JP3162063B2 - 加熱炉および加熱装置 - Google Patents
加熱炉および加熱装置Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0043—Muffle furnaces; Retort furnaces
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- F27B5/06—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
- F27B5/14—Arrangements of heating devices
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Description
「産業上の利用分野」 この発明は、レトルトを過熱する加熱炉であって、特
にマントルピースを改善したガス燃焼による加熱炉、お
よびこれらと同様な構成、原理による加熱装置に関す
る。この種の過熱用マントルピースおよび加熱装置によ
れば、燃焼ガスの流通が改善され、それによって熱伝達
率が向上する。 「従来の技術」 ガス燃焼による加熱炉はメタルおよびアロイを取り扱
い処理するメタル処理の工業分野において広範囲に亙っ
て使用され、同様に無機化学工業における反応炉として
も使用される。しかしながら、これまでに提供された加
熱炉のマントルピースは通常の使用時における使用許容
範囲がしばしば不十分であった。これまでに提供された
加熱炉の第１の欠陥は、マントルピースからレトルトへ
の熱伝達率が制限されている点である。 通常、ガス燃焼加熱炉において、マントルピースはレ
トルトを囲んでおり、小さなスペースにおいて高い熱消
費率が生じるように構成される。また、マントルピース
は通常、内側に耐火断熱材によるライニングを備えたス
ティール製の殻によって成り、レトルトの損傷を避ける
ため、燃焼における炎がレトルトから離れるように方向
付けることが可能な形状に形成される。この形状におい
て、基本的に２つのメカニズムによって熱がレトルトへ
と伝達される。すなわち、第１に燃焼ガスからマントル
ピース内壁およびレトルトへの還流によってレトルトへ
の熱伝達が行われ、第２にマントルピース内壁からレト
ルへの放熱によってレトルトへの熱伝達が行われる。ガ
ス燃焼加熱炉において、温度が1200゜F以下の場合、温
度の低さに応じ、放熱による熱伝達率は低く、また、低
いガス速度に応じ、還流による熱伝達率も低い。これら
を総合した結果として、総体的な熱伝達率は低くなる。 1400゜F以上の温度では、マントルピースの壁からの
放熱による熱伝達率が高くなるが、しかし、マントルピ
ースへの還流による熱伝達率が依然として低く、この熱
伝達率の低さが総体的な熱伝達処理を制限してしまう。
従って、総体的な熱伝達率が低くなる。これまでに提供
された加熱炉の温度およびガス流量に依存した熱伝達率
の範囲は、５〜15BTU/（ft2・hr・゜F）（ただし、BTU
はBritish Thermal Unit）である。 「発明が解決しようとする課題」 上述したように従来の加熱炉は全体としての熱伝達率
が低く制限されてしまうという問題があった。また、上
記加熱炉と同様な構成、原理によるガス燃焼を利用した
加熱装置においても同様であり、熱伝達率が低いという
問題があった。 この発明は、上述した従来の加熱炉および加熱装置の
欠点に鑑みてなされたものであり、熱伝達率の改善され
た加熱炉および加熱装置を提供することを目的とする。
特に加熱炉にあっては、温度およびガス流量に依存した
熱伝達率の範囲を15〜50BTU/ft2・hr・゜F）に改善する
ことを目的とする。 「課題を解決するための手段」 請求項１に係る加熱装置は、物質を保持し加熱するた
めのレトルトと、前記レトルトを囲み、前記レトルトを
加熱するための曲がりくねったガスの通過経路を形成す
る複数の加熱チャンバとを具備し、前記各加熱チャンバ
が、前記レトルトの周囲に同心に配置される円環状に形
成され、前記加熱チャンバが、相互に軸方向に間隔を空
けて配置され、前記加熱チャンバが、スロットによって
相互に接続され、前記各加熱チャンバの軸方向の両側に
形成されるスロットの位置が、前記レトルトの周方向に
ずれていることを特徴とする。 請求項２に係る加熱装置は、請求項１記載の加熱装置
において、前記各加熱チャンバからのガスを集める出力
チャンバを備えたことを特徴とする。 請求項３に係る加熱炉は、円筒形状のレトルトを加熱
する加熱炉であって、熱ガスを発生する熱ガス源と、円
筒状の壁と、前記円筒状の壁から内方へ張り出し、前記
レトルトとの間に間隙が生じるように放射状に保持され
た複数のバッフルとを有し、前記バッフルと前記円筒状
の壁とは前記熱ガス源に接続される複数の加熱チャンバ
を形成し、前記加熱チャンバは、熱を伝達するための前
記熱ガスを通過させる曲がりくねった通過経路を形成し
ていることを特徴とする。 請求項４に係る加熱炉は、請求項３記載の加熱炉にお
いて、前記加熱チャンバに接続される入力チャンバを有
し、バーナによって出力される前記熱ガスを前記入力チ
ャンバに注入するようにしたことを特徴とする。 請求項５に係る加熱炉は、請求項３記載の加熱炉にお
いて、前記加熱チャンバの各々がスロットを介して接続
されていることを特徴とする。 請求項６に係る加熱炉は、請求項５記載の加熱炉にお
いて、前記スロットが前記バッフルを貫通し、かつ、該
スロットの位置が、隣接する１つのバッフルと他のバッ
フルとで周方向にずれていることを特徴とする。 請求項７に係る加熱炉は、請求項３記載の加熱炉にお
いて、前記円筒状の壁が垂直に立てられ、前記バッフル
