(57)【要約】【解決手段】  本発明は、気体圧力下で装填物(14)を焼入れするための処理室(5)に関する。処理室は気体取り込み口及び気体放出口を備える遠心式又は混流式のインペラ(22A, 22B)を備える。インペラは、装填物と熱交換器(32, 34)との間に気体を流すために、モータ(24A, 24B)により回転させられる。焼入れ処理室は、第１及び第２の可動式ハーフボリュート(40A, 40B, 42A, 42B)を備える。第１の位置においては、第１のハーフボリュートが気体放出口(78A)の第１部分から放出される気体を誘導し、第２のハーフボリュートが気体取り込み口(76A)の第１部分を遮蔽する。第２の位置においては、第２のハーフボリュートが、気体放出口の、第１部分とは異なる第２部分から放出される気体を誘導し、第１のハーフボリュートが気体取り込み口の第２部分を遮蔽する。
2014534343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装填物(14)に対する焼入れ処理室(5)であって、
気体取り込み口(76A)及び複数の気体放出口(78A)を備え、前記装填物と熱交換器(32, 34)との間を気体が流れるようにするためにモータ(24A, 24B)によって回転させられる遠心式又は混流式のインペラと、
第１及び第２の可動式のハーフボリュート(40A, 40B, 42A, 42B)と
を備え、
第１の位置にあっては、前記第１のハーフボリュートが、前記複数の気体放出口(78A)の第１部分から放出される前記気体を誘導し、前記第２のハーフボリュートが、前記気体取り込み口(76A)の第１部分を塞ぎ、
第２の位置にあっては、前記第１又は第２のハーフボリュートのいずれか一方が、前記複数の気体放出口の前記第１部分とは異なる第２部分から放出される前記気体を誘導し、前記第１又は第２のハーフボリュートの他方が、前記気体取り込み口の第２部分を塞ぐ、
焼入れ処理室。
【請求項２】
前記インペラ(22A, 22B)に関して横方向に前記第１及び第２のハーフボリュート(40A, 40B, 42A, 42B)を移動させるアクチュエータ(90A)を備える請求項１に記載の焼入れ処理室。
【請求項３】
前期インペラ(22A, 22B)の軸(ΔA, ΔB)に関して前記第１及び第２のハーフボリュートを回転させるアクチュエータを備える請求項１に記載の焼入れ処理室。
【請求項４】
前記インペラ(22A, 22B)、前記装填物(14)、及び前記熱交換器(32, 34)を収納する格納容器(10)と、
前記インペラ(22A, 22B)と前記装填物との間に配置されたパネル(28A, 28B)と、
前記格納容器を前記パネルに繋げ且つ前記インペラ(22A, 22B)を取り囲み、前記第１及び第２のハーフボリュート(40A, 40B, 42A, 42B)が両面に配置されている板(36A, 36B)と
を更に備える請求項１から３までのいずれか一つに記載の焼入れ処理室。
【請求項５】
前記パネル(28A, 28B)と接触した円筒形壁(50A, 50B)を備え、
前記第１の位置にあっては、前記第２のハーフボリュートが、前記インペラ(22A, 22B)と前記円筒形壁との間に延在し、
前記第２の位置にあっては、前記第１のハーフボリュートが、前記インペラ(22A, 22B)と前記円筒形壁との間に延在する
請求項４に記載の焼入れ処理室。
【請求項６】
前記アクチュエータ(90A)は、ウォーム(108A)、及び前記第１のハーフボリュート(40A)に締め付けられ前記ウォームと共働するナット(110A)を備える請求項２に記載の焼入れ処理室。
【請求項７】
追加の遠心式又は混流式のインペラ(22A, 22B)を備え、
前記インペラ及び追加のインペラは前記装填物(14)の両側に配置され、
更に、追加の第３及び第４の可動式のハーフボリュート(40A, 40B, 42A, 42B)を備え、
前記第１の位置にあっては、前記第３のハーフボリュートが、前記追加のインペラの前記複数の気体放出口(78A)の第１部分から放出される気体を誘導し、前記第４のハーフボリュートは、前記追加のインペラの前記気体取り込み口(76A)の第１部分を塞ぎ、
前記第２の位置にあっては、前記第３又は第４のハーフボリュートのいずれか一方が、前記追加のインペラの前記複数の気体放出口の前記第１部分とは異なる、前記追加のインペラの前記複数の気体放出口の第２部分から放出される気体を誘導し、前記第３又は第４のハーフボリュートの他方が、前記追加のインペラの前記気体取り込み口の第２部分を塞ぐ、
