KR20100122943A - Single chamber vacuum heat treating furnace and method of preventing oxidation of article to be treated in single chamber vacuum heat treating furnace - Google Patents
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Abstract
노벽(11)에 수냉 자켓(15)이 설치되고, 이 노벽(11)에 의해 내부에 피처리품(W)의 처리 공간(S)이 형성된 노본체(1)와, 노본체(1) 내에 설치된 피처리품(W)을 가열하는 가열 장치(2)와, 처리 공간(S) 내에 냉각 가스를 공급하는 냉각 가스 공급 장치(3)와, 처리 공간(S) 내에 설치된 열교환기(52)에 의해 상기 냉각 가스를 통해 피처리품(W)을 냉각하는 제1 냉매 순환계와, 상기 처리 공간 내를 감압하는 감압 장치(4)와, 냉각 자켓(15)에 냉매(C)를 공급하는 제2 냉매 순환계를 구비한 단실형 진공 열처리로(A)에 있어서, 상기 제2 냉매 순환계가 냉매(C)를 가열하는 냉매 가열부(65)를 구비하고 있다. 상기 구성에 의해, 단시간에 효과적으로 노본체(1)의 내표면의 결로를 방지하고, 작업 효율을 향상시켜 양호한 피처리품을 얻을 수 있다.A water cooling jacket 15 is provided on the furnace wall 11, and the furnace body 11 has a processing space S of the object to be processed W formed therein by the furnace wall 11 and in the furnace body 1. In the heating device 2 for heating the installed object W, the cooling gas supply device 3 for supplying the cooling gas into the processing space S, and the heat exchanger 52 provided in the processing space S. A first refrigerant circulation system for cooling the object W through the cooling gas, a decompression device 4 for reducing the pressure in the processing space, and a second supply of the refrigerant C to the cooling jacket 15. In the single chamber vacuum heat treatment furnace A provided with the refrigerant circulation system, the said 2nd refrigerant circulation system is equipped with the refrigerant | coolant heating part 65 which heats the refrigerant | coolant C. As shown in FIG. According to the said structure, condensation of the inner surface of the furnace main body 1 can be prevented effectively in a short time, work efficiency can be improved, and a favorable to-be-processed object can be obtained.
Description
본 발명은, 금속 제품에 대해 예를 들면 담금질 등의 열처리를 할 때에 이용되는 단실형 진공 열처리로 및 단실형 진공 열처리로에서의 피처리품의 산화 방지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a single chamber vacuum heat treatment furnace used for performing heat treatment such as quenching on a metal product, and a method for preventing oxidation of a workpiece in a single chamber vacuum heat treatment furnace.
본원은, 2008년 3월 12일에 일본 출원된 일본특허출원 제2008-62557호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2008-62557 for which it applied to Japan on March 12, 2008, and uses the content here.
종래, 이 종류의 장치로서, 노(爐)본체의 개구부를 통해 노본체 내에 피처리품을 설치하고, 상기 개구부를 폐색(閉塞)한 후 노본체 내를 진공상태로 함과 아울러, 상기 피처리품을 가열하여 이를 가열 처리한 후, 상기 노본체 내에 냉각 가스를 도입하여 피처리품을 냉각하고, 그 후 상기 개구부를 개구시켜 상기 피처리품을 새로운 피처리품으로 교환하여 순차적으로 피처리품의 열처리를 행하는 것이 알려져 있다.Conventionally, this type of apparatus is provided with an object to be processed in the furnace body through an opening of the furnace body, and the inside of the furnace body is vacuumed after closing the opening. After the article is heated and heat treated, a cooling gas is introduced into the furnace body to cool the workpiece. Then, the opening is opened to replace the workpiece with a new workpiece. It is known to perform a heat treatment.
이러한 장치에서는, 피처리품의 가열 처리 중에 노벽이 고온이 되어 작업 환경이 악화되는 것 및 노벽이 열화되는 것을 방지하기 위해, 노벽에 설치된 냉각 자켓 내에 냉매를 공급하여 노벽을 냉각한다.In such an apparatus, the furnace wall is cooled by supplying a refrigerant in a cooling jacket provided on the furnace wall in order to prevent the furnace wall from becoming hot during the heat treatment of the workpiece to deteriorate the working environment and deteriorate the furnace wall.
그런데, 이러한 단실형의 진공 열처리에서는, 진공 열처리 후에 노문을 열고 피처리품을 외부로 꺼낼 때에, 냉각 처리에 의해 노본체의 내표면 온도가 외기 온도보다 낮아지면, 노 내로 유입된 외기 중의 수분이 노본체의 내표면에 결로(結露)한다. 그리고, 이 상태로 새로운 피처리품을 노 내에 설치하여 가열하면, 진공 열처리 중에 결로한 물방울이 서서히 기화하여 수증기가 되고, 이것이 피처리품의 표면을 산화하여 피처리품을 착색시킨다.By the way, in such a single chamber vacuum heat treatment, when the furnace door is opened after vacuum heat treatment and the object to be processed is taken out, when the inner surface temperature of the furnace body is lower than the outside air temperature by the cooling treatment, moisture in the outside air introduced into the furnace is released. Condensation forms on the inner surface of the furnace body. In this state, when a new to-be-processed product is installed in a furnace and heated, condensation droplets gradually evaporate and become water vapor during vacuum heat treatment, which oxidizes the surface of the to-be-processed product to color the to-be-processed product.
하기 특허문헌 1에는, 피처리품의 진공 열처리의 전공정 및/또는 후공정으로서, 노문을 닫은 채로 노 내로 냉각 가스를 순환시킴과 아울러 이 냉각 가스를 노 내에 설치된 가열 장치에 의해 가열함으로써, 노 내 전체를 수분의 증발 온도보다도 충분히 높게 피처리품이 산화·착색되지 않는 온도까지 가열하여, 노본체의 내표면에의 결로와 이에 따른 피처리품의 산화 및 착색을 방지하는 방법이 개시되어 있다.In
그러나, 종래의 기술에서는, 노본체의 노벽에 설치된 냉각 자켓 내에 냉매가 공급되어 있으므로, 가열한 냉각 가스를 순환시키더라도 노본체의 내표면의 승온에 상당한 시간을 필요로 한다. 그 때문에, 다음의 피처리품의 처리를 개시할 때까지 기다릴 필요가 있고, 결과적으로 피처리품의 처리 효율이 저하되는 문제가 있다.However, in the related art, since the coolant is supplied in the cooling jacket provided on the furnace wall of the furnace body, even when the heated cooling gas is circulated, a considerable time is required for the temperature increase of the inner surface of the furnace body. Therefore, it is necessary to wait until starting processing of the next to-be-processed object, and as a result, there exists a problem that the processing efficiency of a to-be-processed object falls.
