WO2011129340A1 - ミスト冷却装置及び熱処理装置 - Google Patents

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亜実 上田
晋也 工藤
嵩久 嶋田
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Definitions

  • the present invention relates to a mist cooling device and a heat treatment device.
  • Patent Document 1 discloses a mist cooling device that is used for heat treatment of an object to be processed such as metal and cools the object to be processed.
  • the mist cooling device sprays a mist-like cooling liquid onto a heated object to be processed, and performs cooling using the latent heat of vaporization of the cooling liquid. Therefore, the mist cooling device has a higher cooling capacity than the conventional gas injection type cooling device. Further, by adjusting the amount of mist injection, it is possible to easily control the cooling rate of the object to be processed, which has been difficult with the conventional immersion type cooling apparatus.
  • the mist cooling device since the heated workpiece is immersed in the coolant, the cooling is continued even if the device is stopped due to a power failure or the like. Therefore, the possibility that the apparatus is damaged by the heat of the workpiece is low.
  • the coolant is caused to flow by a pump or the like, and the coolant is sprayed from the spray nozzle in a mist form. For this reason, when the apparatus stops due to a power failure or the like, the mist injection also stops, and the temperature and pressure inside the apparatus rise due to the heat of the object to be processed, which may damage the apparatus.
  • the present invention has been made in consideration of the above points, and provides a mist cooling apparatus and a heat treatment apparatus that can prevent the apparatus from being damaged by the heat of the object to be processed in an emergency such as a power failure. Objective.
  • a mist cooling device is driven by a nozzle for injecting a cooling liquid into a mist shape to a workpiece to be heated and provided in a cooling furnace, and driven toward the nozzle.
  • a cooling system having a pump for flowing the cooling liquid; and a second cooling system that operates in response to the stop of the drive source and cools the workpiece.
  • the second cooling system is activated and the cooling of the workpiece is continued.
  • the pump may be driven by electric power
  • the second cooling system may include an emergency power source that drives the pump in response to power supply stoppage.
  • the pump is driven by the emergency power source and the cooling of the object to be processed is continued.
  • the cooling system has a plurality of nozzles, and the second cooling system is provided between the pump and a nozzle located above the workpiece among the plurality of nozzles, and is in an open state at least when supply of power is stopped. You may have a valve. In this case, the valve is opened when the supply of power is stopped. Therefore, the cooling liquid is supplied into the cooling furnace from the nozzle located above the workpiece.
  • the cooling system may have a plurality of pumps, and the emergency power source may drive a specific pump among the plurality of pumps.
  • the specific pump is driven by the emergency power source to continue the cooling of the object to be processed. Therefore, the capacity of the emergency power supply can be limited to a capacity sufficient to drive a specific pump.
  • a second cooling system provided above the cooling furnace for storing the cooling liquid; a second valve provided between the storage tank and the nozzle and opened at least when the drive source is stopped; You may have.
  • the second valve is opened. Therefore, the cooling liquid is supplied into the cooling furnace through a nozzle from a storage tank provided above the cooling furnace.
  • the cooling system may include a plurality of nozzles, and the second valve may be provided between the storage tank and a nozzle located above the object to be processed among the plurality of nozzles.
  • the second valve is opened when the drive source is stopped. Therefore, the cooling liquid is supplied into the cooling furnace from the nozzle located above the workpiece.
  • a heat treatment apparatus that performs heat treatment on an object to be processed may include the above-described mist cooling apparatus according to one embodiment of the present invention.
  • the second cooling system is activated and the cooling of the workpiece is continued.
  • the second cooling system is activated and the cooling of the object to be processed can be continued. For this reason, it is possible to prevent the apparatus from being damaged by the heat of the object to be processed in an emergency of stopping the drive source.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a heat treatment apparatus 1 in the present embodiment.
  • the heat treatment apparatus 1 performs heat treatment such as quenching on the workpiece M.
  • the heat treatment apparatus 1 includes a heating chamber 2 and a cooling chamber (mist cooling device) 3.
  • the heating chamber 2 and the cooling chamber 3 are disposed adjacent to each other.
  • a partition wall 4 is provided between the heating chamber 2 and the cooling chamber 3. When the partition wall 4 is opened, the workpiece M heated in the heating chamber 2 is moved to the cooling chamber 3, and the workpiece M is cooled in the cooling chamber 3.
  • the object to be processed M is subjected to heat treatment by the heat treatment apparatus 1.
  • the workpiece M is made of a metal material (including an alloy) such as steel containing a predetermined amount of carbon.
  • the workpiece M is shown in a rectangular parallelepiped shape. However, the workpiece M may be used in various shapes and sizes, the number of pieces to be processed at one time, and the like.
  • FIG. 2 is a schematic view of the cooling chamber 3 in the present embodiment.
  • the cooling chamber 3 in FIG. 2 is a cross-sectional view seen from the line AA in FIG.
  • the cooling chamber 3 includes a container (cooling furnace) 10, a transfer unit 20, a cooling system 30, a second cooling system 40, and a control unit 50.
  • the container 10 is an outer shell of the cooling chamber 3 and is a substantially cylindrical container capable of forming a sealed space inside.
  • the container 10 is installed on the floor surface by a plurality of support legs 11.
