特許 5779087 真空熱処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5779087

(24)【登録日】2015年7月17日

(45)【発行日】2015年9月16日

(54)【発明の名称】真空熱処理装置

(51)【国際特許分類】

   F27B 5/05 20060101AFI20150827BHJP

   F27B 5/06 20060101ALI20150827BHJP

   F27D 9/00 20060101ALI20150827BHJP

   C21D 1/767 20060101ALI20150827BHJP

   C21D 1/773 20060101ALI20150827BHJP

【ＦＩ】

   F27B5/05

   F27B5/06

   F27D9/00

   C21D1/767 Z

   C21D1/773 A

   C21D1/773 K

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2011-288539(P2011-288539)

(22)【出願日】2011年12月28日

(65)【公開番号】特開2013-137163(P2013-137163A)

(43)【公開日】2013年7月11日

【審査請求日】2014年6月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(73)【特許権者】

【識別番号】000198329

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ機械システム

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】特許業務法人青海特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】勝俣 和彦

(72)【発明者】

【氏名】木屋 登

(72)【発明者】

【氏名】永井 規輝

(72)【発明者】

【氏名】平本 昇

【審査官】 蛭田 敦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２３１９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−８４９９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−１００９２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−１３５５１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２７Ｄ ７／００−１５／０２

Ｆ２７Ｂ ５／００−７／４２

Ｆ２７Ｂ ９／００−９／４０

Ｃ２１Ｄ １／７６７

Ｃ２１Ｄ １／７７３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

真空状態に減圧可能な真空炉と、
前記真空炉内に設けられ、被処理物が収容されるとともに、少なくとも２つの開口を有する断熱容器と、
前記断熱容器内に設けられ、被処理物を加熱する加熱部と、
前記被処理物を加熱している間、少なくとも前記断熱容器の開口を閉鎖した状態にする蓋部と、
冷却媒体を冷却して送出し、送出した該冷却媒体を回収する冷却装置と、
前記断熱容器の開口が開放された状態にあるとき、前記冷却装置によって送出された冷却媒体を、前記断熱容器の一方の開口を通じて該断熱容器内に誘導する誘導板と、
前記断熱容器の開口が開放された状態であるとき、前記蓋部の移動空間に前記誘導板を挿入させるとともに、該断熱容器の開口を閉鎖すべく該蓋部を移動させる前に該蓋部の移動空間から該誘導板を退避させるように該誘導板を移動する移動機構と、
を備えたことを特徴とする真空熱処理装置。

【請求項2】

前記移動機構は、前記誘導板を回転させることで、該誘導板を前記移動空間に挿入させ、また、該移動空間から退避させることを特徴とする請求項１に記載の真空熱処理装置。

【請求項3】

前記誘導板は、
前記蓋部の移動空間に挿入されたとき、前記断熱容器の開口が形成される面に平行な方向に流動する冷却媒体を衝突させて前記断熱容器内に案内する第１案内部と、
前記第１案内部に冷却媒体を導く第２案内部と、
を有することを特徴とする請求項１または２に記載の真空熱処理装置。

【請求項4】

前記冷却装置から送出された前記冷却媒体の流動方向における、前記開口よりも上流側に設けられ、前記開口が形成される面に平行な方向への冷却媒体の直接的な流動を遮蔽する整流板をさらに備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の真空熱処理装置。

【請求項5】

前記整流板は、前記冷却媒体の流動方向の上流側に臨む面の中央部に突端を有し、
前記整流板における、前記冷却媒体の流動方向と直交する方向の断面積は、前記突端から、前記冷却媒体の流動方向の上流から下流に向かうにしたがって漸増することを特徴とする請求項４に記載の真空熱処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、真空状態で被処理物を加熱する真空熱処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

鋼の硬度を向上させるために、鋼を所定温度まで加熱して、その後冷却する所謂焼き入れ処理が一般的に行われている。具体的に説明すると、まず、１気圧で９１１℃〜１３９２℃の間の温度まで加熱することで鋼をオーステナイトに変化させる。続いてオーステナイトを急冷してマルテンサイトに変化させる。こうして鋼の硬度を向上させる。

