JP2018025370A - 熱処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理物に対してより高温で熱処理を行うことができ、且つ、被処理物が配置される空間のガスの成分を所望の値により確実に保つことのできる熱処理装置を提供する。【解決手段】熱処理装置１は、断熱体９と、密封体１３と、を有している。断熱体９は、被処理物１００を熱処理するための熱処理空間１０を取り囲んでいる。密封体１３は、断熱体９の周囲を気密的に覆うことで、ガスの通過を規制する。【選択図】 図２

Description

本発明は、熱処理装置に関する。

金属などの被処理物に熱処理が行われることがある（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１には、熱処理炉内に耐火断熱レンガを配置する構成が開示されている。耐火断熱レンガ内には、バーナーなどの熱源が配置されている。バーナーは、耐火断熱レンガ内の空間を加熱する。この熱によって、被処理物が加熱される。

特開平９−７９７６１号公報

熱処理時の熱処理炉内の空間の温度が、たとえば１１００℃を超える高温の場合、金属製の熱処理炉であれば、熱間時における当該熱処理炉の強度が不足し易い。このため、金属に代えて、上述した耐火断熱レンガが熱処理炉を構成する部材として用いられる。このようなレンガであれば、熱処理時において熱処理炉の過度の強度低下を招くことを抑制できる。

しかしながら、レンガであれば、緻密性が高められたレンガを用いても、気密性を十分に確保できない場合がある。このため、レンガ内の空隙を通してガスが熱処理炉の内部と外部とを通過してしまう。よって、熱処理炉内におけるガスの成分を所望の値に保つことが難しい。

本発明は、上記事情に鑑みることにより、被処理物に対してより高温で熱処理を行うことができ、且つ、被処理物が配置される空間のガスの成分を所望の値により確実に保つことのできる熱処理装置を提供することを、目的とする。

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる熱処理装置は、被処理物を熱処理するための熱処理空間を取り囲む断熱体と、前記断熱体の周囲を気密的に覆うことでガスの通過を規制するための密封体と、を備えている。

この構成によると、密封体は、断熱体を介して熱処理空間と向かい合うこととなる。このため、被処理物の熱処理時において、熱処理空間内の熱は、断熱材を介して密封体に伝わる。よって、熱処理空間内の高熱が密封体に伝わることを抑制できる。このため、密封体の温度上昇が抑制されるので、密封体は、耐熱性をそれほど要求されず、強度および気密性に優れた材質で形成されることが可能である。これにより、熱処理空間への不要なガスの進入を、十分な強度を有する密封体によってより確実に抑制できる。よって、熱処理空間のガスの成分を所望の値に、より確実に保つことができる。また、密封体の内側に断熱体が配置されるので、断熱体は、密閉性が低くてもよい。よって、断熱体は、密閉性についての制限を受けることなく、より高い耐熱性を有する材料で形成されることができる。以上の次第で、被処理物に対してより高温で熱処理を行うことができ、且つ、被処理物が配置される熱処理空間のガスの成分を所望の値に、より確実に保つことのできる熱処理装置を提供することができる。

（２）好ましくは、前記密封体は、複数の部材を組み合わせて形成されている。

この構成によると、密封体の形状の自由度をより高くできる。また、密封体の組立および解体をより容易に行うことができる。

（３）より好ましくは、複数の前記部材の少なくとも２つは、シール材を介して接続されている。

この構成によると、密封体における複数の部材の接続部において、気密性を確保することが重要となる。そして、複数の部材をシール材を介して接続することで、複数の部材間の気密性を、より容易に、且つ、より確実に確保できる。しかも、前述したように、密封体の使用温度は比較的低くて済む。よって、シール材の材質を、耐熱性の制限を比較的受けずに設定することができる。

（４）好ましくは、前記熱処理装置は、前記密封体で囲まれた空間にパージガスを供給するための、パージガス供給部をさらに備えている。

この構成によると、被処理物の熱処理時において、熱処理空間内で生じた不要なガスは、パージガスによって除去され得る。これにより、熱処理空間内の雰囲気を、より清浄な状態に維持することができる。

（５）より好ましくは、前記熱処理装置において、前記断熱体と前記密封体との間に、前記パージガスの層を形成するためのパージガス層形成空間が形成されている。

この構成によると、パージガス層形成空間が形成されることで、パージガスを、より広い範囲に均等に供給することができる。これにより、密封体内の雰囲気を、より清浄な状態に維持することができる。

（６）より好ましくは、前記パージガス層形成空間は、少なくとも前記熱処理空間の上方、および、水平方向における前記熱処理空間の側方に形成されている。

この構成によると、パージガス層形成空間は、断熱体の周囲を取り囲むように配置される。これにより、熱処理空間の周囲において、より多くのパージガス層形成空間を形成することができる。

（７）好ましくは、前記熱処理装置は、前記熱処理空間内の前記被処理物を加熱するためのヒータをさらに有し、前記ヒータは、前記熱処理空間に配置される発熱部と、前記熱処理空間の外部に配置される端子部と、を有し、前記パージガス供給部は、前記端子部に向けて前記パージガスを供給可能である。

この構成によると、端子部を冷却するための冷却用ガスとしてパージガスを利用することができる。これにより、端子部を高熱から保護するための専用のクーラが不要となり、熱処理装置の構成をより簡素にできる。

（８）好ましくは、前記断熱体は、多孔質材料を用いて形成されている。

この構成によると、耐熱性の高い材料を焼結することなどにより、より耐熱性の高い断熱体を実現できる。また、パージガスを用いて断熱体の内側の熱処理空間をパージする場合に、断熱体の気孔を通してパージガスを熱処理空間に供給できる。これにより、より短時間でパージ（ガス置換）を完了することができる。また、多孔質の断熱体であれば、比較的蓄熱量が小さい。よって、熱処理空間の加熱時に、断熱体もより迅速に昇温できる。

本発明によると、被処理物に対してより高温で熱処理を行うことができ、且つ、被処理物が配置される空間のガスの成分を所望の値により確実に保つことのできる熱処理装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る熱処理装置の模式的な側面図であり、一部を省略して示している。 熱処理装置の主要部における、進行方向と直交する断面図である。 図２に示す熱処理装置における密封体の下部の周辺の拡大図である。 図２に示す熱処理装置の密封体のうち上部の周辺の拡大図である。 図２に示す熱処理装置のうち上下方向における中間部の周辺の拡大図であり、密封体の上部の周辺部分を示している。 図２に示す熱処理装置のうち上下方向における中間部の周辺の拡大図であり、図５に示す部分の下方側部分を示している。 図２に示す熱処理装置のうち上下方向における中間部の周辺の拡大図であり、図６に示す部分の下方側部分を示している。 熱処理装置の動作の一例を説明するためのタイムチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は、熱処理装置として広く適用することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る熱処理装置１の模式的な側面図であり、一部を省略して示している。図２は、熱処理装置１の主要部における、進行方向Ｘ１と直交する断面図である。なお、本実施形態では、図２の断面図における上下および左右を、単に「上下」、「左右」として説明する。図３は、図２に示す熱処理装置１における密封体１３の下部４７の周辺の拡大図である。図４は、図２に示す熱処理装置１の密封体１３のうちの上部４８の周辺の拡大図である。図５は、図２に示す熱処理装置１のうち上下方向における中間部の周辺の拡大図であり、密封体１３の上部４８の周辺部分を示している。図６は、図２に示す熱処理装置１のうち上下方向における中間部の周辺の拡大図であり、図５に示す部分の下方側部分を示している。図７は、図２に示す熱処理装置１のうち上下方向における中間部の周辺の拡大図であり、図６に示す部分の下方側部分を示している。

図１および図２を参照して、熱処理装置１は、被処理物１００を熱処理するために設けられている。この熱処理として、焼入処理、浸炭処理、焼戻処理、窒化処理、焼鈍処理、その他の熱処理を例示することができる。本実施形態では、熱処理装置１が、ベルト式連続浸炭焼入炉である場合を例に説明する。また、本実施形態では、被処理物１００は、金属部品である。熱処理装置１は、複数の被処理物１００を、連続的に浸炭処理するように構成されている。本実施形態では、被処理物１００を１１００℃程度まで加熱するように構成されている。

熱処理装置１は、搬送装置２と、処理室ユニット３と、を有している。

搬送装置２は、被処理物１００を進行方向Ｘ１に沿って処理室ユニット３の外部から処理室ユニット３内に搬送し、さらに、当該被処理物１００を処理室ユニット３の外部に搬送するために設けられている。

搬送装置２は、無端状のベルト４と、複数のローラ５と、を有している。

ベルト４は、たとえば、メッシュベルトであり、可撓性を有している。このベルト４の各部は、処理室ユニット３の内部と外部とを循環するようにローラ５によって駆動される。ローラ５は、ベルト４のたとえば内周面に接触しており、ベルト４を支持している。ローラ５は、たとえば、４つ設けられている。ローラ５が回転することにより、ベルト４は、複数のローラ５の周囲を回転する。

