CN107075599A - 热处理装置以及冷却装置 - Google Patents

Abstract

热处理装置(M)，具备：加热被处理物(X)的加热装置(K1,K2)；冷却装置(R)，具有冷却室(RS)，所述冷却室(RS)容纳由加热装置加热的被处理物，并且用于冷却被处理物的冷却介质被供给至其内部；升压气体供给部(RG)，向冷却室内供给升压气体；压力释放阀(52)，通过开放压力释放阀(52)使得冷却室的内部与外部连通；压力传感器(51)，检测冷却室的内部的压力；控制部(53)，在压力传感器的检测结果为阈值以上的情况下进行控制，开放压力释放阀。

Description

热处理装置以及冷却装置

技术领域

本公开内容涉及热处理装置以及冷却装置。

本申请基于2014年11月20日在日本申请的特愿2014－235441号主张优先权，在此引用其内容。

背景技术

以往，为了对作为被处理物的金属零件进行淬火等的处理，使用了具备加热室或冷却室的热处理装置。例如，在专利文献1中，公开了在中间输送室的上方设置多个加热室、在中间输送室的下方设置有冷却室的热处理装置。在这样的热处理装置等的冷却室中，一般设置有从冷却室回收冷却液(冷却介质)并且将回收的冷却液冷却、供给至冷却室的冷却液回收供给装置(冷却介质循环装置)。例如，冷却液回收供给装置具备：冷却液罐，储存从冷却室回收的冷却液；冷却泵，将冷却液罐中储存的冷却液压送至冷却室的集流管(喷雾集流管)；热交换器，将由冷却泵压送的冷却液冷却。此外，在冷却室中设置有例如将从冷却液回收供给装置供给的冷却液朝向被处理物喷雾的喷雾喷嘴(冷却喷嘴)。从喷雾喷嘴喷雾的冷却液气化，由此上述被处理物被吸热，从而被冷却。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2012－13341号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在上述现有技术中，从喷雾喷嘴朝向被处理物喷雾冷却液时，冷却液气化而生成的蒸汽被从喷雾喷嘴喷出的喷雾(冷却液)冷却，成为水滴落下。但是，在上述现有技术中，例如在设置有暂停喷雾期间的情况下，在被处理物的温度还不是很高的状态下，若变成暂停喷雾期间，则由于附着在被处理物上的冷却液的蒸发使得蒸汽会持续产生，另一方面产生的蒸汽不会被从喷嘴供给的喷雾冷却而停留在冷却室内，因此存在冷却室内的内部压力上升的情况，所述暂停喷雾期间用于使被处理物的内部和表面的温度均匀化、在被处理物的冷却中暂时停止冷却液的供给。因此，在上述现有技术中，随着上述的冷却室的内部压力的上升，存在发生热处理装置的紧急停止之类的不良状况的情况，并存在被处理物的处理效率降低的情况。

本公开内容鉴于上述问题而提出，目的在于提供一种能够防止冷却室的内部压力上升的热处理装置以及冷却装置。

用于解决上述技术问题的方案

为了实现上述目的，本公开内容的第1方案的热处理装置，具备：加热装置，加热被处理物；冷却装置，具有冷却室，所述冷却室容纳由加热装置加热的被处理物，并且用于冷却被处理物的冷却介质的被供给至其内部；升压气体供给部，向冷却室内供给升压气体；压力释放阀，通过开放压力释放阀使得冷却室的内部与外部连通；压力传感器，检测冷却室的内部的压力；控制部，在压力传感器的检测结果为阈值以上的情况下进行控制，开放压力释放阀。

本公开内容的第2方案，在上述第1方案的热处理装置中，能够将冷却室的内部与外部连通的管道连接于冷却室。此外，压力释放阀设置于上述管道，并且能够关闭该管道。

本公开内容的第3方案，在上述第2方案的热处理装置中，上述管道是从冷却室排出冷却介质的溢流管道。

本公开内容的第4方案，在上述第1～第3中的任一方案的热处理装置中，冷却装置构成为，在被处理物的冷却过程中，至少设置一次暂停向冷却室内供给冷却介质的暂停供给期间。

本公开内容的第5方案的冷却装置具备：冷却室，容纳被处理物并且用于冷却被处理物的冷却介质被供给至其内部；升压气体供给部，向冷却室内供给升压气体；压力释放阀，通过开放压力释放阀使得冷却室的内部与外部连通；压力传感器，检测冷却室的内部的压力；控制部，在压力传感器的检测结果为阈值以上的情况下进行控制，开放压力释放阀。

发明效果

根据本公开内容，即便在冷却室内部的压力不适当地上升的情况下，因为通过控制部的控制开放压力释放阀，冷却室的内部与外部经由压力释放阀而连通，所以能够将冷却室内部的气体(蒸汽)放出至外部，因此能够使冷却室内部的压力与大气压相等。因此，能够防止冷却室的内部压力超过大气压的不恰当的上升。

