特許 7338818 熱処理炉

(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】

(24)【登録日】2023-08-28

(45)【発行日】2023-09-05

(54)【発明の名称】熱処理炉

(51)【国際特許分類】

   F27B 5/16 20060101AFI20230829BHJP

   F27D 9/00 20060101ALI20230829BHJP

【ＦＩ】

F27B5/16

F27D9/00

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019215732

(22)【出願日】2019-11-28

(65)【公開番号】P2021085623

(43)【公開日】2021-06-03

【審査請求日】2022-02-09

(73)【特許権者】

【識別番号】591159619

【氏名又は名称】島津産機システムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121441

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 竜平

(74)【代理人】

【識別番号】100154704

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 真大

(74)【代理人】

【識別番号】100129702

【弁理士】

【氏名又は名称】上村 喜永

(74)【代理人】

【識別番号】100094248

【弁理士】

【氏名又は名称】楠本 高義

(72)【発明者】

【氏名】森元 陽介

【審査官】相澤 啓祐

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６２－２２３５９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３３３２７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－００２３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３２２１４７８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭６２－１６７８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２５２５２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２７Ｂ ５／００－ ５／１８

Ｆ２７Ｄ ７／００－１５／０２

Ｃ２１Ｄ １／０２－ １／８４

Ｂ２２Ｆ ３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

容器状の圧力容器と、
前記圧力容器の内部空間に配置された断熱体と、
前記断熱体によって形成された内部空間に配置されたヒーターと、
前記圧力容器の内部空間に冷却ガスを供給する第１ポートと、
前記圧力容器の外部に冷却ガスを排気する第２ポートと、
前記断熱体に複数形成され、前記冷却ガスを断熱体によって形成された内部空間に導くための第１貫通孔と、
前記断熱体に形成され、前記冷却ガスを断熱体によって形成された内部空間から排気するための第２貫通孔と、
前記冷却ガスを循環させる第１ファンと、
前記冷却ガスを冷却させる冷却装置と、
前記断熱体によって形成された内部空間に配置され、被処理物を収容し、前記冷却ガスで冷却され、熱の輻射によって該被処理物を冷却するタイトボックスと、
を備えた熱処理炉。

【請求項2】

前記第１ポートが圧力容器の下部、第２ポートが圧力容器の上部に設けられ、または、第１ポートが圧力容器の上部、第２ポートが圧力容器の下部に設けられた請求項１の熱処理炉。

【請求項3】

前記タイトボックスが、筒状のタイトボックス本体と該タイトボックス本体の両端を開閉するタイトボックス蓋とで構成され、
前記タイトボックス蓋の開閉装置を備え、
前記冷却ガスが断熱体の内部空間に供給されているときにタイトボックス蓋の開閉可能である請求項１または２の熱処理炉。

【請求項4】

前記圧力容器と断熱体との間にシャワープレートを配置した請求項１から３のいずれかの熱処理炉。

【請求項5】

前記第１ファンと冷却装置が圧力容器の外部に備えられた請求項１から４のいずれかの熱処理炉。

【請求項6】

前記圧力容器の内部空間に第２ファンを備えた請求項１から５のいずれかの熱処理炉。

【請求項7】

前記圧力容器の内壁にバック断熱体を配置した請求項１から６のいずれかの熱処理炉。

【請求項8】

前記第１ポート、第２ポートまたはその両方のポートに該ポートを開閉可能なポート蓋を備えた請求項１から７のいずれかの熱処理炉。

【請求項9】

前記第２貫通孔が、前記断熱体に複数形成されている請求項１から８のいずれかの熱処理炉。

【請求項10】

前記第１貫通孔が、前記タイトボックスの長手側の面に対向して前記断熱体に形成されている請求項１から９のいずれかの熱処理炉。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱処理炉に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、金属または磁性材料などからなる被処理物を熱処理炉に入れ、真空または加圧環境下で熱処理している。たとえば、下記の特許文献１は、圧力容器の炉蓋の内面に冷却フィンを設けた熱処理炉を開示している。冷却フィンによって圧力容器内を流れるガスが冷却される面積を拡大し、冷却能力を高めている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－１２１３０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