が前記円筒状の壁と直交する平面に沿って張り出してい
ることを特徴とする。 請求項８に係る加熱装置は、断熱材によるハウジング
と、前記断熱材の内側に断熱材を軸対称に設けることに
よって形成された円筒状の壁と、前記円筒状の壁から張
り出し、各々の張り出した面が円筒状の空間を形成する
ように、前記円筒状の壁に放射状に保持された複数のバ
ッフルと、前記円筒状の空間に配置され、加熱すべき物
質を保持するレトルトと、熱ガスを発生する熱ガス源と
を備え、前記バッフル、前記円筒状の壁および前記レト
ルトは前記熱ガスを通過させ、前記レトルトへ熱を伝達
する熱ガスの還流を生じせしめる曲がりくねった通過経
路を形成し、前記各バッフルが前記レトルトの周囲に円
環状の加熱チャンバを形成することを特徴とする。 請求項９に係る加熱装置は、請求項８記載の加熱装置
において、前記バッフルの間隙により、前記各加熱チャ
ンバと隣接する加熱チャンバとを接続するスロットが放
射状に形成されていることを特徴とする。 請求項10に係る加熱装置は、請求項９記載の加熱装置
において、前記バッフルの間隙によって形成されたスロ
ットと、該バッフルと上下に隣接するバッフルによって
形成されたスロットとが、前記レトルトの周方向に所定
角度ずれていることを特徴とする。 請求項11に係る加熱装置は、請求項８記載の加熱装置
において、前記加熱チャンバに接続されるチャネルを有
し、バーナによって出力される前記熱ガスを前記チャネ
ルに注入するようにしたことを特徴とする。 請求項12に係る加熱装置は、請求項８記載の加熱装置
において、前記燃焼ガスの炎が直接的に衝突することか
ら前記レトルトを保護する受部材を有することを特徴と
する。 請求項13に係る加熱装置は、請求項12記載の加熱装置
において、前記レトルトが、加熱すべき物質の追加／取
り出しを行うための頂上開口部を有することを特徴とす
る。 請求項14に係る加熱装置は、請求項13記載の加熱装置
において、前記レトルトが、少なくとも部分的に前記受
部材を貫通して延びていることを特徴とする。 請求項15に係る加熱装置は、請求項８記載の加熱装置
において、前記レトルトが、加熱すべき物質の追加／取
り出しを行うための頂上開口部に接続されていることを
特徴とする。 「実施例」
にマントルピースを改善したガス燃焼による加熱炉、お
よびこれらと同様な構成、原理による加熱装置に関す
る。この種の過熱用マントルピースおよび加熱装置によ
れば、燃焼ガスの流通が改善され、それによって熱伝達
率が向上する。 「従来の技術」 ガス燃焼による加熱炉はメタルおよびアロイを取り扱
い処理するメタル処理の工業分野において広範囲に亙っ
て使用され、同様に無機化学工業における反応炉として
も使用される。しかしながら、これまでに提供された加
熱炉のマントルピースは通常の使用時における使用許容
範囲がしばしば不十分であった。これまでに提供された
加熱炉の第１の欠陥は、マントルピースからレトルトへ
の熱伝達率が制限されている点である。 通常、ガス燃焼加熱炉において、マントルピースはレ
トルトを囲んでおり、小さなスペースにおいて高い熱消
費率が生じるように構成される。また、マントルピース
は通常、内側に耐火断熱材によるライニングを備えたス
ティール製の殻によって成り、レトルトの損傷を避ける
ため、燃焼における炎がレトルトから離れるように方向
付けることが可能な形状に形成される。この形状におい
て、基本的に２つのメカニズムによって熱がレトルトへ
と伝達される。すなわち、第１に燃焼ガスからマントル
ピース内壁およびレトルトへの還流によってレトルトへ
の熱伝達が行われ、第２にマントルピース内壁からレト
ルへの放熱によってレトルトへの熱伝達が行われる。ガ
ス燃焼加熱炉において、温度が1200゜F以下の場合、温
度の低さに応じ、放熱による熱伝達率は低く、また、低
いガス速度に応じ、還流による熱伝達率も低い。これら
を総合した結果として、総体的な熱伝達率は低くなる。 1400゜F以上の温度では、マントルピースの壁からの
放熱による熱伝達率が高くなるが、しかし、マントルピ
ースへの還流による熱伝達率が依然として低く、この熱
伝達率の低さが総体的な熱伝達処理を制限してしまう。
従って、総体的な熱伝達率が低くなる。これまでに提供
された加熱炉の温度およびガス流量に依存した熱伝達率
の範囲は、５〜15BTU/（ft2・hr・゜F）（ただし、BTU
はBritish Thermal Unit）である。 「発明が解決しようとする課題」 上述したように従来の加熱炉は全体としての熱伝達率
が低く制限されてしまうという問題があった。また、上
記加熱炉と同様な構成、原理によるガス燃焼を利用した
加熱装置においても同様であり、熱伝達率が低いという
問題があった。 この発明は、上述した従来の加熱炉および加熱装置の
欠点に鑑みてなされたものであり、熱伝達率の改善され
た加熱炉および加熱装置を提供することを目的とする。
特に加熱炉にあっては、温度およびガス流量に依存した
熱伝達率の範囲を15〜50BTU/ft2・hr・゜F）に改善する
ことを目的とする。 「課題を解決するための手段」 請求項１に係る加熱装置は、物質を保持し加熱するた
めのレトルトと、前記レトルトを囲み、前記レトルトを
加熱するための曲がりくねったガスの通過経路を形成す
る複数の加熱チャンバとを具備し、前記各加熱チャンバ
が、前記レトルトの周囲に同心に配置される円環状に形
成され、前記加熱チャンバが、相互に軸方向に間隔を空
けて配置され、前記加熱チャンバが、スロットによって
相互に接続され、前記各加熱チャンバの軸方向の両側に
形成されるスロットの位置が、前記レトルトの周方向に
ずれていることを特徴とする。 請求項２に係る加熱装置は、請求項１記載の加熱装置
