(57)【要約】【課題】炉内の処理ガス濃度を均一にして被処理品の処理のバラツキを小さくする。【解決手段】真空排気した炉内に処理ガスを送給して被処理品を熱処理する真空熱処理炉において、炉内の被処理品Ｍを囲む少なくとも四方に、垂直面内で上下左右に間隔をおいて上記処理ガスの吹出口２８１を複数設けるとともに、炉内の中心部に排気口５１１を設ける。【選択図】　　　　図２
2004100992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空排気した炉内に処理ガスを送給して被処理品を熱処理する真空熱処理炉において、前記炉内の被処理品を囲む少なくとも四方に、垂直面内で上下左右に間隔をおいて前記処理ガスの吹出口を複数設けるとともに、前記炉内の中心部に排気口を設けたことを特徴とする真空熱処理炉。
【請求項２】
前記吹出口を複数の群に区画して、各群に属する吹出口から所定周期で順次ないし交互に前記処理ガスを送給するようになした請求項１に記載の真空熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は真空浸炭炉等の真空熱処理炉において、被処理品の処理のバラツキを小さくすることができる真空熱処理炉の構造改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
真空浸炭炉においては被処理品の浸炭深さのバラツキを小さくするために炉内の浸炭ガス濃度を一定範囲に制御している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来、炉内各部の浸炭ガス濃度を均一にすることは難しく、ガス濃度を検出するセンサを設置した個所で浸炭ガス濃度を一定範囲に制御しても炉内の各部で浸炭ガス濃度が均一になっていないことから、被処理品の浸炭深さのバラツキを解消することができないという問題があった。
【０００４】
そこで本発明はこのような課題を解決するもので、炉内の処理ガス濃度を均一にして被処理品の処理のバラツキを充分小さくすることが可能な真空熱処理炉を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本第１発明では、真空排気した炉内に処理ガスを送給して被処理品を熱処理する真空熱処理炉において、炉内の被処理品（Ｍ）を囲む少なくとも四方に、垂直面内で上下左右に間隔をおいて上記処理ガスの吹出口（２８１）を複数設けるとともに、炉内の中心部に排気口（５１１）を設ける。
【０００６】
本第１発明においては、処理ガスが、被処理品を囲む少なくとも四方の、垂直面内で上下左右に間隔をおいて位置する複数の吹出口から炉内中心部に位置する排気口へ向けて送給されるから、被処理品の各部を通過する処理ガスは一様なものになり、その濃度はほぼ均一になる。これにより、被処理品に対する処理ガスの作用が均一化されて浸炭深さのバラツキ発生が防止される。
【０００７】
本第２発明では、上記吹出口（２８１）を複数の群に区画して、各群に属する吹出口（２８１）から所定周期で順次ないし交互に処理ガスを送給するようにする。本第２発明においては、被処理品に対して多種の方向から処理ガスが送給されるから、被処理品の各部における処理ガス濃度がさらに一様化し、被処理品各部の浸炭深さのバラツキの発生がさらに効果的に防止される。
【０００８】
なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１には真空熱処理炉の一例として連続式真空浸炭炉の浸炭処理部の垂直断面図を示す。浸炭処理部では炉内は下半のガス冷却室１と上半の浸炭処理室２に区画されており、両室１，２は仕切壁３に形成された開口３１で連通するとともに、水平方向へ移動して開口３１を閉鎖する気密扉４によって連通が遮断される。ガス冷却室１にはその側壁に連結されたダクト１１，１２によって冷却ガスが循環させられる。また、ガス冷却室１内には搬送ローラ１３が設けられ、左右の搬送ローラ１３は間隔をおいて紙面垂直方向へ多数配設されている。これら搬送ローラ１３間に架設された台枠１４上のトレー１５に被処理品Ｍを載置して、前処理部からガス冷却室１内に被処理品Ｍを搬入するとともに、浸炭処理後の被処理品Ｍをガス冷却室１から後処理部へ搬出する。
【００１０】
浸炭処理室２内にはカーボン製の断熱壁２１で囲まれた矩形箱状の反応室ＣＲが設けられており、反応室ＣＲには上記開口３１に対応した底壁部分に開口２２が形成されるとともに、当該開口２２は、左右から水平移動させられるカーボン製の断熱扉２３，２４によって閉鎖される。反応室ＣＲ内にはその側壁内周に沿って上中下の３位置にヒータ２５，２６，２７が設けられ、これらヒータ２５〜２７の内側位置に詳細を後述する処理ガス供給体２８が設けられている。浸炭処理室２の頂壁から反応室ＣＲの頂壁を上下に貫通して、反応室ＣＲの中央に真空排気装置（図略）から至る排気パイプ５の先端部５１が位置している。
【００１１】
ガス冷却室１の底壁を貫通して上下動可能に昇降ロッド６が設けられており、その上端は被処理品Ｍを載置するための架台６１となっている。昇降ロッド６の下端部６２はスライダ７１の先端に回転可能に支持されている。スライダ７１の基端７１１は内周に雌ねじを形成した直立姿勢の筒状となっており、上記基端７１１に、外周に雄ねじを形成した駆動シャフト７２が貫設されている。駆動シャフト７２は図略のモータによって回転駆動され、駆動シャフト７２の正逆回転に伴ってスライド７１およびこれに支持された昇降ロッド６が上昇ないし下降させられる。
【００１２】
