金属加工品の熱処理のためのレトルト炉
【課題】炉ハウジング（Ｉ．２，ＩＩ．２，ＩＩＩ．２）によって取り囲まれた筒状レトルト（Ｉ．３，ＩＩ．３，ＩＩＩ．３）を用いる金属加工品の熱処理のためのレトルト炉（Ｉ．１，ＩＩ．１，ＩＩＩ．１）の実際的な価値を増加させ、かつ使用可能性を増加させる。
【解決手段】第１の変形形態に従って装入物の重量がレトルト（Ｉ．３）に加わらないようにし、第２の変形形態に従って第２の循環装置（ＩＩ．１８．２）をレトルト（ＩＩ．３）の加熱素子（ＩＩ．６）に対して配置し、第３の変形形態に従ってレトルト（ＩＩＩ．３）の底部（ＩＩＩ．９）に第２の底部（ＩＩＩ．９．１）及び／または調整弁（ＩＩＩ．２０，ＩＩＩ．２１）を設ける。
【解決手段】第１の変形形態に従って装入物の重量がレトルト（Ｉ．３）に加わらないようにし、第２の変形形態に従って第２の循環装置（ＩＩ．１８．２）をレトルト（ＩＩ．３）の加熱素子（ＩＩ．６）に対して配置し、第３の変形形態に従ってレトルト（ＩＩＩ．３）の底部（ＩＩＩ．９）に第２の底部（ＩＩＩ．９．１）及び／または調整弁（ＩＩＩ．２０，ＩＩＩ．２１）を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属加工品の熱処理、例えば、光輝焼なまし、窒素または窒素／水素下での焼鈍（アニール処理）、窒化または炭窒化処理のためのレトルト炉であって、個々のレトルト炉が、レトルトを備える炉ハウジングと、加熱装置と、循環装置とを含み、場合によってはそれらの組合せを含み、熱処理効率が向上するようにした該レトルト炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属加工品の熱処理のためのレトルト炉は、従来技術において、例えば特許文献１ないし特許文献６に記載されているような様々な構成が知られている。
【０００３】
本発明は、横方向に配置された筒状レトルトと、レトルトを断熱しながら取り囲む炉ハウジングと、レトルトを加熱するための装置とを備える水平型のレトルト炉に好ましいが、他の種類のレトルト炉の構成にも転用可能である。
【０００４】
通常、レトルトは、保護ガス及び反応ガスを収容し、装入物などの加工品を熱処理するための気密シール可能な処理室すなわち装入室と、装入物を有利に載置しかつ収容／搭載する対応する台とを加熱する。
【０００５】
レトルト炉内の複雑な熱処理工程には、加工品の全ての面に接触する炉雰囲気の循環による冷却も常に含まれる。それらの脆弱性は、熱処理効率にかなり影響するが、その理由は、影響の原因をより綿密に調べなければならない。
【０００６】
１．熱処理では、６５０℃までの温度での加熱は、実質的に対流によって支援される。レトルト内部では、炉雰囲気の集中的かつ加工品の全ての面に接触する循環が望ましい。このため、レトルトの領域内に配置された循環ユニットと、ガス誘導補助部材とが設置されている。
【０００７】
特に、熱処理時には、レトルトは高い負荷に曝される。これらのレトルトは、形状を安定させるために、８ｍｍ以上の壁厚を有して実施されている。
【０００８】
これに反して、少なくとも上述の種類のレトルト炉では、装入物の重量によって、かつ収容台の支持部材によって、局所的な負荷が、この場合は水平に配置されたレトルトの下部に生じる。不利な点は、装入物の重量が増大するにつれて負荷が大きくなる点である。逆に、レトルトの材料の最大負荷は、炉温度の上昇とともに減少する。このため、このようなレトルト炉の負荷容量は制限され、加工品装入物の熱処理の効率は比較的小さい。
【０００９】
当技術分野では、既に、金属加工品の熱処理時にレトルトを損なうような負荷を回避することに対する取り組みがなされている。しかし、このような解決法は、垂直に配置されたレトルトにおいて、レトルト底部の負荷を、ハウジングに対して支持する支持台及び／または支持手段によって除去することだけに関連している。これは、例えば特許文献７に記載されている。
【００１０】
ここでは、レトルトの負荷については装入物の重量自体及びその収容台により考慮されているが、熱処理効率の増加については考慮されていない。
【００１１】
さらに、垂直型の炉構成の場合のみ、補償器技術（ＩＨＵ）が知られている。この技術では、装入物の全荷重は、コンクリートから成る耐熱性の土台にかかり、該土台によって支持される。レトルトは、その突出が補償器によって補償されるが、薄い壁厚で構成され得、負荷が少ないために、その耐用年数は延びる。
【００１２】
明白な利点の他に、この解決法には欠点もある。例えば、
−この解決法は、水平型の構成には転用できない。
−土台及び他のセラミック断熱材及び支持材は、後のプロセスにとって有害な湿気を形成し得る。
−補償器の構造は比較的大きくかつ費用がかかり、補償器はヒートブリッジを形成してエネルギー損失を生じさせる。
−底部の構成は、低温度に遷移しやすく、凝縮液の形成を助長する。凝縮液は、水蒸気よりも、レトルトからの除去が困難である。
【００１３】
２．レトルト炉内の加熱装置及び循環装置は、レトルト内部において処理される加工品の均一な加熱のために、特に重要である。
【００１４】
このようなレトルト炉は、電気加熱素子またはガスバーナによって加熱することが可能である。加熱装置は、通常、断熱材を備えた炉ハウジングと、内側に配置されたレトルトとの間の空間に存在する。
【００１５】
ガスバーナによる比較加熱では、炉ハウジングとレトルトとの間の空間に炎が生成され、ガス流が生成される。このガス流の結果、レトルトの加熱が放射及び対流によって行われ、レトルトの均一な加熱が実現される。
【００１６】
電気加熱式レトルト炉でも、電気加熱素子は同様に、炉ハウジングとレトルトとの間の空間に配置される。例えば、加熱素子は、蛇行形状に構成され、炉ハウジングの内部に導かれており、レトルトの炉室内で処理される加工品を例えば所望の６５０℃まで均一に加熱させるようになっている。
【００１７】
しかし、ここでは、加熱素子のレトルトへの熱伝達は放射によってのみ行われ、ガス加熱中により均一にするのに重要な貢献をする対流部は、電気加熱にはない。強力な循環装置を用いて、レトルト内での炉雰囲気の集中的かつ加工品の全ての面に接触する循環を生じさせる。循環装置と加熱装置との機能的協力は、熱的に決定されなければならない。よって、レトルト内の炉室内での炉雰囲気の循環を達成することは、従来技術にとってより好ましいことであった。従って、循環装置及びガス誘導補助具などの付随する機構がレトルト内でのみ用いられることになった。
【００１８】
レトルト炉では、主に、熱処理の効率を高めることが、すでに何回も提案されている。しかし、レトルト炉では、被熱処理加工品の均一加熱が達成された後、引き続き、加工品を均一かつ集中的に冷却することが特に重要である。これは、それ自体、非生産的な処理ステップであるため、より慎重な検討が望まれている。
【００１９】
金属加工品の熱処理のためのレトルト炉は、炉ハウジングによって取り囲まれたレトルトを含む。レトルトは、円筒形状に形成されており、その一端において、底部によって気密シールされている。同時に、レトルトは、装入口を有している。装入口は、被熱処理加工品を、レトルト内に導入するかまたはレトルトから取り出すように機能する。この装入口は、旋回可能に構成された蓋によって気密シール可能であることが好ましい。
【００２０】
炉ハウジングは、基本的に、容積空間を提供するものである。この容積空間の内部には、数ある中でも特に、レトルトが配置されている。このレトルトが、基本的な熱処理室である容積空間を提供する。炉ハウジングによって構成された容積空間の内部には、レトルトの他にも、さらに加熱素子が設けられている。この加熱素子は、レトルト炉の所定の適用例において、レトルトを加熱させるように機能し、従って、レトルトによって包囲された処理室を加熱させるように機能する。
【００２１】
加工品の熱処理は、基本的にガスの影響下で行われる。このため、レトルトは、好ましくは底部（ガスの下流端部）側において、ガス誘導管の連結を可能にする連結パイプを有している。この管を通って、レトルトによって画定される処理室に、ガス及び／またはガス混合物を選択的に流入させることが可能である。このようなガスは、例えば、処理ガス、酸化ガス、冷却ガス、及び／または、対応するガス混合物であってよい。
【００２２】
金属加工品を熱処理するための所定の方法の実施の範囲では、通常、加工品を加熱するステップの後に、加工品を、（熱処理に応じて）１若しくは複数の温度レベルに維持するステップが実行され、その後、加工品を冷却するステップが実行される。
【００２３】
加熱時にも冷却時にも、加工品の加熱または冷却を可能な限り急速かつ均一に行うことが求められている。所定の温度レベルに維持するステップの間、装入物内において加工品の温度を最大限に均一化することと、装入物のどの位置にもガスを可能な限り均一に供給することとが求められる。この目的のために、気密シールされたレトルト内部に存在する雰囲気が循環される。これは循環装置によって行われる。循環装置は、基本的に、レトルトの内部に配置されている。
【００２４】
炉雰囲気及び炉温度の循環及び均一性を改善するために、従来技術からは、いわゆるガス誘導シリンダを設置することが知られている。ガス誘導シリンダは、循環ユニットと組み合わせることによって、炉雰囲気を確実に強制的に誘導する。
【００２５】
また、従来技術によれば、レトルトが、少なくとも１つのガス誘導管と流体連通されていることが分かる。このガス誘導管は、いわゆる調整弁によってシール可能である。従って、例えば、加工品を冷却するために、ガスをレトルトからガス誘導管を介して吸引し、冷却装置を通して誘導し、第２のガス誘導管を介してレトルト内に戻すことが可能である。
【００２６】
上述のレトルト炉を用いて金属加工品を熱処理するための所定の方法の実施の範囲では、ガス誘導管を、レトルトの内部空間に対して分離させ、ガスがレトルトの内部空間に流入することを回避するか、または、レトルトの内部空間に存在するガス雰囲気がガス誘導管を介して流出することを回避する必要がある。ガス誘導管をレトルトの内部空間に対して分離させるために、従来技術からは、いわゆる調整弁が知られている。調整弁は、各ガス誘導管内に旋回可能に配置された板として構成されている。この板は、少なくとも９０°回転可能であり、開位置または閉位置に配置されることが可能である。閉位置では、ガス誘導管の流れ断面は実質的にシールされており、そのため、ガス誘導管をレトルト内部空間に対して分離させることが実現される。開位置では、ガス誘導管の流れ断面は実質的に開放され、そのため、一方のガス誘導管と、他方のレトルトの内部空間とが連通される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】ＤＥ−ＡＳ ２ ０１０ ４３３
【特許文献２】ＤＥ−ＯＳ ２７ ５４ ０３４
【特許文献３】ＤＥ ３０ ２８ ９５２ Ｃ２
【特許文献４】ＤＥ ３１ ４３ ５３２ Ａ１
【特許文献５】ＤＥ ３６ ３１ ３８９ Ｃ２
【特許文献６】ＤＥ １０３ ３８ ４３１ Ａ１
【特許文献７】ＤＥ ２ ０５４ ６６６ Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
ここでも、従来技術から公知の、レトルト炉のレトルトと流体連通されたガス誘導管を閉じるための調整弁が有効であることが実証されていると思われる。しかし、この調整弁は、特に機能に応じた操作及び流体技術的な構成に関して、改善が求められている。
【００２９】
本発明の目的は、金属製の筒状レトルトと、レトルトを取り囲む炉ハウジングと、レトルトの加熱機構とを実質的に備えたレトルト炉を用いて、加工品装入物の冷却及びレトルトの負荷容量を考慮した熱処理効率を増加させることである。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
そのようにして達成される利点は、
−レトルトの壁厚及び質量を減少させ、
−レトルトを気密シール可能な処理室すなわち装入室の機能に向け、かつ／または
−迅速な空気の移動を実現し、不活性ガス雰囲気の不純物及び熱処理工程に対する悪影響を回避する。
【００３１】
本発明の目的は、電気加熱レトルト炉において、レトルトを、ひいてはレトルトの内部に設置される加工品装入物を均一に加熱することによって、熱処理の効率を向上させ、レトルトを可能な限り均一に加熱することによって、レトルトの耐久年数に悪影響を及ぼす局部過熱および熱応力を回避することにある。
【００３２】
最後に、被熱処理加工品の冷却をできる限り急速にかつ均一に行うことは、熱処理の一部であり、それによって冷却がより有効に実行されることになる。
【００３３】
加工品を冷却するために、レトルトから吸引され、外部の冷却装置を通して誘導された後にレトルト内に戻されるガス流は、良好に循環されることができる冷却ガスであり、冷却体積流量を妨害する流れ抵抗は回避される。
【００３４】
また、レトルトの底部の本発明に係る構成及び／またはレトルト炉のレトルトに連結された、ガス誘導管を機能信頼性を有して閉じるための調整弁が、全体として、流体力学的により有利な状態を作り出す。
【００３５】
熱処理効率を増加させるためのこの熱条件は、次の変形形態によって決められる。
【００３６】
変形形態Ｉ
【００３７】
本発明は、原則的に、装入物及び収容台の重量がレトルトに加わらず、収容台を、炉ハウジングに対して支持するための支持手段に連結させ、支持手段を、レトルトの壁の貫通ブッシュ内及び取り囲んでいる炉ハウジング内に気密に導くことによって、上記の課題を解決する。
【００３８】
従って、従来技術とは異なり、レトルトは、装入物及び収容台の重量から解放されるだけでなく、さらに、加工品装入物の熱処理の効率を向上させ、レトルトの質量及び壁厚を減少させ、レトルトを気密シール可能な処理室すなわち装入室の機能に向け、全体として、レトルトの積載能力の向上を実現するという課題を解決する。
【００３９】
本発明に係る構成では、収容台は、吊り下げによって、炉ハウジングに対して支持するための支持手段に連結されている。このため、炉ハウジングは、この手段を取り付けるための横方向部材を備えており、この手段は、収容台に連結されているし、横方向部材を介して炉ハウジングにも、継手で連結されている。壁内の貫通ブッシュは、気密式の補償器を備える、嵌め込まれたパイプを備えている。これらの補償器は、線膨張を等しくし、特にレトルトが熱により膨張した際に、パイプ内の手段が自由に動くことを保障するものである。
【００４０】
さらに、気密式の補償器を備えるパイプに応じた密封材と、さらに水などの冷媒が充填された冷却部と、補償器を高温から保護するための断熱材とが割当てられている。
【００４１】
本発明に従って完備された形態は、壁に嵌め込まれたパイプが、取り外し可能なフランジ継手によって、それぞれ、第１の部分すなわち下部と、第２の部分すなわち上部とに、分割されることを提供する。ここで、下部は、少なくとも１つの壁に嵌め込まれており、上部は、横方向部材に嵌め込まれている。ここで、上部は、補償器の機能を引き受ける折り畳み式ベローズスリーブを備え、下部は、冷却部によって包囲されている。
【００４２】
例えば、補償器の機能を引き受ける折り畳み式ベローズスリーブを備える上部や、冷却部によって包囲された下部などの、補償器を備えるパイプを形成する少なくとも１つのユニットが、交換可能に配置されている。
【００４３】
最終的に、本発明は、炉ハウジングに対して支持するための支持手段を有するレトルトを、これを分解することなく、取り出し可能であることによって、さらに完全になる。レトルトの取り外しは、炉ハウジングの壁が、貫通ブッシュの或る領域を取り囲む取り外し可能に設けられた部分を有することによって、可能である。
【００４４】
ここで、当業者は、
−収容台が、炉ハウジングに対して支持するための支持手段に連結された状態で維持されること、
−支持手段が、炉ハウジングの壁の貫通ブッシュ内及びレトルトの壁の貫通ブッシュ内に気密に挿通された状態で維持されること、
−収容台が、吊り下げによって、炉ハウジングに対して支持するための支持手段に連結されたまま維持されること、
−支持手段が、横方向部材を介して、炉ハウジングに対して支持されること、及び／または、
−支持手段が、収容台及び横方向部材において、継手を介して、炉ハウジングに対して支持されること、
という、本発明の対象に関する特徴のうちの少なくとも１つを確実に満たす、様々な構成的解決法を実施可能である。
【００４５】
これらの本発明に係る構造的方策だけによっても、レトルトの機能は、処理室を気密シールすることに減少され、これによって、レトルトの壁厚は、例えば１０ｍｍから５ｍｍまで減少される。
【００４６】
さらに、レトルトの壁が薄くなることは、壁を介した急速な熱伝達を生じさせる。これによって、熱伝達速度は、上昇する。
【００４７】
熱がレトルトの薄くなった壁の間を装入物まで直接的に伝達することによって、ガス誘導シリンダなどのガス誘導拡散装置を省くことも可能になる。ガス誘導拡散装置は、ここでは、放射覆面として機能するという悪影響を生じさせるものである。ガス誘導拡散装置を省くことは、より冷たい炉ガスが、レトルトとの接触によってより速く加熱されることを引き起こす。
