JP2010266176A - 多室型熱処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の熱処理室間にて熱処理対象物Xを受渡しを行う受渡し装置5を備え、該受渡し装置5は、前記熱処理室において加熱された前記熱処理対象物Xを保温する保温手段を備え、該保温手段は、前記受渡し装置5に収容された前記熱処理対象物Xを囲う断熱室5hと、該断熱室5hの内部に配置されるヒータ5iを備える。
【選択図】図3
Description
このように、連続炉においては、大量の部材を熱処理する場合には、熱処理を停止せざるを得ない状態が生じやすい。
このような多室型燃焼装置によれば、各燃焼室において並行して部材を熱処理することができると共に、いずれかの熱処理室において長時間の熱処理を行う場合や何らかの不足事態によって熱処理を停止する場合であっても、他の熱処理室における熱処理を停止する必要がない。
したがって、特許文献1及び2において提案された多室型燃焼装置によれば、大量の部材を効率的に熱処理することができる。
しかしながら、上述の多室型燃焼装置において、熱処理の予熱を行う場合には、予熱された部材が一旦主搬送室に渡され、主搬送室から各熱処理室に搬送される。このため、予熱された部材が主搬送室において冷却されてしまう。
また、通常、加熱室において加熱された部材は、冷却室において冷却されることとなる。そして、この場合においても、加熱された部材が一旦主搬送室に渡され、主搬送室から冷却室に搬送される。このため、加熱された部材が主搬送室において冷却されてしまう。
つまり、多室型燃焼装置においては、熱処理室間における部材の受渡しの際に部材が冷却される。このような受渡しの際の部材の冷却は、部材の熱処理サイクルに含まれるものではないため、熱処理によって求められる部材の特性が変化する虞がある。
(1)多室型熱処理装置において、熱処理室間における受渡しの際に熱処理対象物が冷却されることを抑制し、熱処理によって所望の特性の熱処理対象物を得る。
(2)多室型熱処理装置において、熱処理対象物の受渡し環境が汚染されることを抑制する。
また、保温手段によって熱処理対象物の受渡し環境の低温化が防がれるため、気化ガスが固化することを抑制し、熱処理対象物の受渡し環境が汚染されることを抑制することが可能となる。
これらの図に示すように、本実施形態の多室型熱処理装置1は、予熱装置2と、複数の加熱装置3(31〜33)と、冷却装置4と、受渡し装置5とを備えている。
図4は、予熱装置2をワークXの出入方向から見た断面図である。そして、当該図4及び図2に示すように、予熱装置2は、チャンバ2a(予熱室)と、搬入扉2bと、昇降部2cと、搬出扉2dと、昇降部2eと、断熱室2fと、床部2gと、ヒータ2hと、ファン2iと、モータ2jと、レール2kとを備えている。
なお、チャンバ2aには不図示の真空ポンプと窒素ガス供給装置が接続されており、チャンバ2aの内部が窒素ガスによってパージ可能に構成されている。
そして、当該断熱室2fの内部には、受け板と当該受け板を支えるパイプ形状の支持部材からなる床部2gが設置されており、ワークXを収納可能に構成されている。なお、床部2gは、後述する受渡し装置5が備えるフォーク5fが上下に通過可能とするために、ワークXの出入方向に延在する受け板部材が当該出入方向と直交する水平方向に間隔を空けて配列されて構成されている。
また、断熱室2fの内部には、ワークXの収納領域を囲ってヒータ2hが配設されている。
さらに断熱室2fの内部には、当該断熱室2fの内部を攪拌するファン2iが設置されている。そして、このファン2iは、チャンバ2aに固定されるモータ2jによって駆動される。
なお、チャンバ2aにも不図示の真空ポンプと窒素ガス供給装置が接続されており、チャンバ3aの内部が窒素ガスによってパージ可能に構成されている。
そして、当該断熱室3dの内部には、受け板と当該受け板を支えるパイプ形状の支持部材からなる床部3eが設置されており、ワークXを収納可能に構成されている。なお、床部3eは、後述する受渡し装置5が備えるフォーク5fが上下に通過可能とするために、ワークXの出入方向に延在する受け板部材が当該出入方向と直交する水平方向に間隔を空けて配列されて構成されている。
また、断熱室3dの内部には、ワークXの収納領域を囲ってヒータ3fが配設されている。
また、チャンバ3aの他方側にはメンテナンス用扉3hが設置されており、当該メンテナンス用扉3hを開放することによって、チャンバ3aの内部がメンテナンス可能に構成されている。
図5は、冷却装置4の断面図である。この図に示すように、冷却装置4は、チャンバ4a(冷却室)と、搬出扉4bと、昇降部4cと、搬入扉4dと、昇降部4eと、整流室4fと、床部4gと、ファン4iと、モータ4jと、レール4kとを備えている。
なお、チャンバ4aには不図示の真空ポンプと窒素ガス供給装置が接続されており、チャンバ4aの内部が窒素ガスによってパージ可能に構成されている。
