(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属加工品の熱処理のための電気加熱レトルト炉（ＩＩ．１）であって、断熱された炉ハウジング（ＩＩ．２）を備え、該炉ハウジング（ＩＩ．２）が、第１の容積空間（ＩＩ．４）を取り囲み、レトルト（ＩＩ．３）のための加熱装置（ＩＩ．５）と、前記レトルトの内部にある第１の循環装置（ＩＩ．１８．１）とを備え、
前記第１の容積空間（ＩＩ．４）に取り囲まれている前記レトルト（ＩＩ．３）が、装入物受台の上に存在する加工品を熱処理するための処理室すなわち装入室として、保護ガス及び反応ガスを受容し、加工品の装入物（ＩＩ．１４）を装入するためのドアによって気密シール可能であるような第２の容積空間（ＩＩ．１７）を取り囲んでいる、該レトルト炉（ＩＩ．１）において、
ａ）前記加熱装置（ＩＩ．５）が、複数の加熱素子（ＩＩ．６）を備え、該複数の加熱素子（ＩＩ．６）が、前記炉ハウジング（ＩＩ．２）に設けられた閉鎖可能な第１の開口部（ＩＩ．２．１）を用いて、少なくとも個々に交換可能であるように、前記第１の容積空間（ＩＩ．４）内に配置されており、
ｂ）前記第１の容積空間（ＩＩ．４）内の空気を循環させるための第２の循環装置（ＩＩ．１８．２）が、前記炉ハウジング（ＩＩ．２）によって収容されると共に、前記第２の循環装置（ＩＩ．１８．２）が、閉鎖可能な第２の開口部（ＩＩ．２３）を用いて、ユニットとして交換可能であるように設けられており、
ｃ）前記加熱素子（ＩＩ．６）及び前記第２の循環装置（ＩＩ．１８．２）が、前記レトルト（ＩＩ．３）に均一な熱伝達を導く構成をなして、前記第１の容積空間（ＩＩ．４）内に収容されていることを特徴とするレトルト炉（ＩＩ．１）。
【請求項２】
前記加熱素子（ＩＩ．６）が、前記レトルト（ＩＩ．３）の長手方向に直交するように整合されていることを特徴とする請求項１に記載のレトルト炉。
【請求項３】
前記加熱素子（ＩＩ．６）の長手方向長さが、前記レトルト（ＩＩ．３）の直径よりも大きいことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載のレトルト炉。
【請求項４】
前記加熱素子（ＩＩ．６）が、該加熱素子（ＩＩ．６）の長手方向に関して、加熱されない中間領域（ＩＩ．１１）を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレトルト炉。
【請求項５】
前記レトルト（ＩＩ．３）の長手方向の側面１つにつき少なくとも２つの前記加熱素子（ＩＩ．６）が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレトルト炉。
【請求項６】
前記第２の循環装置（ＩＩ．１８．２）が、循環ユニット（ＩＩ．１９）及び通気手段（ＩＩ．２０）を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のレトルト炉。
【請求項７】
前記通気手段（ＩＩ．２０）が、前記第１の容積空間（ＩＩ．４）内の空気を、前記レトルト（ＩＩ．３）の長手方向に対して横方向に循環させるように構成されていることを特徴とする請求項６に記載のレトルト炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属加工品の熱処理、例えば、光輝焼なまし、窒素または窒素／水素下での焼鈍（アニール処理）、窒化または炭窒化処理のためのレトルト炉であって、個々のレトルト炉が、レトルトを備える炉ハウジングと、加熱装置と、循環装置とを含み、場合によってはそれらの組合せを含み、熱処理効率が向上するようにした該レトルト炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属加工品の熱処理のためのレトルト炉は、従来技術において、例えば特許文献１ないし特許文献６に記載されているような様々な構成が知られている。
【０００３】
レトルト炉内の加熱装置及び循環装置は、レトルト内部において処理される加工品の均一な加熱のために、特に重要である。
【０００４】