上記の構成を有する搬送装置２によって搬送される被処理物１００は、処理室ユニット３において、加熱処理を施される。処理室ユニット３は、当該処理室ユニット３の入口３ａおよび出口３ｂが開放された構成を有している。処理室ユニット３の右側に温度センサ１８が配置され、且つ、処理室ユニット３の左側には温度センサ１８が配置されていない点以外、処理室ユニット３は、略左右対称に形成されている。

処理室ユニット３は、入口３ａと、入口側排気管７と、出口３ｂと、出口側排気管８と、断熱体９と、熱処理空間１０と、ベース部材１１と、ヒータユニット１２と、密封体１３と、パージガス層形成空間１４と、パージガス供給部１５と、熱処理用ガス供給部１６と、サンプリング管１７と、温度センサ１８と、を有している。

入口３ａは、ベルト４および被処理物１００が処理室ユニット３の熱処理空間１０に導入される部分として形成されている。本実施形態では、入口３ａは、図１における処理室ユニット３の左端に形成されている。入口３ａの近傍には、入口側排気管７が配置されている。

入口側排気管７は、処理室ユニット３の密封体１３内に存在するガスを当該密封体１３（熱処理空間１０）の外部に排出するために配置されている。この入口側排気管７は、密封体１３のたとえば上端部に接続されており、図示しないダクトなどに向けて、密封体１３の内側のガスを排出可能である。入口側排気管７の一端（下端）は、熱処理空間１０に接続されている。これにより、断熱体９内のガス（空気）および熱処理空間１０内のガスは、入口側排気管７を通して密封体１３の外部に排出されることが可能である。

出口３ｂは、ベルト４および被処理物１００が処理室ユニット３の熱処理空間１０から出される部分として形成されている。本実施形態では、出口３ｂは、図１における処理室ユニット３の右端に形成されている。出口３ｂの近傍には、出口側排気管８が配置されている。

出口側排気管８は、処理室ユニット３の密封体１３内に存在するガスを当該密封体１３（熱処理空間１０）の外部に排出するために配置されている。この出口側排気管８は、密封体１３のたとえば上端部に接続されており、図示しないダクトなどに向けて、密封体１３の内側のガスを排出可能である。出口側排気管８の一端（下端）は、熱処理空間１０に接続されている。これにより、断熱体９内のガス（空気）および熱処理空間１０内のガスは、出口側排気管８を通して密封体１３の外部に排出されることが可能である。上記の構成により、入口側排気管７と出口側排気管８とが協働して、密封体１３（熱処理空間１０）内のガスを排出する。進行方向Ｘ１から見て、密封体１３は、断熱体９を取り囲んでいる。

断熱体９は、被処理物１００を熱処理するための熱処理空間１０を取り囲むように配置されている。この断熱体９は、入口３ａおよび出口３ｂに開放された熱処理空間１０を形成するとともに、熱処理空間１０と、熱処理空間１０の外側の空間との間において、熱の伝達を遮断する。本実施形態では、断熱体９は、複数の断熱部材を用いて形成されている。また、本実施形態では、断熱体９は、多孔質材料を用いて形成されており、ファイバー状の材料を含んで構成される。断熱体９の構成として、たとえば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）およびシリカ（ＳｉＯ_２）を所定の割合で配合し、且つ、所定のバインダーを用いて固形状とした構成を例示することができる。すなわち、断熱体９は、たとえばセラミックファイバーを用いて形成される。断熱体９をセラミックファイバーで形成した場合、断熱体９を緻密レンガで形成した場合と比べて、断熱体９の内部のガスの外部に放出し易くできる。さらに、熱処理装置１の製造コストをより低減できる。

断熱体９の耐熱温度（許容使用温度）は、たとえば、１２００℃〜１５００℃程度である。上記のように、断熱体９は、気孔を有しており、パージガス層形成空間１４内のガスは、断熱体９を通って熱処理空間１０へ到達可能である。なお、本実施形態では、断熱体９が多孔質材料を用いて形成される形態を例に説明するけれども、この通りでなくてもよい。たとえば、断熱体９は、緻密体（実質的に気孔率がゼロである材料）によって形成されていてもよい。

断熱体９は、下側断熱材２１と、上側断熱材２２と、右側断熱材２３と、左側断熱材２４と、を有している。

各断熱材２１〜２４は、たとえば、直方体のブロック状に形成されており、所定の大きさを有している。

下側断熱材２１は、熱処理空間１０の下側に熱処理空間１０からの熱が伝わることを抑制するために設けられている。下側断熱材２１は、断熱体９の下部の一部を形成している。下側断熱材２１の左右両側方には、右側断熱材２３および左側断熱材２４が配置されている。下側断熱材２１は、右側断熱材２３の下部および左側断熱材２４の下部に挟まれている。

右側断熱材２３は、熱処理空間１０の右側に向けて熱処理空間１０からの熱が伝わることを抑制するために設けられている。右側断熱材２３は、垂直に延びるように配置されている。

右側断熱材２３の内側面は、ベルト４と左右に向かい合うように配置されている。一方、右側断熱材２３の外側面は、密封体１３と左右に向かい合うように配置されている。右側断熱材２３と左右対称に左側断熱材２４が配置されている。

左側断熱材２４は、熱処理空間１０の左側に向けて熱処理空間１０からの熱が伝わることを抑制するために設けられている。以下、左側断熱材２４の詳細な説明は省略する。右側断熱材２３および左側断熱材２４は、協働して上側断熱材２２を支持している。

上側断熱材２２は、熱処理空間１０の上側に向けて熱処理空間１０からの熱が伝わることを抑制するために設けられている。上側断熱材２２は、右側断熱材２３の上部および左側断熱材２４の上部に挟まれている。

上記の構成により、下側断熱材２１、右側断熱材２３、左側断熱材２４、および、上側断熱材２２によって囲まれた空間としての熱処理空間１０が形成されている。熱処理空間１０は、進行方向Ｘ１と直交する断面において、たとえば矩形状の空間を形成しており、ベルト４の上部４ａにおける当該ベルト４の進行方向Ｘ１に沿って延びている。この熱処理空間１０内には、ベース部材１１が配置されている。

ベース部材１１は、熱処理空間１０内においてベルト４を受けるために設けられている。ベース部材１１は、熱処理空間１０の床としての下側断熱材２１の上部に支持されており、ベルト４を支持している。これにより、ベルト４は、被処理物１００を支持した状態で、ベース部材１１に受けられる。熱処理空間１０内は、ヒータユニット１２によって加熱される。

ヒータユニット１２は、熱処理空間１０内の雰囲気（熱処理空間１０内のガス）および被処理物１００を加熱するために設けられている。ヒータユニット１２は、１箇所または進行方向Ｘ１に沿って複数箇所に配置される。図２では、１つのヒータユニット１２が示されている。

本実施形態では、ヒータユニット１２は、上下に離隔して配置された複数のヒータとしての上側ヒータ２６および下側ヒータ２７を含んでいる。本実施形態では、上側ヒータ２６および下側ヒータ２７は、たとえば、電熱ヒータである。

上側ヒータ２６は、熱処理空間１０内の上部において熱処理空間１０内のガスおよび被処理物１００を加熱するために設けられている。上側ヒータ２６は、断熱体９を左右に貫通するように配置されている。

上側ヒータ２６は、左右に延びる細長い棒状に形成されたヒータ本体３１と、電線３２，３３と、ガイド部材３４，３５と、を有している。

ヒータ本体３１は、左右両端の端子部３１ａ，３１ｂと、中間部３１ｃ，３１ｄと、発熱部３１ｅと、を有している。左右方向に沿って、端子部３１ａ、中間部３１ｃ、発熱部３１ｅ、中間部３１ｄ、端子部３１ｂの順に配置されている。

端子部３１ａ，３１ｂは、ヒータ本体３１の両端部に配置されている。端子部３１ａ，３１ｂは、中間部３１ｃ，３１ｄ内を通る導電部材（図示せず）を介して、発熱部３１ｅに電気的に接続されている。端子部３１ａ，３１ｂは、熱処理空間１０の外部に配置されている。端子部３１ａは、パージガス層形成空間１４の後述する右側空間５３に配置されており、端子部３１ｂは、パージガス層形成空間１４の後述する左側空間５４に配置されている。端子部３１ａ，３１ｂに挟まれるようにして、中間部３１ｃ，３１ｄが配置されている。

中間部３１ｃ，３１ｄは、断熱体９に支持される部分として設けられた、発熱しない部分である。中間部３１ｃ，３１ｄは、対応する右側断熱材２３の上部および左側断熱材２４の上部を貫通している。

中間部３１ｃ，３１ｄには、環状の固定部材３６が嵌合されている。これら一対の固定部材３６は、左側断熱材２４および右側断熱材２３を挟むように配置されている。これにより、ヒータ本体３１は、断熱体９に対する変位を規制された状態で、断熱体９に保持されている。中間部３１ｃ，３１ｄの間に発熱部３１ｅが配置されている。

