JP2018128203A - Heat treatment device - Google Patents

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JP2018128203A JP2017022011A JP2017022011A JP2018128203A JP 2018128203 A JP2018128203 A JP 2018128203A JP 2017022011 A JP2017022011 A JP 2017022011A JP 2017022011 A JP2017022011 A JP 2017022011A JP 2018128203 A JP2018128203 A JP 2018128203A
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中本 一朗
Ichiro Nakamoto
一朗 中本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To cool a treatment object in a heat-insulated chamber more efficiently than ever.SOLUTION: A heat treatment device performs heat treatment by heating and cooling a treatment object contained in a heat-insulated chamber, and comprises a heat insulation body having a hollow structure forming the heat-insulated chamber and spaces formed inside, and a fluid setting device setting the filled state of a fluid to the space. The multiple spaces are provided so as to surround the treatment object.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、熱処理装置に関する。   The present invention relates to a heat treatment apparatus.

下記特許文献1には、加熱室の内部に所定の断熱材で形成された断熱室を設け、当該断熱室の内部に発熱体であるヒータを備えた熱処理装置が開示されている。この熱処理装置は、断熱室に収納された被処理物について、ヒータで被処理物を加熱すると共に当該加熱された被処理物をガス冷却することにより熱処理を施す。なお、上記のような断熱室を備えた熱処理装置は、特許文献1以外の多数の特許文献によって公開されている。   Patent Document 1 listed below discloses a heat treatment apparatus in which a heat insulating chamber formed of a predetermined heat insulating material is provided inside a heating chamber, and a heater that is a heating element is provided inside the heat insulating chamber. This heat treatment apparatus heat-treats the object to be processed accommodated in the heat insulation chamber by heating the object to be processed with a heater and gas-cooling the heated object to be processed. In addition, the heat processing apparatus provided with the above heat insulation chambers is disclosed by many patent documents other than patent document 1. FIG.

特開2007−092137号公報JP 2007-092137 A

ところで、上記断熱室は、被処理物を効率よく加熱するために設けられるものであり、断熱材を所定の厚さに設定することにより所望の断熱性能を呈する。しかしながら、この断熱室は、被処理物をガス冷却する際には、その断熱性能が故に妨げとなる。すなわち、この断熱室は、被処理物を保温する性能(保温性能)を有するので、この保温性能が障害となって被処理物を効率よく冷却することが困難である。   By the way, the said heat insulation chamber is provided in order to heat a to-be-processed object efficiently, and exhibits desired heat insulation performance by setting a heat insulating material to predetermined thickness. However, the heat insulation chamber hinders the object to be processed from being cooled due to its heat insulation performance. That is, since this heat insulation chamber has a performance (heat retention performance) for keeping the object to be treated warm, it is difficult to efficiently cool the object to be treated due to the insulation performance.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、断熱室内の被処理物を従来よりも効率よく冷却することを目的とするものである。   This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, and aims at cooling the to-be-processed object in a heat insulation chamber more efficiently than before.

上記目的を達成するために、本発明では、熱処理装置に係る第1の解決手段として、断熱室に収容された被処理物を加熱及び冷却することによって熱処理する熱処理装置であって、前記断熱室を形成し、内部に空間が形成された中空構造を備える断熱体と、前記空間に対する流体の充填状態を可変設定する流体設定装置とを備え、前記空間は前記被処理物を囲むように複数設けられる、という手段を採用する。   In order to achieve the above object, in the present invention, as a first solving means related to a heat treatment apparatus, a heat treatment apparatus for heat treatment by heating and cooling an object accommodated in the heat insulation chamber, the heat insulation chamber And a fluid setting device that variably sets the filling state of the fluid in the space, and a plurality of the spaces are provided so as to surround the object to be processed. Adopting the means of being.

本発明では、熱処理装置に係る第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、前記流体設定装置は、前記被処理物を加熱処理時に前記空間から流体を回収し、前記被処理物を冷却処理時には前記空間に流体を供給する、という手段を採用する。   In the present invention, as a second solving means related to a heat treatment apparatus, in the first solving means, the fluid setting device collects a fluid from the space during the heat treatment of the workpiece, A means of supplying a fluid to the space during the cooling process is adopted.

本発明では、熱処理装置に係る第3の解決手段として、上記第1または第2の解決手段において、前記空間には補強部材が設けられる、という手段を採用する。   In the present invention, as a third solving means relating to the heat treatment apparatus, a means is adopted in which the reinforcing member is provided in the space in the first or second solving means.

本発明では、熱処理装置に係る第4の解決手段として、上記第3の解決手段において、前記補強部材は粒状の断熱材料である、という手段を採用する。   In the present invention, as a fourth solving means relating to the heat treatment apparatus, a means is adopted in which the reinforcing member is a granular heat insulating material in the third solving means.

本発明では、熱処理装置に係る第5の解決手段として、上記第1〜第4のいずれかの解決手段において、前記空間には前記流体の流れを案内する案内部材が設けられる、という手段を採用する。   In the present invention, as a fifth solving means relating to the heat treatment apparatus, in the first to fourth solving means, a means is provided in which a guide member for guiding the flow of the fluid is provided in the space. To do.