【００４８】
本変形形態単独でも、熱処理効率を増加させることができる。
【００４９】
変形形態ＩＩ
【００５０】
本発明によれば、金属加工品の熱処理のためのレトルト炉であって、断熱された炉ハウジングを備え、該炉ハウジングが、第１の容積空間を取り囲み、レトルトのための加熱装置と、レトルトの内部にある第１の循環装置とを備えたレトルト炉が提供される。第１の容積空間に取り囲まれているレトルトは、変形形態Ｉによれば、装入物受台の上に存在する加工品を熱処理するための処理室すなわち装入室として、保護ガス及び反応ガスを受容し、加工品の装入物を装入するためのドアによって気密シール可能であるような第２の容積空間を取り囲んでいる。
【００５１】
本発明においては、
ａ）加熱装置は、複数の加熱素子を備え、該複数の加熱素子は、炉ハウジングに設けられた閉鎖可能な第１の開口部を用いて、少なくとも個々に交換可能であるように、第１の容積空間内に配置されており、
ｂ）第１の容積空間内の空気を循環させるための第２の循環装置が、炉ハウジングによって収容されていると共に、第２の循環装置が、閉鎖可能な第２の開口部を用いて、ユニットとして交換可能であるように設けられており、
ｃ）加熱素子及び循環装置は、レトルトに均一な熱伝達を導く構成をなして、第１の容積空間内に収容されている。
【００５２】
請求項２〜５によれば、本発明は、加熱素子がレトルトの長手方向に直交するように整合され、加熱素子の長手方向長さが、レトルトの直径よりも大きく、加熱素子が、その長手方向に関して、加熱されない中間領域等のような領域を備え、かつ／またはレトルトの長手方向の側面１つにつき少なくとも２つの加熱素子が設けられるように構成されている。
【００５３】
請求項５及び６によれば、本発明は、循環装置が循環ユニット及び通気手段を備えることによって、かつ／または通気手段が炉室内の空気をレトルトの長手方向に対して横方向に循環させるように構成されていることによって、さらに発展される。
【００５４】
請求項７によれば、第２の開口部は、炉ハウジングに取り外し可能に配置された部材内に収容されている。
【００５５】
従って、本発明に係るレトルト炉による加熱装置は、複数の加熱素子を備えている。これらの各加熱素子は棒状に構成されており、各加熱素子の長手方向は、ほぼ垂直に、すなわちレトルトの長手方向に直交するように整合されている。ここで、各レトルトの長手方向の側面には、個々の加熱素子が複数設けられ得る。各レトルトの長手方向の側面１つにつき３つの棒状加熱素子が用いられ、すなわち全部で６つの加熱素子が用いられることが好ましい。
【００５６】
本発明に従って構成された加熱装置は、従来技術から公知の蛇行形状に構成された加熱管とは異なり、炉室の均一なひいては改善された加熱を可能にする。これは、レトルト内に配置された被熱処理加工品のより均一な加熱を導くことが有効である。この均一な加熱によって、実質的に２つの利点がもたらされる。１つの利点は、従来技術と異なり、レトルトのより均一な加熱が、熱誘導された応力をより少なくし、これによって、レトルトの耐久年数、従って、レトルト炉全体の耐久年数を延長させる。もう１つの利点は、このより均一な加熱によって、被熱処理加工品をより均一に加熱することが実現される。これによって、熱処理効果の再生をより良好に行うことができる。ここで、本発明に従って装備された加熱装置によって、所定の方法をより良好に実施可能にする炉構成がもたらされる。
【００５７】
レトルトは、炉ハウジングによって、間隔をおいて収容されている。加熱素子は、この間隔に、すなわち、一方のレトルトと他方の炉ハウジング内側との間に配置されている。ここで、加熱素子は、好ましくは、互いに平行に並んでおり、第１の区域、第２の区域、及び、第１の区域と第２の区域との間に構成された中間区域を備えている。この中間区域は、中間領域とも呼ぶことが可能である。この加熱素子のこの中間領域は、本発明の一特性によれば、加熱されない。この構成は、この領域にあるレトルトが過熱することを回避するという利点をもたらす。この領域は、加熱素子が、レトルトの当該領域のすぐ隣に存在するため、設置されるものである。
【００５８】
加熱素子は、交換可能に構成されている。「交換可能に」とは、本発明の意味するところにおいて、個々の加熱素子自体、すなわち個々の加熱素子が、別の加熱素子とは無関係に、取り外されるか、または修理の際に新しい加熱素子と交換可能であるという意味に理解される。このことは従来技術の公知の加熱装置では不可能であり、これが従来技術の公知の加熱装置の不利な点である。
【００５９】
従来技術から、レトルトの内部空間内の炉雰囲気、すなわち、本来の作業室つまり処理室内の雰囲気を循環させることが知られている。ここで、本発明に係るレトルト炉によれば、場合によっては存在するレトルトの内部の雰囲気循環に無関係に、循環装置を設けることが提案される。この循環装置によって、炉ハウジングに包囲された容積空間の雰囲気、すなわち、レトルトを取り囲む雰囲気の循環が実現される。この循環は、レトルトのより均一及び従って改善された加熱を実現し、これによって、レトルトの内部に配置された、被熱処理加工品のより均一な加熱を実現するという目的を達成する。
【００６０】
この本発明に係る構成は、さらに、循環装置による、従来技術よりも著しく均一なレトルトの加熱が、同じく従来技術よりも低い熱応力をもたらすという利点を有している。レトルトの耐久年数ひいてはレトルト炉全体の耐久年数が延びることが有効である。
【００６１】
循環装置は、本発明の一特徴によれば、一方では循環ユニットと、他方では通気手段とを備えている。循環ユニットは、例えば、送風機または類似のものであってよい。通気手段は、例えば、デフレクタから成るアセンブリであり、循環ユニットによって循環された雰囲気を強制的に誘導するように機能する。ここで、通気手段は、空気を、レトルトの長手方向に対して横方向に循環させるように構成されていることが好ましい。レトルトの柱面に沿ってレトルトの周りを周回する横方向のこの循環によって、有利には、循環されたガス雰囲気が、加熱素子の長手方向に、加熱素子を通り過ぎて導かれることになる。その結果、一方の加熱素子と他方の炉雰囲気との間の熱交換が最適に行われる。
【００６２】
循環装置は、モジュール式の構成部材、すなわちアセンブリとして構成されている。循環装置は、炉ハウジング内の対応する第２の開口部内に嵌め込まれており、炉ハウジングを、炉ハウジングによって取り囲まれた雰囲気に対して断熱するために、対応する断熱材を備えている。断熱材は、例えばストッパの形に構成されており、炉ハウジング内に構成された開口部を、本発明に係る循環装置の特定の一構成に従って、熱的に閉じ、すなわち密閉している。この構成によって、本発明に係る循環装置の容易な取り付けまたは取り外しが可能になる。これは、修理の際に特に有利である。
【００６３】
本発明によれば、加熱装置と循環装置とを組み合わせることが提案される。この組み合わせは、全体的な作用へと機能的に融合することが有効である。つまり、レトルトの均一な、ひいては従来技術と比べてより良好な加熱、及びこれによって、レトルト内に配置された被熱処理加工品のより良好な加熱へと融合する。
【００６４】
変形形態ＩＩＩ
【００６５】
最後に、熱処理効率の増加に関して、第１の態様によれば、金属加工品の熱処理のためのレトルト炉において、底部は、該底部との間に中間空間を形成するようにして第２の底部を備えており、すなわち底部が二重壁に構成されている。中間空間は、第１の容積空間及び第２の容積空間によって、互いから気密に分離された２つの環状空間に分割されている。第１の容積空間は第１の管に連結されており、第２の容積空間は第１の管に連結されている。これによって、流体力学的に有利な冷却体積流量を用いて冷却ガスの循環を加速することができ、その結果、装入物の冷却をすることができる。
【００６６】
第２の態様によれば、この種のレトルト炉は、第１及び第２の調整弁がそれぞれ、受容空間を含むハウジングを形成し、該ハウジング内へ、蓋が、該蓋が開位置にあるときに各管の流れ断面が完全に開放されるようにして、移動可能であり、流体力学的に有利な流れのための受容空間が提供され、ガス体積流量を各管内において流体力学的に有利に誘導することができる。
【００６７】
第３の態様は、上述の複数の構成を組み合わせて、これらの有利な特徴を機能的に融合させて、全体的に作用させることである。ここで、レトルト炉は、
−底部が、該底部との間に中間空間を形成するようにして第２の底部を備えており、この中間空間は、第１の容積空間及び第２の容積空間によって、互いから気密に分離された２つの環状空間に分割されており、第１の容積空間は第２の管に連結されており、第２の容積空間は第１の管に連結されているような特徴群と、
−第１及び第２の調整弁が、それぞれ、受容空間を包含する１つのハウジングを形成する特徴群であって、ハウジング内へ、蓋が、該蓋が開位置にあるときに各管の流れ断面が完全に開放されるようにして、移動可能であるような特徴群と、
−両特徴群を組み合わせると、第１の容積空間及び第２の容積空間が、蓋が開位置にあるときに各管の流れ断面を完全に開放するという蓋の機能と流体技術的に相互作用し、冷却ガスを流体力学的に有利に循環させ、その結果、装入物を急冷できる。
【００６８】
第１及び第３の態様では、底部の第２の底部の外径は、レトルトの内径よりも小さくなっている。
【００６９】
さらに、外側の第１の容積空間は、第２の管を介して、外部の冷却ガス送風機に連通され得、内側の第２の容積空間は、第１の管を介して、外部の冷却器に連通され得る。これによって、レトルト内に存在する高温ガスは、排出され、外部の冷却器に輸送されることが可能になる。
【００７０】
有利には、内側の第２の容積空間は、レトルトによって包囲された処理室に連結されている吸引パイプに連結され得る。
【００７１】
最終的に、第１及び第２の態様は、第１及び第２の容積空間が、リングによって、互いから気密に分離された２つの環状空間に気密に分割されている場合により完全になる。このリングは、加工技術的に有利に、例えば溶接によって、導入可能である。
【００７２】
第２及び第３の態様では、各調整弁のハウジングの受容空間内へ移動可能な蓋は、ピボットアームを有している。ピボットアームは、回転軸の回りを旋回可能であるように支持アーム上に配置されている。ピボットアームは、９０°以上旋回可能であるように支持アーム上に設置され得、駆動装置に連結されることが有効である。駆動装置は、空気圧式のコントロールシリンダによって形成され得る。
【００７３】
ハウジングは、交換可能に、第１のフランジ継手及び第２のフランジ継手によって、それぞれ１つの管内に取り外し可能に配置されている必要があり、取り付けに有利なように、弁によって閉鎖可能な取付開口部を有している必要がある。
【００７４】
上述の駆動装置は、有利には、弁の上に配置されていることが可能である。ここで、弁は、ピストン棒の気密式の形態を有している。ピストン棒は、蓋を作動させるために、ピストン棒の連結素子及びピボットアームのスロットによってヒンジ接続されている。ここで、支持アームは、機能的に有利に、弁に配置され得る。
【００７５】
本発明に係るレトルトの底部の構成、すなわち、レトルトの底部が、容積空間の形成によって、二重壁に構成され、互いから気密に分離された２つの環状空間に分割されている構成と、本発明に従って変形された構造原理、すなわち、調整弁によって開閉可能なガス誘導管が、受容空間を包含するハウジングに連結されており、ここでは、蓋が内側へ移動可能であるため、蓋が開位置にある場合に、各管の流れ断面は完全に開放されるという構成原理とによって、上述の課題は、レトルト炉内の流れの関係を全体的に改善することに関して、最適に解決される。
【００７６】
底部を二重壁に構成するだけで、既に成功がもたらされる。その理由は、冷却ガスが極めて良好に循環され、有利には、炉雰囲気の著しく良好な循環、ひいては被熱処理加工品の間を流れる流れが実現されるからである。
【００７７】
また他方では、冷却ガス用の調整弁における蓋の動きを変えるだけで、既に、全体として、流体技術的に有利な条件が実現される。
【００７８】
しかし、これらを組み合わせた実施形態では、底部を二重壁に構成することと、蓋の動きを変えることとが、流体技術的な作用において、機能的に互いに融合する。
【００７９】
冷却ガスまたは冷却ガス混合物が、外部の冷却ガス送風機によって、外部から、外側の環状空間内に供給されることが可能である点を、強調する。
【００８０】
内側の環状空間は、レトルトによって包囲された、装入物の実際の処理室と流体連通されている。このために、内側の環状空間をレトルトの処理室と流体連通させる吸引パイプが設けられている。
【００８１】
外側の環状空間に供給された冷却ガスは、開口部を通って、レトルトによって包囲された処理室内に流入することが可能である。ここで、これらの連結口の寸法は、冷却送風機の性能に応じて、外側の環状空間に存在する冷却ガスが、比較的高い速度で、開口部から流出し、レトルトによって包囲された処理室内に流入することが可能なように定められている。
【００８２】
外側の環状空間をレトルトの処理室と流体連通している貫通口が、二重壁の底部の内壁の正面側に、すなわち、一方の内側の壁と、他方のレトルトの柱面との間に、形成されていることが好ましい。
【００８３】
この構成は、例えば、レトルト側の壁の外径すなわち二重壁の底部の内壁を、レトルトの内径よりも小さく構成することによって、実現可能である。その結果、一方の二重壁の底部の内壁と、他方のレトルトの柱面の内側との間に、環状隙間が形成される。この環状隙間は、個々の貫通口に分割されていてよい。これは、例えば、二重壁の底部の内壁を、正面側においてレトルトの柱面に所定の間隔をおいて連結させることによって、例えば溶接することによって、達成される。
【００８４】
環状隙間、すなわち外側の環状空間をレトルトの処理室と流体連通させる貫通口の上述の構成は、外側の環状空間を介して流入する冷却ガスが、レトルトの柱面に近接してかつレトルトの柱面に平行に、レトルトの処理室内に導入されるという利点を有している。
【００８５】
これによって、全体として、極めて良好な、レトルト内に存在する加工品装入物のの間を流れる流れが実現される。これは、対応して、一方のガス流と、他方の加工品装入物との間の熱伝達を極めて良好にする。
【００８６】
上述の構成は、レトルトによって包含される容積空間内に連結された吸引パイプによって、レトルト内に存在する高温ガス、すなわちレトルト内に存在する高温の雰囲気を、吸引することを可能にする。ここで、吸引されたガス、すなわち吸引された雰囲気は、レトルトの二重壁に構成された底部の内側の環状空間を介して、誘導される。
【００８７】
吸引のために、内側の環状空間は、冷却器に連結されている。吸引されたガスは、冷却器を通って導かれ、冷却される。このガス、すなわち以前の処理雰囲気を、好ましくは、レトルトの二重壁の底部の外側の環状空間に再び供給される冷却ガスとして、再利用することが可能である。これは、上述の冷却ガス送風機の支援によって行われ得る。
【００８８】
外側の環状空間に搬送された冷却ガスは、レトルトの作業室、すなわち処理室内に再び流れ出て、好ましくは、レトルトの柱面の近傍に流れ出て、その結果、レトルトの柱面の内部の近傍に流入した冷却ガスは、レトルトに平行に強制的に誘導される。結果的に、レトルトの内部には、ある流れが生じる。この流れは、高温ガスまたは高温の炉雰囲気が、レトルトによって包囲された容積空間の内部領域から流出すると同時に、冷却ガスが、レトルトによって包囲された容積空間の外側の端部領域内に導かれることを特徴とする流れである。その結果、レトルト内には、流れの循環が、すなわち、一方の、外部の冷却送風機の体積流量と、他方の、レトルト内に存在する循環装置の体積流量とが加わったものとして形成される。この流れの循環の結果、レトルト内にある加工品装入物の間を流れるガスの流れが、従来技術と比べて改善される。これによって、加工品装入物とガスまたはガス混合物との間の熱伝達が、より良好になる。すなわち、装入物の急冷が導かれる。
【００８９】
上述の構造は、レトルト炉において、一般的な用途を見出すことが可能である。すなわち上述の構造は、水平型のレトルト炉だけでなく、垂直型のレトルト炉にも利用可能である。
【００９０】
この有利な機能は、本発明に係る調整弁の構成を支援する。調整弁には、受容空間を提供する、ハウジングの形をした拡張部が設けられている。蓋は、このハウジング内または受容空間内へ移動可能である。すなわち蓋は、蓋が開位置にあるときにガス誘導管の流れ断面が完全に開放されるようにして、移動可能である。
【００９１】
この構成は、公知の従来技術と異なり、有利にも、不必要な流れ抵抗を回避することを可能にする。従来技術から公知の回転弁を開放する際、この回転弁は、横方向の位置から、少なくとも部分的にガス誘導管の流れ断面を覆ってしまう長手方向の位置にずれてしまうという欠点を有している。これは、不必要な流れ抵抗を導くという欠点を有している。これによって、ガス誘導管に連結されたガス送風機の効率は制限され、ガス体積流量の減少が導かれることになる。
【００９２】
