JPH10103874A - 真空熱処理炉 - Google Patents
真空熱処理炉Info
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- JPH10103874A JPH10103874A JP8274266A JP27426696A JPH10103874A JP H10103874 A JPH10103874 A JP H10103874A JP 8274266 A JP8274266 A JP 8274266A JP 27426696 A JP27426696 A JP 27426696A JP H10103874 A JPH10103874 A JP H10103874A
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- heater
- gas
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 昇温速度が大であり、かつ熱処理区画内にガ
スを均一に吹き込むことができ、熱処理区画の有効容積
を大きくは減少させない真空熱処理炉を提供すること。 【解決手段】 支持台４上に多段に載置され、真空室１
１の熱処理区画１６内へ装填される被処理物Ｔの外周側
となるヒーター１７のほかに、被処理物Ｔの中心部を挿
通するように、内筒２２と外筒２３が直列に接続された
二重筒のヒーター２１を設ける。また、ヒーター２１は
ガス吹込管に兼用される。内筒２２と外筒２３のそれぞ
れの上端部と下端部に栓を設けると共に、内筒２２と外
筒２３との間に連通孔４５、外筒２３にはガス吹出孔４
６が多段に、かつ各段において９０度の等角度間隔に開
口されており、内筒２２の上端部から吹き込まれるガス
は連通孔４５を経て外筒２３のガス吹出孔４６から放射
状に吹き出されて被処理物Ｔに接触する。
スを均一に吹き込むことができ、熱処理区画の有効容積
を大きくは減少させない真空熱処理炉を提供すること。 【解決手段】 支持台４上に多段に載置され、真空室１
１の熱処理区画１６内へ装填される被処理物Ｔの外周側
となるヒーター１７のほかに、被処理物Ｔの中心部を挿
通するように、内筒２２と外筒２３が直列に接続された
二重筒のヒーター２１を設ける。また、ヒーター２１は
ガス吹込管に兼用される。内筒２２と外筒２３のそれぞ
れの上端部と下端部に栓を設けると共に、内筒２２と外
筒２３との間に連通孔４５、外筒２３にはガス吹出孔４
６が多段に、かつ各段において９０度の等角度間隔に開
口されており、内筒２２の上端部から吹き込まれるガス
は連通孔４５を経て外筒２３のガス吹出孔４６から放射
状に吹き出されて被処理物Ｔに接触する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は真空熱処理炉に関す
るものであり、更に詳しくは加熱時間の短縮化、および
熱処理雰囲気の均一化を図った真空熱処理炉に関するも
のである。
るものであり、更に詳しくは加熱時間の短縮化、および
熱処理雰囲気の均一化を図った真空熱処理炉に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来使用されている縦型２室式の
真空熱処理炉１００の縦断面図である。真空熱処理炉１
００は被処理物Ｔを搬入し搬出するための前室１０１と
真空下に熱処理するための真空室１１１とからなり、そ
れらの境には両室の間を気密に開閉する仕切弁１０２が
設けられている。
真空熱処理炉１００の縦断面図である。真空熱処理炉１
００は被処理物Ｔを搬入し搬出するための前室１０１と
真空下に熱処理するための真空室１１１とからなり、そ
れらの境には両室の間を気密に開閉する仕切弁１０２が
設けられている。
【０００３】前室１０１は側面に被処理物Ｔを搬入搬出
用の開閉扉１０３、底部には真空室１１１との間で被処
理物Ｔを昇降させるための支持台１０４をシャフト１０
６の頂部に備え、その下方には上昇時に後述の熱処理区
画１１６を閉塞するための断熱板１０５をシャフト１０
６に取り付けた昇降用シリンダ１０７が設けられてい
る。
用の開閉扉１０３、底部には真空室１１１との間で被処
理物Ｔを昇降させるための支持台１０４をシャフト１０
６の頂部に備え、その下方には上昇時に後述の熱処理区
画１１６を閉塞するための断熱板１０５をシャフト１０
６に取り付けた昇降用シリンダ１０７が設けられてい
る。
【０００４】また、扉１０３と対向する側にはモーター
ファン１０８が取り付けられ、その風道の周囲にはフィ
ン付きの筒状熱交換器１０９が取り付けられており、前
室１０１内の空気または不活性ガスを循環させて熱処理
後の被処理物Ｔを冷却するようになっている。
ファン１０８が取り付けられ、その風道の周囲にはフィ
ン付きの筒状熱交換器１０９が取り付けられており、前
室１０１内の空気または不活性ガスを循環させて熱処理
後の被処理物Ｔを冷却するようになっている。
【０００５】真空室１１１は鋼板の二重壁構造として冷
却水が通水可能な側壁１１２、および同様な構造の上蓋
１１３で外殻が構成されている。真空室１１１内には、
金属性リフレクタが張設された断熱材１１５で囲われて
熱処理区画１１６が形成されている。また、熱処理区画
１１６内には断熱材１１５の内面に近接してグラファイ
ト製のヒーター１１７が配置されており、側壁１１２に
