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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024035716
(43)【公開日】2024-03-14
(54)【発明の名称】工業炉の加熱構造
(51)【国際特許分類】
F27D 7/04 20060101AFI20240307BHJP
F27D 17/00 20060101ALI20240307BHJP
F27B 17/00 20060101ALI20240307BHJP
F27D 11/00 20060101ALI20240307BHJP
F27B 5/14 20060101ALI20240307BHJP
F27D 7/02 20060101ALI20240307BHJP
【ＦＩ】
F27D7/04
F27D17/00 101A
F27B17/00 B
F27D11/00
F27B5/14
F27D7/02 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022140358
(22)【出願日】2022-09-02
(71)【出願人】
【識別番号】592017002
【氏名又は名称】三建産業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105175
【弁理士】
【氏名又は名称】山広 宗則
(74)【代理人】
【識別番号】100105197
【弁理士】
【氏名又は名称】岩本 牧子
(72)【発明者】
【氏名】龍頭 昭廣
(72)【発明者】
【氏名】三河 直矢
(72)【発明者】
【氏名】塚本 輝
【テーマコード（参考）】
4K056
4K061
4K063
【Ｆターム（参考）】
4K056AA09
4K056BA02
4K056BB06
4K056CA01
4K056DA02
4K056DA27
4K056DA36
4K056DC17
4K056FA06
4K056FA10
4K061AA05
4K061BA02
4K061DA03
4K063AA05
4K063BA02
4K063BA03
4K063CA01
4K063FA01
(57)【要約】
【課題】加熱効率に優れ、ファンの寿命も長い工業炉の加熱構造を提供する。
【解決手段】低出力時には、第一開閉弁２１及び第四開閉弁２４の開閉状態と第二開閉弁２２及び第三開閉弁２３の開閉状態を逆の状態で交互に一定時間毎に切替えることで、空気を、送風ファン２０から第一通路１５を通過して第一蓄熱器１３に送り、第二蓄熱器１４から第二通路１６を通過して送風ファン２０に戻す第一循環経路Ｐ１と、送風ファン２０から第一通路１５を通過して第二蓄熱器１４に送り、第一蓄熱器１３から第二通路１６を通過して送風ファン２０に戻す第二循環経路Ｐ２に交互に循環させて、被加熱材Ｔに対して加熱された空気を左右方向から交互に送り、高出力時にはバーナを追加する。
【選択図】図１
【解決手段】低出力時には、第一開閉弁２１及び第四開閉弁２４の開閉状態と第二開閉弁２２及び第三開閉弁２３の開閉状態を逆の状態で交互に一定時間毎に切替えることで、空気を、送風ファン２０から第一通路１５を通過して第一蓄熱器１３に送り、第二蓄熱器１４から第二通路１６を通過して送風ファン２０に戻す第一循環経路Ｐ１と、送風ファン２０から第一通路１５を通過して第二蓄熱器１４に送り、第一蓄熱器１３から第二通路１６を通過して送風ファン２０に戻す第二循環経路Ｐ２に交互に循環させて、被加熱材Ｔに対して加熱された空気を左右方向から交互に送り、高出力時にはバーナを追加する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
炉体の内部に空気を循環させて被加熱材を加熱処理する工業炉であって、
前記炉体の内部の左右方向の一方側に設けられ、前記空気を加熱する第一ヒータと、
前記炉体の内部の左右方向の他方側に設けられ、前記空気を加熱する第二ヒータと、
前記炉体の外部の左右方向の一方側に、前記第一ヒータに連通して設けられた第一蓄熱器と、
前記炉体の外部の左右方向の他方側に、前記第二ヒータに連通して設けられた第二蓄熱器と、
前記炉体の外部において前記第一蓄熱器と第二蓄熱器とをそれぞれ別々に連通する第一通路および第二通路と、
前記第一通路および第二通路の双方に接続され、前記第二通路側から吸い込んだ前記空気を前記第一通路側に送風可能な一台の送風ファンと、
前記第一通路の前記送風ファンの接続位置と前記第一蓄熱器との間に設けられた第一開閉弁と、
前記第一通路の前記送風ファンの接続位置と前記第二蓄熱器との間に設けられた第二開閉弁と、
前記第二通路の前記送風ファンの接続位置と前記第一蓄熱器との間に設けられた第三開閉弁と、
前記第二通路の前記送風ファンの接続位置と前記第二蓄熱器との間に設けられた第四開閉弁と、
前記炉体の左右方向の一方側又は他方側のいずれか一つあるいは両方に設けられ、前記空気を加熱するバーナと、を備え、
低出力時には、前記バーナを止めて、前記第一開閉弁及び前記第四開閉弁の開閉状態と前記第二開閉弁及び前記第三開閉弁の開閉状態を逆の状態で交互に一定時間毎に切替えることで、前記空気を、前記送風ファンから前記第一通路を通過して前記第一蓄熱器に送り、前記第二蓄熱器から前記第二通路を通過して前記送風ファンに戻す第一循環経路と、前記送風ファンから前記第一通路を通過して前記第二蓄熱器に送り、前記第一蓄熱器から前記第二通路を通過して前記送風ファンに戻す第二循環経路に交互に循環させて、前記被加熱材に対して加熱された空気を左右方向から交互に送り、
高出力時には、前記バーナによる加熱を追加したことを特徴とする工業炉の加熱構造。
前記炉体の内部の左右方向の一方側に設けられ、前記空気を加熱する第一ヒータと、
前記炉体の内部の左右方向の他方側に設けられ、前記空気を加熱する第二ヒータと、
前記炉体の外部の左右方向の一方側に、前記第一ヒータに連通して設けられた第一蓄熱器と、
前記炉体の外部の左右方向の他方側に、前記第二ヒータに連通して設けられた第二蓄熱器と、
前記炉体の外部において前記第一蓄熱器と第二蓄熱器とをそれぞれ別々に連通する第一通路および第二通路と、
前記第一通路および第二通路の双方に接続され、前記第二通路側から吸い込んだ前記空気を前記第一通路側に送風可能な一台の送風ファンと、
前記第一通路の前記送風ファンの接続位置と前記第一蓄熱器との間に設けられた第一開閉弁と、
前記第一通路の前記送風ファンの接続位置と前記第二蓄熱器との間に設けられた第二開閉弁と、
前記第二通路の前記送風ファンの接続位置と前記第一蓄熱器との間に設けられた第三開閉弁と、
前記第二通路の前記送風ファンの接続位置と前記第二蓄熱器との間に設けられた第四開閉弁と、
前記炉体の左右方向の一方側又は他方側のいずれか一つあるいは両方に設けられ、前記空気を加熱するバーナと、を備え、
低出力時には、前記バーナを止めて、前記第一開閉弁及び前記第四開閉弁の開閉状態と前記第二開閉弁及び前記第三開閉弁の開閉状態を逆の状態で交互に一定時間毎に切替えることで、前記空気を、前記送風ファンから前記第一通路を通過して前記第一蓄熱器に送り、前記第二蓄熱器から前記第二通路を通過して前記送風ファンに戻す第一循環経路と、前記送風ファンから前記第一通路を通過して前記第二蓄熱器に送り、前記第一蓄熱器から前記第二通路を通過して前記送風ファンに戻す第二循環経路に交互に循環させて、前記被加熱材に対して加熱された空気を左右方向から交互に送り、
高出力時には、前記バーナによる加熱を追加したことを特徴とする工業炉の加熱構造。
【請求項2】
外気を取り込んで前記第一蓄熱器と前記第二蓄熱器に送風可能なブロワと、
前記ブロワと前記第一蓄熱器との間に設けられた第五開閉弁と、
前記ブロワと前記第二蓄熱器との間に設けられた第六開閉弁と、をさらに備え、
前記バーナは、前記第一蓄熱器及び前記第二蓄熱器のうち最寄りの蓄熱器に対して前記ブロワから送風された外気を燃焼空気とし、
前記高出力時には、前記第五開閉弁及び前記第六開閉弁のうち前記バーナに対して最寄りの蓄熱器側の開閉弁を開いて前記バーナによる加熱を追加したことを特徴とする請求項１に記載の工業炉の加熱構造。
前記ブロワと前記第一蓄熱器との間に設けられた第五開閉弁と、
前記ブロワと前記第二蓄熱器との間に設けられた第六開閉弁と、をさらに備え、
前記バーナは、前記第一蓄熱器及び前記第二蓄熱器のうち最寄りの蓄熱器に対して前記ブロワから送風された外気を燃焼空気とし、