本発明に係る構造では、これらの欠点は解消される。なぜなら、蓋は、開位置にある場合、受容空間を提供する拡張部の内側に移動されるからである。このため、ガス誘導管の流れ断面は、完全に開放され、不必要な流れ抵抗が生成されることは、完全に回避される。
【００９３】
本発明によれば、蓋が旋回可能に構成されることが提供される。この後、受容空間を提供するハウジング内への旋回運動として蓋の移動が行われる。この蓋の旋回可能性は、例えば、蓋が、ピボットアームに配置されると共に、蓋が、例えば支持アームに、ヒンジ接続されて配置されることによって、実現可能である。
【００９４】
こうすることによって、ピボットアーム、及び従ってピボットアームに配置された蓋は、支持アームに対して容易に旋回可能である。この際、ピボットアームが、少なくとも９０°、より好適には９５°旋回運動可能であることが好ましい。
【００９５】
少なくとも理論的に９０°以上旋回可能であることは、蓋が、所定の接触圧力で、ガス誘導管の連結パイプに対して加圧されることが可能であるという利点を提供する。これは、特に、管側及び／または蓋側に設けられた密閉体との組み合わせにおいて、ガス誘導管を気密シールさせるように作用する。従来技術において蓋として使用されている閉鎖弁では、一方のガス誘導管と他方のレトルトの内部空間とをこのように気密に分離させることは不可能である。これは、製作公差のために、損耗が生じかつ／または熱膨張率が異なるために、一方のガス誘導管の内側と他方の閉鎖弁との間に常に環状の隙間が残るからである。
【００９６】
蓋の一構成によれば、ピボットアームが、コントロールシリンダにヒンジ接続されていることが提供される。このコントロールシリンダによって、ピボットアームが支持アームに対して旋回することが可能である。コントロールシリンダは、空気圧式に動作することが好ましい。しかし、油圧式または機械式に動作するコントロールシリンダまたは作動装置といった、他の構成も可能である。
【００９７】
このように構成することによって、有利には、蓋装置自体を、追加装備の範囲において、設置または取り付けることが可能になる。調整弁は、中間部品として、ガス誘導管のフランジ継手の間に容易に設置される。
【００９８】
本発明によれば、ハウジングは取付開口部を有している。この取付開口部によって、後に、蓋の調節機構、すなわち特にピボットアーム、蓋自体、及び場合によってはコントロールシリンダへのアクセスが可能になる。取り外し、修理、または他の後処理が、容易に可能になる。
【００９９】
ここで、取付開口部は、対応して構成された弁によって気密シール可能であることが好ましい。
【０１００】
レトルト炉において、底部の構成を二重壁にすることと、蓋の動きを変えることを組み合わせて適用することが、最適である。なぜなら、これによって、本発明の課題である、この種のレトルト炉において、被熱処理加工品を均一かつ集中的に冷却し、冷却ガスを良好に循環させ、冷却体積流量を妨げる不必要な抵抗を回避するということが、最大限に実現されるからである。
【０１０１】
従って、レトルトの底部の本発明に係る構成と、レトルト炉のレトルトに連結された、冷却ガス用のガス誘導管を機能信頼性を有して閉じるための調整弁とが、全体として、装入物の急冷を実現する流体技術的に有利な状態を作り出す。
【０１０２】
実施形態の組合せ
【０１０３】
変形形態Ｉ、ＩＩまたはＩＩＩの各々は、既にかなり詳細に説明されている。
【０１０４】
以下の特徴を併せ持つレトルト炉の構成は、最大の可能かつ有益な効果を有する新たなレトルト炉のための条件を創出する。
【０１０５】
変形形態Ｉ
装入物及び収容台の重量がレトルトに加わらず、収容台を、炉ハウジングに対して支持するための支持手段に連結させ、この手段を、レトルトの壁の貫通ブッシュ内及び取り囲んでいる炉ハウジング内に気密に導く。
【０１０６】
変形形態ＩＩ
ａ）加熱装置は、複数の加熱素子を備え、該複数の加熱素子は、炉ハウジングに設けられた閉鎖可能な第１の開口部を用いて、少なくとも個々に交換可能であるように、第１の容積空間内に配置されており、
ｂ）第１の容積空間内の空気を循環させるための第２の循環装置が、炉ハウジングによって収容されていると共に、第２の循環装置が、閉鎖可能な第２の開口部を用いて、ユニットとして交換可能であるように設けられており、
ｃ）加熱素子及び循環装置は、レトルトに均一な熱伝達を導く構成をなして、第１の容積空間内に収容されている。
【０１０７】
変形形態ＩＩＩ
底部が、該底部との間に中間空間を形成するようにして第２の底部を備えており、中間空間が、第１の容積空間及び第２の容積空間によって、互いから気密に分離された２つの環状空間に分割されており、第１の容積空間が第１の管に連結されており、第２の容積空間（ＩＩＩ．１７）が第１の管（ＩＩＩ．１１）に連結されており、これによって、流体力学的に有利な冷却体積流量を用いて冷却ガスの循環を加速することができ、その結果、装入物（ＩＩＩ．７）の冷却を加速することができるか、または
第１及び第２の調整弁がそれぞれ、受容空間を含むハウジングを形成し、該ハウジング内へ、蓋が、該蓋が開位置にあるときに各管の流れ断面が完全に開放されるようにして、移動可能であり、流体力学的に有利な流れのための受容空間が提供され、ガス体積流量を各管内において流体力学的に有利に誘導することができるか、または
第１の特徴群では、底部は、該底部との間に中間空間を形成するようにして第２の底部を備えており、中間空間は、第１の容積空間及び第２の容積空間によって、互いから気密に分離された２つの環状空間に分割されており、第１の容積空間は第２の管に連結されており、第２の容積空間は第１の管に連結されており、
第２の特徴群では、第１及び第２の調整弁がそれぞれ、受容空間を含むハウジングを形成し、該ハウジング内へ、蓋が、該蓋が開位置にあるときに各管の流れ断面が完全に開放されるようにして、移動可能であり、
両特徴群を組み合わせると、第１の容積空間及び第２の容積空間が、蓋が開位置にあるときに各管の流れ断面を完全に開放するという蓋の機能と流体技術的に相互作用し、冷却ガスを流体力学的に有利に循環させ、その結果、装入物を急冷できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明に係る水平に配置されたレトルト炉を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１及び図２から抜粋した細部を示す図である。
【図４】本発明に係るレトルト炉を示す縦断面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】本発明に係るレトルト炉の断面図である。
【図７】図６を拡大した図であり、この図では、本発明に従って、底部９が第２の底部９．１によって二重壁に構成されている。
【図８】１つの部材としての本発明に係る調整弁を示す縦断面図である。
【図９】図１をａ）に、図５をｂ）に、図７をｃ）に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０１０９】
本発明について、以下の例において、本発明の実施形態を参照して、より詳細に説明する。
【０１１０】
変形形態Ｉ
【０１１１】
図１及び図２によれば、図示されていない金属加工品を熱処理するためのレトルト炉Ｉ．１は、水平に配置された金属の筒状レトルトＩ．３と、レトルトＩ．３を取り囲む炉ハウジングＩ．２とを備えている。レトルトＩ．３は、保護ガス及び反応ガスを収容する、気密シール可能な、装入物などの加工品を熱処理するための処理室すなわち装入室Ｉ．１０と、装入物を設置するための、装入物受台としての収容台Ｉ．８とを備えている。
【０１１２】
炉ハウジングＩ．２には、ここには図示されていない加熱素子が、収容されている。この加熱素子は、保護ガス雰囲気において装入物などの加工品を熱処理するための処理室すなわち装入室Ｉ．１０を備えるレトルトＩ．３を加熱する。さらに、レトルト炉Ｉ．１には、符号が付されていない換気装置ユニットと、レトルトＩ．３内の、符号が付されていない、保護ガス雰囲気を誘導するための拡散装置とが割当てられている。
【０１１３】
レトルトＩ．３は、（ここでも符号が付されていないが、）一端において閉じられており、他端において、蓋によって気密シール可能な装入物用の装入口を備えている。
【０１１４】
符号が付されていない、完全性を示すためだけの部材の構成は、本発明に係る機能にとって重要ではない。
【０１１５】
ここで、冒頭部分に記載した従来技術に対して、本発明は、以下の新規の構成原理を有する、収容台Ｉ．８に関する以下の特徴の組み合わせによって、強調される。
ａ）装入物及び収容台Ｉ．８の重量がレトルトＩ．３に加わらず、
ｂ）このため、収容台Ｉ．８は、炉ハウジングＩ．２に対して支持するための支持手段Ｉ．５に連結されており、
ｃ）手段Ｉ．５は、炉ハウジングＩ．２の壁Ｉ．２．１の貫通ブッシュＩ．６内及びレトルトＩ．３の壁Ｉ．３．１の貫通ブッシュＩ．６内に気密に挿通されている。
【０１１６】
この変更された原理は、
−レトルトの壁厚を低減し、これによってレトルトの質量を減少させ、
−加工品装入物の熱処理効率、及び、レトルトの積載能力を向上させる
という条件を実現する。
【０１１７】
図１及び図２からは、装入物及び収容台Ｉ．８の重量をレトルトＩ．３に加えないようにするために、収容台Ｉ．８は、吊り下げによって、炉ハウジングＩ．２に対して支持するための支持手段Ｉ．５に連結されており、支持手段Ｉ．５は、横方向部材Ｉ．９を介して炉ハウジングＩ．２に対して支持され、収容台Ｉ．８を支持し、かつ継手Ｉ．４を介して炉ハウジングＩ．２上の横方向部材Ｉ．９に対して支持されていることが明らかである。
【０１１８】
さらに、図１及び図２には、貫通ブッシュＩ．６が、壁Ｉ．２．１，Ｉ．３．１内に嵌め込まれたパイプＩ．６．１を備えていることが示されている。パイプＩ．６．１は、補償を行う気密式の補償器７を備えている。図３によれば、パイプＩ．６．１は、冷却部Ｉ．７．２によって包囲されている。
【０１１９】
パイプＩ．６．１は、補償器Ｉ．７及び断熱材Ｉ．７．３、並びに図示されていない密封材によって、横方向部材Ｉ．９に連結され、気密式のユニットを形成している。補償器Ｉ．７は、レトルトＩ．３が熱によって膨張した際にパイプＩ．６．１に生じる運動を補償することを可能にする。例えば水で充填された冷却部Ｉ．７．２と、断熱材Ｉ．７．３とは、補償器Ｉ．７の許容できない加熱を防止する。
【０１２０】
本発明の課題を解決することは、ここで、レトルトＩ．３の機能を、装入室Ｉ．１０を気密シールすることに低減し、迅速な雰囲気の変換を実現可能にし、保護ガス雰囲気の不純物を回避すること共に熱処理プロセスへの有害な作用を回避することによって、より完全になる。
【０１２１】
本発明に従って実現されたレトルトＩ．３の壁Ｉ．３．１の減少は、急速な熱伝導を生じさせ、これによって、熱処理の効率を向上させる。
【０１２２】
さらに、壁厚が減少すれば、レトルトの重量も減少する。これによって、炉を熱処理温度まで加熱する際のエネルギーが節減される。
【０１２３】
全体として、本発明に係る構成原理によって、５ｔ未満の重量の装入物を所定の方法で熱処理することができることが示された。
【０１２４】
本発明の特に有効な構成上の形態の詳細は、図３に示されている。ここで、炉ハウジングＩ．２の外部（ここでは上部）の、壁Ｉ．２．１，Ｉ．３．１に嵌め込まれた各パイプＩ．６．１は、取り外し可能なフランジ継手Ｉ．６．１．３によって、それぞれ、下部Ｉ．６．１．１と上部Ｉ．６．１．２とに分離されている。下部Ｉ．６．１．１は、壁Ｉ．２．１，Ｉ．３．１のうちの少なくとも１つに嵌め込まれており、上部Ｉ．６．１．２は、横方向部材Ｉ．９に嵌め込まれている。ここで、上部Ｉ．６．１．２には、補償器Ｉ．７の機能を引き受けた折り畳み式ベローズスリーブＩ．７．１が装備されている。下部Ｉ．６．１．１は、冷却部Ｉ．７．２によって包囲されている。
【０１２５】
補償器Ｉ．７を備える少なくとも１つのパイプＩ．６．１を形成するアセンブリは、例えば、損耗部品／予備部品として、交換可能に配置されている。このアセンブリについては、特に図３を参照されたい。
【０１２６】
本発明の課題を解決することは、レトルトＩ．３を、分解することなく、支持手段によって、炉ハウジングＩ．２から取り出し可能であることによって、さらに有効に支援される。
【０１２７】
このため、炉ハウジングＩ．２の壁Ｉ．２．１は、図示されていない、（貫通ブッシュＩ．６の或る領域を取り囲む）取り外し可能に設けられた部分を有している。この部分は、ここでは、冒頭部分に記載した条件に応じた構成上の種々の可能性のため、個別に説明することはしない。しかし、図２では、この、維持が容易な、取り出し可能性は、炉ハウジングＩ．２が構成的に分割可能であることによって、示唆されている。
【０１２８】
全体として、本実施形態は、装入物及び収容台Ｉ．８の重量をレトルトＩ．３に加えないようにするために、収容台Ｉ．８が、吊り下げによって、炉ハウジングＩ．２に対して支持するための支持手段Ｉ．５に連結されていることを示している。支持手段Ｉ．５は、収容台Ｉ．８を支持し、かつ継手Ｉ．４を介して炉ハウジングＩ．２上の横方向部材Ｉ．９に対して支持される。
【０１２９】
本発明は、この種の構成的配置だけに限定されるものではない。従って、装入物及び収容台Ｉ．８の重量をレトルトＩ．３に加えないようにするために、収容台Ｉ．８は、例えば立てられた状態で、炉ハウジングＩ．２に対して支持するための支持手段Ｉ．５に連結され得る。この場合、支持手段Ｉ．５は、横方向部材Ｉ．９を介して炉ハウジングＩ．２に対して下方に支持される。
【０１３０】
本発明の原理の範囲では、
ａ）装入物及び収容台Ｉ．８の重量がレトルトＩ．３に加わらないこと、
ｂ）このため、収容台Ｉ．８は、炉ハウジングＩ．２に対して支持するための支持手段Ｉ．５に連結されていること、及び
ｃ）手段Ｉ．５は、炉ハウジングＩ．２の壁Ｉ．２．１の貫通ブッシュＩ．６内及びレトルトＩ．３の壁Ｉ．３．１の貫通ブッシュＩ．６内に気密に挿通されていることが、さらなる構成上の実施を可能にする。
【０１３１】
変形形態ＩＩ
【０１３２】
図４には、本発明に係るレトルト炉ＩＩ．１が概略的に縦断面図に示されている。レトルト炉ＩＩ．１は、図示される実施形態では、水平に位置付けられたレトルトＩＩ．３を備えており、すなわち、水平レトルト炉ＩＩ．１である。
【０１３３】
レトルト炉ＩＩ．１は、炉ハウジングＩＩ．２を備え、炉ハウジングＩＩ．２には、少なくとも個々に交換可能な加熱素子（ＩＩ．６）のための閉鎖可能な第１の開口部（ＩＩ．２．１）が設けられている。炉ハウジングＩＩ．２は、第１の容積空間４を包囲している。第１の容積空間４の内部には、数ある中でも特に、レトルトＩＩ．３及び加熱装置ＩＩ．５が配置されている。従って、炉ハウジングＩＩ．２は、レトルトＩＩ．３及び加熱装置ＩＩ．５を収容している。レトルト炉ＩＩ．１は、さらに、レトルトＩＩ．３の内部に、第１の循環装置ＩＩ．１８．１を備えている。
【０１３４】
特に、図５の概略的な図から分かるように、炉ハウジングＩＩ．２は、断熱材ＩＩ．１５が内側に設けられた外壁ＩＩ．１６を有している。
【０１３５】
レトルトＩＩ．３は、円筒形状の中空体として構成されている。この中空体は、一端において、底部ＩＩ．９によって気密シールされている。図４を平面的に参照すると、レトルトＩＩ．３は、底部ＩＩ．９に対向して、装入口ＩＩ．１０を備えている。装入口ＩＩ．１０は、蓋ＩＩ．１０．１によって気密シール可能である。装入口ＩＩ．１０を介して、レトルトＩＩ．３によって包囲された第２の容積空間ＩＩ．１７に到達可能である。第２の容積空間ＩＩ．１７は、レトルト炉ＩＩ．１の本来の作業室、すなわち処理室を示すものである。装入口ＩＩ．１０を介して、被熱処理加工品（例えばまとめて装入物ＩＩ．１４と示される）が、レトルトＩＩ．３内に供給される。レトルトＩＩ．３からの取り出しも、同じく装入口ＩＩ．１０を介して行われる。
【０１３６】
炉ハウジングＩＩ．２によって収容された加熱装置ＩＩ．５は、炉ハウジングＩＩ．２によって包囲された第１の容積空間ＩＩ．４を加熱するように機能する。第１の容積空間ＩＩ．４は、一般に、炉室と呼ばれる。この炉室を加熱することにより、レトルトＩＩ．３が、熱伝達によって加熱され、これによって、レトルトＩＩ．３の内部に配置された装入物ＩＩ．１４が加熱される。
【０１３７】
加熱装置ＩＩ．５は、上述の多数の加熱素子ＩＩ．６を備えている。各加熱素子ＩＩ．６は、図５によれば、棒状に構成されている。ここで、加熱素子ＩＩ．６は、図４及び図５から分かるように、その長手方向が縦方向ＩＩ．８に方向付けられている。レトルトＩＩ．３は、図４から分かるように、その長手方向が縦方向ＩＩ．７に方向付けられている。
【０１３８】
さらに図４から分かるように、加熱素子ＩＩ．６は、その長手方向が、レトルトＩＩ．３の長手方向に直交するように整合されている。これに関しても、図５から明確に認識可能である。
【０１３９】
図５を平面的に参照すると、各加熱素子ＩＩ．６は、上部区域ＩＩ．１２及び下部区域ＩＩ．１３を有している。これらの両区域は、中間領域ＩＩ．１１を介して互いに連結されている。この中間領域ＩＩ．１１は、好ましくは、加熱されないように構成されており、そのため、この領域にあるレトルトＩＩ．３の過熱が防止される。