本発明によれば、断熱体の空間に対する流体の充填状態が流体設定装置によって可変設定されるので、被処理物の断熱時と冷却時とで断熱体の熱伝達率を可変設定することが可能である。したがって、本発明によれば、断熱室内の被処理物を従来よりも効率よく冷却することが可能である。   According to the present invention, since the fluid filling state is variably set by the fluid setting device, it is possible to variably set the heat transfer coefficient of the heat insulator during heat insulation and during cooling of the workpiece. It is. Therefore, according to this invention, it is possible to cool the to-be-processed object in a heat insulation chamber more efficiently than before.

本発明の一実施形態に係る熱処理装置の全体構造を示す正断面図である。1 is a front sectional view showing an overall structure of a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention. 上記正断面図におけるA−A線矢視図である。It is an AA arrow directional view in the above-mentioned front sectional view. 本発明の一実施形態における断熱板の詳細を示す正断面図(a)及びB−B線矢視図(b)である。It is the front sectional view (a) which shows the detail of the heat insulation board in one Embodiment of this invention, and a BB arrow directional view (b). 本発明の一実施形態に係る熱処理装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the heat processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における断熱板の性能を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the performance of the heat insulation board in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における断熱板の粒状補強材の充填状態を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the filling state of the granular reinforcement material of the heat insulation board in one Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る熱処理装置は、図1及び図2に示すように、断熱室Rに収容された被処理物Xを加熱及び冷却することによって熱処理する装置であり、筐体1、扉2、クランプリング3、4つの脚4、載置台5、車輪6、断熱体7、炉床8、発熱体9、冷却ファン10、ファンモータ11、冷却コイル12、上シリンダ13、下シリンダ14及びガス設定装置15等を備える。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the heat treatment apparatus according to the present embodiment is an apparatus for performing heat treatment by heating and cooling the workpiece X accommodated in the heat insulation chamber R. The housing 1, the door 2, Clamp ring 3, four legs 4, mounting table 5, wheel 6, heat insulator 7, hearth 8, heating element 9, cooling fan 10, fan motor 11, cooling coil 12, upper cylinder 13, lower cylinder 14 and gas setting Device 15 etc. are provided.

なお、図1及び図2には示されていないが、熱処理装置は、断熱室Rを所定真空度の真空状態とするための真空ポンプや断熱室Rに冷却ガスを供給する冷却ガス供給装置、また各部の動きを制御する制御盤等、幾つかの補機を備えている。また、上記被処理物Xは、機械的特性を変化させることを目的として熱処理されるものであり、一般的には各種の金属部品である。   Although not shown in FIGS. 1 and 2, the heat treatment apparatus includes a vacuum pump for bringing the heat insulation chamber R into a vacuum state with a predetermined degree of vacuum, a cooling gas supply device that supplies a cooling gas to the heat insulation chamber R, It also has some auxiliary equipment such as a control panel that controls the movement of each part. Moreover, the said to-be-processed object X is heat-processed in order to change a mechanical characteristic, and is generally various metal components.

筐体1は、図示するように略円筒型の容器であり、中心軸線Lが水平方向を向くように横置き姿勢で床上に設置されている。扉2は、このような筐体1の一端側に設けられた湾曲円板型の開閉扉である。すなわち、この扉2は、筐体1の円形開口に対向する円形周縁の一部がヒンジ(図示略)によって筐体1に連結されることにより、筐体1の円形開口を閉鎖あるいは解放する。クランプリング3は、このような扉2を閉鎖状態に保持する保持部品であり、扉2の円形周縁を筐体1の円形開口に密着状態に圧接させる。   The casing 1 is a substantially cylindrical container as shown in the figure, and is installed on the floor in a horizontal posture such that the central axis L faces the horizontal direction. The door 2 is a curved disk type opening / closing door provided on one end side of the casing 1. That is, the door 2 closes or releases the circular opening of the casing 1 by connecting a part of a circular periphery facing the circular opening of the casing 1 to the casing 1 by a hinge (not shown). The clamp ring 3 is a holding part that holds the door 2 in a closed state, and presses the circular peripheral edge of the door 2 in close contact with the circular opening of the housing 1.

4つの脚4は、筐体1の外周かつ下部に所定の距離を隔てて離間配置されており、筐体1を床に対して横置き姿勢の状態に支持する。載置台5は、図示するように筐体1の内部かつ下部に水平方向に所定距離を隔てて対峙する一対の台座であり、対峙方向に直交する水平方向つまり中心軸線Lの方向(前後方向)に帯状に延在する。   The four legs 4 are spaced apart from the outer periphery and lower part of the housing 1 with a predetermined distance, and support the housing 1 in a state of being placed horizontally with respect to the floor. The mounting table 5 is a pair of pedestals facing each other in the horizontal direction at a predetermined distance in the lower part of the housing 1 as shown in the drawing, and is a horizontal direction perpendicular to the facing direction, that is, the direction of the central axis L (front-rear direction). It extends in a strip shape.