前記高出力時には、前記第五開閉弁及び前記第六開閉弁のうち前記バーナに対して最寄りの蓄熱器側の開閉弁を開いて前記バーナによる加熱を追加したことを特徴とする請求項１に記載の工業炉の加熱構造。
【請求項3】
前記送風ファンは、外気を取り込み送風可能で、
前記バーナは、前記第一蓄熱器及び前記第二蓄熱器のうち最寄りの蓄熱器に対して前記送風ファンから送風された外気を燃焼空気とし、
前記高出力時には、前記送風ファンは前記空気の送風に加えて外気を取り込み送風するとともに、前記第一開閉弁及び前記第二開閉弁のうち前記バーナに対して最寄りの蓄熱器側の開閉弁を開いて前記バーナによる加熱を追加した特徴とする請求項１に記載の工業炉の加熱構造。
前記バーナは、前記第一蓄熱器及び前記第二蓄熱器のうち最寄りの蓄熱器に対して前記送風ファンから送風された外気を燃焼空気とし、
前記高出力時には、前記送風ファンは前記空気の送風に加えて外気を取り込み送風するとともに、前記第一開閉弁及び前記第二開閉弁のうち前記バーナに対して最寄りの蓄熱器側の開閉弁を開いて前記バーナによる加熱を追加した特徴とする請求項１に記載の工業炉の加熱構造。
【請求項4】
炉体の内部に空気を循環させて被加熱材を加熱処理する工業炉であって、
前記炉体の内部の左右方向の一方側に設けられ、前記空気を加熱する第一ヒータと、
前記炉体の内部の左右方向の他方側に設けられ、前記空気を加熱する第二ヒータと、
前記炉体の外部の左右方向の一方側に、前記第一ヒータに連通して設けられた第一蓄熱器と、
前記炉体の外部の左右方向の他方側に、前記第二ヒータに連通して設けられた第二蓄熱器と、
前記炉体の外部において前記第一蓄熱器と第二蓄熱器とをそれぞれ別々に連通する第一通路および第二通路と、
前記第一通路に設けられ、一方方向に前記空気を送風するとともに外気を取り込み送風可能な第一ファンと、
前記第二通路に設けられ、他方方向に前記空気を送風するとともに外気を取り込み送風可能な第二ファンと、
前記炉体の左右方向の一方側又は他方側のいずれか一つあるいは両方に設けられ、前記空気を加熱し、前記第一蓄熱器及び前記第二蓄熱器のうち最寄りの蓄熱器に対して前記第一ファン又は前記第二ファンから送風された外気を燃焼空気とするバーナと、を備え、
低出力時には、前記バーナを止めて、前記第一ファンと第二ファンを交互に一定時間回転させることで、前記空気を、前記第一通路を通過する第一循環経路と、前記第二通路を通過する第二循環経路に交互に循環させて、前記被加熱材に対して加熱された空気を左右方向から交互に送り、
高出力時には、前記第一ファン及び前記第二ファンのうち前記バーナに対して最寄りの蓄熱器側に前記空気を送風するファンから外気を送風させて前記バーナによる加熱を追加したことを特徴とする工業炉の加熱構造。
前記炉体の内部の左右方向の一方側に設けられ、前記空気を加熱する第一ヒータと、
前記炉体の内部の左右方向の他方側に設けられ、前記空気を加熱する第二ヒータと、
前記炉体の外部の左右方向の一方側に、前記第一ヒータに連通して設けられた第一蓄熱器と、
前記炉体の外部の左右方向の他方側に、前記第二ヒータに連通して設けられた第二蓄熱器と、
前記炉体の外部において前記第一蓄熱器と第二蓄熱器とをそれぞれ別々に連通する第一通路および第二通路と、
前記第一通路に設けられ、一方方向に前記空気を送風するとともに外気を取り込み送風可能な第一ファンと、
前記第二通路に設けられ、他方方向に前記空気を送風するとともに外気を取り込み送風可能な第二ファンと、
前記炉体の左右方向の一方側又は他方側のいずれか一つあるいは両方に設けられ、前記空気を加熱し、前記第一蓄熱器及び前記第二蓄熱器のうち最寄りの蓄熱器に対して前記第一ファン又は前記第二ファンから送風された外気を燃焼空気とするバーナと、を備え、
低出力時には、前記バーナを止めて、前記第一ファンと第二ファンを交互に一定時間回転させることで、前記空気を、前記第一通路を通過する第一循環経路と、前記第二通路を通過する第二循環経路に交互に循環させて、前記被加熱材に対して加熱された空気を左右方向から交互に送り、
高出力時には、前記第一ファン及び前記第二ファンのうち前記バーナに対して最寄りの蓄熱器側に前記空気を送風するファンから外気を送風させて前記バーナによる加熱を追加したことを特徴とする工業炉の加熱構造。
【請求項5】
前記バーナは、前記炉体の内部の左右方向の一方側又は他方側の両方に設けられ、交互に加熱するようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一つに記載の工業炉の加熱構造。
【請求項6】
前記炉体の外部に設けられた排気搭と前記炉体を接続する直接排気通路と、
前記直接排気通路に設けられた炉圧ダンパーと、をさらに備え、
前記高出力時には、前記炉圧ダンパーを開状態にすることを特徴とする請求項２又は３に記載の工業炉の加熱構造。
前記直接排気通路に設けられた炉圧ダンパーと、をさらに備え、
前記高出力時には、前記炉圧ダンパーを開状態にすることを特徴とする請求項２又は３に記載の工業炉の加熱構造。
【請求項7】
前記炉体の外部に設けられた排気搭と前記送風ファンを接続する間接排気通路と、
前記間接排気通路に設けられた第七開閉弁と、をさらに備え、
前記高出力時には、前記第七開閉弁を開状態にすることを特徴とする請求項２又は３に記載の工業炉の加熱構造。
前記間接排気通路に設けられた第七開閉弁と、をさらに備え、
前記高出力時には、前記第七開閉弁を開状態にすることを特徴とする請求項２又は３に記載の工業炉の加熱構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、金属や非鉄金属を加熱処理するために使用される工業炉の加熱構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
金属や非鉄金属を加熱処理する炉として、電気を熱源として利用した電気炉が存在する（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に示す電気炉は、炉体の外部に冷却ファンを設け、この冷却ファンに、外気を炉体の内部に供給して炉体内部の加熱空気を外部に放散させるという冷却機能を持たせている。
特許文献１に示す電気炉は、炉体の外部に冷却ファンを設け、この冷却ファンに、外気を炉体の内部に供給して炉体内部の加熱空気を外部に放散させるという冷却機能を持たせている。
【0003】
また、こうした従来の電気炉としては、例えば、図９と図１０に示すものが知られている。図９に示す電気炉は、炉体３０の内部の左右それぞれに金属ヒータ３１を設けるとともに、炉体３０の上部中央に回転ファン３２を設け、これらの金属ヒータ３１で炉体３０の内部の空気を加熱し、回転ファン３２でその加熱した空気を対流させることによって被加熱材Ｔを加熱している。
【0004】
また、図１０に示す電気炉は、炉体４０の外部にエアヒータ４１を取付け、外部の空気をそのエアヒータ４１を通して加熱して炉体４０の内部に取り入れ、その加熱した空気で被加熱材Ｔを加熱している。なお、加熱された空気は、炉体４０の外部に排出されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１５－１３７７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
【0007】
しかしながら、これら電気炉のいずれにも加熱効率のさらなる向上が求められる。すなわち、特許文献１に示す電気炉は、冷却ファンによる冷却機能を持たせているので、自ずと加熱効率が低下する。
【0008】
また、図９に示す電気炉は、炉体３０の内部の左右に設けた金属ヒータ３１で炉体３０の内部の空気を加熱し、それを回転ファン３２で対流させるので、加熱された空気の攪拌効果が十分とはいえず、加熱効率に課題が残る。また、被加熱材Ｔには加熱された空気が常に一定の方向から作用することからも加熱効率に問題がある。これらは、特に、被加熱材Ｔの形状が複雑な場合に顕著である。
【0009】
また、この電気炉における回転ファン３２は、高温である炉体３０の内部に設けられているので、変形やインペラバランスの崩れによる振動などの損傷が発生し易く、その寿命が短いといった問題もある。
【0010】
また、図１０に示す電気炉は、炉体４０の外部の空気（すなわち常温の空気）をエアヒータ４１で加熱し、その加熱した空気を被加熱材Ｔに作用させた後、排気するので、常に常温の空気を必要な高温まで加熱する必要がある。したがって、エネルギーの損失が大きく、加熱効率が低い。
【0011】
さらに電気炉は電気を熱源とするため、高温用の熱処理炉や加熱炉などのように高出力が要求される場合には対応することが困難であるといった問題がある。