이 발명은 이러한 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 단시간에 효과적으로 노 내의 결로를 방지하고, 작업 효율을 향상시켜 양호한 피처리품을 얻을 수 있는 단실형 진공 열처리로 및 단실형 진공 열처리로에서의 피처리품의 산화 방지 방법을 제공하는 데에 있다.The present invention has been made in view of such circumstances, and its object is to prevent condensation in a furnace effectively in a short time, and to improve work efficiency in a single-room vacuum heat treatment furnace and a single-room vacuum heat treatment furnace that can obtain a good to-be-processed product. The present invention provides a method for preventing oxidation of an object to be treated.
상기 목적을 달성하기 위해, 이 발명은 이하의 수단을 제안하고 있다.In order to achieve the above object, the present invention proposes the following means.
즉, 본 발명은, 단실형 진공 열처리로에 관한 제1 수단으로서, 노벽에 수냉 자켓이 설치되고, 노벽에 의해 내부에 피처리품의 처리 공간이 형성된 노본체와, 노본체 내에 설치된 피처리품을 가열하는 가열 장치와, 처리 공간 내에 냉각 가스를 공급하는 냉각 가스 공급 장치와, 처리 공간 내에 설치된 열교환기에 의해 냉각 가스를 통해 피처리품을 냉각하는 제1 냉매 순환계와, 처리 공간 내를 감압하는 감압 장치와, 냉각 자켓에 냉매를 공급하는 제2 냉매 순환계를 구비한 단실형 진공 열처리로에 있어서, 제2 냉매 순환계가, 냉매를 가열하는 냉매 가열부를 구비한다는 수단을 채용한다.That is, the present invention relates to a furnace body in which a water-cooling jacket is provided on a furnace wall, and a treatment space for an object to be processed is formed inside the furnace wall as a first means of a single chamber type vacuum heat treatment furnace, and an object to be processed in the furnace body. A heating device to heat, a cooling gas supply device for supplying cooling gas into the processing space, a first refrigerant circulation system for cooling the object to be processed through the cooling gas by a heat exchanger provided in the processing space, and a reduced pressure to depressurize the inside of the processing space. In a single chamber vacuum heat treatment furnace having a device and a second refrigerant circulation system for supplying a refrigerant to the cooling jacket, the second refrigerant circulation system employs a means for providing a refrigerant heating portion for heating the refrigerant.
단실형 진공 열처리로에 관한 제2 수단으로서, 상기 제1 수단에 있어서, 제2 냉매 순환계가, 냉각 자켓에 공급하는 냉매를 냉각하는 냉매 냉각부와, 냉매 가열부를 구비하여 구성되고, 또, 단실형 진공 열처리로가, 제2 냉매 순환계에서의 냉매의 온도를 계측하는 센서와, 센서의 출력 신호에 기초하여 냉매 가열부 및 냉매 냉각부를 제어하는 제어 장치를 구비한다는 수단을 채용한다.A second means relating to a single chamber type vacuum heat treatment furnace, wherein in the first means, the second refrigerant circulation system includes a refrigerant cooling unit for cooling the refrigerant supplied to the cooling jacket, and a refrigerant heating unit. Means are employed in which the real vacuum heat treatment furnace includes a sensor for measuring the temperature of the coolant in the second coolant circulation system and a control device for controlling the coolant heating section and the coolant cooling section based on the output signal of the sensor.
단실형 진공 열처리로에 관한 제3 수단으로서, 상기 제2 수단에 있어서, 노본체가, 그 내부에 피처리품을 반입·반출하는 개구부를 구비함과 아울러, 개구부를 개폐하는 노문과, 노문에 의한 개구부의 폐색 해제를 행하는 로크 기구를 구비하고, 제어 장치가, 피처리품의 냉각 중에 노문을 폐색함과 아울러 냉각 후에 냉매의 온도를 노밖 주위의 기온 이상 또한 소정의 시간으로 유지한 경우에 폐색을 해제하는 로크 기구 제어부를 구비하고 있다는 수단을 채용한다.A third means of a single chamber type vacuum heat treatment furnace, wherein in the second means, the furnace body has an opening for carrying in and out of an object to be processed, and an open door for opening and closing an opening and an open door. And a lock mechanism for releasing the blockage of the opening by the control device. The control device closes the furnace door during the cooling of the workpiece, and maintains the blockage when the temperature of the refrigerant is maintained at a temperature higher than the ambient temperature outside the furnace after the cooling. The means which is provided with the lock mechanism control part for releasing is employ | adopted.
단실형 진공 열처리로에서의 피처리품의 산화 방지 방법에 관한 제1 수단으로서, 노본체의 개구부를 통해 노본체 내에 피처리품을 설치하고, 개구부를 폐색한 후 노본체 안을 진공상태로 함과 아울러, 노본체의 노벽에 설치된 냉각 자켓 내에 냉매를 공급하여 노벽을 냉각하고, 피처리품을 가열하여 이를 가열 처리한 후, 노본체 내에 냉각 가스를 도입하여 피처리품을 냉각하고, 그 후 개구부를 개구시켜 피처리품을 새로운 피처리품으로 교환하여 순차적으로 피처리품의 열처리를 행하는 단실형 진공 열처리로에서의 피처리품의 산화 방지 방법으로서, 피처리품의 냉각 후에 냉매를 가열하여 노벽을 승온시킴으로써 새로운 피처리품의 가열 처리시에서의 수증기의 발생을 방지하여 피처리품의 산화를 방지한다는 수단을 채용한다.As a first means of the oxidation prevention method of a to-be-processed object in a single chamber type vacuum heat treatment furnace, the to-be-processed product is installed in a furnace body through the opening part of a furnace body, and the inside of a furnace body is vacuumed after closing an opening part, After cooling the furnace wall by supplying a coolant in a cooling jacket installed on the furnace wall of the furnace body, heating the workpiece and heating it, a cooling gas is introduced into the furnace body to cool the workpiece, and then the opening is opened. A method of preventing oxidation of a workpiece in a single chamber vacuum heat treatment furnace in which an opening is replaced with a new workpiece to sequentially heat-treat the workpiece. A method of preventing oxidation of a workpiece by heating the refrigerant after cooling the workpiece is performed by raising a furnace wall. Means for preventing the generation of water vapor during the heat treatment of the workpiece to prevent oxidation of the workpiece are employed.