車輪6は、上記載置台5に対応するように断熱体7の矩形状底部に設けられており、載置台5に対して断熱体7を可動自在に支持する。すなわち、この車輪6は、各々に中心軸線Lの方向に離間配置された合計2対が断熱体7の矩形状底部に設けられており、一方の対が載置台5の一方に対応する位置に設けられ、他方の対が載置台5の他方に対応する位置に設けられている。   The wheel 6 is provided at the rectangular bottom of the heat insulator 7 so as to correspond to the mounting table 5 described above, and supports the heat insulator 7 movably with respect to the mounting table 5. That is, the wheel 6 is provided with a total of two pairs spaced apart from each other in the direction of the central axis L on the rectangular bottom of the heat insulator 7, and one pair is at a position corresponding to one of the mounting table 5. The other pair is provided at a position corresponding to the other of the mounting table 5.

断熱体7は、6つの壁部を備える略箱型であり、所定の断熱材から形成されている。この断熱体7は、断熱本体7a、扉断熱体7b、上開閉断熱体7c及び下開閉断熱体7dを備えており、これら断熱本体7a、扉断熱体7b、上開閉断熱体7c及び下開閉断熱体7dが係合することにより略箱型を構成する。このような断熱体7は、断熱室Rを形成している。すなわち、断熱体7の内部空間は断熱室Rである。   The heat insulator 7 has a substantially box shape including six wall portions, and is formed of a predetermined heat insulating material. The heat insulating body 7 includes a heat insulating main body 7a, a door heat insulating body 7b, an upper open / close heat insulating body 7c, and a lower open / close heat insulating body 7d. A substantially box shape is formed by engaging the body 7d. Such a heat insulator 7 forms a heat insulating chamber R. That is, the internal space of the heat insulator 7 is a heat insulating chamber R.

断熱本体7aは、複数の断熱板7eを箱型に組み合わせたものであり、断熱体7の主部である。この断熱本体7aは、図2に示すように、扉2の側から見た場合に断熱体7の左壁部、右壁部及び奥壁部の全体、並びに断熱体7の上壁部、下壁部及び前壁部の一部(外周部)を構成している。すなわち、この断熱本体7aは、上壁部、下壁部及び前壁部の各中央部に所定サイズの開口が形成されている。   The heat insulating body 7 a is a combination of a plurality of heat insulating plates 7 e in a box shape, and is the main part of the heat insulating body 7. As shown in FIG. 2, the heat insulating body 7 a has the left wall portion, the right wall portion and the back wall portion of the heat insulating body 7 as a whole, as well as the upper wall portion and the lower portion of the heat insulating body 7 when viewed from the door 2 side. A part of the wall portion and the front wall portion (outer peripheral portion) are formed. That is, the heat insulating main body 7a has openings of a predetermined size at the central portions of the upper wall portion, the lower wall portion, and the front wall portion.

上記断熱板7eは、平板状かつ中空構造を備える断熱部品であり、図3に示すように平板状の矩形空間K(空間)を備える。すなわち、この断熱板7eは、矩形の断熱材からなる板本体Hの内部に当該板本体Hの外形(矩形)より若干小さな矩形空間Kを形成し、かつ板本体Hにおいて同一対角線上に位置する一対の隅部に矩形空間Kに連通する一対の吸排気口Pを設けたものである。   The heat insulating plate 7e is a heat insulating component having a flat plate shape and a hollow structure, and includes a flat rectangular space K (space) as shown in FIG. That is, the heat insulating plate 7e forms a rectangular space K slightly smaller than the outer shape (rectangle) of the plate main body H inside the plate main body H made of a rectangular heat insulating material, and is positioned on the same diagonal line in the plate main body H. A pair of intake and exhaust ports P communicating with the rectangular space K are provided at a pair of corners.

このような断熱板7eからなる断熱本体7aは、複数に分割された矩形空間Kによって囲むように被処理物Xを収容する。すなわち、本実施形態における断熱本体7aは、複数の断熱板7eを箱型に組み合わせ構成されるものであり、よって矩形空間Kは被処理物Xを分割的に囲むように複数設けられる。   The heat insulating body 7a made of such a heat insulating plate 7e accommodates the workpiece X so as to be surrounded by a rectangular space K divided into a plurality of parts. That is, the heat insulation main body 7a in the present embodiment is configured by combining a plurality of heat insulation plates 7e in a box shape. Therefore, a plurality of rectangular spaces K are provided so as to surround the workpiece X in a divided manner.

また、上記矩形空間Kには、当該矩形空間Kを複数に分割することなく断熱板7eの機械的強度を補強する補強部材Nが4つ設けられている。各補強部材Nは、断熱室Rに冷却ガスを充填させることによって各断熱板7eに作用する外力(外圧)に対して各断熱板7eの機械的強度を補強するための部材である。このような各補強部材Nは、図3に示すように、矩形空間Kにおける一方の平行面h1,h1に平行かつ所定間隔を隔てると共に、一端が上記一方の平行面h1,h1に直交する他方の平行面h2,h2の一方と他方とに交互に接触するように配置されている。   The rectangular space K is provided with four reinforcing members N that reinforce the mechanical strength of the heat insulating plate 7e without dividing the rectangular space K into a plurality of pieces. Each reinforcing member N is a member for reinforcing the mechanical strength of each heat insulating plate 7e against an external force (external pressure) acting on each heat insulating plate 7e by filling the heat insulating chamber R with a cooling gas. As shown in FIG. 3, each such reinforcing member N is parallel to one parallel surface h1, h1 in the rectangular space K and is spaced apart from the other by one end being orthogonal to the one parallel surface h1, h1. The parallel surfaces h2 and h2 are arranged so as to alternately contact one and the other.