【０１４０】
図４と図５とを共に参照すると明らかなように、本発明に係るレトルト炉１は、全部で６つの加熱素子を備えている。ここで、レトルトの各側面には、それぞれ３つの加熱素子が設けられており、これらは、レトルトの長手方向ＩＩ．７において、均一に分布されている。
【０１４１】
本発明に係るレトルト炉ＩＩ．１は、本発明によれば、レトルトＩＩ．３の外部に、第２の循環装置ＩＩ．１８．２を備えている。第２の循環装置ＩＩ．１８．２は、例えば送風機または類似の形状をした循環ユニットＩＩ．１９と、通気手段ＩＩ．２０とを有している。ここで、循環ユニットＩＩ．１９によって、第１の容積空間ＩＩ．４に存在するガス雰囲気が循環される。通気手段ＩＩ．２０は、第２の循環装置ＩＩ．１８．２による、レトルトＩＩ．３の長手方向に対して横方向に方向付けられた流れを、例えば図５に記載された矢印ＩＩ．２２が示すような流れにする機能を有している。横に方向付ける循環の結果として、循環ユニットＩＩ．１９によって循環された炉雰囲気は、加熱素子ＩＩ．６の長手方向に、加熱素子ＩＩ．６を通り過ぎて流れる。結果的に、図５を平面的に参照した場合の、レトルトＩＩ．３の回りを周回する流れが生じる。
【０１４２】
第２の循環装置ＩＩ．１８．２は、炉ハウジングＩＩ．２の第２の開口部ＩＩ．２３内に嵌め込まれている。この開口部ＩＩ．２３を熱的に密閉するために、第２の循環装置ＩＩ．１８．２は、断熱材ＩＩ．１５と同一の材料から構成されたストッパ２１を備えている。この構成によって、第２の循環装置ＩＩ．１８．２全体は、モジュール式かつ小型のアセンブリとして構成され、炉ハウジングＩＩ．２の第２の開口部ＩＩ．２３内に嵌め込むことによって、取り付け可能または取り外し可能である。
【０１４３】
加熱素子ＩＩ．６及び第２の循環装置ＩＩ．１８．２は共に、個々にも組合せにおいても、従来技術のものと比べてずっと均一な加熱、ひいてはレトルトＩＩ．３の、最終的には熱処理のためにレトルトＩＩ．３内に配置された装入物ＩＩ．１４の、より良好な加熱を提供する。これは、一方ではレトルトＩＩ．３の耐用年数の延びに影響し、他方では装入物ＩＩ．１４の熱処理に関して改善された処理結果に影響する。
【０１４４】
変形形態ＩＩＩ
【０１４５】
図６及び図７には、本発明に係るレトルト炉ＩＩＩ．１が、概略的な縦断面図に示されている。図示される実施形態では、レトルト炉ＩＩＩ．１には、水平に配置されたレトルトＩＩＩ．３が設けられている。すなわち、レトルト炉ＩＩＩ．１は水平レトルト炉ＩＩＩ．１である。
【０１４６】
レトルト炉ＩＩＩ．１は、炉ハウジングＩＩＩ．２を有している。炉ハウジングＩＩＩ．２は、第１の容積空間ＩＩＩ．４を包囲しており、第１の容積空間ＩＩＩ．４の内部には、数ある中でも特に、レトルトＩＩＩ．３及び加熱装置ＩＩＩ．５が配置されている。従って、炉ハウジングＩＩＩ．２は、レトルトＩＩＩ．３及び加熱装置ＩＩＩ．５を収容している。
【０１４７】
レトルトＩＩＩ．３は、円筒形状の中空体として構成されている。この中空体は、一端において、底部ＩＩＩ．９によって気密シールされている。レトルトＩＩＩ．３は、底部ＩＩＩ．９に対向して、装入口ＩＩＩ．１０を備えている。装入口ＩＩＩ．１０は、蓋ＩＩＩ．１０．１によって気密シール可能である。装入口ＩＩＩ．１０を介して、レトルトＩＩＩ．３によって包囲された第２の容積空間ＩＩＩ．６に到達可能である。第２の容積空間ＩＩＩ．６は、レトルト炉ＩＩＩ．１の本来の作業室、すなわち処理室を示すものである。装入口ＩＩＩ．１０を介して、被熱処理加工品（例えば集合的に装入物ＩＩＩ．７と示される）が、レトルトＩＩＩ．３内に供給される。レトルトＩＩＩ．３からの取り出しも、同じく装入口ＩＩＩ．１０から行われる。
【０１４８】
炉ハウジングＩＩＩ．２に収容された加熱装置ＩＩＩ．５は、炉ハウジングＩＩＩ．２によって包囲された第１の容積空間ＩＩＩ．４を加熱するように機能する。第１の容積空間ＩＩＩ．４は、一般に、炉室と呼ばれる。この炉室を加熱した結果、熱伝達によって、レトルトＩＩＩ．３が加熱され、これによって、レトルトＩＩＩ．３の内部に配置された装入物ＩＩＩ．７の加熱が導かれる。
【０１４９】
レトルトＩＩＩ．３によって包囲された第２の容積空間ＩＩＩ．６において、ガス雰囲気下の熱処理が行われる。ガス雰囲気を良好に循環させ、第２の容積空間ＩＩＩ．６の内部の温度の均一化を実現するために、装入物ＩＩＩ．７を通るガス流が、循環装置ＩＩＩ．８及び通気手段ＩＩＩ．１５によって生成される。通気手段ＩＩＩ．１５は、円筒形状に構成されている。このため、レトルトＩＩＩ．３の内壁と通気手段ＩＩＩ．１５との間に、環状空間ＩＩＩ．６．１が形成される。ガスは、この環状空間ＩＩＩ．６．１を通って、前方に、蓋ＩＩＩ．１０．１の側方に、矢印の方向に流れ、その後、別の矢印によって示されるように、装入物ＩＩＩ．７を通って、後方に、循環装置ＩＩＩ．８まで流れる。
【０１５０】
熱処理に必要なガスは、例えば、底部ＩＩＩ．９と流体連通されたパイプ（図示せず）を通って、レトルトＩＩＩ．３内に流入させることが可能である。
【０１５１】
熱処理を行った後には、装入物ＩＩＩ．７の冷却が行われる。本発明によれば、冷却の効率は、根本的に新規の特徴によって、さらに完全なものになる。
【０１５２】
次に、ガスは、レトルトＩＩＩ．３から、底部ＩＩＩ．９に連結された、吸引パイプとして構成された第１の管ＩＩＩ．１１を通って、外部の冷却ガス送風機ＩＩＩ．１３による冷却器ＩＩＩ．１２を介して、吸引され、注入パイプとして構成された第２の管ＩＩＩ．１４を通って、再びレトルトＩＩＩ．３内に導かれて戻ってくる。底部ＩＩＩ．９と循環装置ＩＩＩ．８との間には、本発明に係る第２の底部ＩＩＩ．９．１が設けられている。第２の底部ＩＩＩ．９．１の直径は、レトルトＩＩＩ．３の内径よりも大きさが小さい。これらの底部ＩＩＩ．９とＩＩＩ．９．１との間には、容積空間が構成される。この容積空間は、環状のリングＩＩＩ．１８によって、内側の容積空間ＩＩＩ．１７と外側の容積空間ＩＩＩ．１６とに分割されている。内側の容積空間ＩＩＩ．１７は、吸引パイプＩＩＩ．１９によって、装入物ＩＩＩ．７が設置されている第２の容積空間ＩＩＩ．６と、吸引パイプを形成する第１の管ＩＩＩ．１１とと流体連通されている。外側の容積空間ＩＩＩ．１６は、環状空間ＩＩＩ．６．１と、注入パイプを形成する第２の管ＩＩＩ．１４とと流体連通されている。このようにして、高温ガスは、処理室ＩＩＩ．６から吸引され、冷却ガスは、環状空間ＩＩＩ．６．１内に吹き込まれる。熱処理中に、これらの管１１及び１４は、第１の調整弁ＩＩＩ．２０及び第２の調整弁ＩＩＩ．２１内の蓋ＩＩＩ．２５（図８）によって閉じられる。
【０１５３】
図８には、調整弁ＩＩＩ．２０，ＩＩＩ．２１がより詳細に示されている。調整弁ＩＩＩ．２０，ＩＩＩ．２１は、フランジ継手ＩＩＩ．２３，ＩＩＩ．２４によって、管ＩＩＩ．１１，ＩＩＩ．１４内に作りこまれている。本発明によれば、調整弁ＩＩＩ．２０，ＩＩＩ．２１は、蓋ＩＩＩ．２５を備えている。蓋ＩＩＩ．２５は、管ＩＩＩ．１１，ＩＩＩ．１４内の流入口ＩＩＩ．２６を完全に気密シールする。蓋ＩＩＩ．２５は、回転軸ＩＩＩ．３２の回りを旋回可能であるように支持アームＩＩＩ．２７上に取り付けられている。蓋ＩＩＩ．２５は、ピボットアームＩＩＩ．２２と、ピボットアームＩＩＩ．２２のスロットＩＩＩ．３１に係合する連結素子ＩＩＩ．３０とをによって、コントロールシリンダなどの駆動装置ＩＩＩ．２８のピストン棒ＩＩＩ．２９に固定されている。ピストン棒ＩＩＩ．２９の往復運動によって、蓋ＩＩＩ．２５は開閉する。蓋ＩＩＩ．２５は、開放状態において、旋回して、受容空間ＩＩＩ．３３内に入り込む。このため、開放状態では、流入口ＩＩＩ．２６の全流れ断面は、開放される。支持アームＩＩＩ．２７と、コントロールシリンダなどの駆動装置ＩＩＩ．２８とが、弁ＩＩＩ．３５に連結されている。弁ＩＩＩ．３５は、完全に取り外しが可能であり、取付開口部ＩＩＩ．３４を介して、本構成に自由にアクセス可能である。
【０１５４】
本実施形態は、一方の、本発明の第１の態様と、他方の、本発明の第２の態様とを有する新規の構成を包含する。本明細書では、これらの態様は、組み合わされた状態で、本発明の第３の態様として示される。
【０１５５】
変形形態の組合せ
【０１５６】
変形形態Ｉ、ＩＩ及びＩＩＩは、図１〜図８、独立請求項１、１３及び２０、並びに対応する従属項に従って、これらの特徴を組み合わせた請求項３６、３７または３８レトルト炉Ｉ．１、ＩＩ．１及びＩＩＩ．１において適用可能である。それゆえ、これらのレトルト炉Ｉ．１、ＩＩ．１及びＩＩＩ．１は、得られる有益な効果をそれぞれ選択することで、個々のレトルト炉を全体として熱処理効率が増加する機能的な新規のレトルト炉に結合することができ、レトルト炉Ｉ．１、ＩＩ．１、ＩＩＩ．１が新たに設けられる。
【０１５７】
例えば、図９に、複合レトルト炉Ｉ．１、ＩＩ．１及びＩＩＩ．１の基本モデルとしての概略図を示す。
【０１５８】
図９ａ）によれば、これには新たな構造原理が含まれている。図９ａ）のレトルト炉では、装入物及び収容台Ｉ．８の重量がレトルトＩ．３に加わらず、収容台Ｉ．８が、炉ハウジングＩ．２に対して支持するための支持手段Ｉ．５に連結されており、手段Ｉ．５は、炉ハウジングＩ．２の壁Ｉ．２．１の貫通ブッシュＩ．６内及びレトルトＩ．３の壁Ｉ．３．１の貫通ブッシュＩ．６内に気密に挿通されている。図９ａ）は、変形形態Ｉと類似の実施形態であり得る。
【０１５９】
図９ｂ）には、電気加熱装置ＩＩ．５が複数の加熱素子ＩＩ．６を備え、複数の加熱素子ＩＩ．６は、炉ハウジングＩＩ．２に設けられた閉鎖可能な第１の開口部ＩＩ．２．１を用いて、少なくとも個々に交換可能であるように、第１の容積空間ＩＩ．４内に配置されているレトルト炉が示されている。第１の容積空間ＩＩ．４内の空気を循環させるための第２の循環装置ＩＩ．１８．２が、炉ハウジングＩＩ．２によって収容されると共に、第２の循環装置ＩＩ．１８．２が、閉鎖可能な第２の開口部ＩＩ．２３を用いて、ユニットとして交換可能であるように設けられている。加熱素子ＩＩ．６及び第２の循環装置ＩＩ．１８．２は、レトルトＩＩ．３に均一な熱伝達を導く構成をなして、第１の容積空間ＩＩ．４内に収容されている。変形形態ＩＩに従うその他の形態も可能である。
【０１６０】
図９ｃ）には、底部ＩＩＩ．９が、該底部ＩＩＩ．９との間に中間空間を形成するようにして第２の底部ＩＩＩ．９．１を備えており、中間空間は、第１の容積空間ＩＩＩ．１６及び第２の容積空間ＩＩＩ．１７によって、互いから気密に分離された２つの環状空間に分割されているレトルト炉が示されている。第１の容積空間ＩＩＩ．１６は第１の管ＩＩＩ．１４に連結されており、第２の容積空間ＩＩＩ．１７は第１の管ＩＩＩ．１１に連結されており、それによって第１の調整弁ＩＩＩ．２０及び第２の調整弁ＩＩＩ．２１が提供されている。この基本構成は、変形形態ＩＩＩに、より実行可能であるように詳述されている。
【０１６１】
産業上の利用可能性
【０１６２】
本発明またはその変形形態によって各々製造されるレトルト炉Ｉ．１、ＩＩ．１及びＩＩＩ．１は、製造業者の利益に加えて、金属加工品の産業的熱処理の領域においてオペレータによるレトルト炉の実際的な価値の増加及び使用可能性の増加を得ることができる。個々の実現された変形形態でさも、所期の熱処理効率の増加が達成されることになる。本発明は、関連産業でのレトルト炉のより効率的な稼働を可能にする。
【符号の説明】
【０１６３】
Ｉ．１ レトルト炉
Ｉ．２ 炉ハウジング
Ｉ．２．１ 炉ハウジングの壁
Ｉ．３ 金属製筒状レトルト
Ｉ．３．１ レトルトの壁
Ｉ．４ 継手
Ｉ．５ 支持手段
Ｉ．６ 貫通ブッシュ
Ｉ．６．１ パイプ
Ｉ．６．１．１ 第１の部分すなわち下部
Ｉ．６．１．２ 第２の部分すなわち上部
Ｉ．６．１．３ フランジ継手
Ｉ．７ 補償器
Ｉ．７．１ 折り畳み式ベローズスリーブ
Ｉ．７．２ 冷却部
Ｉ．７．３ 断熱材
Ｉ．８ 収容台
Ｉ．９ 横方向部材
Ｉ．１０ 処理室すなわち装入室
ＩＩ．１ レトルト炉
ＩＩ．２ 炉ハウジング
ＩＩ．２．１ 第１の開口部
ＩＩ．３ レトルト
ＩＩ．４ 第１の容積空間
ＩＩ．５ 加熱装置
ＩＩ．６ 加熱素子
ＩＩ．７ 縦方向
ＩＩ．８ 縦方向
ＩＩ．９ 底部
ＩＩ．１０ 装入口
ＩＩ．１０．１ 蓋
ＩＩ．１１ 中間領域
ＩＩ．１２ 上部領域
ＩＩ．１３ 下部領域
ＩＩ．１４ 装入物
ＩＩ．１５ 断熱材
ＩＩ．１６ 壁
ＩＩ．１７ 第２の容積空間
ＩＩ．１８．１ 第１の循環装置
ＩＩ．１８．２ 第２の循環装置
ＩＩ．１９ 循環ユニット
ＩＩ．２０ 通気手段
ＩＩ．２１ ストッパ
ＩＩ．２２ 矢印
ＩＩ．２３ 第２の開口部
ＩＩ．２４ 部材
ＩＩＩ．１ レトルト炉
ＩＩＩ．２ 炉ハウジング
ＩＩＩ．３ レトルト
ＩＩＩ．４ 第１の容積空間
ＩＩＩ．５ 加熱装置
ＩＩＩ．６ 処理室
ＩＩＩ．６．１ 環状空間
ＩＩＩ．７ 装入物
ＩＩＩ．８ 循環装置
ＩＩＩ．９ 底部（ガスの下流端部）
ＩＩＩ．９．１ 第２の底部
ＩＩＩ．１０ 装入口
ＩＩＩ．１０．１ 蓋
ＩＩＩ．１１ 第１の管
ＩＩＩ．１２ 冷却器
ＩＩＩ．１３ 冷却ガス送風機
ＩＩＩ．１４ 第２の管
ＩＩＩ．１５ 通気手段
ＩＩＩ．１６ 外側の容積空間
ＩＩＩ．１７ 内側の容積空間
ＩＩＩ．１８ リング
ＩＩＩ．１９ 吸引パイプ
ＩＩＩ．２０ 第１の調整弁
ＩＩＩ．２１ 第２の調整弁
ＩＩＩ．２２ ピボットアーム
ＩＩＩ．２３ 第１のフランジ継手
ＩＩＩ．２４ 第２のフランジ継手
ＩＩＩ．２５ 蓋
ＩＩＩ．２６ 流入口
ＩＩＩ．２７ 支持アーム
ＩＩＩ．２８ 駆動装置／コントロールシリンダ
ＩＩＩ．２９ ピストン棒
ＩＩＩ．３０ 連結素子
ＩＩＩ．３１ スロット
ＩＩＩ．３２ 回転軸
ＩＩＩ．３３ 受容空間
ＩＩＩ．３４ 取付開口部
ＩＩＩ．３５ 弁
ＩＩＩ．３６ ハウジング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属加工品の熱処理、例えば、光輝焼なまし、窒素または窒素／水素下での焼鈍（アニール処理）、窒化または炭窒化処理のためのレトルト炉であって、個々のレトルト炉が、レトルトを備える炉ハウジングと、加熱装置と、循環装置とを含み、場合によってはそれらの組合せを含み、熱処理効率が向上するようにした該レトルト炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属加工品の熱処理のためのレトルト炉は、従来技術において、例えば特許文献１ないし特許文献６に記載されているような様々な構成が知られている。
【０００３】
本発明は、横方向に配置された筒状レトルトと、レトルトを断熱しながら取り囲む炉ハウジングと、レトルトを加熱するための装置とを備える水平型のレトルト炉に好ましいが、他の種類のレトルト炉の構成にも転用可能である。
【０００４】
通常、レトルトは、保護ガス及び反応ガスを収容し、装入物などの加工品を熱処理するための気密シール可能な処理室すなわち装入室と、装入物を有利に載置しかつ収容／搭載する対応する台とを加熱する。
【０００５】
レトルト炉内の複雑な熱処理工程には、加工品の全ての面に接触する炉雰囲気の循環による冷却も常に含まれる。それらの脆弱性は、熱処理効率にかなり影響するが、その理由は、影響の原因をより綿密に調べなければならない。
【０００６】
１．熱処理では、６５０℃までの温度での加熱は、実質的に対流によって支援される。レトルト内部では、炉雰囲気の集中的かつ加工品の全ての面に接触する循環が望ましい。このため、レトルトの領域内に配置された循環ユニットと、ガス誘導補助部材とが設置されている。
【０００７】
特に、熱処理時には、レトルトは高い負荷に曝される。これらのレトルトは、形状を安定させるために、８ｍｍ以上の壁厚を有して実施されている。
【０００８】
これに反して、少なくとも上述の種類のレトルト炉では、装入物の重量によって、かつ収容台の支持部材によって、局所的な負荷が、この場合は水平に配置されたレトルトの下部に生じる。不利な点は、装入物の重量が増大するにつれて負荷が大きくなる点である。逆に、レトルトの材料の最大負荷は、炉温度の上昇とともに減少する。このため、このようなレトルト炉の負荷容量は制限され、加工品装入物の熱処理の効率は比較的小さい。
【０００９】
当技術分野では、既に、金属加工品の熱処理時にレトルトを損なうような負荷を回避することに対する取り組みがなされている。しかし、このような解決法は、垂直に配置されたレトルトにおいて、レトルト底部の負荷を、ハウジングに対して支持する支持台及び／または支持手段によって除去することだけに関連している。これは、例えば特許文献７に記載されている。
【００１０】
ここでは、レトルトの負荷については装入物の重量自体及びその収容台により考慮されているが、熱処理効率の増加については考慮されていない。
【００１１】
さらに、垂直型の炉構成の場合のみ、補償器技術（ＩＨＵ）が知られている。この技術では、装入物の全荷重は、コンクリートから成る耐熱性の土台にかかり、該土台によって支持される。レトルトは、その突出が補償器によって補償されるが、薄い壁厚で構成され得、負荷が少ないために、その耐用年数は延びる。