このようなレトルト炉は、電気加熱素子またはガスバーナによって加熱することが可能である。加熱装置は、通常、断熱材を備えた炉ハウジングと、内側に配置されたレトルトとの間の空間に存在する。
【０００５】
ガスバーナによる比較加熱では、炉ハウジングとレトルトとの間の空間に炎が生成され、ガス流が生成される。このガス流の結果、レトルトの加熱が放射及び対流によって行われ、レトルトの均一な加熱が実現される。
【０００６】
電気加熱式レトルト炉でも、電気加熱素子は同様に、炉ハウジングとレトルトとの間の空間に配置される。例えば、加熱素子は、蛇行形状に構成され、炉ハウジングの内部に導かれており、レトルトの炉室内で処理される加工品を例えば所望の６５０℃まで均一に加熱させるようになっている。
【０００７】
しかし、ここでは、加熱素子のレトルトへの熱伝達は放射によってのみ行われ、ガス加熱中により均一にするのに重要な貢献をする対流部は、電気加熱にはない。強力な循環装置を用いて、レトルト内での炉雰囲気の集中的かつ加工品の全ての面に接触する循環を生じさせる。循環装置と加熱装置との機能的協力は、熱的に決定されなければならない。よって、レトルト内の炉室内での炉雰囲気の循環を達成することは、従来技術にとってより好ましいことであった。従って、循環装置及びガス誘導補助具などの付随する機構がレトルト内でのみ用いられることになった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＤＥ−ＡＳ  ２  ０１０  ４３３
【特許文献２】ＤＥ−ＯＳ  ２７  ５４  ０３４
【特許文献３】ＤＥ  ３０  ２８  ９５２  Ｃ２
【特許文献４】ＤＥ  ３１  ４３  ５３２  Ａ１
【特許文献５】ＤＥ  ３６  ３１  ３８９  Ｃ２
【特許文献６】ＤＥ  １０３  ３８  ４３１  Ａ１
【特許文献７】ＤＥ  ２  ０５４  ６６６  Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、電気加熱レトルト炉において、レトルトを、ひいてはレトルトの内部に設置される加工品装入物を均一に加熱することによって、熱処理の効率を向上させ、レトルトを可能な限り均一に加熱することによって、レトルトの耐久年数に悪影響を及ぼす局部過熱および熱応力を回避することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、金属加工品の熱処理のためのレトルト炉であって、断熱された炉ハウジングを備え、該炉ハウジングが、第１の容積空間を取り囲み、レトルトのための加熱装置と、レトルトの内部にある第１の循環装置とを備えたレトルト炉が提供される。第１の容積空間に取り囲まれているレトルトは、装入物受台の上に存在する加工品を熱処理するための処理室すなわち装入室として、保護ガス及び反応ガスを受容し、加工品の装入物を装入するためのドアによって気密シール可能であるような第２の容積空間を取り囲んでいる。
【００１１】
本発明においては、
ａ）加熱装置は、複数の加熱素子を備え、該複数の加熱素子は、炉ハウジングに設けられた閉鎖可能な第１の開口部を用いて、少なくとも個々に交換可能であるように、第１の容積空間内に配置されており、
ｂ）第１の容積空間内の空気を循環させるための第２の循環装置が、炉ハウジングによって収容されていると共に、第２の循環装置が、閉鎖可能な第２の開口部を用いて、ユニットとして交換可能であるように設けられており、
ｃ）加熱素子及び循環装置は、レトルトに均一な熱伝達を導く構成をなして、第１の容積空間内に収容されている。
【００１２】
ある実施形態では、本発明は、加熱素子がレトルトの長手方向に直交するように整合され、加熱素子の長手方向長さが、レトルトの直径よりも大きく、加熱素子が、その長手方向に関して、加熱されない中間領域等のような領域を備え、かつ／またはレトルトの長手方向の側面１つにつき少なくとも２つの加熱素子が設けられるように構成されている。
【００１３】
ある実施形態では、本発明は、循環装置が循環ユニット及び通気手段を備えることによって、かつ／または通気手段が炉室内の空気をレトルトの長手方向に対して横方向に循環させるように構成されていることによって、さらに発展される。