熱処理炉では一度に複数の被処理物が処理されるため、被処理物が熱処理炉の中のどの位置にあっても同一条件で処理されることが好ましい。たとえば、すべての被処理物が均一に冷却されなければ、一部の被処理物が不良品になるおそれがある。被処理物が不良品になれば歩留まりが悪化する。特許文献１は冷却能力を高めることを開示しているが、被処理物を均一に冷却することを開示していない。

【0005】

そこで本発明の目的は、被処理物を均一に冷却できる熱処理炉を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以上の課題を解決すべく、本発明に係る熱処理炉は、以下に述べるような構成を有する。

【0007】

本発明の熱処理炉は、容器状の圧力容器と、前記圧力容器の内部空間に配置された断熱体と、前記断熱体によって形成された内部空間に配置されたヒーターと、前記圧力容器の内部空間に冷却ガスを供給する第１ポートと、前記圧力容器の外部に冷却ガスを排気する第２ポートと、前記断熱体に形成され、前記冷却ガスを断熱体によって形成された内部空間に導くための第１貫通孔と、前記断熱体に形成され、前記冷却ガスを断熱体によって形成された内部空間から排気するための第２貫通孔と、前記冷却ガスを循環させる第１ファンと、前記冷却ガスを冷却させる冷却装置と、前記断熱体によって形成された内部空間に配置され、被処理物を収容し、前記冷却ガスで冷却され、熱の輻射によって該被処理物を冷却するタイトボックスとを備える。

【発明の効果】

【0008】

従来では圧力容器の前後方向に冷却ガスが流れるが、本発明によれば、第１ポートから第２ポートに冷却ガスが流れることで、タイトボックスの周囲を回るように冷却ガスが流れる。冷却ガスが被処理物に当てられる前にタイトボックスに均一に当てられてタイトボックスが均一に冷却される。被処理物に対して輻射的に冷却することが可能であり、被処理物が均一に冷却される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本願の熱処理炉の構成を示す図である。

【図2】タイトボックス蓋を開けたときのガスの流れを示す図である。

【図3】タイトボックス蓋を開けたときのガスの流れを示す図である。

【図4】図２におけるＡ－Ａ線断面図である。

【図5】断熱体蓋を開けたときのガスの流れを示す図である。

【図6】断熱体蓋を開けたときのガスの流れを示す図である。

【図7】シャワープレートを備えた熱処理炉の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の熱処理炉について図面を参照して説明する。複数の実施形態を説明するが、異なる実施形態であっても同じ手段には同一の符号を付して説明を省略する場合がある。各図面におけるｘ方向、ｙ方向およびｚ方向は互いに直行する方向である。

【0011】

[実施形態１]
図１に示す本願の熱処理炉１０は、容器状の圧力容器１２、圧力容器１２の内部空間１４に配置された断熱体１６、断熱体１６の内部空間１８に配置されたヒーター２０、被処理物２２が収容されるタイトボックス（インナーケース）２４、圧力容器１２の内部空間１４に冷却ガスを供給する第１ポート２６、圧力容器１２の外部に冷却ガスを排気する第２ポート２８、冷却ガスを断熱体１６の内部空間１８に導くための第１貫通孔３０、冷却ガスを断熱体１６の内部空間１８から排気するための第２貫通孔３２、冷却ガスを循環させるための冷却ユニット３４を備える。

【0012】

さらに熱処理炉１０は、圧力容器１２の内部空間１４とタイトボックス２４の内部空間３６にガスを導入するガス源３８、および圧力容器１２の内部空間１４およびタイトボックス２４の内部空間３６を減圧するためのポンプ４０を備える。

【0013】

熱処理炉１０は、焼結、半焼結、焼成、脱脂、ろう付け、メタライズ、焼き入れ、容体化処理、焼戻し、焼きなましまたは時効熱処理などをおこなうための炉である。

【0014】

[圧力容器]
図２および図３に示すように、圧力容器１２は容器本体４２および容器蓋４４を備える。容器本体４２は円筒形状になっている（図４）。容器蓋４４は容器本体４２の両端を開閉するものである。容器本体４２の両端を容器蓋４４で閉じると、圧力容器１２の内部空間１４は気密にされた空間になる。圧力容器１２の内部空間１４は減圧されたり、加圧されたりする。圧力容器１２の耐圧はたとえば約１０ＭＰａであり、各種設計によって変更できる。圧力容器１２は内壁４６と外壁４８からなる二重構造であり、内壁４６と外壁４８の間を冷却液が流れる。内部空間１４の温度を下げるときに、冷却液によって下げることができる。

