JP4192310B2 - Apparatus for forming gaps between stacked heat-treated products - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱処理炉において能率よく熱処理する為に、積層状に積重ねられた被熱処理品を対象にする積重ね状被熱処理品相互間の間隙形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図1、図2、図3、図4は本願発明の実施例を説明する為のものであるが、これらの図において符号1〜25、33〜45を付した構成は、従来から知られた構成である。よって図1〜4を用いて従来例を説明する。
【0003】
これらの図1、2の熱処理炉において、1は真空加熱炉の一例としてバッチ式の真空炉を示す。2は該真空炉における炉殻で、円筒状の本体3と、その本体3の一方の端に連結した冷却設備包囲壁3aと、それとは反対側の出入口に設けた扉4とから構成してある。これらは何れも例えば水冷ジャケットで構成される。5は必要に応じて設けられる断熱壁で、本体6とその本体6の出入口に設けた扉7及びそれとは反対の側に設けられた扉8とから構成され、その内側の空間が熱処理室となっている。扉7、8は処理品の加熱時に閉ざされ冷却時に開かれる。10は熱処理室内に設けられた載置台で、その上側の空間が処理品の存置空間11となっている。12は上記存置空間11の周囲に配設された加熱手段で、一例として電熱ヒータが用いられ、断熱壁に取付けてある。
【0004】
次に図2に示される17は真空装置で、炉殻2の内部を真空排気する為のものであり、油回転ポンプその他周知の真空ポンプが用いられる。18は炉殻2の内部と真空装置17とを繋ぐ排気用管路である。尚図示はしないが炉殻2には処理品の熱処理に応じた熱処理用のガス(例えば水素、反応性ガス)を送入する為の図示外のガス供給手段が接続してある。
【0005】
次に再び図1において、21は処理品の周知の冷却構造を示し、以下これについて説明する。22はクーラ、23は循環用のファンで、ファンモータ24によって運転されるようになっている。25はモータカバーで、真空保持用のものである。
【0006】
次に上記真空炉を用いた処理品の処理を説明する。扉4,7が開けられ、処理品31が図1の左方向から載置台10の上に向けて移動され、そこに乗せられる。次に扉4,7が閉じられ、真空装置17が作動されて炉殻2内が真空排気されると共に、ヒータ12への通電によってそれが発熱され、処理品31の加熱が開始される。
【0007】
上記処理品31に所定の加熱が施されたならば、ヒータ12への通電が停止され、冷却用のガスが炉殻2内に導入され、クーラ22やファン23が周知のように運転されて、処理品31の冷却が行われる。そして冷却が終了すると、扉4,7が開かれて処理を終えた処理品31が取り出される。
【0008】
次に図3は従来の真空加熱炉の他の例として連続式の真空炉を示すものである。真空炉1eは、前室33と、主処理室34と、冷却室35とから構成されている。前室33は処理品を受け入れる為の入口36を有し、そこには開閉装置38によって操作される扉37が備わっている。前室33と主処理室34との間及び主処理室34と冷却室35との間は夫々隔壁39で仕切られている。各隔壁39には処理品通過用の開口部が設けられ、それらの開口部には開閉装置41で操作される扉40が備わっている。主処理室34には前実施例で示した如き保温手段を備えてある。上記前室33及び主処理室34にはそれぞれ個別の真空装置が接続してある。冷却室35は出口42を有し、そこには開閉装置44によって操作される扉43が備わっている。冷却室35には冷却用のガスを送入する為の図示外のガス供給手段が接続してある。45は前室33、主処理室34、冷却室35を通して設けられた搬送手段で、例えばローラが利用してある。
【0009】
