(57)【要約】【課題】従来の熱処理炉に比べて、温度分布の均一化、コンパクト化、省スペース化、熱エネルギーロスの低減、熱処理時間の短縮、等について優位性を有し、より質の高い熱処理を行い得る熱処理炉を提供すること。【解決手段】炉体３２と、その炉体３２の内部に形成された熱媒体部と、その熱媒体部を昇温させる加熱手段と、を具備し、金属からなるワークピース３４が、熱媒体部の中で熱処理をされる炉であって、熱媒体部の熱容量が、ワークピース３４の熱容量の１００倍以上である高熱容量熱処理炉１６の提供による。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉体と、前記炉体の内部に形成された熱媒体部と、前記熱媒体部を昇温させる加熱手段と、を具備し、金属からなるワークピースが、前記熱媒体部の中で熱処理をされる炉であって、
前記熱媒体部の熱容量が、前記ワークピースの熱容量の１００倍以上である高熱容量熱処理炉。
【請求項２】
前記加熱手段が、前記炉体の内部へ熱風を吹き込む熱風吹込手段で構成され、
前記熱媒体部が、粒状体を有する流動層で構成され、
前記流動層は、前記粒状体が前記熱風により熱せられ流動して形成されている請求項１に記載の高熱容量熱処理炉。
【請求項３】
前記粒状体は、比熱が０．５（Ｊ／ｇ・Ｋ）以上であり、且つ、見掛け比重が１．５〜１．９（ｇ／ｃｍ3）である請求項２に記載の高熱容量熱処理炉。
【請求項４】
前記粒状体が、二酸化ケイ素を主成分としてなる請求項２又は３に記載の高熱容量熱処理炉。
【請求項５】
溶体化処理乃至時効処理に用いられる請求項１〜４の何れか一項に記載の高熱容量熱処理炉。
【請求項６】
前記ワークピースがアルミニウム合金からなり、前記溶体化処理の保持温度が前記アルミニウム合金の（融点温度）乃至（前記融点温度−１０（℃））である請求項５に記載の高熱容量熱処理炉。
【請求項７】
前記ワークピースがアルミニウム合金製車両用ホイールであり、前記熱媒体部の熱容量が１０（ＧＪ、ギガジュール）以上である請求項１〜６の何れか一項に記載の高熱容量熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属の熱処理に用いられる高熱容量熱処理炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、金属を熱処理し、金属内部の組成構造を変化させることによって、機械的性質を向上させ得ることが知られている。例えば、日本工業規格に基づくＡＣ４Ａ、ＡＣ４Ｃ、ＡＣ４ＣＨ、ＡＣ４Ｄ等の少量のマグネシウム（Ｍｇ）を添加したアルミニウム（Ａｌ）−ケイ素（Ｓｉ）系合金に対して、比較的高温の溶体化処理（熱処理）によって、凝固時に晶出した非平衡相を固溶させ、水冷して常温で均一な固溶体を得た後に、比較的低い温度の時効処理（熱処理）を施し、中間析出相による析出硬化を起こさせると、当該合金の機械的性質を向上させることが出来る。
【０００３】
このような溶体化処理乃至時効処理を行うに際し、従来、空気を熱媒体としたトンネル炉等の雰囲気炉が用いられている。しかしながら、雰囲気炉は、溶体化温度までの昇温速度が遅く昇温に時間がかかり、又、処理装置が大型となる上に、運転操作が煩雑で人手が多くかかり、更には、昇温及び温度保持のために熱エネルギーを多量に必要とする、という問題があった。そこで、本出願人は、これら従来の雰囲気炉の問題点を解決するべく、流動層が形成されその中でワークピースが熱処理される新たな炉を開発し、特許文献１及び特許文献２に開示した。
【特許文献１】特開２００２−１０７０６４号公報