【0015】

[断熱体]
断熱体１６は圧力容器１２の内部空間１４に配置されている。断熱体１６は断熱体本体５０および断熱体蓋５２を備える。断熱体本体５０は筒状になっている。図２に示すように断熱体本体５０は断熱体突出部５４を備え、その断熱体突出部５４が圧力容器１２の内壁４６に接している。断熱体突出部５４は断熱体１６の長手方向両端における上部と下部に設けられる。圧力容器１２と断熱体１６との間に隙間を有する。断熱体蓋５２は断熱体本体５０の両端を開閉するものである。容器蓋４４が閉じた状態で断熱体蓋５２が開閉できるように、断熱体蓋５２の開閉装置（図示せず）を備える。断熱体１６はグラファイトフェルトまたはグラファイトフォイルなどの耐熱性材料で構成される。

【0016】

[ヒーター]
断熱体１６の内部空間１８にヒーター２０が配置されている。ヒーター２０としてグラファイト製のロッドヒーターが挙げられる。ヒーター２０はタイトボックス２４に対して平行に配置されている。また、タイトボックス２４の周囲を回るように複数のヒーター２０が配置されている（図４）。ヒーター２０は電極（図示省略）から三相交流の電力が供給され、発熱する。

【0017】

[タイトボックス]
断熱体１６の内部空間１８の中にタイトボックス２４が配置されている。タイトボックス２４はグラファイトなどで構成されている。タイトボックス２４はタイトボックス本体５６とタイトボックス蓋５８を備える。タイトボックス本体５６は筒状になっている。タイトボックス蓋５８はタイトボックス本体５６の両端を開閉する。図２および図３に示すように、タイトボックス蓋５８が開閉できるように、タイトボックス蓋５８の開閉装置６０を備える。開閉装置６０は断熱体蓋５２に取り付けられており、タイトボックス蓋５８を断熱体蓋５２に向けて移動させる装置である。タイトボックス本体５６の両端をタイトボックス蓋５８で閉じることで、タイトボックス２４の内部空間が密閉される。

【0018】

[被処理物]
タイトボックス２４の内部空間３６に被処理物２２が配置される。被処理物２２の材料は、超硬金属、鉄系金属、非鉄金属、磁性材料、セラミックス、グラファイト、ハイス鋼、ダイス鋼または低合金鋼などであり、金属は合金を含む。被処理物２２は、粉体または所定形状を有した固体である。タイトボックス２４の中に被処理物２２が収容されることで、被処理物２２を脱脂処理したときに被処理物２２から放出されるバインダー（ガスおよびワックス）がタイトボックス２４の外に放出されるのを防ぐことができる。圧力容器１２の内壁４６、断熱体１６およびヒーター２０などが汚染されることを防止できる。

【0019】

[ポート]
熱処理炉１０は圧力容器１２の内部空間１４に冷却ガスを供給する第１ポート２６および冷却ガスを排気する第２ポート２８を備える。第１ポート２６は圧力容器１２の下部に備えられる。第２ポート２８は圧力容器１２の上部に備えられる。第１ポート２６と第２ポート２８は圧力容器１２の中心に対して対称となる位置に配置されている。第１ポート２６から圧力容器１２の内部空間１４を横切って第２ポート２８に冷却ガスが流れる。各ポート２６、２８の数は限定されない。

【0020】

[貫通孔]
断熱体１６の内部空間１８に冷却ガスを供給する第１貫通孔３０および冷却ガスを排出する第２貫通孔３２が備えられる。第１貫通孔３０は断熱体本体５０の下部に備えられる。第２貫通孔３２は断熱体本体５０の上部に備えられる。第１貫通孔３０と第２貫通孔３２は断熱体１６の中心に対して対称となる位置に配置されている。第１貫通孔３２から断熱体１６の内部空間１８を横切って第２貫通孔３２に冷却ガスが流れる。各貫通孔３０、３２は複数であり、各貫通孔３０、３２の数は限定されない。断熱体１６の内部空間１８の中で冷却ガスが均一に流れるようにする。

