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公開番号2024076468
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-06
出願番号2022187995
出願日2022-11-25
発明の名称加熱炉
出願人株式会社村田製作所
代理人弁理士法人深見特許事務所,個人,個人
主分類F27B 9/04 20060101AFI20240530BHJP(炉,キルン,窯;レトルト)
要約【課題】本体部の熱処理空間からガスラインへのガスの吸引およびガスラインから熱処理空間へのガスの噴出の切り替えサイクルを長くする。
【解決手段】加熱炉100は、被処理物1の熱処理を行うための熱処理空間11を有し、熱処理空間11内に配置された加熱部を備える本体部10と、熱処理を行うために必要なガスを本体部10の熱処理空間11に供給するガス供給部と、本体部10の熱処理空間11に接続されたガスライン31を有し、熱処理空間11からガスライン31へのガスの吸引と、ガスライン31に吸引されたガスの熱処理空間11への噴出とを繰り返し行う吸引噴出部30と、ガスライン31の内部に設けられ、熱処理空間11から吸引したガスと、熱処理空間11へ噴出するガスとの間で熱交換を行うための換熱式の熱交換器40とを備える。ガスライン31は、熱処理空間11以外の外部からガスが供給されないように構成されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
被処理物の熱処理を行うための熱処理空間を有し、前記熱処理空間内に配置された加熱部を備える本体部と、
熱処理を行うために必要なガスを前記本体部の前記熱処理空間に供給するガス供給部と、
前記本体部の前記熱処理空間に接続されたガスラインを有し、前記熱処理空間から前記ガスラインへのガスの吸引と、前記ガスラインに吸引されたガスの前記熱処理空間への噴出とを繰り返し行う吸引噴出部と、
前記ガスラインの内部に設けられ、前記熱処理空間から吸引したガスと、前記熱処理空間へ噴出するガスとの間で熱交換を行うための換熱式の熱交換器と、
を備え、
前記ガスラインは、前記熱処理空間以外の外部からガスが供給されないように構成されていることを特徴とする加熱炉。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記熱交換器は、前記ガスラインの内部のうち、前記本体部の内部に位置する部分に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の加熱炉。
【請求項３】
前記熱交換器は、前記ガスラインの内部のうち、前記本体部を貫通している領域に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の加熱炉。
【請求項４】
前記熱交換器は、前記熱処理空間から吸引したガスと前記熱処理空間へ噴出するガスのうちの一方のガスが流れる第１の熱交換流路と、他方のガスが流れる第２の熱交換流路とを有し、
前記ガスラインは、前記熱交換器の前記第１の熱交換流路と接続された第１の延伸部と、前記熱交換器の前記第２の熱交換流路と接続された第２の延伸部と、前記第１の延伸部と前記第２の延伸部とを接続する接続部とを有することを特徴とする請求項１に記載の加熱炉。
【請求項５】
前記熱交換器の前記第１の熱交換流路と前記第２の熱交換流路とを隔てる隔壁の一部が前記熱処理空間内に露出していることを特徴とする請求項４に記載の加熱炉。
【請求項６】
前記吸引噴出部は、前記第１の延伸部に配置された第１のファンと、前記第２の延伸部に配置され、前記第１のファンの駆動によるガスの流れとは逆向きにガスを流すための第２のファンとを備えることを特徴とする請求項４に記載の加熱炉。
【請求項７】
前記吸引噴出部は、前記第１の延伸部に配置され、前記第１のファンの駆動によるガスの流れとは逆向きにガスを流すための第３のファンと、前記第２の延伸部に配置され、前記第２のファンの駆動によるガスの流れとは逆向きにガスを流すための第４のファンとをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の加熱炉。
【請求項８】
前記第１のファンおよび前記第３のファンは、一方のファンの駆動によるガスが他方のファンに向かうように配置されており、
前記第２のファンおよび前記第４のファンは、一方のファンの駆動によるガスが他方のファンに向かうように配置されていることを特徴とする請求項７に記載の加熱炉。
【請求項９】
前記ガスラインに配置され、前記熱処理空間から吸引されて前記熱交換器を通過したガスを冷却するための冷却器をさらに備え、
前記冷却器には、前記第１の延伸部のうち、前記第１のファンの駆動時に前記第１のファンよりも上流側となる位置に配置された第１の冷却器と、前記第２の延伸部のうち、前記第２のファンの駆動時に前記第２のファンよりも上流側となる位置に配置された第２の冷却器とが含まれることを特徴とする請求項６に記載の加熱炉。
【請求項１０】
前記第１の冷却器および前記第２の冷却器は、前記ガスラインの前記第１の延伸部および前記第２の延伸部のうち、ガスの吸引流路となる延伸部に配置されている冷却器の冷却機能はオン、ガスの噴出流路となる延伸部に配置されている冷却器の冷却機能はオフとなるように構成されている請求項９に記載の加熱炉。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱炉に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
炉内にガスを供給し、被処理物の熱処理を行う加熱炉が知られている。
【０００３】
