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TW201915418A - 熱處理爐 - Google Patents

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TW201915418A
TW201915418A TW107112419A TW107112419A TW201915418A TW 201915418 A TW201915418 A TW 201915418A TW 107112419 A TW107112419 A TW 107112419A TW 107112419 A TW107112419 A TW 107112419A TW 201915418 A TW201915418 A TW 201915418A
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Abstract

本發明之課題在於提供一種熱效率較高之熱處理爐。
本發明提供之熱處理爐具有：旋轉軸；旋轉底面，其樞軸支撐於上述旋轉軸而旋轉；複數個工件儲存室，其等於上述旋轉底面上以上述旋轉軸芯為中心呈複數段環狀配置；中空鐘狀熱風導件，其於上述旋轉底面上以上述旋轉軸芯為中心，於環狀中心部使爐內容積變小，並且用以調整從自身之上方送入之熱風被送入至各段之工件儲存室之量；爐體底面，其與上述旋轉底面隔開；及爐體側面，其配置於爐體底面上。

Description

熱處理爐
本發明係關於一種熱效率較高之熱處理爐。
例如，已知為了將鋁合金有效利用於航空機構件或汽車用輪圈等各種場面，而對其進行加熱處理以使金屬之硬度提高。該金屬之加熱處理主要使用爐進行。
例如，作為用以對鋁合金進行加熱處理之爐之種類，為了藉由使爐內溫度接近均勻而謀求品質之穩定化而使用熱風循環式爐，或者為了實現熱處理設施之省空間化而使用多段型爐床旋轉爐。進而，亦存在將該等特徵組合而成之熱風循環式之多段型爐床旋轉爐。
專利文獻1係該熱風循環式之多段型爐床旋轉爐之一例，於該熱風循環式之多段型爐床旋轉爐中要經歷如下過程，即，由熱源加溫後之熱風於工件載置台內之軌道為自下方通向上方之一方向，故按照自下方朝向上方之順序對所收納之工件進行加溫。因此，於收納於上方之工件與收納於下方之工件之間，升溫速度或熱歷程等熱處理條件不均等，而品質難以穩定。又，於熱風循環式爐之情形時，通常主要使用軸流風扇，但若進行精度較高之均勻加熱，則需要絕對風量，故存在軸流風扇之尺寸變大之問題。
因此，於專利文獻2中提供了一種熱風循環爐，該熱 風循環爐之目的在於提供熱風循環式之多段型爐床旋轉爐，其於呈多段收納時，各收納之工件之熱處理條件均等，且高效率地使用軸流風扇產生之風量，能夠進行精度較高之均勻加熱處理。
專利文獻2之熱風循環爐係具有呈環狀配置之複數個工件儲存室者，其特徵在於：各工件儲存室構成為將吹入環狀中心之熱風自環狀中心側流入並排出至環狀外側，且具有熱風導件以於環狀中心部使爐內容積變小，上述熱風導件具有整風翼以將熱風送出至各工件儲存室。
[專利文獻1]日本專利特開2004-257658
[專利文獻2]日本專利特開2008-138916
但是，於專利文獻2中，雖揭示有獨特之技術思想，但並未特別地記載熱效率，尤其是用以使逸出至外部之熱變少之研究，故於熱效率方面仍殘留有課題。
因此，本案發明之課題在於提供一種熱效率較高之熱處理爐。
具體而言，本發明提供一種熱處理爐，其具有：旋轉軸；旋轉底面，其樞軸支撐於上述旋轉軸而旋轉；複數個工件儲存室，其等於上述旋轉底面上以上述旋轉軸芯為中心呈複數段環狀配置；中空鐘狀熱風導件，其於上述旋轉底面上以上述旋轉軸芯為中心，於環狀中心部使爐內容積變小，並且用以調整從自身之上方送入之熱風被送入至各段之工件儲存室之量；爐體底面，其與上述旋 轉底面隔開；及爐體側面，其配置於爐體底面上。
其次，提供一種熱處理爐，除上述特徵以外，上述爐體底面自中心朝向外壁面構成為向下錐形，且於外壁面正下方設置有塵埃排出口。
其次，提供一種熱處理爐，除上述特徵以外，於上述爐體底面附近之爐體側面設置有爐內檢查口。