【0021】

第１ポート２６から第１貫通孔３０、第２貫通孔３２から第２ポート２８に冷却ガスを導くために、圧力容器１２と断熱体１６との間に断熱性の部材６４を設ける（図４）。断熱性の部材６４は容器本体４２と断熱体本体５０とを繋げている。断熱性の部材６４の両端は断熱体突出部５４に接している。容器本体４２、断熱体本体５０、断熱性の部材６４および断熱体突出部５４によって冷却ガスの風路６６が形成される。

【0022】

上記冷却ガスの風路６６において、容器本体４２の内壁４６に接する断熱性のバック断熱体６８を備えてもよい。バック断熱体６８は第１ポート２６および第２ポート２８に通じる貫通孔７０を備えている。断熱体１６に第１貫通孔３０と第２貫通孔３２が形成されていて、断熱体１６の内部空間１８の断熱性能が低下するおそれがあるが、バック断熱体６８によって断熱性能の低下を防止する。

【0023】

第２ポート２８を開閉する第２ポート蓋７２が備えられてもよい（図１）。その第２ポート蓋７２は開閉装置（図示省略）によって開閉される。第２ポート蓋７２は断熱材料で構成される。被処理物２２を加熱処理する際に、第２ポート蓋７２を閉じることで断熱体１６の内部空間１８を断熱する。

【0024】

[冷却ユニット]
図１に示すように冷却ユニット３４は第１ファン７４および冷却装置７６を備える。第１ファン７４と冷却装置７６は筐体７８に収納されている。第１ファン７４は冷却ガスを循環させる。第１ファン７４を回転させるために第１モーター８０が設けられている。冷却装置７６は水冷式の熱交換器である。冷却ユニット３４と第１ポート２６が第１パイプ８２で繋げられ、冷却ユニット３４と第２ポート２８が第２パイプ８４で繋げられている。冷却装置７６で冷却された冷却ガスが第１パイプ８２および第１ポート２６を通って圧力容器１２に送風される。また、第２ポート２８および第２パイプ８４を通って冷却ガスが冷却ユニット３４に戻される。冷却ユニット３４で冷却ガスが冷却されて再び圧力容器１２に送られる。なお、第１パイプ８２および第２パイプ８４にそれぞれバルブを設け、冷却ガスの流れを制御してもよい。

【0025】

冷却ユニット３４は圧力容器１２に直接取り付けられていてもよいし、圧力容器１２から離れた位置に配置されていてもよい。冷却ユニット３４は熱処理炉１０の設置場所の面積および圧力容器１２の大きさに応じて任意の場所に設置される。

【0026】

[ガス源]
ガス源３８は窒素、アルゴン、水素、一酸化炭素、ヘリウム、メタンなどを貯蔵、生成またはその両方をおこなう。ガス源３８と圧力容器１２の内部空間１４およびタイトボックス２４の内部空間３６は第３パイプ９０で接続されている。第３パイプ９０は分岐しており、それぞれにバルブ９２、９４が設けられている。バルブ９２、９４の開閉によってガスの流量を制御できる。ガス源３８から第３パイプ９０を介して圧力容器１２の内部空間１４およびタイトボックス２４の内部空間３６にガスが導入される。ガス源３８を複数にして、複数種のガスを圧力容器１２の内部空間１４およびタイトボックス２４の内部空間３６に供給してもよい。第３パイプ９０を複数設け、複数種のガスが供給されるようにする。なお、断熱体１６は完全に気密にされていないため、断熱体１６の内部空間１８から圧力容器１２の内部空間１４にガスを導入することができる。