【0003】

焼き入れ等の熱処理を行う際には真空熱処理装置が利用される。真空熱処理装置は、被処理物が配置される断熱容器を内部に備えた真空炉を含む２重構造となっている。真空熱処理装置を利用して熱処理を行う場合、まず、真空炉および断熱容器を開けて当該断熱容器に被処理物を配置し、続いて真空炉を閉じて内部を真空状態にする。真空状態に到達したら、断熱容器を閉じて被処理物を加熱する。そして、所定時間が経過した後、断熱容器を開けるとともに、真空炉の炉内および断熱容器内に冷却媒体を導入し、断熱容器に配置された被処理物を冷却する。

【0004】

上述したように真空熱処理装置で被処理物を冷却する場合、冷却媒体を断熱容器内に導入するが、このとき冷却媒体が断熱容器内に満遍なく行き渡らなければ被処理物の冷却が均一に行われなくなってしまう。例えば、被処理物として鋼の熱処理を行う場合、焼き入れに差がでてしまい、鋼の硬度が不均一となってしまう。また、被処理物としてステンレス鋼の熱処理を行う場合、鋭敏化が生じてしまう。

【0005】

そこで、被処理物を冷却するために、真空炉内に窒素ガスを導入し、ファンによってこの窒素ガスを断熱容器内に循環させるとともに、断熱容器から排出された窒素ガスを冷却して断熱容器内に再度導入する真空熱処理装置が開示されている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載された真空熱処理装置では、断熱容器に窒素ガスを効率よく導くように、真空炉の内壁に風向ガイド羽根が固定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平５−２３０５２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載された断熱容器には、鉛直上下の面に窒素ガスを循環させるための開口が形成されており、また、この開口に対してスライドすることで、開口を開放したり閉鎖したりするスライド扉が設けられている。風向ガイド羽根の位置は、断熱容器の開口に近ければ近いほど窒素ガスを満遍なく断熱容器内に導くことができるが、単に断熱容器の開口に近づけると、スライド扉を移動する際にスライド扉と干渉してしまう。したがって、スライド扉の移動空間を避けた位置といった断熱容器の開口から離隔した位置に風向ガイド羽根を固定しなければならない。したがって、特許文献１の技術では、窒素ガスを満遍なく断熱容器内に導くことが困難であった。

【0008】

また、スライド扉の移動空間とは別に、風向ガイド羽根を設置するためのスペースが必要となり、真空熱処理装置自体が大がかりなものとなってしまっていた。

【0009】

そこで本発明は、このような課題に鑑み、簡易な構成で、断熱容器に冷却媒体を満遍なく導入させるとともに、真空炉内の空間を有効活用することで装置自体の小型化を図ることが可能な真空熱処理装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明の真空熱処理装置は、真空状態に減圧可能な真空炉と、真空炉内に設けられ、被処理物が収容されるとともに、少なくとも２つの開口を有する断熱容器と、断熱容器内に設けられ、被処理物を加熱する加熱部と、被処理物を加熱している間、少なくとも断熱容器の開口を閉鎖した状態にする蓋部と、冷却媒体を冷却して送出し、送出した冷却媒体を回収する冷却装置と、断熱容器の開口が開放された状態にあるとき、冷却装置によって送出された冷却媒体を、断熱容器の一方の開口を通じて断熱容器内に誘導する誘導板と、断熱容器の開口が開放された状態であるとき、蓋部の移動空間に誘導板を挿入させるとともに、断熱容器の開口を閉鎖すべく蓋部を移動させる前に蓋部の移動空間から誘導板を退避させるように誘導板を移動する移動機構と、を備えたことを特徴とする。

【0011】

上記移動機構は、断熱容器の開口が互いに対向する方向と平行な軸を回転軸として誘導板を回転させることで、誘導板を移動空間に挿入させ、また、移動空間から退避させてもよい。