請求項２から６までのいずれか一つに記載の焼入れ処理室。
【請求項８】
前記インペラ(22A, 22B)は混流式のインペラである、請求項１から７までのいずれか一つに記載の焼入れ処理室。
【請求項９】
前記第１及び第２のハーフボリュート(40A, 40B, 42A, 42B)を前記第１の位置まで変位させ、気体が前記装填物の高さにおいては第１流方向に流れるステップと、
前記第１及び第２のハーフボリュートを前記第２の位置まで変位させ、気体が前記装填物の高さにおいては前記第１流方向とは反対の第２流方向に流れるステップ
を備える
請求項１に記載の焼入れ処理室(5)内の装填物のガス焼入れ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、部材、例えば鋼鉄製部材を焼入れするための処理室に関する。
【背景技術】
【０００２】
焼入れとは、装填物ともよばれる部材の急激な冷却である。ここで、その部材は、通常は高温でのみ安定な特定の相を得るために、その構造が変化させられる温度を超えて加熱される。特定の物質、特に特定の金属にとっては、焼入れは、有利な物理的性質を有する特定の相を周囲の温度において維持することを可能にする。その他の物質、特に特定の鋼鉄にとっては、焼入れは、特定の相を利点のある物理的性質を有する準安定相へと遷移させることを可能とする。この場合においては、特定の高温相は、鋼鉄製部材を750℃から1000℃までで加熱することによって得られるオーステナイトであり、準安定相はマルテンサイトである。焼入れ工程は、オーステナイト全体を、パーライト又はベイナイトを形成することなくマルテンサイトに変化させるために、比較的高速かつ一様でなければならない。ここで、パーライト及びベイナイトは、マルテンサイトよりも硬度の低い性質を有する。
【０００３】
液体焼入れの場合、例えば、前工程で加熱された部材が、例えば油といった冷却時に攪拌される焼入れ液により満たされた焼入れ槽に入れられる。
【０００４】
焼入は、冷却される部材の周囲の焼入れガス（気体）の流れによっても行われることが可能である。ガス焼入れは一般的に、焼入れされる部材を密閉された格納容器を備える焼入れ処理室に配置し、格納容器内で焼入れガスを循環させることによって行われる。ガス焼入れ法は、液体焼入れ法に対して数多くの利点を有し、特に処理された部材は乾燥しておりかつ汚れていない状態で得られる点が挙げられる。
【０００５】
一般的に、前工程で熱処理(焼入れ前の加熱、焼きなまし、焼き戻し、等)又は熱化学処理（浸炭、浸炭窒化、等）を施された鋼鉄製部材のガス焼入れは、一般的には4から20バールまでの圧力下の気体により行われる。焼入れガスは、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素、又はこれらの気体の混合である。
【０００６】
一般的に焼入れ処理室は、焼入れ処理室内で焼入れガスを循環させることができる攪拌部、例えばプロペラ、を回転させる、一般的には電気又は油圧モータであるモータを少なくとも一つ備える。焼入れ処理室に導入された部材の高速な冷却のために、焼入れガスは普通、冷却される部材と同じ高さで焼入れ工程全体にわたって高速で循環させられる。
【０００７】
特定の種類の部材にとって、例えばその部材が個体であったとき、もし焼入れガスが焼入れ工程全体にわたって焼入れ処理室内で同じ方向に流れ、したがって常に処理される部材に同じ経路で到達する場合、部材の均一な冷却を得ることは難しいことがある。斯かる場合、冷却の均一性を改善するために、冷却される部材の高さにおいて焼入れガスの流方向を急速に反転させることが可能であることが望ましい。
【０００８】
焼入れガスの流方向を反転させる可能性の一つは、回転方向を焼入れガスの流方向に合わせられる攪拌部を使用することである。それにより、焼入れガスの流方向は、攪拌部の回転方向を反転させることにより反転させられる。これを達成するため、回転方向が反転可能な電気又は油圧モータが、攪拌部を回転させるために用いられ得る。その他の可能性は、モータと攪拌部との間に動力伝達システムを備えることである。ここで、動力伝達システムが、攪拌部の回転方向を反転させることを可能にする。しかし、短時間のうちに電気又は油圧モータの回転方向を反転させること又は動力伝達システムを操作することは難しいことがある。冷却される部材の高さにおける焼入れガスの流方向の反転動作は、10秒より長く続くことがあり得る。
