WO2016139983A1 - 多室型熱処理装置 - Google Patents

Abstract

　本願発明は、ミスト冷却と比べても冷却性能の劣らないガス冷却ができる熱処理装置の提供を目的とする。本願発明に係る多室型熱処理装置は、上面視で複数の加熱室（Ｋ）が中間搬送室（Ｈ）を挟んで配置され、被処理物（Ｘ）が中間搬送室（Ｈ）を経由して加熱室（Ｋ）に収容される多室型熱処理装置であって、冷却ガスを用いて被処理物（Ｘ）を冷却するガス冷却室（ＲＧ）と、ガス吹込口（１１ａ）と、ガス排気口（１１ｂ）とを備える冷却ガス流通機構と、を備えることを特徴とする。

Description

多室型熱処理装置

　本開示は、多室型熱処理装置に関する。本願は、２０１５年３月４日に日本に出願された特願２０１５－４２６３５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　下記特許文献１には、隔壁を挟んで加熱室と冷却室とが隣接するように配置された多室真空加熱炉であって、冷却室内において被熱処理品を囲むように設けられた複数のガス用ノズルから被熱処理品に冷却ガスを吹き付けることによって被熱処理品を冷却処理する多室式マルチ冷却真空炉が開示されている。

　一方、下記特許文献２には、中間搬送室を挟んだ状態で３つの加熱室と１つの冷却室とが配置され、被処理物を、中間搬送室を介して３つの加熱室と１つの冷却室との間で移動させることにより、被処理物に所望の熱処理を施す多室型熱処理装置が開示されている。この多室型熱処理装置における冷却室は、中間搬送室の下方に配置され、専用の昇降装置によって中間搬送室から搬入された被処理物を液体あるいはミスト状の冷却媒体を用いて冷却するものである。下記特許文献３～５も多室型熱処理装置に関連する背景技術を開示している。

日本国特開平１１－１５３３８６号公報 日本国特開２０１４－０５１６９５号公報 日本国特開平８－１７８５３５号公報 日本国特開２００５－２９８７２号公報 日本国特開２００５－９７０２号公報

　ところで、特許文献２に開示された多室型熱処理装置は液体あるいはミスト状の冷却媒体を用いるものであり、中間搬送室を備える多室型熱処理装置のうち冷却媒体として気体（ガス）を用いた冷却方式（ガス冷方式）を採用する多室型熱処理装置は開発されていない。ガス冷却方式とミスト冷却方式とを比べると原理的にガス冷却方式による冷却効率がミスト冷却方式による冷却効率よりも悪い。そのため、ミスト冷却方式をガス冷方式に変更することで冷却効率が大幅に低下することは、好ましくない。

　本開示は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ミスト冷却に対する冷却性能の低下を抑制した多室型熱処理装置の提供を目的とする。

　上記目的を達成するために、本開示の態様は、上面視で複数の加熱室が中間搬送室を挟んで配置され、被処理物が中間搬送室を経由して加熱室に収容される多室型熱処理装置であって、上面視で中間搬送室に隣接して設けられ、冷却ガスを用いて被処理物を冷却するガス冷却室と、ガス冷却室内において被処理物に向けて延びているガス吹込口と、被処理物を挟んでガス吹込口に対向するように被処理物に向けて延びているガス排気口とを備え、ガス吹込口から冷却ガスを吹き付け、ガス排気口から排気する冷却ガス流通機構と、を備える。

　本開示によれば、多室型熱処理装置は、ガス冷却室内において被処理物に向けて延びているガス吹込口と、被処理物を挟んでガス吹込口に対向するように被処理物に向けて延びているガス排気口とを備え、ガス吹込口から冷却ガスを吹き付け、被処理物の冷却に寄与した冷却ガスをガス排気口から排気する。これにより、ミスト冷却に対する冷却性能の低下を抑制した多室型熱処理装置を提供することができる。

本開示の一実施形態に係る多室型熱処理装置の正面から見た縦断面図である。 本開示の一実施形態に係る多室型熱処理装置の上面から見た横断面図である。 本開示の一実施形態に係る多室型熱処理装置における被処理物の出し入れを示す縦断面図である。 本開示の一実施形態に係る多室型熱処理装置における送風機を示す縦断面図である。

　以下、図面を参照して、本開示の一実施形態について説明する。
　本実施形態に係る多室型熱処理装置は、図１に示すように、中間搬送装置Ｈを介してガス冷却装置ＲＧ、ミスト冷却装置ＲＭ及び３つの加熱装置Ｋを合体させた装置である。

　なお、実際の多室型熱処理装置は、中間搬送装置Ｈに接続された３つの加熱装置Ｋを備えている。ただし、図１は、多室型熱処理装置の正面視においてガス冷却装置ＲＧの中心と中間搬送装置Ｈの中心とにおける縦断面を示しているため、図１において１つの加熱装置Ｋのみが示されてない。また、この多室型熱処理装置は、図１～４に図示されていない構成要素として、真空ポンプ、各種配管、各種弁（バルブ）、各種昇降機構、操作盤及び制御装置等を備えている。

