(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を熱処理するための熱処理炉であって、
前記物品が挿入又は挿通される本体部と、前記炉体の壁面に貫通形成された抜差し孔と、を有する炉体と、
前記抜差し孔に対して前記炉体の外部から抜差し可能に構成され、前記抜差し孔内に挿入されたときに前記本体部の内面に凹凸面を形成する凹凸板と、
を備え、
前記凹凸板を抜差しすることにより、前記本体部の内面の凹凸形状を任意に変更可能であることを特徴とする熱処理炉。
【請求項２】
請求項１に記載の熱処理炉であって、
前記物品は条体であり、
前記炉体の壁面には、前記抜差し孔が、前記本体部に挿通される条体の長手方向に複数配置されており、
前記凹凸板は任意の前記抜差し孔に抜差し可能とされていることを特徴とする熱処理炉。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の熱処理炉であって、
前記物品は条体であり、
前記本体部は、複数の前記条体を、その長手方向に垂直な方向に並べて挿通できるように構成されており、
前記抜差し孔は、前記条体が並べられる方向に前記凹凸板が抜差し可能であるように構成されていることを特徴とする熱処理炉。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載の熱処理炉であって、
前記抜差し孔は、前記凹凸板が前記本体部の両側から挿入可能なように対をなして配置されており、
互いに対応するそれぞれの前記抜差し孔から前記凹凸板を挿入したときに、当該凹凸板の先端同士が接触又は近接して突合せ部が形成されることを特徴とする熱処理炉。
【請求項５】
請求項１から３までの何れか一項に記載の熱処理炉であって、
前記抜差し孔は、前記凹凸板が前記本体部の片方側からのみ挿入可能な構成としたことを特徴とする熱処理炉。
【請求項６】
請求項１から５までの何れか一項に記載の熱処理炉であって、
前記凹凸板は前記本体部内に乱流を発生させることを特徴とする熱処理炉。
【請求項７】
請求項１から６までの何れか一項に記載の熱処理炉であって、
前記抜差し孔が複数形成され、その何れかの抜差し孔には平板が抜差し可能に挿通されていることを特徴とする熱処理炉。
【請求項８】
前記請求項１から７までの何れか一項に記載の熱処理炉内に物品を挿入又は挿通し、前記本体部に送風して乱流を発生させることを特徴とする物品の熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱処理炉及び物品の熱処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば銅線にエナメルを塗布し、加熱処理することで焼き付けてエナメル線とするための焼付け炉が知られている。この焼付け炉では加熱処理のため炉内に熱風を送風しているが、熱処理効率を高め、炉長を短くして炉を小型化するために、前記熱風を乱流とする手法が公知である（例えば下記の３件の公報に記載）。即ち、炉内の本体部を蛇行させたり、凹凸を形成することで乱流を発生させて熱伝達効率を上げる手法である。なお乱流とは、レイノルズ数４０００程度以上で規定される流体力学上の状態であり、粘性が小さいため、伝熱効率を上げるのに有効である。
【特許文献１】特開平５−８１９１号公報
【特許文献２】特開昭６０−２５６７８６号公報
【特許文献３】特開昭５９−０２０９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来は、単に炉内をそのような形状に加工することが行われていたため、熱効率を向上させるべく炉内の乱流発生状況を変えるためには、炉自体を交換して炉内の蛇行や凹凸の形状及び大きさを変更する必要があった。
【０００４】
また、本願発明者らの検討によれば、本体部の凹凸により熱風の断面積が狭くなり過ぎると圧力損失が大きくなり、熱風の風速に影響が生じ、却って熱処理効率が下がることが確認されている。このように、炉の熱処理効率は複数の要因によって複雑な影響を受けるものであるため、凹凸の形状は単純に決定できるものではない。そのため、凹凸形状の変更に多大なコスト及び工数が必要となる従来の炉の構成では、凹凸形状の検討を十分行うことができず、良好な熱効率を達成するのが困難であった。また、炉内の蛇行部分及び凹凸部分を部品化して交換しようとしても、炉内の構成であるために容易ではなかった。
