CN107614709B - 热处理装置 - Google Patents
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Abstract
一种热处理装置，被处理物(X)经由中间输送室(1)而容纳于加热室(K)，具备:气体冷却室(RG)，与中间输送室(1)邻接地设置，使用包含氧化剂的冷却气体对被处理物(X)进行冷却。
Description
技术领域
本公开内容涉及热处理装置。
本申请基于2015年5月26日在日本申请的特愿2015－106336号主张优先权，在此引用其内容。
背景技术
在专利文献1中，公开了一种多室式多功能冷却真空炉，是加热室和冷却室以隔着分隔壁的方式而邻接配置的多室真空加热炉，在冷却室内从以包围被热处理物的方式设置的多个气体用喷嘴将冷却气体吹出至被热处理物上，由此对被热处理物进行冷却处理。
另一方面，在下述专利文献2中，公开了一种多室型热处理装置，以隔着中间输送室的状态配置有3个加热室与1个冷却室，使被处理物经由中间输送室在3个加热室与1个冷却室之间移动，由此对被处理物实施期望的热处理。该多室型热处理装置中的冷却室配置在中间输送室的下方，使用液体或者喷雾状的冷却介质对从中间输送室通过专用的升降装置搬入的被处理物进行冷却。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开平11－153386号公报
专利文献2：日本国特开2014-051695号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，专利文献2所公开的多室型热处理装置，是使用液体或者喷雾状的冷却介质的类型，并没有开发使用如下的冷却方式(气体冷却方式)的多室型热处理装置，即使用气体(Gas)作为具备中间输送室类型的多室型热处理装置中的冷却介质。不仅在具有上述那样的中间输送室的气体冷却方式的多室型热处理装置中，而且在使用气体(Gas)对加热后的被处理物进行冷却的方式的热处理装置中，使用惰性气体作为冷却气体成为常识。但是若冷却气体被限定为惰性气体，则冷却气体的选择自由度过低。
本公开内容是鉴于上述问题而提出的，目的在于在热处理装置中，在采用气体冷却方式的情况下，实现对被处理物的期望的热处理，并且提高冷却气体的选择自由度。
用于解决上述技术问题的方案
作为用于解决上述技术问题的机构，本公开内容包含以下的构成。
本公开内容的第1方案为一种热处理装置，被处理物经由中间输送室而容纳于加热室，所述热处理装置具备：气体冷却室，与中间输送室邻接地设置，使用包含氧化剂的冷却气体对被处理物进行冷却。
发明效果
根据本公开内容的热处理装置，具备气体冷却室，通过包含氧化剂的冷却气体对被处理物进行冷却。在即便如本公开内容那样地使用包含氧化剂的冷却气体的情况下，在被处理物的表层也不会产生无法满足期望抗性的晶间氧化，从而能够进行被处理物的冷却。因此，根据本公开内容，能够使用包含氧化剂的冷却气体进行被处理物的冷却，能够实现对被处理物的期望的热处理，并且提高冷却气体的选择自由度。
附图说明
图1是从正面看到的本公开内容的一实施方式的多室型热处理装置的纵剖视图。
图2是从俯视看到的本公开内容的一实施方式的多室型热处理装置的横剖视图。
图3是示出本公开内容的一实施方式的多室型热处理装置中的被处理物的进出的纵剖视图。
图4是示出本公开内容的一实施方式的多室型热处理装置中的送风机的纵剖视图。
图5是从正面看到的本公开内容的一实施方式的多室型热处理装置的变形例的纵剖视图。
图6是从正面看到的本公开内容的一实施方式的多室型热处理装置的变形例的纵剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本公开内容的热处理装置的一实施方式进行说明。另外，在以下的附图中，为使各部件成为能够识别的大小，对各部件的比例尺进行了适当变更。
如图1所示，本实施方式的多室型热处理装置(热处理装置)是经由中间输送装置H组合了气体冷却装置RG、喷雾冷却装置RM以及3个加热装置K而成的装置。另外，虽然实际的多室型热处理装置具备连接于中间输送装置H的3个加热装置K，但是因为图1是在正面观察多室型热处理装置时示出气体冷却装置RG的中心与中间输送装置H的中心处的纵剖视图，所以图1中仅示出了1个加热装置K。此外，作为图1～图4未图示的构成元件，该多室型加热装置具备：真空泵、各种管道、各种阀(valve)、各种升降机构、操作面板以及控制装置等。
如图1以及图2所示，中间输送装置H具备：输送腔1；喷雾冷却室升降台2；多个输送导轨3；3对推进机构4a、4b、5a、5b、6a、6b；3个加热室升降台7a～7c；扩张腔8；分隔门9等。
