JP2009185349A - 多室型熱処理炉 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却室の小型化を図ることができ、以って冷却ガスの使用量を低減させると共に冷却ガスの均一な流れを得て、被処理品について所望の材質が得られる多室型熱処理炉を提供する。
【解決手段】密閉可能な内部空間に搬入された被処理品Ｗを減圧下において加熱可能な加熱室１０と、被処理品Ｗの移動用の開口部３１ｂを一つだけ有し密閉かつ減圧可納な内部空間に搬入された被処理品Ｗを減圧下において冷却ガスにより冷却可能な冷却室２０と、加熱室１０内部と冷却室２０内部とに向かって形成された搬送路４５と被処理品Ｗを搬送路４５に沿って移動させる搬送装置４６とが密閉かつ減圧可能な内部空間に設けられた搬送室３０と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、減圧下において加熱処理及び冷却処理を行って被処理品の材質を改質する多室型熱処理炉に関するものである。

従来、被処理品である金属材を加熱し、冷却することによって焼き入れ等の処理を行う熱処理装置として、多室型熱処理炉が知られている。例えば、下記特許文献１には、ヒータが設けられた加熱室と、この加熱室に隣接して冷却装置が設けられた冷却室と、これら加熱室と冷却室とを連通させるように開口する第一開口部と、この第一開口部を密閉する中間扉と、被処理品を搬送する搬送装置とを備える多室型熱処理炉が開示されている。この多室型熱処理炉は、密閉して減圧された加熱室で被処理品を加熱した後に、中間扉を開放して加熱室から減圧された冷却室まで被処理品を搬送し、その後に中間扉を閉じて冷却室に高圧の冷却ガスを循環させて被処理品を高速冷却するものである。

ところで、下記特許文献１に記載される第一の多室型熱処理炉は、冷却室に外部と連通する第二開口部を形成すると共にこれを密封可能な密封扉を設けて、この密封扉を開放させて外部から被処理品を装入抽出している。また、下記特許文献１に記載される第二の多室型熱処理炉は、冷却室が、熱処理炉本体に固定された円筒型の容器胴部と、容器動部の端部に密着可能かつ容器胴部に対して前進・後退可能なガス循環部と、容器胴部及びガス循環部の密着部を気密に開閉可能なクラッチリングとを備え、クラッチリングを開放した状態でガス循環部を後退させて容器胴部を開口させることにより、被処理品を熱処理炉（冷却室）内部に装入抽出している。
なお、同様の構成の多室型熱処理炉として下記特許文献２がある。
国際公開２００５／１３６０号パンフレット 国際公開２００５／９０６１６号パンフレット

しかしながら、上述したように、冷却室には高圧の冷却ガスが充填されるので、冷却室に第二開口部を設けると耐圧性能の高い大型・大重量の密封扉を設ける必要があり、また、冷却室を分離可能に構成するとシール性能の高い大重量のクラッチリングを設ける必要がある。すなわち、これらを設けることで冷却室が大型化してしまうという問題がある。

一方、冷却室と加熱室とを隣接させずに離間配置して冷却室に開口部を一つだけ形成すると、被処理品を加熱室から冷却室に移動させる際に加熱後の被処理品が放熱してしまう。また、被処理品が冷却室に搬入された後に冷却室を減圧しなければならず、被処理品の冷却が遅延してしまう。すなわち、被処理品が放熱し、また、冷却が遅延することにより、被処理品が所望する材質と異なるものに改質されてしまうという問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、冷却室の小型化を図ることができ、以って冷却ガスの使用量を低減させると共に冷却ガスの均一な流れを得て、被処理品について所望の材質が得られる多室型熱処理炉を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用する。
すなわち、本発明は、第１の解決手段として、密閉可能な内部空間に搬入された被処理品を減圧下において加熱可能な加熱室と、前記被処理品の移動用の開口部を一つだけ有し密閉かつ減圧可能な内部空間に搬入された前記被処理品を冷却ガスにより冷却可能な冷却室と、前記加熱室内部と前記冷却室内部とに向かって形成された搬送路と前記被処理品を前記搬送路に沿って移動させる搬送装置とが密閉かつ減圧可能な内部空間に設けられた搬送室と、を備える、という手段を採用する。

また、多室型熱処理炉に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段における前記冷却室が、０．３ＭＰａ以上の圧力に耐えうる円筒形の耐圧容器からなる、という手段を採用する。

また、多室型熱処理炉に係る第３の解決手段として、上記第１又は２の解決手段における前記搬送路が、前記被処理品の下部の両端部のみを搬送方向に移動可能に支持する複数のフリーローラが設けられると共に、前記搬送装置は、前記被処理品に係合しながら移動して前記被処理品を押し引きするプッシュプル部材と前記プッシュプル部材を移動させる駆動装置とが設けられる、という手段を採用する。

