KR20230036048A - 열처리 장치 - Google Patents

Abstract

[과제] 습기의 원인이 되는 저온의 유체가 열처리로에 공급되는 것을 억제할 수 있는 열처리 장치를 제공한다.
[해결 수단] 열처리 장치(1)는, 과열 수증기 생성기(2)로부터의 과열 수증기를 열처리로(3)에 공급하는 공급 경로(11) 및 배출 경로(12)를 포함하는 유체 경로(10)와, 공급 경로(11)의 상류부(11c)로부터 하류부(11d)에 유체를 공급하는 공급 상태와 상류부(11c)로부터의 유체가 배출되는 배출 상태를 전환하는 도입 밸브(20)와, 온도 센서(5)를 갖는다. 하류부(11d)의 경로 길이(L2)는, 상류부(11c)의 경로 길이(L1)보다 짧다. 온도 센서(5)는, 도입 밸브(20)의 근방에 있어서의 유체 온도를 측정한다. 온도 센서(5)의 검출 온도(T1)가 제1 설정 온도(Th1) 이하인 경우에는 배출 상태가 되고, 제1 설정 온도(Th1)를 초과하고 있는 경우에는 공급 상태가 된다.

Description

열처리 장치{HEAT TREATMENT APPARATUS}

본 발명은, 열처리 장치에 관한 것이다.

과열 수증기 생성 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 또, 과열 수증기를 이용하여 의료 폐기물을 멸균 처리하는 의료 폐기물 처리 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).

특허문헌 2에 기재된 의료 폐기물 처리 장치에서는, 사관(蛇管)(22)을 통과하는 수돗물이 버너(28)로 가열되어 과열 수증기가 된다. 또한, 버너(28)의 가열에 의하여 사관(22)의 온도가 충분히 높아질 때까지는, 사관(22)으로부터의 유체는, 과열 수증기 밸브(112)를 통하여 배출된다. 그리고, 버너(28)의 가열에 의하여 사관(22)의 온도가 충분히 높아지면, 사관(22)으로부터 과열 수증기가 처리실(4)에 도입된다.

일본국 특허공개 2017-83153호 공보 일본국 특허공개 2004-129993호 공보

그런데, 전자 부품 등의 공업 제품의 제조 시에 사용되는 공업용 열처리 장치에 있어서, 과열 수증기를 열처리로 내에 공급함으로써, 피처리물에 열처리를 실시하는 경우가 있다. 과열 수증기의 비열은, 약 0.48(cal/g/℃)이고, 공기의 비열 약 0.24(cal/g/℃)보다 크다. 이 때문에, 열처리실에 반입된 피처리물을 열처리하기 위한 열처리 가스로서 과열 수증기가 이용되는 경우, 피처리물에 큰 열에너지를 부여할 수 있다.

이와 같은 열처리 장치에서는, 과열 수증기 발생기에서 발생한 과열 수증기를 배관을 통하여 가열로에 공급하고, 가열로 내의 피처리물을 가열하는 구성을 채용하는 것이 생각된다. 과열 수증기 발생기는, 통상, 기동 시에는 물을 가열할 수 있는 온도가 낮고, 물, 또는, 설정 온도보다 낮은 온도의 증기를 발생시킨다. 이 때문에, 물, 또는, 설정 온도보다 낮은 온도의 증기가 가열로에 도달하면, 가열로 내가 젖어 버린다. 가열로 내가 젖어 버리면, 피처리물을 가열할 때에 가열로 내의 온도가 안정되지 않는 등의 바람직하지 않은 현상이 발생한다.

한편, 피처리물이 전자 부품 등의 공업 제품의 소재인 경우, 피처리물의 품질을 높이기 위하여, 열처리 가스의 온도를 정확하게 제어하는 요청이 높다. 그러나, 특허문헌 2에 기재된 발명은 의료 폐기물을 처리하기 위한 장치이며, 공업 제품의 열처리에 요구되는 것과 같은, 고도로 균등한 온도 분포가 요구되고 있는 것은 아니다. 이 때문에, 인용문헌 2에는, 처리실(4) 내의 온도를 정확하게 제어한다고 하는 관점이 존재하고 있다고는 할 수 없다.

본 발명은, 상기 사정을 감안함으로써, 습기의 원인이 되는 저온의 유체가 열처리로에 공급되는 것을 억제할 수 있는 열처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

(1) 상기 과제를 해결하기 위하여, 이 발명의 어느 국면에 따른 열처리 장치는, 과열 수증기 생성기와, 피처리물을 열처리하기 위한 열처리로와, 상기 과열 수증기 생성기와 상기 열처리로에 접속되어 상기 과열 수증기 생성기로부터 과열 수증기를 상기 열처리로에 공급하기 위한 공급 경로, 및, 상기 공급 경로의 도중에 설치된 분기부에 있어서 상기 공급 경로로부터 분기한 배출 경로를 포함하는 유체 경로와, 상기 공급 경로에 있어서 상기 분기부에서 본 상류부로부터 하류부에 유체를 공급하는 공급 상태와, 상기 상류부로부터 상기 하류부로의 상기 유체의 공급이 규제되고 또한 상기 상류부로부터 상기 배출 경로를 통한 상기 유체의 배출이 허용된 배출 상태를 전환하는 도입 밸브와, 상기 유체 경로 내의 온도를 측정하는 온도 센서를 구비하고, 상기 하류부의 경로 길이는, 상기 상류부의 경로 길이보다 짧게 설정되어 있고, 상기 온도 센서는, 상기 도입 밸브의 근방에 있어서의 상기 온도를 측정하도록 구성되고, 상기 온도 센서의 검출 온도가 소정의 설정 온도 이하인 경우에는 상기 배출 상태가 되도록 구성되고, 상기 검출 온도가 상기 설정 온도를 초과하고 있는 경우에는 상기 공급 상태가 되도록 구성되어 있다.

이 구성에 의하면, 공급 경로에 있어서, 하류부의 경로 길이는, 상류부의 경로 길이보다 짧게 설정되어 있다. 이 짧은 하류부를 열고 닫도록 도입 밸브가 배치되므로, 도입 밸브는, 열처리로의 근방에 배치된다. 또한, 온도 센서는 도입 밸브의 근방에 있어서의 유체 온도를 측정하고, 그 측정 결과(검출 온도)에 따라, 도입 밸브의 배출 상태와 공급 상태가 전환된다. 이에 의하여, 예를 들면, 공급 경로에 있어서의 노(爐)의 근방에 도달한 과열 수증기가 설정 온도를 초과하고 있는 경우는 과열 수증기가 하류부로부터 열처리로에 공급된다. 한편 공급 경로에 있어서의 노의 근방에 도달한 유체의 온도가 설정 온도 이하인 경우는, 이 유체는 열처리로에는 공급되지 않고 배출 경로에 배출된다. 예를 들면, 과열 수증기 생성기의 동작 개시 초기에 있어서 과열 수증기 생성기로부터 물이 송출된 경우, 또는, 과열 수증기 생성기로부터 공급 경로를 통과함으로써 과열 수증기의 열에너지가 공급 경로의 벽면에 흡수되는 것 등에 의하여 과열 수증기의 온도가 저하하여 과열 수증기로부터 물이 발생한 경우, 습기의 원인이 되는 유체는, 배출 경로로부터 배출된다. 그 결과, 열처리로에 있어서 습기의 원인이 되는, 온도가 낮은 유체가 열처리로 내에 공급되는 것을 보다 확실히 억제할 수 있다. 따라서, 과열 수증기 생성기의 기동 시에 있어서 습기의 원인이 되는 저온의 유체가 열처리로에 공급되는 것을 억제할 수 있음과 더불어, 과열 수증기 생성기의 동작 이상 등에 기인하여 저온의 유체가 열처리로에 공급되는 것을 억제할 수 있다.

(2) 상기 온도 센서는, 상기 분기부의 근방에 있어서의 상기 온도를 측정하는 경우가 있다.

이 구성에 의하면, 분기부에는, 과열 수증기 생성기의 동작 중에는 유체의 온도에 관계없이 과열 수증기 생성기로부터의 유체가 통과하므로, 온도 센서는, 유체 온도를 보다 정확하게 측정할 수 있다. 게다가, 온도 센서는, 유체 경로에 있어서 배출 상태 및 공급 상태 중 어느 것에 있어서도 유체가 유동하는 개소이고 또한 과열 수증기 생성기로부터 가능한 한 먼 개소의 유체 온도를 측정할 수 있다. 따라서, 도입 밸브를 공급 상태로 해야 하는지 여부의 판단을, 열처리로에 의하여 가까운 개소에서의 유체 온도에 의거하여 행할 수 있다.

(3) 상기 온도 센서는, 상기 공급 경로의 하류단부에 있어서의 상기 온도를 측정하는 경우가 있다.

이 구성에 의하면, 온도 센서는, 열처리로에 있어서의 과열 수증기의 도입구 부근에 있어서의 유체 온도를 측정한다. 그리고, 이 도입구 부근에 있어서의 유체 온도가 충분히 높을 때에만, 공급 경로로부터 유체가 열처리로에 도입된다. 이에 의하여, 열처리로에 습기의 원인이 되는 저온의 유체가 공급되어 버리는 것을 보다 확실히 억제할 수 있다.

(4) 상기 도입 밸브는, 상기 열처리로에 있어서의 상기 하류부로부터의 상기 과열 수증기의 도입구이고 또한 상기 하류부의 하류단에 배치되어 있는 경우가 있다.

이 구성에 의하면, 공급 경로에 있어서의 도입 밸브의 직후에 열처리로가 배치되어 있다. 즉, 도입 밸브는, 열처리로의 매우 가까운 개소에 배치된다. 또한, 온도 센서는 도입 밸브의 근방에 있어서의 유체 온도를 측정하고, 그 측정 결과에 따라, 배출 상태와 공급 상태가 전환된다. 이에 의하여, 온도 센서에서 검출된 유체 온도와 실질적으로 동일한 고온의 과열 수증기를 열처리로에 도입할 수 있다. 따라서, 열처리로에 습기의 원인이 되는 저온의 유체가 도입되는 것을 보다 확실히 억제할 수 있다. 특히, 온도 센서가 공급 경로의 하류단부에 있어서의 유체 온도를 측정하는 경우, 도입 밸브 및 온도 센서를 열처리로의 매우 가까운 개소에 배치할 수 있다. 따라서, 온도 센서에서 검출된 유체 온도와 실질적으로 동일한 고온의 과열 수증기를 열처리로에 도입할 수 있다.

