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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-25
(45)【発行日】2024-10-03
(54)【発明の名称】熱処理システム
(51)【国際特許分類】
F27B 9/36 20060101AFI20240926BHJP
F27D 17/00 20060101ALI20240926BHJP
F27D 7/02 20060101ALI20240926BHJP
【ＦＩ】
F27B9/36
F27D17/00 101D
F27D7/02 A
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020177865
(22)【出願日】2020-10-23
(65)【公開番号】P2022068987
(43)【公開日】2022-05-11
【審査請求日】2023-09-14
(73)【特許権者】
【識別番号】000213297
【氏名又は名称】中部電力株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】598148913
【氏名又は名称】株式会社エコム
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】棚橋 尚貴
(72)【発明者】
【氏名】瀧本 典昭
(72)【発明者】
【氏名】高橋 義一
(72)【発明者】
【氏名】藤本 貴之
【審査官】柏原 郁昭
(56)【参考文献】
【文献】特開２００８－１３９０１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１１５７７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０４１４８６００（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０７０４９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５４－１１０６１４（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２７Ｂ ９／３６
Ｆ２７Ｄ １７／００
Ｆ２７Ｄ ７／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
被加熱物が内部に配置される炉本体と、前記炉本体に前記被加熱物を加熱する加熱ガスを供給するための供給通路と、
前記炉本体から前記加熱ガスを排出するための排出通路と、
燃料を燃焼させることで前記加熱ガスを生成する燃焼装置と、
前記被加熱物を加熱する電気ヒータと、
前記供給通路、前記炉本体、及び前記排出通路の順で前記加熱ガスを循環させる循環ファンとを備える加熱炉を用いた熱処理システムであって、
前記燃焼装置には、前記加熱炉から放出される前記加熱ガスと、該燃焼装置に供給された酸化剤ガスとの間で熱交換を行う熱交換部が設けられている
熱処理システム。
【請求項2】
前記加熱炉は、前記炉本体へ前記被加熱物を搬入するとともに該炉本体から前記被加熱物を搬出する搬送装置と、
互いに対向する一対の第１側壁、及び前記一対の第１側壁を繋ぐ一対の第２側壁を含んでいて周囲を囲う仕切板と、
前記仕切板に取り付けられた制御盤とを備え、
前記仕切板のうち前記制御盤が取り付けられた側壁とは異なる側壁には、外部から前記搬送装置へ前記被加熱物を受け渡すための入口部、及び前記搬送装置によって前記被加熱物を外部へ排出するための出口部が形成されており、
前記仕切板のうち前記制御盤が取り付けられた側壁には、前記燃焼装置の制御量を確認するための確認窓が形成されており、
前記加熱炉は、複数連結して設けられている
請求項１に記載の熱処理システム。
【請求項3】
前記加熱炉として第１加熱炉及び第２加熱炉を含み、前記第１加熱炉における前記搬送装置を第１搬送装置とし、前記第２加熱炉における前記搬送装置を第２搬送装置としたとき、
前記第１加熱炉の出口部と前記第２加熱炉の入口部とは対向しており、
前記第１搬送装置から前記第２搬送装置へ前記被加熱物を直接受け渡す
請求項２に記載の熱処理システム。
【請求項4】
前記燃焼装置は、燃料と酸化剤ガスとを燃焼させる第１燃焼部と、
前記第１燃焼部において燃料と酸化剤ガスとの燃焼で発生した一次燃焼ガス、酸化剤ガス、及び燃料を混合して燃焼させる第２燃焼部とを含む
請求項１～３の何れか一項に記載の熱処理システム。
【請求項5】
前記燃焼装置が取り付けられている燃焼部を有し、前記燃焼部は、内管及び外管を有する二重管構造であって、
前記外管には、前記供給通路が連結されている流出部と、前記排出通路が連結されている流入部と、前記燃焼装置が取り付けられている取付部とが設けられ、
前記内管は、前記流出部に接続されていて筒状に形成された連通端部と、該連通端部から前記取付部側に延びていて、該取付部側の一端が開放されている筒状の開放端部とを有し、
前記開放端部には、前記取付部に取り付けられた前記燃焼装置が前記一端を通じて内部に挿通されている
請求項１～４の何れか一項に記載の熱処理システム。
【請求項6】
前記加熱炉として、前記被加熱物を昇温させる昇温炉と、該昇温炉で昇温した被加熱物の温度を維持する均熱炉との少なくとも２つの加熱炉を含み、前記昇温炉において前記炉本体に供給される加熱ガスの流速を、前記均熱炉において前記炉本体に供給される加熱ガスの流速よりも速くする
請求項１～５の何れか一項に記載の熱処理システム。
【請求項7】
前記電気ヒータは、前記供給通路及び前記排出通路の少なくとも一方に設けられていて、前記加熱ガスの循環経路において前記燃焼装置とは異なる部位に設けられている請求項１～６の何れか一項に記載の熱処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱処理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、被加熱物を加熱する加熱炉を備えた熱処理システムが開示されている。加熱炉は、被加熱物が配置される炉本体を備えている。炉本体には、燃料ガスと酸化剤ガスとの混合気をバーナによって燃焼させることで生成された高温の加熱ガスが供給される。また、炉本体には、被加熱物を加熱する電気ヒータが設けられている。加熱ガスは、炉本体の内部において被加熱物を加熱する。炉本体に供給された加熱ガスは、排出通路を通じて排出される。排出通路には、熱交換器が配置されている。熱交換器では、加熱ガスと酸化剤ガスとの間での熱交換が行われる。特許文献１に記載の熱処理システムでは、加熱炉から放出される加熱ガスの熱をバーナに供給される酸化剤ガスへと伝えて該酸化剤ガスの温度を高めることで、加熱炉における熱効率を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１９－７０４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、特許文献１に記載の加熱炉は、炉本体の他、バーナ、電気ヒータ、熱交換器、及び排出通路等の各構成部品を備えている。また、バーナへ燃料ガスや酸化剤ガスを供給するための配管も必要である。そのため、特許文献１に記載の熱処理システムは、体格が大きくなる傾向があり、設置スペースの観点から改善の余地がある。
【0005】
本発明の目的は、小型化を図ることができる熱処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するための熱処理システムは、被加熱物が内部に配置される炉本体と、前記炉本体に前記被加熱物を加熱する加熱ガスを供給するための供給通路と、前記炉本体から前記加熱ガスを排出するための排出通路と、燃料を燃焼させることで前記加熱ガスを生成する燃焼装置と、前記被加熱物を加熱する電気ヒータと、前記供給通路、前記炉本体、及び前記排出通路の順で前記加熱ガスを循環させる循環ファンとを備える加熱炉を用いた熱処理システムであって、前記燃焼装置には、前記加熱炉から放出される前記加熱ガスと、該燃焼装置に供給された酸化剤ガスとの間で熱交換を行う熱交換部が設けられている。
【0007】
上記構成では、燃焼装置に熱交換部を設けることで、燃焼装置と熱交換器とを別々に設けることなくこれらを一体化している。そのため、熱処理システムに燃焼装置と熱交換器とを別々に設ける構成に比して、設置スペースの省スペース化を図ることが可能になる。したがって、上記構成によれば、熱処理システムの小型化に貢献できる。
【0008】
また、上記熱処理システムでは、前記加熱炉は、前記炉本体へ前記被加熱物を搬入するとともに該炉本体から前記被加熱物を搬出する搬送装置と、互いに対向する一対の第１側壁、及び前記一対の第１側壁を繋ぐ一対の第２側壁を含んでいて周囲を囲う仕切板と、前記仕切板に取り付けられた制御盤とを備え、前記仕切板のうち前記制御盤が取り付けられた側壁とは異なる側壁には、外部から前記搬送装置へ前記被加熱物を受け渡すための入口部、及び前記搬送装置によって前記被加熱物を外部へ排出するための出口部が形成されており、前記仕切板のうち前記制御盤が取り付けられた側壁には、前記燃焼装置の制御量を確認するための確認窓が形成されており、前記加熱炉は、複数連結して設けられていることが望ましい。
【0009】
制御盤や確認窓は、熱処理システムの管理者が操作、確認するために設けられている。そのため、加熱炉において、制御盤や確認窓が配置されている側壁側には管理者が通行可能な所定のスペースが必要になる。
【0010】
上記構成では、加熱炉の入口部及び出口部が形成されている側壁には、制御盤が取り付けられておらず、確認窓も形成されていない。そのため、加熱炉の入口部及び出口部が形成されている側壁側において、管理者のためのスペースを設ける必要が無く、複数の加熱炉を連結するときに、一方の加熱炉の出口部が形成された側壁と、他方の加熱炉の入口部が形成された側壁とを接近させて配置することが可能になる。したがって、加熱炉間の間隔が短くなり、加熱炉を複数連結して構成した熱処理システムにおいて小型化を図ることが可能になる。
【0011】
また、上記熱処理システムでは、前記加熱炉として第１加熱炉及び第２加熱炉を含み、前記第１加熱炉における前記搬送装置を第１搬送装置とし、前記第２加熱炉における前記搬送装置を第２搬送装置としたとき、前記第１加熱炉の出口部と前記第２加熱炉の入口部とは対向しており、前記第１搬送装置から前記第２搬送装置へ前記被加熱物を直接受け渡すことが望ましい。
【0012】
上記構成では、加熱炉に設けられている搬送装置によって被加熱物を受け渡すようにしている。そのため、加熱炉間において被加熱物を搬送するための別の搬送装置を省略することができる。したがって、加熱炉を複数連結して構成した熱処理システムにおいて、一層の小型化を図ることが可能になる。
【0013】
また、上記熱処理システムでは、前記燃焼装置は、燃料と酸化剤ガスとを燃焼させる第１燃焼部と、前記第１燃焼部において燃料と酸化剤ガスとの燃焼で発生した一次燃焼ガス、酸化剤ガス、及び燃料を混合して燃焼させる第２燃焼部とを含むことが望ましい。
【0014】
燃料と酸化剤ガスとを別々に供給して拡散燃焼させた場合、生成される燃焼ガスの温度が火炎面において局所的に高温となる現象が発生する。一方、高温の一次燃焼ガスに酸化剤ガスと燃料とを混合して燃焼させた場合、すなわち高温空気燃焼を行った場合、生成される燃焼ガスにおいて局所的に高温となる現象の発生を抑えることができる。
【0015】
上記構成では、第１燃焼部において高温の一次燃焼ガスを発生させた後、第２燃焼部において一次燃焼ガスに酸化剤ガスと燃料とを混合して高温の混合気を生成して燃焼を行う。そのため、燃焼装置の第２燃焼部において生成される二次燃焼ガスが局所的に高温となる現象が抑えられ、温度のばらつきが低減される。こうした二次燃焼ガスは加熱ガスを構成して加熱炉内を循環する。上記構成によれば、二次燃焼ガスが加熱炉内のガスと混合することにより生成される加熱ガスの温度のばらつきが抑えられ、加熱ガスの温度が加熱炉の各構成部における耐熱温度を超えにくくなることから、加熱ガスの温度を上昇させることができる。したがって、より高温の加熱ガスを炉本体へ供給することが可能になり、被加熱物の昇温速度を向上させることができる。
【0016】