また、多室型熱処理炉に係る第４の解決手段として、上記第１から第３のうちいずれかの解決手段における前記搬送路が、前記加熱室内部に向かって形成される第一搬送路に対して前記冷却室内部に向かって形成される第二搬送路が直交方向に設けられる、という手段を採用する。

また、多室型熱処理炉に係る第５の解決手段として、上記第１から第４のうちいずれかの解決手段において、前記加熱室に前記被処理品を搬入させる前に、前記被処理品に予熱処理を施す予熱室を備える、という手段を採用する。

また、多室型熱処理炉に係る第６の解決手段として、上記第１から第５のうちいずれかの解決手段において、前記加熱室に前記被処理品を搬入させる前に、前記被処理品に減圧処理を施す置換室を備える、という手段を採用する。

また、多室型熱処理炉に係る第７の解決手段として、上記第１から第６のうちいずれかの解決手段において、前記加熱室から前記被処理品を搬出させた後に、前記被処理品に減圧処理を施すと共に均熱処理を施す予熱置換室を備える、という手段を採用する。

本発明によれば、冷却室と加熱室とを離間配置して冷却室における被処理品の移動用の開口部を一つだけ形成するので、冷却室に装入抽出用の開口部を形成したり、冷却室を分離可能な構成にしたりせず、大型・大重量の密封扉や大重量のクラッチリングを設ける必要がない。これにより、冷却室を小型化することができる。

また、加熱室と冷却室との間に密閉かつ減圧可能な搬送室を設けているので、被処理品の装入抽出状況と多室型熱処理炉内の搬送状況に応じて、適宜搬送室の雰囲気が調整される。これにより、冷却室と加熱室とを離間配置して冷却室における被処理品の移動用の開口部を一つだけ形成しても、搬送室と冷却室との雰囲気を同様のものとすることができる。すなわち、減圧下で被処理品を搬送することにより放熱や冷却遅延を防止して、処理品が所望する材質と異なるものに改質されることを防ぐことができる。
さらに、冷却室の小型化に伴って冷却ガスの使用量を低減させると共に冷却ガスの流れを均一にすることが容易となる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第一実施形態〕
図１は、本実施形態の多室型熱処理炉１を示す概略構成図であり、図２は、図１におけるII−II断面図であり、図３は、図２におけるIII−III断面図である。なお、多室型熱処理炉１は、立方体形状の被処理品Ｗの熱処理を行うものである。

多室型熱処理炉１は、被処理品Ｗを加熱する加熱室１０と、加熱された被処理品Ｗを冷却する冷却室２０と、外部から被処理品Ｗが装入及び抽出されて加熱室１０及び冷却室２０に隣接する搬送室３０とから概略構成される。

加熱室１０は、図２に示すように、搬送室３０と連通する搬入搬出口１１ａが設けられた真空容器１１と、搬入搬出口１１ａに設けられて加熱室１０の内部空間を密閉可能な加熱室扉１２と、箱型形状であり搬入搬出口１３ａが設けられた断熱加熱室１３と、搬入搬出口１３ａに設けられて断熱加熱室１３の内部空間を熱遮蔽可能な断熱扉１４と、断熱扉１４を上下方向に移動させて開閉を行う開閉機構１５と（図３参照）、断熱加熱室１３内に設けられて被処理品Ｗを加熱するヒータ１６とを備えている。

図３に示すように、真空容器１１は、炉外の減圧装置（不図示）に接続された空気排出孔１１ｂが設けられ、加熱室扉１２が閉じられた状態においてその内部が真空排気されるようになっている。すなわち、断熱扉１４を開放し真空容器１１内を真空排気した後に断熱扉１４を閉じることにより、断熱加熱室１３が真空状態かつ断熱状態となる。このような構成により、断熱加熱室１３内部に搬入された被処理品Ｗが、真空状態かつ断熱状態で、所定の温度で加熱されるようになっている。
なお、空気排出孔１１ｂに代えて、または、この空気排出孔１１ｂと併せて、加熱室１０の真空容器１１と搬送室３０の真空容器３１とを連通可能な開閉バルブを備えた連通菅を設けてもよい。すなわち、加熱室１０の空気排出孔１１ｂから真空排気してもよいし、開閉バルブを開いて、連通管を介して搬送室３０の空気排出孔３１ｃから真空排気してもよい。