【００１２】
明白な利点の他に、この解決法には欠点もある。例えば、
−この解決法は、水平型の構成には転用できない。
−土台及び他のセラミック断熱材及び支持材は、後のプロセスにとって有害な湿気を形成し得る。
−補償器の構造は比較的大きくかつ費用がかかり、補償器はヒートブリッジを形成してエネルギー損失を生じさせる。
−底部の構成は、低温度に遷移しやすく、凝縮液の形成を助長する。凝縮液は、水蒸気よりも、レトルトからの除去が困難である。
【００１３】
２．レトルト炉内の加熱装置及び循環装置は、レトルト内部において処理される加工品の均一な加熱のために、特に重要である。
【００１４】
このようなレトルト炉は、電気加熱素子またはガスバーナによって加熱することが可能である。加熱装置は、通常、断熱材を備えた炉ハウジングと、内側に配置されたレトルトとの間の空間に存在する。
【００１５】
ガスバーナによる比較加熱では、炉ハウジングとレトルトとの間の空間に炎が生成され、ガス流が生成される。このガス流の結果、レトルトの加熱が放射及び対流によって行われ、レトルトの均一な加熱が実現される。
【００１６】
電気加熱式レトルト炉でも、電気加熱素子は同様に、炉ハウジングとレトルトとの間の空間に配置される。例えば、加熱素子は、蛇行形状に構成され、炉ハウジングの内部に導かれており、レトルトの炉室内で処理される加工品を例えば所望の６５０℃まで均一に加熱させるようになっている。
【００１７】
しかし、ここでは、加熱素子のレトルトへの熱伝達は放射によってのみ行われ、ガス加熱中により均一にするのに重要な貢献をする対流部は、電気加熱にはない。強力な循環装置を用いて、レトルト内での炉雰囲気の集中的かつ加工品の全ての面に接触する循環を生じさせる。循環装置と加熱装置との機能的協力は、熱的に決定されなければならない。よって、レトルト内の炉室内での炉雰囲気の循環を達成することは、従来技術にとってより好ましいことであった。従って、循環装置及びガス誘導補助具などの付随する機構がレトルト内でのみ用いられることになった。
【００１８】
レトルト炉では、主に、熱処理の効率を高めることが、すでに何回も提案されている。しかし、レトルト炉では、被熱処理加工品の均一加熱が達成された後、引き続き、加工品を均一かつ集中的に冷却することが特に重要である。これは、それ自体、非生産的な処理ステップであるため、より慎重な検討が望まれている。
【００１９】
金属加工品の熱処理のためのレトルト炉は、炉ハウジングによって取り囲まれたレトルトを含む。レトルトは、円筒形状に形成されており、その一端において、底部によって気密シールされている。同時に、レトルトは、装入口を有している。装入口は、被熱処理加工品を、レトルト内に導入するかまたはレトルトから取り出すように機能する。この装入口は、旋回可能に構成された蓋によって気密シール可能であることが好ましい。
【００２０】
炉ハウジングは、基本的に、容積空間を提供するものである。この容積空間の内部には、数ある中でも特に、レトルトが配置されている。このレトルトが、基本的な熱処理室である容積空間を提供する。炉ハウジングによって構成された容積空間の内部には、レトルトの他にも、さらに加熱素子が設けられている。この加熱素子は、レトルト炉の所定の適用例において、レトルトを加熱させるように機能し、従って、レトルトによって包囲された処理室を加熱させるように機能する。
【００２１】
加工品の熱処理は、基本的にガスの影響下で行われる。このため、レトルトは、好ましくは底部（ガスの下流端部）側において、ガス誘導管の連結を可能にする連結パイプを有している。この管を通って、レトルトによって画定される処理室に、ガス及び／またはガス混合物を選択的に流入させることが可能である。このようなガスは、例えば、処理ガス、酸化ガス、冷却ガス、及び／または、対応するガス混合物であってよい。
【００２２】
金属加工品を熱処理するための所定の方法の実施の範囲では、通常、加工品を加熱するステップの後に、加工品を、（熱処理に応じて）１若しくは複数の温度レベルに維持するステップが実行され、その後、加工品を冷却するステップが実行される。
【００２３】
加熱時にも冷却時にも、加工品の加熱または冷却を可能な限り急速かつ均一に行うことが求められている。所定の温度レベルに維持するステップの間、装入物内において加工品の温度を最大限に均一化することと、装入物のどの位置にもガスを可能な限り均一に供給することとが求められる。この目的のために、気密シールされたレトルト内部に存在する雰囲気が循環される。これは循環装置によって行われる。循環装置は、基本的に、レトルトの内部に配置されている。
【００２４】
炉雰囲気及び炉温度の循環及び均一性を改善するために、従来技術からは、いわゆるガス誘導シリンダを設置することが知られている。ガス誘導シリンダは、循環ユニットと組み合わせることによって、炉雰囲気を確実に強制的に誘導する。
【００２５】
また、従来技術によれば、レトルトが、少なくとも１つのガス誘導管と流体連通されていることが分かる。このガス誘導管は、いわゆる調整弁によってシール可能である。従って、例えば、加工品を冷却するために、ガスをレトルトからガス誘導管を介して吸引し、冷却装置を通して誘導し、第２のガス誘導管を介してレトルト内に戻すことが可能である。
【００２６】
上述のレトルト炉を用いて金属加工品を熱処理するための所定の方法の実施の範囲では、ガス誘導管を、レトルトの内部空間に対して分離させ、ガスがレトルトの内部空間に流入することを回避するか、または、レトルトの内部空間に存在するガス雰囲気がガス誘導管を介して流出することを回避する必要がある。ガス誘導管をレトルトの内部空間に対して分離させるために、従来技術からは、いわゆる調整弁が知られている。調整弁は、各ガス誘導管内に旋回可能に配置された板として構成されている。この板は、少なくとも９０°回転可能であり、開位置または閉位置に配置されることが可能である。閉位置では、ガス誘導管の流れ断面は実質的にシールされており、そのため、ガス誘導管をレトルト内部空間に対して分離させることが実現される。開位置では、ガス誘導管の流れ断面は実質的に開放され、そのため、一方のガス誘導管と、他方のレトルトの内部空間とが連通される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】ＤＥ−ＡＳ ２ ０１０ ４３３
【特許文献２】ＤＥ−ＯＳ ２７ ５４ ０３４
【特許文献３】ＤＥ ３０ ２８ ９５２ Ｃ２
【特許文献４】ＤＥ ３１ ４３ ５３２ Ａ１
【特許文献５】ＤＥ ３６ ３１ ３８９ Ｃ２
【特許文献６】ＤＥ １０３ ３８ ４３１ Ａ１
【特許文献７】ＤＥ ２ ０５４ ６６６ Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
ここでも、従来技術から公知の、レトルト炉のレトルトと流体連通されたガス誘導管を閉じるための調整弁が有効であることが実証されていると思われる。しかし、この調整弁は、特に機能に応じた操作及び流体技術的な構成に関して、改善が求められている。
【００２９】
本発明の目的は、金属製の筒状レトルトと、レトルトを取り囲む炉ハウジングと、レトルトの加熱機構とを実質的に備えたレトルト炉を用いて、加工品装入物の冷却及びレトルトの負荷容量を考慮した熱処理効率を増加させることである。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
そのようにして達成される利点は、
−レトルトの壁厚及び質量を減少させ、
−レトルトを気密シール可能な処理室すなわち装入室の機能に向け、かつ／または
−迅速な空気の移動を実現し、不活性ガス雰囲気の不純物及び熱処理工程に対する悪影響を回避する。
【００３１】
本発明の目的は、電気加熱レトルト炉において、レトルトを、ひいてはレトルトの内部に設置される加工品装入物を均一に加熱することによって、熱処理の効率を向上させ、レトルトを可能な限り均一に加熱することによって、レトルトの耐久年数に悪影響を及ぼす局部過熱および熱応力を回避することにある。
【００３２】
最後に、被熱処理加工品の冷却をできる限り急速にかつ均一に行うことは、熱処理の一部であり、それによって冷却がより有効に実行されることになる。
【００３３】
加工品を冷却するために、レトルトから吸引され、外部の冷却装置を通して誘導された後にレトルト内に戻されるガス流は、良好に循環されることができる冷却ガスであり、冷却体積流量を妨害する流れ抵抗は回避される。
【００３４】
また、レトルトの底部の本発明に係る構成及び／またはレトルト炉のレトルトに連結された、ガス誘導管を機能信頼性を有して閉じるための調整弁が、全体として、流体力学的により有利な状態を作り出す。
【００３５】
熱処理効率を増加させるためのこの熱条件は、次の変形形態によって決められる。
【００３６】
変形形態Ｉ
【００３７】
本発明は、原則的に、装入物及び収容台の重量がレトルトに加わらず、収容台を、炉ハウジングに対して支持するための支持手段に連結させ、支持手段を、レトルトの壁の貫通ブッシュ内及び取り囲んでいる炉ハウジング内に気密に導くことによって、上記の課題を解決する。
【００３８】
従って、従来技術とは異なり、レトルトは、装入物及び収容台の重量から解放されるだけでなく、さらに、加工品装入物の熱処理の効率を向上させ、レトルトの質量及び壁厚を減少させ、レトルトを気密シール可能な処理室すなわち装入室の機能に向け、全体として、レトルトの積載能力の向上を実現するという課題を解決する。
【００３９】
本発明に係る構成では、収容台は、吊り下げによって、炉ハウジングに対して支持するための支持手段に連結されている。このため、炉ハウジングは、この手段を取り付けるための横方向部材を備えており、この手段は、収容台に連結されているし、横方向部材を介して炉ハウジングにも、継手で連結されている。壁内の貫通ブッシュは、気密式の補償器を備える、嵌め込まれたパイプを備えている。これらの補償器は、線膨張を等しくし、特にレトルトが熱により膨張した際に、パイプ内の手段が自由に動くことを保障するものである。
【００４０】
さらに、気密式の補償器を備えるパイプに応じた密封材と、さらに水などの冷媒が充填された冷却部と、補償器を高温から保護するための断熱材とが割当てられている。
【００４１】
本発明に従って完備された形態は、壁に嵌め込まれたパイプが、取り外し可能なフランジ継手によって、それぞれ、第１の部分すなわち下部と、第２の部分すなわち上部とに、分割されることを提供する。ここで、下部は、少なくとも１つの壁に嵌め込まれており、上部は、横方向部材に嵌め込まれている。ここで、上部は、補償器の機能を引き受ける折り畳み式ベローズスリーブを備え、下部は、冷却部によって包囲されている。
【００４２】
例えば、補償器の機能を引き受ける折り畳み式ベローズスリーブを備える上部や、冷却部によって包囲された下部などの、補償器を備えるパイプを形成する少なくとも１つのユニットが、交換可能に配置されている。
【００４３】
最終的に、本発明は、炉ハウジングに対して支持するための支持手段を有するレトルトを、これを分解することなく、取り出し可能であることによって、さらに完全になる。レトルトの取り外しは、炉ハウジングの壁が、貫通ブッシュの或る領域を取り囲む取り外し可能に設けられた部分を有することによって、可能である。
【００４４】
ここで、当業者は、
−収容台が、炉ハウジングに対して支持するための支持手段に連結された状態で維持されること、
−支持手段が、炉ハウジングの壁の貫通ブッシュ内及びレトルトの壁の貫通ブッシュ内に気密に挿通された状態で維持されること、
−収容台が、吊り下げによって、炉ハウジングに対して支持するための支持手段に連結されたまま維持されること、
−支持手段が、横方向部材を介して、炉ハウジングに対して支持されること、及び／または、
−支持手段が、収容台及び横方向部材において、継手を介して、炉ハウジングに対して支持されること、
という、本発明の対象に関する特徴のうちの少なくとも１つを確実に満たす、様々な構成的解決法を実施可能である。
【００４５】
これらの本発明に係る構造的方策だけによっても、レトルトの機能は、処理室を気密シールすることに減少され、これによって、レトルトの壁厚は、例えば１０ｍｍから５ｍｍまで減少される。
【００４６】
さらに、レトルトの壁が薄くなることは、壁を介した急速な熱伝達を生じさせる。これによって、熱伝達速度は、上昇する。
【００４７】
熱がレトルトの薄くなった壁の間を装入物まで直接的に伝達することによって、ガス誘導シリンダなどのガス誘導拡散装置を省くことも可能になる。ガス誘導拡散装置は、ここでは、放射覆面として機能するという悪影響を生じさせるものである。ガス誘導拡散装置を省くことは、より冷たい炉ガスが、レトルトとの接触によってより速く加熱されることを引き起こす。
【００４８】
本変形形態単独でも、熱処理効率を増加させることができる。
【００４９】
変形形態ＩＩ
【００５０】
本発明によれば、金属加工品の熱処理のためのレトルト炉であって、断熱された炉ハウジングを備え、該炉ハウジングが、第１の容積空間を取り囲み、レトルトのための加熱装置と、レトルトの内部にある第１の循環装置とを備えたレトルト炉が提供される。第１の容積空間に取り囲まれているレトルトは、変形形態Ｉによれば、装入物受台の上に存在する加工品を熱処理するための処理室すなわち装入室として、保護ガス及び反応ガスを受容し、加工品の装入物を装入するためのドアによって気密シール可能であるような第２の容積空間を取り囲んでいる。
【００５１】
本発明においては、
ａ）加熱装置は、複数の加熱素子を備え、該複数の加熱素子は、炉ハウジングに設けられた閉鎖可能な第１の開口部を用いて、少なくとも個々に交換可能であるように、第１の容積空間内に配置されており、
ｂ）第１の容積空間内の空気を循環させるための第２の循環装置が、炉ハウジングによって収容されていると共に、第２の循環装置が、閉鎖可能な第２の開口部を用いて、ユニットとして交換可能であるように設けられており、
ｃ）加熱素子及び循環装置は、レトルトに均一な熱伝達を導く構成をなして、第１の容積空間内に収容されている。
【００５２】
請求項２〜５によれば、本発明は、加熱素子がレトルトの長手方向に直交するように整合され、加熱素子の長手方向長さが、レトルトの直径よりも大きく、加熱素子が、その長手方向に関して、加熱されない中間領域等のような領域を備え、かつ／またはレトルトの長手方向の側面１つにつき少なくとも２つの加熱素子が設けられるように構成されている。
【００５３】
請求項５及び６によれば、本発明は、循環装置が循環ユニット及び通気手段を備えることによって、かつ／または通気手段が炉室内の空気をレトルトの長手方向に対して横方向に循環させるように構成されていることによって、さらに発展される。
【００５４】
請求項７によれば、第２の開口部は、炉ハウジングに取り外し可能に配置された部材内に収容されている。
【００５５】
従って、本発明に係るレトルト炉による加熱装置は、複数の加熱素子を備えている。これらの各加熱素子は棒状に構成されており、各加熱素子の長手方向は、ほぼ垂直に、すなわちレトルトの長手方向に直交するように整合されている。ここで、各レトルトの長手方向の側面には、個々の加熱素子が複数設けられ得る。各レトルトの長手方向の側面１つにつき３つの棒状加熱素子が用いられ、すなわち全部で６つの加熱素子が用いられることが好ましい。
【００５６】
本発明に従って構成された加熱装置は、従来技術から公知の蛇行形状に構成された加熱管とは異なり、炉室の均一なひいては改善された加熱を可能にする。これは、レトルト内に配置された被熱処理加工品のより均一な加熱を導くことが有効である。この均一な加熱によって、実質的に２つの利点がもたらされる。１つの利点は、従来技術と異なり、レトルトのより均一な加熱が、熱誘導された応力をより少なくし、これによって、レトルトの耐久年数、従って、レトルト炉全体の耐久年数を延長させる。もう１つの利点は、このより均一な加熱によって、被熱処理加工品をより均一に加熱することが実現される。これによって、熱処理効果の再生をより良好に行うことができる。ここで、本発明に従って装備された加熱装置によって、所定の方法をより良好に実施可能にする炉構成がもたらされる。
【００５７】
レトルトは、炉ハウジングによって、間隔をおいて収容されている。加熱素子は、この間隔に、すなわち、一方のレトルトと他方の炉ハウジング内側との間に配置されている。ここで、加熱素子は、好ましくは、互いに平行に並んでおり、第１の区域、第２の区域、及び、第１の区域と第２の区域との間に構成された中間区域を備えている。この中間区域は、中間領域とも呼ぶことが可能である。この加熱素子のこの中間領域は、本発明の一特性によれば、加熱されない。この構成は、この領域にあるレトルトが過熱することを回避するという利点をもたらす。この領域は、加熱素子が、レトルトの当該領域のすぐ隣に存在するため、設置されるものである。
【００５８】
加熱素子は、交換可能に構成されている。「交換可能に」とは、本発明の意味するところにおいて、個々の加熱素子自体、すなわち個々の加熱素子が、別の加熱素子とは無関係に、取り外されるか、または修理の際に新しい加熱素子と交換可能であるという意味に理解される。このことは従来技術の公知の加熱装置では不可能であり、これが従来技術の公知の加熱装置の不利な点である。