【００１４】
ある実施形態では、通気手段が、第１の容積空間内の空気を、レトルトの長手方向に対して横方向に循環させるように構成されている。
【００１５】
従って、本発明に係るレトルト炉による加熱装置は、複数の加熱素子を備えている。これらの各加熱素子は棒状に構成されており、各加熱素子の長手方向は、ほぼ垂直に、すなわちレトルトの長手方向に直交するように整合されている。ここで、各レトルトの長手方向の側面には、個々の加熱素子が複数設けられ得る。各レトルトの長手方向の側面１つにつき３つの棒状加熱素子が用いられ、すなわち全部で６つの加熱素子が用いられることが好ましい。
【００１６】
本発明に従って構成された加熱装置は、従来技術から公知の蛇行形状に構成された加熱管とは異なり、炉室の均一なひいては改善された加熱を可能にする。これは、レトルト内に配置された被熱処理加工品のより均一な加熱を導くことが有効である。この均一な加熱によって、実質的に２つの利点がもたらされる。１つの利点は、従来技術と異なり、レトルトのより均一な加熱が、熱誘導された応力をより少なくし、これによって、レトルトの耐久年数、従って、レトルト炉全体の耐久年数を延長させる。もう１つの利点は、このより均一な加熱によって、被熱処理加工品をより均一に加熱することが実現される。これによって、熱処理効果の再生をより良好に行うことができる。ここで、本発明に従って装備された加熱装置によって、所定の方法をより良好に実施可能にする炉構成がもたらされる。
【００１７】
レトルトは、炉ハウジングによって、間隔をおいて収容されている。加熱素子は、この間隔に、すなわち、一方のレトルトと他方の炉ハウジング内側との間に配置されている。ここで、加熱素子は、好ましくは、互いに平行に並んでおり、第１の区域、第２の区域、及び、第１の区域と第２の区域との間に構成された中間区域を備えている。この中間区域は、中間領域とも呼ぶことが可能である。この加熱素子のこの中間領域は、本発明の一特性によれば、加熱されない。この構成は、この領域にあるレトルトが過熱することを回避するという利点をもたらす。この領域は、加熱素子が、レトルトの当該領域のすぐ隣に存在するため、設置されるものである。
【００１８】
加熱素子は、交換可能に構成されている。「交換可能に」とは、本発明の意味するところにおいて、個々の加熱素子自体、すなわち個々の加熱素子が、別の加熱素子とは無関係に、取り外されるか、または修理の際に新しい加熱素子と交換可能であるという意味に理解される。このことは従来技術の公知の加熱装置では不可能であり、これが従来技術の公知の加熱装置の不利な点である。
【００１９】
従来技術から、レトルトの内部空間内の炉雰囲気、すなわち、本来の作業室つまり処理室内の雰囲気を循環させることが知られている。ここで、本発明に係るレトルト炉によれば、場合によっては存在するレトルトの内部の雰囲気循環に無関係に、循環装置を設けることが提案される。この循環装置によって、炉ハウジングに包囲された容積空間の雰囲気、すなわち、レトルトを取り囲む雰囲気の循環が実現される。この循環は、レトルトのより均一及び従って改善された加熱を実現し、これによって、レトルトの内部に配置された、被熱処理加工品のより均一な加熱を実現するという目的を達成する。
【００２０】
この本発明に係る構成は、さらに、循環装置による、従来技術よりも著しく均一なレトルトの加熱が、同じく従来技術よりも低い熱応力をもたらすという利点を有している。レトルトの耐久年数ひいてはレトルト炉全体の耐久年数が延びることが有効である。
【００２１】
循環装置は、本発明の一特徴によれば、一方では循環ユニットと、他方では通気手段とを備えている。循環ユニットは、例えば、送風機または類似のものであってよい。通気手段は、例えば、デフレクタから成るアセンブリであり、循環ユニットによって循環された雰囲気を強制的に誘導するように機能する。ここで、通気手段は、空気を、レトルトの長手方向に対して横方向に循環させるように構成されていることが好ましい。レトルトの柱面に沿ってレトルトの周りを周回する横方向のこの循環によって、有利には、循環されたガス雰囲気が、加熱素子の長手方向に、加熱素子を通り過ぎて導かれることになる。その結果、一方の加熱素子と他方の炉雰囲気との間の熱交換が最適に行われる。
