JP2016053199A - Heat treatment equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱処理装置に関する。 The present invention relates to a heat treatment apparatus.
従来、被処理物である金属部品に対して焼き入れ等の処理を行うために、加熱室や冷却室を備える熱処理装置が用いられている。例えば、特許文献1には、中間搬送室の上方に複数の加熱室が設けられ、中間搬送室の下方に冷却室が設けられた熱処理装置が開示されている。このような熱処理装置などの冷却室には、一般に、冷却室から冷却液(冷却媒体)を回収するとともに回収した冷却液を冷却して冷却室に供給する冷却液回収供給装置(冷却媒体循環装置)が設けられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a heat treatment apparatus including a heating chamber and a cooling chamber has been used to perform a process such as quenching on a metal component that is an object to be processed. For example, Patent Document 1 discloses a heat treatment apparatus in which a plurality of heating chambers are provided above an intermediate transfer chamber and a cooling chamber is provided below the intermediate transfer chamber. A cooling chamber such as a heat treatment apparatus generally collects a cooling liquid (cooling medium) from the cooling chamber and cools the recovered cooling liquid and supplies the cooling liquid to the cooling chamber (cooling medium circulation device). ) Is provided.
このような冷却液回収供給装置は、冷却室から回収した冷却液を貯留する冷却液タンクと、冷却液タンクに貯留された冷却液を冷却室のヘッダー管に圧送する冷却ポンプと、冷却ポンプで圧送された冷却液を冷却する熱交換器とを備えている。 Such a coolant recovery and supply device includes a coolant tank that stores coolant recovered from the cooling chamber, a cooling pump that pumps the coolant stored in the coolant tank to the header pipe of the cooling chamber, and a cooling pump. And a heat exchanger for cooling the pumped coolant.
ところで、前記の冷却液回収供給装置では、冷却室から回収され、冷却液タンクに貯留された冷却液を、一度熱交換器に通すことで所望の温度、すなわち冷却室にて冷却液として用いられるのに必要な低温まで、冷却する必要がある。しかしながら、被処理物の容量が大きい場合などでは、これの冷却処理に用いた冷却液が大きく温度上昇するため、この冷却液を一度熱交換器に通しただけでは、所望の温度にまで冷却できないことがある。 By the way, in the above-described cooling liquid recovery and supply apparatus, the cooling liquid recovered from the cooling chamber and stored in the cooling liquid tank is used as a cooling liquid in a desired temperature, that is, in the cooling chamber by passing it once through a heat exchanger. It is necessary to cool down to the low temperature required for this. However, when the volume of the object to be processed is large, the temperature of the cooling liquid used for the cooling process rises greatly, so that the cooling liquid cannot be cooled to a desired temperature just by passing it through the heat exchanger once. Sometimes.
そこで、熱交換器で冷却した冷却液を冷却液タンクに返送し、循環させることにより、冷却液を所望の温度にまで冷却することが考えられる。しかし、その場合にも、冷却室から回収された冷却液と、熱交換器で冷却した後に循環させられた冷却液とが冷却液タンク内にて均一に混合されないと、冷却室に循環させられる冷却液が所望の温度にまで冷却されないことがある。このように冷却液を所望の温度にまで冷却できないと、次回の被処理物の冷却処理が充分に行えず、次工程に悪影響が及んだり、得られる製品の品質が損なわれるおそれがある。 Therefore, it is conceivable to cool the cooling liquid to a desired temperature by returning the cooling liquid cooled by the heat exchanger to the cooling liquid tank and circulating it. However, even in this case, if the coolant recovered from the cooling chamber and the coolant circulated after cooling with the heat exchanger are not uniformly mixed in the coolant tank, the coolant is circulated into the cooling chamber. The coolant may not be cooled to the desired temperature. If the cooling liquid cannot be cooled to a desired temperature in this way, the next object to be processed cannot be sufficiently cooled, and the next process may be adversely affected or the quality of the resulting product may be impaired.
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、冷却媒体を所望温度にまで良好に冷却して、冷却室に循環させるようにした冷却媒体循環装置を備える熱処理装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus including a cooling medium circulation device that cools a cooling medium to a desired temperature and circulates it in a cooling chamber. It is to provide.
本発明の熱処理装置は、内部に収容した被処理物に冷却媒体を接触させることで被処理物を冷却する冷却装置本体を備えた熱処理装置であって、前記冷却装置本体には、該冷却装置本体で冷却に用いた冷却媒体を回収し、回収した冷却媒体の少なくとも一部を冷却して前記冷却装置本体に循環させる冷却媒体循環装置が設けられ、前記冷却媒体循環装置は、前記冷却装置本体にて被処理物を冷却している間に、回収した冷却媒体の少なくとも一部を冷却することを特徴とする熱処理装置。 The heat treatment apparatus of the present invention is a heat treatment apparatus provided with a cooling device main body that cools an object to be processed by bringing a cooling medium into contact with the object to be processed accommodated therein, and the cooling device main body includes the cooling device. A cooling medium circulation device is provided that collects the cooling medium used for cooling in the main body, cools at least a part of the collected cooling medium, and circulates the cooling medium in the cooling device main body. A heat treatment apparatus that cools at least a part of the recovered cooling medium while the object to be processed is cooled in step (1).
また、前記熱処理装置において、前記冷却媒体循環装置は、前記冷却装置本体から冷却媒体を回収する回収路と、前記回収路によって回収された冷却媒体を貯留する冷却媒体槽と、前記冷却媒体槽内の冷却媒体を導出して冷却手段に接触させ、冷却した後、冷却後の冷却媒体を再度前記冷却媒体槽内に返送する第1循環路と、前記第1循環路の前記冷却手段より上流側で分岐し、前記冷却装置本体に接続することで、前記冷却媒体槽内から導出した冷却媒体を前記冷却装置本体に循環させる第2循環路と、を備え、前記第1循環路には、前記冷却媒体槽内から導出した冷却媒体を該第1循環路の下流側に送るポンプが設けられたことを特徴とする。 In the heat treatment apparatus, the cooling medium circulation device includes a recovery path for recovering the cooling medium from the cooling apparatus main body, a cooling medium tank for storing the cooling medium recovered by the recovery path, and the cooling medium tank. A first circulation path for deriving and bringing the cooling medium into contact with the cooling means, cooling, and then returning the cooled cooling medium back into the cooling medium tank; and upstream of the cooling means in the first circulation path And a second circulation path that circulates the cooling medium led out from the cooling medium tank to the cooling apparatus body by connecting to the cooling apparatus body, and the first circulation path includes the second circulation path. The present invention is characterized in that a pump for sending the cooling medium led out from the cooling medium tank to the downstream side of the first circulation path is provided.