設けた給電端子１１８に接続されている。更には必要な
場合に、熱処理区画１１６内に反応性のガスを吹き込む
ためのガス吹出管１２１が設けられている。
却水が通水可能な側壁１１２、および同様な構造の上蓋
１１３で外殻が構成されている。真空室１１１内には、
金属性リフレクタが張設された断熱材１１５で囲われて
熱処理区画１１６が形成されている。また、熱処理区画
１１６内には断熱材１１５の内面に近接してグラファイ
ト製のヒーター１１７が配置されており、側壁１１２に
設けた給電端子１１８に接続されている。更には必要な
場合に、熱処理区画１１６内に反応性のガスを吹き込む
ためのガス吹出管１２１が設けられている。
【０００６】上記の真空熱処理炉１００によって、被処
理物Ｔは次ぎのように熱処理される。定常状態において
は、真空室１１１内は常時真空排気系によって排気され
ている。昇降用シリンダ１０７のシャフト１０６が下降
され、仕切弁１０２が閉じられた状態において、開閉扉
１０３を開けて被処理物Ｔが搬入され、昇降用シリンダ
１０７の支持台１０４に載置されて開閉扉１０３が閉じ
られる。
理物Ｔは次ぎのように熱処理される。定常状態において
は、真空室１１１内は常時真空排気系によって排気され
ている。昇降用シリンダ１０７のシャフト１０６が下降
され、仕切弁１０２が閉じられた状態において、開閉扉
１０３を開けて被処理物Ｔが搬入され、昇降用シリンダ
１０７の支持台１０４に載置されて開閉扉１０３が閉じ
られる。
【０００７】次いで仕切弁１０２が開けられ、昇降用シ
リンダ１０７のシャフト１０６が上昇されて、被処理物
Ｔは熱処理区画１１６内へ装填され、シャフト１０６に
取り付けられている断熱板１０５によって熱処理区画１
１６は閉塞される。そして、ヒーター１１７に通電さ
れ、熱処理区画１１６内を所定の温度に保持して被処理
物Ｔの熱処理が行なわれる。必要な場合には不活性ガス
または反応性のガスがガス吹出管１２１から導入され
る。
リンダ１０７のシャフト１０６が上昇されて、被処理物
Ｔは熱処理区画１１６内へ装填され、シャフト１０６に
取り付けられている断熱板１０５によって熱処理区画１
１６は閉塞される。そして、ヒーター１１７に通電さ
れ、熱処理区画１１６内を所定の温度に保持して被処理
物Ｔの熱処理が行なわれる。必要な場合には不活性ガス
または反応性のガスがガス吹出管１２１から導入され
る。
【０００８】所定の熱処理時間の経過後、ヒーター１１
７の加熱が停止され、ガスが導入されている場合にはそ
れを停止し、昇降用シリンダ１０７のシャフト１０６が
下降されて、被処理物Ｔは前室１０１内へ降ろされ仕切
弁１０２が閉じられる。次いで、図示しない配管から大
気または不活性ガスが前室１０１内へ導入されると共
に、モーターファン１０８が起動され、前室１０１内の
空気または不活性ガスが筒状熱交換器１０９で冷却され
循環されることにより被処理物Ｔは冷却され、冷却の完
了後、開閉扉１０３から外部へ取り出される。
７の加熱が停止され、ガスが導入されている場合にはそ
れを停止し、昇降用シリンダ１０７のシャフト１０６が
下降されて、被処理物Ｔは前室１０１内へ降ろされ仕切
弁１０２が閉じられる。次いで、図示しない配管から大
気または不活性ガスが前室１０１内へ導入されると共
に、モーターファン１０８が起動され、前室１０１内の
空気または不活性ガスが筒状熱交換器１０９で冷却され
循環されることにより被処理物Ｔは冷却され、冷却の完
了後、開閉扉１０３から外部へ取り出される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来例の真空熱処理炉
１００によって熱処理を行なう場合、加熱に長時間を要
するほか、吹き込まれるガスの熱処理区画１１６内にお
ける分布も均一でないという不都合な点がある。
１００によって熱処理を行なう場合、加熱に長時間を要
するほか、吹き込まれるガスの熱処理区画１１６内にお
ける分布も均一でないという不都合な点がある。
【００１０】図４に示すように、ヒーター１１７は熱処
理区画１１６内において断熱材１１５に近接して、すな
わち、被処理物Ｔの外周側にのみ設けられているので、
加熱時間は真空熱処理炉１００が大型になり熱処理区画
１１６の容積が大になるに従って長時間化する。図５、
図６は外寸法の異なる熱処理領域Ｔ1 、Ｔ2 内で複数の
被処理物Ｔを熱処理する場合に生じる昇温速度の差を概
念的に示す図である。図５のＡは外周上の点ａ、中心点
ｂを持つ半径ｒの円柱状の熱処理領域Ｔ1 、図５のＢは
外周上の点Ａ、中心点Ｂを持つ半径Ｒの円柱状の熱処理
領域Ｔ2 であり、その外周上の点ａ、またはＡは何れも
ヒーター１１７から同一の距離にある。これらの熱処理
領域Ｔ1 、Ｔ2 の上記各点における加熱時間と温度は図
６に示すようになる。すなわち、外周面のａ点、Ａ点の
温度は熱処理領域Ｔ1 、Ｔ2 の外寸法に関係なく同一曲
線に従って時間と共に上昇するのに対し、外寸法の大き
い熱処理領域Ｔ2 の中心点Ｂの温度上昇は熱処理領域Ｔ
1 の中心点ｂよりも遅れる。
理区画１１６内において断熱材１１５に近接して、すな
わち、被処理物Ｔの外周側にのみ設けられているので、
加熱時間は真空熱処理炉１００が大型になり熱処理区画
１１６の容積が大になるに従って長時間化する。図５、
図６は外寸法の異なる熱処理領域Ｔ1 、Ｔ2 内で複数の