단실형 진공 열처리로에서의 피처리품의 산화 방지 방법에 관한 제2 수단으로서, 상기 제1 수단에 있어서, 냉매의 온도를 노밖 주위의 기온 이상, 또한 소정의 시간 유지하여 피처리품을 반입 및/또는 반출한다는 수단을 채용한다.As a second means of the oxidation prevention method of a to-be-processed object in a single chamber type vacuum heat-treatment furnace, in the said 1st means, carrying in the to-be-processed object by maintaining the temperature of a refrigerant | coolant more than the ambient temperature outside a furnace, and predetermined time. Or means for carrying out.
또한, 단실형 진공 열처리로에서의 피처리품의 산화 방지 방법에 관한 제3 수단으로서, 상기 제2 수단에 있어서, 냉매의 온도가 노밖 주위의 기온 이상, 또한 소정의 시간 유지될 때까지는, 노본체의 노문을 닫아 둔다는 수단을 채용한다.Moreover, as a 3rd means which concerns on the oxidation prevention method of the to-be-processed object in a single chamber type vacuum heat processing furnace, in a said 2nd means, a furnace main body is maintained until the temperature of a refrigerant | coolant is maintained more than the ambient temperature outside a furnace and for predetermined time. Adopt a means to close the prosecution.
본 발명에 따르면, 노벽에 설치된 냉각 자켓에 공급되는 냉매를 가열하는 냉매 가열부를 구비하므로, 노본체의 내표면이 직접적으로 승온된다. 이에 의해, 노본체의 내표면의 결로가 단시간에 효과적으로 방지됨과 아울러 작업 효율을 향상시켜 양호한 피처리품을 얻는 것이 가능하게 된다.According to the present invention, since the refrigerant heating portion for heating the refrigerant supplied to the cooling jacket provided on the furnace wall is provided, the inner surface of the furnace body is directly heated up. As a result, condensation on the inner surface of the furnace body can be effectively prevented in a short time, and the working efficiency can be improved to obtain a good to-be-processed product.
도 1은 본 발명의 일실시형태에서의 단실형 진공 열처리로의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1에서의 A-A선 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에서의 단실형 진공 열처리로의 처리 공정의 일부를 발췌한 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the whole structure of the single chamber type vacuum heat processing furnace in one Embodiment of this invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1.
3 is an excerpt of a part of the single-bed vacuum heat treatment furnace treatment step according to the first embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to drawings.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 단실형 진공 열처리로(A)의 전체 구성을 도시하는 도면이고, 도 2는 도 1에서의 A-A선 단면도이다. 또, 도 1은 가열실(R)을 밀폐한 상태를 나타내고, 도 2는 가열실(R)을 개방한 상태를 나타내고 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the whole structure of the single chamber type vacuum heat processing furnace A which concerns on embodiment of this invention, and FIG. 2 is sectional drawing along the line A-A in FIG. 1 has shown the state which sealed the heating chamber R, and FIG. 2 has shown the state which opened the heating chamber R. Moreover, FIG.
도 1에 도시된 바와 같이, 단실형 진공 열처리로(A)는 노본체(1), 가열 장치(2), 냉각 가스 공급 장치(3), 감압 장치(4), 냉각 장치(5), 냉매 순환계(6), 제어 장치(8)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 1, the single chamber type vacuum heat treatment furnace A includes a
노본체(1)는, 노벽(11)에 의해 대략 원통형상으로 형성되고, 내부에 피처리품(W)의 처리 공간(S)이 형성되어 있다. 이 노본체(1)는, 중심축(상기 원통의 중심축)이 수평이 되도록 하측에 위치하는 다리부(17)를 통해 바닥(F)에 설치되어 있다.The
노본체(1)는, 용기 몸통부(12)와 노문(13)과 로크 기구(14)와 냉각 자켓(15)을 구비하고 있다.The
용기 몸통부(12)는 노벽(11a)에 의해 구성되고, 한쪽의 단부가 개구부(12a)로 된 대략 원통형상의 것으로, 가열 장치(2) 등을 용기 몸통부(12)의 내부에 수용함과 아울러 개구부(12a)로부터 피처리품(W)이 반입, 반출된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이 용기 몸통부(12)의 내부 하방에는, 개구부(12a)부터 다른 쪽의 단부 근방까지 노본체(1)의 중심축 방향을 따라 서로 평행하게 형성된 2개의 평행 플로어부(12b)가 형성되어 있다. 또한, 개구부(12a)의 주위를 둘러싸는 노벽(11a)에는 플랜지부(12c)가 형성되어 있다.The