【0012】

上記誘導板は、蓋部の移動空間に挿入されたとき、断熱容器の開口が形成される面に平行な方向に流動する冷却媒体を衝突させて断熱容器内に案内する第１案内部と、第１案内部に冷却媒体を導く第２案内部と、を有してもよい。

【0013】

上記冷却装置から送出された冷却媒体の流動方向における、開口よりも上流側に設けられ、開口が形成される面に平行な方向への冷却媒体の直接的な流動を遮蔽する整流板をさらに備えてもよい。

【0014】

上記整流板は、冷却媒体の流動方向の上流側に臨む面の中央部に突端を有し、整流板における、冷却媒体の流動方向と直交する方向の断面積は、突端から、冷却媒体の流動方向の上流から下流に向かうにしたがって漸増してもよい。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、簡易な構成で、断熱容器に冷却媒体を満遍なく導入させるとともに、真空炉内の空間を有効活用することで装置自体の小型化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第１の実施形態にかかる真空熱処理装置を説明するための説明図である。

【図2】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図3】搬入処理、減圧処理、および不活性ガス充填処理が遂行されているときの真空熱処理装置の上面図である。

【図4】冷却処理が遂行されるときの真空熱処理装置を説明するための説明図である。

【図5】冷却処理が遂行されるときの真空熱処理装置の上面図である。

【図6】誘導板の形状を説明するための説明図である。

【図7】第１の循環方向における冷却媒体の流れを説明するための説明図である。

【図8】第２の実施形態にかかる真空熱処理装置を説明するための説明図である。

【図9】真空熱処理装置の上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の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、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、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し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0018】

（第１の実施形態：真空熱処理装置１００）
図１は、第１の実施形態にかかる真空熱処理装置１００を説明するための説明図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【0019】

図１、図２に示すように、真空熱処理装置１００は、単室で被処理物Ｗに対して加熱処理および冷却処理を行う、所謂、単室型真空熱処理装置である。真空熱処理装置１００は、真空炉１１０と、断熱容器１２０と、蓋部１３０と、加熱部１４０と、冷却装置１５０と、誘導板１６０と、移動機構１７０とを含んで構成される。

【0020】

真空炉１１０は、真空炉１１０内の圧力状態が変化した場合であっても、その圧力に耐えられるように略円筒形状に形成されている。本実施形態において真空炉１１０は、その円筒の中心軸が水平方向（図１、図２中Ｘ軸方向）と重なるように、支柱１１０ａによって固定、支持される。また、真空炉１１０には扉１１２が設けられており、扉１１２が閉鎖された状態であるときに真空炉１１０内は密閉空間となる。さらに、真空炉１１０には、不図示の真空ポンプが接続されており、扉１１２が閉鎖された状態で、真空ポンプによって真空炉１１０内が真空状態に減圧される。

【0021】

また、真空炉１１０には、不図示の不活性ガス供給装置が接続されており、この不活性ガス供給装置が、被処理物Ｗの酸化や着色を防止するために真空炉１１０内に不活性ガスを供給する。不活性ガス供給装置が供給する不活性ガスは、被処理物Ｗを冷却するための冷却媒体として利用される。具体的に説明すると、不活性ガス供給装置は、不活性ガスを真空炉１１０内に圧送する圧送手段と、真空炉１１０内の圧力を計測する計測手段とを備えている。不活性ガスとしては、例えば、窒素（Ｎ_２）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス等、または、これらの混合ガスが挙げられる。

【0022】

さらに、真空炉１１０には、真空炉１１０を区画するバッフル板１１４、１１６が設けられている。バッフル板１１４は、図１中ＹＺ平面上にあり、真空炉１１０の内周と断熱容器１２０の外周との間を閉塞する板である。バッフル板１１４を設けることにより、後述する冷却装置１５０によって送出された冷却媒体が、断熱容器１２０と扉１１２との間に形成された空間ＤＳに回り込んでしまい、断熱容器１２０内に導入されることなく（被処理物Ｗを冷却することなく）冷却装置１５０に回収されることを防止する。バッフル板１１６は、図２中、ＸＹ平面上にあり、真空炉１１０の内周と断熱容器１２０の外周との間を閉塞する板である。バッフル板１１６を設けることにより、冷却装置１５０によって送出された冷却媒体が、断熱容器１２０内に導入されることなく断熱容器１２０の側方を伝って冷却装置１５０に回収されることを防止する。

