(57)【要約】【課題】航空部品に対して好適に焼入れを行うと共に、焼入れ作業の効率化を図ることができる航空部品の焼入れ装置等を提供する。【解決手段】溶体化処理された航空部品５に焼入れを行う航空部品５の焼入れ装置１２において、航空部品５を内部に収容可能な焼入れ室２１と、航空部品５を焼入れ室２１の外部から内部へ搬送する搬送装置２２と、焼入れ室２１の内部に設けられ、航空部品５に向かって、冷却材を噴霧する冷却装置２３と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理された航空部品に焼入れを行う航空部品の焼入れ装置において、
前記航空部品を内部に収容可能な焼入れ室と、
前記航空部品を前記焼入れ室の外部から内部へ搬送する搬送装置と、
前記焼入れ室の内部に設けられ、前記航空部品に向かって、冷却材を噴霧する冷却装置と、を備えることを特徴とする航空部品の焼入れ装置。
【請求項２】
前記航空部品は、搬送用のバスケットの内部に収容され、
前記バスケットは、前記冷却装置から噴霧される前記冷却材が通過可能な網目を有し、
前記搬送装置は、前記バスケットを搬送することを特徴とする請求項１に記載の航空部品の焼入れ装置。
【請求項３】
前記冷却装置は、噴霧した前記冷却材の水平面内における噴霧投影領域が、前記航空部品を覆う領域となっていることを特徴とする請求項１または２に記載の航空部品の焼入れ装置。
【請求項４】
前記冷却装置は、前記航空部品に対して多方向から前記冷却材を噴霧することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の航空部品の焼入れ装置。
【請求項５】
前記冷却装置は、前記冷却材を噴霧する複数の噴霧ノズルを有し、
複数の前記噴霧ノズルから噴霧される前記冷却材の噴霧量は、それぞれ同じ噴霧量となっていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の航空部品の焼入れ装置。
【請求項６】
前記各噴霧ノズルから噴霧される前記冷却材の水平面内におけるノズル噴霧領域の形状は、円形となっていることを特徴とする請求項５に記載の航空部品の焼入れ装置。
【請求項７】
前記各噴霧ノズルから噴霧される前記冷却材の水平面内におけるノズル噴霧領域の形状は、前記航空部品の搬送方向が短く、前記搬送方向に直交する幅方向が長い、非円形となっていることを特徴とする請求項５に記載の航空部品の焼入れ装置。
【請求項８】
複数の前記噴霧ノズルは、水平面内において、千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の航空部品の焼入れ装置。
【請求項９】
前記焼入れ室は、前記航空部品が搬入される入口部と、前記航空部品が搬出される出口部とを有し、
前記搬送装置は、前記焼入れ室の外部から、前記入口部を介して前記焼入れ室の内部を経て、前記出口部を介して前記焼入れ室の外部まで至る搬送経路となっており、
前記焼入れ室の前記入口部側における前記搬送経路は、前記航空部品を高速で搬送する高速搬送経路となっており、
前記高速搬送経路の前記出口部側における前記搬送経路は、前記高速搬送経路に比して前記航空部品を低速で搬送する低速搬送経路となっており、
前記冷却装置は、前記低速搬送経路において、前記冷却材を噴霧することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の航空部品の焼入れ装置。
【請求項１０】
前記焼入れ室内の下部に設けられ、噴霧された前記冷却材を溜めるタンクと、
前記タンクに溜められた前記冷却材を、前記冷却装置へ向かって供給する冷却循環供給系統と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の航空部品の焼入れ装置。
【請求項１１】
前記航空部品を加熱する加熱装置と、