(5) 상기 온도 센서는, 상기 공급 경로에 있어서의 상기 도입 밸브의 상류 측의 상기 온도를 측정하고, 상기 열처리 장치는, 상기 공급 경로에 있어서의 상기 도입 밸브의 하류 측의 상기 온도를 측정하는 제2 온도 센서를 추가로 구비하고, 상기 도입 밸브는, 상기 제2 온도 센서의 검출 온도가 소정의 제2 설정 온도 이하인 경우에는 상기 배출 상태가 되는 경우가 있다.

이 구성에 의하면, 공급 경로에 있어서 도입 밸브보다 하류 측에 있어서 어떠한 이상이 발생했을 때에 있어서, 제2 온도 센서가 이 이상을 검출할 수 있고, 그 결과, 도입 밸브를 배출 상태로 할 수 있다. 따라서, 습기의 원인이 되는 유체가 열처리로에 도입되는 것을 보다 확실히 억제할 수 있다.

본 발명에 의하면, 열처리 장치에 있어서, 습기의 원인이 되는 저온의 유체가 열처리로에 공급되는 것을 억제할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 열처리 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2의 (A)는, 열처리 장치에 있어서 배출 상태를 나타내는 도면이고, 도 2의 (B)는, 열처리 장치에 있어서 공급 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은, 열처리 장치에 있어서의 열처리 개시 동작의 일례를 설명하기 위한 플로차트이다.
도 4는, 처리 장치에 있어서의 열처리 진행 중 동작의 일례를 설명하기 위한 플로차트이다.
도 5는, 처리 장치에 있어서의 열처리 종료 동작의 일례를 설명하기 위한 플로차트이다.
도 6은, 제1 실시 형태의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 7은, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 열처리 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 8은, 제2 실시 형태의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 9는, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 열처리 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 10은, 제3 실시 형태의 열처리 장치에 있어서의 열처리 진행 중 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 11은, 제3 실시 형태의 변형예를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 열처리 장치(1)의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 2의 (A)는, 열처리 장치(1)에 있어서 배출 상태를 나타내는 도면이고, 도 2의 (B)는, 열처리 장치(1)에 있어서 공급 상태를 나타내는 도면이다. 도면에 있어서, 파선은 전기 신호의 경로를 나타내고 있다. 도 2의 (A) 및 도 2의 (B)에 있어서, 유체가 흐르고 있는 개소를 굵은 선으로 나타내고 있다.

도 1, 도 2의 (A) 및 도 2의 (B)를 참조하여, 열처리 장치(1)는, 피처리물(100)에 열처리를 실시하기 위한 장치이다. 피처리물(100)로서, 세라믹, 전자 부품, 반도체, 및, 금속 부품을 예시할 수 있다. 열처리 장치(1)에서는, 한 번에 하나만의 피처리물(100)이 열처리되어도 되고, 복수의 피처리물(100)이 홀더 등에 놓인 상태에서 일괄하여 열처리되어도 된다. 열처리 장치(1)에서 이용되는 열처리용 가스는, 본 실시 형태에서는, 과열 수증기이다. 과열 수증기의 비열은, 약 0.48(cal/g/℃)이고, 공기의 비열 약 0.24(cal/g/℃)보다 크다. 이 때문에, 열처리실에 반입된 피처리물(100)을 열처리하기 위한 열처리 가스로서 과열 수증기가 이용되는 경우, 피처리물(100)에 큰 열에너지를 부여할 수 있다. 또한, 열처리 장치(1)는, 열처리용 가스로서, 과열 수증기 이외에, 다른 가스도 이용되어도 된다. 본 실시 형태에서는, 열처리실용 가스로서 과열 수증기를 열처리로(3)에 공급하는 구성을 설명한다.

열처리 장치(1)는, 과열 수증기 생성기(2)와, 피처리물(100)을 열처리하기 위한 열처리로(3)와, 공급 경로(11) 및 배출 경로(12)를 포함하는 유체 경로(10)와, 유체 경로(10)에 설치된 도입 밸브(20)와, 온도 센서(5)와, 제어부(30)를 갖고 있다.

과열 수증기 생성기(2)는, 물을 가열함으로써 과열 수증기를 생성한다. 본 실시 형태에서는, 과열 수증기 생성기(2)는, 열처리로(3)와는 별체로 형성되어 있다. 또한, 과열 수증기 생성기(2)와 열처리로(3)가 1개의 하우징 내에 설치되어 일체로 형성되어 있어도 된다. 과열 수증기 생성기(2)는, 과열 수증기를 생성 가능한 구성이면, 구체적인 구성은 한정되지 않는다. 과열 수증기 생성기(2)는, 예를 들면, 물을 가열함으로써 포화 수증기를 생성하는 포화 수증기 생성용 보일러 또는 내부에 물의 통로가 형성된 포화 수증기 생성용 유도 가열 코일과, 내부에 포화 수증기가 통과하는 통로가 형성되고 이 통로를 통과하는 증기를 가열함으로써 과열 수증기를 생성하는 과열 수증기 생성용 유도 가열 코일을 포함하고 있어도 된다. 또, 과열 수증기 생성기(2)는, 내부에 통로가 형성되고, 이 통로 내를 통과하는 물을 과열 수증기로 변화시키는 보일러 또는 유도 가열 코일, 저항 가열 히터 등이어도 된다.

과열 수증기 생성기(2)는, 물이 공급되는 급수관(31)으로부터 물이 주어진다. 급수관(31)에는, 급수 밸브(32)가 장착되어 있다. 급수 밸브(32)는, 급수관(31)을 개폐 가능한 구성이면 되고, 게이트 밸브여도 되고, 볼 밸브여도 되고, 다른 형식의 밸브여도 된다. 또, 급수 밸브(32)는, 작업원에 의하여 수동 조작되는 수동 밸브여도 되고, 제어부(30)로부터의 제어 신호가 주어짐으로써 개폐 동작하는 자동 밸브여도 된다. 자동 밸브로서는, 전자 밸브, 전동 모터 또는 유압에 의하여 개폐 동작되는 밸브 등을 예시할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 급수 밸브(32)가 제어부(30)의 제어에 의하여 개폐 동작하는 형태를 예로 설명한다.

과열 수증기 생성기(2)는, 물을 과열 수증기로 변화시키는 가열 동작을 행한다. 본 실시 형태에서는, 과열 수증기 생성기(2)는, 물 또는 이 물이 가열됨으로써 생성된 증기가 통과하는 내부 경로(2a)를 갖고 있다. 내부 경로(2a)는, 입구 포트(2b)로부터 물을 받아들이고, 출구 포트(2c)로부터 유체를 송출한다. 과열 수증기 생성기(2)는, 스위치(도시하지 않음)를 온이 되게 함으로써, 내부 경로(2a)의 가열 동작을 개시하도록 구성되어 있다. 과열 수증기 생성기(2)는, 급수 밸브(32)가 열려 물을 내부 경로(2a)에 통과시킨 상태에서, 스위치를 온이 되게 한다. 이에 의하여, 과열 수증기 생성기(2)에 있어서는, 내장되어 있는 가열원에 통전되어, 내부 경로(2a)의 가열 동작이 개시된다.

과열 수증기 생성기(2)는, 스위치 온이 되고 나서 일정 시간은, 가열 동작을 개시하고 나서 얼마 되지 않았으므로, 내부 경로(2a)의 온도를 충분히 상승시킬 수 없다. 이때, 내부 경로(2a)를 통과하는 물은, 물 그대로, 또는, 설정 온도보다 낮은 온도의 증기가 되어, 출구 포트(2c)로부터 유체 경로(10)에 송출된다. 본 실시 형태에서는, 과열 수증기 생성기(2)에 있어서는 물을 내부 경로(2a)로부터 배출하는 포트는 출구 포트(2c)이며, 내부 경로(2a)에 공급된 유체는, 출구 포트(2c)로부터 유체 경로(10)에 송출된다. 또한, 과열 수증기 생성기(2)의 내부 경로(2a)는, 출구 포트(2c)에 더하여 드레인 배관을 포함하고 있어도 되고, 이 드레인 배관을 통하여 유체를 배출 가능하게 구성되어 있어도 된다. 과열 수증기 생성기(2)는, 과열 수증기는 출구 포트(2c)로부터 송출하고, 과열 수증기 이외의 유체는 드레인 배관으로부터 배출하도록 구성되어 있어도 된다.

과열 수증기 생성기(2)로부터 송출되는 과열 수증기의 온도, 즉, 과열 수증기 생성기(2)에서 설정되어 있는 과열 수증기 온도는, 적어도 100℃ 이상, 예를 들면 150℃ 이상이고, 예를 들면 200℃ 이상이며, 예를 들면 300℃ 이상이다. 과열 수증기의 상한 온도는 특별히 제한은 없고, 기기의 성능에 따라 다르다.

열처리로(3)는, 피처리물(100)을 수용한 상태에서 과열 수증기가 도입됨으로써, 피처리물(100)을 가열한다. 열처리로(3)는, 상자형 형상으로 형성되어 있고, 도시하지 않은 문을 연 상태에서, 피처리물(100)을 넣고 꺼낸다. 열처리로(3)는, 피처리물(100)을 수용하고, 또한, 문이 닫힌 상태에서, 유체 경로(10)를 통하여 과열 수증기 생성기(2)로부터 과열 수증기가 공급된다. 열처리로(3) 내에 도달한 과열 수증기는, 열처리로(3) 내의 분위기 및 피처리물(100)을 가열한다. 열처리로(3)에는, 열처리로(3) 내의 분위기를 가열하는 히터(도시하지 않음)가 설치되어 있어도 되고, 열처리로(3) 내의 분위기 온도를 측정하는 온도 센서(도시하지 않음)가 설치되어 있어도 된다.

유체 경로(10)는, 과열 수증기 생성기(2)로부터의 과열 수증기를 열처리로(3)에 공급하기 위한 반송로이다. 유체 경로(10)는, 예를 들면, 배관을 이용하여 형성되어 있고, 당해 유체 경로(10) 내를 유체가 통과하도록 구성되어 있다. 유체 경로(10)는, 외기에 직접 노출되는 배관이어도 되고, 단열재가 감긴 배관이어도 된다. 유체 경로(10)는, 이와 같이 배관을 이용하여 형성되어 있는 점에서, 과열 수증기 생성기(2)로부터 송출된 유체는, 유체 경로(10)에 열에너지가 흡수되고, 과열 수증기 생성기(2)로부터 멀어짐에 따라 온도가 내려가는 경향이 있다.