【0027】

[ポンプ]
ポンプ４０は圧力容器１２の内部空間１４およびタイトボックス２４の内部空間３６に対して排気をおこなう。ポンプ４０と圧力容器１２は第４パイプ９６で接続されており、ポンプ４０とタイトボックス２４は第５パイプ９８で接続されている。ポンプ４０によって、圧力容器１２の内部空間１４およびタイトボックス２４の内部空間３６が減圧される。第４パイプ９６と第５パイプ９８にはそれぞれバルブ１００、１０２が備えられていて、バルブ１００、１０２の開閉によっても排気を制御することができる。

【0028】

第５パイプ９８にワックスタンク１０４およびワックスフィルター１０６が備えられる。被処理物２２で脱脂されたバインダーがワックスタンク１０４およびワックスフィルター１０６で捕捉される。バインダーがポンプ４０まで到達されない。

【0029】

[その他]
圧力容器１２の内部空間１４に第２ファン１０８が備えられてもよい。第２ファン１０８は、容器蓋４４が閉じられ、断熱体蓋５２が開けられたときに回転する。圧力容器１２の内部空間１４および断熱体１６の内部空間１８をガスが循環する。ガスはガス源３８から内部空間１４、１８に導入されたガスであってもよい。タイトボックス蓋５８が開けられる場合もある。第２ファン１０８を回転させるための第２モーター１１０が容器蓋４４に取り付けられている。

【0030】

断熱体本体５０から第２ファン１０８につながるガイド１１２を設けてもよい。ガイド１１２によって循環するガスの方向を定める。ガスの方向を定められればガイド１１２の形状は限定されない。圧力容器１２は二重構造になっており、その内部に冷却液が流れるため、その冷却液によって循環するガスが冷却される。なお、第２ファン１０８と断熱体本体５０の間に水冷式の熱交換器を配置し、その熱交換器でもガスを冷却してもよい。

【0031】

熱処理炉１０は、断熱体１６の内部空間１８またはタイトボックス２４の内部空間３６の温度を測定する温度計（図示省略）、圧力容器１２の内部空間１４の圧力を測定する圧力計（図示省略）を備える。温度計で測定された温度に応じてヒーター２０に供給する電力を制御する。圧力計で測定された圧力に応じてガス源３８とポンプ４０を制御する。

【0032】

[熱処理]
次に本願の熱処理炉１０を使用した熱処理について説明する。なお、説明する熱処理は一例であり、被処理物２２の種類および処理方法に応じて適宜変更される。

【0033】

（１）タイトボックス２４の内部空間３６に被処理物２２を収容し、タイトボックス蓋５８、断熱体蓋５２および容器蓋４４を閉じる。

【0034】

（２）ポンプ４０により排気をおこない、圧力容器１２の内部空間１４、断熱体１６の内部空間１８およびタイトボックス２４の内部空間３６を所定の圧力に制御する。ガス源３８から圧力容器１２の内部空間１４、断熱体１６の内部空間１８およびタイトボックス２４の内部空間３６にガスを導入し、それらの空間１４、１８、６２を所定のガスで満たす。

【0035】

（３）ヒーター２０に電流を流し、断熱体１６の内部空間１８を昇温させる。断熱体１６の内部空間１８に配置されたタイトボックス２４が加熱され、さらに被処理物２２が加熱される。昇温させるときはポート蓋７２を閉じておく。

【0036】

タイトボックス２４の内部空間３６にある被処理物２２の温度が上昇し、被処理物２２が脱脂される。脱脂するときに、ポンプ４０を駆動させ、被処理物２２から生じたバインダーは第５パイプ９８の途中にあるワックスタンク１０４とワックスフィルター１０６に溜める。

【0037】

被処理物２２の脱脂終了後、ヒーター２０に流れる電流を増加させ、被処理物２２の温度を高めて熱処理する。たとえば、約１６００℃以上で被処理物２２を焼結させる。

【0038】

（４）被処理物２２が熱処理された後、被処理物２２を冷却する。被処理物２２の冷却は２段階でおこなう。第１段階は、ポート蓋７２を開け、第１ファン７４を回転させる。図２の符号ｗ１で示すように、第１ポート２６および第１貫通孔３０を通って冷却ガスが断熱体１６の内部空間１８に供給される。冷却ガスはタイトボックス２４の下部に対して吹き付けられる。その後、図４の符号ｗ１で示すように、冷却ガスはタイトボックス２４の周囲を回る。冷却ガスでタイトボックス２４が冷却されることで、内部空間３６に配置された被処理物２２が熱の輻射によって冷却される。

