(57)【要約】【課題】冷却ファンの上方に向かう気流を抑制し、駆動軸やベアリングの冷却効率を向上させる熱処理装置を提供する。【解決手段】熱処理炉３の炉内に設けられた炉内攪拌ファン２と、前記熱処理炉３の炉体を貫通するようにして設けられ、前記炉内攪拌ファン２に接続された駆動軸４と、前記熱処理炉３の炉外において前記駆動軸上に設けられた冷却ファン１７と、前記熱処理炉３の炉外において前記駆動軸４と前記冷却ファン１７を覆うハウジング５とを備えた熱処理装置１に、平面視において、前記冷却ファン１７の羽根１８の吸気側外周部を覆うリング状の平板を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理炉の炉内に設けられた炉内攪拌ファンと、
前記熱処理炉の炉体を貫通するようにして設けられ、前記炉内攪拌ファンに接続された駆動軸と、
前記熱処理炉の炉外において前記駆動軸上に設けられた冷却ファンと、
前記熱処理炉の炉外において前記駆動軸と前記冷却ファンを覆うハウジングとを備えた熱処理装置であって、
平面視において、前記冷却ファンの羽根の吸気側外周部を覆うリング状の平板が設けられていることを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
前記冷却ファンの側方の前記ハウジングの側壁に排気口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項３】
前記平板は、平面視において前記冷却ファンの羽根の先端と前記ハウジングの内壁との隙間を覆うように形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の熱処理装置。
【請求項４】
前記熱処理炉と前記冷却ファンとの間に前記駆動軸を支持するベアリングが設けられ、送気方向が前記ベアリングに向くように前記冷却ファンが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の熱処理装置。
【請求項５】
前記冷却ファンは、該冷却ファンの中心軸を含む平面に沿って分割可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の熱処理装置。
【請求項６】
前記駆動軸の少なくとも一部が中空軸であり、
前記熱処理炉内において、前記中空軸に前記炉内攪拌ファンが接続され、
前記中空軸の中空部に、空気に比べて断熱性の高い断熱材が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の熱処理装置。
【請求項７】
前記中空軸は、該中空軸内と前記熱処理炉内とが連通するように形成されていることを特徴とする請求項６に記載の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱処理炉内の雰囲気を攪拌する炉内攪拌ファンを備えた熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
浸炭処理等の熱処理は、雰囲気制御された高温の熱処理炉内で行われる。品質の良い熱処理を行うためには、熱処理炉内において、雰囲気バラつきを低減すると共に、炉内温度を可能な限り均一にすることが必要となる。このため、熱処理炉内には、炉内の雰囲気を攪拌する炉内攪拌ファンが設けられる。
【０００３】
一般に、炉内攪拌ファンは、熱処理炉を貫通するようにして設けられた駆動軸に接続される。この駆動軸は、炉外に配置されたモーターに接続されると共に、熱処理炉の炉外において熱処理炉に隣接して設けられたベアリングにより支持される。
【０００４】
浸炭炉等の熱処理炉の炉内温度は、非常に高温（例えば９００℃以上）となる。熱処理炉は、炉内の熱が炉外に伝達しないよう断熱構造とはなっているものの、炉内の熱は、熱処理炉を貫通するようにして設けられた炉内攪拌ファンの駆動軸を介して炉外まで伝達してしまう。この熱は、駆動軸を支持するベアリングにまで伝達してしまう。ベアリングには使用温度範囲が規定されているため、駆動軸を介して伝達された熱により、規定された温度範囲を超えた場合には、ベアリングの性能低下や故障を引き起こすおそれがある。
