JP3425393B2 - 噴霧式熱処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、小型精密機器や
電子機器などの小型（熱容量の小さい）の部品類（以
下、被処理物という）などの熱処理、熱衝撃試験、洗浄
等に使用するための、噴霧式熱処理装置又は噴霧式熱試
験装置（以下、単に噴霧式熱処理装置という）に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】上記の部品類などを処理液を用いて加熱
したり冷却したりして熱衝撃を与えて試験する熱試験装
置７０は、図７に示すように、熱交換エレメントとして
のヒーター７３を備えた加熱用高温液ｈの貯留槽７１
と、熱交換エレメントとしての冷却器７４を備えた冷却
用低温液ｃの貯留槽７２との２槽方式が一般的で、部品
類ｓ等を籠状容器に入れて昇降機構８０により選択的に
各貯留槽７１／７２内の液中に降下させて浸漬すること
により行われている。

【０００３】この種の装置に関する先行技術に、例えば
特公平３−７１０６２号公報、および特開平４−２２５
１３７号公報に記載の発明があるが、基本的にはいずれ
も図７に示した上記の構造からなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載の発明を含め従来の一般的な熱試験装置では、
次のような問題がある。すなわち、 大容量の液槽が２基必要なために、装置全体が大型
化し、広い設置スペースを要する。

【０００５】 液槽は熱容量が大きいために、液温の
安定性には優れているが、反面、処理液の温度条件を変
更する場合に、長時間を要する。

【０００６】 部品等の被処理物を各処理液の貯留槽
へ移動し、処理液中に浸漬する必要があるため、処理操
作が複雑で時間がかかるうえに、移動の際に被処理物を
傷つけるおそれがある。

【０００７】この発明は上述の点に鑑みなされたもの
で、被処理物に対し加熱用・冷却用の処理液を噴霧して
処理することにより、処理を容易にし、また処理液の貯
留槽を小型化して装置全体をコンパクトにし、設置スペ
ースの削減を図るとともに、被処理物の加熱・冷却など
の切換ならびに処理温度条件の変更が容易かつ短時間に
行える熱処理装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明に係る熱処理装置は、被処理物を出し入れ可
能で該被処理物に対し処理液を噴霧する噴霧ノズルを備
えた処理槽と、前記処理液を貯留する貯留タンク（貯留
槽）とを具備し、前記処理槽内の被処理物に対して前記
噴霧ノズルから処理液を噴霧させることにより被処理物
を所定温度に保持したり、被処理物に熱衝撃を与えたり
するための噴霧式熱処理装置であって、前記貯留タンク
内および前記処理槽内の処理液を該処理槽内に貯留され
ている処理液の量に応じて両方同時にあるいは選択的に
吸引するとともに、吸引した処理液を前記貯留タンクお
よび前記処理槽へ両方同時にあるいは選択的に送給でき
るように循環ポンプを介在させて配管し、該配管の途中
に熱交換器を介設したことを特徴としている。

【０００９】上記の構成を有する本発明の熱処理装置に
よれば、処理槽内に被処理物を収納した状態で、あらか
じめ設定温度に保持して貯留タンクに貯留されている処
理液を、処理槽内の噴霧ノズルから被処理物に向けて噴
霧し、加熱したり冷却したりできる。また、処理槽内に
噴霧された処理液は処理槽内に徐々に貯留されていくの
で、処理槽内に貯留される処理液の量に応じて、つまり
処理液の貯留量が少ない（低位の）場合には、貯留タン
ク内の処理液を噴霧ノズルに供給して被処理物に噴霧
し、逆に処理液の貯留量が多い（高位の）場合には、処
理槽内の処理液を熱交換器を経由して貯留タンクに循環
して噴霧ノズルから被処理物に噴霧し、また処理液の貯
留量が中程度（中位）の場合には、貯留タンク内の処理
液および処理槽内の処理液をそれぞれ循環ポンプにより
吸引し噴霧ノズルに供給して被処理物に噴霧するなど、
処理槽内に貯留されている処理液の量に応じて効果的に
設定温度に保持しながら被処理物に噴霧することができ
る。このように加熱用又は冷却用処理液を被処理物に噴
霧して処理するから、被処理物を設定温度で貯留した貯
留タンクの処理液に浸漬して処理する従来の装置に比べ
て、処理液の貯留タンクが小容量で済むので、小型化し
て装置全体をコンパクトにし、設置スペースの削減を図
れる。