　中間搬送装置Ｈは、図１及び図２に示すように、搬送チャンバー１、ミスト冷却室昇降台２、複数の搬送レール３、三対のプッシャー機構４ａ，４ｂ、５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ、３つの加熱室昇降台７ａ～７ｃ、拡張チャンバー８、区画扉９等を備えている。

　搬送チャンバー１は、ミスト冷却装置ＲＭと３つの加熱装置Ｋとの間に設けられた容器である。この搬送チャンバー１の床部には、図２に示すように、ミスト冷却室昇降台２を取り囲むように３つの加熱室昇降台７ａ～７ｃが配置されている。このような搬送チャンバー１の内部空間及び後述する拡張チャンバー８の内部空間は、被処理物Ｘが移動する中間搬送室である。

　ミスト冷却室昇降台２は、ミスト冷却装置ＲＭで被処理物Ｘを冷却する際に被処理物Ｘを載せる支持台であり、図示しない昇降機構により昇降する。すなわち、被処理物Ｘは、ミスト冷却室昇降台２上に載置された状態で昇降機構が作動することにより、中間搬送装置Ｈとミスト冷却室昇降台２との間を移動する。

　複数の搬送レール３は、図示するように、搬送チャンバー１の床部、ミスト冷却室昇降台２上、加熱室昇降台７ａ～７ｃ上及び拡張チャンバー８の床部に敷設されている。このような搬送レール３は、搬送チャンバー１及び拡張チャンバー８内で被処理物Ｘを移動させる際のガイド部材（案内部材）である。三対のプッシャー機構４ａ，４ｂ、５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂは、搬送チャンバー１及び拡張チャンバー８内で被処理物Ｘを押圧する搬送アクチュエータである。

　すなわち、三対のプッシャー機構４ａ，４ｂ、５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂのうち、同一直線状に配置された一対のプッシャー機構４ａ，４ｂは、ミスト冷却室昇降台２と加熱室昇降台７ａとの間で被処理物Ｘを移動させるためのものである。一対のプッシャー機構４ａ，４ｂのうち、プッシャー機構４ａは、加熱室昇降台７ａからミスト冷却室昇降台２に向けて被処理物Ｘを押圧し、プッシャー機構４ｂは、ミスト冷却室昇降台２から加熱室昇降台７ａに向けて被処理物Ｘを押圧する。

　同じく同一直線状に配置された一対のプッシャー機構５ａ，５ｂは、ミスト冷却室昇降台２と加熱室昇降台７ｂとの間で被処理物Ｘを移動させるためのものである。一対のプッシャー機構５ａ，５ｂのうち、プッシャー機構５ａは、加熱室昇降台７ｂからミスト冷却室昇降台２に向けて被処理物Ｘを押圧し、プッシャー機構５ｂは、ミスト冷却室昇降台２から加熱室昇降台７ｂに向けて被処理物Ｘを押圧する。

　また、同じく同一直線状に配置された一対のプッシャー機構６ａ，６ｂは、ミスト冷却室昇降台２と加熱室昇降台７ｃとの間で被処理物Ｘを移動させるためのものである。すなわち、一対のプッシャー機構６ａ，６ｂのうち、プッシャー機構６ａは、加熱室昇降台７ｃからミスト冷却室昇降台２に向けて被処理物Ｘを押圧し、プッシャー機構６ｂは、ミスト冷却室昇降台２から加熱室昇降台７ｃに向けて被処理物Ｘを押圧する。

　上述した複数の搬送レール３は、このような三対のプッシャー機構４ａ，４ｂ、５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂを動力源とした被処理物Ｘの移動（搬送）に際して、三対のプッシャー機構４ａ，４ｂ、５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂの先端に取り付けられた押圧部が円滑に移動するように案内することに加え、被処理物Ｘが円滑に移動するように案内する。

　３つの加熱室昇降台７ａ～７ｃは、各加熱装置Ｋで被処理物Ｘを加熱処理する際に被処理物Ｘを載せる支持台であり、各加熱装置Ｋの直下に設けられている。このような加熱室昇降台７ａ～７ｃは、図示しない昇降機構により昇降することにより、被処理物Ｘを中間搬送装置Ｈと各加熱装置Ｋとの間で移動させる。

　拡張チャンバー８は、搬送チャンバー１の側部に接続され、中間搬送装置Ｈとガス冷却装置ＲＧとを接続するために便宜的に設けられた略箱型の拡張容器である。拡張チャンバー８の一端（一平面）は、搬送チャンバー１の側部に連通し、拡張チャンバー８の他端（一平面）には、区画扉９が設けられている。このような拡張チャンバー８の床部には、被処理物Ｘが移動自在になるように搬送レール３が敷設されている。