  • the conveyance unit 20 carries the workpiece M from the heating chamber 2 to the cooling chamber 3 and further carries it out of the cooling chamber 3.
  • the transport unit 20 transports the workpiece M in a direction parallel to the central axis of the container 10.
  • the transport unit 20 includes a pair of support frames 21, a plurality of transport rollers 22, and a drive unit (not shown).
  • the pair of support frames 21 are erected on the bottom inside the container 10 and support the workpiece M from below through a plurality of transport rollers 22.
  • the pair of support frames 21 are provided to extend in the conveyance direction of the workpiece M.
  • the plurality of transport rollers 22 smoothly transport the workpiece M by rotating.
  • the plurality of transport rollers 22 are provided on the mutually opposing surfaces of the pair of support frames 21 so as to be rotatable at a predetermined interval in the transport direction.
  • a drive unit (not shown) rotates the conveyance roller 22.
  • the workpiece M of this embodiment is not placed directly on the transport roller 22 but is placed on the transport roller 22 via the tray 23.
  • the cooling system 30 cools the workpiece M by spraying a cooling liquid in a mist form on the workpiece M that is heated and provided in the container 10.
  • the cooling system 30 includes a recovery pipe 31, a heat exchanger 32, a pump 33, a supply pipe 34, and a nozzle 35.
  • a cooling liquid to be used for example, water, oil, salt, a fluorine-based inert liquid, or the like is used.
  • the recovery pipe 31 is a pipe member that recovers the cooling liquid supplied into the container 10. Note that the cooling liquid when being recovered in the recovery pipe 31 is heated by the heat of the workpiece M.
  • the heat exchanger 32 cools the recovered cooling liquid.
  • the pump 33 discharges the cooling liquid recovered from the container 10 and introduced into the recovery pipe 31 to the supply pipe 34 and flows toward the nozzle 35.
  • a plurality of pumps 33 of the present embodiment are used, and three pumps, a first pump (specific pump) 33a, a second pump 33b, and a third pump 33c, are provided.
  • the first pump 33 a, the second pump 33 b and the third pump 33 c are arranged in parallel with the supply pipe 34.
  • the inverters 36 are connected to the plurality of pumps 33, respectively. That is, the first inverter 33a, the second inverter 36b, and the third inverter 36c are connected to the first pump 33a, the second pump 33b, and the third pump 33c, respectively.
  • the inverter 36 drives the pump 33 in accordance with a control instruction from the control unit 50 described later.
  • the drive source of the pump 33 is electric power E, and the electric power E is supplied to the inverter 36.
  • the supply pipe 34 is a pipe member that once collects the cooling liquid discharged from the plurality of pumps 33 and then supplies the liquid to a plurality of nozzles 35 to be described later.
  • the nozzle 35 cools the workpiece M by spraying a cooling liquid in a mist form on the workpiece M provided in the container 10 by being heated.
  • a plurality of nozzles 35 are provided on the inner wall of the container 10 so as to surround the workpiece M. For this reason, the part which the mist does not hit in the to-be-processed object M decreases, the to-be-processed object M can be cooled uniformly, and generation
  • a portion of the supply pipe 34 connected to the plurality of nozzles 35 is provided with a plurality of valves 37.
  • the valve 37 is a normally closed type valve that is operated by the electric power E and is closed when the supply of the electric power E is stopped.
  • an emergency valve 37A is provided in a portion of the supply pipe 34 connected to the upper nozzle 35A.
  • the emergency valve 37A is operated by the electric power E, but unlike the valve 37, the emergency valve 37A is a normal open type valve that is opened when the supply of the electric power E is stopped.
  • the second cooling system 40 cools the workpiece M by supplying a cooling liquid to the heated workpiece M when the supply of the electric power E that drives the cooling system 30 is stopped.
  • the second cooling system 40 includes a battery (emergency power supply) 41 and an emergency valve 37A.
  • the battery 41 is connected only to the first inverter 36a, and is a drive source that drives only the first pump 33a in the event of an emergency such as stopping the supply of electric power E.
  • an emergency power supply device using an internal combustion engine or the like may be used.
  • the control unit 50 controls the drive of the pump 33 via the inverter 36.
  • the control unit 50 can individually control the driving of the plurality of pumps 33 and can drive only a specific pump 33. Since the control unit 50 is driven by the electric power E, when the control unit 50 needs to control the driving of the first pump 33a when the supply of the electric power E is stopped, the electric power of the battery 41 is supplied to the control unit 50. Also good.
  • the cooling operation for the workpiece M in the cooling chamber 3 in this embodiment will be described.
  • the cooling operation for the workpiece M of the cooling system 30 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the workpiece M is heated in the heating chamber 2.
  • the partition wall 4 is opened, and the workpiece M heated by the driving of the transport unit 20 is carried into the cooling chamber 3.
  • the cooling system 30 After completion of the delivery to the cooling chamber 3, the cooling system 30 starts cooling the workpiece M.
  • the controller 50 controls the driving of the pump 33 via the inverter 36 and the cooling liquid is discharged to the supply pipe 34.
  • the cooling liquid flows in the supply pipe 34 toward the nozzle 35 and is jetted from the nozzle 35 toward the workpiece M in a mist form.
  • the mist adhering to the heated workpiece M is vaporized while taking the latent heat of vaporization from the workpiece M.