유체 경로(10)는, 과열 수증기 생성기(2)의 내부 경로(2a)의 온도가 충분히 상승하고 있지 않아 유체 경로(10) 내의 유체 온도가 소정의 제1 설정 온도(Th1) 이하일 때에는, 유체 경로(10) 내의 유체를 열처리 장치(1)의 외부로 배출하도록 구성되어 있다. 즉, 열처리로(3)에 제1 설정 온도(Th1)를 초과하는 과열 수증기를 공급할 수 없을 때에는, 유체 경로(10)는, 유체 경로(10) 내의 유체를 열처리로(3) 밖으로 배출한다. 한편, 유체 경로(10)는, 과열 수증기 생성기(2)의 내부 경로(2a)의 온도가 충분히 상승하여 유체 경로(10) 내의 유체 온도가 제1 설정 온도(Th1)를 초과하고 있을 때는, 유체 경로(10) 내의 유체를 열처리로(3)에 공급하도록 구성되어 있다. 즉, 열처리로(3)에 충분한 온도의 과열 수증기를 공급할 수 있을 때에는, 유체 경로(10)는, 유체 경로(10) 내의 유체를 열처리로(3) 내에 송출한다.

제1 설정 온도(Th1)는, 예를 들면, 피처리물(100)을 열처리하는 것에 적합한 과열 수증기의 온도이다. 제1 설정 온도(Th1)는, 적어도 과열 수증기가 존재 가능한 온도이며, 과열 수증기에 물(포화 수증기)이 섞이지 않도록 하기 위해서는, 100℃ 이상인 것이 바람직하고, 예를 들면 150℃ 이상으로 설정되고, 예를 들면 200℃나 300℃로 설정되어 있어도 된다.

유체 경로(10)는, 상술한 바와 같이, 공급 경로(11)와, 배출 경로(12)를 갖고 있다.

공급 경로(11)는, 과열 수증기 생성기(2)와 열처리로(3)에 접속되어 과열 수증기 생성기(2)로부터 과열 수증기를 열처리로(3)에 공급하기 위하여 설치되어 있다. 공급 경로(11)의 상류단(11a)은, 과열 수증기 생성기(2)의 출구 포트(2c)에 접속되어 있고, 이 상류단(11a)으로부터 유체가 도입된다. 공급 경로(11)의 중간부의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 공급 경로(11)의 중간부는, 예를 들면, 수평으로 배치되어 있어도 되고, 과열 수증기 생성기(2)로부터 멀어짐에 따라(열처리로(3)에 가까워짐에 따라) 상방을 향하도록 경사진 부분을 포함하고 있어도 되고, 과열 수증기 생성기(2)로부터 멀어짐에 따라(열처리로(3)에 가까워짐에 따라) 하방을 향하도록 경사진 부분을 포함하고 있어도 된다.

공급 경로(11)의 하류단(11b)은, 열처리로(3)의 도입구(3a)(과열 수증기 도입 포트)에 접속되어 있다. 도입구(3a)는, 열처리로(3)의 외벽 등에 설치된 통 형상 부분이다. 공급 경로(11)를 통과한 과열 수증기는, 도입구(3a)를 통하여, 열처리로(3) 내에 있어서의 피처리물(100)이 배치되는 공간에 진입한다. 도입구(3a)는, 열처리로(3)의 측벽에 설치되어 있어도 되고, 상벽에 설치되어 있어도 되며, 저벽에 설치되어도 된다.

공급 경로(11)의 도중에는, 분기부(13)가 설치되어 있다.

분기부(13)에서는, 본 실시 형태에서는, 유체 경로(10)가 2개로 갈라져 있다. 즉, 분기부(13)에 있어서, 유체를 계속해서 공급 경로(11)에 통과시키는 진로와 유체를 배출 경로(12)에 통과시키는 진로로 갈라져 있다.

공급 경로(11)는, 분기부(13)를 경계로 하여 상류부(11c)와 하류부(11d)로 갈라져 있다. 즉, 공급 경로(11)는, 상류부(11c)와, 분기부(13)와, 하류부(11d)를 갖고 있다.

상류부(11c)는, 공급 경로(11)에 있어서의 유체의 이동 방향, 즉, 과열 수증기 생성기(2)로부터 열처리로(3)를 향하는 이동 방향(F1)의 상류 측에 배치된 부분이며, 분기부(13)에서 본 상류부이다. 상류부(11c)의 일단(상류단)은, 공급 경로(11)의 상류단(11a)이다. 상류부(11c)의 타단(하류단)은, 분기부(13)이다.

하류부(11d)는, 이동 방향(F1)의 하류 측에 배치된 부분이며, 분기부(13)에서 본 하류부이다. 하류부(11d)의 일단(상류단)은, 분기부(13)이다. 하류부(11d)의 타단(하류단)은, 공급 경로(11)의 하류단(11b)이다. 본 실시 형태에서는, 하류부(11d)의 경로 길이(L2)(이동 방향(F1)을 따른 유체의 이동 거리)는, 상류부(11c)의 경로 길이(L1)보다 짧게 설정되어 있다. 경로 길이(L1)는, 이동 방향(F1)을 따른 상류단(11a)으로부터 분기부(13)까지의 거리이며, 경로 길이(L2)는, 분기부(13)로부터 하류단(11b)까지의 거리이다. 상류부(11c)의 경로 길이(L1)의 구체적인 값은, 특별히 한정되지 않는다. 하류부(11d)의 경로 길이(L2)의 구체적인 값은, 특별히 한정되지 않지만, 이 경로 길이(L2)를 짧게 함으로써, 하류부(11d)를 통과할 때의 과열 수증기의 온도 저하량(과열 수증기로부터 하류부(11d)에 방출되는 열량)을 가급적 작게 할 수 있다.

분기부(13)에는, 배출 경로(12)가 접속되어 있다.

배출 경로(12)는, 유체 경로(10)의 일부이며 공급 경로(11)로부터 분기하고 있다. 배출 경로(12)는, 유체, 특히, 물, 포화 수증기, 또는, 제1 설정 온도(Th1) 미만의 과열 수증기를, 배수 홈(33) 등의 열처리 장치(1)의 외부로 배출하기 위하여 설치되어 있다. 배출 경로(12)는, 공급 경로(11)와 동일하게, 배관을 이용하여 형성되어 있다. 배출 경로(12)의 일단은, 분기부(13)에 접속되어 있고, 타단은 배수 홈(33) 등에 개구하고 있다. 배출 경로(12)의 경로 길이는 한정되지 않는다. 배출 경로(12)의 배치는 한정되지 않지만, 분기부(13)로부터 멀어짐에 따라 하방으로 진행되도록 경사져 있는 것이 바람직하다.

도입 밸브(20)는, 공급 경로(11)에 있어서 분기부(13)에서 본 상류부(11c)로부터 하류부(11d)에 유체를 공급하는 공급 상태와, 상류부(11c)로부터 하류부(11d)로의 유체의 공급이 규제되고 또한 상류부(11c)로부터 배출 경로(12)를 통한 유체의 배출이 허용된 배출 상태를 전환하는 밸브이다.

도입 밸브(20)는, 본 실시 형태에서는, 하류부(11d)를 열고 닫는 제1 밸브(21)와, 배출 경로(12)를 열고 닫는 제2 밸브(22)를 갖고 있다.

제1 밸브(21)는, 본 실시 형태에서는, 하류부(11d)에 설치되어 있다. 제1 밸브(21)는, 분기부(13)로부터 열처리로(3)(도입구(3a))로의 유체의 이동을 규제 가능한 밸브이다. 제1 밸브(21)는, 하류부(11d)에 있어서, 분기부(13)에 가까운 상류 측에 설치되어 있어도 되고, 도입구(3a)에 가까운 하류 측에 설치되어 있어도 된다. 제1 밸브(21)의 출구(21b)로부터 도입구(3a)까지의 경로 길이(L3)의 값은, 특별히 한정되지 않지만, 이 경로 길이(L3)를 짧게 함으로써, 하류부(11b)를 짧게 하는 것이 가능해져, 하류부(11d)를 통과할 때의 과열 수증기의 온도 저하량(과열 수증기로부터 하류부(11d)에 방출되는 열량)을 가급적 작게 할 수 있다.

제1 밸브(21)(도입 밸브(20))는, 하류부(11d)를 개폐 가능한 구성이면 되고, 게이트 밸브여도 되며, 볼 밸브여도 되고, 다른 형식의 밸브여도 된다. 제1 밸브(21)는, 제어부(30)로부터의 제어 신호가 주어짐으로써 개폐 동작하는 자동 밸브여도 되고, 온도 센서(5)로부터의 신호가 주어지는 것에 의거하여 개폐 동작하는 자동 밸브여도 된다. 자동 밸브로서는, 전자 밸브, 전동 모터 또는 유압에 의하여 개폐 동작되는 밸브 등을 예시할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 밸브(21)가 제어부(30)의 제어에 의하여 개폐 동작하는 형태를 예로 설명한다.

제2 밸브(22)는, 본 실시 형태에서는, 배출 경로(12)에 설치되어 있다. 제2 밸브(22)는, 분기부(13)로부터 배출 경로(12)(배수 홈(33))로의 유체의 이동을 규제 가능한 밸브이다. 제2 밸브(22)는, 배출 경로(12)에 있어서, 분기부(13)에 가까운 상류 측에 설치되어 있어도 되고, 배수 홈(33)에 가까운 하류 측에 설치되어 있어도 된다.

제2 밸브(22)는, 배출 경로(12)를 개폐 가능한 구성이면 되고, 게이트 밸브여도 되고, 볼 밸브여도 되고, 다른 형식의 밸브여도 된다. 제2 밸브(22)는, 제어부(30)로부터의 제어 신호가 주어짐으로써 개폐 동작하는 자동 밸브여도 되고, 온도 센서(5)로부터의 신호가 주어지는 것에 의거하여 개폐 동작하는 자동 밸브여도 된다. 자동 밸브로서는, 전자 밸브, 전동 모터 또는 유압에 의하여 개폐 동작되는 밸브 등을 예시할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 제2 밸브(22)가 제어부(30)의 제어에 의하여 개폐 동작하는 형태를 예로 설명한다.

온도 센서(5)는, 유체 경로(10) 내의 유체 온도를 측정한다. 본 실시 형태에서는, 온도 센서(5)는, 공급 상태에 있어서 상류부(11c)로부터 하류부(11d)를 통하여 도입구(3a)로 흐르는 유체의 온도를 측정하고, 배출 상태에 있어서 상류부(11c)로부터 배출 경로(12)로 흐르는 유체의 온도를 측정한다. 유체의 온도란, 공기, 가스, 물, 포화 수증기, 및, 과열 수증기 중 적어도 1개를 포함하는 유체의 온도이다. 온도 센서(5)는, 유체 경로(10) 내의 온도의 측정 결과인 검출 온도(T1)를 특정하는 신호를 출력하도록 구성되어 있다. 온도 센서(5)로서, 열전대를 예시할 수 있다. 온도 센서(5)는, 유체 경로(10) 내의 유체와 접촉하는 접촉식의 온도 센서여도 되고, 비접촉식의 온도 센서여도 된다. 비접촉식의 온도 센서로서, 적외선 온도 센서를 예시할 수 있다. 또한, 온도 센서(5)의 온도 측정 원리는 한정되지 않고, 검출 온도(T1)를 나타내는 신호를 출력 가능하면 된다.

