KR100859934B1 - High-pressure heat treatment furnace - Google Patents

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히로토시 이시카와
타츠야 하마다
노보루 키야
노리아키 나가이
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가부시키가이샤 아이에이치아이
가부시키가이샤 이시카와지마 이와쿠니 세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명의 고압 열처리로는, 노용기(爐容器)와 노용기를 닫는 노덮개로 이루어지며 내부의 압력을 제어 가능한 압력 용기와, 압력 용기 내에 설치되고 노덮개에 대향하여 개구하며 내부에 피처리물을 수용하는 가열실을 형성하는 단열벽과, 단열벽의 개구부를 개폐하도록 구동되는 단열덮개와, 가열실에 설치되어 피처리물을 가열하는 히터와, 노덮개 내면에 설치되어 압력 용기 내의 가스를 냉각하는 복수의 냉각 핀을 구비하고 있다.The high pressure heat treatment furnace of the present invention comprises a pressure vessel capable of controlling a pressure inside and a furnace vessel and a furnace lid for closing the vessel, and are installed in the pressure vessel and open to face the furnace lid and are subjected to treatment therein. A heat insulation wall forming a heating chamber for receiving water, a heat insulation cover driven to open and close an opening of the heat insulation wall, a heater installed in the heating chamber to heat the object to be processed, and a gas inside the pressure vessel installed in the furnace cover. It has a plurality of cooling fins for cooling the.

Description

고압 열처리로{HIGH-PRESSURE HEAT TREATMENT FURNACE}High Pressure Heat Treatment Furnace {HIGH-PRESSURE HEAT TREATMENT FURNACE}

본 발명은 초경합금 등의 금속, 세라믹스, 복합재 등을 상용 압력 1MPaG 이상의 고압으로 열처리하는 고압 열처리로에 관한 것으로, 더 자세하게는, 노내(爐內)의 급속 냉각을 가능하게 한 고압 열처리로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high pressure heat treatment furnace for heat-treating metals, ceramics, composite materials, etc., such as cemented carbide, at a high pressure of 1 MPaG or more. .

초경합금, 세라믹스 등을 상용 압력 1MPaG 이상의 고압에서 열처리하는 고압 열처리로에서는, 사이클 타임의 단축 및 처리품의 품질 향상을 위해, 노의 냉각 시간을 어떻게 단축할지가 중요한 과제로 되어 있다. 도 1은 예를 들면 하기 특허 문헌 1에 개시되고 있는 바와 같은 종래의 일반적인 고압 열처리로의 개략 구성도이다. 도 1에 있어서 참조 부호 3은 노용기(爐容器)(1)와 노용기(1)의 양단을 닫는 노덮개(2)로 구성되는 압력 용기로서, 노용기(1)의 외주와 노덮개의 외측에는 각각 재킷(4, 5)이 설치되고, 그 내부에 냉각수를 유통시키도록 되어 있다. 압력 용기(3) 내에는 양단에 개구부를 갖는 중공 원통형의 단열벽(6)이 설치되어 있고, 그 내부에는 내부 케이스(17)가 배치되어 피가열물(7)이 그 내부에 수용된다. 참조 부호 8은 단열벽(6)의 개구부를 개폐하는 단열덮개로서, 노덮개(2)의 외측에 설치된 실린더(9)에 의해 개폐 구동되게 되어 있다. 또한, 참조 부호 10은 피가열물(7)을 가열하는 히터이며, 단열벽(6) 내부에 가열실(11)이 형성된다. 또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 노용기(1)의 외주부에 냉각수용 재킷을 마련하는 대신에, 노용기(1)의 내벽에 내부로 냉각수를 유통시키는 수냉 튜브(12)를 마련한 것도 있다. 또, 도 1 및 도 2에 있어서, 참조 부호 16은 압력 용기(3)와 단열벽(6) 사이에 형성되는 공간이다.In a high pressure heat treatment furnace that heat-treats cemented carbide, ceramics and the like at a high pressure of 1 MPaG or more, an important issue is how to shorten the cooling time of the furnace in order to shorten the cycle time and improve the quality of the processed product. 1 is a schematic configuration diagram of a conventional general high pressure heat treatment furnace as disclosed in, for example, Patent Document 1 below. In FIG. 1, reference numeral 3 denotes a pressure vessel composed of a furnace container 1 and a furnace cover 2 which closes both ends of the furnace container 1, and the outer periphery of the furnace container 1 and the furnace cover. The jackets 4 and 5 are provided in the outer side, respectively, and the cooling water is made to flow inside. In the pressure vessel 3, a hollow cylindrical insulating wall 6 having openings at both ends is provided, and an inner case 17 is disposed therein so that the heated object 7 is accommodated therein. Reference numeral 8 denotes a heat insulating cover for opening and closing the opening of the heat insulating wall 6, and is opened and closed by a cylinder 9 provided outside the furnace cover 2. Reference numeral 10 denotes a heater for heating the heated object 7, and a heating chamber 11 is formed inside the heat insulation wall 6. In addition, as shown in FIG. 2, instead of providing a cooling water jacket at the outer peripheral part of the furnace container 1, the water-cooling tube 12 which distributes a cooling water inside may be provided in the inner wall of the furnace container 1. As shown in FIG. . 1 and 2, reference numeral 16 denotes a space formed between the pressure vessel 3 and the heat insulation wall 6.

