JP7338206B2

JP7338206B2 - 加熱炉

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Publication number: JP7338206B2
Application number: JP2019069821A
Authority: JP
Inventors: 公美佐藤
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2019-04-01
Filing date: 2019-04-01
Publication date: 2023-09-05
Anticipated expiration: 2039-04-01
Also published as: JP2020169735A

Description

本開示は、加熱炉に関する。

特許文献１には、炉本体と、熱遮蔽部材と、シール部材とを備えた加熱炉について開示がある。炉本体は、２つの部材に分割され、開口を有する容器と、開口を開閉可能な蓋とを備える。熱遮蔽部材は、容器の開口周縁の全周に亘って設けられる。シール部材は、熱遮蔽部材よりも外側において、容器の開口周縁の全周に亘って設けられる。

熱遮蔽部材は、ガラス質繊維、ポリイミド繊維、アラミド繊維、黒鉛繊維、カーボン繊維等で構成される。シール部材は、中空のゴムチューブで構成される。容器に蓋が取り付けられると、熱遮蔽部材およびシール部材は、容器と蓋との間に挟持される。この熱遮蔽部材およびシール部材により、炉本体の内部の気密が保たれる。

特許第６０９６２６４号公報

特許文献１では、熱遮蔽部材は、炉本体の内部の熱が外部へ伝わるのを防止し、そのため、シール部材は、耐熱温度未満に維持され、劣化しないと開示されている。しかし、シール部材は、熱遮蔽部材と同様に、容器と蓋との間に挟持されているため、炉本体の内部の熱が容器および蓋を介してシール部材に伝達される。したがって、熱遮蔽部材が設けられても、結局、炉本体の内部の熱によりシール部材が劣化し易いという問題があった。

本開示は、シール部材の熱劣化を抑制することが可能な加熱炉を提供することを例示的目的とする。

上記課題を解決するために、本開示の一側面としての加熱炉は、開口を有する熱処理容器と、開口を開閉可能な開閉部材と、熱処理容器と開閉部材との間に配され、開口の周方向に無端状に延在する中空形状のシール部材と、シール部材と連通し、シール部材の内部に冷媒を供給する冷媒供給部材と、熱処理容器および開閉部材が互いに対向する２つの対向面のうち少なくとも一方に形成された窪み部と、を備え、冷媒供給部材は、窪み部に沿って配される。

シール部材に形成された複数の細孔をさらに有してもよい。

複数の細孔は、シール部材のうち、熱処理容器の内部空間から離隔する側に形成されてもよい。

複数の細孔の大きさは、熱処理容器の鉛直上方ほど大きくてもよい。

複数の細孔の大きさは、シール部材のうち、冷媒供給部材と連通する連通位置から離隔するほど大きくてもよい。

本開示によれば、シール部材の熱劣化を抑制することができる。

図１は、加熱炉の概略断面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。図３は、右外壁の一部を拡大した部分拡大図である。図４は、図３に示す右外壁のＩＶ矢視図である。図５は、開閉部材を閉状態から開状態に移動させる様子を示す図である。図６は、開口を外部空間に露出させる様子を示す図である。図７は、変形例における右外壁の一部を拡大した部分拡大図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について詳細に説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、加熱炉１００の概略断面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。加熱炉１００は、ワークＷを搬送過程で連続的に加熱する、所謂、連続炉で構成される。ただし、加熱炉１００は、ワークＷを搬送過程で間欠的に加熱する、所謂、バッチ炉で構成されてもよい。また、加熱炉１００は、温度の異なる複数の部屋が設けられた多室型炉で構成されてもよい。多室型炉やバッチ炉では、静止したままでワークＷの加熱や冷却が行われてもよい。

なお、以下では、図１および図２に示すように、鉛直上方を上方向とし、鉛直下方を下方向とし、加熱炉１００に対しワークＷの搬送方向（図１中、白抜き矢印方向）の上流側を前方向とし、加熱炉１００に対しワークＷの搬送方向の下流側を後方向とし、加熱炉１００に対しワークＷの搬送方向に向かって左側を左方向とし、加熱炉１００に対しワークＷの搬送方向に向かって右側を右方向として説明する。

図１および図２に示すように、加熱炉１００は、熱処理容器１１０を含んで構成される。熱処理容器１１０の内部空間Ｓには、加熱室１２０が形成される。内部空間Ｓ（加熱室１２０）は、例えば、大凡直方体形状である。ただし、内部空間Ｓの形状は、直方体形状に限らず、他の形状であってもよい。

熱処理容器１１０は、上外壁１２２、下外壁１２４、左外壁１２６、右外壁１２８、前外壁１３０、後外壁１３２（図１、図２の双方を参照）を有する。上外壁１２２は、内部空間Ｓの鉛直上方に位置する。下外壁１２４は、内部空間Ｓの鉛直下方に位置する。左外壁１２６は、内部空間Ｓの左側に位置する。右外壁１２８は、内部空間Ｓの右側に位置する。前外壁１３０は、内部空間Ｓに対して、搬送方向の上流側に位置する。後外壁１３２は、内部空間Ｓに対して、搬送方向の下流側に位置する。