また、前記熱処理装置においては、前記第1循環路を形成する第1配管の吐出口に冷却媒体を噴射する噴射ノズルを設け、前記噴射ノズルを、前記冷却媒体槽の水平方向に沿う中心線の近傍に配置するとともに、前記中心線に対して水平方向に傾けた状態で、該冷却媒体槽に貯留された冷却媒体中に配置したことを特徴とする。 Moreover, in the said heat processing apparatus, the injection nozzle which injects a cooling medium to the discharge port of the 1st piping which forms the said 1st circulation path is provided, and the said injection nozzle is a centerline along the horizontal direction of the said cooling medium tank. It arrange | positions in the cooling medium stored in this cooling medium tank in the state inclined in the horizontal direction with respect to the said centerline while arrange | positioning in the vicinity.
また、前記熱処理装置においては、前記噴射ノズルとして、冷却媒体中で冷却媒体を噴出した際にその負圧を利用して冷却媒体を吸い込むことにより、前記第1配管で供給される冷却媒体量より多くの冷却媒体を噴出する撹拌噴射ノズルを用いたことを特徴とする。
また、前記熱処理装置においては、前記第1循環路に定流量弁を設けたことを特徴とする。
Further, in the heat treatment apparatus, when the cooling medium is jetted out in the cooling medium as the spray nozzle, the cooling medium is sucked in using the negative pressure, so that the amount of the cooling medium supplied from the first pipe It is characterized by using a stirring spray nozzle that ejects a large amount of cooling medium.
In the heat treatment apparatus, a constant flow valve is provided in the first circulation path.
本発明の熱処理装置によれば、冷却装置本体に、回収した冷却媒体の少なくとも一部を冷却して冷却装置本体に循環させる冷却媒体循環装置を設けたので、冷却装置本体で被処理物を冷却している間に、前記冷却媒体循環装置によって回収した冷却媒体の少なくとも一部を冷却することにより、冷却媒体を所望温度にまで冷却して冷却装置本体に循環させることができる。従って、冷却装置本体の冷却室における被処理物の冷却処理を良好に行うことができる。 According to the heat treatment apparatus of the present invention, the cooling device main body is provided with the cooling medium circulation device that cools at least a part of the recovered cooling medium and circulates it to the cooling device main body. During this time, by cooling at least a part of the cooling medium recovered by the cooling medium circulation device, the cooling medium can be cooled to a desired temperature and circulated through the cooling device main body. Therefore, the cooling process of the workpiece in the cooling chamber of the cooling device main body can be performed satisfactorily.
以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図1は、本発明に係る熱処理装置の一実施形態の概略構成を示す縦断面図であり、図2は、冷却装置の一例の概略構成を説明するための模式図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of an embodiment of a heat treatment apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a schematic configuration of an example of a cooling apparatus.
図1に示すように熱処理装置Mは、冷却装置R、中間搬送装置H及び2つの加熱装置K1、加熱装置K2を合体させた装置である。なお、実際の熱処理装置は3つの加熱装置を備えているが、図1では冷却装置Rの中心縦断面を示している関係で3つ目の加熱装置が示されていない。 As shown in FIG. 1, the heat treatment apparatus M is an apparatus in which a cooling device R, an intermediate transfer device H, two heating devices K1, and a heating device K2 are combined. In addition, although the actual heat processing apparatus is provided with three heating apparatuses, the 3rd heating apparatus is not shown by the relationship which has shown the center longitudinal cross-section of the cooling device R in FIG.
図1、図2に示す冷却装置Rは、冷却室RS内に収容した被処理物Xに冷却媒体を接触させることで被処理物Xを冷却する冷却装置本体RHと、図2に示すようにこの冷却装置本体RHに設けられて、該冷却装置本体RHで冷却に用いられた冷却媒体を回収し、冷却して前記冷却装置本体RHに循環させる冷却媒体循環装置RJと、を備えて構成されている。 The cooling device R shown in FIGS. 1 and 2 includes a cooling device main body RH that cools the workpiece X by bringing the cooling medium into contact with the workpiece X accommodated in the cooling chamber RS, as shown in FIG. A cooling medium circulation device RJ provided in the cooling device main body RH for collecting the cooling medium used for cooling in the cooling device main body RH, cooling it, and circulating it to the cooling device main body RH. ing.
図1に示すように冷却装置本体RHは、冷却チャンバー1、複数の冷却ノズル2、複数のミストヘッダー3等を備える。
冷却チャンバー1は、縦型円筒形の容器(中心軸線が鉛直方向となる容器)であり、内部空間が冷却室RSである。この冷却チャンバー1の上部は中間搬送装置Hに接続されており、冷却チャンバー1には冷却室RSを中間搬送装置Hの内部空間(搬送室HS)に連通させる開口が形成されている。冷却室RSには、この開口を介して被処理物Xが搬入/搬出される。
As shown in FIG. 1, the cooling device main body RH includes a cooling chamber 1, a plurality of
The cooling chamber 1 is a vertical cylindrical container (a container whose central axis is in the vertical direction), and the internal space is the cooling chamber RS. The upper portion of the cooling chamber 1 is connected to the intermediate transfer device H, and the cooling chamber 1 is formed with an opening that allows the cooling chamber RS to communicate with the internal space (transfer chamber HS) of the intermediate transfer device H. The workpiece X is carried into / out of the cooling chamber RS through this opening.