【０００９】
米国特許出願公開第２００３／０１７５１３０号明細書には、常に同じ方向に回転する遠心式のインペラを攪拌部が備える焼入れ処理室が記載されている。この処理室は更に、可動フラップを用いることにより冷却される部材の高さにおいて焼入れガスの流方向を反転させるシステムを備える。
【００１０】
斯かるガス焼入れ処理室の欠点は、冷却される部材の高さにおいて焼入れガスの流方向を反転させることができるようにするためには、焼入れガスはインペラの外周全体において放射状に、直接格納容器内に向けて、排出される点である。焼入れガスの流方向がどちらであろうと、インペラにより排出された焼入れガスの一部はフラップに塞がれ、焼入れガスの通常の流れに復帰する前にその運動エネルギーのかなりの部分が失われる。したがって、所与の期間におけるインペラを駆動するために導入された仕事率と同じ期間における焼入れガスにより装填物から奪われた熱の仕事率との比に例えば対応する、焼入れ処理室の仕事率の効率は、低下することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／０１７５１３０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の一実施形態の目的は、冷却される部材の高さにおいて焼入れガスの流方向を急速に反転させることができ、同時に動力効率の改善された焼入れ処理室を得ることにある。
【００１３】
本発明の一実施形態の他の目的は、容積が縮小された焼入れ処理室を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
したがって、本発明の一実施形態は、装填物に対するガス焼入れ処理室を提供する。前記焼入れ処理室は、気体取り込み口及び複数の気体放出口を備える遠心式又は混流式のインペラを備える。前記インペラは、前記装填物と熱交換器との間に気体を流すためにモータにより回転させられる。前記焼入れ処理室は、第1及び第２の可動式のハーフボリュートを備える。第1の位置においては、前記第１のハーフボリュートが、前記複数の気体放出口の第1部分から放出される気体を誘導し、前記第２のハーフボリュートが、前記気体取り込み口の第１部分を塞ぐ。第２の位置においては、前記第１又は第２のハーフボリュートのいずれか一方が、前記複数の気体放出口の前記第１部分とは異なる第２部分から放出される気体を誘導し、前記第１又は第２のハーフボリュートの他方が、前記気体取り込み口の第２部分を塞ぐ。
【００１５】
本発明の一実施形態によると、前記焼入れ処理室は、前記インペラに関して横方向に前記第１及び第２のハーフボリュートを移動させるアクチュエータを備える。
【００１６】
本発明の一実施形態によると、前記焼入れ処理室は、前記インペラの軸に関して前記第１及び第２のハーフボリュートを回転させるアクチュエータを備える。
【００１７】
本発明の一実施形態によると、前記焼入れ処理室は更に、前記インペラ、前記装填物、及び前記熱交換器を収納する格納容器と、前記インペラと前記装填物との間に配置されたパネルと、前記格納容器を前記パネルに繋げ且つ前記インペラを取り囲み、前記第１及び第２のハーフボリュートが両面に配置されている板とを備える。
【００１８】
本発明の一実施形態によると、前記焼入れ処理室は、前記パネルと接触した円筒形壁を備え、前記第１の位置にあっては、前記第２のハーフボリュートが、前記インペラと前記円筒形壁との間で拡がり、前記第２の位置にあっては、前記第１のハーフボリュートが、前記インペラと前記円筒形壁との間で拡がる。
【００１９】
本発明の一実施形態によると、前記アクチュエータは、ウォーム、及び前記第１のハーフボリュートに締め付けられ前記ウォームと共働するナットを備える。
【００２０】
