JP5374897B2 - 熱処理システム - Google Patents

Description

この発明は、金属製品について、例えば焼入れ等の熱処理を行う際に用いられ、複数の熱処理炉が設けられた熱処理システムに関するものである。

従来、この種の熱処理システムとして、図６及び図７に示されるものが知られている。図６に示す熱処理システムＢは、被処理品Ｗにそれぞれ異なる温度で加熱処理を行う第一加熱炉１０１、第二加熱炉１０２及び第三加熱炉１０３と、被処理品Ｗに冷却処理を行うガス冷却炉１０４とが列設されると共に、これらに沿う方向（以下、Ｘ方向という。）に移動可能な保温搬送炉１０５が設けられて概略構成されている。なお、これらはそれぞれの内部空間が減圧可能となっている。

図７に示すように、保温搬送炉１０５は、第一加熱炉１０１等に沿ってＸ方向に敷設された一組の第一レール１０６上に設けられたものであって、第一レール１０６を滑動可能な第一滑車１０７を備える第一基台１０８と、この第一基台１０８においてＸ方向の直交方向かつ水平方向（以下、Ｙ方向という。）に敷設された一組の第二レール１０９と、この第二レール１０９を滑動可能な第二滑車１１０を備える第二基台１１１と、この第二基台１１１に設置された炉本体１１２とを備えている。

炉本体１１２は、炉本体１１２の内部空間１１３に配置されると共にこの内部空間１１３に連通し、被処理品Ｗを収容する加熱室１１４と、この加熱室１１４に形成された装入抽出口１１４ａを開口及び閉塞可能なヒートシールドア１１５と、炉本体１１２に形成された搬入抽出口を開口及び閉塞すると共に内部空間１１３を密閉可能な真空シールドドア１１８と、被処理品Ｗを加熱室１１４に搬入搬出する搬送装置１１６と、加熱室１１４に設けられた保温ヒータ１１７とを備えている。この炉本体１１２は、減圧した加熱室１１４に被処理品Ｗを収容すると共に保温ヒータ１１７を発熱させて、被処理品Ｗの保温がなされるように構成されたものである。

この熱処理システムＢは、保温搬送炉１０５が第一加熱炉１０１等に隣接する位置まで第一レール１０６上を移動した後に、炉本体１１２が第一加熱炉１０１等に密着する位置まで第二レール１０９上を移動する。そして、炉本体１１２と第一加熱炉１０１等とを密着させた状態で、第一加熱炉１０１等にそれぞれ形成される装入抽出口と、保温搬送炉１０５の搬入搬出口１１３ａ及び装入抽出口１１４ａとを開口させることにより、密閉減圧下で被処理品Ｗの受渡を行うものである。

このような熱処理システムＢは、加熱炉や冷却炉の数を増減させることで被処理品Ｗの熱処理数を調整することができ、また、加熱炉や冷却炉の自由なレイアウトを可能とし、さらに、複数の加熱炉や冷却炉のうち一つが故障したとしても、熱処理を継続して行うことができるという利点を有する。また、加熱炉や冷却炉を複数設けることで、多品種少ロットの被処理品Ｗに柔軟に対応することができるという利点を有する。

しかしながら、従来の技術では、保温搬送炉１０５は、加熱室１１４の温度を一定にした状態で被処理品Ｗの保温を図るので、熱処理の温度が異なる被処理品Ｗを連続又は同時に処理する場合に、加熱室１１４の温度と被処理品Ｗに予定される熱処理の温度とが乖離するときがある。このようなときには、予定外のタイミングで被処理品Ｗに変温が生じてしまい、所望の性質の被処理品Ｗを得ることができないという問題があった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、搬送炉に収容した際の被処理品の変温を防止し、良質な被処理品を得ることができ、併せて多品種少ロットの被処理品の熱処理に良好な熱処理システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明は、熱処理システムに係る第一の解決手段として、加熱炉と冷却炉とを含む複数の処理部と、これら各処理部間を移動可能とされる搬送炉とを備え、前記各処理部と前記搬送炉との間で被処理品の受け渡しが可能となるように構成された熱処理システムにおいて、前記搬送炉は、前記搬送炉の炉内の温度を昇温させる加熱装置と前記炉内の温度を降温させる冷却装置とを備える、という手段を採用する。

熱処理システムに係る第二の解決手段として、上記熱処理システムの第一の解決手段において、前記搬送炉は、前記複数の処理部の近傍に沿って移動可能な基台と、該基台上に設置された炉本体と、該炉本体内に設けられ、その内部が前記被処理品の熱処理を行う加熱室とされた加熱部本体とを備えてなる、という手段を採用する。