【０００５】
そのような事態を避けるため、従来においては、セラミックベアリング等の耐熱性の高い部品を採用したり、特許文献１に記載されているような伝熱対策を施してきた。
【０００６】
特許文献１に記載された伝熱対策は、炉内攪拌ファンと連結する回転用シャフトの炉外側に、ベアリングを冷却するための冷却ファンを取り付けたものである。これにより、炉内攪拌ファンの回転に連動して冷却ファンを回転させ、ベアリングに向けて送風を行うことにより、ベアリング及びベアリングが支持する回転用シャフト（駆動軸）の温度上昇を抑制していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２２９８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１１に示すように、特許文献１のような冷却ファンを含む一般的なファンは、ファンの直下に向かう気流が形成されると共に、ファンの斜め下方や側方に向かう気流も形成される。斜め下方に向かう気流は、冷却ファンを覆うハウジングの内壁に当たり冷却ファンの下方に向かっていき、結果として駆動軸やベアリングを冷却することができる。しかしながら、ファンの側方に向かう気流は、冷却ファンを覆うハウジングの内壁に当たった際に跳ね返った気流により渦流れＶを形成することがあった。このとき、渦流れＶの形成によりハウジングの上方に向かう気流も形成されることがある。このような上方に向かう気流は、駆動軸やベアリングの冷却に寄与するものではなく、また、ハウジング内に形成された下方に向かう気流とぶつかり合うことにより、下方に向かう気流の流れを妨げていた。このように冷却ファンの周辺に形成される渦流れＶは、駆動軸やベアリングの冷却効率を低下させる要因となっていた。
【０００９】
また、ファンの側方または斜め下方に向かう気流の一部は、ハウジングの内壁に当たった後、冷却ファンとハウジングの内壁との隙間を通って冷却ファンの上方に向かってしまう。冷却ファンの上方に向かう気流（以下、「短絡流Ｓ」という）は、冷却ファンが本来目的とするベアリングの冷却に寄与するものではないため、前記渦流れＶとともに駆動軸やベアリングの冷却効率を低下させる要因となっていた。
【００１０】
また、冷却ファンの形状によっては、発生する気流の一部が当初から上向きに形成されることもあり、駆動軸やベアリングの冷却効率を低下させる要因となっていた。
【００１１】
上記事情に鑑み、本発明の目的は、冷却ファンの上方に向かう気流を抑制し、駆動軸やベアリングの冷却効率を向上させる熱処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明によれば、熱処理炉の炉内に設けられた炉内攪拌ファンと、前記熱処理炉の炉体を貫通するようにして設けられ、前記炉内攪拌ファンに接続された駆動軸と、前記熱処理炉の炉外において前記駆動軸上に設けられた冷却ファンと、前記熱処理炉の炉外において前記駆動軸と前記冷却ファンを覆うハウジングとを備えた熱処理装置であって、平面視において、前記冷却ファンの羽根の吸気側外周部を覆うリング状の平板が設けられていることを特徴とする熱処理装置が提供される。
【００１３】
前記冷却ファンの側方の前記ハウジングの側壁に排気口が設けられていても良い。また、前記平板は、平面視において前記冷却ファンの羽根の先端と前記ハウジングの内壁との隙間を覆うように形成されていても良い。前記熱処理炉と前記冷却ファンとの間に前記駆動軸を支持するベアリングが設けられ、送気方向が前記ベアリングに向くように前記冷却ファンが設けられていても良い。前記冷却ファンは、該冷却ファンの中心軸を含む平面に沿って分割可能に構成されていても良い。
【００１４】