被処理物Ｔを熱処理する場合に生じる昇温速度の差を概
念的に示す図である。図５のＡは外周上の点ａ、中心点
ｂを持つ半径ｒの円柱状の熱処理領域Ｔ1 、図５のＢは
外周上の点Ａ、中心点Ｂを持つ半径Ｒの円柱状の熱処理
領域Ｔ2 であり、その外周上の点ａ、またはＡは何れも
ヒーター１１７から同一の距離にある。これらの熱処理
領域Ｔ1 、Ｔ2 の上記各点における加熱時間と温度は図
６に示すようになる。すなわち、外周面のａ点、Ａ点の
温度は熱処理領域Ｔ1 、Ｔ2 の外寸法に関係なく同一曲
線に従って時間と共に上昇するのに対し、外寸法の大き
い熱処理領域Ｔ2 の中心点Ｂの温度上昇は熱処理領域Ｔ
1 の中心点ｂよりも遅れる。
【００１１】図７は昇温速度に差が発生する理由を説明
する図である。熱処理領域には対流する気体が存在しな
いので、ヒーター１１７の熱は輻射のみによって伝えら
れるが、図７に示すように、複数の被処理物ＴA 、 ＴB
、 ＴC が並べて多段に載置されており（多段に載置する
ための部材は図７において省略されている）、輻射熱が
直接に中心部まで届かない場合には、ヒーター１１７か
ら被処理物ＴA への輻射熱で被処理物ＴA が昇温され、
被処理物ＴA から被処理物ＴB への輻射熱で被処理物Ｔ
B が昇温され、被処理物ＴB から被処理物ＴC への輻射
熱で被処理物ＴC が昇温されるようなプロセスを辿るの
で、中心部の被処理物ＴC の昇温は遅れ、熱処理領域内
での保持時間をかなり長くしなければ外周側の被処理物
ＴA と同程度の温度にすることはできない。この時間遅
れはヒーター１１７から熱処理領域の中心部までの距
離、すなわちヒーター１１７からヒーター間の中立点ま
での距離Ｌに大約比例する。
する図である。熱処理領域には対流する気体が存在しな
いので、ヒーター１１７の熱は輻射のみによって伝えら
れるが、図７に示すように、複数の被処理物ＴA 、 ＴB
、 ＴC が並べて多段に載置されており（多段に載置する
ための部材は図７において省略されている）、輻射熱が
直接に中心部まで届かない場合には、ヒーター１１７か
ら被処理物ＴA への輻射熱で被処理物ＴA が昇温され、
被処理物ＴA から被処理物ＴB への輻射熱で被処理物Ｔ
B が昇温され、被処理物ＴB から被処理物ＴC への輻射
熱で被処理物ＴC が昇温されるようなプロセスを辿るの
で、中心部の被処理物ＴC の昇温は遅れ、熱処理領域内
での保持時間をかなり長くしなければ外周側の被処理物
ＴA と同程度の温度にすることはできない。この時間遅
れはヒーター１１７から熱処理領域の中心部までの距
離、すなわちヒーター１１７からヒーター間の中立点ま
での距離Ｌに大約比例する。
【００１２】また、図４に示すように、ガス吹出管１２
１は被処理物Ｔの上方に設置されており、その部分の拡
大図である図８において、ガスは矢印で示すようにダウ
ンブローに流され、被処理物ＴA 、 ＴB 、 ＴC が多段に
載置されている場合に、外周部への流れが大で中央部の
被処理物ＴC はガスとの接触が不十分となり、反応性の
ガスを使用する場合には全体を均一に処理することは困
難で、その改善が求められている。
１は被処理物Ｔの上方に設置されており、その部分の拡
大図である図８において、ガスは矢印で示すようにダウ
ンブローに流され、被処理物ＴA 、 ＴB 、 ＴC が多段に
載置されている場合に、外周部への流れが大で中央部の
被処理物ＴC はガスとの接触が不十分となり、反応性の
ガスを使用する場合には全体を均一に処理することは困
難で、その改善が求められている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の真空熱処理炉は
熱処理区画を囲う断熱材の内面に近接してヒーターを設
けると共に、熱処理区画内の被処理物の中心部となる箇
所にもヒーターを設けて、被処理物を外周側と中心部と
の両側から加熱するようにしている。
熱処理区画を囲う断熱材の内面に近接してヒーターを設
けると共に、熱処理区画内の被処理物の中心部となる箇
所にもヒーターを設けて、被処理物を外周側と中心部と
の両側から加熱するようにしている。
【００１４】また、本発明の真空熱処理炉は熱処理区画
内の被処理物の中心部となる箇所にガス吹込管を設置
し、複数のガス吹出孔を開口して、被処理物に対しガス
が均一に接触するようにしている。
内の被処理物の中心部となる箇所にガス吹込管を設置
し、複数のガス吹出孔を開口して、被処理物に対しガス
が均一に接触するようにしている。
【００１５】そして、一層好ましい手段として、熱処理
区画内の中心部におけるヒーターとガス吹込管とを一体
化させたものを配置するようにしている。
区画内の中心部におけるヒーターとガス吹込管とを一体
化させたものを配置するようにしている。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
真空熱処理装置について、図面を参照して説明する。
真空熱処理装置について、図面を参照して説明する。
【００１７】図１は実施の形態の真空熱処理装置に置け
る真空室１１の断面図である。真空室１１の下方に設け
られる仕切弁や冷却ファン、昇降用シリンダを備えた前
室は従来例の真空熱処理装置１００と全く同様に設けら
れているので、それらの説明は省略する。
る真空室１１の断面図である。真空室１１の下方に設け