複数の冷却ノズル2は、冷却室RS内に収容された被処理物Xの周囲に離散配置されている。より具体的には、複数の冷却ノズル2は、被処理物Xの周囲において、鉛直方向に多段(具体的には5段)かつ冷却チャンバー1(冷却室RS)の周方向に一定間隔を隔てた状態で、被処理物Xを全体として取り囲むように、かつ、被処理物Xとの距離が極力等距離となるように離散配置されている。
The plurality of
例えば、最上段に属する複数の冷却ノズル2は2つのノズルグループにグループ分けされており、各々のノズルグループにミストヘッダー3が個別に設けられている。一方、最下段及び中間の3段に属する複数の冷却ノズル2については、3つのノズルグループにグループ分けされており、各々のノズルグループについてミストヘッダー3が個別に設けられている。このような各ノズルグループの各冷却ノズル2は、ノズル軸の向きが被処理物Xの方向を向くように調節されており、ミストヘッダー3を介して図2に示す冷却媒体循環装置RJの冷却ポンプ4から供給された冷却媒体を被処理物Xに向けて噴霧する。
For example, the plurality of
また、図1に示すように最上段に属する複数の冷却ノズル2は、鉛直方向において被処理物Xの上端よりも高い位置に配置されている。一方、最下段に属する複数の冷却ノズル2は、被処理物Xの下端と略同等な高さに配置されている。さらには、最上段に属する複数の冷却ノズル2は、他の段の冷却ノズル2よりも内側、つまり他の段の冷却ノズル2よりも冷却チャンバー1の内面から離間して配置される。
Moreover, as shown in FIG. 1, the
ここで、前記冷却媒体は、熱処理の冷却用に一般的に用いられる冷却油よりも粘性が低い液体であり、本実施形態では水が用いられている。前記冷却ノズル2の噴射孔は、冷却媒体としての冷却水が所定の噴霧角で均一かつ一定粒径の液滴となるように形状設定されている。また、各冷却ノズル2の噴霧角及び互いに隣り合う冷却ノズル2の間隔は、冷却ノズル2から噴き出た液滴のうち、外周側に位置する液滴が隣接する冷却ノズル2から噴き出た外周側の液滴と交差あるいは衝突するように設定されている。
Here, the cooling medium is a liquid having a lower viscosity than the cooling oil generally used for cooling the heat treatment, and water is used in the present embodiment. The injection holes of the
すなわち、このような複数の冷却ノズル2は、被処理物Xを冷却媒体の液滴の集合体つまり冷却水のミストで全体的に包囲するように冷却水を被処理物Xに向けて噴霧するものである。前記冷却水ミストは、均一な粒径かつ均一な濃度の液滴によって被処理物Xの周りに形成されることが好ましい。
That is, such a plurality of
本実施形態の冷却装置本体RHは、このような冷却水ミストを用いて被処理物Xを冷却するもの、つまり被処理物Xをミスト冷却するものである。なお、この冷却装置本体RHにおける冷却温度や冷却時間等の冷却条件は、被処理物Xにおける熱処理の目的や被処理物Xの材質等に応じて適宜設定される。 The cooling apparatus main body RH of the present embodiment cools the workpiece X using such a cooling water mist, that is, cools the workpiece X by mist. The cooling conditions such as the cooling temperature and cooling time in the cooling device main body RH are appropriately set according to the purpose of the heat treatment in the workpiece X, the material of the workpiece X, and the like.
ここで、冷却装置本体RHは、前述した冷却水ミストを用いた被処理物Xのミスト冷却に加えて、被処理物Xを冷却水に浸漬させる冷却(浸漬冷却)が可能である。この浸漬冷却は、冷却室RSの底部に配置された複数の噴出ノズル8から供給される冷却水(冷却媒体)により、冷却チャンバー1内の被処理物Xを浸漬状態にして冷却するものである。すなわち、図2に示す冷却媒体循環装置RJの冷却ポンプ4の吐出側(下流側)には切換弁9a、切換弁9bが設けられており、冷却ポンプ4は、前記複数のミストヘッダー3あるいは複数の噴出ノズル8に対して択一的に冷却水を供給する。なお、この冷却ポンプ4については、冷却水の吐出圧の時間変動が極力少ないものが選定される。
Here, in addition to the mist cooling of the workpiece X using the cooling water mist described above, the cooling device body RH can perform cooling (immersion cooling) in which the workpiece X is immersed in the cooling water. In this immersion cooling, the workpiece X in the cooling chamber 1 is immersed and cooled by cooling water (cooling medium) supplied from a plurality of
冷却媒体循環装置RJは、冷却装置本体RHから冷却水を回収する第1回収路30及び第2回収路31と、これら第1回収路30、第2回収路31によって回収された冷却水を貯留する冷却水槽32(冷却媒体槽)と、冷却水槽32に接続する第1循環路33と、第1循環路33から分岐する第2循環路34と、を備えて構成されている。
The cooling medium circulation device RJ stores the
第1回収路30は、冷却装置本体RHの底部に一端側が接続し、他端側が冷却水槽32に接続する配管によって形成されたもので、この配管中に開閉弁35を有している。なお、第1回収路30を形成する配管は、本実施形態ではその他端側が前記冷却水槽32に被着された上蓋(図示せず)に取り付けられている。従って、この配管は、その他端側開口から冷却水槽32に貯留された冷却水の水面上に、冷却装置本体RHから回収した冷却水を吐出する。
The
第2回収路31は、冷却装置本体RHの上部に一端側が接続し、他端側が冷却水槽32に接続する配管によって形成されたものである。この第2回収路31を形成する配管も、本実施形態ではその他端側が前記冷却水槽32に被着された上蓋(図示せず)に取り付けられ、従って、その他端側開口から冷却水槽32に貯留された冷却水の水面上に、冷却装置本体RHから回収した冷却水を吐出する。
The
ここで、第1回収路30は、冷却装置本体RHにおいて被処理物Xをミスト冷却した際に、冷却室RS内の底部に溜まった冷却水を回収するのに用いられ、第2回収路31は、冷却装置本体RHにおいて被処理物Xを浸漬冷却した際に、冷却室RS内に溜まった冷却水をオーバーフローさせて回収するのに用いられる。
Here, the