附图说明

图1是示出本公开内容的一实施方式的热处理装置的概略构成的纵剖视图。

图2是本公开内容的一实施方式中的冷却装置的概略构成的示意图。

图3是示出本公开内容的一实施方式中的冷却室内的压力变化和被处理物的温度变化的图表。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开内容的一实施方式进行说明。另外，在附图中，为使各部件成为能够识别的大小，对各部件的比例尺进行了适当变更。

如图1所示，本实施方式的热处理装置M是使冷却装置R、中间输送装置H以及2个加热装置K1、K2合体的装置。另外，虽然本实施方式的热处理装置具备3个加热装置，但因为在图1中示出了包含冷却装置R的中心的纵剖视图，所以第3个加热装置被省略。

图1、图2示出的冷却装置R构成为具备：冷却装置主体RH，通过使冷却介质接触被容纳在冷却室RS内的被处理物X而将被处理物X冷却；冷却介质循环装置RJ，如图2所示设置于该冷却装置主体RH，回收在该冷却装置主体RH中用于冷却的冷却介质，对回收的冷却介质进行冷却并使其在上述冷却装置主体RH中循环；压力稳定装置RA，使冷却室RS内的气压稳定在与大气压近似的压力；升压气体供给装置RG(升压气体供给部)，将使冷却室RS内的气压上升的升压气体(例如，氮气或者空气)供给至冷却室RS内。另外，以下将冷却室RS内的“气压”简称为冷却室RS内的“压力”。

如图1所示的冷却装置主体RH具备：冷却腔1、多个冷却喷嘴2、多个喷雾集流管3等。

冷却腔1是立式圆筒形的容器(中心轴线与垂直方向平行的容器)，内部空间为冷却室RS。该冷却腔1的上部连接有中间输送装置H，在冷却腔1中形成有使冷却室RS与中间输送装置H的内部空间(输送室HS)连通的开口。被处理物X经由该开口被搬入/搬出冷却室RS。

多个冷却喷嘴2被离散配置在容纳于冷却室RS内的被处理物X的周围。更具体地说，多个冷却喷嘴2以如下的方式被离散配置：在被处理物X的周围，在垂直方向上设有多层(具体地为5层)并且在冷却腔1(冷却室RS)的圆周方向上隔开一定间隔，将被处理物X作为整体包围并且和被处理物X的距离为尽可能等距离。

例如，属于最上层的多个冷却喷嘴2被分组为2个喷嘴组，各个喷嘴组中单独地设置有喷雾集流管3。另一方面，属于最下层以及中间的3层的多个冷却喷嘴2，在各层都被分组为3个喷嘴组，各个喷嘴组单独地设置有喷雾集流管3。这样的各个喷嘴组的各冷却喷嘴2，喷嘴轴的方向被调节为朝向被处理物X，如图2所示，朝向被处理物X喷雾从冷却介质循环装置RJ的冷却泵4经由喷雾集流管3供给的冷却介质。

此外，如图1所示，属于最上层的多个冷却喷嘴2在垂直方向上被配置在比被处理物X的上端更高的位置。另一方面，属于最下层的多个冷却喷嘴2被配置在与被处理物X的下端大致相同的高度。进而，属于最上层的多个冷却喷嘴2被配置在比其他层的冷却喷嘴2更靠冷却腔1的内侧(靠近冷却腔1的垂直中心轴线)，即比其他层的冷却喷嘴2更远离冷却腔1的内表面。

上述冷却介质是比在热处理的冷却用中一般使用的冷却油的粘性更低的液体，在本实施方式中使用的是水。上述冷却喷嘴2的喷射孔形状设定为作为冷却介质的冷却水在规定的喷雾角下以均匀且恒定粒径的液滴进行喷雾。此外，各冷却喷嘴2的喷雾角以及相互相邻的冷却喷嘴2的间隔被设定为：从冷却喷嘴2以扩散的方式喷出的液滴与从邻接的其他的冷却喷嘴2以扩散的方式喷出的液滴交叉或者碰撞。

即，这样的多个冷却喷嘴2朝向被处理物X喷雾冷却水，利用冷却介质的液滴的集合体、即冷却水的喷雾整体地包围被处理物X。上述冷却水喷雾优选是以均匀的粒径的液滴且均匀的喷雾浓度形成在被处理物X的周围。

本实施方式的冷却装置主体RH使用这样的冷却水喷雾来冷却被处理物X，即喷雾冷却被处理物X。另外，该冷却装置主体RH中的冷却温度或冷却时间等的冷却条件根据被处理物X中的热处理的目的或被处理物X的材质等而被适当地设定。

冷却装置主体RH除了使用上述的冷却水喷雾的被处理物X的喷雾冷却之外，还能够实施使被处理物X浸渍在冷却水中的冷却(浸渍冷却)。该浸渍冷却将配置在冷却室RS的底部的多个喷出喷嘴8供给的冷却水(冷却介质)储存在冷却腔1内，使被处理物X浸渍在冷却腔1内的冷却水中而冷却。即，如图2示出的冷却介质循环装置RJ的冷却泵4的排出侧(下游侧)设置有切换阀9a以及9b，冷却泵4通过切换阀9a以及9b的切换，将冷却水供给至上述多个喷雾集流管3以及多个喷出喷嘴8中的一方。另外，该冷却泵4被选定为冷却水的排出压力的时间变动尽可能少的泵。

