JP2009185349A - Multichamber heat treatment furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、減圧下において加熱処理及び冷却処理を行って被処理品の材質を改質する多室型熱処理炉に関するものである。 The present invention relates to a multi-chamber heat treatment furnace that performs heat treatment and cooling treatment under reduced pressure to modify the material of an object to be treated.
従来、被処理品である金属材を加熱し、冷却することによって焼き入れ等の処理を行う熱処理装置として、多室型熱処理炉が知られている。例えば、下記特許文献1には、ヒータが設けられた加熱室と、この加熱室に隣接して冷却装置が設けられた冷却室と、これら加熱室と冷却室とを連通させるように開口する第一開口部と、この第一開口部を密閉する中間扉と、被処理品を搬送する搬送装置とを備える多室型熱処理炉が開示されている。この多室型熱処理炉は、密閉して減圧された加熱室で被処理品を加熱した後に、中間扉を開放して加熱室から減圧された冷却室まで被処理品を搬送し、その後に中間扉を閉じて冷却室に高圧の冷却ガスを循環させて被処理品を高速冷却するものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, a multi-chamber heat treatment furnace is known as a heat treatment apparatus for performing a treatment such as quenching by heating and cooling a metal material that is an object to be treated. For example, in
ところで、下記特許文献1に記載される第一の多室型熱処理炉は、冷却室に外部と連通する第二開口部を形成すると共にこれを密封可能な密封扉を設けて、この密封扉を開放させて外部から被処理品を装入抽出している。また、下記特許文献1に記載される第二の多室型熱処理炉は、冷却室が、熱処理炉本体に固定された円筒型の容器胴部と、容器動部の端部に密着可能かつ容器胴部に対して前進・後退可能なガス循環部と、容器胴部及びガス循環部の密着部を気密に開閉可能なクラッチリングとを備え、クラッチリングを開放した状態でガス循環部を後退させて容器胴部を開口させることにより、被処理品を熱処理炉(冷却室)内部に装入抽出している。
なお、同様の構成の多室型熱処理炉として下記特許文献2がある。
In addition, there exists the following patent document 2 as a multi-chamber heat treatment furnace of the same structure.
しかしながら、上述したように、冷却室には高圧の冷却ガスが充填されるので、冷却室に第二開口部を設けると耐圧性能の高い大型・大重量の密封扉を設ける必要があり、また、冷却室を分離可能に構成するとシール性能の高い大重量のクラッチリングを設ける必要がある。すなわち、これらを設けることで冷却室が大型化してしまうという問題がある。 However, as described above, since the cooling chamber is filled with high-pressure cooling gas, it is necessary to provide a large and heavy sealed door with high pressure resistance when the second opening is provided in the cooling chamber. If the cooling chamber is configured to be separable, it is necessary to provide a heavy clutch ring with high sealing performance. That is, there exists a problem that a cooling chamber will enlarge by providing these.
一方、冷却室と加熱室とを隣接させずに離間配置して冷却室に開口部を一つだけ形成すると、被処理品を加熱室から冷却室に移動させる際に加熱後の被処理品が放熱してしまう。また、被処理品が冷却室に搬入された後に冷却室を減圧しなければならず、被処理品の冷却が遅延してしまう。すなわち、被処理品が放熱し、また、冷却が遅延することにより、被処理品が所望する材質と異なるものに改質されてしまうという問題がある。 On the other hand, if the cooling chamber and the heating chamber are arranged adjacent to each other without being adjacent to each other and only one opening is formed in the cooling chamber, the article to be processed after heating is moved when the article to be processed is moved from the heating chamber to the cooling chamber. Dissipate heat. In addition, the cooling chamber must be depressurized after the article to be processed is carried into the cooling chamber, and cooling of the article to be processed is delayed. That is, there is a problem that the product to be processed is modified to a material different from the desired material due to heat dissipation of the product to be processed and delay of cooling.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、冷却室の小型化を図ることができ、以って冷却ガスの使用量を低減させると共に冷却ガスの均一な流れを得て、被処理品について所望の材質が得られる多室型熱処理炉を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can reduce the size of the cooling chamber, thereby reducing the amount of cooling gas used and obtaining a uniform flow of cooling gas. An object of the present invention is to provide a multi-chamber heat treatment furnace capable of obtaining a desired material for a processed product.
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用する。
すなわち、本発明は、第1の解決手段として、密閉可能な内部空間に搬入された被処理品を減圧下において加熱可能な加熱室と、前記被処理品の移動用の開口部を一つだけ有し密閉かつ減圧可能な内部空間に搬入された前記被処理品を冷却ガスにより冷却可能な冷却室と、前記加熱室内部と前記冷却室内部とに向かって形成された搬送路と前記被処理品を前記搬送路に沿って移動させる搬送装置とが密閉かつ減圧可能な内部空間に設けられた搬送室と、を備える、という手段を採用する。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
That is, the present invention provides, as a first solving means, a heating chamber capable of heating an object to be processed carried in a sealable internal space under reduced pressure, and only one opening for moving the object to be processed. A cooling chamber capable of cooling the article to be treated, which is carried into a sealed and decompressable internal space, with cooling gas, a conveyance path formed toward the heating chamber and the cooling chamber, and the treatment A means is adopted in which a transfer device that moves an article along the transfer path includes a transfer chamber provided in an internal space that can be sealed and decompressed.