【0023】

断熱容器１２０は、被処理物Ｗが収容される容器であり、真空炉１１０内に設けられ、グラファイトウールや、セラミックウール等のウール系の断熱材で構成される。断熱容器１２０において、被処理物Ｗに対し加熱処理および冷却処理が遂行される。また、図２に示すように、断熱容器１２０の内部には、被処理物Ｗを載置するための載置台１２２が設けられており、この載置台１２２には、被処理物Ｗの融着を防止するためのセラミック棒材１２４が配置されている。なお、載置台１２２は、鉛直方向（図１、図２中Ｚ軸方向）に気体（冷却媒体）が通過可能な構造（例えば、格子構造）となっている。

【0024】

また、断熱容器１２０は、対向する２面（ここでは、鉛直方向（図１、図２中Ｚ軸方向）に対向する２面、すなわち、天面と底面）それぞれに開口１２６（図１、図２中、１２６ａ、１２６ｂで示す）を有している。詳細は後述するが、この開口１２６から断熱容器１２０内に冷却媒体が導入されることで、断熱容器１２０に収容された被処理物Ｗに対して冷却処理が施される。

【0025】

さらに、図１に示すように、断熱容器１２０には、着脱自在な側壁１２８が設けられている。この側壁１２８は、真空炉１１０の扉１１２に接続されており、扉１１２を開放することによって、扉１１２とともに側壁１２８が外れ、断熱容器１２０内に被処理物Ｗを搬入したり、断熱容器１２０内から被処理物Ｗを搬出したりすることができる。

【0026】

蓋部１３０（図１、図２中、１３０ａ、１３０ｂで示す）は、シリンダ機構１３２によって鉛直方向に移動して、断熱容器１２０に設けられた開口１２６を開放したり閉鎖したりする。

【0027】

加熱部１４０は、被処理物Ｗを囲繞する格子形状の部材であり、断熱容器１２０内に設けられる。加熱部１４０は、蓋部１３０が開口１２６を閉鎖している間、断熱容器１２０内を例えば、１０００℃以上に加熱することで、被処理物Ｗに対して加熱処理を施す。

【0028】

冷却装置１５０は、不活性ガス供給装置によって真空炉１１０内に供給された冷却媒体を冷却する機能と、当該冷却媒体を送出したり、回収したりする機能を有する。ここで冷却媒体は、例えば、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等、または、これらの混合ガスが挙げられる。具体的に説明すると、図１に示すように、本実施形態において冷却装置１５０は、送風機１５２と、熱交換器１５４と、切換板１５６とを含んで構成される。

【0029】

送風機１５２は、真空炉１１０内の冷却媒体を循環させるファン１５２ａと、ファン１５２ａを駆動させるファンモータ１５２ｂとを含んで構成される。送風機１５２は、図１中Ｘ軸に平行な軸を回転軸として、ファン１５２ａを回転させる。熱交換器１５４は、複数のフィンチューブを含んで構成され、ファン１５２ａの鉛直上下方向に設けられている。熱交換器１５４を構成する複数のフィンチューブの間を冷却媒体が通過することによって、被処理物Ｗの冷却に伴って加温された冷却媒体が再度冷却される。