最後，提供一種熱處理爐，除上述特徵以外，按照爐體側面之各工件儲存室之高度設置有工件插入口，與處於上下關係之工件儲存室對應之工件插入口或/及工件取出口於爐體側面以不會到達正上方或正下方之方式配置。
根據如上構成之熱處理爐，能夠提供一種熱效率較高之熱處理爐。
0101、0401、0501、0601、0901‧‧‧熱處理爐
0102、0402、0502、0602、0803、0902‧‧‧旋轉軸
0103、0403、0503、0603、0801、0903‧‧‧旋轉底面
0104、0404、0504、0604、0702、0904‧‧‧工件儲存室
0105、0405、0505、0605、0701、0905‧‧‧中空鐘狀熱風導件
0106、0406、0506、0606、0802、0906‧‧‧爐體底面
0107、0407、0507、0607、0907‧‧‧爐體側面
0201、0202‧‧‧空間
0203‧‧‧中間隔板
0204‧‧‧儲存室頂面
0205‧‧‧儲存台
0206‧‧‧工件儲存室之環狀之內側面
0207‧‧‧工件儲存室之環狀之外側面
0508‧‧‧塵埃排出口
0608‧‧‧爐內檢查口
0703‧‧‧工件插入口(工件取出口)
0804‧‧‧基本素材
0805‧‧‧玻璃纖維
0908‧‧‧馬達
圖1係表示本發明之熱處理爐之概念之圖。
圖2係表示工件儲存室之概念之圖。
圖3係表示複數個工件儲存室之概念之圖。
圖4係表示旋轉底面自中心朝向工件儲存室構成為向下錐形之情況之概念的圖。
圖5係表示實施形態2之熱處理爐之概念之圖。
圖6係表示實施形態3之熱處理爐之概念之圖。
圖7係表示實施形態4之熱處理爐之概念之圖。
圖8係表示其間混入有玻璃纖維之情況下之旋轉軸之一例的 圖。
圖9係表示設置有馬達之熱處理爐之概念之圖。
以下，對用以實施本發明之實施形態進行說明。再者，本案發明不應限定性地解釋為以下記載之實施形態。
實施形態1主要關於請求項1，實施形態2主要關於請求項2，實施形態3主要關於請求項3，實施形態4主要關於請求項4。
<實施形態1>
本實施形態之熱處理爐係本發明之最基本之構成，概略而言，其係一種熱處理爐，其具有旋轉軸、旋轉底面、配置於上述旋轉底面上之複數個工件儲存室、中空鐘狀熱風導件、與上述旋轉底面隔開之爐體底面、及配置於爐體底面上之爐體側面。
圖1係表示本發明之熱處理爐之概念之圖。熱處理爐(0101)係由旋轉軸(0102)、旋轉底面(0103)、配置於上述旋轉底面上之複數個工件儲存室(0104)、中空鐘狀熱風導件(0105)、與上述旋轉底面隔開之爐體底面(0106)及配置於爐體底面上之爐體側面(0107)而構成。
所謂「旋轉軸」係指用以使旋轉底面旋轉之軸。又，不僅使旋轉底面旋轉，亦具有支撐旋轉底面、中空鐘狀熱風導件、複數個工件儲存室之作用。
該旋轉軸理想為具有足以自下方支撐旋轉底面、中空鐘狀熱風導件、複數個工件儲存室之強度，但另一方面，若過大則 傳遞至爐體底面之熱量變多，其結果，熱向外部之釋放量變多而導致熱效率降低。因此，較理想為旋轉底面、中空鐘狀熱風導件、複數個工件儲存室係以旋轉軸為中心均等地配置，並且，較理想為旋轉軸本身之大小儘可能小。
旋轉軸之素材較理想為導熱率較低之素材或中空狀態，目的在於不降低熱效率。作為導熱率較低之素材之具體例，通常可列舉不鏽鋼、陶瓷、水晶、玻璃、聚乙烯、環氧樹脂、矽酮、木材等，其中，作為成本方面優異、強度亦較高且難燃之素材，較理想為不鏽鋼、陶瓷。又，若僅為玻璃則強度不充分，但玻璃之隔熱性優異且壓縮強度亦較高，故亦考慮藉由使其間混入玻璃纖維而相對降低旋轉軸整體之導熱率之研究。
圖8係表示其間混入有玻璃纖維之情況下之旋轉軸之一例的圖。於旋轉底面(0801)與爐體底面(0802)之間存在旋轉軸(0803)，旋轉軸係於不鏽鋼等基本素材(0804)之間混入玻璃纖維(0805)而構成。
進而，亦可於旋轉軸附近設置用以使旋轉軸旋轉之馬達。圖9係表示設置有馬達之熱處理爐之概念之圖。熱處理爐(0901)係由旋轉軸(0902)、設置於旋轉軸附近之馬達(0908)、旋轉底面(0903)、配置於上述旋轉底面上之複數個工件儲存室(0904)、中空鐘狀熱風導件(0905)、與上述旋轉底面隔開之爐體底面(0906)及配置於爐體底面上之爐體側面(0907)而構成。
