特開 2023-46527 熱処理装置

(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】P2023046527

(43)【公開日】2023-04-05

(54)【発明の名称】熱処理装置

(51)【国際特許分類】

   C21D 1/64 20060101AFI20230329BHJP

   F27D 9/00 20060101ALI20230329BHJP

   C21D 1/00 20060101ALI20230329BHJP

【ＦＩ】

C21D1/64

F27D9/00

C21D1/00 B

C21D1/00 121

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021155159

(22)【出願日】2021-09-24

(71)【出願人】

【識別番号】000167200

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクトサーモシステム

(74)【代理人】

【識別番号】100128912

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 徹

(72)【発明者】

【氏名】中田 綾香

(72)【発明者】

【氏名】幸田 尚久

(72)【発明者】

【氏名】山本 亮介

【テーマコード（参考）】

4K034

4K063

【Ｆターム（参考）】

4K034AA02

4K034AA17

4K034FA05

4K034FA06

4K034FB07

4K034FB11

4K034FB15

4K063AA05

4K063BA02

4K063CA03

4K063CA08

4K063EA05

(57)【要約】

【課題】被処理物の冷却のための旋回流を形成できる熱処理装置の全体の構成を短くすることができ、冷却槽で旋回流を形成するための部品を簡素な構造で製作でき、旋回流形成のための部品を装置内で容易に設置することができる、熱処理装置を提供する。
【解決手段】熱処理装置１は、被処理物１０が配置される筒状の冷却槽１３と、被処理物１０に熱処理を施すための冷媒を冷却槽１３へ導入する導入管１４と、を備える。導入管１４は、冷却槽１３と接続される側の端部において冷媒の流れの方向を変更するとともに冷却槽１３の周方向に沿って回転する冷媒の流れを形成する変換部材２１を備える。変換部材２１は、導入管１４の底面側と上面側との間に亘って冷却槽１３の長手方向に沿って延びており、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に沿った、湾曲した面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）を備えている。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理物が配置される筒状の冷却槽と、
前記被処理物に熱処理を施すための冷媒を前記冷却槽へ導入する導入管と、を備え、
前記冷却槽の長手方向と前記導入管の長手方向とが異なる方向で前記冷却槽と前記導入管とが接続される熱処理装置において、
前記導入管は、前記冷却槽と接続される側の端部において前記冷媒の流れの方向を変更するとともに前記冷却槽の周方向に沿って回転する前記冷媒の流れを形成する変換部材を備え、
前記変換部材は、前記導入管の底面側と上面側との間に亘って前記冷却槽の長手方向に沿って延びており、前記冷却槽の長手方向から視た状態で前記冷却槽の内周形状に沿った、湾曲又は屈曲した面を備えている、熱処理装置。

【請求項2】

請求項１に記載の熱処理装置において、
前記面は、前記冷却槽の長手方向から視た状態で螺旋状に配置されている、熱処理装置。

【請求項3】

請求項２に記載の熱処理装置であって、
前記面は、複数設けられ、
複数の前記面は、前記冷却槽の長手方向から視た状態で螺旋状に並んで配置されている、熱処理装置。

【請求項4】

請求項３に記載の熱処理装置であって、
前記変換部材は、
前記面として構成され、前記導入管の端部側に向かって凹むように湾曲又は屈曲して配置される第１の面と、
前記面として構成され、前記冷却槽の中心軸方向を介して前記第１の面と対向する位置に配置されるとともに、前記第１の面と反対側に向かって凹むように湾曲又は屈曲して配置される第２の面と、
を備えている、熱処理装置。

【請求項5】

請求項４に記載の熱処理装置であって、
前記変換部材は、前記面として構成され、前記第１の面と前記第２の面との間で前記第２の面と対向する位置に配置されるとともに、前記第２の面と反対側に向かって凹むように湾曲又は屈曲して配置される第３の面、を更に備えている、熱処理装置。

【請求項6】

請求項３又は請求項４に記載の熱処理装置であって、
前記変換部材は、
前記導入管の底面側と上面側との間に亘って前記冷却槽の長手方向に沿って延び、前記第１の面が設けられた第１の部材と、
前記導入管の底面側と上面側との間に亘って前記冷却槽の長手方向に沿って延び、前記第２の面が設けられた第２の部材と、
を備えている、熱処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被処理物に対して冷媒を供給して熱処理を施す熱処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

被処理物に対して冷媒を供給して熱処理を施す熱処理装置として、筒状の冷却槽に被処理物を配置し、冷却槽に導入した冷媒を冷却槽内で旋回流とすることで、被処理物を均一に冷却することを目的とした熱処理装置が知られている（例えば、特許文献１乃至３を参照）。

【0003】

特許文献１に記載された熱処理装置は、冷却槽としての円筒形状のカバー３の内部に被処理物としての鋼管Ｗが配置され、カバー３に冷媒を導入することで、鋼管Ｗの熱処理を行うように構成されている。円筒形状のカバー３の内部においては、鋼管Ｗを支持する鋼管支持板５が設けられている。鋼管支持板５は、カバー３の内周に密着して取り付けられ、カバー３の内周に沿って螺旋状に延びるように設けられている。特許文献１の熱処理装置は、鋼管支持板５によって、カバー３内に導入した冷媒の流れを、カバー３の内部で鋼管Ｗの外周面に沿った旋回流とし、鋼管Ｗを均一に冷却するように構成されている。

【0004】

特許文献２に記載された熱処理装置は、冷却槽としての円筒形のカバーの内部に被処理物としての鋼管１が配置され、円筒形のカバーに冷媒を導入することで、鋼管１の熱処理を行うように構成されている。円筒形のカバーの内部においては、上部整流板４及び下部整流板５が設けられている。上部整流板４及び下部整流板５は、円筒形のカバーの内周に密着して取り付けられ、円筒形のカバーの内周に沿って螺旋状に延びるように設けられている。特許文献２の熱処理装置は、上部整流板４及び下部整流板５によって、円筒形のカバー内に導入した冷媒の流れを、円筒形のカバーの内部で鋼管１の外面で螺旋状に流動する旋回流とし、鋼管１を均一に冷却するように構成されている。

【0005】

特許文献３に記載された熱処理装置は、貯留槽１２内に浸漬される旋回流発生部１９を有し、旋回流発生部１９の内部に被処理物としてのワーク１が配置され、旋回流発生部１９内に冷媒を導入することで、ワーク１の熱処理を行うように構成されている。旋回流発生部１９は、内部にワーク１が配置される冷却槽としての筒状の壁部２１を有しており、筒状の壁部２１には、壁部２１の内周に沿って螺旋状に延びる螺旋溝２２が設けられている。特許文献３の熱処理装置は、螺旋溝２２によって、壁部２１内に導入した冷媒の流れを、筒状の壁部２１の内部でワーク１の周りを流動する旋回流とし、ワーク１を均一に冷却するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１０－８４１７２号公報

【特許文献2】特開２０１８－１６２４８０号公報

【特許文献3】特開２０１５－１６０９９２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乃至特許文献３に開示された熱処理装置においては、冷却槽へ冷媒を導入して更に冷却槽内を流動する冷媒の流れを旋回流として形成するに際し、冷却槽の内周に沿って螺旋状に延びる構造体を設ける必要がある。このため、特許文献１乃至特許文献３に開示された熱処理装置では、旋回流の形成のために冷却槽の長手方向に沿って螺旋状に長く延びる構造体を設ける必要があり、冷却槽の長さが長くなり、熱処理装置の全体の構成が長くなってしまうという問題がある。

【0008】

また、特許文献１及び特許文献２に開示された熱処理装置では、旋回流を形成するためには、筒状の冷却槽の内周に沿って螺旋状に延びる板状の３次元に立体的な形状の部品が必要となる。また、特許文献３に開示された熱処理装置では、旋回流を形成するためには、筒状の壁部の内周に沿って螺旋状に延びる溝が設けられた３次元に立体的な形状の部品が必要となる。また、特許文献１及び特許文献２に開示された熱処理装置では、旋回流を形成するための部品は、筒状の冷却槽の内部で冷却槽の内周に沿って螺旋状に延びるとともに冷却槽の内周に密着して取り付けられるようにして設置される。このため、特許文献１及び特許文献２に開示された熱処理装置では、旋回流を形成するために３次元に立体的な螺旋状部品を熱処理装置内へ固定することが容易でないという問題がある。

【0009】

本発明は、上記事情に鑑みることにより、被処理物の冷却のための旋回流を形成できる熱処理装置の全体の構成を短くすることができ、冷却槽で旋回流を形成するための部品を簡素な構造で製作でき、旋回流形成のための部品を装置内で容易に設置することができる、熱処理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

（１）上記課題を解決するために、本発明のある局面に係わる熱処理装置は、被処理物が配置される筒状の冷却槽と、前記被処理物に熱処理を施すための冷媒を前記冷却槽へ導入する導入管と、を備え、前記冷却槽の長手方向と前記導入管の長手方向とが異なる方向で前記冷却槽と前記導入管とが接続される熱処理装置に関する。そして、本発明のある局面に係わる熱処理装置は、前記導入管は、前記冷却槽と接続される側の端部において前記冷媒の流れの方向を変更するとともに前記冷却槽の周方向に沿って回転する前記冷媒の流れを形成する変換部材を備え、前記変換部材は、前記導入管の底面側と上面側との間に亘って前記冷却槽の長手方向に沿って延びており、前記冷却槽の長手方向から視た状態で前記冷却槽の内周形状に沿った、湾曲又は屈曲した面を備えている。

【0011】

この構成によると、導入管に供給された冷媒は、導入管を流動し、導入管における冷却槽が接続される側の端部に配置された変換部材へと到達する。そして、変換部材に到達した冷媒は、導入管の底面側と上面側との間に亘って冷却槽の長手方向に沿って延びる変換部材の面に沿って流動しながら、導入管の長手方向に沿った流れから冷却槽の長手方向に沿った流れへと、流れの方向が変更される。更に、冷媒は、冷却槽の長手方向から視た状態で冷却槽の内周形状に沿った面であって湾曲又は屈曲した面に沿って流動し、冷却槽の周方向に沿って回転する冷媒の流れが形成される。このため、変換部材によって、冷媒の流れ方向が変更されるとともに、冷却槽の周方向に沿って回転する冷媒の流れが形成されるように、冷媒の流れの形態が変換される。変換部材によって流れの形態が変換された冷媒は、冷却槽の周方向に沿って回転するとともに導入管の底面側から上面側へと向かって流れて導入管から冷却槽へと導入される。そして、冷却槽へ導入された冷媒は、冷却槽の周方向に沿って回転しながら冷却槽の長手方向に沿って流動する旋回流を形成しながら冷却槽を流動する。この冷媒の旋回流により、冷却槽中に配置された被処理物が、被処理物の周囲全体から均一に冷却されることになる。

