多室型熱処理装置
【課題】冷却室以外の他の処理室が冷却液で汚染されることを防止可能とする多室型熱処理装置を提供する。
【解決手段】熱処理室を含む複数の処理室を備える多室型熱処理装置Ｓ１であって、液体粒子の潜熱により被処理物の冷却を行う前記熱処理室である冷却室３と、前記冷却室３と異なる他の処理室１，２と、前記冷却室３の乾燥を行う乾燥手段１１，１９とを備えており、前記乾燥手段１１，１９は、前記冷却室３内に熱風を供給する熱風供給装置１９を備える。
【解決手段】熱処理室を含む複数の処理室を備える多室型熱処理装置Ｓ１であって、液体粒子の潜熱により被処理物の冷却を行う前記熱処理室である冷却室３と、前記冷却室３と異なる他の処理室１，２と、前記冷却室３の乾燥を行う乾燥手段１１，１９とを備えており、前記乾燥手段１１，１９は、前記冷却室３内に熱風を供給する熱風供給装置１９を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多室型熱処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被処理物である金属部品に対して焼入れ等の処理を行う際に、熱処理室を含む複数の処理室を有する多室型熱処理装置が用いられている（特許文献１参照）。
この多室型熱処理装置は、一般的に、被処理物を加熱する加熱室や、加熱室で加熱された被処理物を冷却する冷却室等を処理室として有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１５３３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、被処理物の冷却方法としては、従来からガス冷却と油冷却が一般的に用いられている。
ガス冷却は、被処理物に対して冷却ガスを吹き付けることによって冷却する方法であり、冷却ガスの吹き付け量やその分布を容易に調節できることから冷却コントロール性に優れた方法である。
油冷却は、被処理物を冷却油に対して浸漬することによって冷却する方法であり、被処理物と冷却油との熱伝達効率が高いことから冷却効率が高い方法である。
【０００５】
しかしながら、逆に、ガス冷却は、被処理物と冷却ガスとの熱伝達率が低く、冷却効率が高くないという問題を有している。また、油冷却は、被処理物の全体が冷却油に浸漬されるために細かい冷却速度の調節が難しく冷却コントロール性が高くないという問題を有している。
このため、近年は、被処理物の冷却効率と冷却コントロール性を両立させるために、冷却室において液体粒子の潜熱によって被処理物の冷却を行う方法が提案されている。
【０００６】
このような液体粒子の潜熱により被処理物を冷却する場合には、冷却室に液体粒子を充填あるいは噴出し、被処理物に対して液体粒子を付着させ、液体粒子が気化する際の潜熱を被処理物から奪うことによって被処理物を冷却する。
【０００７】
そして、上述の多室型熱処理装置において、液体粒子の潜熱によって被処理物を冷却する方法を採用する場合には、多室型熱処理装置が備える冷却室に液体粒子を充填あるいは噴出することとなる。
ところが、多室型熱処理装置において、冷却室に液体粒子を充填あるいは噴出すると、当然ながら、被処理物以外の冷却室の内壁等にも液体粒子が付着することとなる。そして、被処理物以外に付着した液体粒子は、被処理物よりも付着領域の温度が低いために気化せずに残存することとなる。
【０００８】
このように冷却室内に気化しない液体粒子が残存すると、冷却室と他の処理室との間で被処理物の受渡しを行う際に、液体粒子あるいは液体粒子が凝集した液体（すなわち冷却液）が他の処理室を汚染することとなり、処理室間の被処理物の受渡しに伴って多室型熱処理装置が備える全ての処理室が冷却液で汚染される場合もある。
例えば、多室型熱処理装置が備える加熱室が冷却液で汚染された場合には、加熱温度の低下に起因して被処理物に酸化膜が形成され、被処理物が意図せずに着色されてしまうことがある。
【０００９】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、多室型熱処理装置において、冷却室以外の他の処理室が冷却液で汚染されることを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【００１１】
第１の発明は、熱処理室を含む複数の処理室を備える多室型熱処理装置であって、液体粒子の潜熱により被処理物の冷却を行う上記熱処理室である冷却室と、上記冷却室と異なる他の処理室と、上記冷却室の乾燥を行う乾燥手段とを備えるという構成を採用する。
【００１２】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記乾燥手段が、上記冷却室内に熱風を供給する熱風供給装置を備えるという構成を採用する。
【００１３】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記乾燥手段が、上記被処理物の冷却に使用可能な冷却ガスを上記冷却室内に送風して乾燥を行う冷却ガス供給装置を備えるという構成を採用する。
【００１４】
第４の発明は、上記第３の発明において、上記冷却室内に上記液体粒子を噴霧するノズルと、該ノズルに液体粒子となる冷却液を案内するヘッダ管とを備え、上記冷却ガス供給装置が、上記ノズル及び上記ヘッダ管を通じて、上記冷却ガスを上記冷却室内に送風するという構成を採用する。
【００１５】
第５の発明は、上記第１〜第４いずれかの発明において、上記冷却室と異なる他の処理室として、上記被処理物の加熱処理を行う加熱室を備えるという構成を採用する。
【００１６】
第６の発明は、上記第５の発明において、上記冷却室と異なる他の処理室として、上記加熱室と上記冷却室との間に配置される中間搬送室を備えるという構成を採用する。
【００１７】
第７の発明は、上記第１〜第６いずれかの発明において、上記冷却室と異なる他の処理室として、上記被処理物に対するプラズマ処理を行うプラズマ処理室を備えるという構成を採用する。
【００１８】
第８の発明は、上記第７の発明において、上記プラズマ処理室の内部に固定配置されると共に上記プラズマ処理室の内部に上記被処理物が運び込まれた際に上記被処理物が載置される導電性トレーと当接する電極を備えるという構成を採用する。
【００１９】
第９の発明は、上記第１〜第８いずれかの発明において、接続される上記処理室同士が高さ方向に配置され、接続された上記処理室間で上記被処理物の受渡しを行う昇降装置を備えるという構成を採用する。
【００２０】
第１０の発明は、上記第２の発明において、上記熱風供給装置が、上記被処理物が載置された上記冷却室内に熱風を供給することで行う焼戻し処理に使用可能であるという構成を採用する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、乾燥手段によって冷却室の乾燥が行われる。このため、本発明によれば、冷却室と他の処理室の間における被処理物の受渡しに先立って冷却室の乾燥を行うことによって、冷却室内に残存する冷却液（液体粒子及び当該液体粒子が凝集した液体を含む）が蒸発し、当該冷却液が他の処理室に流入することを防止することができる。
したがって、本発明によれば、多室型熱処理装置において、冷却室以外の他の処理室が冷却液で汚染されることを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態における多室型熱処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明の一実施形態における多室型熱処理装置の機能ブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態における多室型熱処理装置の変形例が備えるプラズマ処理室の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明に係る多室型熱処理装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２４】
図１は、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１の概略構成を示す平面図である。また、図２が図１のＡ−Ａ線断面図であり、図３が図１のＢ−Ｂ線断面図である。また、図４は、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１の機能ブロック図である。なお、図１〜図３においては、図４に示す構成要素の一部を省略し、図４においては、図１〜図３に示す構成要素の一部を省略している。また、図３においては、後述の冷却室３の図示を省略している。また図１及び図３では、後述の上蓋６が閉じられた状態を示し、図２では、後述の上蓋６が上昇している状態を示している。
【００２５】
図１及び図４に示すように、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１は、金属部品である被処理物Ｘに対して焼入れ処理を行うための熱処理装置であり、中間搬送室１（処理室）と、加熱室２（処理室）と、冷却室３（処理室）とを備えている。
【００２６】
中間搬送室１は、加熱室２と冷却室３との間に配置されており、加熱室２と冷却室３との間において被処理物Ｘを搬送するための部屋であり、中央室１ａと加熱用昇降室１ｂとを有している。なお、この中間搬送室１は、被処理物Ｘに対して搬送という処理を行うものであり、本発明の処理室の１つのとして機能するものである。
【００２７】