このような4つの補強部材Nによって、矩形空間Kには一対の吸排気口Pを結ぶ屈曲した流路(ガス流路)が形成される。また、4つの案内部材Nが矩形空間K内に離間配置されることによって、断熱板7eの機械的強度が向上する。また、各補強部材Nは、不活性ガスGの流れをガス流路に沿って案内する案内部材としても機能する。すなわち、4つの案内部材Nは、不活性ガスG(流体)が矩形空間Kの略全域に充填されることを満足させつつ、断熱板7eの機械的強度を補強するものである。   By such four reinforcing members N, a bent channel (gas channel) connecting the pair of intake and exhaust ports P is formed in the rectangular space K. Further, since the four guide members N are spaced from each other in the rectangular space K, the mechanical strength of the heat insulating plate 7e is improved. Each reinforcing member N also functions as a guide member that guides the flow of the inert gas G along the gas flow path. That is, the four guide members N reinforce the mechanical strength of the heat insulating plate 7e while satisfying that the inert gas G (fluid) is filled in substantially the entire rectangular space K.

上記吸排気口Pは、図示しない配管によって隣接する断熱板7eの吸排気口Pあるいはガス設定装置15に接続されている。なお、図3では2つの一対つまり2つの吸排気口Pが設けられているが、この吸排気口Pは1つでもよい。すなわち、隣接する断熱板7eの吸排気口P同士は相互に接続され、また1つの断熱板7eの吸排気口がガス設定装置15に接続されている。したがって、複数の断熱板7eのうち、1つはガス設定装置15に直接接続され、残りは他の断熱板7eを介してガス設定装置15に間接的に接続されている。   The intake / exhaust port P is connected to the intake / exhaust port P of the adjacent heat insulating plate 7e or the gas setting device 15 by a pipe (not shown). In FIG. 3, two pairs, that is, two intake / exhaust ports P are provided, but one intake / exhaust port P may be provided. That is, the intake / exhaust ports P of adjacent heat insulating plates 7e are connected to each other, and the intake / exhaust ports of one heat insulating plate 7e are connected to the gas setting device 15. Accordingly, one of the plurality of heat insulating plates 7e is directly connected to the gas setting device 15, and the other is indirectly connected to the gas setting device 15 via another heat insulating plate 7e.

扉断熱体7bは、断熱体7の前壁部の残部(中央部)を構成しており、扉2に固定されている。この扉断熱体7bは、扉2が閉じることにより、断熱本体7aにおける前壁部の開口を塞ぐ。上開閉断熱体7cは、断熱体7の上壁部の残部(中央部)を構成しており、上シリンダ13のロッド先端部に固定されている。この上開閉断熱体7cは、上シリンダ13が作動することにより、断熱本体7aにおける上壁部の開口を塞ぐ。下開閉断熱体7dは、断熱体7の下壁部の残部(中央部)を構成しており、下シリンダ14のロッド先端部に固定されている。この下開閉断熱体7dは、下シリンダ14が作動することにより、断熱本体7aにおける下壁部の開口を塞ぐ。   The door heat insulator 7 b constitutes the remaining portion (central portion) of the front wall portion of the heat insulator 7 and is fixed to the door 2. The door insulator 7b closes the opening of the front wall portion of the heat insulating body 7a when the door 2 is closed. The upper opening / closing heat insulating body 7 c constitutes the remaining portion (central portion) of the upper wall portion of the heat insulating body 7, and is fixed to the rod front end portion of the upper cylinder 13. The upper open / close heat insulating body 7c closes the opening of the upper wall portion of the heat insulating main body 7a when the upper cylinder 13 is operated. The lower opening / closing heat insulating body 7d constitutes the remaining portion (center portion) of the lower wall portion of the heat insulating body 7, and is fixed to the rod tip of the lower cylinder 14. The lower opening / closing heat insulating body 7d closes the opening of the lower wall portion of the heat insulating main body 7a when the lower cylinder 14 is operated.

炉床8は、被処理物Xが載置される台座であり、図1に示すように扉断熱体7bにおける下壁部の一部(外周部)上に支持されている。この炉床8の上部には、被処理物Xの前後方向への移動を可能とするために複数のローラが設けられている。発熱体9は、外部からの通電によって発熱する電気ヒータであり、断熱体7の内部空間つまり断熱室R内において断熱体7の近傍に設けられている。すなわち、発熱体9は、断熱室R内に収容される被処理物Xを取り囲むように配置されており、被処理物Xを周囲から均一に加熱する。   The hearth 8 is a pedestal on which the workpiece X is placed, and is supported on a part (outer peripheral portion) of the lower wall portion of the door heat insulator 7b as shown in FIG. A plurality of rollers are provided on the top of the hearth 8 in order to enable the workpiece X to move in the front-rear direction. The heating element 9 is an electric heater that generates heat when energized from the outside, and is provided in the vicinity of the heat insulating body 7 in the inner space of the heat insulating body 7, that is, in the heat insulating chamber R. That is, the heating element 9 is disposed so as to surround the workpiece X accommodated in the heat insulating chamber R, and uniformly heats the workpiece X from the surroundings.