前記加熱装置により熱処理された前記航空部品に焼入れを行う、請求項１から１０のいずれか１項に記載の航空部品の焼入れ装置と、を備えることを特徴とする熱処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱処理された航空部品に焼入れを行う航空部品の焼入れ装置及び熱処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、焼入れ装置として、炉本体の出口部付近外方において、被熱処理材料に水を噴射する冷却装置を設置した連続熱処理炉が知られている（例えば、特許文献１参照）。この連続熱処理炉では、炉本体の出口部から排出された被熱処理材料を急冷すべく、冷却装置を可能な限り炉本体の出口部に配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−２５６７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の連続熱処理炉では、外部において冷却水を被熱処理材料に噴射することから、被熱処理材料に噴き当てられた冷却水が飛散し、飛散した冷却水が炉本体の内部に入り込む可能性がある。このため、熱処理された被熱処理材料の焼入れを行う前に、被熱処理材料の温度が低下する（緩冷却となる）ことから、被熱処理材料の急冷を好適に行うことが困難となる。
【０００５】
ここで、被熱処理材料として、航空部品が適用される場合、航空部品の焼入れに関するクライテリア（要求される焼入れの基準）は、厳しいものとなっており、通常、航空部品の焼入れは、バッチ処理によって行われている。具体的に、航空部品は、ケージに複数収容された状態で加熱炉において加熱され、加熱炉から取り出したケージを、冷却水で満たされた焼入れ槽に浸漬することで、焼入れを行っている。ここで、焼入れ槽には、焼入れ時において航空部品に発生する歪みを抑制するための歪み防止剤が添加される場合がある。
【０００６】
バッチ処理によって航空部品に焼入れを行う場合、航空部品の焼入れ作業に伴う作業時間が長くなることから、焼入れ作業の効率化を図ることが困難である。また、ケージには、複数の航空部品が収容されることから、焼入れが好適に行われなかった場合、不良となる航空部品が多く発生する可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は、航空部品に対して好適に焼入れを行うと共に、焼入れ作業の効率化を図ることができる航空部品の焼入れ装置及び熱処理システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の航空部品の焼入れ装置は、熱処理された航空部品に焼入れを行う航空部品の焼入れ装置において、前記航空部品を内部に収容可能な焼入れ室と、前記航空部品を前記焼入れ室の外部から内部へ搬送する搬送装置と、前記焼入れ室の内部に設けられ、前記航空部品に向かって、冷却材を噴霧する冷却装置と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、焼入れ室内において、航空部品に冷却材を噴霧することにより、冷却材が焼入れ室外に飛散することなく、焼入れ室外における航空部品の温度低下（緩冷却）を抑制しつつ、焼入れ室内において冷却装置により航空部品を好適に冷却することができる。このとき、航空部品への冷却材の噴霧が調整されることで、航空部品に発生する熱ムラ（熱分布の偏在）を抑制することができるため、航空部品に発生する歪みを抑制することができる。このため、歪み防止剤を添加する必要がなく、冷却材として、水と空気とを混合したものを用いることができるため、環境負荷を軽減することが可能となる。また、航空部品を焼入れ室に搬入して焼入れを行い、焼入れ後の航空部品を焼入れ室から搬出することで、航空部品を連続的に冷却することができるため、航空部品の焼入れ作業の効率化を図ることができる。なお、航空部品は、例えば、アルミ合金等の金属材料を用いた小型の部品を対象としている。また、航空部品は、平滑面を有する平板、曲面を有する部材、所定の角度となるアングル材等、いずれの形状のものに適用可能である。
【００１０】
また、前記航空部品は、搬送用のバスケットの内部に収容され、前記バスケットは、前記冷却装置から噴霧される前記冷却材が通過可能な網目を有し、前記搬送装置は、前記バスケットを搬送することが、好ましい。
【００１１】
この構成によれば、航空部品をバスケットに入れることで、航空部品を保護しつつ、安定的に搬送することができる。
【００１２】