冷却水槽32は、直方体形状の一般的な水槽であり、該冷却水槽32の平面図である図3に示すように、一方の短辺側の底面に排水口36を二つ有している。これら排水口36には、それぞれ排水管(図示せず)が接続され、これら排水管は一つの第1配管(図示せず)に連結している。
The cooling
排水管に連結した第1配管は、図2に示すように第1循環路33を形成している。第1循環路33は、一端側が前記排水管を介して冷却水槽32の底面に接続し、他端側が冷却水槽32内の底部側に配置されている。このような第1循環路33を形成する第1配管中には、前記冷却ポンプ4が設けられている。これにより、排水口36から冷却水槽32内の冷却水が導出させられ、第1循環路33を流れるようになっている。ここで、冷却ポンプ4は、通常時には連続運転させられるようになっており、したがって前記した冷却室RS(冷却装置本体RH)での被処理物Xの冷却時にも、作動して冷却水槽32内の冷却水を第1循環路33に流すようになっている。
The first piping connected to the drain pipe forms a
また、この第1循環路33を形成する第1配管中には、冷却ポンプ4の下流側に、冷却手段としての熱交換器37が配設されている。熱交換器37は、図示しない冷却器(チラー)から送られてくる冷却水と、前記第1配管(第1循環路33)を流れる冷却水との間で熱交換させる公知のもので、第1循環路33を流れる冷却水を例えば30℃程度に冷却するように構成されている。
Further, in the first pipe forming the
また、この第1循環路33を形成する第1配管中には、前記冷却ポンプ4と熱交換器37との間に、定流量弁38が配設されている。このような構成のもとに第1循環路33は、冷却水槽32内の冷却水を導出して熱交換器37に接触させ、冷却した後、冷却後の冷却水を再度冷却水槽32内に返送するようになっている。
A constant flow valve 38 is disposed between the cooling pump 4 and the
また、第1循環路33には、冷却ポンプ4の下流側で、かつ、前記定流量弁38の上流側、従って熱交換器37の上流側で分岐し、冷却装置本体RHに接続する第2循環路34が設けられている。すなわち、第1循環路33を形成する第1配管に接続して、第2循環路34を形成する第2配管が設けられている。この第2循環路34を形成する第2配管は、第1分岐路39を形成する配管と、第2分岐路40を形成する配管とに分岐している。
Further, the
第1分岐路39を形成する配管には、前記ミストヘッダー3にそれぞれ接続する複数の分岐管41が設けられており、これら分岐管41を介して第1分岐路39は冷却装置本体RHに接続している。すなわち、冷却水槽32から導出され、第2循環路34の第1分岐路39を流れる冷却水は、分岐管41、ミストヘッダー3を介して冷却ノズル2から冷却室RS内に噴霧される。なお、分岐管41には、それぞれ切換弁9bが設けられている。
The piping forming the
また、第2分岐路40を形成する配管は、前記噴出ノズル8にそれぞれ接続するヘッダー(図示せず)に接続しており、これによって第2分岐路40も冷却装置本体RHに接続している。すなわち、冷却水槽32から導出され、第2循環路34の第2分岐路40を流れる冷却水は、ヘッダーを介して噴出ノズル8から冷却室RS内に噴出される。なお、第2分岐路40を形成する配管には、切換弁9aが設けられている。
Moreover, the piping which forms the
第1循環路33の他端側、すなわち冷却水槽32内の底部側に配置された第1配管には、図3に示すように噴射ノズル42が設けられている。この噴射ノズル42は、冷却水槽32内の底部側にてこれに貯留される冷却水の水面より下方に配置されたもので、第1循環路33から返送され、循環させられた冷却水を貯留された冷却水中に噴射することにより、冷却水槽32内の冷却水に対流を起こさせ、撹拌、混合するように機能する。
As shown in FIG. 3, an
このような撹拌効果を高めるべく、噴射ノズル42は、冷却水槽32の水平方向に沿う中心線、本実施形態では平面視矩形の冷却水槽32の、平面視したときの長辺の長さ方向に沿う中心線Cの近傍で、かつ、冷却水槽32の一方の短辺側に配置されるとともに、その噴射流が前記中心線Cに交差するように配置されている。例えば、噴射ノズル42の噴射流と中心線Cとがなす角度θが約30°となるように、噴射ノズル42は中心線Cに対して水平方向に傾けられた状態で配置されている。また、噴射ノズル42は、排水口36が形成された短辺側に配置されるとともに、排水口36と反対の側に向けて配置されている。
In order to enhance such an agitation effect, the
このように噴射ノズル42を配置したことにより、冷却水槽32内の冷却水は噴射ノズル42から噴射された冷却水によって図3中に矢印で示すように大きく対流させられ、撹拌される。これにより、冷却室RSから第1回収路30または第2回収路31によって回収され、冷却水槽32内に貯留された冷却水と、第1循環路33によって返送され、循環させられた冷却水とは、均一に混合される。
By arranging the
また、本実施形態では噴射ノズル42として、図4に示すように円筒形の管壁42aに複数の開口42bを形成した、撹拌噴射ノズルが用いられている。この撹拌噴射ノズル(噴射ノズル42)は、第1循環路33を形成する第1配管43の先端部に螺合等によって取り付けられたもので、第1配管43から冷却水が供給されてこれを噴射する際に、その負圧を利用して冷却水槽32内の冷却水を開口42bから吸い込むようになっている。
Further, in the present embodiment, as the
これにより、前記第1配管43で供給された冷却水量に加えて開口42bから吸い込んだ冷却水も噴射することにより、第1配管43で供給された冷却水量よりも多くの冷却水を噴出できるようになっている。例えば、第1配管43で供給された冷却水量が40L/分である場合に、撹拌噴射ノズルから噴射(噴出)する冷却水が3倍の120L/分程度となるように設計されている。
Thereby, in addition to the amount of cooling water supplied by the
よって、本実施形態では、噴射ノズル42として図4に示した撹拌噴射ノズルを用いたことにより、冷却水槽32内をより大きく対流させ、撹拌することができる。これにより、冷却室RSから回収されて冷却水槽32内に貯留された冷却水と、第1循環路33によって返送された冷却水とを、より均一に混合することができるようになっている。なお、このような撹拌噴射ノズル(噴射ノズル42)は、冷却水槽32に貯留される冷却水が少なくなっても、開口42bから冷却水を吸い込んで噴射できるように、冷却水槽32の底部に配置される。
Therefore, in this embodiment, the inside of the cooling
また、本実施形態では、図2に示したように第1循環路33中の冷却ポンプ4と熱交換器37との間に、第1循環路33を形成する第1配管を流れる冷却水量を一定にする、定流量弁38を配設している。この定流量弁38は、例えば冷却室RSにおける冷却ノズル2の冷却水の噴射圧を高めるべく、冷却ポンプ4の出力を高めて送水量を多くした際、第1循環路33を通って冷却水槽32に返送される冷却水量を一定量に留め、これによって第2循環路34に送られる冷却水量を充分に多くするためである。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the amount of cooling water flowing through the first pipe forming the