输送腔1是设置在喷雾冷却装置RM与3个加热装置K之间的容器。如图2所示，在该输送腔1的底部，以包围喷雾冷却室升降台2的方式配置有3个加热室升降台7a～7c。像这样的输送腔1的内部空间以及后述的扩张腔8的内部空间，是金属零件等的被处理物X移动的中间输送室。
喷雾冷却室升降台2是在利用喷雾冷却装置RM对被处理物X进行冷却时承载被处理物X的支承台，通过未图示的升降机构进行升降。即，被处理物X在被载置在喷雾冷却室升降台2上的状态下，通过上述升降机构的工作，使得被处理物X在中间输送装置H与喷雾冷却室升降台2之间移动。
如图所示，多个输送导轨3被铺设在输送腔1的底部、喷雾冷却室升降台2上、加热室升降台7a～7c上以及扩张腔8的底部。像这样的输送导轨3是使被处理物X在输送腔1以及扩张腔8内移动时的导向部件(引导部件)。3对推进机构4a、4b、5a、5b、6a、6b是在输送腔1以及扩张腔8内推压被处理物X的输送致动器。
即，3对推进机构4a、4b、5a、5b、6a、6b之中，配置成同一直线状的一对推进机构4a、4b使被处理物X在喷雾冷却室升降台2与加热室升降台7a之间移动。一对推进机构4a、4b之中，一侧的推进机构4a从加热室升降台7a朝向喷雾冷却室升降台2推压被处理物X，另一侧的推进机构4b从喷雾冷却室升降台2朝向加热室升降台7a推压被处理物X。
同样地配置成同一直线状的一对推进机构5a、5b使被处理物X在喷雾冷却室升降台2与加热室升降台7b之间移动。一对推进机构5a、5b之中，一侧的推进机构5a从加热室升降台7b朝向喷雾冷却室升降台2推压被处理物X，另一侧的推进机构5b从喷雾冷却室升降台2朝向加热室升降台7b推压被处理物X。
此外，同样地配置成同一直线状的一对推进机构6a、6b使被处理物X在喷雾冷却室升降台2与加热室升降台7c之间移动。即，一对推进机构6a、6b之中，一侧的推进机构6a从加热室升降台7c朝向喷雾冷却室升降台2推压被处理物X，另一侧的推进机构6b从喷雾冷却室升降台2朝向加热室升降台7c推压被处理物X。
在被处理物X以这样的3对推进机构4a、4b、5a、5b、6a、6b作为动力源而移动(输送)时，上述多个输送导轨3进行引导，使得被处理物X顺畅地移动，并且也引导安装于3对推进机构4a、4b、5a、5b、6a、6b的前端的推压部的移动。
3个加热室升降台7a～7c是在各加热装置K中加热处理被处理物X时承载被处理物X的支承台，设置在各加热装置K的正下方。这样的加热室升降台7a～7c通过未图示的升降机构进行升降，由此使被处理物X在中间输送装置H与各加热装置K之间移动。
扩张腔8连接于输送腔1的侧部，为了连接中间输送装置H与气体冷却装置RG，而方便地设置为大致箱型的扩张容器。扩张腔8的一端(一平面)连通于输送腔1的侧部，在扩张腔8的另一端(一平面)设置有分隔门9。在这样的扩张腔8的底部，以使得被处理物X自由移动的方式铺设有输送导轨3。
分隔门9是划分输送腔1以及扩张腔8的内部空间即中间输送室与气体冷却装置RG的内部空间即气体冷却室的分隔门，以垂直姿势设置在扩张腔8的另一端(一平面)。即，该分隔门9通过未图示的驱动机构上下移动，由此打开或者遮蔽扩张腔8的另一端。
接着，对气体冷却装置RG进行说明。气体冷却装置RG是使用包含氧化剂的气体即冷却气体Y对被处理物X进行冷却处理的冷却装置。作为该冷却气体Y，能够使用多室型热处理装置的外部的空气(即外部空气)。此外，也能够使用调整了温度或湿度的空气。另外，在本实施方式的多室型热处理装置中，除了包含作为被处理物X的氧化剂而起作用的氧气的混合气体，即包含氧化剂的气体即空气以外，也能够使用二氧化碳等作为冷却气体。此外，也可以适当变更上述冷却气体中所混合的氧气的比例。
但是，通过使用外部空气作为冷却气体Y，能够容易并且便宜地供应冷却气体Y。如图1所示，这样的气体冷却装置RG具备：冷却腔10(气体冷却室)、循环腔11、气体冷却机12、送风机13、冷却气体导入管14、第1控制阀15、排气泵16、第2控制阀17以及供电装置18等。
另外，这些多个构成元件之中，除了冷却腔10(气体冷却室)之外，循环腔11、气体冷却机12、送风机13、冷却气体导入管14、第1控制阀15、排气泵16、第2控制阀17以及供电装置18构成冷却气体流通机构，从上方将冷却气体吹出至冷却腔10内的被处理物X，并且从被处理物X的下方对有助于冷却被处理物X的冷却气体进行排气。