また、冷却装置は、噴霧した冷却材の水平面内における噴霧投影領域が、航空部品を覆う領域となっていることが、好ましい。
【００１３】
この構成によれば、航空部品の水平面内における全域に、冷却装置から冷却材を噴霧することができるため、航空部品の冷却を好適に行うことができる。
【００１４】
また、前記冷却装置は、前記航空部品に対して多方向から前記冷却材を噴霧することが、好ましい。
【００１５】
この構成によれば、航空部品全体に、冷却装置から冷却材を噴霧することができるため、航空部品の冷却を好適に行うことができる。なお、冷却装置は、例えば、鉛直方向の上方側から航空部品の上面側に冷却材を噴射すると共に、鉛直方向の下方側から航空部品の下面側に冷却材を噴射する。
【００１６】
また、前記冷却装置は、前記冷却材を噴霧する複数の噴霧ノズルを有し、複数の前記噴霧ノズルから噴霧される前記冷却材の噴霧量は、それぞれ同じ噴霧量となっていることが、好ましい。
【００１７】
この構成によれば、複数の噴霧ノズルにおける噴霧の条件を同じ条件とすることができるため、冷却装置の運用を簡易なものとすることができる。
【００１８】
また、前記各噴霧ノズルから噴霧される前記冷却材の水平面内におけるノズル噴霧領域の形状は、円形となっていることが、好ましい。
【００１９】
この構成によれば、噴霧ノズルから噴霧される冷却材を、水平面内において、航空部品に対して円形に噴霧することができる。なお、複数のノズル噴霧領域は、航空部品を覆う噴霧投影領域となるように配置される。
【００２０】
また、前記各噴霧ノズルから噴霧される前記冷却材の水平面内におけるノズル噴霧領域の形状は、前記航空部品の搬送方向が短く、前記搬送方向に直交する幅方向が長い、非円形となっていることが、好ましい。
【００２１】
この構成によれば、噴霧ノズルから噴霧される冷却材を、水平面内において、航空部品に対して楕円形及び長円形等の非円形に噴霧することができる。なお、複数のノズル噴霧領域は、航空部品を覆う噴霧投影領域となるように配置される。
【００２２】
また、複数の前記噴霧ノズルは、水平面内において、千鳥状に配置されていることが、好ましい。
【００２３】
この構成によれば、航空部品を覆うように、複数の噴霧ノズルから冷却材を噴霧することができるため、航空部品の冷却を好適に行うことができる。なお、複数の噴霧ノズルを千鳥状に配置する場合、例えば、航空部品の搬送方向に直交する幅方向に複数並べて設けた一列の噴霧ノズルを、搬送方向に複数列設ける。そして、幅方向において、搬送方向に隣接する一方の列の噴霧ノズル同士の中央に、搬送方向に隣接する他方の列の噴霧ノズルを配置することで、複数の噴霧ノズルを千鳥状に配置する。
【００２４】
また、前記焼入れ室は、前記航空部品が搬入される入口部と、前記航空部品が搬出される出口部とを有し、前記搬送装置は、前記焼入れ室の外部から、前記入口部を介して前記焼入れ室の内部を経て、前記出口部を介して前記焼入れ室の外部まで至る搬送経路となっており、前記焼入れ室の前記入口部側における前記搬送経路は、前記航空部品を高速で搬送する高速搬送経路となっており、前記高速搬送経路の前記出口部側における前記搬送経路は、前記高速搬送経路に比して前記航空部品を低速で搬送する低速搬送経路となっており、前記冷却装置は、前記低速搬送経路において、前記冷却材を噴霧することが、好ましい。
【００２５】
この構成によれば、焼入れ室の入口部において航空部品を高速で搬送するため、熱処理された航空部品を、焼入れ室内に迅速に搬入することができ、焼入れ前の航空部品の温度低下を抑制することができる。また、焼入れ室内に搬入した航空部品の焼入れ時において、航空部品を低速で搬送するため、航空部品の冷却を十分に行うことができる。
【００２６】
また、前記焼入れ室内の下部に設けられ、噴霧された前記冷却材を溜めるタンクと、前記タンクに溜められた前記冷却材を、前記冷却装置へ向かって供給する冷却循環供給系統と、をさらに備えることが、好ましい。
【００２７】
この構成によれば、冷却材を循環させて再利用することができるため、冷却材の消費量を抑制することができ、また、冷却材の排出を抑制できるため、環境負荷の低減を図ることができる。なお、冷却循環供給系統には、冷却材を冷却するチラー、冷却材を供給するためのポンプ及び冷却材をろ過するフィルタ等を設けてもよい。