【0012】

よって、上記の構成によると、冷却槽と接続される導入管において、冷却槽の長手方向に沿って延びるとともに、冷却槽の長手方向から視た状態で冷却槽の内周形状に沿った面であって湾曲又は屈曲した面が設けられた変換部材が設置されることで、冷却槽内の被処理物を均一に冷却する旋回流を形成することができる。このため、上記の構成によると、導入管から供給される冷媒を冷却槽へ導入して更に冷却槽内を流動する冷媒の流れを旋回流として形成するに際し、冷却槽の内周に沿って螺旋状に延びるような構造体を設ける必要がない。よって、旋回流の形成のために冷却槽の長手方向に沿って螺旋状に長く延びる構造体を設ける必要がないため、冷却槽を短くでき、熱処理装置の全体の構成を短くすることができる。

【0013】

また、上記の構成によると、変換部材は、湾曲又は屈曲していて冷却槽の長手方向から視た状態で冷却槽の内周形状に沿った面を備えて導入管の底面側と上面側との間に亘って延びる２次元加工で済む面の部品として形成されるため、冷却槽において旋回流を形成するための部品を簡素な構造で製作することができる。

【0014】

また、２次元加工で済む面の部品として形成されるため、旋回流形成のための部品を装置内で容易に固定することができる。

【0015】

したがって、上記の構成によると、被処理物の冷却のための旋回流を形成できる熱処理装置の全体の構成を短くすることができ、冷却槽で旋回流を形成するための部品を簡素な構造で製作でき、旋回流形成のための部品を装置内で容易に固定することができる、熱処理装置を提供することができる。

【0016】

（２）前記面は、前記冷却槽の長手方向から視た状態で螺旋状に配置されている場合がある。

【0017】

この構成によると、導入管を流動して変換部材に到達した冷媒は、冷却槽の長手方向から視た状態で螺旋状に配置された面に沿って回転するように流動する。このため、変換部材の面によって、回転する冷媒の流れを形成することができる。

【0018】

（３）前記面は、複数設けられ、複数の前記面は、前記冷却槽の長手方向から視た状態で螺旋状に並んで配置されている場合がある。

【0019】

この構成によると、導入管を流動して変換部材に到達した冷媒は、冷却槽の長手方向から視た状態で螺旋状に並んで配置された複数の面に沿って回転するように流動する。このため、変換部材の複数の面によって、回転する冷媒の流れを形成することができる。

【0020】

（４）前記変換部材は、前記面として構成され、前記導入管の端部側に向かって凹むように湾曲又は屈曲して配置される第１の面と、前記面として構成され、前記冷却槽の中心軸方向を介して前記第１の面と対向する位置に配置されるとともに、前記第１の面と反対側に向かって凹むように湾曲又は屈曲して配置される第２の面と、を備えている場合がある。

【0021】

この構成によると、導入管を流動して変換部材に到達した冷媒は、変換部材の第１の面に沿って回転するように流動し、次いで、第２の面にも沿って回転するように流動する。このため、第１の面と第２の面とによって、回転する冷媒の流れを形成することができる。

【0022】

（５）前記変換部材は、前記面として構成され、前記第１の面と前記第２の面との間で前記第２の面と対向する位置に配置されるとともに、前記第２の面と反対側に向かって凹むように湾曲又は屈曲して配置される第３の面、を更に備えている場合がある。

【0023】

この構成によると、導入管を流動して変換部材に到達した冷媒は、変換部材の第１の面に沿って回転するように流動し、次いで、第２の面にも沿って回転するように流動し、その後更に第３の面にも沿って回転するように流動する。このため、第１の面、第２の面、及び第３の面によって、より安定した回転する冷媒の流れを形成することができる。

【0024】

（６）前記変換部材は、前記導入管の底面側と上面側との間に亘って前記冷却槽の長手方向に沿って延び、前記第１の面が設けられた第１の部材と、前記導入管の底面側と上面側との間に亘って前記冷却槽の長手方向に沿って延び、前記第２の面が設けられた第２の部材と、を備えている場合がある。

【0025】

変換部材を一体もので作製すると、導入管と冷却槽との間の開口よりも変換部材の大きさが大きい場合には、導入管と冷却槽との間の開口から変換部材を挿入して組み付けることが困難となる。しかし、この構成によると、変換部材を第１の部材と第２の部材とに分割して設けることで、導入管と冷却槽との間の開口から変換部材を挿入して組み付けることができる。

【発明の効果】

【0026】

本発明によると、被処理物の冷却のための旋回流を形成できる熱処理装置の全体の構成を短くすることができ、冷却槽で旋回流を形成するための部品を簡素な構造で製作でき、旋回流形成のための部品を装置内で容易に固定することができる、熱処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の一実施の形態に係る熱処理装置を模式的に示す図である。

【図2】熱処理装置の冷却槽と導入管とを示す斜視図である。

【図3】冷却槽及び導入管を正面側から見た断面図である。

【図4】冷却槽及び導入管の平面図であって、冷却槽について断面で示す図である。

【図5】図２に示す冷却槽及び導入管の一部を拡大して示す斜視図である。

【図6】図４に示す冷却槽及び導入管の一部を拡大して示す平面図である。

【図7】導入管における変換部材を示す斜視図である。

【図8】導入管における変換部材を示す平面図である。

【図9】比較例における冷媒の流れの流線を解析した結果を示す図である。

【図10】実施例における冷媒の流れの流線を解析した結果を示す図である。

【図11】比較例における冷却槽内での冷媒の流速分布を解析した結果を示す図である。

【図12】実施例における冷却槽内での冷媒の流速分布を解析した結果を示す図である。

【図13】図１３（Ａ）は、第１の変形例に係る変換部材を示す斜視図であり、図１３（Ｂ）は、第１の変形例の変換部材を示す平面図である。

【図14】図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は、第１の変形例の変換部材を備える導入管及び冷却槽の組み立て形態について説明する斜視図である。

【図15】図１５（Ａ）は、第２の変形例に係る変換部材を示す平面図である。図１５（Ｂ）は、第３の変形例に係る変換部材を示す平面図である。図１５（Ｃ）は、第４の変形例に係る変換部材を示す平面図である。

【図16】第５の変形例に係る変換部材を示す平面図である。

【図17】第６の変形例に係る変換部材を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。

【0029】

［熱処理装置の全体構成］
図１は、本発明の一実施の形態に係る熱処理装置を模式的に示す図である。図１を参照して、熱処理装置１は、被処理物１０に対して熱処理を施すための装置として構成されている。より具体的には、熱処理装置１は、加熱槽１２にて被処理物１０を加熱し、加熱した被処理物１０を冷却槽１３に搬送し、冷却槽１３において被処理物１０に対して冷媒を供給して熱処理を施す装置として構成されている。

【0030】

熱処理装置１の加熱槽１２での加熱処理としては、例えば、焼鈍処理、焼き戻し処理、浸炭処理などを例示することができる。また、熱処理装置１の冷却槽１３での冷却処理としての熱処理としては、焼入処理などを例示することができる。本実施形態では、焼入処理を例にとって説明する。また、本実施形態では、冷却槽１３にて被処理物１０に熱処理を施すために用いられる冷媒としては、例えば、ポリマー水溶液が用いられる。尚、冷却槽１３での熱処理に用いられる冷媒は、ポリマー水溶液に限らず、被処理物１０を冷却可能な流体であればよい。例えば、冷媒として、冷却水、或いは焼入油などが用いられてもよい。

【0031】

本実施形態では、熱処理装置１の冷却槽１３にて熱処理が施される被処理物１０は、鋼等の金属部品であり、例えば、筒状に延びる中空の軸状の部品である。筒状に延びる中空の軸状の部品としての被処理物１０としては、例えば、円筒状の鋼管、長手方向に沿って断面積がテーパ状に減少する中空の軸状の部品、長手方向に沿って段階的に段状に断面積が減少する中空の軸状の部品、多角形状等の円形以外の断面形状を有する筒状の部品を例示することができる。

【0032】

また、熱処理装置１において熱処理される被処理物としては、中空の軸状の部品に限らず、円形断面の中実の軸状の部品、歯車又は軸受けなどの長さが短い部品も例示することができる。尚、長さが短い歯車又は軸受け等に対して熱処理が施される場合は、歯車又は軸受け等が軸方向に複数重ねられた状態で熱処理されてもよい。また、被処理物１０の材料としては、実用上、焼入処理を必要とする材料を例示することができる。このような材料として、ＳＣＭ材（クロムモリブデン鋼鋼材）、ＳＣｒ材（クロム鋼鋼材）、ＳＮＣＭ材（ニッケルクロムモリブデン鋼鋼材）、ＳＵＪ（高炭素クロム軸受鋼鋼材）等を例示することができる。

【0033】

熱処理装置１は、後述するように、加熱槽１２での加熱後の被処理物１０を冷却槽１３で冷却して熱処理する際に、冷却槽１３内での冷媒の流れを旋回流とすることで、被処理物１０の周囲に形成される旋回流によって被処理物１０を均一に冷却するように構成されている。

【0034】

熱処理装置１は、搬送装置１１、加熱槽１２、冷却槽１３、導入管１４、冷媒タンク１５、ポンプ１６、ドレン通路１７、等を備えて構成されている。

【0035】

搬送装置１１は、被処理物１０を吊下げた状態で支持するとともに、支持した被処理物１０を加熱槽１２と冷却槽１３とに対して搬送する装置として構成されている。搬送装置１１は、例えば、加熱槽１２、冷却槽１３、ドレン通路１７及び冷媒タンク１５の上方に設置された本体部１１ａと、本体部１１ａに支持される水平移動部１１ｂと、水平移動部１１ｂに支持される上下移動部１１ｃとを備えている。

【0036】

水平移動部１１ｂは、本体部１１ａによって駆動されて水平方向に沿って移動するように構成されている。図１では、水平移動部１１ｂの移動方向について両端矢印Ａ１で示している。上下移動部１１ｃは、被処理物１０を吊下げた状態で支持するとともに、水平移動部１１ｂによって駆動されて上下方向に沿って移動するように構成されている。尚、図１では、上下移動部１１ｃの移動方向について両端矢印Ａ２で示している。また、上下移動部１１ｃは、被処理物１０を吊下げた状態で支持する支持軸１１ｄと、支持軸１１ｄの下端部に設けられて被処理物１０を受ける受け部１１ｅとを有している。支持軸１１ｄは、上下方向に延びた状態で水平移動部１１ｂによって上下方向に移動自在に支持されている。更に、支持軸１１ｄは、中空の軸状の部品としての被処理物１０を上下方向に貫通した状態で被処理物１０を吊下げ支持するように構成されている。また、受け部１１ｅは、支持軸１１ｄの下端部に設けられた円盤状の部材として設けられ、支持軸１１ｄが貫通した被処物１０の下端部を下方から受けるように構成されている。