中央室１ａは、図１に示すように、正八角形に形状設定されており、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１にて処理される全ての被処理物Ｘが通過する部屋である。
中央室１ａの８つの側壁１ａ１〜１ａ８を備えている。そして、その１つである側壁１ａ１に対しては、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１への出入口となる搬出入扉４が設けられている。この搬出入扉４を介して被処理物Ｘが中央室１ａに対して搬入され、また、搬出入扉４を介して被処理物Ｘが中央室１ａから搬出される。
【００２８】
また、図１に示すように、中央室１ａは、側壁１ａ２，１ａ４，１ａ７に対して、加熱用昇降室１ｂが取付可能に構成されている。また、中央室１ａは、側壁１ａ３，１ａ６，１ａ８に対してプッシュ装置５が取付可能に構成されている。
なお、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１においては、側壁１ａ２，１ａ７に対して加熱用昇降室１ｂが取り付けられ、加熱用昇降室１ｂに対向する側壁１ａ３，１ａ６に対してプッシュ装置５が取り付けられている。
プッシュ装置５は、被処理物Ｘが載置されるトレーＴを押すことにより、中間搬送室１の内部に設置されたレールに沿って被処理物Ｘを水平方向前方に押し出して搬送するものである。
【００２９】
また、中央室１ａは、床部に対して下方から冷却室３が取付可能に構成されており、床部の中央部が中央室１ａ（すなわち中間搬送室１）から冷却室３へ連通する開口が設けられている。そして、当該開口は、開閉可能な上蓋６によって閉鎖可能とされている。つまり、中間搬送室１と冷却室３とは、上蓋６が閉鎖されることによって隔離される。
中央室１ａの内部には、図１及び図３に示すように、上記上蓋６を昇降するための上蓋昇降装置７が、プッシュ装置５と干渉しない位置に設置されている。また、上蓋６の上面には、図２及び図３に示すように、トレーＴを載置可能な載置台８が設けられており、上蓋６が閉鎖されている場合に中央室１ａに被処理物Ｘを収容可能に構成されている。
【００３０】
加熱用昇降室１ｂは、中間搬送室１から加熱室２にこれから搬入する被処理物Ｘ、あるいは加熱室２から中間搬送室１に搬出された被処理物Ｘを収容する部屋である。そして、加熱用昇降室１ｂは、加熱室２の開閉可能な床部と当該床部上に設置される載置台１０とを収容可能とされており、載置台１０ごと被処理物Ｘを収容する。
なお、図２に示すように、加熱用昇降室１ｂの下方には、被処理物Ｘを昇降する昇降装置９が設置され、当該昇降装置９によって被処理物Ｘが載置台１０と共に加熱用昇降室１ｂ内を昇降されて搬送される。
また、図１に示すように、加熱用昇降室１ｂの各々には、プッシュ装置５が設けられており、当該プッシュ装置５によって加熱用昇降室１ｂから中央室１ａに被処理物Ｘを搬送可能とされている。
【００３１】
なお、図４に示すように、中間搬送室１に対しては、中間搬送室１の内部に雰囲気形成ガスを供給するためのガス供給装置１１が接続されている。
このガス供給装置１１は、雰囲気形成ガスとして、窒素ガスを中間搬送室１に対して供給する。また、図４に示すように、ガス供給装置１１は、中間搬送室１に加えて、冷却室３とも接続されており、当該冷却室３に対しても雰囲気形成ガスを供給する。
さらに、図４に示すように、中間搬送室１に対して、中間搬送室１の内部を真空引きするための中間搬送室用真空ポンプ１２が接続されている。
【００３２】
加熱室２は、被処理物Ｘの加熱処理を行う円筒形状の部屋であり、各加熱用昇降室１ｂの上方に設置されている。つまり、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１は、２つの加熱室２を備えている。なお、加熱室２は、被処理物Ｘに対して加熱処理という処理（熱処理）を行うものであり、本発明の熱処理室であり、本発明における冷却室と異なる他の処理室に相当するものである。
これらの加熱室２には、ヒータ１３が設置されており、当該ヒータ１３が発熱することによって被処理物Ｘが加熱処理される。なお、ヒータ１３としては、ニッケルクロム（Ｎｉ−Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）あるいは黒鉛を発熱体とする電熱ヒータや、高周波電力にて加熱を行うヒータ等を用いることができる。
【００３３】
また、図４に示すように、各加熱室２に対しては、加熱室２の内部に雰囲気形成ガスを供給するためのガス供給装置１４が接続されている。
これらのガス供給装置１４は、雰囲気形成ガスとして、例えば、窒素ガス及びアセチレンガスを加熱室２に対して供給する。
さらに、図４に示すように、加熱室２に対して、加熱室２の内部を真空引きするための加熱室用真空ポンプ１５が接続されている。
【００３４】
冷却室３は、液体粒子であるミストの潜熱により被処理物の冷却を行う熱処理室であり、上述のように中間搬送室１の中央室１ａの下方に接続されている。
冷却室３の内部には、冷却室３内にミストを噴霧する複数のノズル１６と、これらのノズル１６にミストとなる冷却液を案内する複数のヘッダ管１７とが設置されている。
【００３５】
また、図４に示すように、冷却室３には、冷却室３から冷却液を回収すると共に回収した冷却液を再度冷却してヘッダ管１７に供給する冷却液回収供給装置１８が接続されている。
この冷却液回収供給装置１８は、図４に示すように、冷却室３から回収した冷却液を貯留する冷却液タンク１８ａと、冷却液タンク１８ａに貯留された冷却液をヘッダ管１７に圧送する冷却液ポンプ１８ｂと、冷却液ポンプ１８ｂで圧送された冷却液を冷却する熱交換器１８ｃとを備えている。
【００３６】
そして、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１では、冷却室３に対して、当該冷却室３の乾燥を行う熱風供給装置１９（乾燥手段）が接続されている。
この熱風供給装置１９は、冷却室３内に熱風を供給することによって冷却室３内の乾燥を行うものである。
また、熱風供給装置１９は、ヘッダ管１７と接続されており、ヘッダ管１７及びノズル１６を通じて熱風を冷却室３内に供給する。
なお、当該熱風供給装置１９にて熱風とされるガスとしては、空気や窒素ガス等の不活性ガスを用いることができる。
また、熱風の温度は、冷却室３で用いられる冷却液の種類、冷却室３の圧力等にもよるが、冷却液が水である場合には、約１１０℃〜１２０℃が好ましい。これは、大気圧で水が蒸気化する（被処理物Ｘから除去される）ことが可能な温度であり、かつ、上蓋６や開口等に設けられるシール材への負担が軽減可能なためである。
【００３７】
また、図４に示すように、冷却室３には、冷却室３の内部を真空引きするための冷却室用真空ポンプ２０が接続されている。
さらに、冷却室３には、冷却室３内に冷却ファン２１が接続されており、ガス供給装置１４から雰囲気形成ガスを冷却室３内に供給し、さらに冷却ファン２１を駆動して冷却室３内の雰囲気形成ガスを熱交換器１８ｃ、ヘッダ管１７及びノズル１６を介して循環させることによって、被処理物Ｘをガス冷却することも可能に構成されている。
【００３８】
また、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１では、ガス供給装置１１は、被処理物Ｘの冷却に使用可能な冷却ガスを冷却室３内に送風することによって冷却室３内を乾燥可能とされている。
つまり、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１では、ガス供給装置１１を本発明における冷却ガス供給装置として使用し、乾燥手段として機能させることができる。なお、ガス供給装置１１を乾燥手段として機能させる場合には、熱交換器１８ｃによる雰囲気形成ガスの冷却は、必ずしも必要なものではない。
なお、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１では、ガス供給装置１４は、ヘッダ管１７と接続されており、ヘッダ管１７及びノズル１６を通じて冷却ガスとなる雰囲気形成ガスを冷却室３内に送風する。
【００３９】
また、図２に示すように、冷却室３の内部にはトレーＴごと被処理物Ｘを載置可能な載置台２２が設置され、冷却室３の下方には当該載置台２２を昇降可能な昇降装置２３が設置されている。
昇降装置２３は、上述した上蓋６が開放されている場合に、中間搬送室１と冷却室３との間で被処理物Ｘの受渡しを行うものであり、載置台２２を中間搬送室１の中央室１ａ内部まで上昇可能とされている。
【００４０】
なお、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１では、冷却室３において液体（冷却液）を扱うため、当該液体が最も供給及び排出しやすい下方に冷却室３が配置されている。そして、図２に示すように、冷却室３の上方に中間搬送室１が接続され、さらには中間搬送室１の上方に加熱室２が接続され、冷却室３と中間搬送室１との間及び加熱室２と中間搬送室１との間において昇降装置９，２２を用いて被処理物Ｘの受渡しを行う。
つまり、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１では、接続される処理室（中間搬送室１、加熱室２及び冷却室３）同士が高さ方向に配置され、接続された処理室間で被処理物Ｘの受渡しが昇降装置９，２２によって行われる。
【００４１】