前外壁１３０には、搬入口１３０ａが形成される。搬入口１３０ａは、前外壁１３０を内側（内部空間Ｓ側）から外側まで貫通する。後外壁１３２には、搬出口１３２ａが形成される。搬出口１３２ａは、後外壁１３２を内側（内部空間Ｓ側）から外側まで貫通する。搬入口１３０ａ、搬出口１３２ａには、搬送装置１４０の搬送帯１４２が挿通される。搬送帯１４２の一部は、加熱室１２０内に位置する。

搬送装置１４０は、搬送帯１４２、回転体１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃ、１４４ｄ、モータ機構１４６を有する。搬送帯１４２は、例えば、無端状のベルト（スチールベルト、メッシュベルト、キャタピラ（登録商標））で構成される。回転体１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃ、１４４ｄは、例えば、プーリ、ギヤ、ローラで構成される。搬送帯１４２の内周面、および、回転体１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃ、１４４ｄの外周面には、互いに嵌合する突起（溝）が形成される。ただし、この突起（溝）は必須の構成ではない。

回転体１４４ａ、１４４ｂは、搬送方向に離隔して配される。回転体１４４ａ、１４４ｂの間には、加熱室１２０が配される。回転体１４４ｃ、１４４ｄは、回転体１４４ａ、１４４ｂ（加熱室１２０）よりも鉛直下方に位置する。回転体１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃ、１４４ｄは、不図示の軸受に回転自在に軸支される。搬送帯１４２は、回転体１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃ、１４４ｄに張架される。ここでは、４つの回転体１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃ、１４４ｄが設けられる場合について説明した。ただし、少なくとも一対の回転体１４４ａ、１４４ｂが設けられていればよい。

モータ機構１４６は、ギヤおよびモータなどで構成される。モータ機構１４６は、回転体１４４ｂを回転体１４４ｂの中心軸周りに回転させる。回転体１４４ｂの回転に伴い、搬送帯１４２が遷移（回転）する。搬送帯１４２の遷移に伴い、回転体１４４ａ、１４４ｃ、１４４ｄが回転する。こうして、モータ機構１４６は、回転体１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃ、１４４ｄの外周において搬送帯１４２を回転させる。

搬送帯１４２のうち、熱処理容器１１０（加熱室１２０）に対して搬送方向の上流側には、投入所１４２ａが設けられる。投入所１４２ａは、回転体１４４ａと搬入口１３０ａとの間に位置する。不図示の保管所に保管されたワークＷは、例えば、ロボットアームなどの搬送部１５０により、投入所１４２ａまで搬送される。投入所１４２ａにおいて、搬送部１５０は、ワークＷを搬送帯１４２の上に載置する。ワークＷは、搬送帯１４２とともに搬入口１３０ａから加熱室１２０に搬入される。

加熱室１２０には、加熱源１６０が配される。例えば、加熱源１６０は、搬送帯１４２の鉛直上方および鉛直下方に設けられる。搬送帯１４２は、加熱源１６０と鉛直方向に離隔した状態で、加熱源１６０によって挟まれる。加熱源１６０は、搬送方向に離隔して複数配される。ただし、加熱源１６０は、加熱室１２０に少なくとも１つ設けられていればよい。

図２に示すように、左外壁１２６には、支持孔１２６ａが形成される。支持孔１２６ａは、左外壁１２６を回転体１４４ａの回転軸方向（搬送帯１４２の幅方向、図２中、左右方向）に貫通する。右外壁１２８には、支持孔１２８ａが形成される。支持孔１２８ａは、右外壁１２８を搬送帯１４２の幅方向に貫通する。

加熱源１６０は、例えば、大凡直方体形状であり、加熱源１６０の両端が、支持孔１２６ａ、１２８ａに挿通される。支持孔１２６ａ、１２８ａによって、加熱源１６０が支持される。ただし、支持孔１２６ａ、１２８ａは必須の構成ではない。加熱源１６０は、他の手段によって加熱室１２０内に取り付けられてもよい。

加熱源１６０は、例えば、電気ヒータ、ガス燃焼バーナや、ラジアントチューブバーナ、および、特開２０１７－０５８１２４号公報に記載された密閉式ガスヒータ（密閉式燃焼器）などである。本実施形態では、加熱源１６０として密閉式燃焼器が適用される例について説明する。加熱源１６０の内部では、燃料ガスが燃焼する。燃料ガスの燃焼に伴い、加熱源１６０の輻射面が加熱される。加熱源１６０の輻射面は、搬送帯１４２（ワークＷ）に面する。加熱源１６０の輻射面が加熱されると、輻射面からワークＷに輻射熱が伝熱される。これにより、ワークＷが熱処理される。