冷却腔10是带有圆度的大致纵型圆筒状即水平截面形状为大致圆形(圆环形状)的容器，与构成中间输送室的扩张腔8邻接地设置。该冷却腔10的内部空间是气体冷却室，通过将规定的冷却气体吹出至被处理物X，对被处理物X实施冷却处理。另外，为了承受500kPa以上的正压即内压，冷却腔10的形状形成为耐压性能高的形状即带有圆度的大致圆筒形状。
此外，该冷却腔10，在将扩张腔8的一部分取入至内部的状态下，即分隔门9在气体冷却室内从侧方朝向内部突出的状态下，被连接于扩张腔8。进而，在冷却腔10中，在与分隔门9对置的位置，设置有工件进出口10a。该工件进出口10a是用于使被处理物X在外部与气体冷却室之间进出的开口。
如图3所示，被处理物X在被搭载于输送台车10b的状态下，从工件进出口10a被容纳在冷却腔10内。输送台车10b具备将被处理物X保持在规定高度的载置台10c，相对于工件进出口10a能够进退自如。即，该输送台车10b通过沿着铺设在建筑的地面上的台车用导轨移动，能够自如地接近或者远离冷却腔10，在所述建筑中设置有多室型热处理装置。
此外，在该输送台车10b中，具备封闭板10d与进出用压力缸机构10e。封闭板10d是在将被处理物X容纳在冷却腔10内时，抵接于工件进出口10a而将其密闭的板状部件。该封闭板10d在抵接于工件进出口10a的状态下，例如被螺栓固定于工件进出口10a，由此将工件进出口10a密闭。
进出用压力缸机构10e是使被处理物X在冷却室(冷却腔10)内与输送腔1(中间输送室)内移动的输送机构。即，该进出用压力缸机构10e是推进输送机构兼拉出输送机构，通过推压载置台10c上的被处理物X，使被处理物X移动到中间输送室内的喷雾冷却室升降台2上，并且通过卡合地拉动在喷雾冷却室升降台2上的被处理物X，使被处理物X从中间输送室内移动至载置台10c上。
此处，如图2所示，输送腔1能够设置开口，用于在扩张腔8的相反侧进行被处理物X的进出。因此，也可以代替冷却腔10，在扩张腔8的相反侧设置工件进出口。另外，在这种情况下，将具备与进出用压力缸机构10e相同功能的推进输送机构兼拉出输送机构固定地配置在冷却腔10中，在设置于输送腔1的工件进出口设置专用的开闭门，此外使用另外准备的输送台车，从工件进出口将被处理物X搬入至输送腔1(中间输送室)并载置在喷雾冷却室升降台2上。
在像这样地在输送腔1中设置工件进出口的构成中，能够将对应于进出用压力缸机构10e的输送机构固定设置于多室型热处理装置，因此能够确保多室型热处理装置的使用方便或耐久性。
循环腔11的圆形的一端(气体吹入口11a)，在大致纵型圆筒状的冷却腔10的上部(上侧)开口，此外同样地循环腔11的圆形的另一端(气体排气口11b)，隔着被处理物X以与气体吹入口11a对置的方式在冷却腔10的下部(下侧)开口。这样的循环腔11是将冷却腔10、气体冷却机12以及送风机13作为整体而环状地连接的容器。即，冷却腔10、循环腔11、气体冷却机12以及送风机13形成使冷却气体Y循环的气体循环通路R，使得冷却气体Y从气体吹入口11a朝向下方流动、即朝向气体排气口11b流动。
在这样的气体循环通路R中，通过送风机13的工作，产生如图1箭头所示那样的冷却气体Y的顺时针的流动。此外，在上述气体吹入口11a与气体排气口11b之间配置有被处理物X。从气体吹入口11a向下方吹出的冷却气体Y，从上方吹出至被处理物X从而对被处理物X进行冷却。而且，有助于冷却被处理物X的冷却气体Y，在被处理物X的下方流出而流入至气体排气口11b，由此被回收至循环腔11。
此处，如图1所示，气体吹入口11a在气体冷却室内延伸至被处理物X的正上方，此外气体排气口11b在气体冷却室内延伸至被处理物X的正下方。因此，从气体吹入口11a吹出的冷却气体Y，不在气体冷却室内分散，几乎全部被吹出至被处理物X，有助于冷却被处理物X的冷却气体Y，同样地不在气体冷却室内分散，几乎全部被回收至循环腔11。
此外，如图1以及图2所示，圆形的气体吹入口11a以及气体排气口11b相对于大致圆形的冷却腔10的水平方向的位置，并非同心而是相互的中心偏移。即，虽然水平方向中的气体吹入口11a的中心以及气体排气口11b的中心是同心，但是气体吹入口11a的中心以及气体排气口11b的中心，与从冷却腔10的中心相比向工件进出口11a、即分隔门9的相反侧偏移。
此处，如上所述，扩张腔8在分隔门9在气体冷却室内从侧方向内部突出的状态下被连接于冷却腔10，是用于确保冷却腔10的耐压性能的部件。即，虽然扩张腔8与冷却腔10通过焊接接合被连接，但是若分隔门9接近冷却器10的侧壁，则焊接线变得复杂，难以确保充分的焊接品质。因此，在分隔门9在气体冷却室内从侧方向内部突出的状态下，即在将扩张腔8的一部分取入的状态下，扩张腔8被连接于冷却腔10。