【００２８】
本発明の熱処理システムは、前記航空部品を加熱する加熱装置と、前記加熱装置により熱処理された前記航空部品に焼入れを行う、上記の焼入れ装置と、を備えることを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、加熱装置によって熱処理された航空部品に対して、焼入れ装置により好適に焼入れを行うと共に、航空部品への焼入れを連続的に行うことができるため、効率のよいシステムとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本実施形態に係る焼入れ装置を備える熱処理システムを表す概略図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る焼入れ装置の冷却装置に設けられる複数の噴射ノズルの配置の一例を示す図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る焼入れ装置の冷却循環供給系統を示す説明図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る焼入れ装置の冷却装置に設けられる複数の噴射ノズルの配置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。
【００３２】
［実施形態］
図１は、本実施形態に係る焼入れ装置を備える熱処理システムを表す概略図である。図２は、本実施形態に係る焼入れ装置の冷却装置に設けられる複数の噴射ノズルの配置の一例を示す図である。図３は、本実施形態に係る焼入れ装置の冷却循環供給系統を示す説明図である。図４は、本実施形態に係る焼入れ装置の冷却装置に設けられる複数の噴射ノズルの配置の一例を示す図である。
【００３３】
本実施形態の熱処理システム１は、航空部品５を加熱して溶体化処理（熱処理）を行うと共に、溶体化処理後の航空部品５を冷却して焼入れを行うシステムとなっている。この熱処理システム１において、航空部品５は、バスケット６に収容された状態で各処理が行われる。先ず、熱処理システム１の説明に先立ち、航空部品５及びバスケット６について説明する。
【００３４】
航空部品５は、アルミニウム合金等の金属材料を用いて構成されている。アルミニウム合金は、例えば、ジュラルミンであり、Ａｌ−Ｃｕ系のＪＩＳ２０００系アルミニウム合金、及びＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ−Ｚｎ系のＪＩＳ７０００系アルミニウム合金が例示される。熱処理システム１において対象となる航空部品５は、小型のものであり、バスケット６に収容可能な大きさとなっている。具体的に、航空部品５は、人の手で取り扱うことが可能な手のひらサイズとなっている。また、航空部品５は、いずれの形状となる部品であってもよく、例えば、平滑面を有する平板、曲面を有する部材、所定の角度となるアングル材等を適用可能である。
【００３５】
バスケット６は、上面が開口する長方体形状のカゴであり、バスケット６の四方側面及び底面は網目を有する金網材を用いて構成されている。航空部品５は、バスケット６の底面に載置されることで、バスケット６の内部に収容される。このバスケット６は、複数の航空部品５を収容可能となっており、後述する冷却装置２３から冷却材が噴霧されると、冷却材は、網目を通過して、内部に収容された航空部品５に噴き当たる。
【００３６】
次に、図１を参照して、熱処理システム１について説明する。図１に示すように、熱処理システム１は、加熱装置１１と、焼入れ装置１２とを備えている。
【００３７】
加熱装置１１は、バスケット６に収容された航空部品５を連続的に加熱して溶体化処理を行うものである。加熱装置１１は、加熱された航空部品５を順次搬出する搬出口１４が設けられている。搬出口１４から搬出された溶体化処理後の航空部品５は、焼入れ装置１２へ向けて搬送される。
【００３８】
焼入れ装置１２は、溶体化処理が行われた航空部品５に対して冷却材を噴霧することにより、航空部品５に焼入れを行っている。焼入れ装置１２は、焼入れ室２１と、搬送装置２２と、冷却装置２３と、タンク２４と、冷却循環供給系統２５と、制御部２６と、を有している。