また、前記駆動軸の少なくとも一部が中空軸であり、前記熱処理炉内において、前記中空軸に前記炉内攪拌ファンが接続され、前記中空軸の中空部に、空気に比べて断熱性の高い断熱材が設けられていても良い。前記中空軸は、該中空軸内と前記熱処理炉内とが連通するように形成されていても良い。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、冷却ファンの回転時に形成される冷却ファンの吸気側に向かう気流を抑制することができる。これにより、冷却ファンによる駆動軸やベアリングの冷却効率を向上させることができる。その結果、駆動軸やベアリングの温度上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る熱処理装置の炉内攪拌ファンの周辺を示す概略縦断面図である。
【図２】図１中の中空軸周辺の拡大図である。
【図３】図１中の冷却ファンの拡大図である。ただし、駆動軸は図示していない。
【図４】本発明の実施形態に係る冷却ファンの概略底面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る冷却ファンの概略平面図である。
【図６】本発明の変形例に係る図１中の冷却ファンの拡大図である。
【図７】本発明の変形例に係る冷却ファンの概略底面図である。
【図８】本発明の変形例に係る炉内攪拌ファンの周辺を示す概略縦断面図である。
【図９】本発明の変形例に係る炉内攪拌ファンの周辺を示す概略縦断面図である。
【図１０】本発明例と従来例におけるベアリング周辺部の温度測定結果である。
【図１１】従来の冷却ファンにより形成される気流の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を熱処理装置１に基づいて説明する。なお、本実施の形態では、熱処理装置１の各構成部のうち、炉内攪拌ファン２の周辺についてのみ説明する。また、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
まず、バッチ式或いは連続式の浸炭処理炉などの熱処理炉３の内部の雰囲気を攪拌する炉内攪拌ファン２は、熱処理炉３の炉内の上部に設けられる。図１に示す通り、炉内攪拌ファン２を回転させる駆動軸４は、熱処理炉３に隣接して設けられたハウジング５の中央部に収容され、熱処理炉３の炉体を貫通するようにして設けられている。この駆動軸４の一端は、炉内攪拌ファン２に接続され、駆動軸４の他端は、ハウジング５の外部に配置されたモーター６に接続されている。なお、駆動軸４の材質は、例えばカロライジング処理を施したステンレスである。また、熱処理炉３の炉体は、外気に接する炉殻９とその内側の熱処理炉断熱材１６で構成されている。
【００１９】
図１に示す通り、ハウジング５の側壁上部には、ハウジング外部から空気を導入する吸気口２４が設けられており、ハウジング５の側壁下部には、ハウジング内部の空気を排出する排気口２５が設けられている。吸気口２４及び排気口２５は、ハウジング５の外周に沿って複数設けられている。後述する冷却ファン１７の絶対風量を増加させるためには、より多量の空気を導入し、より多量の空気を排出することが好ましいことから、吸気口２４及び排気口２５の開口は、可能な限り大きくすることが好ましい。
【００２０】
図１に示す通り、駆動軸４は、中実軸７と中空軸８で構成されており、中実軸７の下端は、熱処理炉３の炉体の炉殻９付近或いは炉殻９と熱処理炉断熱材１６の境界面より炉内側まで延びていることが好ましい。すなわち中実軸７と中空軸８の接合部は、熱処理炉３の炉体（炉殻９）より炉内側にあることが駆動軸４の強度を向上させるために好ましい。
【００２１】
一方、中空軸８の中空部には、空気より断熱性の高い（熱伝導率の低い）断熱材１０が設けられている。特に本発明において、「空気より断熱性の高い」断熱材１０とは、８００℃における熱伝導率が空気よりも低い断熱材を意味する。さらに具体的には、空気の８００℃における熱伝導率が０．０７１Ｗ／（ｍ・Ｋ）であるので、それより低い熱伝導率のものを意味する。例えば、断熱材１０には、微細多孔構造を有するマイクロサーム（登録商標）等を用いることが好ましい。マイクロサームは、品種によって熱伝導率が異なるが、８００℃における熱伝導率が０．０３〜０．０４５Ｗ／（ｍ・Ｋ）の範囲のものであることが好ましい。また、その他の断熱材として８００℃の熱伝導率が０．０４４Ｗ／（ｍ・Ｋ）のロスリム（登録商標）ボードなどがあり、本発明に好適である。なお、断熱材１０の熱伝導率はＩＳＯ８３０２に基づいて測定される。
