(57)【要約】【課題】排気装置とそれを用いた熱処理炉に関し、排気流量の微調整が行え、かつ、排気流量の調整範囲の変更に容易に対応できる。【解決手段】シャッター板で排気管内の排気口面積２８を調整可能とした排気装置であって、排気管内に少なくとも2枚のシャッター板２４，２５を重ね合わせて配置し、シャッター板２４，２５に開口部２６，２７を設け、可動シャッター板２５の進入退出移動で開口部２４，２５の開放面積を調整して排気口面積２８を調整するものである。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管内の排気口面積がシャッター板で調整可能とされている排気装置であって、少なくとも２枚の第１、第２シャッター板が排気管内に重ね合わせて配置され、少なくとも第1シャッター板に開口部が設けられ、当該開口部の開放面積が第２シャッター板の進入退出移動で調整されて上記排気口面積の調整が行われる、ことを特徴とする排気装置。
【請求項２】
両シャッター板に開口部が形成され、両開口部の開放面積が当該両シャッター板の相対的な進入退出移動により調整可能とされている、ことを特徴とする請求項１に記載の排気装置。
【請求項３】
第1シャッター板にのみ開口部が形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の排気装置。
【請求項４】
第1シャッター板の開口部の形状が、第２シャッター板の進入退出移動方向に向けて開放面積を直線的に増減させる形状とされている、ことを特徴とする請求項３に記載の排気装置。
【請求項５】
第1シャッター板が排気管に固定されている、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の排気装置。
【請求項６】
燃料ガスの燃焼熱により、炉室内を所定の温度に昇温させて、炉室内に収容された被熱処理物の燃焼を行う熱処理炉であって、
内部に炉室が形成された炉本体と、
炉本体の排気口に接続された排気装置と、
を備え、
上記排気装置に、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の排気装置を用いたことを特徴する熱処理炉。
【請求項７】
上記排気口が炉本体の天井部を貫通して設けられ、燃焼排ガスが排気口に接続された排気装置から熱交換器に導かれる構成を備えたことを特徴する請求項６に記載の熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱処理炉内の燃焼排ガスを排気するための排気装置と、この排気装置を備えた熱処理炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱処理炉は、一般に、炉室内で燃料ガスを燃焼させ、発生する燃焼熱により炉室内を所定の温度に加熱することにより、炉室に収容された被熱処理物の熱処理を行うように構成されている。被熱処理物の熱処理に用いた燃料ガスは、燃焼排ガスとして、熱処理炉に接続した排気装置を介して外部に排気される。排気装置では、熱処理炉に接続した排気管の途中に熱交換器を配備し、排気管を通過する高温の燃焼排ガスを熱交換器で空気と熱交換させることにより、燃料ガスを燃焼させるための燃焼用空気を加熱して炉室を効率よく加熱できるようにして省エネルギー化を図れるようにしている。
【０００３】
このような熱交換器の入口側と熱処理炉の炉室出口との間に接続される排気管には燃焼開度を調整することにより燃焼排ガスの吸引量を調整するためのシャッター板が配設されており、熱交換器の出口側の排気管には熱交換した後の燃焼排ガスを吸引するためのファンが配設されている。
【０００４】
熱交換器の入口側と熱処理炉の炉室出口との間の排気管に接続するシャッター板は、熱交換器で燃焼用の空気と熱交換するための燃焼排ガスの排気流量を所定流量に調整することで熱交換後の燃焼用空気の温度を一定にすることを可能とする。燃焼用空気の温度を一定にすることは、炉室内における燃焼状態を安定させて炉室内雰囲気の酸素分圧を一定に保てるようにすることを可能とし、また、高温で一定温度の燃焼用空気を得ることで燃料ガスを燃焼させる際に空気比を過剰にすることを防止し、効率のよい燃焼を可能にすることができる。このように排気装置において、シャッター板はきわめて重要な機能を果たすものであり、シャッター板を備えた排気装置は各種提案されてきている。
【０００５】