そして、当該整流室4fの内部には、受け板と当該受け板を支えるパイプ形状の支持部材からなる床部4gが設置されており、ワークXを収納可能に構成されている。なお、床部4gは、後述する受渡し装置5が備えるフォーク5fが上下に通過可能とするために、ワークXの出入方向に延在する受け板部材が当該出入方向と直交する水平方向に間隔を空けて配列されて構成されている。
さらに整流室4fの内部には、当該整流室4fの内部を攪拌するファン4iが設置されている。そして、このファン4iは、チャンバ4aに固定されるモータ4jによって駆動される。
レール5cは、ターンテーブル装置5b上に敷設されており、当該ターンテーブル装置5bによって回転されることによって、予熱装置2のレール2k、加熱装置3のレール3g、及び冷却装置4のレール4kと接続可能とされている。
昇降シリンダ5eは、台車5d上に設置されており、フォーク5fの昇降を行うものである。
フォーク5fは、レール5cと平行に延在されており、自らの上にワークXを載置するものである。
そして、本実施形態において、ターンテーブル装置固定断熱部5hは、ワークX自体を自らの内部へ出入可能とするために、上記開口領域として、ワークXの出入方向に開口された出入用開口領域5haを有する。また、ターンテーブル装置固定断熱部5hは、フォーク5f上に載置されたワークXを出入可能とするために、底部に相当する領域に底部開口領域5hbを有している。つまり、ターンテーブル装置固定断熱部5hは、フォーク5fの先端側の側壁と床壁とが取り払われた箱型形状を有している。
なお、本実施形態においてターンテーブル装置5bの待機位置とは、図1に示すように、出入用開口領域5haが収納室5rに向く位置である。
この出入方向用蓋部5jは、チャンバ5aの内壁に固定されており、ターンテーブル装置5b及び昇降シリンダ5eが移動した場合であっても、その空間位置が固定されている。そして、当該出入方向用蓋部5jに対して、熱電対5kが設置されている。この熱電対5kは、ターンテーブル装置固定断熱部5h内部の温度を測定するものである。
そして、図7及び図3に示すように、ターンテーブル装置5bが待機位置とされた場合におけるターンテーブル装置固定断熱部5hの上方には、昇降シリンダ5qによって昇降可能な支持部5nと、当該支持部5nに設置される電極棒5o及びガイド棒5pとが設置されている。なお、図8に示すように、支持部5nには、正負の電極棒5oが設置され、当該電極棒5oを囲う三角形の頂点にガイド棒5pが設置されている。
なお、ガイド穴5mも、正負の電極パッド5lを囲う三角形の頂点に配置されている。また、電極棒5oは、電源Aと電気的接続されている。そして、ターンテーブル装置5bが待機位置である状態で、昇降シリンダ5qによって支持部5nを下降させて電極棒5oを電極パッド5lと接触させることによって、ヒータ5iに対して給電が可能とされている。
つまり、本実施形態の多室型熱処理装置1においては、電極棒5o、昇降シリンダ5q及び電源Aによって本発明の給電手段が構成されている。
断熱材付移動蓋部5sは、ターンテーブル装置5bが待機位置であり、かつ、ターンテーブル装置固定断熱部5h内にワークXが収容されていない場合に、ターンテーブル装置固定断熱部5hの底部開口領域5hbを塞ぐ断熱部材である。そして、断熱材付移動蓋部5sは、ターンテーブル装置固定断熱部5hの底部開口領域5hbを塞がない場合には、収納室5rに収納される。
移動部5tは、断熱材付移動蓋部5sを、収納室5rと底部開口領域5hbを塞ぐ位置との間で移動させるものである。
さらに、本実施形態の多室型熱処理装置1においては、上述のようにターンテーブル装置固定断熱部5hと、出入方向用蓋部5jと、断熱材付移動蓋部5sとによって形成される断熱室と、該断熱室の内部に配置されるヒータ5iとによって、予熱装置2によって予熱されたワークXを保温する。つまり、本実施形態の多室型熱処理装置1においては、ターンテーブル装置固定断熱部5hと、出入方向用蓋部5jと、断熱材付移動蓋部5sと、ヒータ5iとによって、本発明の保温手段が構成される。
具体的には、予熱装置2の搬入扉2bが昇降部2cによって上昇されてチャンバ2a及び断熱室2fが開口された状態とされる。そして、作業者が、断熱室2f内に設置された床部2g上にワークXを載置することによってワークXの装入が行われる。
そして、窒素ガス供給装置によってチャンバ2a内に窒素ガスが供給されることによってチャンバ2a内が不活性雰囲気とされた後、ヒータ2hに給電がなされることによって断熱室2f内部の温度が、ロウ材の融点以下の温度である予熱温度とされ、これによって加熱雰囲気においてワークXの予熱が行われる。
したがって、チャンバ2a内から搬出されて、ターンテーブル装置固定断熱部5hに収容されたワークXは、受渡し装置5において冷却されることが抑制される。
なお、ターンテーブル装置固定断熱部5h内の温度は、熱電対5kからの出力に基づいて予熱温度に制御される。
