(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱室内に設けられかつこの加熱室外から送られる燃焼用ガスを燃焼する燃焼管により被加熱処理物を該加熱室内で加熱し、この被加熱処理物から蒸発または昇華して加熱室内に遊離した油性分の可燃分は負圧が働く排出管とつながる上記燃焼管中に吸引して燃焼させた後に上記排出管を介して加熱室外に放出することを特徴とする被加熱処理物から油性分の可燃分を除去する方法。
【請求項２】
加熱室と、この加熱室内に設けられかつこの加熱室外から送られる燃焼用ガスを燃焼して加熱室内にある被加熱処理物を加熱するための燃焼管を備え、この燃焼管には上記加熱室内と通じる開口が設けられる共に、この燃焼管は負圧が働く排出管とつながり、加熱されて被加熱処理物から蒸発または昇華して加熱室内に遊離した油性分の可燃分は該燃焼管中に吸引されて燃焼した後に上記排出管を介して加熱室外に放出されるように構成されてなることを特徴とする被加熱処理物から油性分の可燃分を除去する装置。
【請求項３】
前記燃焼管の先端部は加熱室外の空気供給源から空気を供給可能に構成されると共に、その基端部は負圧が働く前記排出管とつながってなる請求項２記載の被加熱処理物から油性分の可燃分を除去する装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
浸炭や焼結等の熱処理を受ける被加熱処理物である金属部品には、加熱処理に不要なあるいは加熱処理の妨げとなる加工油や粉末治金成形用のワックス等が付着したり、含浸したりする。これらの油やワックス等は熱処理前に被加熱処理物から除去されなければならない。
【０００２】
本発明は、熱処理に不要なあるいは妨げとなる被加熱処理物に付着したり含浸している上記加工油やワックスなどの油性分の可燃分を、熱処理に先だって、被加熱処理物より除去するための方法と装置に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
特開平９−１７００９１号公報に記載される金属加工品の油分の蒸発除去方法では、加熱室内で金属加工品を加熱して金属加工品に付着した油分を蒸発させ、蒸発した油分を加熱室内の雰囲気ガスと共に加熱室外に導き、これを該室外で油分と雰囲気ガスとに分離し、分離した油分と雰囲気ガスとを再び加熱室内に送っている。
【０００４】
この油分は加熱室を加熱するバーナーの熱源として、雰囲気ガスは加熱室内の雰囲気として再利用される誠に卓越した方法であり、しかもトリクロルエチレン等の有機溶剤を使用しない油性付着物の洗浄、脱脂方法であるので、環境保全上からも好ましい方法であるが、その方法を達成するための装置は簡単ではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、環境保全上から有機溶剤等を使わずに、しかも上記特開平９−１７００９１号公報に記載される方法よりも簡単に、被加熱処理物より熱処理に不要な又は妨げとなる加工油やワックスなどの油性分の可燃分を浸炭や焼結等の熱処理に先だって除去する方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の方法と装置は、加熱室内に設けられかつこの室外から送られる燃焼用ガスを燃焼する燃焼管で被加熱処理物を該加熱室内で加熱する点では、特開平９−１７００９１号公報に記載される方法と同一であるが、被加熱処理物から蒸発もしくは昇華して加熱室内に遊離した油性分の可燃分を加熱室外に取り出すことなく、加熱室内で直ちに該可燃分を燃焼管中に強制的に吸引して燃焼させた後に、加熱室外に放出するものである。
【０００７】
従って、被加熱処理物から除去された油性分の可燃分は、複雑な工程を経ることなく、燃焼管の一熱源として再利用され、無害なガスとして大気中に放出される。以下に、本発明の方法の好適な実施例を記載する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