において、前記各加熱チャンバからのガスを集める出力
チャンバを備えたことを特徴とする。 請求項３に係る加熱炉は、円筒形状のレトルトを加熱
する加熱炉であって、熱ガスを発生する熱ガス源と、円
筒状の壁と、前記円筒状の壁から内方へ張り出し、前記
レトルトとの間に間隙が生じるように放射状に保持され
た複数のバッフルとを有し、前記バッフルと前記円筒状
の壁とは前記熱ガス源に接続される複数の加熱チャンバ
を形成し、前記加熱チャンバは、熱を伝達するための前
記熱ガスを通過させる曲がりくねった通過経路を形成し
ていることを特徴とする。 請求項４に係る加熱炉は、請求項３記載の加熱炉にお
いて、前記加熱チャンバに接続される入力チャンバを有
し、バーナによって出力される前記熱ガスを前記入力チ
ャンバに注入するようにしたことを特徴とする。 請求項５に係る加熱炉は、請求項３記載の加熱炉にお
いて、前記加熱チャンバの各々がスロットを介して接続
されていることを特徴とする。 請求項６に係る加熱炉は、請求項５記載の加熱炉にお
いて、前記スロットが前記バッフルを貫通し、かつ、該
スロットの位置が、隣接する１つのバッフルと他のバッ
フルとで周方向にずれていることを特徴とする。 請求項７に係る加熱炉は、請求項３記載の加熱炉にお
いて、前記円筒状の壁が垂直に立てられ、前記バッフル
が前記円筒状の壁と直交する平面に沿って張り出してい
ることを特徴とする。 請求項８に係る加熱装置は、断熱材によるハウジング
と、前記断熱材の内側に断熱材を軸対称に設けることに
よって形成された円筒状の壁と、前記円筒状の壁から張
り出し、各々の張り出した面が円筒状の空間を形成する
ように、前記円筒状の壁に放射状に保持された複数のバ
ッフルと、前記円筒状の空間に配置され、加熱すべき物
質を保持するレトルトと、熱ガスを発生する熱ガス源と
を備え、前記バッフル、前記円筒状の壁および前記レト
ルトは前記熱ガスを通過させ、前記レトルトへ熱を伝達
する熱ガスの還流を生じせしめる曲がりくねった通過経
路を形成し、前記各バッフルが前記レトルトの周囲に円
環状の加熱チャンバを形成することを特徴とする。 請求項９に係る加熱装置は、請求項８記載の加熱装置
において、前記バッフルの間隙により、前記各加熱チャ
ンバと隣接する加熱チャンバとを接続するスロットが放
射状に形成されていることを特徴とする。 請求項10に係る加熱装置は、請求項９記載の加熱装置
において、前記バッフルの間隙によって形成されたスロ
ットと、該バッフルと上下に隣接するバッフルによって
形成されたスロットとが、前記レトルトの周方向に所定
角度ずれていることを特徴とする。 請求項11に係る加熱装置は、請求項８記載の加熱装置
において、前記加熱チャンバに接続されるチャネルを有
し、バーナによって出力される前記熱ガスを前記チャネ
ルに注入するようにしたことを特徴とする。 請求項12に係る加熱装置は、請求項８記載の加熱装置
において、前記燃焼ガスの炎が直接的に衝突することか
ら前記レトルトを保護する受部材を有することを特徴と
する。 請求項13に係る加熱装置は、請求項12記載の加熱装置
において、前記レトルトが、加熱すべき物質の追加／取
り出しを行うための頂上開口部を有することを特徴とす
る。 請求項14に係る加熱装置は、請求項13記載の加熱装置
において、前記レトルトが、少なくとも部分的に前記受
部材を貫通して延びていることを特徴とする。 請求項15に係る加熱装置は、請求項８記載の加熱装置
において、前記レトルトが、加熱すべき物質の追加／取
り出しを行うための頂上開口部に接続されていることを
特徴とする。 「実施例」
本発明に従って構成された加熱炉は、スロットジェッ
ト構造と称すバッフルの配列構造を用いている。この構
造によれば、燃焼ガスとマントルピースとの間、同様に
レトルトとの間の還流による熱伝達係数が増加すること
により、ガス燃焼加熱炉の総体的な熱伝達率が増加す
る。また、このように構成する結果、軸心を同じくし、
レトルトを囲むように複数の環状チャンバが形成され
る。すなわち、各バッフルによって囲まれた各チャンバ
が形成され、各バッフルの間隙によるスロットは上がり
くねった燃焼ガスの通過経路を形成し、各チャンバはス
ロットを介して接続される。実質的な圧力の低下（略１
インチ水柱）は、隣接する各チャンバおよびそれらと隣
接するチャンバの間において得られる。各チャンバは、
ガスが上隣接チャンバ側の壁へ高速で衝突することによ
って変形し易いが、上記のようにチャンバ間に圧力差が
生じる結果、それを相殺する一連のガス流が各チャンバ
間に生じる。これにより乱流が生じ、還流による高い熱
伝達率が生じる。この構造を用いた結果、温度およびガ
ス流量に依存した熱伝達率の範囲として、15〜50BTU/
（ft2・hr・゜F）が得られた。また、同様な構成によ
り、ガス燃焼による加熱装置を実現することができ、こ
の場合も上記加熱炉と同様に総体的な熱伝達率が改善さ
れ、エネルギー効率が向上する。
ト構造と称すバッフルの配列構造を用いている。この構
造によれば、燃焼ガスとマントルピースとの間、同様に
レトルトとの間の還流による熱伝達係数が増加すること
により、ガス燃焼加熱炉の総体的な熱伝達率が増加す
る。また、このように構成する結果、軸心を同じくし、
レトルトを囲むように複数の環状チャンバが形成され
る。すなわち、各バッフルによって囲まれた各チャンバ
が形成され、各バッフルの間隙によるスロットは上がり
くねった燃焼ガスの通過経路を形成し、各チャンバはス
ロットを介して接続される。実質的な圧力の低下（略１
インチ水柱）は、隣接する各チャンバおよびそれらと隣
接するチャンバの間において得られる。各チャンバは、