【0012】
そこで、本発明の目的とするところは、加熱効率に優れ、ファンの寿命も長い工業炉の加熱構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記の目的を達成するために、本発明の工業炉の加熱構造は、炉体（１０）の内部に空気を循環させて被加熱材（Ｔ）を加熱処理する工業炉（１）であって、
前記炉体（１０）の内部の左右方向の一方側に設けられ、前記空気を加熱する第一ヒータ（１１）と、
前記炉体（１０）の内部の左右方向の他方側に設けられ、前記空気を加熱する第二ヒータ（１２）と、
前記炉体（１０）の外部の左右方向の一方側に、前記第一ヒータ（１１）に連通して設けられた第一蓄熱器（１３）と、
前記炉体（１０）の外部の左右方向の他方側に、前記第二ヒータ（１２）に連通して設けられた第二蓄熱器（１４）と、
前記炉体（１０）の外部において前記第一蓄熱器（１３）と第二蓄熱器（１４）とをそれぞれ別々に連通する第一通路（１５）および第二通路（１６）と、
前記第一通路（１５）および第二通路（１６）の双方に接続され、前記第二通路（１６）側から吸い込んだ前記空気を前記第一通路（１５）側に送風可能な一台の送風ファン（２０）と、
前記第一通路（１５）の前記送風ファン（２０）の接続位置（Ｘ）と前記第一蓄熱器（１３）との間に設けられた第一開閉弁（２１）と、
前記第一通路（１５）の前記送風ファン（２０）の接続位置（Ｘ）と前記第二蓄熱器（１４）との間に設けられた第二開閉弁（２２）と、
前記第二通路（１６）の前記送風ファン（２０）の接続位置（Ｙ）と前記第一蓄熱器（１３）との間に設けられた第三開閉弁（２３）と、
前記第二通路（１６）の前記送風ファン（２０）の接続位置（Ｙ）と前記第二蓄熱器（１４）との間に設けられた第四開閉弁（２４）と、
前記炉体（１０）の左右方向の一方側又は他方側のいずれか一つあるいは両方に設けられ、前記空気を加熱するバーナ（５１，５２）と、を備え、
低出力時には、前記バーナ（５１，５２）を止めて、前記第一開閉弁（２１）及び前記第四開閉弁（２４）の開閉状態と前記第二開閉弁（２２）及び前記第三開閉弁（２３）の開閉状態を逆の状態で交互に一定時間毎に切替えることで、前記空気を、前記送風ファン（２０）から前記第一通路（１５）を通過して前記第一蓄熱器（１３）に送り、前記第二蓄熱器（１４）から前記第二通路（１６）を通過して前記送風ファン（２０）に戻す第一循環経路（Ｐ１）と、前記送風ファン（２０）から前記第一通路（１５）を通過して前記第二蓄熱器（１４）に送り、前記第一蓄熱器（１３）から前記第二通路（１６）を通過して前記送風ファン（２０）に戻す第二循環経路（Ｐ２）に交互に循環させて、前記被加熱材（Ｔ）に対して加熱された空気を左右方向から交互に送り、
高出力時には、前記バーナ（５１，５２）による加熱を追加したことを特徴とする。
前記炉体（１０）の内部の左右方向の一方側に設けられ、前記空気を加熱する第一ヒータ（１１）と、
前記炉体（１０）の内部の左右方向の他方側に設けられ、前記空気を加熱する第二ヒータ（１２）と、
前記炉体（１０）の外部の左右方向の一方側に、前記第一ヒータ（１１）に連通して設けられた第一蓄熱器（１３）と、
前記炉体（１０）の外部の左右方向の他方側に、前記第二ヒータ（１２）に連通して設けられた第二蓄熱器（１４）と、
前記炉体（１０）の外部において前記第一蓄熱器（１３）と第二蓄熱器（１４）とをそれぞれ別々に連通する第一通路（１５）および第二通路（１６）と、
前記第一通路（１５）および第二通路（１６）の双方に接続され、前記第二通路（１６）側から吸い込んだ前記空気を前記第一通路（１５）側に送風可能な一台の送風ファン（２０）と、
前記第一通路（１５）の前記送風ファン（２０）の接続位置（Ｘ）と前記第一蓄熱器（１３）との間に設けられた第一開閉弁（２１）と、
前記第一通路（１５）の前記送風ファン（２０）の接続位置（Ｘ）と前記第二蓄熱器（１４）との間に設けられた第二開閉弁（２２）と、
前記第二通路（１６）の前記送風ファン（２０）の接続位置（Ｙ）と前記第一蓄熱器（１３）との間に設けられた第三開閉弁（２３）と、
前記第二通路（１６）の前記送風ファン（２０）の接続位置（Ｙ）と前記第二蓄熱器（１４）との間に設けられた第四開閉弁（２４）と、
前記炉体（１０）の左右方向の一方側又は他方側のいずれか一つあるいは両方に設けられ、前記空気を加熱するバーナ（５１，５２）と、を備え、
低出力時には、前記バーナ（５１，５２）を止めて、前記第一開閉弁（２１）及び前記第四開閉弁（２４）の開閉状態と前記第二開閉弁（２２）及び前記第三開閉弁（２３）の開閉状態を逆の状態で交互に一定時間毎に切替えることで、前記空気を、前記送風ファン（２０）から前記第一通路（１５）を通過して前記第一蓄熱器（１３）に送り、前記第二蓄熱器（１４）から前記第二通路（１６）を通過して前記送風ファン（２０）に戻す第一循環経路（Ｐ１）と、前記送風ファン（２０）から前記第一通路（１５）を通過して前記第二蓄熱器（１４）に送り、前記第一蓄熱器（１３）から前記第二通路（１６）を通過して前記送風ファン（２０）に戻す第二循環経路（Ｐ２）に交互に循環させて、前記被加熱材（Ｔ）に対して加熱された空気を左右方向から交互に送り、
高出力時には、前記バーナ（５１，５２）による加熱を追加したことを特徴とする。
【0014】
また本発明は、外気を取り込んで前記第一蓄熱器（１３）と前記第二蓄熱器（１４）に送風可能なブロワ（８１）と、
前記ブロワ（８１）と前記第一蓄熱器（１３）との間に設けられた第五開閉弁（８３）と、
前記ブロワ（８１）と前記第二蓄熱器（１４）との間に設けられた第六開閉弁（８４）と、をさらに備え、
前記バーナ（５１，５２）は、前記第一蓄熱器（１３）及び前記第二蓄熱器（１４）のうち最寄りの蓄熱器（１３，１４）に対して前記ブロワ（８１）から送風された外気を燃焼空気とし、
前記高出力時には、前記第五開閉弁（８３）及び前記第六開閉弁（８４）のうち前記バーナ（５１，５２）に対して最寄りの蓄熱器（１３，１４）側の開閉弁（８３，８４）を開いて前記バーナ（５１，５２）による加熱を追加したことを特徴とする。
前記ブロワ（８１）と前記第一蓄熱器（１３）との間に設けられた第五開閉弁（８３）と、
前記ブロワ（８１）と前記第二蓄熱器（１４）との間に設けられた第六開閉弁（８４）と、をさらに備え、
前記バーナ（５１，５２）は、前記第一蓄熱器（１３）及び前記第二蓄熱器（１４）のうち最寄りの蓄熱器（１３，１４）に対して前記ブロワ（８１）から送風された外気を燃焼空気とし、
前記高出力時には、前記第五開閉弁（８３）及び前記第六開閉弁（８４）のうち前記バーナ（５１，５２）に対して最寄りの蓄熱器（１３，１４）側の開閉弁（８３，８４）を開いて前記バーナ（５１，５２）による加熱を追加したことを特徴とする。
【0015】
また本発明は、前記送風ファン（２０）は、外気を取り込み送風可能で、
前記バーナ（５１，５２）は、前記第一蓄熱器（１３）及び前記第二蓄熱器（１４）のうち最寄りの蓄熱器（１３，１４）に対して前記送風ファン（２０）から送風された外気を燃焼空気とし、
前記高出力時には、前記送風ファン（２０）は前記空気の送風に加えて外気を取り込み送風するとともに、前記第一開閉弁（２１）及び前記第二開閉弁（２２）のうち前記バーナ（５１，５２）に対して最寄りの蓄熱器側（１３，１４）の開閉弁（２１，２２）を開いて前記バーナ（５１，５２）による加熱を追加した特徴とする。
前記バーナ（５１，５２）は、前記第一蓄熱器（１３）及び前記第二蓄熱器（１４）のうち最寄りの蓄熱器（１３，１４）に対して前記送風ファン（２０）から送風された外気を燃焼空気とし、
前記高出力時には、前記送風ファン（２０）は前記空気の送風に加えて外気を取り込み送風するとともに、前記第一開閉弁（２１）及び前記第二開閉弁（２２）のうち前記バーナ（５１，５２）に対して最寄りの蓄熱器側（１３，１４）の開閉弁（２１，２２）を開いて前記バーナ（５１，５２）による加熱を追加した特徴とする。
【0016】
また本発明は、炉体（１０）の内部に空気を循環させて被加熱材（Ｔ）を加熱処理する工業炉（１）であって、
前記炉体（１０）の左右方向の一方側又は他方側のいずれか一つあるいは両方に設けられ、前記空気を加熱するバーナ（５１，５２）と、
前記炉体（１０）の内部の左右方向の一方側に設けられ、前記空気を加熱する第一ヒータ（１１）と、
前記炉体（１０）の内部の左右方向の他方側に設けられ、前記空気を加熱する第二ヒータ（１２）と、
前記炉体（１０）の外部の左右方向の一方側に、前記第一ヒータ（１１）に連通して設けられた第一蓄熱器（１３）と、