【０００５】
本願発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、本体部の凹凸形状を任意に変更することのできる熱処理炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【０００７】
本発明の観点によれば、物品を熱処理するための熱処理炉の以下の構成が提供される。即ち、この熱処理炉は、炉体と、凹凸板と、を備える。前記炉体は、物品が挿入又は挿通される本体部と、前記炉体の壁面に貫通形成された抜差し孔と、を有する。前記凹凸板は、前記抜差し孔に対して前記炉体の外部から抜差し可能に構成され、前記抜差し孔内に挿入されたときに前記本体部の内面に凹凸面を形成する。そして、この熱処理炉は、前記凹凸板を抜差しすることにより、前記本体部の内面の凹凸形状を任意に変更可能である。
【０００８】
これにより、凹凸板を抜差し孔に抜差しすることによって、炉内部の凹凸形状を容易に変更することができる。従って、本体部の内面の凹凸形状を任意に形成することができるため、熱処理炉における乱流の発生や圧力損失の発生の様子を実機で実際に確認することができる。
【０００９】
前記の熱処理炉においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記物品は条体である。前記炉体の壁面には、前記抜差し孔が、前記本体部に挿通される条体の長手方向に複数配置されている。前記凹凸板は任意の前記抜差し孔に抜差し可能とされている。
【００１０】
即ち、条体の熱処理炉の場合、その本体部は条体の長手方向に長くなることが多いが、凹凸板を条体の長手方向に複数配置可能とすることにより、凹凸板が長大になることがなく取扱いが容易になる。また、条体の長手方向に複数配置される凹凸板のそれぞれを変更することにより、多種多様な凹凸形状を少ない部品点数で実現することができる。
【００１１】
前記の熱処理炉においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記物品は条体である。前記本体部は、複数の前記条体を、その長手方向に垂直な方向に並べて挿通できるように構成されている。前記抜差し孔は、前記条体が並べられる方向に前記凹凸板が抜差し可能であるように構成されている。
【００１２】
即ち、条体の熱処理炉の場合、当該条体の長手方向での本体部の長さは、条体が並べられる方向での長さよりも長くなることが多い。従って、凹凸板を前記条体が並べられる方向に抜差し可能とすることにより、凹凸板がコンパクトになり、取扱いが容易になる。
【００１３】
前記の熱処理炉においては、以下の構成とすることができる。即ち、前記抜差し孔は、前記凹凸板が前記本体部の両側から挿入可能なように対をなして配置されている。互いに対応するそれぞれの前記抜差し孔から前記凹凸板を挿入したときに、当該凹凸板の先端同士が接触又は近接して突合せ部が形成される。
【００１４】
これにより、それぞれの凹凸板をコンパクトに構成できるので、取扱いが容易になる。また、突合せ部を形成することにより前記凹凸面が途切れることが防止され、本体の内部の風に凹凸面を確実に作用させることができる。
【００１５】
前記の熱処理炉においては、前記抜差し孔は、前記凹凸板が前記本体部の片方側からのみ挿入可能な構成とすることもできる。
【００１６】
これにより、凹凸板及び抜差し孔の数を少なくすることができるので、凹凸板の交換作業が容易になる。
【００１７】
前記の熱処理炉においては、前記凹凸板は前記本体部内に乱流を発生させることが好ましい。
【００１８】
これにより、熱処理の効率が向上するとともに、炉を小型化してコストを削減することができる。
【００１９】
前記の熱処理炉においては、前記抜差し孔が複数形成され、その何れかの抜差し孔には平板が抜差し可能に挿通されていることが好ましい。
【００２０】
これにより、凹凸を形成する必要が無い箇所の抜差し孔には平板を挿入することで、圧力損失を最小限に抑えることができる。また、未使用の抜差し孔が凹凸形状の検討結果に与える影響を抑えることができる。
