(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に分割できるように構成された炉本体と、
少なくとも一部が前記炉本体内に位置するように、所定の間隔をおいて配設された一対のローラと、
前記炉本体内において、前記一対のローラ上に置かれ、前記ローラの回転にともなって回転することにより、内部に収容された被熱処理物を転動させながら熱処理を行わしめるポットと
を具備してなる熱処理炉であって、
熱処理が終了した後の冷却工程において、前記炉本体内の少なくとも前記ポットの近傍に冷却ガスを供給することができるようにしたこと
を特徴とする熱処理炉。
【請求項２】
前記ポット内の温度を検出するための温度検出手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の熱処理炉。
【請求項３】
前記温度検出手段を、前記ポットの回転中心軸に沿って、前記ポット内に挿入、配設することにより、前記ポット内の温度を直接に検出できるようにしたことを特徴とする請求項２記載の熱処理炉。
【請求項４】
上下に分割できるように構成された炉本体と、
少なくとも一部が前記炉本体内に位置するように、所定の間隔をおいて配設された一対のローラと、
前記炉本体内において、前記一対のローラ上に置かれ、前記ローラの回転にともなって回転することにより、内部に収容された被熱処理物を転動させながら熱処理を行わしめるポットと
を具備してなる熱処理炉であって、
前記炉本体内の少なくとも前記ポットの近傍及び内部の両方に冷却ガスを供給することができるようにしたこと
を特徴とする熱処理炉。
【請求項５】
前記ポット内の温度を検出するための温度検出手段を設けたことを特徴とする請求項４記載の熱処理炉。
【請求項６】
冷却ガス供給管及び温度検出手段を、前記ポットの回転中心軸に沿って、前記ポットの内部に挿入することにより、前記ポットの内部に冷却ガスを供給するとともに、前記ポット内の温度を直接に検出できるようにしたことを特徴とする請求項５記載の熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、熱処理炉に関し、詳しくは、被熱処理物を入れたポットを、上下に分割可能な炉本体内に配設されたローラ上に置き、ローラを回転させることによりポットを回転させながら熱処理を行う熱処理炉（分割式ポット回転熱処理炉）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の分割式ポット回転熱処理炉としては、例えば、図６，図７に示すような熱処理炉がある。
【０００３】
この従来の分割式ポット回転熱処理炉は、図６，図７に示すように、上下に分割できるように構成された炉本体５１と、炉本体５１を貫通するように所定の間隔をおいて配設された一対のローラ５２ａ，５２ｂと、ローラ５２ａ，５２ｂ上に置かれ、ローラ５２ａ，５２ｂの回転にともなって回転することにより内部に収容された被熱処理物（図示せず）を転動させながら熱処理を行わしめるための、円筒状のポット５３とを備えて構成されている。
【０００４】
炉本体５１は、昇降手段６０によって、その上側部分（上部炉本体）５１ａを昇降させることにより、炉本体５１を上部炉本体５１ａと下部炉本体５１ｂに分割したり、上下に分割された上部炉本体５１ａと下部炉本体５１ｂを合体させたりすることができるように構成されており、炉本体５１内には、Ｕ字形のヒータ５４がポット５３の横に位置するように配設されている。さらに、炉本体５１には、炉本体５１の内部温度を検出するための熱電対５５が挿入、配設されている。
【０００５】
また、ローラ５２ａ，５２ｂは、図６（ｃ）に示すように、モータ５６、チェーン５７、スプロケット５８などから構成される回転駆動手段５９により回転、駆動されるように構成されている。
【０００６】
上記のように構成された分割式ポット回転熱処理炉は、被熱処理物を入れたポットを回転させながら加熱を行うことにより、均一な熱処理を行うことができるという特徴を有している。
【０００７】
ところで、上記の分割式ポット回転熱処理炉においては、熱処理が終了した後、昇降手段６０により、上部炉本体５１ａを上昇させることにより、炉本体５１を上下に分割し、内部に外気を取り込むことにより冷却を行っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の冷却方法では、冷却速度などの冷却条件を制御するために、上部炉本体５１ａを段階的に徐々に上昇させるようにした場合などにおいては、炉内に高温ガスが滞留して意図するような条件で冷却を行うことが困難であるという問題点があり、また、炉本体５１内の温度とポット５３内の温度の関係にばらつきが生じ、炉本体５１内の温度を検出するだけでは、冷却条件を十分に制御することができないという問題点がある。