次に、このように構成された本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１における焼入れ動作の一例について説明する。なお、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１は、不図示の制御装置を備えており、以下の動作は、主として制御装置が主体となって行う。
【００４２】
まず、中間搬送室１の中央室１ａの側壁１ａ１に設けられた搬出入扉４を開放し、中間搬送室１の中央室１ａに、トレーＴに載置された被処理物Ｘが搬入されると、搬出入扉４が閉鎖された後、中間搬送室用真空ポンプ１２によって中間搬送室１が真空引きされて、ガス供給装置１１によって中間搬送室１内に雰囲気形成ガスが供給される。
【００４３】
中間搬送室１内の雰囲気形成が完了すると、被処理物Ｘは、予め定められた加熱室２に搬送される。
例えば、中央室１ａの側壁１ａ２に取り付けられた加熱用昇降室１ｂに接続された加熱室２まで被処理物Ｘが搬送される場合には、側壁１ａ６に取り付けられたプッシュ装置５を用いて被処理物ＸをトレーＴごと押し出して加熱用昇降室１ｂまで搬送する。
加熱用昇降室１ｂでは、被処理物Ｘが搬入されるのに先立ち、昇降装置９によって、加熱室２内の載置台１０が下降されて待機されており、プッシュ装置５によって押し出された被処理物Ｘは、載置台１０上に配置される。
その後、昇降装置９によって上昇されることによって載置台１０上の被処理物Ｘが加熱室２まで搬送される。
【００４４】
加熱室２は、予め加熱室用真空ポンプ１５によって真空引きされると共に、ガス供給装置１４によって雰囲気形成ガスが供給されている。そして、昇降装置９によって被処理物Ｘが加熱室２に搬入されると、ヒータ１３によって被処理物Ｘが加熱処理される。
なお、一方の加熱室２において被処理物Ｘの加熱処理が行われている間は、当該加熱室２は密閉されている。このため、他方の加熱室２が空いている場合には、一方の加熱室２において被処理物Ｘを加熱処理している間に、他方の加熱室２に他の被処理物Ｘを搬入することができる。
【００４５】
加熱室２における加熱処理が完了すると、昇降装置９によって加熱室２に収容された被処理物Ｘが再び中間搬送室１の加熱用昇降室１ｂまで下降される。そして、加熱用昇降室１ｂまで下降された被処理物Ｘは、トレーＴごとプッシュ装置５によって中央室１ａの中央まで搬送される。
【００４６】
中間搬送室１では、加熱室２から被処理物Ｘを受け渡されるのに先立って、上蓋６が上蓋昇降装置７によって上昇されており、さらにはこれにより開いた開口に昇降装置２３により上昇された載置台２２が配置されている。
このため、加熱用昇降室１ｂまで下降された被処理物Ｘは、中央室１ａの中央まで搬送されることによって、載置台２２上に搬送されることとなる。
【００４７】
このように載置台２２上まで被処理物Ｘが搬送されると、昇降装置２３によって載置台２２が下降され、被処理物Ｘが冷却室３内に搬送され、さらに上蓋６が閉鎖される。
冷却室３は、予め冷却室用真空ポンプ２０によって真空引きされると共にガス供給装置１１から雰囲気形成ガスが供給されている。そして、昇降装置２３によって被処理物Ｘが冷却室３に搬入されると、被処理物Ｘの冷却処理が行われる。
【００４８】
具体的には、冷却液回収供給装置１８によってヘッダ管１７に冷却液が供給され、この冷却液がノズル１６から冷却室３内に噴霧されることによって、冷却室３内にミストが充填された状態となる。そして、冷却室３内に充填されたミストが被処理物Ｘに付着し、ミストの潜熱により被処理物Ｘが冷却される。
なお、冷却室３において被処理物Ｘの冷却処理が行われている間は、当該冷却室３は密閉されている。このため、冷却室３において被処理物Ｘを冷却処理している間に、空いている加熱室２に他の被処理物Ｘを搬入することができる。
【００４９】
また、ミストによる冷却に加えてあるいは換えて、冷却ガスを被処理物Ｘに吹き付けることによって被処理物Ｘを冷却するガス冷却を行っても良い。
この場合には、ガス供給装置１１から雰囲気形成ガスを冷却室３内に供給し、冷却ファン２１を駆動すると共に熱交換器１８ｃによって雰囲気形成ガスを冷却することによって、ヘッダ管１７及びノズル１６を介して被処理物Ｘに冷却ガスを吹き付けて冷却を行う。
【００５０】
そして、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１では、冷却室３において被処理物Ｘの冷却が完了すると、冷却室３を大気圧に開放した後、熱風供給装置１９によって熱風を冷却室３内に供給することによって、冷却室３を乾燥する。
また、熱風供給装置１９からの熱風は、最も乾燥し難いヘッダ管１７及びノズル１６を通過して冷却室３内に供給されるため、冷却室３内の冷却液は確実に蒸発し、確実に冷却室３内の乾燥が行われる。
【００５１】
なお、熱風供給装置１９による冷却室３の乾燥処理に加えあるいは換えて、ガス供給装置１４からヘッダ管１７及びノズル１６を通じて雰囲気形成ガス（被処理物Ｘの冷却に使用可能な冷却ガス）を冷却室３内に送風することによって冷却室３の乾燥を行っても良い。
【００５２】
このように冷却室３の乾燥が行われた後、上蓋６が上蓋昇降装置７によって上昇されると共に昇降装置２３によって載置台２２が中間搬送室１内に上昇されることによって、冷却処理が完了した被処理物Ｘが中間搬送室１に搬送される。
その後、搬出入扉４から加熱処理及び冷却処理が完了し、焼入れ処理が完了した被処理物Ｘが本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１の外部に搬出される。
【００５３】
このような本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１によれば、冷却室３から中間搬送室１に被処理物Ｘを受渡す前に冷却室３の乾燥が行われる。このため、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１によれば、冷却室３から中間搬送室１に被処理物Ｘを受渡す前に、冷却室３内に残存する冷却液（ミスト及び当該ミストが凝集した液体を含む）が蒸発し、当該冷却液が中間搬送室１に流入することを防止することができる。
したがって、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１によれば、冷却室３以外の他の処理室（中間搬送室１及び加熱室２）が冷却液で汚染されることを防止することが可能となる。
【００５４】
また、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１においては、熱風供給装置１９が本発明の乾燥手段として機能する構成、すなわち本発明の乾燥手段が熱風供給装置１９を備える構成を採用している。
このような構成を採用する本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１によれば、熱風に晒されることによって冷却室３内が乾燥される。このため、冷却室３の隅々まで乾燥させることができ、より確実に冷却室３の乾燥を行うことができる。
【００５５】
なお、冷却室３で冷却された被処理物Ｘは、いわゆる焼入れ処理が完了した状態となっている。この焼入れ処理によって被処理物Ｘに形成される組織（マルテンサイト）は不安定な組織である。このため、焼入れ処理が完了した被処理物Ｘを常温で放置すると、焼き割れ等を起こす場合がある。よって、通常、焼入れ処理が完了した被処理物Ｘに対して、その後、再び低温で加熱される焼戻し処理を別装置にて行うことになる。
一方、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１は、熱風供給装置１９を備えており、冷却室３における被処理物Ｘの冷却の後、冷却室３に熱風を供給することによって冷却室３内の乾燥を行っている。そして、この間、冷却室３に載置された被処理物Ｘは、熱風に晒されることとなる。このように被処理物Ｘが熱風供給装置１９から供給される熱風に晒されることによって、実質的に被処理物Ｘが加熱され上記焼戻し処理が行われる。このように、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１においては、熱風供給装置１９が被処理物Ｘの焼戻し処理にも使用可能とされており、被処理物Ｘに対する焼入れ処理と合わせて焼戻し処理を同一装置に行うことが可能となっている。
【００５６】
また、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１においては、ガス供給装置１１（冷却ガス供給装置）が本発明の乾燥手段として機能する構成、すなわち本発明の乾燥手段がガス供給装置１１を備える構成を採用している。
このような構成を採用する本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１によれば、被処理物Ｘのガス冷却が可能となる上に、冷却室３の乾燥を行うことが可能となる。
【００５７】
また、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１においては、熱風供給装置１９からの熱風及びガス供給装置１１からの雰囲気形成ガスが、ヘッダ管１７及びノズル１６を通じて冷却室３内に送風される構成を採用している。
このため、ヘッダ管１７及びノズル１６の内部が熱風あるいは雰囲気形成ガスに晒され、冷却液が蒸発し難いヘッダ管１７及びノズル１６の内部まで確実に乾燥させることができる。
【００５８】
