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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023136670
(43)【公開日】2023-09-29
(54)【発明の名称】雰囲気炉及び雰囲気炉の使用方法
(51)【国際特許分類】
F27D 7/06 20060101AFI20230922BHJP
C21D 1/76 20060101ALI20230922BHJP
F27B 9/40 20060101ALI20230922BHJP
F27D 21/00 20060101ALI20230922BHJP
F27D 19/00 20060101ALI20230922BHJP
B23K 1/008 20060101ALI20230922BHJP
B23K 31/02 20060101ALI20230922BHJP
【ＦＩ】
F27D7/06 C
C21D1/76 R
C21D1/76 L
C21D1/76 F
F27B9/40
F27D21/00 A
F27D19/00 D
B23K1/008 C
B23K31/02 310B
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022042469
(22)【出願日】2022-03-17
(71)【出願人】
【識別番号】591114102
【氏名又は名称】大同プラント工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100094190
【弁理士】
【氏名又は名称】小島 清路
(74)【代理人】
【識別番号】100151127
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 勝雅
(74)【代理人】
【識別番号】100151644
【弁理士】
【氏名又は名称】平岩 康幸
(72)【発明者】
【氏名】前田 淳
(72)【発明者】
【氏名】川手 賢治
(72)【発明者】
【氏名】安藤 秀哲
(72)【発明者】
【氏名】稲垣 智也
【テーマコード（参考）】
4K050
4K056
4K063
【Ｆターム（参考）】
4K050AA02
4K050BA01
4K050CA13
4K050CC07
4K050CD05
4K050CF06
4K050CF16
4K050CG04
4K050CG09
4K050EA08
4K056AA09
4K056BA02
4K056BB05
4K056FA01
4K056FA15
4K063AA05
4K063AA12
4K063BA02
4K063BA03
4K063CA03
4K063DA05
4K063DA07
4K063DA17
4K063DA34
(57)【要約】
【課題】雰囲気ガスに窒素ガス及び水素ガスを用い、露点に関する雰囲気の制御が可能な雰囲気炉及び雰囲気炉の使用方法を提供する。
【解決手段】雰囲気炉１０は、雰囲気ガスとして水素ガス及び窒素ガスが充填された炉内の雰囲気中で被処理物を熱処理するものであり、被処理物を収容する炉体１１と、炉体１１に接続された水素ガス供給系１２と、炉体１１に接続された窒素ガス供給系１３と、窒素ガス供給系１３に接続され、空気中から酸素を除去して窒素ガスを製造するＰＳＡ式窒素ガス製造装置１６と、炉体１１に取り付けられて炉内の露点温度を計測する露点計１７と、露点計１７から取得した露点温度に応じて、露点温度を制御する制御器１８と、を備え、制御器１８は、ＰＳＡ式窒素ガス製造装置１６で製造される窒素ガスの純度を調節し、窒素ガスに混じって炉体１１の炉内へ送り込まれる酸素の量を増減させて、その酸素と水素ガスとの反応によって炉内の雰囲気中に生じる水分の量を増減させることにより、露点温度を制御する。
【選択図】図１
【解決手段】雰囲気炉１０は、雰囲気ガスとして水素ガス及び窒素ガスが充填された炉内の雰囲気中で被処理物を熱処理するものであり、被処理物を収容する炉体１１と、炉体１１に接続された水素ガス供給系１２と、炉体１１に接続された窒素ガス供給系１３と、窒素ガス供給系１３に接続され、空気中から酸素を除去して窒素ガスを製造するＰＳＡ式窒素ガス製造装置１６と、炉体１１に取り付けられて炉内の露点温度を計測する露点計１７と、露点計１７から取得した露点温度に応じて、露点温度を制御する制御器１８と、を備え、制御器１８は、ＰＳＡ式窒素ガス製造装置１６で製造される窒素ガスの純度を調節し、窒素ガスに混じって炉体１１の炉内へ送り込まれる酸素の量を増減させて、その酸素と水素ガスとの反応によって炉内の雰囲気中に生じる水分の量を増減させることにより、露点温度を制御する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
雰囲気ガスとして水素ガス及び窒素ガスが充填された炉内の雰囲気中で被処理物を熱処理する雰囲気炉であって、
前記被処理物を収容する炉体と、
前記炉体に接続された水素ガス供給系と、
前記炉体に接続された窒素ガス供給系と、
前記窒素ガス供給系に接続され、空気中から酸素を除去して窒素ガスを製造するＰＳＡ式窒素ガス製造装置と、
前記炉体に取り付けられて前記炉内の露点温度を計測する露点計と、
前記露点計から取得した露点温度に応じて、露点温度を制御する制御器と、を備え、
前記制御器は、前記ＰＳＡ式窒素ガス製造装置で製造される窒素ガスの純度を調節し、窒素ガスに混じって前記炉体の炉内へ送り込まれる酸素の量を増減させて、その酸素と前記水素ガスとの反応によって炉内の雰囲気中に生じる水分の量を増減させることにより、露点温度を制御することを特徴とする雰囲気炉。
前記被処理物を収容する炉体と、
前記炉体に接続された水素ガス供給系と、
前記炉体に接続された窒素ガス供給系と、
前記窒素ガス供給系に接続され、空気中から酸素を除去して窒素ガスを製造するＰＳＡ式窒素ガス製造装置と、
前記炉体に取り付けられて前記炉内の露点温度を計測する露点計と、
前記露点計から取得した露点温度に応じて、露点温度を制御する制御器と、を備え、
前記制御器は、前記ＰＳＡ式窒素ガス製造装置で製造される窒素ガスの純度を調節し、窒素ガスに混じって前記炉体の炉内へ送り込まれる酸素の量を増減させて、その酸素と前記水素ガスとの反応によって炉内の雰囲気中に生じる水分の量を増減させることにより、露点温度を制御することを特徴とする雰囲気炉。
【請求項2】
雰囲気ガスとして水素ガス及び窒素ガスが充填された炉内の雰囲気中で被処理物を熱処理する雰囲気炉であって、
前記被処理物を収容する炉体と、
前記炉体に接続された水素ガス供給系と、
前記炉体に接続された窒素ガス供給系と、
前記炉体に接続されて炉内に水分を供給する水分供給系、及び前記水分供給系に接続された制御弁と、
前記炉体に取り付けられて前記炉内の露点温度を計測する露点計と、
前記露点計から取得した露点温度に応じて、露点温度を制御する制御器と、を備え、
前記制御器は、前記露点計から取得した露点温度に応じて、前記制御弁を操作し、前記水分供給系からの水分供給量を調節することにより、露点温度を制御することを特徴とする雰囲気炉。
前記被処理物を収容する炉体と、
前記炉体に接続された水素ガス供給系と、
前記炉体に接続された窒素ガス供給系と、
前記炉体に接続されて炉内に水分を供給する水分供給系、及び前記水分供給系に接続された制御弁と、
前記炉体に取り付けられて前記炉内の露点温度を計測する露点計と、
前記露点計から取得した露点温度に応じて、露点温度を制御する制御器と、を備え、
前記制御器は、前記露点計から取得した露点温度に応じて、前記制御弁を操作し、前記水分供給系からの水分供給量を調節することにより、露点温度を制御することを特徴とする雰囲気炉。
【請求項3】
前記炉体は炉内に、前記被処理物を加熱する加熱室と、前記被処理物を冷却する冷却室と、を備え、
前記水素ガス供給系及び前記窒素ガス供給系は、前記加熱室に接続され、
前記冷却室は、前記加熱室と互いの内部が連通されて、前記加熱室から雰囲気ガスを分流される、請求項１又は２に記載の雰囲気炉。
前記水素ガス供給系及び前記窒素ガス供給系は、前記加熱室に接続され、
前記冷却室は、前記加熱室と互いの内部が連通されて、前記加熱室から雰囲気ガスを分流される、請求項１又は２に記載の雰囲気炉。
【請求項4】
前記炉体において、前記被処理物を炉内に挿入する側の端部を入口側端部とし、前記被処理物を炉内から取り出す側の端部を出口側端部として、
前記炉体の入口側端部に接続されて炉内のガスを排気する第１ガス排気系、及び、前記第１ガス排気系に接続されて排気量を調節する第１排気弁と、
前記炉体の出口側端部に接続されて炉内のガスを排気する第２ガス排気系、及び、前記第２ガス排気系に接続されて排気量を調節する第２排気弁と、をさらに備え、
前記制御器は、前記第１ガス排気系及び前記第２ガス排気系のうち少なくともいずれか一方について、それぞれの排気弁を操作して排気量を調節し、前記加熱室から前記炉体の入口側端部又は出口側端部への雰囲気ガスの分流量を制御する、請求項３に記載の雰囲気炉。
前記炉体の入口側端部に接続されて炉内のガスを排気する第１ガス排気系、及び、前記第１ガス排気系に接続されて排気量を調節する第１排気弁と、
前記炉体の出口側端部に接続されて炉内のガスを排気する第２ガス排気系、及び、前記第２ガス排気系に接続されて排気量を調節する第２排気弁と、をさらに備え、
前記制御器は、前記第１ガス排気系及び前記第２ガス排気系のうち少なくともいずれか一方について、それぞれの排気弁を操作して排気量を調節し、前記加熱室から前記炉体の入口側端部又は出口側端部への雰囲気ガスの分流量を制御する、請求項３に記載の雰囲気炉。
【請求項5】
請求項１に記載の雰囲気炉を使用し、被処理物であるろう材と母材を、熱処理としてろう付け処理する雰囲気炉の使用方法であって、
炉内の雰囲気中における水素ガスの濃度を３ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下とし、
制御器により、ＰＳＡ式窒素ガス製造装置で製造される窒素ガスの純度を９７％以上９９．５％以下に調節することにより、炉内の露点温度を５℃以上４０℃以下に制御することを特徴とする雰囲気炉の使用方法。
炉内の雰囲気中における水素ガスの濃度を３ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下とし、
制御器により、ＰＳＡ式窒素ガス製造装置で製造される窒素ガスの純度を９７％以上９９．５％以下に調節することにより、炉内の露点温度を５℃以上４０℃以下に制御することを特徴とする雰囲気炉の使用方法。
【請求項6】
請求項２に記載の雰囲気炉を使用し、被処理物であるろう材と母材を、熱処理としてろう付け処理する雰囲気炉の使用方法であって、
炉内の雰囲気中における水素ガスの濃度を３ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下とし、
制御器により、水分供給系からの水分供給量を、炉内の雰囲気中における水分の濃度が０．８ｖｏｌ％以上６．５ｖｏｌ％以下になるように調節して、炉内の露点温度を５℃以上４０℃以下に制御することを特徴とする雰囲気炉の使用方法。
炉内の雰囲気中における水素ガスの濃度を３ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下とし、
制御器により、水分供給系からの水分供給量を、炉内の雰囲気中における水分の濃度が０．８ｖｏｌ％以上６．５ｖｏｌ％以下になるように調節して、炉内の露点温度を５℃以上４０℃以下に制御することを特徴とする雰囲気炉の使用方法。
【請求項7】
請求項２に記載の雰囲気炉を使用し、ステンレス鋼による被処理物を、熱処理として光輝焼鈍処理する雰囲気炉の使用方法であって、
炉内の雰囲気中における水素ガスの濃度を５０ｖｏｌ％以上とし、
制御器により、水分供給系からの水分供給量を、炉内の雰囲気中における水分の濃度が０．００８ｖｏｌ％以上０．０２ｖｏｌ％以下になるように調節して、炉内の露点温度を－５０℃以上－４５℃以下に制御することを特徴とする雰囲気炉の使用方法。
炉内の雰囲気中における水素ガスの濃度を５０ｖｏｌ％以上とし、
制御器により、水分供給系からの水分供給量を、炉内の雰囲気中における水分の濃度が０．００８ｖｏｌ％以上０．０２ｖｏｌ％以下になるように調節して、炉内の露点温度を－５０℃以上－４５℃以下に制御することを特徴とする雰囲気炉の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、雰囲気ガスに不活性ガス及び水素ガスを用いており、炉内の露点温度を調整可能な雰囲気炉及び雰囲気炉の使用方法に関する。
【背景技術】
【0002】
金属を材料に用いた被処理物は、内部応力の除去、硬さの調整、加工性の向上などといった種々の目的に応じて熱処理を施される。熱処理は、その目的に応じて炉内の雰囲気、温度、露点温度（以下、単に「露点」とも記載する）などの環境を調節した雰囲気炉を使用して行われる。雰囲気炉は、被処理物の酸化や脱炭等を防止できるような雰囲気を作るために雰囲気ガスを用いており、通常、雰囲気ガスにはプロパンガス等を変成して得られるＤＸガス、ＲＸガスなどの石油系ガスが使用される。
熱処理のうちロウ付け処理、光輝焼鈍処理等では、被処理物の酸化防止と露点を高めた環境とが必要とされ、雰囲気炉には、雰囲気ガスに還元性ガス等を用い、露点調節を可能としたものが採用される。
特許文献１に記載の竪型連続焼鈍炉は、雰囲気ガスとして水蒸気を含む高露点ガスを炉内に吹き込む構成とし、高露点ガスの吹込量を制御することにより、露点を調節する。
特許文献２に記載の還元性雰囲気炉は、雰囲気ガスとして窒素ガスと水素ガスによる還元性ガスを用い、その還元性ガスに酸素を含有する気体を混合させて、還元性ガス中の酸素濃度を制御することにより、露点を調整する。
熱処理のうちロウ付け処理、光輝焼鈍処理等では、被処理物の酸化防止と露点を高めた環境とが必要とされ、雰囲気炉には、雰囲気ガスに還元性ガス等を用い、露点調節を可能としたものが採用される。
特許文献１に記載の竪型連続焼鈍炉は、雰囲気ガスとして水蒸気を含む高露点ガスを炉内に吹き込む構成とし、高露点ガスの吹込量を制御することにより、露点を調節する。
特許文献２に記載の還元性雰囲気炉は、雰囲気ガスとして窒素ガスと水素ガスによる還元性ガスを用い、その還元性ガスに酸素を含有する気体を混合させて、還元性ガス中の酸素濃度を制御することにより、露点を調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－１７３１４４号公報
【特許文献2】特開２０２０－１９００１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近時の雰囲気炉は、カーボンニュートラル等といった環境配慮への意識の高まりから、脱炭素を要求されており、石油系ガスの使用を避けて、雰囲気ガスに不活性ガスである窒素ガスと、水素ガスとを使用することが検討されている。こうした検討について、特許文献１は配慮等されていない。特許文献２は、雰囲気ガスとして窒素ガスと水素ガスを使用する一方で、酸素を含有する気体として空気が挙げられており、空気には二酸化炭素等の脱炭素を阻害する物質が含まれているため、配慮が不十分である。