【００２１】
本発明の別の観点によれば、前記の熱処理炉内に物品を挿入又は挿通し、本体部に送風して乱流を発生させることを特徴とする物品の熱処理方法が提供される。
【００２２】
これにより、凹凸板の抜差しにより炉内部の凹凸形状を容易に変更して、熱処理炉における乱流の発生や圧力損失の発生の様子を実際に確認することができる。従って、当該熱処理炉における好適な凹凸形状を容易に決定することができ、熱処理効率等に優れた熱処理方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る熱処理炉の断面斜視図である。
【００２４】
この熱処理炉１は、炉内を通線方向Ａに搬送されるエナメル線６（条体、物品）に対して、炉内に熱風を送風方向Ｃに流すことにより熱処理を行うように構成されている。
【００２５】
図１に示すように、熱処理炉１は、エナメル線６に対し熱処理（ここでは加熱処理）を行うための炉体２を備えている。この炉体２には、エナメル線６が挿通される空間が形成された通線部（本体部）２ａが備えられている。また、炉体２の壁面には複数の抜差し孔３が形成されている。この抜差し孔３は、炉体２の外部と前記通線部２ａの内部空間とを連通するように構成されている。
【００２６】
更に熱処理炉１は、抜差し孔３に対して外部から抜差し可能とされ、前記抜差し孔３内に挿入されたときに前記通線部２ａ内面に凹凸面を形成する一対の凹凸板４を備える。それぞれの凹凸板４は凹部４ａと凸部４ｂを備え、これにより前記凹凸面が構成されている。
【００２７】
凹凸板４は、前記抜差し孔３に差し込まれたときに、通線部２ａにおける炉体２の内面にほぼ沿うように配置される。また、一対の凹凸板４は互いに略平行に配置されるとともに、通線部２ａにおける前記エナメル線６の走行経路を挟んで対向するよう配置されている。なお、この凹凸板４の形状は任意に変更することができる。
【００２８】
一方、通線部２ａ内面に凹凸面を形成する必要がない部分の抜差し孔３には、平坦な面が形成された平板９が配置されている。この平板９についても、抜差し孔３に抜差し可能に構成されている。
【００２９】
なお、本実施形態の熱処理炉１においては、凸部及び凹部の形状（幅や高さ）等を種々異ならせた複数の凹凸板４が予め用意されている。従って、それぞれの抜差し孔３の凹凸板４を異なる形状のもの（又は平板９）に交換することで、通線部２ａの様々な内面形状を実現することができる。
【００３０】
熱処理炉１の炉体２の下方には、エナメル塗布部５が配置されている。このエナメル塗布部５は、搬送されるエナメル線６の表面にエナメルを塗布できるように構成されている。
【００３１】
図２に示すように、前記凹凸板４は、抜差し孔３に差し込んだ状態で、炉体２に対してネジ１１により固定することができる。通線部２ａの内面は略平角状に形成されているが、前記抜差し孔３に対応する位置には細長い凹み部７が形成されている。この凹み部７には凹凸板４を嵌合させることができ、凹み部７に差し込まれた凹凸板４は、当該凹み部７の長手方向に沿ってスライド可能に構成されている。なお、前記凹み部７に平板９を嵌合させることもでき、この場合は当該凹み部７が平板９によって埋められるので、平坦な内面形状が実現される。
【００３２】
このような構成により、凹凸板４及び平板９を、炉体２の外部に開口した抜差し孔３に対して任意に抜差し変更することで、炉内の蛇行及び凹凸形状を任意にかつ容易に変更することができる。従って、熱処理効率、より具体的には乱流の発生状況や送風時の圧力損失の影響による風速の低下などを実機で確認することが容易にできるようになり、低コストで熱効率を効果的に高めた熱処理を熱処理炉１自体の交換無しに実現することができる。
【００３３】
また、前記抜差し孔３は、通線部２ａの通線方向Ａに沿って複数（ここでは２つ）配置されており、任意の前記抜差し孔３に対して前記凹凸板４を抜差しできるようになっている。このような構成をとることにより、１枚あたりの凹凸板４の重量を軽くすることができ、凹凸板４の取扱いが簡便になるとともに、通線部２ａ内面の凹凸形状をよりフレキシブルにデザインすることができる。
【００３４】