前記炉体（１０）の外部の左右方向の他方側に、前記第二ヒータ（１２）に連通して設けられた第二蓄熱器（１４）と、
前記炉体（１０）の外部において前記第一蓄熱器（１３）と第二蓄熱器（１４）とをそれぞれ別々に連通する第一通路（１５）および第二通路（１６）と、
前記第一通路（１５）に設けられ、一方方向に前記空気を送風するとともに外気を取り込み送風可能な第一ファン（２５）と、
前記第二通路（１６）に設けられ、他方方向に前記空気を送風するとともに外気を取り込み送風可能な第二ファン（２６）と、
前記炉体（１０）の左右方向の一方側又は他方側のいずれか一つあるいは両方に設けられ、前記空気を加熱し、前記第一蓄熱器（１３）及び前記第二蓄熱器（１４）のうち最寄りの蓄熱器（１３，１４）に対して前記第一ファン（２５）又は前記第二ファン（２６）から送風された外気を燃焼空気とするバーナ（５１，５２）と、を備え、
低出力時には、前記バーナ（５１，５２）を止めて、前記第一ファン（２５）と第二ファン（２６）を交互に一定時間回転させることで、前記空気を、前記第一通路（１５）を通過する第一循環経路（Ｐ１）と、前記第二通路（１６）を通過する第二循環経路（Ｐ２）に交互に循環させて、前記被加熱材（Ｔ）に対して加熱された空気を左右方向から交互に送り、
高出力時には、前記第一ファン（２５）及び前記第二ファン（２６）のうち前記バーナ（５１，５２）に対して最寄りの蓄熱器（１３，１４）側に前記空気を送風するファン（２５，２６）から外気を送風させて前記バーナ（５１，５２）による加熱を追加したことを特徴とする。
前記炉体（１０）の左右方向の一方側又は他方側のいずれか一つあるいは両方に設けられ、前記空気を加熱するバーナ（５１，５２）と、
前記炉体（１０）の内部の左右方向の一方側に設けられ、前記空気を加熱する第一ヒータ（１１）と、
前記炉体（１０）の内部の左右方向の他方側に設けられ、前記空気を加熱する第二ヒータ（１２）と、
前記炉体（１０）の外部の左右方向の一方側に、前記第一ヒータ（１１）に連通して設けられた第一蓄熱器（１３）と、
前記炉体（１０）の外部の左右方向の他方側に、前記第二ヒータ（１２）に連通して設けられた第二蓄熱器（１４）と、
前記炉体（１０）の外部において前記第一蓄熱器（１３）と第二蓄熱器（１４）とをそれぞれ別々に連通する第一通路（１５）および第二通路（１６）と、
前記第一通路（１５）に設けられ、一方方向に前記空気を送風するとともに外気を取り込み送風可能な第一ファン（２５）と、
前記第二通路（１６）に設けられ、他方方向に前記空気を送風するとともに外気を取り込み送風可能な第二ファン（２６）と、
前記炉体（１０）の左右方向の一方側又は他方側のいずれか一つあるいは両方に設けられ、前記空気を加熱し、前記第一蓄熱器（１３）及び前記第二蓄熱器（１４）のうち最寄りの蓄熱器（１３，１４）に対して前記第一ファン（２５）又は前記第二ファン（２６）から送風された外気を燃焼空気とするバーナ（５１，５２）と、を備え、
低出力時には、前記バーナ（５１，５２）を止めて、前記第一ファン（２５）と第二ファン（２６）を交互に一定時間回転させることで、前記空気を、前記第一通路（１５）を通過する第一循環経路（Ｐ１）と、前記第二通路（１６）を通過する第二循環経路（Ｐ２）に交互に循環させて、前記被加熱材（Ｔ）に対して加熱された空気を左右方向から交互に送り、
高出力時には、前記第一ファン（２５）及び前記第二ファン（２６）のうち前記バーナ（５１，５２）に対して最寄りの蓄熱器（１３，１４）側に前記空気を送風するファン（２５，２６）から外気を送風させて前記バーナ（５１，５２）による加熱を追加したことを特徴とする。
【0017】
また本発明は、前記バーナ（５１，５２）は、前記炉体の内部の左右方向の一方側又は他方側の両方に設けられ、交互に加熱するようにしたことを特徴とする。
【0018】
また本発明は、前記炉体（１０）の外部に設けられた排気搭（７０）と前記炉体（１０）を接続する直接排気通路（６１）と、
前記直接排気通路（６１）に設けられた炉圧ダンパー（６３）と、をさらに備え、
前記高出力時には、前記炉圧ダンパー（６３）を開状態にすることを特徴とする。
前記直接排気通路（６１）に設けられた炉圧ダンパー（６３）と、をさらに備え、
前記高出力時には、前記炉圧ダンパー（６３）を開状態にすることを特徴とする。
【0019】
また本発明は、前記炉体（１０）の外部に設けられた排気搭（７０）と前記送風ファン（２０）を接続する間接排気通路（６２）と、
前記間接排気通路（６２）に設けられた第七開閉弁（６４）と、をさらに備え、
前記高出力時には、前記第七開閉弁（６４）を開状態にすることを特徴とする。
前記間接排気通路（６２）に設けられた第七開閉弁（６４）と、をさらに備え、
前記高出力時には、前記第七開閉弁（６４）を開状態にすることを特徴とする。
【0020】
ここで、上記括弧内の記号は、図面および後述する発明を実施するための形態に掲載された対応要素または対応事項を示す。
【発明の効果】
【0021】
本発明の工業炉によれば、
低出力時には第一ヒータ及び第二ヒータを使用し、高出力時にはこれにバーナによる加熱を追加して熱源をハイブリッド化したので高温用の熱処理炉や加熱炉にも適用することができる。
低出力時には第一ヒータ及び第二ヒータを使用し、高出力時にはこれにバーナによる加熱を追加して熱源をハイブリッド化したので高温用の熱処理炉や加熱炉にも適用することができる。
【0022】
低出力時には、第一開閉弁及び第四開閉弁の開閉状態と第二開閉弁及び第三開閉弁の開閉状態を逆の状態で交互に一定時間毎に切替えることで、被加熱材に対して加熱された空気を左右方向から交互に送るので、高い加熱効率を得ることができる。
すなわち、加熱された空気を左右方向から交互に送ることにより、炉体の内部の空気を効果的に攪拌することができる。したがって、被加熱材の全体を、短時間で均等に加熱することができる。また、加熱された空気を左右方向から交互に送ることにより、被加熱材を、常に一定の方向から送る場合と比較して、より効果的に加熱することができる。
また、加熱された空気を工業炉の外部に放散させることなく循環させるので、外部の空気を取り入れる場合と比較して、エネルギーの損失が少なく、加熱効率に優れる。
また、第一通路と第二通路は、第一蓄熱と第二蓄熱器に連通しているので、これら第一蓄熱器および第二蓄熱器に蓄えられた熱を利用することにより、加熱効率をさらに高めることができる。
さらに、送風ファンを炉体の外部に設けているので、炉体の内部に設けた場合と比較して、熱の影響による故障を軽減でき、その寿命を延ばすことができる。
すなわち、加熱された空気を左右方向から交互に送ることにより、炉体の内部の空気を効果的に攪拌することができる。したがって、被加熱材の全体を、短時間で均等に加熱することができる。また、加熱された空気を左右方向から交互に送ることにより、被加熱材を、常に一定の方向から送る場合と比較して、より効果的に加熱することができる。
また、加熱された空気を工業炉の外部に放散させることなく循環させるので、外部の空気を取り入れる場合と比較して、エネルギーの損失が少なく、加熱効率に優れる。
また、第一通路と第二通路は、第一蓄熱と第二蓄熱器に連通しているので、これら第一蓄熱器および第二蓄熱器に蓄えられた熱を利用することにより、加熱効率をさらに高めることができる。
さらに、送風ファンを炉体の外部に設けているので、炉体の内部に設けた場合と比較して、熱の影響による故障を軽減でき、その寿命を延ばすことができる。
【0023】
高出力時には、ヒータによる加熱にバーナによる加熱が加わるので炉内温度を瞬時に高温にすることができ効果的である。
【0024】
また本発明によれば、外気を取り込んで第一蓄熱器と第二蓄熱器に送風可能なブロワを設けて、高出力時にバーナは、第一蓄熱器及び第二蓄熱器のうち最寄りの蓄熱器に対してブロワから送風された外気を燃焼空気とするので、効率的で、しかもバーナの火力を十分維持することができる。
【0025】
また本発明によれば、送風ファンは、外気を取り込み送風可能で、高出力時にバーナは、第一蓄熱器及び第二蓄熱器のうち最寄りの蓄熱器に対して送風ファンから送風された外気を燃焼空気とするので、効率的で、しかもバーナの火力を十分維持することができる。また、送風ファンは炉体の内部を循環する空気を第一蓄熱器や第二蓄熱器に送風することに加えて取り込んだ外気も送風する兼用型であるので設備を抑えたコストダウン化が図れる。
【0026】