온도 센서(5)는, 도입 밸브(20)의 근방에 있어서의 유체 경로(10) 내의 온도를 측정하도록 구성되어 있다. 이 경우의 「도입 밸브(20)의 근방」의 일례로서, 온도 센서(5)로부터 도입 밸브(20)의 제1 밸브(21)의 입구(21a)까지의 거리가, 하류부(11d)의 경로 길이(L2)(분기부(13)로부터 도입구(3a)까지의 거리)보다 짧은 거리가 되도록 온도 센서(5)가 배치되어 있는 것을 들 수 있다. 또한, 「도입 밸브(20)의 근방」은, 이동 방향(F1)에 있어서의 온도 센서(5)와 분기부(13)의 거리가 분기부(13)로부터 도입 밸브(20)(제1 밸브(21))까지의 거리 이하인 것을 나타내고 있어도 되고, 이동 방향(F1)에 있어서의 온도 센서(5)와 도입 밸브(20)(제1 밸브(21))의 거리가 도입 밸브(20)(제1 밸브(21))로부터 도입구(3a)까지의 거리(경로 길이(L3)) 이하인 것을 나타내고 있어도 된다.

또, 「도입 밸브(20)의 근방」은, 이동 방향(F1)에 있어서의 온도 센서(5)와 도입 밸브(20)의 제1 밸브(21)의 거리가 1000mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되고, 700mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되며, 500mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되고, 300mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되며, 100mm 이하인 것을 나타내고 있어도 된다. 상류부(11c)에 있어서 온도 센서(5)가 유체를 온도 측정하는 위치는, 도입 밸브(20)의 제1 밸브(21)에 가까울수록, 바람직하다.

온도 센서(5)는, 본 실시 형태에서는, 상류부(11c)에 있어서의 분기부(13)의 근방에 배치되어 있다. 온도 센서(5)를 분기부(13)의 근방에 배치함으로써, 분기부(13)의 근방의 유체 온도, 즉, 유체를 배출 경로(12)와 열처리로(3)에 분배하는 개소의 근방에서의 유체 온도를 온도 센서(5)가 검출 온도(T1)로서 측정할 수 있다. 나아가서는, 온도 센서(5)는, 열처리로(3)의 입구인 도입구(3a)의 근방에 있어서의 유체 온도를 검출 온도(T1)로서 측정할 수 있다.

온도 센서(5)는, 분기부(13)의 근방에 있어서의 유체 온도를 검출 온도(T1)로서 측정한다고도 할 수 있다. 이 경우의 「분기부(13)의 근방」의 일례로서, 온도 센서(5)와 분기부(13)의 거리가, 하류부(11d)의 경로 길이(L2)(분기부(13)로부터 도입구(3a)까지의 거리)보다 짧은 거리가 되도록 온도 센서(5)가 배치되어 있는 것을 들 수 있다. 또한, 「분기부(13)의 근방」은, 이동 방향(F1)에 있어서의 온도 센서(5)와 분기부(13)의 거리가 분기부(13)로부터 도입 밸브(20)의 제1 밸브(21)까지의 거리 이하인 것을 나타내고 있어도 되고, 도입 밸브(20)의 제1 밸브(21)로부터 도입구(3a)까지의 경로 길이(L3) 이하인 것을 나타내고 있어도 된다.

또, 「분기부(13)의 근방」은, 이동 방향(F1)에 있어서의 온도 센서(5)와 분기부(13)의 거리가 1000mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되고, 700mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되며, 500mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되고, 300mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되며, 100mm 이하인 것을 나타내고 있어도 된다. 상류부(11c)에 있어서 온도 센서(5)가 유체를 온도 측정하는 위치가 분기부(13)에 가까울수록, 바람직하다.

온도 센서(5)는, 공급 경로(11) 중 상류부(11c)에 있어서의 유체 온도를 측정함으로써, 과열 수증기 생성기(2)로부터 송출되는 유체의 온도를 상시 계측 가능하다. 또한, 온도 센서(5)는, 하류부(11d)에 있어서의 유체의 온도를 측정해도 된다.

제어부(30)는, 소정의 입력 신호에 의거하여, 소정의 출력 신호를 출력하는 구성을 갖고 있다. 제어부(30)는, 도입 밸브(20)를 포함하는, 열처리 장치(1)의 다양한 기기를 제어하기 위하여 설치되어 있다. 제어부(30)는, 예를 들면, PLC(Programmable Logic Controller) 등을 이용하여 형성되어 있다. 또한, 제어부(30)는, CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)를 포함하는 컴퓨터를 이용하여 형성되어 있어도 되고, FPGA(Field Programmable Gate Array)를 포함하는 구성이어도 되고, 시퀀스 회로 등을 이용하여 형성되어 있어도 된다.

제어부(30)는, 본 실시 형태에서는, 과열 수증기 생성기(2)와, 온도 센서(5)와, 도입 밸브(20)(제1 밸브(21) 및 제2 밸브(22))와, 급수 밸브(32)에 전기적으로 접속되어 있다.

제어부(30)는, 급수 밸브(32)의 개폐 동작을 제어한다. 제어부(30)는, 과열 수증기 생성기(2)에 물을 공급하는 경우에 급수 밸브(32)를 연다. 제어부(30)는, 과열 수증기 생성기(2)로의 물의 공급을 정지하는 경우에 급수 밸브(32)를 닫는다.

제어부(30)는, 과열 수증기 생성기(2)에 의한 물의 가열 동작을 제어한다. 제어부(30)는, 과열 수증기 생성기(2)에 의한 과열 수증기의 생성 동작(유체의 가열 동작)을 행하게 할 때는, 과열 수증기 생성기(2)의 스위치를 온으로 되게 한다. 제어부(30)는, 과열 수증기 생성기(2)에 의한 과열 수증기의 생성 동작(유체의 가열 동작)을 정지할 때는, 과열 수증기 생성기(2)의 스위치를 오프로 한다.

제어부(30)는, 온도 센서(5)로부터 출력된, 검출 온도(T1)를 특정하는 신호를 수신한다. 제어부(30)는, 온도 센서(5)의 검출 온도(T1)에 의거하여, 도입 밸브(20)의 개폐 동작을 제어한다.

제어부(30)는, 도입 밸브(20)의 제1 밸브(21) 및 제2 밸브(22)에 접속되어 있고, 제1 밸브(21)의 개폐 동작과 제2 밸브(22)의 개폐 동작을 제어한다. 제어부(30)는, 온도 센서(5)의 검출 온도(T1)가 소정의 제1 설정 온도(Th1) 이하인 경우에는 배출 상태가 되도록 도입 밸브(20)를 제어한다. 구체적으로는, 제어부(30)는, 제1 밸브(21)를 닫음과 더불어 제2 밸브(22)를 여는 것에 의하여, 배출 상태로 한다. 한편, 제어부(30)는, 온도 센서(5)의 검출 온도(T1)가 제1 설정 온도(Th1)를 초과하고 있는 경우에는 공급 상태가 되도록 도입 밸브(20)를 제어한다. 구체적으로는, 제어부(30)는, 제1 밸브(21)를 여는 것과 더불어 제2 밸브(22)를 닫음으로써, 공급 상태로 한다.

또한, 본 실시 형태에서는, 온도 센서(5)로부터의 신호를 받은 제어부(30)가 도입 밸브(20)의 제1 밸브(21)의 개폐 동작과 제2 밸브(22)의 개폐 동작을 제어하는 형태를 예로 설명하지만, 그대로가 아니어도 된다. 예를 들면, 온도 센서(5)로부터의 신호를 도입 밸브(20)의 제1 밸브(21)와 제2 밸브(22)에 출력해도 된다. 이 경우, 도입 밸브(20)(제1 밸브(21) 및 제2 밸브(22))는, 검출 온도(T1)에 따라 개폐 동작하는 연산 회로, 또는, 시퀀스 회로 등을 갖고 있다. 그리고, 도입 밸브(20)(제1 밸브(21) 및 제2 밸브(22))에 있어서는, 검출 온도(T1)가 제1 설정 온도(Th1) 이하일 때는, 제1 밸브(21)가 닫힘과 더불어 제2 밸브(22)가 열려 배출 상태가 된다. 한편, 검출 온도(T1)가 제1 설정 온도(Th1)를 초과하고 있을 때는, 제1 밸브(21)가 열림과 더불어 제2 밸브(22)가 닫혀 공급 상태가 된다.

이상이, 열처리 장치(1)의 개략 구성이다. 다음으로, 열처리 장치(1)에 있어서의 열처리 개시 동작의 일례를 설명한다. 도 3은, 열처리 장치(1)에 있어서의 열처리 개시 동작의 일례를 설명하기 위한 플로차트이다. 또한, 이하에서는, 플로차트를 참조하여 설명할 때는, 플로차트 이외의 도면도 적절히 참조하면서 설명한다.

도 1~도 3을 참조하여, 열처리로(3)에서 피처리물(100)의 가열 처리를 개시할 때에는, 피처리물(100)이 열처리로(3) 내에 배치된 상태에서, 우선, 배출 상태가 된다(단계 S11). 구체적으로는, 제어부(30)는, 도입 밸브(20)의 제1 밸브(21)를 닫음과 더불어, 제2 밸브(22)를 연다.

다음으로, 급수 밸브(32)가 열림으로써, 과열 수증기 생성기(2)에 대한 급수가 개시된다(단계 S12). 이때, 제어부(30)는, 급수 밸브(32)를 여는 것에 의하여, 물을 과열 수증기 생성기(2)의 내부 경로(2a)에 도입한다.

다음으로, 과열 수증기 생성기(2)에 있어서의 과열 수증기 생성 동작이 개시된다(단계 S13). 이때, 제어부(30)는, 과열 수증기 생성기(2)의 스위치를 온으로 함으로써, 가열원에 의한 가열을 개시시켜, 물로부터 과열 수증기를 생성한다. 또한, 과열 수증기 생성기(2)의 스위치 온 직후(가열 동작 개시 직후)에는, 과열 수증기 생성기(2)의 내부 경로(2a)의 온도는 충분히 올라가 있지 않아, 과열 수증기 생성기(2)로부터 상류부(11c)에는, 한동안, 물 또는 포화 수증기가 송출된다.