上記のような真空炉1eは例えば粉末金属成形品の焼結の為に用いられる。処理品31eは先ず前室33内に入れられ、周知の前処理が行われる。次にその処理品31eは主処理室34内に入れられ、そこで真空状態において主たる加熱処理が行われる。この場合、処理品31eから生ずる蒸気は前実施例と同様にして凝縮が防止される。主処理室34で所定の加熱処理が終わると処理品31eは冷却室35に入れられ、そこで通常の低い温度まで冷却され、その後出口42から送出される。尚上記真空炉1eにおいては、前室33と冷却室35の両方又はその一方にも、前実施例で示した如き保温手段を備えても良い。なお、機能上前図のものと同一又は均等構成と考えられる部分には、前図と同一の符号にアルファベットのeを付して重複する説明を省略した。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の熱処理炉を用いて積重ね状被熱処理品を熱処理する場合、その被熱処理品31の積重ね状態は、小さな断熱壁本体6に大量の被熱処理品31を入れる為には図4(A)の如くトレイ26上の複数の被熱処理品31相互の間隙をなくして密着状態にするのがよい。しかし、図4(A)のように密に積み重ねると低温域(例えば500℃以下)においても、高温域においても、雰囲気ガスの循環状態が悪く、充分な対流加熱(冷却)効果は期待できない。また当然のことながら、低温域では充分な輻射熱による加熱効果はなく、温度分布は悪く、昇温(冷却)時間も長くなり、バラツキも生じる問題点がある。
【0011】
上記問題点を解決する為に、図4(B)の如く、トレイ26上に積まれる被熱処理品31を、夫々支持柱28と棚板27とで枠組された処理品棚30の上に乗せ、各被熱処理品31の上部に夫々ガスの流通空間(間隙)29を形成することが行われている。
このようにすると図4の(A)と(B)との比較から明白なように(A)図の高さH1に比べB図の高さH2が高くなる。そうすると、その高さH2に対応させて炉殻2及び断熱壁の本体6の内部を大きくしなければならないという経済上の問題点が生じる。また同時に図4(B)の如く処理品棚30を形成すると、その材料分だけ熱容量が増加し、水分、酸素等の汚染量も大きくなる。また処理品棚30の製作の為の余分な費用(処理品棚30は消耗品であるところの費用)も嵩む問題点があった。
【0012】
本件出願の積重ね状被熱処理品相互間の間隙形成装置は、上記従来技術の問題点を解決する為に提供するものである。
本件出願の目的は、常態では複数の被熱処理品31を密に積重ね状にして、高さ方向の嵩を小さくし、必要に応じて複数の被熱処理品31相互間に間隔が形成できるようにした積重ね状被熱処理品相互間の間隙形成装置を提供しようとするものである。
他の目的は、上下の被熱処理品31相互間を密着させることにより、被熱処理品31相互間に介設する棚板の形状をシンプルなものにすることができ、消耗品というべき介装処理品棚30の数を減じ、それに伴う熱容量、水分、酸素量等を減少させるようにした積重ね状被熱処理品相互間の間隙形成装置を提供しようとするものである。
他の目的は、連続炉において、比較的低温で被熱処理品31を処理する炉内では被熱処理品31の嵩が大きくなってもよいが、高温で被熱処理品31を処理する炉内においては被熱処理品31の嵩を小さくすることのできる積重ね状被熱処理品相互間の間隙形成装置を提供しようとするものである。
他の目的及び利点は図面及びそれに関連した以下の説明により容易に明らかになるであろう。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明における積重ね状被熱処理品相互間の間隙形成装置は、夫々の被熱処理品に対して着脱自在に連結する為の連結子と、上記被熱処理品に連結させた状態にある連結子の内、上下に位置する連結子相互間を離反させる為の駆動手段とを備えた積重ね状被熱処理品相互間の間隙形成装置であって、熱処理炉内における積重ね状態の被熱処理品を位置させる空間の側方に、上記空間に存置させる積重ね状態の被熱処理品の上下相互間に間隙を形成する為に、前記連結子を配置したものである。