【0039】

図２に示すように、タイトボックス２４のｙ方向（高さ方向）はｘ方向（長さ方向）よりも短い。冷却ガスがｙ方向を向いて均一にタイトボックス２４の当てられることで、タイトボックス２４を均一に冷却しやすくなっている。タイトボックス２４が均一に冷却されることで被処理物２２も均一に冷却される。

【0040】

図２と図３に示すように、タイトボックス蓋５８は符号５８'の位置から開けられる。一部の冷却ガスがタイトボックス２４の内部空間３６に入る。被処理物２２が冷却ガスで直接冷却される。被処理物２２の冷却速度が速くなる。冷却途中でのタイトボックス蓋５８の開閉の有無および開閉度合いは被処理物２２に対する冷却方法によって適宜変更される。

【0041】

タイトボックス２４に当たった冷却ガスは昇温しながら第２貫通孔３２および第２ポート２８を通って、冷却ユニット３４に戻る。冷却ユニット３４の冷却装置７６が冷却ガスの温度を下げる。その後、冷却ガスは再び第１ポート２６に送風される。すなわち、冷却ガスは断熱体１６の内部空間１８にあったガスが循環されることで、冷却装置７６で冷却され、再び断熱体１６の内部空間１８に送風される。

【0042】

第１段階の冷却で被処理物２２が高温から低温になれば、第２段階の冷却を行う。第２段階は、第１段階の冷却に加えて断熱体蓋５２を開けて第２ファン１０８を回転させる。図５および図６の符号ｗ２で示すように、断熱体蓋５２が開けられることで、圧力容器１２の内部空間１４でもガスが循環される。圧力容器１２の二重構造の内部の冷却液によって炉内を冷却する。冷却能力が高まり、急速に冷却される。断熱体蓋５２と一緒にタイトボックス蓋５８を開け、タイトボックス２４の内部空間３６もガスを循環させてもよい。

【0043】

冷却する際、ガス源３８から圧力容器１２の内部空間１４、断熱体１６の内部空間１８およびタイトボックス２４の内部空間３６にガスを導入してもよい。

【0044】

第１段階と第２段階の境界は、タイトボックス２４の内部空間３６の任意の温度である。この温度は被処理物２２によって適宜変更される。この温度よりも高ければ第１段階であり、低くなれば第２段階になる。本願は第１段階で被処理物２２を均一に冷却し、第２段階で被処理物２２を急速に冷却する。

【0045】

被処理物２２が冷却されれば、容器蓋４４、断熱体蓋５２およびタイトボックス蓋５８を開け、被処理物２２を取り出す。

【0046】

以上のように、本願は第１貫通孔３０から第２貫通孔３２に冷却ガスを通したことで、タイトボックス２４の内部空間３６に配置された被処理物２２を均一に冷却できる。特に不均一な冷却によって不良品が発生しやすい高温時に被処理物２２を均一に冷却するため、歩留まりを良くできる。

【0047】

[実施形態２]
実施形態１に対して、第１ポート２６と第２ポート２８の位置を入れ替えてもよい。第１ポート２６が圧力容器１２の上部、第２ポート２８が圧力容器１２の下部に配置される。さらに、第１貫通孔３０が断熱体１６の上部、第２貫通孔３２が断熱体１６の下部に配置される。冷却ガスは圧力容器１２の上部から下部に向けて流れる。

【0048】

[実施形態３]
第１ポート２６を開閉するポート蓋を設けてもよい。第１ポート２６、第２ポート２８またはその両方のポート２６、２８にポート蓋７２を設ける。ポート蓋７２を閉じることで断熱体１６の断熱性能を高める。被処理物２２を冷却するときはポート蓋７２を開ける。

【0049】

[実施形態４]
風路６６における圧力容器１２と断熱体１６の間にシャワープレート１２２を配置してもよい（図７）。シャワープレート１２２は板体に複数の開口１２４を設けてものである。シャワープレート１２２によって冷却ガスの流れを均一にする。シャワープレート１２２の開口２３４の密度を場所によって変えてもよい。たとえば、ポート２６、２８に近い位置では開口１２４の密度を疎にして、ポート２６、２８に遠い位置では開口１２４の密度を密にする。

