(57)【要約】【課題】マッフルの底面に発生した気泡を強制的に拡散させて大きな破裂によるマッフルの振動を防ぐことができる焼結炉の構造を提供することにある。【解決手段】本発明の焼結炉の構造においては、冷却部４のマッフル１０の底面に発生した気泡を、気泡同志が結合して大きくなる前に、拡散させて上昇させる気泡拡散機構を設けている。この気泡拡散機構は、循環ポンプ１８により冷却槽８内の冷却水６を吸収し、孔１６ａを有するパイプ１６に冷却水を送り込んで、その孔１６ａから吹き出させる構造からなる。冷却水を送り込んで気泡が小さいうちに強制的に拡散させると、マッフル１０の周辺で気泡が破裂してもその衝撃が小さいので、マッフル１０は大きく振動することがない。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品を高温に加熱する加熱部と、加熱された製品を冷却する冷却部とを有し、前記冷却部は冷却水が入った冷却槽と前記冷却水の中を通り且つ前記加熱された製品が内部に載置されるマッフルとを有する焼結炉において、
前記マッフルの底面に発生した気泡を、気泡同志が結合して大きくなる前に、拡散させて上昇させる気泡拡散機構を備えることを特徴とする焼結炉の構造。
【請求項２】
前記気泡拡散機構は、前記マッフルの底面に前記冷却水を送出することにより強制的に気泡を前記マッフルの側方に拡散させることを特徴とする請求項１記載の焼結炉の構造。
【請求項３】
前記気泡拡散機構は、前記冷却槽内に前記冷却水を供給する水供給系列とは異なる水供給系列により前記マッフルの底面に水を送出することを特徴とする請求項２記載の焼結炉の構造。
【請求項４】
前記気泡拡散機構は、前記冷却槽内の冷却水を循環させることを特徴とする請求項２記載の焼結炉の構造。
【請求項５】
前記気泡拡散機構は、不活性ガスを前記マッフルの底面に送出することにより強制的に気泡を前記マッフルの側方に拡散させることを特徴とする焼却炉の構造。
【請求項６】
前記気泡拡散機構は、少なくとも１本の、一端が閉じられ且つ外周に多数の孔を有するパイプと、循環ポンプとを有し、前記循環ポンプの吸引側を前記冷却槽内の冷却水中に入れ、排出側を前記パイプに接続し、前記循環ポンプから供給される冷却水を、前記パイプの孔から吹き出すことにより、前記マッフルの底面に発生した気泡を、強制的に前記マッフルの側方に拡散させることを特徴とする請求項１記載の焼結炉の構造。
【請求項７】
前記気泡拡散機構は、前記マッフルの底面に設けられ且つ下方に向かって突出する凸形状部からなり、該凸形状部の表面に発生した気泡を前記マッフルの側方に速やかに移動させることを特徴とする請求項１記載の焼結炉の構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属等の粉末で成形した製品を焼結する際に使用する焼結炉の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、粉末射出成形や粉末冶金等の金属、セラミック、金属間化合物等の粉末に樹脂等のバインダーを混ぜて射出成形等を行うことにより製品を成形し、成形された製品のバインダーを除去し、その後、高温で焼結して完成することが行われている。この焼結の際に使用する焼結炉は、図４に示すように、約１２００〜１４５０度で製品を加熱する加熱部２と、加熱された製品を早く冷却して取り出すことができるようにするための冷却部４を有している。
【０００３】
図４及び図５に示すように、冷却部４は、注入口５から注入された冷却水６を溜める冷却槽８と、冷却水６の中に通されたマッフル１０を有している。このマッフル１０は、内部が中空になっており、加熱部２と冷却部４を貫くように配設されている。加熱部２にて焼結された製品は、それを載せたボート１２ごとマッフル１０の内部を冷却部４へと移動される。マッフル１０内の製品は、マッフル１０の周囲にある冷却水６により冷却され、その後、取り出されて後処理が施され、完成品となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術において、加熱部２からマッフル１０内に焼結された製品が載ったボート１２が移動されると、１２００〜１４５０度に加熱されたボート１２は、マッフル１０を介して約５０〜８０度に設定された冷却水６で急激に冷却されることになる。このときにマッフル１０を介して伝わる熱により、マッフル１０の周囲にて冷却水６が沸騰して蒸気となり、気泡１４が発生する。この気泡１４のうち、マッフル１０の上面や側面に発生した気泡は、気泡同志が若干結合するもののほぼ小さい気泡のまま上昇し、水面付近等で破裂する。