発熱部３１ｅは、たとえば、電熱線を有しており、端子部３１ａ，３１ｂを通して外部電源（図示せず）から与えられた電力によって発熱するように構成されている。発熱部３１ｅは、熱処理空間１０の上部に配置されている。

発熱部３１ｅに電力を供給するための電線３２，３３の一端は、対応する端子部３１ａ，３１ｂに固定されている。これらの電線３２，３３は、対応する右側空間５３および左側空間５４に配置されている。電線３２，３３は、対応するガイド部材３４，３５を介して、外部電源に電気的に接続されている。

ガイド部材３４，３５は、密封体１３を貫通する軸状部分として設けられている。ガイド部材３４，３５は、密封体１３の後述する第１右側板６１および第１左側板７１を貫通しており、且つ、側板６１，７１のうち貫通している箇所の縁部との間を気密的にシールするシール構造を有している。ガイド部材３４，３５は、導電体（金属）を用いて形成され対応する側板６１，７１を貫通するボルト３４ａ，３５ａを有している。これらのボルト３４ａ，３５ａは、対応する電線３２，３３の他端と接続されており、且つ、密封体１３で囲まれた空間の外側において、外部電源に電気的に接続されている。上記の構成を有する上側ヒータ２６の下方に、下側ヒータ２７が配置されている。

下側ヒータ２７は、熱処理空間１０内の下部において熱処理空間１０内のガスおよび被処理物１００を加熱するために設けられている。

下側ヒータ２７は、ヒータ本体４１と、電線４２，４３と、ガイド部材４４，４５と、を有している。本実施形態では、下側ヒータ２７は、上側ヒータ２６と上下対称に配置されている。

下側ヒータ２７のヒータ本体４１は、左右両端の端子部４１ａ，４１ｂ、中間部４１ｃ，４１ｄ、および、発熱部４１ｅを有しており、上側ヒータ２６のヒータ本体３１と同じ構成を有している。下側ヒータ２７のヒータ本体４１の中間部４１ｃ，４１ｄは、対応する右側断熱材２３および左側断熱材２４に支持されている。中間部４１ｃ，４１ｄは、固定部材４６によって断熱体９に固定されている。

下側ヒータ２７の端子部４１ａは、熱処理空間１０の外側において、パージガス層形成空間１４の右側空間５３に配置されており、端子部４１ｂは、パージガス層形成空間１４の左側空間５４に配置されている。下側ヒータ２７の発熱部４１ｅは、端子部４１ａ，４１ｂ、電線４２，４３、および、ガイド部材４４，４５を通して外部電源（図示せず）から与えられた電力によって発熱するように構成されており、熱処理空間１０の下部に配置されている。

電線４２，４３は、対応する右側空間５３および左側空間５４に配置されている。電線４２，４３の一端は、対応するガイド部材４４，４５に接続されている。電線４２，４３は、対応するガイド部材４４，４５を介して、外部電源（図示せず）に電気的に接続されている。

ガイド部材４４，４５は、ガイド部材３４，３５と同じ構成を有している。ガイド部材４４，４５は、密封体１３の後述する第５右側板６５および第５左側板７５を貫通しており、且つ、側板６５，７５のうち貫通している箇所の縁部との間を気密的にシールするシール構造を有している。ガイド部材４４，４５は、導電体（金属）を用いて形成され対応する側板６５，７５を貫通するボルト４４ａ，４５ａを有している。これらのボルト４４ａ，４５ａは、対応する電線４２，４３と接続されており、且つ、密封体１３で囲まれた空間の外側において、外部電源に電気的に接続されている。

密封体１３は、進行方向Ｘ１から見て、断熱体９の周囲を気密的に覆うことで、熱処理空間１０から排出されるガスの通過、および、密封体１３の外部から密封体１３の内部へ向かうガスの通過を規制するために設けられている。なお、密封体１３は、入口３ａおよび出口３ｂのそれぞれにおいて熱処理空間１０は塞がないように構成されており、熱処理空間１０に対するベルト４および被処理物１００の搬入および搬出が可能とされている。密封体１３は、進行方向Ｘ１に延びる筒状に形成されており、図２に示す断面図において、断熱体９の周囲を取り囲んでいる。すなわち、密封体１３は、断熱体９の下方、上方、右方、および、左方に配置されている。本実施形態では、密封体１３は、複数の金属部材を組み合わせて形成されている。

また、密封体１３と断熱体９は、協働して、パージガス層形成空間１４を形成している。パージガス層形成空間１４は、断熱体９と密封体１３との間にパージガスの層を形成するために設けられている。パージガスは、不活性ガスであり、本実施形態では、窒素ガスである。パージガス層形成空間１４は、熱処理空間１０の上方、下方、および、水平方向における熱処理空間の側方（右方および左方）に配置されている。

そして、パージガス層形成空間１４、すなわち、密封体１３で囲まれた空間にパージガスを供給するための、パージガス供給部１５が設けられている。パージガス供給部１５が設けられていることにより、パージガスを、パージガス層形成空間１４から断熱体９を通して熱処理空間１０へ供給できる。そして、断熱体９内のガス（空気）および熱処理空間１０内のガスを、パージガスとともに熱処理装置１の外部に排出させることができる。以下、密封体１３、パージガス層形成空間１４、および、パージガス供給部１５について、より具体的に説明する。

密封体１３は、下部４７と、上部４８と、右側部４９と、左側部５０と、を有している。

パージガス層形成空間１４は、下側空間５１と、上側空間５２と、右側空間５３と、左側空間５４と、を有している。

パージガス供給部１５は、下側供給部５５と、上側供給部５６と、右側供給部５７と、左側供給部５８と、を有している。

図１〜図３を参照して、密封体１３の下部４７は、断熱体９を支持するとともに、下側空間５１を形成する部分として設けられている。下部４７は、左右に細長い矩形状の部分として儲けられている。

密封体１３の下部４７は、複数の板部材としての第１板部４７ａと、第２板部４７ｂと、中間梁４７ｃと、を用いて形成されている。

第１板部４７ａ、および、中間梁４７ｃは、ＳＵＳ材などの金属板に曲げ加工を施して形成されている。なお、密封体１３を構成する金属部材は、本実施形態では、ＳＵＳ材（ステンレス材）によって形成されている。第２板部４７ｂは、平らな金属板を用いて形成されている。第１板部４７ａと第２板部４７ｂとが向かい合わされた状態で配置され、これら第１板部４７ａと第２板部４７ｂとの間に中間梁４７ｃが配置されている。第１板部４７ａは、上下の向きが逆さにされたＵ字状に形成されている。

第１板部４７ａは、上部４７ｄと、左右一対の側部４７ｅ，４７ｆと、左右一対の台座部４７ｇ、４７ｈと、を有している。

上部４７ｄは、第２板部４７ｂと平行に（水平に）延びている。上部４７ｄは、下側断熱材２１、右側断熱材２３、左側断熱材２４、右側部４９および左側部５０を支持している。上部４７ｄの左右両端部から、側部４７ｅ，４７ｆが下方に延びている。台座部４７ｇ，４７ｈは、側部４７ｅ，４７ｆの下端部においてベース部材１１から遠ざかる方向に水平に延びている。台座部４７ｇ，４７ｈは、図示しないベース部材に、ボルトなどの固定部材を用いて固定されている。上記の構成を有する第１板部４７ａの上部４７ｄの下方に、第２板部４７ｂが配置されている。

第２板部４７ｂは、第１板部４７ａの側部４７ｅ，４７ｆに挟まれるように配置されている。左右方向における第２板部４７ｂの両端部は、第１板部４７ａの側部４７ｅ，４７ｆに溶接などを用いて固定されており、当該側部４７ｅ，４７ｆと気密的に接続されている。そして、左右方向における第１板部４７ａの中央部に、中間梁４７ｃが配置されている。

中間梁４７ｃは、進行方向Ｘ１から見て、たとえば、Ｕ字状に形成された梁部材であり、進行方向Ｘ１に延びている。中間梁４７ｃは、第１板部４７ａの下面に溶接などを用いて気密的に接続され、且つ、第２板部４７ｂの上面に溶接などを用いて気密的に接続されている。上記の構成により、密封体１３の下部４７に、第１板部４７ａ、および、第２板部４７ｂによって下側空間５１が形成されている。

下側空間５１は、断熱体９の下側断熱材２１と密封体１３の第２板部４７ｂとの間にパージガスの層を形成するために設けられている。下側空間５１は、熱処理空間１０から断熱体９を通して断熱体９の下方に到達した熱が密封体１３の外部に向かうことを抑制するために設けられている。下側空間５１は、中間梁４７ｃを挟んで左右に分かれて配置されている。下側空間５１は、水平方向に扁平な空間であり、上下の長さが、左右の長さよりも短く、且つ、進行方向Ｘ１の長さよりも短い。