【0037】

搬送装置１１は、被処理物１０を上下移動部１１ｃで吊下げて支持した状態で、上下移動部１１ｃを水平移動部１１ｂによって駆動して下方に移動させ、被処理物１０を加熱槽１２内に上方から挿入して配置する。加熱槽１２内に配置された被処理物１０に対して、加熱槽１２内での加熱処理が行われる。加熱槽１２での加熱処理後、搬送装置１１は、上下移動部１１ｃを水平移動部１１ｂによって駆動して上方に移動させ、加熱槽１２から被処理物１０を引き上げる。そして、搬送装置１１は、水平移動部１１ｂを本体部１１ａによって駆動し、被処理物１０を支持した上下移動部１１ｃが冷却槽１３の上方に位置するまで、水平移動部１１ｂを水平方向に移動させる。次いで、搬送装置１１は、上下移動部１１ｃを水平移動部１１ｂによって駆動して下方に移動させ、被処理物１０を冷却槽１３内に上方から挿入して配置する。冷却槽１３には、冷媒タンク１５との間で導入管１４及びドレン通路１７を介して循環する冷媒が、被処理物１０の全体が浸漬可能な高さ位置に対応する液面Ｃの位置まで満たされている。尚、図１では、冷却槽１３内での冷媒の液面Ｃを破線で示している。冷媒が満たされた冷却槽１３内に被処理物１０が配置されることで、被処理物１０が冷却槽１３内の冷媒に浸漬され、被処理物１０の熱処理が行われる。冷却槽１３内での熱処理後、搬送装置１１は、上下移動部１１ｃを水平移動部１１ｂによって駆動して上方に移動させ、冷却槽１３から被処理物１０を引き上げる。これにより、被処理物１０の熱処理が完了する。

【0038】

加熱槽１２は、搬送機構１１によって被処理物１０が搬入される加熱室１２ａを有し、加熱室１２ａの内部に配置された被処理物１０に対して加熱処理を施すように構成されている。加熱槽１２は、例えば、加熱室１２ａ内に設置された加熱コイル（図示省略）を有し、加熱室１２ａ内に配置された被処理物１０に対して、誘導加熱による加熱を行うように構成されている。

【0039】

冷却槽１３は、被処理物１０が配置される筒状の槽として構成され、上下方向に沿って延びるように設けられている。冷却槽１３は、冷媒タンク１５との間で導入管１４及びドレン通路１７を介して循環する冷媒が、被処理物１０の全体が浸漬可能な高さ位置に対応する液面Ｃの位置まで満たされるように構成されている。導入管１４は、被処理物１０に熱処理を施すための冷媒を冷却槽１３へ導入する管状の構造体として構成されている。導入管１４は、水平方向に沿って延びるように設けられ、冷却槽１３の下端側の端部と接続している。このため、冷却槽１３の長手方向と導入管１４の長手方向とが異なる方向で冷却槽１３と導入管１４とが接続されている。尚、冷却槽１３及び導入管１４の具体的な構成については、後で詳述する。

【0040】

冷媒タンク１５は、冷却槽１３との間で循環しながら冷却槽１３へと供給される冷媒を冷媒の循環経路上で一旦溜めるタンクとして設けられている。冷媒タンク１５は、ドレン通路１７を介して冷却槽１５に接続されている。冷媒タンク１５は、熱交換器（図示省略）を有しており、冷却槽１３からドレン通路１７を経て戻った冷媒を熱交換器によって冷却するように構成されている。ドレン通路１７は、冷却槽１３にて被処理物１０を冷却した冷媒を冷媒タンク１５へと戻す冷媒の流路として設けられている。ドレン通路１７は、冷却槽１３の上端側と接続するとともに、冷媒タンク１５の上端部と接続している。冷却槽１３において液面Ｃを超える冷媒が冷却槽１３からオーバーフローしてドレン通路１７へと流出し、ドレン通路１７から冷媒タンク１５へと戻ることになる。

【0041】

また、冷媒タンク１５は、冷媒供給通路１８を介して導入管１４と接続している。冷媒供給通路１８は、冷媒タンク１５内で冷却された冷媒を導入管１４へと供給する冷媒の流路として設けられている。冷媒供給通路１８は、冷媒タンク１５の下端側と接続するとともに、導入管１４における冷却槽１３と接続される側の端部とは反対側の端部において導入管１４に接続している。また、冷媒供給通路１８には、ポンプ１６が設けられている。ポンプ１６は、冷媒供給通路１８を介して、冷媒タンク１５に溜められた冷媒を吸い込んで導入管１４へと供給するように構成されている。

【0042】

［冷却槽］
図２は、熱処理装置１の冷却槽１３と導入管１４とを示す斜視図である。図３は、冷却槽１３及び導入管１４を正面側から見た断面図である。図４は、冷却槽１３及び導入管１４の平面図であって、冷却槽１３について断面で示す図である。図５は、図２に示す冷却槽１３及び導入管１４の一部を拡大して示す斜視図である。図６は、図４に示す冷却槽１３及び導入管１４の一部を拡大して示す平面図である。尚、図３では、冷却槽１３内に配置される被処理物１０を二点鎖線で図示している。

【0043】

図１乃至図６を参照して、冷却槽１３は、被処理物１０が配置される筒状の槽として設けられており、本実施形態では、円筒状の槽として構成されている。冷却槽１３は、上下方向に沿って円筒状に延びるように構成されており、本実施形態では、円筒状に延びる冷却槽１３の長手方向は、上下方向と平行になっている。尚、冷却槽１３の長手方向については、図２及び図３において両端矢印Ｌ１で示している。また、冷却槽１３は、円筒状に設けられた周壁部１３ａと、周壁部１３ａの下端部に設けられた底壁部１３ｂとを有している。

【0044】

冷却槽１３の周壁部１３ａの上端部には、円形断面で開口する上端開口１３ｃが設けられている。即ち、周壁部１３ａは、上端が開放されている。搬送装置１１の上下移動部１１ｃによって支持された被処理物１０は、上端開口１３ｃから冷却槽１３内に挿入され、冷却槽１３内に配置される。また、周壁部１３ａの上端側の側部には、ドレン通路１７が接続している。ドレン通路１７は、周壁部１３ａの上端側と連通しており、冷却槽１３に導入管１４から導入された冷媒は、周壁部１３ａに沿ってドレン通路１７に接続する高さ位置まで上昇した後、ドレン通路１７へと流出する。

【0045】

冷却槽１３の底壁部１３ｂは、導入管１４の端部と接続している。底壁部１３ｂには、底壁部１３ｄを貫通するように冷却槽１３の下端側に向かって開口し、導入管１３の端部と連通する下端開口１３ｄが設けられている。下端開口１３ｄは、例えば、矩形形状に開口するように設けられている。導入管１４から冷却槽１３へ導入される冷媒は、下端開口１３ｄを通過して冷却槽１３内へ導入される。

【0046】

［導入管］
図１乃至図６を参照して、導入管１４は、冷却槽１３に冷媒を導入するための管状の構造体として設けられ、管本体２０と、管本体２０内に配置される変換部材２１と、を備えている。

【0047】

管本体２０は、断面が矩形の角筒状の部材として設けられており、水平方向に沿って角筒状に延びるように構成されている。角筒状に延びる管本体２０の長手方向が、導入管１４の長手方向となる。尚、導入管１４及び管本体２０の長手方向については、図２乃至図４において両端矢印Ｌ２で示している。また、管本体２０は、矩形断面で細長く延びる箱状の形状を有しており、上壁２０ａと、底壁２０ｂと、一対の側壁２０ｃ及び２０ｄと、一対の端壁２０ｅ及び２０ｆとを有している。上壁２０ａは、導入管１４の上面側の壁部として設けられており、底壁２０ｂは、導入管１４の底面側の壁部として設けられている。また、一対の側壁２０ｃ及び２０ｄは、上下方向に沿った高さを有する壁部であって導入管１４の長手方向に沿って平行に延びる壁部として設けられている。一対の側壁２０ｃ及び２０ｄは、導入管１４の長手方向に対して水平方向で垂直な方向である導入管１４の幅方向の両側の壁部を構成している。尚、導入管１４の幅方向については、図４及び図６において両端矢印Ｗで示している。一対の端壁２０ｅ及び２０ｆは、導入管１４の長手方向における両端部の端面を外部に対して閉じる壁部として設けられている。

【0048】

また、管本体２０は、管本体２０の長手方向における一方の端部の上面側において、即ち、上壁２０ａの長手方向における一方の端部において、冷却槽１３の下端部と接続されている。管本体２０の長手方向の一方の端部の上面における冷却槽１３と接続する部分には、冷却槽側開口２２ａが開口している（図３を参照）。冷却槽側開口２２ａは、管本体２０と接続する冷却槽１３の底壁部１３ｂに設けられた下端開口１３ｄに対応して開口している。尚、本実施形態では、管本体２０の冷却槽側開口２２ａと冷却槽１３の下端開口１３ｄとは、同じ開口面積で同一形状の開口として形成されており、上下方向で重なるように配置されている。ただし、管本体２０の冷却槽側開口２２ａと、冷却槽１３の下端開口１３ｄとは、同一形状でなくてもよく、例えば、管本体２０の冷却槽側開口２２ａが冷却槽１３の下端開口１３ｄよりも開口面積が大きい開口として形成されていてもよい。

【0049】

また、管本体２０は、その長手方向における他方の端部の上面側において、即ち、上壁２０ａの長手方向における他方の端部において、冷媒供給通路１８の下端部と接続されている。管本体２０の長手方向の他方の端部の上面における冷媒供給通路１８と接続する部分には、供給通路側開口２２ｂが開口している。冷媒供給通路１８の下端部は開口しており、供給通路側開口２２ｂには、冷媒供給通路１８の下端部が接続している。冷媒供給通路１８から供給される冷媒は、冷媒供給通路１８の下端部から管本体２０の供給通路側開口２２ｂへと流入し、管本体２０の長手方向に沿って流動する。そして、管本体２０を流動した冷媒は、管本体２０の冷却槽側開口２０ａから冷却槽１３の下端開口１３ｄへと流入し、冷却槽１３を流動する。