本発明の一実施形態によると、前記焼入れ処理室は、追加の遠心式又は混流式のインペラを備え、前記インペラ及び前記追加のインペラは前記装填物の両側に配置され、前記処理室は更に、追加の第３及び第４の可動式のハーフボリュートを備える。前記第１の位置にあっては、前記第３のハーフボリュートが、前記追加のインペラの前記複数の気体放出口の第１部分から放出される気体を誘導し、前記第４のハーフボリュートが、前記追加のインペラの前記気体取り込み口の第１部分を塞ぐ。前記第２の位置にあっては、前記第３又は第４のハーフボリュートのいずれか一方が、前記追加のインペラの前記複数の気体放出口の前記第１部分とは異なる、前記追加のインペラの前記複数の気体放出口の第２部分から放出される気体を誘導し、前記第３又は第４のハーフボリュートの他方が、前記追加のインペラの前記気体取り込み口の第２部分を塞ぐ。
【００２１】
本発明の一実施形態によると、前記インペラは混流式のインペラである。
【００２２】
本発明の他の実施形態は、前述のような焼入れ処理室において装填物をガス焼入れする方法を提供する。該方法は、前記第１及び第２のハーフボリュートを前記第１の位置まで変位させ、気体が前記装填物の高さにおいては第１の流方向に流れるステップと、前記第１及び第２のハーフボリュートを前記第２の位置まで変位させ、気体が前記装填物の高さにおいては前記第１の流方向とは反対の第２の流方向に流れるステップを含む。
【００２３】
上記及びその他の目的、特徴及び利点は、添付の図面と関連付けられた特定の実施の形態に対する非限定的な記述により詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１のステップを実行中の、焼入れ処理室の一実施形態の簡略化された側面図である。
【図２】第２のステップを実行中の、焼入れ処理室の一実施形態の簡略化された側面図である。
【図３】混流式のインペラの一実施形態の斜視図である。
【図４】図１の焼入れ処理室の特定部の簡略化された断面図である。
【図５】図１の焼入れ処理室の特定部のより詳細な斜視図である。
【図６】図１の焼入れ処理室の特定部のより詳細な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
異なる図面上の同一の要素に対しては、同一の参照符号を記して示してある。更に、焼入れ処理室及び焼入れ方法の本実施形態の理解に必要とされるステップ及び要素のみが、示され記載されている。加えて、「下部の」、「上部の」、「上の」、及び「下の」という修飾語、並びに「上」及び「下」という名詞は、以降に記述される焼入れ処理室の鉛直方向である基準方向について用いられる。しかし、基準方向は鉛直方向に対して傾いていてもよく、例えば水平であってもよい。
【００２６】
図１及び図２は、本発明に係る焼入れ処理室の一実施形態の、焼入れの２つの動作ステップ夫々における簡略化された側面図である。
【００２７】
処理室5は、例えば水平軸Ｄを中心とした円筒形の一般的な形状を有する格納容器10を備える。一例として、格納容器10の内径はほぼ１メートル程度であってもよい。変形例として、格納容器10は、一般的な平行六面体の形状を有していてもよい。格納容器10は支持体12上に支持されている。処理室5は、一端が閉じられており、他端が、冷却される装填物14を処理室5内に搬入し又はそこから取り出すために処理室5の内部に出入りできるようにするための、図１及び図２には示されない扉システムを備える。該扉システムは、水平方向に開閉する引き戸、又は上下開閉扉であってもよい。該扉は、焼入れ処理室を十分に密閉することができる。変形例として、処理室5は、両端夫々に扉を備えていてもよい。
【００２８】
装填物14は、図１及び図２において長方形として概略的に示されており、例えば適当な支持体上に配置された数多くの部材といった、単一の部材又は複数の部材を備える。それらは例えば、歯車といった鋼鉄製部材であってもよい。装填物１４は、処理室5の略中心部に、レール16上に保持される。
【００２９】
焼入れガスはバルブ18, 20を介して格納容器10に導入され又は格納容器10から排出され得る。焼入れガスは、例えば窒素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素、又はこれらの気体の混合気体である。焼入れガスは、軸ΔA及びΔBを有するインペラ22A, 22Bにより格納容器10内で攪拌される。インペラ22A, 22Bは例えば、装填物14の両側に配置される。インペラ22A, 22Bは夫々、遠心式又は混流式であってもよい。遠心式インペラは、ほぼ軸方向に気体を吸入しほぼ放射方向に気体を放出するインペラである。軸流式インペラは、ほぼ軸方向に気体を吸引しほぼ軸方向に気体を放出するインペラである。混流式インペラは、軸流式インペラの動作と遠心式インペラの動作の中間的動作を行うインペラである。すなわち、混流式インペラは、ほぼ軸方向に気体を吸入し、インペラの軸に対して0°より大きく90°より小さく傾斜した方向に沿ってインペラの周囲から気体を放出する。