【００１０】請求項２に記載のように、前記処理液を送
給するために加熱用高温液貯留タンクと高温液熱交換器
および冷却用低温液貯留タンクと低温液熱交換器との２
組の系統を設け、各貯留タンクおよび各熱交換器の外壁
に保温構造を施し、前記処理槽内の前記噴霧ノズルへ加
熱用高温液および冷却用低温液のいずれか一方を選択的
に供給するための開閉弁を、前記高温液循環系配管およ
び前記低温液循環系配管にそれぞれ介設することができ
る。

【００１１】請求項２記載の熱処理装置によれば、貯留
タンクが保温構造を有することから、貯留される処理液
としての高温液と低温液とが温度変化しにくく、しかも
高温液と低温液をそれぞれ熱交換器を経由させて循環さ
せることにより、所定の設定温度に容易にかつ正確に保
持できる。とくに、冷熱衝撃試験等において被処理物に
対し例えば高温液を噴霧したのち低温液を噴霧して加熱
処理と冷却処理とを交互に行う場合にも、あらかじめ設
定温度に保持して貯留している貯留タンクから高温液あ
るいは低温液を吸引すると同時に処理槽底部より吸収す
る処理液を混合して噴霧処理するので、被処理物に対す
る加熱・冷却などの処理（試験）条件の切換ならびに処
理液の温度条件の変更を正確にして容易かつ短時間に行
うことができる。

【００１２】請求項３に記載のように、前記処理槽に給
排気口を設けると、その給排気口を開閉可能に構成し、
給排気が必要なときにだけ開口することにより、冷熱衝
撃試験等において処理槽内雰囲気を常温にすることがで
きる（いわゆる、常温さらし）。また、強制的に通気す
る装置（必要に応じて温度調節可能な換気装置）を装備
しておき、噴霧ノズルから例えば蒸気や冷却ガスを被処
理物に対し噴霧させたときに、あるいは加熱時などに被
処理物からガスが発生したときに、強制的に換気して排
気口から排出させることができる。

【００１３】請求項４に記載のように、前記処理槽の底
部に排液口を備えた液溜まり部を形成し、該液溜まり部
内に、前記加熱用高温液貯留タンクへの循環ポンプおよ
び同循環ポンプ側開閉弁と、前記冷却用低温液貯留タン
クへの循環ポンプおよび同循環ポンプ側開閉弁等の運転
切換用レベルスイッチを配備することが好ましい。

【００１４】請求項４記載の熱処理装置によれば、被処
理物に対する加熱処理と冷却処理等の異なる温度処理を
交互に行う際に、処理槽底部の液溜まり部に溜まった処
理液（例えば高温から低温に切り換わるときに高温液）
が循環ポンプによりほとんど残らず吸引され、空かほと
んど空になった状態で、この状態をレベルスイッチが検
知し、液溜まり部の処理液（高温液）側の循環ポンプお
よび同循環ポンプ側開閉弁と、他方の処理液（低温液）
側の循環ポンプおよび同循環ポンプ側開閉弁等の運転や
開閉状態が切り換わり、低温液が処理槽内に供給され冷
却処理が開始されることになる。このため、使用者は被
処理物を入れ換えるなどの簡単な作業をするだけで、後
はほとんど自動的に処理することができる。

【００１５】請求項５に記載のように、前記開閉弁を、
（出口側）二方へそれぞれ独立して流量調節可能な三方
切換弁にすると、配管系統の構成が簡略化され好まし
い。

【００１６】請求項５記載の熱処理装置によれば、例え
ば図４に示すように、弁体を中立状態（図４(ａ)）から
特定方向（時計方向又は反時計方向）に略９０°回転さ
せることにより処理液の流れ方向（供給方向）が、二方
向から一方向へ変更される。また、弁体を中立状態（図
４(ａ)）から特定方向に数十度（例えば１０〜２０°）
回転させることにより、処理液の流れ方向は二方向のま
まで一方向への流量（供給量）だけを絞る（図４(ｂ)）
などの任意の流量調節が可能になる。したがって、とく
に上記の請求項１〜４に記載の各熱処理装置において貯
留タンクと処理槽からの処理液の流量（吸引量）、ある
いは貯留タンクと処理槽への処理液の流量（供給量）な
どを正確にかつ確実に調節することができ、処理槽の噴
霧ノズルより被処理物に対し噴霧させる処理液の温度を
所定温度に正確に保つことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、この発明に係る噴霧式熱
処理装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。