この真空容器１１の内部及び断熱加熱室１３には、複数のフリーローラＦが設けられている。このフリーローラＦは、軸心を中心に自由に回転可能な円筒形の短いローラであり、二つのフリーローラＦが対向するように、取付フレーム１７に連続的に設けられている。これら複数のフリーローラＦは、被処理品Ｗの下面の両端部のみを支持するようになっており、被処理品Ｗが搬入搬出口１１ａと断熱加熱室１３の内部間とを移動可能としている。
なお、このフリーローラＦは、上記のように被処理品Ｗを支持するだけであり、断熱加熱室１３内で加熱されても機能が損なわれないように簡単な軸受（例えば、隙間の大きいジャーナル軸受）で構成され、熱対策がほとんど不要なシンプルな構成となっている。

冷却室２０は、図１及び図２に示すように、冷却ガスＧを循環させて被処理品Ｗを冷却するものであり、フランジ部２１ａを有する略円筒形状の真空容器２１と、真空容器２１の内部に収容される断熱冷却室２２と、真空容器２１の端部２１ｂに取り付けられて、その一部が真空容器２１に挿入される冷却循環装置２３と、断熱冷却室２２と冷却循環装置２３との間を仕切りその一部を遮断する固定板２４とを備えている。

真空容器２１は、端部２１ｂに冷却循環装置２３が固定され、後述の搬送室３０における側壁部３１ｄの搬入搬出口（開口部）３１ｂの周囲を囲うようにしてフランジ部２１ａが気密に固定されている。すなわち、冷却室２０は、真空容器２１と側壁部３１ｄと冷却循環装置２３とにより、外部及び多室型熱処理炉１の他の部分と区画された内部空間を形成するものである。
この真空容器２１は、比較的に小形のものであり、その内部空間が例えば０．３ＭＰａ以上の高圧となっても十分に耐え得るように耐圧設計されたものである。

真空容器２１は、炉外の減圧装置（不図示）に接続された空気排出孔２１ｃを備え、後述の搬入搬出口３１ｂが閉じた状態において、その内部が真空排気されるようになっている。そして、真空排気後に冷却ガス供給機構（不図示）から高圧の冷却ガスＧが供給されて、被処理品Ｗが冷却される。この冷却ガスＧは、例えば０．３ＭＰａ以上のものであって、比較的高圧のものである。

なお、空気排出孔２１ｃに代えて、またはこの空気排出孔２１ｃと併せて、冷却室２０の真空容器２１と搬送室３０の真空容器３１とを連通可能な開閉バルブを備えた連通菅を設けてもよい。すなわち、冷却室２０の空気排出孔２１ｃから真空排気してもよいし、開閉バルブを開いて、連通管を介して搬送室３０の空気排出孔３１ｃから真空排気してもよい。

図４は、図２におけるIV-IV断面図である。
断熱冷却室２２は、搬入搬出口３１ｂから搬入された被処理品Ｗが静置されるものであり、搬入搬出口３１ｂに隣接するように、搬送室３０側の真空容器２１の中央に設けられる。この断熱冷却室２２は、両側面及び冷却循環装置２３側の側面は気密性のある断熱壁２２ａ〜２２ｃで仕切られ、上下端に整流器２２ｄが設けられている。この整流器２２ｄは、断熱冷却室２２を通過する冷却ガスＧの速度分布を均一化させるものであり、例えば、貫通口が形成されたプレートと格子状に配列した複数の清流グリッドとから構成される。
また、この断熱冷却室２２の内部空間の下側には、上述した複数のフリーローラＦが、取付フレーム２７に対向するように設けられている。この冷却室２０内のフリーローラＦは、上記加熱室１０内のフリーローラＦよりも高い位置に設けられている。

図１及び図２に戻って、冷却循環装置２３は、断熱冷却室２２を通過した冷却ガスＧを吸引して加圧する冷却ファン２３ａと、冷却ファン２３ａに吸引された冷却ガスＧを間接冷却する熱交換器２３ｂとが備えられている。冷却ファン２３ａは、真空容器２１の外部に露出するように配置された冷却ファンモータ２３ｃにより回転駆動され、固定板２４を介して中央部から冷却ガスＧを吸引し、外周部から吐出する。
熱交換器２３ｂは、例えば、内部を水冷された冷却フィンチューブであり、冷却ファン２３ａの外周部から吐出された冷却ガスＧが冷却されるようになっている。

このような構成に加えて、真空容器２１と断熱壁２２ｂ，２２ｃとの各間に設けられた水平仕切板２５ａ，２５ｂ（図４参照）により冷却ガスＧが上下に気密に仕切られている。また、固定板２４が冷却ファン２３ａと同軸に回転駆動可能となっており、冷却ガスＧの流出が上下切換え可能となっている。このような構成により、断熱冷却室２２の内部には、上下方向に切り換え可能な冷却ガスＧの流路が形成されている。