冷却介质循环装置RJ构成为具备：第1回收通路30以及第2回收通路31，从冷却装置主体RH回收冷却水；冷却水槽32，储存由这些第1回收通路30以及第2回收通路31(溢流管道)回收的冷却水；第1循环通路33，连接在冷却水槽32上；第2循环通路34，从第1循环通路33分流(分路)。

第1回收通路30由管道形成，所述管道一端侧连接在冷却装置主体RH的底部，另一端侧连接在冷却水槽32上，在该管道的中途具有开闭阀35。另外，形成第1回收通路30的管道，在本实施方式中其另一端侧安装在覆盖上述冷却水槽32的上盖(未图示)上。因此，该管道将从冷却装置主体RH回收的冷却水从其另一端侧开口排出到储存于冷却水槽32的冷却水的水面上方。

第2回收通路31为溢流管道，由一端侧连接在冷却装置主体RH的冷却室RS的上部、另一端侧连接在冷却水槽32上的管道形成。形成该第2回收通路31的管道，在本实施方式中其另一端侧也安装在覆盖上述冷却水槽32的上盖上，因此将从冷却装置主体RH回收的冷却水从其另一端侧开口排出到储存于冷却水槽32的冷却水的水面上方。即、在供给至冷却室RS内的冷却水超过冷却室RS内的规定的水位时，经由第2回收通路31溢流而被回收至冷却水槽32，所以能够防止冷却室RS内的水位变得比第2回收通路31的一端的连接位置高。

第1回收通路30用于在冷却装置主体RH中喷雾冷却被处理物X时、回收积存在冷却室RS内的底部的冷却水，第2回收通路31用于在冷却装置主体RH中浸渍冷却被处理物X时、使积存在冷却室RS内的冷却水溢流并回收。

冷却水槽32，例如是长方体形状的普通的水槽，在一方的短边侧的底面具有排水口。该排水口连接在第1循环通路33上。第1循环通路33是一端侧连接在冷却水槽32的上述排水口上、另一端侧连接在配置于冷却水槽32内的底部侧的喷射喷嘴42上的管道。

上述喷射喷嘴42，在冷却水槽32内的底部侧配置在储存于冷却水槽32的冷却水的水面的下方，将从第1循环通路33返送并循环的冷却水喷射至储存的冷却水中，由此使冷却水槽32内的冷却水在水平方向上引起大的对流，搅拌并混合。由此，从冷却室RS通过第1回收通路30或者第2回收通路31被回收并储存在冷却水槽32内的冷却水、与通过第1循环通路33返送并循环的冷却水被均匀地混合。

此外，在该第1循环通路33的路径中，设置有上述冷却泵4。由此，冷却水从冷却水槽32的排水口被导出，在第1循环通路33中流动。冷却泵4正常工作时持续运转，因此即便在上述的冷却室RS(冷却装置主体RH)中的被处理物X冷却时，冷却泵4也工作使冷却水槽32内的冷却水流动至第1循环通路33。

此外，在该第1循环通路33的路径中，在冷却泵4的下游侧配设有热交换器37。该热交换器37是使从未图示的冷却器(冷却设备)被送出的冷却水和在第1循环通路33中流动的冷却水之间热交换的公知的装置，构成为将在第1循环通路33中流动的冷却水冷却至例如30℃左右。

此外，在该第1循环通路33的路径中，在上述冷却泵4和热交换器37之间，配设有定流量阀38。在这样的构成的基础上，第1循环通路33将冷却水槽32内的冷却水导出，使其通过热交换器37并冷却，将冷却后的冷却水再次返送至冷却水槽32内。

此外，在第1循环通路33中设置有第2循环通路34，所述第2循环通路34在冷却泵4的下游侧，并且从上述定流量阀38的上游侧即热交换器37的上游侧的部分分流、连接在冷却装置主体RH上。即第1循环通路33连接有作为第2循环通路34的管道。形成该第2循环通路34的管道分流为形成第1分流通路39的管道和形成第2分流通路40的管道。

在形成该第1分流通路39的管道中设置有分别连接于上述喷雾集流管3的多个分流管41，第1分流通路39经由这些分流管41连接在冷却装置主体RH上。即、从冷却水槽32被导出并在第2循环通路34的第1分流通路39中流动的冷却水，经由分流管41以及喷雾集流管3从冷却喷嘴2向冷却室RS内喷雾。另外，在分流管41中分别设置有切换阀9b。

此外，形成第2分流通路40的管道，连接在分别连接于上述喷出喷嘴8的集流管(未图示)上，由此第2分流通路40也连接在冷却装置主体RH上。即，从冷却水槽32被导出并在第2循环通路34的第2分流通路40中流动的冷却水，经由集流管从喷出喷嘴8向冷却室RS内喷出。另外，在形成第2分流通路40的管道中设置有切换阀9a。