이 열처리로에서는 가열실(11) 내에 피처리물(7)을 장입(裝入)하고 단열벽(8)을 닫은 후, 가열실(11) 내에 분위기 가스를 도입하여 히터(10)에 의해 피처리물(7)을 가스 분위기하에서 가열 소결시키고, 처리 후에는, 가열실(11) 내의 분위기 가스 및 피처리물(7)이 충분히 냉각되고 나서 피처리물(7)을 취출하도록 하고 있다.In this heat treatment furnace, the workpiece 7 is charged into the heating chamber 11 and the heat insulating wall 8 is closed. Then, an atmospheric gas is introduced into the heating chamber 11 to be evacuated by the heater 10. The processed material 7 is heated and sintered in a gas atmosphere, and after the processing, the processed gas 7 is taken out after the atmosphere gas and the processed material 7 in the heating chamber 11 are sufficiently cooled.

도 3은 상기의 열처리로에서의 조업시의 노내 온도(가열실 온도)의 변화 모습을 나타내는 도면이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 조업 개시 시각 t0에서 히터에 통전하여 승온을 개시하고, 시각 t1에서 시각 t2까지의 사이에 걸쳐 소정의 처리 온도(예를 들면 1500℃)로 유지하여 열처리를 행한다. 그리고, 처리가 완료된 시각 t2의 시점에서 히터에 대한 통전을 정지하고 냉각 공정으로 이행한다. 냉각 공정에서는 처음 얼마 동안에는 단열덮개(8)를 닫아 두고, 노내 온도가 소정 온도 T까지 저하되면 단열덮개(8)를 열도록 하고 있다. 한편, 온도 T일 때의 시각을 t3이라고 한다. 이에 따라, 가열실(11)과 공간(16)의 온도차에 의해 자연 대류가 발생하여, 가열실(11)로부터 유출된 가스(18)가 수냉된 노벽 내면과 열교환을 행함으로써 냉각되어 노의 냉각을 촉진하도록 되어 있다.It is a figure which shows the change state of the furnace temperature (heating chamber temperature) at the time of operation in said heat processing furnace. As shown in FIG. 3, the heater is energized at operation start time t 0 to start the temperature increase, and is maintained at a predetermined processing temperature (for example, 1500 ° C.) from time t 1 to time t 2 to perform heat treatment. Do it. Then, at the time t 2 , when the processing is completed, the energization to the heater is stopped and the process proceeds to the cooling process. In the cooling process, the heat insulation cover 8 is closed for the first time, and when the furnace temperature falls to predetermined temperature T, the heat insulation cover 8 is opened. On the other hand, the time when the temperature T as t 3. As a result, natural convection occurs due to the temperature difference between the heating chamber 11 and the space 16, and the gas 18 flowing out of the heating chamber 11 is cooled by performing heat exchange with the inner wall of the water-cooled furnace wall to cool the furnace. It is meant to promote.

도 4는 특허 문헌 2에 개시된 열처리로이다. 이 열처리로는 내부 순환 팬(19)과, 내부 순환 팬(19)을 회전 구동시키는 모터(20)와, 순환 가스 안내판(21)을 구비하고 있는 점에 특징을 갖고 있다. 냉각 공정에서는 전술한 열처리로와 마찬가지로, 처음 얼마 동안에는 단열덮개(8)를 닫아 두고, 노내 온도가 소정 온도까지 저하되면 단열덮개(8)를 열도록 하여, 내부 순환 팬(19)에 의해 단열벽(6)의 한쪽의 개구부(도면에서 우측)로부터 가열실(11) 내의 고온의 가스(18)를 흡인하고, 순환 가스 안내판(21)에 의해 반대측의 개구부(도면에서 좌측)로부터 가열실(11)에 순환시키도록 되어 있다. 이에 따라 강제 가스 대류를 발생시켜 압력 용기(3) 내면과의 열교환을 촉진시켜 노의 냉각 능력을 향상시키고 있다.4 is a heat treatment furnace disclosed in Patent Document 2. This heat treatment furnace is characterized by being provided with an internal circulation fan 19, a motor 20 for rotating the internal circulation fan 19, and a circulating gas guide plate 21. In the cooling process, as in the above-described heat treatment furnace, the heat insulation cover 8 is closed for the first time, and when the furnace temperature is lowered to a predetermined temperature, the heat insulation cover 8 is opened to open the heat insulation wall by the internal circulation fan 19. The hot gas 18 in the heating chamber 11 is sucked from one of the openings (right in the drawing) of the 6, and the heating chamber 11 is opened from the opening (left in the drawing) on the opposite side by the circulating gas guide plate 21. To circulate. Accordingly, forced gas convection is generated to promote heat exchange with the pressure vessel 3 inner surface, thereby improving the cooling capacity of the furnace.

[특허 문헌 1] 일본 특허공개 평4-26723호 공보(도 7)[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-26723 (Fig. 7)

[특허 문헌 2] 일본 실용공개 소62-55529호 공보(도 1)[Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-55529 (Fig. 1)

그러나, 전술한 종래의 고압 열처리로에서의 냉각 방식에는 이하와 같은 여러 가지의 문제점이 있었다.However, the above-mentioned conventional cooling system in the high pressure heat treatment furnace has various problems as follows.