また好ましくは、夫々の被熱処理品に対して着脱自在に連結する為の連結子と、上記被熱処理品に連結させた状態にある連結子の内、上下に位置する連結子相互間を離反させる為の駆動手段とを備えた積重ね状被熱処理品相互間の間隙形成装置であって、多室式連続熱処理炉における少なくとも一室の熱処理炉内における積重ね状態の被熱処理品を位置させる空間の側方に、上記空間に存置させる積重ね状態の被熱処理品の上下相互間に間隙を形成する為に、前記連結子を配置したものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下本願発明の実施の形態を示す図面について説明する。図1乃至図5において、前述の図1〜図4と同符号を付した構成、部材等の機能、性質、特徴等は、新規な構成を除き、前述した説明と同旨と理解できるので、重複する部分の説明は省略する。
【0015】
次に積重ね状被熱処理品相互間の間隙形成装置につき説明する。
熱処理炉1内に備えさせた間隙形成装置50において、51は、被熱処理品31の存置空間11の両側に固定的に設けられたアーム支持杆で、炉殻2に連結されており、アーム52の元部52aを枢支している。53は、夫々の被熱処理品に対して着脱自在に連結する為の連結子であって、アーム52の先部にローラーを付設して構成してある。図示の例では、被熱処理品が小物であって、ケース31に対して多数納めた例を示すもので、符号はそのケースを実質的に被熱処理品31として付してある。被熱処理品31としてはケース入小物の外、一つの大きな塊の形状である場合もある。上記図示例ではケース31が弱体な構成である関係からカーボン製の棚板27を用いてこれの両側に凸部27aを形成しているが、上記ケースが丈夫な構成であれば、その被熱処理品31として扱えるところのケース又は塊に対し、図5(B)に示す如く、直接凸部27aを付設したり、係脱用の凹部を形成したりして、上記連結子53との着脱自在の結合を図ってもよい。
【0016】
54は、上記被熱処理品31、31、31、31に連結させた状態にある連結子53、53、53の内、上下に位置する連結子相互間を離反させる為の駆動手段であって、上記アーム52とこれを持上げる為の駆動源、例えば油圧シリンダ54aを備える。55は上下駆動部材で、夫々連繁部56においてアーム52に連結してある。上下駆動部材55としては、折曲げての伸縮を自在とするチェン又は、ワイヤーであればよい。連繋部56、56相互の間隔は、下方が小さく、上方が大きくなるようにしてある。連結子53としての持上ローラ53aの高さ位置は、図示の如く、炉内に対して被熱処理品31が炉外から挿入されたり、取り出されたりする際に、係合用の凸部27aに衝突しない上下の中間位置に夫々位置させてある。
【0017】
上記構成において、炉内2の存置空間11に被熱処理品31が挿入され、熱処理を開始する場合は、油圧シリンダ54aを作動させて、上下駆動部材55であるチェンを引上げる。そうすると、図5(A)に示す如く最上部のチェン55aは伸び、持上ローラ53aは上昇し、最上部の棚板の凸部27aを持上げ、下側に位置する被熱処理品31の上部に僅かなガス流通空間29を形成する。引続き、次段のチェン55bが伸び、次段の持上ローラ53aが上昇し、次段の棚板における凸部27aを持上げ、次段の被熱処理品31の上部にもガス流通空間29を形成する。このようにして順次下段に位置する被熱処理品31の夫々の上部にガス流通空間29を形成する。
【0018】
このようにすると、被熱処理品31は図4(A)の状態で炉内2に挿入されても炉内においては、上記間隙形成装置50の動作により、あたかも図4(B)に示す処理品棚30によって支持されていたかの如く、夫々の被熱処理品31の上側にはガスの流通空間29が形成される。
【0019】
このように被熱処理品31の上側に間隙29があると、低温域における加熱及び冷却効果は著しく促進される。
例えば、図4(B)の如く被熱処理品31の上部にガス流通用の間隙29の上下寸法を10mm形成した場合と、図4(A)の如く被熱処理品31の上部が上段と密着して間隙零となっている場合とでは、被熱処理品31の温度分布は、前者は後者に比較して次のように向上する。
▲1▼ 炉内雰囲気温度100℃の場合では、前者4.8℃と優れているのに対して、後者は6.7℃と劣る。
▲2▼ 炉内雰囲気温度150℃の場合では、前者5.0℃と優れているのに対して、後者は7.8℃と劣る。
▲3▼ 炉内雰囲気温度550℃の場合では、前者8.1℃と優れているのに対して、後者は11.2℃と劣る。