また、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１では、加熱室２を備える構成を採用している。このため、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１のみで被処理物Ｘの焼入れ処理を完了させることができる。
なお、本発明の多室型熱処理装置は、必ずしも加熱室２を備える必要はない。例えば、加熱室２に換えて、図５に示すような、被処理物Ｘをプラズマ処理するプラズマ処理室３０を備えることもできる。
【００５９】
図５は、プラズマ処理室３０の断面図である。プラズマ処理室３０は、加熱室２と同様に円筒形に形状設定され、少なくとも内壁３１が金属材によって形成されている。
被処理物Ｘをプラズマ処理する場合には、被処理物Ｘは、金属製の導電性トレーＴａに載置されて搬送される。そして、プラズマ処理室３０の内部には、導電性トレーＴａと導通する電極３２を備えている。
【００６０】
電極３２は、図５に示すように、プラズマ処理室３０の内部に固定配置され、プラズマ処理室３０に被処理物Ｘが運び込まれた際に、被処理物Ｘが載置された導電性トレーＴａと当接する位置に配置されている。
【００６１】
このようなプラズマ処理室３０を備える多室型熱処理装置によれば、昇降装置９によって被処理物Ｘを上昇させてプラズマ処理室３０に収容が完了した時点で導電性トレーＴａと電極３２とが導通する。つまり、導電性トレーＴａと電極３２との導通を確保する動作を別途行うことなく、容易に導電性トレーＴａと電極３２とを導通することができる。
【００６２】
そして、例えば、内壁３１を接地してベース電位とし、電極３２を介して被処理物Ｘに負電圧を印加することで、内壁３１と被処理物Ｘとの間でプラズマが発生し、被処理物Ｘがプラズマ処理される。
【００６３】
このように、本発明の多室型熱処理装置では、加熱室２に加えてあるいは換えてプラズマ処理室３０を設置しても良い。そして、プラズマ処理室３０を備える場合には、容易に導電性トレーＴａと電極３２とを導通することができ、被処理物Ｘのプラズマ処理を容易に行うことが可能となる。
【００６４】
本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１の説明に戻り、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１では、加熱室２と冷却室３との間に中間搬送室１を備える構成を採用している。
このような構成を採用する本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１によれば、万が一冷却室３から冷却液が流出した場合であっても、中間搬送室１が緩衝領域となり、冷却液が加熱室２まで到達することを防ぐことができる。このため、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１によれば、被処理物Ｘに対する加熱処理を安定して行うことが可能となる。
【００６５】
また、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１によれば、接続される処理室（中間搬送室１、加熱室２及び冷却室３）同士が高さ方向に配置され、接続された処理室間で被処理物Ｘの受渡しが昇降装置９，２２によって行われる。
このため、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１は、平面視形状がコンパクトなものとなり、小さい設置面積に設置することができる。また、被処理物Ｘを下方から支えながら垂直搬送する機会が増え、被処理物Ｘを安定して搬送することができる。
【００６６】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００６７】
例えば、上記実施形態においては、冷却室３以外の他の処理室として、中間搬送室１及び加熱室２を備える構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、処理室として冷却室と加熱室とのみを備える多室型熱処理装置、処理室として冷却室と搬送室とのみを備える多室型熱処理装置、処理室として冷却室とプラズマ処理室とのみを備える多室型熱処理装置に適用することもできる。
【００６８】
また、上記実施形態においては、冷却室３においてミストの潜熱によって被処理物Ｘを冷却する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、ミストよりも粒径の大きな液体粒子の潜熱によって被処理物Ｘを冷却する多室型熱処理装置に適用することもできる。
【００６９】
また、上記実施形態においては、冷却室３にミストを充填する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、冷却室３内の被処理物Ｘに対してミストを吹き付けて被処理物Ｘを冷却する構成を採用することもできる。
【００７０】
また、上記実施形態においては、熱風供給装置１９とガス供給装置１１との両方を備え、熱風供給装置１９とガス供給装置１１とのいずれであっても冷却室３の乾燥を行える構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば熱風供給装置１９のみを備える構成を採用することもできる。
【００７１】
また、上記実施形態においては、接続される処理室（中間搬送室１、加熱室２及び冷却室３）同士が高さ方向に配置され、接続された処理室間で被処理物Ｘの受渡しが昇降装置９，２２によって行われる構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、接続される処理室同士を水平に配置し、接続された処理室間における被処理物Ｘの受渡しを水平搬送によって行っても良い。
【００７２】
また、上記実施形態においては、中間搬送室１において被処理物Ｘを出し入れする構成を採用した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、冷却室３において被処理物Ｘを出し入れする構成や、冷却室３において被処理物Ｘの取り出しのみを行う構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００７３】
Ｓ１……多室型熱処理装置、１……中間搬送室（処理室）、１ａ……中央室、１ａ１〜１ａ８……側壁、１ｂ……加熱用昇降室、２……加熱室（処理室，熱処理室）、３……冷却室（処理室，熱処理室）、４……搬出入扉、５……プッシュ装置、６……上蓋、７……上蓋昇降装置、８……載置台、９……昇降装置、１０……載置台、１１……ガス供給装置（乾燥手段）、１２……中間搬送室用真空ポンプ、１３……ヒータ、１４……ガス供給装置、１５……加熱室用真空ポンプ、１６……ノズル、１７……ヘッダ管、１８……冷却液回収供給装置、１８ａ……冷却液タンク、１８ｂ……冷却液ポンプ、１８ｃ……熱交換器、１９……熱風供給装置（乾燥手段）、２０……冷却室用真空ポンプ、２１……冷却ファン、２２……載置台、２３……昇降装置、３０……プラズマ処理室、３１……内壁、３２……電極、Ｔ……トレー、Ｔａ……導電性トレー、Ｘ……被処理物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多室型熱処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被処理物である金属部品に対して焼入れ等の処理を行う際に、熱処理室を含む複数の処理室を有する多室型熱処理装置が用いられている（特許文献１参照）。
この多室型熱処理装置は、一般的に、被処理物を加熱する加熱室や、加熱室で加熱された被処理物を冷却する冷却室等を処理室として有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１５３３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、被処理物の冷却方法としては、従来からガス冷却と油冷却が一般的に用いられている。
ガス冷却は、被処理物に対して冷却ガスを吹き付けることによって冷却する方法であり、冷却ガスの吹き付け量やその分布を容易に調節できることから冷却コントロール性に優れた方法である。
油冷却は、被処理物を冷却油に対して浸漬することによって冷却する方法であり、被処理物と冷却油との熱伝達効率が高いことから冷却効率が高い方法である。
【０００５】
しかしながら、逆に、ガス冷却は、被処理物と冷却ガスとの熱伝達率が低く、冷却効率が高くないという問題を有している。また、油冷却は、被処理物の全体が冷却油に浸漬されるために細かい冷却速度の調節が難しく冷却コントロール性が高くないという問題を有している。
このため、近年は、被処理物の冷却効率と冷却コントロール性を両立させるために、冷却室において液体粒子の潜熱によって被処理物の冷却を行う方法が提案されている。
【０００６】
このような液体粒子の潜熱により被処理物を冷却する場合には、冷却室に液体粒子を充填あるいは噴出し、被処理物に対して液体粒子を付着させ、液体粒子が気化する際の潜熱を被処理物から奪うことによって被処理物を冷却する。
【０００７】
そして、上述の多室型熱処理装置において、液体粒子の潜熱によって被処理物を冷却する方法を採用する場合には、多室型熱処理装置が備える冷却室に液体粒子を充填あるいは噴出することとなる。
ところが、多室型熱処理装置において、冷却室に液体粒子を充填あるいは噴出すると、当然ながら、被処理物以外の冷却室の内壁等にも液体粒子が付着することとなる。そして、被処理物以外に付着した液体粒子は、被処理物よりも付着領域の温度が低いために気化せずに残存することとなる。