다음으로, 제어부(30)는, 온도 센서(5)의 검출 온도(T1)가 제1 설정 온도(Th1) 이하인지 여부가 판정된다(단계 S14). 검출 온도(T1)가 제1 설정 온도(Th1) 이하인 경우(단계 S14에서 YES), 제어부(30)는, 배출 상태를 유지한다(단계 S15). 이에 의하여, 상류부(11c)를 흐르는 유체는, 분기부(13)에 있어서 배출 경로(12)로부터 배수 홈(33)으로 배출된다.

한편, 검출 온도(T1)가 제1 설정 온도(Th1)를 초과하고 있는 경우(단계 S14에서 NO), 배출 상태로부터 공급 상태로 전환된다(단계 S16). 이때, 제어부(30)는, 제1 밸브(21)를 여는 것과 더불어 제2 밸브(22)를 닫는다. 이에 의하여, 상류부(11c)를 흐르는 과열 수증기는, 분기부(13)로부터 하류부(11d)로 흐르고, 도입구(3a)를 통하여 열처리로(3) 내에 송출된다. 이에 의하여, 열처리로(3) 내에 과열 수증기가 공급되고, 과열 수증기를 이용한 피처리물(100)의 가열 처리가 개시된다.

이상이, 열처리 개시 동작의 일례이다.

다음으로, 열처리 개시 동작 후의 열처리 진행 중 동작의 일례에 대하여 설명한다. 도 4는, 열처리 장치(1)에 있어서의 열처리 진행 중 동작의 일례를 설명하기 위한 플로차트이다.

도 1, 도 2의 (A), 도 2의 (B), 및, 도 4를 참조하여, 열처리로(3)에서의 피처리물(100)의 가열 처리 진행 중에는, 제어부(30)는, 검출 온도(T1)가 제1 설정 온도(Th1) 이하인지 여부를 판정한다(단계 S21). 검출 온도(T1)가 제1 설정 온도(Th1)를 초과하고 있는 경우(단계 S21에서 NO), 제어부(30)는, 열처리 동작 완료해야 하는지 여부를 판정한다(단계 S22). 제어부(30)는, 열처리 동작 완료 시의 조건을 미리 부여하고 있고, 이 완료 조건을 만족시키고 있지 못한 경우에는(단계 S22에서 NO), 단계 S21의 처리를 반복한다.

한편, 단계 S22에 있어서, 열처리 동작 완료 조건이 만족되어 있다고 제어부(30)가 판정한 경우(단계 S22에서 YES), 제어부(30)는, 열처리 진행 중 동작을 종료한다.

한편, 단계 S21에 있어서, 과열 수증기 생성기(2)가 고장났거나, 또는, 상류부(11c)에 손상이 발생하여 외기가 상류부(11c) 내에 혼입된 등의 이유에 의하여, 검출 온도(T1)가 제1 설정 온도(Th1) 이하가 된 것을 제어부(30)가 검출한 경우(단계 S21에서 YES), 제어부(30)는, 공급 상태로부터 배출 상태로 이행한다(단계 S23). 구체적으로는, 제어부(30)는, 도입 밸브(20)의 제1 밸브(21)를 닫음과 더불어 제2 밸브(22)를 연다. 이에 의하여, 과열 수증기 생성기(2)로부터의 유체는, 배출 경로(12)에 배출된다. 다음으로, 제어부(30)는, 도시하지 않은 스피커 또는 모니터로 하여금, 이상이 발생한 것을 나타내는 알람 알림을 행하게 하고(단계 S24), 열처리 진행 중 동작을 완료한다.

이상이, 열처리 진행 중 동작의 일례이다.

다음으로, 열처리 종료 동작의 일례에 대하여 설명한다. 도 5는, 열처리 장치(1)에 있어서의 열처리 종료 동작의 일례를 설명하기 위한 플로차트이다.

도 1, 도 2의 (A), 도 2의 (B), 및, 도 5를 참조하여, 이 정지 동작에서는, 예를 들면, 우선, 제어부(30)에 의하여 과열 수증기 생성기(2)의 스위치가 오프가 된다(단계 S31). 이어서, 공급 상태로부터 배출 상태로 전환된다(단계 S32). 구체적으로는, 제어부(30)는, 제1 밸브(21)를 닫음과 더불어 제2 밸브(22)를 열어, 상류부(11c)로부터의 유체를 배출 경로(12)에 흐르도록 한다. 또한, 도 4에 나타내는 열처리 진행 중 동작에 있어서, 이미 배출 상태로 이행하고 있는 경우, 이 단계 S32는 생략되어도 된다.

다음으로, 제어부(30)는, 온도 센서(5)의 검출 온도(T1)가 정지 가능 온도(Th0) 이하가 되었는지 여부를 판정한다(단계 S33). 정지 가능 온도(Th0)는, 과열 수증기 생성기(2)의 내부 경로(2a)가 충분히 차가워진 온도가 되었을 때의 온도이며, 제1 설정 온도(Th1)보다는 낮다. 정지 가능 온도(Th0)는, 예를 들면, 수십 ℃이다. 제어부(30)는, 검출 온도(T1)가 정지 가능 온도(Th0)를 초과하고 있는 경우는 대기하고(단계 S33에서 NO), 검출 온도(T1)가 정지 가능 온도(Th0) 이하가 되었을 때에(단계 S33에서 YES), 급수 밸브(32)를 닫는다(단계 S34).

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 공급 경로(11)에 있어서, 하류부(11d)의 경로 길이(L2)는, 상류부(11c)의 경로 길이(L1)보다 짧게 설정되어 있다. 이 짧은 하류부(11d)를 열고 닫도록 도입 밸브(20)가 배치되므로, 도입 밸브(20)는, 열처리로(3)의 근방에 배치된다. 또한, 온도 센서(5)는 도입 밸브(20)의 근방에 있어서의 유체 온도를 측정하고, 그 측정 결과(검출 온도(T1))에 따라, 도입 밸브(20)의 배출 상태와 공급 상태가 전환된다. 이에 의하여, 예를 들면, 공급 경로(11)에 있어서의 노의 근방에 도달한 과열 수증기가 제1 설정 온도(Th1)를 초과하고 있는 경우는 과열 수증기가 하류부(11d)로부터 열처리로(3)에 공급된다. 한편 공급 경로(11)에 있어서의 열처리로(3)의 근방에 도달한 유체의 온도가 제1 설정 온도(Th1) 이하인 경우는, 이 유체는 열처리로(3)에는 공급되지 않고 배출 경로(12)에 배출된다. 예를 들면, 과열 수증기 생성기(2)의 동작 개시 초기에 있어서 과열 수증기 생성기(2)로부터 물이 송출된 경우, 또는, 과열 수증기 생성기(2)로부터 공급 경로(11)를 통과함으로써 과열 수증기의 열에너지가 공급 경로(11)의 벽면에 흡수되는 것 등에 의하여 과열 수증기의 온도가 저하하여 과열 수증기로부터 물이 발생한 경우, 습기(결로)의 원인이 되는 유체는, 배출 경로(12)로부터 배출된다. 그 결과, 열처리로(3)에 있어서 습기의 원인이 되는, 온도가 낮은 유체가 열처리로(3) 내에 공급되는 것을 보다 확실히 억제할 수 있다. 따라서, 과열 수증기 생성기(2)의 기동 시에 있어서 습기의 원인이 되는 저온의 유체가 열처리로(3)에 공급되는 것을 억제할 수 있음과 더불어, 과열 수증기 생성기(2)의 동작 이상 등에 기인하여 저온의 유체가 열처리로(3)에 공급되는 것을 억제할 수 있다.

또, 본 실시 형태에 의하면, 온도 센서(5)는, 분기부(13)의 근방에 있어서의 유체 온도를 검출 온도(T1)로서 측정한다. 이 구성에 의하면, 분기부(13)에는, 과열 수증기 생성기(2)의 동작 중에는 유체의 온도에 관계없이 과열 수증기 생성기(2)로부터의 유체가 통과하므로, 온도 센서(5)는, 유체 온도를 보다 정확하게 측정할 수 있다. 게다가, 온도 센서(5)는, 유체 경로(10)에 있어서 배출 상태 및 공급 상태 중 어느 것에 있어서도 유체가 유동하는 개소이고 또한 과열 수증기 생성기(2)로부터 가능한 한 먼 개소의 유체 온도를 측정할 수 있다. 따라서, 제어부(30)는, 도입 밸브(20)를 공급 상태로 해야 하는지 여부의 판단을, 열처리로(3)에 보다 가까운 개소에서의 유체 온도에 의거하여 행할 수 있다.

다음으로, 실시 형태의 변형예, 및, 다른 실시 형태를 설명한다. 또한, 이하에서는, 상술한 실시 형태와 상이한 점을 주로 설명하고, 상술한 실시 형태와 동일한 구성에는 도면에 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명을 반복하는 것을 생략한다.

<제1 실시 형태의 변형예>

도 6은, 제1 실시 형태의 변형예를 나타내는 도면이다. 도 6에 나타내는 변형예가 제1 실시 형태와 상이한 점은, 도입 밸브(20) 대신에, 1개의 삼방밸브로 형성된 도입 밸브(20A)가 이용되고 있는 점에 있다.

도입 밸브(20A)는, 본 변형예에서는, 분기부(13)에 설치되어 있다. 즉, 도입 밸브(20A)의 위치와 분기부(13)의 위치가 동일하게 설정되어 있다. 도입 밸브(20A)가 분기부(13)를 형성하고 있다고도 할 수 있다. 도입 밸브(20A)의 출구(20Ab)로부터 도입구(3a)까지의 경로 길이(L3)는, 분기부(13)로부터 도입구(3a)까지의 경로 길이(분기부(13)로부터 하류단(11b)까지의 경로 길이(L2))와 실질적으로 동일하다고 할 수 있다.

온도 센서(5)는, 도입 밸브(20A)의 근방에 있어서의 유체 경로(10) 내의 온도를 측정하도록 구성되어 있다. 이 경우의 「도입 밸브(20A)의 근방」의 일례로서, 이동 방향(F1)에 있어서의 온도 센서(5)와 도입 밸브(20A)(분기부(13))의 거리가, 도입 밸브(20A)(분기부(13))로부터 도입구(3a)까지의 거리(경로 길이(L2, L3))보다 짧은 거리가 되도록 온도 센서(5)가 배치되어 있는 것을 들 수 있다.