また、多室型熱処理炉に係る第2の解決手段として、上記第1の解決手段における前記冷却室が、0.3MPa以上の圧力に耐えうる円筒形の耐圧容器からなる、という手段を採用する。 Further, as a second solving means related to the multi-chamber heat treatment furnace, a means is adopted in which the cooling chamber in the first solving means is composed of a cylindrical pressure vessel capable of withstanding a pressure of 0.3 MPa or more. .
また、多室型熱処理炉に係る第3の解決手段として、上記第1又は2の解決手段における前記搬送路が、前記被処理品の下部の両端部のみを搬送方向に移動可能に支持する複数のフリーローラが設けられると共に、前記搬送装置は、前記被処理品に係合しながら移動して前記被処理品を押し引きするプッシュプル部材と前記プッシュプル部材を移動させる駆動装置とが設けられる、という手段を採用する。 Further, as a third solving means related to the multi-chamber heat treatment furnace, the conveying path in the first or second solving means supports a plurality of lower end portions of the article to be processed so as to be movable in the conveying direction. Free rollers are provided, and the transport device is provided with a push-pull member that moves while engaging with the product to be processed and pushes and pulls the product to be processed, and a drive device that moves the push-pull member. , Is adopted.
また、多室型熱処理炉に係る第4の解決手段として、上記第1から第3のうちいずれかの解決手段における前記搬送路が、前記加熱室内部に向かって形成される第一搬送路に対して前記冷却室内部に向かって形成される第二搬送路が直交方向に設けられる、という手段を採用する。 Further, as a fourth solving means related to the multi-chamber heat treatment furnace, the conveying path in any one of the first to third solving means is a first conveying path formed toward the inside of the heating chamber. On the other hand, the means that the 2nd conveyance path formed toward the said cooling chamber inside is provided in an orthogonal direction is employ | adopted.
また、多室型熱処理炉に係る第5の解決手段として、上記第1から第4のうちいずれかの解決手段において、前記加熱室に前記被処理品を搬入させる前に、前記被処理品に予熱処理を施す予熱室を備える、という手段を採用する。 Further, as a fifth solving means relating to the multi-chamber heat treatment furnace, in any one of the first to fourth solving means, before the article to be processed is carried into the heating chamber, the article to be processed is A means of providing a preheating chamber for preheating is adopted.
また、多室型熱処理炉に係る第6の解決手段として、上記第1から第5のうちいずれかの解決手段において、前記加熱室に前記被処理品を搬入させる前に、前記被処理品に減圧処理を施す置換室を備える、という手段を採用する。 Further, as a sixth solving means relating to the multi-chamber heat treatment furnace, in any one of the first to fifth solving means, before the article to be processed is carried into the heating chamber, the article to be processed is A means of providing a replacement chamber for performing a decompression process is employed.
また、多室型熱処理炉に係る第7の解決手段として、上記第1から第6のうちいずれかの解決手段において、前記加熱室から前記被処理品を搬出させた後に、前記被処理品に減圧処理を施すと共に均熱処理を施す予熱置換室を備える、という手段を採用する。 Further, as a seventh solving means relating to the multi-chamber heat treatment furnace, in any one of the first to sixth solving means, after the article to be processed is carried out from the heating chamber, the article to be processed is A means of providing a preheating substitution chamber for performing a pressure reduction treatment and a soaking treatment is adopted.
本発明によれば、冷却室と加熱室とを離間配置して冷却室における被処理品の移動用の開口部を一つだけ形成するので、冷却室に装入抽出用の開口部を形成したり、冷却室を分離可能な構成にしたりせず、大型・大重量の密封扉や大重量のクラッチリングを設ける必要がない。これにより、冷却室を小型化することができる。 According to the present invention, since the cooling chamber and the heating chamber are spaced apart to form only one opening for moving the workpiece in the cooling chamber, an opening for charging and extraction is formed in the cooling chamber. And the cooling chamber is not separable, and there is no need to provide a large / heavy sealed door or a heavy clutch ring. Thereby, a cooling chamber can be reduced in size.
また、加熱室と冷却室との間に密閉かつ減圧可能な搬送室を設けているので、被処理品の装入抽出状況と多室型熱処理炉内の搬送状況に応じて、適宜搬送室の雰囲気が調整される。これにより、冷却室と加熱室とを離間配置して冷却室における被処理品の移動用の開口部を一つだけ形成しても、搬送室と冷却室との雰囲気を同様のものとすることができる。すなわち、減圧下で被処理品を搬送することにより放熱や冷却遅延を防止して、処理品が所望する材質と異なるものに改質されることを防ぐことができる。
さらに、冷却室の小型化に伴って冷却ガスの使用量を低減させると共に冷却ガスの流れを均一にすることが容易となる。
In addition, since a transfer chamber that is hermetically sealed and depressurized is provided between the heating chamber and the cooling chamber, the transfer chamber can be appropriately set according to the charging / extraction status of the article to be processed and the transfer status in the multi-chamber heat treatment furnace. The atmosphere is adjusted. Thereby, even if the cooling chamber and the heating chamber are spaced apart to form only one opening for moving the workpiece in the cooling chamber, the atmosphere in the transfer chamber and the cooling chamber should be the same. Can do. In other words, by conveying the product to be processed under reduced pressure, heat dissipation and cooling delay can be prevented, and the processed product can be prevented from being modified to a material different from the desired material.