【００２２】
図１，図２に示す通り、中空軸８の底部には、中空軸内の雰囲気が熱処理炉内の雰囲気と通過可能な連通孔１３が設けられており、さらに中空軸８内の雰囲気は熱処理炉３の炉外の雰囲気から遮断された構造となっている。この連通孔１３を設けることにより、熱処理炉内の熱の影響によって中空軸内で膨張したガスを熱処理炉内に逃がすことができる。よって、中空軸内が高圧になることを防ぎ、中空軸８の変形や破損を防ぐことができる。
【００２３】
図２に示す通り、駆動軸４を構成する中実軸７と中空軸８は、中空軸８の上部に中実軸７の下部が嵌め込まれ、中実軸７の外周面と中空軸８の内周面が当接され、中実軸７の外周面と中空軸８の円筒上部の円周上の面が溶接されることにより直列に連結されている。このとき、中実軸７を中空軸８の断熱材１０に当接させて溶接してもよい。これにより、溶接時における中実軸７の位置決めを容易にすることができる。さらに、中実軸７と中空軸８とを焼嵌めで固定した後に溶接することも好ましい。これにより、位置精度良く中実軸７と中空軸８とを溶接することができ、炉内攪拌ファン２の回転時における駆動軸４の軸心のぶれを防ぐことができる。また、溶接中においても中実軸７の位置が規制されることから、溶接の品質バラつきを低減させることができる。
【００２４】
上述のとおり中実軸７と中空軸８の中心軸のずれが最小となるように、寸法精度良く接続することが重要である。すなわち、高温下において炉内攪拌ファン２は、高速回転して炉内雰囲気を攪拌するので、中実軸と中空軸の両者の軸ずれが大きいと振動が発生して故障の原因となる。よって、上記焼き嵌めなどで固定した後に、溶接することにより連結することが好ましい。
【００２５】
中実軸７は、熱処理炉３に隣接して設けられたベアリング１１に支持されている。図２に示す通り、中実軸７の外周面と熱処理炉３の炉体（炉殻９）の境界部分には、シール部材１２が設けられている。このシール部材１２が熱処理炉３と中実軸７との間に形成された境界（隙間）を埋めることにより、炉内の雰囲気ガスが炉外に漏れることを防止することができる。また、中空軸８が破損する等のトラブルが発生した場合であっても、炉外から炉内に空気が混入することを防ぐことができ、これに加えて、熱処理炉内の雰囲気ガス（浸炭ガス等）の炉外への流出も防ぐことができるため、火災等のトラブルの発生も防ぐことができる。なお、シール部材１２とは、例えばＯリングやオイルシールである。
【００２６】
また、中実軸７と中空軸８の接合部は、熱処理炉３の炉体表面より炉内側であって、且つ、シール部材１２より炉内側にあることが好ましい。これによりさらに、中空軸７が破損したとしても炉内の雰囲気ガスが炉外に漏れることを防ぐことができ、安全性を高めることができる。また、駆動軸４の強度を向上させるためにも好ましい。
【００２７】
炉内攪拌ファン２の上板１４の上面には、補強板１５が設けられている。図２に示す通り、補強板１５は、炉内攪拌ファン２の上板１４の上面において溶接され、中空軸８は、補強板１５の上面及び炉内攪拌ファン２の上板１４の下面において溶接されている。
【００２８】
図１，図３に示す通り、炉内攪拌ファン２の駆動軸上には冷却ファン１７が設けられている。図３〜図５に示す通り、冷却ファン１７は、４枚の羽根１８、駆動軸４に接続される円筒状のファン軸部１９、リング状の天板２０から構成される。
【００２９】
冷却ファン１７に設けられた各羽根１８は、ファン軸部１９に対して放射状に配置され、下方に向かって気流を形成できるようにファン軸部１９に溶接されている。このように冷却ファン１７の送気方向が下方に向いていることにより、熱処理炉３と冷却ファン１７との間に設けられたベアリング１１等に直接風を当ててベアリング１１等を冷却することができる。