【0050】

上述の通り、本実施形態では、角筒状に延びる導入管１４の管本体２０の長手方向は、水平方向と平行になっている。そして、導入管１４に接続する冷却槽１３の長手方向は、上下方向と平行になっている。このため、冷却槽１３の長手方向と導入管１４の長手方向とが異なる方向で冷却槽１３と導入管１４とが接続されており、本実施形態では、冷却槽１３の長手方向と導入管１４の長手方向とが直角に交わる方向で冷却槽１３と導入管１４とが接続されている。尚、冷却槽１３の長手方向と導入管１４の長手方向とが直角に交わる形態に限らず、冷却槽１３の長手方向と導入管１４の長手方向とが直角以外の角度で斜めに交差する方向で冷却槽１３と導入管１４とが接続される形態が実施されてもよい。

【0051】

図７は、導入管１４における変換部材２１を示す斜視図である。図８は、導入管１４における変換部材２１を示す平面図である。図１乃至図８を参照して、変換部材２１は、導入管１４において、管本体２０の内部に配置されており、導入管１４の長手方向における一方の端部に配置されている。そして、変換部材２１は、導入管１４における冷却槽１３と接続される側の端部において冷媒の流れを変更するとともに冷却槽１３の周方向に沿って回転する冷媒の流れを形成する部材として設けられている。以下、変換部材２１について更に詳しく説明する。

【0052】

変換部材２１は、図２乃至図８に示すように、第１の部材２３と第２の部材２４とを備えて構成されている。第１の部材２３と第２の部材２４とは、いずれも、管本体２０の内部に配置され、管本体２０における冷却槽１３に接続される側の端部に配置されている。そして、管本体２０における冷却槽１３に接続される側の端部において、第１の部材２３は、端壁２０ｅに隣接して配置され、第２の部材２４は、第１の部材２３に対して端壁２０ｅ側と反対側に配置されている。

【0053】

第１の部材２３及び第２の部材２４は、いずれも、湾曲した部分を有する板状の部材として設けられている。そして、第１の部材２３及び第２の部材２４は、いずれも、導入管１４の管本体２０の底面側と上面側との間に亘って冷却槽１３の長手方向に沿って延びるように設けられている。より具体的には、第１の部材２３は、管本体２０の内部において、端壁２０ｅ側で、底壁２０ｂと上壁２０ａとの間に亘って冷却槽１３の長手方向と平行な上下方向に沿って延びるように設けられている。そして、第２の部材２４は、管本体２０の内部において、第１の部材２３に対して端壁２０ｅと反対側で、底壁２０ｂと上壁２０ａとの間に亘って冷却槽１３の長手方向と平行な上下方向に沿って延びるように設けられている。第１の部材２３と第２の部材２４とが上記のように設けられていることで、変換部材２１は、導入管１４の底面側と上面側との間に亘って冷却槽１３の長手方向に沿って延びるように設けられている。

【0054】

第１の部材２３の高さは、管本体２０の高さと同等に設定されている。より具体的には、第１の部材２３の高さ、即ち、第１の部材２３の上下方向の長さは、管本体２０の高さ、即ち、底壁２０ｂと上壁２０ａとの上下方向の距離と同等に設定されている。尚、第１の部材２３は、例えば、下端部が底壁２０ｂに固定され、上端部が上壁２０ａに当接しているが、この通りでなくてもよい。第１の部材２３は、上端部が上壁２０ａに固定され、下端部２０ｂが底壁２０ｂに当接していてもよい。また、第１の部材２３は、下端部が底壁２０ｂに固定されている場合、第１の部材２３の表面に沿った冷媒の流れへの影響がほぼ発生しない程度に、上端部が隙間を介して上壁２０ａと対向していてもよい。また、第１の部材２３は、上端部が上壁２０ａに固定されている場合、第１の部材２３の表面に沿った冷媒の流れへの影響がほぼ発生しない程度に、下端部が隙間を介して底壁２０ｂと対向していてもよい。

【0055】

また、第１の部材２３の幅は、管本体２０の幅と同等に設定されている。より具体的には、第１の部材２３の幅、即ち、導入管１４の幅方向における第１の部材２３の長さは、管本体２０の幅、即ち、導入管１４の幅方向における側壁２０ｃと側壁２０ｄとの距離と同等に設定されている。尚、第１の部材２３は、例えば、幅方向の一方の端部が側壁２０ｃに当接し、幅方向の他方の端部が側壁２０ｄに当接しているが、この通りでなくてもよい。第１の部材２３は、第１の部材２３の表面に沿った冷媒の流れへの影響がほぼ発生しない程度に、幅方向の一方の端部が隙間を介して側壁２０ｃと対向していてもよい。また、第１の部材２３は、第１の部材２３の表面に沿った冷媒の流れへの影響がほぼ発生しない程度に、幅方向の他方の端部が隙間を介して側壁２０ｄと対向していてもよい。

【0056】

第２の部材２４の高さは、管本体２０の高さと同等に設定されている。より具体的には、第２の部材２４の高さ、即ち、第２の部材２４の上下方向の長さは、管本体２０の高さ、即ち、底壁２０ｂと上壁２０ａとの上下方向の距離と同等に設定されている。尚、第２の部材２４は、例えば、下端部が底壁２０ｂに固定され、上端部が上壁２０ａに当接しているが、この通りでなくてもよい。第２の部材２４は、上端部が上壁２０ａに固定され、下端部２０ｂが底壁２０ｂに当接していてもよい。また、第２の部材２４は、下端部が底壁２０ｂに固定されている場合、第２の部材２４の表面に沿った冷媒の流れへの影響がほぼ発生しない程度に、上端部が隙間を介して上壁２０ａと対向していてもよい。また、第２の部材２４は、上端部が上壁２０ａに固定されている場合、第２の部材２４の表面に沿った冷媒の流れへの影響がほぼ発生しない程度に、下端部が隙間を介して底壁２０ｂと対向していてもよい。

【0057】

また、第２の部材２４の幅は、管本体２０の幅よりも小さく設定されている。より具体的には、第２の部材２４の幅、即ち、導入管１４の幅方向における第２の部材２４の長さは、管本体２０の幅、即ち、導入管１４の幅方向における側壁２０ｃと側壁２０ｄとの距離よりも小さく設定されている。そして、第２の部材２４の幅方向における一方の端部は、側壁２０ｄに当接し、第２の部材２４の幅方向における他方の端部は、冷媒が流動する流路を確保できるように、側壁２０ｃから離間して配置されている。導入管１４を流動して第２の部材２４が配置されている領域まで到達した冷媒は、第２の部材２４と側壁２０ｃとの間を通過して流動することになる。

【0058】

また、第１の部材２３は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で（即ち、上下方向に視た状態で）、導入管１４の端部側である端壁２０ｅ側に向かって円弧状に張り出すように湾曲して延びる第１の湾曲部２５を有している。そして、第１の部材２３における円弧状に湾曲して延びる第１の湾曲部２５は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に沿って延びるように配置されている。尚、冷却槽１３の長手方向から視た状態での冷却槽１３の内周形状、即ち、周壁部１３ａの内周形状は、円形状である。そして、円弧状に湾曲して延びる湾曲部２５は、円形状である冷却槽１３の内周形状の円弧部分に沿って延びるように配置されている。

【0059】

第１の湾曲部２５が上記のように構成されていることで、第１の湾曲部２５における湾曲した内側の面２５ａ、即ち、第１の湾曲部２５における端壁２０ｅ側と反対側を向いた面２５ａは、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に沿った、湾曲した面２５ａとして構成されている。そして、第１の湾曲部２５の面２５ａは、導入管１４の端部側である端壁２０ａ側に向かって円弧状に凹むように湾曲して配置されている。第１の湾曲部２５の面２５ａは、導入管１４の端部側に向かって凹むように湾曲して配置される本実施形態の第１の面を構成している。

【0060】

また、第２の部材２４は、第２の湾曲部２６と、第３の湾曲部２７と、第２の湾曲部２６と第３の湾曲部２７とを連結する連結部２８とを有している。

【0061】

第２の部材２４の第２の湾曲部２６は、冷却槽１３の中心軸方向を介して第１の部材２３の第１の湾曲部２５と対向する位置に配置されている。尚、冷却槽１３の中心軸方向については、図６において点Ｐで示している。第１の湾曲部２５に対向する第２の湾曲部２６の幅は、第１の湾曲部２５の幅よりも小さく設定されている。より具体的には、第２の湾曲部２６の幅、即ち、導入管１４の幅方向における第２の湾曲部２６の長さは、第１の湾曲部２５の幅、即ち、導入管１４の幅方向における第１の湾曲部２５の長さよりも小さく設定されている。また、第２の湾曲部２６は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で、導入管１４の端部側である端壁２０ｅ側とは反対側に向かって円弧状に張り出すように湾曲して延びている。このため、第２の湾曲部２６は、第１の湾曲部２５が円弧状に張り出す側と反対側に向かって円弧状に張り出すように湾曲して延びている。そして、円弧状に湾曲して延びる第２の湾曲部２７は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で、円形状である冷却槽１３の内周形状の円弧部分に沿って延びるように配置されている。

【0062】

第２の湾曲部２６が上記のように構成されていることで、第２の湾曲部２６における湾曲した内側の面２６ａ、即ち、第２の湾曲部２６における端壁２０ｅ側を向いた面２６ａは、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に沿った、湾曲した面２６ａとして構成されている。そして、第２の湾曲部２６の面２６ａは、冷却槽１３の中心軸方向を介して第１の湾曲部２５の面２５ａと対向する位置に配置されるとともに、第１の湾曲部２５の面２５ａと反対側に向かって凹むように湾曲して配置されている。第２の湾曲部２６の面２６ａは、冷却槽１３の中心軸方向を介して第１の湾曲部２５の面２５ａ（第１の面２５ａ）と対向する位置に配置されるとともに、面２５ａ（第１の面２５ａ）と反対側に向かって凹むように湾曲して配置される本実施形態の第２の面を構成している。

【0063】

第２の部材２４の第３の湾曲部２７は、第１の部材２３の第１の湾曲部２５と第２の部材２４の第２の湾曲部２６との間で第２の湾曲部２６と対向する位置に配置されている。第２の湾曲部２６に対向する第３の湾曲部２７の幅は、第２の湾曲部２６の幅よりも小さく設定されている。より具体的には、第３の湾曲部２７の幅、即ち、導入管１４の幅方向における第３の湾曲部２７の長さは、第２の湾曲部２６の幅、即ち、導入管１４の幅方向における第２の湾曲部２６の長さよりも小さく設定されている。また、第３の湾曲部２７は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で、導入管１４の端部側である端壁２０ｅ側に向かって円弧状に張り出すように湾曲して延びている。このため、第３の湾曲部２７は、第１の湾曲部２５が円弧状に張り出す側と同じ側に向かって円弧状に張り出すように湾曲して延びている。また、第３の湾曲部２７は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で、冷却槽１３の中心軸方向と第１の湾曲部２５との間に配置されている。更に、第３の湾曲部２７は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で、冷却槽１３の中心軸方向を中心とした円形状の冷却槽１３の内周形状と同心円上で円弧状に延びるように設けられている。このため、円弧状に延びる第３の湾曲部２７は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で、冷却槽１３の内周形状に同心状に沿って延びるように配置されている。

