(57)【要約】【課題】炉床から駆動手段への輻射熱を少量のエアを供給するだけで所望の温度まで抑制することができるとともに、炉床からの放熱を抑制することができる熱処理炉を提供する。【解決手段】ワークを収容する熱処理炉本体３と、被熱処理物を加熱する加熱手段５と、熱処理炉本体３の下部に設けられた炉床７と、炉床７を駆動させる駆動手段９とからなり、炉床７と駆動手段９との間に、炉床７と略平行な方向に複数の反射板１１を設けるとともに、複数の反射板１１の間に冷却エアを供給するエア供給手段１３を設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被熱処理物を収容する熱処理ゾーンを有する熱処理炉本体と、被熱処理物を加熱する加熱手段と、前記熱処理炉本体の下部に設けられた炉床と、前記炉床を駆動させる駆動手段とからなる熱処理炉であって、
前記炉床と前記駆動手段との間に、前記炉床と略平行な方向に複数の反射板を設けるとともに、前記複数の反射板の間に冷却エアを供給するエア供給手段を設けることを特徴とする熱処理炉。
【請求項２】
前記エア供給手段からの冷却エアは、複数の反射板のうち前記駆動手段に最も近い位置に設けられた反射板と、前記駆動手段に２番目に近い位置に設けられた反射板との間に冷却エアを供給されることを特徴とする請求項１に記載の熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱処理炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、セラミック材料等の焼成に用いられる熱処理炉の典型的なものとして、図２に示すようなものがある。この熱処理炉２０は、熱処理炉本体２１を備え、この熱処理炉本体２１は、被熱処理物（以下、ワークとする）を収容する熱処理ゾーン２２と、ヒータ（加熱手段）２３と、炉床２４とを有している。また、この熱処理炉本体２１はその下部に、開口部２１ａを有し、炉床２４がこの開口部２１ａに出入りするようになっている。また、熱処理炉本体２１の内側には、断熱材２８が設けられている。炉床２４は、断熱材からなり、ワークを収納した匣２９を載置し、熱処理炉本体２１の下部の開口部２１ａに上昇、位置した状態にあると熱処理ゾーン２２をシールする。ヒータ２３は、熱処理ゾーン２２内に設けられ、ワークを加熱する。
【０００３】
また、熱処理炉２０は、駆動手段２５と、フレーム２７とを有している。この駆動手段２５は、炉床２４を回転、昇降移動させるものであり、フレーム２７内に収容され、熱処理炉本体２１の下部に設けられている。なお、駆動手段２５としては、回転駆動と昇降駆動とを別々の機構で行うものもある（特許文献１参照）。
【０００４】
上記のような熱処理炉２０においては、駆動手段２５によって炉床２４を回転させながら、ヒータ２３によりワークが加熱される。このとき、いかに断熱材からなる炉床２４であっても、炉床２４を介して熱処理ゾーン２２からの輻射熱が炉床２４の下方空間に伝わる。また、熱処理炉本体２１と炉床２４との隙間を介しても熱処理ゾーン２２からの輻射熱が炉床２４の下方空間に伝わる。この熱処理ゾーン２２からの高温の輻射熱により炉床２４の下方に設けられた駆動手段２５が高温に曝されることで様々な悪影響が生じるため、熱処理ゾーン２２からの高温の輻射熱が駆動手段２５に伝わらないようにする必要がある。
【０００５】
輻射熱は熱源からの距離を離せば弱まるが、空間的な制約があるため、駆動手段２５から炉床２４まででとれる距離にも限界がある。そこで、エア供給手段（図示しない）により冷却用のエアを供給して、駆動手段２５へ伝わる熱処理ゾーン２２からの輻射熱を抑制していた。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−８８６８２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の熱処理炉２０には以下のような問題点があった。
１．炉床２４からの輻射熱を抑制するために、直接炉床２４の下面に冷却エアを供給すると、効率的に輻射熱を抑制できるものの、熱処理ゾーン２２に面している炉床２４の上面と冷却された炉床２４の下面との差が大きくなり、炉床２４内の温度勾配が急になる。そのため、炉床２４からの放熱量が大きくなり、熱処理ゾーン内を所望の温度に維持するためにヒータ２３に供給する電力を増加させなければならず、コストがかかる。
２．炉床２４の下方に冷却エアの対流を生じさせ、これにより炉床２４からの輻射熱を冷却する場合は、炉床２４からの放熱量を抑制することができるものの、炉床下面２４の表面温度と、駆動手段２５に伝わる許容温度との差が大きいときは、その温度差に見合う輻射熱量を冷却エアの対流のみによって放散させなければならないため、大量の冷却エアが必要となる。