【００１８】図１は本発明を噴霧式冷熱衝撃試験装置に
適用した実施例を概略的に示す全体正面図であり、図２
は図１の噴霧式冷熱衝撃試験装置の別の配管系統の実施
例の一部を概略的に示す部分正面図、図３は図１の噴霧
式冷熱衝撃試験装置における処理槽の別の実施例の一部
を概略的に示す部分正面図である。

【００１９】図１に示すように、本例の噴霧式冷熱衝撃
試験装置１は中央部に処理槽２を備えており、この処理
槽２を挟んで加熱用高温液ｈの循環系統Ｈと冷却用低温
液ｃの循環系統Ｃとをそれぞれ独立して左右に具備して
いる。処理槽２は頂面の一方に給気口２ａを、他方に排
気口２ｂをそれぞれ開口している。処理槽２内の上下方
向の中間位置よりやや上方に、被処理物としての供試品
ｓを載置する支持台３が配設され、処理槽２の側壁の一
側方に供試品ｓを支持台３上に収納するための収納口４
が設けられ、開閉扉４ａが装着されている。収納口４と
反対側に取出口５が設けられ、取出口５にも開閉扉５ａ
が装着されている。なお、供試品ｓは吊持具などで、処
理槽２内に吊り下げるようにしてもよい。

【００２０】処理槽２内の支持台３の上方には、噴霧ノ
ズル６が下向きに配設されている。また支持台３の下方
は、噴霧ノズル６から噴霧された処理液（本例では高温
液又は低温液）の貯留部２ｄに構成され、貯留部２ｄの
底面中央部に排出口２ｃが開口されている。排出口２ｃ
には排出管７が接続され、この排出管７は下流端で分岐
され、一方の分岐管７ａは循環系統Ｈの開閉弁としての
三方切換電磁弁１４に、また他方の分岐管７ｂは循環系
統Ｃの開閉弁としての三方切換電磁弁２４にそれぞれ接
続されている。排出管７には、排出口２ｃ側からフロー
スイッチ付き電磁開閉弁９および温度センサ１０がこの
順に介設されている。なお、フロースイッチ付き電磁開
閉弁９を設ける代わりに、フロースイッチだけで、三方
切換電磁弁１４・２４、後述の循環ポンプ１２・２２を
操作するようにしてもよい。また、噴霧ノズル６への処
理液の供給管８が噴霧ノズル６に接続され、供給管８は
上流端で分岐され、一方の分岐管８ａは循環系統Ｈの開
閉弁としての三方切換電磁弁１５に、また他方の分岐管
８ｂは循環系統Ｃの開閉弁としての三方切換電磁弁２５
にそれぞれ接続されている。さらに．処理槽２内の貯留
部２ｄには、２個のレベルセンサ３１・３２が上下方向
に間隔をあけて配設されている。

【００２１】処理槽２を挟んで左側の加熱用高温液の循
環系統Ｈは、高温液ｈを貯留するためのヘッドタンク
（貯留タンク）１１と、循環ポンプ（吸引・供給ポン
プ）１２と、熱交換器１３と、２組の三方切換電磁弁１
４・１５とを備えている。ヘッドタンク１１は、タンク
本体１１ａの外側が保温材１１ｂで被覆された保温構造
からなり、高温液ｈの流入口１１ｃと流出口１１ｄとを
備えている。また、ヘッドタンク１１内にも、２個のレ
ベルセンサ３３・３４が上下に間隔をあけて配設されて
いる。さらに、ヘッドタンク１１のレベルセンサ３４の
すぐ下方に、温度センサ３５が配設されている。流入口
１１ｃと三方切換電磁弁１５の間は供給管１６で接続さ
れ、また流出口１１ｄと三方切換電磁弁１４との間は排
出管１７で接続されており、排出管１７には温度センサ
３６が介設されている。これらの接続順は適宜変更して
もよいし、必要に応じて装備品を追加、又は省略しても
よい。供給側（吐出側）の三方切換電磁弁１５と排出側
（吸入側）の三方切換電磁弁１４との間が循環管１８で
接続され、この循環管１８に三方切換電磁弁１４側から
三方切換電磁弁１５にかけて循環ポンプ１２、温度セン
サ３７、熱交換器１３、温度センサ３８がこの順に介設
されている。