Furthermore, it becomes easy to reduce the amount of cooling gas used as the cooling chamber becomes smaller and to make the flow of the cooling gas uniform.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第一実施形態〕
図1は、本実施形態の多室型熱処理炉1を示す概略構成図であり、図2は、図1におけるII−II断面図であり、図3は、図2におけるIII−III断面図である。なお、多室型熱処理炉1は、立方体形状の被処理品Wの熱処理を行うものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First embodiment]
1 is a schematic configuration diagram showing a multi-chamber
多室型熱処理炉1は、被処理品Wを加熱する加熱室10と、加熱された被処理品Wを冷却する冷却室20と、外部から被処理品Wが装入及び抽出されて加熱室10及び冷却室20に隣接する搬送室30とから概略構成される。
The multi-chamber
加熱室10は、図2に示すように、搬送室30と連通する搬入搬出口11aが設けられた真空容器11と、搬入搬出口11aに設けられて加熱室10の内部空間を密閉可能な加熱室扉12と、箱型形状であり搬入搬出口13aが設けられた断熱加熱室13と、搬入搬出口13aに設けられて断熱加熱室13の内部空間を熱遮蔽可能な断熱扉14と、断熱扉14を上下方向に移動させて開閉を行う開閉機構15と(図3参照)、断熱加熱室13内に設けられて被処理品Wを加熱するヒータ16とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、真空容器11は、炉外の減圧装置(不図示)に接続された空気排出孔11bが設けられ、加熱室扉12が閉じられた状態においてその内部が真空排気されるようになっている。すなわち、断熱扉14を開放し真空容器11内を真空排気した後に断熱扉14を閉じることにより、断熱加熱室13が真空状態かつ断熱状態となる。このような構成により、断熱加熱室13内部に搬入された被処理品Wが、真空状態かつ断熱状態で、所定の温度で加熱されるようになっている。
なお、空気排出孔11bに代えて、または、この空気排出孔11bと併せて、加熱室10の真空容器11と搬送室30の真空容器31とを連通可能な開閉バルブを備えた連通菅を設けてもよい。すなわち、加熱室10の空気排出孔11bから真空排気してもよいし、開閉バルブを開いて、連通管を介して搬送室30の空気排出孔31cから真空排気してもよい。
As shown in FIG. 3, the
Instead of the
この真空容器11の内部及び断熱加熱室13には、複数のフリーローラFが設けられている。このフリーローラFは、軸心を中心に自由に回転可能な円筒形の短いローラであり、二つのフリーローラFが対向するように、取付フレーム17に連続的に設けられている。これら複数のフリーローラFは、被処理品Wの下面の両端部のみを支持するようになっており、被処理品Wが搬入搬出口11aと断熱加熱室13の内部間とを移動可能としている。
なお、このフリーローラFは、上記のように被処理品Wを支持するだけであり、断熱加熱室13内で加熱されても機能が損なわれないように簡単な軸受(例えば、隙間の大きいジャーナル軸受)で構成され、熱対策がほとんど不要なシンプルな構成となっている。
A plurality of free rollers F are provided in the
The free roller F only supports the workpiece W as described above, and a simple bearing (for example, a journal with a large gap) so that the function is not impaired even when heated in the
冷却室20は、図1及び図2に示すように、冷却ガスGを循環させて被処理品Wを冷却するものであり、フランジ部21aを有する略円筒形状の真空容器21と、真空容器21の内部に収容される断熱冷却室22と、真空容器21の端部21bに取り付けられて、その一部が真空容器21に挿入される冷却循環装置23と、断熱冷却室22と冷却循環装置23との間を仕切りその一部を遮断する固定板24とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
真空容器21は、端部21bに冷却循環装置23が固定され、後述の搬送室30における側壁部31dの搬入搬出口(開口部)31bの周囲を囲うようにしてフランジ部21aが気密に固定されている。すなわち、冷却室20は、真空容器21と側壁部31dと冷却循環装置23とにより、外部及び多室型熱処理炉1の他の部分と区画された内部空間を形成するものである。
この真空容器21は、比較的に小形のものであり、その内部空間が例えば0.3MPa以上の高圧となっても十分に耐え得るように耐圧設計されたものである。
The cooling
The
真空容器21は、炉外の減圧装置(不図示)に接続された空気排出孔21cを備え、後述の搬入搬出口31bが閉じた状態において、その内部が真空排気されるようになっている。そして、真空排気後に冷却ガス供給機構(不図示)から高圧の冷却ガスGが供給されて、被処理品Wが冷却される。この冷却ガスGは、例えば0.3MPa以上のものであって、比較的高圧のものである。
The
なお、空気排出孔21cに代えて、またはこの空気排出孔21cと併せて、冷却室20の真空容器21と搬送室30の真空容器31とを連通可能な開閉バルブを備えた連通菅を設けてもよい。すなわち、冷却室20の空気排出孔21cから真空排気してもよいし、開閉バルブを開いて、連通管を介して搬送室30の空気排出孔31cから真空排気してもよい。
Instead of the
図4は、図2におけるIV-IV断面図である。