熱処理システムに係る第三の解決手段として、上記熱処理システムの第二の解決手段において、前記搬送炉が、前記基台上であって前記炉本体外に、前記処理部との間で前記被処理品の受け渡しを行う搬送装置を備える、という手段を採用する。

熱処理システムに係る第四の解決手段として、上記熱処理システムの第二又は第三の解決手段において、前記加熱部本体内にガスを供給するガス供給手段と、該加熱部本体内に供給されたガスを循環させるガス循環装置とを備えてなる、という手段を採用する。
熱処理システムに係る第五の解決手段として、上記熱処理システムの第一から第四の解決手段うちいずれかにおいて、前記冷却炉が、油冷炉である、という手段を採用する。

本発明によれば、搬送炉が、炉内の温度を昇温させる加熱装置と前記炉内の温度を降温させる冷却装置とを備えるので、被処理品の熱処理の工程に合わせて炉内の温度を変化させることができる。これにより、予期せぬタイミングで被処理品に変温が生じることを防止し、所望の性質で良質な被処理品を得ることができ、多品種少ロットの被処理品の熱処理を良好に行うことができる。

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、この発明の実施形態に係る熱処理システムＡの全体構成を示す概略図である。
図１に示すように、熱処理システムＡは、被処理品Ｗに対して熱処理を行う第一加熱炉１、第二加熱炉２、第三加熱炉３、ガス冷却炉４及び油冷炉５が一直線状に列設され、これらに沿って搬送炉１０が直線移動可能に設けられて概略構成されている。ここで、第一加熱炉１等の列設方向をＸ方向、Ｘ方向の直交方向、かつ、水平方向をＹ方向とする。

第一加熱炉（処理部）１、第二加熱炉（処理部）２、第三加熱炉（処理部）３は、炉内が減圧可能なものであって、所望の設定温度で被処理品Ｗを加熱することができるものである。本実施形態においては、第一加熱炉１が摂氏９８０度で被処理品Ｗを加熱することができるように設定されており、第二加熱炉２が摂氏１２５０度、第三加熱炉３が摂氏６００度に設定されている。

第一加熱炉１、第二加熱炉２、第三加熱炉３は、それぞれに設けられた被処理品Ｗの装入抽出口１ａ〜３ａがＹ方向における搬送炉１０の配設側（図中−Ｙ方向）に向くように設置されている。なお、この装入抽出口１ａ〜３ａには、それぞれに炉内を密閉することができる真空シールドドア１ｂ〜３ｂが設けられている。

ガス冷却炉（処理部）４、油冷炉（処理部）５は、加熱された被処理品Ｗを所望の温度で冷却するものである。なお、これらガス冷却炉４と油冷炉５とは、第一加熱炉１等と同様に、装入抽出口４ａ，５ａが−Ｙ方向に向くように設置されており、それぞれに真空シールドドア４ｂ，５ｂが設けられている。

ガス冷却炉４は、炉内に充填された不活性ガスを炉内に設けられた熱交換器で冷却し、この不活性ガスを炉内に循環させることで、被処理品Ｗを所望の温度及び時間で冷却するものである。

油冷炉５は、オイルが満たされた油槽が炉内下部に設けられると共にこの油槽に没するように上下に移動可能な載置台が設けられたものであり、炉内に装入されて載置台に設置された被処理品Ｗを油槽内に没させて冷却するものである。この油冷炉５についても、被処理品Ｗを所望の温度及び時間で冷却することができるように構成されている。

また、これら第一加熱炉１、第二加熱炉２、第三加熱炉３、ガス冷却炉４及び油冷炉５を結んだ仮想直線上には、被処理品Ｗを搬送炉１０に装入する装入台６と、被処理品Ｗを搬送炉１０から抽出する抽出台７とが配置されている。

図２及び図３は、搬送炉１０を示す図であって、図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図であり、図３は、図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
搬送炉１０は、第一加熱炉１等に沿ってＸ方向に敷設された一組の第一レール１１上に設けられたものであり、第一レール１１を滑動可能な第一滑車１２ａが設けられ一組の第二レール１２ｂが敷設された基台１２と、第二レール１２ｂを滑動可能な第二滑車１３ａが設けられた脚部１３ｂを介して支持される炉本体１３と、炉本体１３内を減圧する真空ポンプ１４（図１参照）と、基台１２上に設けられた第一搬送装置１５（図１参照）と、を備えている。