以下において、上記したシャッター板により熱交換器への燃焼排ガスの排気流量を調整可能とした排気装置の従来例を図１８ないし図２１を参照して説明する（特許文献１参照。）。図１８は排気装置の全体の斜視図、図１９（ａ）はシャッター板の平面図、図１９（ｂ）は同シャッター板の側面断面図、図２０は図１８のＸ―Ｘ線断面図、図２１は図１８の平面図を示す。これらの図において、１００は従来の排気装置の全体を示し、１０１は排気管、１０２はケーシングである。排気管１０１は断面円形とされ、図で下方側から上方側へ燃焼排ガスが通過するようになっている。排気管１０１の途中部にシャッター板収納用のケーシング１０２が設けられている。ケーシング１０２は、排気管１０１に対して該排気管１０１の直径より大きい矩形のフランジ状をなし、シャッター板１０４の挿入が可能な出入口１０３を備える。シャッター板１０４は、ケーシング１０２の出入口１０３に挿入され排気管１０１内に対して進入退出可能に収納されている。シャッター板１０４は、排気管１０１の直径より大きな矩形の薄板にて形成されている。
【０００６】
以上の構成を備えた従来の排気装置１００においては、ケーシング１０２に収納したシャッター板１０４を排気管１０１に対して図中矢印で示すように進入退出させることにより、排気管１０１の排気口面積１０５を変化させて燃焼排ガスの熱交換器への排気流量を調整することができるようになっている。
【特許文献１】特開平１１−１４２０６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の排気装置１００では、排気流量を決定する排気口面積１０５が平面から見てシャッター板１０４から露出している排気管１０１の開口面積となっている。そのため、排気管１０１に対するシャッター板１０４の進入ないしは退出の距離の変化に比較して、排気口面積１０５が変化する割合が極めて大きく、排気流量を微調整する場合にはきわめて不都合であった。
【０００８】
また、上記の排気装置１００では、排気管１０１の開口部寸法が排気流量の調整範囲を超える場合、その排気流量の調整範囲に対応した排気管１０１を再作製する必要があるうえ、排気管１０１の交換作業も必要となり、排気流量の調整範囲の変更に容易に対応できなかった。
【０００９】
本発明は、排気流量の微調整が行え、かつ、排気流量の調整範囲の変更に容易に対応できる排気装置とそれを用いた熱処理炉を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による排気装置は、シャッター板で排気管内の排気口面積を調整可能とした排気装置であって、排気管内に少なくとも２枚の第１、第２シャッター板を重ね合わせて配置し、少なくとも第１シャッター板に開口部を設け、第２シャッター板の進入退出移動で当該開口部の開放面積を調整して上記排気口面積を調整することを特徴とするものである。この場合、第１シャッター板だけに開口部を設けた場合、両シャッター板に開口部を設けた場合を含む。
【００１１】
本発明の排気装置によると、排気口面積を排気管の開口部の開放面積ではなく排気管の開口部よりも十分に小さくできる第１シャッター板の開口部の開放面積で決まるから、排気管に対する第２シャッター板の進入ないしは退出の距離の変化に対して排気口面積が変化する割合を十分に小さくすることができ、これにより排気流量を容易に微調整することができるようになる。さらに、本発明の排気装置によると、排気流量の調整範囲をシャッター板の開口部による最大の開放面積を超える範囲に変更する場合、シャッター板をその調整範囲に対応した開口部を備えるシャッター板に変更するだけで対処でき、結果として、従来のごとく、排気流量の調整範囲に対応した排気管を再作製する必要がなくなり、このことから排気管の交換作業も不要となって排気流量の調整範囲の変更を容易に行うことができるようになる。
【００１２】
本発明の排気装置においては、両シャッター板に開口部を形成し、当該両シャッター板の相対的な進入退出移動により両開口部の開放面積を調整可能とした場合、最大の開放面積を両シャッター板の両開口部の合計面積にまでに調整できるようになるから、排気流量の調整範囲を拡大できるようになって好ましい。
【００１３】
本発明の排気装置においては、第1シャッター板の開口部の形状を第２シャッター板の進入退出移動方向に向けて開放面積が直線的に増減する形状としてもよい。開放面積が直線的に増減すると、開放面積の調整が極めて容易となる。
【００１４】
本発明による熱処理炉は、燃料ガスの燃焼熱により、炉室内を所定の温度に昇温させて、炉室内に収容された被熱処理物の燃焼を行う熱処理炉であって、内部に炉室が形成された炉本体と、炉本体の排気口に接続された排気装置とを備え、上記排気装置に、本発明の排気装置を用いたことを特徴するものである。この熱処理炉によると、上記両シャッター板により排気流量の微調整が行える。また、排気流量の調整範囲を変更する場合には、それに対応した開口部を備えたシャッター板を準備させるだけで対応できるものとなり、排気管そのものを調整範囲の変更の都度、再製作する必要がなく、調整範囲の変更に容易に対応できる。
【００１５】