【特許文献２】特開２００３―２１４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、既に特許文献１及び特許文献２に開示された熱処理炉が奏した効果と同様の効果を得る別の手段であって、新たな技術的思想に基づいてなされた創作である。即ち、特許文献１及び特許文献２に示される流動層炉は、雰囲気炉に対して、温度分布の均一化、コンパクト化、省スペース化、熱エネルギーロスの低減、熱処理時間の短縮、等について優位性を有し、より質の高い熱処理を行い得る熱処理炉であるが、本発明は、これらと同様の効果を得られることを目的としてなされたものである。研究が重ねられた結果、得られた目的達成手段を以下に示す。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
［１］炉体と、その炉体の内部に形成された熱媒体部と、その熱媒体部を昇温させる加熱手段と、を具備し、金属からなるワークピースが、熱媒体部の中で熱処理をされる炉であって、熱媒体部の熱容量が、ワークピースの熱容量の１００倍以上である高熱容量熱処理炉。
【０００６】
［１］に記載の高熱容量熱処理炉において、熱媒体部の熱容量とは、熱媒体部を構成する物質についての熱容量を意味し、熱媒体部全体の熱容量を指す。［１］に記載の高熱容量熱処理炉は、熱媒体部の熱容量がワークピースの熱容量の１００倍以上であれば、従来の雰囲気炉に対し優位性を発揮し後述する効果を奏する。より好ましくは、熱媒体部の熱容量がワークピースの熱容量の３００倍以上、更に好ましくは５００倍以上である。ワークピースの熱容量は限定されるものではないが、８０００〜１５０００（ｋＪ）の場合に好適に利用できる。好ましいワークピースの熱容量は９０００〜１３０００（ｋＪ）、更に好ましい対象は９０００〜１２０００（ｋＪ）のワークピースである。
【０００７】
［１］に記載の高熱容量熱処理炉は、金属からなるワークピースの熱処理に用いられるものである。金属は、熱処理を施すことにより一定の効果を生じ得るものであれば限定されるものではなく、アルミニウム合金、マグネシウム合金、炭素鋼や鋳鉄等の鉄合金、チタン（Ｔｉ）合金、その他も対象となる。
【０００８】
［１］に記載の高熱容量熱処理炉において、加熱手段と熱媒体部とは限定されるものではなく、例えば、加熱手段は炉体の外周に設けられた電気ヒータや炉体の下面側に設けられたガス燃焼装置であってもよく、熱媒体部は、ソルトやオイル等で構成されていてもよい。より好ましい加熱手段及び熱媒体部は、次の［２］に記載の高熱容量熱処理炉に示される態様である。
【０００９】
［２］加熱手段が、炉体の内部へ熱風を吹き込む熱風吹込手段で構成され、熱媒体部が、粒状体を有する流動層で構成され、その流動層は、粒状体が熱風により熱せられ流動して形成されている［１］に記載の高熱容量熱処理炉。
【００１０】
［３］粒状体の比熱が、０．５（Ｊ／ｇ・Ｋ）以上であり、且つ、見掛け比重が１．５〜１．９（ｇ／ｃｍ3）である［２］に記載の高熱容量熱処理炉。
【００１１】
［３］に記載の高熱容量熱処理炉において、粒状体の比熱は、より好ましくは０．６（Ｊ／ｇ・Ｋ）以上である。又、粒状体の見掛け比重は、より好ましくは１．６〜１．８（ｇ／ｃｍ3）である。
【００１２】
［２］又は［３］に記載の高熱容量熱処理炉において、粒状体の成分は限定されるものではない。粒状体は、一般に自然砂の主成分である二酸化ケイ素、アルミナ、ジルコニア、マグネシア等であってよく、又は、成分を問わない人工粒状体であってもよい。より好ましい粒状体は、次の［４］に記載の高熱容量熱処理炉に示される主成分からなるものである。
【００１３】
［４］粒状体が、二酸化ケイ素を主成分としてなる［２］又は［３］に記載の高熱容量熱処理炉。
【００１４】
［４］に記載の高熱容量熱処理炉において、粒状体として、具体的には、ベトナム産のカムランケイ砂、オーストラリア産のフラタリーサンド等を採用出来る。粒度分布毎に分離して選別したものを用いることが好ましい。
【００１５】
［１］〜［４］の何れかに記載の高熱容量熱処理炉の用途は、金属に一定の効果を生じ得る熱処理であれば限定されない。好ましい用途を有するものとして次の［５］に記載の高熱容量熱処理炉を挙げることが出来る。