また、雰囲気ガスに水素ガスを用いた雰囲気炉は、露点に関する雰囲気の制御が難しく、被処理物同士のくっつき（拡散接合、固着）や、ロウ付け処理における接合不良や、光輝焼鈍処理における光輝性の低減や喪失が発生しやすい等、被処理物の品質に影響が及びやすい。
また、雰囲気ガスに水素ガスを用いた雰囲気炉は、露点に関する雰囲気の制御が難しく、被処理物同士のくっつき（拡散接合、固着）や、ロウ付け処理における接合不良や、光輝焼鈍処理における光輝性の低減や喪失が発生しやすい等、被処理物の品質に影響が及びやすい。
【0005】
本発明は、このような従来技術が有していた問題点を解決しようとするものであり、雰囲気ガスに窒素ガス及び水素ガスを用い、露点に関する雰囲気の制御が可能な雰囲気炉及び雰囲気炉の使用方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するべく、請求項１に記載の発明は、雰囲気ガスとして水素ガス及び窒素ガスが充填された炉内の雰囲気中で被処理物を熱処理する雰囲気炉であって、
前記被処理物を収容する炉体と、
前記炉体に接続された水素ガス供給系と、
前記炉体に接続された窒素ガス供給系と、
前記窒素ガス供給系に接続され、空気中から酸素を除去して窒素ガスを製造するＰＳＡ式窒素ガス製造装置と、
前記炉体に取り付けられて前記炉内の露点温度を計測する露点計と、
前記露点計から取得した露点温度に応じて、露点温度を制御する制御器と、を備え、
前記制御器は、前記ＰＳＡ式窒素ガス製造装置で製造される窒素ガスの純度を調節し、窒素ガスに混じって前記炉体の炉内へ送り込まれる酸素の量を増減させて、その酸素と前記水素ガスとの反応によって炉内の雰囲気中に生じる水分の量を増減させることにより、露点温度を制御することを要旨とする。
請求項２に記載の発明は、雰囲気ガスとして水素ガス及び窒素ガスが充填された炉内の雰囲気中で被処理物を熱処理する雰囲気炉であって、
前記被処理物を収容する炉体と、
前記炉体に接続された水素ガス供給系と、
前記炉体に接続された窒素ガス供給系と、
前記炉体に接続されて炉内に水分を供給する水分供給系、及び前記水分供給系に接続された制御弁と、
前記炉体に取り付けられて前記炉内の露点温度を計測する露点計と、
前記露点計から取得した露点温度に応じて、露点温度を制御する制御器と、を備え、
前記制御器は、前記露点計から取得した露点温度に応じて、前記制御弁を操作し、前記水分供給系からの水分供給量を調節することにより、露点温度を制御することを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記炉体は炉内に、前記被処理物を加熱する加熱室と、前記被処理物を冷却する冷却室と、を備え、
前記水素ガス供給系及び前記窒素ガス供給系は、前記加熱室に接続され、
前記冷却室は、前記加熱室と互いの内部が連通されて、前記加熱室から雰囲気ガスを分流される、ことを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記炉体において、前記被処理物を炉内に挿入する側の端部を入口側端部とし、前記被処理物を炉内から取り出す側の端部を出口側端部として、
前記炉体の入口側端部に接続されて炉内のガスを排気する第１ガス排気系、及び、前記第１ガス排気系に接続されて排気量を調節する第１排気弁と、
前記炉体の出口側端部に接続されて炉内のガスを排気する第２ガス排気系、及び、前記第２ガス排気系に接続されて排気量を調節する第２排気弁と、をさらに備え、
前記制御器は、前記第１ガス排気系及び前記第２ガス排気系のうち少なくともいずれか一方について、それぞれの排気弁を操作して排気量を調節し、前記加熱室から前記炉体の入口側端部又は出口側端部への雰囲気ガスの分流量を制御する、ことを要旨とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の雰囲気炉を使用し、被処理物であるろう材と母材を、熱処理としてろう付け処理する雰囲気炉の使用方法であって、
炉内の雰囲気中における水素ガスの濃度を３ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下とし、
制御器により、ＰＳＡ式窒素ガス製造装置で製造される窒素ガスの純度を９７％以上９９．５％以下に調節することにより、炉内の露点温度を５℃以上４０℃以下に制御することを要旨とする。
請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の雰囲気炉を使用し、被処理物であるろう材と母材を、熱処理としてろう付け処理する雰囲気炉の使用方法であって、
炉内の雰囲気中における水素ガスの濃度を３ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下とし、
制御器により、水分供給系からの水分供給量を、炉内の雰囲気中における水分の濃度が０．８ｖｏｌ％以上６．５ｖｏｌ％以下になるように調節して、炉内の露点温度を５℃以上４０℃以下に制御することを要旨とする。
請求項７に記載の発明は、請求項２に記載の雰囲気炉を使用し、ステンレス鋼による被処理物を、熱処理として光輝焼鈍処理する雰囲気炉の使用方法であって、
炉内の雰囲気中における水素ガスの濃度を５０ｖｏｌ％以上とし、
制御器により、水分供給系からの水分供給量を、炉内の雰囲気中における水分の濃度が０．００８ｖｏｌ％以上０．０２ｖｏｌ％以下になるように調節して、炉内の露点温度を－５０℃以上－４５℃以下に制御することを要旨とする。
前記被処理物を収容する炉体と、
前記炉体に接続された水素ガス供給系と、
前記炉体に接続された窒素ガス供給系と、
前記窒素ガス供給系に接続され、空気中から酸素を除去して窒素ガスを製造するＰＳＡ式窒素ガス製造装置と、
前記炉体に取り付けられて前記炉内の露点温度を計測する露点計と、
前記露点計から取得した露点温度に応じて、露点温度を制御する制御器と、を備え、
前記制御器は、前記ＰＳＡ式窒素ガス製造装置で製造される窒素ガスの純度を調節し、窒素ガスに混じって前記炉体の炉内へ送り込まれる酸素の量を増減させて、その酸素と前記水素ガスとの反応によって炉内の雰囲気中に生じる水分の量を増減させることにより、露点温度を制御することを要旨とする。
請求項２に記載の発明は、雰囲気ガスとして水素ガス及び窒素ガスが充填された炉内の雰囲気中で被処理物を熱処理する雰囲気炉であって、
前記被処理物を収容する炉体と、
前記炉体に接続された水素ガス供給系と、
前記炉体に接続された窒素ガス供給系と、
前記炉体に接続されて炉内に水分を供給する水分供給系、及び前記水分供給系に接続された制御弁と、
前記炉体に取り付けられて前記炉内の露点温度を計測する露点計と、
前記露点計から取得した露点温度に応じて、露点温度を制御する制御器と、を備え、
前記制御器は、前記露点計から取得した露点温度に応じて、前記制御弁を操作し、前記水分供給系からの水分供給量を調節することにより、露点温度を制御することを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記炉体は炉内に、前記被処理物を加熱する加熱室と、前記被処理物を冷却する冷却室と、を備え、
前記水素ガス供給系及び前記窒素ガス供給系は、前記加熱室に接続され、
前記冷却室は、前記加熱室と互いの内部が連通されて、前記加熱室から雰囲気ガスを分流される、ことを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記炉体において、前記被処理物を炉内に挿入する側の端部を入口側端部とし、前記被処理物を炉内から取り出す側の端部を出口側端部として、
前記炉体の入口側端部に接続されて炉内のガスを排気する第１ガス排気系、及び、前記第１ガス排気系に接続されて排気量を調節する第１排気弁と、
前記炉体の出口側端部に接続されて炉内のガスを排気する第２ガス排気系、及び、前記第２ガス排気系に接続されて排気量を調節する第２排気弁と、をさらに備え、
前記制御器は、前記第１ガス排気系及び前記第２ガス排気系のうち少なくともいずれか一方について、それぞれの排気弁を操作して排気量を調節し、前記加熱室から前記炉体の入口側端部又は出口側端部への雰囲気ガスの分流量を制御する、ことを要旨とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の雰囲気炉を使用し、被処理物であるろう材と母材を、熱処理としてろう付け処理する雰囲気炉の使用方法であって、
炉内の雰囲気中における水素ガスの濃度を３ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下とし、
制御器により、ＰＳＡ式窒素ガス製造装置で製造される窒素ガスの純度を９７％以上９９．５％以下に調節することにより、炉内の露点温度を５℃以上４０℃以下に制御することを要旨とする。
請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の雰囲気炉を使用し、被処理物であるろう材と母材を、熱処理としてろう付け処理する雰囲気炉の使用方法であって、
炉内の雰囲気中における水素ガスの濃度を３ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下とし、
制御器により、水分供給系からの水分供給量を、炉内の雰囲気中における水分の濃度が０．８ｖｏｌ％以上６．５ｖｏｌ％以下になるように調節して、炉内の露点温度を５℃以上４０℃以下に制御することを要旨とする。
請求項７に記載の発明は、請求項２に記載の雰囲気炉を使用し、ステンレス鋼による被処理物を、熱処理として光輝焼鈍処理する雰囲気炉の使用方法であって、
炉内の雰囲気中における水素ガスの濃度を５０ｖｏｌ％以上とし、
制御器により、水分供給系からの水分供給量を、炉内の雰囲気中における水分の濃度が０．００８ｖｏｌ％以上０．０２ｖｏｌ％以下になるように調節して、炉内の露点温度を－５０℃以上－４５℃以下に制御することを要旨とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、雰囲気ガスに窒素ガス及び水素ガスを用い、露点に関する雰囲気の制御が可能な雰囲気炉及び雰囲気炉の使用方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１の形態の雰囲気炉を示す概略横断面図。
【図2】第２の形態の雰囲気炉を示す概略横断面図。
【図3】第１の形態の雰囲気炉の露点制御の具体例を示すフローチャート。
【図4】第２の形態の雰囲気炉の露点制御の具体例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0009】
ここで示される事項は例示的なもの及び本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。
【0010】
［１］雰囲気炉（第１の形態）
本発明の雰囲気炉は、雰囲気ガスとして水素ガス及び窒素ガスが充填された炉内の雰囲気中で被処理物を熱処理する雰囲気炉１０であって、
前記被処理物を収容する炉体１１と、
前記炉体１１に接続された水素ガス供給系１２と、
前記炉体１１に接続された窒素ガス供給系１３と、
前記窒素ガス供給系１３に接続され、空気中から酸素を除去して窒素ガスを製造するＰＳＡ式窒素ガス製造装置１６と、
前記炉体１１に取り付けられて前記炉内の露点温度を計測する露点計１７と、
前記露点計１７から取得した露点温度に応じて、露点温度を制御する制御器１８と、を備え、
前記制御器１８は、前記ＰＳＡ式窒素ガス製造装置１６で製造される窒素ガスの純度を調節し、窒素ガスに混じって前記炉体１１の炉内へ送り込まれる酸素の量を増減させて、その酸素と前記水素ガスとの反応によって炉内の雰囲気中に生じる水分の量を増減させることにより、露点温度を制御することを特徴とする（図１参照）。
以下、第１の形態の雰囲気炉１０が備える炉体１１、水素ガス供給系１２、窒素ガス供給系１３、ＰＳＡ式窒素ガス製造装置１６、露点計１７、制御器１８の構成等について説明する。
本発明の雰囲気炉は、雰囲気ガスとして水素ガス及び窒素ガスが充填された炉内の雰囲気中で被処理物を熱処理する雰囲気炉１０であって、
前記被処理物を収容する炉体１１と、
前記炉体１１に接続された水素ガス供給系１２と、
前記炉体１１に接続された窒素ガス供給系１３と、
前記窒素ガス供給系１３に接続され、空気中から酸素を除去して窒素ガスを製造するＰＳＡ式窒素ガス製造装置１６と、
前記炉体１１に取り付けられて前記炉内の露点温度を計測する露点計１７と、
前記露点計１７から取得した露点温度に応じて、露点温度を制御する制御器１８と、を備え、
前記制御器１８は、前記ＰＳＡ式窒素ガス製造装置１６で製造される窒素ガスの純度を調節し、窒素ガスに混じって前記炉体１１の炉内へ送り込まれる酸素の量を増減させて、その酸素と前記水素ガスとの反応によって炉内の雰囲気中に生じる水分の量を増減させることにより、露点温度を制御することを特徴とする（図１参照）。
以下、第１の形態の雰囲気炉１０が備える炉体１１、水素ガス供給系１２、窒素ガス供給系１３、ＰＳＡ式窒素ガス製造装置１６、露点計１７、制御器１８の構成等について説明する。
【0011】
（１）炉体
炉体１１は、被処理物を収容して熱処理するためのものである（図１、２参照）。
炉体１１の使用に適した熱処理は、露点温度（以下、略して「露点」とも記載する）の制御を必要とする処理であれば、特に限定されないが、例えば、ろう付け処理、光輝焼鈍処理等を挙げることができる。
炉体１１は、熱処理に適用可能であれば、被処理物の処理・搬送方式、構成、使用材料、形状、大きさ、炉内の容積、加熱・冷却方式等は、特に問わない。
炉体１１の処理・搬送方式は、熱処理に係る被処理物の加熱処理と冷却処理とを連続的に行う連続式のものとすることができ、あるいは、被処理物の加熱処理と冷却を断続的に行うバッチ式のものとすることができる。
炉体１１は、被処理物を収容して熱処理するためのものである（図１、２参照）。
炉体１１の使用に適した熱処理は、露点温度（以下、略して「露点」とも記載する）の制御を必要とする処理であれば、特に限定されないが、例えば、ろう付け処理、光輝焼鈍処理等を挙げることができる。
炉体１１は、熱処理に適用可能であれば、被処理物の処理・搬送方式、構成、使用材料、形状、大きさ、炉内の容積、加熱・冷却方式等は、特に問わない。
炉体１１の処理・搬送方式は、熱処理に係る被処理物の加熱処理と冷却処理とを連続的に行う連続式のものとすることができ、あるいは、被処理物の加熱処理と冷却を断続的に行うバッチ式のものとすることができる。
【0012】
炉体１１は、炉内における被処理物の搬送や、炉内への被処理物の出し入れを行うための搬送装置１１１を備えることができる（図１、２参照）。搬送装置１１１は、被処理物を搬送することが可能であれば、その構成等について、特に限定されない。具体的に、搬送装置１１１には、ベルトコンベア、ローラコンベア等を用いることができる。
炉体１１は、被処理物を炉内に挿入する入口１１２と、被処理物を炉内から取り出す出口１１３とを備えている（図１、２参照）。炉体１１の炉内において、被処理物は、入口１１２側を上流側とし、出口１１３側を下流側として、上流側から下流側へ向かう方向を搬送方向として、搬送装置１１１によって搬送される。