【０００５】
一方、図６に示すように、マッフル１０の底面１０ａは、内部にボート１２を載置するため水平な平面をなしている。このため、底面１０ａに発生した気泡１４は、底面１０ａが水平な平面であるため、スムースに上昇することができず、底面１０ａに沿ってゆっくり移動しながら気泡同志が結合して大きくなる。大きくなった気泡１４は、やがて底面１０ａの端から側面に沿って上昇を始めるが、このときに冷却水６の水圧に耐えきれず、大きな破裂を起こす。このように大きな破裂が起きると、その衝撃でマッフル１０が振動し、ボート１２内の製品が倒れたり、位置ズレを起こし品質不良を起こすことがあった。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の課題に鑑みなされたもので、マッフルの底面に発生した気泡を強制的に拡散させて大きな破裂によるマッフルの振動を防ぐことができる焼結炉の構造を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の焼結炉の構造は、請求項１に示すように、製品を高温に加熱する加熱部と、加熱された製品を冷却する冷却部とを有し、前記冷却部は冷却水が入った冷却槽と前記冷却水の中を通り且つ前記加熱された製品が内部に載置されるマッフルとを有する焼結炉において、前記マッフルの底面に発生した気泡を、気泡同志が結合して大きくなる前に、拡散させて上昇させる気泡拡散機構を備えている。この焼結炉の構造における前記気泡拡散機構は、請求項２に示すように、前記マッフルの底面に前記冷却水を送出することにより強制的に気泡を前記マッフルの側方に拡散させるものである。また、この焼結炉の構造における前記気泡拡散機構は、請求項３に示すように、前記冷却槽内に前記冷却水を供給する水供給系列とは異なる水供給系列により前記マッフルの底面に水を送出するものである。また、この焼結炉の構造における前記気泡拡散機構は、請求項４に示すように、前記冷却槽内の冷却水を循環させるものとなっている。また、この焼結炉の構造における前記気泡拡散機構は、請求項５に示すように、不活性ガスを前記マッフルの底面に送出することにより強制的に気泡を前記マッフルの側方に拡散させるものとなっている。また、この焼却炉の構造における前記気泡拡散機構は、請求項６に示すように、少なくとも１本の、一端が閉じられ且つ外周に多数の孔を有するパイプと、循環ポンプとを有し、前記循環ポンプの吸引側を前記冷却槽内の冷却水中に入れ、排出側を前記パイプに接続し、前記循環ポンプから供給される冷却水を、前記パイプの孔から吹き出すことにより、前記マッフルの底面に発生した気泡を、強制的に前記マッフルの側方に拡散させるものである。また、この焼結炉の構造における前記気泡拡散機構は、請求項７に示すように、前記マッフルの底面に設けられ且つ下方に向かって突出する凸形状部からなり、該凸形状部の表面に発生した気泡を前記マッフルの側方に速やかに移動させるものとなっている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の焼結炉の構造においては、冷却部のマッフルの底面に発生した気泡を、気泡同志が結合して大きくなる前に、拡散させて上昇させる気泡拡散機構を設けている。この気泡拡散機構は、マッフルの底部に冷却水を吹き付けて、気泡が小さいうちにマッフルの側方へ移動させるものである。冷却水を吹き付ける機構としては、循環ポンプにより冷却槽内の冷却水を吸収し、孔を有するパイプに冷却水を送り込んで、その孔から吹き出させるものとなっている。このように、マッフルの底面に発生する気泡が小さいうちに強制的に拡散させると、マッフルの周辺で気泡が破裂してもその衝撃が小さいので、マッフルは大きく振動することがない。
【０００９】
【実施例】
以下図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。図１は本発明の一実施例に係る焼結炉の構造を示す部分切断側面図である。尚、図４に示す焼結炉と同一部分には同一の符号が付してある。図１及び図２に示すように、この焼結炉においても加熱部２と冷却部４が設けられている。また、加熱部２を構成する炉本体３と冷却部４の冷却槽８を貫くようにマッフル１０が設けられている。
【００１０】