【０００８】
このように冷却室内に気化しない液体粒子が残存すると、冷却室と他の処理室との間で被処理物の受渡しを行う際に、液体粒子あるいは液体粒子が凝集した液体（すなわち冷却液）が他の処理室を汚染することとなり、処理室間の被処理物の受渡しに伴って多室型熱処理装置が備える全ての処理室が冷却液で汚染される場合もある。
例えば、多室型熱処理装置が備える加熱室が冷却液で汚染された場合には、加熱温度の低下に起因して被処理物に酸化膜が形成され、被処理物が意図せずに着色されてしまうことがある。
【０００９】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、多室型熱処理装置において、冷却室以外の他の処理室が冷却液で汚染されることを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【００１１】
第１の発明は、熱処理室を含む複数の処理室を備える多室型熱処理装置であって、液体粒子の潜熱により被処理物の冷却を行う上記熱処理室である冷却室と、上記冷却室と異なる他の処理室と、上記冷却室の乾燥を行う乾燥手段とを備えるという構成を採用する。
【００１２】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記乾燥手段が、上記冷却室内に熱風を供給する熱風供給装置を備えるという構成を採用する。
【００１３】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記乾燥手段が、上記被処理物の冷却に使用可能な冷却ガスを上記冷却室内に送風して乾燥を行う冷却ガス供給装置を備えるという構成を採用する。
【００１４】
第４の発明は、上記第３の発明において、上記冷却室内に上記液体粒子を噴霧するノズルと、該ノズルに液体粒子となる冷却液を案内するヘッダ管とを備え、上記冷却ガス供給装置が、上記ノズル及び上記ヘッダ管を通じて、上記冷却ガスを上記冷却室内に送風するという構成を採用する。
【００１５】
第５の発明は、上記第１〜第４いずれかの発明において、上記冷却室と異なる他の処理室として、上記被処理物の加熱処理を行う加熱室を備えるという構成を採用する。
【００１６】
第６の発明は、上記第５の発明において、上記冷却室と異なる他の処理室として、上記加熱室と上記冷却室との間に配置される中間搬送室を備えるという構成を採用する。
【００１７】
第７の発明は、上記第１〜第６いずれかの発明において、上記冷却室と異なる他の処理室として、上記被処理物に対するプラズマ処理を行うプラズマ処理室を備えるという構成を採用する。
【００１８】
第８の発明は、上記第７の発明において、上記プラズマ処理室の内部に固定配置されると共に上記プラズマ処理室の内部に上記被処理物が運び込まれた際に上記被処理物が載置される導電性トレーと当接する電極を備えるという構成を採用する。
【００１９】
第９の発明は、上記第１〜第８いずれかの発明において、接続される上記処理室同士が高さ方向に配置され、接続された上記処理室間で上記被処理物の受渡しを行う昇降装置を備えるという構成を採用する。
【００２０】
第１０の発明は、上記第２の発明において、上記熱風供給装置が、上記被処理物が載置された上記冷却室内に熱風を供給することで行う焼戻し処理に使用可能であるという構成を採用する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、乾燥手段によって冷却室の乾燥が行われる。このため、本発明によれば、冷却室と他の処理室の間における被処理物の受渡しに先立って冷却室の乾燥を行うことによって、冷却室内に残存する冷却液（液体粒子及び当該液体粒子が凝集した液体を含む）が蒸発し、当該冷却液が他の処理室に流入することを防止することができる。
したがって、本発明によれば、多室型熱処理装置において、冷却室以外の他の処理室が冷却液で汚染されることを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態における多室型熱処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明の一実施形態における多室型熱処理装置の機能ブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態における多室型熱処理装置の変形例が備えるプラズマ処理室の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明に係る多室型熱処理装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２４】
図１は、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１の概略構成を示す平面図である。また、図２が図１のＡ−Ａ線断面図であり、図３が図１のＢ−Ｂ線断面図である。また、図４は、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１の機能ブロック図である。なお、図１〜図３においては、図４に示す構成要素の一部を省略し、図４においては、図１〜図３に示す構成要素の一部を省略している。また、図３においては、後述の冷却室３の図示を省略している。また図１及び図３では、後述の上蓋６が閉じられた状態を示し、図２では、後述の上蓋６が上昇している状態を示している。
【００２５】
図１及び図４に示すように、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１は、金属部品である被処理物Ｘに対して焼入れ処理を行うための熱処理装置であり、中間搬送室１（処理室）と、加熱室２（処理室）と、冷却室３（処理室）とを備えている。
【００２６】
中間搬送室１は、加熱室２と冷却室３との間に配置されており、加熱室２と冷却室３との間において被処理物Ｘを搬送するための部屋であり、中央室１ａと加熱用昇降室１ｂとを有している。なお、この中間搬送室１は、被処理物Ｘに対して搬送という処理を行うものであり、本発明の処理室の１つのとして機能するものである。
【００２７】
中央室１ａは、図１に示すように、正八角形に形状設定されており、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１にて処理される全ての被処理物Ｘが通過する部屋である。
中央室１ａの８つの側壁１ａ１〜１ａ８を備えている。そして、その１つである側壁１ａ１に対しては、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１への出入口となる搬出入扉４が設けられている。この搬出入扉４を介して被処理物Ｘが中央室１ａに対して搬入され、また、搬出入扉４を介して被処理物Ｘが中央室１ａから搬出される。
【００２８】
また、図１に示すように、中央室１ａは、側壁１ａ２，１ａ４，１ａ７に対して、加熱用昇降室１ｂが取付可能に構成されている。また、中央室１ａは、側壁１ａ３，１ａ６，１ａ８に対してプッシュ装置５が取付可能に構成されている。
なお、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１においては、側壁１ａ２，１ａ７に対して加熱用昇降室１ｂが取り付けられ、加熱用昇降室１ｂに対向する側壁１ａ３，１ａ６に対してプッシュ装置５が取り付けられている。
プッシュ装置５は、被処理物Ｘが載置されるトレーＴを押すことにより、中間搬送室１の内部に設置されたレールに沿って被処理物Ｘを水平方向前方に押し出して搬送するものである。
【００２９】
また、中央室１ａは、床部に対して下方から冷却室３が取付可能に構成されており、床部の中央部が中央室１ａ（すなわち中間搬送室１）から冷却室３へ連通する開口が設けられている。そして、当該開口は、開閉可能な上蓋６によって閉鎖可能とされている。つまり、中間搬送室１と冷却室３とは、上蓋６が閉鎖されることによって隔離される。
中央室１ａの内部には、図１及び図３に示すように、上記上蓋６を昇降するための上蓋昇降装置７が、プッシュ装置５と干渉しない位置に設置されている。また、上蓋６の上面には、図２及び図３に示すように、トレーＴを載置可能な載置台８が設けられており、上蓋６が閉鎖されている場合に中央室１ａに被処理物Ｘを収容可能に構成されている。
【００３０】
加熱用昇降室１ｂは、中間搬送室１から加熱室２にこれから搬入する被処理物Ｘ、あるいは加熱室２から中間搬送室１に搬出された被処理物Ｘを収容する部屋である。そして、加熱用昇降室１ｂは、加熱室２の開閉可能な床部と当該床部上に設置される載置台１０とを収容可能とされており、載置台１０ごと被処理物Ｘを収容する。
なお、図２に示すように、加熱用昇降室１ｂの下方には、被処理物Ｘを昇降する昇降装置９が設置され、当該昇降装置９によって被処理物Ｘが載置台１０と共に加熱用昇降室１ｂ内を昇降されて搬送される。
また、図１に示すように、加熱用昇降室１ｂの各々には、プッシュ装置５が設けられており、当該プッシュ装置５によって加熱用昇降室１ｂから中央室１ａに被処理物Ｘを搬送可能とされている。
【００３１】
なお、図４に示すように、中間搬送室１に対しては、中間搬送室１の内部に雰囲気形成ガスを供給するためのガス供給装置１１が接続されている。
このガス供給装置１１は、雰囲気形成ガスとして、窒素ガスを中間搬送室１に対して供給する。また、図４に示すように、ガス供給装置１１は、中間搬送室１に加えて、冷却室３とも接続されており、当該冷却室３に対しても雰囲気形成ガスを供給する。