冷却ファン10は、筐体1内において発熱体9の上方つまり上開閉断熱体7cの上方に設けられており、冷却ガスを対流させるための駆動源である。すなわち、冷却ファン10は、垂直方向を回転軸として回転する遠心ファンであり、冷却ガスを中央部から吸い込んで周縁方向に排気することにより筐体1内に上下方向の対流を発生させる。ファンモータ11は、このような冷却ファン10を回転駆動する動力源であり、駆動軸が冷却ファン10の回転軸に固定されている。   The cooling fan 10 is provided in the housing 1 above the heating element 9, that is, above the upper open / close heat insulator 7c, and is a drive source for convection of the cooling gas. That is, the cooling fan 10 is a centrifugal fan that rotates about a vertical direction as a rotation axis, and generates convection in the vertical direction in the housing 1 by sucking the cooling gas from the center and exhausting it in the peripheral direction. The fan motor 11 is a power source that rotationally drives such a cooling fan 10, and the drive shaft is fixed to the rotation shaft of the cooling fan 10.

冷却コイル12は、熱交換によって冷却ガスを冷却する一種の熱交換器であり、図示するように筐体1内において断熱体7の上部側方、つまり冷却ガスを対流の途中位置に設けられている。より具体的には、冷却コイル12は、冷却ファン10つまりファンモータ11の駆動軸を巻回中心として断熱体7の上部側方に巻回された伝熱管であり、内部に水等の冷却液が流通する。   The cooling coil 12 is a kind of heat exchanger that cools the cooling gas by heat exchange. As shown in the drawing, the cooling coil 12 is provided on the upper side of the heat insulator 7 in the housing 1, that is, at a position in the middle of the convection of the cooling gas. Yes. More specifically, the cooling coil 12 is a heat transfer tube wound around the upper side of the heat insulator 7 with the drive shaft of the cooling fan 10, that is, the fan motor 11 being wound around, and a cooling liquid such as water inside. Circulate.

上シリンダ13は、シリンダ軸が水平方向に設定された状態で筐体1に固定された油圧シリンダあるいはエアーシリンダであり、シリンダ軸の方向に先進/後退するロッドの先端に上開閉断熱体7cが固定されている。この上シリンダ13は、ロッドを前進させることにより上開閉断熱体7cで断熱本体7aにおける上壁部の開口を塞ぎ、ロッドを後退させることにより上開閉断熱体7cを断熱本体7aにおける上壁部の開口から離間させる。   The upper cylinder 13 is a hydraulic cylinder or an air cylinder fixed to the housing 1 with the cylinder shaft set in the horizontal direction, and an upper opening / closing heat insulator 7c is provided at the tip of a rod that advances / retreats in the direction of the cylinder shaft. It is fixed. The upper cylinder 13 moves the rod forward to close the opening of the upper wall portion of the heat insulating body 7a with the upper opening and closing heat insulating body 7c, and moves the rod backward to move the upper opening and closing heat insulating body 7c to the upper wall portion of the heat insulating main body 7a. Separate from the opening.

下シリンダ14は、シリンダ軸が垂直方向に設定された状態で筐体1に固定された油圧シリンダあるいはエアーシリンダであり、シリンダ軸の方向に先進/後退するロッドの先端に下開閉断熱体7dが固定されている。この下シリンダ14は、ロッドを前進させることにより下開閉断熱体7dで断熱本体7aにおける下壁部の開口を塞ぎ、ロッドを後退させることにより下開閉断熱体7dを断熱本体7aにおける下壁部の開口から離間させる。   The lower cylinder 14 is a hydraulic cylinder or an air cylinder fixed to the housing 1 with the cylinder axis set in the vertical direction, and a lower opening / closing insulator 7d is provided at the tip of a rod that advances / retreats in the direction of the cylinder axis. It is fixed. The lower cylinder 14 moves the rod forward to close the opening of the lower wall portion of the heat insulating body 7a with the lower opening and closing heat insulating body 7d, and moves the rod backward to retract the lower opening and closing heat insulating body 7d to the lower wall portion of the heat insulating main body 7a. Separate from the opening.

ガス設定装置15は、一定容量の不活性ガスGを貯留するガスタンクを備えており、上述した各断熱板7eの矩形空間Kに対する不活性ガスGの充填状態を可変設定する装置である。すなわち、ガス設定装置15は、断熱本体7aを構成する全ての断熱板7eの矩形空間Kに接続されており、全ての矩形空間Kに不活性ガスGを供給することにより矩形空間K内をガス充填状態に設定したり、あるいは全ての矩形空間Kから不活性ガスGを回収して矩形空間Kを真空状態に設定する。   The gas setting device 15 includes a gas tank that stores an inert gas G having a certain capacity, and is a device that variably sets the filling state of the inert gas G in the rectangular space K of each heat insulating plate 7e described above. That is, the gas setting device 15 is connected to the rectangular spaces K of all the heat insulating plates 7e constituting the heat insulating main body 7a, and the inert gas G is supplied to all the rectangular spaces K to thereby gas the rectangular spaces K. The filled state is set, or the inert gas G is recovered from all the rectangular spaces K, and the rectangular spaces K are set in a vacuum state.