【００２２】
循環装置は、モジュール式の構成部材、すなわちアセンブリとして構成されている。循環装置は、炉ハウジング内の対応する第２の開口部内に嵌め込まれており、炉ハウジングを、炉ハウジングによって取り囲まれた雰囲気に対して断熱するために、対応する断熱材を備えている。断熱材は、例えばストッパの形に構成されており、炉ハウジング内に構成された開口部を、本発明に係る循環装置の特定の一構成に従って、熱的に閉じ、すなわち密閉している。この構成によって、本発明に係る循環装置の容易な取り付けまたは取り外しが可能になる。これは、修理の際に特に有利である。
【００２３】
本発明によれば、加熱装置と循環装置とを組み合わせることが提案される。この組み合わせは、全体的な作用へと機能的に融合することが有効である。つまり、レトルトの均一な、ひいては従来技術と比べてより良好な加熱、及びこれによって、レトルト内に配置された被熱処理加工品のより良好な加熱へと融合する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るレトルト炉を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明について、以下の例において、本発明の一実施形態を参照して、より詳細に説明する。
【００２６】
図１には、本発明に係るレトルト炉ＩＩ．１が概略的に縦断面図に示されている。レトルト炉ＩＩ．１は、図示される実施形態では、水平に位置付けられたレトルトＩＩ．３を備えており、すなわち、水平レトルト炉ＩＩ．１である。
【００２７】
レトルト炉ＩＩ．１は、炉ハウジングＩＩ．２を備え、炉ハウジングＩＩ．２には、少なくとも個々に交換可能な加熱素子（ＩＩ．６）のための閉鎖可能な第１の開口部（ＩＩ．２．１）が設けられている。炉ハウジングＩＩ．２は、第１の容積空間ＩＩ．４を包囲している。第１の容積空間ＩＩ．４の内部には、数ある中でも特に、レトルトＩＩ．３、及び複数の加熱素子（ＩＩ．６）を含む加熱装置ＩＩ．５が配置されている。従って、炉ハウジングＩＩ．２は、レトルトＩＩ．３及び加熱装置ＩＩ．５を収容している。レトルト炉ＩＩ．１は、さらに、レトルトＩＩ．３の内部に、第１の循環装置ＩＩ．１８．１を備えている。
【００２８】
特に、図２の概略的な図から分かるように、炉ハウジングＩＩ．２は、断熱材ＩＩ．１５が内側に設けられた外壁ＩＩ．１６を有している。
【００２９】
レトルトＩＩ．３は、円筒形状の中空体として構成されている。この中空体は、一端において、底部ＩＩ．９によって気密シールされている。図１を平面的に参照すると、レトルトＩＩ．３は、底部ＩＩ．９に対向して、装入口ＩＩ．１０を備えている。装入口ＩＩ．１０は、蓋ＩＩ．１０．１によって気密シール可能である。装入口ＩＩ．１０を介して、レトルトＩＩ．３によって包囲された第２の容積空間ＩＩ．１７に到達可能である。第２の容積空間ＩＩ．１７は、レトルト炉ＩＩ．１の本来の作業室、すなわち処理室を示すものである。装入口ＩＩ．１０を介して、被熱処理加工品（例えばまとめて装入物ＩＩ．１４と示される）が、レトルトＩＩ．３内に供給される。レトルトＩＩ．３からの取り出しも、同じく装入口ＩＩ．１０を介して行われる。
【００３０】
炉ハウジングＩＩ．２によって収容された加熱装置ＩＩ．５は、炉ハウジングＩＩ．２によって包囲された第１の容積空間ＩＩ．４を加熱するように機能する。第１の容積空間ＩＩ．４は、一般に、炉室と呼ばれる。この炉室を加熱することにより、レトルトＩＩ．３が、熱伝達によって加熱され、これによって、レトルトＩＩ．３の内部に配置された装入物ＩＩ．１４が加熱される。
【００３１】
加熱装置ＩＩ．５は、上述の多数の加熱素子ＩＩ．６を備えている。各加熱素子ＩＩ．６は、図２によれば、棒状に構成されている。ここで、加熱素子ＩＩ．６は、図１及び図２から分かるように、その長手方向が垂直方向ＩＩ．８に方向付けられている。レトルトＩＩ．３は、図１から分かるように、その長手方向が水平方向ＩＩ．７に方向付けられている。
【００３２】