炉本体１３は、脚部１３ｂが設けられた略円筒形状の真空容器１６と、真空容器１６の内部に配置され加熱室Ｒを形成する断熱部材１８と、真空容器１６の内部に不活性ガスを供給するガス供給手段１７（図１参照）と、断熱部材１８に設けられたヒータ１９と、真空容器１６の内部を冷却する冷却装置２０と、炉本体１３の内部に設けられた第二搬送装置２１と、を備えている。

真空容器１６は、内部空間１６ｓが形成され一端面が開放された略円筒形状の容器本体１６ａとこの開放された一端面を覆うように設けられた密閉部１６ｂとが設けられたものであり、円筒の中心軸が水平になるように設置されている。

容器本体１６ａは、その周壁に内部空間１６ｓを囲繞するように水冷ジャケット１６ｃが設けられたものであり、この水冷ジャケット１６ｃに冷却水が流れることによって容器本体１６ａの壁部が水冷されるようになっている。
また、密閉部１６ｂは、内部空間１６ｄが形成された略中空円盤形状のものであり、容器本体１６ａ側に形成された隔壁１６ｅと、隔壁１６ｅに対向するように形成された被密着壁１６ｆとを備えている。隔壁１６ｅには、容器本体１６ａの内部空間１６ｓに連通して断熱部材１８が露出する円孔１６ｈが形成されており、被密着壁１６ｆには、内部空間１６ｄと外部とが連通し被処理品Ｗを搬入出可能な搬入搬出口１６ｇが形成されている。

この搬入搬出口１６ｇには、内部空間１６ｄに位置する真空シールドドア２２が設けられており、この真空シールドドア２２を密閉部１６ｂの上部に設けられた第一空圧シリンダ２２ａにより上下にスライド駆動して、搬入搬出口１６ｇを開口閉塞することができるようになっている。
すなわち、搬入搬出口１６ｇを真空シールドドア２２により閉塞すると、内部空間１６ｄ及び内部空間１６ｓが密閉されるようになっている。

断熱部材（加熱部本体）１８は、略円筒形状のものであって、被処理品Ｗを収容する加熱室Ｒが形成されたものである。この断熱部材１８は、一方の端面壁１８ａが隔壁１６ｅに形成された円孔１６ｈから露出するように、また、他方の端面壁１８ｂが内部空間１６ｓに位置するように、円筒の中心軸が水平になるように配置されている。

この断熱部材１８は、端面壁１８ａに加熱室Ｒに連通して被処理品Ｗを加熱室Ｒに装入抽出可能な装入抽出口１８ｃが、端面壁１８ｂに棒状部材導入口１８ｄが、周面上部に二つの冷却ガス排出口１８ｅ，１８ｆが、周面下部に冷却ガス導入口１８ｇが形成されている。

装入抽出口１８ｃには、内部空間１６ｄに位置する第一ヒートシールドア２３が設けられており、この第一ヒートシールドア２３を密閉部１６ｂの上部に設けられた第二空圧シリンダ２３ａにより上下にスライド駆動して、装入抽出口１８ｃを開口閉塞することができるようになっている。
すなわち、装入抽出口１８ｃを第一ヒートシールドア２３により閉塞するとヒータ１９のふく射熱が遮断されるようになっている。

また、棒状部材導入口１８ｄには、第二ヒートシールドア２４が設けられており、この第二ヒートシールドア２４を容器本体１６ａ上部に設けられた第三空圧シリンダ２５により上下にスライド駆動して、棒状部材導入口１８ｄを開口閉塞することができるようになっている。
これにより、棒状部材導入口１８ｄを開口すると加熱室Ｒに後述のチェーンドック３６を導入することができると共に、棒状部材導入口１８ｄを閉塞するとヒータ１９のふく射熱が遮断されるようになっている。

冷却ガス排出口１８ｅ、１８ｆには、ヒンジ機構２６ａ、２７ａを介して断熱部材１８の周面に取り付けられた第一天蓋２６と、第二天蓋２７とが設けられており、この第一天蓋２６と第二天蓋２７とをそれぞれ容器本体１６ａの上部に設けられた第四空圧シリンダ２８と第五空圧シリンダ２９で駆動することにより、冷却ガス排出口１８ｅ，１８ｆをそれぞれ開口・閉塞することが可能である。

冷却ガス導入口１８ｇには、床蓋３０が設けられており。この床蓋３０を容器本体１６ａの下部に設けられた第六空圧シリンダ３１により上下に駆動させることにより、冷却ガス導入口１８ｇを開口・閉塞することが可能である。