【0030】

切換板１５６（図１中、１５６ａ、１５６ｂで示す）は、シリンダ機構１５８（図１中、１５８ａ、１５８ｂで示す）によって駆動され、冷却媒体の循環方向を変化させる。例えば、図１に示すように、シリンダ機構１５８ａにおいてシリンダロッドが伸長しているとき、切換板１５６ａが回動して通路１１４ａを開放し、シリンダ機構１５８ｂにおいてシリンダロッドが収縮しているとき切換板１５６ｂが回動して通路１１４ｂを閉鎖する。そうすると、送風機１５２から送出された冷却媒体は、熱交換器１５４で冷却された後、通路１１４ａを通じて、断熱容器１２０の鉛直上方に導かれる。そして、断熱容器１２０の鉛直上方に導かれた冷却媒体は、後述する誘導板１６０によって断熱容器１２０内に誘導される。断熱容器１２０内において被処理物Ｗを冷却することで加温された冷却媒体は、開口１２６ｂを通じて断熱容器１２０から排出され送風機１５２に導かれる。つまり、開口１２６ａが断熱容器１２０内への冷却媒体の流入口となり、開口１２６ｂが排出口となる。以下、開口１２６ａが流入口となり、開口１２６ｂが排出口となる冷却媒体の流れを第１の循環方向と称することとする。

【0031】

一方、シリンダ機構１５８ａにおいてシリンダロッドが収縮しているとき、切換板１５６ａが回動して通路１１４ａを閉鎖し、シリンダ機構１５８ｂにおいてシリンダロッドが伸長しているとき、切換板１５６ｂが回動して通路１１４ｂを開放する。そうすると、送風機１５２から送出された冷却媒体は、熱交換器１５４で冷却された後、通路１１４ｂを通じて、断熱容器１２０の鉛直下方に導かれる。そして、断熱容器１２０の鉛直下方に導かれた冷却媒体は、誘導板１６０によって断熱容器１２０内に誘導される。断熱容器１２０内おいて被処理物Ｗを冷却することで加温された冷却媒体は、開口１２６ａを通じて断熱容器１２０から排出され送風機１５２に導かれる。つまり、開口１２６ｂが断熱容器１２０内への冷却媒体の流入口となり、開口１２６ａが排出口となる。以下、開口１２６ｂが流入口となり、開口１２６ａが排出口となる冷却媒体の流れを第２の循環方向と称することとする。

【0032】

このようにして、冷却装置１５０は、蓋部１３０が開口１２６を開放しているときに、送風機１５２と熱交換器１５４とを駆動させ、真空炉１１０内の冷却媒体を循環させて、被処理物Ｗに対して冷却処理を遂行する。

【0033】

誘導板１６０（図１中、１６０ａ〜１６０ｄで示す）は、断熱容器１２０の開口１２６ａ、１２６ｂが開放された状態にあるとき、冷却装置１５０によって送出された冷却媒体を断熱容器１２０内に誘導する機能を有する。本実施形態において、誘導板１６０ａ、１６０ｂは、第１の循環方向において、開口１２６ａよりも上流側に設けられ、誘導板１６０ｃ、１６０ｄは、第２の循環方向において、開口１２６ｂよりも上流側に設けられる。誘導板１６０による冷却媒体の断熱容器１２０内への誘導態様については、後で詳述する。

【0034】

移動機構１７０は、開口１２６が開放された状態であるとき、蓋部１３０が鉛直上下方向に移動したときの軌跡に相当する蓋部１３０の移動空間１３４に誘導板１６０を挿入させるとともに、断熱容器１２０の開口１２６を閉鎖すべく蓋部１３０を移動させる前に蓋部１３０の移動空間１３４から誘導板１６０を退避させるように誘導板１６０を移動する。なお、移動機構１７０は、ユーザが手動で動かしてもよいし、モータやソレノイド等からなるアクチュエータで構成してもよい。移動機構１７０による誘導板１６０の移動態様については、後で詳述する。

【0035】

続いて、本実施形態にかかる真空熱処理装置１００を用いた被処理物Ｗの処理の流れについて説明する。

【0036】

（搬入処理）
まず、真空炉１１０の扉１１２、断熱容器１２０の側壁１２８、開口１２６を開放し、断熱容器１２０内に被処理物Ｗを搬入する。そして、真空炉１１０の扉１１２および断熱容器１２０の側壁１２８を閉鎖する。

【0037】

（減圧処理および不活性ガス充填処理）
続いて、不図示の真空ポンプによって真空炉１１０内を減圧して真空状態にする。ここで、断熱容器１２０の開口１２６は開放された状態であるため、断熱容器１２０内も真空状態となる。そして、不図示の不活性ガス供給装置によって、真空炉１１０内が所定の圧力になるように、真空炉１１０内に不活性ガスが供給される。