【００３０】
また、天板２０は、各羽根１８の上方を覆うようにして設けられ、天板２０の下面と各羽根１８の上端が溶接されている。このように冷却ファン１７に天板２０を設けることで、冷却ファン周辺の渦流れＶ（図９）により形成される上向きの気流を天板２０により跳ね返すことができる。また、各羽根１８の形状の影響によって気流の一部が上向きに形成された場合であっても天板２０で跳ね返すことができる。これにより、跳ね返された気流が冷却ファン１７の下方に向かうことになり、ベアリング１１等を効率良く冷却することができる。
【００３１】
また、従来の冷却ファンにおいては、図９に示すようにファンの側方に向かう気流がハウジングの内壁に当たり、ファンの外周部とハウジングの内壁との隙間を通って上方に向かう気流（短絡流Ｓ）が形成されていた。しかしながら、本実施形態によれば、天板２０は、図４に示すように平面視において冷却ファン１７の各羽根１８の先端とハウジング５の内壁との隙間を覆うように形成されている。これにより、短絡流Ｓを天板２０により跳ね返すことができ、従来短絡流Ｓとしてベアリング１１等の冷却に寄与していなかった気流をベアリング１１等の冷却に使用することができる。なお、図４に示すハウジング５は、内壁のみを破線で示している。
【００３２】
ただし、各羽根１８が溶接される天板２０は、冷却ファン１７が回転可能なように外周部がハウジング５の内壁と干渉しないように形成される必要がある。このとき、天板２０の外径を小さくしすぎると、天板２０とハウジング５の内壁との隙間が大きくなり、短絡流の発生を抑制することができない。このため、天板２０の外周面とハウジング５の内壁との距離が１５ｍｍ以下、さらには５〜１０ｍｍ程度となるように天板２０を形成することが好ましい。
【００３３】
本実施形態では、以上のように構成された熱処理装置１で熱処理を行う。このように構成された熱処理装置１によれば、冷却ファン周辺の渦流れＶ（図９）により形成される上向きの気流を天板２０により跳ね返すことができる。また、各羽根１８の形状の影響によって気流の一部が上向きに形成された場合であっても天板２０で跳ね返すことができる。これにより、跳ね返された気流が冷却ファン１７の下方に向かうことになり、ベアリング１１等を冷却することができる。すなわち、本実施形態によれば、冷却ファンにより形成された気流を無駄なくベアリング等の冷却に使用することができ、冷却ファンによる駆動軸やベアリングの冷却効率を向上させることができる。その結果、ベアリングの温度上昇を従来よりも格段に抑制することができる。なお、天板の外径と内径の差は１５ｍｍ以上、さらには３０ｍｍ以上とすることが好ましい。１５ｍｍ未満であると渦流れや短絡流を抑制することが困難であるからである。また、天板の中央部は吸気孔として開口している。
【００３４】
これに伴い、機械部品にそれぞれ規定された使用温度範囲内でベアリングを使用することができ、安定した性能を引き出せると共に耐久性の低下も抑制することができる。また、ベアリングを耐熱性の高い材質の例えばセラミックスで作製されたものから、比較的耐熱性の低い材質の例えば金属製ものに切り換えることができるため、部品コストを削減することができる。
【００３５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３６】
例えば、上記実施形態では、冷却ファンの羽根の枚数を４枚としたが、枚数は特に限定されるものではない。また、上記実施形態では、冷却ファンの各羽根、ファン軸部、天板を溶接により接合することとしたが、他の固定方法を用いても良い。
【００３７】
また、上記実施形態では、駆動軸を中実軸と中空軸で構成することとしたが、駆動軸全体を中実軸または中空軸としても良い。中空軸にすると中空部に空気より断熱性の高い断熱材を設けることにより、炉内攪拌ファンの駆動機構を複雑にすることなく、熱処理炉の炉内から炉外への駆動軸を介した熱伝達を抑える作用効果を奏することができる。また、上記実施形態では、中実軸や中空軸、補強板、炉内攪拌ファン等を互いに溶接することとしたが、溶接箇所や溶接長は適宜変更されるものである。また、各部品の固定方法についても溶接に限定されるものではなく、その他の手法により固定しても良い。