なお、上記不活性ガスGは、断熱室Rにおける被処理物Xの冷却時における雰囲気温度(最高で1000〜1200℃程度)において化学的に安定なガスであればよく、例えば比較的安価な窒素ガスである。   The inert gas G may be any gas that is chemically stable at the atmospheric temperature (up to about 1000 to 1200 ° C.) at the time of cooling the workpiece X in the heat insulating chamber R, for example, relatively inexpensive nitrogen. Gas.

次に、このように構成された熱処理装置の動作について、図4に示すフローチャートに沿って詳しく説明する。   Next, the operation of the heat treatment apparatus configured as described above will be described in detail along the flowchart shown in FIG.

例えば、この熱処理装置を用いて被処理物Xに熱処理の一形態である焼き入れ処理を行う場合、被処理物Xは扉2が開閉されることにより断熱室Rに収容される(ステップS1)。すなわち、断熱室Rは、扉2が解放されることにより被処理物Xの収容が可能な状態となり、扉2が閉じられることにより被処理物Xを外界から遮断された状態(隔離状態)に収容する。   For example, when performing the quenching process which is one form of heat processing to the to-be-processed object X using this heat processing apparatus, the to-be-processed object X is accommodated in the heat insulation chamber R by opening and closing the door 2 (step S1). . That is, the heat insulation chamber R is in a state in which the object to be processed X can be accommodated when the door 2 is released, and is in a state (isolation state) where the object X is blocked from the outside by closing the door 2. Accommodate.

この状態で真空ポンプが作動を開始することにより断熱室Rが真空引きされ、所定真空度の真空状態となる(ステップS2)。そして、ガス設定装置15が作動することにより断熱本体7aの各矩形空間Kから不活性ガスGが回収されることにより(ステップS3)、各矩形空間Kが所定の真空度の真空状態となる。なお、断熱室Rの真空度と断熱本体7aの各矩形空間Kの真空度とはほぼ同等である。   When the vacuum pump starts operating in this state, the heat insulation chamber R is evacuated, and a vacuum state with a predetermined degree of vacuum is obtained (step S2). Then, when the gas setting device 15 is activated, the inert gas G is recovered from each rectangular space K of the heat insulating main body 7a (step S3), so that each rectangular space K is in a vacuum state with a predetermined degree of vacuum. The degree of vacuum in the heat insulating chamber R and the degree of vacuum in each rectangular space K of the heat insulating main body 7a are substantially equal.

ここで、各断熱板7eの矩形空間Kがガス設定装置15によって所定の真空度に状態設定されることにより、各断熱板7eは、熱伝達率が相対的に低い状態になる。すなわち、この時点つまり被処理物Xの加熱処理の前段階において、複数の断熱板7eからなる断熱本体7aは熱伝達率が最も低い状態つまり断熱性能が最も高い状態に設定される。   Here, when the rectangular space K of each heat insulating plate 7e is set to a predetermined degree of vacuum by the gas setting device 15, each heat insulating plate 7e has a relatively low heat transfer coefficient. That is, at this time, that is, in the previous stage of the heat treatment of the workpiece X, the heat insulating body 7a composed of the plurality of heat insulating plates 7e is set to the state with the lowest heat transfer coefficient, that is, the state with the highest heat insulating performance.

そして、被処理物Xの加熱処理に対する最終的な準備(加熱準備)が行われる(ステップS4)。すなわち、この加熱準備では、上シリンダ13が作動して上開閉断熱体7cで断熱本体7aにおける上壁部の開口を塞ぐと共に、下シリンダ14が作動して下開閉断熱体7dで断熱本体7aにおける下壁部の開口を塞ぐ。この加熱準備によって被処理物Xは、断熱体7によって完全に囲まれた状態となる。   And the final preparation (heating preparation) with respect to the heat processing of the to-be-processed object X is performed (step S4). That is, in this heating preparation, the upper cylinder 13 operates to close the opening of the upper wall portion of the heat insulating main body 7a with the upper open / close heat insulating body 7c, and the lower cylinder 14 operates to lower the heat of the heat insulating main body 7a with the lower open / close heat insulating body 7d. Close the opening in the lower wall. With this heating preparation, the workpiece X is completely surrounded by the heat insulator 7.

この状態において、発熱体9への通電が開始され(ステップS5)、発熱体9による被処理物Xの加熱処理が開始される。そして、所定時間に亘って発熱体9への通電が継続されることによって、被処理物Xは所定の焼入温度まで加熱されると共に当該焼入温度に一定時間保持される。そして、発熱体9への通電が終了することにより(ステップS6)、被処理物Xの加熱処理が完了する。   In this state, energization of the heating element 9 is started (step S5), and the heat treatment of the workpiece X by the heating element 9 is started. Then, by continuing energization to the heating element 9 for a predetermined time, the workpiece X is heated to a predetermined quenching temperature and held at the quenching temperature for a certain time. Then, when the energization of the heating element 9 is completed (step S6), the heat treatment of the workpiece X is completed.