炉体１１は、被処理物を炉内に挿入する入口１１２と、被処理物を炉内から取り出す出口１１３とを備えている（図１、２参照）。炉体１１の炉内において、被処理物は、入口１１２側を上流側とし、出口１１３側を下流側として、上流側から下流側へ向かう方向を搬送方向として、搬送装置１１１によって搬送される。
【0013】
炉体１１の炉内は、１室のみとすることができ、あるいは複数室に区画することができる。
炉体１１の炉内を複数室に区画する場合には、被処理物を加熱する加熱室１１５と、被処理物を冷却する冷却室１１６とを設けることができる。加熱室１１５及び冷却室１１６は、炉内における被処理物の搬送方向で、加熱室１１５が上流側に、冷却室１１６が下流側に配されている（図１、２参照）。
加熱室１１５及び冷却室１１６は、内部の構成、構造等について、特に限定されず、それぞれ目的に応じたものとすることができる。
炉体１１の炉内を複数室に区画する場合には、被処理物を加熱する加熱室１１５と、被処理物を冷却する冷却室１１６とを設けることができる。加熱室１１５及び冷却室１１６は、炉内における被処理物の搬送方向で、加熱室１１５が上流側に、冷却室１１６が下流側に配されている（図１、２参照）。
加熱室１１５及び冷却室１１６は、内部の構成、構造等について、特に限定されず、それぞれ目的に応じたものとすることができる。
【0014】
例えば、加熱室１１５には、被処理物の加熱を目的として、加熱室１１５内部を昇温する昇温装置１１９を設けることができる。昇温装置１１９には、熱交換によって加熱室１１５内部を昇温するヒータや、燃焼ガスの噴射によって加熱室１１５内部を昇温するバーナ等を用いることができるが、脱炭素の観点においてヒータが有用である。
冷却室１１６には、被処理物の冷却を目的として、冷却室の内部を降温する降温装置や、被処理物を冷却する冷却装置を設けることができる。降温装置や冷却装置は、熱交換等によって被処理物を間接的に冷却するものや、冷風を当てる等して被処理物を直接的に冷却するものの何れも用いることができ、具体例として、送風ファン、撹拌扇、クーラ等を挙げることができる。また、冷却室１１６は、例えば、被処理物を段階的に冷却する等の目的に応じて、さらに内部を２室以上に区画することができる。
冷却室１１６には、被処理物の冷却を目的として、冷却室の内部を降温する降温装置や、被処理物を冷却する冷却装置を設けることができる。降温装置や冷却装置は、熱交換等によって被処理物を間接的に冷却するものや、冷風を当てる等して被処理物を直接的に冷却するものの何れも用いることができ、具体例として、送風ファン、撹拌扇、クーラ等を挙げることができる。また、冷却室１１６は、例えば、被処理物を段階的に冷却する等の目的に応じて、さらに内部を２室以上に区画することができる。
【0015】
炉体１１の炉内に加熱室１１５と冷却室１１６を設けた場合には、炉体１１の炉内における被処理物の搬送方向で、加熱室１１５よりも上流側に前室１１７を設け、冷却室１１６よりも下流側に後室１１８を、さらに設けることができる（図１、２参照）。
前室１１７は、炉内に被処理物を挿入するための室であり、その挿入時に加熱室１１５が炉外と直接的に連繋することを防止して、加熱室１１５へ外気が流れ込むことを抑制している。前室１１７は、炉体１１の炉内に設けられた複数室のうち、被処理物の搬送方向で最も上流側に配される。このため、上述の入口１１２は、この前室１１７において、炉外へ向けて開口するように設けることができる。
後室１１８は、被処理物を炉内から取り出すための室であり、被処理物の取出時に炉内の冷却室１１６へ外気が流れ込むことを抑制している。後室１１８は、炉体１１の炉内に設けられた複数室のうち、被処理物の搬送方向で最も下流側に配される。このため、上述の出口１１３は、この後室１１８において、炉外へ向けて開口するように設けることができる。
前室１１７は、炉内に被処理物を挿入するための室であり、その挿入時に加熱室１１５が炉外と直接的に連繋することを防止して、加熱室１１５へ外気が流れ込むことを抑制している。前室１１７は、炉体１１の炉内に設けられた複数室のうち、被処理物の搬送方向で最も上流側に配される。このため、上述の入口１１２は、この前室１１７において、炉外へ向けて開口するように設けることができる。
後室１１８は、被処理物を炉内から取り出すための室であり、被処理物の取出時に炉内の冷却室１１６へ外気が流れ込むことを抑制している。後室１１８は、炉体１１の炉内に設けられた複数室のうち、被処理物の搬送方向で最も下流側に配される。このため、上述の出口１１３は、この後室１１８において、炉外へ向けて開口するように設けることができる。
【0016】
炉体１１は、炉内に加熱室１１５や冷却室１１６を備える場合、加熱室１１５と冷却室１１６の間に、被処理物の搬送のための開口部１１４を備えることができる（図１、２参照）。
さらに、炉体１１は、前室１１７や後室１１８を備える場合、前室１１７と加熱室１１５との間、冷却室１１６と後室１１８との間に、それぞれ開口部１１４を備えることができる。
炉内の加熱室１１５や冷却室１１６、さらに前室１１７や後室１１８は、隣接する室同士の間に設けられた開口部１１４を介することで、互いの内部が連通されたものとすることができる。
また、炉体１１は、入口１１２、出口１１３及び／又は開口部１１４を開閉する扉（図示略）を備える構成とすることができる。
さらに、炉体１１は、前室１１７や後室１１８を備える場合、前室１１７と加熱室１１５との間、冷却室１１６と後室１１８との間に、それぞれ開口部１１４を備えることができる。
炉内の加熱室１１５や冷却室１１６、さらに前室１１７や後室１１８は、隣接する室同士の間に設けられた開口部１１４を介することで、互いの内部が連通されたものとすることができる。
また、炉体１１は、入口１１２、出口１１３及び／又は開口部１１４を開閉する扉（図示略）を備える構成とすることができる。
【0017】
（２）ガス供給系
（２－１）水素ガス供給系
水素ガス供給系１２は、炉体１１の炉内へ、雰囲気ガスとして水素（Ｈ２）ガスを供給するためのものである（図１、２参照）。
この水素ガス供給系１２は、水素（Ｈ２）ガスを貯留する水素タンク１２１から伸びて、炉体１１に接続されている。
（２－１）水素ガス供給系
水素ガス供給系１２は、炉体１１の炉内へ、雰囲気ガスとして水素（Ｈ２）ガスを供給するためのものである（図１、２参照）。
この水素ガス供給系１２は、水素（Ｈ２）ガスを貯留する水素タンク１２１から伸びて、炉体１１に接続されている。
【0018】
水素ガス供給系１２には、第１調整バルブ１２２を接続することができる。この第１調整バルブ１２２は、炉体１１の炉内に対する水素ガス供給系１２による水素（Ｈ２）ガスの供給量の調整を可能とするものであり、必要に応じて供給量を０（ｍ３／ｈ）とすることにより水素（Ｈ２）ガスの供給を停止することもできる。
第１調整バルブ１２２に使用される弁体の種類は、特に限定されないが、電動弁、電磁弁等を採用することができる。
水素（Ｈ２）ガスの供給量は、被処理物に施す熱処理に応じて適宜調節することができ、特に限定されない。
第１調整バルブ１２２に使用される弁体の種類は、特に限定されないが、電動弁、電磁弁等を採用することができる。
水素（Ｈ２）ガスの供給量は、被処理物に施す熱処理に応じて適宜調節することができ、特に限定されない。
【0019】
水素ガス供給系１２は、炉体１１の何れの箇所にも接続することができるが、炉体１１が炉内に加熱室１１５と冷却室１１６を備える場合、加熱室１１５に接続することができる（図１、２参照）。水素ガス供給系１２を加熱室１１５に接続する場合、水素（Ｈ２）ガスは、加熱室１１５に供給することができる。
上述のように、加熱室１１５は、開口部１１４を介して冷却室１１６と、互いの内部が連通されている。このため、冷却室１１６は、開口部１１４を介することにより、加熱室１１５から雰囲気ガスである水素（Ｈ２）ガスを分流される構成とすることができる。
上述のように、加熱室１１５は、開口部１１４を介して冷却室１１６と、互いの内部が連通されている。このため、冷却室１１６は、開口部１１４を介することにより、加熱室１１５から雰囲気ガスである水素（Ｈ２）ガスを分流される構成とすることができる。
【0020】
炉体１１の炉内が前室１１７を備える場合、前室１１７は、開口部１１４を介して加熱室１１５と、互いの内部が連通されている。このため、前室１１７は、開口部１１４を介することにより、加熱室１１５から雰囲気ガスである水素（Ｈ２）ガスを分流される構成とすることができる。
炉体１１の炉内が後室１１８を備える場合、後室１１８は、開口部１１４を介して冷却室１１６と、互いの内部が連通されている。このため、後室１１８は、開口部１１４を介することにより、冷却室１１６から雰囲気ガスである水素（Ｈ２）ガスを分流される構成とすることができる。冷却室１１６から後室１１８へ分流される水素（Ｈ２）ガスは、元は加熱室１１５から冷却室１１６へ分流されたものである。
炉体１１の炉内が後室１１８を備える場合、後室１１８は、開口部１１４を介して冷却室１１６と、互いの内部が連通されている。このため、後室１１８は、開口部１１４を介することにより、冷却室１１６から雰囲気ガスである水素（Ｈ２）ガスを分流される構成とすることができる。冷却室１１６から後室１１８へ分流される水素（Ｈ２）ガスは、元は加熱室１１５から冷却室１１６へ分流されたものである。
【0021】
即ち、水素ガス供給系１２を加熱室１１５に接続する場合、水素（Ｈ２）ガスは、まず加熱室１１５に供給されて、加熱室１１５から冷却室１１６、前室１１７、後室１１８へ分流させることができる。
このように、水素（Ｈ２）ガスを加熱室１１５に供給し、加熱室１１５から各室へ分流させる構成とする場合、各室へ水素（Ｈ２）ガスを供給する構成と比べて、水素（Ｈ２）ガスの使用量を抑えることができる。
このように、水素（Ｈ２）ガスを加熱室１１５に供給し、加熱室１１５から各室へ分流させる構成とする場合、各室へ水素（Ｈ２）ガスを供給する構成と比べて、水素（Ｈ２）ガスの使用量を抑えることができる。
【0022】
（２－２）窒素ガス供給系
窒素ガス供給系１３は、炉体１１の炉内へ、雰囲気ガスとして窒素（Ｎ２）ガスを供給するためのものである。
この窒素ガス供給系１３は、窒素（Ｎ２）ガスを貯留する窒素タンク１３１から伸びて、炉体１１に接続されている。
窒素タンク１３１には、ＰＳＡ式窒素ガス製造装置１６（以下、略して「ＰＳＡ装置１６」とも記載する）を接続することができる。つまり、ＰＳＡ装置１６は、窒素タンク１３１を介することにより、窒素ガス供給系１３に接続されている。
窒素ガス供給系１３は、炉体１１の炉内へ、雰囲気ガスとして窒素（Ｎ２）ガスを供給するためのものである。
この窒素ガス供給系１３は、窒素（Ｎ２）ガスを貯留する窒素タンク１３１から伸びて、炉体１１に接続されている。
窒素タンク１３１には、ＰＳＡ式窒素ガス製造装置１６（以下、略して「ＰＳＡ装置１６」とも記載する）を接続することができる。つまり、ＰＳＡ装置１６は、窒素タンク１３１を介することにより、窒素ガス供給系１３に接続されている。
【0023】
ＰＳＡ装置１６は、窒素（Ｎ２）ガスを製造する装置であり、製造された窒素（Ｎ２）ガスは、窒素タンク１３１へと送られ、窒素タンク１３１に貯留することができる。窒素タンク１３１とＰＳＡ装置１６との間には、流量調整弁１３２を接続することができる。これらＰＳＡ装置１６、流量調整弁１３２については、改めて後述する。
窒素ガス供給系１３にＰＳＡ装置１６を接続する場合、窒素ガス供給系１３には、減圧弁１３３を接続することができる。具体的に、減圧弁１３３は、窒素タンク１３１と炉体１１との間で窒素ガス供給系１３に接続されている。この減圧弁１３３は、ＰＳＡ装置１６で製造された窒素（Ｎ２）ガスが高圧な状態であるため、炉体１１の炉内への供給時に窒素（Ｎ２）ガスを減圧するべく設けられる。
窒素ガス供給系１３にＰＳＡ装置１６を接続する場合、窒素ガス供給系１３には、減圧弁１３３を接続することができる。具体的に、減圧弁１３３は、窒素タンク１３１と炉体１１との間で窒素ガス供給系１３に接続されている。この減圧弁１３３は、ＰＳＡ装置１６で製造された窒素（Ｎ２）ガスが高圧な状態であるため、炉体１１の炉内への供給時に窒素（Ｎ２）ガスを減圧するべく設けられる。
【0024】
窒素ガス供給系１３は、炉体１１の炉内が加熱室１１５と冷却室１１６を備える場合、上述の水素ガス供給系１２と同様に、加熱室１１５に接続することができる（図１、２参照）。
窒素ガス供給系１３を加熱室１１５に接続する場合、窒素（Ｎ２）ガスは、加熱室１１５に供給することができる。
即ち、加熱室１１５は冷却室１１６と互いの内部が連通されており、窒素ガス供給系１３を加熱室１１５に接続する構成とした場合、上述の水素ガス供給系１２と同様に、冷却室１１６は、加熱室１１５から雰囲気ガスである窒素（Ｎ２）ガスを分流される構成とすることができる。
そして、炉体１１の炉内が前室１１７、後室１１８を備える場合、上述の水素ガス供給系１２と同様に、窒素（Ｎ２）ガスは、加熱室１１５から前室１１７、冷却室１１６から後室１１８へ分流させることができる。
窒素ガス供給系１３を加熱室１１５に接続する場合、窒素（Ｎ２）ガスは、加熱室１１５に供給することができる。
即ち、加熱室１１５は冷却室１１６と互いの内部が連通されており、窒素ガス供給系１３を加熱室１１５に接続する構成とした場合、上述の水素ガス供給系１２と同様に、冷却室１１６は、加熱室１１５から雰囲気ガスである窒素（Ｎ２）ガスを分流される構成とすることができる。
そして、炉体１１の炉内が前室１１７、後室１１８を備える場合、上述の水素ガス供給系１２と同様に、窒素（Ｎ２）ガスは、加熱室１１５から前室１１７、冷却室１１６から後室１１８へ分流させることができる。
【0025】
（２－３）ＰＳＡ式窒素ガス製造装置
ＰＳＡ式窒素ガス製造装置１６は、空気中から酸素（Ｏ２）を除去して窒素（Ｎ２）ガスを製造するものである（図１参照）。
具体的に、ＰＳＡ装置１６は、空気供給器１６１と、空気供給器１６１に接続された吸着槽１６２とを備えている。
空気供給器１６１は、例えば、コンプレッサ、エアタンク等を採用することができ、吸着槽１６２へ空気を高圧状態で供給することができる。
吸着槽１６２には、空気中から窒素（Ｎ２）以外のガス（具体的には、主に酸素（Ｏ２）であり、他に水分（Ｈ２Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、一酸化炭素（ＣＯ）等を含む）を吸着して除去する吸着材が充填されて収容されている。
ＰＳＡ装置１６は、装置内部の吸着槽１６２に高圧状態で供給された空気を通過させ、その空気から窒素（Ｎ２）以外のガス、特に酸素（Ｏ２）を吸着して除去することにより、窒素（Ｎ２）ガスを製造することができる。
ＰＳＡ式窒素ガス製造装置１６は、空気中から酸素（Ｏ２）を除去して窒素（Ｎ２）ガスを製造するものである（図１参照）。
具体的に、ＰＳＡ装置１６は、空気供給器１６１と、空気供給器１６１に接続された吸着槽１６２とを備えている。
空気供給器１６１は、例えば、コンプレッサ、エアタンク等を採用することができ、吸着槽１６２へ空気を高圧状態で供給することができる。