更に、前記通線部２ａの内部には、エナメル線６の走行経路が複数形成されている。この走行経路は、各走行経路におけるエナメル線６の長手方向に垂直な方向に一列に並べられている。この複数の走行経路にエナメル線６がそれぞれ配置されるが、１本のエナメル線６を折り返しながら複数の走行経路に挿通しても良いし、異なるエナメル線６をそれぞれの走行経路に挿通しても良い。
【００３５】
そして、前記抜差し孔３に対する凹凸板４の抜差し方向Ｂは、図１に示すように、前記通線部２ａにおいてエナメル線６が並べられる方向と一致するように構成されている。通常、通線部２ａの通線方向の長さはエナメル線６が並べられる方向での長さよりも長くなるが、上記のような構成をとることで凹凸板４の抜差し長を短くすることができ、段取替えの作業効率を向上させることができる。
【００３６】
本実施形態において、前記抜差し孔３は図３に示すように、凹凸板４が前記通線部２ａの片方側からのみ挿入可能な構成としている。また、前記凹凸板４の先端には止め部４ｃが形成される一方、抜差し孔３が形成された側と反対側の炉体２内に凹状の止め穴８が形成されており、そこに止め部４ｃが挿入されるように構成されている。これによれば、抜差し孔３の数を低減できるので、凹凸板４の抜差し時の抜差し作業回数を低減できる点で好ましい。
【００３７】
なお、図４に示す別の実施形態のように、前記凹凸板４が前記通線部２ａの両側から抜差し方向Ｂ１，Ｂ２に沿って挿入されるように、互いに対をなすように抜差し孔３を配置することもできる。この場合、凹凸板４の１枚あたりの抜差し長を更に小さくすることができる。ただし、この構成では、凹凸板４が両側から挿入されて取り付けられたときに、凹凸板４の先端同士が対向しつつ接触（又は近接）して突合せ部１０が形成され、風が抜けないようにすることが、十分な乱流を発生させる観点から好ましい。
【００３８】
以上に説明したように、本実施形態の熱処理炉１は、エナメル線６を熱処理するための炉体２を備えている。そして、炉体２は、エナメル線６が挿通される通線部２ａと、炉体２の壁面に貫通形成された抜差し孔３と、を有する。また、前記熱処理炉１は、抜差し孔３に対して抜差し可能とされ、抜差し孔３内に挿入されたときに通線部２ａの内面に凹凸面を形成する凹凸板４を備える。
【００３９】
これにより、凹凸板４を抜差し孔３に抜差しすることで、炉内部の凹凸形状を容易に変更することができる。従って、通線部２ａの内面の凹凸形状を任意に形成することができるので、熱処理炉１における乱流の発生や圧力損失の発生の様子を実機で実際に確認することができる。
【００４０】
また、本実施形態の熱処理炉１においては、前記炉体２の壁面には、複数の抜差し孔３が、通線部２ａに挿通される物品としてのエナメル線６の長手方向（通線方向Ａ）に複数配置されている。そして、凹凸板４は任意の抜差し孔３に抜差し可能とされている。
【００４１】
即ち、本実施形態のようなエナメル線６の熱処理炉１において、その通線部２ａは通線方向Ａに長くなりがちであるが、凹凸板４を通線方向Ａに複数配置可能とすることにより、凹凸板４が長大になることがなく、取扱いが容易になる。また、それぞれ異なる凹凸パターンの凹凸板４を通線方向Ａに配置することにより、少ない部品点数で多種多様な凹凸形状を実現することができる。
【００４２】
また、本実施形態の熱処理炉１においては、通線部２ａは、複数の物品としてのエナメル線６を、前記通線方向Ａに垂直な方向に並べて挿通できるように構成されている。そして、凹凸板４の抜差し孔３に対する抜差し可能な方向（抜差し方向Ｂ）は、エナメル線６が並べられる方向とほぼ一致している。
【００４３】
即ち、本実施形態のようなエナメル線６の熱処理炉１において、通線部２ａの通線方向Ａの長さは、エナメル線６が並べられる方向での長さよりも長くなるのが通常である。従って、前記エナメル線６が並べられる方向に凹凸板４を抜差し可能とすることにより、凹凸板４がコンパクトになり、取扱いが容易になる。
【００４４】
また、図４に示す構成の熱処理炉１においては、抜差し孔３は、凹凸板４が通線部２ａの両側から挿入されるように対をなして配置されている。そして、互いに対応するそれぞれの抜差し孔３から前記凹凸板４を挿入したときに、当該凹凸板４の先端同士が接触して突合せ部１０が形成されている。
【００４５】