(1) 도 1에 도시한 바와 같은 노용기(1) 및 노덮개(2)에 재킷(4, 5)을 마련하는 방식에서는 전열 면적이 압력 용기(3)의 내벽 면적으로 한정되기 때문에, 냉각 면적이 충분하지 않아 냉각 능력이 낮다. 또한, 압력 용기(3)의 벽 두께는 고압에 견딜 수 있도록 두껍게 되어 있기 때문에 압력 용기(3) 외벽으로부터 수냉하여도 압력 용기(3) 내벽을 충분히 냉각시키는 것은 곤란하다. 때문에, 냉각 능력이 제약되어 버린다.(1) In the method of providing the jackets 4 and 5 in the furnace container 1 and the furnace lid 2 as shown in FIG. 1, since the heat transfer area is limited to the inner wall area of the pressure vessel 3, cooling is performed. Insufficient area, low cooling capacity. In addition, since the wall thickness of the pressure vessel 3 is thick to withstand high pressure, it is difficult to sufficiently cool the inner wall of the pressure vessel 3 even when water is cooled from the outer wall of the pressure vessel 3. As a result, the cooling capacity is restricted.

(2) 도 2에 도시한 바와 같은 노용기(2)의 내벽에 수냉 튜브(12)를 마련하는 방식에서는 수냉 튜브(12) 자체가 고가이기 때문에 비용면에서의 부담이 커 비경제적이며, 또한, 수냉 튜브(12)의 설치 스페이스를 확보하기 위해 노경(爐徑)을 크게 할 필요가 있다. 또한, 수냉 튜브(12)로부터의 누수 및 가스 누출의 위험성이 있다. 또한, 수냉 튜브(12) 내에 쓰레기가 막히는 등에 의해 통수량이 감소하면 냉각 효과를 얻을 수 없게 될 뿐만 아니라 수냉 튜브(12)가 손상될 위험성도 있다.(2) In the method of providing the water cooling tube 12 on the inner wall of the furnace 2 as shown in FIG. 2, since the water cooling tube 12 itself is expensive, the burden in terms of cost is large and uneconomical. In order to secure the installation space of the water cooling tube 12, it is necessary to enlarge a furnace diameter. There is also a risk of water leakage and gas leakage from the water cooling tube 12. In addition, if the amount of water flow decreases due to clogging of garbage in the water cooling tube 12 or the like, the cooling effect may not be obtained, and there is a risk that the water cooling tube 12 may be damaged.

(3) 도 4에 도시한 바와 같은 압력 용기(3) 내에 내부 순환 팬(19), 모터(20) 및 순환 가스 안내판(21)을 마련하는 방식에서는 팬 및 모터 등의 추가에 의해 구조가 복잡하게 되어 제조 비용 증가의 요인이 된다. 또한, 모터에의 전력 공급에 수반하는 고객 전원 설비 및 러닝 코스트가 증가한다. 또한, 베어링의 손상 등에 의한 고장의 위험성이 있어 유지 보수 비용도 증가한다. 또한, 팬의 풍압에 따라서는 경량의 피처리물을 처리할 수 없는 경우가 있다. 또한, 모터의 설치 스페이스에 의해 모터 용량이 제한되므로 냉각 능력이 제약된다.(3) In the method of providing the internal circulation fan 19, the motor 20, and the circulating gas guide plate 21 in the pressure vessel 3 as shown in FIG. 4, the structure is complicated by the addition of a fan and a motor. This increases the manufacturing cost. In addition, customer power equipment and running costs associated with powering the motor are increased. In addition, there is a risk of failure due to damage to the bearing and the like, and the maintenance cost also increases. In addition, depending on the wind pressure of the fan, it may not be possible to process the light-weighted object. In addition, since the motor capacity is limited by the installation space of the motor, the cooling capacity is limited.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것이다. 즉, 본 발명의 목적은 냉각 능력이 높아 사이클 타임을 단축할 수 있고, 구조가 간단하면서 경제적인 고압 열처리로를 제공하는 것에 있다.The present invention has been devised to solve the above problems. That is, an object of the present invention is to provide a high-pressure heat treatment furnace that has high cooling ability, can shorten cycle time, and has a simple structure and is economical.

본 발명의 목적을 달성하기 위해, 제1 발명에 따르면, 노용기(爐容器)와 노용기를 닫는 노덮개를 갖는 압력 용기와, 압력 용기 내에 설치되고 상기 노덮개에 대향하여 개구하며 내부에 피처리물을 수용하는 가열실을 형성하는 단열벽과, 단열벽의 개구부를 개폐하도록 구동되는 단열덮개와, 상기 가열실에 설치되고 피처리물을 가열하는 히터와, 상기 노덮개 내면에 설치되어 압력 용기 내의 가스를 냉각하는 복수의 냉각 핀을 구비하는 것을 특징으로 하는 고압 열처리로가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, according to the first invention, there is provided a pressure vessel having a furnace container and a furnace lid for closing the furnace container, and installed in the pressure vessel and opened opposite to the furnace lid and avoided therein. A heat insulation wall for forming a heating chamber for accommodating the treatment material, a heat insulation cover driven to open and close the opening of the heat insulation wall, a heater installed in the heating chamber and heating the object to be processed, and a pressure installed on the inner surface of the furnace cover A high pressure heat treatment furnace is provided, comprising a plurality of cooling fins for cooling the gas in the vessel.