  • the latent heat of vaporization of the cooling liquid the workpiece M can be quickly cooled.
  • the vaporized cooling liquid is liquefied again by a liquefaction trap (not shown) and flows into the recovery pipe 31.
  • the cooling liquid flowing in the recovery pipe 31 is cooled by the heat exchanger 32 and discharged again to the supply pipe 34 by the pump 33.
  • the cooling liquid circulates and flows in the cooling system 30, the workpiece M can be continuously cooled.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the operation of the second cooling system 40 in the present embodiment. Note that, in the recovery pipe 31 and the supply pipe 34 shown in FIG. 3, only the portion where the cooling liquid flows is indicated by a bold line.
  • the second pump 33b and the third pump 33c are stopped.
  • a battery 41 is connected to the first inverter 36a connected to the first pump 33a. Therefore, even if the supply of the electric power E is stopped, the first pump 33a can be driven by the electric power supplied from the battery 41. Further, since the battery 41 only drives the first pump 33a, the capacity of the battery 41 can be limited to a capacity sufficient to drive the first pump 33a, and the second cooling system 40 is installed. Cost can be reduced.
  • the first pump 33a continues to be driven by the power supply from the battery 41. Since the plurality of valves 37 provided in the supply pipe 34 are normally closed type valves, they are all closed when the supply of the electric power E is stopped. Therefore, the flow of the cooling liquid toward the nozzle 35 is blocked by the valve 37, and the supply of the cooling liquid from the nozzle 35 is stopped.
  • the emergency valve 37A is a normally open type valve
  • the emergency valve 37A is opened when the supply of the electric power E is stopped. That is, the cooling liquid is supplied only from the supply pipe 34 to the upper nozzle 35A through the emergency valve 37A.
  • the cooling liquid is supplied only from a specific upper nozzle 35A among a plurality of nozzles provided in the cooling chamber 3, even when the battery 41 drives only the first pump 33a, the mist is discharged from the upper nozzle 35A.
  • the pressure required for jetting can be applied to the cooling liquid, and the cooling liquid can be jetted in a sufficiently mist form from the upper nozzle 35A.
  • the upper nozzle 35A is provided on the upper side in the vertical direction of the workpiece M, the cooling liquid can be reliably supplied to the workpiece M even when the flow rate of the cooling liquid is small. Therefore, the cooling liquid is supplied from the upper nozzle 35 ⁇ / b> A toward the workpiece M, and the cooling of the heated workpiece M is continued.
  • the present embodiment since the supply of the electric power E is stopped and the cooling of the workpiece M by the cooling system 30 is stopped, the second cooling system 40 is activated to continue the cooling of the workpiece M. it can. Therefore, it is possible to prevent the cooling chamber 3 from being damaged by the heat of the workpiece M during an emergency of stopping the supply of the electric power E.
  • FIG. 4 is a schematic view of the cooling chamber 3A in the present embodiment. Note that the cooling chamber 3A in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. In FIG. 4, the same components as those of the first embodiment shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the cooling chamber (mist cooling device) 3A of the present embodiment is provided in the heat treatment device 1 as in the first embodiment.
  • the supply pipe 34 connected to the upper nozzle 35A is provided with a normally closed type valve 37.
  • the cooling chamber 3A has a second cooling system 40A.
  • the second cooling system 40A continues to cool the workpiece M when the supply of the electric power E to the cooling system 30 is stopped.
  • the second cooling system 40 ⁇ / b> A includes a storage tank 45, a second supply pipe 46, and a second emergency valve 47.
  • the storage tank 45 is a tank that stores the second cooling liquid (cooling fluid) L therein.
  • the storage tank 45 is provided above the container 10 in the cooling chamber 3A.
  • As the second cooling liquid L water or the like is used.
  • the second supply pipe 46 is a pipe member that is arranged in parallel with the valve 37 corresponding to the upper nozzle 35 ⁇ / b> A and connects the upper nozzle 35 ⁇ / b> A and the storage tank 45.
  • the second emergency valve 47 is provided in the second supply pipe 46.
  • the second emergency valve 47 is a normally open type valve that is opened when the supply of electric power E is stopped.
  • the second emergency valve 47 is normally closed while the electric power E is supplied.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the operation of the second cooling system 40A in the present embodiment. Note that, in the supply pipe 34 and the second supply pipe 46 illustrated in FIG. 5, only a portion where the second cooling liquid L flows is indicated by a bold line.
  • All the valves 37 provided in the supply pipe 34 are closed when the supply of the electric power E is stopped. That is, in the present embodiment, the cooling liquid does not flow in the cooling system 30 when the supply of the electric power E is stopped.
  • the second emergency valve 47 is opened when the supply of the electric power E is stopped. Therefore, the second cooling liquid L flows from the storage tank 45 toward the upper nozzle 35A via the second supply pipe 46, and the second cooling liquid L is supplied from the upper nozzle 35A toward the workpiece M.
  • the second cooling system 40A is driven. No drive source is required to
  • the second cooling liquid L in the storage tank 45 since the second cooling liquid L in the storage tank 45 is discharged from the upper nozzle 35A using the height difference, the pressure necessary to inject mist from the upper nozzle 35A is set to the second pressure.
