特許ウォッチ

公開番号2024126626
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-20
出願番号2023035141
出願日2023-03-08
発明の名称熱処理炉
出願人サンファーネス株式会社
代理人個人
主分類F27B 9/30 20060101AFI20240912BHJP(炉,キルン,窯;レトルト)
要約【課題】炉内に生じる油煙をエネルギー効率よく分離除去できる熱処理炉を提供する。
【解決手段】ワークを加熱する加熱室と、上記加熱室に対してワークの搬入および搬出を行う搬入搬出手段と、上記加熱室の雰囲気ガスを導入する雰囲気ガス導入手段と、上記ワークに付着した油分から生じた油煙が混入した雰囲気ガスを上記加熱室から排出し、油分分離手段により上記油煙に基づく油分を分離し、その油分が分離された雰囲気ガスを再び上記加熱室に戻す循環路と、上記循環路において、上記油分分離手段の上流で上記油煙が混入した雰囲気ガスを予冷する予冷用熱交換器とを備え、上記予冷用熱交換器は、上記加熱室から排出された油煙が混入した雰囲気ガスと、上記油分分離手段で油分が分離されて上記加熱室に戻す雰囲気ガスとを熱交換することにより、上記油煙が混入した雰囲気ガスを予冷するとともに、上記加熱室に戻す雰囲気ガスの予熱を行う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ワークを加熱する加熱室と、
上記加熱室に対してワークの搬入および搬出を行う搬入搬出手段と、
上記加熱室の雰囲気ガスを導入する雰囲気ガス導入手段と、
上記ワークに付着した油分から生じた油煙が混入した雰囲気ガスを上記加熱室から排出し、油分分離手段により上記油煙に基づく油分を分離し、その油分が分離された雰囲気ガスを再び上記加熱室に戻す循環路と、
上記循環路において、上記油分分離手段の上流で上記油煙が混入した雰囲気ガスを予冷する予冷用熱交換器とを備え、
上記予冷用熱交換器は、上記加熱室から排出された油煙が混入した雰囲気ガスと、上記油分分離手段で油分が分離されて上記加熱室に戻す雰囲気ガスとを熱交換することにより、上記油煙が混入した雰囲気ガスを予冷するとともに、上記加熱室に戻す雰囲気ガスの予熱を行う
ことを特徴とする熱処理炉。
続きを表示（約 380 文字）【請求項２】
上記油分分離手段は、上記油煙が混入した雰囲気ガスを冷却することにより上記油煙を凝縮して油分を分離するための分離用冷却管を有する分離用熱交換器であり、
上記分離用冷却管には、熱交換による冷却を促進して油分の分離を促進する冷却促進素子が挿入されている
請求項１記載の熱処理炉。
【請求項３】
上記分離用熱交換器の上記分離用冷却管は、上記予冷用熱交換器の予冷管と繋がっており、上記冷却促進素子は、上記予冷管から上記分離用冷却管にわたって挿入されている
請求項２記載の熱処理炉。
【請求項４】
上記循環路により上記加熱室から排出する油煙が混入した雰囲気ガスの流量は、上記雰囲気ガス導入手段により導入される雰囲気ガスの流量の５０倍以上である
請求項１～３のいずれか一項に記載の熱処理炉。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、炉内に搬入したワークから生じる油煙を雰囲気から分離除去しうる熱処理炉に関するものである。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
炉内に搬入したワークを熱処理する熱処理炉において、ワークに付着した油分から生じる油煙が問題になることがある。油煙が炉内に充満すると、たとえば、炉内でワークの搬送位置を検知するセンサに誤検知を生じる、炉内を汚染する、排ガスに混じって油煙が排出されて環境を汚染する、等の問題が生じる。このような炉内の油煙（ミスト）を除去する技術に関する先行文献として、出願人はつぎの特許文献１を把握している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１１２６９０号公報
【０００４】
特許文献１は、熱処理に伴って生じる液体ミストを分離除去し、非酸化性ガスを還流させる機構を有する熱処理装置および熱処理方法に関するものである。特許文献１には、つぎの記載がある。
［００５６］
ところで、冷却処理に供されるワークＷの被加熱部の温度は数百度程度にまで高められているため、ワークＷを冷却液３６に浸漬させると、冷却液３６の液体成分が蒸発等することによって、密閉室４内で液体ミストが発生する。本実施形態では、冷却液貯留槽３５に貯留された冷却液３６の一部が冷却液貯留槽３５の第２開口部３５ｂを介して大気に接していることから、冷却液３６への多少の酸素の溶け込みは避けられない。そのため、ワークＷを冷却液３６に浸漬させることによって密閉室４内で液体ミストが発生すると、液体ミストに含まれる酸素を要因とする酸化膜がワークＷ（特に、第１空間Ａや通路Ｃに存在するワークＷ）の表面に生成される可能性がある。特に、本実施形態のように、全体焼入れが施されるワークＷを冷却液３６に浸漬させた際には多量の液体ミストが発生するため、液体ミストに含まれる酸素を要因とする酸化膜がワークＷ表面に生成され易いと言える。
［００５７］