此外，如图2所示在本实施方式中，第1循环通路33中的冷却泵4和热交换器37之间，配设有定流量阀38，所述定流量阀38使在形成第1循环通路33的管道中流动的冷却水量为恒定量。该定流量阀38设置为：例如为使在冷却室RS中的冷却喷嘴2的冷却水的喷射压变高，在提高冷却泵4的输出而使送水量变多时，将通过第1循环通路33而被返送至冷却水槽32的冷却水量限制为恒定量，由此被送至第2循环通路34的冷却水量与冷却泵4的输出对应地变多。

在没有这样的定流量阀38的情况下，即便提高冷却泵4的输出而使送水量变多，因为通过第1循环通路33被返送至冷却水槽32的冷却水量变多，所以送至第2循环通路34的冷却水量不会增加，难以使来自冷却喷嘴2的冷却水的喷射压提高至所希望的压力。但是，通过设置定流量阀38，从而提高冷却泵4的输出，由此能够容易地使来自冷却喷嘴2的冷却水的喷射压提高至所希望的压力。

压力稳定装置RA构成为具备：压力传感器51，检测冷却室RS内的压力；压力释放阀52，为了使冷却室RS内的压力降低，经由第2回收通路31而使冷却室RS内相对于外部处于开放状态；控制部53，基于压力传感器51的检测结果而控制压力释放阀52。

压力传感器51在上述冷却室RS内设置在比连接于冷却室RS的上部的第2回收通路31的一端高的位置，检测冷却室RS内的压力。该压力传感器51将示出冷却室RS的压力的压力检测信号输出至控制部53。

压力释放阀52设置在第2回收通路31上。例如，压力释放阀52设置在设于第2回收通路31上部的排气口31a(参照图2)上。即，通过切换压力释放阀52的开放和关闭，切换排气口31a的开放和关闭。压力释放阀52构成为通过开放压力释放阀52使冷却室RS的内部与外部连通。

该压力释放阀52以如下的方式构成，根据从控制部53输入的控制指令工作，若冷却室RS内的压力变成和大气压近似的压力(比大气压稍低的压力、后述的第2压力值D2)，则开放压力释放阀52。其结果，因为设置在第2回收通路31的上部的排气口31a被开放，所以冷却室RS中积存的气体被放出至外部，冷却室RS内的压力变为大气压而稳定。在没有这样的压力释放阀52的情况下，存在冷却室RS内的压力不适当地上升，产生热处理装置M或冷却装置R的紧急停止之类的不良状况的情况。

控制部53构成为具备CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)以及接口电路等，所述接口电路电气地连接于压力传感器51以及压力释放阀52，并进行压力传感器51以及压力释放阀52与各种信号的收发。该控制部53与压力释放阀52进行通信，基于从上述ROM中存储的各种演算控制程序以及从压力传感器51输入的压力检测信号来控制压力释放阀52的工作。例如，控制部53在压力传感器51的检测结果为第2压力值D2(阈值)以上的情况下，以开放压力释放阀52的方式控制压力释放阀52。即，控制部53将存储于上述RAM等的第2压力值D2(阈值)和从压力传感器51输入的冷却室RS内的压力的检测结果(压力值)进行比较，并在上述检测结果为第2压力值D2以上的情况下，开放压力释放阀52。控制部53的上述比较按照规定的时间间隔实施。第2压力值D2设定为比大气压低的值。

升压气体供给装置RG构成为具备：升压气体罐61，用于储存使冷却室RS内的压力上升的升压气体(例如氮气或者空气)；升压气体管道63，将升压气体罐61和冷却腔1连结，并且流通有从升压气体罐61被送出至冷却室RS的升压气体；阀62，设置在升压气体管道63的中途。

升压气体罐61是储存升压气体的容器，连接在升压气体管道63的一端上。例如，在升压气体使用惰性气体即氮气的情况下，氮气或者液氮被储存在升压气体罐61中。此外，升压气体罐61中的氮气也可以随时补给。

升压气体管道63是一端侧连接在升压气体罐61上、另一端侧连接在冷却室RS(例如，冷却室RS的上部侧)上的管道。由此，升压气体从升压气体罐61被导出，在升压气体管道63中流动。

阀62能够将升压气体管道63关闭，通过阀62的开闭，切换升压气体经由升压气体管道63向冷却室RS的供给以及暂停供给。阀62的开闭工作通过未图示的控制装置控制。如上所述，因为升压气体罐61中储存有升压气体，所以基于控制装置的控制仅开放阀62，能够将升压气体罐61内的升压气体经由升压气体管道63供给至冷却室RS内。另外，阀62和上述的定流量阀38同样，也能够将在升压气体管道63中流动的升压气体的流量限制为恒定值。

返回至图1，中间输送装置H构成为具备：输送腔10；冷却室载置台11；冷却室升降台(未图示)；冷却室升降缸13；一对输送导轨14；一对推进缸15、16；加热室升降台17以及加热室升降缸18等等。输送腔10是设置在冷却装置R与加热装置K1、K2之间的容器，内部空间为输送室HS。被处理物X在被容纳在筐等的容器(收纳容器)内的状态下，通过外部的输送装置从搬入/搬出口(图示省略)被搬入至输送腔10内。输送腔10构成为能够使内部的输送室HS为真空状态。