断熱冷却室22は、搬入搬出口31bから搬入された被処理品Wが静置されるものであり、搬入搬出口31bに隣接するように、搬送室30側の真空容器21の中央に設けられる。この断熱冷却室22は、両側面及び冷却循環装置23側の側面は気密性のある断熱壁22a〜22cで仕切られ、上下端に整流器22dが設けられている。この整流器22dは、断熱冷却室22を通過する冷却ガスGの速度分布を均一化させるものであり、例えば、貫通口が形成されたプレートと格子状に配列した複数の清流グリッドとから構成される。
また、この断熱冷却室22の内部空間の下側には、上述した複数のフリーローラFが、取付フレーム27に対向するように設けられている。この冷却室20内のフリーローラFは、上記加熱室10内のフリーローラFよりも高い位置に設けられている。
4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
The
The plurality of free rollers F described above are provided below the internal space of the heat insulating
図1及び図2に戻って、冷却循環装置23は、断熱冷却室22を通過した冷却ガスGを吸引して加圧する冷却ファン23aと、冷却ファン23aに吸引された冷却ガスGを間接冷却する熱交換器23bとが備えられている。冷却ファン23aは、真空容器21の外部に露出するように配置された冷却ファンモータ23cにより回転駆動され、固定板24を介して中央部から冷却ガスGを吸引し、外周部から吐出する。
熱交換器23bは、例えば、内部を水冷された冷却フィンチューブであり、冷却ファン23aの外周部から吐出された冷却ガスGが冷却されるようになっている。
1 and 2, the
The
このような構成に加えて、真空容器21と断熱壁22b,22cとの各間に設けられた水平仕切板25a,25b(図4参照)により冷却ガスGが上下に気密に仕切られている。また、固定板24が冷却ファン23aと同軸に回転駆動可能となっており、冷却ガスGの流出が上下切換え可能となっている。このような構成により、断熱冷却室22の内部には、上下方向に切り換え可能な冷却ガスGの流路が形成されている。
In addition to such a configuration, the cooling gas G is vertically and air-tightly partitioned by
搬送室30は、装入抽出口31a、搬入搬出口(開口部)31b及び減圧装置(不図示)に接続された空気排出口31cが設けられた真空容器31と、装入抽出口31aに設けられた装入抽出扉32と、この装入抽出扉32を開閉させる開閉機構33と、搬入搬出口31bに設けられた搬入搬出扉34と、この搬入搬出扉34を開閉させる開閉機構35と、加熱室10まで被処理品Wを移動させる第一搬送装置36と,装入抽出口31aから加熱室10の搬入搬出口11aまで設けられて被処理品Wを水平方向に移動可能に支持する第一搬送路37と、冷却室20まで被処理品Wを移動させる第二搬送装置40と、装入抽出口31a近傍から搬入搬出口31bまで設けられて被処理品Wを水平方向に移動可能に支持する第二搬送路41とが備えられている。なお、真空容器31の側壁部31dは、冷却室20の一部をも構成している。
The
装入抽出口31aは、加熱室10の加熱室扉12に対向する位置に設けられている。また、装入抽出扉32は、外部に設けられた開閉機構33により、装入抽出口31aを開放すると共に気密に閉塞することが可能である。
また、搬入搬出口31bは、冷却室20側に設けられる。そして、搬入搬出扉34は、真空容器31の内部空間上部に設けられた開閉機構35により、搬入搬出口31bを開放すると共に気密に閉塞して真空容器31の内部空間を密閉することが可能である。
つまり、真空容器31は、搬入搬出口11aと装入抽出口31aと搬入搬出口34を閉塞することにより、その内部空間が密閉されて、この状態で減圧装置(不図示)を駆動するとこの内部空間が真空になるようになっている。
The charging / extracting
The carry-in / out
That is, the internal space of the
第一搬送装置36は、被処理品Wに係合する第一搬送棒38と、第一搬送棒38を第一搬送路37に沿って移動させる第一駆動装置39とが備えられている。
The
第一搬送棒38は、起伏可能な係合部材38aを先端に有するものであり、第一搬送路37に沿ってこれの下部を移動するものである。つまり、係合部材38aは、高位置と低位置とに随時変更することができ、高位置では被処理品Wに係合して第一駆動装置39によって被処理品Wを水平に押し引きし、低位置では被処理品Wに係合することなく水平に移動できるように構成されている。
The
第一搬送路37は、装入抽出口31aから加熱室10の搬入搬出口11aまで互いに対向するように設けられた取付フレーム37aに複数のフリーローラFが設けられたものであり、これらは第一搬送路37のフリーローラFと加熱室10内のフリーローラFとが同じ高さになるようになっている。
The
第二搬送装置40は、被処理品Wに係合する第二搬送棒42と、第二搬送棒42を第二搬送路41に沿って移動させる第二駆動装置43と、第二搬送路41を昇降させる昇降装置44とが備えられている。
第二搬送棒42は、係合部材42aを先端に有し、第二搬送路41に沿ってこれの下部を移動するものである。
The
The
第二搬送路41は、互いに対向するように設けられた取付フレーム41aに複数のフリーローラFが設けられたものであり、装入抽出口31a近傍において第一搬送路37と交差する直交領域Xから搬入搬出口31bまで設けられている。
取付フレーム41aには昇降装置44が連結されて、第二搬送路41のフリーローラFを冷却室20内のフリーローラFと同じ高さにすることが可能であると共に、取付フレーム41a及びこれに取り付けられるフリーローラFを第一搬送路37よりも低い位置にすることが可能である。
In the
A lifting