下側空間５１のうち、中間梁４７ｃの右側の領域は、第１板部４７ａの右側の側部４７ｅから中間梁４７ｃにかけて延びている。また、下側空間５１のうち中間梁４７ｃの左側の領域は、第１板部４７ａの左側の側部４７ｆから中間梁４７ｃにかけて延びている。下側空間５１は、進行方向Ｘ１の両端部において、入口側排気管７および出口側排気管８に接続されている。これにより、各下側空間５１内のガスは、入口側排気管７および出口側排気管８の何れかから、密封体１３の外部に排出される。下側空間５１は、パージガス供給部１５の左右一対の下側供給部５５，５５からのパージガスによって、パージ（ガス置換）が行われる。

各下側供給部５５は、下側空間５１のうち中間梁４７ｃの対応する右側領域および左側領域に接続されたガス供給管として設けられている。すなわち、右側の下側供給部５５は、中間梁４７ｃの右側に配置されており、左側の下側供給部５５は、中間梁４７ｃの左側に配置されている。各下側供給部５５は、密封体１３の第２板部４７ｂを貫通するように配置されている。各下側供給部５５と第２板部４７ｂとの間の部分は、溶接などによって互いに気密的に接続されている。各下側供給部５５は、タンクなどのパージガス供給源（図示せず）に接続されており、パージガスを、下側空間５１の対応する領域に供給する。

下側空間５１に供給されたパージガスは、入口側排気管７または出口側排気管８から密封体１３の外部に排出される。下側空間５１の上方に、パージガス層形成空間１４の上側空間５２が配置されている。上側空間５２は、密封体１３の上部４８と、右側部４９と、左側部５０と、断熱体９の上側断熱材２２と、右側断熱材２３と、左側断熱材２４と、を用いて形成されている。

図１、図２および図４を参照して、密封体１３の上部４８は、断熱体９を上方から覆うともに、上側空間５２を形成する部分として設けられている。

密封体１３の上部４８は、本実施形態では、平板状の金属板である。上部４８は、上側断熱材２２、右側断熱材２３および左側断熱材２４と上下に向かい合うように配置されており、これら上側断熱材２２、右側断熱材２３および左側断熱材２４を上方から覆っている。上側断熱材２２、右側断熱材２３および左側断熱材２４と、上部４８とは、上下方向に所定の間隔を隔てて離隔している。上部４８の左右両端部は、密封体１３の右側部４９および左側部５０によって支持されている。

密封体１３の右側部４９は、右側断熱材２３、上側断熱材２２、左側断熱材２４、密封体１３の左側部５０、および、密封体１３の上部４８と協働して上側空間５２を形成するとともに、右側断熱材２３と協働して右側空間５３を形成するために設けられている。同様に、密封体１３の左側部５０は、左側断熱材２４、上側断熱材２２、右側断熱材２３、密封体１３の右側部４９、および、密封体１３の上部４８と協働して上側空間５２を形成するとともに、左側断熱材２４と協働して左側空間５４を形成するために設けられている。

密封体１３の右側部４９は、上下に並ぶ複数の板部材としての第１〜第６右側板６１〜６６と、右側仕切梁６７と、を有している。また、密封体１３の左側部５０は、上下に並ぶ複数の板部材としての第１〜第６左側板７１〜７６と、左側仕切梁７７と、を有している。

第１〜第６右側板６１〜６６、右側仕切梁６７、第１〜第６左側板７１〜７６、および、左側仕切梁７７は、それぞれ、金属板を用いて形成されている。

第１右側板６１および第１左側板７１は、それぞれ、上部４８の対応する右端部および左端部の下方に配置され、進行方向Ｘ１から見てＬ字状に形成されている。第１右側板６１および第１左側板７１は、上部４８に隣接し鉛直に延びる鉛直部６１ａ，７１ａと、水平に延びる下端部６１ｂ，７１ｂと、を有している。

第１右側板６１の鉛直部６１ａは、Ｌ字状の金属製の連結部材８１およびガスケットなどのシール材８２を用いて、上部４８の右端部と気密的に接続されている。より具体的には、連結部材８１のうち上部４８と平行に並ぶ部分が、シール材８２を介して上部４８の右端部の下面に受けられており、連結部材８１と上部４８との間が気密的に接続されている。そして、上部４８の右端部の貫通孔と、連結部材８１のうち上部４８と平行に並ぶ部分に形成された雌ねじ部とを貫通するねじ部材８３が、上部４８と連結部材８１とを互いに固定している。さらに、連結部材８１のうち第１右側板６１の鉛直部６１ａと平行に並ぶ部分は、第１右側板６１の外側面に溶接などを用いて気密的に接続されている。

上記と同様に、第１左側板７１は、Ｌ字状の金属製の連結部材１０１およびガスケットなどのシール材１０２を用いて、上部４８の左端部と気密的に接続されている。より具体的には、連結部材１０１のうち上部４８と平行に並ぶ部分が、シール材１０２を介して上部４８の左端部の下面に受けられており、連結部材１０１と上部４８との間が気密的に接続されている。そして、上部４８の左端部の貫通孔と、連結部材１０１のうち上部４８と平行に並ぶ部分に形成された雌ねじ部とを貫通するねじ部材１０３が、上部４８と連結部材１０１とを互いに固定している。さらに、連結部材１０１のうち第１左側板７１と平行に並ぶ部分は、第１左側板７１の外側面に溶接などを用いて気密的に接続されている。

第１右側板６１の鉛直部６１ａの下端部と右側断熱材２３ｃとの間には、右側仕切梁６７が配置されている。右側仕切梁６７は、進行方向Ｘ１に沿って延びる梁部材であり、本実施形態では、板部材に曲げ加工を施すことで、Ｕ字状に形成されている。右側仕切梁６７は、第１右側板６１の内側面に溶接などによって気密的に接続されており、この第１右側板６１に支持されている。また、右側仕切梁６７は、右側断熱材２３の外側面に接触しており、右側仕切梁６７と右側断熱材２３との間が塞がれている。

上記と同様の構成により、第１左側板７１の鉛直部７１ａの下端部と左側断熱材２４との間には、左側仕切梁７７が配置されている。左側仕切梁７７は、進行方向Ｘ１に沿って延びる梁部材であり、本実施形態では、板部材に曲げ加工を施すことで、Ｕ字状に形成されている。左側仕切梁７７は、第１左側板７１の内側面に溶接などによって気密的に接続されており、この第１左側板７１に支持されている。また、左側仕切梁７７は、左側断熱材２４の外側面に接触しており、左側仕切梁７７と左側断熱材２４ｃとの間が塞がれている。

上記の構成により、処理室ユニット３の上部に上側空間５２が形成されている。上側空間５２は、上部４８、第１右側板６１、右側仕切壁６７、右側断熱材２３、上側断熱材２２、左側断熱材２４、左側仕切壁７７、および、第１左側板７１によって形成されている。

上側空間５２は、断熱体９の上側断熱材２２、右側断熱材２３、および、左側断熱材２４と、密封体１３との間にパージガスの層を形成するために設けられている。上側空間５２は、パージガスを断熱体９の上方側から断熱体９を通して熱処理空間１０へ供給するために設けられている。また、上側空間５２は、熱処理空間１０から断熱体９を通して断熱体９の上方に到達した熱が密封体１３の外部に向かうことを抑制するために設けられている。進行方向Ｘ１から見て、上側空間５２は、本実施形態では、上下逆向きのＵ字状の空間である。

このような構成により、上側空間５２は、上部４８と断熱材２２〜２４との間、第１右側板６１と右側断熱材２３との間、および、第１左側板７１と左側断熱材２４との間に位置している。上側空間５２内のガスは、断熱体９および熱処理空間１０を通して、入口側排気管７および出口側排気管８の何れかから、密封体１３の外部に排出される。上側空間５２は、パージガス供給部１５の左右一対の上側供給部５６からのパージガスによって、パージ（ガス置換）が行われる。

各上側供給部５６は、上側空間５２に接続されたガス供給管として設けられている。各上側供給部５６は、上部４８の右端部および左端部に配置されている。このように、上側空間５２において、左右に離隔した箇所に複数の上側供給部５６が設けられていることにより、上側空間５２内において、より均等にパージガスが供給される。各上側供給部５６は、密封体１３の上部４８を貫通するように配置されている。各上側供給部５６と上部４８との間の部分は、溶接などによって互いに気密的に接続されている。各上側供給部５６は、タンクなどのパージガス供給源（図示せず）に接続されており、パージガスを、上側空間５２に供給する。

上記の構成を有する上側空間５２の右下側に、第１右側板６１の下端部６１ｂが配置されている。第１右側板６１の下端部６１ｂは、前述したように、水平に延びており、第１右側板６１の鉛直部６１ａの下端において、断熱体９から遠ざかる方向（右側）に延びている。第１右側板６１の下端部６１ｂには、前述したように、上側ヒータ２６のガイド部材３４が接続されている。このガイド部材３４は、第１右側板６１の下端部６１ｂを上下に貫通している。第１右側板６１の下端部６１ｂは、Ｌ字状の金属製の連結部材８４およびガスケットなどのシール材８５を介して第２右側板６２に接続されている。