られる仕切弁や冷却ファン、昇降用シリンダを備えた前
室は従来例の真空熱処理装置１００と全く同様に設けら
れているので、それらの説明は省略する。
【００１８】真空室１１は鋼板の二重構造として冷却水
が通水可能な側壁１２、および同様な構造の上蓋１３で
外郭が構成され、その内部に金属製リフレクタが張設さ
れた断熱材１５で囲われた熱処理区画１６が形成されて
いることは従来例の真空熱処理装置１００と同様であ
る。更には、熱処理区画１６内において、断熱材１５の
内面に近接してヒーター１７が設けられており、側壁１
２に設けた筒状部１４内に固定されている銅製の水冷電
極端子１９と一体的なモリブデン製の導電軸１８に接続
されている。
が通水可能な側壁１２、および同様な構造の上蓋１３で
外郭が構成され、その内部に金属製リフレクタが張設さ
れた断熱材１５で囲われた熱処理区画１６が形成されて
いることは従来例の真空熱処理装置１００と同様であ
る。更には、熱処理区画１６内において、断熱材１５の
内面に近接してヒーター１７が設けられており、側壁１
２に設けた筒状部１４内に固定されている銅製の水冷電
極端子１９と一体的なモリブデン製の導電軸１８に接続
されている。
【００１９】そして、本発明の構成する筒状のヒーター
２１が熱処理区画１６の中央部に天井面から挿入され、
下方から被処理物Ｔを載置して挿入される支持台４にほ
ぼ達する長さに垂下されている。ヒーター２１は二重筒
とされ、内筒２２と外筒２３とが直列に接続されて電気
回路が形成されており、それぞれは上蓋１３に設けられ
た水冷電極端子３２、３６に接続されている。すなわ
ち、外筒２３の下端部において、内筒２２と外筒２３と
は導電性の環状栓２４によって電気的に接続され、内筒
２２の下端部には絶縁性の円柱栓２６が嵌入されてい
る。他方、外筒２３の上端部においては、内筒２２と外
筒２３とは絶縁性の環状栓２５によって絶縁されてい
る。
２１が熱処理区画１６の中央部に天井面から挿入され、
下方から被処理物Ｔを載置して挿入される支持台４にほ
ぼ達する長さに垂下されている。ヒーター２１は二重筒
とされ、内筒２２と外筒２３とが直列に接続されて電気
回路が形成されており、それぞれは上蓋１３に設けられ
た水冷電極端子３２、３６に接続されている。すなわ
ち、外筒２３の下端部において、内筒２２と外筒２３と
は導電性の環状栓２４によって電気的に接続され、内筒
２２の下端部には絶縁性の円柱栓２６が嵌入されてい
る。他方、外筒２３の上端部においては、内筒２２と外
筒２３とは絶縁性の環状栓２５によって絶縁されてい
る。
【００２０】また、内筒２２はその外周端部に固定した
電極バー３４を介し、上蓋１３に設けた筒状部３１内に
固定されている銅製の水冷電極端子３２と一体的なモリ
ブデン製の導電軸３３に接続されている。同じく外筒２
３もその外周端部に固定した電極バー３８を介して、上
蓋１３に設けた筒状部３５内に固定されている水冷電極
３６と一体的な導電軸３７に接続されている。
電極バー３４を介し、上蓋１３に設けた筒状部３１内に
固定されている銅製の水冷電極端子３２と一体的なモリ
ブデン製の導電軸３３に接続されている。同じく外筒２
３もその外周端部に固定した電極バー３８を介して、上
蓋１３に設けた筒状部３５内に固定されている水冷電極
３６と一体的な導電軸３７に接続されている。
【００２１】更にはこのヒーター２１はガスの吹込管と
して兼用されるようになっている。すなわち、上蓋１３
に設けたガス導入端子４２に外部のガス供給源４１が接
続され、ガス導入端子４２に付属するノズル４３が内筒
２２の上端にかぶせた絶縁性のキャップ４４に挿通され
ている。そして、内筒２２には、外筒２３内の上方に位
置して、内筒２２と外筒２３との連通孔４５が開口され
ており、外筒２３の熱処理区画１６内に挿入されている
部分には、多段に載置される被処理物Ｔの各段間にガス
が放射状に流れ込むように、ガス吹出孔４６が多段に、
かつ各段において円周を４等分する位置に開口されてい
る。なお、図１において、ヒーター２１は明確に示すた
めに太く画かれており、実際にはヒーター１７と同程度
の径である。また、支持台４上に被処理物Ｔを多段に載
置するための部材は省略されている。そのほか、熱処理
区画１６は支持台４が挿入されると同時に底面が断熱板
５によって閉塞される。なおガスとしては不活性ガスま
たは反応性ガスが導入される。すなわち不活性ガスは炉
内圧力の調整、被処理物Ｔからの放出ガスの除去、昇温
の加速に、また反応性ガスは被処理物Ｔの変性と昇温の
加速を目的として導入される。
して兼用されるようになっている。すなわち、上蓋１３
に設けたガス導入端子４２に外部のガス供給源４１が接
続され、ガス導入端子４２に付属するノズル４３が内筒
２２の上端にかぶせた絶縁性のキャップ４４に挿通され
ている。そして、内筒２２には、外筒２３内の上方に位
置して、内筒２２と外筒２３との連通孔４５が開口され
ており、外筒２３の熱処理区画１６内に挿入されている
部分には、多段に載置される被処理物Ｔの各段間にガス
が放射状に流れ込むように、ガス吹出孔４６が多段に、
かつ各段において円周を４等分する位置に開口されてい
る。なお、図１において、ヒーター２１は明確に示すた
めに太く画かれており、実際にはヒーター１７と同程度
の径である。また、支持台４上に被処理物Ｔを多段に載