【００３０】
一例として、軸ΔA及びΔBは水平であって、同一であり、格納容器10の中央の水平面上に位置する。図示されない真空ポンプが格納容器10に接続され格納容器10内に減圧状態を作り出す。
【００３１】
インペラ22A, 22B夫々は、モータ24A, 24Bにより回転させられる。モータ24A, 24Bは電気又は油圧モータであってもよい。モータ24A, 24Bは、一方向にしか回転できないものであってもよい。モータ24Aの駆動シャフト26Aの軸は、インペラ22Aの軸ΔAに一致する。駆動シャフト26Aはインペラ22Aの一端に取り付けられている。モータ24Bの駆動シャフト26Bの軸は、インペラ22Bの軸ΔBに一致する。駆動シャフト26Bはインペラ22Bの一端に取り付けられている。モータ24A, 24Bは格納容器10の外側で且つ密閉状態にある格納容器10の両側に配置され、駆動シャフト26A, 26Bのみが、格納容器10内に部分的に挿入されている。
【００３２】
処理室5は、装填物14の両側に、軸Ｄに沿って格納容器10の略全長にわたって延びている鉛直なパネル28A, 28Bを備える。パネル28A, 28B夫々は、格納容器10に固定された脚部30A, 30Bにより支えられている。レール16はパネル28A, 28Bに固定されていてもよい。焼入れガスはパネル28A, 28Bを通って流れることはできないが、脚部30A, 30Bの間のパネル28A, 28Bの下、及びパネル28A, 28Bの上を流れることができ、パネル28A, 28Bの上部は格納容器10とは接触していない。
【００３３】
第1の熱交換器32は、装填物14の上方でパネル28A, 28B間に保持される。第２の熱交換器34は、装填物14の下方でパネル28A, 28B間に保持される。熱交換器32, 34は、図１及び図２において、模式的に長方形として示されている。動作時において、焼入れガスは熱交換器32, 34を通過して流れることにより冷却される。一例として、熱交換器32, 34夫々は、冷却液が流れる複数の平行な管を備えている。
【００３４】
焼入れ処理室5は、インペラ22A, 22B夫々に対応した水平な平面状の仕切り板36A, 36Bを備える。仕切り板36A, 36Bの中央の平面は軸ΔA及びΔBを含む。板36A, 36B夫々は、軸Ｄに沿って格納容器10の略全長にわたっている対応する鉛直なパネル28A, 28Bを格納容器10に繋げる。板36A, 36B夫々は、インペラ22A, 22B及び駆動シャフト26A, 26Bの通路を提供する開口部を特別に備える。図４及び図６には、開口部39Aのみが示されている。板36A, 36B夫々は格納容器10とパネル28A, 28Bの間に配置され、処理室5の内部の体積を、板36A, 36Bより上の上部領域37A, 37Bと板36A, 36Bより下の下部領域38A, 38Bとに分離する。
【００３５】
処理室5は、インペラ22A, 22B夫々に対応した、分離版36A, 36Bより上の上部ハーフボリュート40A, 40B及び分離版36A, 36Bより下の下部ハーフボリュート42A, 42Bを備える。
【００３６】
上部ハーフボリュート40A, 40B夫々は、側壁43A, 43B、内側平面壁44A, 44B、及び外側平面壁45A, 45Bを備える。平面壁44A, 44B, 45A, 45Bは軸ΔA及びΔBに垂直であって、インペラ22A, 22Bの最大外径よりわずかに大きい直径を有する円部に一致する内縁を備える。下部ハーフボリュート42A, 42B夫々は、側壁46A, 46B、内側平面壁47A, 47B、及び外側平面壁48A, 48Bを備える。平面壁47A, 47B, 48A, 48Bは軸ΔA及びΔBに垂直であって、インペラ22A, 22Bの最大外径よりわずかに大きい直径を有する円部に一致する内縁を備える。内側平面壁44A, 44B, 47A, 47Bはパネル28A, 28Bに最も近い平面壁であり、外側平面壁45A, 45B, 48A, 48Bはパネル28A, 28Bから最も遠い壁である。
【００３７】