【００５９】
従来技術から、レトルトの内部空間内の炉雰囲気、すなわち、本来の作業室つまり処理室内の雰囲気を循環させることが知られている。ここで、本発明に係るレトルト炉によれば、場合によっては存在するレトルトの内部の雰囲気循環に無関係に、循環装置を設けることが提案される。この循環装置によって、炉ハウジングに包囲された容積空間の雰囲気、すなわち、レトルトを取り囲む雰囲気の循環が実現される。この循環は、レトルトのより均一及び従って改善された加熱を実現し、これによって、レトルトの内部に配置された、被熱処理加工品のより均一な加熱を実現するという目的を達成する。
【００６０】
この本発明に係る構成は、さらに、循環装置による、従来技術よりも著しく均一なレトルトの加熱が、同じく従来技術よりも低い熱応力をもたらすという利点を有している。レトルトの耐久年数ひいてはレトルト炉全体の耐久年数が延びることが有効である。
【００６１】
循環装置は、本発明の一特徴によれば、一方では循環ユニットと、他方では通気手段とを備えている。循環ユニットは、例えば、送風機または類似のものであってよい。通気手段は、例えば、デフレクタから成るアセンブリであり、循環ユニットによって循環された雰囲気を強制的に誘導するように機能する。ここで、通気手段は、空気を、レトルトの長手方向に対して横方向に循環させるように構成されていることが好ましい。レトルトの柱面に沿ってレトルトの周りを周回する横方向のこの循環によって、有利には、循環されたガス雰囲気が、加熱素子の長手方向に、加熱素子を通り過ぎて導かれることになる。その結果、一方の加熱素子と他方の炉雰囲気との間の熱交換が最適に行われる。
【００６２】
循環装置は、モジュール式の構成部材、すなわちアセンブリとして構成されている。循環装置は、炉ハウジング内の対応する第２の開口部内に嵌め込まれており、炉ハウジングを、炉ハウジングによって取り囲まれた雰囲気に対して断熱するために、対応する断熱材を備えている。断熱材は、例えばストッパの形に構成されており、炉ハウジング内に構成された開口部を、本発明に係る循環装置の特定の一構成に従って、熱的に閉じ、すなわち密閉している。この構成によって、本発明に係る循環装置の容易な取り付けまたは取り外しが可能になる。これは、修理の際に特に有利である。
【００６３】
本発明によれば、加熱装置と循環装置とを組み合わせることが提案される。この組み合わせは、全体的な作用へと機能的に融合することが有効である。つまり、レトルトの均一な、ひいては従来技術と比べてより良好な加熱、及びこれによって、レトルト内に配置された被熱処理加工品のより良好な加熱へと融合する。
【００６４】
変形形態ＩＩＩ
【００６５】
最後に、熱処理効率の増加に関して、第１の態様によれば、金属加工品の熱処理のためのレトルト炉において、底部は、該底部との間に中間空間を形成するようにして第２の底部を備えており、すなわち底部が二重壁に構成されている。中間空間は、第１の容積空間及び第２の容積空間によって、互いから気密に分離された２つの環状空間に分割されている。第１の容積空間は第１の管に連結されており、第２の容積空間は第１の管に連結されている。これによって、流体力学的に有利な冷却体積流量を用いて冷却ガスの循環を加速することができ、その結果、装入物の冷却をすることができる。
【００６６】
第２の態様によれば、この種のレトルト炉は、第１及び第２の調整弁がそれぞれ、受容空間を含むハウジングを形成し、該ハウジング内へ、蓋が、該蓋が開位置にあるときに各管の流れ断面が完全に開放されるようにして、移動可能であり、流体力学的に有利な流れのための受容空間が提供され、ガス体積流量を各管内において流体力学的に有利に誘導することができる。
【００６７】
第３の態様は、上述の複数の構成を組み合わせて、これらの有利な特徴を機能的に融合させて、全体的に作用させることである。ここで、レトルト炉は、
−底部が、該底部との間に中間空間を形成するようにして第２の底部を備えており、この中間空間は、第１の容積空間及び第２の容積空間によって、互いから気密に分離された２つの環状空間に分割されており、第１の容積空間は第２の管に連結されており、第２の容積空間は第１の管に連結されているような特徴群と、
−第１及び第２の調整弁が、それぞれ、受容空間を包含する１つのハウジングを形成する特徴群であって、ハウジング内へ、蓋が、該蓋が開位置にあるときに各管の流れ断面が完全に開放されるようにして、移動可能であるような特徴群と、
−両特徴群を組み合わせると、第１の容積空間及び第２の容積空間が、蓋が開位置にあるときに各管の流れ断面を完全に開放するという蓋の機能と流体技術的に相互作用し、冷却ガスを流体力学的に有利に循環させ、その結果、装入物を急冷できる。
【００６８】
第１及び第３の態様では、底部の第２の底部の外径は、レトルトの内径よりも小さくなっている。
【００６９】
さらに、外側の第１の容積空間は、第２の管を介して、外部の冷却ガス送風機に連通され得、内側の第２の容積空間は、第１の管を介して、外部の冷却器に連通され得る。これによって、レトルト内に存在する高温ガスは、排出され、外部の冷却器に輸送されることが可能になる。
【００７０】
有利には、内側の第２の容積空間は、レトルトによって包囲された処理室に連結されている吸引パイプに連結され得る。
【００７１】
最終的に、第１及び第２の態様は、第１及び第２の容積空間が、リングによって、互いから気密に分離された２つの環状空間に気密に分割されている場合により完全になる。このリングは、加工技術的に有利に、例えば溶接によって、導入可能である。
【００７２】
第２及び第３の態様では、各調整弁のハウジングの受容空間内へ移動可能な蓋は、ピボットアームを有している。ピボットアームは、回転軸の回りを旋回可能であるように支持アーム上に配置されている。ピボットアームは、９０°以上旋回可能であるように支持アーム上に設置され得、駆動装置に連結されることが有効である。駆動装置は、空気圧式のコントロールシリンダによって形成され得る。
【００７３】
ハウジングは、交換可能に、第１のフランジ継手及び第２のフランジ継手によって、それぞれ１つの管内に取り外し可能に配置されている必要があり、取り付けに有利なように、弁によって閉鎖可能な取付開口部を有している必要がある。
【００７４】
上述の駆動装置は、有利には、弁の上に配置されていることが可能である。ここで、弁は、ピストン棒の気密式の形態を有している。ピストン棒は、蓋を作動させるために、ピストン棒の連結素子及びピボットアームのスロットによってヒンジ接続されている。ここで、支持アームは、機能的に有利に、弁に配置され得る。
【００７５】
本発明に係るレトルトの底部の構成、すなわち、レトルトの底部が、容積空間の形成によって、二重壁に構成され、互いから気密に分離された２つの環状空間に分割されている構成と、本発明に従って変形された構造原理、すなわち、調整弁によって開閉可能なガス誘導管が、受容空間を包含するハウジングに連結されており、ここでは、蓋が内側へ移動可能であるため、蓋が開位置にある場合に、各管の流れ断面は完全に開放されるという構成原理とによって、上述の課題は、レトルト炉内の流れの関係を全体的に改善することに関して、最適に解決される。
【００７６】
底部を二重壁に構成するだけで、既に成功がもたらされる。その理由は、冷却ガスが極めて良好に循環され、有利には、炉雰囲気の著しく良好な循環、ひいては被熱処理加工品の間を流れる流れが実現されるからである。
【００７７】
また他方では、冷却ガス用の調整弁における蓋の動きを変えるだけで、既に、全体として、流体技術的に有利な条件が実現される。
【００７８】
しかし、これらを組み合わせた実施形態では、底部を二重壁に構成することと、蓋の動きを変えることとが、流体技術的な作用において、機能的に互いに融合する。
【００７９】
冷却ガスまたは冷却ガス混合物が、外部の冷却ガス送風機によって、外部から、外側の環状空間内に供給されることが可能である点を、強調する。
【００８０】
内側の環状空間は、レトルトによって包囲された、装入物の実際の処理室と流体連通されている。このために、内側の環状空間をレトルトの処理室と流体連通させる吸引パイプが設けられている。
【００８１】
外側の環状空間に供給された冷却ガスは、開口部を通って、レトルトによって包囲された処理室内に流入することが可能である。ここで、これらの連結口の寸法は、冷却送風機の性能に応じて、外側の環状空間に存在する冷却ガスが、比較的高い速度で、開口部から流出し、レトルトによって包囲された処理室内に流入することが可能なように定められている。
【００８２】
外側の環状空間をレトルトの処理室と流体連通している貫通口が、二重壁の底部の内壁の正面側に、すなわち、一方の内側の壁と、他方のレトルトの柱面との間に、形成されていることが好ましい。
【００８３】
この構成は、例えば、レトルト側の壁の外径すなわち二重壁の底部の内壁を、レトルトの内径よりも小さく構成することによって、実現可能である。その結果、一方の二重壁の底部の内壁と、他方のレトルトの柱面の内側との間に、環状隙間が形成される。この環状隙間は、個々の貫通口に分割されていてよい。これは、例えば、二重壁の底部の内壁を、正面側においてレトルトの柱面に所定の間隔をおいて連結させることによって、例えば溶接することによって、達成される。
【００８４】
環状隙間、すなわち外側の環状空間をレトルトの処理室と流体連通させる貫通口の上述の構成は、外側の環状空間を介して流入する冷却ガスが、レトルトの柱面に近接してかつレトルトの柱面に平行に、レトルトの処理室内に導入されるという利点を有している。
【００８５】
これによって、全体として、極めて良好な、レトルト内に存在する加工品装入物のの間を流れる流れが実現される。これは、対応して、一方のガス流と、他方の加工品装入物との間の熱伝達を極めて良好にする。
【００８６】
上述の構成は、レトルトによって包含される容積空間内に連結された吸引パイプによって、レトルト内に存在する高温ガス、すなわちレトルト内に存在する高温の雰囲気を、吸引することを可能にする。ここで、吸引されたガス、すなわち吸引された雰囲気は、レトルトの二重壁に構成された底部の内側の環状空間を介して、誘導される。
【００８７】
吸引のために、内側の環状空間は、冷却器に連結されている。吸引されたガスは、冷却器を通って導かれ、冷却される。このガス、すなわち以前の処理雰囲気を、好ましくは、レトルトの二重壁の底部の外側の環状空間に再び供給される冷却ガスとして、再利用することが可能である。これは、上述の冷却ガス送風機の支援によって行われ得る。
【００８８】
外側の環状空間に搬送された冷却ガスは、レトルトの作業室、すなわち処理室内に再び流れ出て、好ましくは、レトルトの柱面の近傍に流れ出て、その結果、レトルトの柱面の内部の近傍に流入した冷却ガスは、レトルトに平行に強制的に誘導される。結果的に、レトルトの内部には、ある流れが生じる。この流れは、高温ガスまたは高温の炉雰囲気が、レトルトによって包囲された容積空間の内部領域から流出すると同時に、冷却ガスが、レトルトによって包囲された容積空間の外側の端部領域内に導かれることを特徴とする流れである。その結果、レトルト内には、流れの循環が、すなわち、一方の、外部の冷却送風機の体積流量と、他方の、レトルト内に存在する循環装置の体積流量とが加わったものとして形成される。この流れの循環の結果、レトルト内にある加工品装入物の間を流れるガスの流れが、従来技術と比べて改善される。これによって、加工品装入物とガスまたはガス混合物との間の熱伝達が、より良好になる。すなわち、装入物の急冷が導かれる。
【００８９】
上述の構造は、レトルト炉において、一般的な用途を見出すことが可能である。すなわち上述の構造は、水平型のレトルト炉だけでなく、垂直型のレトルト炉にも利用可能である。
【００９０】
この有利な機能は、本発明に係る調整弁の構成を支援する。調整弁には、受容空間を提供する、ハウジングの形をした拡張部が設けられている。蓋は、このハウジング内または受容空間内へ移動可能である。すなわち蓋は、蓋が開位置にあるときにガス誘導管の流れ断面が完全に開放されるようにして、移動可能である。
【００９１】
この構成は、公知の従来技術と異なり、有利にも、不必要な流れ抵抗を回避することを可能にする。従来技術から公知の回転弁を開放する際、この回転弁は、横方向の位置から、少なくとも部分的にガス誘導管の流れ断面を覆ってしまう長手方向の位置にずれてしまうという欠点を有している。これは、不必要な流れ抵抗を導くという欠点を有している。これによって、ガス誘導管に連結されたガス送風機の効率は制限され、ガス体積流量の減少が導かれることになる。
【００９２】
本発明に係る構造では、これらの欠点は解消される。なぜなら、蓋は、開位置にある場合、受容空間を提供する拡張部の内側に移動されるからである。このため、ガス誘導管の流れ断面は、完全に開放され、不必要な流れ抵抗が生成されることは、完全に回避される。
【００９３】
本発明によれば、蓋が旋回可能に構成されることが提供される。この後、受容空間を提供するハウジング内への旋回運動として蓋の移動が行われる。この蓋の旋回可能性は、例えば、蓋が、ピボットアームに配置されると共に、蓋が、例えば支持アームに、ヒンジ接続されて配置されることによって、実現可能である。
【００９４】
こうすることによって、ピボットアーム、及び従ってピボットアームに配置された蓋は、支持アームに対して容易に旋回可能である。この際、ピボットアームが、少なくとも９０°、より好適には９５°旋回運動可能であることが好ましい。
【００９５】
少なくとも理論的に９０°以上旋回可能であることは、蓋が、所定の接触圧力で、ガス誘導管の連結パイプに対して加圧されることが可能であるという利点を提供する。これは、特に、管側及び／または蓋側に設けられた密閉体との組み合わせにおいて、ガス誘導管を気密シールさせるように作用する。従来技術において蓋として使用されている閉鎖弁では、一方のガス誘導管と他方のレトルトの内部空間とをこのように気密に分離させることは不可能である。これは、製作公差のために、損耗が生じかつ／または熱膨張率が異なるために、一方のガス誘導管の内側と他方の閉鎖弁との間に常に環状の隙間が残るからである。
【００９６】
蓋の一構成によれば、ピボットアームが、コントロールシリンダにヒンジ接続されていることが提供される。このコントロールシリンダによって、ピボットアームが支持アームに対して旋回することが可能である。コントロールシリンダは、空気圧式に動作することが好ましい。しかし、油圧式または機械式に動作するコントロールシリンダまたは作動装置といった、他の構成も可能である。
【００９７】
このように構成することによって、有利には、蓋装置自体を、追加装備の範囲において、設置または取り付けることが可能になる。調整弁は、中間部品として、ガス誘導管のフランジ継手の間に容易に設置される。
【００９８】
本発明によれば、ハウジングは取付開口部を有している。この取付開口部によって、後に、蓋の調節機構、すなわち特にピボットアーム、蓋自体、及び場合によってはコントロールシリンダへのアクセスが可能になる。取り外し、修理、または他の後処理が、容易に可能になる。
【００９９】
ここで、取付開口部は、対応して構成された弁によって気密シール可能であることが好ましい。
【０１００】
レトルト炉において、底部の構成を二重壁にすることと、蓋の動きを変えることを組み合わせて適用することが、最適である。なぜなら、これによって、本発明の課題である、この種のレトルト炉において、被熱処理加工品を均一かつ集中的に冷却し、冷却ガスを良好に循環させ、冷却体積流量を妨げる不必要な抵抗を回避するということが、最大限に実現されるからである。
【０１０１】
従って、レトルトの底部の本発明に係る構成と、レトルト炉のレトルトに連結された、冷却ガス用のガス誘導管を機能信頼性を有して閉じるための調整弁とが、全体として、装入物の急冷を実現する流体技術的に有利な状態を作り出す。
【０１０２】
実施形態の組合せ
【０１０３】
変形形態Ｉ、ＩＩまたはＩＩＩの各々は、既にかなり詳細に説明されている。
【０１０４】
以下の特徴を併せ持つレトルト炉の構成は、最大の可能かつ有益な効果を有する新たなレトルト炉のための条件を創出する。
【０１０５】
変形形態Ｉ
装入物及び収容台の重量がレトルトに加わらず、収容台を、炉ハウジングに対して支持するための支持手段に連結させ、この手段を、レトルトの壁の貫通ブッシュ内及び取り囲んでいる炉ハウジング内に気密に導く。
【０１０６】
変形形態ＩＩ
ａ）加熱装置は、複数の加熱素子を備え、該複数の加熱素子は、炉ハウジングに設けられた閉鎖可能な第１の開口部を用いて、少なくとも個々に交換可能であるように、第１の容積空間内に配置されており、
ｂ）第１の容積空間内の空気を循環させるための第２の循環装置が、炉ハウジングによって収容されていると共に、第２の循環装置が、閉鎖可能な第２の開口部を用いて、ユニットとして交換可能であるように設けられており、
ｃ）加熱素子及び循環装置は、レトルトに均一な熱伝達を導く構成をなして、第１の容積空間内に収容されている。
【０１０７】
変形形態ＩＩＩ