ガスが上隣接チャンバ側の壁へ高速で衝突することによ
って変形し易いが、上記のようにチャンバ間に圧力差が
生じる結果、それを相殺する一連のガス流が各チャンバ
間に生じる。これにより乱流が生じ、還流による高い熱
伝達率が生じる。この構造を用いた結果、温度およびガ
ス流量に依存した熱伝達率の範囲として、15〜50BTU/
（ft2・hr・゜F）が得られた。また、同様な構成によ
り、ガス燃焼による加熱装置を実現することができ、こ
の場合も上記加熱炉と同様に総体的な熱伝達率が改善さ
れ、エネルギー効率が向上する。
Fig.1は、この発明の一実施例による加熱炉の要部の
構成を示す斜視断面図である。また、Fig.2は同実施例
のレトルトを含んだ全体的構成を示す断面図である。 これらの図に示すように、本発明に従って構成された
加熱炉10は、低密度、かつ、高い断熱率に鋳造された部
材14によって充たされたジャケット12を有する。また、
その内側には垂直に、かつ、気密に、セント鋳造等によ
る穴の少ない円筒状壁16が設けられている。この壁16
は、鋳造され、かつ、予備焼成されたセラミックによる
多くのバッフル18,18,…を、これらが壁16の軸20を中心
とした円筒状に配置するように保持している。そして、
これらの多くのバッフル18,18,…は、多くの円環状チャ
ンバ22,22,…を形成し、各チャンバ22,22,…は多くのス
ロット24,24,…24′,24′，…を介して接続される。 ここで、重要なのは、上下に隣接するバッフル18,18
において、各々のスロット24,24′が垂直方向に並んで
おらず、互いに壁16の内周に沿って所定角度ずれた位置
にあることである。円筒状の壁16は開口部28を有する蓋
26によって上部が覆われている。開口部28は蓋26を貫通
し、壁16の内部における最上部のチャンバに達する。ま
た、壁16の内部には、上下へと延長された同径のチュー
ブ32を有する円筒状の受部材30が設けられている。受部
材30と壁16との間には燃焼ガスが通過するチャネル36が
あり、このチャネル36によって最初のチャンバ22（最下
部）へと流入する燃焼ガスの方向付けがなされる。この
チャネル36はまた、燃焼ガスの炎の直接的な衝突からレ
トルト42を保護する役目を担っている。また、バーナ34
からの燃焼ガスを集めるための燃焼チャンバ37がチュー
ブ32および壁16によって形成されている。各々のバッフ
ル18,18,…の軸20に対向する側面38,38,…は円弧状に傾
斜しており、それらの各側面38,38,…によって円筒状の
空間が形成される。蓋26、壁16および最上部のバッフル
18,18,…によって、円筒状の出力チャンバ40が形成され
ており、円筒状チャンバ22,22,…から集められたガスは
この出力チャンバ40を介して排気ダクト52に排気され
る。 このように加熱炉10の各部が構成されているため、円
筒状のレトルト42を他の要素によって妨害されることな
く、開口部28からチューブ32の近くに至るまで挿通さ
せ、蓋26および下方に設けられた受部材30によって支持
させることができる。レトルト42は、チューブ32内を貫
通するフィードパイプ44に接続される。チューブ32とフ
ィードパイプ44との隙間を塞ぐシール46は、熱い燃焼ガ
スが外部へと逃げるのを防止する。また、レトルト42
は、上述のように蓋26の開口部28から下方に挿通される
と共に、その上部にレトルト42によって加熱する物質の
追加／取り出しを行うための頂上開口部48が設けられ
る。ガスシール50は燃焼ガスが開口部28を介して逃げる
のを防ぐために設けられたものである。 このような加熱炉10によれば、以下説明するような処
理が行われる。燃焼ガスは１つ若しくは多数のバーナ34
から燃焼チャンバ37に流入される。そして、燃焼ガスは
燃焼タンバ37から上方のバッフル18,18,…によって形成
されたチャンバ22,22,…に順次シリアルに注入される。
ここで、ガスは、スロット24,24,…（24′,24′，…）
を介すと共に、バッフル18,18,…の軸20に対向した側面
38,38,…とレトルト42との間の空間54を介し、チャンバ
22から別のチャンバへと運搬される。この場合、各チャ
ンバ間のガスの移動経路（特にスロット24,24′によっ
て構成される経路）は真っ直ぐでなく曲がりくねってい
るので、ガス流はチャンバ22,22,…を構成するバッフル
18,18,…に衝突することとなる。従って、ガスがレトル
ト42、バッフル18、円筒状壁16を循環し、熱の還流によ
る伝達が行われる。壁16およびバッフル18によって吸収
された熱はまた放射によってレトルト42に伝達される。 このようにしてチャンバ22,22,…を介した後、燃焼ガ
スは出力チャンバ40に集められ、排気ダクト52を介して
排気される。 ハウジング12はスチール製であることが好ましい。ま
た、断熱材14および37は耐火性の鋳造物であることが好
ましい。 上記実施例では、本発明を加熱炉に適用した場合を説
明したが、同様の構成により、熱伝達率の改善されたガ
ス燃焼による加熱装置を実現することが可能なことは容
易に理解されよう。 「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、熱伝達率の
改善された加熱炉および加熱装置を実現することができ
るという効果が得られる。
構成を示す斜視断面図である。また、Fig.2は同実施例
のレトルトを含んだ全体的構成を示す断面図である。 これらの図に示すように、本発明に従って構成された
加熱炉10は、低密度、かつ、高い断熱率に鋳造された部
材14によって充たされたジャケット12を有する。また、
その内側には垂直に、かつ、気密に、セント鋳造等によ