【０００９】
また、急冷を行うために、上部炉本体５１ａを急激に上昇させて外気を炉本体５１内に取り入れるようにした場合、ポット５３が急激に冷却され過ぎて変形や破損を招く場合がある。さらに、急冷の際に、冷却条件と実測温度の差が大きくなりすぎて、かえってヒータ５４を加熱させてしまう（すなわち、熱電対５５により検出されるポット５３の外側の炉内雰囲気温度がポット内の温度よりも大幅に低くなり、冷却条件に適合させるためにヒータを作動させてしまう）ことにより、冷却条件を制御することができなくなるという問題点がある。
【００１０】
本願発明は、上記問題点を解決するものであり、冷却条件を確実に制御することが可能で、かつ、急冷にも対応することが可能な熱処理炉を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願第１の発明の熱処理炉は、
上下に分割できるように構成された炉本体と、
少なくとも一部が前記炉本体内に位置するように、所定の間隔をおいて配設された一対のローラと、
前記炉本体内において、前記一対のローラ上に置かれ、前記ローラの回転にともなって回転することにより、内部に収容された被熱処理物を転動させながら熱処理を行わしめるポットと
を具備してなる熱処理炉であって、
熱処理が終了した後の冷却工程において、前記炉本体内の少なくとも前記ポットの近傍に冷却ガスを供給することができるようにしたこと
を特徴としている。
【００１２】
また、前記ポット内の温度を検出するための温度検出手段を設けたことを特徴としている。
【００１３】
また、前記温度検出手段を、前記ポットの回転中心軸に沿って、前記ポット内に挿入、配設することにより、前記ポット内の温度を直接に検出できるようにしたことを特徴としている。
【００１４】
また、本願第２の発明の熱処理炉は、
上下に分割できるように構成された炉本体と、
少なくとも一部が前記炉本体内に位置するように、所定の間隔をおいて配設された一対のローラと、
前記炉本体内において、前記一対のローラ上に置かれ、前記ローラの回転にともなって回転することにより、内部に収容された被熱処理物を転動させながら熱処理を行わしめるポットと
を具備してなる熱処理炉であって、
前記炉本体内の少なくとも前記ポットの近傍及び内部の両方に冷却ガスを供給することができるようにしたこと
を特徴としている。
【００１５】
また、前記ポット内の温度を検出するための温度検出手段を設けたことを特徴としている。
【００１６】
また、冷却ガス供給管及び温度検出手段を、前記ポットの回転中心軸に沿って、前記ポットの内部に挿入することにより、前記ポットの内部に冷却ガスを供給するとともに、前記ポット内の温度を直接に検出できるようにしたことを特徴としている。
【００１７】
【作用】
本願第１の発明の熱処理炉においては、炉本体内の少なくともポットの近傍に冷却ガスを供給するようにしているので、ポットを効率よく冷却するとともに、炉本体内の高温ガスに所定の方向への流れを与えて、排気の効率を向上させることが可能になる。したがって、炉本体内の雰囲気及びポットの内部を効率よく安定した速度で冷却することが可能になり、冷却条件を確実に制御して、意図するような冷却を行うことができるようになる。
【００１８】
また、さらに、前記ポット内の温度を検出するための温度検出手段を設けることにより、被熱処理物に最も近い位置の雰囲気温度を直接に検出することが可能になり、冷却条件をさらに確実に制御することができるようになる。
【００１９】
また、前記温度検出手段を前記ポットの回転中心軸に沿って、前記ポット内に挿入、配設することにより、ポットの回転を妨げることなく、ポット内の温度を直接に検出することができるようになり、本願発明をさらに実効あらしめることが可能になる。
【００２０】
また、本願第２の発明の熱処理炉においては、冷却ガス供給管及び前記温度検出手段を前記ポットの回転中心軸に沿って、前記ポット内に挿入、配設することが望ましい。このようにすることにより、ポットの回転を妨げることなく、ポット内の温度を直接に検出したり、あるいはポット内に冷却ガスを供給するとともに、ポット内の温度を直接に検出したりすることができるようになり、本願発明をさらに実効あらしめることが可能になる。