先ず、本発明の実施に好適な装置を図１を参照して説明する。図１は該装置の説明的な横断面図で、この装置は被加熱処理物を浸炭や焼結等のために熱処理する前に、該被加熱処理物に付着または含浸される油性分の可燃分を除去するための前処理に用いられるものである。
【０００９】
断熱材料で作られた外殻１内の断面が矩形な加熱室２で被加熱処理物２０が加熱される。該被加熱処理物２０はメッシュベルト等の支持具１９上に乗せられて加熱室２内へ搬入され、また加熱室２から搬出される。加熱室２中の被加熱処理物２０を加熱するための燃焼管である加熱筒３はその一部が外殻１に支持されて加熱室２内にあり、外筒３’と内筒３”とからなり、外筒３’の加熱室２内にある先端部１３は加熱室２に向かって開口し、内筒３”はその先端部１１に近接するところで外筒’と開口１２で連通する。
【００１０】
内筒３”内にはその先端部１１と対向する他端に近いことろで燃焼用ガスを燃焼するためのノズル１０が設けられている。このノズル１０に燃焼用ガスを送るための管４には、燃料ガス源１５につながる管５と空気の供給源７につながる管６とが連結されている。加熱室２に向かって開口する外筒３’の先端部１３には、外殻１の壁に支持され別の空気供給源１６の導管１７につながる管１８が開口する。１４は内筒３”の外周に取り付けられた熱交換用のフインである。
【００１１】
９はその外方端が外気に開口する排出管で、その内方端は管２２を介して外筒３’の後端部とつながる。なお、前述した空気供給管６と空気の供給源７とは、管２３および排出管９の管２２を螺旋状に囲む管２４を介してつながる。８はその一端が空気の供給源７につながり、その他端が排出管９につながる管で、排出管９に負圧を与える。
【００１２】
なお、２１は管４によって燃焼ノズル１０へ送られる空気と燃料ガスの混合物である燃焼用ガスを予熱するための外筒３’の予熱域を示している。
【００１３】
以上に述べた構成になるこの装置は、以下のように働く。
燃焼ノズル１０に送られる空気は管２４を通るときに、管２２を通る排出ガスによって熱せられ、この熱せられた空気と燃料ガスの混合である燃焼用ガスは更に外筒３’の予熱室２１で熱せられてノズル１０に送られ、ここで燃焼する。
【００１４】  排気管９には、空気の供給源７から管８を通って例えば１０００ｍｍＡｑの圧力下で送られる空気によって生じる負圧が働くので、内筒３”内で燃焼した燃焼ガスは開口１２を通って図１中の矢符の如くに外筒３’に流れ、排気管９に向かって吸引され、該排気管９から大気中に排出される。
【００１５】
一方、加熱された被加熱処理物２０から蒸発する油性分の可燃分も、外筒３’の先端部開口１３を通って図１中の矢符の如くに外筒３’内に強制的に吸引され、ここで燃焼した後に排気管（排出管）９から排出される。
【００１６】
なお、被加熱処理物から蒸発もしくは昇華した可燃分の燃焼のために必要なときには、管１７から空気を外筒３’内に向かって送ってもよい。
【００１７】
実施例１
浸炭のために加熱処理（浸炭加熱温度：９３０℃）するのに先だって、被加熱処理物２０であるＪＩＳＢ１１１５規格になるタッピングねじ（材質：ＪＩＳ規格ＳＷＣＨ１２Ｋ、寸法：呼び径６ｍｍ，呼び長さ５０ｍｍ）を本発明の方法で前処理した。このねじには、１００Ｋｇ当たり１００ｃｃの加工油（引火点：８０℃、動粘度：２．８８ｃＳｔ以上で３．５２ｃＳｔ以下）が付着していた。
【００１８】
この前処理に上述した装置（加熱室２の有効加熱帯：幅８０ｃｍ、高さ１８ｃｍ、長さ１８０ｃｍ）を用いた。加熱室中の雰囲気は大気とした。
【００１９】
燃焼ノズル１０に都市ガス（１０Ｋｃａ１）と空気とを混合した燃焼用ガス（混合比１：１１）を送り、ノズルの先端の外方で燃焼して、加熱室を５００℃に加熱して保った。被加熱処理物２０をコンベヤーベルト１９上に連続して乗せ、この加熱室内を２５分で通過させた。これは、１時間当たり２５０Ｋｇのねじを処理したことになり、ねじに付着していた加工油が１時間当たり２５０ｃｃ除去されたことになる。