【０００８】
本発明の目的は、炉床下面の表面温度が高くても、より少量のエアで駆動手段への輻射熱を所望の温度まで抑制することができるとともに、炉床からの放熱量を低く抑えることができる熱処理炉を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願第１の発明の熱処理炉は、被熱処理物を収容する熱処理ゾーンを有する熱処理炉本体と、被熱処理物を加熱する加熱手段と、前記熱処理炉本体の下部に設けられた炉床と、前記炉床を駆動させる駆動手段とからなる熱処理炉であって、前記炉床と前記駆動手段との間に、前記炉床と略平行な方向に複数の反射板を設けるとともに、前記複数の反射板の間に冷却エアを供給するエア供給手段を設けることを特徴とする。
【００１０】
このような構成にすると、反射板によって炉床から駆動手段方向への輻射熱を遮ることができるとともに、反射板の熱反射により炉床下面の温度低下を抑制し、炉床からの放熱量を低く抑えることができる。
【００１１】
また、冷却エアを複数の反射板の間に供給することによって、反射板を直接冷却できるとともに、冷却エア層の流れを確保し、冷却エアの散逸を防止することができる。これにより、冷却エア層の熱伝導率が大きくなり、反射板からの輻射熱を効率的に放散させることができるので、反射板の冷却に必要な冷却エア量を少なくすることができる。
【００１２】
また、供給する冷却エア量を調節することによって、冷却エアの下側の反射板の表面温度を所望の温度に保つことができる。
【００１３】
また、冷却エアの供給路を複数の反射板の間の空間に限定することによって、冷却エアによる駆動手段の摺動面への粉塵の飛散を抑えることができる。
【００１４】
また、本願第２の発明の熱処理炉においては、前記エア供給手段からの冷却エアは、複数の反射板のうち前記駆動手段に最も近い位置に設けられた反射板と、前記駆動手段に２番目に近い位置に設けられた反射板との間に供給されることが好ましい。
【００１５】
このような構成にすることによって、より少ない冷却エアで所望の温度まで輻射熱を抑制できる。また、駆動手段に近い箇所すなわち炉床から遠い箇所で冷却エアの供給が行われるため、炉床が冷却エアの影響を受けにくく、炉床からの炉床下方への放熱をより抑えることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について説明する。
本発明で用いる熱処理炉本体は、その内部に熱処理ゾーンを有し、その下部に開口部を有するようなものであれば、材質、形状などは特に限定しない。また、熱処理ゾーンの内部には断熱材が配置されており、この断熱材は特に限定はしないが、具体的には、耐熱煉瓦、セラミックファイバーボード等が挙げられる。
【００１７】
また、上記加熱手段は、所望の温度で熱処理が行えるものであれば特に限定するものではないが、加熱温度に応じ適当なヒータを用いることが好ましい。例えば、比較的高温で熱処理を行うのであれば、ＳｉＣ等を材質とするヒータを用い、比較的低温で熱処理を行うのであれば、鉄−クロム合金やニッケル−クロム合金等を材質とするヒータを用いる。
【００１８】
また、上記炉床は、熱処理ゾーンのシール性を高めるために上記熱処理炉本体との隙間をできるだけあけないように設けることが好ましい。
【００１９】
また、上記駆動手段は、炉床を回転、昇降させることができるものであれば、特に限定はしない。具体的にはモータを駆動源とし、リニアガイドでモータの回転駆動を所望の駆動方向に変換して炉床に伝達するものなどがある。
【００２０】
また、上記反射板は、炉床の下部に設けられ、炉床からの輻射熱を反射できるものであれば特に限定はしないが、炉床からの輻射熱を効率よく反射するために、反射板の形状および面積は炉床の下部とほぼ同じであることが好ましい。また、反射板の材質は、表面が滑らかで耐熱性のあるステンレス等の金属であることが好ましい。なお、反射板の枚数は、２枚以上であれば特に限定はしない。また、反射板と反射板との間の距離は、冷却エアを供給できる程度のものであればよいが、好ましくは、２０ｍｍ〜４０ｍｍである。
【００２１】
また、上記エア供給手段は、反射板と反射板との間に連続的に冷却エアを供給できるものであれば、構成、配置などは特に限定しない。
【００２２】
次に、本発明を実施例を用いてさらに具体的に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【００２３】
【実施例】
本発明の一実施例である熱処理炉について説明する。図１は本発明の熱処理炉の概略断面図を示す。
【００２４】