　区画扉９は、搬送チャンバー１及び拡張チャンバー８の内部空間である中間搬送室とガス冷却装置ＲＧの内部空間であるガス冷却室とを区画する開閉扉であり、拡張チャンバー８の他端（一平面）に垂直姿勢で設けられている。すなわち、この区画扉９は、図示しない駆動機構によって上下動することによって、拡張チャンバー８の他端を開放あるいは遮蔽する。

　続いて、ガス冷却装置ＲＧについて説明する。ガス冷却装置ＲＧは、所定の気体状冷媒（冷却ガス）を用いて被処理物Ｘを冷却処理する冷却装置であり、冷却ガスとして例えば窒素ガス（Ｎ_２ガス）を用いる。このようなガス冷却装置ＲＧは、図１に示すように、冷却チャンバー１０（ガス冷却室）、循環チャンバー１１、ガス冷却機１２、送風機１３、リザーブタンク１４、第１制御弁１５、排気ポンプ１６及び第２制御弁１７等を備えている。

　なお、これら複数の構成要素のうち、冷却チャンバー１０（ガス冷却室）を除く循環チャンバー１１、ガス冷却機１２、送風機１３、リザーブタンク１４、第１制御弁１５、排気ポンプ１６及び第２制御弁１７は、冷却チャンバー１０内の被処理物Ｘに上方から冷却ガスを吹き付け、かつ、被処理物Ｘの冷却に寄与した冷却ガスを被処理物Ｘの下方から排気する冷却ガス流通機構を構成している。

　冷却チャンバー１０は、丸みを帯びた略縦型円筒状つまり水平断面形状が略円形（円環形状）の容器であり、中間搬送室を構成する拡張チャンバー８に隣接して設けられている。この冷却チャンバー１０の内部空間は、所定の冷却ガスを被処理物Ｘに吹付けることにより、被処理物Ｘに冷却処理を施すガス冷却室である。なお、冷却チャンバー１０の形状は、内圧が５００ｋＰａ以上の正圧となるので、圧力耐性の高い形状つまり丸みを帯びた略円筒形状に形成されている。

　また、この冷却チャンバー１０（ガス冷却室）は、拡張チャンバー８の一部を内部に取り込むような状態、つまり、区画扉９が、冷却チャンバー１０内に側方から内部に突出する状態で、拡張チャンバー８に接続されている。さらに、冷却チャンバー１０において区画扉９に対向する位置には、ワーク出入口１０ａが設けられている。このワーク出入口１０ａは、冷却チャンバー１０に被処理物Ｘを出し入れするための開口である。

　被処理物Ｘは、図３に示すように、搬送台車１０ｂに搭載された状態でワーク出入口１０ａから冷却チャンバー１０内に収容される。搬送台車１０ｂは、被処理物Ｘを所定高さに保持する載置台１０ｃを備え、ワーク出入口１０ａに対して進退自在に構成されている。すなわち、この搬送台車１０ｂは、多室型熱処理装置が設置される建屋の床面上に敷設された台車用レールに沿って移動することにより、冷却チャンバー１０に近接あるいは離間するように移動自在なものである。

　また、この搬送台車１０ｂには、閉鎖板１０ｄと出入用シリンダー機構１０ｅが備えられている。閉鎖板１０ｄは、被処理物Ｘを冷却チャンバー１０内に収容した際にワーク出入口１０ａに当接して密閉する板状部材である。この閉鎖板１０ｄは、ワーク出入口１０ａに当接した状態で例えばワーク出入口１０ａにボルト止めされることにより、ワーク出入口１０ａを密閉する。

　出入用シリンダー機構１０ｅは、被処理物Ｘを冷却室（冷却チャンバー１０）内と搬送チャンバー１（中間搬送室）内とに移動させる搬送機構である。すなわち、この出入用シリンダー機構１０ｅは、載置台１０ｃ上の被処理物Ｘを押圧することにより中間搬送室内のミスト冷却室昇降台２上に被処理物Ｘを移動させると共に、ミスト冷却室昇降台２上の被処理物Ｘに係合して引っ張ることにより中間搬送室内から載置台１０ｃ上に被処理物Ｘを移動させるプッシャー兼プラー搬送機構である。

　ここで、図２に示すように、搬送チャンバー１は、拡張チャンバー８の反対側に被処理物Ｘの出し入れを行うための開口を設けることが可能である。したがって、冷却チャンバー１０に代えて、拡張チャンバー８の反対側にワーク出入口を設けても良い。なお、この場合、冷却チャンバー１０には、出入用シリンダー機構１０ｅと同様の機能を備えるプッシャー兼プラー搬送機構を固定して配置し、搬送チャンバー１に設けたワーク出入口には、専用の開閉扉を設け、別途用意した搬送台車を用いて、被処理物Ｘを、ワーク出入口から搬送チャンバー１（中間搬送室）に搬入してミスト冷却室昇降台２上に載置する。