노문(13)은 노벽(11b)에 의해 구성된 대략 원반형상의 것으로, 개구부(12a)를 개구·폐색한다. 이 노문(13)의 주연(周緣)에는, 개구부(12a)의 폐색시에 플랜지부(12c)와 겹치도록 형성된 플랜지부(13a)가 형성되어 있다.The furnace door 13 is a substantially disk-shape comprised by the
로크 기구(14)는, 노문(13)에 의한 개구부(12a)의 폐색 및 그 해제를 행한다. 구체적으로는, 플랜지부(12c)와 플랜지부(13a)에 걸어맞추어지는 클램프 링(14a)과, 클램프 링(14a)을 조이는 구동 기구(14b)로 이루어지고, 플랜지부(12c)와 플랜지부(13a)를 밀착시킨 상태로 강고하게 고정하고, 용기 몸통부(12)를 밀폐하는 것이 가능하다.The
냉각 자켓(15(15a, 15b))은, 처리 공간(S)을 둘러싸도록 노벽(11(11a, 11b))의 양단부에 각각 설치되고, 각각 냉매(C)가 공급되는 공급구(15a1, 15b1)가 구비됨과 아울러 냉매(C)를 배출하는 배출구(15a2, 15b2)가 구비되어 있다. 또, 냉각 자켓(15a, 15b)은 직접적으로는 연통(連通)하지 않고 서로 독립되어 있다.The cooling jackets 15 (15a, 15b) are respectively provided at both ends of the furnace walls 11 (11a, 11b) so as to surround the processing space S, and supply ports 15a1, 15b1 to which the refrigerant C is supplied, respectively. ) Is provided, and outlets 15a2 and 15b2 for discharging the refrigerant C are provided. In addition, the
가열 장치(2)는, 평행 플로어부(12b)에 지지되어 용기 몸통부(12) 내에 수용되어 있다. 이 가열 장치(2)는, 차륜(21)이 설치된 상자형 단열재(22), 히터(26), 노상(27; hearth)을 구비하고 있다.The
차륜(21)은, 상자형 단열재(22)에 의해 구성되는 가열실(R)이 평행 플로어부(12b) 상을 노본체(1)의 중심축 방향으로 이동할 수 있도록, 상자형 단열재(22)의 바닥판(22a)(후술)의 하면에 부착되어 있다.The
상자형 단열재(22)는 세라믹 화이버 제품이며, 가열실(R)을 구성한다. 즉, 가열실(R)은, 차륜(21)이 설치되는 바닥판(22a), 개구부(12a)측에 설치된 정면벽(22b), 이 정면벽(22b)과 대향하도록 설치된 배면벽(22c), 노본체(1)의 중심축을 따름과 아울러 서로 평행하게 되도록 설치된 측면벽(22d, 22e), 상측판(22f)으로 구성되고, 피처리품(W)을 수용 가능하다.The box-shaped
이 상자형 단열재(22)에는, 가열실(R)의 온도를 계측하기 위한 열전쌍(도시생략)이 구비되어 있고, 이 계측 신호가 제어 장치(8)로 전송된다.This box-shaped
또한, 정면벽(22b)에는, 피처리품(W)의 반입 반출구(23a)가 형성됨과 아울러 이를 개폐 가능한 가열실문(23b)이 설치되어 있다. 또, 바닥판(22a)에는 냉각 가스 도입구(24a)가 형성됨과 아울러 이를 개폐 가능한 하부덮개(24b)가 설치되어 있고, 상측판(22f)에는 냉각 가스 배출구(25a)가 형성됨과 아울러 이를 개폐 가능한 상부덮개(25b)가 설치되어 있다.Further, the
하부덮개(24b)는, 노밖의 하부에 설치된 공기압 실린더(24c)에 의해 연직으로 구동되고, 상부덮개(25b)는, 노밖의 측부에 설치된 공기압 실린더(25c)에 의해 수평으로 구동된다. 또, 가열실문(23b)은 도시하지 않은 개폐 장치에 의해 개폐된다.The
이와 같이, 반입 반출구(23a)를 가열실문(23b)에 의해 폐색시킨 상태에서, 하부덮개(24b) 및 상부덮개(25b)를 닫음으로써 가열실(R)이 밀폐됨과 아울러, 하부덮개(24b) 및 상부덮개(25b)를 개방함으로써 가열실(R)이 외부와 연통한다.In this way, while the carry-in / out
히터(26)는, 피처리품(W)이 가열실(R)로 반입된 경우에 피처리품(W)을 둘러싸도록 가열실(R)에 설치되어 있다.The
노상(27)은, 노본체(1)의 중심축에 평행한 복수의 봉형상 부재로 구성되어 있고, 바닥판(22a)에 설치되어 있다.The
냉각 가스 공급 장치(3)는 처리 공간(S)에 냉각 가스(G)를 공급하는 것이고, 감압 장치(4)는 개구부(12a)로부터 유입된 외기를 배기하여 처리 공간(S)을 감압한다.The cooling
냉각 장치(5)는, 송풍기(51)와 열교환기(52)를 구비하고 있다.The
송풍기(51)는, 냉각 가스(G)를 송풍하는 냉각 팬(51a)과, 이 냉각 팬(51a)을 회동시키는 팬 모터(51b)를 구비하고, 냉각 팬(51a)이 노 내에 위치하고, 팬 모터(51b)가 노밖에 위치하도록 노본체(1)의 상부에 설치되어 있다.The
열교환기(52)는 내부에 냉매(C)가 흐르는 복수의 전열관을 구비하고, 이 복수의 전열관이 냉각 팬(51a)을 둘러싸도록 노본체(1)에서의 노 내 상부에 설치되어 있다.The
냉매 순환계(제1 냉매 순환계, 제2 냉매 순환계)(6)는 냉각 자켓(15), 열교환기(52), 냉매조(61), 순환 펌프(62), 삼방밸브(63), 병렬적으로 배치되는 냉매 냉각부(64) 및 냉매 가열부(65), 이들 사이에 순차적으로 설치되는 배관(66(66a~66m))으로 개략 구성되어 있다.The refrigerant circulation system (first refrigerant circulation system, second refrigerant circulation system) 6 includes a cooling
냉매조(61)는 냉매(C)의 저류조로서 기능하는 것으로, 항상 일정한 냉매(C)가 저류되어 있다. 또, 본 실시형태에서는, 냉매(C)로서 오일을 이용하고 있다.The
이 냉매조(61)에는 열전쌍(71)이 구비되어 있다. 이 열전쌍(71)은, 냉매조(61)에 저류한 냉매(C)의 온도를 계측하고, 그것에 기초하는 신호를 제어 장치(8)에 계속적으로 공급한다.The
순환 펌프(62)는, 배관(66a)에 의해 냉매조(61)와 연통하고, 냉매조(61)에 저류된 냉매(C)를 배관(66b)으로 송출한다.The
삼방 밸브(63)는 전동식이며, 배관(66b)과, 냉매 냉각부(64)에 연통하는 배관(66c)과, 냉매 가열부(65)에 연통하는 배관(66d)이 접속되어 있다. 즉, 이 삼방 밸브(63)를 동작시킴으로써, 순환 펌프(62)로부터 송출된 냉매(C)의 계로(系路)를 배관(66c) 또는 배관(66d) 중 어느 하나로 절환할 수 있다.The three-
냉매 냉각부(64)는, 배관(66c)으로부터 유입된 냉매(C)와 열교환을 행하여 냉매(C)를 냉각하는 것으로, 이 냉각된 냉매(C)가 유출하는 배관(66e)과 연통한다.The