【００２１】
また、さらに、前記ポット内の温度を検出するための温度検出手段を設けることにより、被熱処理物に最も近い位置の雰囲気温度を直接に検出することが可能になり、冷却条件をさらに確実に制御することができるようになる。
【００２２】
また、冷却ガス供給管及び前記温度検出手段を前記ポットの回転中心軸に沿って、前記ポット内に挿入、配設することにより、ポットの回転を妨げることなく、ポット内に冷却ガスを供給するとともに、ポット内の温度を直接に検出することができるようになり、本願発明をさらに実効あらしめることが可能になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を示してその特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【００２４】
図１は本願第１の発明の一実施の形態にかかる熱処理炉を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【００２５】
この熱処理炉は、上下に分割できるように構成された炉本体１と、炉本体１を貫通するように所定の間隔をおいて配設された一対のローラ２ａ，２ｂと、ローラ２ａ，２ｂ上に置かれ、ローラ２ａ，２ｂの回転にともなって回転して、内部に収容された被熱処理物（図示せず）を転動させながら熱処理を行わしめるポット３と、炉本体１の内部に冷却ガスを供給するための冷却ガス供給管１１ａ，１１ｂ，１１ｃとを備えて構成されている。
【００２６】
また、ローラ２ａ，２ｂは、図１（ｃ）に示すように、モータ６、チェーン７、スプロケット８などから構成される回転駆動手段９により回転、駆動されるように構成されている。
【００２７】
炉本体１は、断熱材やれんがなどの耐火物を用いて構成されている。また、炉本体１は、昇降手段１０によって、その上側部分（上部炉本体）１ａを昇降させることにより、炉本体１を上部炉本体１ａと下部炉本体１ｂに分割したり、上下に分割された上部炉本体１ａと下部炉本体１ｂを合体させたりすることができるように構成されている。
【００２８】
また、炉本体１内には、Ｕ字形のヒータ４がポット３の横に位置するように配設されているとともに、炉本体１内の雰囲気温度を検出するための温度検出手段（ここでは熱電対）５が挿入、配設されている。そして、この熱電対５により検出される温度に応じてヒータ４による加熱条件が制御されるように構成されている。
【００２９】
なお、冷却ガス供給管（第１の冷却ガス供給管）１１ａは、ポット３の近傍に冷却ガスを供給することができるように、ローラ２ａ，２ｂの間のやや下側の位置に挿入されており、また、２本の冷却ガス供給管（第１の冷却ガス供給管）１１ｂ，１１ｃは、ローラ２ａ，２ｂの外側の位置に配設されている。また、ローラ２ａ，２ｂや冷却ガス供給管１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、耐火性に優れた炭化ケイ素やアルミナなどの耐火材料や、あるいはインコネルなどの耐熱性に優れた金属材料から構成されている。
【００３０】
また、冷却ガス供給管１１ａ，１１ｂ，１１ｃには、所定の位置に冷却ガスが吹き出すガス供給穴（図示せず）が形成されている。なお、第１の冷却ガス供給管１１ａのガス供給穴は、通常、そこから吹き出す冷却ガスがポット３の中心部に向うものと、ポット３の外周部に向うものとが所定の割合になるように形成することが望ましい。また、第２の冷却ガス供給管１１ｂ，１１ｃのガス供給穴は、上部炉本体１ａを上昇させたときに、上部炉本体１ａ及び下部炉本体１ｂの間に形成される隙間から、炉本体１内の雰囲気ガスが外部に排出されるような方向に冷却ガスが吹き出すような位置に形成されていることが望ましい。なお、図２（ａ）は第１の冷却ガス供給管１１ａに、その長手方向に一列にガス供給穴を形成し、そのガス供給穴から、ポット３の中心方向に向って冷却ガスを吹き出させた状態、図２（ｂ）は２列にガス供給穴を形成し、各ガス供給穴からポット３の外周方向に向って冷却ガスを吹き出させた状態、図２（ｃ）は３列にガス供給穴を形成し、各ガス供給穴からポット３の中心方向及び外周方向に向って冷却ガスを吹き出させた状態を示している。
【００３１】