搬送室３０は、装入抽出口３１ａ、搬入搬出口（開口部）３１ｂ及び減圧装置（不図示）に接続された空気排出口３１ｃが設けられた真空容器３１と、装入抽出口３１ａに設けられた装入抽出扉３２と、この装入抽出扉３２を開閉させる開閉機構３３と、搬入搬出口３１ｂに設けられた搬入搬出扉３４と、この搬入搬出扉３４を開閉させる開閉機構３５と、加熱室１０まで被処理品Ｗを移動させる第一搬送装置３６と，装入抽出口３１ａから加熱室１０の搬入搬出口１１ａまで設けられて被処理品Ｗを水平方向に移動可能に支持する第一搬送路３７と、冷却室２０まで被処理品Ｗを移動させる第二搬送装置４０と、装入抽出口３１ａ近傍から搬入搬出口３１ｂまで設けられて被処理品Ｗを水平方向に移動可能に支持する第二搬送路４１とが備えられている。なお、真空容器３１の側壁部３１ｄは、冷却室２０の一部をも構成している。

装入抽出口３１ａは、加熱室１０の加熱室扉１２に対向する位置に設けられている。また、装入抽出扉３２は、外部に設けられた開閉機構３３により、装入抽出口３１ａを開放すると共に気密に閉塞することが可能である。
また、搬入搬出口３１ｂは、冷却室２０側に設けられる。そして、搬入搬出扉３４は、真空容器３１の内部空間上部に設けられた開閉機構３５により、搬入搬出口３１ｂを開放すると共に気密に閉塞して真空容器３１の内部空間を密閉することが可能である。
つまり、真空容器３１は、搬入搬出口１１ａと装入抽出口３１ａと搬入搬出口３４を閉塞することにより、その内部空間が密閉されて、この状態で減圧装置（不図示）を駆動するとこの内部空間が真空になるようになっている。

第一搬送装置３６は、被処理品Ｗに係合する第一搬送棒３８と、第一搬送棒３８を第一搬送路３７に沿って移動させる第一駆動装置３９とが備えられている。

第一搬送棒３８は、起伏可能な係合部材３８ａを先端に有するものであり、第一搬送路３７に沿ってこれの下部を移動するものである。つまり、係合部材３８ａは、高位置と低位置とに随時変更することができ、高位置では被処理品Ｗに係合して第一駆動装置３９によって被処理品Ｗを水平に押し引きし、低位置では被処理品Ｗに係合することなく水平に移動できるように構成されている。

第一搬送路３７は、装入抽出口３１ａから加熱室１０の搬入搬出口１１ａまで互いに対向するように設けられた取付フレーム３７ａに複数のフリーローラＦが設けられたものであり、これらは第一搬送路３７のフリーローラＦと加熱室１０内のフリーローラＦとが同じ高さになるようになっている。

第二搬送装置４０は、被処理品Ｗに係合する第二搬送棒４２と、第二搬送棒４２を第二搬送路４１に沿って移動させる第二駆動装置４３と、第二搬送路４１を昇降させる昇降装置４４とが備えられている。
第二搬送棒４２は、係合部材４２ａを先端に有し、第二搬送路４１に沿ってこれの下部を移動するものである。

第二搬送路４１は、互いに対向するように設けられた取付フレーム４１ａに複数のフリーローラＦが設けられたものであり、装入抽出口３１ａ近傍において第一搬送路３７と交差する直交領域Ｘから搬入搬出口３１ｂまで設けられている。
取付フレーム４１ａには昇降装置４４が連結されて、第二搬送路４１のフリーローラＦを冷却室２０内のフリーローラＦと同じ高さにすることが可能であると共に、取付フレーム４１ａ及びこれに取り付けられるフリーローラＦを第一搬送路３７よりも低い位置にすることが可能である。

この構成により、搬送室３０の内部空間には、第一搬送路３７と第二搬送路４１により搬送路４５が、第一搬送装置３６と第二搬送装置４２とで搬送装置４６が構成されている。

続いて、多室型熱処理炉１の作用について説明する。この説明では、多室型熱処理炉１の初期状態においては、全ての扉が閉まっているものとする。
まず、搬送室３０の装入抽出扉３２が開けられて装入抽出口３１ａが開放され、被処理品Ｗを大気圧下で搬送室３０内部に装入した後に、装入抽出扉３２が閉じられる。そして、減圧装置（不図示）が駆動され、搬送室３０の内部空間が真空となる。

搬送室３０の内部空間を真空とするのと同時に、加熱室１０と冷却室２０とのそれぞれの内部空間を空気排出孔１１ｂ、２１ｃから真空排気して真空とする。なお、この際、上述したように、加熱室１０と搬送室３０と、冷却室２０と搬送室３０とにそれぞれ連通菅を設けて連通菅の開閉バルブを開くことより、加熱室１０と冷却室２０との内部空間を搬送室３０の内部空間と同圧にしてもよい。また、冷却室２０の内部空間については、搬入搬出扉３４を開けることにより搬送室３０の内部空間と同圧にしてもよい。