る穴の少ない円筒状壁16が設けられている。この壁16
は、鋳造され、かつ、予備焼成されたセラミックによる
多くのバッフル18,18,…を、これらが壁16の軸20を中心
とした円筒状に配置するように保持している。そして、
これらの多くのバッフル18,18,…は、多くの円環状チャ
ンバ22,22,…を形成し、各チャンバ22,22,…は多くのス
ロット24,24,…24′,24′，…を介して接続される。 ここで、重要なのは、上下に隣接するバッフル18,18
において、各々のスロット24,24′が垂直方向に並んで
おらず、互いに壁16の内周に沿って所定角度ずれた位置
にあることである。円筒状の壁16は開口部28を有する蓋
26によって上部が覆われている。開口部28は蓋26を貫通
し、壁16の内部における最上部のチャンバに達する。ま
た、壁16の内部には、上下へと延長された同径のチュー
ブ32を有する円筒状の受部材30が設けられている。受部
材30と壁16との間には燃焼ガスが通過するチャネル36が
あり、このチャネル36によって最初のチャンバ22（最下
部）へと流入する燃焼ガスの方向付けがなされる。この
チャネル36はまた、燃焼ガスの炎の直接的な衝突からレ
トルト42を保護する役目を担っている。また、バーナ34
からの燃焼ガスを集めるための燃焼チャンバ37がチュー
ブ32および壁16によって形成されている。各々のバッフ
ル18,18,…の軸20に対向する側面38,38,…は円弧状に傾
斜しており、それらの各側面38,38,…によって円筒状の
空間が形成される。蓋26、壁16および最上部のバッフル
18,18,…によって、円筒状の出力チャンバ40が形成され
ており、円筒状チャンバ22,22,…から集められたガスは
この出力チャンバ40を介して排気ダクト52に排気され
る。 このように加熱炉10の各部が構成されているため、円
筒状のレトルト42を他の要素によって妨害されることな
く、開口部28からチューブ32の近くに至るまで挿通さ
せ、蓋26および下方に設けられた受部材30によって支持
させることができる。レトルト42は、チューブ32内を貫
通するフィードパイプ44に接続される。チューブ32とフ
ィードパイプ44との隙間を塞ぐシール46は、熱い燃焼ガ
スが外部へと逃げるのを防止する。また、レトルト42
は、上述のように蓋26の開口部28から下方に挿通される
と共に、その上部にレトルト42によって加熱する物質の
追加／取り出しを行うための頂上開口部48が設けられ
る。ガスシール50は燃焼ガスが開口部28を介して逃げる
のを防ぐために設けられたものである。 このような加熱炉10によれば、以下説明するような処
理が行われる。燃焼ガスは１つ若しくは多数のバーナ34
から燃焼チャンバ37に流入される。そして、燃焼ガスは
燃焼タンバ37から上方のバッフル18,18,…によって形成
されたチャンバ22,22,…に順次シリアルに注入される。
ここで、ガスは、スロット24,24,…（24′,24′，…）
を介すと共に、バッフル18,18,…の軸20に対向した側面
38,38,…とレトルト42との間の空間54を介し、チャンバ
22から別のチャンバへと運搬される。この場合、各チャ
ンバ間のガスの移動経路（特にスロット24,24′によっ
て構成される経路）は真っ直ぐでなく曲がりくねってい
るので、ガス流はチャンバ22,22,…を構成するバッフル
18,18,…に衝突することとなる。従って、ガスがレトル
ト42、バッフル18、円筒状壁16を循環し、熱の還流によ
る伝達が行われる。壁16およびバッフル18によって吸収
された熱はまた放射によってレトルト42に伝達される。 このようにしてチャンバ22,22,…を介した後、燃焼ガ
スは出力チャンバ40に集められ、排気ダクト52を介して
排気される。 ハウジング12はスチール製であることが好ましい。ま
た、断熱材14および37は耐火性の鋳造物であることが好
ましい。 上記実施例では、本発明を加熱炉に適用した場合を説
明したが、同様の構成により、熱伝達率の改善されたガ
ス燃焼による加熱装置を実現することが可能なことは容
易に理解されよう。 「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、熱伝達率の
改善された加熱炉および加熱装置を実現することができ
るという効果が得られる。
第１図はこの発明の一実施例による加熱炉の要部の構成
を示す斜視断面図、第２図は同実施例のレトルトを含ん
だ全体的構成を示す断面図である。 42……レトルト、18……バッフル、22……チャンバ、40
……出力チャンバ、37……入力チャンバ、36……チャネ
ル、30……受部材、14,16……断熱材、52……排気ダク
ト、34……バーナ、44……フィードパイプ、48……頂上
開口部。24,24′……スロット、10……加熱炉。
を示す斜視断面図、第２図は同実施例のレトルトを含ん
だ全体的構成を示す断面図である。 42……レトルト、18……バッフル、22……チャンバ、40
……出力チャンバ、37……入力チャンバ、36……チャネ
ル、30……受部材、14,16……断熱材、52……排気ダク
ト、34……バーナ、44……フィードパイプ、48……頂上
開口部。24,24′……スロット、10……加熱炉。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル オウジアニー アメリカ合衆国 ニュージャージー 08837 エディソン バーナード アベ ニュ 42 (56)参考文献 特公 昭57−7348（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F27B 5/00 - 5/18 C21D 1/52 F27B 17/00