【００２２】一方、処理槽２を挟んで右側の冷却用低温
液の循環系統Ｃは、低温液ｃを貯留するためのヘッドタ
ンク（貯留タンク）２１と、循環ポンプ（吸引・供給ポ
ンプ）２２と、熱交換器２３と、２組の三方切換電磁弁
２４・２５とを備えている。ヘッドタンク２１は、タン
ク本体２１ａの外側が保温材２１ｂで被覆された保温構
造からなり、高温液ｈの流入口２１ｃと流出口２１ｄと
を備えている。また、ヘッドタンク２１内にも、２個の
レベルセンサ４３・４４が上下に間隔をあけて配設され
ている。さらに、ヘッドタンク１１のレベルセンサ４４
のすぐ下方に、温度センサ４５が配設されている。流入
口２１ｃと三方切換電磁弁２５の間は供給管２６で接続
され、また流出口２１ｄと三方切換電磁弁２４との間は
排出管２７で接続されており、排出管２７には温度セン
サ４６が介設されている。これらの接続順も適宜変更し
てもよい。

【００２３】供給側（吐出側）の三方切換電磁弁２５と
排出側（吸入側）の三方切換電磁弁２４との間が循環管
２８で接続され、この循環管２８に三方切換電磁弁２４
側から三方切換電磁弁２５にかけて循環ポンプ２２、温
度センサ４７、熱交換器２３、温度センサ４８がこの順
に介設されている。

【００２４】そして、フロースイッチ付き電磁開閉弁
９、温度センサ１０、レベルセンサ３１・３２、循環ポ
ンプ１２・２２、三方切換電磁弁１４・１５・２４・２
５、レベルセンサ３３・３４・４３・４４、温度センサ
３５〜３８・４５〜４８は、制御器としてのコントロー
ラ３０にそれぞれパイロットラインによって接続されて
いる。

【００２５】上記のようにして本実施例に係る噴霧式冷
熱衝撃試験装置１が構成されるが、この冷熱衝撃試験装
置１の使用態様については図１に基づいて説明する。

【００２６】1) 供試品（被処理物）としての部品ｓ
を、開閉扉４ａを開放して収納口４より、処理槽２内の
支持台３上に載置し、開閉扉４ａを閉じる。

【００２７】2) 本例では、加熱用循環系統Ｈにおいて
は、熱交換器１３を循環させながらあらかじめ設定温度
（加熱温度＋α℃）に保持しているヘッドタンク１１内
の高温液ｈを、三方切換電磁弁１４、循環ポンプ１２、
熱交換器１３を経由させたのち、三方切換電磁弁１５を
経由させて処理槽２へ供給して噴霧ノズル６から供試品
ｓに噴霧する。ヘッドタンク１１内の高温液ｈは規定温
度に保たれているから、供試品ｓの影響を受けて高温液
ｈの温度が下がっても噴霧する高温液ｈの温度には影響
しない。この状態を継続して貯留部２ｄにある程度高温
液ｈが溜まった時点で、循環ポンプ１２により吸引し始
めて排出口２ｃから排出管７、分岐管７ａ、三方切換電
磁弁１４を経由してヘッドタンク１１から吸引した高温
液ｈと混合したものを熱交換器１３によって所定温度ま
で加熱しつつ（最初のうちは、供試品ｓに噴霧されて温
度低下するので、貯留部２ｄ内の高温液ｈは設定温度よ
り下がっている）、三方切換電磁弁１５、分岐管８ａ、
供給管８を経由して処理槽２へ供給し噴霧ノズル６から
供試品ｓに噴霧する。この状態では、貯留部２ｄ内の高
温液ｈの温度はかなり低くなっている可能性があるが、
ヘッドタンク１１内の高温液ｈと混合させることによっ
て、熱交換器１３による加熱量は少なくて済む。

【００２８】そして、ヘッドタンク１１内の高温液ｈが
低位になったときには、高温液ｈは処理槽２内の貯留部
２ｄへ移行していることになり、その時点では貯留部２
ｄ中の高温液ｈの温度はかなり上昇しているから、循環
ポンプ１２で全量を吸引して循環管１８を経由させ処理
槽２へ供給しても、循環管１８に介設された熱交換器１
３によって設定温度まで十分に加熱し得る。したがっ
て、以降は循環ポンプ１２で全量を吸引して循環管１８
を経由させ、熱交換器１３で加熱しながら処理槽２内へ
循環させて噴霧ノズル６から噴霧する。

【００２９】なお、噴霧ノズル６から噴霧する流量とヘ
ッドタンク１１へ戻す流量は、三方切換電磁弁１４・１
５に、例えば後述する流量調整可能な構造の三方切換電
磁弁（図４）を使用することにより、簡単かつ正確に調
整できる。