図３は、右外壁１２８の一部を拡大した部分拡大図である。図３に示すように、右外壁１２８（熱処理容器１１０）には、窪み部１７０と、開口１７２とが形成される。窪み部１７０は、熱処理容器１１０の外部空間Ａから内部空間Ｓに向かって窪んでいる。開口１７２は、窪み部１７０の底部に形成され、熱処理容器１１０の内部空間Ｓ（加熱室１２０）と、熱処理容器１１０の外部空間Ａとを連通させる。

窪み部１７０には、開閉部材１８０が配される。開閉部材１８０は、開口１７２を開閉可能に構成される。図３では、開閉部材１８０が開口１７２を閉じる閉位置に位置する状態（以下、単に閉状態という）を示している。開閉部材１８０は、蓋部材１８２と、転動部材１８４と、シール部材１８６と、規制部材１８８とを含んで構成される。

蓋部材１８２は、大凡直方体形状であり、開口１７２より大きい平板部１８２ａと、開口１７２より小さい突起部１８２ｂとを有する。平板部１８２ａは、開閉部材１８０が閉状態に位置するとき、開口１７２を被覆する。突起部１８２ｂは、開閉部材１８０が閉状態に位置するとき、少なくとも一部が開口１７２内に配される。

転動部材１８４は、大凡球形状であり、平板部１８２ａのうち、鉛直上側の位置と鉛直下側の位置に配される。本実施形態では、転動部材１８４は、平板部１８２ａのうち、鉛直上側の位置に２つ配され、鉛直下側の位置に２つ配される（図４参照）。転動部材１８４は、平板部１８２ａに相対回転自在に支持される。

転動部材１８４は、窪み部１７０の内周面と当接し、窪み部１７０の内周面上を水平方向（図３中、左右方向）に転動（移動）可能に構成される。これにより、蓋部材１８２（開閉部材１８０）は、窪み部１７０の内周面上を水平方向に移動することができる。

シール部材１８６は、大凡円環形状であり、右外壁１２８（熱処理容器１１０）と蓋部材１８２（開閉部材１８０）との間に配される。本実施形態において、シール部材１８６は、開口１７２内に配され、右外壁１２８と突起部１８２ｂとの間に配される。ただし、シール部材１８６は、開口１７２外に配されてもよく、右外壁１２８と平板部１８２ａとの間に配されてもよい。

シール部材１８６は、中空形状を有し、開口１７２の周方向に無端状（図４参照）に延在している。シール部材１８６は、周方向の全周において、右外壁１２８（熱処理容器１１０）および突起部１８２ｂ（開閉部材１８０）と接触している。

シール部材１８６は、右外壁１２８（熱処理容器１１０）と突起部１８２ｂ（開閉部材１８０）との間の空間をシールする。これにより、シール部材１８６は、開口１７２をシールする。シール部材１８６は、開口１７２を介して内部空間Ｓから外部空間Ａに気体、液体、異物等が流出することを抑制する。また、シール部材１８６は、開口１７２を介して外部空間Ａから内部空間Ｓに気体、液体、異物等が侵入することを抑制する。

規制部材１８８は、大凡平板形状であり、突起部１８２ｂのうち平板部１８２ａから最も離隔する位置に取り付けられる。規制部材１８８と平板部１８２ａとの間には、シール部材１８６が配される。規制部材１８８は、シール部材１８６が図３中、左右方向に移動することを規制する。シール部材１８６は、規制部材１８８により、内部空間Ｓに脱落することが抑制される。

本実施形態では、シール部材１８６は、金属材やカーボン材などよりも耐熱性の低い樹脂材（例えば、ゴム材、エラストマー材、シリコーン材等）で構成される。ここで、シール部材１８６が金属材やカーボン材などで構成される場合、開閉部材１８０が閉状態に位置した際に、シール部材１８６は、右外壁１２８および突起部１８２ｂにより押圧され、塑性変形される。シール部材１８６が塑性変形すると、開閉部材１８０が開口１７２を開く開位置に位置する状態（以下、単に開状態という）から再び閉状態となる位置に移動した際に、シール部材１８６のシール性が損なわれてしまう。

シール部材１８６の塑性変形を抑制するため、シール部材１８６は、金属材やカーボン材より弾性率が低い部材（ここでは、樹脂材）で構成される。しかし、シール部材１８６を樹脂材で構成すると、耐熱性が十分ではないため、ワークＷの熱処理時に熱変形（熱劣化）するおそれがある。シール部材１８６が熱変形すると、シール部材１８６のシール性が損なわれる。

そこで、本実施形態の加熱炉１００は、樹脂材で構成された中空状のシール部材１８６と連通し、シール部材１８６の内部に冷媒Ｃを供給する冷媒供給部材１９０を備える。冷媒供給部材１９０は、冷媒供給管１９２と、冷媒供給側連結部材１９４と、シール側連結部材１９６とを含んで構成される。