냉매 가열부(65)는, 배관(66d)으로부터 유입된 냉매(C)와 열교환을 행하여 냉매(C)를 가열하는 것으로, 이 가열된 냉매(C)를 유출하는 배관(66f)과 연통한다.The
배관(66e)과 배관(66f)은, 연통하여 하나의 배관을 구성한 후에, 자켓(15a)의 공급구(15a1)에 접속된 배관(66g), 자켓(15b)의 공급구(15b1)에 접속된 배관(66h), 열교환기(52)에 접속되는 배관(66i)의 3개의 배관으로 분기한다.After the
그리고, 배관(66g), 배관(66h)으로부터 각각 냉각 자켓(15a, 15b)으로 유입된 냉매(C)는, 처리 공간(S)을 둘러싸는 냉각 자켓(15) 안을 흐른 후에, 배출구(15a2, 15b2)로부터 각각 배관(66j, 66k)으로 유입되어 이들 배관(66j, 66k)과 연통하는 냉매조(61)에 저류된다. 마찬가지로, 열교환기(52)의 전열관을 흐른 냉매(C)는 배관(66m)을 통해 냉매조(61)에 저류된다.The refrigerant C introduced into the
이와 같이 하여 냉매 순환계(6)가 구성되어 있다.In this way, the
제어 장치(8)는 가열 장치(2), 냉각 가스 공급 장치(3), 감압 장치(4), 냉각 장치(5), 냉매 순환계(6)의 순환 펌프(62)의 동작을 제어한다.The
예를 들면, 제어 장치(8)는, 피처리품(W)의 가열 처리시에 있어서 히터(26)에 통전하여 원하는 온도까지 피처리품(W)을 가열하고, 또한 냉매(C)가 냉각되도록 순환계로를 배관(66c)으로 함과 아울러 냉매 냉각부(64)를 작동시켜 냉매(C)를 냉각한다. 마찬가지로, 냉각 처리시에 있어서 노 내 온도보다도 설정 온도가 높은 경우, 제어 장치(8)는 냉매(C)를 냉각한다. 또, 가열 처리 및 냉각 처리의 온도나 시간은 피처리품(W)의 금속의 종류 및 열처리의 종류에 따라 적절히 변경된다.For example, the
이 제어 장치(8)는, 피처리품(W)의 냉각 처리 후부터 새로운 피처리품(W)의 장입을 완료시킬 때까지의 동안에 냉매(C)의 온도가 설정 온도(t)보다도 낮은 경우에 냉매(C)를 승온시킨다. 구체적으로는, 삼방 밸브(63)를 동작시켜 냉매 순환계를 배관(66d)으로 절환함과 아울러, 냉매 가열부(65)를 작동시켜 냉매를 가열한다. 또, 이 냉매(C)의 설정 온도(t)는, 일반적으로 노본체(1)의 내표면의 결로를 유효하게 방지할 수 있는 온도(외기온을 10℃정도 상회하는 온도)로 설정되어 있다. 또한, 외기온의 정보는 노밖에 설치된 온도 센서(도시생략)로부터의 출력 신호로서 제어 장치(8)에 공급된다.The
또, 이 제어 장치(8)는, 로크 기구 제어부(81)를 구비하고 있다. 이 로크 기구 제어부(81)는, 피처리품(W)의 냉각 중에 노문(13)을 폐색함과 아울러 냉각 후에 냉매(C)의 온도를 설정 온도(t) 이상 또한 소정의 시간(T)으로 유지한 경우에 노문(13)의 폐색을 해제한다.Moreover, this
다음에, 상기 구성으로 이루어진 단실형 진공 열처리로(A)의 동작에 대해 설명한다. 도 3은 이 단실형 진공 열처리로(A)의 처리 공정의 일부를 발췌한 것이다. 또, 이하의 설명에서는, 복수의 피처리품(W)의 담금질을 행하는 경우에 대해 설명한다. 또한, 이 열처리 직전의 열처리로부터는 충분히 시간이 경과하여 노 내 온도가 외기온과 동일하게 되어 있고, 냉매(C)는 항상 냉매 순환계(6)를 순환하고 있는 것으로 한다.Next, the operation of the single chamber vacuum heat treatment furnace A having the above configuration will be described. 3 extracts a part of the treatment step of the single chamber vacuum heat treatment furnace A. FIG. In addition, in the following description, the case where hardening of the some to-be-processed object W is performed is demonstrated. It is also assumed that a sufficient time has elapsed from the heat treatment immediately before the heat treatment, and the furnace temperature is equal to the outside air temperature, and the coolant C is always circulating through the
우선, 노문(13)을 열어 개구부(12a)를 개구하고, 가열실(R)을 외부로 노출시켜 가열실 문(23b)을 열어 반입 반출구(23a)를 개구한다.First, the open door 13 is opened to open the
다음에, 피처리품(W)이 노상(27)과 대략 동일한 높이에 놓인 장입 추출대를 개구부(12a)에 마주 보게 한다. 그리고, 피처리품(W)을 가열실(R)의 내부에 반입한 후, 장입 추출대를 개구부(12a)로부터 이격시킴과 아울러 가열실 문(23b)을 닫고 반입 반출구(23a)를 닫는다. 또, 플랜지부(13a)를 플랜지부(12c)에 겹쳐맞추도록 노문(13)을 닫고, 구동 기구(14b)에 의해 클램프 링(14a)을 단단히 조여 용기 몸통부(12)를 밀폐한다.Next, the workpiece W is made to face the
다음에, 감압 장치(4)를 작동시켜 처리 공간(S)을 감압한다. 이 때, 가열실(R)에서의 바닥판(22a)의 냉각 가스 도입구(24a)와 상측판(22f)의 냉각 가스 배출구(25a)는 개구한 상태이다. 그리고, 소정의 진공도가 된 후에 공기압 실린더(24c, 25c)를 작동시켜 하부덮개(24b), 상부덮개(25b)를 구동하여, 냉각 가스 도입구(24a), 냉각 가스 배출구(25a)를 각각 폐색한다.Next, the decompression device 4 is operated to depressurize the processing space S. FIG. At this time, the cooling
다음에, 히터(26)에 통전함으로써 피처리품(W)을 소정의 온도 또한 소정의 시간으로 가열한다. 이 때, 노벽(11) 및 열교환기(52)가 히터(26)로부터의 복사에 의해 가열됨으로써 냉매(C)의 온도가 상승하므로, 냉매 순환계(6)의 계로를 배관(66c)으로 한 후에 냉매 냉각부(64)를 작동시켜 냉매(C)를 냉각하고, 노벽(11)을 냉각한다.Next, by energizing the
가열 처리 후, 다시 공기압 실린더(24c, 25c)를 작동시켜 하부덮개(24b), 상부덮개(25b)를 구동하여, 냉각 가스 도입구(24a), 냉각 가스 배출구(25a)를 각각 개구시킴과 아울러 냉각 가스 공급 장치(3)를 작동시켜 냉각 가스(G)를 공급한다(도 2 참조).After the heat treatment, the