【００３０】3) 一方、冷却用循環系統Ｃの循環ポンプ
２２も同時に運転し、冷却用循環系統Ｃ内において低温
液ｃを循環させながら、温度センサ４７・４８で測温し
てコントローラ３０を介して度熱交換器２３により冷却
してヘッドタンク２１内の低温液ｃを設定温度（冷却温
度−β℃）に保持する。

【００３１】4) 部品ｓに対し高温液ｈを噴霧して加熱
試験が終了したのちは、三方切換電磁弁１４・１５と三
方切換電磁弁２４・２５の開閉状態を逆に切換して低温
液ｃを部品ｓに噴霧して冷却試験する。

【００３２】加熱から冷却へ、すなわち噴霧ノズル６か
ら噴霧する処理液を高温液ｈから低温液ｃに切り換ると
きは、貯留部２ｄ内の高温液ｈを可及的に残らず循環ポ
ンプ１２により吸引して抜き取る。つまり、噴霧を中止
した後もフロースイッチ９が作動するまで、循環ポンプ
１２で吸引する。このようにしなければ、次に冷却試験
を行う際に、高温液ｈが相当に残っていることになっ
て、冷却試験の妨げになるからである。なお、高温液ｈ
はヘッドタンク１１に移行される。

【００３３】5) 低温液ｃの噴霧手順は、前述の高温液
ｈの噴霧手順に準じて行う。これは要するに、処理槽２
内の貯留部２ｄ内に貯留される処理液（高温液ｈ又は低
温液ｃ）の液面が高位に達した場合には、処理槽２内の
処理液を全て循環ポンプ１２／２２で吸引する必要があ
るが、処理槽２内の処理液の液面が高位に達するまで
は、処理槽２内の処理液を少量ずつ循環ポンプ１２／２
２で吸引することとし、ヘッドタンク１１／２１内の設
定温度に常時保持されている処理液を多量に処理槽２へ
供給して供試品ｓに噴霧することができるから、加熱／
冷却の変更を要する冷熱衝撃試験を行うときにでも、容
量の小さい（つまり小型の）熱交換器であっても設定温
度の処理液を発生させられる。また、加熱用あるいは冷
却用の、処理槽２内の処理液の温度が処理温度に近くな
った場合には、噴霧する処理液全量を処理槽２から循環
ポンプ１２／２２により吸引しても熱交換器１３／２３
を経由させるだけで、設定温度に制御できるようにな
る。

【００３４】以上のようにして、衝撃試験が全て終了し
たときには、処理槽２内の処理液をほぼ完全に抜き取
り、ヘッドタンク１１／２１へ戻したのち、各循環系統
Ｈ／Ｃ内で熱交換器１３／２３を経由させて循環し、設
定温度に保持されるように制御する。

【００３５】図５および図６は上記実施例の試験装置１
における処理液（ここでは加熱用高温液ｈ）の噴霧開始
時とその噴霧停止時のフローの一例をチャートで示すも
のである。噴霧開始時には、図５において、始動スイ
ッチ等のＯＮにより、開始信号がコントローラ３０に発
信されると、循環ポンプ１２（／２２）が運転状態か
否かが検知され、運転状態でない（ＮＯ）と循環ポンプ
１２（／２２）が起動される。運転状態である（ＹＥ
Ｓ）と、吐出側三方電磁切換弁１５の流れ方向をヘッ
ドタンク１１側の循環状態から処理槽２側への噴霧状態
に切り換る。処理槽２内の高温液ｈの液面位置がレベル
センサ３２（図１）によって検知され、低位が検知され
るまでは現状のままであるが、レベルセンサ３２によ
る低位（ＹＥＳ）検知で、吸入側三方切換電磁弁１４
においてヘッドタンク１１側が全開で処理槽２側が全閉
であったのを、処理槽２側を微開とする。処理槽２内
の高温液ｈの液面位置がレベルセンサ３１（図１）によ
って検知され、高位（ＹＥＳ）検知で、吸入側三方切
換電磁弁１４の処理槽２からの開口（流入口）が全開状
態まで開放され、ヘッドタンク１１側は全閉となる。以
降、定常状態になる。なお、の処理槽２内の高温液ｈ
の液面が検知される工程の前に、高温液ｈの温度を検知
し設定温度に制御する工程があるが、図５のフローチャ
ートでは省略している。