【0020】
次に図6に示す間隙形成手段(装置)50は、上下駆動部材55として一般的には耐熱性の高い(図5(A)のチェンよりも高耐熱)棒状体を用いた例を示す。この棒状体によれば、折曲げ不用の為冷却手段を付することもできる。
上記のように各アーム52の連結点56を、アームの長さ方向において、元部から長短相違しておくと、上下駆動部材55の矢印方向への持上寸法は同一であっても、アーム元部52aを支点とする各連結子53の夫々の矢印方向への持ち上り寸法は夫々大小異なり、図5(A)に示される如く、各被熱処理品31の上部に間隙29を形成することができる。これらの間隙形成手段50は図1、2の炉の内部に装備するものであるが、冷却に自然風を用いる場合は、炉外に装置50を設置して、そこに被熱処理品31を図4(A)の状態で持ち込んで図5(A)のようにして利用してもよい。
【0021】
次に図3に示される連続炉に対しては、比較的低温で熱処理する前室33及び冷却室35に前記間隙形成手段50を配備する。この配備状態は図1、2と同様の考えにより被熱処理品31の通過路の両側に対して配置するとよい。勿論、主処理室34に配置してもよい。このようにして配置すると、前室33と、冷却室35とでは、図5(A)に示す如くして、積重ねた被熱処理品31の上下相互間に夫々間隙29をあけて通風効率良く熱処理することができ、主処理室34では、上記間隙29をなくして、即ち、積層被熱処理品31の全体の高さ寸法を小さくして高熱の処理炉内に、大量の被熱処理品31を納めて熱処理できるという効果を期待できる。
【0022】
【発明の効果】
以上のように本願発明は、常態においては、複数の被熱処理品を積重ねて小嵩にして運搬、高熱処理をするものであっても、必要に応じ、例えば低温域での熱処理にあっては積層状の被熱処理品相互間に間隙を形成して、昇温、冷却速度を早め、温度分布を良好にし、又は冷却の均一性を可能にする効果がある。
【0023】
また常態で、積層被熱処理品相互間に間隔を要しないので被熱処理品相互間に介設する処理品棚30は簡易少材料にすることができ、材料費の低減、熱容量の減少等を図ることができる。
【0024】
連続炉に設置する場合、低温域では間隙形成手段50を用いて積層被熱処理品を大嵩にし(間隔29を形成し、)高温処理の為に小容量に製作されている炉に対しては間隙29をなくして小嵩形状にして対応する等の処理方法が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】真空炉の略示断面図。
【図2】図1のII−II線断面図。
【図3】連続式真空炉の略示断面図。
【図4】被熱処理品の積層状態を比較する為に示す略示断面図。
【図5】積重ね状の被熱処理品の連繋状態を説明する為の略示断面図。
【図6】間隙形成装置の異なる例を示す略示正面図。
【符号の説明】
1 真空炉
2 炉殻
3 炉殻の本体
4 扉
5 断熱壁
6 断熱壁の本体
7 扉
8 扉
10 載置台
11 存置空間
12 加熱手段
17 真空装置
18 排気用管路
21 冷却構造
22 クーラ
23 ファン
24 ファンモータ
25 モータカバー
26 トレイ
27 棚板
27a 凸部
28 支持柱
29 流通空間
30 処理品棚
31 被熱処理品
33 前室
34 主処理室
35 冷却室
36 入口
37 扉
38 開閉装置
39 隔壁
40 扉
41 開閉装置
42 出口
43 扉
44 開閉装置
45 搬送手段
50 間隙形成手段
51 支持杆
52 アーム
52a 元部
53 連結子
53a 持上ローラ
54 駆動手段
54a 油圧シリンダ
55 上下駆動部材
56 連繋部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for forming a gap between stacked heat-treated products, which are intended for heat-treated products stacked in a stack for efficient heat treatment in a heat treatment furnace.