吸着槽１６２には、空気中から窒素（Ｎ２）以外のガス（具体的には、主に酸素（Ｏ２）であり、他に水分（Ｈ２Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、一酸化炭素（ＣＯ）等を含む）を吸着して除去する吸着材が充填されて収容されている。
ＰＳＡ装置１６は、装置内部の吸着槽１６２に高圧状態で供給された空気を通過させ、その空気から窒素（Ｎ２）以外のガス、特に酸素（Ｏ２）を吸着して除去することにより、窒素（Ｎ２）ガスを製造することができる。
【0026】
ＰＳＡ装置１６は、吸着槽１６２を複数備えることができる。
ＰＳＡ装置１６は、吸着槽１６２を複数備える場合、吸着槽１６２同士を、複数の切換バルブ１６３を介して互いに接続することにより、酸素（Ｏ２）等の吸着除去を実行するものと、吸着除去を休止するものと、に適宜切り替えることができる。
つまり、ＰＳＡ装置１６は、吸着槽１６２を複数備える場合、一方の吸着槽１６２で吸着量が満杯になる前に、他方の吸着槽１６２に切り替えることで、酸素（Ｏ２）等の吸着除去を継続して連続的に実行することができる。
また、吸着槽１６２は、吸着除去を休止するものについて、吸着材の再生処理を実行することもできる。
ＰＳＡ装置１６は、吸着槽１６２を複数備える場合、吸着槽１６２同士を、複数の切換バルブ１６３を介して互いに接続することにより、酸素（Ｏ２）等の吸着除去を実行するものと、吸着除去を休止するものと、に適宜切り替えることができる。
つまり、ＰＳＡ装置１６は、吸着槽１６２を複数備える場合、一方の吸着槽１６２で吸着量が満杯になる前に、他方の吸着槽１６２に切り替えることで、酸素（Ｏ２）等の吸着除去を継続して連続的に実行することができる。
また、吸着槽１６２は、吸着除去を休止するものについて、吸着材の再生処理を実行することもできる。
【0027】
吸着槽１６２に充填される吸着材は、酸素（Ｏ２）を吸着できるものであれば、特に問わない。吸着材には、活性炭、ゼオライト、シリカゲル、活性アルミナを採用することができる。これら活性炭、ゼオライト、シリカゲル、活性アルミナは、何れも多数の細孔を備える粒状の多孔質体であり、組成比率、細孔径（平均細孔直径）、全細孔容積、比表面積、細孔分布などに応じて吸着性能を変えることができる。
つまり、吸着材には、吸着対象である酸素（Ｏ２）に応じて、組成比率、細孔径（平均細孔直径）、全細孔容積、比表面積、細孔分布などを調整又は調節したものを使用することができる。
つまり、吸着材には、吸着対象である酸素（Ｏ２）に応じて、組成比率、細孔径（平均細孔直径）、全細孔容積、比表面積、細孔分布などを調整又は調節したものを使用することができる。
【0028】
上述の活性炭には、分子篩炭を含むことができる。分子篩炭は、多数の細孔を備える木炭、石炭、コークス、ヤシガラ、合成樹脂、ピッチなどの炭化物を賦活処理して得られたものである。この賦活処理では、処理温度、賦活ガスの量、処理時間に応じ、細孔径のサイズを調整することができる。
即ち、分子篩炭は、酸素（Ｏ２）の分子の大きさに応じるように、細孔径のサイズが調整されて、酸素（Ｏ２）を吸着可能なものとされる。なお、酸素（Ｏ２）を吸着可能な分子篩炭は、細孔径が約３～５オングストロームに調整される。
また、分子篩炭は、吸着槽１６２を減圧状態にすることで、吸着した酸素（Ｏ２）を好適に脱着させることができ、再生させることができる。
即ち、分子篩炭は、酸素（Ｏ２）の分子の大きさに応じるように、細孔径のサイズが調整されて、酸素（Ｏ２）を吸着可能なものとされる。なお、酸素（Ｏ２）を吸着可能な分子篩炭は、細孔径が約３～５オングストロームに調整される。
また、分子篩炭は、吸着槽１６２を減圧状態にすることで、吸着した酸素（Ｏ２）を好適に脱着させることができ、再生させることができる。
【0029】
ＰＳＡ装置１６において、窒素（Ｎ２）ガスの出力部、具体的に、窒素タンク１３１との間には、流量調整弁１３２を接続することができる。
流量調整弁１３２は、電磁弁等を用いることができ、開度操作により、ＰＳＡ装置１６から窒素ガス供給系１３への窒素（Ｎ２）ガスの流量を任意に変えることができる。
流量調整弁１３２は、電磁弁等を用いることができ、開度操作により、ＰＳＡ装置１６から窒素ガス供給系１３への窒素（Ｎ２）ガスの流量を任意に変えることができる。
【0030】
ＰＳＡ装置１６は、流量調整弁１３２によって窒素（Ｎ２）ガスの流量を変えることで、製造する窒素（Ｎ２）ガスの純度を変えることができる。
即ち、流量調整弁１３２により、窒素（Ｎ２）ガスの流量を減らした場合、ＰＳＡ装置１６において、吸着槽１６２で空気が吸着処理される時間（あるいは、空気が吸着槽１６２内で滞留する時間）が長くなり、吸着処理の時間が長くなる分、空気中からの酸素（Ｏ２）の吸着除去量が増す。
一方、流量調整弁１３２により、窒素（Ｎ２）ガスの流量を増やした場合、ＰＳＡ装置１６において、吸着槽１６２で空気が吸着処理される時間（あるいは、空気が吸着槽１６２内で滞留する時間）が短くなり、吸着処理の時間が短くなる分、空気中からの酸素（Ｏ２）の吸着除去量が減る。
即ち、流量調整弁１３２により、窒素（Ｎ２）ガスの流量を減らした場合、ＰＳＡ装置１６において、吸着槽１６２で空気が吸着処理される時間（あるいは、空気が吸着槽１６２内で滞留する時間）が長くなり、吸着処理の時間が長くなる分、空気中からの酸素（Ｏ２）の吸着除去量が増す。
一方、流量調整弁１３２により、窒素（Ｎ２）ガスの流量を増やした場合、ＰＳＡ装置１６において、吸着槽１６２で空気が吸着処理される時間（あるいは、空気が吸着槽１６２内で滞留する時間）が短くなり、吸着処理の時間が短くなる分、空気中からの酸素（Ｏ２）の吸着除去量が減る。
【0031】
窒素（Ｎ２）ガスの純度について、通常、空気中には約７８％の窒素（Ｎ２）と約２１％の酸素（Ｏ２）とが含まれ、空気中の約９９％は、窒素（Ｎ２）と酸素（Ｏ２）である。このため、空気中からの酸素（Ｏ２）の吸着除去量が増す場合には、窒素（Ｎ２）ガスの純度が高くなり、空気中からの酸素（Ｏ２）の吸着除去量が減る場合には、窒素（Ｎ２）ガスの純度が低くなる。
ＰＳＡ装置１６で製造される窒素（Ｎ２）ガスについて、その窒素（Ｎ２）ガスに不純物として混じっているガスは、主に酸素（Ｏ２）である。よって、ＰＳＡ装置１６及び流量調整弁１３２を用い、窒素（Ｎ２）ガスの純度を調節する場合、その純度に応じて、炉体１１の炉内への酸素（Ｏ２）の供給量を増減させることができ、酸素（Ｏ２）の供給量の調節が可能となる。
ＰＳＡ装置１６で製造される窒素（Ｎ２）ガスについて、その窒素（Ｎ２）ガスに不純物として混じっているガスは、主に酸素（Ｏ２）である。よって、ＰＳＡ装置１６及び流量調整弁１３２を用い、窒素（Ｎ２）ガスの純度を調節する場合、その純度に応じて、炉体１１の炉内への酸素（Ｏ２）の供給量を増減させることができ、酸素（Ｏ２）の供給量の調節が可能となる。
【0032】
参考例として、実際にＰＳＡ装置（クラレ社製、商標名「クラセップ」）を使用し、製造される窒素（Ｎ２）ガスの流量（ｍ３／ｈ）を適宜変えた場合の窒素（Ｎ２）ガスの純度（％）の変化を、以下の表１に示す。
なお、表１中の「Ｎｏ．１」～「Ｎｏ．４」では、ＰＳＡ装置として同一社製で同一名であるが、それぞれ型式が異なるもの（Ｎｏ．１：型式「ＭＲ－２２」、Ｎｏ．２：型式「ＭＲ－３０」、Ｎｏ．３：型式「ＭＲ－３７」、Ｎｏ．４：型式「ＭＲ－５５」）を使用している。
そして、表１に示された結果から、ＰＳＡ装置は、窒素（Ｎ２）ガスの流量（ｍ３／ｈ）に応じて、窒素（Ｎ２）ガスの純度（％）を変えられることが分かる。
なお、表１中の「Ｎｏ．１」～「Ｎｏ．４」では、ＰＳＡ装置として同一社製で同一名であるが、それぞれ型式が異なるもの（Ｎｏ．１：型式「ＭＲ－２２」、Ｎｏ．２：型式「ＭＲ－３０」、Ｎｏ．３：型式「ＭＲ－３７」、Ｎｏ．４：型式「ＭＲ－５５」）を使用している。
そして、表１に示された結果から、ＰＳＡ装置は、窒素（Ｎ２）ガスの流量（ｍ３／ｈ）に応じて、窒素（Ｎ２）ガスの純度（％）を変えられることが分かる。
【0033】
【表1】
【0034】
（３）露点計
炉体１１の加熱室１１１には、炉内の露点温度（℃）を計測する露点計１７が取り付けられている。
露点計１７は、制御器１８と電気的に接続されている。
制御器１８は、露点計１７によって計測された炉内の露点温度を取得し、露点の制御に使用することができる。
なお、炉体１１には、露点計の他に、炉内の水素濃度や、酸素濃度、炉内温度などを計測する計測器を取り付けることができる。
炉体１１の加熱室１１１には、炉内の露点温度（℃）を計測する露点計１７が取り付けられている。
露点計１７は、制御器１８と電気的に接続されている。
制御器１８は、露点計１７によって計測された炉内の露点温度を取得し、露点の制御に使用することができる。
なお、炉体１１には、露点計の他に、炉内の水素濃度や、酸素濃度、炉内温度などを計測する計測器を取り付けることができる。
【0035】
（４）制御器
制御器１８は、制御対象である露点温度を制御するものである。
制御器１８は、流量調整弁１３２と電気的に接続されており、流量調整弁１３２を操作することにより、ＰＳＡ装置１６から窒素ガス供給系１３への窒素（Ｎ２）ガスの流量を調整することができる。制御器１８は、窒素（Ｎ２）ガスの流量を調整することにより、製造される窒素（Ｎ２）ガスの純度を調節することができ、その窒素（Ｎ２）ガスに混じって炉体１１の炉内へ送り込まれる酸素の量を増減させることができる。
雰囲気炉１０は、炉内の酸素（Ｏ２）と、雰囲気ガスとして供給された水素（Ｈ２）ガスとの反応により、雰囲気中に水分（Ｈ２Ｏ）が生じることを利用し、酸素の量を増減させて水分（Ｈ２Ｏ）の発生量をコントロールすることにより、露点を制御することができる。
さらに、雰囲気炉１０は、制御器１８によって調節される炉内へ送り込まれる酸素の量について、炉内の雰囲気を、被処理物の酸化が防止された雰囲気（以下、「無酸化雰囲気」又は略して「無酸化」と記載する）に制御することができる。
制御器１８は、制御対象である露点温度を制御するものである。
制御器１８は、流量調整弁１３２と電気的に接続されており、流量調整弁１３２を操作することにより、ＰＳＡ装置１６から窒素ガス供給系１３への窒素（Ｎ２）ガスの流量を調整することができる。制御器１８は、窒素（Ｎ２）ガスの流量を調整することにより、製造される窒素（Ｎ２）ガスの純度を調節することができ、その窒素（Ｎ２）ガスに混じって炉体１１の炉内へ送り込まれる酸素の量を増減させることができる。
雰囲気炉１０は、炉内の酸素（Ｏ２）と、雰囲気ガスとして供給された水素（Ｈ２）ガスとの反応により、雰囲気中に水分（Ｈ２Ｏ）が生じることを利用し、酸素の量を増減させて水分（Ｈ２Ｏ）の発生量をコントロールすることにより、露点を制御することができる。
さらに、雰囲気炉１０は、制御器１８によって調節される炉内へ送り込まれる酸素の量について、炉内の雰囲気を、被処理物の酸化が防止された雰囲気（以下、「無酸化雰囲気」又は略して「無酸化」と記載する）に制御することができる。
【0036】
（４－１）制御対象
本発明の雰囲気炉（第１の形態）において、制御器１８の制御対象は、露点温度である。制御器１８は、露点温度の制御のために、ＰＳＡ式窒素ガス製造装置１６で製造される窒素ガスの純度を調節し、窒素ガスに混じって炉体１０の炉内へ送り込まれる酸素の量を増減させて、その酸素と水素ガスとの反応により炉内の雰囲気中に生じる水分の量を増減させる。
具体的に、制御器１８は、ＰＳＡ装置１６と接続された流量調整弁１３２を操作し、窒素（Ｎ２）ガスの流量の調整による窒素（Ｎ２）ガスの純度の調節により、炉内の雰囲気中における水分（Ｈ２Ｏ）の量をコントロールして、露点の制御を行う。
また、制御器１８は、水素ガス供給系１２において、例えば、第１調整バルブ１２２や第１調整バルブ１２２以外のバルブ等のような、水素（Ｈ２）ガスの供給量の調整が可能な弁体（バルブ）と電気的に接続することができる。この場合、炉内の雰囲気中における水分（Ｈ２Ｏ）の量をコントロールするために、炉内の雰囲気中の水素（Ｈ２）ガスの濃度（ｖｏｌ％）を調節することができる。
本発明の雰囲気炉（第１の形態）において、制御器１８の制御対象は、露点温度である。制御器１８は、露点温度の制御のために、ＰＳＡ式窒素ガス製造装置１６で製造される窒素ガスの純度を調節し、窒素ガスに混じって炉体１０の炉内へ送り込まれる酸素の量を増減させて、その酸素と水素ガスとの反応により炉内の雰囲気中に生じる水分の量を増減させる。
具体的に、制御器１８は、ＰＳＡ装置１６と接続された流量調整弁１３２を操作し、窒素（Ｎ２）ガスの流量の調整による窒素（Ｎ２）ガスの純度の調節により、炉内の雰囲気中における水分（Ｈ２Ｏ）の量をコントロールして、露点の制御を行う。
また、制御器１８は、水素ガス供給系１２において、例えば、第１調整バルブ１２２や第１調整バルブ１２２以外のバルブ等のような、水素（Ｈ２）ガスの供給量の調整が可能な弁体（バルブ）と電気的に接続することができる。この場合、炉内の雰囲気中における水分（Ｈ２Ｏ）の量をコントロールするために、炉内の雰囲気中の水素（Ｈ２）ガスの濃度（ｖｏｌ％）を調節することができる。
【0037】
本発明の雰囲気炉（第１の形態）が露点温度を制御対象とする理由について、通常の雰囲気炉が雰囲気ガスにＤＸガス、ＲＸガス等と称される石油系ガスを使用するのに対し、脱炭素（カーボンニュートラル）の達成のため、雰囲気ガスに窒素ガスと水素ガスを採用したことによる。
即ち、熱処理について、例えば、ろう付け処理は、炉内の露点が５℃～４０℃程度の雰囲気を必要とする。これは、溶融したろう材を、母材の表面ではじかれないようにして、母材の表面に流し広げる（拡散）、毛細管現象で母材間の隙間に浸入させる（浸透）には、溶融したろう材と母材との間の親和力が重要となるためである。
より詳しくは、溶融したろう材と母材との間には、母材の表面張力、溶融したろう材と母材との間の界面張力、溶融したろう材の表面張力の３つの張力が作用する。これら３つの張力の釣り合いによって、母材に対する溶融したろう材の親和力（あるいは「ぬれ（濡れ）性」が定まり、この親和力（あるいは「ぬれ（濡れ）性」を付与するために、ろう付け処理では、炉内を適度な露点の雰囲気にする必要がある。
即ち、熱処理について、例えば、ろう付け処理は、炉内の露点が５℃～４０℃程度の雰囲気を必要とする。これは、溶融したろう材を、母材の表面ではじかれないようにして、母材の表面に流し広げる（拡散）、毛細管現象で母材間の隙間に浸入させる（浸透）には、溶融したろう材と母材との間の親和力が重要となるためである。
より詳しくは、溶融したろう材と母材との間には、母材の表面張力、溶融したろう材と母材との間の界面張力、溶融したろう材の表面張力の３つの張力が作用する。これら３つの張力の釣り合いによって、母材に対する溶融したろう材の親和力（あるいは「ぬれ（濡れ）性」が定まり、この親和力（あるいは「ぬれ（濡れ）性」を付与するために、ろう付け処理では、炉内を適度な露点の雰囲気にする必要がある。
【0038】
通常の雰囲気炉の場合、石油系ガスを用いた雰囲気ガスは、石油系ガスが水分を含んでいることもあり、露点が５℃～３０℃程度（但し、変成に係る反応後の冷却状態の温度における露点）と、ろう付け処理で必要とされる適度な露点の条件を実質的に有している。