台枠１４上のトレー１５に載せられてガス冷却室１内に搬入された被処理品Ｍは、昇降ロッド６が台枠１４内を上方へ通過する過程で台枠１４上から架台６１上へ移載され、開放された開口３１，２２内を経て反応室ＣＲ内へ装入される（図１に示す状態）。この状態で、排気パイプ５の先端部５１は被処理品Ｍの中央部の間隙空間内へ相対的に進入する。昇降ロッド６が貫通している開口２２は、被処理品Ｍを反応室ＣＲ内へ装入した状態で断熱扉２３，２４によって閉鎖される。なお、浸炭処理終了後は断熱扉２３，２４が開放されて昇降ロッド６が下降し、下降途中で架台６１上の被処理品Ｍがガス冷却室１内の台枠１４上へ移載される。
【００１３】
浸炭処理室２の詳細を図２に示す。図２において、架台６１に支持されたトレー１５上には排気パイプ５の先端部５１が位置する中心部を除いて支持棒１５２が間隔をおいて複数立設されており、例えば歯車のような被処理品Ｍがその中心穴を各支持棒１５２に挿通して多数積層されている。処理ガス供給体２８は図３に示すように、長方形状に屈曲成形した同形の管体２８２を水平姿勢で上下方向へ一定間隔で配設したもので、これら管体２８２はトレー１５上の被処理物Ｍの周囲四方を囲んでいる。これら管体２８２には内周面に長手方向へ一定間隔でガス吹出口２８１が形成してあり、管体２８２は短辺同士がそれぞれ上下方向へ延びるヘッダ管２８３で連結し連通させられている。このような構造で、ガス吹出口２８１は被処理物Ｍの周囲四方の垂直面内で上下左右に間隔をおいて位置している。なお、ガス吹出口２８１の上下左右の間隔は被処理品Ｍの設置間隔以下とするのが良い。各ヘッダ管２８３には処理ガス供給管２８４が連結してあり、処理ガス供給管２８４へ供給された処理ガス（図３の矢印）はヘッダ管２８３を経て各管体２８２へ流入し、管体２８２に形成されたガス吹出口２８１から内方の被処理物Ｍに向けて送給される。なお、反応室ＣＲ（図２）の中央に位置する排気パイプ５の先端部５１には外周に多数の排気口５１１が形成されている。
【００１４】
このような構造の真空浸炭炉において、浸炭処理をする場合には排気口５１１より浸炭処理室２内を真空引きするとともにヒータ２５〜２７に通電して被処理品Ｍを加熱し、併せて処理ガス（浸炭用炭化水素ガス）を外周のガス吹出口２８１から中央に位置する排気口５１１へと流通させる。この時、処理ガスは、被処理品Ｍを囲む四方の、垂直面内で上下左右に間隔をおいて位置する多数のガス吹出口２８１から、被処理品Ｍを載せたトレー１５の中心部に位置する排気口５１１へ向けて送給されるから、被処理品Ｍの各部を通過する処理ガスは一様なものになり、その濃度はほぼ均一になる。これにより、被処理品Ｍに対する処理ガスの作用が均一化されて浸炭深さのバラツキ発生が防止される。
【００１５】
（第２実施形態）
本実施形態においては、図４に示すように昇降ロッド６を筒状としてその内部を気体流通路６６としてある。そして、昇降ロッド６の図略の下端はフレキシブルホースによって炉体側に設けた真空排気装置に接続されている。一方、昇降ロッド６先端の架台６１は拡径した角形筒状となって（図５，図６）気体流通路６６に連通するとともに、その開口部には平面視で同心円状の（図６）内下方から外上方へ傾斜する整流板６７が設けられている。なお、この場合、トレー１５の板面には適宜位置にこれを上下に貫通する通気孔１５１が設けられる。他の構造は第１実施形態と同様であり、同一部分には同一符号を付す。
【００１６】
このような構造によれば、排気パイプ５の排気口５１１と共に昇降ロッド６の気体流通路６６からも排気されるから、被処理品Ｍの各部を通過する処理ガス（浸炭ガス）はさらに一様なものになり、その濃度がほぼ均一になる。これにより、被処理品Ｍに対する処理ガスの作用が均一化されて浸炭深さのバラツキ発生がさらに効果的に防止される。なお、この場合、排気パイプ５を省略することもできる。
【００１７】
上記各実施形態において、処理ガス供給体２８の管体２８２を浸炭処理室２の頂壁や底壁に沿った位置にも敷設して、被処理物Ｍに対して上方や下方からも処理ガスを送給するようにするとさらに効果がある。また、処理ガス供給体２８の四方あるいは上方および下方に位置させた管体２８２をそれぞれ適当な群に分離して、各群の管体から一定の時間間隔で順次あるいは交互に処理ガスを供給するようにしても良い。これによれば、被処理品Ｍに対して多種の方向から処理ガスが送給されるから、被処理品Ｍの各部における処理ガス濃度がさらに一様化し、被処理品Ｍ各部の浸炭深さのバラツキの発生がさらに効果的に防止される。また、上記各実施形態では連続式真空浸炭炉に本発明を適用した場合について説明したが、バッチ式の真空浸炭炉、あるいは他の真空熱処理炉にも適用することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明の真空熱処理炉によれば、炉内の処理ガス濃度を均一にして被処理品の処理のバラツキを充分に小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における、連続式真空浸炭炉の浸炭処理部の垂直断面図である。
【図２】浸炭処理室の拡大断面図である。
【図３】処理ガス供給体の斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態における、浸炭処理室の拡大断面図である。
【図５】昇降ロッドの先端部の拡大断面図である。
【図６】昇降ロッドの先端部の平面図である。
【符号の説明】
２…浸炭処理室、２８…ガス供給体、２８１…ガス吹出口、２８２…管体、５…排気管、５１１…排気口、Ｍ…被処理品。
【図１】
2004100992.tif 000003
【図２】
2004100992.tif 000004
【図３】
2004100992.tif 000005
【図４】
2004100992.tif 000006
【図５】
2004100992.tif 000007
【図６】
2004100992.tif 000008