また、上記熱処理システムでは、前記燃焼装置が取り付けられている燃焼部を有し、前記燃焼部は、内管及び外管を有する二重管構造であって、前記外管には、前記供給通路が連結されている流出部と、前記排出通路が連結されている流入部と、前記燃焼装置が取り付けられている取付部とが設けられ、前記内管は、前記流出部に接続されていて筒状に形成された連通端部と、該連通端部から前記取付部側に延びていて、該取付部側の一端が開放されている筒状の開放端部とを有し、前記開放端部には、前記取付部に取り付けられた前記燃焼装置が前記一端を通じて内部に挿通されていることが望ましい。
【0017】
上記構成では、炉本体から排出通路へ排出された加熱ガスは、流入部を通じて燃焼部に流入する。燃焼部の内部では、加熱ガスが外管と内管との間を流れて開放端部の一端側へ流動し、開放端部の一端を通じて内管の内部へと流入する。内管の内部に流入した加熱ガスは、連通端部を通過して流出部から供給通路へ流出する。このように、内管及び外管によって燃焼部の内部には、排出通路から流入した加熱ガスを供給通路へ流出させるガス流路が形成されている。そのため、燃焼装置で生成された加熱ガスは、排出通路側へ逆流することなく、供給通路側へ流れていく。また、ガス流路は、加熱炉から放出される加熱ガス、すなわち排出通路から流入した加熱ガスを燃焼装置の熱交換部へ案内する流れも形成している。したがって、上記構成によれば、加熱ガスの流れを円滑にして熱効率を向上させつつも、燃焼装置における保炎性を確保することが可能になる。また、こうしたガス流路を燃焼部の内部に形成していることから、ガス流路を燃焼部の外部に形成する構成に比して、熱処理システムの一層の小型化に貢献できる。
【0018】
また、上記熱処理システムでは、前記加熱炉として、前記被加熱物を昇温させる昇温炉と、該昇温炉で昇温した被加熱物の温度を維持する均熱炉との少なくとも２つの加熱炉を含み、前記昇温炉において前記炉本体に供給される加熱ガスの流速を、前記均熱炉において前記炉本体に供給される加熱ガスの流速よりも速くすることが望ましい。
【0019】
加熱ガスによって炉本体の内部に配置された被加熱物を加熱する場合、加熱ガスの流速を速くするほど単位時間あたりに被加熱物に伝達される熱量は多くなる。そのため、被加熱物を昇温させるときには、加熱ガスの流速を速くすることが望ましい。一方で、昇温した被加熱物の温度を維持するときに加熱ガスの流速を速くすると、被加熱物において加熱ガスが吹き付けられる部分が部分的に昇温されてしまい、被加熱物の全体の温度を均一に保ちにくくなる。
【0020】
上記構成では、昇温炉において炉本体に供給される加熱ガスの流速を、均熱炉において炉本体に供給される加熱ガスの流速よりも速くしている。したがって、上記構成によれば、昇温炉において被加熱物を昇温する際の効率化を図りつつ、均熱炉において被加熱物の温度を維持するときの温度ばらつきを低減した熱処理システムを実現できる。
【0021】
また、上記熱処理システムでは、前記電気ヒータは、前記供給通路及び前記排出通路の少なくとも一方に設けられており、前記加熱ガスの循環経路において、前記燃焼装置とは異なる部位に設けられていることが望ましい。
【0022】
電気ヒータは、循環ファンの駆動に伴い循環する加熱ガスを加熱して、炉本体に収容されている被加熱物を加熱することができる。こうした電気ヒータを燃焼装置とは異なる部位に設けることで、燃焼装置により加熱ガスの生成を行っていないときであっても、電気ヒータを用いて被加熱物を加熱することができる。その結果、被加熱物の加熱態様の自由度を向上させて、加熱処理における柔軟性を高めることが可能になる。
【発明の効果】
【0023】
上記熱処理システムによれば、小型化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】一実施形態の熱処理システムの概略構成を示す斜視図。
【図2】加熱炉の概略構成を示す斜視図。
【図3】加熱炉を他の角度からみたときの斜視図。
【図4】炉本体の概略構成を示す断面図。
【図5】燃焼装置の断面図。
【図6】燃焼装置の底面図。
【図7】燃焼装置における着火位置からの距離と燃焼ガスの温度との関係を示すグラフ。
【図8】加熱炉の燃焼部における断面構造を示す斜視図。
【図9】熱処理システムを他の角度からみたときの斜視図。
【図10】熱処理システムにおけるアルミニウムの熱処理態様を示すグラフ。
【図11】第１加熱炉における炉本体及びアルミニウムの加熱態様を示すグラフ。
【図12】第１加熱炉と第２加熱炉との間でのアルミニウムの搬送態様を示す断面図。
【図13】第２加熱炉における炉本体及びアルミニウムの加熱態様を示すグラフ。
【図14】第３加熱炉における炉本体及びアルミニウムの加熱態様を示すグラフ。
【図15】第４加熱炉における炉本体及びアルミニウムの加熱態様を示すグラフ。
【図16】比較例１、比較例２、及び本実施形態の熱処理システムにおける各々の一次エネルギー消費量を比較して示すグラフ。
【図17】比較例１、比較例２、及び本実施形態の熱処理システムにおける昇温時間を比較して示すグラフ。
【図18】熱処理システムの変更例における各加熱炉の配置を示す斜視図。
【図19】熱処理システムの変更例の平面図。
【発明を実施するための形態】
【0025】
【0026】
図１に示すように、熱処理システム１０は、複数の加熱炉１１と、１つの水槽１２とを備えている。複数の加熱炉１１は、アルミニウムＡを溶体化させるための第１加熱炉１１Ａ及び第２加熱炉１１Ｂと、アルミニウムＡを時効硬化させるための第３加熱炉１１Ｃ及び第４加熱炉１１Ｄとからなる。水槽１２は、アルミニウムＡを冷却するために設けられている。熱処理システム１０は、第１加熱炉１１Ａ、第２加熱炉１１Ｂ、水槽１２、第３加熱炉１１Ｃ、及び第４加熱炉１１Ｄを一列に並べて配置している。そのため、第１加熱炉１１Ａに第２加熱炉１１Ｂが連結され、第２加熱炉１１Ｂに水槽１２が連結されている。また、水槽１２に第３加熱炉１１Ｃが連結され、第３加熱炉１１Ｃに第４加熱炉１１Ｄが連結されている。なお、第１加熱炉１１Ａ、第２加熱炉１１Ｂ、第３加熱炉１１Ｃ、及び第４加熱炉１１Ｄの構成は同じである。以下では、第１加熱炉１１Ａの構成について説明し、第２加熱炉１１Ｂ、第３加熱炉１１Ｃ、及び第４加熱炉１１Ｄについては、第１加熱炉１１Ａと共通の符号を付して詳細な説明を省略する。
【0027】
第１加熱炉１１Ａは、支持台１５を有している。支持台１５は、底部１６と、該底部１６に固定されている複数の脚部１７とを有している。底部１６には、仕切板１８が固定されている。仕切板１８は、複数の加熱炉１１の並び方向において互いに対向する一対の第１側壁１８Ａと、一対の第１側壁１８Ａを繋ぐ一対の第２側壁１８Ｂとを有している。以下では、第１側壁１８Ａが対向する方向を第１方向といい、第１方向と水平面上で直交する方向を第２方向という。第２側壁１８Ｂは、第２方向において互いに対向している。仕切板１８は、平面視において四角枠状に形成されており、第１加熱炉１１Ａの周囲を囲っている。第１加熱炉１１Ａは、仕切板１８によって内部と外部とが仕切られている。
【0028】
図２に示すように、第１加熱炉１１Ａには、仕切板１８によって囲まれた空間の内部に、燃焼部２０が設けられている。燃焼部２０は、支持台１５の底部１６に固定されている。燃焼部２０は、円筒状の大径部２１と、該大径部２１の上方に設けられていて大径部２１よりも直径が小さい小径部２２とからなる。大径部２１の内部には、燃焼室２０Ａが形成されている。燃焼部２０は、その軸方向が鉛直方向に沿って設けられている。
【0029】
第１加熱炉１１Ａは、小径部２２に取り付けられた燃焼装置３０を有している。燃焼装置３０には、燃料を供給するための燃料配管８５や、酸化剤ガスとしての酸素を含む空気を供給するための空気配管９０が接続されている。燃焼装置３０は、燃料を燃焼させることでアルミニウムＡを加熱するための加熱ガスを生成する。
【0030】
空気配管９０は、送風ブロア９３に連結されている。送風ブロア９３の駆動に伴って空気配管９０の内部に空気が供給される。なお、空気配管９０は、３つの分岐管９０Ａに分岐していて、各々の分岐管９０Ａが燃焼装置３０に接続されている。３つの分岐管９０Ａは、第１方向に並んでいるとともに、第２方向において前後にずれて配置されている。このように、３つの分岐管９０Ａを第１方向から見たときに一部重なるように第２方向にずらして配置することで、第２方向にずらさずに第１方向に並べて配置する場合に比して、第１方向における分岐管９０Ａの占有長さを短くしている。なお、分岐管９０Ａには、供給される空気の流量を測定する流量計や、空気の圧力を検出する圧力計などの計器９１が設けられている。また、分岐管９０Ａには、空気の流量を操作するための流量操作弁９２も設けられている。
【0031】
燃料配管８５は、図示しない燃料タンクに貯蔵されている燃料（例えば、都市ガスや液化天然ガス等）を燃焼装置３０に供給する。燃料配管８５は、燃焼装置３０に連結されている。なお、図示は省略しているが、燃料配管８５は途中で分岐しており、燃焼装置３０の異なる位置に燃料を供給可能に構成されている。また、同様に図示を省略しているが、燃料配管８５にも、供給される燃料の流量を測定する流量計や、燃料の圧力を検出する圧力計などの計器が設けられている。
【0032】
第１加熱炉１１Ａは、燃焼部２０に連結されている供給通路９５を有している。供給通路９５は、大径部２１における上下方向の中央部よりも若干下方の位置に連結されている。供給通路９５の他端は、炉本体１００に連結されている。供給通路９５を通じて燃焼部２０から炉本体１００にアルミニウムＡを加熱する加熱ガスが供給される。
【0033】
図３に示すように、炉本体１００は、第２方向において燃焼部２０と並んで配置されている。炉本体１００は、内部に加熱室１００Ａが形成された四角箱状に形成されている。炉本体１００は、図示しない支持枠によって支持台１５上に固定されている。供給通路９５は、炉本体１００の上部に連結されている。炉本体１００の第１方向における長さは、第１加熱炉１１Ａの第１方向における長さ、すなわち一対の第１側壁１８Ａの間隔よりは若干短いものの、ほぼ同じ長さとなるように設定されている。
【0034】
図４に示すように、アルミニウムＡは、搬送パレットＰに載置した状態で炉本体１００の内部に配置される。炉本体１００は、第１方向（図４の左右方向）に対向する第１壁部１０１及び第２壁部１０２を有している。第１壁部１０１には、アルミニウムＡを搬入するための第１開口１０１Ａが形成されている。第２壁部１０２には、アルミニウムＡを搬出するための第２開口１０２Ａが形成されている。炉本体１００には、第１開口１０１Ａを塞ぐ第１蓋壁１０３と、第２開口１０２Ａを塞ぐ第２蓋壁１０４とが設けられている。第１蓋壁１０３及び第２蓋壁１０４は、図示しない昇降機構によって上下方向にスライド移動可能に設けられている。
【0035】
図３及び図４に示すように、炉本体１００には、搬送装置１１０が取り付けられている。搬送装置１１０は、第１方向に並んで配置されている複数のローラ１１１と、各ローラ１１１の両端部に設けられたプーリ１１５と、隣り合うローラ１１１のプーリ１１５間に巻かれた複数のベルト１１６とを有している。各ローラ１１１は、炉本体１００に回転可能に支持されている。複数のローラ１１１として、第１蓋壁１０３の前に配置されている第１外部ローラ１１２、第２蓋壁１０４の前に配置されている第２外部ローラ１１３、及び炉本体１００の内部に差し込まれた複数（本実施形態では４つ）の内部ローラ１１４が設けられている。第２外部ローラ１１３のプーリ１１５には、図示しない駆動ベルトが巻かれている。駆動ベルトは、図示しないモータによって回転駆動される。駆動ベルトが回転駆動されることで、第２外部ローラ１１３が回転する。第２外部ローラ１１３が回転すると、各ベルト１１６を介して回転動力が伝達されて、第１外部ローラ１１２及び内部ローラ１１４がそれぞれ回転する。各ローラ１１１の上には搬送パレットＰが載置されていることから、各ローラ１１１が回転することにより、搬送パレットＰが移動してアルミニウムＡが搬送される。なお、本実施形態では、第１壁部１０１側から第２壁部１０２側に向けてアルミニウムＡを搬送する。
【0036】
図３に示すように、炉本体１００の下部には、排出通路１２０が連結されている。排出通路１２０は、第２方向に延びていて燃焼部２０の下端部に連結されている。そのため、燃焼部２０において排出通路１２０が連結されている部分は、燃焼部２０において供給通路９５が連結されている部分よりも下方に位置している。排出通路１２０を通じて炉本体１００から燃焼部２０へ加熱ガスが排出される。
【0037】