【００３９】
焼入れ室２１は、加熱装置１１に隣接して設けられており、長方体形状の箱状に形成されている。焼入れ室２１には、航空部品５が搬入される入口部２８と、航空部品５が搬出される出口部２９とが設けられている。入口部２８及び出口部２９は、バスケット６が通過可能な開口となっている。また、焼入れ室２１には、排気口３０が設けられており、この排気口３０を介して焼入れ室２１内の内部雰囲気が排出される。
【００４０】
搬送装置２２は、焼入れ室２１の外部から、入口部２８を介して焼入れ室２１の内部を経て、出口部２９を介して焼入れ室２１の外部まで至る搬送経路３５となっている。つまり、搬送経路３５は、焼入れ室２１の内外を連通して水平方向に直線状に設けられている。この搬送装置２２は、搬送経路３５に沿って並べて設けられる複数の搬送ローラ３６と、複数の搬送ローラ３６を回転駆動するための駆動モータ３７と、駆動モータ３７の動力を各搬送ローラ３６に伝達する図示しない動力伝達機構とを含んで構成されている。
【００４１】
複数の搬送ローラ３６は、全てが駆動ローラとなっており、搬送経路３５上に載置されたバスケット６を搬送経路３５に沿って搬送する。複数の搬送ローラ３６は、搬送方向に所定の間隔を空けて並べて設けられ、各搬送ローラ３６の軸方向は、水平面内において搬送方向に直交する幅方向となっている。
【００４２】
ここで、焼入れ室２１の入口部２８側における搬送経路３５は、高速搬送経路３５ａとなっており、高速搬送経路３５ａの出口部２９側における搬送経路３５は、高速搬送経路３５ａに比して航空部品５を低速で搬送する低速搬送経路３５ｂとなっている。
【００４３】
高速搬送経路３５ａは、焼入れ室２１の外部から、焼入れ室２１の入口部２８を経て、焼入れ室２１の入口部２８側の内部まで至る経路となっている。そして、高速搬送経路３５ａに設けられる複数の搬送ローラ３６は、低速搬送経路３５ｂに設けられる複数の搬送ローラ３６に比して、回転速度が速くなっている。
【００４４】
低速搬送経路３５ｂは、焼入れ室２１の入口部２８側の内部から、焼入れ室２１の出口部２９を経て、焼入れ室２１の外部まで至る経路となっている。そして、低速搬送経路３５ｂに設けられる複数の搬送ローラ３６は、高速搬送経路３５ａに設けられる複数の搬送ローラ３６に比して、回転速度が遅くなっている。なお、低速搬送経路３５ｂにおいて搬送される航空部品５には、後述する冷却装置２３から冷却材が噴霧されることで、焼入れが行われる。
【００４５】
駆動モータ３７は、焼入れ室２１の内部に設けられ、動力伝達機構を介して、複数の搬送ローラ３６を回転駆動させている。駆動モータ３７の動力は、動力伝達機構により、高速搬送経路３５ａの搬送ローラ３６と、低速搬送経路３５ｂの搬送ローラ３６とに分配される。具体的に、駆動モータ３７の動力は、高速搬送経路３５ａの搬送ローラ３６の回転速度が速くなるように、また、低速搬送経路３５ｂの搬送ローラ３６の回転速度が遅くなるように分配される。この駆動モータ３７は、制御部２６に接続されており、制御部２６は、駆動モータ３７の作動を制御することで、搬送装置２２の搬送速度を調整する。
【００４６】
このような搬送装置２２において、加熱装置１１から搬出されたバスケット６は、高速搬送経路３５ａにより焼入れ室２１の外部から、焼入れ室２１の入口部２８を通過し、焼入れ室２１の内部まで高速に搬送される。この後、バスケット６が高速搬送経路３５ａから低速搬送経路３５ｂに移行すると、バスケット６は、焼入れ室２１内において低速で搬送され、この後、焼入れ室２１の出口部２９を通過し、焼入れ室２１の外部に搬出される。
【００４７】
なお、搬送装置２２では、複数の搬送ローラ３６を用いて構成したが、搬送ベルトを用いてもよく、特に限定されない。
【００４８】
冷却装置２３は、焼入れ室２１内の低速搬送経路３５ｂ上において搬送される航空部品５に対して、冷却材を噴霧する。冷却材は、水と空気とを混合したものであり、冷却装置２３は、例えば、スプレイ、ミスト、ラミナノズル等の噴流として、冷却材を噴射する。なお、冷却材は、水のみの場合であってもよく、特に限定されない。この冷却装置２３は、噴霧した冷却材の水平面内における噴霧投影領域Ｅが、航空部品５を覆う領域となっている。
【００４９】