本発明の雰囲気炉の場合、窒素ガスと水素ガスを用いた雰囲気ガスは、露点が－６０℃～－１０℃程度であり、ろう付け処理で必要とされる適度な露点の条件を満たしていない。
このため、窒素ガスと水素ガスを雰囲気ガスに用いた雰囲気炉１０をろう付け処理に用いる場合、炉内を適度な露点の雰囲気にするように、露点の制御が必要になる。
本発明の雰囲気炉の場合、窒素ガスと水素ガスを用いた雰囲気ガスは、露点が－６０℃～－１０℃程度であり、ろう付け処理で必要とされる適度な露点の条件を満たしていない。
このため、窒素ガスと水素ガスを雰囲気ガスに用いた雰囲気炉１０をろう付け処理に用いる場合、炉内を適度な露点の雰囲気にするように、露点の制御が必要になる。
【0039】
ろう付け処理では、被処理物の酸化を防止する観点から、炉内へ供給される酸素の量の調節が重要である。特に、被処理物は、母材の材質（材料に使用される金属の種類）に応じて酸化のされやすさの度合いが異なるため、その酸化のされやすさを考慮した酸素の量の調節を行う必要がある。
例えば、母材の材質が鉄系である場合、その酸化は、以下の反応式（１）、（２）に従って進行する。
Ｆｅ＋１／２Ｏ２ → ＦｅＯ ・・・（１）
３ＦｅＯ＋１／２Ｏ２ → Ｆｅ３Ｏ４ ・・・（２）
母材の材質が銅系である場合、その酸化は、以下の反応式（３）に従って進行する。
Ｃｕ＋１／２Ｏ２ → ＣｕＯ ・・・（３）
母材の材質が鉄系の場合、その酸化は、上記の反応式（１）、（２）の２つの反応系で進行する。これに対し、母材の材質が銅系の場合、その酸化は、上記の反応式（３）の１つの反応系で進行する。このため、材質が鉄系のものは、銅系に比べて、酸化されやすく、これを考慮した酸素の量の調節を行うことが望ましい。
例えば、母材の材質が鉄系である場合、その酸化は、以下の反応式（１）、（２）に従って進行する。
Ｆｅ＋１／２Ｏ２ → ＦｅＯ ・・・（１）
３ＦｅＯ＋１／２Ｏ２ → Ｆｅ３Ｏ４ ・・・（２）
母材の材質が銅系である場合、その酸化は、以下の反応式（３）に従って進行する。
Ｃｕ＋１／２Ｏ２ → ＣｕＯ ・・・（３）
母材の材質が鉄系の場合、その酸化は、上記の反応式（１）、（２）の２つの反応系で進行する。これに対し、母材の材質が銅系の場合、その酸化は、上記の反応式（３）の１つの反応系で進行する。このため、材質が鉄系のものは、銅系に比べて、酸化されやすく、これを考慮した酸素の量の調節を行うことが望ましい。
【0040】
炉内の雰囲気中の酸素（Ｏ２）について、この酸素（Ｏ２）は、雰囲気ガスとして供給された水素（Ｈ２）ガスと反応し、以下の反応式（４）に従って水分（Ｈ２Ｏ）を発生させる。
Ｈ２＋１／２Ｏ２ → Ｈ２Ｏ ・・・（４）
ろう付け処理時において、雰囲気ガスに用いられた水素（Ｈ２）ガスは、上記の反応式（４）を進行させて、雰囲気中の酸素（Ｏ２）を奪うことができる。雰囲気中の酸素（Ｏ２）が奪われた結果、反応式（１）、（２）又は（３）に示されるような酸化反応は、その進行を妨げられるので、炉内における酸化を防止することができる。
なお、上述した水素ガス供給系１２が加熱室１１５に接続される構成の場合、加熱室１１５内で被処理物を熱処理のために加熱する高温度環境を利用することにより、上記の反応式（４）を好適に進行させることができる。つまり、本発明の雰囲気炉（第１の形態）のように、水素（Ｈ２）ガスと酸素（Ｏ２）との反応により水分（Ｈ２Ｏ）を生成し、その水分（Ｈ２Ｏ）によって露点の制御を行う場合、反応式（４）を好適に進行させるため、水素ガス供給系１２は、加熱室１１５に接続することが好ましい。
Ｈ２＋１／２Ｏ２ → Ｈ２Ｏ ・・・（４）
ろう付け処理時において、雰囲気ガスに用いられた水素（Ｈ２）ガスは、上記の反応式（４）を進行させて、雰囲気中の酸素（Ｏ２）を奪うことができる。雰囲気中の酸素（Ｏ２）が奪われた結果、反応式（１）、（２）又は（３）に示されるような酸化反応は、その進行を妨げられるので、炉内における酸化を防止することができる。
なお、上述した水素ガス供給系１２が加熱室１１５に接続される構成の場合、加熱室１１５内で被処理物を熱処理のために加熱する高温度環境を利用することにより、上記の反応式（４）を好適に進行させることができる。つまり、本発明の雰囲気炉（第１の形態）のように、水素（Ｈ２）ガスと酸素（Ｏ２）との反応により水分（Ｈ２Ｏ）を生成し、その水分（Ｈ２Ｏ）によって露点の制御を行う場合、反応式（４）を好適に進行させるため、水素ガス供給系１２は、加熱室１１５に接続することが好ましい。
【0041】
本発明の雰囲気炉（第１の形態）は、上記の反応式（４）の進行により、水分（Ｈ２Ｏ）を生成し、炉内の水分（Ｈ２Ｏ）の濃度（ｖｏｌ％）を高めることにより、炉内の露点を上昇させる。
反応式（４）は、平衡反応であり、雰囲気中における水素（Ｈ２）ガス、酸素（Ｏ２）、水分（Ｈ２Ｏ）の濃度（ｖｏｌ％）次第で逆反応を起こす場合がある。
但し、反応式（４）は、約３７２７℃（４０００Ｋ）で平衡定数が１程度の値となるが、通常、ろう付け処理は、炉内温度を、６００℃～１１２０℃程度として実行される。
つまり、１１２０℃以下程度の被処理物の熱処理の温度において、反応式（４）は、炉内の水分（Ｈ２Ｏ）の濃度（ｖｏｌ％）が上昇しても、逆反応を起こし難く、正反応で進行する。
反応式（４）は、平衡反応であり、雰囲気中における水素（Ｈ２）ガス、酸素（Ｏ２）、水分（Ｈ２Ｏ）の濃度（ｖｏｌ％）次第で逆反応を起こす場合がある。
但し、反応式（４）は、約３７２７℃（４０００Ｋ）で平衡定数が１程度の値となるが、通常、ろう付け処理は、炉内温度を、６００℃～１１２０℃程度として実行される。
つまり、１１２０℃以下程度の被処理物の熱処理の温度において、反応式（４）は、炉内の水分（Ｈ２Ｏ）の濃度（ｖｏｌ％）が上昇しても、逆反応を起こし難く、正反応で進行する。
【0042】
上述したように、ＰＳＡ装置１６は、製造する窒素（Ｎ２）ガスについて、流量（ｍ３／ｈ）に応じた純度（％）の調節が可能であり、その純度（％）の調節により、窒素（Ｎ２）ガスとともに炉内へ供給される酸素（Ｏ２）の量を調節することができる。
本発明の雰囲気炉（第１の形態）は、ろう付け処理に用いる場合、ＰＳＡ装置１６で製造される窒素（Ｎ２）ガスの純度（％）の調節により、炉内へ供給される酸素（Ｏ２）の量を調節できることを利用し、水素（Ｈ２）ガスの供給量の調整による反応式（４）の進行のコントロールによって、炉内の雰囲気中における水分量（ｖｏｌ％）の調節を可能としており、制御対象を露点とした制御が可能となる。
本発明の雰囲気炉（第１の形態）は、ろう付け処理に用いる場合、ＰＳＡ装置１６で製造される窒素（Ｎ２）ガスの純度（％）の調節により、炉内へ供給される酸素（Ｏ２）の量を調節できることを利用し、水素（Ｈ２）ガスの供給量の調整による反応式（４）の進行のコントロールによって、炉内の雰囲気中における水分量（ｖｏｌ％）の調節を可能としており、制御対象を露点とした制御が可能となる。
【0043】
例えば、母材の材質が鉄系の場合、銅系に比べると酸化されやすいため、その酸化を防止するには、炉内を、上記の反応式（４）が進行する雰囲気にする必要がある。
反応式（４）について、気相での化学平衡における平衡式は、平衡定数をＫとし、水分分圧をＰＨ２Ｏ、水素分圧をＰＨ２、酸素分圧をＰＯ２として、以下の式（４－１）で示すことができる。
Ｋ ＝ （ＰＨ２Ｏ）２／〔（ＰＨ２）２×ＰＯ２〕 ・・・（４－１）
上記の式（４－１）を変換すると、以下の式（４－２）が得られる。
（Ｋ×ＰＯ２）（１／２） ＝ ＰＨ２Ｏ／ＰＨ２ ・・・（４－２）
式（４－２）において、Ｋは定数であるから、酸素分圧（ＰＯ２）は、水素分圧（ＰＨ２）に対する水分分圧（ＰＨ２Ｏ）の比（ＰＨ２Ｏ／ＰＨ２）に応じて定まる。この比（ＰＨ２Ｏ／ＰＨ２）について、水素分圧（ＰＨ２）は、炉内への水素（Ｈ２）ガスの供給量の調整により、容易に調節が可能である。
よって、反応式（４）は、雰囲気中における水素分圧（ＰＨ２）を高める、具体的には、炉内への水素（Ｈ２）ガスの供給量の調整により雰囲気中における水素ガスの濃度（ｖｏｌ％）を高めて、雰囲気中の酸素分圧（ＰＯ２）を下げる（雰囲気中の還元性を高める）ことにより、進行する。
水素ガスの濃度（ｖｏｌ％）について、例えば、母材が鉄系であれば、反応式（１）、（２）の平衡定数等から、酸化反応の進行に関する雰囲気中における酸素分圧（ａｔｍ）の範囲等を算出することができる。こうした算出値等に基づき、反応式（１）、（２）を進行させないような、水素ガスの濃度（ｖｏｌ％）、あるいは雰囲気中における水素分圧（ａｔｍ）の範囲等を算出し、予め設定することができる。
反応式（４）について、気相での化学平衡における平衡式は、平衡定数をＫとし、水分分圧をＰＨ２Ｏ、水素分圧をＰＨ２、酸素分圧をＰＯ２として、以下の式（４－１）で示すことができる。
Ｋ ＝ （ＰＨ２Ｏ）２／〔（ＰＨ２）２×ＰＯ２〕 ・・・（４－１）
上記の式（４－１）を変換すると、以下の式（４－２）が得られる。
（Ｋ×ＰＯ２）（１／２） ＝ ＰＨ２Ｏ／ＰＨ２ ・・・（４－２）
式（４－２）において、Ｋは定数であるから、酸素分圧（ＰＯ２）は、水素分圧（ＰＨ２）に対する水分分圧（ＰＨ２Ｏ）の比（ＰＨ２Ｏ／ＰＨ２）に応じて定まる。この比（ＰＨ２Ｏ／ＰＨ２）について、水素分圧（ＰＨ２）は、炉内への水素（Ｈ２）ガスの供給量の調整により、容易に調節が可能である。
よって、反応式（４）は、雰囲気中における水素分圧（ＰＨ２）を高める、具体的には、炉内への水素（Ｈ２）ガスの供給量の調整により雰囲気中における水素ガスの濃度（ｖｏｌ％）を高めて、雰囲気中の酸素分圧（ＰＯ２）を下げる（雰囲気中の還元性を高める）ことにより、進行する。
水素ガスの濃度（ｖｏｌ％）について、例えば、母材が鉄系であれば、反応式（１）、（２）の平衡定数等から、酸化反応の進行に関する雰囲気中における酸素分圧（ａｔｍ）の範囲等を算出することができる。こうした算出値等に基づき、反応式（１）、（２）を進行させないような、水素ガスの濃度（ｖｏｌ％）、あるいは雰囲気中における水素分圧（ａｔｍ）の範囲等を算出し、予め設定することができる。
【0044】
上記の反応式（１）～（４）の進行のコントロールについては、熱処理に係る処理温度もまた、重要である。これは、反応式（１）～（３）の酸化反応や、反応式（４）の水分生成反応は、処理温度次第で平衡定数等が異なるためである。
処理温度は、例えば、銅ろう付けであれば１０５０℃～１１２０℃、りん青銅ろう付けであれば７２０℃～９２０℃、ニッケルろう付けであれば８７０℃～１１２０℃、銀ろう付けであれば６２０℃～８４０℃、黄銅ろう付けであれば１０００℃～１１２０℃である。
また、ろう付け以外の熱処理について、例えばステンレス鋼の光輝焼鈍であれば１０００℃～１１２０℃、鉄系の無酸化焼鈍であれば６５０℃～９２０℃である。
本発明の雰囲気炉（第１の形態）は、上述のろう付け、光輝焼鈍、無酸化焼鈍等の熱処理に使用することができる。
処理温度は、例えば、銅ろう付けであれば１０５０℃～１１２０℃、りん青銅ろう付けであれば７２０℃～９２０℃、ニッケルろう付けであれば８７０℃～１１２０℃、銀ろう付けであれば６２０℃～８４０℃、黄銅ろう付けであれば１０００℃～１１２０℃である。
また、ろう付け以外の熱処理について、例えばステンレス鋼の光輝焼鈍であれば１０００℃～１１２０℃、鉄系の無酸化焼鈍であれば６５０℃～９２０℃である。
本発明の雰囲気炉（第１の形態）は、上述のろう付け、光輝焼鈍、無酸化焼鈍等の熱処理に使用することができる。
【0045】
（４－２）露点制御
制御器１８は、露点温度の設定値が予め記憶されているとともに、露点制御に係るプログラムが格納されており、露点計１７から取得した露点の計測値に基づき、計測値が設定値の範囲内となるように、露点制御を実行することができる。
図３は、露点制御の具体例を示すフローチャートである。
露点制御では、まず、雰囲気炉の炉内において、露点温度を計測し、計測値を取得する（ステップＳ１１）。
次いで、計測値である露点温度が、設定範囲内であるか否かについて判断する（ステップＳ１２）。
露点温度が設定範囲内である場合（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、ＰＳＡ装置１６からの流量が現状のまま維持され、Ｎ２ガスの純度が維持されて、作業を終了する。
制御器１８は、露点温度の設定値が予め記憶されているとともに、露点制御に係るプログラムが格納されており、露点計１７から取得した露点の計測値に基づき、計測値が設定値の範囲内となるように、露点制御を実行することができる。
図３は、露点制御の具体例を示すフローチャートである。
露点制御では、まず、雰囲気炉の炉内において、露点温度を計測し、計測値を取得する（ステップＳ１１）。
次いで、計測値である露点温度が、設定範囲内であるか否かについて判断する（ステップＳ１２）。
露点温度が設定範囲内である場合（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、ＰＳＡ装置１６からの流量が現状のまま維持され、Ｎ２ガスの純度が維持されて、作業を終了する。
【0046】
露点温度が設定範囲から外れている場合（ステップＳ１２；Ｎｏ）、露点温度が設定範囲に満たないか否か（露点温度が設定値の下限値に満たないか否か）について判断する（ステップＳ１３）。
露点温度が、設定値の下限値未満で、設定範囲に満たない場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、流量調整弁１３２が開くように操作され、窒素ガス供給系１３へのＰＳＡ装置１６からの流量を増加させる（ステップＳ１４）。これにより、Ｎ２ガスの純度が下がり（ステップＳ１５Ａ）、炉内へ供給されるＯ２が増量し、露点温度が上がる（ステップＳ１５Ｂ）。
露点温度が、設定値の下限値未満で、設定範囲に満たない場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、流量調整弁１３２が開くように操作され、窒素ガス供給系１３へのＰＳＡ装置１６からの流量を増加させる（ステップＳ１４）。これにより、Ｎ２ガスの純度が下がり（ステップＳ１５Ａ）、炉内へ供給されるＯ２が増量し、露点温度が上がる（ステップＳ１５Ｂ）。
【0047】
一方、露点温度が設定範囲内でなく（ステップＳ１２；Ｎｏ）、露点温度が設定範囲に満たないについて否である場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）、露点温度が設定範囲を超える（露点温度が設定値の上限値を超える）、と判断する（ステップＳ１６）。
露点温度が、設定値の上限値超で、設定範囲を超える場合（ステップＳ１６）、流量調整弁１３２が閉じるように操作され、窒素ガス供給系１３へのＰＳＡ装置１６からの流量を低減させる（ステップＳ１７）。これにより、Ｎ２ガスの純度が上がり（ステップＳ１８Ａ）、炉内へ供給されるＯ２が減量し、露点温度が下がる（ステップＳ１８Ｂ）。
露点温度が、設定値の上限値超で、設定範囲を超える場合（ステップＳ１６）、流量調整弁１３２が閉じるように操作され、窒素ガス供給系１３へのＰＳＡ装置１６からの流量を低減させる（ステップＳ１７）。これにより、Ｎ２ガスの純度が上がり（ステップＳ１８Ａ）、炉内へ供給されるＯ２が減量し、露点温度が下がる（ステップＳ１８Ｂ）。