次に、搬送室３０の内部空間と加熱室が同圧となった後に加熱室扉１２及び断熱扉１４が開けられる。
被処理品Ｗは、第一搬送棒３８により第一搬送路３７上を移動して加熱室１０における断熱加熱室１３の内部まで搬送される。なお、このとき、第二搬送路４１は、低位置にあり第一搬送路３７に干渉しないようになっている。

被処理品Ｗが断熱加熱室１３の内部まで移動すると、加熱室扉１２及び断熱扉１４が閉じられ、被処理品Ｗは断熱状態かつ真空状態でヒータ１６により加熱される。この加熱処理後、加熱室扉１２、断熱扉１４及び搬入搬出扉３４が開けられて、被処理品Ｗが第一搬送棒３８により第一搬送路３７上を移動して第一搬送路３７と第二搬送路４１との直交領域Ｘまで搬送される。この際、加熱室１０、冷却室２０及び搬送室３０の内部は全て真空状態である。
なお、上述した通り、冷却室２０について、搬入搬出扉３４を開けることにより搬送室３０と同圧にする場合には搬入搬出扉３４を予め開けていてもよい。

第一搬送路３７と第二搬送路４１の直交領域Ｘに達すると第一搬送路３７よりも低位置にあった第二搬送路４１が昇降装置４４により上昇する。なお、この時、第一搬送棒３８は、初期位置まで戻っており第二搬送路４１に干渉することはない。また、この際に断熱扉１４が閉じられる。
第二搬送路４１のフリーローラＦが冷却室２０内のフリーローラＦの高さとなる位置まで上昇した後に、被処理品Ｗを第二搬送棒４２により断熱冷却室２２の内部まで搬送する。

被処理品Ｗが断熱冷却室２２の内部に達すると搬入搬出扉３４が閉じられ、冷却室２０の内部空間が密閉される。この状態において、冷却室２０の内部空間に冷却ガス供給機構（不図示）から比較的高圧（例えば０．３ＭＰａ以上）かつ少量の冷却ガスＧが供給され、その流れが適宜上下方向に切り換えられて断熱冷却室２２を円滑かつ均一に循環することにより、被処理品Ｗが均一に冷却される。

被処理品Ｗの冷却中に搬送室３０の内部空間は大気圧に復圧され、被処理品Ｗの冷却後に、冷却室２０を大気圧に復圧する。この復圧後に搬入搬出扉３４が開けられて、被処理品Ｗが第二搬送棒４２により断熱冷却室２２から直交領域Ｘまで搬送される。
なお、冷却室２０と搬送室３０とを連通可能な連通菅を設けた場合には、被処理品Ｗの冷却が完了するまで搬送室３０を復圧させず、被処理品Ｗの冷却完了後に連通管の開閉バルブを開き、冷却室２０の復圧（減圧）と搬送室３０の復圧（増圧）を同時に行っても良い。この場合、搬送室３０の復圧は冷却ガスＧにより行うことになる。

被処理品Ｗが直交領域Ｘに搬送されると昇降装置４４により第二搬送路４１が下降し、被処理品Ｗは再び第一搬送路３７上に載置される。さらに、炉外に設置した挿入抽出器（不図示）より直交領域Ｘから装入抽出口３１ａまで搬送されて、装入抽出口３１ａが開けられて、被処理品Ｗが炉外へと抽出される。
そして、新たな被処理品Ｗが炉内に装入されることにより、上記に説明した動作が再び繰り返され、複数の被処理品Ｗの連続的な熱処理が行われる。

このように、多室型熱処理炉１によれば、加熱室１０と冷却室２０とを離間配置して冷却室２０における被処理品Ｗの移動用の搬入搬出口３１ｂを一つだけ形成するので、冷却室２０に装入抽出用の開口部を形成したり、冷却室を分離可能な構成にしたりせず、大型・大重量の密封扉や大重量のクラッチリングを設ける必要がない。これにより、冷却室２０を小型化することができる。

また、加熱室１０と冷却室２０との間に密閉かつ減圧可能な搬送室３０を設けているので、被処理品Ｗの装入抽出状況と多室型熱処理炉内の搬送状況に応じて、適宜搬送室３０の雰囲気が調整される。これにより、加熱室１０と冷却室２０とを離間配置して冷却室２０に被処理品Ｗの移動用の搬入搬出口３１ｂを一つだけ形成しても、冷却室２０と搬送室３０との雰囲気を同様のものとすることができる。すなわち、減圧下で被処理品Ｗを搬送することにより放熱や冷却遅延を防止して、被処理品Ｗが所望する材質と異なるものに改質されることを防ぐことができる。