【0050】

（第１項）一態様に係る熱処理炉は、容器状の圧力容器と、前記圧力容器の内部空間に配置された断熱体と、前記断熱体によって形成された内部空間に配置されたヒーターと、前記圧力容器の内部空間に冷却ガスを供給する第１ポートと、前記圧力容器の外部に冷却ガスを排気する第２ポートと、前記断熱体に形成され、前記冷却ガスを断熱体によって形成された内部空間に導くための第１貫通孔と、前記断熱体に形成され、前記冷却ガスを断熱体によって形成された内部空間から排気するための第２貫通孔と、前記冷却ガスを循環させる第１ファンと、前記冷却ガスを冷却させる冷却装置と、前記断熱体によって形成された内部空間に配置され、被処理物を収容し、前記冷却ガスで冷却され、熱の輻射によって該被処理物を冷却するタイトボックスとを備える。

【0051】

第１項に記載の熱処理炉によれば、第１ポートから第２ポートに冷却ガスが流れることで、従来に比べてタイトボックスの周囲を回るように冷却ガスが流れる。タイトボックスが均一に冷却され、被処理物が均一に冷却される。

【0052】

（第２項）前記第１ポートが圧力容器の下部、第２ポートが圧力容器の上部に設けられ、または、第１ポートが圧力容器の上部、第２ポートが圧力容器の下部に設けられている。

【0053】

第２項に記載の熱処理炉によれば、タイトボックスの上下方向に冷却ガスが流れるため、タイトボックスを均一に冷却しやすくなっている。

【0054】

（第３項）前記タイトボックスが、筒状のタイトボックス本体と該タイトボックス本体の両端を開閉するタイトボックス蓋とで構成され、前記タイトボックス蓋の開閉装置を備え、前記冷却ガスが断熱体の内部空間に供給されているときにタイトボックス蓋の開閉可能である。

【0055】

第３項に記載の熱処理炉によれば、タイトボックスが冷却されているときに、タイトボックス蓋を開けることができ、タイトボックス蓋を開けることで被処理物に直接冷却ガスを当てることができる。

【0056】

（第４項）前記圧力容器と断熱体との間にシャワープレートが配置されている。

【0057】

第４項に記載の熱処理炉によれば、シャワープレートによって、冷却ガスの流れを均一にできる。

【0058】

（第５項）前記第１ファンと冷却装置が圧力容器の外部に備えられる。

【0059】

第５項に記載の熱処理炉によれば、第１ファンと冷却装置は、圧力容器の外部に自由に配置することができる。

【0060】

（第６項）前記圧力容器の内部空間に第２ファンが備えられている。

【0061】

第６項に記載の熱処理炉によれば、圧力容器の内部空間でもガスの流れを生じさせることができる。

【0062】

（第７項）前記圧力容器の内壁にバック断熱体が配置されている。

【0063】

第７項に記載の熱処理炉によれば、バック断熱体によって第１貫通孔と第２貫通孔によって低下した断熱性能を高めることができる。

【0064】

（第８項）前記第１ポート、第２ポートまたはその両方のポートに該ポートを開閉可能なポート蓋を備える。

【0065】

第８項に記載の熱処理炉によれば、第１ポートおよび第２ポートが閉じられることで断熱体の断熱性能を維持できる。

【0066】

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。説明した各実施形態は独立したものではなく、当業者の知識に基づき適宜組み合わせて実施できるものである。

【符号の説明】

【0067】

１０：熱処理炉
１２：圧力容器
１４：圧力容器の内部空間
１６：断熱体
１８：断熱体の内部空間
２０：ヒーター
２２：被処理物
２４：タイトボックス
２６、２８：ポート
３０、３２：貫通孔
３４：冷却ユニット
３６：タイトボックスの内部空間
６８：バック断熱体
７２：第２ポート蓋
７４：第１ファン
７６：冷却装置
８０：第１モーター
１２２：シャワープレート
１２４：シャワープレートの開口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】