図２および図５を参照して、より具体的には、連結部材８４のうち第２右側板６２と平行に並ぶ部分が、シール材８５を介して第２右側板６２の内側面に受けられており、連結部材８４と第２右側板６２との間が気密的に接続されている。そして、第２右側板６２の上端部の貫通孔と、連結部材８４のうち第２右側板６２と平行に並ぶ部分に形成された雌ねじ部とを貫通するねじ部材８６が、第２右側板６２と連結部材８４とを互いに固定している。さらに、連結部材８４のうち第１右側板６１の下端部６１ｂと平行に並ぶ部分は、第１右側板６１の下側面に溶接などを用いて気密的に接続されている。

第２右側板６２は、鉛直に延びる部材であり、右側断熱材２３と左右に向かい合って配置されている。また、第２右側板６２は、第１右側板６１の位置および第３右側板６３の位置から右側（断熱体９から遠い側の位置）に配置されている。そして、第２右側板６２と右側断熱材２３との間に、上側ヒータ２６の一部（ガイド部材３４の一部および上側ヒータ２６の端子部４１ａ）を収容するための空間（右側空間５３の一部）が形成されている。また、第２右側板６２は、上側ヒータ２６の端子部４１ａと左右に向かい合うように配置されている。第２右側板６２の下端部は、Ｌ字状の金属製の連結部材８７およびガスケットなどのシール材８８を介して第３右側板６３に接続されている。

より具体的には、連結部材８７のうち第２右側板６２と平行に並ぶ部分が、シール材８８を介して第２右側板６２の内側面に受けられており、連結部材８７と第２右側板６２との間が気密的に接続されている。そして、第２右側板６２の下端部の貫通孔と、連結部材８７のうち第２右側板６２と平行に並ぶ部分に形成された雌ねじ部とを貫通するねじ部材８９が、第２右側板６２と連結部材８７とを互いに固定している。さらに、連結部材８７のうち第３右側板６３の上端部６３ａと平行に並ぶ部分は、第３右側板６３の上側面に溶接などを用いて気密的に接続されている。

図２、図５および図６を参照して、第３右側板６３は、進行方向Ｘ１から見てＵ字状に形成された部分であり、右側断熱材２３および熱処理空間１０内の被処理物１００と左右に向かい合うように配置されている。第３右側板６３は、上端部６３ａと、鉛直部６３ｂと、下端部６３ｃと、を有している。第３右側板６３の上端部６３ａは、水平に延びており、第１右側板６１の下端部６１ｂと上下に向かい合っている。第３右側板６３のうち、左右方向における熱処理空間１０側の端部に、第３右側板６３の鉛直部６３ｂが配置されている。

第３右側板６３の鉛直部６３ｂは、第１右側板６１の鉛直部６１ａと上下に並んで配置されている。そして、第３右側板６３の下端部６３ｃは、第３右側板６３の鉛直部６３ｂの下端において、断熱体９から遠ざかる方向に向けて水平に延びている。第３右側板６３の下端部６３ｃは、Ｌ字状の金属製の連結部材９０およびガスケットなどのシール材９１を介して第４右側板６４に接続されている。

より具体的には、連結部材９０のうち第４右側板６４と平行に並ぶ部分が、シール材９１を介して第４右側板６４の内側面に受けられており、連結部材９０と第４右側板６４との間が気密的に接続されている。そして、第４右側板６４の上端部の貫通孔と、連結部材９０のうち第４右側板６４と平行に並ぶ部分に形成された雌ねじ部とを貫通するねじ部材９２が、第４右側板６４と連結部材９０とを互いに固定している。さらに、連結部材９０のうち第３右側板６３の下端部６３ｃと平行に並ぶ部分は、第３右側板６３の下側面に溶接などを用いて気密的に接続されている。

図２および図７を参照して、第４右側板６４は、鉛直に延びる部材であり、右側断熱材２３と左右に向かい合って配置されている。また、第４右側板６４は、第１右側板６１の位置および第３右側板６３の位置から右側（断熱体９から遠い側の位置）に配置されており、第２右側板６２と上下に並んでいる。これにより、右側断熱材２３と第４右側板６４との間に、下側ヒータ２７の一部（ガイド部材４４の一部および端子部４１ａの一部）を収容するための空間が形成されている。第４右側板６４の下端部は、Ｌ字状の金属製の連結部材９３およびガスケットなどのシール材９４を介して第５右側板６５に接続されている。

より具体的には、連結部材９３のうち第４右側板６４と平行に並ぶ部分が、シール材９４を介して第４右側板６４の内側面に受けられており、連結部材９３と第４右側板６４との間が気密的に接続されている。そして、第４右側板６４の下端部の貫通孔と、連結部材９３のうち第４右側板６４と平行に並ぶ部分に形成された雌ねじ部とを貫通するねじ部材９５が、第４右側板６４と連結部材９３とを互いに固定している。さらに、連結部材９３のうち第５右側板６５の上端部６５ａと平行に並ぶ部分は、この上端部６５ａの上側面に溶接などを用いて気密的に接続されている。

第５右側板６５は、進行方向Ｘ１から見てＬ字状に形成された部材であり、第３右側板６３の下方に配置されている。また、第５右側板６５は、右側断熱材２３と左右に並ぶように配置されている。第５右側板６５は、上端部６５ａと、鉛直部６５ｂとを有している。第５右側板６５の上端部６５ａは、水平に延びている。第５右側板６５の上端部６５ａには、前述したように、下側ヒータ２７のガイド部材４４が接続されている。このガイド部材４４は、第５右側板６５の上端部６５ａを上下に貫通している。第５右側板６５の鉛直部６５ｂは、鉛直に延びており、Ｌ字状の金属製の連結部材９６およびガスケットなどのシール材９７を介して第６右側板６６に接続されている。

より具体的には、連結部材９６のうち第６右側板６６の上端部６６ａと平行に並ぶ部分が、シール材９７を介してこの上端部６６ａの上側面に受けられており、連結部材９６と第６右側板６６とが気密的に接続されている。そして、第６右側板６６の上端部６６ａの貫通孔と、連結部材９６のうち第６右側板６６の上端部６６ａと平行に並ぶ部分に形成された雌ねじ部とを貫通するねじ部材９８が、第６右側板６６と連結部材９６とを互いに固定している。さらに、連結部材９６のうち第５右側板６５の鉛直部６５ｂと平行に並ぶ部分は、第５右側板６５の鉛直部６５ｂの外側面に溶接などを用いて気密的に接続されている。

図２、図３、および、図７を参照して、第６右側板６６は、進行方向Ｘ１から見てＵ字状に形成された部分であり、右側断熱材２３の下部と左右に向かい合うように配置されている。第６右側板６６は、上端部６６ａと、鉛直部６６ｂと、下端部６６ｃと、を有している。第６右側板６６の上端部６６ａは、水平に延びており、前述したように、連結部材９６に接続されている。第６右側板６６の鉛直部６６ｂは、右側断熱材２３の外側面に接触している。第６右側板６６の下端部６６ｃは、第６右側板６６の鉛直部６６ｂの下端部において、断熱体９から遠ざかるように水平に延びている。この第６右側板６６の下端部６６ｃは、密封体１３の下部４７における第１板部４７ａの上部４７ｄに溶接などを用いて気密的に接続されている。

上記の構成により、密封体１３の右側部４９および右側断熱材２３を用いて右側空間５３が形成されている。より具体的には、右側部４９の右側仕切梁６７と、第１〜６右側板６１〜６６と、右側断熱材２３とによって囲まれた空間が、右側空間５３として規定されている。

図２、および、図４〜図７を参照して、右側空間５３は、パージガスの層を形成するために設けられている。右側空間５３は、パージガスを断熱体９の右方側から断熱体９を通して熱処理空間１０へ供給するために設けられている。また、右側空間５３は、熱処理空間１０から断熱体９を通して断熱体９の右方に到達した熱が密封体１３の外部に向かうことを抑制するために設けられている。本実施形態では、右側空間５３は、上側ヒータ２６および下側ヒータ２７の配置されている領域が右側に突出し、且つ、上側ヒータ２６および下側ヒータ２７間の空間が上記の領域と比べて左右方向に薄くされた空間である。また、右側空間５３は、当該右側空間５３に収容された上側ヒータ２６および下側ヒータ２７の端子部３１ａ，４１ａ、電線３２，４２、および、ガイド部材３４，４４を冷却するための空間として設けられている。右側空間５３内のガスは、断熱体９および熱処理空間１０を通して、入口側排気管７および出口側排気管８の何れかから、密封体１３の外部に排出される。