本実施形態において、冷却装置２３は、複数の噴射ノズル３１を含んで構成されている。各噴射ノズル３１は、搬送経路３５に対して噴射される冷却材の水平面内のノズル噴霧領域Ｅａの形状が円形または非円形となるものが用いられる。また、各噴射ノズル３１は、航空部品５までの距離が、１２０ｍｍ以上となるように配置されており、各噴射ノズル３１の噴角は、９０°以下となっている。さらに、各噴射ノズル３１は、冷却材の水量密度が、５０〜７５０Ｌ／（ｍｉｎ・ｍ２）となるものを用いている。複数の噴霧ノズル３１から噴霧される冷却材の噴霧量は、それぞれ同じ噴霧量となっている。複数の噴射ノズル３１は、搬送経路３５を挟んで上方に設けられる複数の上部噴射ノズル３１ａと、搬送経路３５を挟んで下方に設けられる複数の下部噴射ノズル３１ｂとを含んでいる。
【００５０】
複数の上部噴射ノズル３１ａは、鉛直方向の下方側となる搬送経路３５（低速搬送経路３５ｂ）に向かって冷却材を噴霧する。ここで、図２に示すように、ノズル噴霧領域Ｅａが円形となる上部噴射ノズル３１ａを用いる場合、複数のノズル噴霧領域Ｅａは、噴霧投影領域Ｅとなるように、つまり、航空部品５を覆う領域となるように、複数の上部噴射ノズル３１ａが配置される。具体的に、本実施形態において、上部噴射ノズル３１ａは、７つ設けられ、７つの上部噴射ノズル３１ａは、水平面内において、千鳥状に配置されている。７つの上部噴射ノズル３１ａを千鳥状に配置する場合、７つの上部噴射ノズル３１ａのうち、１つの上部噴射ノズル３１ａを中心に配置し、中心の上部噴射ノズル３１ａの周囲に、６つの上部噴射ノズル３１ａを６０°毎に位相をずらして配置している。つまり、７つの上部噴射ノズル３１ａは、６０°千鳥配置となっている。
【００５１】
複数のノズル噴霧領域Ｅａは、複数の上部噴射ノズル３１ａに応じて、千鳥状に配置される。具体的に、本実施形態において、ノズル噴霧領域Ｅａは、上部噴射ノズル３１ａに応じて、７つ形成され、７つのノズル噴霧領域Ｅａは、搬送方向及び幅方向において中央に形成される１つのノズル噴霧領域Ｅａを中心として、他の６つのノズル噴霧領域Ｅａが周囲に重なり合って形成されている。そして、７つのノズル噴霧領域Ｅａは、互いに重なり合うことで、噴霧投影領域Ｅを形成し、噴霧投影領域Ｅは、その周縁から内側の全領域において冷却材を噴霧している。つまり、噴霧投影領域Ｅは、その内部において、冷却材が噴霧されない領域が形成されないものとなっている。そして、噴霧投影領域Ｅは、搬送方向及び幅方向における長さが、バスケット６の、搬送方向及び幅方向における長さよりも長いものとなる。
【００５２】
複数の下部噴射ノズル３１ｂは、鉛直方向の上方側となる搬送経路３５（低速搬送経路３５ｂ）に向かって冷却材を噴霧する。なお、複数の下部噴射ノズル３１ｂは、複数の上部噴射ノズル３１ａと上下の配置が逆である以外は、複数の上部噴射ノズル３１ａと同様であるため、説明を省略する。そして、複数の上部噴射ノズル３１ａと複数の下部噴射ノズル３１ｂとは、鉛直方向において対向して配置されている。
【００５３】
また、複数の噴射ノズル３１は、制御部２６に接続されており、制御部２６は、複数の噴射ノズル３１から噴霧される冷却材の噴霧量がそれぞれ同じ噴霧量となるように、各噴射ノズル３１を制御している。また、制御部２６は、各噴射ノズル３１から噴射される冷却材の水量密度が、５０〜７５０Ｌ／（ｍｉｎ・ｍ２）となるように、各噴射ノズル３１を制御している。この冷却材の噴霧量は、航空部品５の熱ムラを抑制しつつ、所定時間内において航空部品５を所定の温度に冷却可能な噴霧量となっている。
【００５４】
タンク２４は、焼入れ室２１内の下部に設けられ、冷却材に含まれる水を溜めている。このタンク２４には、冷却装置２３において使用された水が流入する。また、タンク２４に溜められた水は、タンク２４から流出し、流出した水は、冷却装置２３に向かって流通する。
【００５５】
図３に示すように、冷却循環供給系統２５は、タンク２４に溜められた冷却材を、冷却装置２３の複数の噴射ノズル３１に供給する。冷却循環供給系統２５は、循環供給ライン４１と、チラー４２と、フィルタ４３と、ポンプ４４とを有している。
【００５６】