さらに、図４に示すように、中間搬送室１に対して、中間搬送室１の内部を真空引きするための中間搬送室用真空ポンプ１２が接続されている。
【００３２】
加熱室２は、被処理物Ｘの加熱処理を行う円筒形状の部屋であり、各加熱用昇降室１ｂの上方に設置されている。つまり、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１は、２つの加熱室２を備えている。なお、加熱室２は、被処理物Ｘに対して加熱処理という処理（熱処理）を行うものであり、本発明の熱処理室であり、本発明における冷却室と異なる他の処理室に相当するものである。
これらの加熱室２には、ヒータ１３が設置されており、当該ヒータ１３が発熱することによって被処理物Ｘが加熱処理される。なお、ヒータ１３としては、ニッケルクロム（Ｎｉ−Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）あるいは黒鉛を発熱体とする電熱ヒータや、高周波電力にて加熱を行うヒータ等を用いることができる。
【００３３】
また、図４に示すように、各加熱室２に対しては、加熱室２の内部に雰囲気形成ガスを供給するためのガス供給装置１４が接続されている。
これらのガス供給装置１４は、雰囲気形成ガスとして、例えば、窒素ガス及びアセチレンガスを加熱室２に対して供給する。
さらに、図４に示すように、加熱室２に対して、加熱室２の内部を真空引きするための加熱室用真空ポンプ１５が接続されている。
【００３４】
冷却室３は、液体粒子であるミストの潜熱により被処理物の冷却を行う熱処理室であり、上述のように中間搬送室１の中央室１ａの下方に接続されている。
冷却室３の内部には、冷却室３内にミストを噴霧する複数のノズル１６と、これらのノズル１６にミストとなる冷却液を案内する複数のヘッダ管１７とが設置されている。
【００３５】
また、図４に示すように、冷却室３には、冷却室３から冷却液を回収すると共に回収した冷却液を再度冷却してヘッダ管１７に供給する冷却液回収供給装置１８が接続されている。
この冷却液回収供給装置１８は、図４に示すように、冷却室３から回収した冷却液を貯留する冷却液タンク１８ａと、冷却液タンク１８ａに貯留された冷却液をヘッダ管１７に圧送する冷却液ポンプ１８ｂと、冷却液ポンプ１８ｂで圧送された冷却液を冷却する熱交換器１８ｃとを備えている。
【００３６】
そして、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１では、冷却室３に対して、当該冷却室３の乾燥を行う熱風供給装置１９（乾燥手段）が接続されている。
この熱風供給装置１９は、冷却室３内に熱風を供給することによって冷却室３内の乾燥を行うものである。
また、熱風供給装置１９は、ヘッダ管１７と接続されており、ヘッダ管１７及びノズル１６を通じて熱風を冷却室３内に供給する。
なお、当該熱風供給装置１９にて熱風とされるガスとしては、空気や窒素ガス等の不活性ガスを用いることができる。
また、熱風の温度は、冷却室３で用いられる冷却液の種類、冷却室３の圧力等にもよるが、冷却液が水である場合には、約１１０℃〜１２０℃が好ましい。これは、大気圧で水が蒸気化する（被処理物Ｘから除去される）ことが可能な温度であり、かつ、上蓋６や開口等に設けられるシール材への負担が軽減可能なためである。
【００３７】
また、図４に示すように、冷却室３には、冷却室３の内部を真空引きするための冷却室用真空ポンプ２０が接続されている。
さらに、冷却室３には、冷却室３内に冷却ファン２１が接続されており、ガス供給装置１４から雰囲気形成ガスを冷却室３内に供給し、さらに冷却ファン２１を駆動して冷却室３内の雰囲気形成ガスを熱交換器１８ｃ、ヘッダ管１７及びノズル１６を介して循環させることによって、被処理物Ｘをガス冷却することも可能に構成されている。
【００３８】
また、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１では、ガス供給装置１１は、被処理物Ｘの冷却に使用可能な冷却ガスを冷却室３内に送風することによって冷却室３内を乾燥可能とされている。
つまり、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１では、ガス供給装置１１を本発明における冷却ガス供給装置として使用し、乾燥手段として機能させることができる。なお、ガス供給装置１１を乾燥手段として機能させる場合には、熱交換器１８ｃによる雰囲気形成ガスの冷却は、必ずしも必要なものではない。
なお、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１では、ガス供給装置１４は、ヘッダ管１７と接続されており、ヘッダ管１７及びノズル１６を通じて冷却ガスとなる雰囲気形成ガスを冷却室３内に送風する。
【００３９】
また、図２に示すように、冷却室３の内部にはトレーＴごと被処理物Ｘを載置可能な載置台２２が設置され、冷却室３の下方には当該載置台２２を昇降可能な昇降装置２３が設置されている。
昇降装置２３は、上述した上蓋６が開放されている場合に、中間搬送室１と冷却室３との間で被処理物Ｘの受渡しを行うものであり、載置台２２を中間搬送室１の中央室１ａ内部まで上昇可能とされている。
【００４０】
なお、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１では、冷却室３において液体（冷却液）を扱うため、当該液体が最も供給及び排出しやすい下方に冷却室３が配置されている。そして、図２に示すように、冷却室３の上方に中間搬送室１が接続され、さらには中間搬送室１の上方に加熱室２が接続され、冷却室３と中間搬送室１との間及び加熱室２と中間搬送室１との間において昇降装置９，２２を用いて被処理物Ｘの受渡しを行う。
つまり、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１では、接続される処理室（中間搬送室１、加熱室２及び冷却室３）同士が高さ方向に配置され、接続された処理室間で被処理物Ｘの受渡しが昇降装置９，２２によって行われる。
【００４１】
次に、このように構成された本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１における焼入れ動作の一例について説明する。なお、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１は、不図示の制御装置を備えており、以下の動作は、主として制御装置が主体となって行う。
【００４２】
まず、中間搬送室１の中央室１ａの側壁１ａ１に設けられた搬出入扉４を開放し、中間搬送室１の中央室１ａに、トレーＴに載置された被処理物Ｘが搬入されると、搬出入扉４が閉鎖された後、中間搬送室用真空ポンプ１２によって中間搬送室１が真空引きされて、ガス供給装置１１によって中間搬送室１内に雰囲気形成ガスが供給される。
【００４３】
中間搬送室１内の雰囲気形成が完了すると、被処理物Ｘは、予め定められた加熱室２に搬送される。
例えば、中央室１ａの側壁１ａ２に取り付けられた加熱用昇降室１ｂに接続された加熱室２まで被処理物Ｘが搬送される場合には、側壁１ａ６に取り付けられたプッシュ装置５を用いて被処理物ＸをトレーＴごと押し出して加熱用昇降室１ｂまで搬送する。
加熱用昇降室１ｂでは、被処理物Ｘが搬入されるのに先立ち、昇降装置９によって、加熱室２内の載置台１０が下降されて待機されており、プッシュ装置５によって押し出された被処理物Ｘは、載置台１０上に配置される。
その後、昇降装置９によって上昇されることによって載置台１０上の被処理物Ｘが加熱室２まで搬送される。
【００４４】
加熱室２は、予め加熱室用真空ポンプ１５によって真空引きされると共に、ガス供給装置１４によって雰囲気形成ガスが供給されている。そして、昇降装置９によって被処理物Ｘが加熱室２に搬入されると、ヒータ１３によって被処理物Ｘが加熱処理される。
なお、一方の加熱室２において被処理物Ｘの加熱処理が行われている間は、当該加熱室２は密閉されている。このため、他方の加熱室２が空いている場合には、一方の加熱室２において被処理物Ｘを加熱処理している間に、他方の加熱室２に他の被処理物Ｘを搬入することができる。
【００４５】
加熱室２における加熱処理が完了すると、昇降装置９によって加熱室２に収容された被処理物Ｘが再び中間搬送室１の加熱用昇降室１ｂまで下降される。そして、加熱用昇降室１ｂまで下降された被処理物Ｘは、トレーＴごとプッシュ装置５によって中央室１ａの中央まで搬送される。
【００４６】
中間搬送室１では、加熱室２から被処理物Ｘを受け渡されるのに先立って、上蓋６が上蓋昇降装置７によって上昇されており、さらにはこれにより開いた開口に昇降装置２３により上昇された載置台２２が配置されている。
このため、加熱用昇降室１ｂまで下降された被処理物Ｘは、中央室１ａの中央まで搬送されることによって、載置台２２上に搬送されることとなる。
【００４７】
このように載置台２２上まで被処理物Ｘが搬送されると、昇降装置２３によって載置台２２が下降され、被処理物Ｘが冷却室３内に搬送され、さらに上蓋６が閉鎖される。
冷却室３は、予め冷却室用真空ポンプ２０によって真空引きされると共にガス供給装置１１から雰囲気形成ガスが供給されている。そして、昇降装置２３によって被処理物Ｘが冷却室３に搬入されると、被処理物Ｘの冷却処理が行われる。
【００４８】
具体的には、冷却液回収供給装置１８によってヘッダ管１７に冷却液が供給され、この冷却液がノズル１６から冷却室３内に噴霧されることによって、冷却室３内にミストが充填された状態となる。そして、冷却室３内に充填されたミストが被処理物Ｘに付着し、ミストの潜熱により被処理物Ｘが冷却される。