【0038】

図３は、搬入処理、減圧処理、および不活性ガス充填処理が遂行されているときの真空熱処理装置１００の上面図である。なお、説明の便宜上、図３中、真空炉１１０の天面、および蓋部１３０ａを省略する。図３に示すように、搬入処理、減圧処理、および不活性ガス充填処理が遂行されている間、移動機構１７０は、蓋部１３０ａの移動空間１３４から誘導板１６０ａ、１６０ｂを退避させるとともに、蓋部１３０ｂの移動空間１３４から誘導板１６０ｃ、１６０ｄを退避させている。このように、後述する加熱処理に伴う蓋部１３０の移動前や冷却処理に伴う蓋部１３０の移動前に、蓋部１３０の移動空間１３４から誘導板１６０を退避させることで、蓋部１３０の移動時に、蓋部１３０と誘導板１６０とが衝突してしまう事態を回避することができる。

【0039】

（加熱処理）
真空炉１１０内が不活性ガスで満たされると、シリンダ機構１３２は、蓋部１３０ａを鉛直下方向に移動して開口１２６ａを閉鎖し、蓋部１３０ｂを鉛直上方向に移動して開口１２６ｂを閉鎖する。そして、加熱部１４０は、被処理物Ｗを所定の時間、所定の温度に加熱する。こうして、被処理物Ｗに対して加熱処理が遂行される。

【0040】

（冷却処理）
図４は、冷却処理が遂行されるときの真空熱処理装置１００を説明するための説明図であり、図５は、冷却処理が遂行されるときの真空熱処理装置１００の上面図である。なお、説明の便宜上、図５中、真空炉１１０の天面、および蓋部１３０ａを省略する。

【0041】

加熱処理が完了すると、図４に示すように、まず、シリンダ機構１３２は、蓋部１３０ａを鉛直上方向に移動して開口１２６ａを開放し、蓋部１３０ｂを鉛直下方向に移動して開口１２６ｂを開放する。そうすると、開口１２６を閉鎖していたときに蓋部１３０が占有していた空間（移動空間１３４）が空くことになる。そして、移動機構１７０は、図５における矢印で示すように、鉛直方向（図５中Ｚ軸方向）を軸心とした回転軸で誘導板１６０を回転させることで、誘導板１６０を移動空間１３４に挿入させる。こうして、開口１２６ａの鉛直上方、および開口１２６ｂの鉛直下方に誘導板１６０が位置することになる。そして、冷却装置１５０は、冷却媒体の送出を開始する。

【0042】

図６は、誘導板１６０の形状を説明するための説明図である。図６に示すように、誘導板１６０は、第１案内部１６２ａ、１６２ｂと、第２案内部１６４とを含んで構成される。開口１２６が開放されている状態において、第１案内部１６２ａは、開口１２６が形成される面に平行な方向（図６中、ＸＹ平面の方向）に流動する冷却媒体を衝突させて断熱容器１２０内に案内する。第１案内部１６２ｂは、第１案内部１６２ａに衝突し鉛直上方に上昇した冷却媒体を衝突させて断熱容器１２０内に案内する。第２案内部１６４は、開口１２６の外側に逸れて流動する冷却媒体を衝突させて第１案内部１６２ａに導く。

【0043】

図７は、第１の循環方向における冷却媒体の流れを説明するための説明図である。図７における矢印で示すように、冷却装置１５０から送出された冷却媒体は、鉛直上方に上昇し、真空炉１１０の天面と、開口１２６ａとの間に流入する。ここで、流入した冷却媒体は、図７中右から左に流動するため、誘導板１６０を配置せずに断熱容器１２０内に冷却媒体を導入しようとすると、断熱容器１２０内における図７中右側の空間ＳＲに向かう風量が、図７中左側の空間ＳＬに向かう風量よりも少なくなってしまい、断熱容器１２０内で冷却媒体の風量にばらつきが生じる。そうすると、被処理物Ｗを均一に冷却することができなくなってしまう。