冷媒供給管１９２は、中空形状を有し、不図示の冷媒供給源に接続される。冷媒供給源は、冷媒Ｃ（例えば、空気、アルゴン、窒素などの気体）を冷媒供給管１９２の内部に供給する。冷媒供給管１９２は、樹脂材（例えば、ゴム材、エラストマー材、シリコーン材等）で構成され、冷媒供給源から供給された冷媒Ｃを流通させる。

冷媒供給側連結部材１９４は、中空形状を有し、冷媒供給管１９２の冷媒供給源が接続される端部とは反対側の端部に取り付けられる。冷媒供給側連結部材１９４は、冷媒供給管１９２と連通する。冷媒供給側連結部材１９４は、シール側連結部材１９６と着脱可能に構成される。冷媒供給側連結部材１９４は、シール側連結部材１９６に装着されたとき、シール側連結部材１９６と連通する。本実施形態では、冷媒供給側連結部材１９４は、冷媒供給管１９２より剛性の高い金属材で構成される。ただし、これに限定されず、冷媒供給側連結部材１９４は、冷媒供給管１９２より剛性の高い樹脂材で構成されてもよい。

シール側連結部材１９６は、中空形状を有し、平板部１８２ａ（開閉部材１８０）に形成された貫通孔１８２ｃに配される。ここで、貫通孔１８２ｃは、平板部１８２ａ（開閉部材１８０）のうち、シール部材１８６と対向する対向部位の一部に形成される。貫通孔１８２ｃは、平板部１８２ａ（開閉部材１８０）を、図３中、左右方向に貫通する。シール側連結部材１９６は、貫通孔１８２ｃ内で保持される。シール側連結部材１９６は、シール部材１８６に接続され、シール部材１８６と連通する。本実施形態では、シール側連結部材１９６は、シール部材１８６より剛性の高い金属材で構成される。ただし、これに限定されず、シール側連結部材１９６は、シール部材１８６より剛性の高い樹脂材で構成されてもよい。

シール側連結部材１９６は、貫通孔１８２ｃに保持された状態で、冷媒供給側連結部材１９４が挿入されることで、冷媒供給側連結部材１９４と連結（連通）する。シール側連結部材１９６は、貫通孔１８２ｃに保持された状態で、冷媒供給側連結部材１９４が抜去されることで、冷媒供給側連結部材１９４との連結（連通）を解除する。

シール側連結部材１９６および冷媒供給側連結部材１９４が連結されると、冷媒Ｃは、冷媒供給管１９２、冷媒供給側連結部材１９４およびシール側連結部材１９６を介して、シール部材１８６内に供給（導入）される。このとき、不図示の冷媒供給源は、シール部材１８６が開口１７２をシールするのに必要な圧力、および、冷媒Ｃがシール部材１８６の内部を流通するのに必要な圧力に達するまで冷媒Ｃを加圧する。シール部材１８６には、不図示の冷媒供給源により加圧された冷媒Ｃが供給される。

冷媒Ｃが加圧および供給されることで、シール部材１８６は、右外壁１２８および突起部１８２ｂに向かって拡張（膨張）し、右外壁１２８および突起部１８２ｂと当接することで開口１７２をシールする。シール部材１８６が拡張して開口１７２をシールするために、加熱炉１００は、蓋部材１８２を押圧する押圧部材（例えば、ボルトなど）が不要になる。

また、冷媒Ｃは、シール部材１８６内を流通する過程で、シール部材１８６を冷却する。したがって、冷媒Ｃは、ワークＷの熱処理時に生じるシール部材１８６の熱変形（熱劣化）を抑制することができる。その結果、冷媒Ｃは、シール部材１８６のシール性が損なわれることを抑制することができる。

また、シール部材１８６は、シール側連結部材１９６および冷媒供給側連結部材１９４を介して、冷媒供給管１９２と連通している。シール側連結部材１９６と冷媒供給側連結部材１９４が密閉的に連結することで、シール部材１８６と冷媒供給部材１９０との接続を強固にすることができる。また、シール側連結部材１９６と冷媒供給側連結部材１９４が着脱可能に構成されることで、シール側連結部材１９６と冷媒供給側連結部材１９４との連結（接続）を解除することができる。

図４は、図３に示す右外壁１２８のＩＶ矢視図である。図４に示すように、シール部材１８６には、冷媒供給部材１９０および冷媒排出部材１９８が取り付けられる。冷媒排出部材１９８は、シール部材１８６の内部を通過した冷媒Ｃを外部空間Ａに排出する。冷媒排出部材１９８は、冷媒供給部材１９０と大凡等しい構成であるため、説明を省略する。

本実施形態では、冷媒Ｃは、空気であり、冷媒排出部材１９８は、冷媒Ｃを大気（外部空間Ａ）に放出する。冷媒排出部材１９８のうち、シール部材１８６と接続する端部と反対側の端部は、不図示の冷媒供給源や冷媒供給部材１９０に接続されずに、外部空間Ａに開放される。つまり、本実施形態では、不図示の冷媒供給源は、外部空間Ａから常時新しい空気（冷媒Ｃ）を吸入し、冷媒排出部材１９８は、外部空間Ａにシール部材１８６を通った空気（冷媒Ｃ）を常時排出する。