また本発明によれば、第一ファンと第二ファンを交互に一定時間回転させることで、空気を、第一通路を通過する第一循環方向と、第二通路を通過する第二循環方向に交互に循環させて、被加熱材に対して加熱された空気を左右方向から交互に送るので、高い加熱効率を得ることができる。また、加熱された空気を放散させることなく循環させること、および第一蓄熱器および第二蓄熱器の熱を利用することによっても高い加熱効率を得ることができる。また、第一ファンと第二ファンを炉体の外部に設けているので、熱の影響を回避して、それらの寿命を延ばすことができる。
【0027】
また本発明によれば、バーナは、炉体の内部の左右方向の両方に設けられ、交互に加熱するようにしたので、第一蓄熱器と第二蓄熱器を効果的に運用することができる。
【0028】
また本発明によれば、炉体の外部に設けられた排気搭と炉体を接続する炉圧ダンパー付きの直接排気通路を設け、高出力時には、炉圧ダンパーを開状態にするので、バーナの使用により炉内に発生した燃焼ガスを炉外に排気させることができる。
【0029】
また本発明によれば、炉体の外部に設けられた排気搭と送風ファンを接続する第七開閉弁付きの間接排気通路を設け、高出力時には、第七開閉弁を開状態にするので、上述したような炉圧ダンパー付きの直接排気通路を設けなくても、バーナの使用により炉内に発生した燃焼ガスを炉外に排気させることができ、コストダウンとなる。
【0030】
このように、低出力時には第一ヒータ及び第二ヒータを使用し、高出力時にはこれにバーナによる加熱を追加して熱源をハイブリッド化した構成は、上述した特許文献にも一切記載されていない。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明の第一実施形態に係る工業炉の加熱構造を示す正面構成図で、低出力時に炉内で空気を右から左方向へ送る状態を示したものである。
【図2】本発明の第一実施形態に係る工業炉の加熱構造を示す正面構成図で、低出力時に炉内で空気を左から右方向へ送る状態を示したものである。
【0032】
【図3】本発明の第一実施形態に係る工業炉の加熱構造を示す正面構成図で、高出力時に炉内で空気を右から左方向へ送る状態を示したものである。
【図4】本発明の第一実施形態に係る工業炉の加熱構造を示す正面構成図で、高出力時に炉内で空気を左から右方向へ送る状態を示したものである。
【図5】本発明の第二実施形態に係る工業炉の加熱構造を示す正面構成図で、低出力時の状態を示すものである。
【図6】本発明の第二実施形態に係る工業炉の加熱構造を示す正面構成図で、高出力時の状態を示すものである。
【図7】本発明の第三実施形態に係る工業炉の加熱構造を示す正面構成図で、高出力時の状態を示すものである。
【図8】本発明の第四実施形態に係る工業炉の加熱構造を示す正面構成図で、高出力時の状態を示すものである。
【図9】従来例に係る電気炉を示す正面構成図である。
【図10】他の従来例に係る電気炉を示す正面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0033】
図１乃至図４を参照して、本発明の第一実施形態に係る工業炉１を説明する。図１及び図３は、炉体１０の内部において、空気を右から左方向へ送る状態の工業炉１を示し、図２及び図４は、図１及び図３とは逆側、つまり、炉体１０の内部において、空気を左から右方向へ送る状態の工業炉１を示す。また、図１及び図２は低出力時のものであり、図３及び図４は高出力時のものである。
【0034】
本実施形態に係る工業炉１は、ヒータの電気による加熱とバーナの火炎による加熱を熱源としたハイブリッド型の熱源で、炉体１０の内部に空気を循環させて、炉体１０の内部に載置した被加熱材Ｔを加熱処理する。被加熱材Ｔは固定状態で載置しても良いし、移動（回転など）できる状態で載置しても良い。
【0035】
この工業炉１は、第一ヒータ１１，第二ヒータ１２，第一蓄熱器１３，第二蓄熱器１４，第一通路１５，第二通路１６，送風ファン２０，第一開閉弁２１，第二開閉弁２２，第三開閉弁２３，第四開閉弁２４，第一バーナ５１，第二バーナ５２，直接排気通路６１，関接排気通路６２，炉圧ダンパー６３，第七開閉弁６４，ブロワ８１，第三通路８２，第五開閉弁８３，第六開閉弁８４を備える。
【0036】
第一ヒータ１１は、炉体１０の内部の右側に設けられ、炉体１０の内部を循環させる空気を、電力によって加熱する。
第二ヒータ１２は、炉体１０の内部の左側に設けられ、前記空気を同じく電力によって加熱する。
これら第一ヒータ１１および第二ヒータ１２は、耐熱性に優れるシリコンカーバイド（ＳｉＣ）などで構成することが好ましい。
第二ヒータ１２は、炉体１０の内部の左側に設けられ、前記空気を同じく電力によって加熱する。
これら第一ヒータ１１および第二ヒータ１２は、耐熱性に優れるシリコンカーバイド（ＳｉＣ）などで構成することが好ましい。
【0037】
第一蓄熱器１３は、炉体１０の外部の右側に設けられ、第一ヒータ１１と連通する。
第二蓄熱器１４は、炉体１０の外部の左側に設けられ、第二ヒータ１２に連通する。
これら第一蓄熱器１３および第二蓄熱器１４はそれぞれその内部に蓄熱材を設けている。
第二蓄熱器１４は、炉体１０の外部の左側に設けられ、第二ヒータ１２に連通する。
これら第一蓄熱器１３および第二蓄熱器１４はそれぞれその内部に蓄熱材を設けている。
【0038】
第一通路１５は、炉体１０の外部に配置され、第一蓄熱器１３と第二蓄熱器１４とを連通する状態で設けられる。
第二通路１６も同様に炉体１０の外部に配置され、第一蓄熱器１３と第二蓄熱器１４とを連通する状態で設けられる。
第二通路１６も同様に炉体１０の外部に配置され、第一蓄熱器１３と第二蓄熱器１４とを連通する状態で設けられる。
【0039】
送風ファン２０は一台設けられ、第一通路１５および第二通路１６の双方に、それぞれのほぼ中間部分に介在する状態で接続され、第一開閉弁２１，第二開閉弁２２，第三開閉弁２３および第四開閉弁２４の操作によって、空気を、第一通路１５を介して右側の第一蓄熱器１３側、または第一通路１５を介して左側の第二蓄熱器１４のうちいずれか一方に送風する。第一通路１５に対する送風ファン２０の接続位置を符号Ｘでし、第二通路１６に対する送風ファン２０の接続位置を符号Ｙで示した。
【0040】
この送風ファン２０は、吐出口２０ａと吸引口２０ｂを備え、吐出口２０ａから空気を第一通路１５に送り、吸引口２０ｂから第二通路１６からの空気を受け入れる。吐出口２０ａと第一通路１５の間には第一接続管Ｋ１が設けられ、吸引口２０ｂと第二通路１６の間には第二接続管Ｋ２が設けられている。
【0041】
第一開閉弁２１は、第一通路１５に対する送風ファン２０の接続位置Ｘと第一蓄熱器１３との間に設けられ、第二開閉弁２２は、同じ第一通路１５に対する送風ファン２０の接続位置Ｘと第二蓄熱器１４との間に設けられる。第三開閉弁２３は、第二通路１６に対する送風ファン２０の接続位置Ｙと第一蓄熱器１３との間に設けられ、第四開閉弁２４は同じ第二通路１６に対する送風ファン２０の接続位置Ｙと第二蓄熱器１４との間に設けられる。
【0042】
第一バーナ５１は、炉体１０の右側で第一ヒータ１１の下方に火炎が噴射されるように設けられ、炉体１０の内部を循環させる空気を、火力によって加熱する。第一バーナ５１には、燃料となるガスが供給され、そのガス供給路には、ガス用の流量計５３，調整弁５５，第一バーナ開閉弁５７が設けられている。また、第一バーナ５１は第一蓄熱器１３の上方に近接して設けられ、第一蓄熱器１３から炉内に送られる空気を燃焼用空気として使用する。
第二バーナ５２は、炉体１０の左側で第二ヒータ１２の下方に火炎が噴射されるように設けられ、炉体１０の内部を循環させる空気を、火力によって加熱する。第二バーナ５２には、燃料となるガスが供給され、そのガス供給路には、ガス用の流量計５４，調整弁５６，第二バーナ開閉弁５８が設けられている。また、第二バーナ５２は第一蓄熱器１４の上方に近接して設けられ、第二蓄熱器１４から炉内に送られる空気を燃焼用空気として使用する。
第二バーナ５２は、炉体１０の左側で第二ヒータ１２の下方に火炎が噴射されるように設けられ、炉体１０の内部を循環させる空気を、火力によって加熱する。第二バーナ５２には、燃料となるガスが供給され、そのガス供給路には、ガス用の流量計５４，調整弁５６，第二バーナ開閉弁５８が設けられている。また、第二バーナ５２は第一蓄熱器１４の上方に近接して設けられ、第二蓄熱器１４から炉内に送られる空気を燃焼用空気として使用する。
【0043】
直接排気通路６１は、炉体１０の外部に設けられた排気搭７０と、炉体１０の上部を接続して、炉内に発生した燃焼ガスを炉外に排気するもので、直接排気通路６１には開閉式の炉圧ダンパー６３が設けられている。