【0064】

第３の湾曲部２７が上記のように構成されていることで、第３の湾曲部２７における湾曲した内側の面２７ａ、即ち、第３の湾曲部２７における第２の湾曲部２６側を向いた面２７ａは、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に同心状に沿った、湾曲した面２７ａとして構成されている。そして、第３の湾曲部２７の面２７ａは、第１の湾曲部２５の面２５ａと第２の湾曲部２６の面２６ａとの間で第２の湾曲部２６の面２６ａと対向する位置に配置されるとともに、第２の湾曲部２６の面２６ａと反対側に向かって凹むように湾曲して配置されている。第３の湾曲部２７の面２７ａは、第１の湾曲部２５の面２５ａ（第１の面２５ａ）と第２の湾曲部２６の面２６ａ（第２の面２６ａ）との間で面２６ａ（第２の面２６ａ）と対向する位置に配置されるとともに、面２６ａ（第２の面２６ａ）と反対側に向かって凹むように湾曲して配置される本実施形態の第３の面を構成している。

【0065】

連結部２８は、第２の部材２４において、第２の湾曲部２６と第３の湾曲部２７とを連結する部分として設けられている。連結部２８は、第２の湾曲部２６から連続して延びて第３の湾曲部２７へと連続して接続している。そして、連結部２８は、第２の湾曲部２６の端部から、第２の湾曲部２６と第１の湾曲部２５との略中間の位置まで延びるように設けられている。また、本実施形態では、連結部２８は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で、導入管１４の長手方向に沿って直線状に延びるように設けられている。

【0066】

上述の通り、第１の部材２３には、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に沿った、湾曲した面２５ａが設けられている。そして、第２の部材２４には、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に沿った、湾曲した面（２６ａ、２７ａ）が設けられている。このため、第１の部材２３及び第２の部材２４を備える変換部材２１には、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に沿った、湾曲した面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）が備えられている。尚、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に沿った、湾曲した面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）は、本実施形態では、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状の円周と中心位置が同じ同心円に沿って配置されている。

【0067】

また、変換部材２１の面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で螺旋状に（即ち、渦巻き状に）配置されている。そして、変換部材２１において、面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）は、複数設けられており、複数の面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で螺旋状に並んで配置されている。複数の面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）は、冷却槽１３の長手方向から視た状態において、面２５ａ、面２６ａ、及び面２７ａの順番で、外周側から内周側へと縮径する螺旋状に並んで配置されている。

【0068】

［導入管から冷却槽へ導入される冷媒の流れの形態］
次に、図４乃至図６を参照しつつ、導入管１４から冷却槽１３へ導入される冷媒の流れの形態について説明する。尚、図４乃至図６では、導入管１４を流動して冷却槽１３へ導入される冷媒の流れを一点鎖線の矢印で示している。

【0069】

図４を参照して、冷媒供給通路１８から導入管１４へ供給される冷媒は、導入管１４の供給通路側開口２２ｂから導入管１４の内部に流入する。そして、供給通路側開口２２ｂから流入した冷媒は、導入管１４の内部を導入管１４の長手方向に沿って流動し、導入管１４における冷却槽１３が接続される側の端部に配置された変換部材２１に到達する。

【0070】

図５及び図６を参照して、変換部材２１に到達した冷媒は、第２の部材２４の連結部２８と管本体２０の側壁２０ｃとの間の流路を流動し、第１の部材２３へと到達する。第１の部材２３へ到達した冷媒は、第１の湾曲部２５の湾曲した面２５ａに沿って流動する。そして、第１の湾曲部２５の面２５ａに沿って流動した冷媒は、第２の部材２４の第２の湾曲部２６へ向かって流動する。第２の湾曲部２６へ到達した冷媒は、第２の湾曲部２６の湾曲した面２６ａに沿って流動し、更に、第３の湾曲部２７に向かって流動する。そして、第３の湾曲部２７へ到達した冷媒は、第３の湾曲部２７の湾曲した面２７ａに沿って流動する。

【0071】

導入管１４の長手方向に沿って流動して変換部材２１に到達した冷媒は、上述の通り、第１の部材２３の第１の湾曲部２５、第２の部材２４の第２の湾曲部２６及び第３の湾曲部２７に沿って流動する。そして、第１の部材２３及び第２の部材２４は、導入管１４の底面側と上面側との間に亘って冷却槽１３の長手方向に沿って延びている。このため、導入管１４の長手方向に沿って流動して変換部材２１に到達した冷媒は、第１の部材２３及び第２の部材２４に沿って流動することで、冷却槽１３の長手方向に沿って流れるように、流れの方向が変更される。また、導入管１４を流動して変換部材２１に到達した冷媒は、上述の通り、第１の湾曲部２５の面２５ａ、第２の湾曲部２６の面２６ａ、及び第３の湾曲部２７の面２７ａに沿って流動する。そして、第１の湾曲部２５の面２５ａ、第２の湾曲部２６の面２６ａ、及び第３の湾曲部２７の面２７ａは、冷却槽１３の長手方向から視た状態で、冷却槽１３の内周形状に沿った、湾曲した面である。このため、第１の湾曲部２５の面２５ａ、第２の湾曲部２６の面２６ａ、及び第３の湾曲部２７の面２７ａに沿って冷媒が流動することで、冷却槽１３の周方向に沿って回転する冷媒の流れが形成される。また、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に沿った、湾曲した面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状の円周と中心位置が同じ同心円に沿って配置されている。このため、湾曲した面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）に沿って流動して形成された回転する冷媒の流れは、冷却槽１３の中心軸方向を中心として回転する流れとなる。

【0072】

上記のように、導入管１４の長手方向に沿って流動して変換部材２１に到達した冷媒は、変換部材２１によって、導入管１４の長手方向に沿った流れから冷却槽１３の長手方向に沿った流れへと、冷媒の流れの方向が変更される。更に、冷媒は、冷却槽１３の内周形状に沿った、湾曲した面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）に沿って流動し、冷却槽１３の周方向に沿って回転する冷媒の流れが形成される。このため、冷媒は、変換部材２１によって、冷媒の流れ方向が変更されるとともに、冷却槽１３の周方向に沿って回転する冷媒の流れが形成されるように、流れの形態が変換される。変換部材２１によって流れの形態が変換された冷媒は、冷却槽１３の周方向に沿って回転するとともに導入管１４の底面側から上面側へと向かって流れ、導入管１４の冷却槽側開口２２ａ及び冷却槽１３の下端開口１３ｄを経て、冷却槽１３へと導入される。そして、冷却槽１３へ導入された冷媒は、冷却槽１３の周方向に沿って回転しながら冷却槽１３の長手方向に沿って流動する旋回流を形成しながら冷却槽１３を流動する。この冷媒の旋回流により、冷却槽１３中に配置された被処理物１０が、被処理物１０の周囲全体から均一に冷却されることになる。

【0073】

［導入管から冷却槽へ導入される冷媒の流れの形態の検証］
熱処理装置１の導入管１４及び冷却槽１３における冷媒の流れの形態について、コンピュータシミュレーションによって解析することで検証を行った。シミュレーションによる検証では、比較例と本実施形態の実施例とについて、同一の流量条件で冷媒を管本体２０に供給した場合における管本体２０及び冷却槽１３の内部での冷媒の流れの形態を解析した。また、比較例では、管本体２０内に変換部材２１が設置されていない条件で、管本体２０及び冷却槽１３の内部での冷媒の流れの形態を解析した。一方、実施例では、管本体２０内に変換部材２１が設置されている条件で、変換部材２１を備えた導入管１４及び冷却槽１３の内部での冷媒の流れの形態を解析した。また、シミュレーションによる冷媒の流れの形態の解析としては、管本体２０及び冷却槽１３の内部における冷媒の流れの流線と、冷却槽１３内での冷媒の流速分布とを解析した。

【0074】

図９は、比較例における冷媒の流れの流線を解析した結果を示す図である。図１０は、実施例における冷媒の流れの流線を解析した結果を示す図である。尚、比較例を示す図９において、管本体２０及び冷却槽１３を流れる冷媒の流線については、Ｆ１の符号が付されている。また、実施例を示す図１０において、導入管１４及び冷却槽１３を流れる冷媒の流線については、Ｆ２の符号が付されている。

【0075】

図９に示すように、比較例では、管本体２０を流動した冷媒は、管本体２０の端部に到達すると、冷却槽１３の下端開口１３ｄを通過し、管本体２０の端部に接続された冷却槽１３へと導入される。冷媒が冷却槽１３へ導入される際、冷媒の流れは、管本体２０に直角に接続する冷却槽１３へと急激に流れの方向が変更される。このため、冷媒は、流速分布が不均一となって流れが乱れた状態で、冷却槽１３へと導入される。そして、冷却槽１３へ導入された冷媒は、冷却槽１３内で旋回流を形成することなく、流速分布が不均一で乱れた流れのまま冷却槽１３を上方に流動することになる。

【0076】

一方、図１０に示すように、実施例では、導入管１４を流動した冷媒は、導入管１４の端部において、変換部材２１によって、冷媒の流れ方向が冷却槽１３の長手方向に沿った方向へと変更されるとともに、冷却槽１３の周方向に沿って回転する冷媒の流れが形成されるように、流れの形態が変換される。そして、変換部材２１によって流れの形態が変換された冷媒は、冷却槽１３へ導入され、冷却槽１３の周方向に沿って回転しながら冷却槽１３の長手方向に沿って流動する旋回流を形成しながら冷却槽１３を流動する。