循環供給ライン４１は、タンク２４と複数の噴射ノズル３１とを接続し、冷却材が流通する流路となっている。循環供給ライン４１内の冷却材は、タンク２４から複数の噴射ノズル３１へ向かって流通する。チラー４２は、循環供給ライン４１を流通する冷却材を冷却している。フィルタ４３は、循環供給ライン４１を流通する冷却材をろ過して、冷却材に含まれる不純物を除去している。ポンプ４４は、循環供給ライン４１を流通する冷却材をタンク２４から複数の噴射ノズル３１へ向かって送出している。このポンプ４４は、制御部２６に接続され、制御部２６は、ポンプ４４の作動を制御することで、各噴射ノズル３１から噴射される冷却材の噴射量等を制御している。
【００５７】
制御部２６は、複数の噴射ノズル３１の噴射動作を制御したり、搬送装置２２によるバスケット６の搬送速度を制御したりする。具体的に、制御部２６は、各噴射ノズル３１の開閉制御を行うことで、冷却材の噴射及び停止を制御している。また、制御部２６は、ポンプ４４の作動を制御することで、各噴射ノズル３１の噴射圧を制御している。さらに、制御部２６は、搬送装置２２の駆動モータ３７の回転制御を行うことで、バスケット６の搬送速度を制御している。
【００５８】
このように構成される熱処理システム１において、航空部品５は、バスケット６に収容され、航空部品５が収容されたバスケット６は、加熱装置１１に搬入される。加熱装置１１において、バスケット６に収容された航空部品５は、加熱されることで溶体化処理され、この後、加熱装置１１から搬出される。加熱装置１１から搬出されたバスケット６は、焼入れ装置１２の高速搬送経路３５ａにより焼入れ室２１の入口部２８から、焼入れ室２１の内部に搬入される。焼入れ室２１の内部に搬入されたバスケット６は、高速搬送経路３５ａから低速搬送経路３５ｂに移行し、低速搬送経路３５ｂ上において、冷却装置２３により冷却材が噴霧される。そして、航空部品５には、その上下から、上部噴射ノズル３１ａ及び下部噴射ノズル３１ｂにより冷却材が噴霧されることで、冷却材により航空部品５が冷却され、焼入れが行われる。焼入れが行われた後の航空部品５は、焼入れ装置１２の低速搬送経路３５ｂにより焼入れ室２１の出口部２９から、焼入れ室２１の外部に搬出される。
【００５９】
以上のように、本実施形態によれば、焼入れ室２１内において、航空部品５に冷却材を噴霧することにより、冷却材が焼入れ室２１外に飛散することなく、焼入れ室２１外における航空部品５の温度低下を抑制しつつ、焼入れ室２１内において冷却装置２３により航空部品５を好適に冷却することができる。このとき、航空部品５への冷却材の噴霧が調整されることで、航空部品５に発生する熱ムラ（熱分布の偏在）を抑制することができるため、航空部品５に発生する歪みを抑制することができる。このため、歪み防止剤を添加する必要がなく、冷却材として、水と空気とを混合したものを用いることができるため、環境負荷を軽減することが可能となる。また、航空部品５を焼入れ室２１に搬入して焼入れを行い、焼入れ後の航空部品５を焼入れ室２１から搬出することで、航空部品５を連続的に冷却することができるため、航空部品５の焼入れ作業の効率化を図ることができる。
【００６０】
また、本実施形態によれば、航空部品５をバスケット６に入れることで、航空部品５を保護しつつ、安定的に搬送することができる。
【００６１】
また、本実施形態によれば、噴霧投影領域Ｅを、航空部品５を覆う領域とすることで、航空部品５の水平面内における全域に、冷却装置２３から冷却材を噴霧することができるため、航空部品５の冷却を好適に行うことができる。
【００６２】
また、本実施形態によれば、冷却装置２３は、航空部品５に対して上下方向から冷却材を噴霧することができるため、航空部品５全体に、冷却装置２３から冷却材を噴霧することができ、航空部品５の冷却を好適に行うことができる。
【００６３】
また、本実施形態によれば、複数の噴射ノズル３１における噴霧の条件を同じ条件とすることができるため、冷却装置２３の運用を簡易なものとすることができる。
【００６４】