  • the cooling liquid L may not be added, and the second cooling liquid L may not be ejected in a mist form.
  • the upper nozzle 35A is provided above the workpiece M in the vertical direction, the second cooling liquid L can be reliably supplied to the workpiece M. Therefore, the second cooling liquid L is supplied from the upper nozzle 35 ⁇ / b> A toward the workpiece M, and cooling of the heated workpiece M is continued.
  • the present embodiment even when the supply of the electric power E is stopped and the cooling of the workpiece M by the cooling system 30 is stopped, the second cooling system 40A is operated to continue the cooling of the workpiece M. it can. Therefore, it is possible to prevent the cooling chamber 3 ⁇ / b> A from being damaged by the heat of the workpiece M in an emergency of stopping the supply of the electric power E.
  • the type of the drive source of the cooling system 30 is not limited, a drive source other than the electric power E may be used.
  • a drive source other than the electric power E may be used.
  • an apparatus using an internal combustion engine or the like in which the pump of the cooling system 30 is driven using fuel or the like as a drive source may be used, and the second cooling system 40A may be activated when the supply of fuel or the like is stopped.
  • the second cooling system 40A when the second cooling system 40A is activated, not only when the supply of the drive source is stopped, but also the recovery pipe 31 or the supply pipe 34 of the cooling system 30 is damaged as long as the second supply pipe 46 is not damaged. Sometimes, the second cooling system 40A may be activated.
  • the second emergency valve 47 is a normally open type valve, the supply to the workpiece M is not stopped until the second cooling liquid L in the storage tank 45 is exhausted. Therefore, a device for measuring the water level of the second cooling liquid L supplied into the container 10 may be provided, and the second emergency valve 47 may be closed when a certain water level is reached. In this case, a driving source (battery or the like) for driving the water level measuring instrument and the second emergency valve 47 is required.
  • Cooling apparatus 3A ... Cooling chamber (mist cooling device) 10 ... Container (cooling furnace) 30 ... Cooling system 33 ... Pump 33a ... First pump (specific pump) 35 ... Nozzle 35A ... Upper nozzle 37A ... Emergency valve 40, 40A ... Second cooling system 41 ... Battery (emergency power supply) 45 ... Reservoir 47 ... Second emergency valve M ... Object L ... Second cooling liquid (cooling fluid) E ... Electric power (drive source)