【００２０】
この前処理前と前処理後の被加熱処理物の重量測定と、被加熱処理物の加熱に伴うスーチングの有無とによって判断したことろ、被加熱処理物に付着していた加工油の全量が加熱室内で蒸発し、燃焼したことが認められた。また、排気管９から排出されたガス中には未分解の加工油はなかった。
【００２１】
被加熱処理物から除去された加工油２５０ｃｃの燃焼筒の外筒３’内での燃焼により、１時間当たり２２００Ｋｃａｌの発熱があり、燃焼用ガスの約１０％が節約されたことになる。
【００２２】
また、加熱室から搬出された被加熱処理物をそのまま連続して浸炭用の炉中に送るときには、被加熱処理物は既に５００℃に加熱されているので、被加熱処理物をあえて更に予熱することなしに被加熱処理物を浸炭のための加熱処理工程へ送ることができた。
【００２３】
実施例２
Ｆｅ−Ｃｕ−Ｃ系合金粉末を粉末冶金用潤滑ワックス（融点：１４０〜１４５℃、引火点：２８５℃、比重：約０．９７）で成形した二輪車用ドリブンギヤー（外径が１５ｃｍで厚さが１ｃｍ）を焼結のために熱処理（焼結加熱温度：１１４０℃）するのに先だって、本発明の方法に従って前処理した。このギヤーの１個当たりの重量は４５０ｇであり、この中に含まれる潤滑ワックスはギヤーの重量の０．７５重量％であった。
【００２４】
加熱室２の有効加熱帯を幅８０ｃｍ、高さ１０ｃｍ、長さ１８０ｃｍとし、この加熱室を前記実施例１と同様に加熱して、６５０℃に保った。雰囲気供給管（図示せず）より窒素を加熱室内に送って雰囲気としたので、ギヤーから昇華したワックスの完全燃焼のために管１８より外筒３’内に向かって空気を必要に応じて送った。
【００２５】
被加熱処理物２０であるギヤーの粉末成形体を、このように加熱された加熱室中を連続して２０分で通過させた。これは、１時間当り１３５個のギヤーを処理したことになり、４５５ｇの潤滑ワックスが被加熱処理物から昇華し、除去された。
【００２６】
被加熱処理物の前処理前と前処理後の重量を測定したところ、被加熱処理物中に含まれていた潤滑ワックスの全量が除去されたことが確認された。なお、排出管９より排出された燃焼廃ガス中には炭酸ガスと水と窒素のみが含まれていて、有害なガスは存在しなかった。
【００２７】
また、加熱室から搬出されたギヤーは６５０℃に予熱されているので、そのまま焼結炉へ送ることができた。
【００２８】
【発明の効果】
上述のように、本発明の方法によれば、浸炭や焼結等の加熱処理に先だって、被加熱処理物に付着または含まれている加熱処理に不要な又は妨げとなる油性分等の可燃分を被加熱処理物から容易かつ経済的に除去することができるのである。
【００２９】
しかも、本発明の方法によれば、加熱室中で被加熱処理物から蒸発または昇華した加工油やワックスなどの油性分の可燃分は、加熱室外に送られることなく、加熱室内の熱源として再利用され、加熱室内で熱せられたまま加熱室内の燃焼管中で燃焼されるので、熱エネルギーの損失がなく、燃焼が容易かつ完全であって、加熱室から外部へ排出される廃ガスは無害となる。また、被加熱処理物は加熱室で加熱されて該室より搬出されるので、改めてそれを予熱することなく浸炭や焼結等の熱処理工程へ送ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施するために好適な加熱装置の説明的な横断面図である。
【符号の説明】
１−外殻
２−加熱室
３−加熱筒
３’−外筒
３”−内筒
４−管
５−管
６−管
７−空気の供給源
８−管
９−排出管
１０−燃焼ノズル
１１−内筒の先端部
１２−内筒の開口
１３−外筒の先端部
１４−熱交換用フイン
１５−燃料ガス源
１６−別の空気供給源
１７−導管
１８−管
１９−メッシュベルト
２０−被加熱処理物
２１−外筒の予熱域
２２−管
２３−管
２４−螺旋状の管
【図１】
0003940973.tif 000002