Claims (15)
- 【請求項１】物質を保持し加熱するためのレトルトと、 前記レトルトを囲み、前記レトルトを加熱するための曲
がりくねったガスの通過経路を形成する複数の加熱チャ
ンバとを具備し、 前記各加熱チャンバが、前記レトルトの周囲に同心に配
置される円環状に形成され、 前記加熱チャンバが、相互に軸方向に間隔を空けて配置
され、 前記加熱チャンバが、スロットによって相互に接続さ
れ、 前記各加熱チャンバの軸方向の両側に形成されるスロッ
トの位置が、前記レトルトの周方向にずれていることを
特徴とする加熱装置。 - 【請求項２】前記各加熱チャンバからのガスを集める出
力チャンバを備えたことを特徴とする請求項１記載の加
熱装置。 - 【請求項３】円筒形状のレトルトを加熱する加熱炉であ
って、 熱ガスを発生する熱ガス源と、 円筒状の壁と、 前記円筒状の壁から内方へ張り出し、前記レトルトとの
間に間隙が生じるように放射状に保持された複数のバッ
フルとを有し、 前記バッフルと前記円筒状の壁とは前記熱ガス源に接続
される複数の加熱チャンバを形成し、 前記加熱チャンバは、熱を伝達するための前記熱ガスを
通過させる曲がりくねった通過経路を形成していること
を特徴とする加熱炉。 - 【請求項４】前記加熱チャンバに接続される入力チャン
バを有し、バーナによって出力される前記熱ガスを前記
入力チャンバに注入するようにしたことを特徴とする請
求項３記載の加熱炉。 - 【請求項５】前記加熱チャンバの各々がスロットを介し
て接続されていることを特徴とする請求項３記載の加熱
炉。 - 【請求項６】前記スロットが前記バッフルを貫通し、か
つ、該スロットの位置が、隣接する１つのバッフルと他
のバッフルとで周方向にずれていることを特徴とする請
求項５記載の加熱炉。 - 【請求項７】前記円筒状の壁が垂直に立てられ、前記バ
ッフルが前記円筒状の壁と直交する平面に沿って張り出
していることを特徴とする請求項３記載の加熱炉。 - 【請求項８】断熱材によるハウジングと、 前記断熱材の内側に断熱材を軸対称に設けることによっ
て形成された円筒状の壁と、 前記円筒状の壁から張り出し、各々の張り出した面が円
筒状の空間を形成するように、前記円筒状の壁に放射状
に保持された複数のバッフルと、前記円筒状の空間に配
置され、加熱すべき物質を保持するレトルトと、 熱ガスを発生する熱ガス源とを備え、 前記バッフル、前記円筒状の壁および前記レトルトは前
記熱ガスを通過させ、前記レトルトへ熱を伝達する熱ガ
スの還流を生じせしめる曲がりくねった経過経路を形成
し、 前記各バッフルが前記レトルトの周囲に円環状の加熱チ
ャンバを形成することを特徴とする加熱装置。 - 【請求項９】前記バッフルの間隙により、前記各加熱チ
ャンバと隣接する加熱チャンバとを接続するスロットが
放射状に形成されていることを特徴とする請求項８記載
の加熱装置。 - 【請求項１０】前記バッフルの間隙によって形成された
スロットと、該バッフルと上下に隣接するバッフルによ
って形成されたスロットとが、前記レトルトの周方向に
所定角度ずれていることを特徴とする請求項９記載の加
熱装置。 - 【請求項１１】前記加熱チャンバに接続されるチャネル
を有し、バーナによって出力される前記熱ガスを前記チ
ャンネルに注入するようにしたことを特徴とする請求項
８記載の加熱装置。 - 【請求項１２】前記燃焼ガスの炎が直接的に衝突するこ
とから前記レトルトを保護する受部材を有することを特
徴とする請求項８記載の加熱装置。 - 【請求項１３】前記レトルトが、加熱すべき物質の追加
／取り出しを行うための頂上開口部を有することを特徴
とする請求項12記載の加熱装置。 - 【請求項１４】前記レトルトが、少なくとも部分的に前
記受部材を貫通して延びていることを特徴とする請求項
13記載の加熱装置。 - 【請求項１５】前記レトルトが、加熱すべき物質の追加
／取り出しを行うための頂上開口部に接続されているこ
とを特徴とする請求項８記載の加熱装置。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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| US07/323,290 US5018707A (en) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | Heating furnace |
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|---|---|
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Family Applications (1)
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| EP (1) | EP0392889B1 (ja) |
| JP (1) | JP3162063B2 (ja) |
| DE (1) | DE69010057T2 (ja) |
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| US5228513A (en) * | 1991-05-03 | 1993-07-20 | Indugas, Inc. | Convective heat transfer by cascading jet impingement |
| US5340091A (en) * | 1993-04-21 | 1994-08-23 | Gas Research Institute | Batch coil annealing furnace |