但是，因为分隔门9在气体冷却室内从侧方突出，所以不能以与冷却腔10同心的方式对气体吹入口11a以及气体排气口11b进行位置设定。此处，通过使冷却腔10更大直径化即大型化，能够以与冷却腔10同心的方式对气体吹入口11a以及气体排气口11b进行位置设定，但是，在这种情况下，气体冷却室(冷却空间)的体积增大而冷却效率降低。因此，通过使气体吹入口11a以及气体排气口11b相对于冷却腔10偏移，将冷却腔10尽量小直径化。
气体冷却机12在上述的气体循环通路R中被设置在气体排气口11b的下游侧和送风机13的上游侧，是由气体冷却腔12a与传热管12b构成的热交换器。气体冷却腔12a是筒状体，一端连通于循环腔11，并且另一端连通于送风机13。传热管12b是在这样的气体冷却腔12a内设置为蛇形状态的金属管，在内部插通有规定的液体冷却介质。这样的气体冷却机12，使从循环腔11的一端流通至另一端的冷却气体Y与传热管12b内的液体冷却介质进行热交换，由此进行冷却。在该气体冷却机12的下部设置有未图示的凝结水排出机构，用于排出积存在气体冷却腔12a的下部的凝结水。
此处，从冷却腔10即气体冷却室被排气的、在冷却腔10(气体冷却室)中有助于冷却被处理物X的冷却气体Y，由被处理物X所保持的热量加热。气体冷却机12，将被这样地加热的冷却气体Y冷却至例如提供至被处理物X的冷却之前的温度(从气体吹入口11a被吹出的冷却气体Y的温度)。
送风机13设置在上述的气体循环通路R的中途部位，即气体冷却机12的下游侧，具备风扇壳体13a、涡轮风扇13b(风扇)以及水冷电机13c(电机)。风扇壳体13a为筒状体，一端连通于气体冷却腔12a的另一端，另一端连通于循环腔11。涡轮风扇13b是被容纳在这样的风扇壳体13a内的离心风扇。水冷电机13c是驱动这样的涡轮风扇13b旋转的驱动部。如图1所示，这样的水冷电机13c具有连接于水冷电机13c的电机轴13c1。通过从供电装置18供电至这样的水冷电机13c，从而生成旋转动力，旋转动力经由电机轴13c1被传导至涡轮风扇13b，由此驱动涡轮风扇13b旋转。
如图1以及图4所示，气体冷却腔12a是横置的大致圆筒形容器，涡轮风扇13b的旋转轴与气体冷却腔12a的中心轴同样地设置在水平方向上。此外，如图4所示，涡轮风扇13b的旋转轴设置在从气体冷却腔12a的中心轴向水平方向偏移了规定尺寸的位置。进而，如图4所示，在气体冷却腔12a内，设置有使涡轮风扇13b的上方的流路节流，并且使流路朝向逆时针方向平滑地扩大的引导板13d。
如图4所示，在这样的送风机13中，水冷电机13c工作而涡轮风扇13b逆时针地旋转，由此冷却气体Y如箭头所示那样地流动。即，在该送风机13中，冷却气体Y从位于涡轮风扇13b的旋转轴的前方的风扇壳体13a的一端被吸入，并被送出至逆时针方向，进而冷却气体Y由引导板13d进行引导，由此，从位于与涡轮风扇13b的旋转轴正交的方向的风扇壳体13a的另一端被送出。其结果是，在气体循环通路R中，送风机13工作，由此产生如图1中箭头所示那样的冷却气体Y的顺时针流动。
像这样地，通过在循环腔11的中途部位加装气体冷却腔12a与风扇壳体13a而形成气体循环通路R。更详细地说，在冷却气体Y的流动方向上以位于风扇壳体13a的上游侧的方式加装气体冷却腔12a，由此形成气体循环通路R。此外，在形成这样的气体循环通路R的循环腔11中，在风扇壳体13a的下游侧设置有送排气端口11c。
冷却气体导入管14是连接于送排气端口11c的管道，是在本实施方式中用于将外部空气(即冷却气体Y)从多室型热处理装置的外部导入至气体循环通路R的管道。例如，在该冷却气体导入管14的入口设置有未图示的过滤器，用于除去外部空气所包含的异物。另外，在如上所述地，并非使用外部空气而是使用对温度或湿度进行管理后的空气或其他气体作为冷却气体Y的情况下，保持该气体的储气罐被连接于冷却气体导入管14。另外，在设置储气罐的情况下，优选是在比将冷却气体Y供给至气体循环通路R时的本实施方式中的供给压力(在本实施方式中为大气压)充分高的压力下，将气体填充至储气罐。由此，能够短时间地将气体供给至气体循环通路R。在使气体保持在高压力下的情况下，也可以通过压缩机将大气或利用干燥剂等除去蒸汽后的大气填充至这样的储气罐中。另外，此处的大气压含义为设置有本实施方式的多室型热处理装置的部位中的外部空气的压力。
第1控制阀15是容许以及切断冷却气体Y通过的开闭阀。即，在第1控制阀15关闭状态的情况下，切断从冷却气体导入管14向送排气端口11c供给冷却气体Y，在第1控制阀15打开状态的情况下，从冷却气体导入管14向送排气端口11c供给冷却气体Y。这些的冷却气体导入管14以及第1控制阀15对应于通过循环腔11将冷却气体Y供给至冷却腔10的、本公开内容的冷却气体供给机构。