동시에 냉각 장치(5)를 구동시켜 냉각 가스(G)를 처리 공간(S)으로 순환시킨다. 이 때, 냉각 가스(G)는 열교환기(52)의 전열관 내부에 흐르는 냉매(C)와 열교환을 행함으로써 냉각되고, 냉매(C)가 냉각 가스(G)로부터 받은 열은 냉매 냉각부(64)에 의해 방열된다. 또, 가열실(R)에서는, 냉각 가스 도입구(24a)로부터 노상(27)을 통과하여 냉각 가스 배출구(25a)로부터 배출되도록 순환한다.At the same time, the
냉각 처리 완료를 검지(단계 S1)한 제어 장치(8)는, 냉매(C)의 온도를 계측함과 아울러 냉매(C)의 온도가 설정 온도(t)보다도 높은지 여부를 판단한다(단계 S2).The
단계 S2의 판단이 「아니오」인 경우, 즉, 냉매(C)의 온도가 설정 온도(t)를 밑도는 경우에는, 삼방 밸브(63)에 의한 냉매 순환계(6)의 계로가 배관(66c)인지를 판단한다(단계 S3).If the judgment of step S2 is "no", that is, when the temperature of the refrigerant C falls below the set temperature t, whether the passage of the
단계 S3의 판단이 「예」인 경우에는, 삼방 밸브(63)를 작동시켜 냉매 순환계(6)의 계로를 배관(66d)의 방향으로 절환한다(단계 S4). 본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이 노벽(11) 및 냉각 가스(G)를 냉각하기 위해 냉매 순환계(6)의 계로를 배관(66c)으로 한 후에 냉매 냉각부(64)를 작동시켰으므로, 삼방 밸브(63)를 작동시켜 냉매 순환계(6)의 계로를 배관(66d)의 방향으로 절환한다.If the determination of step S3 is YES, the three-
단계 S4 후 또는 단계 S3의 판단이 「아니오」인 경우에는, 냉매(C)를 가열하여 냉매(C)를 소정 온도가 될 때까지 가열한다(단계 S5). 즉, 냉매 가열부(65)에 의해가열한 냉매(C)가 냉각 자켓(15)에 공급되어, 노본체(1)의 내표면 및 열교환기(52)가 직접적으로 승온된다. 이 때, 냉각 가스(G)는 순환한 채로 있다.After step S4 or when the determination in step S3 is no, the coolant C is heated to heat the coolant C until it reaches a predetermined temperature (step S5). That is, the refrigerant C heated by the
그 후, 다시 단계 S2의 판단을 행한다.After that, the determination of step S2 is made again.
단계 S2의 판단이 「예」인 경우에는, 제어 장치(8)의 로크 기구 제어부(81)는 소정의 시간 냉매(C)가 설정 온도(t) 이상인지 여부를 판단한다(단계 S6). 또, 이 소정의 시간은, 냉각 가스(G)가 열교환기(52) 및 노벽(11)에 데워져 이 냉각 가스(G)에 의해 노 내 온도가 외기온 이상이 되는 시간이 설정되어 있다.When the determination of step S2 is YES, the lock
단계 S6의 판단이 「아니오」인 경우에는, 다시 단계 S2의 판단을 행한다.If the judgment of step S6 is "no", then judgment of step S2 is made again.
단계 S6의 판단이 「예」인 경우에는, 노 내가 대기압이 되어 있는 것을 전제로 로크 기구(14)의 구동 기구(14b)를 동작시켜 클램프 링(14a)의 조임을 해제한다(단계 S7).If the judgment of step S6 is YES, the
로크 기구(14)가 해제된 후, 노문(13)을 개방함과 아울러 개구부(12a)를 개방하고, 가열실(R)의 가열실 문(23b)를 열어 반입 반출구(23a)를 개구시킨다(단계 S8). 이 때, 노본체(1)의 내표면이나 열교환기(52) 이외에 가열실(R)이나 팬(51a)도 설정 온도로 되어 있다.After the
그 후, 장입 추출대를 다시 노상(27)에 마주 보게 하고, 담금질 처리한 피처리품(W)을 반출한다. 피처리품(W)의 반출부터 새로운 피처리품(W)의 반입까지의 동안에, 제어 장치(8)는 계속적으로 냉매(C)의 온도를 설정 온도(t) 이상으로 하기 위해, 단계 S2~S5와 같은 판단을 반복한다(단계 S9~12).Thereafter, the charging extraction stand is faced to the
즉, 개구부(12a)가 개구되어 있는 중에는, 노본체(1)의 내표면이나 열교환기(52)는 설정 온도(t) 이상으로 보온됨과 아울러, 가열실(R)이나 팬(51a)도 설정 온도 근방의 온도로 되어 있으므로, 노 내에 외기가 유입되었다고 해도 결로하지 않는다.That is, while the
그 후, 새로운 피처리품(W)을 가열실(R)에 장입한 후(단계 S13), 가열실 문(23b)과 노문(13)을 다시 닫고, 상기와 마찬가지로 하여 열처리를 개시한다. 이 때, 히터(26)에 의해 피처리품(W)을 가열해도, 노본체(1)의 내표면이나 열교환기(52) 이외에 가열실(R)이나 팬(51a)에 결로가 생기지 않으므로, 노 내에 수증기가 발생하는 일은 없다.Then, after charging the new to-be-processed object W to the heating chamber R (step S13), the heating chamber door 23b and the furnace door 13 are closed again, and heat processing is started similarly to the above. At this time, even if the workpiece W is heated by the
동시에, 삼방 밸브(63)에 의한 냉매 순환계(6)의 계로가 배관(66c)인지를 판단하여(단계 S14), 단계 S14의 판단이 「예」인 경우에는 처리를 종료하고, 단계 S14의 판단이 「아니오」인 경우에는 가열 처리시에 냉매(C)를 냉각하기 위해 냉매 순환계(6)의 계로를 배관(66c)으로 절환하며(단계 S15), 처리를 종료한다.At the same time, it is determined whether the path of the
새로운 피처리품(W)은, 노 내에 수증기가 발생되어 있지 않으므로, 그 표면이 산화되지 않고, 또한 이것에 따른 착색도 생기지 않고 그 열처리가 완료된다.Since no water vapor is generated in the furnace, the new to-be-processed object W is not oxidized and no coloration is caused, and the heat treatment is completed.