処理室5は、インペラ22A, 22Bに対応した、中心軸が夫々ΔA及びΔBである円筒形壁50A, 50Bを備える。円筒形壁50A, 50Bの内径は、インペラ22A, 22Bの最大外径に略等しい。円筒形壁50A, 50Bはパネル28A, 28Bに接している。
【００３８】
ハーフボリュート40A, 40B, 42A, 42B夫々は、軸ΔA（及びΔB夫々）に沿って、誘導位置と呼ばれる第1の位置と、遮蔽位置と呼ばれる第２の位置との間を移動させられることができる。ここで、第１の位置においては、ハーフボリュートは格納容器10に近接し、第２の位置においてはハーフボリュートはパネル28A, 28Bに近接する。ハーフボリュート40A, 40B, 42A, 42Bを変位させるシステムは、図１及び図２には示されていない。
【００３９】
図３は、インペラ22Aの斜視図である。インペラ22Aは閉鎖型の混流式のインペラである。インペラ22Bはインペラ22Aと同一であってよい。インペラ22Aは、基部フランジ52Aとカバーリング54Aとの間に保持された複数のブレード51Aを備える。ブレード51A夫々は、前縁56A、後縁58A、及び側縁60A, 62Aを有する。基部フランジ52Aは、中央の支持部64A、及び支持部64Aの周囲に延びる平面部66Aを備える。平面部66Aは、軸ΔAに沿って見た場合、軸ΔAを中心とした環状の形態を有し、円状の外側リング68Aを備える。支持部64Aは、図３には示されていない駆動シャフト26Aの通路となる開口部70Aが開設されている。ブレード51A夫々の側縁62Aは平面部66Aに取り付けられ、平面部66Aの外縁68Aから支持部64Aまで延びている。
【００４０】
カバーリング54Aは、軸ΔAを中心に回転対称な形状を有する部品であり、内部壁71A、側壁72A、及び前部壁73Aを備える。側壁72Aは軸ΔAを中心として基部フランジ52Aの円状の外縁68Aと同じ直径を有する円筒形壁である。前部壁73Aは、軸ΔAから見た場合に軸ΔAを中心としその外縁が側壁72Aに接し、側壁72Aの直径より小さい直径を有する円状の内縁74Aを備える環状の形状を有する平面壁である。内部壁71Aは、円状の内縁74Aを側壁72Aに繋げる。側壁72Aはブレード51Aと接する円状の縁75Aを備える。内部壁71Aは、円状の内縁74Aを円状の縁75Aに接続する。
【００４１】
ブレード51A夫々の側縁60Aは内部壁71Aに取り付けられ、円状の縁75Aから円状の内縁74Aまで延びる。円状の内縁74Aはインペラ22Aの気体取り込み口76Aを形取る。ブレード51Aの後縁58A及び円状の外縁68A, 75Aは、インペラ22Aの気体放出口78Aを画定する。
【００４２】
インペラ22Aは、動作時においては軸ΔAを中心に矢印79に沿って回転させられる。焼入れガスは、インペラ22Aの気体取り込み口76Aを通じて吸入され、インペラ22Aの外周全体に沿って放射状且つ後方に向けて気体放出口78Aを通じて排出される。
【００４３】
ハーフボリュート40A, 40B, 42A, 42B夫々については、誘導位置にあっては、ハーフボリュート40A, 40B, 42A, 42Bの外側平面壁45A, 45B, 48A, 48Bがインペラ22A, 22Bに対応する基部フランジ52A, 52Bの略面方向に拡がる。更に、ハーフボリュート40A, 40B, 42A, 42Bの内側平面壁44A, 44B, 47A, 47Bが円筒形壁50A, 50Bと直線を形成する方向に拡がる。ハーフボリュート40A, 40B, 42A, 42Bの側壁43A, 43B, 46A, 46Bは、インペラ22A, 22Bに対応する気体放出口78A, 78Bを、インペラ22A, 22Bの半周上にわたって覆う。
【００４４】
ハーフボリュート40A, 40B, 42A, 42B夫々については、遮蔽位置にあっては、ハーフボリュート40A, 40B, 42A, 42Bの外側平面壁45A, 45B, 48A, 48Bが側面円筒形壁72A, 72Bと一直線をなし、内側平面壁44A, 44B, 47A, 47Bが円筒形壁50A, 50Bと一直線をなす。ハーフボリュート40A, 40B, 42A, 42Bの側壁43A, 43B, 46A, 46Bは、側面円筒形壁72A, 72Bと円筒形壁50A, 50Bとの間に拡がる。したがって、ハーフボリュート40A, 40B, 42A, 42B、円筒形壁72A, 72B、分離板36A, 36B、及び円筒形壁50A ,50Bは、焼入れガスの流れを遮蔽し又は強力に減衰させる遮蔽部を形成する。