제1 발명에 따르면, 압력 용기 내를 흐르는 가스를 냉각하는 복수의 냉각 핀을 마련함으로써 압력 용기 내의 냉각 면적이 큰 폭으로 증가하므로 결과적으로, 냉각 성능이 향상된다. 따라서, 노의 사이클 타임을 단축할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 가동부가 없기 때문에 작동 불량을 일으킬 요인이 없고, 전기나 가스 등을 필요로 하지 않아 수명의 문제가 없다. 따라서, 에너지 절약에 뛰어나 반영구적으로 사용할 수 있다.According to the first invention, the cooling area in the pressure vessel is greatly increased by providing a plurality of cooling fins for cooling the gas flowing in the pressure vessel, and as a result, the cooling performance is improved. Thus, the effect that the cycle time of the furnace can be shortened can be obtained. In addition, since there is no movable part, there is no cause of malfunction, there is no need for electricity or gas, there is no problem of life. Therefore, it is excellent in energy saving and can be used semi-permanently.

제2 발명은, 제1 발명의 바람직한 실시 형태로서, 상기 냉각 핀은 냉매에 의해 냉각되는 냉각 부재에 연결되어 있다.As for 2nd invention, as a preferable embodiment of 1st invention, the said cooling fin is connected to the cooling member cooled by a refrigerant | coolant.

제2 발명에 따르면, 냉각 핀을 냉매에 의해 냉각되는 냉각 부재에 연결하여 마련하는 구성으로 하였으므로, 구조가 간단하고 부품수의 증가도 적기 때문에 비용 증가가 최소한으로 억제되어 경제적이다.According to the second aspect of the present invention, since the cooling fin is connected to the cooling member cooled by the coolant, the cooling fin is connected to the cooling member. Therefore, since the structure is simple and the number of parts is small, the increase in cost is minimized and economical.

제3 발명은, 제2 발명의 바람직한 실시 형태로서, 상기 냉각 부재는 상기 용기덮개의 내벽면에 장착되어 있다.3rd invention is a preferable embodiment of 2nd invention, The said cooling member is attached to the inner wall surface of the said container cover.

제3 발명에 따르면, 냉각 부재를 노덮개의 내벽면에 장착함으로써, 노용기 길이를 늘리는 것만으로 설치 가능해져 설계가 용이하다. 또한, 가열실로부터의 고온 가스가 분출하는 위치의 근방에 냉각 핀이 있기 때문에 냉각 효과를 높게 할 수 있다.According to the third aspect of the invention, by attaching the cooling member to the inner wall surface of the furnace lid, it is possible to install by simply increasing the length of the furnace vessel, and the design is easy. Moreover, since there exists a cooling fin in the vicinity of the position which hot gas blows out from a heating chamber, a cooling effect can be made high.

제4 발명은, 제2 발명의 바람직한 실시 형태로서, 상기 냉각 핀과 상기 냉각 부재는 일체로 성형되어 있다.4th invention is preferable embodiment of 2nd invention, Comprising: The said cooling fin and the said cooling member are shape | molded integrally.

제4 발명에 따르면, 냉각 핀과 냉각 부재를 일체로 성형함으로써, 냉각 핀과 냉각 부재의 연결부에 생기는 극간을 없앨 수 있다. 이에 따라, 냉각 핀과 냉각 부재 사이의 전열량을 충분히 확보하여 냉각 성능을 충분히 발휘할 수 있다.According to the fourth invention, by forming the cooling fin and the cooling member integrally, it is possible to eliminate the gap occurring in the connection portion between the cooling fin and the cooling member. Thereby, the heat transfer amount between a cooling fin and a cooling member is fully ensured, and cooling performance can fully be exhibited.

제5 발명은, 제1 발명의 바람직한 실시 형태로서, 상기 각 냉각 핀은 열팽창을 흡수하기 위한 슬릿을 갖고 있다.5th invention is a preferable embodiment of 1st invention, Comprising: Each said cooling fin has the slit for absorbing thermal expansion.

제5 발명에 따르면, 각 냉각 핀은 열팽창을 흡수하기 위한 슬릿을 갖고 있기 때문에, 냉각 핀의 변형, 파손을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 가스가 슬릿에 들어감으로써 가스 흐름에 소용돌이를 발생시켜 냉각 효율이 향상된다.According to the fifth aspect of the present invention, each cooling fin has a slit for absorbing thermal expansion, which can prevent deformation and breakage of the cooling fin, as well as generate vortex in the gas flow as the gas enters the slit for cooling efficiency. This is improved.

제6 발명은, 제1 발명의 바람직한 실시 형태로서, 상기 냉각 핀은 열전도율이 뛰어난 재료(알루미늄, 구리 등)로 이루어진다.6th invention is a preferable embodiment of 1st invention, Comprising: The said cooling fin consists of material (aluminum, copper, etc.) excellent in thermal conductivity.