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Abstract

　ミスト冷却装置（３）は、加熱されて冷却炉（１０）内に設けられた被処理物に対して冷却用液体をミスト状に噴射するノズル（３５，３５Ａ）と駆動源によって駆動されノズル（３５，３５Ａ）に向けて冷却用液体を流動させるポンプ（３３）とを有する冷却システム（３０）と、駆動源の停止に応じて作動し、被処理物を冷却する第２冷却システム（４０）とを備える。

Description

ミスト冷却装置及び熱処理装置
　本発明は、ミスト冷却装置及び熱処理装置に関する。
　特許文献１には、金属等の被処理物に対する熱処理に用いられ、被処理物を冷却するためのミスト冷却装置が開示されている。ミスト冷却装置は、加熱された被処理物にミスト状の冷却液を噴射し、冷却液の気化潜熱を利用して冷却を行う。そのため、従来のガス噴射型冷却装置に比べて、ミスト冷却装置の冷却能力は高い。また、ミストの噴射量を調整することで、従来の浸漬型冷却装置では難しかった被処理物の冷却速度の制御を容易に行うことができる。
特開平１１－１５３３８６号公報
　従来の浸漬型冷却装置では、加熱された被処理物は冷却液内に浸漬されるため、停電等により装置が停止しても冷却は続行される。よって、被処理物の熱によって装置が破損する可能性は低い。一方、ミスト冷却装置では、ポンプ等により冷却液を流動させて、噴射ノズルから冷却液をミスト状に噴射している。そのため、停電等により装置が停止するとミストの噴射も停止してしまい、被処理物の熱により装置内部の温度・圧力が上昇し、装置が破損する可能性がある。
　本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、停電等の非常時において、被処理物の熱によって装置が破損することを防止できるミスト冷却装置及び熱処理装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
　本発明の一態様によれば、ミスト冷却装置は、加熱されて冷却炉内に設けられた被処理物に対して冷却用液体をミスト状に噴射するノズルと駆動源によって駆動されノズルに向けて冷却用液体を流動させるポンプとを有する冷却システムと、駆動源の停止に応じて作動し、被処理物を冷却する第２冷却システムとを備える。
　本発明の一態様によれば、駆動源が停止し冷却システムによる被処理物に対する冷却が停止すると、第２冷却システムが作動して被処理物に対する冷却が続行される。
　また、ポンプは電力によって駆動され、第２冷却システムは電力の供給停止に応じてポンプを駆動させる非常用電源を有してもよい。
　この場合には、電力の供給が停止し冷却システムによる被処理物に対する冷却が停止すると、非常用電源によってポンプが駆動されて被処理物に対する冷却が続行される。
　また、冷却システムがノズルを複数有し、第２冷却システムはポンプと複数のノズルのうち被処理物の上側に位置するノズルとの間に設けられ且つ少なくとも電力の供給停止中に開状態となるバルブを有してもよい。
　この場合には、電力の供給が停止すると上記バルブは開状態となる。そのため、被処理物の上側に位置するノズルから冷却用液体が冷却炉内に供給される。
　また、冷却システムがポンプを複数有し、非常用電源は複数のポンプのうち特定のポンプを駆動させてもよい。
　この場合には、電力の供給が停止し冷却システムによる被処理物に対する冷却が停止すると、非常用電源によって特定のポンプが駆動されて被処理物に対する冷却が続行される。そのため、非常用電源の容量を特定のポンプを駆動させるに十分な容量に限定することが可能となる。
　また、第２冷却システムが、冷却炉より上側に設けられ冷却用液体を貯留する貯留槽と、貯留槽とノズルとの間に設けられ少なくとも駆動源の停止中に開状態となる第２バルブとを有してもよい。
　この場合には、駆動源が停止し冷却システムによる被処理物に対する冷却が停止すると、第２バルブが開状態となる。そのため、冷却炉より上側に設けられる貯留槽からノズルを介して冷却用液体が冷却炉内に供給される。
　また、冷却システムがノズルを複数有し、第２バルブは貯留槽と複数のノズルのうち被処理物の上側に位置するノズルとの間に設けられていてもよい。
　この場合には、駆動源が停止すると第２バルブは開状態となる。そのため、被処理物の上側に位置するノズルから冷却用液体が冷却炉内に供給される。
　また、被処理物に対して熱処理を行う熱処理装置が、上述した本発明の一態様に係るミスト冷却装置を有してもよい。
　この場合には、駆動源が停止し冷却システムによる被処理物に対する冷却が停止すると、第２冷却システムが作動して被処理物に対する冷却が続行される。
　本発明によれば、駆動源が停止し冷却システムによる被処理物に対する冷却が停止しても、第２冷却システムが作動して被処理物に対する冷却を続行することができる。そのため、駆動源停止という非常時において、被処理物の熱によって装置が破損することを防止できる。
本発明の第１の実施形態における熱処理装置の全体構成図である。 本発明の第１の実施形態における冷却室の概略図である。 本発明の第１の実施形態における第２冷却システムの動作を示す概略図である。 本発明の第２の実施形態における冷却室の概略図である。 本発明の第２の実施形態における第２冷却システムの動作を示す概略図である。
　以下、本発明の実施の形態を、図１から図５を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。また、以下の説明では、２室型の熱処理装置について説明する。