【0044】
関接排気通路６２は、送風ファン２０の吐出口２０ａにおいて第二接続管Ｋ２から分岐して炉圧ダンパー６３と排気搭７０の間に接続して、炉内に発生した燃焼ガスが送風ファン２０側に入った場合に炉外に排気するもので、関接排気通路６２には第七開閉弁６４が設けられている。
【0045】
ブロワ８１は外気を取り込んで第三通路８２を介して第一蓄熱器１３側と第二蓄熱器１４側に空気を送るもので、ブロワ８１と第一蓄熱器１３の間には第五開閉弁８３が設けられ、ブロワ８１とう第二蓄熱器１４の間には第六開閉弁８４が設けられている。
【0046】
この工業炉１は低出力時と高出力時では使用する熱源が相違する。すなわち、低出力時には、熱源を第一ヒータ１１及び第二ヒータ１２による加熱とし、高出力時には、これに第一バーナ５１及び第二バーナ５２の加熱を追加する。
【0047】
（低出力時の動作）
低出力時において、工業炉１は次のように作動させることができる。
すなわち、この工業炉１は、空気を、送風ファン２０から第一通路１５を通過して第一蓄熱器１３に送り、第二蓄熱器１４から第二通路１６を通過して送風ファン２０に戻す第一循環経路Ｐ１と、送風ファン２０から第一通路１５を通過して第二蓄熱器１４に送り、第一蓄熱器１３から第二通路１６を通過して送風ファン２０に戻す第二循環経路Ｐ２に一定時間毎（例えば、３０秒毎あるいは１分毎）で交互に切り替えて循環させる。
低出力時において、工業炉１は次のように作動させることができる。
すなわち、この工業炉１は、空気を、送風ファン２０から第一通路１５を通過して第一蓄熱器１３に送り、第二蓄熱器１４から第二通路１６を通過して送風ファン２０に戻す第一循環経路Ｐ１と、送風ファン２０から第一通路１５を通過して第二蓄熱器１４に送り、第一蓄熱器１３から第二通路１６を通過して送風ファン２０に戻す第二循環経路Ｐ２に一定時間毎（例えば、３０秒毎あるいは１分毎）で交互に切り替えて循環させる。
【0048】
空気を、第一循環経路Ｐ１（炉体１０の内部を右から左方向）（図１参照）に送る場合は、第一通路１５の第一開閉弁２１と第二通路１６の第四開閉弁２４を開放するとともに、第一通路１５の第二開閉弁２２と第二通路１６の第三開閉弁２３を閉じる。
その逆に、空気を第二循環経路Ｐ２（炉体１０の内部を左から右方向）（図２参照）に送る場合は、第一通路１５の第一開閉弁２１と第二通路１６の第四開閉弁２４を閉じるとともに、第一通路１５の第二開閉弁２２と第二通路１６の第三開閉弁２３を開放する。
このいずれの場合も、一台の送風ファン２０を同一の方向に回転させる。
その逆に、空気を第二循環経路Ｐ２（炉体１０の内部を左から右方向）（図２参照）に送る場合は、第一通路１５の第一開閉弁２１と第二通路１６の第四開閉弁２４を閉じるとともに、第一通路１５の第二開閉弁２２と第二通路１６の第三開閉弁２３を開放する。
このいずれの場合も、一台の送風ファン２０を同一の方向に回転させる。
【0049】
このとき、第一バーナ開閉弁５７及び第二バーナ開閉弁５８は閉じられ、第一バーナ５１及び第二バーナ５２による加熱は止められている。また、炉圧ダンパー６３，第七開閉弁６４，第五開閉弁８３，第六開閉弁８４も閉じられる。ブロワ８１も停止されるが、第五開閉弁８３，第六開閉弁８４が閉じられるのでブロワ８１は稼働状態であってもよい。
なお、これら開閉弁２１～２４，５７，５８，６４，８３，８４や炉圧ダンパー６３の開閉やブロワ８１のオンオフは、制御装置によって自動的に行うことができる。
なお、これら開閉弁２１～２４，５７，５８，６４，８３，８４や炉圧ダンパー６３の開閉やブロワ８１のオンオフは、制御装置によって自動的に行うことができる。
【0050】
空気を第一循環経路Ｐ１に送る場合、送風ファン２０で送られた空気は、第一通路１５を通り、第一開閉弁２１を通過して第一蓄熱器１３に達し、第一蓄熱器１３に蓄えられた熱によって加温され、さらに第一ヒータ１１で加熱される。この第一ヒータ１１で加熱された空気によって炉体１０の内部の被加熱材Ｔに加熱処理を加える。この際、被加熱材Ｔには右方向からの熱が強く作用する。
【0051】
被加熱材Ｔに加熱処理を加えた空気は、第二ヒータ１２によって再び加熱された後、第二蓄熱器１４に達し、第二蓄熱器１４と熱交換した後（第二蓄熱器１４に熱を蓄えた後）、第二通路１６を通り、第四開閉弁２４を通過して送風ファン２０に戻る。こうした循環を一定時間（例えば、３０秒あるいは１分）継続する。
【0052】
そして一定時間経過後に、空気を第二循環経路Ｐ２に送る場合、送風ファン２０で送られた空気は、第二通路１５を通り、第二開閉弁２２を通過して第二蓄熱器１４に達し、第二蓄熱器１４に蓄えられた熱によって加温され、さらに第二ヒータ１２で加熱される。この第二ヒータ１２で加熱された空気によって炉体１０の内部の被加熱材Ｔに加熱処理を加える。このとき、被加熱材Ｔには左方向からの熱が強く作用する。
【0053】
被加熱材Ｔに加熱処理を加えた空気は、第一ヒータ１１によって再び加熱された後、第一蓄熱器１３に達し、第一蓄熱器１３と熱交換した後、第二通路１６を通り、第三開閉弁２３を通過して送風ファン２０に戻る。こうした循環を一定時間（例えば、３０秒あるいは１分）継続する。
【0054】
低出力時には、第一バーナ５１及び第二バーナ５２による加熱は止められていて、炉内に燃焼ガスは発生しないので排気搭７０から燃焼ガスを排気させることもなく、空気は炉体１０の内部を循環するように構成される。
【0055】
これによれば、被加熱材Ｔに右方向と左方向からの強い熱を交互に作用させることができると同時に、空気の流れを第一循環経路Ｐ１（第二循環経路Ｐ２）と第二循環経路Ｐ２（第一循環経路Ｐ１）とに交互に切り替えるので、炉体１０の内部の空気を効果的に攪拌させることができる。したがって、被加熱材Ｔの全体に、より均等な加熱処理を加えることができる。
【0056】
また、加熱した空気を工業炉１の外部に放散させることなく循環させるので、少ない電気エネルギーで効率的に空気を加熱することができる。
また、第一蓄熱器１３と第二蓄熱器１４を設けているので、これらに蓄えられた熱を利用して空気をさらに効率的に加熱することができる。
さらに、送風ファン２０を炉体１０の外部に設けているので、炉体１０の内部の熱の影響を避けることができ、その寿命を延ばすことができる。
また、第一蓄熱器１３と第二蓄熱器１４を設けているので、これらに蓄えられた熱を利用して空気をさらに効率的に加熱することができる。
さらに、送風ファン２０を炉体１０の外部に設けているので、炉体１０の内部の熱の影響を避けることができ、その寿命を延ばすことができる。
【0057】
（高出力時の動作）
次に高出力時には、工業炉１は次のように作動させることができる。
すなわち、第一バーナ５１及び第二バーナ５２による加熱を追加するものであるが、より具体的には、空気が第一蓄熱器１３側から炉内を通り第二蓄熱器１４側に流される場合には、図３に示すように、一方側の第一バーナ５１だけによる加熱を追加する。
次に高出力時には、工業炉１は次のように作動させることができる。
すなわち、第一バーナ５１及び第二バーナ５２による加熱を追加するものであるが、より具体的には、空気が第一蓄熱器１３側から炉内を通り第二蓄熱器１４側に流される場合には、図３に示すように、一方側の第一バーナ５１だけによる加熱を追加する。
【0058】
このとき、第一バーナ開閉弁５７は開放され、第二バーナ開閉弁５８は閉じられている。また、炉圧ダンパー６３，第七開閉弁６４，第五開閉弁８３は開放され、第一開閉弁２１，第二開閉弁２２，第七開閉弁８４は閉じられ、ブロワ８１は稼働状態である。
第一バーナ５１による燃焼で炉内には燃焼ガスが発生するが、燃焼ガスは直接排気通路６１を介して排気搭７０から外に排気させられる。また、燃焼ガスが送風ファン２０側に入ってきたとしても関接排気通路６２を介して同じく排気搭７０から外に排気させられる。排気搭７０から燃焼ガスが排気されることで全体的に空気の量が減るが、第五開閉弁８３が開放されることによりブロワ８１から外気が第一蓄熱器１３に送られ、第一バーナ５１の燃焼用空気として使用される。
第一バーナ５１による燃焼で炉内には燃焼ガスが発生するが、燃焼ガスは直接排気通路６１を介して排気搭７０から外に排気させられる。また、燃焼ガスが送風ファン２０側に入ってきたとしても関接排気通路６２を介して同じく排気搭７０から外に排気させられる。排気搭７０から燃焼ガスが排気されることで全体的に空気の量が減るが、第五開閉弁８３が開放されることによりブロワ８１から外気が第一蓄熱器１３に送られ、第一バーナ５１の燃焼用空気として使用される。