また、本実施形態によれば、噴射ノズル３１から噴霧される冷却材を、水平面内において、航空部品に対して円形に噴霧することができる。このとき、複数の噴射ノズル３１を、水平面内において、千鳥状に配置することで、航空部品５全体を覆うように、複数の噴射ノズル３１から冷却材を噴霧することができるため、航空部品５の冷却を好適に行うことができる。また、ノズル噴射領域Ｅａを円形とすることで、噴射後の冷却材の投影面積を広くすることができ、これにより、冷却材による冷却を広範囲に亘って効率よく行うことができる。さらに、ノズル噴射領域Ｅａが円形となる噴射ノズル３１は、構造が簡易であり、安価であることから、冷却装置２３の装置コストの増大を抑制できる。
【００６５】
また、本実施形態によれば、焼入れ室２１の入口部２８において航空部品５を高速で搬送することができるため、溶体化処理された航空部品５を、焼入れ室２１内に迅速に搬入することができ、焼入れ前の航空部品５の温度低下を抑制することができる。また、焼入れ室２１内に搬入した航空部品５の焼入れ時において、航空部品５を低速で搬送することができるため、航空部品５の冷却を十分に行うことができる。
【００６６】
また、本実施形態によれば、タンク２４及び冷却循環供給系統２５を設けることで、冷却材を循環させて再利用することができるため、冷却材の消費量を抑制することができ、また、冷却材の排出を抑制できるため、環境負荷の低減を図ることができる。
【００６７】
なお、本実施形態では、噴射ノズル３１のノズル噴霧領域Ｅａが円形の場合について説明したが、図４に示すように、ノズル噴霧領域Ｅａが非円形となる噴射ノズル３１を用いてもよい。なお、図４では、ノズル噴霧領域Ｅａは、例えば、搬送方向に短く、幅方向に長い、矩形状に図示しているが、楕円形または長円形の形状であってもよい。なお、ノズル噴霧領域Ｅａが非円形となる上部噴射ノズル３１ａ及び下部噴射ノズル３１ｂを用いる場合であっても、千鳥状に配置することが好ましい。この構成によれば、噴射ノズル３１から噴霧される冷却材を、水平面内において、航空部品５に対して非円形に噴霧することができる。また、ノズル噴射領域Ｅａを非円形とすることで、冷却材による冷却を広範囲に亘って行う場合、冷却ムラを抑制することができる。これは、例えば、ノズル噴射領域Ｅａが円形である場合には、３つのノズル噴射領域Ｅａが重なり合う３重点が形成されるものの、ノズル噴射領域Ｅａが非円形である場合には、３重点が形成されないことから、冷却ムラを抑制できる。
【００６８】
また、本実施形態では、上部噴射ノズル３１ａ及び下部噴射ノズル３１ｂをそれぞれ７つ設けたが、特に個数は限定されず、例えば、５つであってもよい。この場合、５つの上部噴射ノズル３１ａは、搬送方向において２列となり、一方の一列の上部噴射ノズル３１ａを３つ設け、他方の一列の上部噴射ノズル３１ａを２つ設けて、千鳥状に配置する。また、下部噴射ノズル３１ｂも、上部噴射ノズル３１ａと同様である。
【００６９】
また、本実施形態において、制御部２６は、複数の噴射ノズル３１から噴霧される冷却材の噴霧量がそれぞれ同じ噴霧量となるように、各噴射ノズル３１を制御したが、この構成に特に限定されない。制御部２６は、例えば、航空部品５の搬送方向において、冷却材の噴霧量が異なるように、複数の噴射ノズル３１の噴射動作を制御してもよい。制御部２６は、搬送方向の上流側から下流側に向かって、冷却材の噴霧量が多くなるように制御してもよいし、搬送方向の上流側から下流側に向かって、冷却材の噴霧量が少なくなるように制御してもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１  熱処理システム
５  航空部品
６  バスケット
１１  加熱装置
１２  焼入れ装置
１４  搬出口
２１  焼入れ室
２２  搬送装置
２３  冷却装置
２４  タンク
２５  冷却循環供給系統
２６  制御部
２８  入口部
２９  出口部
３０  排気口
３１  噴射ノズル
３１ａ  上部噴射ノズル
３１ｂ  下部噴射ノズル
３５  搬送経路
３５ａ  高速搬送経路
３５ｂ  低速搬送経路
３６  搬送ローラ
３７  駆動モータ
４１  循環供給ライン
４２  チラー
４３  フィルタ
４４  ポンプ
Ｅ  噴霧投影領域
Ｅａ  ノズル噴霧領域
【図１】
2018012863.tif 000003
【図２】
2018012863.tif 000004
【図３】
2018012863.tif 000005
【図４】
2018012863.tif 000006