この加熱処理が完了すると、冷却ガス供給装置(図示略)が作動することによって断熱室Rに冷却ガスが供給される(ステップS7)。そして、ガス設定装置15が作動することにより断熱本体7aの各矩形空間Kに不活性ガスGが供給されることにより(ステップS8)、各矩形空間Kがガス充填状態となる。この結果、断熱本体7aを構成する各断熱板7eは、各矩形空間Kが真空状態の場合よりも熱伝導率が高くなる。   When this heat treatment is completed, the cooling gas supply device (not shown) is operated to supply the cooling gas to the heat insulating chamber R (step S7). Then, when the gas setting device 15 is operated, the inert gas G is supplied to each rectangular space K of the heat insulating main body 7a (step S8), so that each rectangular space K is in a gas-filled state. As a result, each heat insulating plate 7e constituting the heat insulating main body 7a has a higher thermal conductivity than when each rectangular space K is in a vacuum state.

さらに、冷却準備として、上シリンダ13が作動して上開閉断熱体7cを断熱本体7aにおける上壁部の開口から離間させると共に、下シリンダ14が作動して下開閉断熱体7dを断熱本体7aにおける下壁部の開口から離間させる(ステップS9)。この冷却準備によって、断熱本体7aにおける上壁部の開口及び断熱本体7aにおける下壁部の開口は、解放される。   Further, as preparation for cooling, the upper cylinder 13 is operated to separate the upper open / close heat insulating body 7c from the opening of the upper wall portion of the heat insulating main body 7a, and the lower cylinder 14 is operated to move the lower open / close heat insulating body 7d to the heat insulating main body 7a. Separate from the opening of the lower wall (step S9). By this cooling preparation, the opening of the upper wall portion in the heat insulating body 7a and the opening of the lower wall portion in the heat insulating body 7a are released.

この状態において、ファンモータ11が作動することによって冷却ファン10が回転を開始する(ステップS10)。この結果、断熱室Rには冷却ガスの対流が発生して被処理物Xが効果的に冷却される。そして、所定時間に亘って被処理物Xを冷却すると、ファンモータ11の作動が停止して冷却ファン10が回転を停止する(ステップS11)。この結果、冷却ガスによる被処理物Xの冷却(ガス冷却)が完了する。   In this state, when the fan motor 11 operates, the cooling fan 10 starts rotating (step S10). As a result, convection of the cooling gas is generated in the heat insulating chamber R, and the workpiece X is effectively cooled. And if the to-be-processed object X is cooled over predetermined time, the action | operation of the fan motor 11 will stop and the cooling fan 10 will stop rotation (step S11). As a result, the cooling (gas cooling) of the workpiece X with the cooling gas is completed.

このような本実施形態では、被処理物Xの加熱処理時にはガス設定装置15が不活性ガスGを各矩形空間Kから回収し、被処理物Xの冷却処理時にはガス設定装置15が各矩形空間Kに不活性ガスGを供給する。したがって、図5に示すように、断熱板7eは、加熱処理時には断熱性能が高い真空状態となり、冷却処理時には断熱性能が低いガス充填状態となる。したがって、本実施形態によれば、加熱処理時と冷却処理時とで断熱性能が同じである従来技術よりも断熱室R内の被処理物Xを効率よく冷却することが可能である。   In this embodiment, the gas setting device 15 collects the inert gas G from each rectangular space K during the heat treatment of the workpiece X, and the gas setting device 15 collects the rectangular space during the cooling treatment of the workpiece X. An inert gas G is supplied to K. Therefore, as shown in FIG. 5, the heat insulating plate 7e is in a vacuum state with high heat insulating performance during the heat treatment, and is in a gas-filled state with low heat insulating performance during the cooling processing. Therefore, according to this embodiment, it is possible to cool the to-be-processed object X in the heat insulation chamber R more efficiently than the prior art in which heat insulation performance is the same at the time of heat treatment and at the time of cooling treatment.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
(1)上記実施形態では、断熱本体7aのみに矩形空間K(空間)を設けたが、本発明はこれに限定されない。断熱本体7aに加えて、扉断熱体7b、上開閉断熱体7c及び下開閉断熱体7dに空間を設け、扉断熱体7b、上開閉断熱体7c及び7下開閉断熱体dの断熱性能を加熱処理時と冷却処理時とで切替えてもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, the following modifications can be considered.
(1) In the said embodiment, although the rectangular space K (space) was provided only in the heat insulation main body 7a, this invention is not limited to this. In addition to the heat insulation main body 7a, a space is provided in the door heat insulator 7b, the upper open / close heat insulator 7c, and the lower open / close heat insulator 7d to heat the heat insulation performance of the door heat insulator 7b, the upper open / close heat insulator 7c, and the 7 lower open / close heat insulator d. You may switch between the time of processing and the time of cooling processing.

(2)上記実施形態では、流体設定装置としてガス設定装置15を設けたが、本発明はこれに限定されない。気体である不活性ガスGに代えて液体を各矩形空間Kに対して回収/供給する液体設定装置を流体設定装置として設けても良い。 (2) In the above embodiment, the gas setting device 15 is provided as the fluid setting device, but the present invention is not limited to this. Instead of the inert gas G that is a gas, a liquid setting device that collects and supplies liquid to each rectangular space K may be provided as a fluid setting device.