【００１６】
［５］溶体化処理乃至時効処理に用いられる［１］〜［４］の何れかに記載の高熱容量熱処理炉。
【００１７】
［６］ワークピースがアルミニウム合金からなり、溶体化処理の保持温度が、アルミニウム合金の（融点温度）乃至（前記融点温度−１０（℃））である［５］に記載の高熱容量熱処理炉。
【００１８】
［６］に記載の高熱容量熱処理炉において、溶体化処理の保持温度が（融点温度）乃至（前記融点温度−１０（℃））であるとは、昇温時を除く溶体化処理において、アルミニウム合金の種類毎に異なる融点温度と同温度から直下１０（℃）以内に温度が保持されることを指す。より好ましくは、溶体化処理の保持温度は、アルミニウム合金の（融点温度）乃至（前記融点温度−５（℃））である。
【００１９】
［７］ワークピースがアルミニウム合金製車両用ホイールであり、熱媒体部の熱容量が１０（ＧＪ、ギガジュール）以上である［１］〜［６］の何れかに記載の高熱容量熱処理炉。
【００２０】
［８］炉体と、その炉体の内部に形成された熱媒体部と、その熱媒体部を昇温させる加熱手段と、を具備する炉を用いて、前記熱媒体部の中で金属からなるワークピースを熱処理する方法であって、前記熱媒体部の熱容量が、前記ワークピースの熱容量の１００倍以上である熱処理方法。
【発明の効果】
【００２１】
［１］に記載の高熱容量熱処理炉は、熱媒体部の熱容量がワークピースの熱容量の１００倍以上であり、熱媒体部の熱容量がワークピースの熱容量に対し相対的に極大きいので、ワークピースの搬入及び搬出に伴って、熱媒体部とその外部との間で移動する熱量が熱媒体部の熱量に対して、相対的に極小さくなり、熱媒体部の中で温度変化が生じ難くなる。従って、温度分布が安定して均一化された熱媒体部を有する熱処理炉になる。
【００２２】
［１］に記載の高熱容量熱処理炉は、熱媒体部の温度分布が安定して均一化されているので、熱処理にかかる質の向上が期待出来る。本明細書にいう熱処理にかかる質とは、ワークピースの機械的性質等の改善され具合等により評価出来る熱処理自体の質をいう。質の高い熱処理とは、例えば、より高い生産性を実現しつつ、より省エネルギーで、より安全で確実に、より高い機械的性質をワークピースに付与し得る熱処理をいう。例えば、炭素鋼の変態を利用する熱処理や、アルミニウム合金の固溶を利用する熱処理や、その他の熱処理において、所望の現象（変態、固溶その他）は温度によって左右されるので、質の高い熱処理を実現するには、熱処理が行われる熱媒体部全体において温度が一定していることが肝要なのである。
【００２３】
［２］に記載の高熱容量熱処理炉は、流動層を形成する粒状体を、直接、熱風が熱しているので、熱エネルギーロスが少なく熱効率がよい。又、熱媒体部を構成する流動層全体に温度差が生じ難い。熱処理中において継続して流動層内の最高温度と最低温度の差が約±２（℃）以下、より好ましくは約±１．５（℃）以下に収まるような格段に均一性に優れた温度分布を実現することが可能である。
【００２４】
例えば、［２］に記載の高熱容量熱処理炉とは異なり、加熱手段が炉体の外側（外周や下面側）から熱を流動層に与える手段であると、熱の伝達に方向性が生じるので、流動層内の外側と内側、即ち加熱手段近傍とそれから遠いところとでは、どうしても温度差が生じてしまい、流動層内の最高温度と最低温度の差を小さくすることが出来ない。又、流動層の中に静的に加熱手段（ラジアントチューブ等）を設けると、やはり、流動層内の加熱手段近傍とそれから遠いところでは、どうしても温度差が生じてしまう。その上、流動層の中に設けた加熱手段が、粒状体の流動を妨げることがあるため、尚更に、温度分布を均一化することが難しい。このような熱処理炉では、より高い温度で溶体化処理することが困難であり、熱処理の質が高められない。
【００２５】