底部が、該底部との間に中間空間を形成するようにして第２の底部を備えており、中間空間が、第１の容積空間及び第２の容積空間によって、互いから気密に分離された２つの環状空間に分割されており、第１の容積空間が第１の管に連結されており、第２の容積空間（ＩＩＩ．１７）が第１の管（ＩＩＩ．１１）に連結されており、これによって、流体力学的に有利な冷却体積流量を用いて冷却ガスの循環を加速することができ、その結果、装入物（ＩＩＩ．７）の冷却を加速することができるか、または
第１及び第２の調整弁がそれぞれ、受容空間を含むハウジングを形成し、該ハウジング内へ、蓋が、該蓋が開位置にあるときに各管の流れ断面が完全に開放されるようにして、移動可能であり、流体力学的に有利な流れのための受容空間が提供され、ガス体積流量を各管内において流体力学的に有利に誘導することができるか、または
第１の特徴群では、底部は、該底部との間に中間空間を形成するようにして第２の底部を備えており、中間空間は、第１の容積空間及び第２の容積空間によって、互いから気密に分離された２つの環状空間に分割されており、第１の容積空間は第２の管に連結されており、第２の容積空間は第１の管に連結されており、
第２の特徴群では、第１及び第２の調整弁がそれぞれ、受容空間を含むハウジングを形成し、該ハウジング内へ、蓋が、該蓋が開位置にあるときに各管の流れ断面が完全に開放されるようにして、移動可能であり、
両特徴群を組み合わせると、第１の容積空間及び第２の容積空間が、蓋が開位置にあるときに各管の流れ断面を完全に開放するという蓋の機能と流体技術的に相互作用し、冷却ガスを流体力学的に有利に循環させ、その結果、装入物を急冷できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明に係る水平に配置されたレトルト炉を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１及び図２から抜粋した細部を示す図である。
【図４】本発明に係るレトルト炉を示す縦断面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】本発明に係るレトルト炉の断面図である。
【図７】図６を拡大した図であり、この図では、本発明に従って、底部９が第２の底部９．１によって二重壁に構成されている。
【図８】１つの部材としての本発明に係る調整弁を示す縦断面図である。
【図９】図１をａ）に、図５をｂ）に、図７をｃ）に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０１０９】
本発明について、以下の例において、本発明の実施形態を参照して、より詳細に説明する。
【０１１０】
変形形態Ｉ
【０１１１】
図１及び図２によれば、図示されていない金属加工品を熱処理するためのレトルト炉Ｉ．１は、水平に配置された金属の筒状レトルトＩ．３と、レトルトＩ．３を取り囲む炉ハウジングＩ．２とを備えている。レトルトＩ．３は、保護ガス及び反応ガスを収容する、気密シール可能な、装入物などの加工品を熱処理するための処理室すなわち装入室Ｉ．１０と、装入物を設置するための、装入物受台としての収容台Ｉ．８とを備えている。
【０１１２】
炉ハウジングＩ．２には、ここには図示されていない加熱素子が、収容されている。この加熱素子は、保護ガス雰囲気において装入物などの加工品を熱処理するための処理室すなわち装入室Ｉ．１０を備えるレトルトＩ．３を加熱する。さらに、レトルト炉Ｉ．１には、符号が付されていない換気装置ユニットと、レトルトＩ．３内の、符号が付されていない、保護ガス雰囲気を誘導するための拡散装置とが割当てられている。
【０１１３】
レトルトＩ．３は、（ここでも符号が付されていないが、）一端において閉じられており、他端において、蓋によって気密シール可能な装入物用の装入口を備えている。
【０１１４】
符号が付されていない、完全性を示すためだけの部材の構成は、本発明に係る機能にとって重要ではない。
【０１１５】
ここで、冒頭部分に記載した従来技術に対して、本発明は、以下の新規の構成原理を有する、収容台Ｉ．８に関する以下の特徴の組み合わせによって、強調される。
ａ）装入物及び収容台Ｉ．８の重量がレトルトＩ．３に加わらず、
ｂ）このため、収容台Ｉ．８は、炉ハウジングＩ．２に対して支持するための支持手段Ｉ．５に連結されており、
ｃ）手段Ｉ．５は、炉ハウジングＩ．２の壁Ｉ．２．１の貫通ブッシュＩ．６内及びレトルトＩ．３の壁Ｉ．３．１の貫通ブッシュＩ．６内に気密に挿通されている。
【０１１６】
この変更された原理は、
−レトルトの壁厚を低減し、これによってレトルトの質量を減少させ、
−加工品装入物の熱処理効率、及び、レトルトの積載能力を向上させる
という条件を実現する。
【０１１７】
図１及び図２からは、装入物及び収容台Ｉ．８の重量をレトルトＩ．３に加えないようにするために、収容台Ｉ．８は、吊り下げによって、炉ハウジングＩ．２に対して支持するための支持手段Ｉ．５に連結されており、支持手段Ｉ．５は、横方向部材Ｉ．９を介して炉ハウジングＩ．２に対して支持され、収容台Ｉ．８を支持し、かつ継手Ｉ．４を介して炉ハウジングＩ．２上の横方向部材Ｉ．９に対して支持されていることが明らかである。
【０１１８】
さらに、図１及び図２には、貫通ブッシュＩ．６が、壁Ｉ．２．１，Ｉ．３．１内に嵌め込まれたパイプＩ．６．１を備えていることが示されている。パイプＩ．６．１は、補償を行う気密式の補償器７を備えている。図３によれば、パイプＩ．６．１は、冷却部Ｉ．７．２によって包囲されている。
【０１１９】
パイプＩ．６．１は、補償器Ｉ．７及び断熱材Ｉ．７．３、並びに図示されていない密封材によって、横方向部材Ｉ．９に連結され、気密式のユニットを形成している。補償器Ｉ．７は、レトルトＩ．３が熱によって膨張した際にパイプＩ．６．１に生じる運動を補償することを可能にする。例えば水で充填された冷却部Ｉ．７．２と、断熱材Ｉ．７．３とは、補償器Ｉ．７の許容できない加熱を防止する。
【０１２０】
本発明の課題を解決することは、ここで、レトルトＩ．３の機能を、装入室Ｉ．１０を気密シールすることに低減し、迅速な雰囲気の変換を実現可能にし、保護ガス雰囲気の不純物を回避すること共に熱処理プロセスへの有害な作用を回避することによって、より完全になる。
【０１２１】
本発明に従って実現されたレトルトＩ．３の壁Ｉ．３．１の減少は、急速な熱伝導を生じさせ、これによって、熱処理の効率を向上させる。
【０１２２】
さらに、壁厚が減少すれば、レトルトの重量も減少する。これによって、炉を熱処理温度まで加熱する際のエネルギーが節減される。
【０１２３】
全体として、本発明に係る構成原理によって、５ｔ未満の重量の装入物を所定の方法で熱処理することができることが示された。
【０１２４】
本発明の特に有効な構成上の形態の詳細は、図３に示されている。ここで、炉ハウジングＩ．２の外部（ここでは上部）の、壁Ｉ．２．１，Ｉ．３．１に嵌め込まれた各パイプＩ．６．１は、取り外し可能なフランジ継手Ｉ．６．１．３によって、それぞれ、下部Ｉ．６．１．１と上部Ｉ．６．１．２とに分離されている。下部Ｉ．６．１．１は、壁Ｉ．２．１，Ｉ．３．１のうちの少なくとも１つに嵌め込まれており、上部Ｉ．６．１．２は、横方向部材Ｉ．９に嵌め込まれている。ここで、上部Ｉ．６．１．２には、補償器Ｉ．７の機能を引き受けた折り畳み式ベローズスリーブＩ．７．１が装備されている。下部Ｉ．６．１．１は、冷却部Ｉ．７．２によって包囲されている。
【０１２５】
補償器Ｉ．７を備える少なくとも１つのパイプＩ．６．１を形成するアセンブリは、例えば、損耗部品／予備部品として、交換可能に配置されている。このアセンブリについては、特に図３を参照されたい。
【０１２６】
本発明の課題を解決することは、レトルトＩ．３を、分解することなく、支持手段によって、炉ハウジングＩ．２から取り出し可能であることによって、さらに有効に支援される。
【０１２７】
このため、炉ハウジングＩ．２の壁Ｉ．２．１は、図示されていない、（貫通ブッシュＩ．６の或る領域を取り囲む）取り外し可能に設けられた部分を有している。この部分は、ここでは、冒頭部分に記載した条件に応じた構成上の種々の可能性のため、個別に説明することはしない。しかし、図２では、この、維持が容易な、取り出し可能性は、炉ハウジングＩ．２が構成的に分割可能であることによって、示唆されている。
【０１２８】
全体として、本実施形態は、装入物及び収容台Ｉ．８の重量をレトルトＩ．３に加えないようにするために、収容台Ｉ．８が、吊り下げによって、炉ハウジングＩ．２に対して支持するための支持手段Ｉ．５に連結されていることを示している。支持手段Ｉ．５は、収容台Ｉ．８を支持し、かつ継手Ｉ．４を介して炉ハウジングＩ．２上の横方向部材Ｉ．９に対して支持される。
【０１２９】
本発明は、この種の構成的配置だけに限定されるものではない。従って、装入物及び収容台Ｉ．８の重量をレトルトＩ．３に加えないようにするために、収容台Ｉ．８は、例えば立てられた状態で、炉ハウジングＩ．２に対して支持するための支持手段Ｉ．５に連結され得る。この場合、支持手段Ｉ．５は、横方向部材Ｉ．９を介して炉ハウジングＩ．２に対して下方に支持される。
【０１３０】
本発明の原理の範囲では、
ａ）装入物及び収容台Ｉ．８の重量がレトルトＩ．３に加わらないこと、
ｂ）このため、収容台Ｉ．８は、炉ハウジングＩ．２に対して支持するための支持手段Ｉ．５に連結されていること、及び
ｃ）手段Ｉ．５は、炉ハウジングＩ．２の壁Ｉ．２．１の貫通ブッシュＩ．６内及びレトルトＩ．３の壁Ｉ．３．１の貫通ブッシュＩ．６内に気密に挿通されていることが、さらなる構成上の実施を可能にする。
【０１３１】
変形形態ＩＩ
【０１３２】
図４には、本発明に係るレトルト炉ＩＩ．１が概略的に縦断面図に示されている。レトルト炉ＩＩ．１は、図示される実施形態では、水平に位置付けられたレトルトＩＩ．３を備えており、すなわち、水平レトルト炉ＩＩ．１である。
【０１３３】
レトルト炉ＩＩ．１は、炉ハウジングＩＩ．２を備え、炉ハウジングＩＩ．２には、少なくとも個々に交換可能な加熱素子（ＩＩ．６）のための閉鎖可能な第１の開口部（ＩＩ．２．１）が設けられている。炉ハウジングＩＩ．２は、第１の容積空間４を包囲している。第１の容積空間４の内部には、数ある中でも特に、レトルトＩＩ．３及び加熱装置ＩＩ．５が配置されている。従って、炉ハウジングＩＩ．２は、レトルトＩＩ．３及び加熱装置ＩＩ．５を収容している。レトルト炉ＩＩ．１は、さらに、レトルトＩＩ．３の内部に、第１の循環装置ＩＩ．１８．１を備えている。
【０１３４】
特に、図５の概略的な図から分かるように、炉ハウジングＩＩ．２は、断熱材ＩＩ．１５が内側に設けられた外壁ＩＩ．１６を有している。
【０１３５】
レトルトＩＩ．３は、円筒形状の中空体として構成されている。この中空体は、一端において、底部ＩＩ．９によって気密シールされている。図４を平面的に参照すると、レトルトＩＩ．３は、底部ＩＩ．９に対向して、装入口ＩＩ．１０を備えている。装入口ＩＩ．１０は、蓋ＩＩ．１０．１によって気密シール可能である。装入口ＩＩ．１０を介して、レトルトＩＩ．３によって包囲された第２の容積空間ＩＩ．１７に到達可能である。第２の容積空間ＩＩ．１７は、レトルト炉ＩＩ．１の本来の作業室、すなわち処理室を示すものである。装入口ＩＩ．１０を介して、被熱処理加工品（例えばまとめて装入物ＩＩ．１４と示される）が、レトルトＩＩ．３内に供給される。レトルトＩＩ．３からの取り出しも、同じく装入口ＩＩ．１０を介して行われる。
【０１３６】
炉ハウジングＩＩ．２によって収容された加熱装置ＩＩ．５は、炉ハウジングＩＩ．２によって包囲された第１の容積空間ＩＩ．４を加熱するように機能する。第１の容積空間ＩＩ．４は、一般に、炉室と呼ばれる。この炉室を加熱することにより、レトルトＩＩ．３が、熱伝達によって加熱され、これによって、レトルトＩＩ．３の内部に配置された装入物ＩＩ．１４が加熱される。
【０１３７】
加熱装置ＩＩ．５は、上述の多数の加熱素子ＩＩ．６を備えている。各加熱素子ＩＩ．６は、図５によれば、棒状に構成されている。ここで、加熱素子ＩＩ．６は、図４及び図５から分かるように、その長手方向が縦方向ＩＩ．８に方向付けられている。レトルトＩＩ．３は、図４から分かるように、その長手方向が縦方向ＩＩ．７に方向付けられている。
【０１３８】
さらに図４から分かるように、加熱素子ＩＩ．６は、その長手方向が、レトルトＩＩ．３の長手方向に直交するように整合されている。これに関しても、図５から明確に認識可能である。
【０１３９】
図５を平面的に参照すると、各加熱素子ＩＩ．６は、上部区域ＩＩ．１２及び下部区域ＩＩ．１３を有している。これらの両区域は、中間領域ＩＩ．１１を介して互いに連結されている。この中間領域ＩＩ．１１は、好ましくは、加熱されないように構成されており、そのため、この領域にあるレトルトＩＩ．３の過熱が防止される。
【０１４０】
図４と図５とを共に参照すると明らかなように、本発明に係るレトルト炉１は、全部で６つの加熱素子を備えている。ここで、レトルトの各側面には、それぞれ３つの加熱素子が設けられており、これらは、レトルトの長手方向ＩＩ．７において、均一に分布されている。
【０１４１】
本発明に係るレトルト炉ＩＩ．１は、本発明によれば、レトルトＩＩ．３の外部に、第２の循環装置ＩＩ．１８．２を備えている。第２の循環装置ＩＩ．１８．２は、例えば送風機または類似の形状をした循環ユニットＩＩ．１９と、通気手段ＩＩ．２０とを有している。ここで、循環ユニットＩＩ．１９によって、第１の容積空間ＩＩ．４に存在するガス雰囲気が循環される。通気手段ＩＩ．２０は、第２の循環装置ＩＩ．１８．２による、レトルトＩＩ．３の長手方向に対して横方向に方向付けられた流れを、例えば図５に記載された矢印ＩＩ．２２が示すような流れにする機能を有している。横に方向付ける循環の結果として、循環ユニットＩＩ．１９によって循環された炉雰囲気は、加熱素子ＩＩ．６の長手方向に、加熱素子ＩＩ．６を通り過ぎて流れる。結果的に、図５を平面的に参照した場合の、レトルトＩＩ．３の回りを周回する流れが生じる。
【０１４２】
第２の循環装置ＩＩ．１８．２は、炉ハウジングＩＩ．２の第２の開口部ＩＩ．２３内に嵌め込まれている。この開口部ＩＩ．２３を熱的に密閉するために、第２の循環装置ＩＩ．１８．２は、断熱材ＩＩ．１５と同一の材料から構成されたストッパ２１を備えている。この構成によって、第２の循環装置ＩＩ．１８．２全体は、モジュール式かつ小型のアセンブリとして構成され、炉ハウジングＩＩ．２の第２の開口部ＩＩ．２３内に嵌め込むことによって、取り付け可能または取り外し可能である。
【０１４３】
加熱素子ＩＩ．６及び第２の循環装置ＩＩ．１８．２は共に、個々にも組合せにおいても、従来技術のものと比べてずっと均一な加熱、ひいてはレトルトＩＩ．３の、最終的には熱処理のためにレトルトＩＩ．３内に配置された装入物ＩＩ．１４の、より良好な加熱を提供する。これは、一方ではレトルトＩＩ．３の耐用年数の延びに影響し、他方では装入物ＩＩ．１４の熱処理に関して改善された処理結果に影響する。
【０１４４】
変形形態ＩＩＩ
【０１４５】
図６及び図７には、本発明に係るレトルト炉ＩＩＩ．１が、概略的な縦断面図に示されている。図示される実施形態では、レトルト炉ＩＩＩ．１には、水平に配置されたレトルトＩＩＩ．３が設けられている。すなわち、レトルト炉ＩＩＩ．１は水平レトルト炉ＩＩＩ．１である。
【０１４６】
レトルト炉ＩＩＩ．１は、炉ハウジングＩＩＩ．２を有している。炉ハウジングＩＩＩ．２は、第１の容積空間ＩＩＩ．４を包囲しており、第１の容積空間ＩＩＩ．４の内部には、数ある中でも特に、レトルトＩＩＩ．３及び加熱装置ＩＩＩ．５が配置されている。従って、炉ハウジングＩＩＩ．２は、レトルトＩＩＩ．３及び加熱装置ＩＩＩ．５を収容している。
【０１４７】
レトルトＩＩＩ．３は、円筒形状の中空体として構成されている。この中空体は、一端において、底部ＩＩＩ．９によって気密シールされている。レトルトＩＩＩ．３は、底部ＩＩＩ．９に対向して、装入口ＩＩＩ．１０を備えている。装入口ＩＩＩ．１０は、蓋ＩＩＩ．１０．１によって気密シール可能である。装入口ＩＩＩ．１０を介して、レトルトＩＩＩ．３によって包囲された第２の容積空間ＩＩＩ．６に到達可能である。第２の容積空間ＩＩＩ．６は、レトルト炉ＩＩＩ．１の本来の作業室、すなわち処理室を示すものである。装入口ＩＩＩ．１０を介して、被熱処理加工品（例えば集合的に装入物ＩＩＩ．７と示される）が、レトルトＩＩＩ．３内に供給される。レトルトＩＩＩ．３からの取り出しも、同じく装入口ＩＩＩ．１０から行われる。
【０１４８】
炉ハウジングＩＩＩ．２に収容された加熱装置ＩＩＩ．５は、炉ハウジングＩＩＩ．２によって包囲された第１の容積空間ＩＩＩ．４を加熱するように機能する。第１の容積空間ＩＩＩ．４は、一般に、炉室と呼ばれる。この炉室を加熱した結果、熱伝達によって、レトルトＩＩＩ．３が加熱され、これによって、レトルトＩＩＩ．３の内部に配置された装入物ＩＩＩ．７の加熱が導かれる。
【０１４９】
