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公開番号2024035716
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-14
出願番号2022140358
出願日2022-09-02
発明の名称工業炉の加熱構造
出願人三建産業株式会社
代理人個人,個人
主分類F27D 7/04 20060101AFI20240307BHJP(炉,キルン,窯;レトルト)
要約【課題】加熱効率に優れ、ファンの寿命も長い工業炉の加熱構造を提供する。
【解決手段】低出力時には、第一開閉弁21及び第四開閉弁24の開閉状態と第二開閉弁22及び第三開閉弁23の開閉状態を逆の状態で交互に一定時間毎に切替えることで、空気を、送風ファン20から第一通路15を通過して第一蓄熱器13に送り、第二蓄熱器14から第二通路16を通過して送風ファン20に戻す第一循環経路P1と、送風ファン20から第一通路15を通過して第二蓄熱器14に送り、第一蓄熱器13から第二通路16を通過して送風ファン20に戻す第二循環経路P2に交互に循環させて、被加熱材Tに対して加熱された空気を左右方向から交互に送り、高出力時にはバーナを追加する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
炉体の内部に空気を循環させて被加熱材を加熱処理する工業炉であって、
前記炉体の内部の左右方向の一方側に設けられ、前記空気を加熱する第一ヒータと、
前記炉体の内部の左右方向の他方側に設けられ、前記空気を加熱する第二ヒータと、
前記炉体の外部の左右方向の一方側に、前記第一ヒータに連通して設けられた第一蓄熱器と、
前記炉体の外部の左右方向の他方側に、前記第二ヒータに連通して設けられた第二蓄熱器と、
前記炉体の外部において前記第一蓄熱器と第二蓄熱器とをそれぞれ別々に連通する第一通路および第二通路と、
前記第一通路および第二通路の双方に接続され、前記第二通路側から吸い込んだ前記空気を前記第一通路側に送風可能な一台の送風ファンと、
前記第一通路の前記送風ファンの接続位置と前記第一蓄熱器との間に設けられた第一開閉弁と、
前記第一通路の前記送風ファンの接続位置と前記第二蓄熱器との間に設けられた第二開閉弁と、
前記第二通路の前記送風ファンの接続位置と前記第一蓄熱器との間に設けられた第三開閉弁と、
前記第二通路の前記送風ファンの接続位置と前記第二蓄熱器との間に設けられた第四開閉弁と、
前記炉体の左右方向の一方側又は他方側のいずれか一つあるいは両方に設けられ、前記空気を加熱するバーナと、を備え、
低出力時には、前記バーナを止めて、前記第一開閉弁及び前記第四開閉弁の開閉状態と前記第二開閉弁及び前記第三開閉弁の開閉状態を逆の状態で交互に一定時間毎に切替えることで、前記空気を、前記送風ファンから前記第一通路を通過して前記第一蓄熱器に送り、前記第二蓄熱器から前記第二通路を通過して前記送風ファンに戻す第一循環経路と、前記送風ファンから前記第一通路を通過して前記第二蓄熱器に送り、前記第一蓄熱器から前記第二通路を通過して前記送風ファンに戻す第二循環経路に交互に循環させて、前記被加熱材に対して加熱された空気を左右方向から交互に送り、
高出力時には、前記バーナによる加熱を追加したことを特徴とする工業炉の加熱構造。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
外気を取り込んで前記第一蓄熱器と前記第二蓄熱器に送風可能なブロワと、
前記ブロワと前記第一蓄熱器との間に設けられた第五開閉弁と、
前記ブロワと前記第二蓄熱器との間に設けられた第六開閉弁と、をさらに備え、
前記バーナは、前記第一蓄熱器及び前記第二蓄熱器のうち最寄りの蓄熱器に対して前記ブロワから送風された外気を燃焼空気とし、
前記高出力時には、前記第五開閉弁及び前記第六開閉弁のうち前記バーナに対して最寄りの蓄熱器側の開閉弁を開いて前記バーナによる加熱を追加したことを特徴とする請求項１に記載の工業炉の加熱構造。
【請求項３】
前記送風ファンは、外気を取り込み送風可能で、
前記バーナは、前記第一蓄熱器及び前記第二蓄熱器のうち最寄りの蓄熱器に対して前記送風ファンから送風された外気を燃焼空気とし、
前記高出力時には、前記送風ファンは前記空気の送風に加えて外気を取り込み送風するとともに、前記第一開閉弁及び前記第二開閉弁のうち前記バーナに対して最寄りの蓄熱器側の開閉弁を開いて前記バーナによる加熱を追加した特徴とする請求項１に記載の工業炉の加熱構造。
【請求項４】
炉体の内部に空気を循環させて被加熱材を加熱処理する工業炉であって、
前記炉体の内部の左右方向の一方側に設けられ、前記空気を加熱する第一ヒータと、
前記炉体の内部の左右方向の他方側に設けられ、前記空気を加熱する第二ヒータと、
前記炉体の外部の左右方向の一方側に、前記第一ヒータに連通して設けられた第一蓄熱器と、
前記炉体の外部の左右方向の他方側に、前記第二ヒータに連通して設けられた第二蓄熱器と、
前記炉体の外部において前記第一蓄熱器と第二蓄熱器とをそれぞれ別々に連通する第一通路および第二通路と、