［３］に記載の高熱容量熱処理炉は、粒状体の比熱が０．５（Ｊ／ｇ・Ｋ）以上であり、且つ、粒状体の見掛け比重が１．５〜１．９（ｇ／ｃｍ3）であるので、ワークピース
の熱容量に対して相対的に大きな流動層の熱容量の確保に要する粒状体の量が、より少なくて済み、炉体のコンパクト化、省スペース化が図れる。又、流動層における粒状体の密度が良好で、伝熱効率が高くなる。比熱が０．５（Ｊ／ｇ・Ｋ）より小さいと、粒状体の量が増加し、炉体が、より大型化していくおそれがある。熱容量を抑える必要はないので比熱の上限は設定されないが、一般に、粒状体として好適に用いられ得る物質（二酸化ケイ素、その他）から、大きくても０．８（Ｊ／ｇ・Ｋ）程度になる。又、粒状体の見掛け比重が１．５（ｇ／ｃｍ3）より小さくなると、粒状体の量が増加し、炉体が、より大型
化していくおそれがある。一方、粒状体の見掛け比重が１．９（ｇ／ｃｍ3）より大きく
なると、ワークピースの熱容量に対して相対的に大きな流動層の熱容量の確保に要する粒状体の量が、より少なくて済み、炉体のコンパクト化、省スペース化が図れるが、適正な流動状態の維持を図るための熱風の量が増大し、運転コストの増加、温度分布の乱れ、を招来することが否定出来ない。尚、粒状体の見掛け比重とは、静止状態における粒状体の一定体積あたりの空隙を含んだ質量であり、粒状体の真比重×充填率に等しい。
【００２６】
［４］に記載の高熱容量熱処理炉は、粒状体が二酸化ケイ素を主成分としてなるので、粉塵爆発することがなく、より安全である。又、入手し易く、安価なため、メンテナンスに有利である。
【００２７】
［５］に記載の高熱容量熱処理炉は、温度分布が安定して均一化された熱媒体部を有する炉であって、溶体化処理乃至時効処理に用いられるものであるから、例えばアルミニウム合金からなるワークピースに対し、融点直下近傍の温度で、例えば溶体化処理を施しても、温度のオーバーシュートのおそれが殆ど生じず、アルミニウム合金が溶融してしまう心配が殆どない。熱媒体部の温度分布が均一でない場合には、温度がオーバーシュートすることによってアルミニウム合金が溶融する可能性が生じるので、融点より一定以上低い温度で安全を確保しつつ溶体化処理を行う必要がある。即ち、例えば溶体化処理の融点直下近傍の温度での実施（［６］に記載の高熱容量熱処理炉に相当）は、熱媒体部の温度分布が均一であるからこそ実現可能なのである。
【００２８】
［６］に記載の高熱容量熱処理炉は、ワークピースがアルミニウム合金（具体的にＡｌ−Ｓｉ系のアルミニウム合金（例えばＡＣ４Ｃ：日本工業規格）が例示される）からなり、溶体化処理の保持温度が、アルミニウム合金の融点直下近傍の温度、好ましくは（融点温度）乃至（前記融点温度−１０（℃））の範囲であるため、短時間（数分〜数十分オーダー）で固溶量を大きく出来、時効硬化後のワークピースに優れた機械的性質を付与することが可能である。
【００２９】
短時間で溶体化処理を終えられるメリットは大きい。先ず、スループットが向上し、熱使用量がより少なくて済む。そして、仮に溶体化処理中に融点に達しても、一般に、Ａｌ−Ｓｉ系のアルミニウム合金に限らず潜熱により短時間では溶融しないので安全である。又、Ａｌ−Ｓｉ系のアルミニウム合金では、固溶と同時に進行する共晶Ｓｉ組織の肥大化が抑制され、他方、処理温度がより高温であることから球状化は促進されるため、応力集中が緩和されるものになり、より優れた機械的性質が付与され得る。更に、温度分布が一定であるのでワークピース全体で固溶率は概ね均一になり、部分的に機械的性質が低下するといった問題が生じ得ない。
【００３０】
［７］に記載の高熱容量熱処理炉は、流動層の熱容量がワークピースの熱容量の１００倍以上である場合を具体的に示すものである。アルミニウム合金製車両用ホイールは、一般に、１０〜２０（ｋｇ）程度であって比熱が概ね０．８５〜０．９０（Ｊ／ｇ・Ｋ）であるから、熱処理温度を５００〜６００（℃）とすると、熱容量は概ね６５００〜１６０００（ｋＪ）となる。従って、流動層の熱容量が１０（ＧＪ）以上であれば、アルミニウム合金製車両用ホイールの熱容量に対して、少なくとも約６００倍以上になり、より温度分布が均一化された流動層中での処理が可能になり、質の高い熱処理が施し得る。
