JPS61518A - 真空熱処理炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、真空熱処理炉に関し、特に雰囲気ガスの冷
却を効果的に行うための技術に係るものである。

〔従来の技術〕

低温で熱処理を行う真空熱処理炉は、真空炉と称しなが
らも、通常、不活性雰囲気ガスを循環させながら、処理
対象物（以下、処理物と略す）の加熱、および冷却を行
う。その冷却は、チューブ内に冷却水を流した冷却コイ
ル等の冷却体により雰囲気ガスを冷却し、循環させるこ
とによって行うが、冷却が効率よく行われて充分な冷却
速度を得られることが望ましい。

この種の従来の真空熱処理炉を第５図、第６図により説
明すると、その構造は、炉体１内に加熱室２を設置し、
この加熱室２内にバックルプレート３を設けて、加熱室
２内を処理物Ａが収容される熱処理室４とこの熱処理室
４に通じる加熱用ガス通路５とに仕切シ、加熱用ガス通
路５には加熱体６を配置し、熱処理室４の上方には循環
ファン７を設置し、一方、加熱室２の壁部に冷却用扉８
゜９を設け、加熱室２の外部は冷却用ガス通路ｌＯとな
して、その下方部に冷却コイル１１を配置し、炉体１に
真空ボンプユニッ）１２からの管を接続した構造である
。なお、１３は処理物Ａを載せる炉床、１４は循環ファ
ンを駆動するモータである。

上記従来の真空炉において、加熱サイクルでは、加熱体
６によシ加熱された雰囲気ガス（以下、単にガスと略す
）が循環ファン７の送風により実線矢印（イ）に示す如
く流れて、熱処理室４と加熱用ガス通路５とを通る加熱
系循環経路を循環し、処理物Ａｆ加熱する。

そして、冷却サイクルに入ると、加熱体６への通電はオ
フとなり、かつ、冷却層８，９が開となり、ガスは、循
環ファン７の送風により破線矢印（ロ）の如く流れて、
熱処理室４と冷却用ガス通路１０とを通る冷却系循環経
路を循環し、冷却用ガス通路１０で冷却コイル１１によ
り冷却されるので、処理物Ａの冷却を行う。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の真空炉においては、加熱サイクルで４　　　
　　　　は特に問題はないが、冷却サイクルでは、冷却
層８．９を開けても、ガスは、冷却用ガス通路１０を通
って熱処理室４に流れる冷却系循環経路のみならず、熱
処理室４の外側の加熱用ガス通路５を通って熱処理室４
に流入する加熱系循環経路をも流れるので、そして、そ
の場合に抵抗の少ない方に多く流れるので、冷却コイル
１１の方には充分な流量が得られない。とのため、ガス
冷却の効率が低く、冷却速度が遅くなる。この発明は、
冷却サイクル時において雰囲気ガスを冷却する効率が低
く、対象物を冷却する速度が遅いという上記問題点を解
決しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、処理物を収容する熱処理室に通じる加熱用
ガス通路に加熱体を備え、同じく熱処理室に通じる冷却
用ガス通路に冷却体を備えた真空熱処理炉において、上
記問題点を解決するために、熱処理室に臨む循環ファン
を設けるとともに、冷却用ガス通路に冷却専用の循環フ
ァンを設けたものである。

〔作　用〕

上記構成の真空熱処理において、加熱サイクルでは、雰
囲気ガスは、熱処理室に臨む循環ファンによ多送風され
て、加熱用ガス通路と熱処理室とを通る加熱系循環経路
を循環するが、加熱用ガス通路を通過する際に加熱され
るので、熱処理室内の処理物を加熱する。

冷却サイクルでは、雰囲気ガスは、冷却専用の循環ファ
ンにより送風きれて、冷却用ガス通路と熱処理室とを通
る経路、すなわち、冷却系循環経路を循環し、冷却用ガ
ス通路を通過する際に冷却コイルにより冷却されるので
、処理物を冷却する。

この場合、冷却専用の循環ファンは、冷却コイルの部分
を通る雰囲気ガスのみを送風するので、雰囲気ガスの冷
却が効率よく行われる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図、第２図により説明すると、
円筒彫金なす炉体２０は、隔壁２１によって加熱室２２
とガス冷却用室２３とに仕切られ、加熱室２２内は、バ
ッフルプレート２４によって仕切られ、内部が熱処理室
２５、外部が加熱用ガス通路２６とされている。

炉体２０の側面には扉２７が設けられ、この扉２７は、
ワイヤロープ２８を介して炉体２ｏ上部のシリンダ２９
によりけん引されて、ガイドレール３０の溝に涜って昇
降されるようになっており、また、この扉２７は、回示
せぬシリンダによりガイドレール３０ごと炉体２０に押
し付けられて炉内が気密に保たれる。なお、炉体２０、
隔壁２１、扉２７により形成される加熱室２２の内面Ｃ
では、すべて断熱材が貼シ付けられている。また、熱処
理室２５の下部には、脚３１を介して炉体２０に支持さ
れた炉床３２が設置され、この炉床３２上に処理物Ａが
載せられる。