これにより、それぞれの凹凸板４をコンパクトにできるので、取扱いが容易になる。また、突合せ部１０を形成することにより、より乱流を発生させ易くすることができる。
【００４６】
一方、図３に示す構成の熱処理炉１においては、抜差し孔３は、凹凸板４が通線部２ａの片方側のみから挿入される構成となっている。
【００４７】
この場合、凹凸板４及び抜差し孔３の数を少なくすることができるので、凹凸板４の交換作業が容易になる。
【００４８】
また、本実施形態の熱処理炉１においては、凹凸板４は通線部２ａ内に乱流を発生させるように構成されている。
【００４９】
これにより、熱処理の効率が向上するとともに、炉を小型化してコストを削減することができる。
【００５０】
また、本実施形態の熱処理炉１においては、抜差し孔３が複数形成され、その何れかの抜差し孔３には平板９が抜差し可能に挿通されている。
【００５１】
これにより、凹凸を形成する必要が無い箇所の抜差し孔３には平板９を挿入することで、圧力損失を最小限に抑えることができる。また、未使用の抜差し孔３が凹凸形状の検討結果に与える影響を抑えることができる。
【００５２】
また、本実施形態の熱処理炉１は、当該熱処理炉１内にエナメル線６が挿通された状態で通線部２ａに送風して乱流を発生させる方法でエナメル線６の熱処理を行っている。
【００５３】
これにより、凹凸板４の抜差しにより熱処理炉１の内部の凹凸形状を容易に変更して、熱処理炉１における乱流の発生や圧力損失の発生の様子を実際に確認することができる。従って、当該熱処理炉１における好適な凹凸形状を容易に決定することができ、熱処理効率等に優れた熱処理方法を提供することができる。
【００５４】
以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように構成することができる。
【００５５】
上記実施形態の熱処理炉１は、熱風を送ることで加熱炉として機能しているが、冷風を送ることで冷却炉として用いることもできる。また凹凸板によって乱流化を行うものに限定されるわけではなく、層流化を行うものにも適用可能である。
【００５６】
上記実施形態ではエナメル線の焼付け炉について記載したが、送風して熱処理を加えるものである限り如何なる熱処理炉にも適用可能であり、例えば焼鈍し炉（アニーラ）等にも適用することができる。
【００５７】
本発明における物品は、加熱炉内に挿入又は挿通（通線）でき、熱処理を要するものであればどのようなものであっても良い。具体的には、上記エナメル線６のような条体（管等も含む）に適用する場合のほか、例えば板等の熱処理にも適用することができる。ただし、上記実施形態に示すようなエナメル線の焼付け炉の場合は特に小型化が要求されているという事情があるので、熱処理効率を上げる検討を低コストで行うことができる本発明は、このようなエナメル線の焼付炉に適用することが特に有利である。
【００５８】
上述の凹凸板４の凸部断面形状及び凹部断面形状は図中では矩形としたが、如何なる形でも良いことは言うまでもなく、従来技術で示した蛇行形状であっても良い。また、通線方向Ａにおける抜差し孔３（凹凸板４）の配置数も任意に変更することができる。
【００５９】
また本実施形態では、図１及び図２に示すように、一対の凹凸板４は互いに略平行に配置し、炉体２の長手方向（通線方向）に略垂直方向に挿入するものとしている。しかし本発明はこれに限定されることはなく、例えば炉体２の長手方向に対して斜めに配置・挿入する形態をとっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態となる熱処理炉の一部断面斜視図。
【図２】図１の熱処理炉の側面断面図。
【図３】図１の熱処理炉における凹凸板の周辺を特に示す側面断面図。
【図４】図３の構成の変形例を示す側面断面図。
【符号の説明】
【００６１】
１  熱処理炉
２  炉体
２ａ  通線部（本体部）
３  抜差し孔
４  凹凸板
４ａ  凹部
４ｂ  凸部
６  エナメル線（条体、物品）
９  平板
１０  突合せ部
Ａ  通線方向
Ｂ  抜差し方向
【図１】
0005117246.tif 000002
【図２】
0005117246.tif 000003
【図３】
0005117246.tif 000004
【図４】
0005117246.tif 000005