この構成により、搬送室30の内部空間には、第一搬送路37と第二搬送路41により搬送路45が、第一搬送装置36と第二搬送装置42とで搬送装置46が構成されている。
With this configuration, in the internal space of the
続いて、多室型熱処理炉1の作用について説明する。この説明では、多室型熱処理炉1の初期状態においては、全ての扉が閉まっているものとする。
まず、搬送室30の装入抽出扉32が開けられて装入抽出口31aが開放され、被処理品Wを大気圧下で搬送室30内部に装入した後に、装入抽出扉32が閉じられる。そして、減圧装置(不図示)が駆動され、搬送室30の内部空間が真空となる。
Next, the operation of the multi-chamber
First, the charging / extracting
搬送室30の内部空間を真空とするのと同時に、加熱室10と冷却室20とのそれぞれの内部空間を空気排出孔11b、21cから真空排気して真空とする。なお、この際、上述したように、加熱室10と搬送室30と、冷却室20と搬送室30とにそれぞれ連通菅を設けて連通菅の開閉バルブを開くことより、加熱室10と冷却室20との内部空間を搬送室30の内部空間と同圧にしてもよい。また、冷却室20の内部空間については、搬入搬出扉34を開けることにより搬送室30の内部空間と同圧にしてもよい。
At the same time that the internal space of the
次に、搬送室30の内部空間と加熱室が同圧となった後に加熱室扉12及び断熱扉14が開けられる。
被処理品Wは、第一搬送棒38により第一搬送路37上を移動して加熱室10における断熱加熱室13の内部まで搬送される。なお、このとき、第二搬送路41は、低位置にあり第一搬送路37に干渉しないようになっている。
Next, after the internal space of the
The article W to be processed moves on the
被処理品Wが断熱加熱室13の内部まで移動すると、加熱室扉12及び断熱扉14が閉じられ、被処理品Wは断熱状態かつ真空状態でヒータ16により加熱される。この加熱処理後、加熱室扉12、断熱扉14及び搬入搬出扉34が開けられて、被処理品Wが第一搬送棒38により第一搬送路37上を移動して第一搬送路37と第二搬送路41との直交領域Xまで搬送される。この際、加熱室10、冷却室20及び搬送室30の内部は全て真空状態である。
なお、上述した通り、冷却室20について、搬入搬出扉34を開けることにより搬送室30と同圧にする場合には搬入搬出扉34を予め開けていてもよい。
When the article to be processed W moves to the inside of the heat insulating
In addition, as above-mentioned, when making the same pressure as the
第一搬送路37と第二搬送路41の直交領域Xに達すると第一搬送路37よりも低位置にあった第二搬送路41が昇降装置44により上昇する。なお、この時、第一搬送棒38は、初期位置まで戻っており第二搬送路41に干渉することはない。また、この際に断熱扉14が閉じられる。
第二搬送路41のフリーローラFが冷却室20内のフリーローラFの高さとなる位置まで上昇した後に、被処理品Wを第二搬送棒42により断熱冷却室22の内部まで搬送する。
When reaching the orthogonal region X of the
After the free roller F in the
被処理品Wが断熱冷却室22の内部に達すると搬入搬出扉34が閉じられ、冷却室20の内部空間が密閉される。この状態において、冷却室20の内部空間に冷却ガス供給機構(不図示)から比較的高圧(例えば0.3MPa以上)かつ少量の冷却ガスGが供給され、その流れが適宜上下方向に切り換えられて断熱冷却室22を円滑かつ均一に循環することにより、被処理品Wが均一に冷却される。
When the workpiece W reaches the inside of the heat insulating
被処理品Wの冷却中に搬送室30の内部空間は大気圧に復圧され、被処理品Wの冷却後に、冷却室20を大気圧に復圧する。この復圧後に搬入搬出扉34が開けられて、被処理品Wが第二搬送棒42により断熱冷却室22から直交領域Xまで搬送される。
なお、冷却室20と搬送室30とを連通可能な連通菅を設けた場合には、被処理品Wの冷却が完了するまで搬送室30を復圧させず、被処理品Wの冷却完了後に連通管の開閉バルブを開き、冷却室20の復圧(減圧)と搬送室30の復圧(増圧)を同時に行っても良い。この場合、搬送室30の復圧は冷却ガスGにより行うことになる。
While the workpiece W is being cooled, the internal space of the
In addition, when a communication rod capable of communicating between the cooling
被処理品Wが直交領域Xに搬送されると昇降装置44により第二搬送路41が下降し、被処理品Wは再び第一搬送路37上に載置される。さらに、炉外に設置した挿入抽出器(不図示)より直交領域Xから装入抽出口31aまで搬送されて、装入抽出口31aが開けられて、被処理品Wが炉外へと抽出される。
そして、新たな被処理品Wが炉内に装入されることにより、上記に説明した動作が再び繰り返され、複数の被処理品Wの連続的な熱処理が行われる。
When the article to be processed W is conveyed to the orthogonal region X, the second conveying
Then, when a new workpiece W is charged into the furnace, the above-described operation is repeated again, and a plurality of workpieces W are continuously heat-treated.