そのような加熱炉の一つとして、特許文献１には、炉内のガスを循環ファンによって炉外循環経路に導入するとともに、炉外循環経路に導入したガスを再び炉内に戻す加熱炉が開示されている。炉外循環経路には、ガスとの間で熱交換を行うための蓄熱体と、流路切替装置が設けられている。流路切替装置によって、炉外循環経路を流れるガスの流れが周期的に切り替えられることにより、炉内から炉外循環経路に導入されたガスは、蓄熱体で熱交換が行われて低温とされ、炉内に戻されるガスは、蓄熱体で熱交換が行われて高温とされてから炉内へと噴出される。そのような構成により、特許文献１に記載の加熱炉では、高温で強い循環流を炉内に供給することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平９－１７８１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、特許文献１に記載の加熱炉では、炉外循環経路に設けられている蓄熱体で蓄熱と放熱とを交互に行うため、熱交換特性の関係上、ガスの吸引とガスの噴出とを５秒～１０秒程度の短いサイクルで切り替える必要がある。このため、ガスの吸引と噴出の流れを切り替えるための流路切替装置の寿命が短くなる。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するものであり、本体部の熱処理空間からガスラインへのガスの吸引とガスラインから熱処理空間へのガスの噴出の切り替えサイクルを長くすることが可能な加熱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】
【０００７】
本発明の加熱炉は、
被処理物の熱処理を行うための熱処理空間を有し、前記熱処理空間内に配置された加熱部を備える本体部と、
熱処理を行うために必要なガスを前記本体部の前記熱処理空間に供給するガス供給部と、
前記本体部の前記熱処理空間に接続されたガスラインを有し、前記熱処理空間から前記ガスラインへのガスの吸引と、前記ガスラインに吸引されたガスの前記熱処理空間への噴出とを繰り返し行う吸引噴出部と、
前記ガスラインの内部に設けられ、前記熱処理空間から吸引したガスと、前記熱処理空間へ噴出するガスとの間で熱交換を行うための換熱式の熱交換器と、
を備え、
前記ガスラインは、前記熱処理空間以外の外部からガスが供給されないように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の加熱炉によれば、吸引噴出部は、換熱式の熱交換器を備えているため、熱処理空間からガスラインへのガスの吸引およびガスラインから熱処理空間へのガスの噴出の切り替えサイクルを長くすることが可能である。すなわち、熱交換器は、熱処理空間から吸引した高温のガスと、熱処理空間へ噴出する低温のガスとの間で熱交換が行われる構成であるため、ガスの流路を切り替えなくても、蓄熱と放熱を繰り返すための蓄熱体のように急速に温度が上昇または下降し続けることを抑制することができる。このため、熱処理空間からガスラインへのガスの吸引とガスラインから熱処理空間へのガスの噴出の切り替えサイクルを長くすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１の実施形態における加熱炉の構成を模式的に示す断面図である。
図１に示す加熱炉をＩＩ－ＩＩ線に沿って切断したときの構成を模式的に示す断面図である。
コンパクト熱交換器を用いた冷却器の構成を模式的に示す斜視図である。
熱交換器の構成を模式的に示す斜視図である。
（ａ）は、第１の実施形態における加熱炉において、熱処理空間からガスラインの第１の延伸部にガスを吸引し、第２の延伸部を経てガスを噴出する動作を説明するための図であり、（ｂ）は、熱処理空間からガスラインの第２の延伸部にガスを吸引し、第１の延伸部を経てガスを噴出する動作を説明するための図である。
第２の実施形態における加熱炉の構成を模式的に示す断面図である。
（ａ）は、第２の実施形態における加熱炉において、ガスラインの第１の延伸部にガスを吸引し、第２の延伸部を経てガスを噴出する動作を説明するための図であり、（ｂ）は、ガスラインの第２の延伸部にガスを吸引し、第１の延伸部を経てガスを噴出する動作を説明するための図である。
第３の実施形態における加熱炉の構成を模式的に示す断面図である。
図８に示す加熱炉を矢印Ｙ１の方向から見たときの構成を模式的に示す図である。
第４の実施形態における加熱炉の構成を模式的に示す断面図である。
熱交換器から熱処理空間へ噴出されるガスの進行方向に沿った単位ベクトルと、被処理物が載置されるプレートの載置面に対して、被処理物が載置される側に延びる単位法線ベクトルとの関係を示す図である。
第５の実施形態における加熱炉の構成を模式的に示す断面図である。
駆動状態のファンの回転数と、非駆動状態のファンの回転数との関係を示す図であって、（ａ）は、ＰＷＭ制御でファンを駆動するときのデューティ比を６０％とした場合の回転数を示し、（ｂ）は、デューティ比を７０％とした場合の回転数を示している。
第６の実施形態における加熱炉の構成を模式的に示す断面図である。
制御部によって、回転数計測部によって計測される回転数が基準回転数と一致するように、駆動状態のファンの駆動を制御したときの回転数等を示す図である。
第７の実施形態における加熱炉の構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明の実施形態を示して、本発明の特徴を具体的に説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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