排气泵16经由第2控制阀17而连接于送排气端口11c，经由送排气端口11c将气体循环通路R内的冷却气体Y排气至外部。第2控制阀17是决定冷却气体Y从送排气端口11c向排气泵16流动的开闭阀。即，在第2控制阀17关闭状态的情况下，切断冷却气体Y从送排气端口11c向排气泵16的流动(排气)，在第2控制阀17打开状态的情况下，容许冷却气体Y从送排气端口11c向排气泵16的流动。这些的真空泵16以及第2控制阀17，对应于通过循环腔11对冷却腔10进行抽真空的、本公开内容的排气装置。
供电装置18在控制装置C的控制之下，对送风机13的水冷电机13c供给电力，与水冷电机13电气地连接。该供电装置18能够调整施加到水冷电机13c的驱动电压，在控制装置C的控制之下，使开始向气体循环通路R供给冷却气体Y时施加至水冷电机13c的驱动电压，比向气体循环通路R供给冷却气体Y结束后施加至水冷电机13c的驱动电压低。
接着，喷雾冷却装置RM是使用规定的冷却介质的喷雾对被处理物X进行冷却处理的装置，设置在输送腔1的下方。该喷雾冷却装置RM，从设置在该被处理物X的周围的多个喷嘴，对在被载置于上述的喷雾冷却室升降台2上的状态下容纳在腔内的被处理物X喷射冷却介质的喷雾，由此冷却(喷雾冷却)被处理物X。另外，这样的喷雾冷却装置RM的内部空间是喷雾冷却室，此外冷却介质例如是水。
3个加热装置K是对被处理物X实施加热处理的装置，设置在输送腔1的上方。各加热装置K各自具备腔、多个电气加热器以及真空泵等，通过使用真空泵，将在被载置于加热室升降台7a～7c上的状态下容纳在腔内的被处理物X放置在规定的减压气氛下，在该减压气氛下利用设置在被处理物X的周围的多个加热器对被处理物X均匀地进行加热。另外，各加热装置K的内部空间分别为单个的加热室。
此外，在本实施方式的多室型热处理装置中，作为电气的构成元件具备操作面板以及控制装置C，所述操作面板供使用者输入热处理条件等的设定信息(图示省略)，所述控制装置C基于上述设定信息以及预先存储的控制程序，对各推进机构4a、4b、5a、5b、6a、6b、分隔门9、第1控制阀15、排气泵16、第2控制阀17以及供电装置18等进行控制。
本实施方式的多室型热处理装置中的控制装置C在被处理物X被搬入至冷却腔10之前，通过排气泵16以及第2控制阀17对冷却腔10进行抽真空。此外，在被处理物X被搬入至冷却腔10之后,控制装置C控制冷却气体导入管14以及第1控制阀15，将冷却气体Y供给至冷却腔10。此时，控制装置C在冷却气体Y被供给至冷却腔10之前起动送风机13。由此在冷却气体Y被供给至循环腔11时，先驱动送风机13的涡轮风扇13b旋转，在冷却气体Y被供给至循环腔11的同时，在气体循环通路R中形成冷却气体Y的流动。因此，能够提高被处理物X的冷却速度。
此外，控制装置C以如下的方式进行控制，使得在利用冷却气体导入管14以及第1控制阀15开始向冷却腔10供给冷却气体Y时的送风机13的驱动电压，比在利用冷却气体导入管14以及第1控制阀15供给冷却气体Y结束时的送风机13的驱动电压低。由此，即便在气体循环通路R为真空状态时驱动水冷电机13c，也能够防止在水冷电机13c上产生放电。
如上所述，本实施方式的多室型热处理装置，在俯视观察时，以隔着输送腔1的方式配置有3个(多个)加热装置K，被处理物X经由输送腔1被容纳于各加热装置K。此外，本实施方式的多室型热处理装置，在俯视观察时，具备与输送腔1邻接地设置的冷却腔10，能够在冷却腔10中冷却被处理物X。
接着，对像这样地构成的多室型热处理装置的工作、特别是气体冷却装置RG(气体冷却室)中的被处理物X的冷却工作详细地进行说明。另外，在下述内容中，作为由多室型热处理装置对被处理物X进行热处理的一例，使用1个加热装置K(加热室)以及气体冷却装置RG(气体冷却室)，对被处理X实施淬火处理的情况下的工作进行说明。
最初使用者手动操作输送台车10b，由此将被处理物X搬入至冷却腔10(气体冷却室)内。而且，使用者将封闭板10d螺栓固定于工件进出口10a，由此通过密闭工件进出口10a结束准备作业。而且，使用者通过手动操作上述操作面板，设定热处理条件，进而向控制装置C指示开始热处理。
其结果是，控制装置C使连接于输送腔1等的真空泵与连接于气体循环通路R的真空泵16工作，使气体冷却室以及中间输送室即冷却腔10、扩张腔8以及输送腔1内成为规定的真空气氛，进而使进出用压力缸机构10e工作，使冷却腔10内的被处理物X移动到输送腔1内的喷雾冷却室升降台2上。而且，控制装置C例如使推进机构6a工作，由此使被处理物X移动至加热室升降台7c上，进而使被处理物X移动到位于加热室升降台7c的正上方的加热装置K(加热室)，从而对被处理物X进行与上述热处理条件对应的加热处理。