なお、冷却室３において被処理物Ｘの冷却処理が行われている間は、当該冷却室３は密閉されている。このため、冷却室３において被処理物Ｘを冷却処理している間に、空いている加熱室２に他の被処理物Ｘを搬入することができる。
【００４９】
また、ミストによる冷却に加えてあるいは換えて、冷却ガスを被処理物Ｘに吹き付けることによって被処理物Ｘを冷却するガス冷却を行っても良い。
この場合には、ガス供給装置１１から雰囲気形成ガスを冷却室３内に供給し、冷却ファン２１を駆動すると共に熱交換器１８ｃによって雰囲気形成ガスを冷却することによって、ヘッダ管１７及びノズル１６を介して被処理物Ｘに冷却ガスを吹き付けて冷却を行う。
【００５０】
そして、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１では、冷却室３において被処理物Ｘの冷却が完了すると、冷却室３を大気圧に開放した後、熱風供給装置１９によって熱風を冷却室３内に供給することによって、冷却室３を乾燥する。
また、熱風供給装置１９からの熱風は、最も乾燥し難いヘッダ管１７及びノズル１６を通過して冷却室３内に供給されるため、冷却室３内の冷却液は確実に蒸発し、確実に冷却室３内の乾燥が行われる。
【００５１】
なお、熱風供給装置１９による冷却室３の乾燥処理に加えあるいは換えて、ガス供給装置１４からヘッダ管１７及びノズル１６を通じて雰囲気形成ガス（被処理物Ｘの冷却に使用可能な冷却ガス）を冷却室３内に送風することによって冷却室３の乾燥を行っても良い。
【００５２】
このように冷却室３の乾燥が行われた後、上蓋６が上蓋昇降装置７によって上昇されると共に昇降装置２３によって載置台２２が中間搬送室１内に上昇されることによって、冷却処理が完了した被処理物Ｘが中間搬送室１に搬送される。
その後、搬出入扉４から加熱処理及び冷却処理が完了し、焼入れ処理が完了した被処理物Ｘが本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１の外部に搬出される。
【００５３】
このような本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１によれば、冷却室３から中間搬送室１に被処理物Ｘを受渡す前に冷却室３の乾燥が行われる。このため、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１によれば、冷却室３から中間搬送室１に被処理物Ｘを受渡す前に、冷却室３内に残存する冷却液（ミスト及び当該ミストが凝集した液体を含む）が蒸発し、当該冷却液が中間搬送室１に流入することを防止することができる。
したがって、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１によれば、冷却室３以外の他の処理室（中間搬送室１及び加熱室２）が冷却液で汚染されることを防止することが可能となる。
【００５４】
また、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１においては、熱風供給装置１９が本発明の乾燥手段として機能する構成、すなわち本発明の乾燥手段が熱風供給装置１９を備える構成を採用している。
このような構成を採用する本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１によれば、熱風に晒されることによって冷却室３内が乾燥される。このため、冷却室３の隅々まで乾燥させることができ、より確実に冷却室３の乾燥を行うことができる。
【００５５】
なお、冷却室３で冷却された被処理物Ｘは、いわゆる焼入れ処理が完了した状態となっている。この焼入れ処理によって被処理物Ｘに形成される組織（マルテンサイト）は不安定な組織である。このため、焼入れ処理が完了した被処理物Ｘを常温で放置すると、焼き割れ等を起こす場合がある。よって、通常、焼入れ処理が完了した被処理物Ｘに対して、その後、再び低温で加熱される焼戻し処理を別装置にて行うことになる。
一方、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１は、熱風供給装置１９を備えており、冷却室３における被処理物Ｘの冷却の後、冷却室３に熱風を供給することによって冷却室３内の乾燥を行っている。そして、この間、冷却室３に載置された被処理物Ｘは、熱風に晒されることとなる。このように被処理物Ｘが熱風供給装置１９から供給される熱風に晒されることによって、実質的に被処理物Ｘが加熱され上記焼戻し処理が行われる。このように、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１においては、熱風供給装置１９が被処理物Ｘの焼戻し処理にも使用可能とされており、被処理物Ｘに対する焼入れ処理と合わせて焼戻し処理を同一装置に行うことが可能となっている。
【００５６】
また、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１においては、ガス供給装置１１（冷却ガス供給装置）が本発明の乾燥手段として機能する構成、すなわち本発明の乾燥手段がガス供給装置１１を備える構成を採用している。
このような構成を採用する本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１によれば、被処理物Ｘのガス冷却が可能となる上に、冷却室３の乾燥を行うことが可能となる。
【００５７】
また、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１においては、熱風供給装置１９からの熱風及びガス供給装置１１からの雰囲気形成ガスが、ヘッダ管１７及びノズル１６を通じて冷却室３内に送風される構成を採用している。
このため、ヘッダ管１７及びノズル１６の内部が熱風あるいは雰囲気形成ガスに晒され、冷却液が蒸発し難いヘッダ管１７及びノズル１６の内部まで確実に乾燥させることができる。
【００５８】
また、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１では、加熱室２を備える構成を採用している。このため、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１のみで被処理物Ｘの焼入れ処理を完了させることができる。
なお、本発明の多室型熱処理装置は、必ずしも加熱室２を備える必要はない。例えば、加熱室２に換えて、図５に示すような、被処理物Ｘをプラズマ処理するプラズマ処理室３０を備えることもできる。
【００５９】
図５は、プラズマ処理室３０の断面図である。プラズマ処理室３０は、加熱室２と同様に円筒形に形状設定され、少なくとも内壁３１が金属材によって形成されている。
被処理物Ｘをプラズマ処理する場合には、被処理物Ｘは、金属製の導電性トレーＴａに載置されて搬送される。そして、プラズマ処理室３０の内部には、導電性トレーＴａと導通する電極３２を備えている。
【００６０】
電極３２は、図５に示すように、プラズマ処理室３０の内部に固定配置され、プラズマ処理室３０に被処理物Ｘが運び込まれた際に、被処理物Ｘが載置された導電性トレーＴａと当接する位置に配置されている。
【００６１】
このようなプラズマ処理室３０を備える多室型熱処理装置によれば、昇降装置９によって被処理物Ｘを上昇させてプラズマ処理室３０に収容が完了した時点で導電性トレーＴａと電極３２とが導通する。つまり、導電性トレーＴａと電極３２との導通を確保する動作を別途行うことなく、容易に導電性トレーＴａと電極３２とを導通することができる。
【００６２】
そして、例えば、内壁３１を接地してベース電位とし、電極３２を介して被処理物Ｘに負電圧を印加することで、内壁３１と被処理物Ｘとの間でプラズマが発生し、被処理物Ｘがプラズマ処理される。
【００６３】
このように、本発明の多室型熱処理装置では、加熱室２に加えてあるいは換えてプラズマ処理室３０を設置しても良い。そして、プラズマ処理室３０を備える場合には、容易に導電性トレーＴａと電極３２とを導通することができ、被処理物Ｘのプラズマ処理を容易に行うことが可能となる。
【００６４】
本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１の説明に戻り、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１では、加熱室２と冷却室３との間に中間搬送室１を備える構成を採用している。
このような構成を採用する本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１によれば、万が一冷却室３から冷却液が流出した場合であっても、中間搬送室１が緩衝領域となり、冷却液が加熱室２まで到達することを防ぐことができる。このため、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１によれば、被処理物Ｘに対する加熱処理を安定して行うことが可能となる。
【００６５】
また、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１によれば、接続される処理室（中間搬送室１、加熱室２及び冷却室３）同士が高さ方向に配置され、接続された処理室間で被処理物Ｘの受渡しが昇降装置９，２２によって行われる。