이상 설명한 바와 같이, 본 단실형 진공 열처리로(A)에 따르면, 냉매 순환계(6)에 냉매(C)를 가열하는 냉매 가열부(65)를 구비하므로, 노본체(1)의 내표면이 직접적으로 승온된다. 이에 의해, 노본체(1)의 내표면의 결로가 단시간에 효과적으로 방지됨과 아울러 작업 효율을 향상시켜 양호한 피처리품(W)을 얻는 것이 가능하게 된다.As described above, according to the single chamber type vacuum heat treatment furnace A, the
또한, 냉매(C)의 온도를 계측하는 열전쌍(71)과, 열전쌍(71)의 출력 신호에 기초하여 냉매 가열부(65) 및 냉매 냉각부(64)를 제어하는 제어 장치를 구비하므로, 가열 처리시와 냉각 처리시로 나누어 적절히 냉매(C)의 온도를 변경하는 것이 가능하게 됨과 아울러, 냉각 처리 종료 후부터 새로운 피처리품(W)을 장입할 때까지의 동안의 냉매(C)의 온도를 변경하는 것도 가능하게 된다.Moreover, since the
또한, 제어 장치(8)가 피처리품(W)의 냉각 중에 노문(13)을 폐색함과 아울러 냉각 후에 냉매(C)의 온도를 설정 온도(t) 이상 또한 소정의 시간(T)으로 유지한 경우에 해제하는 로크 기구 제어부(81)를 구비하므로, 노 내 온도를 원하는 온도로 조정하여 노본체(1)의 내표면 및 열교환기(52) 이외의 결로를 유효하게 방지할 수 있다. 또, 냉각 종료 후에 노 내 온도가 원하는 온도 이상이 되기 전에 잘못하여 노문(13)을 여는 것을 완전히 방지할 수 있다.In addition, the
또한, 냉매(C)로 오일을 이용하고 있으므로, 물을 냉매로서 이용한 경우에 발생하는 스케일의 축적을 막을 수 있다.In addition, since oil is used as the refrigerant C, accumulation of scale generated when water is used as the refrigerant can be prevented.
또, 상술한 실시형태에서 나타낸 동작 순서 혹은 각 구성 부재의 여러가지 형상이나 재질, 그 조합 등은 일례로서, 본 발명의 주지에서 벗어나지 않는 범위에서 설계 요구 등에 기초하여 다양하게 변경 가능하다.In addition, the operation sequence shown in embodiment mentioned above, various shapes, materials, a combination, etc. of each structural member are an example, and can be variously changed based on a design request etc. in the range which does not deviate from the well-known of this invention.
예를 들면, 본 실시형태에서는, 냉각 자켓(15)과 열교환기(52)를 냉매 순환계(6)로서 공통의 것으로서 구성하였지만, 이들을 독립된 구성으로 해도 상관없다.For example, in this embodiment, although the cooling
또한, 본 실시형태에서는, 삼방 밸브(63)를 설치하고 냉매 냉각부(64)와 냉매 가열부(65)를 병렬적으로 배치하여 구성하였지만, 삼방 밸브(63)를 설치하지 않고 이들을 직렬적으로 배치해도 된다.In addition, in this embodiment, although the three-
또한, 본 실시형태에서는, 냉매(C)로 오일을 이용하였지만, 이것이 냉각수이어도 되는 것은 물론이다.In addition, in this embodiment, although oil was used as the refrigerant | coolant C, of course, this may be cooling water.
또한, 본 실시형태에서는, 상자형 단열재(22)에 차륜(21)을 설치하였지만, 이는 가열실(R)의 유지보수성을 향상시키기 위해 설치한 것으로, 반드시 설치할 필요는 없다.In addition, in this embodiment, although the
또한, 본 실시형태에서는, 냉매(C)는 끊임없이 냉매 순환계(6)를 순환하고 있는 구성으로 하였지만, 예를 들면, 피처리품(W)의 가열 처리 중에 열교환기(52)에의 냉매(C)의 공급을 중단해도 되고, 냉각 처리 중에 냉각 자켓(15)에의 냉매(C)의 공급을 중단하는 구성으로 해도 된다.In addition, in this embodiment, although the refrigerant | coolant C was made to circulate the refrigerant |
이 단실형 진공 열처리로에서는, 노벽에 설치된 냉각 자켓에 공급되는 냉매를 가열하는 냉매 가열부를 구비하므로, 노본체의 내표면이 직접적으로 승온된다. 이에 의해, 노본체의 내표면의 결로가 단시간에 효과적으로 방지됨과 아울러 작업 효율을 향상시켜 양호한 피처리품을 얻는 것이 가능하게 된다.In this single chamber type vacuum heat treatment furnace, since the refrigerant | coolant heating part which heats the refrigerant | coolant supplied to the cooling jacket provided in the furnace wall is heated, the inner surface of a furnace main body is heated up directly. As a result, condensation on the inner surface of the furnace body can be effectively prevented in a short time, and the working efficiency can be improved to obtain a good to-be-processed product.