ガス供給手段１７は、不活性ガスを加熱室Ｒに供給するように構成されている。
ヒータ（加熱装置）１９は、断熱部材１８の内壁面において、加熱室Ｒに装入された被処理品Ｗを囲うように配設されている。

冷却装置２０は、ファンモータ２０ａとファン２０ｂとからなるガス循環装置２０ｃと冷却ジャケット１６ｃとによって構成されている。
ファンモータ２０ａは、容器本体１６ａの上部に位置するように配置されると共に、ファン２０ｂは、加熱室Ｒの上部に位置するように配置される。なお、ファンモータ２０ａの回動シャフトは、断熱部材１８を貫通している。すなわち、ガス循環装置２０ｃは、冷却ガス導入口１８ｇ及び冷却ガス排出口１８ｅ、１８ｆを開口させた状態において、加熱室Ｒ及び内部空間１６ｓに、ガス供給手段１７によって供給された不活性ガスを循環させることが可能である。

このように冷却装置２０は、ガス循環装置２０ｃによって不活性ガスを循環させると共に、容器本体１６ａの内壁面を介して、水冷ジャケット１６ｃに流れる冷却水で不活性ガスを冷却して、断熱部材１８及び真空容器１６を冷却するように構成されている。

第二搬送装置２１は、複数のフリーローラ３５と、先端に突起部３６ａが設けられたチェーンドック３６と、スプロケット３７と、チェーンドック３６をガイドするためにＹ方向に所定間隔を空けて配置された複数のチェーンガイド３８とを備えている。

フリーローラ３５は、軸心を中心に自由に回転することが可能な円筒形の短いローラであり、加熱室Ｒに設けられて、被処理品Ｗが載置されたトレーＴのＸ方向両端部のみをＹ方向に搬送可能に支持する。すなわち、加熱室Ｒにおける被処理品Ｗは、フリーローラ３５上にトレーＴを介して載置されることになる。なお、フリーローラ３５は、第一加熱炉１、第二加熱炉２、第三加熱炉３、ガス冷却炉４及び油冷炉５のそれぞれの内部空間に、また、装入台６及び抽出台７に、搬送炉１０のフリーローラ３５と略同一の高さに設けられている。

チェーンドック３６は、一端に突起部３６ａが設けられた棒状部材３６ｂと、この棒状部材３６ｂの他端に連結されたチェーン３６ｃとを備えたものである。
スプロケット３７は、チェーン３６ｃを巻架し炉外に設けられた駆動装置（不図示）により回動されて、チェーンドック３６を駆動するものである。
チェーンガイド３８は、対向するフリーローラ３５の間に、Ｙ方向に所定間隔を空けて配置されるものであり、上下に昇降可能なものである。このチェーンガイド３８は、フリーローラ３５と同じく、第一加熱炉１、第二加熱炉２、第三加熱炉３、ガス冷却炉４及び油冷炉５のそれぞれの内部空間に、また、装入台６及び抽出台７にそれぞれ複数設けられている。

この第二搬送装置２１は、スプロケット３７を回動することにより、チェーン３６ｃを介して、棒状部材３６ｂをＹ方向に往復動させる。すなわち、チェーンガイド３８を上昇させた状態でチェーンドック３６を駆動すると被処理品Ｗを載置したトレーＴに係合して、被処理品ＷをＹ方向に搬送することができる。

真空ポンプ１４は（図１参照）、真空容器１６の搬入搬出口１６ｇを閉塞させた状態において、真空容器１６の内部空間１６ｄ，１６ｓ及び加熱室Ｒを減圧することができる。

図４は、第一搬送装置１５の構成を示す図であって、図４（ａ）は、短縮時の第一搬送装置１５を示す図であり、図４（ｂ）は、伸長時の第一搬送装置１５を示す図である。
第一搬送装置（搬送装置）１５は、基台１２に脚部４０ａを介して固定される基部４０と、一端が基部４０に固定された上下可動部４１と、上下可動部４１に設けられＹ方向に移動可能な中間可動部４２と、中間可動部４２に設けられＹ方向に移動可能な載置部４３と、上下可動部４１の他端を上下に昇降させるカム機構４４と、中間可動部４２と載置部４３とをＹ方向に移動させる駆動機構４５とを備えている。

基部４０は、それぞれ脚部４０ａが設けられＹ方向に離間した箱型ケーシング４０ｂ，４０ｃを連結部材４０ｄが連結しているものである。
上下可動部４１は、Ｙ方向に沿って互いに対向して設けられた一対のコ字状フレーム４１ｄが連結されたものであり、その一端が箱型ケーシング４０ｃに軸固定されている。