また、被処理品Ｗを冷却室２０内に搬入及び搬出する第一搬送装置３６を冷却室２０に設けずに搬送室３０に設けるので、その余剰スペース分だけ冷却室２０を小形化することができる。
さらに、冷却室２０の小型化に伴って冷却ガスＧの使用量を低減させると共に冷却ガスＧの流れを均一にすることが容易となって被処理品Ｗの冷却を均一に行うことができる。

また、冷却室２０を小型化することで耐圧性能の設計が容易となるので、例えば、０．３ＭＰａ以上の圧力に耐えうる円筒形の耐圧容器を設計することも容易となる。
また、搬送室３０内部における第一搬送路３７に対して第二搬送路４１が直交方向に設けられているので、様々な製造ラインに幅広く対応することができる。

〔第二実施形態〕
図５は、本実施形態の多室型熱処理炉２を模式的に示した平面図である。なお、図１〜４と同様の構成要素については、同一の符号を付し説明を省略する。
多室型熱処理炉２は、加熱室５０と、冷却室２０と、搬送室３０とを備えている。
加熱室５０は、上記多室型熱処理炉２の加熱室１０とその基本的な構成は異ならないが、加熱室１０が一つの被処理品Ｗのみを加熱するのに対して、同時に二つの被処理品Ｗを加熱する点が異なる。また、加熱室５０には、上記加熱室１０と同様にフリーローラＦが設けられている。
なお、加熱室５０内において加熱室扉１２の前に断熱用加熱扉があるが、これは上記第一実施形態における断熱扉１４と同様のものであり、説明を省略する。

続いて、多室型熱処理炉２の作用を説明する。
多室型熱処理炉２に装入された二つの被処理品Ｗ１，Ｗ２は、上記多室型熱処理炉１と同様の過程を経て、加熱室５０に搬入される。しかし、上述したように冷却室２０は小型のものであり、被処理品Ｗ１，Ｗ２を同時に冷却することはできないので、これらを一つずつ冷却する。つまり、被処理品Ｗ１を先に搬出して冷却室２０で冷却しこれを炉外へ抽出した後に、被処理品Ｗ２を冷却室２０に搬入して冷却する。

被処理品Ｗ１が加熱室５０から搬送室３０に搬出された後には、加熱室扉１２が再び閉められて、被処理品Ｗ２が加熱室５０内で待機させられる。
そして、被処理品Ｗ１の冷却処理が終了し、被処理品Ｗ１が復圧された冷却室２０から搬送室３０へと搬出されると、搬入搬出扉３４が閉められて冷却室２０内が再び減圧される。そして、装入抽出扉３２が開放されて被処理品Ｗ１が装入抽出口３１ｂから炉外へと抽出されると、装入抽出扉３２が閉じられた後に搬送室３０内が再び真空にされて、加熱室５０内の被処理品Ｗ２の冷却処理を始める。
さらに、被処理品Ｗ２の冷却処理が終了して、これが炉外に抽出された後には新たに二つの被処理品Ｗが搬送室３０内に装入されて加熱処理が開始される。

このように、多室熱処理炉２によれば、上述した効果と同様の効果が得られる他、加熱室５０が被処理品Ｗを二つ収容するので、処理効率を格段に向上させることができる。すなわち、多室型熱処理炉２は高速ガス冷却方式なので、加熱時間よりも冷却時間が極めて短くなっている。つまり、冷却室２０内に一つの被処理品Ｗしか収容できなくても、同時に加熱及び冷却処理された二つの被処理品Ｗ１及びＷ２は、ほとんど時間差がない状態で冷却されるので、被処理品Ｗ１及びＷ２の材質に差異が生じることはない。これにより、加熱室に一つの被処理品を収容した場合に比べて、処理効率を倍程度に向上させることができる。

〔第三実施形態〕
図６は、本実施形態の多室型熱処理炉３を模式的に示した平面図である。多室型熱処理炉３は、いわゆる真空熱処理式ストレートスルー型の多室型熱処理炉に本発明を適用したものである。なお、図１〜５と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

多室型熱処理炉３は、置換室６０と、第一加熱室６１と、第二加熱室６２と、搬送室３０とが順に隣接するように設けられている。また、これらの設置方向の鉛直方向において搬送室３０に隣接する冷却室２０が設けられている。

置換室６０は、装入扉７０を介して被処理品Ｗが炉外からその内部へと装入されるものであり、加熱処理に先立って大気圧から真空へと減圧が行われるものである。なお、置換室６０の内部空間は、装入扉７０が閉まることで密閉されるようになっている。