図２及び図３に示すように、供給通路９５には、循環ファン１２５及び電気ヒータ１３０が設けられている。循環ファン１２５は、炉本体１００の上部に位置しており、供給通路９５において電気ヒータ１３０よりも炉本体１００側に配置されている。循環ファン１２５は、例えばシロッコファンなどによって構成されている。循環ファン１２５が駆動されることで、燃焼部２０、供給通路９５、炉本体１００、及び排出通路１２０の順で加熱ガスが循環する。なお、循環ファン１２５は、供給される電力に応じて駆動量を適宜変更可能に設けられている。
【0038】
図２に示すように、電気ヒータ１３０は、燃焼部２０及び炉本体１００の側方に位置しており、供給通路９５において循環ファン１２５と燃焼部２０との間に配置されている。電気ヒータ１３０は、第１加熱炉１１Ａ内の加熱ガスの循環経路において、燃焼装置３０とは異なる部位に設けられている。すなわち、燃焼装置３０は燃焼部２０に設けられており、電気ヒータ１３０は供給通路９５に設けられている。電気ヒータ１３０は、供給通路９５内に設けられたヒータ線１３０Ａと、該ヒータ線１３０Ａへの通電を行う通電部１３０Ｂとを有しており、供給通路９５を流れるガスを加熱可能に構成されている。
【0039】
次に、燃焼装置３０の構成について説明する。
図５に示すように、燃焼装置３０は、第１燃焼及び第２燃焼の２段階の燃焼を行うバーナ部３１と、熱交換部７５とを有している。
図５に示すように、燃焼装置３０は、第１燃焼及び第２燃焼の２段階の燃焼を行うバーナ部３１と、熱交換部７５とを有している。
【0040】
バーナ部３１は、小径部２２に挿通されている棒状のスパークロッド３２を有している。スパークロッド３２は、先端部（図５の下端部）において火花放電を行う。スパークロッド３２の基端部（図５の上端部）は、連結部４０に固定されている。連結部４０は、略円柱状に形成されており、その外周面に上述した燃料配管８５や空気配管９０が接続される複数の連結口４０Ａが形成されている。なお、燃料配管８５は、その端部が３つに分岐しており、これら３つの分岐端部が連結口４０Ａにそれぞれ接続されている。
【0041】
スパークロッド３２の外周側には、若干の隙間を隔てて配置された円筒状の第１内管４６が設けられている。第１内管４６の基端部は、連結部４０に固定されている。第１内管４６は、スパークロッド３２の先端に近い位置まで延びている。スパークロッド３２の外周面と第１内管４６の内周面とによって、スパークロッド３２の先端部の周囲に燃料を供給するための第１燃料通路６５が構成されている。第１燃料通路６５には、連結部４０に形成された第１接続通路４１を通じて燃料配管８５の図示しない分岐端部から燃料が供給される。
【0042】
第１内管４６の外周側には、第１内管４６と所定の隙間を隔てて配置された円筒状の第２内管４７が設けられている。第２内管４７の基端部は、連結部４０に固定されている。第２内管４７は、スパークロッド３２の先端に近い位置まで延びている。第１内管４６の外周面と第２内管４７の内周面とによって、スパークロッド３２の先端部の周囲に空気を供給するための第１空気通路６６が構成されている。第１空気通路６６には、連結部４０に形成された第２接続通路４２を通じて空気配管９０から空気が供給される。
【0043】
図６に示すように、第１内管４６の先端部には、スペーサ４８が連結されている。スペーサ４８は、第１内管４６とスパークロッド３２との間隔を保持する。また、スペーサ４８は、第２内管４７に連結された３本のスポーク４８Ａを有しており、第１内管４６と第２内管４７との間隔を保持する。
【0044】
図５に示すように、第２内管４７の外周側には、第２内管４７と所定の隙間を隔てて配置された円筒状の第３内管４９が設けられている。第３内管４９の基端部は、連結部４０に固定されている。第３内管４９は、第２内管４７の先端と同じ位置まで延びている。第２内管４７の外周面と第３内管４９の内周面とによって、スパークロッド３２の先端部の周囲に燃料を供給するための第２燃料通路６７が構成されている。第２内管４７と第３内管４９との間には、第２燃料通路６７を流れる燃料を旋回させる旋回ノズル５０が設けられている。第２燃料通路６７には、連結部４０に形成された第３接続通路４３を通じて燃料配管８５の分岐端部８５Ａから燃料が供給される。第３内管４９の先端部には、外周面に通路溝４９Ａが形成されている。
【0045】
第３内管４９の外周側には、該第３内管４９と所定の隙間を隔てて配置された円筒状の第４内管５１が設けられている。第４内管５１の基端部は、連結部４０に固定されている。第４内管５１は、スパークロッド３２の先端よりも小径部２２の奥まで延びている。第３内管４９の外周面と第４内管５１の内周面とによって、スパークロッド３２の先端部の周囲に空気を供給するための第２空気通路６８が構成されている。第２空気通路６８には、連結部４０に形成された第４接続通路４４を通じて空気配管９０から空気が供給される。
【0046】
バーナ部３１には、第３内管４９及び第４内管５１に固定された円筒状のノズル部５５が設けられている。ノズル部５５の壁部の厚さは、第１内管４６、第２内管４７、第３内管４９、及び第４内管５１の壁部の厚さよりも厚い。ノズル部５５は、スパークロッド３２の先端よりも奥側まで延びており、大径部２１の内域まで達している。ノズル部５５は、第３内管４９と第４内管５１との間に配置された基部５６を有している。基部５６には、第２空気通路６８に連通する第１連通路５９が形成されている。第１連通路５９は、第３内管４９の通路溝４９Ａに接続されており、第１連通路５９は、第２空気通路６８と通路溝４９Ａとを連通する。そのため、第２空気通路６８に供給された空気は、第１連通路５９を通じて通路溝４９Ａからスパークロッド３２の先端部の周囲に排出される。なお、通路溝４９Ａは、排出する空気を、旋回ノズル５０によって燃料が旋回される方向と同じ方向に旋回させるように構成されている。
【0047】
ノズル部５５は、基部５６から小径部２２の奥側へ延びる中間部５７を有している。中間部５７は、第４内管５１よりも奥側に延びている。ノズル部５５は、中間部５７よりも奥側に位置して大径部２１に配置されている噴孔部５８を有している。噴孔部５８は、中間部５７よりも外周が拡径されている。また、噴孔部５８の内周面は、大径部２１の奥側にいくほど拡径されたテーパ面５８Ａを構成している。
【0048】
バーナ部３１は、第３内管４９と第４内管５１との間に配置された円筒状の燃料主管６３を有している。燃料主管６３は、基端部が連結部４０に固定されており、先端部がノズル部５５の基部５６に固定されている。燃料主管６３は、第３内管４９及び第４内管５１との間に隙間を隔てた状態で配置されている。燃料主管６３は、スパークロッド３２よりも奥側に燃料を供給するための燃料主通路６９の一部を構成している。燃料主通路６９には、連結部４０に形成された第５接続通路４５を通じて燃料配管８５の分岐端部８５Ｂから燃料が供給される。
【0049】
ノズル部５５には、燃料主管６３と連通していて燃料主通路６９の一部を構成する第２連通路６０が形成されている。第２連通路６０は、基部５６から中間部５７に亘って奥側に直線状に延びる第１直線路６０Ａと、第１直線路６０Ａが接続されていて中間部５７において円環状に形成された円環通路６０Ｂと、円環通路６０Ｂに接続されていて大径部２１の内域まで直線状に延びる複数の第２直線路６０Ｃとからなる。第２直線路６０Ｃは、噴孔部５８のテーパ面５８Ａに開口している。このように、燃料主管６３とノズル部５５の第２連通路６０とによって、燃料主通路６９が構成されている。
【0050】
ノズル部５５の噴孔部５８における外周面には、円筒状のヘッド部６４が固定されている。ヘッド部６４は、燃焼部２０の大径部２１の内域に配置されている。
バーナ部３１には、第４内管５１よりも外側に設けられた円筒状の外管６２が設けられている。外管６２は、第４内管５１と所定の隙間を隔てて配置されている。外管６２は、外方に突出した形状のフランジ部６２Ａを有しており、該フランジ部６２Ａが燃焼部２０における小径部２２に形成された固定フランジ２２Ａに接合されている。これにより、燃焼装置３０が小径部２２に固定されている。外管６２には、空気配管９０が接続されている。外管６２の先端は、ノズル部５５における中間部５７の外周に位置している。第４内管５１の外周面と外管６２の内周面とによって、スパークロッド３２よりも奥側に空気を供給するための空気主通路７０の一部が構成されている。ノズル部５５には、外管６２の内域と連通している第３連通路６１が形成されている。第３連通路６１は、ノズル部５５内を中間部５７から噴孔部５８に跨がって延びており、テーパ面５８Ａに開口している。第３連通路６１の開口は、ノズル部５５の中心軸を向くように形成されている。第４内管５１の外周面、外管６２の内周面、及びノズル部５５の第３連通路６１によって空気主通路７０が構成されている。
バーナ部３１には、第４内管５１よりも外側に設けられた円筒状の外管６２が設けられている。外管６２は、第４内管５１と所定の隙間を隔てて配置されている。外管６２は、外方に突出した形状のフランジ部６２Ａを有しており、該フランジ部６２Ａが燃焼部２０における小径部２２に形成された固定フランジ２２Ａに接合されている。これにより、燃焼装置３０が小径部２２に固定されている。外管６２には、空気配管９０が接続されている。外管６２の先端は、ノズル部５５における中間部５７の外周に位置している。第４内管５１の外周面と外管６２の内周面とによって、スパークロッド３２よりも奥側に空気を供給するための空気主通路７０の一部が構成されている。ノズル部５５には、外管６２の内域と連通している第３連通路６１が形成されている。第３連通路６１は、ノズル部５５内を中間部５７から噴孔部５８に跨がって延びており、テーパ面５８Ａに開口している。第３連通路６１の開口は、ノズル部５５の中心軸を向くように形成されている。第４内管５１の外周面、外管６２の内周面、及びノズル部５５の第３連通路６１によって空気主通路７０が構成されている。
【0051】
なお、外管６２は、燃焼装置３０の熱交換部７５を構成している。熱交換部７５は、外管６２の先端とノズル部５５の中間部５７とを連結する円環状の第１固定板７６を有している。
【0052】
図６に示すように、第１固定板７６には複数の孔が形成されており、該孔に熱交換パイプ７７の先端部が嵌合している。各熱交換パイプ７７の先端は、大径部２１の内域に開口している。
【0053】
図５に示すように、各熱交換パイプ７７は、第４内管５１と外管６２との間において互いに隙間を隔てて配置されている。熱交換部７５は、各熱交換パイプ７７を保持する複数のバッフル７８が設けられている。バッフル７８は、空気主通路７０内において空気の流れを蛇行させる機能を有する。
【0054】
各熱交換パイプ７７の基端部は、円環状の第２固定板７９に固定されている。第２固定板７９と連結部４０との間には、合流部８０が設けられている。合流部８０は、円筒状の周壁８０Ａと、周壁８０Ａの連結部４０側の端部を繋ぐ封止壁８０Ｂとからなる。合流部８０の内域は、熱交換パイプ７７の基端部と連通している。合流部８０の周壁８０Ａには、内部のガスを排出するための排気ポート８１が形成されている。
【0055】
図２に示すように、排気ポート８１には、放出ブロア８２が連結されている。放出ブロア８２は、例えば、シロッコファンなどによって構成されている。放出ブロア８２は、供給される電力に応じて駆動量を適宜変更可能に設けられている。
【0056】
また、図５に示すように、燃焼装置３０には、棒状の光電センサ８３が設けられている。光電センサ８３は、連結部４０に固定されており、その先端部がバーナ部３１において発生する燃焼火炎に臨むように配置されている。光電センサ８３は、火炎の光量を電気信号として検出する。
【0057】
次に、こうした燃焼装置３０における燃焼態様について説明する。