　このように搬送チャンバー１にワーク出入口を設ける構成では、出入用シリンダー機構１０ｅに相当する搬送機構を多室型熱処理装置に固定して設置することが可能である。これにより、多室型熱処理装置の使い勝手や耐久性を確保することが可能である。

　循環チャンバー１１における円形の一端（ガス吹込口１１ａ）が、略縦型円筒状の冷却チャンバー１０の上部（上側）に開口し、循環チャンバー１１における円形の他端（ガス排気口１１ｂ）が、被処理物Ｘを挟んでガス吹込口１１ａに対向するように冷却チャンバー１０の下部（下側）に開口する。このような循環チャンバー１１は、冷却チャンバー１０、ガス冷却機１２、及び送風機１３を、全体として環状に接続する容器である。すなわち、冷却チャンバー１０、循環チャンバー１１、ガス冷却機１２、及び送風機１３は、冷却ガスがガス吹込口１１ａから下方に向かって流れるように、つまり、ガス排気口１１ｂに向かって流れるように、冷却ガスを循環させるガス循環路Ｒを形成する。

　このようなガス循環路Ｒには、送風機１３が作動することによって図１に矢印で示すような冷却ガスの時計回りの流動が発生する。また、上述したガス吹込口１１ａとガス排気口１１ｂとの間には被処理物Ｘが配置される。ガス吹込口１１ａから下方に吹出した冷却ガスは、被処理物Ｘに上方から吹付けて被処理物Ｘを冷却する。そして、被処理物Ｘの冷却に寄与した冷却ガスは、被処理物Ｘの下方に流れ出てガス排気口１１ｂに流れ込むことにより循環チャンバー１１に回収される。

　ここで、図１に示すように、ガス吹込口１１ａは、ガス冷却室内において被処理物Ｘの直上まで延びており、ガス排気口１１ｂはガス冷却室内において被処理物Ｘの直下まで延びている。したがって、ガス吹込口１１ａから吹出した冷却ガスは、ガス冷却室内に分散することなく、その殆ど全部が被処理物Ｘに吹付けられ、被処理物Ｘの冷却に寄与した冷却ガスは、同様にガス冷却室内に分散することなく、その殆ど全部が循環チャンバー１１に回収される。

　また、円形のガス吹込口１１ａ及びガス排気口１１ｂの略円形の冷却チャンバー１０に対する水平方向の位置は、図１及び図２に示すように、同心ではなく互いの中心が変位している。すなわち、水平方向におけるガス吹込口１１ａの中心及びガス排気口１１ｂの中心は同心であるが、ガス吹込口１１ａの中心及びガス排気口１１ｂの中心は、水平方向において、冷却チャンバー１０の中心よりもワーク出入口１０ａ側、つまり、区画扉９の反対側に変位している。

　ここで、上述したように拡張チャンバー８は、区画扉９がガス冷却室内に側方から内部に突出する状態で冷却チャンバー１０に接続されているが、冷却チャンバー１０の圧力耐性を確保するための部材である。すなわち、拡張チャンバー８と冷却チャンバー１０とは溶接接合によって接続されているが、区画扉９が冷却チャンバー１０の側壁に近づけると、溶接線が複雑になり十分な溶接品質を確保することが困難となる。このような事情から、拡張チャンバー８は、区画扉９がガス冷却室内に側方から内部に突出する状態、つまり、拡張チャンバー８の一部を取り込むような状態で、冷却チャンバー１０に接続されている。

　しかしながら、区画扉９がガス冷却室内に側方から突出しているので、ガス吹込口１１ａの中心及びガス排気口１１ｂの中心を、冷却チャンバー１０の中心と同心になるように位置設定することができない。ここで、冷却チャンバー１０をより大径化するつまり大型化することによって、ガス吹込口１１ａの中心及びガス排気口１１ｂの中心を、冷却チャンバー１０の中心と同心になるように位置設定することが可能である。しかしながら、この場合には、ガス冷却室（冷却空間）の容積が増大して冷却効率が低下する。このような事情から、ガス吹込口１１ａ及びガス排気口１１ｂを冷却チャンバー１０に対して水平方向に変位させることにより、冷却チャンバー１０を極力小径化している。

　ガス冷却機１２は、上述したガス循環路Ｒにおいてガス排気口１１ｂの下流側かつ送風機１３の上流側に設けられ、ガス冷チャンバー１２ａと伝熱管１２ｂとからなる熱交換器である。ガス冷チャンバー１２ａは、筒状体であり、その延在方向において、一端が循環チャンバー１１に連通し、他端が送風機１３に連通している。伝熱管１２ｂは、このようなガス冷チャンバー１２ａ内に設けられた蛇行形状に延在する金属管であり、その内部に所定の液体冷媒が挿通される。このようなガス冷却機１２は、循環チャンバー１１の一端から他端に流通する冷却ガスを、伝熱管１２ｂ内の液体冷媒と熱交換させることにより冷却する。