右側空間５３は、パージガス供給部１５の上下一対の右側供給部５７からのパージガスによって、パージ（ガス置換）が行われる。

各右側供給部５７は、右側空間５３に接続されたガス供給管として設けられている。各右側供給部５７は、第３右側板６３の対応する上端部６３ａおよび下端部６３ｃにそれぞれ配置されている。このように、右側空間５３において、細長い領域を挟んで上下に離隔した幅広領域のそれぞれに右側供給部５７が設けられていることにより、右側空間５３内において、より均等にパージガスが供給される。各右側供給部５７は、第３右側板６３の対応する上端部６３ａおよび下端部６３ｃを貫通するように配置されている。各右側供給部５７のうち第３右側板６３を貫通する部分の外周面と第３右側板６３との間は、溶接などによって互いに気密的に接続されている。各右側供給部５７は、タンクなどのパージガス供給源（図示せず）に接続されており、パージガスを、右側空間５３に供給する。右側空間５３に供給されたパージガスは、上側ヒータ２６および下側ヒータ２７の端子部３１ａ，４１ａ、電線３２，４２、および、ガイド部材３４，４４に当てられ、これらの部材を冷却する。そして、右側空間５３に供給されたパージガスは、断熱体９および熱処理空間１０を通して、入口側排気管７または出口側排気管８から密封体１３の外部に排出される。

本実施形態では、上記の構成を有する密封体１３の右側部４９、パージガス層形成空間１４の右側空間５３、および、パージガス供給部１５の右側供給部５７と左右対称な構成として、密封体１３の左側部５０、パージガス層形成空間１４の左側空間５４、および、パージガス供給部１５の左側供給部５８が設けられている。以下では、左側部５０、左側空間５４、および、左側供給部５８について、右側部４９、右側空間５３、および、右側供給部５７と左右対称な構成については、説明を省略する場合がある。

前述したように、密封体１３の左側部５０は、複数の板部材としての第１〜第６左側板７１〜７６と、左側仕切梁７７と、を有している。

そして、上側空間５２の左下側に、第１左側板７１の下端部７１ｂが配置されている。第１左側板７１の下端部７１ｂには、前述したように、上側ヒータ２６のガイド部材３５が接続されている。このガイド部材３５は、第１左側板７１の下端部７１ｂを上下に貫通している。第１左側板７１の下端部７１ｂは、Ｌ字状の金属製の連結部材１０４およびガスケットなどのシール材１０５を介して第２左側板７２に接続されている。連結部材１０４には、固定用のねじ部材１０６が取り付けられている。

第１左側板７１と第２左側板７２とを接続する構成は、第１右側板６１と第２右側板６２とを接続する構成と左右対称な構成であるので、詳細な説明を省略する。

第２左側板７２は、鉛直に延びる部材であり、左側断熱材２４と左右に向かい合って配置されている。また、第２左側板７２は、第１左側板７１の位置および第３左側板７３の位置から右側（断熱体９から遠い側の位置）に配置されている。これにより、第２左側板７２と左側断熱材２４との間に、上側ヒータ２６の一部（ガイド部材３５の一部および端子部３１ｂ）を収容するための空間が形成されている。また、第２左側板７２は、上側ヒータ２６の端子部３１ｂと左右に向かい合うように配置されている。第２左側板７２の下端部は、Ｌ字状の金属製の連結部材１０７およびガスケットなどのシール材１０８を介して第３右側板６３に接続されている。連結部材１０７には、固定用のねじ部材１０９が取り付けられている。

第２左側板７２と第３左側板７３とを接続する構成は、第２右側板６２と第３右側板６３とを接続する構成と左右対称な構成であるので、詳細な説明を省略する。

第３左側板７３は、進行方向Ｘ１から見てＵ字状に形成された部分であり、左側断熱材２４および熱処理空間１０内の被処理物１００と左右に向かい合うように配置されている。第３左側板７３は、上端部７３ａと、鉛直部７３ｂと、下端部７３ｃと、を有している。第３左側板７３の上端部７３ａは、水平に延びており、第１左側板７１の下端部７１ｂと上下に向かい合っている。第３左側板７３のうち、熱処理空間１０側の端部に、第３左側板７３の鉛直部７３ｂが配置されている。

第３左側板７３の下端部７３ｃは、Ｌ字状の金属製の連結部材１１０およびガスケットなどのシール材１１１を介して第４左側板７４に接続されている。連結部材１１０には、固定用のねじ部材１１２が取り付けられている。

第３左側板７３と第４左側板７４とを接続する構成は、第３右側板６３と第４右側板６４とを接続する構成と左右対称な構成であるので、詳細な説明を省略する。

第４左側板７４は、鉛直に延びる部材であり、左側断熱材２４と左右に向かい合って配置されている。また、第４左側板７４は、第１左側板７１の位置および第３左側板７３の位置から左側（断熱体９から遠い側の位置）に配置されており、第２左側板７２と上下に並んでいる。これにより、第３左側板７３と第５左側板７５との間に、下側ヒータ２７の一部（ガイド部材４５の一部および下側ヒータ２７の端子部４１ｂ）を収容するための空間が形成されている。また、第４左側板７４は、下側ヒータ２７の端子部４１ｂと左右に向かい合うように配置されている。第４左側板７４の下端部は、Ｌ字状の金属製の連結部材１１３およびガスケットなどのシール材１１４を介して第５左側板７５に接続されている。連結部材１１３には、固定用のねじ部材１１５が取り付けられている。

第４左側板７４と第５左側板７５とを接続する構成は、第４右側板６４と第５右側板６５とを接続する構成と左右対称な構成であるので、詳細な説明を省略する。

第５左側板７５は、進行方向Ｘ１から見てＬ字状に形成された部材であり、第３左側板７３の下方に配置されている。また、第５左側板７５は、左側断熱材２４と左右に並ぶように配置されている。第５左側板７５は、上端部７５ａと、鉛直部７５ｂとを有している。第５左側板７５の上端部７５ａには、前述したように、下側ヒータ２７のガイド部材４５が接続されている。このガイド部材４５は、第５左側板７５の上端部７５ａを上下に貫通している。第５左側板７５の鉛直部７５ｂは、鉛直に延びており、Ｌ字状の金属製の連結部材１１６およびガスケットなどのシール材１１７を介して第６左側板７６に接続されている。連結部材１１６には、固定用のねじ部材１１８が取り付けられている。

第５左側板７５と第６左側板７６とを接続する構成は、第５右側板６５と第６右側板６６とを接続する構成と左右対称な構成であるので、詳細な説明を省略する。

図２、図３、および、図７を参照して、第６左側板７６は、進行方向Ｘ１から見てＵ字状に形成された部分であり、左側断熱材２４の下部と左右に向かい合うように配置されている。第６左側板７６は、上端部７６ａと、鉛直部７６ｂと、下端部７６ｃと、を有している。第６左側板７６の上端部７６ａは、水平に延びており、前述したように、連結部材１１６に接続されている。第６左側板７６の鉛直部７６ｂは、左側断熱材２４の外側面に接触している。第６左側板７６の下端部７６ｃは、密封体１３の下部４７の第１板部４７ａの上部４７ｄに溶接などを用いて気密的に接続されている。

上記の構成により、密封体１３の左側部５０および左側断熱材２４を用いて左側空間５４が形成されている。より具体的には、左側部５０の左側仕切梁７７と、第１〜６左側板７１〜７６と、左側断熱材２４とによって囲まれた空間が、左側空間５４として規定されている。

図２、および、図４〜図７を参照して、左側空間５４は、パージガスの層を形成するために設けられている。左側空間５４は、パージガスを断熱体９の左方側から断熱体９を通して熱処理空間１０へ供給するために設けられている。また、左側空間５４は、熱処理空間１０から断熱体９を通して断熱体９の左方に到達した熱が密封体１３の外部に向かうことを抑制するために設けられている。左側空間５４は、本実施形態では、上側ヒータ２６および下側ヒータ２７の配置されている領域が左側に突出し、且つ、上側ヒータ２６および下側ヒータ２７間の空間が上記の領域と比べて左右方向に薄くされた空間である。また、左側空間５４は、当該左側空間５４に収容された上側ヒータ２６および下側ヒータ２７の端子部３１ｂ，４１ｂ、電線３３，４３、および、ガイド部材３５，４５を冷却するための空間として設けられている。左側空間５４内のガスは、断熱体９および熱処理空間１０を通して、入口側排気管７および出口側排気管８の何れかから、密封体１３の外部に排出される。

左側空間５４は、パージガス供給部１５の上下一対の左側供給部５８からのパージガスによって、パージ（ガス置換）が行われる。

各左側供給部５８は、左側空間５４に接続されたガス供給管として設けられている。各左側供給部５８は、第３左側板７３の上端部７３ａおよび下端部７３ｃにそれぞれ配置されている。このように、左側空間５４において、細長い領域を挟んで上下に離隔した幅広領域のそれぞれに左側供給部５８が設けられていることにより、左側空間５４内において、より均等にパージガスが供給される。各左側供給部５８は、第３左側板７３の対応する上端部７３ａおよび下端部７３ｃを貫通するように配置されている。各左側供給部５８のうち第３左側板７３を貫通する部分の外周部と第３左側板７３とは、溶接などによって互いに気密的に接続されている。各左側供給部５８は、タンクなどのパージガス供給源（図示せず）に接続されており、パージガスを、左側空間５４に供給する。左側空間５４に供給されたパージガスは、上側ヒータ２６および下側ヒータ２７の端子部３１ｂ，４１ｂ、電線３３，４３、および、ガイド部材３５，４５に当てられ、これらの部材を冷却する。そして、左側空間５４に供給されたパージガスは、断熱体９および熱処理空間１０を通して、入口側排気管７または出口側排気管８から密封体１３の外部に排出される。