冷媒Ｃは、冷媒供給部材１９０からシール部材１８６内に供給されると、冷媒供給部材１９０とシール部材１８６との接続部（連通位置）から離隔する方向（図４中、破線矢印方向）に沿って移動し、冷媒排出部材１９８から排出される。ここで、熱処理容器１１０は、ワークＷの熱処理時に、鉛直上方ほど温度が高くなる。それに伴い、シール部材１８６（開閉部材１８０）は、ワークＷの熱処理時に、鉛直上方ほど温度が高くなる。

したがって、冷媒供給部材１９０は、シール部材１８６のうち鉛直上側となる位置に配され、冷媒排出部材１９８は、シール部材１８６のうち鉛直下側となる位置に配される。好ましくは、冷媒供給部材１９０は、シール部材１８６のうち最も鉛直上側となる位置に配され、冷媒排出部材１９８は、シール部材１８６のうち最も鉛直下側となる位置に配される。

これにより、冷媒供給部材１９０は、ワークＷの熱処理時に温度が高くなりやすいシール部材１８６の鉛直上側に冷媒Ｃを供給することができる。ここで、冷媒Ｃは、シール部材１８６の内部を流通する過程で、シール部材１８６と熱交換し、加熱される。つまり、冷媒供給部材１９０は、シール部材１８６の鉛直上側に、加熱前の冷媒Ｃを供給することができる。その結果、冷媒Ｃは、シール部材１８６の鉛直上側を効果的に冷却することができる。

本実施形態では、シール部材１８６には、複数の細孔１８６ａが形成される。複数の細孔１８６ａは、シール部材１８６の周方向に沿って所定間隔（等間隔）で配される。図３に示すように、複数の細孔１８６ａは、突起部１８２ｂ（蓋部材１８２）および右外壁１２８（熱処理容器１１０）と当接する当接部（以下、シール部という）とは異なる位置に形成される。

複数の細孔１８６ａは、シール部に対し、内部空間Ｓと対向する側には形成されず、外部空間Ａと対向する側に形成される。複数の細孔１８６ａが内部空間Ｓと対向する側に形成されると、複数の細孔１８６ａから噴射された冷媒Ｃにより、内部空間Ｓの雰囲気が壊れるおそれがある。したがって、複数の細孔１８６ａは、シール部材１８６のうち、シール部に対し熱処理容器１１０の内部空間Ｓから離隔する側に形成される。本実施形態では、複数の細孔１８６ａは、シール部材１８６のうち、シール部に対し平板部１８２ａと対向する側に形成される。これにより、複数の細孔１８６ａから噴射された冷媒Ｃは、シール部材１８６のシール部により熱処理容器１１０の内部空間Ｓに流入し難くなる。したがって、内部空間Ｓの雰囲気が破壊され難くなる（すなわち、内部空間Ｓの雰囲気が維持される）。

冷媒Ｃは、図４中、破線矢印に沿って移動する際に、複数の細孔１８６ａを通過する。複数の細孔１８６ａは、冷媒Ｃをシール部材１８６の内部から外部に排出する。冷媒Ｃは、複数の細孔１８６ａを介してシール部に対し熱処理容器１１０の内部空間Ｓ（図３参照）から離隔する側に排出される。

本実施形態では、冷媒Ｃは、シール部材１８６から複数の細孔１８６ａを介して平板部１８２ａ（図３参照）に向かって排出される。シール部材１８６から排出された冷媒Ｃは、平板部１８２ａと接触し、平板部１８２ａ（すなわち、蓋部材１８２）を冷却する。

ここで、複数の細孔１８６ａは、シール部と平板部１８２ａとの間に形成される（図３参照）。そのため、平板部１８２ａに接触した冷媒Ｃは、シール部によって内部空間Ｓに流入することが抑制される。

また、平板部１８２ａに接触した冷媒Ｃは、平板部１８２ａと右外壁１２８（窪み部１７０の底部）との間を通過し、外部空間Ａに排出される。したがって、冷媒Ｃは、右外壁１２８（窪み部１７０）と接触した際に、右外壁１２８（窪み部１７０）を冷却する。

このように、冷媒Ｃは、シール部材１８６内を流通する際に、シール部材１８６を冷却する。また、冷媒Ｃは、複数の細孔１８６ａから排出された際に、蓋部材１８２（開閉部材１８０）を冷却する。さらに、冷媒Ｃは、平板部１８２ａと右外壁１２８（窪み部１７０）との間を通過する際に、右外壁１２８（窪み部１７０）を冷却する。