冷却室载置台11是在冷却装置R冷却被处理物X时承载被处理物X的支承台,以被处理物X的底部尽可能广泛地露出的方式支承被处理物X。该冷却室载置台11被设置在冷却室升降台(未图示)上。冷却室升降台是支承冷却室载置台11的支承台、即经由冷却室载置台11支承被处理物X的支承台，被固定在冷却室升降缸13的活动杆的前端。

冷却室升降缸13是使上述冷却室升降台上下运动(升降)的致动器。即，冷却室升降缸13以及上述冷却室升降台是冷却装置R的专用输送装置，将载置在冷却室载置台11上的被处理物X从输送室HS输送至冷却室RS，并且从冷却室RS输送至输送室HS。

一对输送导轨14铺设为在输送腔10内的底部沿水平方向延伸。这些输送导轨14是在冷却装置R和加热装置K1之间输送被处理物X时的引导部件(导向部件)。推进缸15是为了朝向加热装置K1输送输送腔10内的被处理物X而推压被处理物X的致动器。推进缸16是为了将被处理物X从加热装置K1输送至冷却装置R而推压被处理物X的致动器。

即，一对输送导轨14以及推进缸15、16是在加热装置K1与冷却装置R之间输送被处理物X的专用输送装置。另外，虽然图1中示出了一对输送导轨14以及推进缸15、16，但本实施方式的中间输送装置H具备合计3对的输送导轨14以及推进缸15、16。即，输送导轨14以及推进缸15、16不仅被设置用于加热装置K1，也被设置用于加热装置K2以及未图示的第3加热装置。

加热室升降台17是将被处理物X从中间输送装置H输送至加热装置K1时载置被处理物X的支承台。即，被处理物X被上述推进缸15向图1的右方向推压，由此被输送至加热室升降台17上。加热室升降缸18是使上述加热室升降台17上的被处理物X上下运动(升降)的致动器。即，加热室升降台17以及加热室升降缸18是加热装置K1的专用输送装置，将被载置在加热室升降台17上的被处理物X从输送室HS输送至加热装置K1的内部(加热室KS)，并且从加热室KS输送至输送室HS。

加热装置K1、K2以及第3加热装置具有大致相同的构成，所以以下作为代表，对加热装置K1的构成进行说明。加热装置K1具备：加热腔20、隔热容器21、多个加热器22、真空排气管23、真空泵24、搅拌叶片25以及搅拌电机26等。

加热腔20是被设置在输送腔10上方的容器，内部空间为加热室KS。虽然该加热腔20与上述的冷却腔1同样为立式圆筒形的容器(中心轴线为与垂直方向平行的容器)，但被形成为比冷却腔1更小型。隔热容器21是设置在上述加热腔20内的立式圆筒形的容器，由具有规定的隔热性能的隔热材料形成。

多个加热器22是棒状的发热体，以垂直延伸的姿势在隔热容器21的内侧且圆周方向上以规定间隔设置。这些多个加热器22将被容纳在加热室KS内的被处理物X加热到所希望的温度(加热温度)。另外，该加热温度或加热时间等的加热条件根据与被处理物X相关的热处理的目的或被处理物X的材质等而被适当地设定。

上述加热条件中包含加热室KS(加热腔20)内的真空度(压力)。真空排气管23是与加热室KS连通的管道，一端被连接在隔热容器21的上部，另一端被连接在真空泵24。真空泵24是经由这样的真空排气管23来抽吸加热室KS内的空气的排气泵。加热室KS内的真空度由真空泵24对空气的排气量来决定。

搅拌叶片25是以旋转轴在垂直方向(上下方向)上延伸的姿势设置在隔热容器21内的上部的旋转叶片。该搅拌叶片25由搅拌电机26驱动，由此搅拌加热室KS内的空气。搅拌电机26是以输出轴平行于垂直方向(上下方向)的方式设置在加热腔20上方的旋转驱动部。搅拌电机26设置在加热腔20的上部外表面，其输出轴贯通加热腔20的壁部。搅拌电机26的输出轴，相对于位于加热腔20内的搅拌叶片25的旋转轴，以不损害加热腔20的气密性(密封性)的方式连结。

另外，虽然在图1中没有示出，但本实施方式的热处理装置M具备专用的控制装置。该控制装置具备：操作部，使用者输入并设定热处理中的各种条件；控制部，基于预先被存储在内部的控制程序等控制上述冷却泵4、加热器22、各种缸、真空泵24以及升压气体供给泵62等的各驱动部，由此相对于被处理物X执行根据上述设定信息的热处理。这样的控制装置，特别是控制冷却泵4，使其如上述那样地正常时间不会停止而持续运转。

接着，对像这样地被构成的热处理装置的工作(热处理方法)、特别是冷却装置的工作(冷却处理方法)详细地进行说明。该热处理装置的工作主要是上述控制装置基于设定信息执行的。另外，如周知的那样，在热处理中，根据目的存在各种各样的热处理。以下，作为热处理的一例，对被处理X淬火的情况下的工作进行说明。