さらに図１から分かるように、加熱素子ＩＩ．６は、その長手方向が、レトルトＩＩ．３の長手方向に直交するように整合されている。これに関しても、図２から明確に認識可能である。
【００３３】
図２を平面的に参照すると、各加熱素子ＩＩ．６は、上部区域ＩＩ．１２及び下部区域ＩＩ．１３を有している。これらの両区域は、中間領域ＩＩ．１１を介して互いに連結されている。この中間領域ＩＩ．１１は、好ましくは、加熱されないように構成されており、そのため、この領域にあるレトルトＩＩ．３の過熱が防止される。
【００３４】
図１と図２とを共に参照すると明らかなように、本発明に係るレトルト炉１は、全部で６つの加熱素子を備えている。ここで、レトルトの各側面には、それぞれ３つの加熱素子が設けられており、これらは、レトルトの長手方向ＩＩ．７において、均一に分布されている。
【００３５】
本発明に係るレトルト炉ＩＩ．１は、本発明によれば、レトルトＩＩ．３の外部に、第２の循環装置ＩＩ．１８．２を備えている。第２の循環装置ＩＩ．１８．２は、例えば送風機または類似の形状をした循環ユニットＩＩ．１９と、通気手段ＩＩ．２０とを有している。ここで、循環ユニットＩＩ．１９によって、第１の容積空間ＩＩ．４に存在するガス雰囲気が循環される。通気手段ＩＩ．２０は、第２の循環装置ＩＩ．１８．２による、レトルトＩＩ．３の長手方向に対して横方向に方向付けられた流れを、例えば図２に記載された矢印ＩＩ．２２が示すような流れにする機能を有している。横に方向付ける循環の結果として、循環ユニットＩＩ．１９によって循環された炉雰囲気は、加熱素子ＩＩ．６の長手方向に、加熱素子ＩＩ．６を通り過ぎて流れる。結果的に、図２を平面的に参照した場合の、レトルトＩＩ．３の回りを周回する流れが生じる。
【００３６】
第２の循環装置ＩＩ．１８．２は、炉ハウジングＩＩ．２の第２の開口部ＩＩ．２３内に嵌め込まれている。この開口部ＩＩ．２３を熱的に密閉するために、第２の循環装置ＩＩ．１８．２は、断熱材ＩＩ．１５と同一の材料から構成されたストッパＩＩ．２１を備えている。この構成によって、第２の循環装置ＩＩ．１８．２全体は、モジュール式かつ小型のアセンブリとして構成され、炉ハウジングＩＩ．２の第２の開口部ＩＩ．２３内に嵌め込むことによって、取り付け可能または取り外し可能である。
【００３７】
加熱素子ＩＩ．６及び第２の循環装置ＩＩ．１８．２は共に、個々にも組合せにおいても、従来技術のものと比べてずっと均一な加熱、ひいてはレトルトＩＩ．３の、最終的には熱処理のためにレトルトＩＩ．３内に配置された装入物ＩＩ．１４の、より良好な加熱を提供する。これは、一方ではレトルトＩＩ．３の耐用年数の延びに影響し、他方では装入物ＩＩ．１４の熱処理に関して改善された処理結果に影響する。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明またはその変形形態によって製造されるレトルト炉ＩＩ．１は、製造業者の利益に加えて、金属加工品の産業的熱処理の領域においてオペレータによるレトルト炉の実際的な価値の増加及び使用可能性の増加を得ることができる。個々の実現された変形形態でさえも、所期の熱処理効率の増加が達成されることになる。本発明は、関連産業でのレトルト炉のより効率的な稼働を可能にする。
【符号の説明】
【００３９】
ＩＩ．１  レトルト炉
ＩＩ．２  炉ハウジング
ＩＩ．２．１  第１の開口部
ＩＩ．３  レトルト
ＩＩ．４  第１の容積空間
ＩＩ．５  加熱装置
ＩＩ．６  加熱素子
ＩＩ．７  水平方向
ＩＩ．８  垂直方向
ＩＩ．９  底部
ＩＩ．１０  装入口
ＩＩ．１０．１  蓋
ＩＩ．１１  中間領域
ＩＩ．１２  上部区域
ＩＩ．１３  下部区域
ＩＩ．１４  装入物
ＩＩ．１５  断熱材
ＩＩ．１６  壁
ＩＩ．１７  第２の容積空間
ＩＩ．１８．１  第１の循環装置
ＩＩ．１８．２  第２の循環装置
ＩＩ．１９  循環ユニット
ＩＩ．２０  通気手段
ＩＩ．２１  ストッパ
ＩＩ．２２  矢印
ＩＩ．２３  第２の開口部
【図１】
0005411230.tif 000002
【図２】
0005411230.tif 000003