而且，控制装置C通过使推进机构6b工作，使加热处理结束的被处理物X从加热室升降台7c上移动至喷雾冷却室升降台2上，进而通过使进出用压力缸机构10e工作，使喷雾冷却室升降台2上的被处理物X移动至冷却腔10内。另外，在该移动时，控制装置C使分隔门9上升，由此使扩张腔8与冷却腔10为连通状态，若被处理物X向冷却腔10的移动结束，则使分隔门9下降并切断扩张腔8与冷却腔10的连通状态。其结果是，冷却腔10(气体冷却室)与中间输送室被完全地隔离。
与像这样地使分隔门9下降而隔离冷却腔10相配合，控制装置C将驱动电压施加至供电装置18并起动送风机13。即，控制装置C在气体循环通路R被抽真空的状态下，起动送风机13。另外，在冷却腔10被抽真空的状态下，送风机13的水冷电机13c的内部为真空状态。因此通过对水冷电机13c供电，存在产生放电的可能性。放电产生的容易度依赖于驱动电压的高低。因此，在本实施方式的多室型热处理装置中，控制装置C进行如下的控制，使在通过冷却气体导入管14以及第1控制阀15开始向冷却腔10供给冷却气体Y时的送风机13的驱动电压，比在通过冷却气体导入管14以及第1控制阀15供给冷却气体Y结束时的送风机13的驱动电压低。而且，控制装置C进行如下的控制，在开始供给冷却气体Y前的送风机13的驱动电压，也与开始向冷却腔10供给冷却气体Y时的送风机13的驱动电压同样，比冷却气体Y的供给结束时的送风机13的驱动电压低。由此，一边抑制水冷电机13c处的放电，一边能够使在供给冷却气体Y前起动送风机13。
此外，为了抑制水冷电机13c处的放电，也可以在开始向冷却腔10供给冷却气体Y之后将驱动电压施加于送风机13。例如，也可以在气体循环通路R的压力变为20kPa～50kPa之后起动送风机13。由此，因为冷却气体Y在流入至水冷电机13c的内部之后对送风机13进行供电，所以能够进一步抑制水冷电机13c处的放电。但是，在这样的情况下，等到冷却气体Y流入水冷电机13c之后起动送风机13。因此，形成冷却气体Y的循环流的时间变长，与在冷却气体Y流入前起动水冷电机13c的情况相比较，被处理物X的冷却速度稍稍迟延化。
接着，控制装置C使第1控制阀15从关闭状态变更为打开状态，并且将第2控制阀17设定为关闭状态，由此开始从送排气端口11c向气体循环通路R内供给冷却气体Y。而且，若在气体循环通路R内供给规定量的冷却气体Y，则控制装置C使第1控制阀15从打开状态变更为关闭状态，使施加在水冷电机13c上的驱动电压升高而使冷却气体Y循环，并开始向传热管12b供给液体冷却介质，由此冷却被处理物X。
在这样的气体冷却装置RG中的被处理物X的冷却处理中，因为被处理物X位于气体吹入口11a的正下方，并且位于气体排气口11b的正上方，所以冷却气体Y从被处理物X的正上方被吹出至被处理物X，此外有助于冷却的冷却气体Y从被处理物X的正下方流出而流入至气体排气口11b。
即，从气体吹入口11a流出至被处理物X的正上方的冷却气体Y，在冷却腔10(气体冷却室)内几乎不会扩散到被处理物X以外的区域，而集中地帮助冷却被处理物X，从被处理物X的正下方被排气至循环腔11。因此，根据该气体供给装置RG，冷却气体Y具有的冷热几乎都被用于被处理物X的冷却，所以能够实现有效的气体冷却。
此处，在该气体冷却装置RG中，在冷却腔10(气体冷却室)内，虽然使气体吹入口11a延伸至被处理物X的正上方，并且使气体排气口11b延伸至被处理物X的正下方，由此极力提高冷却效率。但是也可以使气体吹入口11a与被处理物X的距离以及气体排气口11b与被处理物X的距离稍微变大。例如，在气体冷却装置RG中，在对各种大小的被处理物X进行热处理的情况下，需要根据被处理物X的尺寸的大小，一定程度地确保气体吹入口11a与被处理物X的距离以及气体排气口11b与被处理物X的距离。
若使用这样的冷却气体Y的被处理物X的冷却结束，则控制装置C使第2控制阀17的状态从关闭状态变更为打开状态，并且使排气泵16工作，由此将气体循环通路R内的冷却气体Y从送排气端口11c排气至外部。由此，冷却气体Y从气体循环通路R内以及气体冷却室内被排除，因此封闭板10d从工件进出口10a分离，被处理物X从工件进出口10a被搬出至外部。
此外，根据该气体冷却装置RG，通过设置气体循环通路R，用于被处理物X的冷却而提供的冷却气体Y被加热，对被加热的冷却气体Y进行冷却而再利用于被处理物X的冷却，因此与将用于被处理物X的冷却而供给的冷却气体Y废弃的情况相比较，能够大幅度地削减冷却气体Y的使用量。