【0048】
露点温度を上下させた（Ｓ１５Ｂ、Ｓ１８Ｂ）後は、再度、露点温度を計測し（ステップＳ１１）、露点温度が設定範囲内であるか否かについて判断する（ステップＳ１２）。
再度取得した露点温度が設定範囲内である場合（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、作業を終了する。再度取得した露点温度が設定範囲内でない場合（ステップＳ１２；Ｎｏ）、露点温度が設定範囲内となるまで、ＰＳＡ装置１６からの流量の調整（Ｓ１４，Ｓ１７）による、Ｎ２ガスの純度の調節（Ｓ１５Ａ，Ｓ１８Ａ）を繰り返し行う。
再度取得した露点温度が設定範囲内である場合（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、作業を終了する。再度取得した露点温度が設定範囲内でない場合（ステップＳ１２；Ｎｏ）、露点温度が設定範囲内となるまで、ＰＳＡ装置１６からの流量の調整（Ｓ１４，Ｓ１７）による、Ｎ２ガスの純度の調節（Ｓ１５Ａ，Ｓ１８Ａ）を繰り返し行う。
【0049】
（５）ガス排気系
雰囲気炉１０は、炉体１１の入口１１２側端部に接続されて炉内のガスを排気する第１ガス排気系２１、及び、第１ガス排気系２１に接続されて排気量を調節する第１排気弁２２と、出口１１３側端部に接続されて炉内のガスを排気する第２ガス排気系２３、及び、第２ガス排気系２３に接続されて排気量を調節する第２排気弁２４と、をさらに備えるものとすることができる（図１、２参照）。
第１排気弁２２及び第２排気弁２４は、電動弁、電磁弁等を採用することができ、制御器１８と電気的に接続することができる。制御器１８は、第１ガス排気系２１及び第２ガス排気系２３のうち少なくともいずれか一方について、第１排気弁２２、第２排気弁２４を操作して排気量を調節し、加熱室１１５から炉体１１の入口１１２側端部又は出口１１３側端部への雰囲気ガスの分流量を制御することができる。
雰囲気炉１０は、炉体１１の入口１１２側端部に接続されて炉内のガスを排気する第１ガス排気系２１、及び、第１ガス排気系２１に接続されて排気量を調節する第１排気弁２２と、出口１１３側端部に接続されて炉内のガスを排気する第２ガス排気系２３、及び、第２ガス排気系２３に接続されて排気量を調節する第２排気弁２４と、をさらに備えるものとすることができる（図１、２参照）。
第１排気弁２２及び第２排気弁２４は、電動弁、電磁弁等を採用することができ、制御器１８と電気的に接続することができる。制御器１８は、第１ガス排気系２１及び第２ガス排気系２３のうち少なくともいずれか一方について、第１排気弁２２、第２排気弁２４を操作して排気量を調節し、加熱室１１５から炉体１１の入口１１２側端部又は出口１１３側端部への雰囲気ガスの分流量を制御することができる。
【0050】
具体的に、第１ガス排気系２１は、炉体１１の入口１１２側端部に配置された前室１１７において、入口１１２近傍に接続することができる。
制御器１８により第１排気弁２２を操作し、第１ガス排気系２１から炉外へ排気を行う場合、その排気に伴い、炉体１１の炉内で、加熱室１１５から前室１１７（入口１１２側端部）へと向かう雰囲気ガスの流れを形成することができる（図１、２の炉内に記載した矢印参照）。
制御器１８により第１排気弁２２を操作し、第１ガス排気系２１から炉外へ排気を行う場合、その排気に伴い、炉体１１の炉内で、加熱室１１５から前室１１７（入口１１２側端部）へと向かう雰囲気ガスの流れを形成することができる（図１、２の炉内に記載した矢印参照）。
【0051】
また、第２ガス排気系２３は、炉体１１の出口１１３側端部に配置された後室１１８において、出口１１３近傍に接続することができる。
制御器１８により第２排気弁２４を操作し、第２ガス排気系２３から炉外へ排気を行う場合、その排気に伴い、炉体１１の炉内で、加熱室１１５から冷却室１１６を介して後室１１８（出口１１３側端部）へと向かう雰囲気ガスの流れを形成することができる（図１、２の炉内に記載した矢印参照）。
制御器１８により第２排気弁２４を操作し、第２ガス排気系２３から炉外へ排気を行う場合、その排気に伴い、炉体１１の炉内で、加熱室１１５から冷却室１１６を介して後室１１８（出口１１３側端部）へと向かう雰囲気ガスの流れを形成することができる（図１、２の炉内に記載した矢印参照）。
【0052】
水素ガス供給系１２及び窒素ガス供給系１３を加熱室１１５に接続する場合、雰囲気ガスである水素ガス及び窒素ガスは、加熱室１１５に供給されて、加熱室１１５から、前室１１７、冷却室１１６及び後室１１８の各室へ分流される。
第１ガス排気系２１及び第２ガス排気系２３は、炉外への排気により、炉内において、加熱室１１５から入口１１２側端部へ向かう雰囲気ガスの流れと、加熱室１１５から出口１１３側端部へ向かう雰囲気ガスの流れとを形成することができる。
第１ガス排気系２１及び第２ガス排気系２３は、炉外への排気により、炉内において、加熱室１１５から入口１１２側端部へ向かう雰囲気ガスの流れと、加熱室１１５から出口１１３側端部へ向かう雰囲気ガスの流れとを形成することができる。
【0053】
つまり、第１ガス排気系２１及び第２ガス排気系２３は、炉内で雰囲気ガスの流れを形成することにより、加熱室１１５から各室へ雰囲気ガスを好適に分流させることができる。
また、雰囲気ガスである水素ガス及び窒素ガスと、水素ガスと炉内の酸素との反応により生成された水分（水蒸気）は、第１ガス排気系２１及び第２ガス排気系２３によって形成された流れに従い、加熱室１１５から各室へ分流される際、略均一に拡散される。この拡散により、炉内において雰囲気ガス等の濃度が不均衡となることを防止することができる。
また、雰囲気ガスである水素ガス及び窒素ガスと、水素ガスと炉内の酸素との反応により生成された水分（水蒸気）は、第１ガス排気系２１及び第２ガス排気系２３によって形成された流れに従い、加熱室１１５から各室へ分流される際、略均一に拡散される。この拡散により、炉内において雰囲気ガス等の濃度が不均衡となることを防止することができる。
【0054】
炉体１１の炉内において、加熱室１１５から入口１１２側端部へ向かうガスの分流量と、加熱室１１５から出口１１３側端部へ向かうガスの分流量とは、第１排気弁２２と第２排気弁２４の操作による第１ガス排気系２１と第２ガス排気系２３の排気量の調節により、制御することができる。
即ち、第１排気弁２２を、第２排気弁２４よりも大きく開き、第１ガス排気系２１の排気量を、第２ガス排気系２３の排気量よりも大きくした場合、加熱室１１５からのガスの分流量は、入口１１２側端部へ向かう量が、出口１１３側端部へ向かう量に比べて、多くなる。
炉体１１の前室１１７に被処理物を挿入する際、加熱室１１５から入口１１２側端部へ向かうガスの分流量が多くなるように制御することにより、入口１１２から炉内への外気（空気）の流入を抑制、あるいは入口１１２から炉内に流入した外気（空気）を第１ガス排気系２１から迅速に排気することができる。
即ち、第１排気弁２２を、第２排気弁２４よりも大きく開き、第１ガス排気系２１の排気量を、第２ガス排気系２３の排気量よりも大きくした場合、加熱室１１５からのガスの分流量は、入口１１２側端部へ向かう量が、出口１１３側端部へ向かう量に比べて、多くなる。
炉体１１の前室１１７に被処理物を挿入する際、加熱室１１５から入口１１２側端部へ向かうガスの分流量が多くなるように制御することにより、入口１１２から炉内への外気（空気）の流入を抑制、あるいは入口１１２から炉内に流入した外気（空気）を第１ガス排気系２１から迅速に排気することができる。
【0055】
また、第２排気弁２４を、第１排気弁２２よりも大きく開き、第２ガス排気系２３の排気量を、第１ガス排気系２１の排気量よりも大きくした場合、加熱室１１５からのガスの分流量は、出口１１３側端部へ向かう量が、入口１１２側端部へ向かう量に比べて、多くなる。
炉体１１の後室１１８から被処理物を取り出す際、加熱室１１５から出口１１３側端部へ向かうガスの分流量が多くなるように制御することにより、出口１１３から炉内への外気（空気）の流入を抑制、あるいは出口１１３から炉内に流入した外気（空気）を第２ガス排気系２３から迅速に排気することができる。
炉体１１の後室１１８から被処理物を取り出す際、加熱室１１５から出口１１３側端部へ向かうガスの分流量が多くなるように制御することにより、出口１１３から炉内への外気（空気）の流入を抑制、あるいは出口１１３から炉内に流入した外気（空気）を第２ガス排気系２３から迅速に排気することができる。
【0056】
［２］雰囲気炉（第２の形態）
本発明の雰囲気炉は、雰囲気ガスとして水素ガス及び窒素ガスが充填された炉内の雰囲気中で被処理物を熱処理する雰囲気炉１０であって、
前記被処理物を収容する炉体１１と、
前記炉体１１に接続された水素ガス供給系１２と、
前記炉体１１に接続された窒素ガス供給系１３と、
前記炉体１１に接続されて炉内に水分を供給する水分供給系１４、及び前記水分供給系１４に接続された制御弁１５と、
前記炉体１１に取り付けられて前記炉内の露点温度を計測する露点計１７と、
前記露点計１７から取得した露点温度に応じて、露点温度を制御する制御器１８と、を備え、
前記制御器１８は、前記露点計１７から取得した露点温度に応じて、前記制御弁１５を操作し、前記水分供給系１４からの水分供給量を調節することにより、露点温度を制御することを特徴とする（図２参照）。
以下、第２の形態の雰囲気炉１０が備える炉体１１、水素ガス供給系１２、窒素ガス供給系１３、ＰＳＡ式窒素ガス製造装置１６、露点計１７、制御器１８の構成等について説明するが、第１の形態の雰囲気炉１０と異なる点を中心に説明するものとし、同様の点については説明を省略する。
本発明の雰囲気炉は、雰囲気ガスとして水素ガス及び窒素ガスが充填された炉内の雰囲気中で被処理物を熱処理する雰囲気炉１０であって、
前記被処理物を収容する炉体１１と、
前記炉体１１に接続された水素ガス供給系１２と、
前記炉体１１に接続された窒素ガス供給系１３と、
前記炉体１１に接続されて炉内に水分を供給する水分供給系１４、及び前記水分供給系１４に接続された制御弁１５と、
前記炉体１１に取り付けられて前記炉内の露点温度を計測する露点計１７と、
前記露点計１７から取得した露点温度に応じて、露点温度を制御する制御器１８と、を備え、
前記制御器１８は、前記露点計１７から取得した露点温度に応じて、前記制御弁１５を操作し、前記水分供給系１４からの水分供給量を調節することにより、露点温度を制御することを特徴とする（図２参照）。
以下、第２の形態の雰囲気炉１０が備える炉体１１、水素ガス供給系１２、窒素ガス供給系１３、ＰＳＡ式窒素ガス製造装置１６、露点計１７、制御器１８の構成等について説明するが、第１の形態の雰囲気炉１０と異なる点を中心に説明するものとし、同様の点については説明を省略する。
【0057】
（１）炉体
上述した［１］雰囲気炉（第１の形態）の（１）炉体と同様であり、説明を省略する。
上述した［１］雰囲気炉（第１の形態）の（１）炉体と同様であり、説明を省略する。
【0058】
（２）ガス供給系
（２－１）水素ガス供給系
上述した［１］雰囲気炉（第１の形態）の（２）ガス供給系、（２－１）水素ガス供給系と同様であり、説明を省略する。
（２－１）水素ガス供給系
上述した［１］雰囲気炉（第１の形態）の（２）ガス供給系、（２－１）水素ガス供給系と同様であり、説明を省略する。
【0059】
（２－２）窒素ガス供給系
窒素ガス供給系１３は、炉体１１の炉内へ、雰囲気ガスとして窒素（Ｎ２）ガスを供給するためのものである。
この窒素ガス供給系１３は、窒素（Ｎ２）ガスを貯留する窒素タンク１３１から伸びて、炉体１１に接続されている。
窒素タンク１３１には、ＰＳＡ装置１６を接続することができる（図２参照）。窒素タンク１３１にＰＳＡ装置１６を接続した場合、ＰＳＡ装置１６で製造された窒素（Ｎ２）ガスを、窒素タンク１３１に貯留することができる。
また、窒素タンク１３１とＰＳＡ装置１６との間には、ＰＳＡ装置１６から窒素タンク１３１への窒素（Ｎ２）ガスの供給を許容又は規制する供給バルブ１３２Ａを接続することができる。この供給バルブ１３２Ａには、電磁弁、電動弁等を採用することができる。
なお、供給バルブ１３２Ａ及びＰＳＡ装置１６は、省略することも可能であり、この場合、窒素タンク１３１には、予め他所で製造された窒素（Ｎ２）ガスを貯留することができる。
窒素ガス供給系１３は、炉体１１の炉内へ、雰囲気ガスとして窒素（Ｎ２）ガスを供給するためのものである。
この窒素ガス供給系１３は、窒素（Ｎ２）ガスを貯留する窒素タンク１３１から伸びて、炉体１１に接続されている。
窒素タンク１３１には、ＰＳＡ装置１６を接続することができる（図２参照）。窒素タンク１３１にＰＳＡ装置１６を接続した場合、ＰＳＡ装置１６で製造された窒素（Ｎ２）ガスを、窒素タンク１３１に貯留することができる。
また、窒素タンク１３１とＰＳＡ装置１６との間には、ＰＳＡ装置１６から窒素タンク１３１への窒素（Ｎ２）ガスの供給を許容又は規制する供給バルブ１３２Ａを接続することができる。この供給バルブ１３２Ａには、電磁弁、電動弁等を採用することができる。
なお、供給バルブ１３２Ａ及びＰＳＡ装置１６は、省略することも可能であり、この場合、窒素タンク１３１には、予め他所で製造された窒素（Ｎ２）ガスを貯留することができる。
【0060】
窒素ガス供給系１３には、第２調整バルブ１３３Ａを接続することができる。この第２調整バルブ１３３Ａは、炉体１１の炉内に対する窒素ガス供給系１３による窒素（Ｎ２）ガスの供給量の調整を可能とするものである。
第２調整バルブ１３３Ａに使用される弁体の種類は、特に限定されないが、電磁弁、電動弁等を採用することができ、ＰＳＡ装置１６を使用する場合、減圧弁を採用することもできる。
窒素（Ｎ２）ガスの供給量は、炉内の雰囲気に応じて、雰囲気が維持されるように、適宜調節することができ、特に限定されない。
窒素ガス供給系１３は、炉体１１の炉内が加熱室１１５と冷却室１１６を備える場合、加熱室１１５に接続することができる（図２参照）。この場合、窒素（Ｎ２）ガスは、加熱室１１５に供給され、加熱室１１５から前室１１７、冷却室１１６及び後室１１８へ分流させることができる。
第２調整バルブ１３３Ａに使用される弁体の種類は、特に限定されないが、電磁弁、電動弁等を採用することができ、ＰＳＡ装置１６を使用する場合、減圧弁を採用することもできる。
窒素（Ｎ２）ガスの供給量は、炉内の雰囲気に応じて、雰囲気が維持されるように、適宜調節することができ、特に限定されない。
窒素ガス供給系１３は、炉体１１の炉内が加熱室１１５と冷却室１１６を備える場合、加熱室１１５に接続することができる（図２参照）。この場合、窒素（Ｎ２）ガスは、加熱室１１５に供給され、加熱室１１５から前室１１７、冷却室１１６及び後室１１８へ分流させることができる。
【0061】
（２－３）ＰＳＡ式窒素ガス製造装置
上述した［１］雰囲気炉（第１の形態）の（２）ガス供給系、（２－３）ＰＳＡ式窒素ガス製造装置と同様の構成であり、構成についての説明を省略する。
第２の形態の雰囲気炉１０は、ＰＳＡ装置１６を使用する場合、流量調整による窒素（Ｎ２）ガスの純度の調節を実行せず、流量を一定値として純度を９９．９９９%等の高純度に保って使用することができる。