燃焼装置３０はまず、バーナ部３１によって第１燃焼を発生させる。第１燃焼では、第１燃料通路６５を通じて燃料を供給するとともに、第１空気通路６６を通じて空気を供給することで、スパークロッド３２の先端の周囲に燃料と空気との混合気を生成する。こうした状態でスパークロッド３２において火花放電を生じさせることで、混合気を燃焼させて口火Ｓを発生させる。同時に、第２燃料通路６７を通じて燃料を供給するとともに、第２空気通路６８を通じて空気を供給することで、スパークロッド３２の先端の周囲に燃料と空気とを供給する。このとき、第２燃料通路６７は燃料を旋回させて供給するとともに、第２空気通路６８は燃料と同じ旋回方向となるように空気を旋回させて供給する。そのため、第２燃料通路６７から供給された燃料と、第２空気通路６８から供給された空気との混合気は、口火Ｓによって点火されて燃焼し、ノズル部５５における中間部５７の内域に旋回火炎Ｒを発生させる。このように、旋回火炎Ｒを発生させることにより、口火Ｓや旋回火炎Ｒの燃焼持続性が高められる。また、旋回火炎Ｒを発生させることにより、この燃焼により発生する一次燃焼ガスに渦を生じさせることができる。このように、第１燃焼では、口火Ｓによって燃料と酸化剤ガスとを点火して燃焼させることで、一次燃焼ガスを発生させる。一次燃焼ガスは、旋回しながらノズル部５５の噴孔部５８へと流動する。なお、燃焼装置３０は、口火Ｓが発生したことを光電センサ８３によって検出すると、スパークロッド３２における火花放電を停止する。また、第１空気通路６６や第２空気通路６８を通じて供給される空気は、酸素ガス濃度が２０％程度で温度が３００Ｋ程度である燃焼装置３０の周辺の外気をそのまま供給し使用する。
燃焼装置３０はまず、バーナ部３１によって第１燃焼を発生させる。第１燃焼では、第１燃料通路６５を通じて燃料を供給するとともに、第１空気通路６６を通じて空気を供給することで、スパークロッド３２の先端の周囲に燃料と空気との混合気を生成する。こうした状態でスパークロッド３２において火花放電を生じさせることで、混合気を燃焼させて口火Ｓを発生させる。同時に、第２燃料通路６７を通じて燃料を供給するとともに、第２空気通路６８を通じて空気を供給することで、スパークロッド３２の先端の周囲に燃料と空気とを供給する。このとき、第２燃料通路６７は燃料を旋回させて供給するとともに、第２空気通路６８は燃料と同じ旋回方向となるように空気を旋回させて供給する。そのため、第２燃料通路６７から供給された燃料と、第２空気通路６８から供給された空気との混合気は、口火Ｓによって点火されて燃焼し、ノズル部５５における中間部５７の内域に旋回火炎Ｒを発生させる。このように、旋回火炎Ｒを発生させることにより、口火Ｓや旋回火炎Ｒの燃焼持続性が高められる。また、旋回火炎Ｒを発生させることにより、この燃焼により発生する一次燃焼ガスに渦を生じさせることができる。このように、第１燃焼では、口火Ｓによって燃料と酸化剤ガスとを点火して燃焼させることで、一次燃焼ガスを発生させる。一次燃焼ガスは、旋回しながらノズル部５５の噴孔部５８へと流動する。なお、燃焼装置３０は、口火Ｓが発生したことを光電センサ８３によって検出すると、スパークロッド３２における火花放電を停止する。また、第１空気通路６６や第２空気通路６８を通じて供給される空気は、酸素ガス濃度が２０％程度で温度が３００Ｋ程度である燃焼装置３０の周辺の外気をそのまま供給し使用する。
【0058】
その後、燃焼装置３０は、バーナ部３１によって二次燃焼を発生させる。すなわち、燃料主通路６９を通じてノズル部５５の噴孔部５８から燃料を供給するとともに、空気主通路７０を通じてノズル部５５の噴孔部５８から空気を供給する。このとき、空気は、ノズル部５５の中心軸、すなわち一次燃焼ガスに向かうように供給される。そのため、旋回火炎Ｒを生じさせる燃焼によって生成された一次燃焼ガスと空気とが混合されて酸素濃度の低い高温の混合気が生成される。その後、この混合気に燃料が混ぜられる。こうした高温の混合気と燃料とを混合させると、点火源によらずに自着火して燃焼する、いわゆる高温空気燃焼が生じる。本実施形態では、ヘッド部６４の内域において、一次燃焼ガスと空気との混合によって生じる混合気の酸素濃度を体積濃度で１３％以下とし、温度を１２００Ｋ以上とすることで、燃料を高温空気燃焼であるフレームレス燃焼によって酸化させる。フレームレス燃焼では、視認可能な火炎面を形成することなく燃焼が行われる。フレームレス燃焼では、通常の燃焼に比して、高い熱量を発生させるとともに、窒素酸化物の発生量を少なくすることができる。
【0059】
なお、本実施形態では、このようにフレームレス燃焼により発生した２次燃焼ガスを加熱ガスとしてヘッド部６４から燃焼室２０Ａ内へ供給する。こうして燃焼部２０に供給された加熱ガスは、循環ファン１２５の駆動により、燃焼部２０内を流れるガスと混合され、供給通路９５を通じて炉本体１００に流動する。なお、供給通路９５を流れる加熱ガスは、電気ヒータ１３０によっても加熱されることがある。炉本体１００に供給された加熱ガスは、排出通路１２０を通じて燃焼部２０へと戻される。そして、再度、供給通路９５を通じて燃焼部２０から炉本体１００へ供給される。このように、加熱ガスは、第１加熱炉１１Ａの内部を循環する。
【0060】
また、第１加熱炉１１Ａでは、燃焼部２０に戻された加熱ガスを、燃焼装置３０の熱交換部７５を通じて外部に放出することもできる。すなわち、放出ブロア８２が駆動されることで、燃焼部２０の大径部２１に戻された加熱ガスは、燃焼装置３０の熱交換パイプ７７に流入する。加熱ガスは、熱交換パイプ７７を流動するときに、熱交換パイプ７７の外周側を流れる空気主通路７０内の空気へ熱を伝達する。これにより、空気主通路７０からノズル部５５へ供給される空気の温度が上昇し、この空気と一次燃焼ガスとを混合させたときの混合気の温度を１２００Ｋ以上へ上昇させ易くしている。このように、燃焼装置３０の熱交換部７５では、排出通路１２０に排出されて燃焼装置３０を通じて放出される加熱ガスと、燃焼装置３０に供給されて二次燃焼を生じさせる空気との間で熱交換を行う。その結果、第１加熱炉１１Ａから捨てられる熱を回収して再利用することができ、第１加熱炉１１Ａの熱効率を高めることに貢献できる。なお、熱交換パイプ７７を通じて合流部８０に流れた加熱ガスは、排気ポート８１から放出ブロア８２を通じて第１加熱炉１１Ａの上方へ放出される。
【0061】
ところで、第１加熱炉１１Ａ内を循環する加熱ガスの温度は、アルミニウムＡの昇温時間を短縮する観点から高い方が望ましい。一方で、第１加熱炉１１Ａを構成する上述した構成部品には、耐熱温度が存在することから、こうした耐熱温度を超えてまで加熱ガスを高温化することは難しい。本実施形態では、循環ファン１２５の耐熱温度Ｔｒ（例えば６００℃）が他の構成部品の耐熱温度に比して低いことから、加熱ガスの温度が循環ファン１２５の耐熱温度Ｔｒを超えないように設定している。
【0062】
図７に一点鎖線で示すように、燃料と外気とを拡散燃焼させた場合、生成される燃焼ガスの温度が火炎面において局所的に高温となる。こうした燃焼では、燃焼部２０内の加熱ガスは局所的に高温となるものの、燃焼装置３０から遠ざかると加熱ガスの温度が急激に低下する。そのため、循環ファン１２５に対応する第１位置Ｄ１において、加熱ガスの温度が耐熱温度Ｔｒを超えないように設定した場合、さらに下流側である加熱室１００Ａに対応する第２位置Ｄ２においては加熱ガスの温度が大きく低下する（例えば５００℃）。一方で、本実施形態では、上述したフレームレス燃焼によって加熱ガスを生成している。そのため、図７に実線で示すように、燃焼ガスが局所的に高温となる部分が生じ難く、フレームレス燃焼による発熱量が図７の一点鎖線で示す燃焼の発熱量と同一である場合、加熱ガスは広範囲で高い温度を維持することとなる。すなわち、フレームレス燃焼では、循環ファン１２５に対応する第１位置Ｄ１において、加熱ガスの温度が耐熱温度Ｔｒを超えないように設定した場合であっても、加熱室１００Ａに対応する第２位置Ｄ２において加熱ガスの温度を比較的高い温度に維持できる（例えば５９０℃）。このように、燃焼装置３０においてフレームレス燃焼を行うことで、耐熱温度Ｔｒに近い温度まで加熱ガスの温度を上昇させることが可能になり、アルミニウムＡへの熱伝達を促進して昇温速度を高めることができる。
【0063】
本実施形態の燃焼装置３０では、燃料と酸化剤ガスとを燃焼させる第１燃焼部が、スパークロッド３２、連結部４０、第１内管４６、第２内管４７、第３内管４９、第４内管５１、及びノズル部５５によって構成されている。また、一次燃焼ガス、酸化剤ガス、及び燃料を混合して燃焼させる第２燃焼部は、連結部４０、第４内管５１、ノズル部５５、燃料主管６３、及び外管６２によって構成されている。また、熱交換部７５は、外管６２、熱交換パイプ７７、第１固定板７６、バッフル７８、第２固定板７９、及び合流部８０によって構成されている。
【0064】
なお、図８に示すように、燃焼装置３０が取り付けられている燃焼部２０は、内管２３及び外管２４を有する二重管構造である。外管２４が上述した大径部２１及び小径部２２を構成している。小径部２２が、燃焼装置３０が取り付けられた取付部に相当する。外管２４には、供給通路９５が連結されている流出部２４Ａと、排出通路１２０が連結されている流入部２４Ｂとが設けられている。上述したように、排出通路１２０は供給通路９５よりも下方に連結されていることから、流入部２４Ｂは流出部２４Ａよりも下方に位置している。
【0065】
内管２３は、流出部２４Ａに接続されていて円筒状に形成された連通端部２３Ａと、該連通端部２３Ａから小径部２２側、すなわち上方に延びていて、小径部２２側の一端（図８の上端）が開放されている円筒状の開放端部２３Ｂとを有している。開放端部２３Ｂは、小径部２２側が拡径された形状に形成されている。開放端部２３Ｂは、燃焼装置３０のヘッド部６４の外周側まで延びている。そのため、開放端部２３Ｂには、小径部２２に取り付けられた燃焼装置３０のヘッド部６４が上記一端を通じて内部に挿通されている。
【0066】
図８に矢印で示すように、こうした燃焼部２０では、炉本体１００から排出通路１２０へ排出された加熱ガスが流入部２４Ｂを通じて大径部２１の下端部に流入する。その後、加熱ガスは、外管２４と内管２３との間を上方へ流れて開放端部２３Ｂの一端側へ流動し、大径部２１の上端部分において下方へ折り返されるようにして内管２３の内部へと流入する。このとき、加熱ガスは、開放端部２３Ｂの一端を通じて内管２３の内部へと流動する。その後、加熱ガスは、内管２３の内部を下方に流動し、流出部２４Ａを通じて供給通路９５へ流出する。
【0067】
燃焼部２０内のこうしたガスの流れによって、燃焼装置３０のヘッド部６４の内域において生成された加熱ガス（二次燃焼ガス）は内管２３の内部へと案内される。そして、この二次燃焼ガスと第１加熱炉１１Ａ内を循環しているガスとが混合されることで加熱ガスが構成されて、該加熱ガスが供給通路９５に供給される。このように、内管２３及び外管２４によって燃焼部２０の内部に加熱ガスの流路を構成することで、燃焼装置３０によって生成された加熱ガスを供給通路９５へ流す流れを形成している。そのため、燃焼装置３０で生成された加熱ガスは、排出通路１２０側へ逆流することなく、供給通路９５側へ流れていく。また、燃焼部２０では、大径部２１の下端部から上端部へ向けて流れるようにガス流路を形成することで、第１加熱炉１１Ａから放出される加熱ガスを燃焼装置３０の熱交換部７５へ案内する流れを形成している。
【0068】
図９に示すように、第１加熱炉１１Ａには、制御盤８８が設けられている。制御盤８８は、仕切板１８の第２側壁１８Ｂの内表面に取り付けられている。より詳細には、一対の第２側壁１８Ｂのうち、空気配管９０の計器９１及び流量操作弁９２、並びに燃料配管８５の計器に近い側の第２側壁１８Ｂに制御盤８８が取り付けられている。第２側壁１８Ｂにおいて、制御盤８８が取り付けられている部分に対応する位置には、管理者が外側から制御盤８８を操作、監視、及び点検するための開口が設けられている。制御盤８８は、管理者が設定した制御パラメータに合わせて第１加熱炉１１Ａにおける各種制御を実行する。各種制御としては、例えば、燃焼装置３０における燃焼制御、炉本体１００の開閉制御、搬送装置１１０の駆動制御、循環ファン１２５の駆動制御、電気ヒータ１３０の駆動制御、及び放出ブロア８２の駆動制御等がある。
【0069】
制御盤８８が取り付けられている第２側壁１８Ｂには、開口としての確認窓１８１Ｂが形成されている。確認窓１８１Ｂは、空気配管９０の計器９１及び流量操作弁９２、並びに燃料配管８５の計器に対応した位置に形成されている。本実施形態では、各計器及び流量操作弁９２は、管理者が確認窓１８１Ｂに手を入れる等して操作可能な位置となるように、第２側壁１８Ｂに近い位置に配置されている。管理者は、確認窓１８１Ｂを通じて各計器及び流量操作弁９２の操作、監視、及び点検を行う。すなわち、こうした作業によって、燃焼装置３０の操作、監視、及び点検が行われる。
【0070】
図１に示すように、一対の第１側壁１８Ａの一方には、入口部１８１Ａが形成されている。入口部１８１Ａは、炉本体１００の第１蓋壁１０３に対応する位置に設けられている。入口部１８１Ａを通じて第１加熱炉１１Ａの外部から搬送装置１１０へアルミニウムＡを受け渡すことができる。
【0071】
