamber for heat-treating an object to be treated under a predetermined atmospheric gas;
A heat exchange chamber disposed so as to be capable of exchanging heat, a combustion chamber, a furnace inner communication port communicating the combustion chamber and the heat treatment chamber, and a furnace outer communication port communicating the combustion chamber and the outside of the furnace; A first combustion case and a second combustion case having an oxygen supply port that is disposed between the furnace inner communication port and the furnace outer communication port and supplies oxygen to the combustion chamber;
With
The first combustion case and the second combustion case further include an atmospheric gas supply port for supplying the atmospheric gas to the combustion chamber,
The first combustion case is used to supply the atmospheric gas to the heat treatment chamber and the second combustion case is used to exhaust the exhaust gas from the heat treatment chamber during heating to heat the object to be processed. The exhaust gas in the heat treatment chamber flows into the combustion chamber through the furnace inner communication port, is mixed with oxygen supplied through the oxygen supply port, and at least by heat transfer from the heat treatment chamber Combusted, and flows out of the furnace through the furnace outside communication port,
During cooling to cool the workpiece, the second combustion case supplies the atmospheric gas to the heat treatment chamber, and the first combustion case discharges the exhaust gas from the heat treatment chamber, respectively. Atmospheric heat treatment furnace used .
前記冷却時において、該雰囲気ガスは、該第二燃焼ケースの該燃焼室を通過する際、少なくとも該熱処理室からの伝熱により熱交換され、該排気ガスは、該第一燃焼ケースの該燃焼室を通過する際、少なくとも該熱処理室からの伝熱により熱交換される請求項1に記載の雰囲気熱処理炉。 During the cooling, the atmospheric gas is heat-exchanged by at least heat transfer from the heat treatment chamber when passing through the combustion chamber of the second combustion case, and the exhaust gas is burned in the combustion chamber of the first combustion case. The atmosphere heat treatment furnace according to claim 1, wherein heat exchange is performed by at least heat transfer from the heat treatment chamber when passing through the chamber.
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