【手続補正書】
【提出日】平成27年2月16日(2015.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状の被処理材の熱処理方法であって、
伝達した熱を輻射熱として放射する輻射変換材で形成された被覆体によって、前記被処理材の外周面を周方向に覆う被処理材被覆工程と、
前記被覆体で覆われた前記被処理材を、周囲から加熱または冷却することで熱処理を行う熱処理工程とを備え、
前記被処理材は、回転軸を挿入可能な軸孔を有するインペラであり、
前記軸孔の内部に輻射変換材で形成された軸孔挿入体を挿入する第一挿入工程をさらに備え、
前記熱処理工程は、前記軸孔内部に前記軸孔挿入体が挿入された状態で行うことを特徴とする熱処理方法。
【請求項２】
円盤状の被処理材の熱処理方法であって、
伝達した熱を輻射熱として放射する輻射変換材で形成された被覆体によって、前記被処理材の外周面を周方向に覆う被処理材被覆工程と、
前記被覆体で覆われた前記被処理材を、周囲から加熱または冷却することで熱処理を行う熱処理工程とを備え、
前記被処理材は、内部に流路を有するインペラであり、
前記流路内部に前記輻射変換材で形成された流路挿入体を挿入する第二挿入工程をさらに備え、
前記熱処理工程は、前記流路内部に前記流路挿入体が挿入された状態で行うことを特徴とする熱処理方法。
【請求項３】
円盤状の被処理材の熱処理方法であって、
伝達した熱を輻射熱として放射する輻射変換材で形成された被覆体によって、前記被処理材の外周面を周方向に覆う被処理材被覆工程と、
前記被覆体で覆われた前記被処理材を、周囲から加熱または冷却することで熱処理を行う熱処理工程とを備え、
前記被処理材は、回転軸を挿入可能な軸孔を有するインペラであり、
前記軸孔の内部に輻射変換材で形成された軸孔挿入体を挿入する第一挿入工程をさらに備え、
前記熱処理工程は、前記軸孔内部に前記軸孔挿入体が挿入された状態で行い、
前記被処理材は、内部に流路を有するインペラであり、
前記流路内部に前記輻射変換材で形成された流路挿入体を挿入する第二挿入工程をさらに備え、
前記熱処理工程は、前記流路内部に前記流路挿入体が挿入された状態で行うことを特徴とする熱処理方法。
【請求項４】
前記被処理材被覆工程では、前記被覆体として通気性を有する輻射変換材で形成されたものを用い、
前記熱処理工程では、通気性を有する前記被覆体により、該被覆体の外側から前記被処理材へ、熱処理雰囲気における流体を流通させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の熱処理方法。
【請求項５】
前記被処理材被覆工程では、前記被覆体によって前記被処理材を軸方向からも覆うことを特徴とする請求項４に記載の熱処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
即ち、本発明に係る熱処理方法は、円盤状の被処理材の熱処理方法であって、伝達した熱を輻射熱として放射する輻射変換材で形成された被覆体によって、前記被処理材の外周面を周方向に覆う被処理材被覆工程と、前記被覆体で覆われた前記被処理材を、周囲から加熱または冷却することで熱処理を行う熱処理工程とを備え、また、前記被処理材は、回転軸を挿入可能な軸孔を有するインペラであり、前記軸孔の内部に輻射変換材で形成された軸孔挿入体を挿入する第一挿入工程をさらに備え、前記熱処理工程は、前記軸孔内部に前記軸孔挿入体が挿入された状態で行うことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
このような熱処理方法によると、被処理材被覆工程によって、輻射変換材よりなる被覆体で被処理材を周方向に覆った状態で熱処理工程を実行するため、伝達された熱が被覆体へ入射されて、被覆体が加熱された後に、この被覆体から被処理材へ、熱を周方向均一に放射することが可能となる。即ち、伝達した熱を直接被処理材へ入射させずに被覆体を介して入射させることによって、伝達した熱を被覆体が単に遮断するだけでなく、対流によって周方向不均一に被覆体へ伝達された熱が、被覆体内で熱伝導して、被覆体全体を均一加熱する。そして、被覆体が輻射変換材で形成されていることにより、このように熱伝導によって均一加熱された被覆体からは、輻射熱伝達によって周方向均一に熱放射することができ、熱処理時間の所要時間を長くすることなく、熱処理工程での均熱化が可能となる。
また、このような軸孔挿入体を挿入する第一挿入工程によって、熱処理雰囲気における流体の淀みが発生し易い軸孔内で、放射伝熱を促進でき、熱処理時にさらなる均熱化が可能となる。
また、本発明に係る熱処理方法は、円盤状の被処理材の熱処理方法であって、伝達した熱を輻射熱として放射する輻射変換材で形成された被覆体によって、前記被処理材の外周面を周方向に覆う被処理材被覆工程と、前記被覆体で覆われた前記被処理材を、周囲から加熱または冷却することで熱処理を行う熱処理工程とを備え、前記被処理材は、内部に流路を有するインペラであり、前記流路内部に前記輻射変換材で形成された流路挿入体を挿入する第二挿入工程をさらに備え、前記熱処理工程は、前記流路内部に前記流路挿入体が挿入された状態で行うことを特徴とする。
このような流路挿入体を挿入する第二挿入工程によって、熱処理雰囲気における流体の淀みが発生し易い流路内で、放射伝熱を促進でき、熱処理時にさらなる均熱化が可能となる。