제6 발명에 따르면, 냉각 핀은 열전도율이 뛰어난 재료로 이루어지므로, 압력 용기 내의 가스를 효과적으로 냉각할 수 있다. 이에 따라, 냉각 성능이 향상되어 노의 사이클 타임을 큰 폭으로 단축할 수 있다.According to the sixth invention, since the cooling fin is made of a material having excellent thermal conductivity, it is possible to effectively cool the gas in the pressure vessel. As a result, the cooling performance is improved, and the cycle time of the furnace can be significantly shortened.

제7 발명은, 제1 발명의 바람직한 실시 형태로서, 상기 냉각 핀은 가스의 흐름에 따르는 방향으로 핀의 길이 방향을 향한다.7th invention is a preferable embodiment of 1st invention, Comprising: The said cooling fin is directed to the longitudinal direction of a fin in the direction which follows a flow of gas.

제7 발명에 따르면, 냉각 핀의 길이 방향을 가스의 흐름에 따르는 방향으로 설정함으로써, 가스의 흐름을 방해하지 않고 자연 대류가 원활히 행해져, 양호한 냉각 성능을 발휘할 수 있다.According to the seventh aspect of the invention, by setting the longitudinal direction of the cooling fins in the direction along the flow of gas, natural convection can be performed smoothly without disturbing the flow of gas, whereby good cooling performance can be exhibited.

본 발명의 그 외의 목적 및 유리한 특징은, 첨부 도면을 참조한 이하의 설명으로부터 분명해질 것이다.Other objects and advantageous features of the present invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래의 고압 열처리로의 개략 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a conventional high pressure heat treatment furnace.

도 2는 종래의 다른 고압 열처리로의 개략 구성도이다.2 is a schematic configuration diagram of another conventional high pressure heat treatment furnace.

도 3은 도 1 및 도 2의 고압 열처리로에서의 조업시의 노내(爐內) 온도(가열실 온도)의 변화의 모습을 나타내는 도면이다.It is a figure which shows the change of the furnace temperature (heating chamber temperature) at the time of operation in the high pressure heat processing furnace of FIG. 1 and FIG.

도 4는 종래의 다른 고압 열처리로의 개략 구성도이다.4 is a schematic configuration diagram of another conventional high pressure heat treatment furnace.

도 5는 본 발명의 고압 열처리로의 개략 구성도이다.5 is a schematic configuration diagram of a high pressure heat treatment furnace of the present invention.

도 6은 본 발명의 고압 열처리로에서의 조업시의 노내 온도(가열실 온도)의 변화의 모습을 나타내는 도면이다.It is a figure which shows the state of the change of the furnace temperature (heating chamber temperature) at the time of operation in the high pressure heat processing furnace of this invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도 5 및 도 6에 기초하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6.

도 5는 본 발명의 고압 열처리로의 실시예를 도시하는 개략 구성도이다. 도 5에 있어서, 참조 부호 3은 중공 원통형의 노용기(1)와 노용기(1)의 양단을 닫는 평판상의 노덮개(2)로 구성되는 압력 용기이다. 압력 용기(3)는 내부의 압력을 제어 가능하게 구성되어 있다. 또한, 노용기(1)의 외주에는 재킷이 설치되어 있고, 내부에 냉매로서 냉각수를 유통시켜 노용기(1)를 냉각하도록 되어 있다.Fig. 5 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the high pressure heat treatment furnace of the present invention. In Fig. 5, reference numeral 3 denotes a pressure vessel composed of a hollow cylindrical furnace container 1 and a flat furnace lid 2 which closes both ends of the furnace container 1. The pressure vessel 3 is comprised so that control of the internal pressure is possible. Moreover, the outer periphery of the furnace container 1 is provided with the jacket, and it cools the furnace container 1 by distributing cooling water as a refrigerant inside.

참조 부호 6은 압력 용기(3) 내에 설치된 중공 원통형의 단열벽으로서, 그 내부에는 내부 케이스(17)가 배치되어, 피가열물(7)이 그 내부에 수용된다. 또한 단열벽(6)의 양단은 노벽(2)에 대향하는 위치에서 개구하는 개구부를 갖고 있다. 참조 부호 8은 단열벽(6)의 개구부를 개폐하는 단열덮개이며, 노덮개(2)의 외측에 설치된 실린더(9)에 의해 개폐 구동되도록 되어 있다. 또한, 참조 부호 10은 피가열물(7)을 가열하는 히터로서, 단열벽(6) 내부에 가열실(11)이 형성된다. 참조 부호 16은 압력 용기(3)와 단열벽(6) 사이에 형성되는 공간이다.Reference numeral 6 denotes a hollow cylindrical insulating wall provided in the pressure vessel 3, in which an inner case 17 is disposed, and the heated object 7 is accommodated therein. In addition, both ends of the heat insulation wall 6 have an opening opening at a position opposite to the furnace wall 2. Reference numeral 8 denotes a heat insulating cover for opening and closing the opening of the heat insulating wall 6, and is opened and closed by a cylinder 9 provided on the outside of the furnace cover 2. Reference numeral 10 denotes a heater for heating the heated object 7, and a heating chamber 11 is formed inside the heat insulation wall 6. Reference numeral 16 is a space formed between the pressure vessel 3 and the heat insulation wall 6.