また、図３は、冷却ガス供給管１１ａ，１１ｂ（図３では冷却ガス供給管１１ｃは省略している）から冷却ガスを吹き出すことにより、ポット３を冷却するとともに、上部炉本体１ａと下部炉本体１ｂの間の隙間から、炉本体１内の雰囲気ガスを外部に排出するようにした冷却工程を示している。
【００３２】
上記の熱処理炉においては、ポット３の近傍（及び炉本体１内の雰囲気ガスを外部に流出させるのに好適な位置）に冷却ガスを供給するようにしているので、ポットを効率よく冷却するとともに、炉本体内の高温ガスに所定の方向への流れを与えて、排気の効率を向上させることが可能になる。したがって、炉本体１内の雰囲気及びポット３の内部を効率よく安定した速度で冷却することが可能になり、冷却条件を確実に制御して、意図するような冷却を行うことができる。
【００３３】
なお、前述の従来の方法では、冷却に約６時間を要していたが、第１の冷却ガス供給管１１ａのみを設けた場合において、▲１▼冷却ガス供給管１１ａに、その長手方向に一列にガス供給穴を形成し（図２（ａ））、そのガス供給穴から、ポット３の中心方向に向って冷却ガスを吹き出させた場合、▲２▼２列にガス供給穴を形成し、各ガス供給穴からポット３の外周方向に向って冷却ガスを吹き出させた場合（図２（ｂ））、▲３▼３列にガス供給穴を形成し、各ガス供給穴からポット３の中心方向及び外周方向に向って冷却ガスを吹き出させた場合（図２（ｃ））及び、さらに、第１の冷却ガス供給管１１ａとともに、第２の冷却ガス供給管１１ｂ，１１ｃ（ガス供給穴は１列）を設けた場合の冷却時間を表１に示す。
【００３４】
【表１】
0003593771.tif 000002
【００３５】
表１より、第１の冷却ガス供給管のみを設けた場合でも、冷却時間が大幅に短縮されることがわかる。また、ガス供給穴の列数を増やすと冷却時間がさらに短縮されることがわかる。また、第２の冷却ガス供給管を設けた場合には、さらに冷却時間が短くなることがわかる。
【００３６】
また、図４は、本願第２の発明の実施の形態にかかる熱処理炉の要部を示す斜視図である。なお、この熱処理炉は、図４に示すようにポット３の端面３ａに形成された挿入穴２３から、ポット３の回転中心軸Ｘに沿って、ポット用冷却ガス供給管２１及びポット内部温度検出手段（ここでは熱電対）２２をポット３の内部に挿入することにより、ポット３の内部に冷却ガスを供給するとともに、ポット３の内部温度を直接に検出することができるように構成されている。なお、この熱処理炉においては、ポット３の近傍などへも冷却ガスを供給することができるように、上記の実施の形態にかかる熱処理炉（図１〜図３）の冷却ガス供給管１１ａ，１１ｂ，１１ｃに相当する冷却ガス供給管が配設されているが、図４で図示を省略している。
【００３７】
また、ポット内部温度検出手段（熱電対）２２は、炉本体１の外側でポット用冷却ガス供給管２１に固定されている。
【００３８】
その他の構成は、上述の熱処理炉（図１〜図３）と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００３９】
この熱処理炉においては、炉本体１内のみではなく、被熱処理物の入ったポット３の内部にも冷却ガスを供給するようにしているので、ポット３の内部と外部の両方から冷却を行って、ポット３内の温度を所定の温度にまで速やかに冷却することが可能になり、急冷を行う場合を含めて、冷却条件をより確実に制御することができるようになる。
【００４０】
なお、上記熱処理炉を用いた場合の、冷却工程における炉内温度（ほぼポットの内部温度と同じ）と冷却時間との関係を図５に示す。図５より、本願発明の熱処理炉においては、冷却時間が従来の熱処理炉に比べて大幅に短縮されることがわかる。
【００４１】
また、ポット３の回転中心軸Ｘに沿って、ポット用冷却ガス供給管２１及びポット内部温度検出手段（熱電対）２２をポット３の内部に挿入するようにしているので、ポット３の回転を妨げることなく、ポット３内に冷却ガスを確実に供給するとともに、ポット３内の温度を直接に検出することができるようになり、本願発明をより実効あらしめることが可能になる。
【００４２】
なお、本願発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、ポットの近傍や内部に冷却ガスを供給するための具体的な構成、炉本体の構造や炉本体を分割するための機構、ポットの具体的な構造や回転速度、熱処理及び冷却の具体的な条件などに関し、発明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００４３】
【発明の効果】