| US5380378A (en) * | 1993-04-23 | 1995-01-10 | Gas Research Institute | Method and apparatus for batch coil annealing metal strip |
| WO1997030805A1 (en) * | 1996-02-23 | 1997-08-28 | Consolidated Engineering Company, Inc. | System and process for reclaiming sand |
| US5901775A (en) * | 1996-12-20 | 1999-05-11 | General Kinematics Corporation | Two-stage heat treating decoring and sand reclamation system |
| US6453982B1 (en) | 1996-12-20 | 2002-09-24 | General Kinematics Corporation | Sand cleaning apparatus |
| US5924473A (en) * | 1996-12-20 | 1999-07-20 | General Kinematics Corporation | Vibratory sand reclamation system |
| US5738162A (en) * | 1997-02-20 | 1998-04-14 | Consolidated Engineering Company, Inc. | Terraced fluidized bed |
| US6217317B1 (en) | 1998-12-15 | 2001-04-17 | Consolidated Engineering Company, Inc. | Combination conduction/convection furnace |
| US6336809B1 (en) | 1998-12-15 | 2002-01-08 | Consolidated Engineering Company, Inc. | Combination conduction/convection furnace |
| US7275582B2 (en) * | 1999-07-29 | 2007-10-02 | Consolidated Engineering Company, Inc. | Methods and apparatus for heat treatment and sand removal for castings |
| US6672367B2 (en) | 1999-07-29 | 2004-01-06 | Consolidated Engineering Company, Inc. | Methods and apparatus for heat treatment and sand removal for castings |
| US6910522B2 (en) * | 1999-07-29 | 2005-06-28 | Consolidated Engineering Company, Inc. | Methods and apparatus for heat treatment and sand removal for castings |
| US6622775B2 (en) | 2000-05-10 | 2003-09-23 | Consolidated Engineering Company, Inc. | Method and apparatus for assisting removal of sand moldings from castings |
| US7338629B2 (en) * | 2001-02-02 | 2008-03-04 | Consolidated Engineering Company, Inc. | Integrated metal processing facility |
| ATE556155T1 (de) * | 2001-02-02 | 2012-05-15 | Cons Eng Co Inc | Verfahren zur herstellung und wärmebehandlung einer mehrzahl von metallgusteilen |
| EP1526938B1 (en) * | 2002-07-11 | 2012-02-29 | Consolidated Engineering Company, Inc. | Method for assisting removal of sand moldings from castings |
| US6901990B2 (en) * | 2002-07-18 | 2005-06-07 | Consolidated Engineering Company, Inc. | Method and system for processing castings |
| DE10348811A1 (de) * | 2003-10-21 | 2005-06-02 | Degussa Ag | Muffelofen |
| EP1768801A2 (en) * | 2004-06-28 | 2007-04-04 | Consolidated Engineering Company, Inc. | Method and apparatus for removal of flashing and blockages from a casting |