참조 부호 13은 압력 용기(3) 내의 가스(18)를 냉각하기 위한 냉각 핀으로서, 노덮개(2)의 내벽면에 장착된 냉각 부재(14)에 연결되어 있다. 냉각 부재(14)는 원형 평판상으로서, 내부에 냉매로서 냉각수가 흐르는 구조로 되어 있다. 또한, 냉각 부재(14)는 중심부에 실린더(9)의 로드를 통과시키기 위한 개구부(14a)를 갖고 있다. 냉각 핀(13)은 사각형 평판상으로서, 냉각 부재(14)의 한쪽 면에 대해 수직으로 서로 소정 간격을 두고 복수 연결되어 있다. 냉각 핀(13)에는 열전도성이 뛰어난 금속 재료가 사용되지만, 특히 열전도성이 좋은 알루미늄이나 구리 등을 이용하는 것이 바람직하다. 한편, 구리는 알루미늄보다 열전도성이 높고 선팽창 계수도 작기 때문에 냉각 핀의 재료로서는 알루미늄보다 구리가 보다 적합하다고 할 수 있다.Reference numeral 13 denotes a cooling fin for cooling the gas 18 in the pressure vessel 3 and is connected to a cooling member 14 mounted on the inner wall surface of the furnace lid 2. The cooling member 14 has a circular flat plate shape and has a structure in which cooling water flows as a refrigerant therein. Moreover, the cooling member 14 has the opening part 14a for passing the rod of the cylinder 9 in the center part. The cooling fin 13 is a rectangular flat plate shape, and is connected in multiple numbers at predetermined intervals perpendicular to one surface of the cooling member 14. Although the metal material which is excellent in thermal conductivity is used for the cooling fin 13, it is preferable to use aluminum, copper, etc. which are especially excellent in thermal conductivity. On the other hand, since copper has higher thermal conductivity and smaller linear expansion coefficient than aluminum, it can be said that copper is more suitable than aluminum as a material of a cooling fin.

또한, 본 실시예에 있어서, 고압 열처리로는 가로 설치형이기 때문에 가열실(11)로부터 분출된 가스(18)는 화살표 방향으로 흐른다. 따라서, 냉각 핀(18)은 가스(18)가 흐르는 방향을 따르는 방향, 즉, 길이 방향(세로 방향)이 상하 방향을 향하도록 설정하면 된다. 이에 따라, 가스(18)의 흐름을 방해하지 않고 자연 대류가 원활히 행해져 양호한 냉각 성능을 발휘할 수 있다.In addition, in this embodiment, since the high pressure heat treatment furnace is a horizontal installation type, the gas 18 ejected from the heating chamber 11 flows in the direction of the arrow. Therefore, what is necessary is just to set the cooling fin 18 so that the direction along the direction through which gas 18 flows, ie, a longitudinal direction (vertical direction) may face an up-down direction. Thereby, natural convection can be performed smoothly without disturbing the flow of the gas 18, and it can exhibit favorable cooling performance.

또한, 냉각 핀(13)에는 열팽창을 흡수하기 위한 슬릿을 마련하면 된다. 슬릿은, 예를 들면, 냉각 핀(13)의 폭 방향(가로 방향)으로 연장되는 노치를 냉각 핀(13)의 길이 방향(세로 방향)에 걸쳐 복수개 마련하면 된다. 이에 따라, 열응력을 흡수하여 냉각 핀의 변형 및 파손을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 가스가 슬릿에 들어감으로써 가스 흐름에 소용돌이를 발생시켜 냉각 효율이 향상하는 효과를 얻을 수 있다.Moreover, what is necessary is just to provide the cooling fin 13 with the slit for absorbing thermal expansion. What is necessary is just to provide a plurality of slits for example, the notch extended in the width direction (horizontal direction) of the cooling fin 13 over the longitudinal direction (vertical direction) of the cooling fin 13. Accordingly, the heat stress may be absorbed to prevent deformation and breakage of the cooling fins, and gas may enter the slit to generate vortex in the gas flow, thereby improving cooling efficiency.

도 5에 있어서, 냉각 부재(14)는 노덮개(2)에 장착되어 있다. 이와 같이 구성된 냉각 부재(14)에 도입된 냉각수는 냉각 부재(14)를 냉각하고 배출되도록 되어 있다. 그리고, 냉각 부재(14)에 연결된 냉각 핀(13)은 냉각 부재(14)에 의해 냉각되도록 되어 있다.In FIG. 5, the cooling member 14 is attached to the furnace lid 2. The cooling water introduced into the cooling member 14 configured as described above is configured to cool and discharge the cooling member 14. The cooling fins 13 connected to the cooling members 14 are cooled by the cooling members 14.