上述のように、本願第１の発明の熱処理炉は、炉本体内の少なくともポットの近傍に冷却ガスを供給するようにしているので、ポットを効率よく冷却するとともに、炉本体内の高温ガスに所定の方向への流れを与えて、排気の効率を向上させることが可能になる。したがって、炉本体内の雰囲気及びポットの内部を効率よく安定した速度で冷却することが可能になり、冷却条件を確実に制御して、意図するような冷却を行うことが可能になる。
【００４４】
また、本願第２の発明の熱処理炉は、炉本体内のみではなく、被熱処理物の入ったポットの内部にも冷却ガスを供給するようにしているので、ポット内の温度を所定の温度にまで速やかに冷却することが可能になり、急冷を行う場合を含めて、冷却条件をより確実に制御することが可能になる。
【００４５】
また、本願発明の熱処理炉において、ポット内の温度を検出するための温度検出手段を設けた場合、被熱処理物に最も近い位置の雰囲気温度を直接に検出することが可能になり、冷却条件をさらに確実に制御することが可能になる。
【００４６】
また、本願発明の熱処理炉において、温度検出手段又は、温度検出手段及び冷却ガス供給管を、ポットの回転中心軸に沿ってポット内に挿入、配設するようにした場合、ポットの回転を妨げることなく、ポット内の温度を直接に検出したり、あるいはポット内に冷却ガスを供給するとともに、ポット内の温度を直接に検出したりすることができるようになり、本願発明をさらに実効あらしめることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願第１の発明の実施の形態にかかる熱処理炉の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図２】本願第１の発明の実施の形態にかかる熱処理炉において、冷却ガス供給管から冷却ガスを吹き出している状態を模式的に示す図であり、（ａ）はポットの中心方向に向って冷却ガスを吹き出させた状態、（ｂ）はポットの外周方向に冷却ガスを吹き出させた状態、（ｃ）はポットの中心方向及び外周方向に向って冷却ガスを吹き出させた状態を示す図である。
【図３】本願第１の発明の実施の形態にかかる熱処理炉において、冷却ガス供給管から冷却ガスを吹き出すことにより、ポットを冷却するとともに、炉本体内の雰囲気ガスを外部に排出している状態を示す図である。
【図４】本願第２の発明の実施の形態にかかる熱処理炉の要部を示す斜視図である。
【図５】本願第２の発明の実施の形態にかかる熱処理炉を用いた場合の、冷却工程における炉内温度と冷却時間との関係を示す図である。
【図６】従来の熱処理炉の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図７】従来の熱処理炉の炉本体を上下に分割した状態を示す図である。
【符号の説明】
１                      炉本体
１ａ                    上部炉本体
１ｂ                    下部炉本体
２ａ，２ｂ              ローラ
３                      ポット
３ａ                    ポットの端面
４                      ヒータ
５                      温度検出手段（熱電対）
６                      モータ
７                      チェーン
８                      スプロケット
９                      回転駆動手段
１０                    昇降手段
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ  冷却ガス供給管
２１                    ポット用冷却ガス供給管
２２                    ポット内部温度検出手段（熱電対）
２３                    挿入穴
【図１】
0003593771.tif 000003
【図２】
0003593771.tif 000004
【図３】
0003593771.tif 000005
【図４】
0003593771.tif 000006
【図５】
0003593771.tif 000007
【図６】
0003593771.tif 000008
【図７】
0003593771.tif 000009