[0002]
[Prior art]
1, 2, 3, and 4 are for explaining an embodiment of the present invention. In these drawings, configurations denoted by
[0003]
In these heat treatment furnaces shown in FIGS. 1 and 2,
[0004]
Next,
[0005]
Next, referring again to FIG. 1, reference numeral 21 denotes a known cooling structure for the processed product, which will be described below. 22 is a cooler and 23 is a circulation fan, which is operated by a
[0006]
Next, processing of the processed product using the vacuum furnace will be described. The
[0007]
If predetermined heat is applied to the processed
[0008]
Next, FIG. 3 shows a continuous vacuum furnace as another example of a conventional vacuum heating furnace. The vacuum furnace 1e includes a
[0009]
The vacuum furnace 1e as described above is used, for example, for sintering a powder metal molded product. The treated
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
When heat-treating stacked heat-treated products using this conventional heat treatment furnace, the stacked state of the heat-treated
[0011]
In order to solve the above problems, as shown in FIG. 4 (B), the heat-treated
In this way, as apparent from the comparison between FIGS. 4A and 4B, the height H2 in FIG. B becomes higher than the height H1 in FIG. In this case, there arises an economic problem that the inside of the
[0012]
The gap forming apparatus between the stacked heat-treated products of the present application is provided to solve the above-mentioned problems of the prior art.
The purpose of the present application is to normally stack a plurality of heat-treated
The other purpose is to make the shape of the shelf interposed between the heat-treated
Another object is that in a continuous furnace, the bulk of the heat-treated
Other objects and advantages will be readily apparent from the drawings and the following description associated therewith.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
An apparatus for forming a gap between stacked heat-treated products in the present invention includes a connector for detachably connecting to each heat-treated product, and a connector in a state of being connected to the heat-treated product. A device for forming a gap between stacked heat-treated products having driving means for separating the connectors located above and below, and a space for positioning the heat-treated products in a stacked state in a heat treatment furnace In order to form a gap between the upper and lower sides of the stacked heat-treated products to be left in the space, the connector is arranged on the side.
Preferably, a connector for detachably connecting to each of the heat-treated products and a connector located on the upper and lower sides of the connectors in a state of being connected to the heat-treated products are separated from each other. A device for forming a gap between stacked heat-treated products provided with a driving means for the space, and a side of a space where the heat-treated products in a stacked state are located in at least one heat treatment furnace in a multi-chamber continuous heat treatment furnace On the other hand, the connector is arranged in order to form a gap between the upper and lower sides of the stacked heat-treated products to be placed in the space .
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, drawings showing embodiments of the present invention will be described. In FIGS. 1 to 5, the functions, properties, features, etc. of the components, members, etc. that are given the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 4 can be understood as the same as the above description except for the new configurations. Description of the parts to be performed is omitted.
[0015]
Next, an apparatus for forming a gap between stacked heat-treated products will be described.
In the
[0016]
54 is a drive means for separating the connectors located on the top and bottom of the
[0017]
In the above configuration, when the article to be heat-treated 31 is inserted into the storage space 11 in the
[0018]
In this manner, even if the article to be heat-treated 31 is inserted into the
[0019]
As described above, when the
For example, as shown in FIG. 4B, the upper and lower dimensions of the
(1) When the furnace atmosphere temperature is 100 ° C., the former is excellent at 4.8 ° C., whereas the latter is inferior at 6.7 ° C.