〔第１実施形態〕
　図１は、本実施形態における熱処理装置１の全体構成図である。
　熱処理装置１は、被処理物Ｍに対して焼き入れ等の熱処理を施す。熱処理装置１は、加熱室２と、冷却室（ミスト冷却装置）３とを有している。加熱室２と冷却室３とは、隣接して配置されている。加熱室２と冷却室３との間には隔壁４が設けられている。隔壁４の開放時に、加熱室２において加熱された被処理物Ｍを冷却室３へ移動させ、冷却室３内で被処理物Ｍを冷却する。
　被処理物Ｍは、熱処理装置１によって熱処理が施される。被処理物Ｍは、所定量の炭素を含有した鋼等の金属材料（合金含む）からなる。以下の説明に用いる各図面では、被処理物Ｍを直方体形状に表しているが、その形状や大きさ、一度に処理する個数等が様々な被処理物Ｍを用いてよい。
　次に、冷却室３を、図２を参照して説明する。
　図２は、本実施形態における冷却室３の概略図である。なお、図２における冷却室３は、図１のＡ－Ａ線から見た断面図である。
　冷却室３は、容器（冷却炉）１０と、搬送部２０と、冷却システム３０と、第２冷却システム４０と、制御部５０とを有している。
　容器１０は、冷却室３の外殻であり、内部に密閉した空間を形成可能な略円筒状の容器である。容器１０は、複数の支持脚１１によって床面に設置されている。
　搬送部２０は、被処理物Ｍを加熱室２から冷却室３へ搬入し、さらに冷却室３から外部に搬出する。搬送部２０は、容器１０の中心軸と平行する方向で被処理物Ｍを搬送する。搬送部２０は、一対の支持フレーム２１と、複数の搬送ローラ２２と、不図示の駆動部とを有している。
　一対の支持フレーム２１は、容器１０の内側の底部に立設され、複数の搬送ローラ２２を介して被処理物Ｍを下方から支持する。一対の支持フレーム２１は、被処理物Ｍの搬送方向に延びて設けられている。複数の搬送ローラ２２は、回転することで被処理物Ｍを円滑に搬送する。複数の搬送ローラ２２は、一対の支持フレーム２１の互いに対向する面に、搬送方向に所定の間隔をあけて回転可能に設けられている。不図示の駆動部は搬送ローラ２２を回転させる。また、本実施形態の被処理物Ｍは、直接に搬送ローラ２２に載置されず、トレー２３を介して搬送ローラ２２に載置される。
　冷却システム３０は、加熱されて容器１０内に設けられた被処理物Ｍに対して冷却用液体をミスト状に噴射して、被処理物Ｍを冷却する。冷却システム３０は、回収管３１と、熱交換器３２と、ポンプ３３と、供給管３４と、ノズル３５とを有している。
　なお、使用される冷却用液体としては、例えば水、油、ソルト又はフッ素系不活性液体等が用いられる。
　回収管３１は、容器１０内に供給された冷却用液体を回収する管部材である。なお、回収管３１に回収されるときの冷却用液体は、被処理物Ｍの熱により加熱されている。熱交換器３２は、回収された冷却用液体を冷却する。
　ポンプ３３は、容器１０内から回収されて回収管３１内に導入された冷却用液体を、供給管３４に吐出しノズル３５に向けて流動させる。なお、本実施形態のポンプ３３は複数台が使用されており、第１ポンプ（特定のポンプ）３３ａ、第２ポンプ３３ｂ及び第３ポンプ３３ｃの３台が設けられている。第１ポンプ３３ａ、第２ポンプ３３ｂ及び第３ポンプ３３ｃは、供給管３４に対して並列に配置されている。複数のポンプ３３が並列配置されることで、１台のポンプでは作り出せない大きな流量を作り出すことができ、冷却システム３０における冷却用液体の流量の調整幅を広く設定することが可能となる。
　複数のポンプ３３には、それぞれインバータ３６が接続されている。すなわち、第１ポンプ３３ａ、第２ポンプ３３ｂ及び第３ポンプ３３ｃには、第１インバータ３６ａ、第２インバータ３６ｂ、第３インバータ３６ｃがそれぞれ接続されている。インバータ３６は、後述する制御部５０の制御指示に従ってポンプ３３を駆動する。ポンプ３３の駆動源は電力Ｅであり、電力Ｅはインバータ３６に供給される。
　供給管３４は、複数のポンプ３３から吐出された冷却用液体を一度集約した後、後述する複数のノズル３５にそれぞれ供給する管部材である。
　ノズル３５は、加熱されて容器１０内に設けられた被処理物Ｍに対して冷却用液体をミスト状に噴射して、被処理物Ｍを冷却する。ノズル３５は、容器１０の内壁に被処理物Ｍを囲むようにして複数設けられている。このため、被処理物Ｍにおけるミストの当たらない部分が少なくなり、被処理物Ｍを均一に冷却でき、冷却の不均一性を原因とする被処理物Ｍの歪み等の発生を防止または抑制することができる。また、被処理物Ｍの鉛直方向上側には、上側ノズル３５Ａが設けられている。
　供給管３４のうち、複数のノズル３５に接続されている部分には、複数のバルブ３７が設けられている。バルブ３７は、電力Ｅにより作動し、電力Ｅの供給が停止すると閉状態となるノーマルクローズタイプのバルブである。
　一方、供給管３４のうち、上側ノズル３５Ａに接続されている部分には、非常用バルブ３７Ａが設けられている。非常用バルブ３７Ａは、電力Ｅにより作動するが、バルブ３７とは異なり、電力Ｅの供給が停止すると開状態となるノーマルオープンタイプのバルブである。
　第２冷却システム４０は、冷却システム３０を駆動させる電力Ｅの供給が停止したときに、加熱された被処理物Ｍに対して冷却用液体を供給して被処理物Ｍを冷却する。第２冷却システム４０は、バッテリー（非常用電源）４１と、非常用バルブ３７Ａとを有している。
　バッテリー４１は、第１インバータ３６ａのみに接続されており、電力Ｅの供給停止等の非常時に第１ポンプ３３ａのみを駆動させる駆動源である。なお、バッテリー４１の代わりに、内燃機関等を用いた非常用電源装置を用いてもよい。
　制御部５０は、インバータ３６を介してポンプ３３の駆動を制御する。制御部５０は、複数のポンプ３３の駆動を個別に制御でき、また特定のポンプ３３のみを駆動させることも可能である。制御部５０は電力Ｅによって駆動することから、電力Ｅの供給停止時に制御部５０によって第１ポンプ３３ａの駆動を制御する必要がある場合には、バッテリー４１の電力を制御部５０に供給してもよい。