また、図９に示すように、一対の第１側壁１８Ａの他方には、出口部１８２Ａが形成されている。出口部１８２Ａは、炉本体１００の第２蓋壁１０４に対応する位置に設けられている。搬送装置１１０は、出口部１８２Ａを通じてアルミニウムＡを外部へ排出することができる。
【0072】
熱処理システム１０では、第１加熱炉１１Ａ、第２加熱炉１１Ｂ、水槽１２、第３加熱炉１１Ｃ、及び第４加熱炉１１Ｄを用いてアルミニウムＡを次のように処理する。
図１０に示すように、まず第１加熱炉１１ＡによってアルミニウムＡを溶体化させるための温度Ｔ１まで昇温させる。温度Ｔ１としては、例えば４８０℃～５３０℃であり、本実施形態では５００℃に設定している。アルミニウムＡを温度Ｔ１まで昇温させると、次に第２加熱炉１１Ｂに移動させてアルミニウムＡの温度を温度Ｔ１となるように維持する。所定時間維持した後、水槽１２へ移動させてアルミニウムＡを冷却して焼入れする。本実施形態では、アルミニウムＡの温度を温度Ｔ３（常温～７０℃）まで冷却する。なお、水槽１２は公知の構成であり、例えばアルミニウムＡをロボットハンドやコンベア等によって水槽１２内に移動可能に構成されている。一例として、本実施形態では、第２加熱炉１１Ｂの出口部１８２Ａから搬出されたアルミニウムＡを搬送パレットＰとともに昇降させて水槽１２内に水没させることのできる昇降装置を備えた水槽１２を採用している。
図１０に示すように、まず第１加熱炉１１ＡによってアルミニウムＡを溶体化させるための温度Ｔ１まで昇温させる。温度Ｔ１としては、例えば４８０℃～５３０℃であり、本実施形態では５００℃に設定している。アルミニウムＡを温度Ｔ１まで昇温させると、次に第２加熱炉１１Ｂに移動させてアルミニウムＡの温度を温度Ｔ１となるように維持する。所定時間維持した後、水槽１２へ移動させてアルミニウムＡを冷却して焼入れする。本実施形態では、アルミニウムＡの温度を温度Ｔ３（常温～７０℃）まで冷却する。なお、水槽１２は公知の構成であり、例えばアルミニウムＡをロボットハンドやコンベア等によって水槽１２内に移動可能に構成されている。一例として、本実施形態では、第２加熱炉１１Ｂの出口部１８２Ａから搬出されたアルミニウムＡを搬送パレットＰとともに昇降させて水槽１２内に水没させることのできる昇降装置を備えた水槽１２を採用している。
【0073】
熱処理システム１０では、水槽１２に移動させて冷却した後、第３加熱炉１１ＣによってアルミニウムＡを時効硬化させるための温度Ｔ２まで昇温させる。温度Ｔ２としては、例えば１８０℃～２４０℃であり、本実施形態では２２０℃に設定している。アルミニウムＡを温度Ｔ２まで昇温させると、次に第４加熱炉１１Ｄに移動させてアルミニウムＡの温度を温度Ｔ２となるように維持する。所定時間維持した後、第４加熱炉１１ＤからアルミニウムＡを搬出して自然冷却させる。こうしてアルミニウムＡに対する一連の熱処理を終了する。
【0074】
このように、熱処理システム１０において、第１加熱炉１１Ａ及び第３加熱炉１１Ｃは、アルミニウムＡを昇温させる昇温炉として機能する。また、熱処理システム１０において、第２加熱炉１１Ｂ及び第４加熱炉１１Ｄは、昇温炉で昇温したアルミニウムＡの温度を維持する均熱炉として機能する。
【0075】
次に、各加熱炉１１における温度調節制御について説明する。
図１１に実線で示すように、第１加熱炉１１Ａでは、まず燃焼装置３０に燃料と空気とを供給しバーナ部３１において一次燃焼及び二次燃焼を行うことで高温の加熱ガスを生成し、炉本体１００の内部温度を設定温度まで上昇させる。なお、第１加熱炉１１Ａの設定温度は、アルミニウムＡを溶体化する上記温度Ｔ１に合わせて設定されている。そして、炉本体１００の内部温度が設定温度まで到達したタイミングｔ１以降は、炉本体１００の内部温度が設定温度に維持されるように燃焼装置３０における燃焼態様を制御する。すなわち、燃焼装置３０によって炉本体１００の内部温度を上昇させる場合には、炉本体１００の内部温度を維持する場合に比して発生する熱量を多くする必要がある。そのため、燃焼装置３０に供給される燃料量及び空気量は、タイミングｔ１以前の方がタイミングｔ１以降よりも多い。また、第１加熱炉１１Ａでは、循環ファン１２５の駆動量を加熱ガスの流速が高速となるように設定している。なお、こうした加熱ガスの流速は、アルミニウムＡを昇温させる上で好ましい流速となるように予めシミュレーションや実験によって求めて設定することができる。こうした状態で第１加熱炉１１Ａの炉本体１００にアルミニウムＡが搬入されると、図１１に一点鎖線で示すように、加熱ガスに曝されることによりアルミニウムＡの温度が上昇し、温度Ｔ１に達する。アルミニウムＡの温度が温度Ｔ１まで上昇すると、第１加熱炉１１Ａから第２加熱炉１１ＢにアルミニウムＡを移動させる。
図１１に実線で示すように、第１加熱炉１１Ａでは、まず燃焼装置３０に燃料と空気とを供給しバーナ部３１において一次燃焼及び二次燃焼を行うことで高温の加熱ガスを生成し、炉本体１００の内部温度を設定温度まで上昇させる。なお、第１加熱炉１１Ａの設定温度は、アルミニウムＡを溶体化する上記温度Ｔ１に合わせて設定されている。そして、炉本体１００の内部温度が設定温度まで到達したタイミングｔ１以降は、炉本体１００の内部温度が設定温度に維持されるように燃焼装置３０における燃焼態様を制御する。すなわち、燃焼装置３０によって炉本体１００の内部温度を上昇させる場合には、炉本体１００の内部温度を維持する場合に比して発生する熱量を多くする必要がある。そのため、燃焼装置３０に供給される燃料量及び空気量は、タイミングｔ１以前の方がタイミングｔ１以降よりも多い。また、第１加熱炉１１Ａでは、循環ファン１２５の駆動量を加熱ガスの流速が高速となるように設定している。なお、こうした加熱ガスの流速は、アルミニウムＡを昇温させる上で好ましい流速となるように予めシミュレーションや実験によって求めて設定することができる。こうした状態で第１加熱炉１１Ａの炉本体１００にアルミニウムＡが搬入されると、図１１に一点鎖線で示すように、加熱ガスに曝されることによりアルミニウムＡの温度が上昇し、温度Ｔ１に達する。アルミニウムＡの温度が温度Ｔ１まで上昇すると、第１加熱炉１１Ａから第２加熱炉１１ＢにアルミニウムＡを移動させる。
【0076】
図１２に示すように、第１加熱炉１１Ａの炉本体１００から第２加熱炉１１Ｂの炉本体１００へのアルミニウムＡの搬送は次のように行う。なお、第１加熱炉１１Ａの搬送装置１１０を第１搬送装置１１０Ａとし、第２加熱炉１１Ｂの搬送装置１１０を第２搬送装置１１０Ｂとする。第１加熱炉１１Ａの出口部１８２Ａと第２加熱炉１１Ｂの入口部１８１Ａとは対向している。また、第１加熱炉１１Ａの第１側壁１８Ａと第２加熱炉１１Ｂの第１側壁１８Ａとの距離は、第１搬送装置１１０Ａから第２搬送装置１１０Ｂへ直接搬送パレットＰを移載可能な距離に設定されている。
【0077】
第１加熱炉１１Ａにおいて、アルミニウムＡの温度を温度Ｔ１まで昇温すると、第１加熱炉１１Ａの制御盤８８は、炉本体１００の第２蓋壁１０４を移動させて第２開口１０２Ａを開放する。その後、第１加熱炉１１Ａの制御盤８８は、第１搬送装置１１０Ａを駆動し、炉本体１００の内部から外部へアルミニウムＡを搬出する。第２加熱炉１１Ｂの制御盤８８は、第１加熱炉１１Ａの制御盤８８と通信可能に構成されている。そのため、第２加熱炉１１Ｂの制御盤８８は、第１加熱炉１１Ａの炉本体１００の第２開口１０２Ａが開放されると、第２加熱炉１１Ｂの炉本体１００における第１開口１０１Ａを開放させるように第１蓋壁１０３を移動させるとともに、第２搬送装置１１０Ｂを駆動する。これにより、図１２に実線で示すように、第１搬送装置１１０Ａによって搬送された搬送パレットＰは、第２搬送装置１１０Ｂへと受け渡される。その後、図１２に二点鎖線で示すように、第２搬送装置１１０Ｂによって搬送パレットＰは第２加熱炉１１Ｂの炉本体１００の内部に収容される。こうして炉本体１００の内部に搬送パレットＰとともにアルミニウムＡが収容されると、第２加熱炉１１Ｂでは第１蓋壁１０３を移動させて第１開口１０１Ａを閉塞する。なお、第１加熱炉１１Ａでは、搬送パレットＰを第２搬送装置１１０Ｂに受け渡した後、第２蓋壁１０４を移動させて第２開口１０２Ａを閉塞する。このように、第１加熱炉１１Ａ及び第２加熱炉１１Ｂとの間でアルミニウムＡを移動させるときには、第１搬送装置１１０Ａから第２搬送装置１１０ＢへアルミニウムＡが直接受け渡される。
【0078】
図１３に実線で示すように、第２加熱炉１１Ｂでは、アルミニウムＡが搬入される前の段階において、まず燃焼装置３０に燃料と空気とを供給しバーナ部３１において一次燃焼及び二次燃焼を行うことで高温の加熱ガスを生成し、炉本体１００の内部温度を設定温度まで上昇させる。なお、第２加熱炉１１Ｂの設定温度は、第１加熱炉１１Ａの設定温度と同じである。そして、炉本体１００の内部温度が設定温度まで到達したタイミングｔ２以降では、炉本体１００の内部温度が設定温度に維持されるように燃焼装置３０における燃焼態様を制御する。すなわち、炉本体１００の内部温度が設定温度まで上昇したタイミングｔ２以降は、タイミングｔ２以前に比べて、燃焼装置３０に供給される燃料量及び空気量を少なくする。
【0079】
図１３に一点鎖線で示すように、こうして燃焼装置３０によって炉本体１００の内部温度を維持している状態で第２加熱炉１１Ｂには第１加熱炉１１ＡからアルミニウムＡが搬入される。第２加熱炉１１Ｂに搬入されるアルミニウムＡは、第１加熱炉１１Ａによって温度Ｔ１まで昇温された後の状態である。そのため、第２加熱炉１１Ｂでは、アルミニウムＡの温度を維持するために必要な熱量は少なくて済む。第２加熱炉１１Ｂでは、タイミングｔ２以降の燃料量を、第１加熱炉１１Ａにおいてタイミングｔ１以降に設定されている燃料量よりも少なくしている。
【0080】
また、第２加熱炉１１Ｂでは、炉本体１００に供給される加熱ガスの流速が第１加熱炉１１Ａにおいて炉本体１００に供給される加熱ガスの流速よりも遅い低速となるように循環ファン１２５の駆動量を設定している。なお、第２加熱炉１１Ｂにおける加熱ガスの流速は、アルミニウムＡの全体の温度を均一に維持する上で好ましい流速となるように予めシミュレーションや実験によって求めて設定することができる。
【0081】
図１４に実線で示すように、第３加熱炉１１Ｃでは、水槽１２において冷却されたアルミニウムＡが搬入される前の段階において、まず燃焼装置３０に燃料と空気とを供給しバーナ部３１において一次燃焼及び二次燃焼を行うことで高温の加熱ガスを生成し、炉本体１００の内部温度を設定温度まで上昇させる。なお、第３加熱炉１１Ｃの設定温度は、アルミニウムＡを時効硬化させるための上記温度Ｔ２に合わせて設定されている。また、第３加熱炉１１Ｃでは、燃焼装置３０による昇温の途中で、燃焼装置３０への燃料及び空気の供給量を抑制して電気ヒータ１３０を作動させる。これにより、第３加熱炉１１Ｃでは、燃焼装置３０と電気ヒータ１３０とによって昇温を行う。このように、熱源として燃焼装置３０と電気ヒータ１３０とを併用することで、炉本体１００の昇温にかかる一次エネルギー消費量を低減することができる。第３加熱炉１１Ｃにおいて、炉本体１００の内部温度が設定温度まで到達したタイミングｔ３では、燃焼装置３０における燃焼を停止して、電気ヒータ１３０のみを駆動させた状態とする。これにより、タイミングｔ３以降は、電気ヒータ１３０によって炉本体１００の内部温度が設定温度に維持されるようになる。
【0082】
図１４に一点鎖線で示すように、こうして電気ヒータ１３０による加熱を行っている状態で第３加熱炉１１Ｃには水槽１２からアルミニウムＡが搬送される。第３加熱炉１１Ｃでは、循環ファン１２５の駆動量を加熱ガスの流速が高速となるように設定している。本実施形態では、第３加熱炉１１Ｃにおいて炉本体１００に供給される加熱ガスの流速が、第１加熱炉１１Ａにおいて炉本体１００に供給される加熱ガスの流速と同じとなるように循環ファン１２５の駆動量を設定している。こうした状態で第３加熱炉１１Ｃの炉本体１００にアルミニウムＡが搬入されると、加熱ガスに曝されることによりアルミニウムＡの温度が上昇し、温度Ｔ２に達する。アルミニウムＡの温度が温度Ｔ２まで上昇すると、第３加熱炉１１Ｃから第４加熱炉１１ＤにアルミニウムＡを移動させる。なお、アルミニウムＡを溶体化するための温度Ｔ１に比して、アルミニウムＡを時効硬化させるための温度Ｔ２は低い。そのため、第３加熱炉１１ＣにおいてアルミニウムＡを昇温させる際に必要となる熱エネルギーは、第１加熱炉１１ＡにおいてアルミニウムＡを昇温させる際に必要となる熱エネルギーよりも少ない。そのため、第３加熱炉１１Ｃにおいて、タイミングｔ３以降に熱源を電気ヒータ１３０のみとすることで、必要な熱エネルギーを確保しつつも一次エネルギー消費量を一層低減している。