このように、多室型熱処理炉1によれば、加熱室10と冷却室20とを離間配置して冷却室20における被処理品Wの移動用の搬入搬出口31bを一つだけ形成するので、冷却室20に装入抽出用の開口部を形成したり、冷却室を分離可能な構成にしたりせず、大型・大重量の密封扉や大重量のクラッチリングを設ける必要がない。これにより、冷却室20を小型化することができる。
Thus, according to the multi-chamber
また、加熱室10と冷却室20との間に密閉かつ減圧可能な搬送室30を設けているので、被処理品Wの装入抽出状況と多室型熱処理炉内の搬送状況に応じて、適宜搬送室30の雰囲気が調整される。これにより、加熱室10と冷却室20とを離間配置して冷却室20に被処理品Wの移動用の搬入搬出口31bを一つだけ形成しても、冷却室20と搬送室30との雰囲気を同様のものとすることができる。すなわち、減圧下で被処理品Wを搬送することにより放熱や冷却遅延を防止して、被処理品Wが所望する材質と異なるものに改質されることを防ぐことができる。
In addition, since the
また、被処理品Wを冷却室20内に搬入及び搬出する第一搬送装置36を冷却室20に設けずに搬送室30に設けるので、その余剰スペース分だけ冷却室20を小形化することができる。
さらに、冷却室20の小型化に伴って冷却ガスGの使用量を低減させると共に冷却ガスGの流れを均一にすることが容易となって被処理品Wの冷却を均一に行うことができる。
Further, since the
Further, as the cooling
また、冷却室20を小型化することで耐圧性能の設計が容易となるので、例えば、0.3MPa以上の圧力に耐えうる円筒形の耐圧容器を設計することも容易となる。
また、搬送室30内部における第一搬送路37に対して第二搬送路41が直交方向に設けられているので、様々な製造ラインに幅広く対応することができる。
In addition, since the pressure-resistant performance can be easily designed by downsizing the cooling
Moreover, since the
〔第二実施形態〕
図5は、本実施形態の多室型熱処理炉2を模式的に示した平面図である。なお、図1〜4と同様の構成要素については、同一の符号を付し説明を省略する。
多室型熱処理炉2は、加熱室50と、冷却室20と、搬送室30とを備えている。
加熱室50は、上記多室型熱処理炉2の加熱室10とその基本的な構成は異ならないが、加熱室10が一つの被処理品Wのみを加熱するのに対して、同時に二つの被処理品Wを加熱する点が異なる。また、加熱室50には、上記加熱室10と同様にフリーローラFが設けられている。
なお、加熱室50内において加熱室扉12の前に断熱用加熱扉があるが、これは上記第一実施形態における断熱扉14と同様のものであり、説明を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a plan view schematically showing the multi-chamber heat treatment furnace 2 of the present embodiment. In addition, about the component similar to FIGS. 1-4, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
The multi-chamber heat treatment furnace 2 includes a
The
In addition, although there exists a heating door for heat insulation in front of the
続いて、多室型熱処理炉2の作用を説明する。
多室型熱処理炉2に装入された二つの被処理品W1,W2は、上記多室型熱処理炉1と同様の過程を経て、加熱室50に搬入される。しかし、上述したように冷却室20は小型のものであり、被処理品W1,W2を同時に冷却することはできないので、これらを一つずつ冷却する。つまり、被処理品W1を先に搬出して冷却室20で冷却しこれを炉外へ抽出した後に、被処理品W2を冷却室20に搬入して冷却する。
Next, the operation of the multi-chamber heat treatment furnace 2 will be described.
The two articles W1 and W2 charged in the multi-chamber heat treatment furnace 2 are carried into the
被処理品W1が加熱室50から搬送室30に搬出された後には、加熱室扉12が再び閉められて、被処理品W2が加熱室50内で待機させられる。
そして、被処理品W1の冷却処理が終了し、被処理品W1が復圧された冷却室20から搬送室30へと搬出されると、搬入搬出扉34が閉められて冷却室20内が再び減圧される。そして、装入抽出扉32が開放されて被処理品W1が装入抽出口31bから炉外へと抽出されると、装入抽出扉32が閉じられた後に搬送室30内が再び真空にされて、加熱室50内の被処理品W2の冷却処理を始める。
さらに、被処理品W2の冷却処理が終了して、これが炉外に抽出された後には新たに二つの被処理品Wが搬送室30内に装入されて加熱処理が開始される。
After the article to be processed W1 is carried out from the
When the cooling process of the article to be processed W1 is completed and the article to be processed W1 is discharged from the cooled cooling
Furthermore, after the cooling process of the article to be processed W2 is completed and extracted from the outside of the furnace, two articles to be processed W are newly charged into the
このように、多室熱処理炉2によれば、上述した効果と同様の効果が得られる他、加熱室50が被処理品Wを二つ収容するので、処理効率を格段に向上させることができる。すなわち、多室型熱処理炉2は高速ガス冷却方式なので、加熱時間よりも冷却時間が極めて短くなっている。つまり、冷却室20内に一つの被処理品Wしか収容できなくても、同時に加熱及び冷却処理された二つの被処理品W1及びW2は、ほとんど時間差がない状態で冷却されるので、被処理品W1及びW2の材質に差異が生じることはない。これにより、加熱室に一つの被処理品を収容した場合に比べて、処理効率を倍程度に向上させることができる。
Thus, according to the multi-chamber heat treatment furnace 2, in addition to the same effects as described above, the
〔第三実施形態〕
図6は、本実施形態の多室型熱処理炉3を模式的に示した平面図である。多室型熱処理炉3は、いわゆる真空熱処理式ストレートスルー型の多室型熱処理炉に本発明を適用したものである。なお、図1〜5と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
[Third embodiment]
FIG. 6 is a plan view schematically showing the multi-chamber heat treatment furnace 3 of the present embodiment. The multi-chamber heat treatment furnace 3 is obtained by applying the present invention to a so-called vacuum heat treatment type straight-through multi-chamber heat treatment furnace. In addition, about the component similar to FIGS. 1-5, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
多室型熱処理炉3は、置換室60と、第一加熱室61と、第二加熱室62と、搬送室30とが順に隣接するように設けられている。また、これらの設置方向の鉛直方向において搬送室30に隣接する冷却室20が設けられている。
The multi-chamber heat treatment furnace 3 is provided such that the