【0077】

図１１は、比較例における冷却槽１３内での冷媒の流速分布を解析した結果を示す図である。図１２は、実施例における冷却槽１３内での冷媒の流速分布を解析した結果を示す図である。尚、図１１及び図１２では、冷却槽１３における高さ方向の位置が異なる３つの高さ位置（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３）での水平断面における冷媒の流速分布を示している。冷却槽１３における３つの高さ位置（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３）については、図９及び図１０にて矢視位置Ｈ１、Ｈ２、及びＨ３にてそれぞれ示している。高さ位置Ｈ１は、冷却槽１３における上端側の位置であり、高さ位置Ｈ２は、冷却槽１３における高さ方向の中央付近の位置であり、高さ位置Ｈ３は、冷却槽１３における下端側の位置である。また、各高さ位置（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３）での冷媒の流速分布については、３段階の流速（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３）で示されている。流速Ｖ１は、３段階の流速の中で最も速く、流速Ｖ１の領域は、ハッチングの無い白色の領域として示されている。流速Ｖ２は、３段階の流速の中で２番目に速く、流速Ｖ２の領域は、薄くハッチングされた薄いグレーの領域として示されている。流速Ｖ３は、３段階の流速の中で最も遅く、流速Ｖ３の領域は、濃くハッチングされた濃いグレーの領域として示されている。

【0078】

比較例では、図１１に示すように、高さ位置（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３）ごとに冷媒の流速分布が大きく変化し、冷却槽１３の周方向に不均一な流れが発生している。一方、実施例では、図１２に示すように、どの高さ位置（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３）においても冷媒の流速分布が同様に形成されており、冷却槽１３の周方向において均一な流れが形成される。

【0079】

以上の通り、検証の結果、本実施形態の熱処理装置１では、導入管１４を流れた冷媒が、変換部材２１によって流れの形態が変換されて冷却槽１３へ導入され、冷却槽１３の周方向に沿って回転しながら冷却槽１３の長手方向に沿って流動する旋回流を形成しながら冷却槽１３を流動することが実証された。更に、本実施形態の熱処理装置１では、冷却槽１３におけるどの高さ位置においても冷媒の流速分布が同様に形成され、冷却槽１３の周方向において均一な流れが形成されることが実証された。

【0080】

［本実施形態の作用効果］
以上説明したように、本実施形態によると、導入管１４に供給された冷媒は、導入管１４を流動し、導入管１４における冷却槽１３が接続される側の端部に配置された変換部材２１へと到達する。そして、変換部材２１に到達した冷媒は、導入管１４の底面側と上面側との間に亘って冷却槽１３の長手方向に沿って延びる変換部材２１の面に沿って流動し、導入管１４の長手方向に沿った流れから冷却槽１３の長手方向に沿った流れへと、流れの方向が変更される。更に、冷媒は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に沿った面であって湾曲した面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）に沿って流動し、冷却槽１３の周方向に沿って回転する冷媒の流れが形成される。このため、変換部材２１によって、冷媒の流れ方向が変更されるとともに、冷却槽１３の周方向に沿って回転する冷媒の流れが形成されるように、冷媒の流れの形態が変換される。変換部材２１によって流れの形態が変換された冷媒は、冷却槽１３の周方向に沿って回転するとともに導入管１４の底面側から上面側へと向かって流れて導入管１４から冷却槽１３へと導入される。そして、冷却槽１３へ導入された冷媒は、冷却槽１３の周方向に沿って回転しながら冷却槽１３の長手方向に沿って流動する旋回流を形成しながら冷却槽１３を流動する。この冷媒の旋回流により、冷却槽１３中に配置された被処理物１０が、被処理物１０の周囲全体から均一に冷却されることになる。

【0081】

よって、本実施形態によると、冷却槽１３と接続される導入管１４において、冷却槽１３の長手方向に沿って延びるとともに、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に沿った面であって湾曲した面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）が設けられた変換部材２１が設置されることで、冷却槽１３内の被処理物１０を均一に冷却する旋回流を形成することができる。このため、本実施形態によると、導入管１４から供給される冷媒を冷却槽１３へ導入して更に冷却槽１３内を流動する冷媒の流れを旋回流として形成するに際し、冷却槽１３の内周に沿って螺旋状に延びるような構造体を設ける必要がない。よって、旋回流の形成のために冷却槽１３の長手方向に沿って螺旋状に長く延びる構造体を設ける必要がないため、冷却槽１３を短くでき、熱処理装置１の全体の構成を短くすることができる。

【0082】

また、本実施形態によると、変換部材２１は、湾曲していて冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に沿った面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）を備えて導入管１４の底面側と上面側との間に亘って延びる部品として形成されるため、冷却槽１３において旋回流を形成するための部品を簡素な構造で製作することができる。

【0083】

また、本実施形態によると、旋回流を形成するための部品としての変換部材２１は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に沿っているとともに湾曲した面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）を有して導入管１４の底面側と上面側との間に亘って延びる簡素な構造の部品として形成され、導入管１４において、冷却槽１３に接続される側の端部に設置することができる。よって、旋回流形成のための部品を装置内で容易に固定することができる。

【0084】

また、本実施形態によると、導入管１４を流動して変換部材２１に到達した冷媒は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で螺旋状に配置された面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）に沿って回転するように流動する。このため、変換部材２１の面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）によって、回転する冷媒の流れを形成することができる。

【0085】

また、本実施形態によると、導入管１４を流動して変換部材２１に到達した冷媒は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で螺旋状に並んで配置された複数の面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）に沿って回転するように流動する。このため、変換部材２１の複数の面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）によって、回転する冷媒の流れを形成することができる。

【0086】

また、本実施形態によると、導入管１４を流動して変換部材２１に到達した冷媒は、変換部材２１の第１の面２５ａに沿って回転するように流動し、次いで、第２の面２６ａにも沿って回転するように流動する。このため、第１の面２５ａと第２の面２６ａとによって、回転する冷媒の流れを形成することができる。

【0087】

また、本実施形態によると、導入管１４を流動して変換部材２１に到達した冷媒は、変換部材２１の第１の面２５ａに沿って回転するように流動し、次いで、第２の面２６ａにも沿って回転するように流動し、その後更に第３の面２７ａにも沿って回転するように流動する。このため、第１の面２５ａ、第２の面２６ａ、及び第３の面２７ａによって、より安定した回転する冷媒の流れを形成することができる。

【0088】

また、変換部材２１を一体もので作製すると、導入管１４と冷却槽１３との間の開口よりも変換部材２１の大きさが大きい場合には、導入管１４と冷却槽１３との間の開口から変換部材２１を挿入して組み付けることが困難となる。しかし、本実施形態によると、変換部材２１を第１の部材２３と第２の部材２４とに分割して設けることで、導入管１４と冷却槽１３との間の開口から変換部材２１を挿入して組み付けることができる。

【0089】

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。例えば、次のような変形例が実施されてもよい。尚、以下の変形例の説明においては、前述の実施形態と異なる点について説明し、前述の実施形態と同様の構成或いは対応する構成については、図面において同一の符号を付すことで、或いは同一の符号を引用することで、重複する説明を省略する。

【0090】

（１）前述の実施形態では、変換部材２１が、第１の部材２３と第２の部材２４とに分割されて構成された形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、分割されていない一体ものの変換部材の形態が実施されてもよい。図１３（Ａ）は、第１の変形例に係る変換部材２１ａを示す斜視図であり、図１３（Ｂ）は、第１の変形例の変換部材２１ａを示す平面図である。

【0091】

図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示す変換部材２１ａは、第１の湾曲部２５と第２の湾曲部２６と第３の湾曲部２７とが一体に設けられた１つの部品として構成されている。第１の湾曲部２５と第２の湾曲部２６との間には、第１の湾曲部２５と第２の湾曲部２６とを連結する連結部２９が設けられている。連結部２９は、第１の湾曲部２５から連続して延びて第２の湾曲部２６へと連続して接続している。連結部２９は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で、導入管１４の長手方向に沿って直線状に延びるように設けられている。このため、変換部材２１ａは、第１の湾曲部２５と、連結部２９と、第２の湾曲部２６と、連結部２８と、第３の湾曲部２７とが、この順番で連続して延びた状態で一体に設けられている。

【0092】

また、変換部材２１ａは、前述の実施形態の変換部材２１と同様に、導入管１４の底面側と上面側との間に亘って冷却槽１３の長手方向に沿って延びており、冷却槽１３の内周形状に沿った、湾曲した面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）を備えている。そして、変換部材２１ａにおける複数の面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で螺旋状に配置されている。

【0093】

第１の変形例の変換部材２１ａを熱処理装置１において組み付ける際には、導入管１４の管本体２０の冷却槽側開口２２ａを、一体ものの変換部材２１ａが通過できる程度に大きく形成し、冷却槽側開口２２ａを塞ぐ蓋部材とともに変換部材２１ａを管本体２０に設置してもよい。図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は、第１の変形例の変換部材２１ａを備える導入管１４及び冷却槽１３の組み立て形態について説明する斜視図である。

【0094】

図１４（Ａ）に示すように、変換部材２１ａが熱処理装置１に組み付けられる際には、変換部材２１ａは、管本体２０の冷却槽側開口２２ａを塞ぐための板状の蓋部材３０に固定される。変換部材２１ａは、蓋部材３０に対して、例えば、溶接により固定される。蓋部材３０には、固定される変換部材２１ａの第２の面２６ａと第３の面２７ａとが対向した状態で配置される領域に対応する位置に、蓋部材３０を貫通する貫通孔３０ａが設けられている。

【0095】

図１４（Ｂ）を参照して、変換部材２１ａが蓋部材３０に固定されると、変換部材２１ａが固定された蓋部材３０が管本体２０の上壁２０ａに固定される。このとき、変換部材２１ａが管本体２０の冷却槽側開口２２ａから管本体２０に挿入された状態で、蓋部材３０の外周の縁部が、上壁２０ａにおける冷却槽側開口２２ａの外周縁部に溶接されることで、蓋部材３０が上壁２０ａに固定される。

【0096】

変換部材２１ａが固定された蓋部材３０が管本体２０に固定されると、次いで、冷却槽１３の底壁部１３ｂが、導入管１４の管本体２０の上壁２０ａに固定される。冷却槽１３の底壁部１３ｂは、管本体２０の上壁２０ａに対して、例えば、溶接により固定される。冷却槽１３の底壁部１３ｂの下端開口１３ｄは、蓋部材３０が嵌ることができる程度の大きさに形成されており、更に、管本体２０の上壁２０ａの幅方向と長手方向とにおいて上壁２０ａの範囲内に収まる程度の大きさに形成されている。

【0097】

第１の変形例の変換部材２１ａが設けられた熱処理装置１においては、冷媒は、導入管１４を流動して変換部材２１ａに到達すると、変換部材２１ａの面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）に沿って流動する。これにより、冷却槽１３の長手方向に沿った流れへと冷媒の流れの方向が変更されるとともに、冷却槽１３の周方向に沿って回転する冷媒の流れが形成されるように、冷媒の流れの形態が変換される。そして、変換部材２１ａによって流れの形態が変換された冷媒は、冷却槽１３の周方向に沿って回転するとともに導入管１４の底面側から上面側へと向かって流れ、蓋部材３０の貫通孔３０ａ及び冷却槽１３の下端開口１３ｄを経て、冷却槽１３へと導入される。そして、冷却槽１３へ導入された冷媒は、冷却槽１３の周方向に沿って回転しながら冷却槽１３の長手方向に沿って流動する旋回流を形成しながら冷却槽１３を流動する。