【0083】
図１５に実線で示すように、第４加熱炉１１Ｄでは、アルミニウムＡが搬入される前の段階において、まず燃焼装置３０に燃料と空気とを供給しバーナ部３１において一次燃焼及び二次燃焼を行うことで高温の加熱ガスを生成し、炉本体１００の内部温度を設定温度まで上昇させる。なお、第４加熱炉１１Ｄの設定温度は、第３加熱炉１１Ｃの設定温度と同じである。また、第４加熱炉１１Ｄでは、燃焼装置３０による昇温の途中で、燃焼装置３０への燃料及び空気の供給量を抑制して電気ヒータ１３０を作動させる。これにより、第４加熱炉１１Ｄでは、燃焼装置３０と電気ヒータ１３０とによって昇温を行う。このように、熱源として燃焼装置３０と電気ヒータ１３０とを併用することで、炉本体１００の昇温にかかる一次エネルギー消費量を低減することができる。第４加熱炉１１Ｄにおいて、炉本体１００の内部温度が設定温度まで到達したタイミングｔ４では、燃焼装置３０における燃焼を停止させて、電気ヒータ１３０のみを駆動させた状態とする。これにより、タイミングｔ４以降は、電気ヒータ１３０によって炉本体１００の内部温度が設定温度に維持されるようになる。図１５に一点鎖線で示すように、こうして電気ヒータ１３０による加熱を行っている状態で第４加熱炉１１Ｄには第３加熱炉１１ＣからアルミニウムＡが搬入される。第３加熱炉１１Ｃから第４加熱炉１１ＤへのアルミニウムＡの搬送態様は、上述した第１加熱炉１１Ａから第２加熱炉１１ＢへのアルミニウムＡの搬送態様と同じである。第４加熱炉１１Ｄに搬入されるアルミニウムＡは、第３加熱炉１１Ｃによって温度Ｔ２まで昇温された後の状態である。そのため、第４加熱炉１１Ｄでは、アルミニウムＡの温度を維持するために必要な熱量は少なくて済む。第４加熱炉１１Ｄでは、タイミングｔ４以降に熱源を電気ヒータ１３０のみとすることで、必要な熱エネルギーを確保しつつも一次エネルギー消費量を一層低減している。
【0084】
また、第４加熱炉１１Ｄでは、炉本体１００に供給される加熱ガスの流速が第３加熱炉１１Ｃにおいて炉本体１００に供給される加熱ガスの流速よりも遅い低速となるように循環ファン１２５の駆動量を設定している。本実施形態では、第４加熱炉１１Ｄにおいて炉本体１００に供給される加熱ガスの流速が、第２加熱炉１１Ｂにおいて炉本体１００に供給される加熱ガスの流速と同じとなるように循環ファン１２５の駆動量を設定している。
【0085】
図１６を参照して、本実施形態の熱処理システム１０における一次エネルギー消費量について説明する。なお、図１６には、各加熱炉１１における炉本体１００の昇温が完了した状態で第１加熱炉１１Ａから第４加熱炉１１Ｄまで順に搬送してアルミニウムＡに上述した熱処理を施すときの一次エネルギー消費量のグラフを示している。すなわち、各加熱炉１１において、アルミニウムＡが搬入されてから搬出されるまでに消費される一次エネルギーの量をグラフに示している。第１加熱炉１１Ａに搬入されるアルミニウムＡの初期温度は２５℃である。
【0086】
図１６には、上述した熱処理システム１０に対する比較例として、第１加熱炉１１Ａから第４加熱炉１１Ｄまでの全ての加熱炉１１において、電気ヒータ１３０を用いずに燃焼装置３０のみを用いて熱処理を行った場合を比較例１として示している。比較例１では、第１加熱炉１１Ａから第４加熱炉１１Ｄの全てにおいて加熱ガスの流速を低速に設定している。図１６には、比較例１における第１加熱炉１１Ａから第４加熱炉１１Ｄにおける一次エネルギー消費量の総量を１００％として示している。また、比較例１において、一次エネルギー消費量の総量に対する各加熱炉１１の各々の一次エネルギー消費量の割合も示している。すなわち、比較例１では、一次エネルギー消費量の総量に対する第１加熱炉１１Ａにおける一次エネルギー消費量の割合を２１％（＝比較例１の第１加熱炉１１Ａにおける一次エネルギー消費量／比較例１の一次エネルギー消費量の総量×１００）として示している。
【0087】
一方で、上述した熱処理システム１０に対する比較例として、第１加熱炉１１Ａ及び第２加熱炉１１Ｂは燃焼装置３０のみを用い、第３加熱炉１１Ｃ及び第４加熱炉１１Ｄは電気ヒータ１３０のみを用いて熱処理を行った場合を比較例２として示している。また、比較例２では、第１加熱炉１１Ａ及び第３加熱炉１１Ｃの昇温炉における加熱ガスの流速を高速に設定し、第２加熱炉１１Ｂ及び第４加熱炉１１Ｄの均熱炉における加熱ガスの流速を低速に設定している。図１６には、比較例２における、比較例１の一次エネルギー消費量の総量に対する各加熱炉１１の一次エネルギー消費量の割合を各別に示している。すなわち、比較例２では、第１加熱炉１１Ａにおける一次エネルギー消費量の割合は１３％（＝比較例２の第１加熱炉１１Ａにおける一次エネルギー消費量／比較例１の一次エネルギー消費量の総量×１００）となる。そのため、比較例２では、比較例１に比して、第１加熱炉１１Ａにおける一次エネルギー消費量を７％低減できていることが分かる。同様に、比較例２では、比較例１に比して、第２加熱炉１１Ｂにおける一次エネルギー消費量を１４％低減できており、第３加熱炉１１Ｃにおける一次エネルギー消費量を９％低減できている。また、比較例２では、比較例１に比して、第４加熱炉１１Ｄにおける一次エネルギー消費量を２２％低減できている。このように、第２比較例では、第１比較例に比して、熱処理システム全体において一次エネルギー消費量を合計５３％低減できている。
【0088】
他方、本実施形態の熱処理システム１０は、比較例２の構成において、さらに第１加熱炉１１Ａにおける加熱ガスの温度を５９０℃まで上昇させた場合に相当する。なお、比較例１及び比較例２では、第１加熱炉１１Ａにおける加熱ガスの温度は５１０℃である。本実施形態の構成では、第１加熱炉１１Ａにおける一次エネルギー消費量の割合は、７％（＝本実施形態の第１加熱炉１１Ａにおける一次エネルギー消費量／比較例１の一次エネルギー消費量の総量×１００）となる。そのため、本実施形態では、第１加熱炉１１ＡにおいてアルミニウムＡを溶体化するための温度Ｔ１まで昇温するときの一次エネルギー消費量が、比較例１に比して１４％低減できているとともに比較例２に比して６％低減できている。第２加熱炉１１Ｂから第４加熱炉１１Ｄの制御態様は比較例２と同じであることから、本実施形態の熱処理システム１０全体における一次エネルギー消費量は、第１加熱炉１１Ａにおける一次エネルギー消費量の差（６％）だけ比較例２に対して低減できており、比較例１に対しては合計５９％低減できている。
【0089】
また、図１７を参照して、第１加熱炉１１Ａ及び第３加熱炉１１ＣにおけるアルミニウムＡの昇温時間を比較例１、比較例２、及び本実施形態の熱処理システム１０において比較する。比較例１では、第１加熱炉１１Ａ及び第３加熱炉１１Ｃの双方において、燃焼装置３０のみを用いて熱処理を行うとともに、加熱ガスの流速を低速に設定している。一方、比較例２では、第１加熱炉１１Ａでは燃焼装置３０のみを用いて熱処理を行い、第３加熱炉１１Ｃでは電気ヒータ１３０のみを用いて熱処理を行う。また、比較例２では、第１加熱炉１１Ａ及び第３加熱炉１１Ｃにおける加熱ガスの流速を高速に設定している。比較例２では、比較例１に比して第１加熱炉１１Ａにおける昇温時間は２％増加しているものの、第３加熱炉１１Ｃにおける昇温時間は４％減少しており、第１加熱炉１１Ａと第３加熱炉１１Ｃとの双方の合計では２％減少している。
【0090】
これに対し、本実施形態の熱処理システム１０では、比較例２の構成において、さらに第１加熱炉１１Ａにおける加熱ガスの温度を５９０℃まで上昇させている。すなわち、熱処理システム１０では、第１加熱炉１１Ａでは燃焼装置３０のみを用いて熱処理を行い、第３加熱炉１１Ｃでは電気ヒータ１３０のみを用いて熱処理を行う。また、第１加熱炉１１Ａ及び第３加熱炉１１Ｃにおける加熱ガスの流速を高速に設定している。そして、第１加熱炉１１Ａでは、加熱ガスの温度を５９０℃まで上昇させている。これにより、熱処理システム１０では、比較例１に比して、第１加熱炉１１Ａにおける昇温時間が３２％減少しており、第３加熱炉１１Ｃにおける昇温時間の４％低減分と合わせると、昇温時間を合計で３６％低減することができている。
【0091】
このように、本実施形態では、熱処理システム１０において、一次エネルギー消費量を大幅に低減するとともに、アルミニウムＡの昇温時間を大幅に短縮している。
本実施形態の作用及び効果について説明する。
本実施形態の作用及び効果について説明する。
【0092】
（１）本実施形態では、燃焼装置３０に、排出通路１２０に排出された加熱ガスと、該燃焼装置３０に供給された空気との間で熱交換を行う熱交換部７５を設けている。このように、燃焼装置３０に熱交換部７５を設けることで、燃焼装置３０と熱交換器とを別々に設けることなくこれらを一体化している。そのため、熱処理システム１０に燃焼装置３０と熱交換器とを別々に設ける構成に比して、設置スペースの省スペース化を図ることが可能になる。したがって、熱処理システム１０の小型化に貢献できる。
【0093】
（２）本実施形態では、各加熱炉１１の仕切板１８において、第１側壁１８Ａに、外部から搬送装置１１０へアルミニウムＡを受け渡すための入口部１８１Ａ、及び搬送装置１１０によってアルミニウムＡを外部へ排出するための出口部１８２Ａを形成している。そして、各加熱炉１１の仕切板１８において、第２側壁１８Ｂに制御盤８８を取り付けるとともに、この第２側壁１８Ｂに確認窓１８１Ｂを形成している。制御盤８８や確認窓１８１Ｂは、熱処理システム１０の管理者が操作、監視、及び点検するために設けられている。そのため、加熱炉１１において、制御盤８８や確認窓１８１Ｂが配置されている第２側壁１８Ｂ側には管理者が通行可能な所定のスペースが必要になる。一方で、入口部１８１Ａ及び出口部１８２Ａが形成されている第１側壁１８Ａ側には上記スペースを設ける必要はない。そのため、複数の加熱炉１１を連結するときに、一方の加熱炉１１の出口部１８２Ａが形成された側壁と、他方の加熱炉１１の入口部１８１Ａが形成された側壁とを接近させて配置している。したがって、加熱炉１１間の間隔が短くなり、加熱炉１１を複数連結して構成した熱処理システム１０において小型化を図ることが可能になる。
【0094】
また、加熱炉１１間の距離が短くなることで、アルミニウムＡを搬送するための移動距離も短くなる。そのため、アルミニウムＡの加熱炉１１間の移動に伴う放熱量を減少させて熱処理システム１０における熱効率を高めることも可能になる。
【0095】
（３）本実施形態では、第１加熱炉１１Ａの出口部１８２Ａと第２加熱炉１１Ｂの入口部１８１Ａとを対向させて、第１搬送装置１１０Ａから第２搬送装置１１０ＢへアルミニウムＡを直接受け渡すようにしている。また、第３加熱炉１１Ｃの出口部１８２Ａと第４加熱炉１１Ｄの入口部１８１Ａとを対向させて、第３加熱炉１１Ｃの搬送装置１１０から第４加熱炉１１Ｄの搬送装置１１０へアルミニウムＡを直接受け渡すようにしている。このように、加熱炉１１に設けられている搬送装置１１０によってアルミニウムＡを受け渡す構成とすれば、加熱炉１１間においてアルミニウムＡを搬送するための別の搬送装置を設ける必要がない。したがって、加熱炉１１を複数連結して構成した熱処理システム１０において、別の搬送装置を設けるスペースを省略して一層の小型化を図ることが可能になる。
【0096】
（４）燃焼装置３０では、燃料と空気とを燃焼させることで発生した一次燃焼ガス、空気、及び燃料を混合させてフレームレス燃焼によって加熱ガスを生成した。フレームレス燃焼では生成される加熱ガスが局所的に高温となる現象が抑えられ、温度のばらつきが低減される。そのため、フレームレス燃焼で生成される二次燃焼ガスと加熱炉１１内のガスとを混合して生成した加熱ガスの温度を５９０℃に設定し、循環ファン１２５の耐熱温度Ｔｒである６００℃に近い温度としても、加熱ガスの温度のばらつきが抑えられるため、循環ファン１２５の耐熱温度Ｔｒを超えにくくなる。したがって、より高温の加熱ガスを炉本体１００へ供給することが可能になり、アルミニウムＡの昇温速度の向上に寄与できる。図１７に示すように、炉本体１００に搬入されたアルミニウムＡの昇温速度を向上させることができる結果、図１６に示すように、熱処理システム１０の一次エネルギー消費量の低減にも貢献できる。
【0097】