置換室60は、装入扉70を介して被処理品Wが炉外からその内部へと装入されるものであり、加熱処理に先立って大気圧から真空へと減圧が行われるものである。なお、置換室60の内部空間は、装入扉70が閉まることで密閉されるようになっている。
In the
第一加熱室61、第二加熱室62は、加熱室50とその構成がほとんど同様のものであり、それぞれその内部空間を密閉可能な第一扉71,第二扉72が設けられており、第一扉71を開けることにより置換室60と第一加熱室61が連通し、第二扉72を開けることにより、第一加熱室61と第二加熱室62とが連通するようになっている。また、搬送室30の搬入搬出扉12を開けることにより第二加熱室62と搬送室30とが連通し、搬入搬出扉12に対向して設けられた抽出扉32を開けると搬送室30と炉外が連通するようになっている。なお、予熱室61から搬送室30までは、上記第一搬送路37と同様の搬送路が形成されており、各室は真空にすることが可能である。
The
第一加熱室61と第二加熱室62との間の被処理品Wの移動は、二つずつなされる。すなわち、第二加熱室62は二つの被処理品Wが戴置されるスペースしか有さないので、第二加熱室62の2つの被処理品Wが順次冷却室20を経て炉外に抽出された時に、第一加熱室61の2つの被処理品Wが不図示の搬送機構により第二加熱室62に移動される。第二加熱室62に移動された被処理品Wは、上記加熱室50の場合と同様に冷却室20を介して炉外に抽出される。
移動を2つずつとしたのは、冷却処理や減圧処理(ガス置換)に比べて、加熱処理は長時間を要するからであり、被処理品Wの材質のバラつきが大きくなることを避けるためである。
なお、第一加熱室61内において第一扉71及び第二扉72のそれぞれの前に、第二加熱室62内において第二扉72及び加熱室扉12のそれぞれの前に、断熱用加熱扉が設けられているが、これは上記第一実施形態における断熱扉14と同様のものであり、説明を省略する。
Two articles W are moved between the
The reason for the two movements is that the heat treatment takes a long time compared to the cooling treatment or the decompression treatment (gas replacement), so that the variation in the material of the workpiece W is not increased. is there.
In addition, in the
続いて、多室型熱処理炉3の作用について説明する。なお、各扉は全て閉まっているものとし、各室は全て真空である。
置換室60の装入扉70が大気圧下で開けられて、その内部空間に被処理品Wが装入される。その後、密閉された置換室60の内部空間が減圧されて真空となる。
Next, the operation of the multi-chamber heat treatment furnace 3 will be described. Note that all doors are closed, and all the chambers are vacuum.
The charging
第一加熱室61の2つの被処理品Wが第二加熱室62へと搬送されると、第一扉71が開けられ置換室60内の被処理品Wが第一加熱室61に搬送される。この後に第一扉71は閉じられるが、新たな被処理品Wが置換室60内に搬送されると減圧処理の後にこの新たな被処理品Wが第一加熱室61に搬送される。そして、第一扉71が再度閉められ、これら二つの被処理品Wに対して加熱処理が行われる。
When the two workpieces W in the
また、第二加熱室62内に被処理品Wが無くなり、かつ、第一加熱室61での加熱時間を経過すると第二扉72が開けられて、第一加熱室61から第二加熱室62内に被処理品Wが搬送される。
In addition, when there is no workpiece W in the
このように、多室型熱処理炉3によれば、上述した本発明の効果と同様の効果が得られる他、二つの加熱室が備えられるので、様々な方法の熱処理を行うことができ、被処理品Wについて様々な材質を得ることができる。また、搬送室30を備えるので、これに搬送装置が設けられて複数室の間を自由に搬送することができる構成を容易に得ることができると共に、多室型熱処理炉の設計の自由度も高めることができる。
Thus, according to the multi-chamber heat treatment furnace 3, in addition to the effects similar to the effects of the present invention described above, since two heating chambers are provided, various methods of heat treatment can be performed. Various materials can be obtained for the processed product W. In addition, since the
〔第四実施形態〕
図7は、本実施形態の多室型熱処理炉4を模式的に示した平面図である。多室型熱処理炉4は、いわゆる雰囲気炉型ストレートスルー型の多室型熱処理炉に本発明を適用したものである。なお、図1〜6と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
[Fourth embodiment]
FIG. 7 is a plan view schematically showing the multi-chamber heat treatment furnace 4 of the present embodiment. The multi-chamber heat treatment furnace 4 is the one in which the present invention is applied to a so-called atmospheric furnace type straight-through multi-chamber heat treatment furnace. In addition, about the component similar to FIGS. 1-6, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
多室型熱処理炉4は、予熱室80と、第一加熱室61と、第二加熱室62と、予熱置換室81と、搬送室30とが順に隣接するように設けられている。また、これらの設置方向の直交方向において搬送室30に隣接する冷却室20が設けられている。
The multi-chamber heat treatment furnace 4 is provided so that the preheating
予熱室80は、装入扉90を介して被処理品Wが炉外からその内部へと装入されるものであり、加熱処理に先立って被処理品Wを予熱処理するものである。なお、予熱室80の内部空間は、装入扉90が閉まることで雰囲気遮断されるようになっている。
なお、余熱室80内において第一扉71の前に断熱用加熱扉が設けられているが、これは上記第一実施形態における断熱扉14と同様のものであり、説明を省略する。
In the preheating
In addition, although the heat insulation heating door is provided in front of the
予熱置換室81は、第三扉91を介して内部に搬入された被処理品Wに予熱処理を行うと共に、予熱室80にて混入した大気をガス置換するものである。
なお、予熱室80から搬送室30までは、上記第一搬送路37と同様の搬送路が形成されている。この内、予熱置換室81、搬送室30及び冷却室20は、真空にすることが可能である。
The preheating
A transport path similar to the
続いて、多室型熱処理炉4の作用について説明する。なお、各扉は全て閉まっているものとする。
予熱室80の装入扉90が大気圧下で開けられて、その内部空間に被処理品Wが装入される。この時、第一加熱室61、第二加熱室62の内部には、爆発性のガスや表面改質ガスが充填されている場合がある。なお、その圧力は大気圧にほぼ等しい。
各室の移動は被処理品Wが一つずつ移動していき、移動の前後には各扉が開閉する。そして、予熱加熱室81において、予熱室80から混入した雰囲気ガスをガス置換する。この際、被処理品Wが第二加熱室62から予熱置換室81に移動した際に爆発性のガスや表面改質ガスが混入したとしても、雰囲気ガスと共に排気され真空にされる。真空後、搬送室30を介して冷却室20内で被処理品Wが冷却される。
Next, the operation of the multi-chamber heat treatment furnace 4 will be described. Note that all doors are closed.