【0044】

そこで、冷却処理を遂行する間、移動機構１７０が開口１２６ａに隣接した空間である移動空間１３４内に誘導板１６０ａ、１６０ｂを挿入させることで、断熱容器１２０内における空間ＳＲに効率よく冷却媒体を導入することができる。このようにして、断熱容器１２０内に冷却媒体を満遍なく導入することができ、被処理物Ｗを均一に冷却することが可能となる。

【0045】

そして、断熱容器１２０内へ導かれた冷却媒体は、被処理物Ｗを冷却することで加温され、開口１２６ｂを通じて排出される。そして、ファン１５２ａによって吸気された後、熱交換器１５４によって冷却（熱交換）され、再び真空炉１１０内に送出される。

【0046】

このようにして被処理物Ｗの冷却処理が完了すると、真空熱処理装置１００の扉１１２および断熱容器１２０の側壁１２８が開放され、断熱容器１２０内に配置された被処理物Ｗが外部へ搬出される。

【0047】

そして、移動機構１７０は、誘導板１６０を移動空間１３４外に退避させる。続いて、シリンダ機構１３２は、蓋部１３０ａを鉛直上方向に移動して開口１２６ａを開放し、蓋部１３０ｂを鉛直下方向に移動して開口１２６ｂを開放する。こうして、次回の搬入処理に備える。

【0048】

以上説明したように、移動機構１７０は、誘導板１６０を利用する冷却処理を遂行する間、開口１２６に隣接した空間である移動空間１３４内に誘導板１６０を挿入させる。こうすることで、冷却媒体を満遍なく断熱容器１２０内に導入することができ、被処理物Ｗを均一に冷却することが可能となる。

【0049】

また、移動機構１７０は、蓋部１３０の移動前に、誘導板１６０を移動空間１３４から退避させる。こうすることで、誘導板１６０が蓋部１３０の移動に干渉してしまう事態を回避するとともに、蓋部１３０の移動空間と、誘導板１６０の設置空間とを重複させることができる。したがって、本来デットスペースとなってしまう蓋部１３０の移動空間１３４を有効活用することができ、真空熱処理装置１００自体の小型化を図ることが可能となる。

【0050】

（第２の実施形態）
図８は、第２の実施形態にかかる真空熱処理装置２００を説明するための説明図であり、図９は、真空熱処理装置２００の上面図である。なお、説明の便宜上、図９中、真空炉１１０の天面および蓋部１３０ａを省略する。図８に示すように、真空熱処理装置２００は、真空炉１１０と、断熱容器１２０と、蓋部１３０と、加熱部１４０と、冷却装置１５０と、誘導板１６０と、移動機構１７０と、整流板２１０とを含んで構成される。なお、真空炉１１０、断熱容器１２０、蓋部１３０、加熱部１４０、冷却装置１５０、誘導板１６０、移動機構１７０は、上述した第１の実施形態と実質的に機能が等しいので、同一の符号を付して重複説明を省略し、第１の実施形態と構成の異なる整流板２１０について詳述する。

【0051】

整流板２１０（図８中、２１０ａ、２１０ｂで示す）は、冷却装置１５０における冷却媒体の流動方向における、断熱容器１２０の開口１２６よりも上流側に設けられる。ここで、整流板２１０ａは、第１の循環方向において、断熱容器１２０の開口１２６ａよりも上流側に設けられ、整流板２１０ｂは、第２の循環方向において断熱容器１２０の開口１２６ｂよりも上流側に設けられる。整流板２１０は、開口１２６が形成される面に平行な方向への冷却媒体の直接的な流動を遮蔽する、いわゆる邪魔板の機能を有する。ここでは、第１の循環方向における整流板２１０ａについて詳述し、構成が実質的に等しい第２の循環方向における整流板２１０ｂについての説明を省略する。

【0052】

図９に示すように、本実施形態において、整流板２１０ａは、冷却媒体の流動方向の上流側に臨む面の中央部に突端２１２を有している。また、整流板２１０ａにおける、冷却媒体の流動方向と直交する方向の断面積（図９中、ＹＺ面の断面積が、突端２１２から、冷却媒体の流動方向の上流から下流に向かうにしたがって漸増するように形成されている。