其次，所謂「旋轉底面」係指樞軸支撐於上述旋轉軸而旋轉之機構。關於該旋轉底面，亦較理想為由導熱率較低之素材構成，目的在於不降低熱效率。
其次，所謂「複數個工件儲存室」係指於上述旋轉底面上以上述旋轉軸芯為中心呈複數段環狀配置之機構。
圖2係表示工件儲存室之一部分之概念之圖。工件儲存室係用以個別地收納工件之空間(0201)，於爐內呈環狀配置。各工件儲存室之圓周方向之面係由中間隔板(0203)間隔，另一方面，上下方向之面係由儲存室頂面(0204)與儲存台(0205)而間隔。並且，工件儲存室之圓周方向及上下方向因均存在有中間隔板、儲存室頂面、儲存台而無熱風通過，相對於此，工件儲存室之環狀之內側面(以下稱為「內表面」，0206)與外側面(以下稱為「外表面」，0207)無任何間隔空間者，故熱風能夠通過。並且，環狀之外表面與爐內壁為非接觸，其間存在固定之空間(0202)，熱風能夠通過該空間。
關於工件儲存室之內表面及外表面之構造，只要能通風即可，例如，亦可利用具有孔之隔板或網狀隔板等間隔。
圖3係表示複數個工件儲存室之概念之圖。工件儲存室能夠於上下方向上積層，所積層之段數並無特別限制，但若考慮到作業性或配置該爐之設施之空間等，較理想為3段至4段左右。
其次，所謂「中空鐘狀熱風導件」係指於上述旋轉底面上以上述旋轉軸芯為中心，於環狀中心部使爐內容積變小，並且用以調整從自身上方送入之熱風被送入至各段工件儲存室之量的熱風導件，為中空且鐘狀。藉由設為中空，可將導熱抑制為較低，從而可減少通過該熱風導件及旋轉軸漏出至外部之熱。又，藉由設為鐘狀，可將熱風均等地送入至各工件儲存室。
進而，關於鐘狀之內容，較理想為鐘狀之底面部分之直徑較大。藉由使直徑較大，可延長熱風自旋轉底面接觸部分至旋 轉軸之熱移動距離，並且因鐘狀導件之中為中空且裝滿空氣故導熱率較低，因此可進一步降低熱通過旋轉軸漏出至外部之程度。
其次，所謂「爐體底面」係指作為與上述旋轉底面隔開之熱處理爐整體之底面之部分。藉由爐體底面與上述旋轉底面隔開而存在，能夠使自旋轉底面向爐體底面之熱移動僅為旋轉軸。為了防止來自旋轉底面之熱輻射而進一步提高熱效率，較理想為沿著旋轉底面之下表面配置例如玻璃纖維等隔熱性較高之物質。
其次，所謂「爐體側面」係指作為配置於爐體底面上之熱處理爐整體之側面之部分。因存在爐體側面，故可將熱風自爐體之一部分集中地排出。爐體側面較理想為與工件儲存室之外表面接近。只要接近，則可防止自工件儲存室之外表面流出之熱風從工件儲存室與爐體側面之間漏出至例如爐體底面側，或者使存在於爐體底面之馬達等發熱。於馬達因磁力而進行旋轉之情況下，有因熱之影響而導致效率降低之情況，因此就不使熱傳遞至馬達之意義而言，亦較理想為接近。
熱處理爐之形狀較理想為圓柱狀，於此情況下，自爐體底面及爐體上表面觀察時之形狀為圓形，自側面觀察時之形狀為筒狀。
進而，上述旋轉底面較理想為自鐘狀熱風導件與旋轉底面之接觸點朝向工件儲存室構成為向下錐形。藉此，可使塵埃落至爐體底面。
圖4係表示旋轉底面自中心朝向工件儲存室構成為向下錐形之情況下之概念的圖。熱處理爐(0401)係由旋轉軸(0402)、旋轉底面(0403)、配置於上述旋轉底面上之複數個工件儲 存室(0404)、中空鐘狀熱風導件(0405)、與上述旋轉底面隔開之爐體底面(0406)及配置於爐體底面上之爐體側面(0407)而構成，旋轉底面(0403)自中心朝向工件儲存室構成為向下錐形。
根據具有如上構成之熱處理爐，可提供一種熱效率較高之熱處理爐。
<實施形態2>
本實施形態之熱處理爐之特徵在於：除實施形態1之特徵以外，上述爐體底面自中心朝向外壁面構成為向下錐形，且於外壁面正下方設置有塵埃排出口。
圖5係表示本實施形態之熱處理爐之概念之圖。熱處理爐(0501)係由旋轉軸(0502)、旋轉底面(0503)、配置於上述旋轉底面上之複數個工件儲存室(0504)、中空鐘狀熱風導件(0505)、與上述旋轉底面隔開之爐體底面(0506)及配置於爐體底面上之爐體側面(0507)而構成。並且，爐體底面(0506)自中心朝向外壁面構成為向下錐形，且於外壁面正下方設置有塵埃排出口(0508)。