以上の構成により、パージガス供給部１５の右側供給部５７および左側供給部５８は、上側ヒータ２６および下側ヒータ２７の端子部３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂに向けてパージガスを供給可能である。また、進行方向Ｘ１から見て、密封体１３の下部４７、上部４８、右側部４９および左側部５０は、密封体１３の周囲を気密的に（隙間無く）取り囲んでいる。

密封体１３および断熱体９には、熱処理用ガス供給部１６が貫通している。熱処理用ガス供給部１６は、熱処理空間１０内に向けて、被処理物１００の熱処理に用いられるガスとしての熱処理用ガスを供給するために設けられている。本実施形態では、熱処理用ガスは、不活性ガスとしての窒素ガスと、水素ガスと、ＷＥＴガスと、が混合されたガスである。窒素ガスは、パージガス供給部１５から供給されるパージガスと成分が同じガスである。ＷＥＴガスは、水蒸気を所定の割合含有している。熱処理用ガス供給部１６は、本実施形態では、左右一対の熱処理用ガス供給部１６が設けられている。

各熱処理用ガス供給部１６は、上下に延びる配管として設けられている。各熱処理用ガス供給部１６の上端部は、別の配管などを介して、タンクなどの熱処理用ガス供給源（図示せず）に接続されている。各熱処理用ガス供給部１６の上部１６ａは、密封体１３の上部４８を貫通している。各熱処理用ガス供給部１６の上部１６ａの外周部と上部４８との接続部は、溶接などを用いて気密的に接続されている。各熱処理用ガス供給部１６の中間部は、パージガス層形成空間１４の上側空間５２を上下に貫通し、さらに、上側断熱材２２を上下に貫通している。各熱処理用ガス供給部１６の下部１６ｂには、複数のノズル孔が形成されている。上記の構成により、熱処理用ガス供給源からの熱処理用ガスは、各熱処理用ガス供給部１６を通して、熱処理空間１０に供給される。各熱処理用ガス供給部１６に隣接して、サンプリング管１７が配置されている。

サンプリング管１７は、熱処理空間１０内のガスをサンプルとして密封体１３の外部に取り出すために設けられている。サンプリング管１７の上端部は、別の配管などを介して、ガス検出装置（図示せず）に接続されている。サンプリング管１７の上部１７ａは、密封体１３の上部４８を貫通している。サンプリング管１７の上部１７ａの外周部と上部４８との接続部は、溶接などを用いて気密的に接続されている。サンプリング管１７の中間部は、パージガス層形成空間１４の上側空間５２を上下に貫通し、さらに、上側断熱材２２を上下に貫通している。サンプリング管１７の下部１７ｂは、熱処理空間１０に開口している。上記の構成により、熱処理空間１０内のガスは、サンプリング管１７を通して、密封体１３の外部に設置されたガス検出装置に供給される。

図２および図６を参照して、また、熱処理空間１０内の温度を計測するための温度センサ１８が、配置されている。温度センサ１８は、本実施形態では、細長い形状に形成されており、横向きに寝かされた姿勢に配置されている。温度センサ１８は、基端部１８ａと、基端部１８ａから延びる軸部１８ｂと、を有している。基端部１８ａは、密封体１３の右側方（密封体１３の外部）に配置されている。一方、軸部１８ｂの大部分は、密封体１３の内部に配置されている。

より具体的には、軸部１８ｂの基端側部分は、密封体１３の第３右側板６３の鉛直部６３ｂを貫通している。軸部１８ｂの外周部と第３右側板６３とは、シール構造などを用いて気密的に接続されている。軸部１８ｂの中間部は、パージガス層形成空間１４の右側空間５３を左右に貫通し、さらに右側断熱材２３を左右に貫通している。軸部１８ｂの先端部は、熱処理空間１０に配置されている。上記の構成により、熱処理空間１０内の雰囲気温度は、温度センサ１８によって検出される。

図１を参照して、上記の構成を有する熱処理装置１には、制御装置８０が設けられている。制御装置８０は、熱処理装置１における熱処理動作の制御処理を行うために設けられている。制御装置８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）を含むコンピュータ、または、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などを用いて形成されている。制御装置８０は、ヒータ２６，２７による加熱動作のオン／オフ、パージガス供給部１５によるパージガスの供給のオン／オフ、熱処理用ガス供給部１６における熱処理用ガスの各成分ガスの供給のオン／オフ、および、搬送装置２の動作のオン／オフなどを制御する。

以上が、熱処理装置１の概略構成である。次に、熱処理装置１における熱処理動作の一例を説明する。なお、熱処理装置１における熱処理動作の制御処理は、制御装置８０によって行われてもよいし、作業員が熱処理装置１を手動操作することで行われてもよい。

図８は、熱処理装置１の動作の一例を説明するためのタイムチャートである。なお、図８を参照して説明する場合、図８以外の図も適宜参照する。図８を参照して、熱処理装置１は、昇温動作（タイミングＴ１〜Ｔ３）と、熱処理動作（タイミングＴ３〜Ｔ６）と、降温動作（タイミングＴ６〜Ｔ８）と、を行う。

昇温動作（タイミングＴ１〜Ｔ３）において、まず、上側ヒータ２６および下側ヒータ２７へ電力が供給されることで、上側ヒータ２６および下側ヒータ２７の発熱部３１ｅ，４１ｅが発熱を開始する（タイミングＴ１）。また、パージガス供給部１５の右側供給部５７、左側供給部５８、上側供給部５６、および、下側供給部５５からパージガス層形成空間１４の対応する右側空間５３、左側空間５４、上側空間５２、および、下側空間５１へ、パージガスの供給が開始される（タイミングＴ１）。

さらに、熱処理用ガス供給部１６から、熱処理用ガスのうち窒素ガスの供給が開始される（タイミングＴ１）。すなわち、パージガスの成分と同じ成分の不活性ガスが、熱処理用ガス供給部１６から熱処理空間１０へ供給される。この際、熱処理用ガスのうち水素ガスおよびＷＥＴガスの供給は、まだ開始されない。上記の動作により、上側ヒータ２６および下側ヒータ２７による熱処理空間１０の昇温動作と、パージガス層形成空間１４におけるパージ動作と、熱処理空間１０への窒素ガス（パージガス）の供給動作と、が同時に開始される。

タイミングＴ１から所定時間経過後、パージガス層形成空間１４におけるパージ（酸素排出）動作が完了する（タイミングＴ２）。このタイミングで、パージガス層形成空間１４のうち上側空間５２および下側空間５１へのパージガスの供給動作が停止される。一方、パージガス層形成空間１４の右側空間５３および左側空間５４へのパージガスの供給は、継続される。これにより、上側ヒータ２６および下側ヒータ２７の端子部３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂへ、常温に近い温度のパージガスが供給され続けることとなり、端子部３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂの冷却動作が継続される。

そして、上側ヒータ２６および下側ヒータ２７による熱処理空間１０の加熱動作の開始（タイミングＴ１）から所定時間経過後、熱処理空間１０内の温度が、被処理物１００の熱処理に適した温度となる（タイミングＴ３）。このタイミングで、熱処理用ガス供給部１６は、窒素ガスに加えて、水素ガスおよびＷＥＴガスを熱処理空間１０に供給する。すなわち、熱処理用ガス供給部１６は、熱処理空間１０への熱処理用ガスの供給を開始する。これにより、熱処理動作（タイミングＴ３〜Ｔ６）が開始される。

そして、熱処理空間１０への熱処理用ガスの供給が開始されてから所定時間が経過すると、熱処理空間１０における熱処理用ガスの濃度が、被処理物１００の熱処理に必要な値に達する。その後の所定のタイミングにおいて、搬送装置２が、被処理物１００を熱処理空間１０に搬入する（タイミングＴ４）。これにより、被処理物１００への加熱が実行される。すなわち、熱処理装置１は、上側ヒータ２６および下側ヒータ２７による熱処理空間１０の加熱動作、パージガス層形成空間１４の右側空間５３および左側空間５４へのパージガスの供給動作、熱処理空間１０への熱処理用ガスの供給動作、および、搬送装置２による被処理物１００の搬送動作が行われている状態で、被処理物１００に熱処理動作を行う。

そして、タイミングＴ４から所定時間が経過し、被処理物１００に十分な処理が行われると、被処理物１００は、搬送装置２によって熱処理空間１０の外部へ搬出され、被処理物１００への加熱処理が終了する（タイミングＴ５）。このとき、熱処理用ガス供給部１６から熱処理空間１０への、熱処理用ガスの供給が停止される。ただし、熱処理用ガス供給部１６から熱処理空間１０への窒素ガスの供給は継続されることで、熱処理空間１０のパージが行われる。このとき、熱処理用ガスのうち水素ガスおよびＷＥＴガスの供給が停止される。