図１に示すように、本発明の熱処理炉１は、熱処理炉本体３と、ヒータ（加熱手段）５と、炉床７と、駆動手段９と、反射板１１と、エア供給手段１３と、フレーム１８から構成されている。
【００２５】
さらに詳しく説明すると、熱処理炉本体３は、軽量断熱材からなり、熱処理ゾーン４を有しているとともに、炉床７と、駆動手段９と、反射板１１と、エア供給手段１３とを有している。また、熱処理ゾーン４の周囲には断熱材１７が設けられている。また、熱処理ゾーン４の下部には、炉床７が出入りする開口部３ａが設けられている。
【００２６】
ヒータ５は、ＳｉＣからなる棒状ヒータであり、熱処理炉本体３の内側に熱処理ゾーン４を取り囲むように設けられている。
【００２７】
炉床７は、熱処理炉本体３と同じ軽量断熱材からなり、熱処理炉本体３の下部に設けられており、熱処理炉本体３の下部に設けられた開口部３ａの形状に合わせて直径の異なる円柱を２段積み重ねたような形状になっている。また、炉床７の上面には匣１５を載置する載置台７ａが設けられている。
【００２８】
駆動手段９は、炉床７の下方に設けられ、炉床７を回転、昇降させる駆動機構９ａと、炉床７を支持するとともに駆動機構９ａからの駆動力を伝達する支柱９ｂとからなる。また、支柱９ｂは、ＳＵＳ３０４からなり、一方の端部が駆動機構９ａに固定されているとともに、他方の端部が炉床７の底面に固定されている。また、支柱９ｂは、炉床７の回転の中心から同心円上に複数設けられている。なお、支柱９ｂの本数は、特に限定するものではない。
【００２９】
反射板１１は、ＳＵＳ３０４からなり、その直径は炉床７の底部の直径と同じである。また、反射板１１は、炉床７と駆動手段９との間に２枚設けられており、炉床７と平行になるように支柱９ｂに固定されている。また、反射板１１と反射板１１との距離は、２０ｍｍである。
【００３０】
エア供給手段１３は、冷却エアを噴出する供給機構１３ａと、冷却エアの供給方向を規定する供給ノズル１３ｂとからなり、熱処理炉本体３内に配置されている。供給口１３ｂは反射板１１と反射板１１との間に冷却エアを供給できるように設けられている。なお、本実施例の熱処理炉１では、炉床７の温度は１２０℃であり、駆動手段９の温度は５０℃以下に維持する必要がある。このとき、エア供給手段１３から供給される冷却エア量は、１時間あたり２４０ｍ３である。
【００３１】
フレーム１８は、材質が一般構造用圧延鋼材であり、内部に収納空間を有する直方体形状である。また、熱処理炉本体３の下方に位置している。また、フレーム１８の内部には、駆動手段９と、エア供給手段１３とが収容されている。さらに、フレーム１８上の箇所でエア供給手段１３から送り出される冷却エアの供給方向１９の延長上には、冷却エアの排出口１８ａが設けられている。
【００３２】
ここで、本発明の熱処理炉１における輻射熱の抑制について説明する。
熱処理炉１において、炉床７から駆動手段９へ向かって伝導する輻射熱は、第１段階の輻射熱の抑制として、２枚ある反射板１１のうち炉床７側に配置されている反射板１１によってその一部が炉床７方向へ反射される。
【００３３】
次に、第２段階の輻射熱の抑制として、輻射熱は、炉床７側の反射板１１と駆動手段９側の反射板１１との間を流れている冷却エア層によって冷却される。このとき、冷却エアを２枚の反射板１１の間を通過させることにより冷却エアがいたずらに拡散しないようにし、供給する冷却エア量を少なくしている。また、冷却エアが炉床７に直接あたらないようにすることにより炉床７が必要以上に冷却されることを防止している。
【００３４】
さらに、第３段階の輻射熱の抑制として、冷却エア層によって放熱されなかった輻射熱は、駆動手段９側の反射板１１によって炉床７方向へ反射される。
【００３５】
以上のように、３段階にわたって炉床７からの輻射熱の抑制を行うことにより、駆動手段９へ伝導される輻射熱を十分に抑制する。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の熱処理炉を用いれば、炉床の表面温度が高くても、より少量のエアで駆動手段への輻射熱を所望の温度まで抑制することができるとともに、炉床からの放熱量を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である熱処理炉の概略断面図。
【図２】従来の熱処理炉の概略断面図。
【符号の説明】
１              熱処理炉
３              熱処理炉本体
５              ヒータ（加熱手段）
７              炉床
９              駆動手段
１１              反射板
１３              エア供給手段
【図１】
2004325006.tif 000003
【図２】
2004325006.tif 000004