進而，亦可對旋轉軸，加上用以自旋轉軸朝向外壁面沿著爐體底面之表面送出空氣之設計。作為設計之具體例，考慮構成為藉由於旋轉軸設置葉片，伴隨旋轉軸旋轉而產生朝下之風，或者於旋轉底面開孔並通至旋轉軸，將來自旋轉底面之空氣自旋轉軸送出。藉由如上操作，可使塵埃自中心朝向外壁面高效率地移動。
藉由如上構成，可防止塵埃滯留於熱處理爐內，可防止因塵埃之影響產生之熱輻射，可將熱效率保持為較高。
<實施形態3>
本實施形態之熱處理爐之特徵在於：除實施形態1或2之特徵以外，於上述爐體底面附近之爐體側面設置有爐內檢查口。
圖6係表示本實施形態之熱處理爐之概念之圖。熱處理爐(0601)係由旋轉軸(0602)、旋轉底面(0603)、配置於上述旋轉底面上之複數個工件儲存室(0604)、中空鐘狀熱風導件(0605)、與上述旋轉底面隔開之爐體底面(0606)及配置於爐體底面上之爐體側面(0607)而構成。並且，於上述爐體底面附近之爐體側面設置有爐內檢查口(0608)。
進而，爐體檢查口可具有開閉構造，僅於檢查時能夠觀察爐體內部，而於檢查時以外之時不會使熱逸出。或者，爐體檢查口亦可藉由僅該部分由透明構件構成，而能夠在不使熱漏出至外部的情況下自熱處理爐外部觀察熱處理爐之內部。藉由該等研究，能夠不降低熱效率地檢查熱處理爐內部。
進而，亦可藉由使用紅外線相機自爐內檢查口觀察鐘狀熱風導件之表面顏色，而測量爐內溫度。
藉由如上構成，能夠容易地檢查熱處理爐內部，容易地進行熱處理爐之故障防止或定期維護。
<實施形態4>
本實施形態之熱處理爐之特徵在於：除實施形態1至實施形態3中之任一特徵以外，按照爐體側面之各工件儲存室之高度設置有工件插入口，與處於上下關係之工件儲存室對應之工件插入口或/及工件取出口於爐體側面以不會到達正上方或正下方之方式配置。
圖7係表示本實施形態之熱處理爐之概念之圖。存在(1)自上方觀察熱處理爐時之俯視圖、(2)自正面觀察之剖面圖、(3)側視圖。(1)俯視圖中，可知於中空鐘狀熱風導件(0701)之周圍存在工件儲存室(0702)，且存在工件插入口(0703)。(2)自正面觀察之剖面圖中，可知於中空鐘狀熱風導件(0701)之周圍存在工件儲存室(0702)，且存在按照爐體側面之各工件儲存室之高度設置之工件插入口。(3)側視圖中，可知與處於上下關係之工件儲存室對應之工件插入口或/及工件取出口(0703)於爐體側面以不會到達正上方或正下方之方式配置。只要不會到達正上方或正下方即可，例如於自側面觀察時，可為自上而下依序為左、正中、右之配置，亦可為自上而下依序為左、正中、左之配置，亦可為自上而下依序為左、右、左之配置，亦可為自上而下依序為右、左、正中之配置，還可為其他配置，任一配置均可。但是，就防止熱一下子逃逸之意義而言，更理想為以即使不為正上方或正下方亦不要上下重覆之方式構成。
藉由如上構成，可防止熱一下子逃逸，可提高熱效率。

Claims (4)

  1. 一種熱處理爐，其具有：旋轉軸；旋轉底面，其樞軸支撐於上述旋轉軸而旋轉；複數個工件儲存室，其等於上述旋轉底面上以上述旋轉軸芯為中心呈複數段環狀配置；中空鐘狀熱風導件，其於上述旋轉底面上以上述旋轉軸芯為中心，於環狀中心部使爐內容積變小，並且用以調整從自身之上方送入之熱風被送入至各段之工件儲存室之量；爐體底面，其與上述旋轉底面隔開；及爐體側面，其配置於爐體底面上。
  2. 如請求項1之熱處理爐，其中，上述爐體底面自中心朝向外壁面構成為向下錐形，於外壁面正下方設置有塵埃排出口。
  3. 如請求項1或2之熱處理爐，其中，於上述爐體底面附近之爐體側面設置有爐內檢查口。
  4. 如請求項1或2之熱處理爐，其中，按照爐體側面之各工件儲存室之高度設置有工件插入口，與處於上下關係之工件儲存室對應之工件插入口或/及工件取出口於爐體側面以不會到達正上方或正下方之方式配置。
TW107112419A 2017-09-13 2018-04-11 熱處理爐 TWI675176B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

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