【００４５】
ハーフボリュート40A, 40B, 42A, 42Bは、図１のように上部ハーフボリュート40A, 40Bが誘導位置にあるときには、下部ハーフボリュート42A, 42Bが遮蔽位置にあるように、そして図２のように上部ハーフボリュート40A, 40Bが遮蔽位置にあるときには、下部ハーフボリュート42A, 42Bが誘導位置にあるように変位させられる。
【００４６】
図１の配置において、インペラ22A, 22Bが回転させられているとき、焼入れガスはほぼ矢印80に沿って、特に装填物14の高さにおいては下から上に流れる。実際、下部ハーフボリュート42A, 42B夫々は、遮蔽位置にあっては、対応するインペラ22A, 22Bにより下部領域38A, 38Bから吸入される焼入れガスを遮蔽し又は強力に減衰させる。それにより、インペラ22A, 22Bにより吸入される焼入れガスは、ほとんどが上部領域37A, 37Bからのものとなる。更に、上部ハーフボリュート40A, 40B夫々は、誘導位置にあっては、対応する混流式のインペラ22A, 22Bにより排出される焼入れガスの流れを下部領域38A, 38Bに向けるように誘導する。
【００４７】
図２の配置においては、インペラ22A, 22Bが回転させられているとき、焼入れガスはほぼ矢印81に沿って、特に装填物14の高さにおいては上から下に流れる。実際、上部ハーフボリュート40A, 40B夫々は、遮蔽位置にあっては、対応するインペラ22A, 22Bにより上部領域37A, 37Bから吸入される焼入れガスを遮蔽し又は強力に減衰させる。それにより、インペラ22A, 22Bにより吸入される焼入れガスは、ほとんどが下部領域38A, 38Bからのものとなる。更に、下部ハーフボリュート42A, 42B夫々は、誘導位置にあっては、対応する混流式のインペラ22A, 22Bにより排出される焼入れガスの流れを上部領域37A, 37Bに向けるように誘導する。
【００４８】
例として、動作時において、インペラ22A, 22Bは、装填物14の高さにおいて毎秒数立方メートルの流量で焼入れガスを循環させる。
【００４９】
このようにして、図１に示された配置から図２に示された配置への変形及びその逆により、インペラ22A, 22Bが常に同じ方向に回転したまま、装填物14の高さにおける焼入れガスの流方向が反転させられる。焼入れ方法は、装填物14の高さにおける焼入れガスの流方向を反転させる一又は複数の反転方法を備えていてもよい。
【００５０】
図４は、図１のIV-IV平面に沿った、簡略化された部分的な断面図であり、インペラ22A, ハーフボリュート40A（実線）、ハーフボリュート42A（点線）、及び分離板36Aを示す。ハーフボリュート40B及び42Bはハーフボリュート40A, 42Aと類似の構造を有していてもよい。ハーフボリュート40Aは、側壁43Aから延びる支持部82A, 84Aを備え、分離板36Aの上面に位置する。ハーフボリュート40Aは、誘導位置にあっては、インペラ22Aの上半分から排出される気体を下部領域38Aへと向けさせる。誘導位置において点線で図示されたハーフボリュート42Aは、側壁46Aから延びる支持部86A, 88Aを備え、分離板36Aの下面に位置する。ハーフボリュート42Aは、誘導位置にあっては、インペラ22Aの下半分から排出される気体を上部領域37Aへと向けさせる。
【００５１】
図５及び図６は、図１の焼入れ処理室5の特定部分の斜視図である。これらの図は、鉛直パネル28A、インペラ22A、誘導位置にあるハーフボリュート40A、分離板36A、及びモータ24Aのみを示す。更に、ハーフボリュート40Aの作動システムが図５及び図６に示されている。加えて、図５は脚部30A及び熱交換器32, 34を示す。
【００５２】
ハーフボリュート40Aの作動システムのみを詳細に記述する。その他のハーフボリュートの作動システムはハーフボリュート40Aの作動システムと同様の構造を有していてもよい。ハーフボリュート40Aの作動システムは、軸ΔAに平行な軸を有する２本の案内棒94A, 96Aを備えるアクチュエータ90Aを備える。案内棒94A, 96Aはハーフボリュート40Aの両側に配置され、支持部98Aにより両端が分離板36Aに取り付けられている。運搬部100Aがハーフボリュート40Aに取り付けられ、案内棒94Aに沿って摺動することができる。運搬部102Aはハーフボリュート40Aに取り付けられ、案内棒96Aに沿って摺動することができる。アクチュエータ90Aは、動力伝達システム106Aによりウォーム108Aを回転させることができる電気モータ104Aを備える。ウォーム108Aの軸は、軸ΔAに平行である。運搬部100Aは、ウォーム108Aに噛み合うように組み立てられたナットを形成する部分110Aを備える。