【００３８】
また、前述の通り、中空軸は例えばその底部に中空軸内の雰囲気が熱処理炉内の雰囲気と通過可能な連通孔が設けられている構造となっている。このような構造とするために、中空軸は底面付きの円筒部材の底面に穴を開けて作製してもよく、或いは円筒部材にリング状の円盤を底面部材として用意して両者を溶接などにより接合して作製しても良い。また、中空軸と中実軸で駆動軸を構成するときの中空軸内部への断熱材の挿入は、中実軸を接合する前でも後でも構わない。
【００３９】
また、図６、図７に示すように本発明の変形例として、冷却ファン１７が、ファン軸部１９の中心軸ＣＡ（駆動軸４の回転中心）を含む平面Ｐに沿って分割された第１の冷却ファン１７ａと第２の冷却ファン１７ｂから構成されていても良い。この場合、ファン軸部１９は半円筒状の２つのファン軸部１９ａ、１９ｂから構成され、天板２０は半リング状の２つの天板２０ａ、２０ｂから構成される。また、上記実施形態で説明した４つの羽根１８は、第１の冷却ファン１７ａと第２の冷却ファン１７ｂにそれぞれ２つずつ設けられる。
【００４０】
各半円筒状のファン軸部１９ａ、１９ｂの両端部には、第１の冷却ファン１７ａと第２の冷却ファン１７ｂを連結する平板状の連結板２１が設けられ、各連結板２１の短手側の一端部がファン軸部１９の中心軸ＣＡ方向に沿うようにしてファン軸部１９ａ又は１９ｂに溶接される。また、各連結板２１の短手側の他端上面部が、半リング状の天板２０ａ又は２０ｂの下面に溶接される。各冷却ファン１７ａ、１７ｂの２つの羽根１８のうちの１つは、各冷却ファン１７ａ又は１７ｂの各連結板２１のどちらか一方の下面部に溶接される。また、各連結板２１には、ボルト２２を挿入可能な孔（不図示）が２つずつ設けられている。
【００４１】
以上のように構成された第１の冷却ファン１７ａと第２の冷却ファン１７ｂは、互いの連結板２１同士がボルト２２、ナット２３で固定されることにより、１つの冷却ファン１７となる。本変形例のように冷却ファンを分割構成とすれば、冷却ファンを構成する第１の冷却ファン及び第２の冷却ファンのどちらか一方に破損等の不具合が生じたとしても、その不具合が生じた一方のみを新しい冷却ファンに交換することができる。これにより、一体として形成された冷却ファンに不具合が生じる度に冷却ファンを修理又は廃棄する必要がなくなり、部品コストを抑えることができる。
【００４２】
なお、冷却ファンの分割構成は、２分割に限定されるものではない。４分割構成としても良く、その分割数は任意である。また、連結板の固定方法もボルト‐ナットに限定されるものではない。また、連結板に溶接された羽根は、天板に溶接することとしても良い。
【００４３】
また、上記実施形態では、冷却ファン１７を、ハウジング５の下方に向かって気流が形成されるようにして駆動軸４に取り付けたが、図８に示すように、冷却ファン１７の上下の向きを逆にして駆動軸４に取り付けても良い。この場合、上記実施形態における吸気口２４と排気口２５の機能も逆となり、ハウジング５の内部では上方に向かう気流が形成される。このとき、ベアリング１１は、吸気口２４から導入される空気に触れることにより冷却される。
【００４４】
このような実施形態であっても、冷却ファン周辺の渦流れＶや短絡流Ｓにより形成される下向きの気流を天板２０により跳ね返すことができる。これにより、冷却ファン１７の下方に向かう気流が、ハウジング５の内部に形成された上方に向かう気流にぶつかることがなくなり、上方に向かう気流の流れを妨げることを抑制できる。その結果、駆動軸やベアリングの冷却効率を向上させることができる。なお、本実施形態では、排気口２５の開口を吸気口２４よりも大きくすることにより、冷却ファン１７の送気側が吸気側より負圧となり、吸気口２４から勢い良く空気を導入することができる。これにより、ベアリング等の冷却能力を高めることができる。
【００４５】