【００３６】次に、加熱衝撃試験が終了して噴霧を停止
したときには、図６において、始動スイッチ等のＯＦ
Ｆにより、停止信号がコントローラ３０に発信される
と、噴霧ノズル６へ高温液ｈを供給する吐出側三方切
換電磁弁１５の、処理槽２への開口（流出口）が全閉状
態になると同時に、ヘッドタンク１１側への開口（流出
口）が全開状態に開放される。処理槽２の排出口から
の高温液ｈの排出がゼロか又は貯留部２ｄ内の高温液ｈ
がレベルセンサ３２によって低位か否かが検知され、ゼ
ロか低位かのどちらかである（ＹＥＳ）と，吸入側三
方切換電磁弁１４の、処理槽２からの開口（流入口）が
全閉状態になると同時に、ヘッドタンク１１側からの開
口（流入口）が全開状態に開放される。この結果、高温
液ｈは循環状態になる。なお、循環状態になったのち
に、高温液ｈの温度を検知し設定温度に制御する工程が
あるが、図６のフローチャートでは省略している。

【００３７】図２は別の実施例を示す熱交換器周りの配
管図で、図１の配管系統では、ヘッドタンク１１／２１
側と処理槽２側の処理液が混合して熱交換器１３／２３
に導入されるが、本例では、図２に示すようにヘッドタ
ンク１１側と処理槽側からの処理液がそれぞれ別々の熱
交換器１３／２３／５１／５４によって加熱あるいは冷
却されることになる。したがって、本来、ヘッドタンク
１１／２１側の熱交換器１３／２３の役割は温度調整だ
けであるから、熱交換器１３／２３が小容量で済み小型
化が図られ、また処理槽２側は処理液の温度差を大きく
とれるので、これまた小型となるうえに、処理液の温度
制御も容易になる。なお、本配管系統では図２に示すよ
うに、図１において循環管１８／２８の途中に介設して
いた加熱用熱交換器１３／冷却用熱交換器２３および温
度センサ３７・３８／４７・４８を、それぞれ排出管１
７／２７に介設するとともに、別個に加熱用熱交換器５
１／冷却用熱交換器５４および温度センサ５２・５３／
５５・５６を分岐管７ａ／分岐管７ｂに三方切換電磁弁
１４／２４を挟んでそれぞれ介設したところが相違して
いる。本実施例の試験装置１’の他の構成については、
上記第１の実施例の試験装置１と共通する。

【００３８】図３は処理槽の別の実施例の一部を概略的
に示す部分正面図で、本例では、処理槽２’の底部に液
溜まり部２ｅを形成し、この液溜まり部２ｅの底端付近
にレベルスイッチ４１を配備し、コントローラ３０を介
して電磁開閉弁９の開閉操作と同時に、循環ポンプ１２
／２２の運転・停止操作を行うようにしたところが、上
記実施例の装置１および１’と相違している。その他の
構成および作用については、上記第１実施例の試験装置
１と共通するので、詳しい説明を省略する。

【００３９】次に、図４（ａ）（ｂ）は請求項５による
三方切換弁の他の実施例を示すもので、本例の三方切換
弁１５’（２５’）は、弁体８１ａを備えた従来の一般
的な切換弁８１（図８（ａ）（ｂ））に欠けている流量
調整機能を備えた構造にしている。すなわち、図４に示
すように、三方切換弁１５’は弁体１５ａの循環管１８
からの流入口１５ｂの開口面積を、流出口１５ｃ・１５
ｄに比べて大きくし、ヘッドタンク１１および処理槽２
への流量を同一にした状態（図４(ａ)）から、ヘッドタ
ンク１１側の流量に比べて処理槽２側への流量を絞った
状態（図４(ｂ)）にしたり、図示は省略するが処理槽２
側の流量に比べてヘッドタンク１１側の流量への流量を
絞った状態にも任意に調整できるようにしている。つま
り、切換弁８１とは弁体８１ａの構造を異ならせてい
る。

【００４０】また、構成的には複雑になるが、図４(ｃ)
に示すように、循環管１８と供給管１６と分岐管８ａと
を一体的に接続し、供給管１６および分岐管８ａに流量
調整・開閉弁６１・６２をそれぞれ介設しても同様に循
環管１８からヘッドタンク１１および処理槽２への流量
を任意に調整することができる。