上述した［１］雰囲気炉（第１の形態）の（２）ガス供給系、（２－３）ＰＳＡ式窒素ガス製造装置と同様の構成であり、構成についての説明を省略する。
第２の形態の雰囲気炉１０は、ＰＳＡ装置１６を使用する場合、流量調整による窒素（Ｎ２）ガスの純度の調節を実行せず、流量を一定値として純度を９９．９９９%等の高純度に保って使用することができる。
【0062】
（２－４）水分供給系
水分供給系１４は、炉体１１の炉内へ、水分（Ｈ２Ｏ）を供給するためのものである（図２参照）。
この水分供給系１４は、水分（水蒸気）を発生させる加湿器１４１から伸びて、炉体１１に接続されている。
水分供給系１４は、炉体１１の炉内へ、水分（Ｈ２Ｏ）を供給するためのものである（図２参照）。
この水分供給系１４は、水分（水蒸気）を発生させる加湿器１４１から伸びて、炉体１１に接続されている。
【0063】
水分供給系１４には、制御弁１５が接続されている。この制御弁１５は、炉体１１の炉内に対する水分供給系１４による水分（Ｈ２Ｏ）の供給量の調整を可能とするものであり、必要に応じて供給量を０（ｍ３／ｈ）とすることにより水分（Ｈ２Ｏ）の供給を停止することもできる。
制御弁１５に使用される弁体の種類は、特に限定されないが、電動弁、電磁弁等を採用することができる。
制御弁１５は、制御器１８と電気的に接続されており、制御器１８による操作により、炉内の露点温度に応じて、水分（Ｈ２Ｏ）の供給量を適宜調節することができる。
制御弁１５に使用される弁体の種類は、特に限定されないが、電動弁、電磁弁等を採用することができる。
制御弁１５は、制御器１８と電気的に接続されており、制御器１８による操作により、炉内の露点温度に応じて、水分（Ｈ２Ｏ）の供給量を適宜調節することができる。
【0064】
水分供給系１４は、炉体１１の何れの箇所にも接続することができるが、炉体１１が炉内に加熱室１１５と冷却室１１６を備える場合、加熱室１１５に接続することができる（図２参照）。水分供給系１４を加熱室１１５に接続する場合、水分（Ｈ２Ｏ）は、加熱室１１５に供給することができる。
加熱室１１５は、開口部１１４を介して冷却室１１６と、互いの内部が連通されている。このため、冷却室１１６は、開口部１１４を介することにより、加熱室１１５から水分（Ｈ２Ｏ）を分流される構成とすることができる。
加熱室１１５は、開口部１１４を介して冷却室１１６と、互いの内部が連通されている。このため、冷却室１１６は、開口部１１４を介することにより、加熱室１１５から水分（Ｈ２Ｏ）を分流される構成とすることができる。
【0065】
炉体１１の炉内が前室１１７を備える場合、前室１１７は、開口部１１４を介して加熱室１１５と、互いの内部が連通されている。このため、前室１１７は、開口部１１４を介することにより、加熱室１１５から水分（Ｈ２Ｏ）を分流される構成とすることができる。
炉体１１の炉内が後室１１８を備える場合、後室１１８は、開口部１１４を介して冷却室１１６と、互いの内部が連通されている。このため、後室１１８は、開口部１１４を介することにより、冷却室１１６から水分（Ｈ２Ｏ）を分流される構成とすることができる。冷却室１１６から後室１１８へ分流される水分（Ｈ２Ｏ）は、元は加熱室１１５から冷却室１１６へ分流されたものである。
即ち、水分供給系１４を加熱室１１５に接続する場合、水分（Ｈ２Ｏ）は、まず加熱室１１５に供給されて、加熱室１１５から冷却室１１６、前室１１７、後室１１８へ分流させることができる。
このように、水分（Ｈ２Ｏ）を加熱室１１５に供給し、加熱室１１５から各室へ分流させる構成とする場合、各室へ水分（Ｈ２Ｏ）を供給する構成と比べて、炉内の水分濃度が不均衡となること、加熱室１１５の露点温度が過剰に上がることを抑えることができる。
炉体１１の炉内が後室１１８を備える場合、後室１１８は、開口部１１４を介して冷却室１１６と、互いの内部が連通されている。このため、後室１１８は、開口部１１４を介することにより、冷却室１１６から水分（Ｈ２Ｏ）を分流される構成とすることができる。冷却室１１６から後室１１８へ分流される水分（Ｈ２Ｏ）は、元は加熱室１１５から冷却室１１６へ分流されたものである。
即ち、水分供給系１４を加熱室１１５に接続する場合、水分（Ｈ２Ｏ）は、まず加熱室１１５に供給されて、加熱室１１５から冷却室１１６、前室１１７、後室１１８へ分流させることができる。
このように、水分（Ｈ２Ｏ）を加熱室１１５に供給し、加熱室１１５から各室へ分流させる構成とする場合、各室へ水分（Ｈ２Ｏ）を供給する構成と比べて、炉内の水分濃度が不均衡となること、加熱室１１５の露点温度が過剰に上がることを抑えることができる。
【0066】
（３）露点計
上述した［１］雰囲気炉（第１の形態）の（３）露点計と同様であり、説明を省略する。
上述した［１］雰囲気炉（第１の形態）の（３）露点計と同様であり、説明を省略する。
【0067】
（４）制御器
制御器１８は、制御対象である露点温度を制御するものである。
制御器１８は、水分供給系１４に接続された制御弁１５と電気的に接続されており、制御弁１５を操作し、炉体１１の炉内への水分供給量を調節することにより、露点温度を制御することができる。
雰囲気炉１０は、雰囲気ガスに水素（Ｈ２）ガスを用いており、水素（Ｈ２）との反応により炉内に残る酸素（Ｏ２）を奪うことで、炉内の雰囲気を無酸化とすることができる。この水素（Ｈ２）ガスと酸素（Ｏ２）の反応によって生じた水分（Ｈ２Ｏ）は、炉内の露点温度を上げるのに利用することができる。
制御器１８は、制御対象である露点温度を制御するものである。
制御器１８は、水分供給系１４に接続された制御弁１５と電気的に接続されており、制御弁１５を操作し、炉体１１の炉内への水分供給量を調節することにより、露点温度を制御することができる。
雰囲気炉１０は、雰囲気ガスに水素（Ｈ２）ガスを用いており、水素（Ｈ２）との反応により炉内に残る酸素（Ｏ２）を奪うことで、炉内の雰囲気を無酸化とすることができる。この水素（Ｈ２）ガスと酸素（Ｏ２）の反応によって生じた水分（Ｈ２Ｏ）は、炉内の露点温度を上げるのに利用することができる。
【0068】
（４－１）制御対象
本発明の雰囲気炉（第２の形態）において、制御器１８の制御対象は、上述した雰囲気炉（第１の形態）と同様に、露点温度である。
この雰囲気炉（第２の形態）において、制御器１８は、露点温度の制御のために、露点計１７から取得した露点温度に応じて、制御弁１５を操作し、水分供給系１４からの水分供給量を調節する。
以下、本発明の雰囲気炉（第２の形態）の制御対象について、上述した［１］雰囲気炉（第１の形態）の（４－１）制御対象と異なる点を中心に説明する。
本発明の雰囲気炉（第２の形態）において、制御器１８の制御対象は、上述した雰囲気炉（第１の形態）と同様に、露点温度である。
この雰囲気炉（第２の形態）において、制御器１８は、露点温度の制御のために、露点計１７から取得した露点温度に応じて、制御弁１５を操作し、水分供給系１４からの水分供給量を調節する。
以下、本発明の雰囲気炉（第２の形態）の制御対象について、上述した［１］雰囲気炉（第１の形態）の（４－１）制御対象と異なる点を中心に説明する。
【0069】
本発明の雰囲気炉（第２の形態）において、水素（Ｈ２）ガスは、炉内を還元性の雰囲気とし、雰囲気中の酸素（Ｏ２）を奪うことを主な目的として用いられる。言い換えると、本発明の雰囲気炉（第２の形態）において、水素（Ｈ２）ガスは、炉内の雰囲気中における水分量（ｖｏｌ％）の調節を主たる目的として使用されるものではない。
即ち、雰囲気ガスとして供給された水素（Ｈ２）ガスは、以下の反応式（４）に従って雰囲気中の酸素（Ｏ２）と反応することにより、雰囲気中の酸素（Ｏ２）を奪うことができる。
Ｈ２＋１／２Ｏ２ → Ｈ２Ｏ ・・・（４）
上記の反応式（４）の進行により、雰囲気中の酸素（Ｏ２）が奪われた結果、例えば、上記の酸化に係る反応式（１）～（３）のような酸化反応は、その進行を妨げられるため、炉内における酸化を防止することができる。
また、反応式（４）の進行によって発生した水分（Ｈ２Ｏ）は、炉内に拡散されて、炉内の雰囲気の露点の制御に、副次的に利用することができる。
即ち、雰囲気ガスとして供給された水素（Ｈ２）ガスは、以下の反応式（４）に従って雰囲気中の酸素（Ｏ２）と反応することにより、雰囲気中の酸素（Ｏ２）を奪うことができる。
Ｈ２＋１／２Ｏ２ → Ｈ２Ｏ ・・・（４）
上記の反応式（４）の進行により、雰囲気中の酸素（Ｏ２）が奪われた結果、例えば、上記の酸化に係る反応式（１）～（３）のような酸化反応は、その進行を妨げられるため、炉内における酸化を防止することができる。
また、反応式（４）の進行によって発生した水分（Ｈ２Ｏ）は、炉内に拡散されて、炉内の雰囲気の露点の制御に、副次的に利用することができる。
【0070】
反応式（４）は、平衡反応であり、雰囲気中に含まれる水素（Ｈ２）ガス、酸素（Ｏ２）、水分（Ｈ２Ｏ）の濃度（ｖｏｌ％）次第で逆反応を起こす可能性がある。
上述のように、反応式（４）は、約３７２７℃（４０００Ｋ）で平衡定数が１程度の値となる反応であるから、通常、１１２０℃以下程度の被処理物の熱処理の温度において、炉内の水分（Ｈ２Ｏ）の濃度（ｖｏｌ％）が上昇しても、逆反応を起こし難く、正反応で進行する。
また、上述したように、反応式（４）は、水素（Ｈ２）ガスの供給量を増大させ、雰囲気中における水素分圧（ＰＨ２）を高める、つまり、雰囲気中の還元性を高める（酸素分圧（ＰＯ２）を下げる）ことによっても、正反応で進行するため、逆反応を抑制することができる。
上述のように、反応式（４）は、約３７２７℃（４０００Ｋ）で平衡定数が１程度の値となる反応であるから、通常、１１２０℃以下程度の被処理物の熱処理の温度において、炉内の水分（Ｈ２Ｏ）の濃度（ｖｏｌ％）が上昇しても、逆反応を起こし難く、正反応で進行する。
また、上述したように、反応式（４）は、水素（Ｈ２）ガスの供給量を増大させ、雰囲気中における水素分圧（ＰＨ２）を高める、つまり、雰囲気中の還元性を高める（酸素分圧（ＰＯ２）を下げる）ことによっても、正反応で進行するため、逆反応を抑制することができる。
【0071】
従って、本発明の雰囲気炉（第２の形態）は、露点の制御に関し、水分供給系１４から炉内へ水分を供給し、炉内の雰囲気中における水分（Ｈ２Ｏ）の量をコントロールする構成であるが、この構成においても、上記の反応式（４）の逆反応を抑制することができる。
このため、本発明の雰囲気炉（第２の形態）は、水素（Ｈ２）ガスの供給により、雰囲気中の酸素（Ｏ２）を奪い、酸化反応を防止したうえで、水分供給系１４による水分供給量の調節により、制御対象を露点とした制御が可能となる。
なお、本発明の雰囲気炉（第２の形態）において、水分供給系１４は、上述したように、炉体１１の何れの箇所にも接続することができる。これは、水素ガスと酸素のように、高温度環境を利用して水分を生成する必要がないためである。
このため、本発明の雰囲気炉（第２の形態）は、水素（Ｈ２）ガスの供給により、雰囲気中の酸素（Ｏ２）を奪い、酸化反応を防止したうえで、水分供給系１４による水分供給量の調節により、制御対象を露点とした制御が可能となる。
なお、本発明の雰囲気炉（第２の形態）において、水分供給系１４は、上述したように、炉体１１の何れの箇所にも接続することができる。これは、水素ガスと酸素のように、高温度環境を利用して水分を生成する必要がないためである。
【0072】
（４－２）露点制御
制御器１８は、露点温度の設定値が予め記憶されているとともに、露点制御に係るプログラムが格納されており、露点計１７から取得した露点の計測値に基づき、計測値が設定値の範囲内となるように、露点制御を実行することができる。
図４は、露点制御の具体例を示すフローチャートである。
露点制御では、まず、雰囲気炉の炉内において、露点温度を計測し、計測値を取得する（ステップＳ２１）。
次いで、計測値である露点温度が、設定範囲内であるか否かについて判断する（ステップＳ２２）。
露点温度が設定範囲内である場合（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、水分供給量が現状のまま維持され、作業を終了する。
制御器１８は、露点温度の設定値が予め記憶されているとともに、露点制御に係るプログラムが格納されており、露点計１７から取得した露点の計測値に基づき、計測値が設定値の範囲内となるように、露点制御を実行することができる。
図４は、露点制御の具体例を示すフローチャートである。
露点制御では、まず、雰囲気炉の炉内において、露点温度を計測し、計測値を取得する（ステップＳ２１）。
次いで、計測値である露点温度が、設定範囲内であるか否かについて判断する（ステップＳ２２）。
露点温度が設定範囲内である場合（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、水分供給量が現状のまま維持され、作業を終了する。
【0073】
露点温度が設定範囲から外れている場合（ステップＳ２２；Ｎｏ）、露点温度が設定範囲に満たないか否か（露点温度が設定値の下限値に満たないか否か）について判断する（ステップＳ２３）。
露点温度が、設定値の下限値未満で、設定範囲に満たない場合（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、制御弁１５が開くように操作され、水分供給系１４からの水分供給量が増加されて（ステップＳ２４）、露点温度が上がる（ステップＳ２５）。
露点温度が、設定値の下限値未満で、設定範囲に満たない場合（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、制御弁１５が開くように操作され、水分供給系１４からの水分供給量が増加されて（ステップＳ２４）、露点温度が上がる（ステップＳ２５）。
【0074】
一方、露点温度が設定範囲内でなく（ステップＳ２２；Ｎｏ）、露点温度が設定範囲に満たないについて否である場合（ステップＳ２３；Ｎｏ）、露点温度が設定範囲を超える（露点温度が設定値の上限値を超える）、と判断する（ステップＳ２６）。
露点温度が、設定値の上限値超で、設定範囲を超える場合（ステップＳ2６）、流量調整弁１３２が閉じるように操作され、水分供給系１４からの水分供給量が低減されて（ステップＳ２７）、露点温度が下がる（ステップＳ２８）。
露点温度が、設定値の上限値超で、設定範囲を超える場合（ステップＳ2６）、流量調整弁１３２が閉じるように操作され、水分供給系１４からの水分供給量が低減されて（ステップＳ２７）、露点温度が下がる（ステップＳ２８）。
【0075】
露点温度を上下させた（Ｓ２５、Ｓ２８）後は、再度、露点温度を計測し（ステップＳ２１）、露点温度が設定範囲内であるか否かについて判断する（ステップＳ２２）。
再度取得した露点温度が設定範囲内である場合（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、作業を終了する。再度取得した露点温度が設定範囲内でない場合（ステップＳ２２；Ｎｏ）、露点温度が設定範囲内となるまで、水分供給系１４からの水分供給量の調節（Ｓ２４，Ｓ２７）による、露点温度の上げ下げ（Ｓ２５，Ｓ２８）を繰り返し行う。