以上の実施形態で説明したように、天板２０を設けた冷却ファン１７の取り付け向きは特に限定されない。すなわち、平面視において、冷却ファン１７の各羽根１８の吸気側外周部を覆うリング状の平板を設ければ、ベアリング等の冷却効率を向上させることができる。
【００４６】
また、図９に示すように、冷却ファン１７の側方のハウジング５の側壁に、排気口２６を設けても良い。この場合、ハウジング５の排気量が増すため、冷却ファン１７の絶対風量が増すと共に、冷却ファン１７の側方に向かう気流がハウジング５の内壁に当たることがなくなる。すなわち、渦流れＶや短絡流Ｓの発生も抑制することができるため、ベアリングの冷却効率を向上させることができる。
【実施例】
【００４７】
従来の熱処理装置と本発明に係る熱処理装置を用いてベアリング周辺部の温度を測定した。温度測定ポイントは、図２に示すようにＰ１：駆動軸、Ｐ２：ベアリングボール部、Ｐ３：ベアリングケースである。なお、熱処理炉の炉内温度は９５０℃である。
【００４８】
温度測定結果を図１０に示す。なお、図１０中の「従来例」では、駆動軸を全て中実軸（軸内部が空洞でない駆動軸）とし、従来の直径１８０ｍｍの冷却ファン（天板なし、冷却ファン外周部とハウジング内壁との距離：１８ｍｍ）を備えた熱処理装置を用いている。「本発明例１」では、従来例の冷却ファンの構成に加えて本発明に係る外径２００ｍｍ、内径１６０ｍｍ、厚さ５ｍｍのリング状天板を備えた冷却ファン（天板の外周とハウジング内壁との距離：８ｍｍ）を用いている。「本発明例２」では、本発明例１において駆動軸の一部を中空軸としたもの、すなわち、上記実施形態で説明した図１に相当する構成の熱処理装置を用いている。
【００４９】
図１０に示す通り、Ｐ１〜Ｐ３のいずれの測定ポイントにおいても、従来例に比べて本発明例１の温度が低い結果となった。この結果により、本発明に係る冷却ファンを用いることにより、ベアリング周辺部の温度上昇を大きく抑制できることが示された。
【００５０】
本発明例２においては、本発明例１に比べてさらに温度が低い結果となった。すなわち、本発明に係る冷却ファンを用いると共に、中空部に断熱材を設けた中空軸を用いることにより、従来例よりも温度上昇を抑制できることが示された。
【００５１】
また、本発明例１，２の場合、ベアリングボール部（Ｐ２）及びベアリングケース（Ｐ３）の温度が１５０℃以下となっている。このため、従来使用されてきたセラミックス製のベアリングに代えて、耐熱性のあまり高くない金属製のベアリングを採用することが可能となる。これにより、部品コストを削減することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、熱処理炉内の雰囲気を攪拌する炉内攪拌ファンを備えた熱処理装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１      熱処理装置
２      炉内攪拌ファン
３      熱処理炉
４      駆動軸
５      ハウジング
６      モーター
７      中実軸
８      中空軸
９      炉殻
１０    断熱材
１１    ベアリング
１２    シール部材
１３    連通孔
１４    炉内攪拌ファン上板
１５    補強板
１６    熱処理炉断熱材
１７    冷却ファン
１８    羽根
１９    ファン軸部
２０    天板
１７ａ  第１の冷却ファン
１７ｂ  第２の冷却ファン
１９ａ  ファン軸部
１９ｂ  ファン軸部
２０ａ  天板
２０ｂ  天板
２１    連結板
２２    ボルト
２３    ナット
２４    吸気口
２５    排気口
２６    排気口
Ｖ      渦流
Ｓ      短絡流
ＷＰ    溶接部
ＣＡ    ファン軸部中心軸
Ｐ      平面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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