このような定流量弁38が無いと、冷却ポンプ4の出力を高めて送水量を多くしても、第1循環路33を通って冷却水槽32に返送される冷却水量が多くなることにより、第2循環路34に送られる冷却水量が充分に多くならず、冷却ノズル2からの冷却水の噴射圧を所望の圧に高めるのが困難になる。しかし、定流量弁38を設けたことにより、冷却ポンプ4の出力を高めることで冷却ノズル2からの冷却水の噴射圧を所望の圧に容易に高めることが可能になる。
Without such a constant flow valve 38, even if the output of the cooling pump 4 is increased and the amount of water supplied is increased, the amount of cooling water returned to the cooling
図1に戻り、中間搬送装置Hは、搬送チャンバー10、冷却室載置台11、冷却室昇降台(図示せず)、冷却室昇降シリンダー13、一対の搬送レール14、プッシャーシリンダー15、プッシャーシリンダー16、加熱室昇降台17及び加熱室昇降シリンダー18等を備えて構成されている。搬送チャンバー10は、冷却装置Rと加熱装置K1、加熱装置K2との間に設けられた容器であり、内部空間が搬送室HSである。被処理物Xは、バスケット等の容器(収納容器)内に収容された状態で、外部の搬送装置によって搬入/搬出口(図示略)から搬送チャンバー10内に搬入される。
Returning to FIG. 1, the intermediate transfer device H includes a
冷却室載置台11は、冷却装置Rで被処理物Xを冷却する際に被処理物Xを載せる支持台であり、被処理物Xの底部が極力広く露出するように被処理物Xを支持する。この冷却室載置台11は、冷却室昇降台(図示せず)上に設けられている。冷却室昇降台は、冷却室載置台11を支持する支持台、つまり被処理物Xを冷却室載置台11を介して支持する支持台であり、冷却室昇降シリンダー13の可動ロッドの先端に固定されている。
The cooling chamber mounting table 11 is a support table on which the workpiece X is placed when the workpiece X is cooled by the cooling device R, and supports the workpiece X so that the bottom of the workpiece X is exposed as widely as possible. To do. The cooling chamber mounting table 11 is provided on a cooling chamber elevator (not shown). The cooling chamber lift is a support that supports the cooling chamber mounting table 11, that is, a support that supports the workpiece X via the cooling chamber mounting table 11, and is fixed to the tip of the movable rod of the cooling
冷却室昇降シリンダー13は、前記冷却室昇降台を上下動(昇降)させるアクチュエータである。すなわち、冷却室昇降シリンダー13及び前記冷却室昇降台は、冷却装置Rの専用搬送装置であり、冷却室載置台11上に載置された被処理物Xを搬送室HSから冷却室RSに搬送するとともに冷却室RSから搬送室HSに搬送する。
The cooling
一対の搬送レール14は、搬送チャンバー10内の床部に水平方向に延在するように敷設されている。これら搬送レール14は、冷却装置Rと加熱装置K1との間で被処理物Xを搬送させる際のガイド部材(案内部材)である。プッシャーシリンダー15は、搬送チャンバー10内の被処理物Xを加熱装置K1に向けて搬送する際に、被処理物Xを押圧するアクチュエータである。プッシャーシリンダー16は、被処理物Xを加熱装置K1から冷却装置Rに搬送する際に、被処理物Xを押圧するアクチュエータである。
The pair of transfer rails 14 are laid on the floor in the
すなわち、一対の搬送レール14及びプッシャーシリンダー15、プッシャーシリンダー16は、被処理物Xを加熱装置K1と冷却装置Rとの間に搬送する専用搬送装置である。なお、図1には一対の搬送レール14及びプッシャーシリンダー15、プッシャーシリンダー16が示されているが、実際の中間搬送装置Hは、合計3対の搬送レール14及びプッシャーシリンダー15、プッシャーシリンダー16を備えている。すなわち、搬送レール14及びプッシャーシリンダー15、プッシャーシリンダー16は、加熱装置K1用だけではなく、加熱装置K2用に、また図示しない3つ目の加熱装置用にも設けられている。
That is, the pair of
加熱室昇降台17は、被処理物Xを中間搬送装置Hから加熱装置K1に搬送する際に被処理物Xが載置される支持台である。すなわち、被処理物Xは、前記プッシャーシリンダー15によって図1の右方向に押圧されることにより、加熱室昇降台17の直上に搬送される。加熱室昇降シリンダー18は、前記加熱室昇降台17上の被処理物Xを上下動(昇降)させるアクチュエータである。すなわち、加熱室昇降台17及び加熱室昇降シリンダー18は、加熱装置K1の専用搬送装置であり、加熱室昇降台17上に載置された被処理物Xを搬送室HSから加熱装置K1の内部(加熱室KS)に搬送するとともに加熱室KSから搬送室HSに搬送する。
The
加熱装置K1、加熱装置K2は基本的に同一構成を有する。従って、以下では代表して加熱装置K1の構成を説明する。加熱装置K1は、加熱チャンバー20、断熱容器21、複数の加熱ヒータ22、真空排気管23、真空ポンプ24、撹拌翼25及び撹拌モータ26等を備えている。
The heating device K1 and the heating device K2 basically have the same configuration. Therefore, the configuration of the heating device K1 will be described below as a representative. The heating device K1 includes a
加熱チャンバー20は、搬送チャンバー10上に設けられた容器であり、内部空間が加熱室KSである。この加熱チャンバー20は、前述した冷却チャンバー1と同様に縦型円筒形の容器(中心軸線が鉛直方向となる容器)であるが、冷却チャンバー1よりも小型に形成されている。断熱容器21は、前記加熱チャンバー20内に設けられた縦型円筒形の容器であり、所定の断熱性能を有する断熱材から形成されている。
The