そこで、本実施形態の熱処理装置１は、その稼働率低下や熱処理コストの増大を招来することなく、冷却液３６へのワークＷの浸漬に伴って生じる液体ミストに含まれる酸素を要因とするワークＷ表面への酸化膜の生成を可及的に防止するための特徴的構成を有する。具体的には、図６に模式的に示すように、密閉室４（を構成する焼入れ準備室６）に接続されたガス還流機構５０を備える。このガス還流機構５０は、加熱されたワークＷを冷却液３６に浸漬させるのに伴って密閉室４内で生じる液体ミスト、および密閉室４内に介在する非酸化性ガスをまとめて吸引し、この吸引物６０（図８参照）のうち、液体ミストを除去すると共に、非酸化性ガス（液体ミストとは分離された非酸化性ガス）を密閉室４内に還流させるガス還流処理を実行する。
［００５８］
本実施形態のガス還流機構５０は、密閉室４外に設置されたポンプ５１と、一端５２ａが焼入れ準備室６の内部空間に開口すると共に他端５２ｂがポンプ５１の吸入ポート５１ａに接続された吸管５２と、一端５３ａがポンプ５１の吐出ポート５１ｂに接続されると共に他端５３ｂが焼入れ準備室６の内部空間に開口した吐出管５３とを備える。図８に示すように、本実施形態のポンプ５１は、吸入ポート５１ａと吐出ポート５１ｂとの間に、吸引物６０に含まれる液体ミスト（厳密には、液体ミストに含まれる水分や各種添加剤の微粒子等）を除去するためのフィルタ部５４を有する。この場合、吸管５２を介してポンプ５１内に吸引された吸引物６０がポンプ５１内を流通するのに伴い、吸引物６０に含まれる液体ミストがフィルタ部５４で除去され、ポンプ５１の吐出ポート５１ｂからは、実質的に非酸化性ガス６１のみが吐出される。そして、ポンプ５１の吐出ポート５１ｂから吐出された非酸化性ガス６１は、吐出管５３を介して焼入れ準備室６の内部空間に還流する。なお、フィルタ部５４で除去した水分（又は油分）は、冷却液貯留槽３５に戻して再利用するのが好ましい。これにより、熱処理コストを抑制することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示された技術は、焼入れ準備室６から吸引した吸引物６０について、フィルタ部５４によって液体ミストを除去し、非酸化性ガス６１のみを焼入れ準備室６の内部空間に還流させる。このような液体ミストを除去する過程で、上記非酸化性ガス６１は冷却される。冷却された非酸化性ガスを焼入れ準備室６に還流させると、焼入れ準備室６内部を冷却することになり、エネルギー効率が悪い。また、液体ミストをフィルタ部５４で除去するため、フィルタ部５４の定期的な交換が必要になってメンテナンスコストがかかる。上記特許文献１の技術は、これらのような問題を有している。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、つぎの目的をもってなされたものである。
炉内に生じる油煙をエネルギー効率よく分離除去できる熱処理炉を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の熱処理炉は、上記目的を達成するため、つぎの構成を採用した。
ワークを加熱する加熱室と、
上記加熱室に対してワークの搬入および搬出を行う搬入搬出手段と、
上記加熱室の雰囲気ガスを導入する雰囲気ガス導入手段と、
上記ワークに付着した油分から生じた油煙が混入した雰囲気ガスを上記加熱室から排出し、油分分離手段により上記油煙に基づく油分を分離し、その油分が分離された雰囲気ガスを再び上記加熱室に戻す循環路と、
上記循環路において、上記油分分離手段の上流で上記油煙が混入した雰囲気ガスを予冷する予冷用熱交換器とを備え、
上記予冷用熱交換器は、上記加熱室から排出された油煙が混入した雰囲気ガスと、上記油分分離手段で油分が分離されて上記加熱室に戻す雰囲気ガスとを熱交換することにより、上記油煙が混入した雰囲気ガスを予冷するとともに、上記加熱室に戻す雰囲気ガスの予熱を行う。
【０００８】
請求項２記載の熱処理炉は、請求項１記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記油分分離手段は、上記油煙が混入した雰囲気ガスを冷却することにより上記油煙を凝縮して油分を分離するための分離用冷却管を有する分離用熱交換器であり、
上記分離用冷却管には、熱交換による冷却を促進して油分の分離を促進する冷却促進素子が挿入されている。
【０００９】
請求項３記載の熱処理炉は、請求項２記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記分離用熱交換器の上記分離用冷却管は、上記予冷用熱交換器の予冷管と繋がっており、上記冷却促進素子は、上記予冷管から上記分離用冷却管にわたって挿入されている。
【００１０】
請求項４記載の熱処理炉は、１～３のいずれか一項に記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記循環路により上記加熱室から排出する油煙が混入した雰囲気ガスの流量は、上記雰囲気ガス導入手段により導入される雰囲気ガスの流量の５０倍以上である。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許