【００５３】
動作時においては、長螺子（ウォーム）108Aの回転により、軸ΔAに平行なウォーム108Aの軸に沿ってナットを形成する部分110Aが移動する。この結果、軸ΔAに沿ってハーフボリュート40Aが移動する。ウォーム108Aの回転方向によって、誘導位置から遮蔽位置へ、又は遮蔽位置から誘導位置へハーフボリュート40Aが変位させられる。
【００５４】
モータ22A, 22Bは、焼入れ処理中に装填物14の高さにおいて焼入れガスの流速を変化させる速度変化装置と対応して動作してもよい。この目的のために、駆動モータ24A, 24Bが電気モータである場合、周波数変更装置が用いられてもよい。モータ24A, 24Bが油圧モータである場合、斯かるモータに供給するオイルの流量を変化させるシステムが備えられてもよい。
【００５５】
本発明の他の実施形態によると、ハーフボリュート40A, 40B, 42A, 42Bは、軸ΔA及びΔBに平行に移動させられることができないが、軸ΔA及びΔBを中心にして回転移動可能である。図１に示される配置を基にして、ハーフボリュート40A, 40B, 42A, 42B夫々は、対応する軸ΔA及びΔBを中心として半回転させられてもよい。図１に示される配置を基にして、ハーフボリュート40Aは、半回転後、インペラ22Aの外周の下半分を覆い、ハーフボリュート42Aは、半回転後、上部領域37Aにおいて円筒形壁72Aと50Aとの間に延在する。図１に示される配置を基にして、ハーフボリュート40Bは、半周回転させられた後、インペラ22Bの外周の下半分を覆い、ハーフボリュート42Bは、半周回転させられた後、上部領域37Bにおいて円筒形壁72Bと50Bとの間に延在する。
【００５６】
焼入れ処理室5は、幾つもの利点を有する。ハーフボリュートの位置がどこにあろうと、焼入れガスはすべて、インペラにより、装填物の高さにおける焼入れガスの望ましい流方向に対して適切な方向に排出される。例えば、図１に示された配置においては、インペラの上半分から排出される気体は、上部ハーフボリュート夫々により処理室の下部領域に向けて誘導され、インペラの下半分から排出される気体は、処理室の下部領域に直接排出される。この仕組みにより、本願発明者が行った試験によると、本明細書に示された流方向反転システムは、（ボリュートを有しない）開放型のインペラを有する流方向反転システムと比較して、焼入れ処理室の効率を約20%改善することができる。これは、発明の本実施形態においては、出力流は、（ボリュートを備えない）開放されたインペラの半分においては適切な方向に直接流れ、ボリュートを備えるインペラの半分においては適切な方向に向けられることによる。
【００５７】
装填物の高さにおける焼入れガスの流方向の変更は、ハーフボリュートの変位によって行われ、インペラの回転方向の反転は起こらない。それにより、インペラにより運動させられる焼入れガスの流方向の反転は急速（例えば5秒以内）に行われる。
【００５８】
更に、装填物の高さにおける焼入れガスの流方向の反転は、より小さい容積を有するシステムにより行われる。
【００５９】
当然、本発明においては、当業者にとって自明な範囲で様々な変更及び修正が為され得る。特に、焼入れ処理室は前述の処理室とは異なっていてもよい。特に、焼入れガスが装填物の高さにおいて水平方向に流れるために、遠心式又は混流式のインペラの軸が垂直に配置されていてもよい。更に、駆動シャフトはインペラの軸に対して傾斜しており、したがって駆動シャフトは、例えば歯車を有する動力伝達システムにより、インペラに接続されてもよい。加えて、焼入れ処理室は、装填物の高さにおいて焼入れガスを循環させる単一のインペラを備えていてもよい。
【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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【国際調査報告】
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