또, 「도입 밸브(20A)의 근방」은, 이동 방향(F1)에 있어서의 온도 센서(5)와 도입 밸브(20A)의 거리가 1000mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되고, 700mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되며, 500mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되고, 300mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되며, 100mm 이하인 것을 나타내고 있어도 된다. 상류부(11c)에 있어서 온도 센서(5)가 유체를 온도 측정하는 위치는, 도입 밸브(20A)에 가까울수록, 바람직하다.

상술한 구성에 의하여, 온도 센서(5)는, 제1 실시 형태의 변형예에서는, 상류부(11c)에 있어서의 분기부(13)의 근방에 배치되어 있다. 온도 센서(5)를 분기부(13)의 근방에 배치함으로써, 분기부(13)의 근방의 유체 온도, 즉, 유체를 배출 경로(12)와 열처리로(3)에 분배하는 개소의 근방에서의 유체 온도를 온도 센서(5)가 검출할 수 있고, 나아가서는, 열처리로(3)의 입구인 도입구(3a)의 근방에 있어서의 유체 온도를 온도 센서(5)가 검출할 수 있다.

도입 밸브(20A)는, 공급 상태와 배출 상태를 전환하는 밸브면 된다. 도입 밸브(20A)는, 제어부(30)로부터의 제어 신호가 주어짐으로써 개폐 동작하는 자동 밸브여도 되고, 온도 센서(5)로부터의 신호가 주어지는 것에 의거하여 개폐 동작하는 자동 밸브여도 된다. 본 변형예에서는, 도입 밸브(20A)가 제어부(30)의 제어에 의하여 개폐 동작하는 형태를 예로 설명한다.

제어부(30)는, 도입 밸브(20A)에 접속되어 있고, 도입 밸브(20A)의 동작을 제어한다. 제어부(30)는, 온도 센서(5)의 검출 온도(T1)가 소정의 제1 설정 온도(Th1) 이하인 경우에는 배출 상태가 되도록 도입 밸브(20)를 제어한다. 구체적으로는, 제어부(30)는, 도입 밸브(20A)에 있어서 상류부(11c)에 접속된 포트(20Aa)와 배출 경로(12)에 접속된 포트(20Ac)의 사이에서 유체가 통과하도록, 도입 밸브(20)의 밸브체(도시하지 않음)가 위치하는 것과 같은 제어를 행함으로써, 배출 상태로 한다. 한편, 제어부(30)는, 온도 센서(5)의 검출 온도(T1)가 제1 설정 온도(Th1)를 초과하고 있는 경우에는 공급 상태가 되도록 도입 밸브(20)를 제어한다. 구체적으로는, 제어부(30)는, 도입 밸브(20A)에 있어서 상류부(11c)에 접속된 포트(20Aa)와 하류부(11d)에 접속된 포트(20Ab)의 사이에서 유체가 통과하도록, 도입 밸브(20)의 밸브체(도시하지 않음)가 위치하는 것과 같은 제어를 행함으로써, 공급 상태로 한다.

또한, 본 변형예에서는, 온도 센서(5)로부터 신호를 받은 제어부(30)가 도입 밸브(20A)의 동작을 제어하는 형태를 예로 설명하지만, 그대로가 아니어도 된다. 예를 들면, 온도 센서(5)로부터의 신호를 도입 밸브(20A)에 출력해도 된다. 이 경우, 도입 밸브(20A)는, 검출 온도(T1)에 따라 개폐 동작하는 연산 회로, 또는, 시퀀스 회로 등을 갖고 있다. 그리고, 도입 밸브(20A)에 있어서는, 검출 온도(T1)가 제1 설정 온도(Th1) 이하일 때는, 배출 상태에 대응하는 밸브체 배치가 된다. 한편, 검출 온도(T1)가 제1 설정 온도(Th1)를 초과하고 있을 때는, 도입 밸브(20A)는, 공급 상태에 대응하는 밸브체 배치가 된다.

이 변형예에 있어서의 열처리 개시 동작, 열처리 진행 중 동작, 및, 열처리 종료 동작은, 실시 형태에 있어서의 열처리 개시 동작, 열처리 진행 중 동작, 및, 열처리 종료 동작과 동일하므로, 설명을 생략한다.

<제2 실시 형태>

도 7은, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 열처리 장치(1)의 구성을 나타내는 모식도이다. 제2 실시 형태에 있어서, 제1 실시 형태와의 차이는, 분기부(13), 및, 도입 밸브(20)의 제1 밸브(21)가, 열처리로(3)에 있어서의 하류부(11d)로부터의 과열 수증기의 도입구(3a)이고 또한 하류부(11d)의 하류단(공급 경로(11)의 하류단(11b))에 배치되어 있는 점에 있다.

제2 실시 형태에서는, 제1 밸브(21)의 출구(21b)가 도입구(3a)에 직접 접속되어 있고, 제1 밸브(21)의 출구(21b)로부터 도입구(3a)까지의 경로 길이(L3)는, 제로이다.

온도 센서(5)는, 도입 밸브(20)의 근방에 있어서의 유체 경로(10) 내의 온도를 측정하도록 구성되어 있다. 이 경우의 「도입 밸브(20)의 근방」은, 예를 들면, 이동 방향(F1)에 있어서의 온도 센서(5)와 분기부(13)의 거리가 분기부(13)로부터 도입 밸브(20)의 제1 밸브(21)까지의 거리(경로 길이(L2)) 이하인 것을 나타내고 있어도 되고, 분기부(13)로부터 도입구(3a)까지의 거리 이하인 것을 나타내고 있어도 된다. 또, 「도입 밸브(20)의 근방」은, 온도 센서(5)가 하류부(11d)에 설치됨으로써, 온도 센서(5)와 제1 밸브(21)의 거리가 분기부(13)와 제1 밸브(21)의 거리 미만인 것을 나타내고 있어도 된다.

또, 「도입 밸브(20)의 근방」은, 이동 방향(F1)에 있어서의 온도 센서(5)와 도입 밸브(20)의 제1 밸브(21)의 거리가 1000mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되고, 700mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되며, 500mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되고, 300mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되며, 100mm 이하인 것을 나타내고 있어도 된다.

온도 센서(5)는, 본 제2 실시 형태에서는, 분기부(13)의 근방에 배치되어 있다. 또한, 「분기부(13)의 근방」은, 이동 방향(F1)에 있어서의 온도 센서(5)와 분기부(13)의 거리가 분기부(13)로부터 도입 밸브(20)의 제1 밸브(21)까지의 거리 이하인 것을 나타내고 있어도 되고, 분기부(13)로부터 도입구(3a)까지의 거리 이하인 것을 나타내고 있어도 된다.

또, 「분기부(13)의 근방」은, 이동 방향(F1)에 있어서의 온도 센서(5)와 분기부(13)의 거리가 1000mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되고, 700mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되며, 500mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되고, 300mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되며, 100mm 이하인 것을 나타내고 있어도 된다. 온도 센서(5)가 유체를 온도 측정하는 위치가 분기부(13)에 가까울수록, 바람직하다.

또한, 온도 센서(5)는, 공급 경로(11)의 하류단부(11e)(하류부(11d)와 제1 밸브(21)의 접속부)에 있어서의 유체 온도를 측정해도 된다. 이 경우, 온도 센서(5)는, 열처리로(3)에 있어서의 과열 수증기의 도입구(3a) 부근에서의 유체 온도를 측정한다. 그리고, 이 도입구(3a) 부근에 있어서의 유체 온도가 충분히 높을 때에만, 공급 경로(11)로부터 과열 수증기가 열처리로(3)에 도입된다. 이에 의하여, 열처리로(3)에 습기의 원인이 되는 저온의 유체가 공급되어 버리는 것을 보다 확실히 억제할 수 있다. 하류단부(11e)는, 예를 들면, 공급 경로(11)에 있어서 하류단(11b)으로부터 수십 mm 정도의 범위를 말한다.

또, 제2 실시 형태에서는, 도입 밸브(20)의 제1 밸브(21)는, 열처리로(3)에 있어서의 하류부(11d)로부터의 과열 수증기의 도입구(3a)이고 또한 하류부(11d)의 하류단(11b)에 배치되어 있다. 이 구성에 의하면, 공급 경로(11)에 있어서의 도입 밸브(20)의 직후에 열처리로(3)가 배치되어 있다. 즉, 도입 밸브(20)는, 열처리로(3)의 매우 가까운 개소에 배치된다. 또한, 온도 센서(5)는 도입 밸브(20)의 근방에 있어서의 유체 온도를 측정하고, 그 측정 결과에 따라, 배출 상태와 공급 상태가 전환된다. 이에 의하여, 온도 센서(5)에서 검출된 유체 온도와 실질적으로 동일한 고온의 과열 수증기를 열처리로(3)에 도입할 수 있다. 따라서, 열처리로(3)에 습기의 원인이 되는 저온의 유체가 도입되는 것을 보다 확실히 억제할 수 있다. 특히, 온도 센서(5)가 공급 경로(11)의 하류단부(11e)에 있어서의 유체 온도를 측정하는 경우, 도입 밸브(20) 및 온도 센서(5)를 열처리로의 매우 가까운 개소에 배치할 수 있다. 따라서, 온도 센서(5)에서 검출된 유체 온도와 실질적으로 동일한 고온의 과열 수증기를 열처리로(3)에 도입할 수 있다.

<제2 실시 형태의 변형예>

도 8은, 제2 실시 형태의 변형예를 나타내는 도면이다. 도 8에 나타내는 변형예가 상술한 제2 실시 형태와 상이한 점은, 도입 밸브(20) 대신에, 1개의 삼방밸브로 형성된 도입 밸브(20A)가 이용되고 있는 점에 있다. 제2 실시 형태의 변형예는, 제1 실시 형태의 변형예에서 나타내는 구성에 있어서, 도입 밸브(20A) 및 분기부(13)를 열처리로(3)의 도입구(3a)에 배치했다고도 할 수 있다. 따라서, 제2 실시 형태의 변형예에 있어서는, 제1 실시 형태의 변형예에서의 구성과 중복되는 구성과, 제2 실시 형태에서의 구성과 중복되는 구성에 대해서는 설명을 일부 생략한다.

도입 밸브(20A)의 포트(20Aa)는, 하류단(11b)에 접속되고, 포트(20Ab)는 도입구(3a)에 접속되고, 포트(20Ac)는 배출 경로(12)에 접속되어 있다.