1 노본체
2 가열 장치
3 공급 장치
4 감압 장치
5 냉각 장치
6 냉매 순환계
8 제어 장치
11(11a, 11b) 노벽
12a 개구부
13 노문
14 로크 기구
15(15a, 15b) 냉각 자켓
52 열교환기
64 냉매 냉각부
65 냉매 가열부
71 열전쌍(센서)
81 로크 기구 제어부
A 단실형 진공 열처리로
C 냉매
G 냉각 가스
S 처리 공간
W 피처리품1 nobody
2 heating device
3 feeder
4 decompression device
5 cooling system
6 refrigerant circulation system
8 control unit
11 (11a, 11b) furnace wall
12a opening
13 Presbytery
14 lock mechanism
15 (15a, 15b) cooling jacket
52 heat exchanger
64 Refrigerant Cooling Unit
65 Refrigerant Heating Section
71 Thermocouples (Sensors)
81 lock mechanism control unit
A single chamber vacuum heat treatment furnace
C refrigerant
G cooling gas
S processing space
W to be processed
Claims (6)
상기 노본체 내에 설치된 피처리품을 가열하는 가열 장치와,
상기 처리 공간 내에 냉각 가스를 공급하는 냉각 가스 공급 장치와,
상기 처리 공간 내에 설치된 열교환기에 의해 상기 냉각 가스를 통해 상기 피처리품을 냉각하는 제1 냉매 순환계와,
상기 처리 공간 내를 감압하는 감압 장치와,
상기 냉각 자켓에 냉매를 공급하는 제2 냉매 순환계를 구비한 단실형 진공 열처리로에 있어서,
상기 제2 냉매 순환계가, 상기 냉매를 가열하는 냉매 가열부를 구비하고 있는 단실형 진공 열처리로.A furnace body in which a water cooling jacket is provided on the furnace wall, and the treatment wall of the object to be processed is formed therein by the furnace wall;
A heating device for heating the workpiece to be installed in the furnace body;
A cooling gas supply device for supplying cooling gas into the processing space;
A first refrigerant circulation system for cooling the object to be processed through the cooling gas by a heat exchanger installed in the processing space;
A decompression device for depressurizing the inside of the processing space;
In the single chamber type vacuum heat treatment furnace provided with the 2nd refrigerant circulation system which supplies a refrigerant | coolant to the said cooling jacket,
A single chamber vacuum heat treatment furnace, wherein the second refrigerant circulation system comprises a refrigerant heating unit for heating the refrigerant.
상기 제2 냉매 순환계가, 상기 냉각 자켓에 공급하는 냉매를 냉각하는 냉매 냉각부와, 상기 냉매 가열부를 구비하여 구성되고,
상기 냉매의 온도를 계측하는 센서와, 이 센서의 출력 신호에 기초하여 상기 냉매 가열부 및 상기 냉매 냉각부를 제어하는 제어 장치를 구비하고 있는 단실형 진공 열처리로.The method of claim 1,
The second refrigerant circulation system comprises a refrigerant cooling unit for cooling the refrigerant supplied to the cooling jacket, and the refrigerant heating unit,
A single chamber vacuum heat treatment furnace including a sensor for measuring the temperature of the refrigerant and a control device for controlling the refrigerant heating unit and the refrigerant cooling unit based on an output signal of the sensor.
상기 노본체는, 그 내부에 상기 피처리품을 반입·반출하는 개구부를 구비함과 아울러, 이 개구부를 개폐하는 노문과, 이 노문에 의한 상기 개구부의 폐색의 해제를 행하는 로크 기구를 구비하고,
상기 제어 장치는, 상기 피처리품의 냉각 중에 상기 노문을 폐색함과 아울러 냉각 후에 상기 냉매의 온도를 노밖 주위의 기온 이상, 또한 소정의 시간으로 유지한 경우에 폐색을 해제하는 로크 기구 제어부를 구비하고 있는 단실형 진공 열처리로.The method of claim 2,
The furnace body is provided with an opening for carrying in and carrying out the object to be processed into the inside of the furnace body, a furnace door for opening and closing the opening, and a locking mechanism for releasing the blockage of the opening by the furnace door.
The control device includes a lock mechanism control unit that closes the furnace door during the cooling of the object and releases the blockage when the temperature of the refrigerant is maintained above the ambient temperature outside the furnace and for a predetermined time after cooling. Single chamber vacuum heat treatment furnace.
상기 피처리품의 냉각 후에 상기 냉매를 가열하여 상기 노벽을 승온시킴으로써 새로운 피처리품의 가열처리시에서의 수증기의 발생을 방지하여 이 피처리품의 산화를 방지하는 단실형 진공 열처리로에서의 피처리품의 산화 방지 방법.The workpiece is charged and installed from the opening of the furnace body into the furnace body, and after closing the opening, the inside of the furnace body is vacuumed, and the refrigerant is supplied into the cooling jacket provided on the furnace wall of the furnace body to provide a furnace wall. After cooling the product to be heated by heating it, and then introducing a cooling gas into the furnace body to cool the workpiece, and then opening the opening to open the workpiece. As a method for preventing oxidation of a workpiece in a single chamber vacuum heat treatment furnace in which the workpiece is subjected to heat treatment sequentially by exchanging with
Oxidation of the workpiece in a single chamber vacuum heat treatment furnace which prevents the generation of water vapor during the heat treatment of the new workpiece by preventing the oxidation of the workpiece by heating the refrigerant after heating the workpiece to cool the furnace wall. Prevention method.
상기 냉매의 온도를 노밖 주위의 기온 이상, 또한 소정의 시간 유지하여 상기 피처리품을 반입 및/또는 반출하는 단실형 진공 열처리로에서의 피처리품의 산화 방지 방법.The method of claim 4, wherein
The oxidation prevention method of the to-be-processed object in the single chamber type vacuum heat processing furnace which keeps the temperature of the said coolant more than the temperature around the outside of a furnace, and for predetermined time.
상기 냉매의 온도가 노밖 주위의 기온 이상, 또한 소정의 시간 유지될 때까지는, 상기 노본체의 노문을 닫아 두는 단실형 진공 열처리로에서의 피처리품의 산화 방지 방법.The method of claim 5,
The oxidation prevention method of the to-be-processed object in the single chamber type vacuum heat treatment furnace which closes the furnace door of the said furnace main body until the temperature of the said refrigerant | coolant is maintained more than the temperature of the outside of a furnace, and predetermined time.
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