【００４１】上記に本発明の噴霧式熱処理試験装置の一
実施例としての冷熱衝撃試験装置を示したが、本発明は
下記のように実施することができる。

【００４２】ａ）加熱および冷却のどちらか一方の処理
を被処理物に対し施す場合には、処理槽２と加熱用高温
液の循環系統Ｈか冷却用低温液の循環系統Ｃのどちらか
一方だけを組み合わせればよい。

【００４３】ｂ）処理液として高温液および冷温液など
の特殊な溶液を通常は使用するが、高低温域が狭いとき
には、水を使用してもよい。

【００４４】ｃ)衝撃試験に限らず、部品等の加熱処理
を行ったり、洗浄液により洗浄処理を行ったり、常温で
大気中に放置して常温での耐久試験を行ったり、各種用
途に広範囲に利用できる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明に係る噴霧式熱処理装置には、次のような優れた
効果がある。

【００４６】(1) 請求項１記載の発明では、加熱用又は
冷却用処理液などを被処理物に噴霧して処理するから、
被処理物を設定温度で貯留した貯留タンクの処理液に浸
漬して処理する従来の装置に比べて、処理液の貯留タン
クが小容量で済むので、小型化して装置全体をコンパク
トにし、設置スペースの削減を図れる。また、噴霧して
処理するから処理が容易になるとともに、被処理物の加
熱・冷却などの切換ならびに処理温度条件の変更が容易
かつ短時間に行える。

【００４７】(2) 請求項２記載の発明では、適温に保持
された貯留タンクと熱交換器を併用するので、その両方
が小型となるばかりでなく、処理温度も適切かつ容易に
保持できる。貯留タンクは保温構造を有するので、貯留
される処理液としての高温液と低温液とが温度変化しに
くく、しかも高温液と低温液をそれぞれ熱交換器を経由
させて循環させることにより、所定の設定温度に容易に
かつ正確に保持できる。とくに被処理物に対し例えば高
温液と低温液を交互に噴霧して加熱処理と冷却処理とを
交互に行う場合にも、あらかじめ設定温度に保持して貯
留している貯留タンクから高温液あるいは低温液を噴霧
して処理するので、被処理物に対する加熱・冷却などの
処理条件の切換ならびに処理液の温度条件の変更を容易
かつ短時間に行うことができる。

【００４８】(3) 請求項３記載の発明では、前記処理槽
に給排気口を設け、給排気口を開閉可能に構成すれば、
冷熱衝撃試験等において処理槽内雰囲気を常温にするこ
と（いわゆる常温さらし）ができ、給排気が必要なとき
にだけ開口することができるから、さらに噴霧ノズルか
ら例えば蒸気や冷却ガスを被処理物に対し噴霧させたと
きに、あるいは加熱時などに被処理物からガスが発生し
たときに、強制的に換気して排気口から排出させること
ができる。

【００４９】(4) 請求項４記載の発明では、加熱処理か
ら冷却処理あるいは冷却処理から加熱処理への切換時に
処理槽底部の液溜まり部に溜まった処理液を循環ポンプ
によりほとんど残らず吸引できるので、前処理時に用い
た処理液によって次処理の処理液の温度制御に悪影響を
及ぼすことがなく、あらかじめ設定した温度で正確にか
つ確実に処理を行える。また、処理槽底部の液溜まり部
に溜まった処理液が空かほとんど空になった状態で、こ
の状態をレベルスイッチが検知し、液溜まり部の処理液
側の循環ポンプおよび同循環ポンプ側三方切換弁と、温
度の異なる処理液側の循環ポンプおよび同循環ポンプ側
三方切換弁との運転が自動的に切り換わり、低温液が処
理槽内に供給され冷却処理が開始されることになるか
ら、使用者は被処理物を入れ換えるなどの簡単な作業を
するだけで、ほとんど自動的に処理され、作業者の負担
が減り、作業能率も向上する。

【００５０】(5) 請求項５記載の発明では、とくに上記
の請求項１〜４に記載の各熱処理装置において貯留タン
クと処理槽からの処理液の流量（吸引量）、あるいは貯
留タンクと処理槽への処理液の流量（供給量）などを正
確にかつ確実に調節することができ、処理槽の噴霧ノズ
ルより被処理物に対し噴霧させる処理液の温度を所定温
度に正確に保つことができる。

【００５１】(6) 上記した各効果は被処理物の熱容量が
小さいときに、とくに有効に発揮される。

【００５２】(7) 処理液を噴霧させることにより、被処
理物が空気に触れているので、腐食試験等では浸漬試験
よりも、より短期間で効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を噴霧式冷熱衝撃試験装置に適用した実
施例を概略的に示す全体正面図である。