本発明の熱処理炉においては、上記排気口が炉本体の天井部を貫通して設けられ、燃焼排ガスが排気口に接続された排気装置から熱交換器に導かれる構成を備えたものとすることができる。こうした場合、排気装置の排気管を流れる燃焼排ガスの排気流量を両シャッター板で微妙に調整して熱交換器に当該燃焼排ガスを導けるようになるから、種々の熱処理条件に広く対応することが可能になる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、排気流量の微調整が容易に行うことが可能となり、かつ、排気流量の調整範囲の変更に容易に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施例１という）を、図１ないし図７を参照して、詳細に説明する。
【００１８】
図１は熱処理炉の斜視図、図２は熱処理炉の断面図、図３は排気装置の斜視図、図４（ａ）（ｂ）は固定シャッター板である第１シャッター板の平面図，断面図、図５（ａ）（ｂ）は可動シャッター板である第２シャッター板の平面図，断面図、図６は図３のVI-VI断面図、図７は排気装置の平面図である。
【００１９】
図１および図２を参照して、１０は熱処理炉、２０は排気装置を示す。熱処理炉１０は、被熱処理物１３を収納する炉室１２を有した、耐火材や断熱材からなる炉本体１１と、炉本体１１に接続され被熱処理物１３を熱処理する燃料ガスを炉室１２内に供給する燃料ガス供給管１４と、燃料ガスを燃焼するヒータ１５とを備える。ヒータ１５はガスバーナやその他の燃焼手段で構成することができる。被熱処理物１３は匣（さや）に複数搭載して熱処理を行うバッチ式としてもよい。被熱処理物としては、セラミック電子部品の製造に用いるセラミック成形体等がある。熱処理炉本体１１には、排気装置２０が接続される排気口１６が設けられている。燃焼排ガスの排気は、排気装置２０に接続された吸引ブロワ（図示略）による強制排気であってもよく、あるいは自然排気によってもよい。
【００２０】
排気装置２０は、炉本体１１の天井部に貫通して設けられた排気口１６に接続されて熱処理炉１０から排気される燃焼排ガスを排気するものであり、上記排気口１６に接続された排気管２１と、排気管２１に形成されたケーシング２２と、排気管２１内に設けられた排気流量調整用の第１、第２シャッター板２４，２５とから構成されている。
【００２１】
なお、図１ではその図示が省略されているが、排気管２１の途中に熱交換器が配備されており、熱処理炉１０から排気管２１に排気されてきた高温の燃焼排ガスはこの熱交換器で空気と熱交換されて排気されるようになっている。燃焼排ガスと熱交換されて加熱された空気は熱処理炉１０の炉室１２内のヒータ１５で燃料ガスを高効率で燃焼させるための燃焼用空気として当該炉室１２内に供給され、これによって効率的な熱回収による省エネルギー化が図れるようになっている。
【００２２】
図３ないし図７を参照して排気装置２０を詳細に説明する。
【００２３】
排気装置２０の排気管２１の途中部位には、外周が矩形フランジ状をなすケーシング２２が形成されている。ケーシング２２は、その内部に両シャッター板２４，２５の収納空間と、両シャッター板２４，２５の出入口２３を有している。この出入口２３の正面形状は、両シャッター板２４，２５を上下に重ね合わせた正面形状にほぼ一致しており、排気管２１内を流れる燃焼排ガスがケーシング２２の出入口２３から外部に漏出しないようになっている。
【００２４】
両シャッター板２４，２５は、各々排気管２１の直径より大きな矩形の薄板にて形成されている。シャッター板２４，２５の材質は、例えば、鉄，ＳＵＳ，インコネル材等の金属や、アルミナ，ＳｉＣ等のセラミックスを用いる。第１シャッター板２４は、固定シャッター板として、第２シャッター板２５に対して燃焼排ガスの流れ方向上流側、図上で下側に位置してケーシング２２に固定状態で収納されている。第１シャッター板２４は、排気管２１の円形排気通路の通路面積より小さい円形の開口部２６を有している。第１シャッター板２４に対して第２シャッター板２５は、可動シャッター板として、燃焼排ガスの流れ方向下流側、図上で上側に位置してケーシング２２に対して進入退出可能に収納されている。第２シャッター板２５は、排気管２１の円形排気通路の通路面積より小さい矩形の開口部２７を有している。これら第１シャッター板２４の開口部２６および第２シャッター板２５の開口部２７の面積と排気管２１の排気通路の面積との比率は、排ガス調整実験等により適宜に決定される。また、開口部２６，２７の形状も任意の形状に決定される。
【００２５】
可動シャッター板である第２シャッター板２５にて固定シャッター板である第１シャッター板２４の開口部２６を完全に閉じているときは、排気管２１内を燃焼排ガスは通過不能である。そして、第２シャッター板２５をケーシング２２内に向けて移動させ、両シャッター板２４，２５の開口部２６，２７どうしの重なり部分が排気口面積２８となり、その排気口面積２８を調整して燃焼排ガスの通過流量を増減できる。したがって、第２シャッター板２５の移動の微調整でもって燃焼排ガスの通過流量の微調整ができる。
【００２６】