| US20060054294A1 (en) * | 2004-09-15 | 2006-03-16 | Crafton Scott P | Short cycle casting processing |
| US20060103059A1 (en) | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Crafton Scott P | High pressure heat treatment system |
| JP5559968B2 (ja) * | 2005-12-05 | 2014-07-23 | グレン ロバートソン、ストルアン | 物質処理装置 |
| CA2643710A1 (en) * | 2006-06-15 | 2007-12-21 | Consolidated Engineering Company, Inc. | Methods and system for manufacturing castings utilizing an automated flexible manufacturing system |
| JP2008128297A (ja) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Osaka Rasenkan Kogyo Kk | フランジ型管継手用クランプ |
| US20080236779A1 (en) * | 2007-03-29 | 2008-10-02 | Crafton Scott P | Vertical heat treatment system |
| EP3289111B1 (en) | 2015-04-28 | 2021-06-02 | Consolidated Engineering Company, Inc. | System and method for heat treating aluminum alloy castings |
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Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1193069A (en) * | 1916-08-01 | Recuperator-wall | ||
| US755867A (en) * | 1899-12-13 | 1904-03-29 | Harleston Corbett Gesner | Metallurgical apparatus. |
| US1111871A (en) * | 1912-11-21 | 1914-09-29 | Enoch P Stevens | Kiln. |
| US1356788A (en) * | 1916-09-15 | 1920-10-26 | American Coke & Chemical Co | Coke-oven |
| US1354210A (en) * | 1919-10-04 | 1920-09-28 | Porbeck Otto | Japanning-oven |
| US1541691A (en) * | 1923-04-16 | 1925-06-09 | Duckham Arthur Mcdougall | Furnace for heating hollow cylinders |
| GB406459A (en) * | 1933-01-18 | 1934-03-01 | John G Stein & Company Ltd | Muffle kiln |
| US2174052A (en) * | 1938-10-18 | 1939-09-26 | Lee Wilson Sales Corp | Heating apparatus |
| FR888988A (fr) * | 1941-12-10 | 1943-12-28 | Forni Ed Impianti Ind Ingg De Bartolomeis Spa | Système de chauffage des piédroits de fours à moufle, fours à chambres et fours similaires |
| US2454253A (en) * | 1947-01-25 | 1948-11-16 | Selas Corp Of America | Method of and apparatus for heating stacked bodies |
| US3397875A (en) * | 1966-05-20 | 1968-08-20 | Leeds & Northrup Co | Apparatus for maintaining a carburizing atmosphere during heat treatment |
| US3690636A (en) * | 1970-12-03 | 1972-09-12 | United States Steel Corp | Recuperative furnaces |
| JPS53127312A (en) * | 1976-06-17 | 1978-11-07 | Daido Steel Co Ltd | Continuous atomosphere furnace and method of supplying atomosphere gas therein |
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1990
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