本実施例における焼結炉では、マッフル１０の下にパイプ１６がマッフル１０の長手方向に沿って２本配設されている。このパイプ１６は、その一端が封止されており、周面に多数の孔１６ａが設けられている。また、この焼結炉には、循環ポンプ１８が設けられており、その吸引口は配管２０により冷却水６に引き込まれ、送出口は配管２２を介してパイプ１６に接続されている。
【００１１】
上記構成からなる焼結炉において、加熱部２にて１２００〜１４５０度で焼結された製品は、ボート１２ごとマッフル１０内を移動されて冷却部４に移される。このときに、製品及びボート１２の熱はマッフル１０を介して冷却水に放射され、マッフル１０の周囲の５０〜８０度に設定された冷却水６は急激に加熱されて沸騰して蒸気となる。ここで循環ポンプ１８を作動させると、循環ポンプ１８は冷却槽８内の冷却水６を吸引し、パイプ１６内に送り込む。パイプ１６に送り込まれた冷却水は、パイプ１６の孔１６ａから吹き出され、マッフル１０の底面１０ａに発生した気泡を強制的にマッフル１０の側方へ拡散させる。このため、マッフル１０の底面１０ａに発生した気泡は、気泡同志が結合して大きくならず、発生した直後の小さい気泡のままマッフル１０の側方に拡散される。この結果、気泡１４がマッフル１０の側方や水面付近で破裂しても、その衝撃はごくわずかであり、マッフル１０が振動して製品がボート１２内で倒れることはない。
【００１２】
尚、本実施例においてはパイプ１６を２本使用しているが、その数は任意に設定できるものであり、本数を限定するものではない。また、パイプ１６の周面に設けられている孔１６ａの数や配列も任意に設定可能なものであり、マッフル１０の底面１０ａに発生した気泡をマッフル１０の側方に拡散させるような水流を作り出すことができるものであれば、どのような数や配列であっても良い。
【００１３】
また、本実施例においては冷却槽８内の冷却水６を循環使用しているが、この冷却水６とは別の水供給系列からパイプ１６内に水を送り込んでも良い。
【００１４】
また、パイプ１６から吹き出すものは、冷却水だけでなく、窒素ガス等の不活性ガスであっても良く、不活性ガスを吹き出して気泡１４を拡散させるようにすることも可能である。
【００１５】
一方、マッフル１０の底面１０ａに発生した気泡１４を上記のように水流で強制的に拡散させる構造の他、図３に示すように、マッフル１０の底面の外側だけを下方に向かって突出する凸形状部１０ｂで構成しても、気泡１４をマッフル１０の側方にスムースに移動させることができる。この場合、凸形状部１０ｂの凸状の表面によって気泡１４が自然にマッフル１０の側方に移動して拡大するが、前述したパイプ１６から冷却水を吹き出す構造を追加することで、より早く且つスムースに気泡を拡散させることが可能となる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、気泡が大きくなる前にマッフルの側方へ拡散させることができるので、気泡の破裂によるマッフルの振動をなくすことができる。これにより、マッフル内で冷却されている製品の倒れや位置ズレがなくなり、品質を向上させることができる。
【００１７】
また、マッフルの表面に発生した気泡を、速やかにマッフルから離すことができるので、マッフルと冷却水との接触面積が増加し、放熱を助け、冷却能力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る焼結炉の構造を示す部分切断側面図である。
【図２】図１に示すマッフルと冷却槽の断面図である。
【図３】図２に示すマッフルの一部変更例を示す断面図である。
【図４】従来の焼結炉の構造を示す部分切断側面図である。
【図５】図４に示すマッフルと冷却槽の断面図である。
【図６】図５に示す気泡の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
２　　　　　加熱部
３　　　　　炉本体
４　　　　　冷却部
６　　　　　冷却水
８　　　　　冷却槽
１０　　　　マッフル
１２　　　　ボート
１４　　　　気泡
１６　　　　パイプ
１８　　　　循環ポンプ
２０，２２　配管
【図１】
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【図２】
2004018918.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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