The charging
Each chamber is moved one by one, and the doors are opened and closed before and after the movement. In the preheating
このように、多室型熱処理炉4によれば、上述した本発明の効果と同様の効果が得られる。 Thus, according to the multi-chamber heat treatment furnace 4, the same effect as the effect of the present invention described above can be obtained.
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 Note that the operation procedures shown in the above-described embodiments, the shapes and combinations of the constituent members, and the like are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
例えば、上述した実施の形態においては、冷却室20の一部を搬送室30の側壁部31dにより構成したが、真空容器21のフランジ部21a側に端壁を設けてこれに開口部を設ける構成にしてもよい。
また、第一搬送路37と第二搬送路41にフリーローラFを設ける構成としたが、例えば、これに代えてローラハースを用いると共に、この搬送装置としてモータを用いてもよい。
For example, in the embodiment described above, a part of the cooling
Moreover, although the free roller F was provided in the
また、上記実施形態においては、水平方向に各処理室を配置したが、鉛直方向に各処理室を配置する構成にしてもよい。
また、上記実施形態においては、加熱室10と冷却室20とを直交するように配置させたが、直列的に配置してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although each process chamber was arrange | positioned in the horizontal direction, you may make it the structure which arrange | positions each process chamber in the vertical direction.
Moreover, in the said embodiment, although the
また、例えば加熱室の下部に車輪やレールを敷設して、加熱室10を移動可能及び搬送室30と着脱可能に構成し、被処理品Wの加熱処理が終了した後又は加熱処理と同時に加熱室10を搬送室30近傍に移動すると共に搬送室30に連結させて、シール材等により雰囲気遮断した後に加熱室10から搬送室30へと被処理品Wを移動させて、その後冷却室20に搬送する構成にしてもよい。
Further, for example, a wheel or rail is laid in the lower part of the heating chamber so that the
1,2,3,4…多室型熱処理炉
10,50…加熱室
20…冷却室
21…真空容器(耐圧容器)
30…搬送室
31b…搬入搬出口(開口部)
37…第一搬送炉
40…第二搬送装置
41…第二搬送路
45…搬送路
46…搬送装置
60…置換室
71…第一加熱室(加熱室)
72…第二加熱室(加熱室)
80…予熱室
81…予熱置換室
G…冷却ガス
W…被処理品
1, 2, 3, 4 ... multi-chamber
30 ...
37 ...
72 ... Second heating chamber (heating chamber)
80 ...
Claims (7)
前記被処理品の移動用の開口部を一つだけ有し密閉かつ減圧可能な内部空間に搬入された前記被処理品を冷却ガスにより冷却可能な冷却室と、
前記加熱室内部と前記冷却室内部とに向かって形成された搬送路と前記被処理品を前記搬送路に沿って移動させる搬送装置とが密閉かつ減圧可能な内部空間に設けられた搬送室と、
を備えることを特徴とする多室型熱処理炉。 A heating chamber capable of heating the article to be processed carried into the sealable interior space under reduced pressure;
A cooling chamber that has only one opening for moving the article to be treated and can cool the article to be treated carried into a sealed and depressurized internal space with a cooling gas;
A transfer chamber provided in an internal space in which a transfer path formed toward the inside of the heating chamber and the inside of the cooling chamber and a transfer device for moving the article to be processed along the transfer path are sealed and depressurized. ,
A multi-chamber heat treatment furnace comprising:
前記搬送装置は、前記被処理品に係合しながら移動して前記被処理品を押し引きするプッシュプル部材と前記プッシュプル部材を移動させる駆動装置とが設けられることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の多室型熱処理炉。 The transport path is provided with a plurality of free rollers that support only the lower ends of the article to be processed so as to be movable in the transport direction.
2. The transport device includes a push-pull member that moves while being engaged with the object to be processed and pushes and pulls the object to be processed, and a drive device that moves the push-pull member. Alternatively, a multi-chamber heat treatment furnace according to claim 2.
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Legal Events
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