(2) When the furnace atmosphere temperature is 150 ° C, the former is excellent at 5.0 ° C, while the latter is inferior at 7.8 ° C.
(3) When the furnace atmosphere temperature is 550 ° C, the former is excellent at 8.1 ° C, while the latter is inferior at 11.2 ° C.
[0020]
Next, the gap forming means (device) 50 shown in FIG. 6 shows an example using a rod-like body generally having high heat resistance (higher heat resistance than the chain of FIG. 5A) as the
If the connecting
[0021]
Next, for the continuous furnace shown in FIG. 3, the gap forming means 50 is provided in the
[0022]
【The invention's effect】
As described above, the present invention normally has a plurality of heat-treated products stacked and transported in a small volume, and is subjected to high heat treatment, for example, in heat treatment in a low temperature range, if necessary. There is an effect that gaps are formed between the stacked heat-treated products, the temperature raising and cooling rates are increased, the temperature distribution is improved, or the cooling is uniform.
[0023]
In addition, since there is no need for a space between the stacked heat-treated products in the normal state, the treated product shelf 30 interposed between the heat-treated products can be reduced to a simple material, thereby reducing material costs and heat capacity. be able to.
[0024]
When installed in a continuous furnace, in the low temperature range, the gap-forming
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a vacuum furnace.
2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a continuous vacuum furnace.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view shown for comparison of stacked states of heat-treated products.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining a connection state of stacked heat-treated products.
FIG. 6 is a schematic front view showing a different example of the gap forming device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
10 mounting table
11 Reservation space
12 Heating means
17 Vacuum equipment
18 Exhaust conduit
21 Cooling structure
22 Cooler
23 fans
24 fan motor
25 Motor cover
26 trays
27 Shelf
27a Convex
28 Support pillar
29 Distribution space
30 Processed product shelf
31 Heat treated products
33 Front room
34 Main processing room
35 Cooling room
36 entrance
37 Door
38 Switchgear
39 Bulkhead
40 doors
41 Switchgear
42 Exit
43 Door
44 Switchgear
45 Transport means
50 Gap forming means
51 support
52 arms
52a base
53 connector
53a Lifting roller
54 Drive means
54a Hydraulic cylinder
55 Vertical drive member
56 connections
Claims (2)
熱処理炉内における積重ね状態の被熱処理品を位置させる空間の側方に、上記空間に存置させる積重ね状態の被熱処理品の上下相互間に間隙を形成する為に、前記連結子を配置したことを特徴とする積重ね状被熱処理品相互間の間隙形成装置。 A drive for detachably connecting a connector for removably connecting to each product to be heat-treated and a connector located above and below among the connectors in a state of being connected to the product to be heat-treated A gap forming device between stacked heat-treated products,
On the side of the space to position the thermally treated product state stack in the heat treatment furnace, in order to form a gap between the upper and lower cross of the heat-treated product of the stacked state is of stripping in the space, in that a said coupling element A device for forming a gap between stacked heat treated products.
多室式連続熱処理炉における少なくとも一室の熱処理炉内における積重ね状態の被熱処理品を位置させる空間の側方に、上記空間に存置させる積重ね状態の被熱処理品の上下相互間に間隙を形成する為に、前記連結子を配置したことを特徴とする積重ね状被熱処理品相互間の間隙形成装置。 A drive for detachably connecting a connector for removably connecting to each product to be heat-treated and a connector located above and below among the connectors in a state of being connected to the product to be heat-treated A gap forming device between stacked heat-treated products,
A multi-chamber type side of the space is positioned to be heat-treated product of the state stack at least a room heat treatment furnace in a continuous heat treatment furnace, to form a gap between the upper and lower cross of the heat-treated product of the stacked state is of stripping to the space Therefore, an apparatus for forming a gap between stacked heat-treated products, wherein the connector is arranged.
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