【図２】図１の噴霧式冷熱衝撃試験装置の別の実施例の
一部を概略的に示す部分正面図である。

【図３】図１の噴霧式冷熱衝撃試験装置における処理槽
の別の実施例の一部を概略的に示す部分正面図である。

【図４】図４（ａ）（ｂ）は三方切換電磁弁１４・１５
（２４・２５）の他の実施例を示す断面図で、図４
（ａ）は中立状態を表し、図４（ｂ）は一方の流出量を
絞った状態を表す。図４（ｃ）は三方切換電磁弁を用い
ずにに方向への流量を吊設する構造を示す部分概要正面
図である。

【図５】本発明の実施例の試験装置１における処理液
（ここでは加熱用高温液ｈ）の噴霧開始時のフローチャ
ートを示す。

【図６】本発明の実施例の試験装置１における処理液
（ここでは加熱用高温液ｈ）の噴霧停止時のフローチャ
ートを示す。

【図７】従来の一般的な熱衝撃試験装置７０を概略的に
示す正面図である。

【図８】図８（ａ）（ｂ）は従来の一般的な切換弁８１
を示す断面図で、図８（ａ）は中立状態を表し、図８
（ｂ）は流出路を一方へ切り換えた状態を表している。

【符号の説明】

１・１' 噴霧式冷熱衝撃試験装置 ２・２' 処理槽 ３ 支持台 ４ 収納口 ５ 取出口 ６ 噴霧ノズル ７ 排出管 ８ 供給管 ９ 電磁開閉弁 １１・２１ ヘッドタンク（貯留タンク・貯留槽） １２・２２ 循環ポンプ（吸引・供給ポンプ） １３・２３ 熱交換器 １４・１５・２４・２５ 三方切換電磁弁（開閉弁） １８・２８ 循環管 ３０ 制御器 ３１〜３４ レベルセンサ １０・３６〜３８ 温度センサ ｓ 供試品（被処理物） ｈ 高温液（処理液） ｃ 低温液（処理液） Ｈ 加熱用高温液循環系統 Ｃ 冷却用低温液循環系統

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 17/00 B08B 3/02 G01N 3/60 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理物を出し入れ可能で該被処理物に
   対し処理液を噴霧する噴霧ノズルを備えた処理槽と、前
   記処理液を貯留する貯留タンクとを具備し、前記処理槽
   内の被処理物に対して前記噴霧ノズルから処理液を噴霧
   させることにより被処理物を所定温度に保持したり、被
   処理物に熱衝撃を与えたりするための噴霧式熱処理装置
   であって、 前記貯留タンク内および前記処理槽内の処理液を該処理
   槽内に貯留されている処理液の量に応じて両方同時にあ
   るいは選択的に吸引するとともに、吸引した処理液を前
   記貯留タンクおよび前記処理槽へ両方同時にあるいは選
   択的に送給できるように循環ポンプを介在させて配管
   し、該配管の途中に熱交換器を介設したことを特徴とす
   る噴霧式熱処理装置。
2. 【請求項２】 前記処理液を送給するために加熱用高温
   液貯留タンクと高温液熱交換器および冷却用低温液貯留
   タンクと低温液熱交換器との２組の系統を設け、各貯留
   タンクおよび各熱交換器の外壁に保温構造を施し、前記
   処理槽内の前記噴霧ノズルへ加熱用高温液および冷却用
   低温液のいずれか一方を選択的に供給するための開閉弁
   を、前記高温液循環系配管および前記低温液循環系配管
   にそれぞれ介設した請求項１記載の噴霧式熱処理装置。
3. 【請求項３】 前記処理槽に、給排気口を設けた請求項
   １又は２記載の噴霧式熱処理装置。
4. 【請求項４】 前記処理槽の底部に排液口を備えた液溜
   まり部を形成し、該液溜まり部内に、前記加熱用高温液
   貯留タンクへの循環ポンプおよび同循環ポンプ側開閉弁
   と、前記冷却用低温液貯留タンクへの循環ポンプおよび
   同循環ポンプ側開閉弁等の運転切換用レベルスイッチを
   配備した請求項２又は３記載の噴霧式熱処理装置。
5. 【請求項５】 前記開閉弁を、二方へそれぞれ独立して
   流量調節可能な三方切換弁にした請求項１〜４のいずれ
   かに記載の噴霧式熱処理装置。