第一加熱室６１、第二加熱室６２は、加熱室５０とその構成がほとんど同様のものであり、それぞれその内部空間を密閉可能な第一扉７１，第二扉７２が設けられており、第一扉７１を開けることにより置換室６０と第一加熱室６１が連通し、第二扉７２を開けることにより、第一加熱室６１と第二加熱室６２とが連通するようになっている。また、搬送室３０の搬入搬出扉１２を開けることにより第二加熱室６２と搬送室３０とが連通し、搬入搬出扉１２に対向して設けられた抽出扉３２を開けると搬送室３０と炉外が連通するようになっている。なお、予熱室６１から搬送室３０までは、上記第一搬送路３７と同様の搬送路が形成されており、各室は真空にすることが可能である。

第一加熱室６１と第二加熱室６２との間の被処理品Ｗの移動は、二つずつなされる。すなわち、第二加熱室６２は二つの被処理品Ｗが戴置されるスペースしか有さないので、第二加熱室６２の２つの被処理品Ｗが順次冷却室２０を経て炉外に抽出された時に、第一加熱室６１の２つの被処理品Ｗが不図示の搬送機構により第二加熱室６２に移動される。第二加熱室６２に移動された被処理品Ｗは、上記加熱室５０の場合と同様に冷却室２０を介して炉外に抽出される。
移動を２つずつとしたのは、冷却処理や減圧処理（ガス置換）に比べて、加熱処理は長時間を要するからであり、被処理品Ｗの材質のバラつきが大きくなることを避けるためである。
なお、第一加熱室６１内において第一扉７１及び第二扉７２のそれぞれの前に、第二加熱室６２内において第二扉７２及び加熱室扉１２のそれぞれの前に、断熱用加熱扉が設けられているが、これは上記第一実施形態における断熱扉１４と同様のものであり、説明を省略する。

続いて、多室型熱処理炉３の作用について説明する。なお、各扉は全て閉まっているものとし、各室は全て真空である。
置換室６０の装入扉７０が大気圧下で開けられて、その内部空間に被処理品Ｗが装入される。その後、密閉された置換室６０の内部空間が減圧されて真空となる。

第一加熱室６１の２つの被処理品Ｗが第二加熱室６２へと搬送されると、第一扉７１が開けられ置換室６０内の被処理品Ｗが第一加熱室６１に搬送される。この後に第一扉７１は閉じられるが、新たな被処理品Ｗが置換室６０内に搬送されると減圧処理の後にこの新たな被処理品Ｗが第一加熱室６１に搬送される。そして、第一扉７１が再度閉められ、これら二つの被処理品Ｗに対して加熱処理が行われる。

また、第二加熱室６２内に被処理品Ｗが無くなり、かつ、第一加熱室６１での加熱時間を経過すると第二扉７２が開けられて、第一加熱室６１から第二加熱室６２内に被処理品Ｗが搬送される。

このように、多室型熱処理炉３によれば、上述した本発明の効果と同様の効果が得られる他、二つの加熱室が備えられるので、様々な方法の熱処理を行うことができ、被処理品Ｗについて様々な材質を得ることができる。また、搬送室３０を備えるので、これに搬送装置が設けられて複数室の間を自由に搬送することができる構成を容易に得ることができると共に、多室型熱処理炉の設計の自由度も高めることができる。

〔第四実施形態〕
図７は、本実施形態の多室型熱処理炉４を模式的に示した平面図である。多室型熱処理炉４は、いわゆる雰囲気炉型ストレートスルー型の多室型熱処理炉に本発明を適用したものである。なお、図１〜６と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

多室型熱処理炉４は、予熱室８０と、第一加熱室６１と、第二加熱室６２と、予熱置換室８１と、搬送室３０とが順に隣接するように設けられている。また、これらの設置方向の直交方向において搬送室３０に隣接する冷却室２０が設けられている。

予熱室８０は、装入扉９０を介して被処理品Ｗが炉外からその内部へと装入されるものであり、加熱処理に先立って被処理品Ｗを予熱処理するものである。なお、予熱室８０の内部空間は、装入扉９０が閉まることで雰囲気遮断されるようになっている。
なお、余熱室８０内において第一扉７１の前に断熱用加熱扉が設けられているが、これは上記第一実施形態における断熱扉１４と同様のものであり、説明を省略する。

予熱置換室８１は、第三扉９１を介して内部に搬入された被処理品Ｗに予熱処理を行うと共に、予熱室８０にて混入した大気をガス置換するものである。
なお、予熱室８０から搬送室３０までは、上記第一搬送路３７と同様の搬送路が形成されている。この内、予熱置換室８１、搬送室３０及び冷却室２０は、真空にすることが可能である。