複数の加熱ヒータ22は、棒状の発熱体であり、垂直姿勢で断熱容器21の内側かつ周方向に所定間隔で設けられている。これら複数の加熱ヒータ22は、加熱室KS内に収容された被処理物Xを所望温度(加熱温度)まで加熱する。なお、この加熱温度や加熱時間等の加熱条件は、被処理物Xに関する熱処理の目的や被処理物Xの材質等に応じて適宜設定される。
The plurality of
ここで、前記加熱条件には加熱室KS(加熱チャンバー20)内の真空度(圧力)が含まれる。真空排気管23は、加熱室KSに連通する配管であり、一端が断熱容器21の上部に接続され、他端が真空ポンプ24に接続されている。真空ポンプ24は、このような真空排気管23を介して加熱室KS内の空気を吸引する排気ポンプである。加熱室KS内の真空度は、真空ポンプ24による空気の排気量によって決定される。
Here, the heating condition includes the degree of vacuum (pressure) in the heating chamber KS (heating chamber 20). The
撹拌翼25は、断熱容器21内の上部に、回転軸の方向が鉛直方向(上下方向)となる姿勢で設けられた回転翼である。この撹拌翼25は、撹拌モータ26によって駆動されることによって、加熱室KS内の空気を撹拌する。撹拌モータ26は、出力軸が鉛直方向(上下方向)となるように加熱チャンバー20上に設けられた回転駆動源である。加熱チャンバー20上に位置する撹拌モータ26の出力軸は、加熱チャンバー20内に位置する撹拌翼25の回転軸に対して、加熱チャンバー20の気密性(シール性)を損なわないように軸結合している。
The agitating
なお、図1には示していないものの、本実施形態に係る熱処理装置は、専用の制御盤(制御装置)を備えている。この制御盤は、ユーザが熱処理における各種条件を設定入力する操作部と、内部に予め記憶された制御プログラムに基づいて前記冷却ポンプ4、加熱ヒータ22、各種シリンダー、真空ポンプ24等の各駆動部を制御することにより、被処理物Xに対して前記設定情報に従った熱処理を実行させる制御部と、を備えている。このような制御盤は、特に冷却ポンプ4に対して、前述したように通常時には停止させることなく、連続運転させるように制御する。
Although not shown in FIG. 1, the heat treatment apparatus according to this embodiment includes a dedicated control panel (control apparatus). The control panel includes an operation unit for a user to set and input various conditions for heat treatment, and each driving unit such as the cooling pump 4, the
次に、このように構成された熱処理装置の動作(熱処理方法)、特に冷却装置の動作(冷却処理方法)について詳しく説明する。この熱処理装置の動作は、前記制御盤が設定情報に基づいて主体的に実行するものである。なお、周知のように熱処理には目的に応じて種々のものがある。以下では、熱処理の一例として被処理物Xを焼入れする場合の動作について説明する。 Next, the operation (heat treatment method) of the heat treatment apparatus configured as described above, particularly the operation of the cooling apparatus (cooling treatment method) will be described in detail. The operation of this heat treatment apparatus is executed mainly by the control panel based on setting information. As is well known, there are various types of heat treatment depending on the purpose. Below, the operation | movement in the case of quenching the to-be-processed object X as an example of heat processing is demonstrated.
焼入れは、例えば被処理物Xを温度T1に加熱した後に温度T2まで急速冷却し、当該温度T2で一定時間保持した後に緩やかに冷却することにより完了する。外部の搬送装置によって搬入/搬出口から中間搬送装置H内に収容された被処理物Xは、例えばプッシャーシリンダー15が作動することによって加熱室昇降台17上に搬送され、さらに加熱室昇降シリンダー18が作動することによって加熱室KS内に収容される。
The quenching is completed, for example, by heating the workpiece X to a temperature T1 and then rapidly cooling it to a temperature T2, holding it at the temperature T2 for a certain time, and then slowly cooling it. The workpiece X accommodated in the intermediate transfer device H from the loading / unloading port by the external transfer device is transferred onto the heating chamber lifting / lowering
そして、被処理物Xは、加熱ヒータ22が一定時間通電されることによって温度T1に加熱されると、加熱室昇降シリンダー18が作動し、さらにプッシャーシリンダー16が作動することによって冷却室載置台11上に搬送される。そして、冷却室昇降シリンダー13が作動することによって冷却室RSに搬送される。
Then, when the workpiece X is heated to the temperature T1 by energizing the
冷却室RSに搬送される被処理物Xに対しては、予め設定された冷却処理、すなわちミスト冷却、浸漬冷却のいずれかの冷却処理がなされる。
冷却室RSにて被処理物Xをミスト冷却する場合には、搬送された被処理物Xを冷却室RSに収容した後、連続運転している冷却ポンプ4の吐出口側となる第2循環路34の分岐路を、切換弁9a、切換弁9bによって第1分岐路39とする。これにより、冷却水の供給先が冷却ノズル2に選択され、冷却ノズル2から冷却水の液滴が被処理物Xに向けて噴射される。すなわち、被処理物Xは、冷却ノズル2から噴射される冷却水の液滴によってミスト冷却される。このミスト冷却において、複数の冷却ノズル2から噴射された冷却水は、図2に示す第1回収路30を介して冷却水槽32に連続的に返送される。
The workpiece X transported to the cooling chamber RS is subjected to a preset cooling process, that is, a mist cooling or immersion cooling process.