온도 센서(5)는, 도입 밸브(20A)의 근방에 있어서의 유체 경로(10) 내의 온도를 측정하도록 구성되어 있다. 이 경우의 「도입 밸브(20A)의 근방」은, 이동 방향(F1)에 있어서의 온도 센서(5)와 도입 밸브(20A)의 거리가 1000mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되고, 700mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되며, 500mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되고, 300mm 이하인 것을 나타내고 있어도 되며, 100mm 이하인 것을 나타내고 있어도 된다. 상류부(11c)에 있어서 온도 센서(5)가 유체를 온도 측정하는 위치가 도입 밸브(20A)에 가까울수록, 바람직하다.

상술한 구성에 의하여, 온도 센서(5)는, 제2 실시 형태의 변형예에서는, 상류부(11c)에 있어서의 분기부(13)의 근방에 배치되어 있다. 온도 센서(5)를 분기부(13)의 근방에 배치함으로써, 분기부(13)의 근방의 유체 온도, 즉, 유체를 배출 경로(12)와 열처리로(3)에 분배하는 개소의 근방에서의 유체 온도를 측정할 수 있고, 나아가서는, 열처리로(3)의 입구인 도입구(3a)의 근방에 있어서의 유체 온도를 검출 온도(T1)로서 측정할 수 있다.

또한, 온도 센서(5)는, 공급 경로(11)의 하류단부(11e)(하류부(11d)와 제1 밸브(21)의 접속부)에 있어서의 유체 온도를 측정해도 된다. 이 경우, 온도 센서(5)는, 열처리로(3)에 있어서의 과열 수증기의 도입구(3a) 부근에서의 유체 온도를 측정한다. 그리고, 이 도입구(3a) 부근에 있어서의 유체 온도가 충분히 높을 때에만, 공급 경로(11)로부터 과열 수증기가 열처리로(3)에 도입된다. 이에 의하여, 열처리로(3)에 습기의 원인이 되는 저온의 유체가 공급되어 버리는 것을 보다 확실히 억제할 수 있다. 하류단부(11e)는, 예를 들면, 공급 경로(11)에 있어서 하류단(11b)으로부터 수십 mm 정도의 범위를 말한다.

<제3 실시 형태>

도 9는, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 열처리 장치(1)의 구성을 나타내는 모식도이다. 제3 실시 형태에 있어서, 제1 실시 형태와의 차이는, 공급 경로(11)에 있어서의 하류부(11d)(도입 밸브(20)의 제1 밸브(21)와 도입구(3a)의 사이)에 제2 온도 센서(6)가 배치되어 있는 점에 있다.

온도 센서(5)는, 상술한 바와 같이, 공급 경로(11)에 있어서의 도입 밸브(20)의 제1 밸브(21)의 상류측(상류부(11c))의 유체 온도를 측정한다. 한편, 제2 온도 센서(6)는, 공급 경로(11)에 있어서의 도입 밸브(20)의 제1 밸브(21)에 대하여 하류측(하류부(11d))의 유체 온도를 측정한다.

제2 온도 센서(6)는, 제3 실시 형태에서는, 공급 상태에 있어서 상류부(11c)로부터 하류부(11d)를 통하여 도입구(3a)로 흐르는 유체 온도를 측정하고, 배출 상태에 있어서는 유체의 흐름이 멈춰진 하류부(11d) 내의 유체 온도를 측정한다. 제2 온도 센서(6)는, 하류부(11d) 내의 온도의 측정 결과인 제2 검출 온도(T2)를 특정하는 신호를 출력하도록 구성되어 있다. 제2 온도 센서(6)로서, 열전대를 예시할 수 있다. 제2 온도 센서(6)는, 제1 온도 센서(5)와 동일하게, 유체 경로(10) 내의 유체와 접촉하는 접촉식의 온도 센서여도 되고, 비접촉식의 온도 센서여도 된다.

하류부(11d)에 있어서 제2 온도 센서(6)가 유체 온도를 측정하는 위치는, 한정되지 않는다. 제2 온도 센서(6)가 유체 온도를 측정하는 위치는, 도입 밸브(20)의 제1 밸브(21)의 출구(21b)(하류부(11b)의 상류단)여도 되고, 제1 밸브(21)와 도입구(3a)의 중앙 위치여도 되며, 도입구(3a)(하류부(11d)의 하류단, 하류단(11b))여도 된다. 제2 온도 센서(6)는, 열처리로(3) 내의 온도의 영향을 받지 않는 위치에 있어서 하류부(11d) 내의 유체 온도를 측정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

제2 온도 센서(6)는, 배출 상태일 때는, 과열 수증기 생성기(2)로부터 송출된 유체를 실시간으로는 온도 측정하지 않고, 과열 수증기 생성기(2)로부터 송출되어 하류부(11d)에 잔존하고 있는 유체의 온도 등의 하류부(11d) 내의 분위기 온도를 측정한다. 한편, 제2 온도 센서(6)는, 공급 상태일 때는, 과열 수증기 생성기(2)로부터 송출된 유체를 실시간으로 온도 측정한다.

제2 온도 센서(6)는, 제어부(30)와 전기적으로 접속되어 있다. 제어부(30)는, 온도 센서(5)로부터 출력된 신호(검출 온도(T1)를 특정하는 신호)에 더하여, 제2 온도 센서(6)로부터 출력된 신호(제2 검출 온도(T2)를 특정하는 신호)를 수신한다. 제어부(30)는, 온도 센서(5) 및 제2 온도 센서(6)가 측정한 유체 온도에 의거하여, 도입 밸브(20)의 개폐 동작을 제어한다.

제어부(30)는, 제1 실시 형태에서 설명한 것과 동일하게, 온도 센서(5)의 검출 온도(T1)가 제1 설정 온도(Th1) 이하인 경우에는 배출 상태가 되도록 도입 밸브(20)를 제어하고, 온도 센서(5)의 검출 온도(T1)가 제1 설정 온도(Th1)를 초과하고 있는 경우에는 공급 상태가 되도록 도입 밸브(20)를 제어한다. 또한, 제3 실시 형태에서는, 제어부(30)는, 제2 온도 센서의 검출 온도(제2 검출 온도(T2))가 소정의 제2 설정 온도(Th2) 이하인 경우에는, 배출 상태가 되도록 도입 밸브(20)를 제어 가능하다.

상기의 제2 설정 온도(Th2)는, 적어도 과열 수증기가 존재 가능한 온도이며, 과열 수증기에 물 또는 포화 수증기가 섞이지 않도록 하기 위해서는, 100℃보다 높은 온도인 것이 바람직하고, 예를 들면 150℃ 이상으로 설정된다. 또한, 제2 설정 온도(Th2)는, 제1 설정 온도(Th1)보다 낮아도 되고, 높아도 되며, 제1 설정 온도(Th1)와 같아도 된다. 공급 상태에 있어서 검출 온도(T1)가 제1 설정 온도(Th1)보다 높고, 또한, 제2 검출 온도(T2)가 제2 설정 온도(Th2) 이하인 경우란, 예를 들면, 하류부(11d)가 손상되어 외기가 하류부(11d)에 혼입됨으로써 하류부(11d) 내의 유체 온도가 저하되고 있는 경우이다.

또한, 제3 실시 형태에서는, 온도 센서(5) 및 제2 온도 센서(6)의 검출 온도(T1, T2)를 특정하는 신호를 받은 제어부(30)가 도입 밸브(20)의 제1 밸브(21)의 개폐 동작과 제2 밸브(22)의 개폐 동작을 제어하는 형태를 예로 설명하지만, 그대로가 아니어도 된다. 예를 들면, 온도 센서(5, 6)의 검출 온도(T1, T2)를 특정하는 신호를 도입 밸브(20)의 제1 밸브(21)와 제2 밸브(22)에 출력해도 된다. 이 경우, 도입 밸브(20)(제1 밸브(21) 및 제2 밸브(22))는, 검출 온도(T1, T2)에 따라 개폐 동작하는 연산 회로, 또는, 시퀀스 회로 등을 갖고 있다. 그리고, 도입 밸브(20)(제1 밸브(21) 및 제2 밸브(22))에 있어서는, 검출 온도(T1, T2)에 의거하여, 배출 상태 또는 공급 상태가 된다.

이상이, 제3 실시 형태의 열처리 장치(1)의 개략 구성이다. 다음으로, 제3 실시 형태의 열처리 장치(1)에 있어서의 열처리 개시 동작, 열처리 진행 중 동작, 및, 열처리 종료 동작의 일례를 설명한다.

제3 실시 형태의 열처리 장치(1)에 있어서의 열처리 개시 동작의 일례는, 도 3에 나타내는 제1 실시 형태에 있어서 설명한 열처리 개시 동작과 같다. 또한, 제3 실시 형태의 열처리 장치(1)에 있어서의 열처리 개시 동작 시에는, 제2 온도 센서(6)의 온도 측정 결과(제2 검출 온도(T2))는, 고려되지 않고, 제2 검출 온도(T2)에 관계없이, 열처리 개시 동작이 행해진다.

도 10은, 제3 실시 형태의 열처리 장치(1)에 있어서의 열처리 진행 중 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다. 도 10에 나타내는 플로차트는, 도 4에 나타내는 제1 실시 형태의 열처리 장치(1)에 있어서의 열처리 진행 중 동작의 플로차트에, 단계 S25B가 추가된 내용에 상당한다.

구체적으로는, 도 9 및 도 10을 참조하여, 열처리로(3)에서의 피처리물(100)의 가열 처리 진행 중에는, 제어부(30)는, 제1 온도 센서(5)의 검출 온도(T1)가 제1 설정 온도(Th1) 이하인지 여부를 판정한다(단계 S21B). 검출 온도(T1)가 제1 설정 온도(Th1)를 초과하고 있는 경우(단계 S21B에서 NO), 제어부(30)는, 제2 온도 센서(6)의 제2 검출 온도(T2)가 제2 설정 온도(Th2) 이하인지 여부를 판정한다(단계 S25B). 제2 검출 온도(T2)가 제2 설정 온도(Th2)를 초과하고 있는 경우(단계 S25B에서 NO), 제어부(30)는, 열처리 동작을 완료해야 하는지 여부를 판정한다(단계 S22B). 제어부(30)는, 열처리 동작 완료 시의 조건을 미리 부여하고 있고, 이 완료 조건을 만족시키고 있지 못한 경우에는(단계 S22B에서 NO), 단계 S21B의 처리를 반복한다.

한편, 단계 S22B에 있어서, 열처리 동작 완료 조건이 만족되어 있다고 제어부(30)가 판정한 경우(단계 S22B에서 YES), 제어부(30)는, 열처리 진행 중 동작을 완료한다.