【００３１】
又、熱媒体部の熱容量が１０（ＧＪ）以上と絶対的に大きな熱容量であるため、熱風の吹込に伴う注入熱量や外部温度変化に対しても、温度の振れが抑えられ、熱媒体部（流動層）の温度分布が、より均一化されるという効果を奏する。
【００３２】
尚、［７］に記載の高熱容量熱処理炉はワークピースをアルミニウム合金製車両用ホイールに特定したものであるが、［１］〜［６］の何れかに記載の高熱容量熱処理炉は、ワークピースとしての具体的な金属製品を限定するものではない。熱処理によって機械的性質の向上等の一定の効果を期待するものであれば、アルミニウム合金製車両用ホイール以外の二輪車用部品若しくは四輪車用部品（車両用足周り部品、車体シャシー部品、歯車やカム等の伝達系機械部品が例示される）、又は、自転車用部品、若しくは家電製品用部品、若しくは航空宇宙産業用部品、その他の軽量高強度構造部材を必要とする部品、部材等も対象となる。
【００３３】
［７］に記載の高熱容量熱処理炉において、ワークピースをアルミニウム合金製車両用ホイールに特定することは、熱処理によって実質的な機械的性質向上の効果を、アルミニウム合金製車両用ホイールの薄肉化に結実させ得るところに意義がある。熱処理によって、より薄肉化しても熱処理を施さない場合と同等の機械的性質、例えば引張強度、伸び等を保つことが出来るので、更なる軽量化が図られる。軽量化した車両用ホイールは、環境負荷の低減を図るべく燃費の向上が求められる自動車の製造者あるいは需要者に望まれる製品である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、適宜、図面を参酌しながら説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明の実施の形態を表すものであるが、本発明は図面に表される態様や図面に示される情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は以下に記述される手段である。
【００３５】
図１は、本発明に係る高熱容量熱処理炉の一例を示す図であり、部分的に断面を現した概略の側面図である。高熱容量熱処理炉１６において、炉体３２は、直径がφ１７００（ｍｍ）、直胴部高さが７５０（ｍｍ）の円筒状タンクであり、底部が稍すり鉢状に形成されている。炉体３２の内部には、ベトナム産のカムランケイ砂からなり、比熱が０．６７（Ｊ／ｇ・Ｋ）の粒状体３０が１．５（ｍ3）充填されている。この粒状体３０は、概ね
球状体を呈し、径が１００〜８００（μｍφ）のものが９５（％）以上、且つ、４００〜６００（μｍφ）のものが７０（％）以上を占めるように選別され、見掛け比重は１．７（ｇ／ｃｍ3）である。
【００３６】
加熱手段は、炉体３２の内部へ熱風を吹き込む熱風吹込手段で構成され、主構成要素として、図示しない熱風発生装置及び配管と、分散パイプ１４とを有する。熱風発生装置はバーナの火炎によって、図示しないブロワより送られる空気を所定温度（例えば５００〜６００（℃）等）まで加熱し、熱風を製造する。熱風は、その温度が監視されつつ配管を経て、炉体３２内へ吹き込まれる。炉体３２の内部の粒状体３０は、吹き込まれた熱風により熱せられ、流動して流動層を形成する。この流動層が熱媒体部となる。
【００３７】