再度取得した露点温度が設定範囲内である場合（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、作業を終了する。再度取得した露点温度が設定範囲内でない場合（ステップＳ２２；Ｎｏ）、露点温度が設定範囲内となるまで、水分供給系１４からの水分供給量の調節（Ｓ２４，Ｓ２７）による、露点温度の上げ下げ（Ｓ２５，Ｓ２８）を繰り返し行う。
【0076】
（５）ガス排気系
雰囲気炉１０は、ガス排気系をさらに備えることができる。
このガス排気系については、上述した［１］雰囲気炉（第１の形態）の（５）ガス排気系と同様であり、説明を省略する。
雰囲気炉１０は、ガス排気系をさらに備えることができる。
このガス排気系については、上述した［１］雰囲気炉（第１の形態）の（５）ガス排気系と同様であり、説明を省略する。
【0077】
［３］雰囲気炉の使用方法（１）
本発明は、第１の形態の雰囲気炉１０を使用し、被処理物であるろう材と母材を、熱処理としてろう付け処理する雰囲気炉の使用方法であって、
炉内の雰囲気中における水素ガスの濃度を３ｖｏｌ％以上２０ｖｏｌ％以下とし、
制御器により、ＰＳＡ式窒素ガス製造装置で製造される窒素ガスの純度を９７％以上９９．５％以下に調節することにより、炉内の露点温度を５℃以上４０℃以下に制御することを特徴とする。
本発明は、第１の形態の雰囲気炉１０を使用し、被処理物であるろう材と母材を、熱処理としてろう付け処理する雰囲気炉の使用方法であって、
炉内の雰囲気中における水素ガスの濃度を３ｖｏｌ％以上２０ｖｏｌ％以下とし、
制御器により、ＰＳＡ式窒素ガス製造装置で製造される窒素ガスの純度を９７％以上９９．５％以下に調節することにより、炉内の露点温度を５℃以上４０℃以下に制御することを特徴とする。
【0078】
即ち、雰囲気炉の使用方法（１）は、雰囲気炉１０（図１参照）を使用したろう付け処理である。
このろう付け処理では、ろう材を母材と接着させるため、母材の表面のぬれ性が必要とされ、母材の表面にぬれ性を付与するべく、炉内の露点温度が制御される。
被処理物について、ろう材と母材は、通常のろう付け処理に用いられるものであれば何れも使用することができ、特に限定されない。
ろう材としては、例えば、銅・黄銅ろう、リン銅ろう、銀ろう、アルミニウムろう、ニッケルろう、金ろう、パラジウムろう等を挙げることができる。
母材としては、ろう材よりも融点が高いもの、具体例として、鉄、銅、アルミニウム、チタン、銀、タングステン等の金属や、それらの合金、あるいはセラミックス等を挙げることができる。
このろう付け処理では、ろう材を母材と接着させるため、母材の表面のぬれ性が必要とされ、母材の表面にぬれ性を付与するべく、炉内の露点温度が制御される。
被処理物について、ろう材と母材は、通常のろう付け処理に用いられるものであれば何れも使用することができ、特に限定されない。
ろう材としては、例えば、銅・黄銅ろう、リン銅ろう、銀ろう、アルミニウムろう、ニッケルろう、金ろう、パラジウムろう等を挙げることができる。
母材としては、ろう材よりも融点が高いもの、具体例として、鉄、銅、アルミニウム、チタン、銀、タングステン等の金属や、それらの合金、あるいはセラミックス等を挙げることができる。
【0079】
ろう付け処理において、炉内の雰囲気中における水素ガスの濃度は、３ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下とする。水素ガスの濃度は、好ましくは５ｖｏｌ％以上２５ｖｏｌ％以下、より好ましくは７ｖｏｌ％以上２０ｖｏｌ％以下とすることができる。
水素ガスの濃度の調整は、水素ガス供給系１２の第１調整バルブ１２２を操作することにより、行うことができる。この第１調整バルブ１２２の操作は、制御器１８によって実行することもできる。
水素ガスの濃度の調整は、水素ガス供給系１２の第１調整バルブ１２２を操作することにより、行うことができる。この第１調整バルブ１２２の操作は、制御器１８によって実行することもできる。
【0080】
ろう付け処理において、炉内の露点温度の制御は、ＰＳＡ装置１６で製造される窒素ガスの純度を適宜調節し、その窒素ガスに混じって炉内へ送り込まれる酸素の量を増減させ、酸素と水素ガスとの反応によって生じる水分の量をコントロールすることにより、行われる。
ＰＳＡ装置１６で製造される窒素ガスの純度は、９７％以上９９．５％以下に調節する。これにより、炉内の露点温度を５℃以上４０℃以下に制御することができる。
ＰＳＡ装置１６で製造される窒素ガスの純度は、流量調整弁１３２を操作し、ＰＳＡ装置１６から窒素ガス供給系１３へ供給される窒素ガスの流量を調節することにより、行うことができる。
窒素ガスの純度は、好ましくは９８％以上９９％以下、より好ましくは９８．５％以上９９％以下とすることができる。
ＰＳＡ装置１６で製造される窒素ガスの純度は、９７％以上９９．５％以下に調節する。これにより、炉内の露点温度を５℃以上４０℃以下に制御することができる。
ＰＳＡ装置１６で製造される窒素ガスの純度は、流量調整弁１３２を操作し、ＰＳＡ装置１６から窒素ガス供給系１３へ供給される窒素ガスの流量を調節することにより、行うことができる。
窒素ガスの純度は、好ましくは９８％以上９９％以下、より好ましくは９８．５％以上９９％以下とすることができる。
【0081】
［４］雰囲気炉の使用方法（２）
本発明は、第２の形態の雰囲気炉１０を使用し、被処理物であるろう材と母材を、熱処理としてろう付け処理する雰囲気炉の使用方法であって、
炉内の雰囲気中における水素ガスの濃度を３ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下とし、
制御器により、水分供給系からの水分供給量を、炉内の雰囲気中における水分の濃度が０．８ｖｏｌ％以上６．５ｖｏｌ％以下になるように調節して、炉内の露点温度を５℃以上４０℃以下に制御することを特徴とする。
本発明は、第２の形態の雰囲気炉１０を使用し、被処理物であるろう材と母材を、熱処理としてろう付け処理する雰囲気炉の使用方法であって、
炉内の雰囲気中における水素ガスの濃度を３ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下とし、
制御器により、水分供給系からの水分供給量を、炉内の雰囲気中における水分の濃度が０．８ｖｏｌ％以上６．５ｖｏｌ％以下になるように調節して、炉内の露点温度を５℃以上４０℃以下に制御することを特徴とする。
【0082】
即ち、雰囲気炉の使用方法（２）は、雰囲気炉１０（図２参照）を使用したろう付け処理である。
ろう付け処理、ろう材、母材については、上述のとおりである。
ろう付け処理、ろう材、母材については、上述のとおりである。
【0083】
ろう付け処理において、炉内の雰囲気中における水素ガスの濃度は、３ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下とする。水素ガスの濃度は、好ましくは５ｖｏｌ％以上２５ｖｏｌ％以下、より好ましくは７ｖｏｌ％以上２０ｖｏｌ％以下とすることができる。
なお、このろう付け処理において、水素ガスは、主に、炉内の雰囲気中に残留等している酸素を除去するために使用される。また、水素ガスと酸素との反応によって発生した水分は、ろう付け処理時における露点の調整に使用することができ、水分供給系１４による水分供給量を抑えることができる。
なお、このろう付け処理において、水素ガスは、主に、炉内の雰囲気中に残留等している酸素を除去するために使用される。また、水素ガスと酸素との反応によって発生した水分は、ろう付け処理時における露点の調整に使用することができ、水分供給系１４による水分供給量を抑えることができる。
【0084】
ろう付け処理において、制御器１８により、水分供給系１４からの水分供給量は、炉内の雰囲気中における水分の濃度が０．８ｖｏｌ％以上６．５ｖｏｌ％以下になるように調節される。これにより、炉内の露点温度を５℃以上４０℃以下に制御することができる。
水分供給量の調節は、制御弁１５を操作することにより、行うことができる。
水分供給量の調節による炉内の雰囲気中における水分の濃度は、好ましくは１．０ｖｏｌ％以上６．３ｖｏｌ％以下、より好ましくは１．２ｖｏｌ％以上６．１ｖｏｌ％以下とすることができる。
水分供給量の調節は、制御弁１５を操作することにより、行うことができる。
水分供給量の調節による炉内の雰囲気中における水分の濃度は、好ましくは１．０ｖｏｌ％以上６．３ｖｏｌ％以下、より好ましくは１．２ｖｏｌ％以上６．１ｖｏｌ％以下とすることができる。
【0085】
［５］雰囲気炉の使用方法（３）
本発明は、第２の形態の雰囲気炉１０を使用し、ステンレス鋼による被処理物を、熱処理として光輝焼鈍処理する雰囲気炉の使用方法であって、
炉内の雰囲気中における水素ガスの濃度を７５ｖｏｌ％以上とし、
制御器により、水分供給系からの水分供給量を、炉内の雰囲気中における水分の濃度が０．０１３ｖｏｌ％以上０．０８ｖｏｌ％以下になるように調節して、炉内の露点温度を－５０℃以上－４５℃以下に制御することを特徴とする。
本発明は、第２の形態の雰囲気炉１０を使用し、ステンレス鋼による被処理物を、熱処理として光輝焼鈍処理する雰囲気炉の使用方法であって、
炉内の雰囲気中における水素ガスの濃度を７５ｖｏｌ％以上とし、
制御器により、水分供給系からの水分供給量を、炉内の雰囲気中における水分の濃度が０．０１３ｖｏｌ％以上０．０８ｖｏｌ％以下になるように調節して、炉内の露点温度を－５０℃以上－４５℃以下に制御することを特徴とする。
【0086】
即ち、雰囲気炉の使用方法（３）は、雰囲気炉１０（図２参照）を使用した光輝焼鈍処理である。
この光輝焼鈍処理では、被処理物としてステンレス鋼を材料に用いたものが使用される。また、光輝焼鈍は、被処理物の表面が焼鈍前と同等の光沢を保つことを要求され、その表面における酸化スケールの生成を防止するため、無酸化雰囲気による焼鈍処理（無酸化焼鈍）が必要となる。
この光輝焼鈍処理では、被処理物としてステンレス鋼を材料に用いたものが使用される。また、光輝焼鈍は、被処理物の表面が焼鈍前と同等の光沢を保つことを要求され、その表面における酸化スケールの生成を防止するため、無酸化雰囲気による焼鈍処理（無酸化焼鈍）が必要となる。
【0087】
光輝焼鈍処理は、処理中における窒素ガスの純度の変更を特に必要としない。このため、光輝焼鈍処理に使用する雰囲気炉１０（図２参照）は、窒素ガス供給系１３とＰＳＡ装置１６との接続の有無について、特に限定されない。
つまり、光輝焼鈍処理用の雰囲気炉１０において、窒素ガス供給系１３は、ＰＳＡ装置１６が接続されない構成とすることができる。ＰＳＡ装置１６が接続されない構成の場合、窒素ガス供給系１３の窒素タンク１３１には、予め他所で製造された窒素（Ｎ２）ガスを貯留することができる。
あるいは、窒素ガス供給系１３は、ＰＳＡ装置１６が接続された構成とすることもできる。ＰＳＡ装置１６が接続された構成の場合、ＰＳＡ装置１６は、流量の変更を行うことなく、例えば、製造される窒素（Ｎ２）ガスを高純度に維持することができる。
つまり、光輝焼鈍処理用の雰囲気炉１０において、窒素ガス供給系１３は、ＰＳＡ装置１６が接続されない構成とすることができる。ＰＳＡ装置１６が接続されない構成の場合、窒素ガス供給系１３の窒素タンク１３１には、予め他所で製造された窒素（Ｎ２）ガスを貯留することができる。
あるいは、窒素ガス供給系１３は、ＰＳＡ装置１６が接続された構成とすることもできる。ＰＳＡ装置１６が接続された構成の場合、ＰＳＡ装置１６は、流量の変更を行うことなく、例えば、製造される窒素（Ｎ２）ガスを高純度に維持することができる。
【0088】
光輝焼鈍処理において、炉内の雰囲気中における水素ガスの濃度は、下限を５０ｖｏｌ％以上とする。水素ガスの濃度は、下限を、好ましくは７５ｖｏｌ％以上とすることができる。水素ガスの濃度は、上限について、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼の窒化を抑制する場合等には、１００ｖｏｌ％以下、つまり炉内を水素ガスのみの雰囲気とする、こともできる。
この光輝焼鈍処理において、水素ガスは、炉内の雰囲気中の酸素を奪い、無酸化雰囲気にするために使用される。また、水素ガスと酸素との反応によって発生した水分は、露点の調整に使用することができ、水分供給系１４による水分供給量を低減することができる。
この光輝焼鈍処理において、水素ガスは、炉内の雰囲気中の酸素を奪い、無酸化雰囲気にするために使用される。また、水素ガスと酸素との反応によって発生した水分は、露点の調整に使用することができ、水分供給系１４による水分供給量を低減することができる。
【0089】
光輝焼鈍処理において、制御器１８により、水分供給系１４からの水分供給量は、炉内の雰囲気中における水分の濃度が０．００８ｖｏｌ％以上０．０２ｖｏｌ％以下になるように調節される。このとき、炉内の露点温度は－５０℃以上－４５℃以下に制御することができる。
水分供給量の調節は、制御弁１５を操作することにより、行うことができる。
水分供給量の調節による炉内の雰囲気中における水分の濃度は、好ましくは０．００９ｖｏｌ％以上０．０１５ｖｏｌ％以下とすることができる。
水分供給量の調節は、制御弁１５を操作することにより、行うことができる。
水分供給量の調節による炉内の雰囲気中における水分の濃度は、好ましくは０．００９ｖｏｌ％以上０．０１５ｖｏｌ％以下とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【0090】
本発明は、広範な製品で利用することができ、特にカーボンニュートラルの観点で有用である。
【符号の説明】
【0091】
１０；雰囲気炉、
１１；炉体、１１１；搬送装置、１１２；入口、１１３；出口、１１４；開口部、１１５；加熱室、１１６；冷却室、１１７；前室、１１８；後室、１１９；昇温装置、
１２；水素ガス供給系、１２１；水素タンク、１２２；第１調整バルブ、
１３；窒素ガス供給系、１３１；窒素タンク、１３２；流量調整弁、１３３；減圧弁、１３２Ａ；供給バルブ、１３３Ａ；第２調整バルブ、
１４；水分供給系、１４１；加湿器、１５；制御弁、
１６；ＰＳＡ式窒素ガス製造装置、１６１；空気供給器、１６２；吸着槽、１６３；切換バルブ、
１７；露点計、
１８；制御器、
２１；第１ガス排気系、２２；第１排気弁、２３；第２ガス排気系、２４；第２排気弁。
１１；炉体、１１１；搬送装置、１１２；入口、１１３；出口、１１４；開口部、１１５；加熱室、１１６；冷却室、１１７；前室、１１８；後室、１１９；昇温装置、
１２；水素ガス供給系、１２１；水素タンク、１２２；第１調整バルブ、
１３；窒素ガス供給系、１３１；窒素タンク、１３２；流量調整弁、１３３；減圧弁、１３２Ａ；供給バルブ、１３３Ａ；第２調整バルブ、
１４；水分供給系、１４１；加湿器、１５；制御弁、
１６；ＰＳＡ式窒素ガス製造装置、１６１；空気供給器、１６２；吸着槽、１６３；切換バルブ、
１７；露点計、
１８；制御器、
２１；第１ガス排気系、２２；第１排気弁、２３；第２ガス排気系、２４；第２排気弁。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】