（５）燃焼部２０を内管２３及び外管２４を有する二重管構造として、内部にガス流路を形成した。このガス流路は、燃焼装置３０によって生成された加熱ガスを内管２３を通じて供給通路９５へと流動させるとともに、燃焼部２０に流入した加熱ガスを外管２４と内管２３との間に流入させた後、燃焼装置３０が配置されている開放端部２３Ｂから内管２３へと流動させて再度供給通路９５へ流出させる。燃焼部２０の内部に形成されたこのようなガス流路によって、燃焼装置３０によって生成された加熱ガスを内管２３を通じて供給通路９５へ流す流れが形成されている。そのため、燃焼装置３０で生成された加熱ガスは、排出通路１２０側へ逆流することなく、供給通路９５へ流れていく。また、燃焼部２０では、大径部２１の下端部から上端部へ向けて流れるようにガス流路を形成することで、加熱炉１１から放出される加熱ガスを燃焼装置３０の熱交換部７５へ案内する流れを形成している。したがって、加熱ガスの流れを円滑にして熱効率を向上させつつも、燃焼装置３０におけるヘッド部６４内へのガスの流入を抑えて保炎性を確保することが可能になる。また、こうしたガス流路を燃焼部２０の内部に形成していることから、ガス流路を燃焼部２０の外部に形成する構成に比して、熱処理システム１０の一層の小型化に貢献できる。
【0098】
（６）本実施形態では、アルミニウムＡを昇温させる昇温炉として第１加熱炉１１Ａ及び第３加熱炉１１Ｃを備え、該昇温炉で昇温したアルミニウムＡの温度を維持する均熱炉として第２加熱炉１１Ｂ及び第４加熱炉１１Ｄを備えている。
【0099】
加熱ガスによって炉本体１００の内部に配置されたアルミニウムＡを加熱する場合、加熱ガスの流速を速くするほど単位時間あたりにアルミニウムＡに伝達される熱量は多くなる。そのため、アルミニウムＡを昇温させるときには、加熱ガスの流速を速くすることが望ましい。一方で、昇温したアルミニウムＡの温度を維持するときに加熱ガスの流速を速くすると、アルミニウムＡにおいて加熱ガスが吹き付けられる部分が部分的に昇温されてしまい、アルミニウムＡの全体の温度を均一に維持しにくくなる。
【0100】
本実施形態では、第１加熱炉１１Ａ及び第３加熱炉１１Ｃにおいて炉本体１００に供給される加熱ガスの流速を、第２加熱炉１１Ｂ及び第４加熱炉１１Ｄにおいて炉本体１００に供給される加熱ガスの流速よりも速くしている。したがって、第１加熱炉１１Ａ及び第３加熱炉１１ＣにおいてアルミニウムＡを昇温する際の効率化を図りつつ、第２加熱炉１１Ｂ及び第４加熱炉１１ＤにおいてアルミニウムＡの温度を維持するときの温度ばらつきを低減した熱処理システム１０を実現できる。このように、アルミニウムＡを昇温する際の効率化を図ることができる結果、図１６に示すように、第１加熱炉１１Ａ及び第３加熱炉１１Ｃにおける一次エネルギー消費量の低減に貢献できる。
【0101】
（７）本実施形態では、電気ヒータ１３０を供給通路９５に設けることで、加熱ガスの循環経路において燃焼装置３０とは異なる部位に電気ヒータ１３０を配置している。
電気ヒータ１３０は、循環ファン１２５の駆動に伴い循環する加熱ガスを加熱して、炉本体１００に収容されているアルミニウムＡを加熱する。こうした電気ヒータ１３０を燃焼装置３０とは異なる部位に設けることで、燃焼装置３０により加熱ガスの生成を行っていないときであっても、電気ヒータ１３０を用いてアルミニウムＡを加熱することができる。すなわち、第３加熱炉１１Ｃ及び第４加熱炉１１Ｄでは、炉本体１００の内部温度を上昇させるときにも電気ヒータ１３０を駆動しているとともに、炉本体１００の内部温度を設定温度まで昇温させた後には電気ヒータ１３０のみで加熱ガスを加熱している。このように各加熱炉１１における加熱態様の自由度を向上させて、加熱処理における柔軟性を高めることができる。なお、電気ヒータ１３０による加熱では、燃焼装置３０のように吸排気が必要ないため、省エネの観点では望ましく、図１６に示すように、各加熱炉１１における一次エネルギー消費量の低減に貢献できる。
電気ヒータ１３０は、循環ファン１２５の駆動に伴い循環する加熱ガスを加熱して、炉本体１００に収容されているアルミニウムＡを加熱する。こうした電気ヒータ１３０を燃焼装置３０とは異なる部位に設けることで、燃焼装置３０により加熱ガスの生成を行っていないときであっても、電気ヒータ１３０を用いてアルミニウムＡを加熱することができる。すなわち、第３加熱炉１１Ｃ及び第４加熱炉１１Ｄでは、炉本体１００の内部温度を上昇させるときにも電気ヒータ１３０を駆動しているとともに、炉本体１００の内部温度を設定温度まで昇温させた後には電気ヒータ１３０のみで加熱ガスを加熱している。このように各加熱炉１１における加熱態様の自由度を向上させて、加熱処理における柔軟性を高めることができる。なお、電気ヒータ１３０による加熱では、燃焼装置３０のように吸排気が必要ないため、省エネの観点では望ましく、図１６に示すように、各加熱炉１１における一次エネルギー消費量の低減に貢献できる。
【0102】
また、電気ヒータ１３０を加熱ガスの循環経路において燃焼装置３０とは異なる部位に配置することで、電気ヒータ１３０を駆動して、該電気ヒータ１３０が高温となっているときであっても、燃焼装置３０を速やかに駆動できる。すなわち、燃焼装置３０と電気ヒータ１３０とを仮に一体として配置した場合、電気ヒータ１３０が高温となっている状態で燃焼装置３０へ燃料供給を行うと、燃焼装置３０において誤点火が生じる可能性がある。本実施形態では、こうした誤点火が生じることが抑制されることから、電気ヒータ１３０を駆動している状態から燃焼装置３０を駆動している状態への速やかな移行が可能になる。したがって、電力のデマンドレスポンスへの対応も可能になる。
【0103】
（８）本実施形態では、循環ファン１２５を炉本体１００の上部に配置し、加熱ガスの循環経路において加熱室１００Ａの入口に近接した位置に設けた。循環ファン１２５では、加熱ガスを攪拌して流動させることから、均熱化した加熱ガスを加熱室１００Ａに供給することができる。したがって、アルミニウムＡを昇温させる際の温度ばらつきを低減できる。
【0104】
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、供給通路９５に循環ファン１２５及び電気ヒータ１３０を設けた。この際、循環ファン１２５が炉本体１００側に位置するように循環ファン１２５及び電気ヒータ１３０を配置した。これらの配置は適宜変更が可能である。例えば、供給通路９５において、循環ファン１２５と炉本体１００との間に電気ヒータ１３０を設けてもよい。また、排出通路１２０に循環ファン１２５と電気ヒータ１３０とを配置することも可能である。この場合、排出通路１２０において、炉本体１００側から循環ファン１２５及び電気ヒータ１３０となる順番で配置してもよいし、炉本体１００側から電気ヒータ１３０及び循環ファン１２５となる順番で配置してもよい。また、供給通路９５に循環ファン１２５を配置するとともに排出通路１２０に電気ヒータ１３０を配置してもよいし、供給通路９５に電気ヒータ１３０を配置するとともに排出通路１２０に循環ファン１２５を配置してもよい。なお、循環ファン１２５を流れる加熱ガスの温度を耐熱温度Ｔｒ以下としつつも、加熱室１００Ａにおける加熱ガスの温度を高める上では、循環ファン１２５が燃焼装置３０から最も遠くに配置されるように、循環ファン１２５を排出通路１２０に設けることが望ましい。また、電気ヒータ１３０及び循環ファン１２５の数は１つに限らず、複数設けるようにしてもよい。
・上記実施形態では、供給通路９５に循環ファン１２５及び電気ヒータ１３０を設けた。この際、循環ファン１２５が炉本体１００側に位置するように循環ファン１２５及び電気ヒータ１３０を配置した。これらの配置は適宜変更が可能である。例えば、供給通路９５において、循環ファン１２５と炉本体１００との間に電気ヒータ１３０を設けてもよい。また、排出通路１２０に循環ファン１２５と電気ヒータ１３０とを配置することも可能である。この場合、排出通路１２０において、炉本体１００側から循環ファン１２５及び電気ヒータ１３０となる順番で配置してもよいし、炉本体１００側から電気ヒータ１３０及び循環ファン１２５となる順番で配置してもよい。また、供給通路９５に循環ファン１２５を配置するとともに排出通路１２０に電気ヒータ１３０を配置してもよいし、供給通路９５に電気ヒータ１３０を配置するとともに排出通路１２０に循環ファン１２５を配置してもよい。なお、循環ファン１２５を流れる加熱ガスの温度を耐熱温度Ｔｒ以下としつつも、加熱室１００Ａにおける加熱ガスの温度を高める上では、循環ファン１２５が燃焼装置３０から最も遠くに配置されるように、循環ファン１２５を排出通路１２０に設けることが望ましい。また、電気ヒータ１３０及び循環ファン１２５の数は１つに限らず、複数設けるようにしてもよい。
【0105】
・上記実施形態において、炉本体１００にも電気ヒータ１３０を設けて、該電気ヒータ１３０からの輻射熱によって被加熱物を直接加熱する構成を採用してもよい。
・上記実施形態では、第１加熱炉１１Ａ及び第２加熱炉１１Ｂにおいて、炉本体１００を昇温させるときに燃焼装置３０を用いる例を示したが、炉本体１００を昇温させるときに電気ヒータ１３０と燃焼装置３０との両方を用いるようにしてもよい。また、第１加熱炉１１Ａから第４加熱炉１１Ｄの少なくとも１つにおいて、炉本体１００の昇温を電気ヒータ１３０のみを用いて行うことも可能である。すなわち、電気ヒータ１３０は、循環ファン１２５の駆動に伴って加熱炉１１内を循環する空気を加熱することで被加熱物を加熱する加熱ガスを生成できる。こうした加熱ガスを炉本体１００へ供給することで炉本体１００の昇温を図ることができる。
・上記実施形態では、第１加熱炉１１Ａ及び第２加熱炉１１Ｂにおいて、炉本体１００を昇温させるときに燃焼装置３０を用いる例を示したが、炉本体１００を昇温させるときに電気ヒータ１３０と燃焼装置３０との両方を用いるようにしてもよい。また、第１加熱炉１１Ａから第４加熱炉１１Ｄの少なくとも１つにおいて、炉本体１００の昇温を電気ヒータ１３０のみを用いて行うことも可能である。すなわち、電気ヒータ１３０は、循環ファン１２５の駆動に伴って加熱炉１１内を循環する空気を加熱することで被加熱物を加熱する加熱ガスを生成できる。こうした加熱ガスを炉本体１００へ供給することで炉本体１００の昇温を図ることができる。
【0106】
また、第３加熱炉１１Ｃ及び第４加熱炉１１Ｄでは、炉本体１００の温度を昇温させた後、一定の温度に維持するときに、燃焼装置３０ではなく、電気ヒータ１３０を用いる例を示した。こうした構成に代えて、炉本体１００の温度を維持するために燃焼装置３０を用いるようにしてもよい。例えば、電気ヒータ１３０を使用した場合、契約上設定されている一日の使用可能な最大電力を超えてしまう場合等が想定される。こうした最大電力を超えて電気を使用すると電気使用料金に割増料金が加算されることもある。そのため、こうした場合には、電気使用料金の観点から電気ヒータ１３０に代えて燃焼装置３０を用いた方が望ましい場合もある。
【0107】
・上記実施形態では、第１加熱炉１１Ａ及び第３加熱炉１１Ｃにおいて、被加熱物の温度が所定の温度まで上昇すると次の加熱炉１１へ搬送する例を示したが、予め設定した時間経過したときに被加熱物を次の加熱炉１１へ搬送するようにしてもよい。
【0108】
・上記実施形態において、燃焼装置３０に電気ヒータ１３０を一体化して設けることも可能である。
・上記実施形態では、加熱炉１１における加熱ガスの流速の変化を循環ファン１２５の駆動量を制御することで実現した。加熱ガスの流速の制御する方法は、こうしたものに限らない。例えば、炉本体１００において供給通路９５との接続部に、流路断面積を変更可能な制御弁を設けて、該制御弁によって流路断面積を小さくすることで、炉本体１００に供給される加熱ガスの流速を一時的に高める等してもよい。
・上記実施形態では、加熱炉１１における加熱ガスの流速の変化を循環ファン１２５の駆動量を制御することで実現した。加熱ガスの流速の制御する方法は、こうしたものに限らない。例えば、炉本体１００において供給通路９５との接続部に、流路断面積を変更可能な制御弁を設けて、該制御弁によって流路断面積を小さくすることで、炉本体１００に供給される加熱ガスの流速を一時的に高める等してもよい。
【0109】