　続いて、本実施形態における冷却室３の被処理物Ｍに対する冷却動作を説明する。
　まず、冷却システム３０の被処理物Ｍに対する冷却動作を、図１及び図２を参照して説明する。
　被処理物Ｍは加熱室２において加熱される。加熱室２における加熱が終了した後、隔壁４が開放され、搬送部２０の駆動により加熱された被処理物Ｍが冷却室３内に搬入される。
　冷却室３への搬入終了後、冷却システム３０が被処理物Ｍに対する冷却を開始する。制御部５０が、インバータ３６を介してポンプ３３の駆動を制御し、供給管３４に冷却用液体が吐出される。冷却用液体は供給管３４内をノズル３５に向かって流動し、ノズル３５から被処理物Ｍに向かってミスト状に噴射される。加熱された被処理物Ｍに付着したミストは被処理物Ｍから気化潜熱を奪いながら気化する。冷却用液体の気化潜熱を利用することで、被処理物Ｍを迅速に冷却することができる。
　気化した冷却用液体は、不図示の液化トラップ等で再び液化され回収管３１に流入する。回収管３１内を流動する冷却用液体は、熱交換器３２によって冷却され、再びポンプ３３によって供給管３４に対して吐出される。
　冷却システム３０内を冷却用液体が循環して流動することで、被処理物Ｍを継続的に冷却することができる。
　次に、冷却システム３０を作動させる電力Ｅの供給が停止したときの、第２冷却システム４０による被処理物Ｍに対する冷却動作を、図３を参照して説明する。
　図３は、本実施形態における第２冷却システム４０の動作を示す概略図である。なお、図３に示す回収管３１及び供給管３４において、冷却用液体が流動する部分のみを太線で表している。
　電力Ｅの供給が停止すると、第２ポンプ３３ｂ及び第３ポンプ３３ｃは停止する。一方、第１ポンプ３３ａと接続される第１インバータ３６ａには、バッテリー４１が接続されている。そのため、電力Ｅの供給が停止しても、バッテリー４１からの電力供給により第１ポンプ３３ａは駆動できる。また、バッテリー４１は第１ポンプ３３ａを駆動するのみであるため、バッテリー４１の容量を、第１ポンプ３３ａを駆動させるに十分な容量に限定することができ、第２冷却システム４０を設置するためのコストを抑制することができる。
　バッテリー４１からの電力供給により、第１ポンプ３３ａは駆動し続ける。供給管３４に設けられた複数のバルブ３７はノーマルクローズタイプのバルブであるため、電力Ｅの供給停止により全て閉状態となる。したがって、冷却用液体のノズル３５へ向かう流れがバルブ３７によって遮られ、ノズル３５からの冷却用液体の供給は停止する。
　一方、非常用バルブ３７Ａはノーマルオープンタイプのバルブであるため、電力Ｅの供給停止により開状態となる。すなわち、供給管３４から非常用バルブ３７Ａを介して、上側ノズル３５Ａに対してのみ冷却用液体が供給される。冷却室３内に複数設けられるノズルのうち、特定の上側ノズル３５Ａからのみ冷却用液体を供給可能とすることで、バッテリー４１が第１ポンプ３３ａのみを駆動する場合でも、上側ノズル３５Ａからミストを噴射するために必要な圧力を冷却用液体に加えることができ、上側ノズル３５Ａから冷却用液体を十分にミスト状にして噴射することができる。
　また、上側ノズル３５Ａが被処理物Ｍの鉛直方向上側に設けられているため、冷却用液体の流量が少ない場合でも被処理物Ｍに対して冷却用液体を確実に供給できる。よって、上側ノズル３５Ａから被処理物Ｍに向けて冷却用液体が供給され、加熱された被処理物Ｍに対する冷却が続行される。
　したがって、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
　本実施形態によれば、電力Ｅの供給が停止し冷却システム３０による被処理物Ｍに対する冷却が停止しても、第２冷却システム４０が作動して被処理物Ｍに対する冷却を続行することができる。そのため、電力Ｅの供給停止という非常時において、被処理物Ｍの熱によって冷却室３が破損することを防止できる。
〔第２実施形態〕
　本実施形態における冷却室３Ａを、図４を参照して説明する。
　図４は、本実施形態における冷却室３Ａの概略図である。なお、図４における冷却室３Ａは、図１のＡ－Ａ線から見た断面図である。また、図４において、図２に示す第１の実施形態の構成要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
　本実施形態の冷却室（ミスト冷却装置）３Ａは、第１の実施形態と同じく、熱処理装置１に設けられる。また、上側ノズル３５Ａと接続する供給管３４には、ノーマルクローズタイプのバルブ３７が設けられている。
　冷却室３Ａは、第２冷却システム４０Ａを有している。第２冷却システム４０Ａは、冷却システム３０への電力Ｅの供給停止時に、被処理物Ｍの冷却を続行する。第２冷却システム４０Ａは、貯留槽４５と、第２供給管４６と、第２非常用バルブ４７とを有している。
　貯留槽４５は、その内部に第２冷却用液体（冷却用流体）Ｌを貯留する槽である。貯留槽４５は、冷却室３Ａの容器１０よりも上側に設けられている。第２冷却用液体Ｌとしては、水等が用いられる。
　第２供給管４６は、上側ノズル３５Ａに対応するバルブ３７と並列して配設され、上側ノズル３５Ａと貯留槽４５とを接続する管部材である。第２非常用バルブ４７は、第２供給管４６に設けられている。第２非常用バルブ４７は、電力Ｅの供給が停止すると開状態となるノーマルオープンタイプのバルブである。なお、第２非常用バルブ４７は、電力Ｅが供給されている間は常時閉状態となっている。
　次に、冷却システム３０を作動させる電力Ｅの供給が停止したときの、第２冷却システム４０による被処理物Ｍの冷却動作を、図５を参照して説明する。なお、冷却システム３０による被処理物Ｍに対する冷却動作は、第１の実施形態と同様であるためその説明を省略する。