置するための部材は省略されている。そのほか、熱処理
区画１６は支持台４が挿入されると同時に底面が断熱板
５によって閉塞される。なおガスとしては不活性ガスま
たは反応性ガスが導入される。すなわち不活性ガスは炉
内圧力の調整、被処理物Ｔからの放出ガスの除去、昇温
の加速に、また反応性ガスは被処理物Ｔの変性と昇温の
加速を目的として導入される。
【００２２】本実施の形態による真空熱処理炉の真空室
１１は以上のように構成されているが、次ぎにその作用
を説明する。真空室１１を含む真空熱処理炉としての基
本的な作用は従来例の真空熱処理炉１００と同様である
ので説明の重複は避け、従来例の真空熱処理炉１００の
真空室１１１と異なる作用を主体に説明する。
１１は以上のように構成されているが、次ぎにその作用
を説明する。真空室１１を含む真空熱処理炉としての基
本的な作用は従来例の真空熱処理炉１００と同様である
ので説明の重複は避け、従来例の真空熱処理炉１００の
真空室１１１と異なる作用を主体に説明する。
【００２３】真空室１１の熱処理区画１６内へ下方から
支持台４に多段に載置された被処理物Ｔが装填されると
共に、熱処理区画１６の底面が断熱板５で閉塞される。
次いで、被処理物Ｔの外周側のヒーター１７と中央部の
ヒーター２１とが通電され、熱処理区画１６内が所定の
温度に保持されて、被処理物Ｔの熱処理が行なわれる。
同時にガス供給源４１から反応性のガスが導入されるも
のとする。反応性のガスはノズル４３から内筒２２内を
下降し連通孔４５を経由して外筒２３内へ流れ込み、外
筒２３に多段に、かつ各段において９０度の等角度間隔
に開口されているガス吹出孔４６から被処理物Ｔの段間
へ放射状に均等に吹き出される。
支持台４に多段に載置された被処理物Ｔが装填されると
共に、熱処理区画１６の底面が断熱板５で閉塞される。
次いで、被処理物Ｔの外周側のヒーター１７と中央部の
ヒーター２１とが通電され、熱処理区画１６内が所定の
温度に保持されて、被処理物Ｔの熱処理が行なわれる。
同時にガス供給源４１から反応性のガスが導入されるも
のとする。反応性のガスはノズル４３から内筒２２内を
下降し連通孔４５を経由して外筒２３内へ流れ込み、外
筒２３に多段に、かつ各段において９０度の等角度間隔
に開口されているガス吹出孔４６から被処理物Ｔの段間
へ放射状に均等に吹き出される。
【００２４】所定の熱処理時間が経過すると、反応性の
ガスの導入が停止され、ヒーター１７、２１への通電が
停止されると共に、支持台４が下降され、被処理物Ｔは
冷却されて外部へ取り出される。
ガスの導入が停止され、ヒーター１７、２１への通電が
停止されると共に、支持台４が下降され、被処理物Ｔは
冷却されて外部へ取り出される。
【００２５】以上に説明したように、本実施の形態の真
空熱処理炉における真空室１１の熱処理区画１６は被処
理物Ｔを外周側から加熱するヒーター１７と中央部から
加熱するヒーター２１とを有しているので、加熱の所要
時間が大幅に短縮される。従来例の真空熱処理炉１００
における熱伝達を説明した図７に対応するものとして、
本実施の形態の真空熱処理炉の熱処理区画１６内におけ
る熱伝達を図２で説明する。図２は熱処理区画１６内に
複数の被処理物ＴA 、ＴB が多段に並べて載置されてい
る場合を示すが、被処理物ＴA 、ＴB の外周側となるヒ
ーター１７と共に中心部にヒーター２１が設けられてい
る。図２において、被処理物ＴA は主としてヒーター１
７の輻射熱によって、被処理物ＴB は主としてヒーター
２１の輻射熱によってそれぞれ直接に加熱され、被処理
物ＴA の昇温を待って被処理物ＴA の輻射熱により被処
理物ＴB が昇温されるというようなプロセスではない。
空熱処理炉における真空室１１の熱処理区画１６は被処
理物Ｔを外周側から加熱するヒーター１７と中央部から
加熱するヒーター２１とを有しているので、加熱の所要
時間が大幅に短縮される。従来例の真空熱処理炉１００
における熱伝達を説明した図７に対応するものとして、
本実施の形態の真空熱処理炉の熱処理区画１６内におけ
る熱伝達を図２で説明する。図２は熱処理区画１６内に
複数の被処理物ＴA 、ＴB が多段に並べて載置されてい
る場合を示すが、被処理物ＴA 、ＴB の外周側となるヒ
ーター１７と共に中心部にヒーター２１が設けられてい
る。図２において、被処理物ＴA は主としてヒーター１
７の輻射熱によって、被処理物ＴB は主としてヒーター
２１の輻射熱によってそれぞれ直接に加熱され、被処理
物ＴA の昇温を待って被処理物ＴA の輻射熱により被処
理物ＴB が昇温されるというようなプロセスではない。
【００２６】従来例においては、ヒーター１１７から加
熱区画１１６の中心部までの距離、すなわち、ヒーター
１１７からヒーター間中立点までの距離がＬであったに
対して、本実施の形態の加熱区画１６ではこの距離が
（Ｌ／２）となるので、被処理物ＴA 、ＴB を所定の温
度まで昇温させるに要する時間が短縮され、昇温速度が
非常に早い真空熱処理炉となる。中心部にヒーター２１
を設けることにより、加熱区画１６の有効容積は当然減
少するが、熱処理区画１６の有効直径が６００ｍｍ以上
である場合、その減少率は５％以下となるので、生産性
の向上に対しては、中心部にヒーター２１を設けること
による熱処理速度増大の効果の方が大きい。
熱区画１１６の中心部までの距離、すなわち、ヒーター