淬火是通过例如将被处理物X加热至比温度T1高的温度后从温度T1急速冷却至温度T2，在温度T2保持一定时间后缓慢地冷却而完成的。通过外部的输送装置从搬入/搬出口容纳至中间输送装置H内的被处理物X，例如通过推进缸15工作而被输送至加热室升降台17上，再通过加热室升降缸18工作而容纳在加热室KS内。

而且，通过加热器22通电一定时间而使被处理物X被加热至比温度T1高的温度，若实施了规定的热处理，则加热室升降缸18工作，进而推进缸16工作，由此被输送至冷却室载置台11上。而且，通过冷却室升降缸13工作而被输送至冷却室RS。另外，被处理物X在输送室HS、加热室KS以及冷却室RS的输送中，这3个室被保持为真空状态。

相对于在冷却室RS中输送的被处理物X进行预先设定的冷却处理，即喷雾冷却、浸渍冷却中的任一种的冷却处理。

在冷却室RS中对被处理物X进行喷雾冷却的情况下，将被输送的被处理物X容纳在冷却室RS中之后，在位于连续运转的冷却泵4的排出口侧的第2循环通路34的分流通路中，关闭切换阀9a，开放切换阀9b，由此使冷却水在第1分流通路39中流通。由此，冷却水的供给对象被选定为冷却喷嘴2，冷却水的液滴(喷雾)从冷却喷嘴2朝向被处理物X喷射。即，被处理物X通过从冷却喷嘴2喷射的冷却水的液滴被喷雾冷却。在该喷雾冷却中，从多个冷却喷嘴2喷射的冷却水经由图2示出的第1回收通路30被连续地返送至冷却水槽32。

此外，在将被处理物X浸渍冷却的情况下，在将被处理物X容纳在冷却室RS之前，首先，如上述的喷雾冷却同样地将冷却水的供给对象选定为冷却喷嘴2，在关闭开闭阀35的状态下，通过从该冷却喷嘴2喷射冷却水的液滴，冷却室RS内积存一定程度的冷却水。接着，开放切换阀9a、关闭切换阀9b，由此使冷却水的供给对象为喷出喷嘴8。另外，在实施浸渍冷却的情况下，不从冷却喷嘴2喷射冷却水，通过开放切换阀9a、关闭切换阀9b，使冷却水在第2分流通路40中流通，也可以使冷却水的供给对象为喷出喷嘴8。

像这样地从多个喷出喷嘴8供给冷却介质，由此使冷却室RS内被冷却水充满。之后，在被冷却水充满的冷却室RS内容纳被处理物X，由此进行浸渍冷却。由此，被处理物X浸渍在冷却水中而急速冷却至温度T2。虽然该浸渍冷却在规定时间持续进行，但是在该浸渍冷却中，冷却水从多个喷出喷嘴8被连续地供给至冷却室RS内，由此搅拌冷却室RS内的冷却水。此外，从图2示出的第2回收通路31和冷却室RS的连结部分溢流的冷却水，经由该第2回收通路31被返送至冷却水槽32。而且，若这样的浸渍冷却结束，则开闭阀35被开放，冷却室RS内的冷却水经由第1回收通路30短时间地被返送至冷却水槽32，由此被处理物X从浸渍在冷却水(冷却介质)的状态短时间地过渡至设置在空气中的状态。

以下，对被处理物X的喷雾冷却中的冷却装置R的工作更详细地进行说明。

图3是示出冷却室RS内的压力变化和被处理物X的温度变化的图表，图3的纸面上侧的图表示出冷却室RS内的压力变化，图3的纸面下侧的图表示出被处理物X的温度变化。另外，以下存在将图3的纸面上侧的图表称为图3a、将图3的纸面下侧称为图3b的情况。图3a以及图3b的横轴示出相同的时间轴。

通过加热装置被加热至比温度T1高的温度的被处理物X，经由中间输送装置H被送入冷却室RS。另外，如上述那样，被处理物X的输送中的输送室HS或冷却室RS被保持为真空状态，将真空状态下的冷却室RS内的压力设为压力DO。被加热至比温度T1高的温度的被处理物X的温度由于输送中的热辐射而缓慢下降。

若被处理物X被搬入至冷却室RS内，则输送被处理物X的冷却腔1的未图示的开口被关闭，冷却室RS变为密闭状态。在图3的时刻P0中，基于上述控制装置的控制，升压气体供给装置RG的阀62被开放。冷却室RS被保持为真空状态，因为升压气体罐61中储存有升压气体(或者液化后的升压气体)，所以仅通过开放阀62，升压气体罐61内的升压气体经由升压气体管道63被供给至冷却室RS内。升压气体以恒定的流量被供给至冷却室RS内，冷却室RS内的压力随着时间的经过缓慢上升(参照图3a)。另外，升压气体的供给实施至直到冷却室RS内的压力到达后述的第2压力值D2。

通过升压气体的供给，在冷却室RS内的压力变成第1压力值D1的时刻P1，从多个冷却喷嘴2朝向被处理物X喷雾冷却水(喷雾)的第1喷雾工序开始。若冷却室RS内的压力过低则存在冷却泵4不能适当地工作的情况，因此第1压力值D1的压力值被设定为冷却泵4能够适当的工作以及能够从冷却喷嘴2喷雾适当的冷却水。另外，因为在时刻P1被处理物X的温度变为温度T1，所以被处理物X的冷却处理从温度T1开始。喷雾的冷却水(喷雾)附着在高温的被处理物X上，通过在该处蒸发吸收来自被处理物X的蒸发热，由此被处理物X被冷却。