When the workpiece X is mist-cooled in the cooling chamber RS, after the conveyed workpiece X is accommodated in the cooling chamber RS, the second circulation on the discharge port side of the cooling pump 4 that is continuously operated. A branch path of the
また、被処理物Xを浸漬冷却する場合には、被処理物Xを冷却室RSに収容する前に、まず、前記のミスト冷却と同様にして冷却水の供給先を冷却ノズル2に選択し、該冷却ノズル2から冷却水の液滴を噴射することにより、冷却室RS内にある程度冷却水を溜める。続いて、切換弁9a、切換弁9bを切り換えて冷却水の供給先を噴射ノズル8とする。このようにして複数の噴出ノズル8から冷却媒体を供給することにより、冷却室RS内を冷却水で満たす。次いで、冷却水で満たされた冷却室RS内に被処理物Xを収容することにより、浸漬冷却を行う。これにより、被処理物Xは、冷却水中に浸漬されて温度T2まで急冷される。この浸漬冷却は所定時間に亘って行われるが、この浸漬冷却において、複数の噴出ノズル8から冷却水が冷却室RS内に連続的に供給され、これによって冷却室RS内の冷却水が撹拌される。また、冷却室RSでオーバーフローした冷却水は、図2に示す第2回収路31を介して冷却水槽32に返送される。そして、このような浸漬冷却が完了すると、開閉弁35が開放されて冷却室RS内の冷却水が第1回収路30を介して短時間で冷却水槽32に返送され、これによって被処理物Xの状態は、冷却媒体に浸漬された状態から空気中に放置された状態に短時間で移行する。
Further, when the workpiece X is immersed and cooled, first, the cooling water supply destination is selected as the cooling
このような冷却装置本体RHでの被処理物Xの冷却中において、冷却媒体循環装置RJでは、以下のように作動する。
第1回収路30または第2回収路31から冷却に供された冷却水が冷却水槽32に返送されると、その一部は連続運転させられている冷却ポンプ4によって排水口36から第1循環路33に導出される。
During the cooling of the workpiece X in the cooling device main body RH, the cooling medium circulation device RJ operates as follows.
When the cooling water supplied for cooling from the
第1循環路33を流れる冷却水は、一部が定流量弁38を通って熱交換器37で熱交換され、所定温度、例えば30℃程度に冷却される。また、残部は第2循環路34を流れ、冷却室RS内に導かれて、被処理物Xの冷却に供される。なお、例えば冷却ノズル2からの噴出圧を高めるべく、冷却ポンプ4の出力を高め、排水口36から第1循環路33に導出される冷却水の量を多くしても、第1循環路33中の熱交換器37に流れる冷却水の量は定流量弁38によって一定に維持されているため、冷却ノズル2からの噴出圧を確実に高めることができる。また、このように熱交換器37に流れる冷却水の量が定流量弁38によって一定に維持されているため、熱交換器37の冷却を行うための冷却能力も大きく変動させることなく、ほぼ一定に維持させることができる。従って、熱交換器37に接続してこれに冷却水を循環させる冷却器(チラー)の負荷も、安定的に維持される。
A part of the cooling water flowing through the
また、熱交換器37で熱交換され、冷却された冷却水は、図3に示した噴射ノズル42(撹拌噴射ノズル)を通って冷却水槽32内に噴射される。その際、噴射ノズル42は前述したように冷却水槽32内に対流を起こさせるように配置されているので、冷却水槽32内の冷却水は図3中に矢印で示すように水平方向に大きな対流を形成する。これにより、冷却水槽32内が撹拌され、第1回収路30または第2回収路31から返送された、被処理物Xの冷却処理後の比較的高温の冷却水と、第1循環路33から返送された、熱交換器37により冷却された比較的低温の冷却水とが良好に混合される。従って、冷却水槽32内の冷却水は、冷却室RSでの冷却に供するのに適した低温に調整される。
The cooling water that has been heat-exchanged and cooled by the
なお、冷却装置本体RHによる被処理物Xの冷却を停止している間にも、冷却ポンプ4は停止させられることなく連続運転しているため、冷却水槽32の冷却水は第1循環路33を循環することによって連続的に冷却され、所望の低温に維持される。
In addition, since the cooling pump 4 is continuously operated without being stopped while the cooling of the workpiece X by the cooling device main body RH is stopped, the cooling water in the cooling
本実施形態の冷却媒体循環装置RJにあっては、冷却装置本体RHの冷却室RSで被処理物Xを冷却している間に、冷却媒体循環装置RJによって回収した冷却水の一部を冷却するようにしたので、冷却水を所望温度にまで冷却して冷却装置本体RHの冷却室RSに循環させることができる。従って、冷却室RSにおける被処理物Xの冷却処理を良好に行うことができる。 In the cooling medium circulation device RJ of the present embodiment, a part of the cooling water collected by the cooling medium circulation device RJ is cooled while the workpiece X is being cooled in the cooling chamber RS of the cooling device body RH. Thus, the cooling water can be cooled to a desired temperature and circulated in the cooling chamber RS of the cooling device body RH. Therefore, the cooling process of the workpiece X in the cooling chamber RS can be performed satisfactorily.