そして、被処理物１００が熱処理空間１０から搬出された後、所定時間経過の後に、上側ヒータ２６および下側ヒータ２７への電力供給が停止されることで、上側ヒータ２６および下側ヒータ２７による加熱動作が停止される（タイミングＴ６）。すなわち、熱処理動作（タイミングＴ３〜Ｔ６）が完了する。

次に、降温動作（タイミングＴ６〜Ｔ８）が行われる。すなわち、パージガス供給部１５は、パージガス層形成空間１４のうちの右側空間５３および左側空間５４に加えて、下側空間５１および上側空間５２へのパージガスの供給を開始する（タイミングＴ６）。これにより、パージガス供給部１５は、パージガス層形成空間１４全体へパージガスを供給する。このとき、熱処理用ガス供給部１６は、熱処理空間１０への窒素ガス（パージガス）の供給を継続している。これにより、熱処理空間１０、断熱体９、および、パージガス層形成空間１４内の空気および残留ガス（水素ガスおよびＷＥＴガスなど）は、熱処理空間１０から、入口側排気管７または出口側排気管８を通して、熱処理装置１の外部に排出される。これにより、密封体１３内の雰囲気を乾燥雰囲気にすることができる。よって、密封体１３内における結露の発生を抑制できる。

そして、熱処理装置１の密封体１３内のパージ動作が完了すると、パージガス供給部１５および熱処理用ガス供給部１６からのパージガスの供給が停止される（タイミングＴ７）。その後、所定時間経過の後、自然冷却によって、熱処理空間１０内の温度が所定の温度（たとえば、常温）まで低下する（タイミングＴ８）。これにより、降温動作が完了する。

以上の次第で、熱処理装置１によると、密封体１３は、断熱体９を介して熱処理空間１０と向かい合うこととなる。このため、被処理物１００の熱処理時において、熱処理空間１０内の熱は、断熱体９を介して密封体１３に伝わる。よって、熱処理空間１０内の高熱が密封体１３に伝わることを抑制できる。このため、密封体１３の温度上昇が抑制されるので、密封体１３は、耐熱性をそれほど要求されず、強度および気密性に優れた材質で形成されることが可能である。これにより、熱処理空間１０への不要なガスの進入を、十分な強度を有する密封体１３によってより確実に抑制できる。よって、熱処理空間１０のガスの成分を所望の値に、より確実に保つことができる。また、密封体１３の内側に断熱体９が配置されるので、断熱体９は、密閉性が低くてもよい。よって、断熱体９は、密閉性についての制限を受けることなく、より高い耐熱性を有する材料で形成されることができる。以上の次第で、被処理物１００に対してより高温で熱処理を行うことができ、且つ、被処理物１００が配置される熱処理空間１０のガスの成分を所望の値（低酸素状態）に、より確実に保つことのできる熱処理装置１を提供することができる。

また、熱処理装置１によると、密封体１３は、複数の金属部材（下部４７、上部４８、右側部４９、および、左側部５０）を組み合わせて形成されている。この構成によると、密封体１３を一体成形品とした場合と比べて、密封体１３の形状の自由度をより高くできる。また、密封体１３の組立および解体をより容易に行うことができる。

また、熱処理装置１によると、密封体１３を構成する複数の部材（４８，６１〜６６，７１〜７６）は、シール材８２，８５，８８，９１，９４，９７，１０２，１０５，１０８，１１１，１１４，１１７を介して接続されている。この構成によると、密封体１３における複数の部材（４８，６１〜６６，７１〜７６）同士の接続部において、気密性を確保することが重要となる。そして、複数の部材（４８，６１〜６６，７１〜７６）をシール材８２，８５，８８，９１，９４，９７，１０２，１０５，１０８，１１１，１１４，１１７を介して接続することで、複数の部材（４８，６１〜６６，７１〜７６）間の気密性を、より容易に、且つ、より確実に確保できる。しかも、密封体１３の使用温度は、比較的低くて済む。よって、シール材８２，８５，８８，９１，９４，９７，１０２，１０５，１０８，１１１，１１４，１１７の材質を、耐熱性の制限を比較的受けずに設定することができる。

また、熱処理装置１によると、パージガス供給部１５が設けられていることにより、被処理物１００の熱処理時において、熱処理空間１０内で生じた不要なガスは、パージガスによって除去される。これにより、熱処理空間１０内の雰囲気を、より清浄な状態に維持することができる。

また、熱処理装置１によると、断熱体９と密封体１３との間にパージガス層形成空間１４の上側空間５２、右側空間５３、および、左側空間５４が形成されている。この構成によると、パージガス層形成空間１４の上側空間５２、右側空間５３、および、左側空間５４が形成されることで、パージガスを、より広い範囲に均等に供給することができる。これにより、密封体１３内の雰囲気を、より清浄な状態に維持することができる。

また、熱処理装置１によると、パージガス層形成空間１４の上側空間５２、右側空間５３、および、左側空間５４は、熱処理空間１０の上方、および、熱処理空間１０の左右両側方に形成されている。この構成によると、パージガス層形成空間１４の上側空間５２、右側空間５３、および、左側空間５４は、断熱体９の周囲を取り囲むように配置される。これにより、熱処理空間１０の周囲において、より多くのパージガス層形成空間を形成することができる。

また、熱処理装置１によると、パージガス供給部１５は、上側ヒータ２６および下側ヒータ２７の端子部３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂに向けてパージガスを供給可能である。この構成によると、端子部３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂを冷却するための冷却用ガスとしてパージガスを利用することができる。これにより、端子部３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂを高熱から保護するための専用のクーラが不要となり、熱処理装置１の構成をより簡素にできる。

また、熱処理装置１によると、断熱体９は、多孔質材料を用いて形成されている。この構成によると、耐熱性の高い材料を焼結することなどにより、より耐熱性の高い断熱体９を実現できる。また、パージガスを用いて断熱体９の内側の熱処理空間１０をパージする際に、断熱体９の気孔を通してパージガスを熱処理空間１０に供給できる。これにより、より短時間でパージ（ガス置換）を完了することができる。また、多孔質の断熱体９であれば、比較的蓄熱量が小さい。よって、熱処理空間１０の加熱時に、断熱体９もより迅速に昇温できる。

以上、本発明の実施形態について説明したけれども、本発明は上述の実施の形態に限られない。本発明は、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。

（１）上述の実施形態において、断熱体９がセラミックファイバーである形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。たとえば、断熱体９は、他の断熱材料を用いて形成されてもよい。

（２）また、密封体１３が金属を用いて形成される形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。たとえば、密封体１３は、金属以外の緻密体材料を用いて形成されてもよい。

（３）以上、本発明の構成の一例について具体的に説明した。しかしながら、本発明は、断熱体と密封体とを有していればよく、他の構成についての有無は限定されない。

本発明は、熱処理装置として、広く適用することができる。

１ 熱処理装置
９ 断熱体
１０ 熱処理空間
１３ 密封体
１４ パージガス層形成空間
１５ パージガス供給部
２６，２７ ヒータ
３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂ 端子部
３１ｅ，４１ｅ 発熱部
８２，８５，８８，９１，９４，９７，１０２，１０５，１０８，１１１，１１４，１１７ シール材
１００ 被処理物

Claims (8)

1. 被処理物を熱処理するための熱処理空間を取り囲む断熱体と、
   前記断熱体の周囲を気密的に覆うことでガスの通過を規制するための密封体と、を備えていることを特徴とする、熱処理装置。
2. 請求項１に記載の熱処理装置であって、
   前記密封体は、複数の部材を組み合わせて形成されていることを特徴とする、熱処理装置。
3. 請求項２に記載の熱処理装置であって、
   複数の前記部材の少なくとも２つは、シール材を介して接続されていることを特徴とする、熱処理装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の熱処理装置であって、
   前記密封体で囲まれた空間にパージガスを供給するための、パージガス供給部をさらに備えていることを特徴とする、熱処理装置。
5. 請求項４に記載の熱処理装置であって、
   前記断熱体と前記密封体との間に、前記パージガスの層を形成するためのパージガス層形成空間が形成されていることを特徴とする、熱処理装置。
6. 請求項５に記載の熱処理装置であって、
   前記パージガス層形成空間は、少なくとも、前記熱処理空間の上方、および、水平方向における前記熱処理空間の側方に形成されていることを特徴とする、熱処理装置。
7. 請求項４〜請求項６の何れか１項に記載の熱処理装置であって、
   前記熱処理空間内の前記被処理物を加熱するためのヒータをさらに有し、
   前記ヒータは、前記熱処理空間に配置される発熱部と、前記熱処理空間の外部に配置される端子部と、を有し、
   前記パージガス供給部は、前記端子部に向けて前記パージガスを供給可能であることを特徴とする、熱処理装置。
8. 請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の熱処理装置であって、
   前記断熱体は、多孔質材料を用いて形成されていることを特徴とする、熱処理装置。

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