한편, 단계 S21B에 있어서, 과열 수증기 생성기(2)가 고장났거나, 또는, 상류부(11c)에 손상이 발생하여 외기가 상류부(11c) 내에 혼입된 등의 이유에 의하여, 검출 온도(T1)가 제1 설정 온도(Th1) 이하가 된 것을 제어부(30)가 검출한 경우(단계 S21B에서 YES), 제어부(30)는, 공급 상태로부터 배출 상태로 이행한다(단계 S23B). 구체적으로는, 제어부(30)는, 도입 밸브(20)의 제1 밸브(21)를 닫음과 더불어 제2 밸브(22)를 연다. 이에 의하여, 과열 수증기 생성기(2)로부터의 유체는, 배출 경로(12)에 배출된다. 다음으로, 제어부(30)는, 도시하지 않은 스피커 또는 모니터로 하여금, 이상이 발생한 것을 나타내는 알람 알림을 행하게 하고(단계 S24B), 열처리 진행 중 동작을 완료한다.

또, 단계 S25B에 있어서, 하류부(11d)에 손상이 발생하여 외기가 하류부(11d) 내에 혼입된 등의 이유에 의하여, 제2 검출 온도(T2)가 제2 설정 온도(Th2) 이하가 된 것을 제어부(30)가 검출한 경우(단계 S25B에서 YES), 제어부(30)는, 상술한 것과 동일하게, 공급 상태로부터 배출 상태로 이행한다(단계 S23B). 제어부(30)는, 이어서 이상 알림을 행한다(단계 S24B).

이상이, 열처리 진행 중 동작의 일례이다.

제3 실시 형태의 열처리 장치(1)에 있어서의 열처리 종료 동작의 일례는, 도 5에 나타내는 제1 실시 형태에 있어서 설명한 열처리 종료 동작과 같다. 또한, 제3 실시 형태의 열처리 장치(1)에 있어서의 열처리 종료 동작에 있어서, 제2 온도 센서(6)의 온도 측정 결과(제2 검출 온도(T2))는, 고려되지 않는다.

또한, 제3 실시 형태의 열처리 개시 동작, 및, 열처리 종료 동작 중 적어도 한쪽에 있어서, 제2 온도 센서(6)의 제2 검출 온도(T2)를 이용한 제어가 행해져도 된다. 이 경우, 열처리 개시 동작일 때, 열처리 동작 개시 시의 제2 설정 온도(Th2)는, 제1 설정 온도(Th1) 이하가 된다. 이에 의하여, 검출 온도(T1)>제1 설정 온도(Th1)일 때에 이상이 없어도 배출 상태가 되어 버리는 것을 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 제2 온도 센서(6)의 검출 온도(제2 검출 온도(T2))가 제2 설정 온도(Th2) 이하인 경우에는 배출 상태로 할 수 있다. 이 구성에 의하면, 공급 경로(11)에 있어서 도입 밸브(20)보다 하류 측에 있어서 어떠한 이상이 발생했을 때에 있어서, 제2 온도 센서(6)가 이 이상을 검출할 수 있고, 그 결과, 도입 밸브(20)를 배출 상태로 할 수 있다. 따라서, 습기의 원인이 되는 유체가 열처리로(3)에 도입되는 것을 보다 확실히 억제할 수 있다.

<제3 실시 형태의 변형예>

도 11은, 제3 실시 형태의 변형예를 나타내는 도면이다. 도 11에 나타내는 변형예가 상술한 제3 실시 형태와 상이한 점은, 도입 밸브(20) 대신에, 1개의 삼방밸브로 형성된 도입 밸브(20A)가 이용되고 있는 점에 있다. 제3 실시 형태의 변형예는, 제1 실시 형태의 변형예에서 나타내는 구성에 있어서, 제2 온도 센서(6)를 하류부(11d)에 배치했다고도 할 수 있다. 따라서, 제3 실시 형태의 변형예에 있어서는, 제3 실시 형태의 변형예에서의 구성과 중복되는 구성과, 제1 실시 형태의 변형예에서의 구성과 중복되는 구성에 대해서는 설명을 일부 생략한다.

도입 밸브(20A)의 포트(20Aa)는 상류부(11c)에 접속되고, 포트(20Ab)는 하류부(11d)에 접속되며, 포트(20Ac)는 배출 경로(12)에 접속되어 있다.

제2 온도 센서(6)는, 공급 경로(11)에 있어서의 도입 밸브(20A)에 대하여 하류 측의 유체 온도를 측정한다.

하류부(11d)에 있어서 제2 온도 센서(6)가 유체 온도를 측정하는 위치는, 한정되지 않는다. 제2 온도 센서(6)가 유체 온도를 측정하는 위치는, 도입 밸브(20A)의 출구(20Ab)(하류부(11d)의 상류단)여도 되고, 도입 밸브(20A)와 도입구(3a)의 중앙 위치여도 되며, 도입구(3a)(하류부(11d)의 하류단, 하류단(11b))여도 된다.

제2 온도 센서(6)는, 제3 실시 형태에서는, 제어부(30)와 전기적으로 접속되어 있다. 제어부(30)는, 온도 센서(5)로부터 출력된 신호(검출 온도(T1)를 특정하는 신호)에 더하여, 제2 온도 센서(6)로부터 출력된 신호(제2 검출 온도(T2)를 특정하는 신호)를 수신한다. 제어부(30)는, 온도 센서(5) 및 제2 온도 센서(6)로부터의 검출 온도(T1, T2)에 의거하여, 도입 밸브(20A)의 개폐 동작을 제어한다.

제어부(30)는, 제3 실시 형태에서 설명한 바와 동일하게, 온도 센서(5)의 검출 온도(T1)가 제1 설정 온도(T1) 이하인 경우에는 배출 상태가 되도록 도입 밸브(20A)를 제어하고, 온도 센서(5)의 검출 온도(T1)가 제1 설정 온도(Th1)를 초과하고 있는 경우에는 공급 상태가 되도록 도입 밸브(20A)를 제어한다. 또한, 제3 실시 형태의 변형예에서는, 제3 실시 형태와 동일하게, 제어부(30)는, 제2 온도 센서의 검출 온도(제2 검출 온도(T2))가 제2 설정 온도(Th2) 이하인 경우에는, 배출 상태가 되도록 도입 밸브(20A)를 제어 가능하다.

또한, 제3 실시 형태의 변형예에서는, 온도 센서(5, 6)의 검출 온도(T1, T2)를 특정하는 신호를 받은 제어부(30)가 도입 밸브(20A)의 동작을 제어하는 형태를 예로 설명하지만, 그대로가 아니어도 된다. 예를 들면, 온도 센서(5) 및 제2 온도 센서(6)의 검출 온도(T1, T2)를 특정하는 신호를 도입 밸브(20A)에 출력해도 된다. 이 경우, 도입 밸브(20A)는, 검출 온도(T1, T2)에 따라 개폐 동작하는 연산 회로, 또는, 시퀀스 회로 등을 갖고 있다. 그리고, 도입 밸브(20A)에 있어서는, 검출 온도(T1, T2)에 의거하여, 배출 상태 또는 공급 상태가 된다.

이상이, 제3 실시 형태의 변형예에 있어서의 열처리 장치(1)의 개략 구성이다. 제3 실시 형태의 변형예에 있어서의 열처리 개시 동작, 열처리 진행 중 동작, 및, 열처리 종료 동작은, 제3 실시 형태에 있어서의 열처리 개시 동작, 열처리 진행 중 동작, 및, 열처리 종료 동작과 동일하므로, 설명을 생략한다.

이상, 본 발명의 실시 형태 및 변형예에 대하여 다양하게 설명했다. 그러나, 본 발명의 열처리 장치(1)는, 적어도, 과열 수증기 생성기(2)와, 열처리로(3)와, 유체 경로(10)와, 도입 밸브(20(20A))와, 온도 센서(5)를 갖고 있으면 된다.

본 발명은, 열처리 장치로서 적용할 수 있다.

1: 열처리 장치 2: 과열 수증기 생성기
3: 열처리로 5: 온도 센서
6: 제2 온도 센서 10: 유체 경로
11: 공급 경로 11b: 하류단
11c: 상류부 11d: 하류부
12: 배출 경로 13: 분기부
20, 20A: 도입 밸브 100: 피처리물
L1: 상류부의 경로 길이 L2: 하류부의 경로 길이
Th1: 제1 설정 온도(설정 온도) Th2: 제2 설정 온도

Claims (5)

1. 과열 수증기 생성기와,
   피처리물을 열처리하기 위한 열처리로와,
   상기 과열 수증기 생성기와 상기 열처리로에 접속되어 상기 과열 수증기 생성기로부터 과열 수증기를 상기 열처리로에 공급하기 위한 공급 경로, 및, 상기 공급 경로의 도중에 설치된 분기부에 있어서 상기 공급 경로로부터 분기한 배출 경로를 포함하는 유체 경로와,
   상기 공급 경로에 있어서 상기 분기부에서 본 상류부로부터 하류부에 유체를 공급하는 공급 상태와, 상기 상류부로부터 상기 하류부로의 상기 유체의 공급이 규제되고 또한 상기 상류부로부터 상기 배출 경로를 통한 상기 유체의 배출이 허용된 배출 상태를 전환하는 도입 밸브와,
   상기 유체 경로 내의 온도를 측정하는 온도 센서
   를 구비하고,
   상기 하류부의 경로 길이는, 상기 상류부의 경로 길이보다 짧게 설정되어 있고,
   상기 온도 센서는, 상기 도입 밸브의 근방에 있어서의 상기 온도를 측정하도록 구성되고,
   상기 온도 센서의 검출 온도가 소정의 설정 온도 이하인 경우에는 상기 배출 상태가 되도록 구성되고,
   상기 검출 온도가 상기 설정 온도를 초과하고 있는 경우에는 상기 공급 상태가 되도록 구성되어 있는, 열처리 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 온도 센서는, 상기 분기부의 근방에 있어서의 상기 온도를 측정하는, 열처리 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 온도 센서는, 상기 공급 경로의 하류단부에 있어서의 상기 온도를 측정하는, 열처리 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 도입 밸브는, 상기 열처리로에 있어서의 상기 하류부로부터의 상기 과열 수증기의 도입구이고 또한 상기 하류부의 하류단에 배치되어 있는, 열처리 장치.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 온도 센서는, 상기 공급 경로에 있어서의 상기 도입 밸브의 상류 측의 상기 온도를 측정하고,
   상기 공급 경로에 있어서의 상기 도입 밸브의 하류 측의 상기 온도를 측정하는 제2 온도 센서를 추가로 구비하고,
   상기 도입 밸브는, 상기 제2 온도 센서의 검출 온도가 소정의 제2 설정 온도 이하인 경우에는 상기 배출 상태가 되는, 열처리 장치.

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