また、本発明に係る熱処理方法は、円盤状の被処理材の熱処理方法であって、伝達した熱を輻射熱として放射する輻射変換材で形成された被覆体によって、前記被処理材の外周面を周方向に覆う被処理材被覆工程と、前記被覆体で覆われた前記被処理材を、周囲から加熱または冷却することで熱処理を行う熱処理工程とを備え、前記被処理材は、回転軸を挿入可能な軸孔を有するインペラであり、前記軸孔の内部に輻射変換材で形成された軸孔挿入体を挿入する第一挿入工程をさらに備え、前記熱処理工程は、前記軸孔内部に前記軸孔挿入体が挿入された状態で行い、前記被処理材は、内部に流路を有するインペラであり、前記流路内部に前記輻射変換材で形成された流路挿入体を挿入する第二挿入工程をさらに備え、前記熱処理工程は、前記流路内部に前記流路挿入体が挿入された状態で行うことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
【図１】本発明の参考例に係るインペラを破断して示す斜視図である。
【図２】本発明の参考例に係るインペラの熱処理方法に関し、工程を示すフロー図である。
【図３】本発明の参考例に係るインペラの熱処理方法に関し、インペラ被覆工程を示す斜視図である。
【図４】本発明の参考例に係るインペラの熱処理方法に関し、インペラ被覆工程を示す側面図である。
【図５】本発明の参考例に係るインペラの熱処理方法に関し、仮に、インペラ被覆工程を実行しない場合の、冷却工程での窒素ガスの流動の様子を解析した側面図である。
【図６】本発明の参考例に係るインペラの熱処理方法に関し、インペラ被覆工程での均熱化治具が異なる場合を示す側面図である。
【図７】本発明の参考例に係るインペラの熱処理方法に関し、インペラ被覆工程での均熱化治具が異なる場合の、均熱化治具の斜視図である。
【図８】本発明の実施形態に係るインペラの熱処理方法に関し、工程を示すフロー図である。
【図９】本発明の実施形態に係るインペラの熱処理方法に関し、第一挿入工程、第二挿入工程を示す側面図である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
以下、本発明の参考例に係る円盤状の被処理材として、インペラ１の熱処理方法について説明する。
図１に示すように、本参考例により熱処理されるインペラ１は、流体の増圧を行なう圧縮機等の回転機械に用いられる。
またこのインペラ１は、軸線Ｐを中心として互いに一体をなすディスク１ａとカバー１ｂとブレード１ｃとから構成されている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
なお、本参考例ではインペラ１は均熱化治具２の下底面１４上に配されているため、インペラ１の下方向からの加熱は下底面１４からの熱伝導が主体となる。この場合も、インペラ１の軸線Ｐに回転対称な箇所で下底面１４に対して接触しているため、加熱度合いに差異を生じることはない。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
また、さらに、図５の解析結果に示すように、従来の方法では、冷却工程Ｓ３ｂにおいては、窒素ガスＧを下方から吹き付けた場合、窒素ガスＧの流動分布が不均一となっていることが確認できる。即ち、インペラ１の底部のディスク１ａに窒素ガスＧが接触した後に、インペラ１の径方向外側に窒素ガスＧが周り込むように流動している。
この点、本参考例の冷却工程Ｓ３ｂでは、加熱工程Ｓ３ａと同様に、均熱化治具２でインペラ１を覆うことで、放射伝熱によってインペラ１の均一冷却が可能である。さらに、この均熱化治具２は通気性を有しているため、冷却工程Ｓ３ｂにおいて窒素ガスＧを吹き付けた際には、均熱化治具２とインペラ１との間で、窒素ガスＧが淀んでしまうことを抑制できる。従って、対流熱伝達効果の向上によって熱処理工程Ｓ３の時間短縮に繋がる。なお、図示はしないが、均熱化治具２の通気度を空隙率８０パーセントとして、均熱化治具２を設けた状態での解析も行い、良好な結果を得た。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
本参考例のインペラ１の熱処理方法によると、均熱化治具２による放射伝熱を用いることで、熱処理工程Ｓ３での均一加熱、及び均一冷却が可能となり、従来のようにインペラ１に余肉を設けた状態で熱処理を行なう必要がなくなる。よって、余肉の低減を図り、余肉部分の加工工数、及び材料費のコストダウンも可能となる。また、輻射率が高い輻射変換材からなる均熱化治具２をインペラ１を取り囲むように配したことで加熱効率が向上する。このため、熱処理工程に要する時間が長くなることを防止できるとともに、冷却工程３ｂでの時間短縮を達成でき、熱処理工程Ｓ３全体の所要時間短縮に繋がる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
次に、本発明の実施形態に係るインペラ１の熱処理方法について説明する。
なお、参考例と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
図８に示すように、本実施形態の熱処理方法は、インペラ被覆工程Ｓ２の後に、さらに第一挿入工程Ｓ１０と第二挿入工程Ｓ１１とを備えている点で、参考例とは異なっている。