また、炉体２０の上部にはモータ３３が設置され、との
モータ３３の出力軸には熱処理室２５を形成するバック
ルプレート２４の上部の開口２４ａに臨む循環ファン３
４が固定されている。

前記加熱用ガス通路２６、すなわち、バッフルプレート
２４の外側部分には、加熱体３５がバックルプレート２
４の外面に治って縦に複数個配列されている。この加熱
体３５は、炉体２０上部に設けられた筒状の取付は部３
６から炉体２０内に挿入された導電体３７に接続され、
通電によシ発熱する。

前記隔壁２１の上部、および下部には、それぞれ開口２
１ａ、２１ｂが形成され、上部の開口２１１には、図示
せぬエアシリンダによってビン３８ａのまわり全回動し
て開閉されるダンツク３８が設けられている。

前記ガス冷却用室２３は、中央部に開口３９ａを持つ仕
切板３９によシ仕切られて、隔壁２１の上部開口２１ａ
から仕切板３９の開口３９ａを通り隔壁２１の下部開口
２１ｂに抜ける冷却用ガス通路４０が形成されている。

そして、この冷却用ガス通路４０の上部開口２１［Ｌ側
部分に冷却コイル４１が収容され、一方、ガス冷却用室
２３の側壁をなす蓋４２には、モータ４３が横置きに設
置され、このモータ４３の出力軸には、前記仕切板３９
の開口３９ａに臨む冷却専用の循環ファン４４が取り付
けられている。

また、炉体２０の底部には、ガイドプレート４５．４　
　　　　　　　およびサブガイドプレート４６　ｉｔｓ
設けらｈている。

ガイドプレート４５は、第５図にも示すように、加熱室
２２内の全長にわたって同一の湾曲した断面を持つ１対
のステンレス鋼板を対向させて、中央部に冷却時のガス
が流入するための開溝４５＆を形成した構造であり、こ
の湾曲した曲面によって加熱用ガス通路２Ｇからのガス
の流れが円滑に行われる。

なお、４７．４８はそれぞれモータ３３，４３を覆うカ
バー、４９は炉内の雰囲気を吸引して真空化する真空ポ
ンプユニット、５０はドレンを排出する排水ホッパであ
る。

上述した真空熱処理炉の作用について説明する。

まず、扉２７を開けて処理物人全炉内に入れ、炉床３２
に載せる。次いで扉２７を閉じ、かつ、ダンパ３８を２
点鎖線で示す如く閉じた後、真壁ポンプユニット４９を
作動させて、炉内のガスを排出し、炉内を真空に保つ。

こうして、処理物Ａに付着した水分や炉内の残留ガスを
除去した後、不活性ガスを、例えば７００ｍ＋ｘＨｇま
で封入する。

なお、扉２７を昇降させる場合には、扉２７の内面の断
熱板２７ａが炉体２０に干渉しない位置まで、図示せぬ
シリンダによシガイドレール３０とともに後退させて行
う。

次いで、炉体上部の循環ファン３４ｆｔ回転させて、炉
内の雰囲気ガスを循環させ、・ついで加熱体３５に通電
して、この加熱体３５の発熱によりガスを加熱し、この
加熱されたガスにより処理物Ａを加熱する。この加熱サ
イクルにおけるガスの循環経路は、第２図に実線矢印（
イ）で示す加熱系循環経路である。すなわち、循環シア
ン３４によシ左右のバツフルプ１／−１・２４の外側の
加熱用ガス５ｍ路２６に送られ、バッフルプレート２４
の下をくぐって熱処理室２５内に下から入り、邪ＢＩｔ
＆５１により迂回させられて上部の開口２４　ａから循
環ファン３４により吸引される流れである。

上記流れにおいて、加熱用ガス通路２６から熱処理室２
５に流入する際に二は、カイトプレート４５により秦内
されで円γ！ｅに流れ、η為つ、ガスが熱処理室２５内
に均％に配分される。したがって、熱処理室２５内の温
度分布が均一に保たれつつ加熱が行われ、良好な熱処理
性能が得られる。

加熱が完了して、冷却サイクルになると、まず、加熱体
３５への通電が切れる。なお、熱処理室２５上部の循環
ファン３４は回転し続け、実線矢印（イ）の循環は継続
する。そして、ダンパ３８が第１図に実線で示す如く開
となシ、冷却専用の循環ファン４３が回転し始め、循環
ガスの一部が破線矢印←）で示す如く、冷却系循環経路
を循環し、処理物Ａを冷却する。すなわち、熱処理室２
５側から隔壁２１の上部開口２１ａを通って冷却用ガス
通路４０ＶＣ入り、この冷却用ガス通路４０の冷却コイ
ル４１部分を通る際に冷却され、続いて開口３９ａから
冷却専用の循環ファン４３によシ吸引寧れ、下部開口２
１ｂを通電、ガイドプレート４５の下側を通って、その
間溝４５　ａから処理室２５内に入り、バッフルプレー
ト２４の上部の開口２４ａから循環ファン３４によシ吸
引され、再ひ隔壁２１の上部開口２１Ｐ５から冷却用ガ
ス通路４ｏに入る。