中間可動部４２は、互いに対向する一対のコ字状フレーム４２ａが連結されたものであり、このコ字状フレーム４２ａの下部に車輪４２ｄが設けられている。この車輪４２ｄは、コ字状フレーム４１ｄ内方に着脱不能に配置されており、コ字状フレーム４１ｄに沿って回動することにより、中間可動部４２がＹ方向に移動できるようになっている。

載置部４３は、フォーク形状のものであり、下部に車輪４３ａが設けられている。この車輪４３ａは、コ字状フレーム４２ａ内方に着脱不能に配置されており、コ字状フレーム４２ａに沿って回動することにより、載置部４３がＹ方向に移動できるようになっている。

カム機構４４は、箱型ケーシング４０ｂに設けられており、上下可動部４１の他端を上下に可動させることができる。
駆動機構４５は、箱型ケーシング４０ｃに設けられており、不図示の駆動機構の駆動力により、車輪４２ｄ及び車輪４３ａを回動させることができるように構成されている。

次に、本熱処理システムＡの作用について説明する。図５は、被処理品Ｗ（Ｗ１，Ｗ２）の処理温度と時間との関係を示す図である。以下の説明では、二つの被処理品Ｗ１，Ｗ２について略同時に異なる熱処理を行う場合について説明する。なお、第一加熱炉１、第二加熱炉２、第三加熱炉３、ガス冷却炉４及び油冷炉５のそれぞれの内部空間は、減圧されている。

まず、レール１１上の搬送炉１０を装入台６に隣接させ、レール１２ｂ上の炉本体１３を装入台６に近接させる。そして、搬入搬出口１６ｇ、装入抽出口１８ｃ及び棒状部材導入口１８ｄを開口させた状態で、第二搬送装置２１を作動させて、装入台６においてトレーＴに載置された被処理品Ｗ１を加熱室Ｒに装入する。すなわち、搬送炉１０及び装入台６のチェーンガイド３８を降下させた状態でスプロケット３７を回動させ、チェーン３６ｃを介して棒状部材３６ｂの突起部３６ａを被処理品Ｗ１よりも＋Ｙ方向側まで移動させる。そして、チェーンガイド３８を上昇させた後に、スプロケット３７を逆回動させて、突起部３６ａをトレーＴに係合させると共に、被処理品Ｗ１を加熱室Ｒに装入する。

次に、搬送炉１０を第一加熱炉１に隣接する位置まで移動させた後に、炉本体１３を＋Ｙ方向に移動させて、被密着壁１６ｆを第一加熱炉１に密着させる。この際、第一空圧シリンダ２２ａにより真空シールドドア２２を駆動して搬入搬出口１６ｇを閉塞させると共に、第二空圧シリンダ２３ａにより第一ヒートシールドア２３を駆動して装入抽出口１８ｃを閉塞させており、真空ポンプ１４で内部空間１６ｄ、内部空間１６ｓ及び加熱室Ｒを減圧している。

そして、被密着壁１６ｆを第一加熱炉１に密着させた状態で、第一空圧シリンダ２２ａにより真空シールドドア２２を駆動して搬入搬出口１６ｇを開口させると共に、第二空圧シリンダ２３ａにより第一ヒートシールドア２３を駆動して装入抽出口１８ｃを開口させる。略同時に第一加熱炉１の真空シールドドア１ｂを駆動して装入抽出口１ａを開口させる。つまり、炉本体１３の内部空間１６ｄ，内部空間１６ｓ及び加熱室Ｒと、第一加熱炉１の内部空間とが互いに減圧した状態で連通する。そして、この減圧下において、第二搬送装置２１を作動させて、被処理品Ｗ１を第一加熱炉１の内部に装入する。

その後、第二搬送装置２１を作動させて、棒状部材３６ｂを内部空間１６ｓに収容し、真空シールドドア１ｂを駆動して装入抽出口１ａを閉塞させる。そして、図５（ａ）に示すように、減圧した第一加熱炉１で被処理品Ｗ１を処理時間ｔ１だけ加熱する。

一方、搬送炉１０を再度装入台６に隣接する位置まで移動させ、上述した動作と同様にして、加熱室Ｒに被処理品Ｗ２を装入する。その後、搬送炉１０を第二加熱炉２に隣接する位置まで移動させて、被処理品Ｗ１と同様に、減圧下において、被処理品Ｗ２を第二加熱炉２に装入する。
そして、棒状部材３６ｂを搬送炉１０の内部に収容し、真空シールドドア２ｂを駆動して装入抽出口２ａを閉塞させ、図５（ｂ）に示すように、減圧した第二加熱炉２で被処理品Ｗ２を処理時間ｔ２だけ加熱する。