レトルトＩＩＩ．３によって包囲された第２の容積空間ＩＩＩ．６において、ガス雰囲気下の熱処理が行われる。ガス雰囲気を良好に循環させ、第２の容積空間ＩＩＩ．６の内部の温度の均一化を実現するために、装入物ＩＩＩ．７を通るガス流が、循環装置ＩＩＩ．８及び通気手段ＩＩＩ．１５によって生成される。通気手段ＩＩＩ．１５は、円筒形状に構成されている。このため、レトルトＩＩＩ．３の内壁と通気手段ＩＩＩ．１５との間に、環状空間ＩＩＩ．６．１が形成される。ガスは、この環状空間ＩＩＩ．６．１を通って、前方に、蓋ＩＩＩ．１０．１の側方に、矢印の方向に流れ、その後、別の矢印によって示されるように、装入物ＩＩＩ．７を通って、後方に、循環装置ＩＩＩ．８まで流れる。
【０１５０】
熱処理に必要なガスは、例えば、底部ＩＩＩ．９と流体連通されたパイプ（図示せず）を通って、レトルトＩＩＩ．３内に流入させることが可能である。
【０１５１】
熱処理を行った後には、装入物ＩＩＩ．７の冷却が行われる。本発明によれば、冷却の効率は、根本的に新規の特徴によって、さらに完全なものになる。
【０１５２】
次に、ガスは、レトルトＩＩＩ．３から、底部ＩＩＩ．９に連結された、吸引パイプとして構成された第１の管ＩＩＩ．１１を通って、外部の冷却ガス送風機ＩＩＩ．１３による冷却器ＩＩＩ．１２を介して、吸引され、注入パイプとして構成された第２の管ＩＩＩ．１４を通って、再びレトルトＩＩＩ．３内に導かれて戻ってくる。底部ＩＩＩ．９と循環装置ＩＩＩ．８との間には、本発明に係る第２の底部ＩＩＩ．９．１が設けられている。第２の底部ＩＩＩ．９．１の直径は、レトルトＩＩＩ．３の内径よりも大きさが小さい。これらの底部ＩＩＩ．９とＩＩＩ．９．１との間には、容積空間が構成される。この容積空間は、環状のリングＩＩＩ．１８によって、内側の容積空間ＩＩＩ．１７と外側の容積空間ＩＩＩ．１６とに分割されている。内側の容積空間ＩＩＩ．１７は、吸引パイプＩＩＩ．１９によって、装入物ＩＩＩ．７が設置されている第２の容積空間ＩＩＩ．６と、吸引パイプを形成する第１の管ＩＩＩ．１１とと流体連通されている。外側の容積空間ＩＩＩ．１６は、環状空間ＩＩＩ．６．１と、注入パイプを形成する第２の管ＩＩＩ．１４とと流体連通されている。このようにして、高温ガスは、処理室ＩＩＩ．６から吸引され、冷却ガスは、環状空間ＩＩＩ．６．１内に吹き込まれる。熱処理中に、これらの管１１及び１４は、第１の調整弁ＩＩＩ．２０及び第２の調整弁ＩＩＩ．２１内の蓋ＩＩＩ．２５（図８）によって閉じられる。
【０１５３】
図８には、調整弁ＩＩＩ．２０，ＩＩＩ．２１がより詳細に示されている。調整弁ＩＩＩ．２０，ＩＩＩ．２１は、フランジ継手ＩＩＩ．２３，ＩＩＩ．２４によって、管ＩＩＩ．１１，ＩＩＩ．１４内に作りこまれている。本発明によれば、調整弁ＩＩＩ．２０，ＩＩＩ．２１は、蓋ＩＩＩ．２５を備えている。蓋ＩＩＩ．２５は、管ＩＩＩ．１１，ＩＩＩ．１４内の流入口ＩＩＩ．２６を完全に気密シールする。蓋ＩＩＩ．２５は、回転軸ＩＩＩ．３２の回りを旋回可能であるように支持アームＩＩＩ．２７上に取り付けられている。蓋ＩＩＩ．２５は、ピボットアームＩＩＩ．２２と、ピボットアームＩＩＩ．２２のスロットＩＩＩ．３１に係合する連結素子ＩＩＩ．３０とをによって、コントロールシリンダなどの駆動装置ＩＩＩ．２８のピストン棒ＩＩＩ．２９に固定されている。ピストン棒ＩＩＩ．２９の往復運動によって、蓋ＩＩＩ．２５は開閉する。蓋ＩＩＩ．２５は、開放状態において、旋回して、受容空間ＩＩＩ．３３内に入り込む。このため、開放状態では、流入口ＩＩＩ．２６の全流れ断面は、開放される。支持アームＩＩＩ．２７と、コントロールシリンダなどの駆動装置ＩＩＩ．２８とが、弁ＩＩＩ．３５に連結されている。弁ＩＩＩ．３５は、完全に取り外しが可能であり、取付開口部ＩＩＩ．３４を介して、本構成に自由にアクセス可能である。
【０１５４】
本実施形態は、一方の、本発明の第１の態様と、他方の、本発明の第２の態様とを有する新規の構成を包含する。本明細書では、これらの態様は、組み合わされた状態で、本発明の第３の態様として示される。
【０１５５】
変形形態の組合せ
【０１５６】
変形形態Ｉ、ＩＩ及びＩＩＩは、図１〜図８、独立請求項１、１３及び２０、並びに対応する従属項に従って、これらの特徴を組み合わせた請求項３６、３７または３８レトルト炉Ｉ．１、ＩＩ．１及びＩＩＩ．１において適用可能である。それゆえ、これらのレトルト炉Ｉ．１、ＩＩ．１及びＩＩＩ．１は、得られる有益な効果をそれぞれ選択することで、個々のレトルト炉を全体として熱処理効率が増加する機能的な新規のレトルト炉に結合することができ、レトルト炉Ｉ．１、ＩＩ．１、ＩＩＩ．１が新たに設けられる。
【０１５７】
例えば、図９に、複合レトルト炉Ｉ．１、ＩＩ．１及びＩＩＩ．１の基本モデルとしての概略図を示す。
【０１５８】
図９ａ）によれば、これには新たな構造原理が含まれている。図９ａ）のレトルト炉では、装入物及び収容台Ｉ．８の重量がレトルトＩ．３に加わらず、収容台Ｉ．８が、炉ハウジングＩ．２に対して支持するための支持手段Ｉ．５に連結されており、手段Ｉ．５は、炉ハウジングＩ．２の壁Ｉ．２．１の貫通ブッシュＩ．６内及びレトルトＩ．３の壁Ｉ．３．１の貫通ブッシュＩ．６内に気密に挿通されている。図９ａ）は、変形形態Ｉと類似の実施形態であり得る。
【０１５９】
図９ｂ）には、電気加熱装置ＩＩ．５が複数の加熱素子ＩＩ．６を備え、複数の加熱素子ＩＩ．６は、炉ハウジングＩＩ．２に設けられた閉鎖可能な第１の開口部ＩＩ．２．１を用いて、少なくとも個々に交換可能であるように、第１の容積空間ＩＩ．４内に配置されているレトルト炉が示されている。第１の容積空間ＩＩ．４内の空気を循環させるための第２の循環装置ＩＩ．１８．２が、炉ハウジングＩＩ．２によって収容されると共に、第２の循環装置ＩＩ．１８．２が、閉鎖可能な第２の開口部ＩＩ．２３を用いて、ユニットとして交換可能であるように設けられている。加熱素子ＩＩ．６及び第２の循環装置ＩＩ．１８．２は、レトルトＩＩ．３に均一な熱伝達を導く構成をなして、第１の容積空間ＩＩ．４内に収容されている。変形形態ＩＩに従うその他の形態も可能である。
【０１６０】
図９ｃ）には、底部ＩＩＩ．９が、該底部ＩＩＩ．９との間に中間空間を形成するようにして第２の底部ＩＩＩ．９．１を備えており、中間空間は、第１の容積空間ＩＩＩ．１６及び第２の容積空間ＩＩＩ．１７によって、互いから気密に分離された２つの環状空間に分割されているレトルト炉が示されている。第１の容積空間ＩＩＩ．１６は第１の管ＩＩＩ．１４に連結されており、第２の容積空間ＩＩＩ．１７は第１の管ＩＩＩ．１１に連結されており、それによって第１の調整弁ＩＩＩ．２０及び第２の調整弁ＩＩＩ．２１が提供されている。この基本構成は、変形形態ＩＩＩに、より実行可能であるように詳述されている。
【０１６１】
産業上の利用可能性
【０１６２】
本発明またはその変形形態によって各々製造されるレトルト炉Ｉ．１、ＩＩ．１及びＩＩＩ．１は、製造業者の利益に加えて、金属加工品の産業的熱処理の領域においてオペレータによるレトルト炉の実際的な価値の増加及び使用可能性の増加を得ることができる。個々の実現された変形形態でさも、所期の熱処理効率の増加が達成されることになる。本発明は、関連産業でのレトルト炉のより効率的な稼働を可能にする。
【符号の説明】
【０１６３】
Ｉ．１ レトルト炉
Ｉ．２ 炉ハウジング
Ｉ．２．１ 炉ハウジングの壁
Ｉ．３ 金属製筒状レトルト
Ｉ．３．１ レトルトの壁
Ｉ．４ 継手
Ｉ．５ 支持手段
Ｉ．６ 貫通ブッシュ
Ｉ．６．１ パイプ
Ｉ．６．１．１ 第１の部分すなわち下部
Ｉ．６．１．２ 第２の部分すなわち上部
Ｉ．６．１．３ フランジ継手
Ｉ．７ 補償器
Ｉ．７．１ 折り畳み式ベローズスリーブ
Ｉ．７．２ 冷却部
Ｉ．７．３ 断熱材
Ｉ．８ 収容台
Ｉ．９ 横方向部材
Ｉ．１０ 処理室すなわち装入室
ＩＩ．１ レトルト炉
ＩＩ．２ 炉ハウジング
ＩＩ．２．１ 第１の開口部
ＩＩ．３ レトルト
ＩＩ．４ 第１の容積空間
ＩＩ．５ 加熱装置
ＩＩ．６ 加熱素子
ＩＩ．７ 縦方向
ＩＩ．８ 縦方向
ＩＩ．９ 底部
ＩＩ．１０ 装入口
ＩＩ．１０．１ 蓋
ＩＩ．１１ 中間領域
ＩＩ．１２ 上部領域
ＩＩ．１３ 下部領域
ＩＩ．１４ 装入物
ＩＩ．１５ 断熱材
ＩＩ．１６ 壁
ＩＩ．１７ 第２の容積空間
ＩＩ．１８．１ 第１の循環装置
ＩＩ．１８．２ 第２の循環装置
ＩＩ．１９ 循環ユニット
ＩＩ．２０ 通気手段
ＩＩ．２１ ストッパ
ＩＩ．２２ 矢印
ＩＩ．２３ 第２の開口部
ＩＩ．２４ 部材
ＩＩＩ．１ レトルト炉
ＩＩＩ．２ 炉ハウジング
ＩＩＩ．３ レトルト
ＩＩＩ．４ 第１の容積空間
ＩＩＩ．５ 加熱装置
ＩＩＩ．６ 処理室
ＩＩＩ．６．１ 環状空間
ＩＩＩ．７ 装入物
ＩＩＩ．８ 循環装置
ＩＩＩ．９ 底部（ガスの下流端部）
ＩＩＩ．９．１ 第２の底部
ＩＩＩ．１０ 装入口
ＩＩＩ．１０．１ 蓋
ＩＩＩ．１１ 第１の管
ＩＩＩ．１２ 冷却器
ＩＩＩ．１３ 冷却ガス送風機
ＩＩＩ．１４ 第２の管
ＩＩＩ．１５ 通気手段
ＩＩＩ．１６ 外側の容積空間
ＩＩＩ．１７ 内側の容積空間
ＩＩＩ．１８ リング
ＩＩＩ．１９ 吸引パイプ
ＩＩＩ．２０ 第１の調整弁
ＩＩＩ．２１ 第２の調整弁
ＩＩＩ．２２ ピボットアーム
ＩＩＩ．２３ 第１のフランジ継手
ＩＩＩ．２４ 第２のフランジ継手
ＩＩＩ．２５ 蓋
ＩＩＩ．２６ 流入口
ＩＩＩ．２７ 支持アーム
ＩＩＩ．２８ 駆動装置／コントロールシリンダ
ＩＩＩ．２９ ピストン棒
ＩＩＩ．３０ 連結素子
ＩＩＩ．３１ スロット
ＩＩＩ．３２ 回転軸
ＩＩＩ．３３ 受容空間
ＩＩＩ．３４ 取付開口部
ＩＩＩ．３５ 弁
ＩＩＩ．３６ ハウジング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属加工品の熱処理のための電気加熱レトルト炉（ＩＩ．１）であって、断熱された炉ハウジング（ＩＩ．２）を備え、該炉ハウジング（ＩＩ．２）が、第１の容積空間（ＩＩ．４）を取り囲み、レトルト（ＩＩ．３）のための加熱装置（ＩＩ．５）と、前記レトルトの内部にある第１の循環装置（ＩＩ．１８．１）とを備え、それによって、前記第１の容積空間（ＩＩ．４）に取り囲まれている前記レトルト（ＩＩ．３）が、装入物受台の上に存在する加工品を熱処理するための処理室すなわち装入室として、保護ガス及び反応ガスを受容し、加工品の装入物（ＩＩ．１４）を装入するためのドアによって気密シール可能であるような第２の容積空間（ＩＩ．１７）を取り囲んでいる該レトルト炉（ＩＩＩ．１）において、
ａ）前記加熱装置（ＩＩ．５）が、複数の加熱素子（ＩＩ．６）を備え、該複数の加熱素子（ＩＩ．６）が、前記炉ハウジング（ＩＩ．２）に設けられた閉鎖可能な第１の開口部（ＩＩ．２．１）を用いて、少なくとも個々に交換可能であるように、前記第１の容積空間（ＩＩ．４）内に配置されており、
ｂ）前記第１の容積空間（ＩＩ．４）内の空気を循環させるための第２の循環装置（ＩＩ．１８．２）が、前記炉ハウジング（ＩＩ．２）によって収容されると共に、前記第２の循環装置（ＩＩ．１８．２）が、閉鎖可能な第２の開口部（ＩＩ．２３）を用いて、ユニットとして交換可能であるように設けられており、
ｃ）前記加熱素子（ＩＩ．６）及び前記第２の循環装置（ＩＩ．１８．２）が、前記レトルト（ＩＩ．３）に均一な熱伝達を導く構成をなして、前記第１の容積空間（ＩＩ．４）内に収容されていることを特徴とするレトルト炉（ＩＩ．１）。
【請求項２】
前記加熱素子（ＩＩ．６）が、前記レトルト（ＩＩ．３）の長手方向に直交するように整合されていることを特徴とする請求項１に記載のレトルト炉。
【請求項３】
前記加熱素子（ＩＩ．６）の長手方向長さが、前記レトルト（ＩＩ．３）の直径よりも大きいことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載のレトルト炉。
【請求項４】
前記加熱素子（ＩＩ．６）が、該加熱素子（ＩＩ．６）の長手方向に関して、加熱されない例えば中間領域（ＩＩ．１１）を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレトルト炉。
【請求項５】
前記レトルト（ＩＩ．３）の長手方向の側面１つにつき少なくとも２つの前記加熱素子（ＩＩ．６）が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレトルト炉。
【請求項６】
前記第２の循環装置（ＩＩ．１８．２）が、循環ユニット（ＩＩ．１９）及び通気手段（ＩＩ．２０）を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のレトルト炉。
【請求項７】
前記通気手段（ＩＩ．２０）が、前記第１の容積空間（ＩＩ．４）内の空気を、前記レトルト（ＩＩ．３）の長手方向に対して横方向に循環させるように構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のレトルト炉。
【請求項１】
金属加工品の熱処理のための電気加熱レトルト炉（ＩＩ．１）であって、断熱された炉ハウジング（ＩＩ．２）を備え、該炉ハウジング（ＩＩ．２）が、第１の容積空間（ＩＩ．４）を取り囲み、レトルト（ＩＩ．３）のための加熱装置（ＩＩ．５）と、前記レトルトの内部にある第１の循環装置（ＩＩ．１８．１）とを備え、それによって、前記第１の容積空間（ＩＩ．４）に取り囲まれている前記レトルト（ＩＩ．３）が、装入物受台の上に存在する加工品を熱処理するための処理室すなわち装入室として、保護ガス及び反応ガスを受容し、加工品の装入物（ＩＩ．１４）を装入するためのドアによって気密シール可能であるような第２の容積空間（ＩＩ．１７）を取り囲んでいる該レトルト炉（ＩＩＩ．１）において、
ａ）前記加熱装置（ＩＩ．５）が、複数の加熱素子（ＩＩ．６）を備え、該複数の加熱素子（ＩＩ．６）が、前記炉ハウジング（ＩＩ．２）に設けられた閉鎖可能な第１の開口部（ＩＩ．２．１）を用いて、少なくとも個々に交換可能であるように、前記第１の容積空間（ＩＩ．４）内に配置されており、
ｂ）前記第１の容積空間（ＩＩ．４）内の空気を循環させるための第２の循環装置（ＩＩ．１８．２）が、前記炉ハウジング（ＩＩ．２）によって収容されると共に、前記第２の循環装置（ＩＩ．１８．２）が、閉鎖可能な第２の開口部（ＩＩ．２３）を用いて、ユニットとして交換可能であるように設けられており、
ｃ）前記加熱素子（ＩＩ．６）及び前記第２の循環装置（ＩＩ．１８．２）が、前記レトルト（ＩＩ．３）に均一な熱伝達を導く構成をなして、前記第１の容積空間（ＩＩ．４）内に収容されていることを特徴とするレトルト炉（ＩＩ．１）。
【請求項２】
前記加熱素子（ＩＩ．６）が、前記レトルト（ＩＩ．３）の長手方向に直交するように整合されていることを特徴とする請求項１に記載のレトルト炉。
【請求項３】
前記加熱素子（ＩＩ．６）の長手方向長さが、前記レトルト（ＩＩ．３）の直径よりも大きいことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載のレトルト炉。
【請求項４】
前記加熱素子（ＩＩ．６）が、該加熱素子（ＩＩ．６）の長手方向に関して、加熱されない例えば中間領域（ＩＩ．１１）を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレトルト炉。
【請求項５】
前記レトルト（ＩＩ．３）の長手方向の側面１つにつき少なくとも２つの前記加熱素子（ＩＩ．６）が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレトルト炉。
【請求項６】
前記第２の循環装置（ＩＩ．１８．２）が、循環ユニット（ＩＩ．１９）及び通気手段（ＩＩ．２０）を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のレトルト炉。
【請求項７】
前記通気手段（ＩＩ．２０）が、前記第１の容積空間（ＩＩ．４）内の空気を、前記レトルト（ＩＩ．３）の長手方向に対して横方向に循環させるように構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のレトルト炉。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−４７４４５（Ｐ２０１２−４７４４５Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３２４９３（Ｐ２０１１−２３２４９３）
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【分割の表示】特願２０１１−５１９０３５（Ｐ２０１１−５１９０３５）の分割
【原出願日】平成２１年７月１３日（２００９．７．１３）
【出願人】（３１００１０２４３）Ｉｐｓｅｎ株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【分割の表示】特願２０１１−５１９０３５（Ｐ２０１１−５１９０３５）の分割
【原出願日】平成２１年７月１３日（２００９．７．１３）
【出願人】（３１００１０２４３）Ｉｐｓｅｎ株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
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