또, 냉각 핀(13)과 냉각 부재(14)는 각각 별도로 성형한 후 용접 등에 의해 접합하여도 되지만, 냉각 핀(13)과 냉각 부재(14)의 이음면을 모두 밀착시키는 것이 어려워, 냉각 핀(13)의 냉각 성능을 충분히 발휘할 수 없는 점도 생각할 수 있다. 따라서, 냉각 핀(13)과 냉각 부재(14)의 극간을 없애기 위해 양자를 일체로 성형하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 냉각 핀(13)과 냉각 부재(14) 사이의 전열량을 충분히 확보할 수 있다.In addition, although the cooling fin 13 and the cooling member 14 may be separately shape | molded, and they may be joined by welding etc., it is difficult to make all the joint surfaces of the cooling fin 13 and the cooling member 14 contact closely, It is also conceivable that the cooling performance of 13) cannot be sufficiently exhibited. Therefore, in order to eliminate the clearance gap between the cooling fin 13 and the cooling member 14, it is preferable to shape both integrally. Thereby, the heat transfer amount between the cooling fin 13 and the cooling member 14 can be sufficiently secured.

다음으로, 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 고압 열처리로의 동작에 대해 설명한다. 도 6은 본 발명의 고압 열처리로에서의 조업시의 노내 온도(가열실 온도)의 변화의 모습을 나타내는 도면으로서, 실선은 본 발명에 의한 온도 변화를 나타내고, 파선은 도 3의 종래의 고압 열처리로에 의한 온도 변화를 나타내고 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 조업 개시 시각 t에 있어서 히터에 통전하여 승온을 개시하고, 시각 t1로부터 시각 t2까지의 사이에 걸쳐 소정의 처리 온도(예를 들면 1500℃)로 유지하여 열처리를 행한다. 그리고, 처리가 완료한 시각 t2의 시점에서 히터에 대한 통전을 정지하고 냉각 공정으로 이행한다. 냉각 공정에서는 처음 얼마 동안에는 단열덮개(8)를 닫아 두고, 노내 온도가 소정 온도 T′까지 저하되면 단열덮개(8)를 열도록 하고 있다. 이때, 가열실(11) 내의 고온의 가스(18)가 단열벽(6)의 개구부로부터 공간(16)을 향해 분출하여 냉각 핀(13)에 접촉한다. 냉각 핀(13)은 냉각 부재(14)에 의해 냉각되고 있기 때문에, 개폐 도어를 열 때의 온도 T′는 도 3에서의 종래의 고압 열처리로의 단열덮개의 개방 온도 T보다 높은 온도로 설정할 수 있다. 이 결과, 단열덮개를 개방하는 시각 t3′를 도 3의 시각 t3보다 앞당길 수 있다.Next, the operation of the high pressure heat treatment furnace of the present invention configured as described above will be described. 6 is a view showing a change in the furnace temperature (heating chamber temperature) during operation in the high-pressure heat treatment furnace of the present invention, the solid line represents the temperature change according to the present invention, the broken line is the conventional high pressure heat treatment of FIG. The temperature change by the furnace is shown. As shown in FIG. 6, the heater is energized at operation start time t to start the temperature increase, and the heat treatment is maintained at a predetermined processing temperature (for example, 1500 ° C.) from time t 1 to time t 2 . Do it. Then, at the time t 2 , when the processing is completed, the power supply to the heater is stopped to proceed to the cooling process. In the cooling process, the heat insulation cover 8 is closed for the first time, and when the furnace temperature falls to predetermined temperature T ', the heat insulation cover 8 is opened. At this time, the hot gas 18 in the heating chamber 11 blows off from the opening of the heat insulation wall 6 toward the space 16 and contacts the cooling fin 13. Since the cooling fin 13 is cooled by the cooling member 14, the temperature T 'at the time of opening and closing the door can be set to a temperature higher than the opening temperature T of the heat insulation cover of the conventional high pressure heat treatment furnace in FIG. have. As a result, the time t 3 ′ of opening the insulation cover can be advanced earlier than the time t 3 of FIG. 3 .

그리고, 냉각 핀(13)과 접촉한 가스(18)는 다수의 냉각 핀(13)과 열교환을 행하여 냉각되면서 압력 용기(3) 내를 대류하여 단열벽(6)의 개구부로부터 가열실(11)로 순환된다. 냉각 핀(13)은 압력 용기 내에 다수 설치되어 그 냉각 면적이 종래와 비교하여 큰 폭으로 증가하고 있기 때문에 냉각 성능이 높다. 이 결과, 도 6에 나타내는 바와 같이, 냉각 시간을 큰 폭으로 단축할 수 있어 노의 사이클 타임을 단축할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 예를 들면, 종래와 비교하여 냉각 시간을 약 절반으로 단축하는 것이 가능하다.And the gas 18 which contacted the cooling fin 13 heats with many cooling fins 13, and is condensed in the pressure vessel 3, cooling by heat-exchanging the heat chamber 11 from the opening part of the heat insulation wall 6, and cooling. Circulated to Since many cooling fins 13 are provided in a pressure vessel, and the cooling area is largely increasing compared with the past, cooling performance is high. As a result, as shown in FIG. 6, the cooling time can be shortened significantly and the effect which can shorten the cycle time of a furnace can be acquired. For example, it is possible to shorten the cooling time by about half compared with the conventional.