前記第一通路に設けられ、一方方向に前記空気を送風するとともに外気を取り込み送風可能な第一ファンと、
前記第二通路に設けられ、他方方向に前記空気を送風するとともに外気を取り込み送風可能な第二ファンと、
前記炉体の左右方向の一方側又は他方側のいずれか一つあるいは両方に設けられ、前記空気を加熱し、前記第一蓄熱器及び前記第二蓄熱器のうち最寄りの蓄熱器に対して前記第一ファン又は前記第二ファンから送風された外気を燃焼空気とするバーナと、を備え、
低出力時には、前記バーナを止めて、前記第一ファンと第二ファンを交互に一定時間回転させることで、前記空気を、前記第一通路を通過する第一循環経路と、前記第二通路を通過する第二循環経路に交互に循環させて、前記被加熱材に対して加熱された空気を左右方向から交互に送り、
高出力時には、前記第一ファン及び前記第二ファンのうち前記バーナに対して最寄りの蓄熱器側に前記空気を送風するファンから外気を送風させて前記バーナによる加熱を追加したことを特徴とする工業炉の加熱構造。
【請求項５】
前記バーナは、前記炉体の内部の左右方向の一方側又は他方側の両方に設けられ、交互に加熱するようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一つに記載の工業炉の加熱構造。
【請求項６】
前記炉体の外部に設けられた排気搭と前記炉体を接続する直接排気通路と、
前記直接排気通路に設けられた炉圧ダンパーと、をさらに備え、
前記高出力時には、前記炉圧ダンパーを開状態にすることを特徴とする請求項２又は３に記載の工業炉の加熱構造。
【請求項７】
前記炉体の外部に設けられた排気搭と前記送風ファンを接続する間接排気通路と、
前記間接排気通路に設けられた第七開閉弁と、をさらに備え、
前記高出力時には、前記第七開閉弁を開状態にすることを特徴とする請求項２又は３に記載の工業炉の加熱構造。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属や非鉄金属を加熱処理するために使用される工業炉の加熱構造に関するものである。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
金属や非鉄金属を加熱処理する炉として、電気を熱源として利用した電気炉が存在する（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に示す電気炉は、炉体の外部に冷却ファンを設け、この冷却ファンに、外気を炉体の内部に供給して炉体内部の加熱空気を外部に放散させるという冷却機能を持たせている。
【０００３】
また、こうした従来の電気炉としては、例えば、図９と図１０に示すものが知られている。図９に示す電気炉は、炉体３０の内部の左右それぞれに金属ヒータ３１を設けるとともに、炉体３０の上部中央に回転ファン３２を設け、これらの金属ヒータ３１で炉体３０の内部の空気を加熱し、回転ファン３２でその加熱した空気を対流させることによって被加熱材Ｔを加熱している。
【０００４】
また、図１０に示す電気炉は、炉体４０の外部にエアヒータ４１を取付け、外部の空気をそのエアヒータ４１を通して加熱して炉体４０の内部に取り入れ、その加熱した空気で被加熱材Ｔを加熱している。なお、加熱された空気は、炉体４０の外部に排出されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１５－１３７７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１および図９と図１０に示す従来技術の電気炉は、いずれも電気を加熱源として利用しているので、カーボンニュートラルの観点から極めて好ましい。
【０００７】
しかしながら、これら電気炉のいずれにも加熱効率のさらなる向上が求められる。すなわち、特許文献１に示す電気炉は、冷却ファンによる冷却機能を持たせているので、自ずと加熱効率が低下する。
【０００８】
また、図９に示す電気炉は、炉体３０の内部の左右に設けた金属ヒータ３１で炉体３０の内部の空気を加熱し、それを回転ファン３２で対流させるので、加熱された空気の攪拌効果が十分とはいえず、加熱効率に課題が残る。また、被加熱材Ｔには加熱された空気が常に一定の方向から作用することからも加熱効率に問題がある。これらは、特に、被加熱材Ｔの形状が複雑な場合に顕著である。
【０００９】
また、この電気炉における回転ファン３２は、高温である炉体３０の内部に設けられているので、変形やインペラバランスの崩れによる振動などの損傷が発生し易く、その寿命が短いといった問題もある。
【００１０】
また、図１０に示す電気炉は、炉体４０の外部の空気（すなわち常温の空気）をエアヒータ４１で加熱し、その加熱した空気を被加熱材Ｔに作用させた後、排気するので、常に常温の空気を必要な高温まで加熱する必要がある。したがって、エネルギーの損失が大きく、加熱効率が低い。
（【００１１】以降は省略されています）

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