在本实施方式中的喷雾冷却中，接着第1喷雾工序，从时刻P2到时刻P4实施均热工序(冷却介质的暂停供给期间)。该均热工序，是为了缓和通过急速的喷雾冷却产生的被处理物X的内部和外表面的温度差而进行的。在均热工序中，暂停来自冷却喷嘴2的冷却水的喷雾。在本实施方式中，在时刻P2的冷却室RS内的压力成为比大气压低的压力。此外，在时刻P2和时刻P4之间的时刻P3，冷却室RS内的压力达到比大气压稍低的第2压力值D2，之后冷却室RS向大气开放，冷却室RS内的压力变成与大气压相等。另外，因为第2压力值D2是接近大气压的压力，所以在图3a中，为了方便将第2压力值D2和大气压记载为相同的值。通过实施这样的均热工序，被处理物X的内部和外表面的温度差被缓和。其结果，能够抑制被处理物X的材质的不均匀化或变形等。

接着均热工序，从时刻P4至时刻P5实施第2喷雾工序。在该第2喷雾工序中，与上述第1喷雾工序同样地，从多个冷却喷嘴2朝向被处理物X喷雾冷却水(喷雾)。通过实施第2喷雾工序，被处理物X被冷却至温度T2。从时刻P5开始，被处理物X从温度T2被缓慢地冷却，本实施方式的喷雾冷却完成。

接着，对上述的喷雾冷却中的压力稳定装置RA的工作进行说明。

在使用图3说明的上述喷雾冷却中，在均热程序开始的时刻P2，冷却室RS内的压力变为比大气压或第2压力值D2低。在被处理物X的表面形成凹部等的情况下，在第1喷雾工序完成的时候存在冷却水积存于该凹部等的情况。此外，根据被处理物X的冷却处理的温度记录，在时刻P2的时候，存在被处理物X具有冷却水蒸发所需的充分的温度的情况。

像这样地，在均热程序开始的时刻P2，大量的冷却水附着在被处理物X上，并且在被处理物X的温度高的情况下，在均热工序中，通过附着在被处理物X上的冷却液的蒸发，持续产生蒸汽。另一方面，暂停来自冷却喷嘴2的冷却水的喷雾，从被处理物X产生的蒸汽不会被从冷却喷嘴2供给的冷却水冷却而是积存在冷却室RS内。因此，存在因产生的蒸汽导致冷却室RS内的压力难以预期地急剧上升的情况，伴随着这样的冷却室RS的压力上升，存在产生热处理装置M或冷却装置R的紧急停止之类的不良状况的情况。

但是，本申请的冷却装置R具备压力稳定装置RA，压力稳定装置RA的控制部53按照规定的时间间隔对从压力传感器51输入的冷却室RS内的压力的检测结果(压力值)和第2压力值D2(阈值)进行比较。因此，即便在冷却室RS内的压力急剧地上升的情况下，在上述检测结果变为第2压力值D2以上的时候，控制部53开放压力释放阀52。通过开放压力释放阀52，冷却室RS的内部与外部经由第2回收通路31或排气口31a连通，冷却室RS内的压力迅速地变为与大气压相等。因此，在本实施方式的均热工序中，即便由于在被处理物X上附着的冷却液的蒸发而持续产生蒸汽的情况下，也能够防止冷却室RS内的压力超过大气压。因此，防止热处理装置M或冷却装置R的紧急停止，能够维持被处理物的高处理效率。

在从压力传感器51的压力检测至开放压力释放阀52的工作中存在需要稍许的时间(时间滞后)的情况。因此，为了可靠地防止冷却室RS内的压力超过大气压，第2压力值D2被设定为比大气压低的值。该第2压力值D2的值也可以鉴于上述时间滞后等适当地调整。

因为难以预测冷却室RS内会在何种情况下发生急剧的压力上升，所以通过控制部53按照规定的时间间隔来实施对压力传感器51的检测结果(压力值)和第2压力值D2(阈值)进行比较。因此，冷却室RS内的压力不会急剧地上升，即便在如图3a所示的随着时间逐渐上升的情况下，在冷却室RS内的压力值变为第2压力值D2以上时，控制部53开放压力释放阀52，经由压力释放阀52等使冷却室RS的内部与外部连通。即，即便在冷却室RS内的压力不急剧上升的正常的冷却工序中，冷却室RS内的压力达到第2压力值D2时，也是通过压力释放阀52使冷却室RS向大气开放。

根据这样的本实施方式，冷却装置RS具备压力释放阀52，所述压力释放阀52设置在连接于冷却室RS的第2回收通路31，通过开放压力释放阀52使得冷却室RS的内部的压力和大气压相等。因此，即便在冷却室RS内部的压力变高的情况下，通过开放压力释放阀52使冷却室RS内部的压力和大气压相等，能够防止冷却室RS的内部压力超过大气压的不适当的上升。此外，根据本实施方式，在从以往搭载的第2回收通路31(溢流管道)上设置压力释放阀52，由此不进行冷却装置R的大的改变，就能够实现防止冷却室RS的内部压力上升超过大气压。

