(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車表面に浸炭するための装置による歯車表面に浸炭する方法であって、
前記歯車表面に浸炭するための装置は、複数の浸炭炉とベースとを含み、少なくとも二つの浸炭炉がベースのガイドレールに平行に設置され、前記浸炭炉が内壁と外壁とを含み、前記外壁が高耐熱材料で構成され、前記内壁は、外部に保温炉室が覆われ、前記保温炉室との間に真空とされた中空チャンバーが存在し、前記浸炭炉の内部に浸炭セルが設置され、前記浸炭セルに二つのホルダーが設置され、前記二つのホルダーに浸炭溝が設置され、加工待ち歯車が前記浸炭溝内に置かれ、
前記浸炭炉における側面の中部に第一換気扇手段が設置され、前記浸炭炉における前記側面の下部と前記側面に対向する面の上部にそれぞれ、第二換気扇手段が設置され、前記第一換気扇手段と前記第二換気扇手段とは、いずれも、換気扇ケース、乱流換気扇、及び、乱流モータを含み、前記換気扇ケースが前記浸炭炉の外壁の外側に設置され、前記乱流モータが前記換気扇ケースの内部に設置され、前記乱流換気扇が前記浸炭炉の内部に設置され、前記乱流モータの出力軸が前記浸炭炉に入り、前記乱流換気扇に接続され、
各浸炭炉の上部にそれぞれ、温度測定プローブが設置され、各浸炭炉における前記側面の上部に吸気口が設置され、前記吸気口に吸気管路が接続され、浸炭炉の前記側面に対向する面の下部に排気口が設置され、前記排気口に第一管路と第二管路とが接続され、前記第一管路が次の隣り合う浸炭炉の吸気管路に接続され、前記複数の第二管路がダクトを介して排気処理手段に接続され、前記吸気管路、第一管路と第二管路とは、いずれもサーボ弁が設置され、複数のサーボ弁と複数の温度測定プローブとは、それぞれ上位コントローラーに接続され、即時で炉内温度のフィードバックに基づいてそれぞれのサーボ弁の開度を調節することにより、炉内温度が動態的に安定することを実現し、
前記浸炭炉は、第一浸炭炉、第二浸炭炉、及び、第三浸炭炉を含み、前記第一浸炭炉の吸気管路に第一サーボ弁が設置され、前記第二浸炭炉の吸気管路に第二サーボ弁が設置され、第三浸炭炉の吸気管路に第三サーボ弁が設置され、前記第一浸炭炉の第二管路に第四サーボ弁が設置され、前記第二浸炭炉の第二管路に第五サーボ弁が設置され、前記第三浸炭炉の第二管路に第六サーボ弁が設置され、
前記歯車表面に浸炭する方法は、前記歯車をワークとすると、
ワークを浸炭炉に送り、第一サーボ弁をオンにし、工場からの排気を第一浸炭炉に提供するステップＳ１と、
第一浸炭炉を８８０−９２０°Ｃまで加熱し、第一浸炭炉の温度測定プローブによりこの温度が検出されると、第二サーボ弁をオンにする、ステップＳ２と、
第二浸炭炉を７８０−８２０°Ｃまで加熱し、第二浸炭炉の温度測定プローブによりこの温度が検出されると、第三サーボ弁をオンにする、ステップＳ３と、
第三浸炭炉を６８０−７２０°Ｃまで加熱し、第三浸炭炉の温度測定プローブによりこの温度が検出されると、第六サーボ弁をオンにし、炉内の温度が動態的にバランスすることを実現するステップＳ４と、
第一浸炭炉の反応時間ＴＡ、第二浸炭炉の反応時間ＴＢ及び第三浸炭炉の反応時間ＴＣの大きさを判断することにより、引き続きの動作を行うステップＳ５と、
即時で浸炭炉の反応時間と温度を検知することにより、各サーボ弁の開閉を制御し、
ＴＡ＞ＴＢ＞ＴＣの場合には、加熱が時間ＴＣまで達すると、第三サーボ弁をオフにし、第五サーボ弁をオンにし、第三浸炭炉のワークを取り出し、第六サーボ弁をオフにし、加熱が時間ＴＢまで達すると、第二サーボ弁をオフにし、第四サーボ弁をオンにし、第二浸炭炉のワークを取り出し、第五サーボ弁をオフにし、加熱が時間ＴＡまで達すると、第一サーボ弁をオフにし、第一浸炭炉のワークを取り出し、
ＴＢ＞ＴＡ＞ＴＣの場合には、加熱が時間ＴＣまで達すると、第三サーボ弁をオフにし、第五サーボ弁をオンにし、第三浸炭炉のワークを取り出し、第六サーボ弁をオフにし、加熱が時間ＴＡまで達すると、第一サーボ弁をオフにし、第二浸炭炉の温度が第一温度閾値まで下がると、第二サーボ弁と第五サーボ弁とをオフにし、第一浸炭炉のワークを取り出し、第一サーボ弁、第二サーボ弁及び第五サーボ弁をオンにし、加熱が時間ＴＢまで達すると、第一サーボ弁と第二サーボ弁とをオフにし、第二浸炭炉のワークを取り出し、
ＴＡ＞ＴＣ＞ＴＢの場合には、加熱が時間ＴＢまで達すると、第二サーボ弁をオフにし、第四サーボ弁をオンにし、第三浸炭炉の温度が第二温度閾値まで下がると、第三サーボ弁と第六サーボ弁とをオフにし、第二浸炭炉のワークを取り出し、第二サーボ弁、第三サーボ弁及び第六サーボ弁をオンにし、第四サーボ弁をオフにし、加熱が時間ＴＣまで達すると、第三サーボ弁と第六サーボ弁とをオフにし、第三浸炭炉のワークを取り出し、第二サーボ弁をオフにし、第四サーボ弁をオンにし、加熱が時間ＴＡまで達すると、第一サーボ弁と第四サーボ弁とをオフにし、第一浸炭炉のワークを取り出し、