【0059】
逆に、空気が第二蓄熱器１４側から炉内を通り第一蓄熱器１３側に流される場合には、図４に示すように、他方側の第二バーナ５２だけによる加熱を追加する。
【0060】
このとき、第二バーナ開閉弁５８は開放され、第一バーナ開閉弁５７は閉じられている。また、炉圧ダンパー６３，第七開閉弁６４，第六開閉弁８４は開放され、第一開閉弁２１，第二開閉弁２２，第五開閉弁８３は閉じられ、ブロワ８１は稼働状態である。
第二バーナ５２による燃焼で炉内には燃焼ガスが発生するが、燃焼ガスは直接排気通路６１を介して排気搭７０から外に排気させられる。また、燃焼ガスが送風ファン２０側に入ってきたとしても関接排気通路６２を介して同じく排気搭７０から外に排気させられる。排気搭７０から燃焼ガスが排気されることで全体的に空気の量が減るが、第六開閉弁８４が開放されることによりブロワ８１から外気が第二蓄熱器１４に送られ、第二バーナ５２の燃焼用空気として使用される。
第二バーナ５２による燃焼で炉内には燃焼ガスが発生するが、燃焼ガスは直接排気通路６１を介して排気搭７０から外に排気させられる。また、燃焼ガスが送風ファン２０側に入ってきたとしても関接排気通路６２を介して同じく排気搭７０から外に排気させられる。排気搭７０から燃焼ガスが排気されることで全体的に空気の量が減るが、第六開閉弁８４が開放されることによりブロワ８１から外気が第二蓄熱器１４に送られ、第二バーナ５２の燃焼用空気として使用される。
【0061】
このように第一バーナ５１及び第二バーナ５２をいわゆるリジェネバーナとして稼働させ、空気の流れを第一蓄熱器１３側から炉内を通り第二蓄熱器１４側にする経路と、第二蓄熱器１４側から炉内を通り第一蓄熱器１３側に流される経路とに交互に切り替えるものに追従させたものである。
【0062】
これによれば、高出力時には、第一ヒータ１１，第二ヒータ１２による加熱に第一バーナ５１，第二バーナ５２による加熱が加わるので炉内温度を瞬時に高温にすることができ効果的である。
【0063】
【0064】
この工業炉１も、ヒータの電気による加熱とバーナの火炎による加熱を熱源としたハイブリッド型の熱源で、炉体１０の内部に空気を循環させて被加熱材Ｔを加熱処理する構成であり、第一ヒータ１１，第二ヒータ１２，第一蓄熱器１３，第二蓄熱器１４，第一通路１５，第二通路１６，第一ファン２５，第二ファン２６，第一バーナ５１，第二バーナ５２，直接排気通路６１，関接排気通路６２，炉圧ダンパー６３，第七開閉弁６４を備える。なお、第一実施形態に係る工業炉１のように外気を取り込むブロワ８１を設けて空気の供給を増加させるようにしてもよい。
【0065】
第一ヒータ１１は、炉体１０の内部の右側に設けられ、空気を電力によって加熱する。第二ヒータ１２は、炉体１０の内部の左側に設けられ、空気を同じく電力によって加熱する。
【0066】
第一蓄熱器１３は、炉体１０の外部の右側に設けられ、第一ヒータ１１に連通する。第二蓄熱器１４は、炉体１０の外部の左側に設けられ、第二ヒータ１２に連通する。第一蓄熱器１３および第二蓄熱器１４は、熱を蓄えることのできる蓄熱材を内蔵する。
【0067】
第一通路１５は、炉体１０の外部に設けられ、第一蓄熱器１３と第二蓄熱器１４とを連通する。第二通路１６も炉体１０の外部に設けられ、第二蓄熱器１４と第一蓄熱器１３とを連通する。
【0068】
第一ファン２５は、第一通路１５のほぼ中間部に設けられ、空気を、炉体１０の内部において右から左方向へ送風する。また第一ファン２５は、外気を取り込み前記空気とともに送風することができる。第二ファン２６は、第二通路１６のほぼ中間部に設けられ、空気を、炉体１０の内部において左から右方向へ送風する。また第二ファン２６は、外気を取り込み前記空気とともに送風することができる。第一ファン２５および第二ファン２６は、それぞれ一方方向に回転する。
【0069】
第一バーナ５１は、炉体１０の右側で第一ヒータ１１の下方に火炎が噴射されるように設けられ、炉体１０の内部を循環させる空気を、火力によって加熱する。第一バーナ５１には、燃料となるガスが供給され、そのガス供給路には、ガス用の流量計５３，調整弁５５，第一バーナ開閉弁５７が設けられている。また、第一バーナ５１は第一蓄熱器１３の上方に近接して設けられ、第一蓄熱器１３から炉内に送られる空気を燃焼用空気として使用する。
第二バーナ５２は、炉体１０の左側で第二ヒータ１２の下方に火炎が噴射されるように設けられ、炉体１０の内部を循環させる空気を、火力によって加熱する。第二バーナ５２には、燃料となるガスが供給され、そのガス供給路には、ガス用の流量計５４，調整弁５６，第二バーナ開閉弁５８が設けられている。また、第二バーナ５２は第一蓄熱器１４の上方に近接して設けられ、第二蓄熱器１４から炉内に送られる空気を燃焼用空気として使用する。
第二バーナ５２は、炉体１０の左側で第二ヒータ１２の下方に火炎が噴射されるように設けられ、炉体１０の内部を循環させる空気を、火力によって加熱する。第二バーナ５２には、燃料となるガスが供給され、そのガス供給路には、ガス用の流量計５４，調整弁５６，第二バーナ開閉弁５８が設けられている。また、第二バーナ５２は第一蓄熱器１４の上方に近接して設けられ、第二蓄熱器１４から炉内に送られる空気を燃焼用空気として使用する。
【0070】
直接排気通路６１は、炉体１０の外部に設けられた排気搭７０と、炉体１０の上部を接続して、炉内に発生した燃焼ガスを炉外に排気するもので、直接排気通路６１には開閉式の炉圧ダンパー６３が設けられている。
【0071】
関接排気通路６２は、送風ファン２０の吐出口２０ａにおいて第二接続管Ｋ２から分岐して炉圧ダンパー６３と排気搭７０の間に接続して、炉内に発生した燃焼ガスが第一ファン２５や第二ファン２６側に入った場合に炉外に排気するもので、関接排気通路６２には第七開閉弁６４が設けられている。
【0072】
この工業炉１は低出力時と高出力時では使用する熱源が相違する。すなわち、低出力時には、熱源を第一ヒータ１１及び第二ヒータ１２による加熱とし、高出力時には、これに第一バーナ５１及び第二バーナ５２の加熱を追加する。
【0073】
（低出力時の動作）
この工業炉１の作動は、第一ファン２５と第二ファン２６を交互に一定時間回転させることで行うことができる。すなわち、第一ファン２５を回転させることによって、空気を、第一通路１５を通過する第一循環経路Ｐ１に一定時間（例えば、３０秒～１分程度）循環させる。これにより、空気は、第一蓄熱器１３で加温された後、第一ヒータ１１で加熱され、その加熱された空気で被加熱材Ｔを加熱する。ここでは、被加熱材Ｔの右側に強い熱を作用させることができる。被加熱材Ｔを加熱した空気は、第二ヒータ１２を通過する際に加熱された後、第二蓄熱器１４で熱交換を行い、第一通路１５を通って第一ファン２５に戻される。
この工業炉１の作動は、第一ファン２５と第二ファン２６を交互に一定時間回転させることで行うことができる。すなわち、第一ファン２５を回転させることによって、空気を、第一通路１５を通過する第一循環経路Ｐ１に一定時間（例えば、３０秒～１分程度）循環させる。これにより、空気は、第一蓄熱器１３で加温された後、第一ヒータ１１で加熱され、その加熱された空気で被加熱材Ｔを加熱する。ここでは、被加熱材Ｔの右側に強い熱を作用させることができる。被加熱材Ｔを加熱した空気は、第二ヒータ１２を通過する際に加熱された後、第二蓄熱器１４で熱交換を行い、第一通路１５を通って第一ファン２５に戻される。
【0074】
空気を第一循環経路Ｐ１へ一定時間循環させた後、第一ファン２５の回転を停止させた状態で第二ファン２６を回転させる。これにより、空気を、第二通路１６を通過する第二循環経路Ｐ２に一定時間（例えば、３０秒～１分程度）循環させる。これにより、空気は、第二蓄熱器１４で加温された後、第二ヒータ１２で加熱され、その加熱された空気で被加熱材Ｔを加熱する。ここでは、被加熱材Ｔの左側に強い熱を作用させることができる。被加熱材Ｔを加熱した空気は、第一ヒータ１１を通過する際に加熱された後、第一蓄熱器１３で熱交換を行い、第二通路１６を通って第二ファン２６に戻される。
【0075】
このとき、第一バーナ開閉弁５７及び第二バーナ開閉弁５８は閉じられ、第一バーナ５１及び第二バーナ５２による加熱は止められている。また、炉圧ダンパー６３，第七開閉弁６４も閉じられる。
なお、これら開閉弁２１～２４，５７，５８，６４や炉圧ダンパー６３の開閉は、制御装置によって自動的に行うことができる。
なお、これら開閉弁２１～２４，５７，５８，６４や炉圧ダンパー６３の開閉は、制御装置によって自動的に行うことができる。