根据以上那样的本实施方式的多室型热处理装置，具备冷却腔10，通过包含氧化剂的冷却气体Y对被处理物X进行冷却。能够确认在使用了蒸汽的喷雾冷却的被处理物冷却中，虽然蒸汽中包含氧化剂(氧气)，但是在被处理物的表层不会产生晶间氧化，被处理物的抗性并没有降低。因此，即便在如本实施方式的多室型热处理装置那样地使用包含氧化剂的冷却气体的情况下，在被处理物X的表层也不会产生无法满足期望抗性的晶间氧化，能够进行被处理物X的冷却。因此，根据本实施方式的多室型热处理装置，能够使用包含氧化剂的冷却气体进行被处理物X的冷却，能够实现对被处理物X的期望的热处理，并且能够提高冷却气体的选择自由度。
另外，在本实施方式的多室型热处理装置中，为了在被处理物X中不产生晶间氧化，预先通过实验确定运转条件(冷却气体Y的温度、流量、冷却时间)。此处，晶间氧化是指在高温环境下，金属的表面层的晶界因氧气而氧化，氧化物附着在晶界上的现象。此外，也公知金属表面的抗性因晶间氧化的发生而降低。因此，在本公开内容的情况下，在控制装置C中存储对应于每个进行热处理的被处理物X的种类或数量等而不引起晶间氧化的运转条件，若使用者在操作面板等中输入被处理物X的种类或数量，则在不产生晶间氧化的条件下对运转进行控制。能够考虑到即便在这样的情况下，被处理物X的最表层也会氧化，被处理物X的表面被着色。上述最表层的着色是指从被处理物的表层朝向深部的埃级范围中的着色。另一方面，晶间氧化是被处理物表面的结晶的晶界被氧化的现象，发生在从被处理物的表面至深度方向的数十μm的范围。在发生了晶间氧化的情况下，会带来被处理物的抗性降低等的影响，在着色的情况下，因为仅在最表层部分发生晶间氧化，所以不会对本申请设想的金属零件等的被处理物X带来影响。因此，通过在本公开内容中发生的着色，被处理物X的抗性不会降低。
此外，可知若被处理物X的冷却速度较快则晶间氧化会进一步被抑制。能够想到这是因为被处理物X在冷却初期开始氧化，氧化进展到难以变凉的部分的较深部位。与之相对，在本实施方式的多室型热处理装置中，在冷却气体Y被供给至冷却腔10之前起动送风机13。由此在冷却气体Y被供给至循环腔11时，先驱动送风机13的涡轮风扇13b旋转，在冷却气体Y被供给至循环腔11的同时，在气体循环通路R中形成冷却气体Y的流动，从而提高被处理物X的冷却速度。因此，根据本实施方式的多室型热处理装置，能够更可靠地抑制被处理物X的晶间氧化。此外，在使用空气作为冷却气体Y的情况下，在使空气的气压比大气压高的情况下，比冷却气体Y即空气的压力为大气压时更短时间内将冷却气体Y供给至循环腔11，能够提高被处理物X的冷却速度，能够更可靠地抑制被处理物X的晶间氧化。
以上虽然参照附图对本公开内容优选的实施方式进行了说明，但本公开内容不限定于上述实施方式。在上述实施方式中示出的各构成部件的各形状或组合等是一例，在不脱离本公开内容的主旨的范围内基于设计要求等可能会存在各种变更。
也可以是，例如如图5所示，送风机13具备配置在电机轴13c1与风扇壳体13a之间的密封部20。能够使用例如非接触的迷宫式密封作为该密封部20。通过具备这样的密封部20，能够抑制水冷电机13c的内部变为真空，即便在冷却气体Y被供给至冷却腔10之前起动送风机13，也能够抑制放电的产生。
进而，也可以是如图6所示，在控制装置C的控制之下，具备将冷却气体供给至水冷电机13c的冷却气体供给部21。通过这样的冷却气体供给部21，能够在将作为冷却气体Y的空气供给至冷却腔10之前预先将空气供给至水冷电机13c，能够更可靠地抑制放电的产生。
此外，虽然在上述实施方式中设置有气体循环通路R，但是本公开内容并不限定于此。也可以删除气体循环通路R，并废弃用于被处理物X的冷却而提供的冷却气体。
进而，虽然在上述实施方式中设置了3个加热装置K(加热室)，但是本公开内容并不限定于此。也可以是加热装置K(加热室)的个数为1个、2个或者4个以上。
此外，在上述实施方式中，以将本公开内容应用于具备中间输送室H(扩张腔8)的多室型热处理装置为例进行了说明。但是，本公开内容并不限定于此，也能够应用于不具备中间输送室H的热处理装置。例如，也能够将本公开内容应用于仅具备加热室与气体冷却室这2个处理室的热处理装置中，在气体冷却室中使用的冷却气体中使用包含氧化剂的冷却气体。
工业实用性
根据本公开内容，能够使用包含氧化剂的冷却气体进行被处理物的冷却，能够实现对被处理物的期望的热处理，并且提高冷却气体的选择自由度。
附图标记说明
H 中间输送装置
RG 气体冷却装置
RM 喷雾冷却装置
K 加热装置(加热室)
C 控制装置
1 输送腔(中间输送室)
2 喷雾冷却室升降台
3 输送导轨
4a、4b、5a、5b、6a、6b 推进机构
7a～7c 加热室升降台