　ここで、冷却チャンバー１０（ガス冷却室）から排気された、冷却チャンバー１０（ガス冷却室）において被処理物Ｘの冷却に寄与した冷却ガスは、被処理物Ｘが保持する熱によって加熱される。ガス冷却機１２は、このように加熱された冷却ガスを例えば被処理物Ｘの冷却のために提供される前の温度（ガス吹込口１１ａから吹き出される冷却ガスの温度）に冷却する。

　送風機１３は、上述したガス循環路Ｒの途中部位、つまり循環チャンバー１１の上流側かつガス冷却機１２の下流側、に設けられ、ファンケーシング１３ａ、ターボファン１３ｂ及び水冷モータ１３ｃを備える。ファンケーシング１３ａは、筒状体であり、ファンケーシング１３ａにおいて、冷却ガスの流入側に位置する部分がガス冷チャンバー１２ａの他端に連通し、冷却ガスの流出側に位置する部分が循環チャンバー１１に連通する。ターボファン１３ｂは、このようなファンケーシング１３ａ内に収容されている遠心ファンである。水冷モータ１３ｃは、このようなターボファン１３ｂを回転駆動する駆動部である。

　図１及び図４に示すように、ガス冷チャンバー１２ａは、横置きの略円筒形を有する容器であり、ターボファン１３ｂの回転軸は、ガス冷チャンバー１２ａの中心軸と同様に水平方向に設定されている。また、ターボファン１３ｂの回転軸は、図４に示すように、ガス冷チャンバー１２ａの中心軸から水平方向に所定寸法だけ変位した位置に設けられている。さらに、図４に示すように、ガス冷チャンバー１２ａ内には、ターボファン１３ｂの上方の流路を反時計方向に向かって滑らかに拡大させる案内板１３ｄが設けられており、ターボファン１３ｂの上方の流路は、時計方向に向かって絞られている。

　このような送風機１３では、図４に示すように、水冷モータ１３ｃが作動してターボファン１３ｂが水冷モータ１３ｃ側から見て反時計回りに回転することによって冷却ガスが矢印で示すように流れる。すなわち、この送風機１３では、冷却ガスが、ターボファン１３ｂの回転軸の前方に位置するファンケーシング１３ａの一端から送風機１３内に吸い込まれ、かつ、水冷モータ１３ｃ側から見て反時計回りの方向に送風機１３内に送り出され、さらに案内板１３ｄで案内される。これによって、ターボファン１３ｂの回転軸に直交する方向に位置するファンケーシング１３ａの他端から送り出される。この結果、ガス循環路Ｒには、送風機１３が作動することによって、図１に矢印で示すような冷却ガスの時計回りの流動が発生する。

　このように、ガス循環路Ｒは、循環チャンバー１１の途中部位にガス冷チャンバー１２ａ及びファンケーシング１３ａが循環チャンバー１１の途中部位に介装されることによって、形成されている。より詳細には、ガス循環路Ｒは、冷却ガスの流れ方向においてガス冷チャンバー１２ａがファンケーシング１３ａよりも上流側に位置するように介装されることによって、形成されている。また、このようなガス循環路Ｒを形成する循環チャンバー１１には、ファンケーシング１３ａの下流側に送排気ポート１１ｃが設けられている。

　リザーブタンク１４は、所定量の窒素ガス（冷却ガス）を８５０ｋＰａ程度の高圧状態で保持するガスタンクであり、冷却ガスを、第１制御弁１５を介して送排気ポート１１ｃに供給する。第１制御弁１５は、冷却ガスの通過を許容及び遮断する開閉弁である。すなわち、第１制御弁１５が閉状態の場合、リザーブタンク１４から送排気ポート１１ｃへの冷却ガスの供給は遮断され、第１制御弁１５が開状態の場合には、リザーブタンク１４から送排気ポート１１ｃに冷却ガスが供給される。

　排気ポンプ１６は、第２制御弁１７を介して送排気ポート１１ｃに接続されており、送排気ポート１１ｃを介してガス循環路Ｒ内の冷却ガスを外部に排気する。第２制御弁１７は、送排気ポート１１ｃから排気ポンプ１６への冷却ガスの流れを決定する開閉弁である。すなわち、第２制御弁１７が閉状態の場合、送排気ポート１１ｃから排気ポンプ１６への冷却ガスの流れ（排気）は遮断され、第２制御弁１７が開状態の場合には、送排気ポート１１ｃから排気ポンプ１６への冷却ガスの流れが許容される。