このように構成された排気装置２０とそれを用いた熱処理炉１０によると、開口部２６，２７の重なり部分である排気口面積２８を、第２シャッター板２５の進入退出移動にて調整することができ、排気流量の微調整が行える。
【００２７】
また、排気流量の調整範囲を変更する場合には、それに対応した開口部２６，２７を備えたシャッター板２４，２５を準備させるだけで対応できるものとなり、排気管２１そのものを調整範囲の変更の都度、再製作する必要がなく、調整範囲の変更に容易に対応できる。
【００２８】
本発明の他の実施例２を図８ないし図１２を参照して説明する。
【００２９】
図８は排気装置の斜視図、図９（ａ）（ｂ）は固定シャッター板である第１シャッター板３１の平面図，断面図、図１０（ａ）（ｂ）は可動シャッター板である第２シャッター板３２の平面図，断面図、図１１は図８のXI-XI断面図、図１２は排気装置の平面図である。
【００３０】
本実施例２は、排気装置３０の両シャッター板３１，３２の開口部３３，３４が共に円形であることを特徴とする。下部のシャッター板３１を固定し、上部のシャッター板３２を進入退出させることにより、両シャッター板３１，３２の開口部３３，３４どうしの重なり部分が排気口面積３５となる。開口部３３，３４が共に円形であるので、可動シャッター板である第２シャッター板３２の移動量に対する排気口面積３５の変化量を、より一層微調整でき、さらに微妙な排気口面積３５の調整作業が可能となる。なお、排気管２１のケーシング２２に収納するシャッター板３１，３２の枚数が３枚以上であってもよい。例えば、３枚のシャッター板にそれぞれ排気用の開口部を形成し、各開口部の重なり部分を排気口面積としてもよい。
【００３１】
本発明の他の実施例３を図１３ないし図１７を参照して説明する。
【００３２】
図１３は排気装置の斜視図、図１４（ａ）（ｂ）は固定シャッター板である第１シャッター板４１の平面図，断面図、図１５（ａ）（ｂ）は可動シャッター板である第２シャッター板４２の平面図，断面図、図１６は図１３のXVI-XVI断面図、図１７は排気装置の平面図である。
【００３３】
本実施例３は、下部のシャッター板４１は矩形の開口部４３を有し、ケーシング２２内に固定され、上部のシャッター板４２は開口部を有しない板状で、ケーシング２２内に進入退出可能であることを特徴とする。第２シャッター板４２を進入退出させることにより、第１シャッター板４１の開口部４３と第２シャッター板４２との間の隙間が排気口面積４４となる。開口部４３が矩形であり、第２シャッター板４２の進入退出の変化に対して、排気口面積４４を直線的に変化させることができ、調整が正確に行える。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、セラミック電子部品となるセラミック成形体等の熱処理用として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例１における熱処理炉の斜視図
【図２】本発明の実施例１における熱処理炉の断面図
【図３】本発明の実施例１における排気装置の斜視図
【図４】（ａ）（ｂ）は本発明の実施例１における固定シャッター板の平面図，断面図
【図５】（ａ）（ｂ）は本発明の実施例１における可動シャッター板の平面図，断面図
【図６】図３のVI-VI断面図
【図７】本発明の実施例１における排気装置の平面図
【図８】本発明の実施例２における排気装置の斜視図
【図９】（ａ）（ｂ）は本発明の実施例２における固定シャッター板の平面図，断面図
【図１０】（ａ）（ｂ）は本発明の実施例２における可動シャッター板の平面図，断面図
【図１１】図８のXI-XI断面図
【図１２】本発明の実施例２における排気装置の平面図
【図１３】本発明の実施例３における排気装置の斜視図
【図１４】（ａ）（ｂ）は本発明の実施例３における固定シャッター板の平面図，断面図
【図１５】（ａ）（ｂ）は本発明の実施例３における可動シャッター板の平面図，断面図
【図１６】図１３のXVI-XVI断面図
【図１７】本発明の実施例３における排気装置の平面図
【図１８】従来例における排気装置の斜視図
【図１９】（ａ）（ｂ）は従来例におけるシャッター板の平面図，断面図
【図２０】図１８のXX-XX断面図
【図２１】従来例における排気装置の平面図
【符号の説明】
【００３６】
１０  熱処理炉
２０，３０，４０  排気装置
２１  排気管
２４，２５，３１，３２，４１，４２  シャッター板
２６，２７，３３，３４，４３  開口部
２８，３５，４４  排気口面積
【図１】
2005226979.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005226979.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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