蓋部材１８２（開閉部材１８０）および右外壁１２８（熱処理容器１１０）が冷媒Ｃにより冷却されることで、開閉部材１８０と熱処理容器１１０との間をシールするシール部材１８６に伝わる熱量が小さくなる。その結果、シール部材１８６は、ワークＷの熱処理時に生じる熱変形が抑制される。

つまり、冷媒Ｃは、複数の細孔１８６ａからシール部材１８６外に排出されることで、ワークＷの熱処理時に生じるシール部材１８６の熱変形（熱劣化）を抑制することができる。冷媒Ｃは、シール部材１８６のシール性が損なわれることを抑制することができる。

本実施形態では、複数の細孔１８６ａは、互いに大きさが等しい。ただし、複数の細孔１８６ａは、互いに異なる大きさであってもよい。例えば、熱処理容器１１０は、ワークＷの熱処理時に、鉛直上方ほど温度が高くなる。それに伴い、開閉部材１８０（蓋部材１８２）は、ワークＷの熱処理時に、鉛直上方ほど温度が高くなる。したがって、シール部材１８６に形成される複数の細孔１８６ａの大きさは、熱処理容器１１０（蓋部材１８２）の鉛直上方ほど大きくしてもよい。これにより、シール部材１８６は、熱処理容器１１０の鉛直上方ほど、複数の細孔１８６ａから噴射される冷媒Ｃの噴射量（すなわち、冷却量）を大きくすることができる。その結果、冷媒Ｃは、熱処理容器１１０（蓋部材１８２）のうち温度が高くなりやすい部位を効果的に冷却することができる。また、冷媒Ｃは、シール部材１８６のうち温度が高くなりやすい部位の熱変形を効果的に抑制することができる。

また、冷媒Ｃは、シール部材１８６の内部を流通する過程でシール部材１８６と熱交換するため、冷媒供給部材１９０から離隔するほど温度が高くなる。それに伴い、蓋部材１８２（開閉部材１８０）および右外壁１２８（熱処理容器１１０）は、シール部材１８６のうち冷媒供給部材１９０との接続部（連通位置）から離隔する位置ほど冷媒Ｃによって冷却され難くなる（すなわち、温度が高くなりやすい）。したがって、シール部材１８６に形成される複数の細孔１８６ａの大きさは、シール部材１８６が冷媒供給部材１９０と連通する連通位置から離隔するほど大きくしてもよい。これにより、シール部材１８６は、冷媒供給部材１９０と連通する連通位置から離隔するほど、複数の細孔１８６ａから噴射される冷媒Ｃの噴射量（すなわち、冷却量）を大きくすることができる。その結果、冷媒Ｃは、熱処理容器１１０（蓋部材１８２）のうち温度が高くなりやすい部位を効果的に冷却することができる。また、冷媒Ｃは、シール部材１８６のうち温度が高くなりやすい部位の熱変形を効果的に抑制することができる。

なお、複数の細孔１８６ａの大きさを変更する代わりに、複数の細孔１８６ａの密度を変更してもよい。例えば、複数の細孔１８６ａは、互いに大きさが等しく、熱処理容器１１０（蓋部材１８２）の鉛直上方ほど密度が高くなってもよい。また、複数の細孔１８６ａは、互いに大きさが等しく、シール部材１８６が冷媒供給部材１９０と連通する連通位置から離隔するほど密度が高くなってもよい。

上述したように、冷媒Ｃは、シール部材１８６が複数の細孔１８６ａを有する場合、複数の細孔１８６ａを介してシール部材１８６外に排出される。したがって、シール部材１８６は、複数の細孔１８６ａを有する場合、冷媒排出部材１９８が取り付けられなくてもよい。つまり、冷媒排出部材１９８は、必須の構成ではない。

図５は、開閉部材１８０を閉状態から開状態に移動させる様子を示す図である。ここで、開閉部材１８０は、加熱炉１００の運転時において常に閉状態に位置し、加熱炉１００の運転停止時において閉状態から開状態に移行することができる。

図５に示すように、転動部材１８４は、開閉部材１８０を窪み部１７０内において水平方向（図５中、左右方向）に移動させることができる。これにより、開閉部材１８０は、開口１７２をシールする閉状態から、開口１７２を開放する開状態に移行することができる。

図６は、開口１７２を外部空間Ａに露出させる様子を示す図である。図６に示すように、転動部材１８４は、開閉部材１８０が開状態に位置するとき、開閉部材１８０を窪み部１７０内において水平方向（図６中、前後方向）に移動させることができる。これにより、開閉部材１８０は、開口１７２を被覆する被覆状態から、開口１７２を露出する露出状態に移行することができる。

開口１７２が露出されると、作業者は、熱処理容器１１０内のメンテナンスや清掃を行うことができる。転動部材１８４により開閉部材１８０をスライドさせることで開口１７２を露出させることができるため、作業者は、熱処理容器１１０内のメンテナンスや清掃が容易になる。また、本実施形態では、開口１７２は、開閉部材１８０を窪み部１７０内でスライド（移動）させることで開放（露出）される。そのため、加熱炉１００は、開口１７２を開放(露出)させるのに必要なフットスペースを小さくすることができる。