１１７からヒーター間中立点までの距離がＬであったに
対して、本実施の形態の加熱区画１６ではこの距離が
（Ｌ／２）となるので、被処理物ＴA 、ＴB を所定の温
度まで昇温させるに要する時間が短縮され、昇温速度が
非常に早い真空熱処理炉となる。中心部にヒーター２１
を設けることにより、加熱区画１６の有効容積は当然減
少するが、熱処理区画１６の有効直径が６００ｍｍ以上
である場合、その減少率は５％以下となるので、生産性
の向上に対しては、中心部にヒーター２１を設けること
による熱処理速度増大の効果の方が大きい。
【００２７】また、図３はガス吹込管に兼用されるヒー
ター２１の部分を示し、図３のＡはその縦断面図、図３
のＢは図３のＡにおける［Ｂ］−［Ｂ］線方向の断面図
である。被処理物Ｔは外筒２３の周囲に多段に載置さ
れ、ガス吹出孔４６が外筒２３に、かつ各段において９
０度の等角度間隔に開口されているので、ガスは載置さ
れた被処理物Ｔの各段の段間を中心部から外周側へ放射
状に広がって流れる。反応性のガスを流して被処理物Ｔ
と反応させるような熱処理を行なう場合には、反応が均
一に進むので最適である。また、ヒーター２１と兼用さ
れ、専用の設置スペースを必要としないので、真空熱処
理炉の有効容積を低下させず、生産性の点で好ましい。
ター２１の部分を示し、図３のＡはその縦断面図、図３
のＢは図３のＡにおける［Ｂ］−［Ｂ］線方向の断面図
である。被処理物Ｔは外筒２３の周囲に多段に載置さ
れ、ガス吹出孔４６が外筒２３に、かつ各段において９
０度の等角度間隔に開口されているので、ガスは載置さ
れた被処理物Ｔの各段の段間を中心部から外周側へ放射
状に広がって流れる。反応性のガスを流して被処理物Ｔ
と反応させるような熱処理を行なう場合には、反応が均
一に進むので最適である。また、ヒーター２１と兼用さ
れ、専用の設置スペースを必要としないので、真空熱処
理炉の有効容積を低下させず、生産性の点で好ましい。
【００２８】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限られることなく、本発明
の技術的精神に基づいて種々の変形が可能である。
たが、勿論、本発明はこれに限られることなく、本発明
の技術的精神に基づいて種々の変形が可能である。
【００２９】例えば本実施の形態においては、真空熱処
理炉にはガス吹込管を兼用するヒーターを設けたが、ガ
ス吹込管を兼用させずに中央部にヒーターのみを設ける
ようにしてもよく、また場合によっては、ヒーターを兼
用させずに中央部にガス吹込管のみを設けるようにして
もよい。
理炉にはガス吹込管を兼用するヒーターを設けたが、ガ
ス吹込管を兼用させずに中央部にヒーターのみを設ける
ようにしてもよく、また場合によっては、ヒーターを兼
用させずに中央部にガス吹込管のみを設けるようにして
もよい。
【００３０】また本実施の形態においては、上下２室型
の真空熱処理炉について説明したが、被処理物Ｔの外周
側と同時に被処理物の中心部に設けるヒーターおよびガ
ス吹込管は１室型の真空熱処理炉にも適用され得る。
の真空熱処理炉について説明したが、被処理物Ｔの外周
側と同時に被処理物の中心部に設けるヒーターおよびガ
ス吹込管は１室型の真空熱処理炉にも適用され得る。
【００３１】また本実施の形態においては、熱処理区画
１６の中心部に設けるガス吹込管兼用のヒーター２１を
二重筒として、ガス吹き込み用のノズル４３を内筒２２
へ挿入したが、直接に外筒２３へ挿入するようにしても
よい。
１６の中心部に設けるガス吹込管兼用のヒーター２１を
二重筒として、ガス吹き込み用のノズル４３を内筒２２
へ挿入したが、直接に外筒２３へ挿入するようにしても
よい。
【００３２】また本実施の形態においては、ガス吹込管
兼用のヒーター２１を二重筒としたが、一重筒を縦割り
にし絶縁材を挟み込んで両半割り部を直列に接続すると
共に上下の両端を塞いで形成される一重筒にガス吹出孔
を開口して、ヒーターとガス吹込管とを兼用させるよう
にしてもよく、本発明のガス吹込管を兼ねるヒーターは
被処理物Ｔの中心部に位置するように設置される限りに
おいて、その形状は問わない。
兼用のヒーター２１を二重筒としたが、一重筒を縦割り
にし絶縁材を挟み込んで両半割り部を直列に接続すると
共に上下の両端を塞いで形成される一重筒にガス吹出孔
を開口して、ヒーターとガス吹込管とを兼用させるよう
にしてもよく、本発明のガス吹込管を兼ねるヒーターは
被処理物Ｔの中心部に位置するように設置される限りに
おいて、その形状は問わない。
【００３３】また本実施の形態においては、熱処理区画
１６は円筒状としたが、角筒状としてもよいことはいう
までもない。
１６は円筒状としたが、角筒状としてもよいことはいう
までもない。
【００３４】
【発明の効果】本発明は以上に説明したような形態で実
施され、次に記載するような効果を奏する。
施され、次に記載するような効果を奏する。
【００３５】支持台に多段に載置されて下方から加熱室
の熱処理区画へ装填される被処理物の外周側となる第１
ヒーターのほかに、被処理物の中心部を挿通するように
第２ヒーターを設けているので、ヒーター間距離が短く
なるだけ昇温時間が短縮される。熱処理区画の有効直径
が６００ｍｍ以上である場合には、中心部に第２ヒータ
ーを設けることによる有効容積の減少率は５％以下であ