続いて、多室型熱処理炉４の作用について説明する。なお、各扉は全て閉まっているものとする。
予熱室８０の装入扉９０が大気圧下で開けられて、その内部空間に被処理品Ｗが装入される。この時、第一加熱室６１、第二加熱室６２の内部には、爆発性のガスや表面改質ガスが充填されている場合がある。なお、その圧力は大気圧にほぼ等しい。
各室の移動は被処理品Ｗが一つずつ移動していき、移動の前後には各扉が開閉する。そして、予熱加熱室８１において、予熱室８０から混入した雰囲気ガスをガス置換する。この際、被処理品Ｗが第二加熱室６２から予熱置換室８１に移動した際に爆発性のガスや表面改質ガスが混入したとしても、雰囲気ガスと共に排気され真空にされる。真空後、搬送室３０を介して冷却室２０内で被処理品Ｗが冷却される。

このように、多室型熱処理炉４によれば、上述した本発明の効果と同様の効果が得られる。

なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成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、上述した実施の形態においては、冷却室２０の一部を搬送室３０の側壁部３１ｄにより構成したが、真空容器２１のフランジ部２１ａ側に端壁を設けてこれに開口部を設ける構成にしてもよい。
また、第一搬送路３７と第二搬送路４１にフリーローラＦを設ける構成としたが、例えば、これに代えてローラハースを用いると共に、この搬送装置としてモータを用いてもよい。

また、上記実施形態においては、水平方向に各処理室を配置したが、鉛直方向に各処理室を配置する構成にしてもよい。
また、上記実施形態においては、加熱室１０と冷却室２０とを直交するように配置させたが、直列的に配置してもよい。

また、例えば加熱室の下部に車輪やレールを敷設して、加熱室１０を移動可能及び搬送室３０と着脱可能に構成し、被処理品Ｗの加熱処理が終了した後又は加熱処理と同時に加熱室１０を搬送室３０近傍に移動すると共に搬送室３０に連結させて、シール材等により雰囲気遮断した後に加熱室１０から搬送室３０へと被処理品Ｗを移動させて、その後冷却室２０に搬送する構成にしてもよい。

本発明の第一実施形態の多室型熱処理炉１を示す概略構成図である。 本発明の第一実施形態において、図１におけるII-II断面図である。 本発明の第一実施形態において、図２におけるIII-III断面図である。 本発明の第一実施形態において、図２におけるIV-IV断面図である。 本発明の第二実施形態の多室型熱処理炉２を示す概略構成図である。 本発明の第三実施形態の多室型熱処理炉３を示す概略構成図である。 本発明の第四実施形態の多室型熱処理炉４を示す概略構成図である。

符号の説明

１，２，３，４…多室型熱処理炉
１０，５０…加熱室
２０…冷却室
２１…真空容器（耐圧容器）
３０…搬送室
３１ｂ…搬入搬出口（開口部）
３７…第一搬送炉
４０…第二搬送装置
４１…第二搬送路
４５…搬送路
４６…搬送装置
６０…置換室
７１…第一加熱室（加熱室）
７２…第二加熱室（加熱室）
８０…予熱室
８１…予熱置換室
Ｇ…冷却ガス
Ｗ…被処理品

Claims (7)

1. 密閉可能な内部空間に搬入された被処理品を減圧下において加熱可能な加熱室と、
   前記被処理品の移動用の開口部を一つだけ有し密閉かつ減圧可能な内部空間に搬入された前記被処理品を冷却ガスにより冷却可能な冷却室と、
   前記加熱室内部と前記冷却室内部とに向かって形成された搬送路と前記被処理品を前記搬送路に沿って移動させる搬送装置とが密閉かつ減圧可能な内部空間に設けられた搬送室と、
   を備えることを特徴とする多室型熱処理炉。
2. 前記冷却室は、０．３ＭＰａ以上の圧力に耐えうる円筒形の耐圧容器からなることを特徴とする請求項１に記載の多室型熱処理炉。
3. 前記搬送路は、前記被処理品の下部の両端部のみを搬送方向に移動可能に支持する複数のフリーローラが設けられ、
   前記搬送装置は、前記被処理品に係合しながら移動して前記被処理品を押し引きするプッシュプル部材と前記プッシュプル部材を移動させる駆動装置とが設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の多室型熱処理炉。
4. 前記搬送路は、前記加熱室内部に向かって形成される第一搬送路に対して前記冷却室内部に向かって形成される第二搬送路が直交方向に設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の多室型熱処理炉。
5. 前記加熱室に前記被処理品を搬入させる前に、前記被処理品に予熱処理を施す予熱室を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の多室型熱処理炉。
6. 前記加熱室に前記被処理品を搬入させる前に、前記被処理品に減圧処理を施す置換室を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の多室型熱処理炉。
7. 前記加熱室から前記被処理品を搬出させた後に、前記被処理品に減圧処理を施すと共に均熱処理を施す予熱置換室を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の多室型熱処理炉。

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