このため、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１は、平面視形状がコンパクトなものとなり、小さい設置面積に設置することができる。また、被処理物Ｘを下方から支えながら垂直搬送する機会が増え、被処理物Ｘを安定して搬送することができる。
【００６６】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００６７】
例えば、上記実施形態においては、冷却室３以外の他の処理室として、中間搬送室１及び加熱室２を備える構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、処理室として冷却室と加熱室とのみを備える多室型熱処理装置、処理室として冷却室と搬送室とのみを備える多室型熱処理装置、処理室として冷却室とプラズマ処理室とのみを備える多室型熱処理装置に適用することもできる。
【００６８】
また、上記実施形態においては、冷却室３においてミストの潜熱によって被処理物Ｘを冷却する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、ミストよりも粒径の大きな液体粒子の潜熱によって被処理物Ｘを冷却する多室型熱処理装置に適用することもできる。
【００６９】
また、上記実施形態においては、冷却室３にミストを充填する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、冷却室３内の被処理物Ｘに対してミストを吹き付けて被処理物Ｘを冷却する構成を採用することもできる。
【００７０】
また、上記実施形態においては、熱風供給装置１９とガス供給装置１１との両方を備え、熱風供給装置１９とガス供給装置１１とのいずれであっても冷却室３の乾燥を行える構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば熱風供給装置１９のみを備える構成を採用することもできる。
【００７１】
また、上記実施形態においては、接続される処理室（中間搬送室１、加熱室２及び冷却室３）同士が高さ方向に配置され、接続された処理室間で被処理物Ｘの受渡しが昇降装置９，２２によって行われる構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、接続される処理室同士を水平に配置し、接続された処理室間における被処理物Ｘの受渡しを水平搬送によって行っても良い。
【００７２】
また、上記実施形態においては、中間搬送室１において被処理物Ｘを出し入れする構成を採用した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、冷却室３において被処理物Ｘを出し入れする構成や、冷却室３において被処理物Ｘの取り出しのみを行う構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００７３】
Ｓ１……多室型熱処理装置、１……中間搬送室（処理室）、１ａ……中央室、１ａ１〜１ａ８……側壁、１ｂ……加熱用昇降室、２……加熱室（処理室，熱処理室）、３……冷却室（処理室，熱処理室）、４……搬出入扉、５……プッシュ装置、６……上蓋、７……上蓋昇降装置、８……載置台、９……昇降装置、１０……載置台、１１……ガス供給装置（乾燥手段）、１２……中間搬送室用真空ポンプ、１３……ヒータ、１４……ガス供給装置、１５……加熱室用真空ポンプ、１６……ノズル、１７……ヘッダ管、１８……冷却液回収供給装置、１８ａ……冷却液タンク、１８ｂ……冷却液ポンプ、１８ｃ……熱交換器、１９……熱風供給装置（乾燥手段）、２０……冷却室用真空ポンプ、２１……冷却ファン、２２……載置台、２３……昇降装置、３０……プラズマ処理室、３１……内壁、３２……電極、Ｔ……トレー、Ｔａ……導電性トレー、Ｘ……被処理物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理室を含む複数の処理室を備える多室型熱処理装置であって、
液体粒子の潜熱により被処理物の冷却を行う前記熱処理室である冷却室と、
前記冷却室と異なる他の処理室と、
前記冷却室の乾燥を行う乾燥手段と
を備えることを特徴とする多室型熱処理装置。
【請求項２】
前記乾燥手段は、前記冷却室内に熱風を供給する熱風供給装置を備えることを特徴とする請求項１記載の多室型熱処理装置。
【請求項３】
前記乾燥手段は、前記被処理物の冷却に使用可能な冷却ガスを前記冷却室内に送風して乾燥を行う冷却ガス供給装置を備えることを特徴とする請求項１または２記載の多室型熱処理装置。
【請求項４】
前記冷却室内に前記液体粒子を噴霧するノズルと、該ノズルに液体粒子となる冷却液を案内するヘッダ管とを備え、
前記冷却ガス供給装置は、前記ノズル及び前記ヘッダ管を通じて、前記冷却ガスを前記冷却室内に送風する
ことを特徴とする請求項３記載の多室型熱処理装置。
【請求項５】
前記冷却室と異なる他の処理室として、前記被処理物の加熱処理を行う加熱室を備えることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の多室型熱処理装置。
【請求項６】
前記冷却室と異なる他の処理室として、前記加熱室と前記冷却室との間に配置される中間搬送室を備えることを特徴とする請求項５記載の多室型熱処理装置。
【請求項７】
前記冷却室と異なる他の処理室として、前記被処理物に対するプラズマ処理を行うプラズマ処理室を備えることを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の多室型熱処理装置。
【請求項８】
前記プラズマ処理室の内部に固定配置されると共に前記プラズマ処理室の内部に前記被処理物が運び込まれた際に前記被処理物が載置される導電性トレーと当接する電極を備えることを特徴とする請求項７記載の多室型熱処理装置。
【請求項９】
接続される前記処理室同士が高さ方向に配置され、
接続された前記処理室間で前記被処理物の受渡しを行う昇降装置を備える
ことを特徴とする請求項１〜８いずれかに記載の多室型熱処理装置。
【請求項１０】
前記熱風供給装置は、前記被処理物が載置された前記冷却室内に熱風を供給することで行う焼戻し処理に使用可能であることを特徴とする請求項２記載の多室型熱処理装置。
【請求項１】
熱処理室を含む複数の処理室を備える多室型熱処理装置であって、
液体粒子の潜熱により被処理物の冷却を行う前記熱処理室である冷却室と、
前記冷却室と異なる他の処理室と、
前記冷却室の乾燥を行う乾燥手段と
を備えることを特徴とする多室型熱処理装置。
【請求項２】
前記乾燥手段は、前記冷却室内に熱風を供給する熱風供給装置を備えることを特徴とする請求項１記載の多室型熱処理装置。
【請求項３】
前記乾燥手段は、前記被処理物の冷却に使用可能な冷却ガスを前記冷却室内に送風して乾燥を行う冷却ガス供給装置を備えることを特徴とする請求項１または２記載の多室型熱処理装置。
【請求項４】
前記冷却室内に前記液体粒子を噴霧するノズルと、該ノズルに液体粒子となる冷却液を案内するヘッダ管とを備え、
前記冷却ガス供給装置は、前記ノズル及び前記ヘッダ管を通じて、前記冷却ガスを前記冷却室内に送風する
ことを特徴とする請求項３記載の多室型熱処理装置。
【請求項５】
前記冷却室と異なる他の処理室として、前記被処理物の加熱処理を行う加熱室を備えることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の多室型熱処理装置。
【請求項６】
前記冷却室と異なる他の処理室として、前記加熱室と前記冷却室との間に配置される中間搬送室を備えることを特徴とする請求項５記載の多室型熱処理装置。
【請求項７】
前記冷却室と異なる他の処理室として、前記被処理物に対するプラズマ処理を行うプラズマ処理室を備えることを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の多室型熱処理装置。
【請求項８】
前記プラズマ処理室の内部に固定配置されると共に前記プラズマ処理室の内部に前記被処理物が運び込まれた際に前記被処理物が載置される導電性トレーと当接する電極を備えることを特徴とする請求項７記載の多室型熱処理装置。
【請求項９】
接続される前記処理室同士が高さ方向に配置され、
接続された前記処理室間で前記被処理物の受渡しを行う昇降装置を備える
ことを特徴とする請求項１〜８いずれかに記載の多室型熱処理装置。
【請求項１０】
前記熱風供給装置は、前記被処理物が載置された前記冷却室内に熱風を供給することで行う焼戻し処理に使用可能であることを特徴とする請求項２記載の多室型熱処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１３３４１（Ｐ２０１２−１３３４１Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５１５６３（Ｐ２０１０−１５１５６３）
【出願日】平成２２年７月２日（２０１０．７．２）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【出願人】（０００１９８３２９）株式会社ＩＨＩ機械システム (27)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２日（２０１０．７．２）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【出願人】（０００１９８３２９）株式会社ＩＨＩ機械システム (27)
【Ｆターム（参考）】
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