8 扩张腔(中间输送室)
9 分隔门
10 冷却腔(气体冷却室)
11 循环腔
12 气体冷却机
13 送风机
14 冷却气体导入管
15 第1控制阀
16 排气泵
17 第2控制阀
18 供电装置
20 密封部
21 冷却气体供给部
Claims (16)
1.一种热处理装置，被处理物经由中间输送室而容纳于加热室，所述热处理装置具备：
气体冷却室，所述气体冷却室与所述中间输送室邻接地设置，使用包含氧化剂的冷却气体对所述被处理物进行冷却；
排气装置，对所述气体冷却室进行抽真空；
冷却气体供给机构，将所述冷却气体供给至所述气体冷却室；
送风机，使所述冷却气体流动，
所述热处理装置具备控制装置，在所述被处理物被搬入至所述气体冷却室前利用所述排气装置对所述气体冷却室进行抽真空，在所述冷却气体供给至所述气体冷却室前起动所述送风机，在将所述被处理物搬入至所述气体冷却室之后，利用所述冷却气体供给机构使所述冷却气体供给至所述气体冷却室，所述冷却气体为空气。
2.一种热处理装置，其特征在于，具备：
加热室；
气体冷却室，使用包含氧化剂的冷却气体对被处理物进行冷却；
排气装置，对所述气体冷却室进行抽真空；
冷却气体供给机构，将所述冷却气体供给至所述气体冷却室；
送风机，使所述冷却气体流动，
所述热处理装置具备控制装置，在所述被处理物被搬入至所述气体冷却室前利用所述排气装置对所述气体冷却室进行抽真空，在所述冷却气体供给至所述气体冷却室前起动所述送风机，在将所述被处理物搬入至所述气体冷却室之后，利用所述冷却气体供给机构使所述冷却气体供给至所述气体冷却室，所述冷却气体为空气。
3.如权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，所述控制装置进行如下的控制：利用所述冷却气体供给机构开始向所述气体冷却室供给所述冷却气体时的所述送风机的驱动电压,比利用所述冷却气体供给机构完成所述冷却气体的供给时的所述送风机的驱动电压低。
4.如权利要求2所述的热处理装置，其特征在于，所述控制装置进行如下的控制：利用所述冷却气体供给机构开始向所述气体冷却室供给所述冷却气体时的所述送风机的驱动电压,比利用所述冷却气体供给机构完成所述冷却气体的供给时的所述送风机的驱动电压低。
5.如权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，所述送风机具备：
被驱动旋转的风扇；
电机，具有连接于所述风扇的电机轴；
密封部，将所述电机轴的周围密封。
6.如权利要求2所述的热处理装置，其特征在于，所述送风机具备：
被驱动旋转的风扇；
电机，具有连接于所述风扇的电机轴；
密封部，将所述电机轴的周围密封。
7.如权利要求3所述的热处理装置，其特征在于，所述送风机具备：
被驱动旋转的风扇；
电机，具有连接于所述风扇的电机轴；
密封部，将所述电机轴的周围密封。
8.如权利要求4所述的热处理装置，其特征在于，所述送风机具备：
被驱动旋转的风扇；
电机，具有连接于所述风扇的电机轴；
密封部，将所述电机轴的周围密封。
9.如权利要求1～8中的任一项所述的热处理装置，其特征在于，具备气体循环通路，所述气体循环通路一端为气体吹入口并且另一端为气体排气口，所述气体吹入口在所述气体冷却室内朝向所述被处理物延伸，所述气体排气口以隔着所述被处理物而与所述气体吹入口对置的方式朝向所述被处理物延伸。
10.如权利要求9所述的热处理装置，其特征在于，所述气体吹入口的中心以及所述气体排气口的中心，与所述气体冷却室的中心相比更向所述被处理物的进出口侧偏移。
11.如权利要求1～8中的任一项所述的热处理装置，其特征在于，还具备：气体冷却机，冷却从所述气体冷却室排出的冷却气体；循环腔，将所述气体冷却室、所述气体冷却机以及所述送风机作为整体而环状地连接。
12.如权利要求1～8中的任一项所述的热处理装置，其特征在于，所述冷却气体的气压设定为比大气压高。
13.如权利要求9所述的热处理装置，其特征在于，所述冷却气体的气压设定为比大气压高。
14.如权利要求10所述的热处理装置，其特征在于，所述冷却气体的气压设定为比大气压高。
15.如权利要求11所述的热处理装置，其特征在于，所述冷却气体的气压设定为比大气压高。
16.如权利要求5～8中的任一项所述的热处理装置，其特征在于，还具备冷却气体供给部，将所述冷却气体供给至所述电机，通过所述控制装置进行如下的控制：所述冷却气体供给机构开始向所述气体冷却室供给所述冷却气体前，通过所述冷却气体供给部将所述冷却气体输送至所述电机。
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