　続いて、ミスト冷却装置ＲＭは、所定の冷却媒体のミストを用いて被処理物Ｘを冷却処理する装置であり、搬送チャンバー１の下方に設けられている。このミスト冷却装置ＲＭは、上述したミスト冷却室昇降台２上に載置された状態でチャンバー内に収容された被処理物Ｘに対して、この被処理物Ｘの周囲に設けられた複数のノズルから冷却媒体のミストを噴射することにより冷却（ミスト冷却）する。なお、このようなミスト冷却装置ＲＭの内部空間は、ミスト冷却室であり、冷却媒体は、例えば水である。

　３つの加熱装置Ｋは、被処理物Ｘに加熱処理を施す装置であり、搬送チャンバー１の上方に設けられている。各加熱装置Ｋは、各々にチャンバー、複数の電気ヒータ、及び真空ポンプ等を備えており、真空ポンプを用いることにより加熱室昇降台７ａ～７ｃ上に載置された状態でチャンバー内に収容された被処理物Ｘを所定の減圧雰囲気下に置き、この減圧雰囲気下において被処理物Ｘの周囲に設けられた複数のヒータで被処理物Ｘを均一に加熱する。なお、各加熱装置Ｋの内部空間は、各々に個別の加熱室である。

　以上のように、本実施形態に係る多室型熱処理装置は、上面視で加熱室が中間搬送室を挟んで３つ（複数）配置され、被処理物Ｘが中間搬送室を経由して各加熱室に収容されるものである。また、このような多室型熱処理装置には、作業者が熱処理条件等の設定情報を入力する操作盤（図示略）、及び、設定情報及び予め記憶した制御プログラムに基づいて、各プッシャー機構４ａ，４ｂ、５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ、区画扉９、水冷モータ１３ｃ、第１制御弁１５、排気ポンプ１６、及び第２制御弁１７等の各種駆動部を制御する制御装置、等を電気的な構成要素として備えている。

　次に、このように構成された多室型熱処理装置の動作、特にガス冷却装置ＲＧ（ガス冷却室）における被処理物Ｘの冷却動作について詳しく説明する。なお、以下では、多室型熱処理装置による被処理物Ｘに対する熱処理の一例として、１つの加熱装置Ｋ（加熱室）及びガス冷却装置ＲＧ（ガス冷却室）を用いて被処理物Ｘに焼入れ処理を施す場合の動作について説明する。

　最初に、作業者は、搬送台車１０ｂを手動操作することにより、被処理物Ｘを冷却チャンバー１０（ガス冷却室）内に搬入する。そして、作業者は、閉鎖板１０ｄをワーク出入口１０ａにボルト止めすることにより、ワーク出入口１０ａを密閉することにより準備作業を終了する。そして、作業者は、操作盤を手動操作することにより、熱処理条件を設定し、さらに熱処理の開始を制御装置に指示する。

　この結果、制御装置は、真空ポンプを作動させて、ガス冷却室（冷却チャンバー１０）及び中間搬送室（拡張チャンバー８及び搬送チャンバー１）内を所定の真空雰囲気とし、さらに出入用シリンダー機構１０ｅを作動させて、冷却チャンバー１０内の被処理物Ｘを搬送チャンバー１内のミスト冷却室昇降台２上に移動させる。そして、制御装置は、例えばプッシャー機構６ａを作動させることによって被処理物Ｘを加熱室昇降台７ｃ上に移動させ、さらに加熱室昇降台７ｃの直上に位置する加熱装置Ｋ（加熱室）に被処理物Ｘを移動させ、加熱装置Ｋに被処理物Ｘに対する熱処理条件に沿った加熱処理を行わせる。

　そして、制御装置は、プッシャー機構６ｂを作動させることによって、加熱処理が完了した被処理物Ｘを加熱室昇降台７ｃ上からミスト冷却室昇降台２上に移動させ、さらに出入用シリンダー機構１０ｅを作動させることによって、ミスト冷却室昇降台２上の被処理物Ｘを冷却チャンバー１０内に移動させる。なお、この被処理物Ｘの移動の際、制御装置は、区画扉９を上昇させることによって拡張チャンバー８と冷却チャンバー１０との連通状態を許容し、被処理物Ｘの冷却チャンバー１０への移動が完了すると区画扉９を降下させることによって、拡張チャンバー８と冷却チャンバー１０との連通状態を遮断させる。この結果、冷却チャンバー１０（ガス冷却室）は、拡張チャンバー８及び搬送チャンバー（中間搬送室）から完全に隔離される。