(3)上記実施形態では、4つの補強部材Nを設けた断熱板7eを用いたが、本発明はこれに限定されない。断熱板7eに代えて、図6に示すような粒状補強材Mを設けた断熱板7fを用いてもよい。この断熱板7fに設けられる粒状補強材Mは、例えば球体の断熱材料であり、互いの表面が接触する程度に矩形空間Kに密に充填される。この結果、外圧が断熱板7fに冷却ガスによる外圧が作用した場合に断熱板7fの機械的強度を補強することができる。 (3) In the above embodiment, the heat insulating plate 7e provided with the four reinforcing members N is used, but the present invention is not limited to this. Instead of the heat insulating plate 7e, a heat insulating plate 7f provided with a granular reinforcing material M as shown in FIG. 6 may be used. The granular reinforcing material M provided on the heat insulating plate 7f is, for example, a spherical heat insulating material, and the rectangular space K is densely filled to such an extent that the respective surfaces come into contact with each other. As a result, when the external pressure is applied to the heat insulating plate 7f by the cooling gas, the mechanical strength of the heat insulating plate 7f can be reinforced.

(4)上記実施形態では、ステップS2の処理の後にステップS3の処理を行ったが、これは断熱室Rを所定真空度まで減圧するのに要する時間と各矩形空間Kを所定の真空度まで減圧するのに要する時間とでは、前者の方が長いためである。しかしながら、必要に応じてステップS2の処理とステップS3の処理とを入れ替えてもよい。 (4) In the above embodiment, the process of step S3 is performed after the process of step S2. This is because the time required to depressurize the heat insulating chamber R to a predetermined vacuum level and each rectangular space K to a predetermined vacuum level. This is because the former is longer than the time required for decompression. However, the process of step S2 and the process of step S3 may be interchanged as necessary.

(5)上記実施形態では、ステップS7の処理の後にステップS8の処理を行ったが、これは断熱室Rに所定量の冷却ガスを供給するのに要する時間と各矩形空間Kに所定量の不活性ガスGを供給するのに要する時間とでは、前者の方が長いためである。しかしながら、必要に応じてステップS7の処理とステップS8の処理とを入れ替えてもよい。 (5) In the above embodiment, the process of step S8 is performed after the process of step S7. This is the time required to supply a predetermined amount of cooling gas to the heat insulation chamber R and a predetermined amount of each rectangular space K. This is because the former is longer than the time required to supply the inert gas G. However, the process of step S7 and the process of step S8 may be interchanged as necessary.

X 被処理物
R 断熱室
L 中心軸線
G 不活性ガス
K 矩形空間
H 板本体
N 補強部材
M 粒状補強材
1 筐体
2 扉
3 クランプリング
4 脚
5 載置台
6 車輪
7 断熱体
7a 断熱本体
7b 扉断熱体
7c 上開閉断熱体
7d 下開閉断熱体
7e,7f 断熱板
8 炉床
9 発熱体
10 冷却ファン
11 ファンモータ
12 冷却コイル
13 上シリンダ
14 下シリンダ
15 ガス設定装置

X Object to be treated R Heat insulation chamber L Center axis G Inert gas K Rectangular space H Plate body N Reinforcement member M Granular reinforcement 1 Housing 2 Door 3 Clamp ring 4 Leg 5 Mounting table 6 Wheel 7 Heat insulator 7a Heat insulation body 7b Door Heat insulator 7c Upper open / close heat insulator 7d Lower open / close heat insulator 7e, 7f Heat insulation plate 8 Hearth 9 Heating element 10 Cooling fan 11 Fan motor 12 Cooling coil 13 Upper cylinder 14 Lower cylinder 15 Gas setting device

Claims (5)

断熱室に収容された被処理物を加熱及び冷却することによって熱処理する熱処理装置であって、
前記断熱室を形成し、内部に空間が形成された中空構造を備える断熱体と、
前記空間に対する流体の充填状態を可変設定する流体設定装置とを備え、
前記空間は前記被処理物を囲むように複数設けられることを特徴とする熱処理装置。
A heat treatment apparatus for heat treatment by heating and cooling an object to be treated contained in a heat insulation chamber,
Forming the heat insulation chamber, and a heat insulator having a hollow structure in which a space is formed;
A fluid setting device that variably sets the filling state of the fluid in the space;
A plurality of the spaces are provided so as to surround the object to be processed.
前記流体設定装置は、前記被処理物を加熱処理時に前記空間から流体を回収し、前記被処理物を冷却処理時には前記空間に流体を供給することを特徴とする請求項1に記載の熱処理装置。   2. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the fluid setting device collects a fluid from the space when the object to be processed is heated, and supplies the fluid to the space when the object to be cooled is cooled. . 前記空間には補強部材が設けられることを特徴とする請求項1または2に記載の熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein a reinforcing member is provided in the space. 前記補強部材は、粒状の断熱材料であることを特徴とする請求項3に記載の熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 3, wherein the reinforcing member is a granular heat insulating material. 前記空間には前記流体の流れを案内する案内部材が設けられることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein a guide member that guides the flow of the fluid is provided in the space.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113821066A (en) * 2021-10-19 2021-12-21 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 Device and method for reducing influence of dynamic protective gas on temperature control in heat treatment process
CN113821066B (en) * 2021-10-19 2022-07-15 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 Device and method for reducing influence of dynamic protective gas on temperature control in heat treatment process

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