被処理品Ｗ２を第二加熱炉２に移動させた後から処理時間ｔ１経過前に、加熱室Ｒが第一加熱炉１の加熱温度と同一の温度（摂氏９８０度）にされる。すなわち、第一加熱炉１から被処理品Ｗ１を回収する前に、装入抽出口１８ｃを第一ヒートシールドア２３により、棒状部材導入口１８ｄを第二ヒートシールドア２４により、冷却ガス排出口１８ｅ、１８ｆをそれぞれ第一天蓋２６、第二天蓋２７により、冷却ガス導入口１８ｇを床蓋３０により閉塞する。そして、加熱室Ｒに不活性ガスを充填すると共にヒータ１９によってこの不活性ガスを加熱し、ファン２０ｂを回動して加熱した不活性ガスを対流させ、加熱室Ｒを急加熱する。なお、加熱室Ｒが第一加熱炉１の加熱温度と同一の温度となった後には、内部空間１６ｄ、内部空間１６ｓ及び加熱室Ｒを再び減圧する。

処理時間ｔ１経過後に、搬送炉１０を第一加熱炉１に隣接する位置まで移動させ、再度被密着壁１６ｆを第一加熱炉１に密着させると共に真空シールドドア２２、第一ヒートシールドア２３及び真空シールドドア１ｂを駆動し、搬入搬出口１６ｇ、装入抽出口１８ｃ及び装入抽出口１ａを開口させる。そして、減圧下において、第二搬送装置２１を作動させて、第一加熱炉１から加熱室Ｒに被処理品Ｗ１を回収した後、真空シールドドア２２、第一ヒートシールドア２３及び真空シールドドア１ｂを駆動し、搬入搬出口１６ｇ、装入抽出口１８ｃ及び装入抽出口１ａを閉塞させる

この際、加熱室Ｒの温度は、第一加熱炉１と同一の温度とされており、被処理品Ｗ１を加熱室Ｒに載置させても被処理品Ｗ１に変温が生ずることはない。
その後、搬送炉１０を油冷炉５に隣接する位置に移動させると共に油冷炉５に密着させて、減圧下において、被処理品Ｗ１を油冷炉５内部に装入し、処理時間ｔ３だけ油冷する。

被処理品Ｗ１を油冷炉５に移動させた後、処理時間ｔ２経過前に、上述した手順と同様にして、搬送炉１０の内部が第二加熱炉２の加熱温度（摂氏１２５０度）と同一の温度にされる。
その後、搬送炉１０を第二加熱炉２に隣接する位置まで移動させ、上述した手順と同様にして、減圧下で被処理品Ｗ２を回収する。
この際にも、加熱室Ｒの炉内温度は、第二加熱炉２と同一の温度とされており、被処理品Ｗ２を加熱室Ｒに載置させても被処理品Ｗ２に変温が生ずることはない。

被処理品Ｗ２を第二加熱炉２から回収した後に、搬送炉１０をガス冷却炉４に隣接する位置に移動させ、上述した手順と同様にして、減圧下で被処理品Ｗ２をガス冷却炉４に装入する。そして、ガス冷却炉４に装入した被処理品Ｗ２を、所定の温度で、処理時間ｔ４だけガス冷却する。

被処理品Ｗ２をガス冷却炉４に装入後、かつ、処理時間ｔ３経過後に、搬送炉１０を移動させて、搬送炉１０の第一搬送装置１５を油冷炉５の装入抽出口５ａに隣接させ、第一搬送装置１５を作動させる。すなわち、駆動機構４５により中間可動部４２及び載置部４３を＋Ｙ方向側に伸縮させる。そして、載置部４３が被処理品Ｗ１の下部に到達したときに、カム機構４４により上下可動部４１を介して、載置部４３を上側に上昇させ、被処理品Ｗ１を載置部４３に載置する。そして、再び駆動機構４５により、中間可動部４２と載置部４３とを−Ｙ方向側に短縮する。このようにして、油冷炉５の内部から被処理品Ｗ１を回収する。

被処理品Ｗ１を回収後、搬送炉１０を移動させて抽出台７に第一搬送装置１５を隣接させて、上記動作と同様にして、被処理品Ｗ１を抽出台７に載置させて被処理品Ｗ１の熱処理を終了する。