　図５は、本実施形態における第２冷却システム４０Ａの動作を示す概略図である。なお、図５に示す供給管３４及び第２供給管４６において、第２冷却用液体Ｌが流動する部分のみを太線で表している。
　供給管３４に設けられるバルブ３７は、電力Ｅの供給停止により全て閉状態となる。すなわち、本実施形態において、電力Ｅの供給停止時に冷却用液体は冷却システム３０内を流動しない。
　一方、第２非常用バルブ４７は、電力Ｅの供給停止により開状態となる。よって、第２供給管４６を介して貯留槽４５から第２冷却用液体Ｌが上側ノズル３５Ａに向かって流動し、上側ノズル３５Ａから第２冷却用液体Ｌが被処理物Ｍに向かって供給される。なお、貯留槽４５は容器１０より上側に設けられ、第２冷却用液体Ｌは高低差（位置エネルギー）を利用して被処理物Ｍに対して供給されるため、第２冷却システム４０Ａを駆動するための駆動源は必要ない。
　なお、本実施形態では、貯留槽４５内の第２冷却用液体Ｌは高低差を利用して上側ノズル３５Ａから吐出されるため、上側ノズル３５Ａからミストを噴射するために必要な圧力を第２冷却用液体Ｌに加えられない可能性があり、第２冷却用液体Ｌがミスト状に噴射されない可能性がある。もっとも、上側ノズル３５Ａは、被処理物Ｍの鉛直方向上側に設けられているため、被処理物Ｍに対して第２冷却用液体Ｌを確実に供給できる。したがって、上側ノズル３５Ａから被処理物Ｍに向けて第２冷却用液体Ｌが供給され、加熱された被処理物Ｍに対する冷却が続行される。
　したがって、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
　本実施形態によれば、電力Ｅの供給が停止し冷却システム３０による被処理物Ｍに対する冷却が停止しても、第２冷却システム４０Ａが作動して被処理物Ｍに対する冷却を続行することができる。そのため、電力Ｅの供給停止という非常時において、被処理物Ｍの熱によって冷却室３Ａが破損することを防止できる。
　以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。上記実施形態において示した各部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
　例えば、第２の実施形態では、冷却システム３０の駆動源の種類は問わないため、電力Ｅ以外を駆動源としてもよい。例えば、冷却システム３０のポンプが燃料等を駆動源として駆動する内燃機関等を用いた装置であってもよく、燃料等の供給が停止したときに第２冷却システム４０Ａが作動してもよい。また、第２冷却システム４０Ａが作動するときは、駆動源の供給が停止したときだけでなく、第２供給管４６が破損しない限りは、冷却システム３０の回収管３１又は供給管３４が破損したときに、第２冷却システム４０Ａを作動させてもよい。
　また、第２の実施形態では、第２非常用バルブ４７はノーマルオープンタイプのバルブであるため、貯留槽４５内の第２冷却用液体Ｌが尽きるまで被処理物Ｍに対する供給は停止しない。そのため、容器１０内に供給された第２冷却用液体Ｌの水位を計測する機器を設け、一定の水位に達した場合に第２非常用バルブ４７を閉めてもよい。この場合は、上記水位計測器及び第２非常用バルブ４７を駆動させる駆動源（バッテリー等）が必要となる。
１…熱処理装置、
３，３Ａ…冷却室（ミスト冷却装置）
１０…容器（冷却炉）
３０…冷却システム
３３…ポンプ
３３ａ…第１ポンプ（特定のポンプ）
３５…ノズル
３５Ａ…上側ノズル
３７Ａ…非常用バルブ
４０，４０Ａ…第２冷却システム
４１…バッテリー（非常用電源）
４５…貯留槽
４７…第２非常用バルブ
Ｍ…被処理物
Ｌ…第２冷却用液体（冷却用流体）
Ｅ…電力（駆動源）

Claims (8)

  1. 　加熱されて冷却炉内に設けられた被処理物に対して冷却用液体をミスト状に噴射するノズルと、駆動源によって駆動され前記ノズルに向けて冷却用液体を流動させるポンプとを有する冷却システムを備えたミスト冷却装置であって、
    　前記駆動源の停止に応じて作動し、前記被処理物を冷却する第２冷却システムを備えるミスト冷却装置。
  2. 　前記ポンプは、電力によって駆動され、
    　前記第２冷却システムは、前記電力の供給停止に応じて前記ポンプを駆動させる非常用電源を有する請求項１に記載のミスト冷却装置。
  3. 　前記冷却システムは、前記ノズルを複数有し、
    　前記第２冷却システムは、前記ポンプと複数の前記ノズルのうち前記被処理物の上側に位置するノズルとの間に設けられ且つ少なくとも前記電力の供給停止中に開状態となるバルブを有する請求項２に記載のミスト冷却装置。
  4. 　前記冷却システムは、前記ポンプを複数有し、
    　前記非常用電源は、複数の前記ポンプのうち特定のポンプを駆動させる請求項２に記載のミスト冷却装置。
  5. 　前記冷却システムは、前記ポンプを複数有し、
    　前記非常用電源は、複数の前記ポンプのうち特定のポンプを駆動させる請求項３に記載のミスト冷却装置。
  6. 　前記第２冷却システムは、
    　前記冷却炉より上側に設けられ、冷却用液体を貯留する貯留槽と、
    　前記貯留槽と前記ノズルとの間に設けられ、少なくとも前記駆動源の停止中に開状態となる第２バルブとを有する請求項１に記載のミスト冷却装置。
  7. 　前記冷却システムは、前記ノズルを複数有し、
    　前記第２バルブは、前記貯留槽と複数の前記ノズルのうち前記被処理物の上側に位置するノズルとの間に設けられている請求項６に記載のミスト冷却装置。
  8. 　被処理物に対して熱処理を行う熱処理装置であって、
    　請求項１から７のいずれか一項に記載のミスト冷却装置を有する熱処理装置。
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