　この状態において、制御装置は、第１制御弁１５を閉状態から開状態に変更させると共に第２制御弁１７を閉状態に設定することによって、送排気ポート１１ｃからガス循環路Ｒ内への冷却ガス（窒素ガス）の供給を開始させる。そして、制御装置は、ガス循環路Ｒ内に所定量の冷却ガスが供給されると、第１制御弁１５を開状態から閉状態に変更させる。そして、制御装置は、水冷モータ１３ｃを作動させてガス循環路Ｒ内における冷却ガスの循環を開始させると共に伝熱管１２ｂへの液体冷媒の供給を開始させることによって、熱処理条件に沿った被処理物Ｘの冷却処理を開始させる。

　このようなガス冷却装置ＲＧにおける被処理物Ｘの冷却処理において、被処理物Ｘがガス吹込口１１ａの直下かつガス排気口１１ｂの直上に位置しているので、冷却ガスが、被処理物Ｘの直上から被処理物Ｘに吹き付けられ、冷却に寄与した冷却ガスが、被処理物Ｘの直下から流れ出てガス排気口１１ｂに流れ込む。

　すなわち、ガス吹込口１１ａから被処理物Ｘの直上に流れ出た冷却ガスは、冷却チャンバー１０（ガス冷却室）内において被処理物Ｘ以外の領域に殆ど拡散することなく集中的に被処理物Ｘの冷却に寄与し、被処理物Ｘの直下から循環チャンバー１１に排気される。したがって、このガス冷却装置ＲＧによれば、冷却ガスが有する冷熱の殆どが被処理物Ｘの冷却に利用されるので、ミスト冷却に対する冷却性能の低下を極力抑制したガス冷却を実現することができる。

　ここで、このガス冷却装置ＲＧでは、冷却チャンバー１０（ガス冷却室）内において、ガス吹込口１１ａを被処理物Ｘの直上の近接する位置まで延び、かつ、ガス排気口１１ｂを被処理物Ｘの直下の近接する位置まで延びていることによって冷却効率を極力向上させたが、ガス吹込口１１ａと被処理物Ｘとの間の距離及びガス排気口１１ｂと被処理物Ｘとの間の距離を多少大きくしてもよい。例えば、ガス冷却装置ＲＧで様々な大きさの被処理物Ｘを熱処理する場合には、被処理物Ｘの大きさの大小に応じてガス吹込口１１ａと被処理物Ｘとの間の距離及びガス排気口１１ｂと被処理物Ｘとの間の距離を確保する必要がある。

　このような冷却ガスを用いた被処理物Ｘの冷却が完了すると、制御装置は、第２制御弁１７を閉状態から開状態に状態変更させると共に排気ポンプ１６を作動させることによって、送排気ポート１１ｃからガス循環路Ｒ内の冷却ガスを外部に排気する。これによって、ガス循環路Ｒ内及び冷却チャンバー１０（ガス冷却室）内から冷却ガス（窒素ガス）が排除されるので、閉鎖板１０ｄをワーク出入口１０ａから乖離させてワーク出入口１０ａから冷却チャンバー１０の外部に被処理物Ｘを搬出することができる。

　また、このガス冷却装置ＲＧによれば、ガス循環路Ｒを設けることにより、被処理物Ｘの冷却のために供給されることによって加熱された冷却ガスを冷却して被処理物Ｘの冷却に再利用するので、被処理物Ｘの冷却のために供給された冷却ガスを単に廃棄する場合と比較して、冷却ガスの使用量を大幅に削減することができる。

　また、このガス冷却装置ＲＧによれば、冷却チャンバー１０にワーク出入口１０ａが設けられているので、焼入れ処理後の被処理物Ｘを容易に外部に排出することが可能である。上述したように搬送チャンバー１にワーク出入口を設けた場合、焼入れ処理後の被処理物Ｘを外部に搬出するためには、冷却チャンバー１０（冷却室）内の被処理物Ｘを搬送チャンバー１（中間搬送室）内に再移動させる必要があるので、被処理物Ｘの搬出に時間を要する。

　さらに、この多室型熱処理装置によれば、ガス冷却装置ＲＧに加えてミスト冷却装置ＲＭを備えているので、ガス冷却装置ＲＧとミスト冷却装置ＲＭとを必要に応じて使い分けることが可能であり使い勝手が向上する。なお、ミスト冷却装置ＲＭについては、必要に応じて削除してもよい。また、ミスト冷却装置ＲＭに代えて、所定の冷却油を用いて被処理物を冷却する油冷却装置（油冷却室）を設けてもよい。

　なお、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態ではガス冷却装置ＲＧに加えてミスト冷却装置ＲＭを設けたが、本開示はこれに限定されない。ミスト冷却装置ＲＭを削除することによって、ミスト冷却装置ＲＭの設置場所に他の装置を設置することが可能となるので、例えばミスト冷却装置ＲＭの設置場所に被処理物Ｘの搬入及び搬出を行う専用チャンバー（出入チャンバー）を設けてもよい。このような構成を採用した場合、被処理物Ｘの搬入及び搬出が成される上下方向の位置が上記実施形態の構成よりも低くなるので、被処理物Ｘの搬入及び搬出に関する作業者の作業性が良好になる。