一方、被処理品Ｗ２をガス冷却炉４に装入後、処理時間ｔ４経過前に、加熱室Ｒをガス冷却炉４の冷却温度と同一の温度にする。すなわち、第二加熱炉２と同一の温度となっている加熱室Ｒを冷却する。具体的には、搬入搬出口１６ｇが真空シールドドア２２により、棒状部材導入口１８ｄが第二ヒートシールドア２４により閉塞されると共に、冷却ガス排出口１８ｅ，１８ｆと、冷却ガス導入口１８ｇとが開口される。そして、加熱室Ｒに不活性ガスを充填すると共に、この不活性ガスをガス循環装置２０ｃで内部空間１６ｓ及び加熱室Ｒに循環させる。この際、内部空間１６ｓを流れる不活性ガスは真空容器１６の内壁に接して、水冷ジャケット１６ｃを流れる冷媒と熱交換が行われることにより冷却される。このように、冷却された不活性ガスが加熱室Ｒに流れることにより、加熱室Ｒの温度が冷却される。なお、加熱室Ｒの温度がガス冷却炉４の冷却温度と同一の温度となった後には、内部空間１６ｄ、内部空間１６ｓ及び加熱室Ｒが再び減圧される。

そして、処理時間ｔ４経過後に、被処理品Ｗ２をガス冷却炉４から加熱室Ｒに回収する。この場合においても、加熱室Ｒは、ガス冷却炉４と同一の温度であるので、被処理品Ｗ２に変温が生じることはない。その後、搬送炉１０を移動させ第三加熱炉３に被処理品Ｗ２を装入して所望時間ｔ５だけ加熱する。所望時間ｔ５経過後、搬送炉１０を移動させて、被処理品Ｗ２を第三加熱炉３から加熱室Ｒに回収した後に、油冷炉５で被処理品Ｗ２を冷却し、冷却後に第一搬送装置１５で被処理品Ｗ２を回収して、抽出台７に被処理品Ｗ２を載置する。

このように、本実施形態によれば、搬送炉１０が、加熱室Ｒの温度を昇温させるヒータ１９と加熱室Ｒの温度を降温させる冷却装置２０とを備えるので、被処理品Ｗ（Ｗ１，Ｗ２）の熱処理の工程に合わせて炉内の温度を変化させることができる。これにより、予期せぬタイミングで被処理品Ｗ（Ｗ１、Ｗ２）に変温が生じることを防止し、所望の性質で良質な被処理品Ｗ（Ｗ１、Ｗ２）を得ることができる。つまり、加熱室Ｒの温度と被処理品Ｗ（Ｗ１、Ｗ２）の温度が乖離している場合であっても、予定していた熱処理の前に被処理品Ｗ（Ｗ１、Ｗ２）が冷却されたり（図５中、一点鎖線）、加熱されたりしないので、被処理品Ｗ（Ｗ１、Ｗ２）の熱処理を良好に行うことができる。

また、搬送炉１０は、加熱室Ｒを備えるので、この加熱室Ｒの温度を容易に昇降させて、被処理品Ｗ（Ｗ１、Ｗ２）の変温を有効に防止することができる。
また、搬送炉１０は、基台１２に第一搬送装置１５を備えるので、冷却処理が終了した被処理品Ｗ（Ｗ１、Ｗ２）を抽出台７に搬送する場合に、加熱室Ｒの温度を降温させる必要がない。これにより、搬送炉１０の加熱室Ｒの温度を不必要に降温させることが防止され、熱処理システムＡの省電力化が可能となる。さらに、油冷後の被処理品Ｗを回収しても加熱室Ｒがオイルで汚されることを防止することができる。

また、装入台６の搬送炉１０側に、密閉かつ減圧可能であり一つの被処理品Ｗを収容可能な容器を設け、被処理品Ｗを収容した状態でその容器を密閉・減圧し、装入台６から搬送炉１０に被処理品Ｗを装入すれば、加熱室Ｒが高温でもよくなり、加熱室Ｒが不必要に降温することを防止することができる。

また、ガス供給手段１７とガス循環装置２０ｃとを備えるので、加熱室Ｒを加熱した不活性ガスを循環させて熱対流により、急速に昇温させることができると共に、冷却した不活性ガスを加熱室Ｒに循環させて急速に降温させることが可能となる。

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材質、その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、本実施形態では、水冷ジャケット１６ｃに流れる冷媒により不活性ガスを冷却したが、内部空間１６ｓ（特に、加熱室Ｒ）に熱交換器を設ける構成にしてもよい。また、これらを重畳して用いて、不活性ガスを冷却してもよい。

また、本実施形態では、第一搬送装置１５は、伸縮自在な構成のものとしたが、第一搬送装置１５を、他の搬送装置（例えば、第二搬送装置２１）の構成としてもよい。同様に、第二搬送装置２１を他の搬送装置（例えば、第一搬送装置１５）の構成としてもよい。