【0098】

上述のように、第１の湾曲部２５と第２の湾曲部２６と第３の湾曲部２７とが一体に設けられた１つの部品として構成された変換部材２１ａの形態が実施されてもよい。

【0099】

（２）前述の実施形態では、変換部材２１が、第１の面２５ａが設けられた第１の部材２３と、第２の面２６ａ及び第３の面２７ａが設けられた第２の部材２４とに分割されて構成された形態を例にとって説明したが、この通りに分割された変換部材の形態でなくてもよい。変換部材は、種々の形態の分割部材に分割されて形成されていてもよく、例えば、図１５（Ａ）～（Ｃ）に例示する変換部材の形態が実施されてもよい。

【0100】

図１５（Ａ）は、第２の変形例に係る変換部材２１ｂを示す平面図である。変換部材２１ｂは、３つの分割部材に分割されて構成されており、第１分割部材３１と第２分割部材３２と第３分割部材３３とを備えて構成されている。第１分割部材３１、第２分割部材３２、及び第３分割部材３３は、いずれも、導入管１４の底面側と上面側との間に亘って冷却槽１３の長手方向に沿って延びるように設けられている。

【0101】

第１分割部材３１は、第１の部材２３と同様に形成され、第１の湾曲部２５を有しており、第１の面２５ａが設けられている。第２分割部材３２は、第２の湾曲部２６を備えて構成されており、第２の面２６ａが設けられている。第３分割部材３３は、第３の湾曲部２７を備えて構成されており、第３の面２７ａが設けられている。尚、第２分割部材３２と第３分割部材３３との間には、前述の実施形態の連結部２８は設けられておらず、第２分割部材３２と第３分割部材３３とは別体の部材として設けられている。

【0102】

変換部材２１ｂは、第１の面２５ａが設けられた第１分割部材３１と、第２の面２６ａが設けられた第２分割部材３２と、第３の面２７ａが設けられた第３分割部材３３とを備えている。このため、変換部材２１ｂは、冷却槽１３の内周形状に沿った、湾曲した面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）を備えている。そして、変換部材２１ｂにおける複数の面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で螺旋状に配置されている。

【0103】

第２の変形例の変換部材２１ｂが設けられた熱処理装置１においては、冷媒は、導入管１４の端部において、変換部材２１ｂの面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）に沿って流動して流れの形態が変換され、冷却槽１３へと導入される。変換部材２１ｂによって冷媒の流れの形態が変換されることで、冷却槽１３の周方向に沿って回転しながら冷却槽１３の長手方向に沿って流動する旋回流が形成される。

【0104】

図１５（Ｂ）は、第３の変形例に係る変換部材２１ｃを示す平面図である。変換部材２１ｃは、３つの分割部材に分割されて構成されており、第１分割部材３１ａと第２分割部材３２ａと第３分割部材３３ａとを備えて構成されている。第１分割部材３１ａ、第２分割部材３２ａ、及び第３分割部材３３ａは、いずれも、導入管１４の底面側と上面側との間に亘って冷却槽１３の長手方向に沿って延びるように設けられている。

【0105】

第１分割部材３１ａ、第２分割部材３２ａ、及び第３分割部材３３ａは、いずれも、管本体２０の内部において、管本体２０における冷却槽１３に接続される側の端部に配置されている。そして、管本体２０における冷却槽１３に接続される側の端部において、第１分割部材３１ａは、端壁２０ｅに隣接して配置され、第２分割部材３２ａ及び第３分割部材３３ａは、第１分割部材３１ａに対して端壁２０ｅ側と反対側に配置されている。更に、第２分割部材３２ａは、側壁２０ｄに隣接して配置され、第３分割部材３３ａは、第２分割部材３２ａに対して側壁２０ｃ側であって側壁２０ｃから離間した位置に配置されている。

【0106】

第１分割部材３１ａは、第１の部材２３と同様に形成され、第１の湾曲部２５を有しており、第１の面２５ａが設けられている。

【0107】

第２分割部材３２ａは、冷却槽１３の長手方向から視た状態で、側壁２０ｄ側から導入管１４の幅方向の中央側に向かって円周方向に略９０°の角度に亘って円弧状に湾曲して延びる湾曲部３４を備えて構成されている。また、湾曲部３４は、側壁２０ｄ側に向かって円弧状に張り出すとともに端壁２０ｅとは反対側にも向かって円弧状に張り出して湾曲して延びるように形成されている。そして、円弧状に湾曲して延びる湾曲部３４は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で、円形状である冷却槽１３の内周形状に沿って延びるように配置されている。このため、第２分割部材３２ａの湾曲部３４における湾曲した内側の面３４ａは、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に沿った、湾曲した面３４ａとして構成されている。

【0108】

第３分割部材３３ａは、冷却槽１３の長手方向から視た状態で、側壁２０ｃ側に向かって円弧状に張り出すように湾曲して延びる湾曲部３５を備えて構成されている。また、湾曲部３５は、円周方向に略１８０°の角度に亘って円弧状に湾曲して延びるように形成されている。そして、円弧状に湾曲して延びる湾曲部３５は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で、冷却槽１３の中心軸方向を中心として円形状の冷却槽１３の内周形状と同心円上で円弧状に延びるように設けられている。このため、円弧状に延びる湾曲部３５は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で、冷却槽１３の内周形状と同心円上で冷却槽１３の内周形状に沿って延びるように配置されている。このため、第３分割部材３３ａの湾曲部３５における湾曲した内側の面３５ａは、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に沿った、湾曲した面３５ａとして構成されている。

【0109】

変換部材２１ｃは、面２５ａが設けられた第１分割部材３１ａと、面３４ａが設けられた第２分割部材３２ａと、面３５ａが設けられた第３分割部材３３ａとを備えている。このため、変換部材２１ｃは、冷却槽１３の内周形状に沿った、湾曲した面（２５ａ、３４ａ、３５ａ）を備えている。そして、変換部材２１ｃにおける複数の面（２５ａ、３４ａ、３５ａ）は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で螺旋状に配置されている。

【0110】

第３の変形例の変換部材２１ｃが設けられた熱処理装置１においては、冷媒は、導入管１４の端部において、変換部材２１ｃの面（２５ａ、３４ａ、３５ａ）に沿って流動して流れの形態が変換され、冷却槽１３へと導入される。変換部材２１ｃによって冷媒の流れの形態が変換されることで、冷却槽１３の周方向に沿って回転しながら冷却槽１３の長手方向に沿って流動する旋回流が形成される。

【0111】

図１５（Ｃ）は、第４の変形例に係る変換部材２１ｄを示す平面図である。変換部材２１ｄは、２つの分割部材に分割されて構成されており、第１分割部材３１ｂと第２分割部材３２ｂとを備えて構成されている。第１分割部材３１ｂ及び第２分割部材３２ｂは、いずれも、導入管１４の底面側と上面側との間に亘って冷却槽１３の長手方向に沿って延びるように設けられている。

【0112】

第１分割部材３１ｂは、第３の変形例に係る変換部材２１ｃの第１分割部材３１ａと第２分割部材３２ａとが一体に設けられた構成の部材として設けられている。即ち、第１分割部材３１ｂは、湾曲した面２５ａが設けられた第１の湾曲部２５と、湾曲した面３４ａが設けられた湾曲部３４とを備えて構成されている。第２分割部材３２ｂは、第３の変形例に係る変換部材２１ｃの第３分割部材３３ａと同様に形成され、湾曲部３５を有しており、湾曲した面３５ａが設けられている。

【0113】

変換部材２１ｃは、第３の変形例の変換部材２１ｃと同様に、冷却槽１３の内周形状に沿った、湾曲した面（２５ａ、３４ａ、３５ａ）を備えている。そして、変換部材２１ｃにおける複数の面（２５ａ、３４ａ、３５ａ）は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で螺旋状に配置されている。

【0114】

第４の変形例の変換部材２１ｄが設けられた熱処理装置１においては、冷媒は、導入管１４の端部において、変換部材２１ｄの面（２５ａ、３４ａ、３５ａ）に沿って流動して流れの形態が変換され、冷却槽１３へと導入される。変換部材２１ｄによって冷媒の流れの形態が変換されることで、冷却槽１３の周方向に沿って回転しながら冷却槽１３の長手方向に沿って流動する旋回流が形成される。

【0115】

（３）前述の実施形態では、変換部材２１が、冷却槽１３の内周形状に沿った、湾曲した面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）を備えて構成された形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。冷却槽１３の内周形状に沿った、屈曲した面を備えて構成された変換部材の形態が実施されてもよい。

【0116】

図１６は、第５の変形例に係る変換部材２１ｅを示す平面図である。変換部材２１ｅは、第１の部材２３ａと第２の部材２４ａとを備えて構成されている。第１の部材２３ａと第２の部材２４ａとは、いずれも、管本体２０の内部に配置され、管本体２０における冷却槽１３に接続される側の端部に配置されている。そして、管本体２０における冷却槽１３に接続される側の端部において、第１の部材２３ａは、端壁２０ｅに隣接して配置され、第２の部材２４ａは、第１の部材２３に対して端壁２０ｅ側と反対側に配置されている。

【0117】

第１の部材２３ａ及び第２の部材２４ａは、いずれも、屈曲した部分を有する板状の部材として設けられている。そして、第１の部材２３ａ及び第２の部材２４ａは、いずれも、導入管１４の管本体２０の底面側と上面側との間に亘って冷却槽１３の長手方向に沿って延びるように設けられている。

【0118】

第１の部材２３ａは、冷却槽１３の長手方向から視た状態で、導入管１４の端部側である端壁２０ｅ側に向かって凸状に張り出すように屈曲して延びる第１の屈曲部３６を有している。そして、第１の部材２３ａにおける屈曲して延びる第１の屈曲部３６は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に沿って屈曲しながら延びるように配置されている。第１の屈曲部３６が上記のように構成されていることで、第１の屈曲部３６における屈曲した内側の面３６ａ、即ち、第１の屈曲部３６における端壁２０ｅ側と反対側を向いた面３６ａは、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に沿った、屈曲した面３６ａとして構成されている。そして、第１の屈曲部３６の面３６ａは、導入管１４の端部側である端壁２０ａ側に向かって凹むように屈曲して配置されている。第１の屈曲部３６の面３６ａは、導入管１４の端部側に向かって凹むように屈曲して配置される第１の面を構成している。