・上記実施形態では、第１加熱炉１１Ａ及び第３加熱炉１１Ｃにおいて炉本体１００に供給される加熱ガスの流速を、第２加熱炉１１Ｂ及び第４加熱炉１１Ｄにおいて炉本体１００に供給される加熱ガスの流速よりも速くしている。こうした構成は適宜変更が可能である。例えば、溶体化処理における加熱ガスの流速を、時効硬化処理における加熱ガスの流速よりも速くする等してもよい。すなわち、第１加熱炉１１Ａにおける加熱ガスの流速を、第２加熱炉１１Ｂ及び第３加熱炉１１Ｃの双方における加熱ガスの流速よりも速くするとともに、第２加熱炉１１Ｂにおける加熱ガスの流速を、第４加熱炉１１Ｄにおける加熱ガスの流速よりも速くすることも可能である。また、例えば、第１加熱炉１１Ａにおいて炉本体１００を昇温するときは加熱ガスの流速を低速とし、被加熱物を昇温するときには加熱ガスの流速を高速とする等、１つの加熱炉１１において状況に応じて加熱ガスの流速を変化させるようにしてもよい。なお、全ての加熱炉１１における加熱ガスの流速を同じ速度として、加熱ガスの流速を加熱炉１１間で変化させない構成とすることも可能である。
【0110】
・上記実施形態では、燃焼装置３０においてフレームレス燃焼を発生させて加熱ガスを生成したが、必ずしもフレームレス燃焼を行う必要はない。例えば、フレームレス燃焼よりも酸化剤ガス濃度の高い高温空気燃焼によって加熱ガスを生成してもよいし、燃料と酸化剤ガスとを点火して燃焼させた一次燃焼ガスを加熱ガスとして生成するようにしてもよい。
【0111】
・上記実施形態では、加熱炉１１及び水槽１２を直列に配置した例を示したが、熱処理システムにおける加熱炉１１の配置はこうしたものに限らない。
例えば、図１８に示すように、熱処理システム２００では、第１方向に直列に配置した第１加熱炉１１Ａ及び第２加熱炉１１Ｂと、第１方向に直列に配置した第３加熱炉１１Ｃ及び第４加熱炉１１Ｄとを、第２方向に離間させて２列に並べて配置する。水槽１２は、これら列の間において第２加熱炉１１Ｂ及び第３加熱炉１１Ｃ側に配置する。熱処理システム２００には、第２加熱炉１１Ｂの出口部１８２Ａから水槽１２に被加熱物を搬送するための第２１搬送装置２０１と、水槽１２から第３加熱炉１１Ｃの入口部１８１Ａに被加熱物を搬送するための第２２搬送装置２０２とが設けられている。
例えば、図１８に示すように、熱処理システム２００では、第１方向に直列に配置した第１加熱炉１１Ａ及び第２加熱炉１１Ｂと、第１方向に直列に配置した第３加熱炉１１Ｃ及び第４加熱炉１１Ｄとを、第２方向に離間させて２列に並べて配置する。水槽１２は、これら列の間において第２加熱炉１１Ｂ及び第３加熱炉１１Ｃ側に配置する。熱処理システム２００には、第２加熱炉１１Ｂの出口部１８２Ａから水槽１２に被加熱物を搬送するための第２１搬送装置２０１と、水槽１２から第３加熱炉１１Ｃの入口部１８１Ａに被加熱物を搬送するための第２２搬送装置２０２とが設けられている。
【0112】
図１９に矢印で示すように、こうした構成では、第１加熱炉１１Ａの入口部１８１Ａから搬入された被加熱物は、第１加熱炉１１Ａから第２加熱炉１１Ｂを通過して第２１搬送装置２０１へ搬送される。第２１搬送装置２０１では、第２加熱炉１１Ｂから搬送された被加熱物を水槽１２へ向けて搬送する。そのため、第１加熱炉１１Ａ及び第２加熱炉１１Ｂにおける搬送方向に対して、第２１搬送装置２０１における搬送方向は９０°回転した方向となる。第２１搬送装置２０１から水槽１２に搬送された被加熱物は、第２２搬送装置２０２へと搬出される。第２２搬送装置２０２では、水槽１２から搬送された被加熱物を第３加熱炉１１Ｃの入口部１８１Ａへ搬送する。そのため、水槽１２から第２２搬送装置２０２への搬送方向に対して、第２２搬送装置２０２から第３加熱炉１１Ｃへの搬送方向は９０°回転した方向となる。第３加熱炉１１Ｃの入口部１８１Ａから搬入された被加熱物は、第３加熱炉１１Ｃから第４加熱炉１１Ｄへと搬送され、第４加熱炉１１Ｄの出口部１８２Ａから搬出される。第３加熱炉１１Ｃ及び第４加熱炉１１Ｄにおける搬送方向は、第１加熱炉１１Ａ及び第２加熱炉１１Ｂにおける搬送方向に対して１８０°回転した方向となる。このように、熱処理システム２００では、被加熱物を平面視においてＵ字状の経路で搬送して熱処理を施すことができる。なお、図１８に示すように、こうした構成であっても、第２側壁１８Ｂの内、他の加熱炉１１の第２側壁１８Ｂに対向していない側の第２側壁１８Ｂに制御盤８８や確認窓１８１Ｂを配置することが望ましい。
【0113】
・加熱炉１１間で被加熱物を搬送するときに、一方の搬送装置１１０から他方の搬送装置１１０へ直接受け渡す構成を採用したが、こうした構成は必須ではない。例えば、加熱炉１１間に別の搬送装置を設けて、別の搬送装置によって被加熱物を加熱炉１１間で搬送するようにしてもよい。
【0114】
・搬送装置１１０の構成としては、上述したものに限らない。例えば、ロボットアームや、ベルトコンベアなどの公知の構成を採用してもよい。また、加熱炉１１に搬送装置１１０を設けずに、被加熱物を人力で加熱炉１１に搬送するようにしてもよい。
【0115】
・上記実施形態では、加熱炉１１毎に制御盤８８を設けたが、こうした構成は変更が可能である。例えば、加熱炉１１毎に制御盤８８を設けずに、全ての加熱炉１１を統括して制御する１つの制御盤を別途設けるようにしてもよい。なお、こうした構成であっても、統括制御するための制御盤は仕切板１８の第２側壁１８Ｂに設けることが望ましい。
【0116】
・制御盤８８を第２側壁１８Ｂの内周面に取り付けた構成としたが、制御盤８８を第２側壁１８Ｂの外周面に取り付けるようにしてもよい。
・上記実施形態において、制御盤８８及び確認窓１８１Ｂを入口部１８１Ａ及び出口部１８２Ａが形成された第１側壁１８Ａに設けるようにしてもよい。また、入口部１８１Ａ及び出口部１８２Ａを第２側壁１８Ｂに設けるようにしてもよい。
・上記実施形態において、制御盤８８及び確認窓１８１Ｂを入口部１８１Ａ及び出口部１８２Ａが形成された第１側壁１８Ａに設けるようにしてもよい。また、入口部１８１Ａ及び出口部１８２Ａを第２側壁１８Ｂに設けるようにしてもよい。
【0117】
・上記実施形態において、仕切板１８の少なくとも一部を省略してもよい。例えば、一対の第１側壁１８Ａを省略する等してもよい。また、仕切板１８において、第１側壁１８Ａ及び第２側壁１８Ｂの少なくとも１つを平板状ではなく湾曲板状に形成することも可能である。
【0118】
・上記実施形態では、加熱ガスの温度を５９０℃まで上昇させるようにしたが、比較例２のように加熱ガスの温度を５１０℃まで上昇させる構成としてもよい。すなわち、熱処理システムとしては、比較例２のような熱処理制御を実行するものも含む。また、熱処理システムとして、上述した加熱炉１１を用いて比較例１のような熱処理制御を行ってもよいことはいうまでもない。そのため、熱処理システム１０としては、比較例１のような熱処理制御を実行するもの含む。すなわち、比較例１及び比較例２のような熱処理制御を行う熱処理システムを採用したとしても、加熱炉１１の構成として本実施形態と同様の構成を採用することで、上記（１）の作用及び効果を得ることは可能である。
【0119】
・上記実施形態では、燃焼部２０を二重管構造としたが、内管２３を省略してもよい。また、燃焼部２０を省略し、燃焼装置３０を供給通路９５等の他の部位に設けるようにしてもよい。
【0120】
・上記実施形態では、焼入れを含む熱処理を実行する熱処理システム１０を例に説明したが、熱処理の態様は適宜変更が可能である。例えば、焼入れを行わない熱処理を実行する熱処理システムに、上記実施形態と同様の構成を適用することも可能である。なお、こうした場合には、水槽１２は省略できる。また、加熱炉１１の数は、４つに限らず、１つ以上であればその数を任意に変更できる。
【0121】
・上記実施形態では、被加熱物としてアルミニウムを例に説明したが、被加熱物はこうしたものに限らない。例えば、被加熱物としてアルミニウム以外の金属、ガラス、樹脂等を用いて熱処理を行ってもよい。また熱処理として、溶体化処理だけでなく、アニール処理や乾燥処理等を実行することもできる。
【符号の説明】
【0122】
１０…熱処理システム
１１…加熱炉
１１Ａ…第１加熱炉（昇温炉）
１１Ｂ…第２加熱炉（均熱炉）
１１Ｃ…第３加熱炉（昇温炉）
１１Ｄ…第４加熱炉（均熱炉）
１２…水槽
１５…支持台
１６…底部
１７…脚部
１８…仕切板
１８Ａ…第１側壁
１８１Ａ…入口部
１８２Ａ…出口部
１８Ｂ…第２側壁
１８１Ｂ…確認窓
２０…燃焼部
２０Ａ…燃焼室
２１…大径部
２２…小径部（取付部）
２２Ａ…固定フランジ
２３…内管
２３Ａ…連通端部
２３Ｂ…開放端部
２４…外管
２４Ａ…流出部
２４Ｂ…流入部
３０…燃焼装置
３１…バーナ部
３２…スパークロッド
４０…連結部
４０Ａ…連結口
４１…第１接続通路
４２…第２接続通路
４３…第３接続通路
４４…第４接続通路
４５…第５接続通路
４６…第１内管
４７…第２内管
４８…スペーサ
４８Ａ…スポーク
４９…第３内管
４９Ａ…通路溝
５０…旋回ノズル
５１…第４内管
５５…ノズル部
５６…基部
５７…中間部
５８…噴孔部
５８Ａ…テーパ面
５９…第１連通路
６０…第２連通路
６０Ａ…第１直線路
６０Ｂ…円環通路
６０Ｃ…第２直線路
６１…第３連通路
６２…外管
６２Ａ…フランジ部
６３…燃料主管
６４…ヘッド部
６５…第１燃料通路
６６…第１空気通路
６７…第２燃料通路
６８…第２空気通路
６９…燃料主通路
７０…空気主通路
７５…熱交換部
７６…第１固定板
７７…熱交換パイプ
７８…バッフル
７９…第２固定板
８０…合流部
８０Ａ…周壁
８０Ｂ…封止壁
８１…排気ポート
８２…放出ブロア
８３…光電センサ
８５…燃料配管
８５Ａ，８５Ｂ…分岐端部
８８…制御盤
９０…空気配管
９０Ａ…分岐管
９１…計器
９２…流量操作弁
９３…送風ブロア
９５…供給通路
１００…炉本体
１００Ａ…加熱室
１０１…第１壁部
１０１Ａ…第１開口
１０２…第２壁部
１０２Ａ…第２開口
１０３…第１蓋壁
１０４…第２蓋壁
１１０…搬送装置
１１０Ａ…第１搬送装置
１１０Ｂ…第２搬送装置
１１１…ローラ
１１２…第１外部ローラ
１１３…第２外部ローラ
１１４…内部ローラ
１１５…プーリ
１１６…ベルト
１２０…排出通路
１２５…循環ファン
１３０…電気ヒータ
１３０Ａ…ヒータ線
１３０Ｂ…通電部
２００…熱処理システム
２０１…第２１搬送装置
２０２…第２２搬送装置
Ａ…アルミニウム（被加熱物）
Ｐ…搬送パレット
Ｓ…口火
Ｒ…旋回火炎Ｒ
１１…加熱炉
１１Ａ…第１加熱炉（昇温炉）
１１Ｂ…第２加熱炉（均熱炉）
１１Ｃ…第３加熱炉（昇温炉）
１１Ｄ…第４加熱炉（均熱炉）
１２…水槽
１５…支持台
１６…底部
１７…脚部
１８…仕切板
１８Ａ…第１側壁
１８１Ａ…入口部
１８２Ａ…出口部
１８Ｂ…第２側壁
１８１Ｂ…確認窓
２０…燃焼部
２０Ａ…燃焼室
２１…大径部
２２…小径部（取付部）
２２Ａ…固定フランジ
２３…内管
２３Ａ…連通端部
２３Ｂ…開放端部
２４…外管
２４Ａ…流出部
２４Ｂ…流入部
３０…燃焼装置
３１…バーナ部
３２…スパークロッド
４０…連結部
４０Ａ…連結口
４１…第１接続通路
４２…第２接続通路
４３…第３接続通路
４４…第４接続通路
４５…第５接続通路
４６…第１内管
４７…第２内管
４８…スペーサ
４８Ａ…スポーク
４９…第３内管
４９Ａ…通路溝
５０…旋回ノズル
５１…第４内管
５５…ノズル部
５６…基部
５７…中間部
５８…噴孔部
５８Ａ…テーパ面
５９…第１連通路
６０…第２連通路
６０Ａ…第１直線路
６０Ｂ…円環通路
６０Ｃ…第２直線路
６１…第３連通路
６２…外管
６２Ａ…フランジ部
６３…燃料主管
６４…ヘッド部
６５…第１燃料通路
６６…第１空気通路
６７…第２燃料通路
６８…第２空気通路
６９…燃料主通路
７０…空気主通路
７５…熱交換部
７６…第１固定板
７７…熱交換パイプ
７８…バッフル
７９…第２固定板
８０…合流部
８０Ａ…周壁
８０Ｂ…封止壁
８１…排気ポート
８２…放出ブロア
８３…光電センサ
８５…燃料配管
８５Ａ，８５Ｂ…分岐端部
８８…制御盤
９０…空気配管
９０Ａ…分岐管
９１…計器
９２…流量操作弁
９３…送風ブロア
９５…供給通路
１００…炉本体
１００Ａ…加熱室
１０１…第１壁部
１０１Ａ…第１開口
１０２…第２壁部
１０２Ａ…第２開口
１０３…第１蓋壁
１０４…第２蓋壁
１１０…搬送装置
１１０Ａ…第１搬送装置
１１０Ｂ…第２搬送装置
１１１…ローラ
１１２…第１外部ローラ
１１３…第２外部ローラ
１１４…内部ローラ
１１５…プーリ
１１６…ベルト
１２０…排出通路
１２５…循環ファン
１３０…電気ヒータ
１３０Ａ…ヒータ線
１３０Ｂ…通電部
２００…熱処理システム
２０１…第２１搬送装置
２０２…第２２搬送装置
Ａ…アルミニウム（被加熱物）
Ｐ…搬送パレット
Ｓ…口火
Ｒ…旋回火炎Ｒ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