また、本実施形態では、二つの被処理品Ｗ１，Ｗ２を熱処理する場合について説明したが、被処理品Ｗを三つ以上としてもよいし、必ずしも同時に処理する必要はない。また、加熱炉や冷却炉は、適宜増減することが可能である。

また、本実施形態では、搬送装置の移動を第一レール１１と第二レール１２ｂとを敷設し、第一滑車１２ａと第二滑車１３ａを滑動させる構成としたが、例えば、レールを敷設せずに通常の車輪を設けてもよい。

また、本実施形態の熱処理は一例であり、種々の熱処理に対応することができる。そして、搬送炉１０に第一搬送装置１５を備えるので、種々の熱処理の工程に応じて被処理品Ｗを最適な温度で迅速に回収・搬送することが可能であると共に、加熱室Ｒの温度調整を少なくすることが可能である。
例えば、本実施形態では、ガス冷却炉４における冷却処理から第三加熱炉３における加熱処理までの間に、被処理品Ｗに変温が生じることを防止するために搬送炉１０を降温させて被処理品Ｗを回収し、ガス冷却炉４から第三加熱炉３まで搬送した。しかし、ガス冷却炉４における冷却処理で被処理品Ｗを常温まで降温させて全ての熱処理を完了する場合には、第一搬送装置１５で被処理品Ｗを回収すればよい。このように、第一搬送装置１５で被処理品Ｗを回収することで、常温下において冷却処理が終了した被処理品Ｗを迅速に回収・搬送することができると共に、加熱室Ｒの温度を常温まで降下させる必要がなくなり、加熱室Ｒの温度調整を少なくすることができる。

この発明の一実施形態における熱処理システムＡの全体構成を示す図である。 この発明の一実施形態における搬送炉１０を示す図であって、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 この発明の一実施形態における搬送炉１０を示す図であって、図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。 この発明の一実施形態における第一搬送装置１５の構成を示す図であって、図４（ａ）は、短縮時の第一搬送装置１５を示すものであり、図４（ｂ）は、伸長時の第一搬送装置１５を示すものである。 この発明の一実施形態における被処理品Ｗ１，Ｗ２の処理温度と時間との関係を示す図である。 従来技術における熱処理システムＢの全体構成を示す概略図である。 従来技術における熱処理システムＢにおける保温搬送炉１０５の概略構成図である。

符号の説明

１…第一加熱炉（加熱炉、処理部）
２…第二加熱炉（加熱炉、処理部）
３…第三加熱炉（加熱炉、処理部）
４…冷却炉（処理部）
５…油冷炉（処理部）
１０…搬送炉
１２…基台
１３…炉本体
１５…第一搬送装置（搬送装置）
１８…断熱部材（加熱部本体）
１７…ガス供給手段
１９…ヒータ（加熱装置）
２０…冷却装置
２０ｃ…ガス循環装置
Ａ…熱処理システム
Ｒ…加熱室

Claims (5)

1. 加熱炉と冷却炉とを含む複数の処理部と、
   これら各処理部間を移動可能とされる搬送炉とを備え、
   前記各処理部と前記搬送炉との間で被処理品の受け渡しが可能となるように構成された熱処理システムにおいて、
   前記搬送炉は、前記搬送炉の炉内の温度を前記加熱炉の温度と同じ温度に昇温させて該加熱炉から受け渡された前記被処理品を前記加熱炉の温度と同じ温度に保持可能な加熱装置と、前記搬送炉の炉内の温度を前記冷却炉の温度と同じ温度に降温させて該冷却炉から受け渡された前記被処理品を前記冷却炉の温度と同じ温度に保持可能な冷却装置とを備えることを特徴とする熱処理システム。
2. 前記搬送炉は、前記複数の処理部の近傍に沿って移動可能な基台と、該基台上に設置された炉本体と、該炉本体内に設けられ、その内部が前記被処理品の熱処理を行う加熱室とされた加熱部本体とを備えてなることを特徴とする請求項１に記載の熱処理システム。
3. 前記搬送炉は、前記基台上であって前記炉本体外に、前記処理部との間で前記被処理品の受け渡しを行う搬送装置を備えることを特徴とする請求項２に記載の熱処理システム。
4. 前記加熱部本体内にガスを供給するガス供給手段と、該加熱部本体内に供給されたガスを循環させるガス循環装置とを備えてなる請求項２又は３に記載の熱処理システム。
5. 前記冷却炉は、油冷炉であることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載の熱処理システム。

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