（２）また、上述したようにミスト冷却装置ＲＭに代えて出入チャンバーを設ける場合には、出入チャンバーに加熱機能を設けることにより、出入チャンバーを予熱室として使用することができる。すなわち、加熱装置Ｋ（加熱室）による被処理物Ｘの加熱（本加熱）に先行して、被処理物Ｘを出入チャンバー（予熱室）で所定温度まで予熱し、この予熱が完了した被処理物Ｘを加熱装置Ｋ（加熱室）に移動させて本加熱する。このような構成を採用することによって、本加熱の時間を短縮することが可能であり、熱処理時間を短縮することができる。

（３）上記実施形態では、ガス吹込口１１ａとガス排気口１１ｂとで被処理物Ｘを上下方向に挟むように循環チャンバー１１を設けたが、本開示はこれに限定されない。例えば、ガス吹込口１１ａとガス排気口１１ｂとで被処理物Ｘを水平方向に挟むように対向させてもよい。

（４）上記実施形態ではガス循環路Ｒを設けたが、本開示はこれに限定されない。ガス循環路Ｒを削除し、被処理物Ｘの冷却のために供給された冷却ガスを廃棄するようにしてもよい。

（５）上記実施形態では３つの加熱装置Ｋ（加熱室）を設けたが、本開示はこれに限定されない。加熱装置Ｋ（加熱室）の個数は、１個、２個、又は。３個以上でもよい。

　本開示によれば、ミスト冷却に対する冷却性能の低下を抑制した多室型熱処理装置を提供することができる。

　Ｈ　中間搬送装置
　ＲＧ　ガス冷却装置
　ＲＭ　ミスト冷却装置
　Ｋ　加熱装置（加熱室）
　Ｘ　被処理物
　１　搬送チャンバー（中間搬送室）
　２　ミスト冷却室昇降台
　３　搬送レール
　４ａ，４ｂ、５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ　プッシャー機構
　７ａ～７ｃ　加熱室昇降台
　８　拡張チャンバー（中間搬送室）
　９　区画扉
１０　冷却チャンバー（ガス冷却室）
１１　循環チャンバー
１１ａ　ガス吹込口
１１ｂ　ガス排出口
１２　ガス冷却機
１３　送風機
１４　リザーブタンク
１５　第１制御弁
１６　排気ポンプ
１７　第２制御弁

Claims (8)

1. 　上面視で複数の加熱室が中間搬送室を挟んで配置され、被処理物が前記中間搬送室を経由して前記加熱室に収容される多室型熱処理装置であって、
   　上面視で前記中間搬送室に隣接して設けられ、冷却ガスを用いて前記被処理物を冷却するガス冷却室と、
   　前記ガス冷却室内において前記被処理物に向けて延びているガス吹込口と、前記被処理物を挟んで前記ガス吹込口に対向するように前記被処理物に向けて延びているガス排気口とを備え、前記ガス吹込口から前記冷却ガスを吹き付け、前記ガス排気口から排気する冷却ガス流通機構と
   　を備える多室型熱処理装置。
2. 　前記冷却ガス流通機構は、
   　一端が前記ガス吹込口かつ他端が前記ガス排気口であり、前記ガス冷却室を介して前記冷却ガスが循環するガス循環路と、
   　前記ガス循環路の途中部位に設けられ、前記冷却ガスを流動させる送風機と、
   　前記送風機の上流側に設けられ、前記ガス冷却室から排気された前記冷却ガスを冷却するガス冷却機と
   　を少なくとも備える請求項１記載の多室型熱処理装置。
3. 　前記ガス吹込口は、前記ガス冷却室内において前記被処理物の直上まで延び、
   　前記ガス排気口は、前記ガス冷却室内において前記被処理物の直下まで延びている請求項１記載の多室型熱処理装置。
4. 　前記ガス冷却室は上面視で円環形状であり、
   　前記冷却ガス流通機構における前記ガス吹込口の中心は、前記ガス冷却室の中心に対して水平方向に変位している請求項１に記載の多室型熱処理装置。
5. 　前記ガス冷却室と前記中間搬送室とを区画する区画扉が前記ガス冷却室内に突出する状態で設けられている請求項１に記載の多室型熱処理装置。
6. 　前記中間搬送室の下方に、所定の冷却媒体のミストを用いて前記被処理物を冷却するミスト冷却室をさらに備える請求項１に記載の多室型熱処理装置。
7. 　前記中間搬送室の下方に、所定の冷却油を用いて前記被処理物を冷却する油冷却室をさらに備える請求項１に記載の多室型熱処理装置。
8. 　前記ガス冷却室は、外部との間で前記被処理物を出し入れするためのワーク出入口を備える請求項１に記載の多室型熱処理装置。

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