본 발명에서는, 전술한 효과 외에 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 즉, 노 의 냉각 기구에 가동부가 없기 때문에 작동 불량을 일으킬 요인이 없고, 또한, 전기나 가스 등을 필요로 하지 않아 수명의 문제가 없다. 따라서, 에너지 절약이 뛰어나 반영구적으로 사용할 수 있다. 또한, 냉각 핀을 냉매에 의해 냉각되는 냉각 부재(14)에 연결하여 마련하고 냉각 부재(14)를 압력 용기(3)의 내벽부에 장착하는 구성으로 하였으므로, 수냉 튜브에 의한 냉각 방식이나 모터 및 팬에 의한 냉각 방식 등과 비교하여 구조가 간단하고 부품수의 증가도 적기 때문에 비용 증가가 최소한으로 억제된다. 게다가, 냉각 부재(14)를 노덮개(2)의 내벽에 장착함으로써, 노용기 길이를 늘리는 것만으로 설치가 가능해져 설계가 용이하다.In the present invention, in addition to the effects described above, the following effects can be obtained. That is, since there is no movable part in the cooling mechanism of the furnace, there is no cause of malfunction, and there is no problem of life because no electricity or gas is required. Therefore, it is excellent in energy saving and can be used semi-permanently. In addition, since the cooling fin is connected to the cooling member 14 cooled by the refrigerant, and the cooling member 14 is mounted on the inner wall of the pressure vessel 3, the cooling method and the motor and Compared with the cooling method by a fan, the structure is simple and the number of parts is small, so that the increase in cost is minimized. In addition, by attaching the cooling member 14 to the inner wall of the furnace lid 2, installation is possible only by lengthening a furnace container, and design is easy.

또, 전술한 실시예에서는, 압력 용기(3)의 노덮개(2)는 평판이었지만, 만곡된 형상의 경판이라도 무방하다. 이 경우, 냉각 부재(14)의 노덮개(2)에 접하는 측은 경판의 만곡 형상에 맞추어 성형된다.Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the furnace lid 2 of the pressure vessel 3 was a flat plate, the curved board of the curved shape may be sufficient. In this case, the side which contacts the furnace lid 2 of the cooling member 14 is shape | molded according to the curved shape of a hard board.

또한, 전술한 실시예에서는 가로 설치형의 소결로에 대해 설명하였지만, 본 발명은 세로 설치형의 소결로에 대해서도 당연히 적용 가능하다.In addition, in the above-mentioned embodiment, although the horizontal installation type sintering furnace was demonstrated, this invention is naturally applicable also to a vertical installation type sintering furnace.

한편, 본 발명의 고압 열처리로를 바람직한 실시예에 의해 설명하였지만, 본 발명에 포함되는 권리 범위는 이 실시예로 한정되지 않는 것을 이해할 수 있을 것이다. 반대로, 본 발명의 권리 범위는, 첨부의 청구의 범위에 포함되는 모든 개량, 수정 및 균등물을 포함하는 것이다.On the other hand, although the high-pressure heat treatment furnace of the present invention has been described by the preferred embodiment, it will be understood that the scope of rights included in the present invention is not limited to this embodiment. On the contrary, the scope of the present invention includes all the improvements, modifications, and equivalents included in the appended claims.

Claims (7)

노용기(爐容器)와 노용기를 닫는 노덮개를 갖는 압력 용기와,A pressure vessel having a furnace container and a furnace lid for closing the furnace container, 상기 압력 용기 내에 설치되고 상기 노덮개에 대향하여 개구하며, 내부에 피처리물을 수용하는 가열실을 형성하는 단열벽과,A heat insulation wall installed in the pressure vessel and opened to face the furnace lid and forming a heating chamber for receiving an object to be processed therein; 상기 단열벽의 개구부를 개폐하도록 구동되는 단열덮개와,An insulation cover driven to open and close the opening of the insulation wall; 상기 상기 가열실에 설치되고 피처리물을 가열하는 히터와,A heater installed in the heating chamber and heating the object to be processed; 상기 노덮개 내면에 설치되어 상기 압력 용기 내의 가스를 냉각하며, 냉매에 의해 냉각되는 냉각 부재에 연결된 복수의 냉각 핀을 구비하는 것을 특징으로 하는 고압 열처리로. And a plurality of cooling fins installed on an inner surface of the furnace cover to cool the gas in the pressure vessel and connected to a cooling member cooled by a refrigerant. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 냉각 부재는 상기 노덮개의 내벽면에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 고압 열처리로. The cooling member is a high pressure heat treatment furnace, characterized in that attached to the inner wall surface of the furnace cover. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 냉각 핀과 상기 냉각 부재는 일체로 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 고압 열처리로. And said cooling fin and said cooling member are integrally molded. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 각 냉각 핀은 열팽창을 흡수하기 위한 슬릿을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고압 열처리로.Each said cooling fin has the slit for absorbing thermal expansion, The high pressure heat processing furnace characterized by the above-mentioned. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 냉각 핀은 열전도율이 뛰어난 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압 열처리로. The cooling fin is a high pressure heat treatment furnace, characterized in that made of a material having excellent thermal conductivity. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 냉각 핀은 가스의 흐름을 따르는 방향으로 핀의 길이 방향을 향하는 것을 특징으로 하는 고압 열처리로.The cooling fin is a high-pressure heat treatment furnace, characterized in that it is directed in the longitudinal direction of the fin in the direction of the flow of gas.
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