【0076】
低出力時には、第一バーナ５１及び第二バーナ５２による加熱は止められていて、炉内に燃焼ガスは発生しないので排気搭７０から燃焼ガスを排気させることもなく、空気は炉体１０の内部を循環するように構成される。
【0077】
このように、空気を第一循環経路Ｐ１と第二循環経路Ｐ２へ交互に循環させることによって、被加熱材Ｔの右側部分および左側部分を含めた全体を効果的に加熱することができる。また、これにより炉体１０の内部の空気を効果的に攪拌することができるので、被加熱材Ｔにさらに効果的な加熱処理を加えることができる。
【0078】
また、この工業炉１では、第一ファン２５と第二ファン２６を炉体１０の外部に設けているので、炉体１０の熱による影響を回避することができる。したがって、第一ファン２５および第二ファン２６の損傷を軽減し、その寿命を延ばすことができる。
【0079】
（高出力時の動作）
次に高出力時には、工業炉１は次のように作動させることができる。
すなわち、第一バーナ５１及び第二バーナ５２による加熱を追加するものであるが、より具体的には、空気が第一循環経路Ｐ１を循環する場合には、図６に示すように、一方側の第一バーナ５１だけによる加熱を追加する。
次に高出力時には、工業炉１は次のように作動させることができる。
すなわち、第一バーナ５１及び第二バーナ５２による加熱を追加するものであるが、より具体的には、空気が第一循環経路Ｐ１を循環する場合には、図６に示すように、一方側の第一バーナ５１だけによる加熱を追加する。
【0080】
このとき、第一バーナ開閉弁５７は開放され、第二バーナ開閉弁５８は閉じられている。また、炉圧ダンパー６３，第七開閉弁６４は開放されている。
第一バーナ５１による燃焼で炉内には燃焼ガスが発生するが、燃焼ガスは直接排気通路６１を介して排気搭７０から外に排気させられる。また、燃焼ガスが第一ファン２５側に入ってきたとしても関接排気通路６２を介して同じく排気搭７０から外に排気させられる。
また、第一ファン２５から外気が第一蓄熱器１３に送られ、第一バーナ５１の燃焼用空気として使用される。
第一バーナ５１による燃焼で炉内には燃焼ガスが発生するが、燃焼ガスは直接排気通路６１を介して排気搭７０から外に排気させられる。また、燃焼ガスが第一ファン２５側に入ってきたとしても関接排気通路６２を介して同じく排気搭７０から外に排気させられる。
また、第一ファン２５から外気が第一蓄熱器１３に送られ、第一バーナ５１の燃焼用空気として使用される。
【0081】
逆に、空気が第二循環経路Ｐ２を循環する場合には、図示は省略するが、他方側の第二バーナ５２だけによる加熱を追加する。
【0082】
このとき、第二バーナ開閉弁５８は開放され、第一バーナ開閉弁５７は閉じられている。また、炉圧ダンパー６３，第七開閉弁６４は開放されている。
第二バーナ５２による燃焼で炉内には燃焼ガスが発生するが、燃焼ガスは直接排気通路６１を介して排気搭７０から外に排気させられる。また、燃焼ガスが第二ファン２６側に入ってきたとしても関接排気通路６２を介して同じく排気搭７０から外に排気させられる。
また、第二ファン２６から外気が第二蓄熱器１４に送られ、第二バーナ５２の燃焼用空気として使用される。
第二バーナ５２による燃焼で炉内には燃焼ガスが発生するが、燃焼ガスは直接排気通路６１を介して排気搭７０から外に排気させられる。また、燃焼ガスが第二ファン２６側に入ってきたとしても関接排気通路６２を介して同じく排気搭７０から外に排気させられる。
また、第二ファン２６から外気が第二蓄熱器１４に送られ、第二バーナ５２の燃焼用空気として使用される。
【0083】
これによれば、高出力時には、第一ヒータ１１，第二ヒータ１２による加熱に第一バーナ５１，第二バーナ５２による加熱が加わるので炉内温度を瞬時に高温にすることができ効果的である。
【0084】
次に、図７を参照して、本発明の第三実施形態に係る工業炉１を説明する。図７は、高出力時のものであり、低出力時のものは省略した。
これは、第一実施形態のものから、直接排気通路６１とそれに設けられた炉圧ダンパー６３を取り除き、炉内からの排気は、すべて間接排気通路６２を介して排気搭７０から外部にでるようにしたものである。
これは、第一実施形態のものから、直接排気通路６１とそれに設けられた炉圧ダンパー６３を取り除き、炉内からの排気は、すべて間接排気通路６２を介して排気搭７０から外部にでるようにしたものである。
【0085】
これによれば、直接排気通路６１及び炉圧ダンパー６３を省くことができるので設備が簡素化されその分、コストダウンを図れる。
【0086】
次に、図８を参照して、本発明の第四実施形態に係る工業炉１を説明する。図８は、高出力時のものであり、低出力時のものは省略した。
これは、第一実施形態のものから、ブロワ８１，第三通路８２，第五開閉弁８３，第六開閉弁８４を取り除き、送風ファン２０について外気を取り込み送風可能にしたものである。
これは、第一実施形態のものから、ブロワ８１，第三通路８２，第五開閉弁８３，第六開閉弁８４を取り除き、送風ファン２０について外気を取り込み送風可能にしたものである。
【0087】
高出力時には、送風ファン２０は炉内を循環する空気の送風に加えて外気を取り込み送風するとともに、第一開閉弁２１及び第二開閉弁２２のうちバーナ５１，５２に対して最寄りの蓄熱器側１３，１４の開閉弁２１，２２を開いて、外気を燃焼用空気とするバーナ５１，５２による加熱を追加したものである。
【0088】
これによれば、ブロワ８１，第三通路８２，第五開閉弁８３，第六開閉弁８４を省くことができるので設備が簡素化されその分、コストダウンを図れる。
【0089】
なお、第一，第二，第三，第四実施形態では、炉体の左右両方に第一バーナ５１と第二バーナ５２を設けて、高出力時には、空気が第一循環経路Ｐ１を循環する場合に第一バーナ５１だけによる加熱を追加し、空気が第二循環経路Ｐ２を循環する場合には第二バーナ５２だけによる加熱を追加するようにしたが、第一バーナ５１と第二バーナ５２のいずれか一方だけを炉体に設けるようにして、高出力時には、空気が循環する第一循環経路Ｐ１や第二循環経路Ｐ２に関係なくその一つのバーナによる加熱を追加させるようにすることもできる。
【0090】
また、第一，第二，第三，第四実施形態では、第一バーナ５１は、第一蓄熱器１３から炉内に送り込まれる空気（取り込まれた外気を主とする）を燃焼空気とし、第二バーナ５２は、第二蓄熱器１４から炉内に送り込まれる空気（取り込まれた外気を主とする）を燃焼空気としたが、第一バーナ５１，第二バーナ５２それぞれに対して燃焼用の空気を外気から取り込んで送るようにしてもよい。
【符号の説明】
【0091】
１ 工業炉
１０ 炉体
１１ 第一ヒータ
１２ 第二ヒータ
１３ 第一蓄熱器
１４ 第二蓄熱器
１５ 第一通路
１６ 第二通路
２０ 送風ファン
２０ａ 吐出口
２０ｂ 吸引口
２１ 第一開閉弁
２２ 第二開閉弁
２３ 第三開閉弁
２４ 第四開閉弁
２５ 第一ファン
２６ 第二ファン
３０ 炉体
３１ 金属ヒータ
３２ 回転ファン
４０ 炉体
４１ エアヒータ
５１ 第一バーナ
５２ 第二バーナ
５３，５４ ガス用の流量計
５５，５６ 調整弁
５７ 第一バーナ開閉弁
５８ 第二バーナ開閉弁
６１ 直接排気通路
６２ 間接排気通路
６３ 炉圧ダンパー
６４ 第七開閉弁
７０ 排気搭
８１ ブロワ
８２ 第三通路
８３ 第五開閉弁
８４ 第六開閉弁
Ｋ１ 第一接続管
Ｋ２ 第二接続管
Ｐ１ 第一循環経路
Ｐ２ 第二循環経路
Ｔ 被加熱材
Ｘ 接続位置
Ｙ 接続位置
１０ 炉体
１１ 第一ヒータ
１２ 第二ヒータ
１３ 第一蓄熱器
１４ 第二蓄熱器
１５ 第一通路
１６ 第二通路
２０ 送風ファン
２０ａ 吐出口
２０ｂ 吸引口
２１ 第一開閉弁
２２ 第二開閉弁
２３ 第三開閉弁
２４ 第四開閉弁
２５ 第一ファン
２６ 第二ファン
３０ 炉体
３１ 金属ヒータ
３２ 回転ファン
４０ 炉体
４１ エアヒータ
５１ 第一バーナ
５２ 第二バーナ
５３，５４ ガス用の流量計
５５，５６ 調整弁
５７ 第一バーナ開閉弁
５８ 第二バーナ開閉弁
６１ 直接排気通路
６２ 間接排気通路
６３ 炉圧ダンパー
６４ 第七開閉弁
７０ 排気搭
８１ ブロワ
８２ 第三通路
８３ 第五開閉弁
８４ 第六開閉弁
Ｋ１ 第一接続管
Ｋ２ 第二接続管
Ｐ１ 第一循環経路
Ｐ２ 第二循環経路
Ｔ 被加熱材
Ｘ 接続位置
Ｙ 接続位置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】