り、生産性の向上に対しては熱処理速度増大の効果の方
が大きい。
の熱処理区画へ装填される被処理物の外周側となる第１
ヒーターのほかに、被処理物の中心部を挿通するように
第２ヒーターを設けているので、ヒーター間距離が短く
なるだけ昇温時間が短縮される。熱処理区画の有効直径
が６００ｍｍ以上である場合には、中心部に第２ヒータ
ーを設けることによる有効容積の減少率は５％以下であ
り、生産性の向上に対しては熱処理速度増大の効果の方
が大きい。
【００３６】また、被処理物の中心部を挿通するように
ガス吹込管を設置し、その表面にガス吹出孔を多段に、
かつ各段において等角度間隔に開口させており、吹き込
まれるガスはガス吹出孔から放射状に吹き出し被処理物
に接触するようにしているので、反応性のガスを使用す
る場合、反応が均一に進行する。
ガス吹込管を設置し、その表面にガス吹出孔を多段に、
かつ各段において等角度間隔に開口させており、吹き込
まれるガスはガス吹出孔から放射状に吹き出し被処理物
に接触するようにしているので、反応性のガスを使用す
る場合、反応が均一に進行する。
【００３７】更には、、第２ヒーターをガス吹込管と兼
用させるべく、内筒と外筒とが直列に接続された二重筒
とし、内筒へ吹き込まれるガスが連通孔を経て外筒のガ
ス吹出孔から吹き出すようにしているので、設置スペー
スが節減され、結果的に熱処理区画の有効容積が増大さ
れ真空熱処理装置の生産性を向上させる。
用させるべく、内筒と外筒とが直列に接続された二重筒
とし、内筒へ吹き込まれるガスが連通孔を経て外筒のガ
ス吹出孔から吹き出すようにしているので、設置スペー
スが節減され、結果的に熱処理区画の有効容積が増大さ
れ真空熱処理装置の生産性を向上させる。
【図１】実施の形態による真空熱処理炉の加熱室の縦断
面図である。
面図である。
【図２】同加熱室の熱処理区画内における熱伝達を示す
図である。
図である。
【図３】同加熱室の熱処理区画内に挿入垂下されるヒー
ター兼用ガス吹込管の一部をガスの流れと共に示し、Ａ
は縦断面図であり、ＢはＡにおける［Ｂ］−［Ｂ］線方
向の断面図である。
ター兼用ガス吹込管の一部をガスの流れと共に示し、Ａ
は縦断面図であり、ＢはＡにおける［Ｂ］−［Ｂ］線方
向の断面図である。
【図４】従来例の２室型の真空熱処理炉の縦断面図であ
る。
る。
【図５】図６と共に外寸法の異なる熱処理炉内で複数の
被処理物を同時に熱処理する場合の昇温速度の差異を概
念的に示す図であり、Ａは外寸法の小さい熱処理領域の
温度の測定点とヒーター位置を示し、Ｂは外寸法の大き
い熱処理領域の同様な温度側定点を示す。
被処理物を同時に熱処理する場合の昇温速度の差異を概
念的に示す図であり、Ａは外寸法の小さい熱処理領域の
温度の測定点とヒーター位置を示し、Ｂは外寸法の大き
い熱処理領域の同様な温度側定点を示す。
【図６】図５の外寸法の異なる熱処理領域の各温度測定
点における熱処理時間と温度の関係を示す図である。
点における熱処理時間と温度の関係を示す図である。
【図７】図６に示す外寸法の異なる熱処理領域において
昇温速度の差異の発生を説明する図である。
昇温速度の差異の発生を説明する図である。
【図８】従来例におけるガス吹出管によるガスの流れを
示す図である。
示す図である。
１１ 真空室 １２ 側壁 １３ 上蓋 １５ 断熱材 １６ 熱処理区画 １７ ヒーター １８ 導電軸 １９ 水冷電極端子 ２１ ヒーター ２２ 内筒 ２３ 外筒 ２４ 導電性環状栓 ２５ 絶縁性円柱栓 ２６ 絶縁性環状栓 ３２ 水冷電極端子 ３３ 導電軸 ３４ 電極バー ３６ 水冷電極端子 ３７ 導電軸 ３８ 電極バー ４１ ガス供給源 ４２ ガス導入端子 ４３ ノズル ４４ 絶縁性キャップ ４５ 連通孔 ４６ ガス吹出孔 １００ 従来例の真空熱処理炉 １０１ 前室 １０２ 仕切弁 １０３ 開閉扉 １０４ 支持台 １０５ 断熱板 １０６ シャフト １０７ 昇降用シリンダー １０８ モーターファン １０９ 熱交換器 １１１ 真空室 １２１ ガス吹出管
Claims (4)
- 【請求項１】 真空室内に熱処理区画を備えた真空熱処
理炉において、前記熱処理区画内へ支持台上に配置され
て装填される被処理物の外周側となる前記熱処理区画の
内面に近接して第１ヒーターが設けられ、かつ前記被処
理物が装填されるに伴って該被処理物の中心部をほぼ挿
通するように前記熱処理区画内に第２ヒーターが設けら
れており、前記被処理物が前記第１ヒーターと前記第２
ヒーターとによって外周側と中心部とから加熱され得る
ことを特徴とする真空熱処理炉。 - 【請求項２】 真空室内に熱処理区画を備えた真空熱処
理炉において、前記熱処理区画内へ支持台上に配置され
て装填される被処理物が装填されるに伴って該被処理物
の中心部をほぼ挿通するようにガス吹込管が設けられて
おり、該ガス吹込管に開口された複数のガス吹出孔から
前記被処理物に対してほぼ均等に接触するように不活性
ガスまたは反応性ガスが放射状に吹き出されることを特
徴とする真空熱処理炉。 - 【請求項３】 真空室内に熱処理区画を備えた真空熱処
理炉において、前記熱処理区画内へ支持台上に配置され
て装填される被処理物の外周側に第１ヒーターが設けら
れ、かつ前記被処理物の装填に伴って該被処理物の中心
部をほぼ挿通するように同一部材を兼用して第２ヒータ
ーとガス吹込管とが設けられており、前記被処理物が前