【0053】

冷却装置１５０から送出された冷却媒体は、鉛直上方に上昇し、真空炉１１０の天面と、開口１２６ａとの間に流入する。そして、図９における矢印で示すように、冷却媒体は、整流板２１０ａに衝突し、突端２１２を境界にして開口１２６ａの両側方向に分散する。このように、整流板２１０ａを設けて、冷却装置１５０から送出された冷却媒体を一旦整流板２１０ａに衝突させることで、冷却媒体の流速を緩やかにすることができ、冷却媒体が開口１２６ａ上を通過してしまい断熱容器１２０外に流動してしまう事態を回避することが可能となる。

【0054】

また、本実施形態において整流板２１０ａは、冷却媒体の流動方向の下流側に臨む面の中央部にも突端２１４を有しており、整流板２１０ａにおける、冷却媒体の流動方向と直交する方向の断面積（図９中、ＹＺ面の断面積）が、突端２１４から、冷却媒体の流動方向の下流から上流に向かうにしたがって漸増するように形成されている。つまり、整流板２１０ａの水平断面は、菱形形状に形成されている。

【0055】

整流板２１０ａをこのように構成することにより、突端２１２を頂点として形成される傾斜面が冷却媒体を断熱容器１２０内に導入する際に流速を緩やかにすることができ、突端２１４を頂点として形成される傾斜面が断熱容器１２０から冷却媒体を排出する際に流速を緩やかにすることができる。

【0056】

なお、本実施形態において、整流板２１０ａに形成される傾斜面が、平面である場合を例に挙げて説明したが、少なくとも、整流板２１０ａにおける、冷却媒体の流動方向と直交する方向の断面積が、突端２１２から、冷却媒体の流動方向の上流から下流に向かうにしたがって漸増していればよく、例えば、傾斜面が湾曲していてもよい。

【0057】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明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発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0058】

例えば、上述した実施形態において、断熱容器１２０の開口が、断熱容器１２０の天面と、底面に設けられる場合を例に挙げて説明したが、断熱容器の対向する２つの側面それぞれに開口を設けてもよい。この場合、冷却媒体は水平方向に導入される。また、この場合、移動機構１７０は、断熱容器の開口が互いに対向する方向と平行な軸を軸心とした回転軸で誘導板１６０を回転させる。また、開口は必ずしも対向している必要はなく、断熱容器に少なくとも２つの開口が設けられていればよい。例えば、断熱容器の天面と側面に開口が設けられていてもよい。

【0059】

また、上述した実施形態において、蓋部１３０が、開口１２６が形成される面に直交する方向に移動する場合を例に挙げて説明したが、蓋部が開口に対して水平方向にスライドしたり、開口の一旦を回転軸として回動したりしてもよい。

【0060】

さらに、上述した実施形態において、冷却装置１５０は切換板１５６を駆動させることにより、冷却媒体の循環方向を第１の循環方向と第２の循環方向とに切り換えるため、誘導板１６０を２つの開口１２６ａ、１２６ｂそれぞれに対応する位置に設けている。しかし、冷却装置が１の循環方向のみで冷却媒体を循環させる場合、断熱容器１２０における冷却媒体の流入口となる開口に対応する位置にのみ誘導板１６０を設ければよい。また、この場合、整流板２１０も流入口となる開口の上流側にのみ設ければよい。

【産業上の利用可能性】

【0061】

本発明は、真空状態で被処理物を加熱する真空熱処理装置に利用することができる。

【符号の説明】

【0062】

Ｗ …被処理物
１００、２００ …真空熱処理装置
１１０ …真空炉
１２０ …断熱容器
１２６ …開口
１３０ …蓋部
１３４ …移動空間
１４０ …加熱部
１５０ …冷却装置
１６０ …誘導板
１６２ …第１案内部
１６４ …第２案内部
１７０ …移動機構
２１０ …整流板
２１２、２１４ …突端

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】