高熱容量熱処理炉１６において、分散パイプ１４は、圧力調整用ヘッダー１８と、圧力調整用ヘッダー１８から分岐する複数の分岐パイプ２０から構成されている。そして、分岐パイプ２０には、図示しない多数の吹出口が下向きに開口して形成されている。熱風は、より詳細には、先ず、圧力調整用ヘッダー１８に導入されて一時滞留し、次いで、複数の分岐パイプ２０から概ね均一の圧力で炉体３２へ吹き込まれ、粒状体３０を流動化させるとともに粒状体３０を加熱する。このようにして、高熱容量熱処理炉１６の内部は、所定の温度に加熱され、しかも炉体３２の内部の温度の振れ幅は約４（℃）（±２（℃））以下という温度の均一性が達成され、熱媒体部（流動層）に存在するワークピース３４は、迅速に加熱され、熱処理される。
【００３８】
高熱容量熱処理炉１６において、例えば、熱処理を施すワークピース３４が１４（ｋｇ）のアルミニウム合金製車両用ホイールであり、熱処理温度が５５０（℃）の場合には、アルミニウム合金の比熱を０．８８（Ｊ／ｇ・Ｋ）とすれば、その熱容量は、１４（ｋｇ）×０．８８（Ｊ／ｇ・Ｋ）×（５５０＋２７３）（℃）＝１０１３９（ｋＪ）になる。一方、熱媒体部である流動層を形成する粒状体３０の質量が１．５（ｍ3）×１．７（ｇ／ｃｍ3）＝２５５０（ｋｇ）であるから、流動層の熱容量は２５５０（ｋｇ）×０．６７（Ｊ／ｇ・Ｋ）×（５５０＋２７３）（℃）＝１４０６０９５（ｋＪ）になる。従って、熱媒体部である流動層の熱容量は、ワークピース３４の熱容量の概ね１３８倍になる。
【００３９】
次に、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）は、本発明に係る高熱容量熱処理炉の他例を示す図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＸ−Ｘ断面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）のＹ−Ｙ断面図である。高熱容量熱処理炉１１０は、炉体１２０が、入口部１１２、その入口部１１２に続く熱処理帯部１１４、及びその熱処理帯部１１４に続く取出部（出口部）１１６から構成され、入口部１１２の横幅が３０００ｍｍ、長さが１５００ｍｍであり、入口部１１２から熱処理帯部１１４、取出部（出口部）１１６に至る全長は７５００ｍｍであり、熱処理帯部１１４及び取出部（出口部）１１６の横幅は１０００ｍｍである。又、炉体１２０の高さは、入口部１１２、熱処理帯部１１４、取出部（出口部）１１６の各部において共通して１５００ｍである。
【００４０】
炉体１２０の内部には、オーストラリア産のフラタリーサンドからなり、比熱が０．７２（Ｊ／ｇ・Ｋ）の粒状体１２４が１０．８（ｍ3）充填されている。この粒状体１２４
は、概ね球状体を呈し、径が１００〜８００（μｍφ）のものが９５（％）以上、且つ、４００〜６００（μｍφ）のものが７０（％）以上を占めるように選別され、見掛け比重は１．６（ｇ／ｃｍ3）である。
【００４１】
加熱手段は、炉体１２０の内部へ熱風を吹き込む熱風吹込手段と浸漬型ヒータとで構成される。熱風吹込手段は、主構成要素として、図示しない熱風発生装置及び配管と、分散パイプ１３０とを有し、熱風発生装置によって製造された熱風は、配管を経て分散パイプ１３０から炉体１２０内へ吹き込まれる。炉体１２０の内部の粒状体１２４は、吹き込まれた熱風により熱せられ、流動して流動層を形成する。この流動層が熱媒体部となる。
【００４２】
高熱容量熱処理炉１１０において、例えば、熱処理を施すワークピース１２６が１３（ｋｇ）のアルミニウム合金製車両用ホイールであり、熱処理温度が５５０（℃）の場合には、アルミニウム合金の比熱を０．８８（Ｊ／ｇ・Ｋ）とすれば、その熱容量は、１３（ｋｇ）×０．８８（Ｊ／ｇ・Ｋ）×（５５０＋２７３）（℃）＝９４１５（ｋＪ）になる。一方、熱媒体部である流動層を形成する粒状体１２４の質量が１０．８（ｍ3）×１．６（ｇ／ｃｍ3）＝１７２８０（ｋｇ）であるから、流動層の熱容量は１７２８０（ｋｇ）×０．７２（Ｊ／ｇ・Ｋ）×（５５０＋２７３）（℃）＝１０２３９４３７（ｋＪ）になる。従って、熱媒体部である流動層の熱容量は、ワークピース１２６の熱容量の概ね１０９０倍になる。