記第１ヒーターと前記第２ヒーターとによって外周側と
中心部とから加熱され、前記ガス吹込管に開口された複
数のガス吹出孔から前記被処理物に対してほぼ均等に接
触するように不活性ガスまたは反応性ガスが放射状に吹
き出されることを特徴とする真空熱処理炉。 - 【請求項４】 前記第２ヒーターと前記ガス吹込管との
形成されている前記同一部材がそれぞれ端部の閉塞され
た内筒と外筒とからなる二重筒とされており、前記第２
ヒーターはそれぞれに外部からの給電端子に接続されて
いる前記内筒と前記外筒とが直列に接続された電気回路
として形成され、前記ガス吹込管は外部からのガスが導
入される前記内筒に前記外筒への連通孔が設けられ、前
記外筒にはその挿通方向に多段に、かつ各段の周囲に等
角度間隔に前記ガス吹出孔が開口されてガス流路が形成
されている請求項３に記載の真空熱処理炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27426696A JP3875322B2 (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | 真空熱処理炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27426696A JP3875322B2 (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | 真空熱処理炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10103874A true JPH10103874A (ja) | 1998-04-24 |
| JP3875322B2 JP3875322B2 (ja) | 2007-01-31 |
Family
ID=17539281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27426696A Expired - Lifetime JP3875322B2 (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | 真空熱処理炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3875322B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100454046B1 (ko) * | 2000-11-13 | 2004-10-26 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 열처리로 |
| EP2843339A1 (en) * | 2013-08-15 | 2015-03-04 | Ipsen International GmbH | Center heating element for a vacuum heat treating furnace |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0560464A (ja) * | 1991-08-30 | 1993-03-09 | Kawasaki Steel Corp | 真空加熱炉 |
| JPH08219648A (ja) * | 1995-02-07 | 1996-08-30 | Murata Mfg Co Ltd | 熱処理炉 |
-
1996
- 1996-09-25 JP JP27426696A patent/JP3875322B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0560464A (ja) * | 1991-08-30 | 1993-03-09 | Kawasaki Steel Corp | 真空加熱炉 |
| JPH08219648A (ja) * | 1995-02-07 | 1996-08-30 | Murata Mfg Co Ltd | 熱処理炉 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100454046B1 (ko) * | 2000-11-13 | 2004-10-26 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 열처리로 |
| EP2843339A1 (en) * | 2013-08-15 | 2015-03-04 | Ipsen International GmbH | Center heating element for a vacuum heat treating furnace |
| US9891000B2 (en) | 2013-08-15 | 2018-02-13 | Ipsen, Inc. | Center heating element for a vacuum heat treating furnace |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3875322B2 (ja) | 2007-01-31 |
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