以上，虽然对本公开内容的实施方式进行了说明，但本公开内容并不限定于上述实施方式。在上述实施方式中示出的各构成部件的各形状或组合等是一例，在不脱离本公开内容主旨的范围内，基于设计要求等能够进行构成的附加、省略、置换以及其他的变更。例如能够考虑如以下的变形例。

(1)在上述实施方式中，虽然在溢流管道即第2回收通路31上安装有压力释放阀52，但本公开内容并不限定于此。例如，也可以在设置在冷却装置R的未图示的排气管道(能够使冷却室RS的内部与外部连通的管道)上设置压力释放阀52，经由该排气管道将冷却室RS内的蒸汽排出至外部，使冷却室RS内的压力与大气压相等。此外，也可以不经由管道，而在冷却室RS(冷却腔1)的壁部设置开口，在该开口上安装压力释放阀52。

(2)在上述实施方式中，虽然在压力气体管道63的中途设置有阀62，但本公开内容并不限定于该构成。例如在需要提高从升压气体罐61向冷却室RS内供给的升压气体的供给速度的情况下，也可以取代上述阀62，在升压气体管道63的中途设置将升压气体朝向冷却室RS送出的供给泵，或者在升压气体管道63的中途同时设置上述阀62和供给泵。在升压气体的供给时通过驱动该供给泵，能够提高升压气体的供给速度。

(3)在上述实施方式的喷雾冷却中，在均热程序开始的时刻P2，冷却室RS内的压力变得比大气压低。但是，也可以在冷却室RS内的压力已经变为与大气压相等的时候开始均热工序。即，在上述第1喷雾工序的实施中，冷却室RS内的压力到达第2压力值D2，其结果是冷却室RS内的压力也可以与大气压相等。

(4)在上述实施方式的喷雾冷却中，在被处理物X的冷却过程中，设置有1次的暂停向冷却室RS内供给冷却液的暂停供给期间即均热工序。但是，也可以在被处理物X的冷却中，设至多次的冷却液的暂停供给期间。即，也可以间歇性地进行冷却液的喷雾工序。此外，换而言之，也可以交替地实施喷雾工序和均热工序。

(5)虽然在上述实施方式中使用水作为冷却介质，但也能够使用氟氯碳或有机溶剂等作为冷却介质。

(6)虽然在上述实施方式中对热处理装置M进行了说明，但是本公开内容也可以应用于不具备加热装置的冷却装置中。在这种情况下，冷却装置具备升压气体供给部RG、压力释放阀52、压力传感器51以及控制部53等。

工业实用性

本公开内容能够应用于在被处理物上喷射冷却液而冷却被处理物的热处理装置以及冷却装置。

附图标记说明

2 冷却喷嘴

4 冷却泵

8 喷出喷嘴

30 第1回收通路

31 第2回收通路(溢流管道)

32 冷却水槽

33 第1循环通路

34 第2循环通路

37 热交换器

38 定流量阀

42 喷射喷嘴

M 热处理装置

R 冷却装置

RH 冷却装置主体

RJ 冷却介质循环装置

RS 冷却室

K1 加热装置

K2 加热装置

X 被处理物

RA 压力稳定装置

51 压力传感器

52 压力释放阀

53 控制部

31a 排气口

RG 升压气体供给装置(升压气体供给部)

61 升压气体罐

62 阀

63 升压气体管道

Claims (5)

1.热处理装置，具备：

加热装置，加热被处理物；

冷却装置，具有冷却室，所述冷却室容纳由所述加热装置加热的所述被处理物，并且用于冷却所述被处理物的冷却介质被供给至其内部；

升压气体供给部，向所述冷却室内供给升压气体；

压力释放阀，通过开放所述压力释放阀使得所述冷却室的内部与外部连通；

压力传感器，检测所述冷却室的内部的压力；

控制部，在所述压力传感器的检测结果为阈值以上的情况下进行控制，开放所述压力释放阀。

2.如权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，能够将所述冷却室的内部与外部连通的管道连接于所述冷却室；

所述压力释放阀设置于所述管道，并且能够关闭所述管道。

3.如权利要求2所述的热处理装置，其特征在于，所述管道是从所述冷却室排出所述冷却介质的溢流管道。

4.如权利要求1～3的任一项所述的热处理装置，其特征在于，所述冷却装置构成为，在所述被处理物的冷却过程中，至少设置1次暂停向所述冷却室内供给冷却介质的暂停供给期间。

5.冷却装置，具备：

冷却室，容纳被处理物并且用于冷却所述被处理物的冷却介质被供给至其内部；

升压气体供给部，向所述冷却室内供给升压气体；

压力释放阀，通过开放所述压力释放阀使得所述冷却室的内部与外部连通；

压力传感器，检测所述冷却室的内部的压力；

控制部，在所述压力传感器的检测结果为阈值以上的情况下进行控制，开放所述压力释放阀。