以上のように、本実施形態では、加熱炉１００は、熱処理容器１１０と、開閉部材１８０とを備える。熱処理容器１１０は、開口１７２を有し、開閉部材１８０は、開口１７２を開閉可能に構成される。開閉部材１８０は、開口１７２をシールする中空状のシール部材１８６を有する。シール部材１８６には、冷媒供給部材１９０が接続され、冷媒供給部材１９０から冷媒Ｃがシール部材１８６の内部に加圧および供給される。

冷媒Ｃは、シール部材１８６の内部を流通する過程で、シール部材１８６を冷却する。したがって、冷媒Ｃは、ワークＷの熱処理時に生じるシール部材１８６の熱変形（熱劣化）を抑制することができる。その結果、冷媒Ｃは、シール部材１８６のシール性が損なわれることを抑制することができる。

また、シール部材１８６は、開口１７２の周方向全周に亘って無端状に形成される。したがって、シール部材１８６は、開口１７２の周方向全周に亘って無端状に形成されない場合よりも、シール性を高めることができる。

シール部材１８６には、複数の細孔１８６ａが形成される。複数の細孔１８６ａは、シール部材１８６の内部を流通する冷媒Ｃを外部に排出させる。これにより、複数の細孔１８６ａは、蓋部材１８２（開閉部材１８０）および右外壁１２８（熱処理容器１１０）を冷却することができる。

その結果、冷媒Ｃは、開閉部材１８０および熱処理容器１１０を介して、間接的にシール部材１８６を冷却することができる。また、冷媒Ｃは、開閉部材１８０および熱処理容器１１０を冷却することで、開閉部材１８０と熱処理容器１１０との間をシールするシール部材１８６に伝わる熱量を小さくすることができる。そのため、ワークＷの熱処理時に生じるシール部材１８６の熱変形（熱劣化）が抑制される。このように、冷媒Ｃは、シール部材１８６のシール性が損なわれることを抑制することができる。

また、複数の細孔１８６ａは、互いに大きさを異ならせることができる。これにより、複数の細孔１８６ａは、熱処理容器１１０の内部空間Ｓの温度分布に応じて、蓋部材１８２（開閉部材１８０）および右外壁１２８（熱処理容器１１０）への冷却量を変更（調整）することができる。その結果、複数の細孔１８６ａは、シール部材１８６の位置に応じて熱変形が生じることを抑制することができる。

（変形例）
図７は、変形例における右外壁１２８の一部を拡大した部分拡大図である。上記実施形態の加熱炉１００と実質的に等しい構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。本変形例の加熱炉２００は、上記実施形態の加熱炉１００と、開閉部材２８０の蓋部材２８２および冷媒供給部材２９０の構成が異なる。

本変形例の蓋部材２８２は、上記実施形態の蓋部材１８２に形成された貫通孔１８２ｃの代わりに、溝（窪み部）２８２ｃを備える。本変形例の冷媒供給部材２９０は、上記実施形態の冷媒供給部材１９０に設けられた冷媒供給側連結部材１９４およびシール側連結部材１９６を備えずに、冷媒供給管１９２のみを備える。

図７に示すように、溝２８２ｃは、蓋部材２８２の平板部１８２ａが右外壁１２８（熱処理容器１１０）と対向する対向面に形成される。溝２８２ｃは、平板部１８２ａの外周端からシール部材１８６と対向する位置まで延在する。

冷媒供給部材２９０は、一端が不図示の冷媒供給源に接続され、他端がシール部材１８６に接続される冷媒供給管１９２を備える。冷媒供給管１９２は、シール部材１８６と連通している。冷媒供給管１９２は、少なくとも一部が溝２８２ｃに沿って配される。

冷媒供給管１９２は、開閉部材２８０が閉状態に位置するとき、右外壁１２８（窪み部１７０）と平板部１８２ａとの間に配される。冷媒供給管１９２は、平板部１８２ａに溝２８２ｃが形成されることで、右外壁１２８と平板部１８２ａとの間で圧迫されることなく、溝２８２ｃ内に少なくとも一部が収容される。

したがって、冷媒供給管１９２は、開閉部材２８０が閉状態に位置するときでも、冷媒Ｃをシール部材１８６内にスムーズに供給することができる。冷媒供給管１９２は、シール部材１８６に冷媒Ｃを供給することで、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

本変形例では、溝２８２ｃは、平板部１８２ａに形成される例について説明した。しかし、これに限定されず、溝２８２ｃは、右外壁１２８が平板部１８２ａと対向する対向面に形成されてもよい。また、溝２８２ｃは、右外壁１２８および平板部１８２ａが互いに対向する２つの対向面の双方に形成されてもよい。すなわち、溝２８２ｃは、右外壁１２８（熱処理容器１１０）および平板部１８２ａ（開閉部材２８０）が互いに対向する２つの対向面のうち少なくとも一方に形成されればよい。