また、冷却媒体循環装置RJの第1循環路33に冷却ポンプ4を設けているので、冷却室RSでの冷却を停止し、これによって第2循環路34への冷却水の供給を停止した際にも、冷却ポンプ4は冷却水を第1循環路33と冷却水槽32との間で循環させるため、その運転に支障が無く、従って安定して連続運転を行うことができる。
Further, since the cooling pump 4 is provided in the
また、第1循環路33を形成する第1配管43の吐出口に設けた噴射ノズル42を、冷却水槽32の水平方向に沿う中心線Cに対して水平方向に傾けた状態で、該冷却水槽32の冷却水中に配置しているので、噴射ノズル42からの噴射流が冷却水槽32内の冷却水に水平方向での対流を起こさせるようになり、従って熱交換器37(冷却手段)で冷却した後に循環させた冷却水と冷却室RSから回収された冷却水とを、冷却水槽32中にて均一に混合することができる。よって、冷却水を要求される所望温度にまで充分に冷却することができ、冷却室RSにおける被処理物Xの冷却処理をより良好に行うことができる。
In addition, in the state where the
また、噴射ノズル42として、貯留された冷却水中で冷却水を噴射(噴出)した際にその負圧を利用して冷却水を吸い込むことにより、第1配管43で供給される冷却水量より多くの冷却水を噴出する撹拌噴射ノズルを用いているので、冷却水槽32内をより大きく対流させ、撹拌することができ、これによって冷却室RSから回収されて冷却水槽32内に貯留された冷却水と、第1循環路33によって返送された冷却水とを、より均一に混合することできる。
Further, as the
また、第1循環路33に定流量弁38を設けているので、例えば冷却室RSにおける冷却ノズル2からの冷却水の噴射圧を高めるべく、冷却ポンプ4の出力を高めて送水量を多くした際、第1循環路33を通って冷却水槽32に返送される冷却水量を一定量に留めることにより、第2循環路34に送られる冷却水量を充分に多くし、冷却ノズル2の噴射圧を高めることができる。また、熱交換器37の冷却を行うための冷却能力をほぼ一定に維持できるため、熱交換器37に接続してこれに冷却水を循環させる冷却器(チラー)についても、過負荷にすることなく適切な負荷に安定的に維持することができる。
Further, since the constant flow valve 38 is provided in the
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。前述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣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。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the spirit of the present invention.
例えば、前記実施形態では、冷却水槽32内にて水平方向に対流を起こさせるように噴射ノズル42を配置したが、水平方向に対流に加えて鉛直方向にも対流を起こさせることができるように、噴射ノズル42を鉛直方向に傾けて配置してもよい。
For example, in the above-described embodiment, the
また、前記実施形態では、冷却装置R、中間搬送装置H及び3つの加熱装置を備える熱処理装置について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、例えば冷却装置Rと単一の加熱室とが開閉扉を介して隣り合うタイプの熱処理装置にも適用可能である。
また、前記実施形態の冷却装置Rは、被処理物Xを上方から冷却室RS内に収容するタイプのものであるが、本発明はこれに限定されることなく、被処理物Xを側方(水平方向)あるいは下方から冷却室RS内に収容するタイプのものにも適用可能である。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the heat processing apparatus provided with the cooling device R, the intermediate conveyance apparatus H, and three heating devices, this invention is not limited to this, For example, the cooling device R and a single heating chamber Can also be applied to a heat treatment apparatus of a type adjacent to each other through an opening / closing door.
Moreover, although the cooling device R of the said embodiment is a type which accommodates the to-be-processed object X in the cooling chamber RS from upper direction, this invention is not limited to this, The to-be-processed object X is side. (Horizontal direction) or a type that is accommodated in the cooling chamber RS from below is also applicable.
2…冷却ノズル、4…冷却ポンプ(ポンプ)、8…噴出ノズル、30…第1回収路、31…第2回収路、32…冷却水槽(冷却媒体槽)、33…第1循環路、34…第2循環路、37…熱交換器(冷却手段)、38…定流量弁、42…噴射ノズル(撹拌噴射ノズル)、43…第1配管、C…中心線、M…熱処理装置、R…冷却装置、RH…冷却装置本体、RJ…冷却媒体循環装置、RS…冷却室、K1…加熱装置、K2…加熱装置、X…被処理物
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記冷却装置本体には、該冷却装置本体で冷却に用いた冷却媒体を回収し、回収した冷却媒体の少なくとも一部を冷却して前記冷却装置本体に循環させる冷却媒体循環装置が設けられ、
前記冷却媒体循環装置は、前記冷却装置本体にて被処理物を冷却している間に、回収した冷却媒体の少なくとも一部を冷却することを特徴とする熱処理装置。 A heat treatment apparatus including a cooling device main body that cools an object to be processed by bringing a cooling medium into contact with the object to be processed contained therein,
The cooling device body is provided with a cooling medium circulation device that collects the cooling medium used for cooling in the cooling device body, cools at least a part of the collected cooling medium, and circulates the cooling medium in the cooling device body,
The cooling medium circulating apparatus cools at least a part of the collected cooling medium while the workpiece is cooled by the cooling apparatus main body.
前記第1循環路には、前記冷却媒体槽内から導出した冷却媒体を該第1循環路の下流側に送るポンプが設けられたことを特徴とする請求項1記載の熱処理装置。 The cooling medium circulation device derives a cooling path for recovering the cooling medium from the cooling apparatus body, a cooling medium tank for storing the cooling medium recovered by the recovery path, and a cooling medium in the cooling medium tank. A first circulation path for bringing the cooling medium into contact with the cooling means and cooling and then returning the cooled cooling medium to the cooling medium tank again; and branching upstream of the cooling means in the first circulation path; A second circulation path for circulating the cooling medium led out from the cooling medium tank to the cooling device main body by connecting to the main body,
2. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the first circulation path is provided with a pump that sends the cooling medium led out from the cooling medium tank to the downstream side of the first circulation path.
前記噴射ノズルを、前記冷却媒体槽の水平方向に沿う中心線の近傍に配置するとともに、前記中心線に対して水平方向に傾けた状態で、該冷却媒体槽に貯留された冷却媒体中に配置したことを特徴とする請求項2記載の熱処理装置。 An injection nozzle for injecting a cooling medium is provided at the discharge port of the first pipe forming the first circulation path,
The spray nozzle is disposed in the vicinity of the center line along the horizontal direction of the cooling medium tank, and is disposed in the cooling medium stored in the cooling medium tank in a state inclined in the horizontal direction with respect to the center line. The heat treatment apparatus according to claim 2, wherein
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