【0119】

第２の部材２４ａは、第２の屈曲部３７と、第３の屈曲部３８と、第２の屈曲部３７と第３の屈曲部３８とを連結する連結部３９とを有している。

【0120】

第２の部材２４ａの第２の屈曲部３７は、冷却槽１３の中心軸方向を介して第１の部材２３ａの第１の屈曲部３６と対向する位置に配置されている。尚、冷却槽１３の中心軸方向については、図１６において点Ｐで示している。第１の屈曲部３６に対向する第２の屈曲部３７の幅は、第１の屈曲部３６の幅よりも小さく設定されている。より具体的には、第２の屈曲部３７の幅、即ち、導入管１４の幅方向における第２の屈曲部３７の長さは、第１の屈曲部３６の幅、即ち、導入管１４の幅方向における第１の屈曲部３６の長さよりも小さく設定されている。また、第２の屈曲部３７は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で、導入管１４の端部側である端壁２０ｅ側とは反対側に向かって凸状に張り出すように屈曲して延びている。このため、第２の屈曲部３７は、第１の屈曲部３６が凸状に張り出す側と反対側に向かって凸状に張り出すように屈曲して延びている。そして、屈曲して延びる第２の屈曲部３７は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で、冷却槽１３の内周形状に沿って延びるように配置されている。

【0121】

第２の屈曲部３７が上記のように構成されていることで、第２の屈曲部３７における屈曲した内側の面３７ａ、即ち、第２の屈曲部３７における端壁２０ａ側を向いた面３７ａは、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に沿った、屈曲した面３７ａとして構成されている。そして、第２の屈曲部３７の面３７ａは、冷却槽１３の中心軸方向を介して第１の屈曲部３６の面３６ａと対向する位置に配置されるとともに、第１の屈曲部３６の面３６ａと反対側に向かって凹むように屈曲して配置されている。第２の屈曲部３７の面３７ａは、冷却槽１３の中心軸方向を介して第１の屈曲部３６の面３６ａ（第１の面３６ａ）と対向する位置に配置されるとともに、面３６ａ（第１の面３６ａ）と反対側に向かって凹むように屈曲して配置される第２の面を構成している。

【0122】

第２の部材２４ａの第３の屈曲部３８は、第１の部材２３ａの第１の屈曲部３６と第２の部材２４ａの第２の屈曲部３７との間で第２の屈曲部３７と対向する位置に配置されている。第２の屈曲部３７に対向する第３の屈曲部３８の幅は、第２の屈曲部３７の幅よりも小さく設定されている。より具体的には、第３の屈曲部３８の幅、即ち、導入管１４の幅方向における第３の屈曲部３８の長さは、第２の屈曲部３７の幅、即ち、導入管１４の幅方向における第２の屈曲部３７の長さよりも小さく設定されている。また、第３の屈曲部３８は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で、導入管１４の端部側である端壁２０ｅ側に向かって凸状に張り出すように屈曲して延びている。このため、第３の屈曲部３８は、第１の屈曲部３６が凸状に張り出す側と同じ側に向かって凸状に張り出すように屈曲して延びている。また、第３の屈曲部３８は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で、冷却槽１３の中心軸方向と第１の屈曲部３６との間に配置されている。更に、第３の屈曲部３８は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で、円形状の冷却槽１３の内周形状と同心円上で屈曲しながら延びるように設けられている。このため、屈曲して延びる第３の屈曲部３８は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で、冷却槽１３の内周形状に同心状に沿って屈曲しながら延びるように配置されている。

【0123】

第３の屈曲部３８が上記のように構成されていることで、第３の屈曲部３８における屈曲した内側の面３８ａ、即ち、第３の屈曲部３８における第２の屈曲部３７側を向いた面３８ａは、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に同心状に沿った、屈曲した面３８ａとして構成されている。そして、第３の屈曲部３８の面３８ａは、第１の屈曲部３６の面３６ａと第２の屈曲部３７の面３７ａとの間で第２の屈曲部３７の面３７ａと対向する位置に配置されるとともに、第２の屈曲部３７の面３７ａと反対側に向かって凹むように屈曲して配置されている。第３の屈曲部３８の面３８ａは、第１の屈曲部３６の面３６ａ（第１の面３６ａ）と第２の屈曲部３７の面３７ａ（第２の面３７ａ）との間で面３７ａ（第２の面３７ａ）と対向する位置に配置されるとともに、面３７ａ（第２の面３７ａ）と反対側に向かって凹むように屈曲して配置される第３の面を構成している。

【0124】

連結部３９は、第２の部材２４ａにおいて、第２の屈曲部３７と第３の屈曲部３８とを連結する部分として設けられている。連結部３９は、第２の屈曲部３７から連続して延びて第３の屈曲部３８へと連続して接続している。そして、連結部３９は、第２の屈曲部３７の端部から、第２の屈曲部３７と第１の屈曲部３６との略中間の位置まで延びるように設けられている。また、連結部３９は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で、導入管１４の長手方向に沿って直線状に延びるように設けられている。

【0125】

上述の通り、第１の部材２３ａには、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に沿った、屈曲した面３６ａが設けられている。そして、第２の部材２４ａには、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に沿った、屈曲した面（３７ａ、３８ａ）が設けられている。このため、第１の部材２３ａ及び第２の部材２４ａを備える変換部材２１ｅには、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に沿った、湾曲した面（３６ａ、３７ａ、３８ａ）が備えられている。

【0126】

また、変換部材２１ｅの面（３６ａ、３７ａ、３８ａ）は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で螺旋状に配置されている。そして、変換部材２１ｅにおいて、面（３６ａ、３７ａ、３８ａ）は、複数設けられており、複数の面（３６ａ、３７ａ、３８ａ）は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で螺旋状に並んで配置されている。複数の面（３６ａ、３７ａ、３８ａ）は、冷却槽１３の長手方向から視た状態において、面３６ａ、面３７ａ、及び面３８ａの順番で、外周側から内周側へと縮径する螺旋状に並んで配置されている。

【0127】

第５の変形例の変換部材２１ｅが設けられた熱処理装置１においては、冷媒は、導入管１４の端部において、変換部材２１ｅの面（３６ａ、３７ａ、３８ａ）に沿って流動して流れの形態が変換され、冷却槽１３へと導入される。変換部材２１ｅによって冷媒の流れの形態が変換されることで、冷却槽１３の周方向に沿って回転しながら冷却槽１３の長手方向に沿って流動する旋回流が形成される。

【0128】

（４）前述の実施形態では、変換部材２１が、板状に形成された第１の部材２３と第２の部材２４とを備え、第１の部材２３及び第２の部材２４において、冷却槽１３の内周形状に沿った、湾曲した面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）が備えられている構成を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、変換部材を構成する部材が、板状の部材ではなく、ブロック状の部材として形成されている形態が実施されてもよい。

【0129】

図１７は、第６の変形例に係る変換部材２１ｆを示す斜視図である。変換部材２１ｆは、第１の部材２３ｂと第２の部材２４ｂとを備えて構成されている。第１の部材２３ｂは、フロック状の部材として設けられており、例えば、鋳造品として形成される。第１の部材２３ｂには、前述の実施形態の第１の部材２３の湾曲した面２５ａと同じ形状の湾曲した面２５ａが設けられている。第２の部材２４ｂは、フロック状の部材として設けられており、例えば、鋳造品として形成される。第２の部材２４ｂには、前述の実施形態の第２の部材２４の湾曲した面（２６ａ、２７ａ）と同じ形状の湾曲した面（２６ａ、２７ａ）が設けられている。第１の部材２３ｂ及び第２の部材２４ｂが上記のように構成されるため、ブロック状の第１の部材２３ｂ及び第２の部材２４ｂを備える変換部材２１ｆには、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に沿った、湾曲した面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）が備えられている。また、変換部材２１ｆの面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）は、冷却槽１３の長手方向から視た状態で螺旋状に配置されている。

【0130】

第６の変形例の変換部材２１ｆが設けられた熱処理装置１においては、冷媒は、導入管１４の端部において、変換部材２１ｆの面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）に沿って流動して流れの形態が変換され、冷却槽１３へと導入される。変換部材２１ｆによって冷媒の流れの形態が変換されることで、冷却槽１３の周方向に沿って回転しながら冷却槽１３の長手方向に沿って流動する旋回流が形成される。

【0131】

（５）前述の実施形態及び変形例では、旋回流を形成するための変換部材における湾曲又は屈曲した面であって冷却槽の長手方向から視て螺旋状に配置される面が、冷却槽側から視た状態で、外周側から内周側へと時計回り方向で縮径する螺旋状に配置されている形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。変換部材における湾曲又は屈曲した面であって冷却槽の長手方向から視て螺旋状に配置される面が、冷却槽側から視た状態で、外周側から内周側へと反時計回り方向で縮径する螺旋状に配置されている形態が実施されてもよい。

【0132】

（６）前述の実施形態では、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状に沿った、湾曲した面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）が、冷却槽１３の長手方向から視た状態で冷却槽１３の内周形状の円周と中心位置が同じ同心円に沿って配置される形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。冷却槽１３の長手方向から視た状態で、湾曲した面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）が配置される円の中心位置が、冷却槽１３の内周形状の円周の中心位置から少しずれるように設定されてもよい。例えば、冷却槽１３内に配置される被処理物１０の軸中心位置が、冷却槽１３の内周形状の円周の中心位置から少しずれて配置される場合、湾曲した面（２５ａ、２６ａ、２７ａ）が配置される円の中心位置が、被処理物１０の軸中心位置と一致するように、変換部材２１が設置されてもよい。

【0133】

（７）前述の実施形態では、冷却槽の長手方向から視た状態で冷却槽の内周形状に沿った、湾曲した面が、円弧状に湾曲して延びる形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、冷却槽の長手方向から視た状態で冷却槽の内周形状に沿った、湾曲した面が、楕円状に湾曲して延びる形態が実施されてもよい。

【0134】

（８）前述の実施形態では、導入管の管本体が、断面が矩形の角筒状の部材として設けられた形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。導入管の管本体は、矩形以外の断面形状の筒状の部材として設けられていてもよく、例えば、断面が円形である円筒状の部材として設けられていてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0135】

本発明は、被処理物に対して冷媒を供給して熱処理を施す熱処理装置として、広く適用することができる。

【符号の説明】

【0136】

１ 熱処理装置
１０ 被処理物
１３ 冷却槽
１４ 導入管
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ 変換部材
２３、２３ａ、２３ｂ 第１の部材
２４、２４ａ、２４ｂ 第２の部材
２５ａ、２６ａ、２７ａ、３４ａ、３５ａ、３６ａ、３７ａ、３８ａ 面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】