規制部材１８８は、蓋部材２８２の突起部１８２ｂに対し着脱可能に構成される。規制部材１８８は、例えば、加熱炉２００の運転停止時において、突起部１８２ｂから取り外される。規制部材１８８を取り外すことで、作業者は、シール部材１８６を新しいシール部材１８６に交換することができる。

このとき、シール部材１８６に接続された冷媒供給部材２９０（冷媒供給管１９２）は、上記実施形態のように蓋部材１８２の貫通孔１８２ｃに挿通されておらず、溝２８２ｃに沿って配された状態にある。したがって、作業者は、シール部材１８６を交換する際に、規制部材１８８を取り外し、シール部材１８６および冷媒供給管１９２を図７中、左方向に移動させることで、開閉部材２８０からシール部材１８６および冷媒供給管１９２を容易に取り外すことができる。また、シール部材１８６および冷媒供給管１９２の取り外しと逆の手順を行うことで、作業者は、開閉部材２８０にシール部材１８６および冷媒供給管１９２を容易に装着させることができる。

このように、本変形例によれば、上記実施形態よりもシール部材１８６および冷媒供給部材２９０の着脱を容易にすることができ、メンテナンス性を向上させることができる。

以上、添付図面を参照しながら本開示の一実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

上記実施形態および変形例では、加熱炉１００、２００の右外壁１２８に開口１７２を設ける例について説明した。しかし、これに限定されず、開口１７２は、加熱炉１００、２００の上外壁１２２、下外壁１２４、左外壁１２６、右外壁１２８のうち少なくとも１つに設けられてもよい。ただし、開口１７２は、加熱炉１００、２００の側壁（左外壁１２６、右外壁１２８）に設けられる方が、加熱炉１００、２００のメンテナンス性および清掃性を向上させることができるため好ましい。

上記実施形態および変形例では、シール部材１８６に１つの冷媒供給部材１９０、２９０および１つの冷媒排出部材１９８が接続される例について説明した。しかし、これに限定されず、シール部材１８６には、複数の冷媒供給部材１９０、２９０および複数の冷媒排出部材１９８が接続されてもよい。

上記実施形態および変形例では、シール部材１８６に複数の細孔１８６ａが形成される例について説明した。しかし、これに限定されず、シール部材１８６に形成される細孔１８６ａは、１つ（単数）であってもよい。また、細孔１８６ａは、必須の構成ではない。したがって、シール部材１８６には、細孔１８６ａが形成されなくてもよい。その場合、シール部材１８６には、冷媒排出部材１９８が接続され、シール部材１８６の内部を流通する冷媒Ｃは、冷媒排出部材１９８から排出される。

上記実施形態および変形例では、複数の細孔１８６ａがシール部材１８６の周方向に所定間隔（等間隔）で配される例について説明した。しかし、これに限定されず、複数の細孔１８６ａは、不等間隔で配されてもよい。

上記実施形態および変形例では、複数の細孔１８６ａは、シール部に対し、熱処理容器１１０の内部空間Ｓから離隔する側に形成される例について説明した。しかし、これに限定されず、細孔１８６ａは、シール部に対し、熱処理容器１１０の内部空間Ｓに近接する側に形成されてもよい。

本開示は、加熱炉に利用することができる。

１００加熱炉
１１０熱処理容器
１７２開口
１８０開閉部材
１８２ｃ貫通孔
１８６シール部材
１８６ａ細孔
１９０冷媒供給部材
１９４冷媒供給側連結部材
１９６シール側連結部材
２００加熱炉
２８０開閉部材
２８２ｃ溝（窪み部）
２９０冷媒供給部材
Ｃ冷媒
Ｓ内部空間

Claims

開口を有する熱処理容器と、
前記開口を開閉可能な開閉部材と、
前記熱処理容器と前記開閉部材との間に配され、前記開口の周方向に無端状に延在する中空形状のシール部材と、
前記シール部材と連通し、前記シール部材の内部に冷媒を供給する冷媒供給部材と、
前記熱処理容器および前記開閉部材が互いに対向する２つの対向面のうち少なくとも一方に形成された窪み部と、
を備え、
前記冷媒供給部材は、前記窪み部に沿って配される加熱炉。
前記シール部材に形成された複数の細孔を有する請求項１に記載の加熱炉。
前記複数の細孔は、前記シール部材のうち、前記熱処理容器の内部空間から離隔する側に形成される請求項２に記載の加熱炉。
前記複数の細孔の大きさは、前記熱処理容器の鉛直上方ほど大きくなる請求項２または３に記載の加熱炉。
前記複数の細孔の大きさは、前記シール部材のうち、前記冷媒供給部材と連通する連通位置から離隔するほど大きくなる請求項２～４のいずれか１項に記載の加熱炉。