なお、冷却されたガスが熱処理坦２５内に下部ｊがら入
る際には、前記ガイドプレート４５およびサブガイドプ
レート４６に、より案内されて熱処理室２５内に均等に
配分される。したがって、熱処理室２５内の温度分布が
均一に保たれつつ処理物Ａの冷却が行われる。また、こ
の冷却時には、加熱系循環経路の流れも生じているが、
熱処理室２５の下方で冷却循環経路のガスと合流して熱
処理室２５内に入る。

なお、ガイドプレート４５による開溝４５ａの幅は、炉
の大きさに応じて適切な寸法に選定するが、大型の炉で
は、冷却ガスの分布が充分均一化されるように、第４図
に示す如く、１対のガイドプレート５２の各々を２分割
して２つの分割片５２ａ、５２ｂにより形成してもよい
。この場合には中央の開溝５３ａ１およびその両外側の
開溝５３ｂからガスが熱処理室２５内に流入し、均一に
配分される。

なお、上記実施例において、熱処理室２５の上部の循環
ファン３４は、冷却時には停止させても４　　　　　　
　　よい。

また、冷却用ガス通路４ｏの入口のダンパ３８は、加熱
時に加熱体３５を通らないバイパスの流れを生じさせな
いので、熱効率と温度分布の上で好ましいが、このダン
パ３８がない構造とすることも可能である。

また、逆に、加熱用ガス通路２６の入口にダンパを設け
て、冷却時に加熱体３５を通るバイパスのガスが生じな
い構造とすることもでき、この場合には、冷却効率がさ
ら忙向上する。

さらに、実施例では、炉体２ｏの筒長方向側部に冷却用
ガス通路４０を設け、冷却コイル４１を設けたが、炉設
置スペースあるいは周囲の状況等の種々の条件に応じて
最適の個所に設けることができる。例えば、第５図、第
６図の従来構造のものにおいて、加熱室２の外側の冷却
用ガス通路１１に冷却専用の循環ファンを設けることも
できる。

また、本実施例では、加熱中のガス循環のため、開口２
４ａを持つバックルプレート２４および邪魔板５１を設
けて循環路を構成しているが、これらの部品の全部、又
は一部を取り除いた構成とすることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、熱処理室に臨む循
環ファンの他に、冷却用ガス通路に冷却　４゜専用の循
環ファンを設けたので、下記の如き種々の優れた効果を
奏する。

■　冷却専用の循環ファンは冷却コイル部分を通る雰囲
気ガスのみを送シ出すので、充分な流量の雰囲気ガスを
冷却コイル部分に流すことができ、高い冷却効率が得ら
れ、冷却速度が向上する。

■　冷却専用の循環７ア／を別に設けるものであるから
、冷却コイルの設置場所の制約がない。したがって、加
熱体や循環径路の配置を最適なものに設計することが容
易であシ、例えば、ガイドグレートを設ける等して、循
環ガスの熱処理室内への流入を均等に配分し、温度分布
の均一化による熱処理性能の向上を実現することができ
る。

■　冷却切替えのダンパ（−！たけ冷却扉）Ｆｉ必ずし
も必要でなく、また、ダンパを設ける場合でも、その構
造は簡単なものでよく、かつ、その数も少なくてよいの
で、炉の構造が簡単である。

■　上記のことから、全体として小型化することができ
、また、低コストを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の実施例を示すもので、第１図
は真空熱処理炉の断面図、第２図は第１図におけるト」
線断面図、第３図はガイドプレートの斜視図、第４図は
ガイドプレートの他の実施例図、第５図、第６図は従来
例を示すもので、第５は真空熱処理炉の断面図、第６図
は第５図におけるＷ−Ｗ線断面図である。 Ａ・・・・・・処理対象物、２０・・・・・・炉体、２
５・・・・・・熱処理室、２６・・・・・・加熱用ガス
通路、３４・旧・・循環ファン、３４ｉ・・・・・・加
熱体、４ｏ・・・・・・冷却用ガス通路、４１・・・・
・・冷却コイル（冷却体）、４４・・・・・・循環ファ
ン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炉体内に、処理対象物を収容する熱処理室に通じる加熱
   用ガス通路と、同じく熱処理室に通じる冷却用ガス通路
   とを形成し、前記加熱用ガス通路に炉内雰囲気ガスを加
   熱するための加熱体を設け、前記冷却用ガス通路に炉内
   雰囲気ガスを冷却するための冷却体を設けた真空熱処理
   炉において、前記熱処理室に臨む循環ファンを設けると
   ともに、前記冷却用ガス通路に冷却専用の循環ファンを
   設けたことを特徴とする真空熱処理炉。