【００４３】
入口部１１２は、図２（ａ）から理解されるように、他の熱処理帯部１１４及び取出部１１６に比して移動方向に対する断面積が大きく、容積的に大きく形成されており、又、入口部１１２における両側張出部１１２ａ，１１２ｂには、それぞれ浸漬型ヒータ１１８ａ，１１８ｂが配置されている。入口部１１２から熱処理帯部１１４、取出部１１６に至る流動層（熱媒体部）の中にはコンベア１２２が配設されており、コンベア１２２上にワークピース１２６が載置され、ワークピース１２６が熱処理炉の入口部１１２から取出部１１６まで流動層中を移動しながら熱処理されるようになっている。
【００４４】
ワークピース１２６は、入口部１１２において、ワークピース搬入機１２８により入口部１１２の流動層中に投入され、コンベア１２２上に載せられる。入口部１１２は、熱処理帯部１１４及び取出部１１６に比して容積的に大きく形成されているので粒状体１２４が多量となる。従って、炉体１２０のうち入口部１１２における熱容量が、より大きくなるため、低温のワークピース１２６が入口部１１２の流動層内へ投入されても、温度降下が生じ難く、このようにして、高熱容量熱処理炉１１０の内部は、所定の温度に加熱され、しかも炉体３２の内部の温度の振れ幅は約４（℃）（±２（℃））以下という温度の均一性が達成される。
【００４５】
入口部１１２に投入されたワークピース１２６は、コンベア１２２の移動に伴って入口部１１２から熱処理帯部１１４を通過し、取出部１１６まで流動層（熱媒体部）中を移動する。ワークピース１２６には、流動層（熱媒体部）中を移動する間に所望の熱処理がなされ、取出部（出口部）１１６まで到達したら、ワークピース搬出機１３２により炉体１２０の外に搬出される。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の高熱容量熱処理炉は、少なくとも加熱過程を含む熱処理によって、機械的性質が改善し得る全ての金属に対して有用である。例えば、軽合金、特に、展伸用又は鋳造用のアルミニウム合金やマグネシウム合金、あるいは、鋼や鋳鉄等の鉄−炭素合金が挙げられる。そして、本発明の高熱容量熱処理炉を用いて機械的性質を向上させたそれら金属は、より薄肉化が可能になり軽量化が図れるので、航空宇宙産業用部品、二輪車用部品、四輪車用部品、自転車用部品、家電製品用部品、その他の軽量高強度構造部材を必要とする部品、部材等として、好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る高熱容量熱処理炉の一例を示す図であり、部分的に断面を現した概略の側面図である。
【図２】本発明に係る高熱容量熱処理炉の他例を示す図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＸ−Ｘ断面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）のＹ−Ｙ断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１４…分散パイプ、１６…高熱容量熱処理炉、１８…圧力調整用ヘッダー、２０…分岐パイプ、３０…粒状体、３２…炉体、３４…ワークピース、１１０…高熱容量熱処理炉、１１２…入口部、１１２ａ，１１２ｂ…両側張出部、１１４…熱処理帯部、１１６…取出部（出口部）、１１８ａ，１１８ｂ…浸漬型ヒータ、１２０…炉体、１２２…コンベア、１２４…粒状体、１２６…ワークピース、１２８…ワークピース搬入機、１３０…分散パイプ、１３２…ワークピース搬出機。
【図１】
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【図２】
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