より詳細には、ヒータ3fによってワークXがロウ材の融点以上に加熱されることによってロウ材が溶融され、再びロウ材の融点以下とされることによってロウ材が固着される。
したがって、チャンバ3a内から搬出されて、ターンテーブル装置固定断熱部5hに収容されたワークXは、受渡し装置5において冷却されることが抑制される。
より詳細には、冷却ガスがチャンバ4a内に供給され、このチャンバ4a内にワークXが載置されることによってワークXが冷却される。
より詳細には、昇降部4cによって搬出扉4bが上昇されて開けられ、これによって露出したワークXが冷却装置4の外部に搬出されることによって、ワークXの抽出が行われる。
図9及び図10に示すように、本実施形態の多室型熱処理装置1においては、複数のワークXに対する熱処理が並行して行われる。例えば、いずれかのワークXが加熱装置3において加熱処理されている間に、他のワークXを予熱あるいは冷却処理することができる。
また、ターンテーブル装置固定断熱部5hと、出入方向用蓋部5jと、断熱材付移動蓋部5sと、ヒータ5iとによって、ワークXの受渡し環境の低温化が防がれるため、気化ガスが固化することを抑制し、ワークXの受渡し環境が汚染されることを抑制することが可能となる。
このため、ターンテーブル装置固定断熱部5hが常にフォーク5fと共に回転され、フォーク5fを出し入れすることによって容易にワークXをターンテーブル装置固定断熱部5hに出し入れすることができる。
また、このような構成を採用することによって、ターンテーブル装置固定断熱部5hにワークXを出し入れする際の移動量を少なくすることができ、装置の小型化を図ることが可能となる。
このような構成を採用することによって、待機状態においてターンテーブル装置固定断熱部5hから熱が逃げることを抑制し、ターンテーブル装置固定断熱部5hにおける保温効率を高めることが可能となる。
このため、常にヒータ5iに対して給電を行う必要がなく、配線の取り回しが容易となる。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、予熱室、冷却室、加熱室の数を変更することも可能であり、また異なる種類の熱処理室を設けることも可能である。
例えば、受渡し装置5の上下に予熱室と冷却室とを設け、受渡し装置5の周囲に5つの加熱室を設置しても良い。また、熱処理室以外の処理室(例えば脱気室等)をさらに設置しても良い。
ただし、この場合には、受渡し装置5におけるワークXの搬送機構も、上記変更に応じて変更されることとなる。つまり、上記実施形態における受渡し装置5の構成は、一例であり、他の構成を採用することもできる。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、チャンバ5aの内部全体を予熱温度に加熱するような加熱手段を上記保温手段として備えることも可能である。
Claims (7)
- 複数の熱処理室間にて熱処理対象物の受渡しを行う受渡し装置を備える多室型熱処理装置であって、
前記受渡し装置は、前記予熱室あるいは前記熱処理室において加熱された前記熱処理対象物を保温する保温手段を備えることを特徴とする多室型熱処理装置。 - 前記保温手段は、前記受渡し装置に収容された前記熱処理対象物を囲う断熱室と、該断熱室の内部に配置されるヒータとを備えることを特徴とする請求項1記載の多室型熱処理装置。
- 前記受渡し装置が前記熱処理対象物の搬送を行う搬送手段を備え、
前記断熱室は、前記熱処理対処物の出入用に開口された開口領域を有すると共に前記搬送手段に固定される搬送手段固定部と、前記搬送手段の外部に配置されると共に前記搬送手段が待機位置とされた場合に前記搬送手段固定部の開口領域を塞ぐ蓋部とを備える
ことを特徴とする請求項2記載の多室型熱処理装置。 - 前記搬送手段固定部が前記開口領域として、熱処理対象物の出入方向に開口された出入用開口領域を備え、
前記蓋部として、前記搬送手段が待機位置とされた場合に前記出入用開口領域を塞ぐ出入方向蓋部を備える
ことを特徴とする請求項3記載の多室型熱処理装置。 - 前記蓋部として、前記熱処理対象物が前記断熱室内に収容されていない場合に移動されて前記開口領域を塞ぐ移動蓋部を備えることを特徴とする請求項3または4記載の多室型熱処理装置。
- 前記搬送手段が待機位置である場合に前記ヒータと電気的に接続されると共に前記ヒータに給電する給電手段を備えることを特徴とする請求項3〜5いずれかに記載の多室型熱処理装置。
- 前記熱処理室として、加熱環境における前記熱処理対象物の予熱が行なわれる予熱室と、加熱環境における前記熱処理対象物の加熱処理が行われる複数の加熱室と、冷却環境における前記熱処理対象物の冷却処理が行われる冷却室とを備えることを特徴とする請求項1〜6いずれかに記載の多室型熱処理装置。
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