ＴＣ＞ＴＡ＞ＴＢの場合には、加熱が時間ＴＢまで達すると、第二サーボ弁をオフにし、第四サーボ弁をオンにし、第三浸炭炉の温度が第二温度閾値まで下がると、第三サーボ弁と第六サーボ弁とをオフにし、第二浸炭炉のワークを取り出し、第二サーボ弁、第三サーボ弁及び第六サーボ弁をオンにし、第四サーボ弁をオフにし、加熱が時間ＴＡまで達すると、第一サーボ弁をオフにし、第三浸炭炉の温度が第二温度閾値まで下がると、第二サーボ弁、第三サーボ弁及び第六サーボ弁をオフにし、第一浸炭炉のワークを取り出し、第一サーボ弁、第二サーボ弁、第三サーボ弁及び第六サーボ弁をオンにし、加熱が時間ＴＣまで達すると、第一サーボ弁、第二サーボ弁及び第三サーボ弁をオフにし、第三浸炭炉のワークを取り出し、
ＴＣ＞ＴＢ＞ＴＡの場合には、加熱が時間ＴＡまで達すると、第一サーボ弁をオフにし、第二浸炭炉の温度が第一温度閾値まで下がると、第二サーボ弁、第三サーボ弁及び第六サーボ弁をオフにし、第一浸炭炉のワークを取り出し、第一サーボ弁、第二サーボ弁、第三サーボ弁及び第六サーボ弁をオンにし、加熱が時間ＴＢまで達すると、第一サーボ弁と第二サーボ弁とをオフにし、第三浸炭炉の温度が第二温度閾値まで下がると、第三サーボ弁と第六サーボ弁とをオフにし、第二浸炭炉のワークを取り出し、第一サーボ弁、第二サーボ弁、第三サーボ弁及び第六サーボ弁をオンにし、加熱が時間ＴＣまで達すると、第一サーボ弁、第二サーボ弁及び第三サーボ弁をオフにし、第三浸炭炉のワークを取り出し、
ＴＢ＞ＴＣ＞ＴＡの場合には、加熱が時間ＴＡまで達すると、第一サーボ弁をオフにし、第二浸炭炉の温度が第一温度閾値まで下がると、第二サーボ弁、第三サーボ弁及び第六サーボ弁をオフにし、第一浸炭炉のワークを取り出し、第一サーボ弁、第二サーボ弁、第三サーボ弁、及び、第六サーボ弁をオンにし、加熱が時間ＴＣまで達すると、第三サーボ弁と第六サーボ弁とをオフにし、第三浸炭炉のワークを取り出し、第五サーボ弁をオンにし、加熱が時間ＴＢまで達すると、第一サーボ弁、第二サーボ弁及び第五サーボ弁をオフにし、第二浸炭炉のワークを取り出す、ステップＳ６と、
加熱が完了すると、三つの浸透炉にワークを再度提供し、ステップＳ１−Ｓ６を繰り返して実行する、ステップＳ７と、
を含む、ことを特徴とする、歯車表面に浸炭する方法。
【請求項２】
前記第一換気扇手段のパワーが前記第二換気扇手段のパワーよりも大きい、ことを特徴とする、請求項１に記載の歯車表面に浸炭する方法。
【請求項３】
前記浸炭炉は、ベースガイドレールと対応している滑車が底部に設置される、ことを特徴とする、請求項１に記載の歯車表面に浸炭する方法。
【請求項４】
前記サーボ弁は、サーボ弁胴体、サーボ弁胴体の上部に設置されるサーボモータ、及び、前記サーボ弁胴体の両側に設置される管継手を含み、前記サーボ弁胴体の両側は、それぞれ、ローフィンチューブを介して前記管継手に接続され、前記管継手が吸気管路又は第二管路に着脱可能に接続される、ことを特徴とする、請求項１に記載の歯車表面に浸炭する方法。
【請求項５】
前記浸炭セルに吸気管路を介して高温ガスを提供し、先の浸透炉から排出された高温ガスを第一管路及び次の隣接する浸透炉の吸気管路を介して、次の浸透炉の浸透セルの内部に入り、サーボ弁をオン・オフにすることにより、隣り合う二つの浸透炉間におけるガス通路の開閉を制御する、ことを特徴とする、請求項４に記載の歯車表面に浸炭する方法。
【請求項６】
第一温度の閾値の取り範囲が７６０−７８０°Ｃであり、第二温度閾値の取り範囲が６６０−６８０°Ｃである、ことを特徴とする、請求項１に記載の歯車表面に浸炭する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車表面に浸炭する技術分野に関し、特に、歯車表面に浸炭するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
浸炭処理とは、鋼部品の表層の炭素含有量を増加し、一定の炭素濃度勾配を形成するために鋼部品を浸炭媒体に加熱して保温し、炭素原子を表層に浸透させる化学熱処理であり、ガスによる浸炭では、炉内の温度が均一ではなく、炉内の雰囲気の循環が良くないことにより、浸炭層の深さが均一ではなくなり、歯車の表面に浸炭する層の深さも均一にならず、異なる箇所で性能が連続しておらず、浅い箇所が先に破壊されてから、歯車全体が壊され、そして、歯車の使用寿命に影響を与えることになってしまう。従来の浸炭炉は、使用されている場合に、基本的に、浸炭の加熱が終わると、炉内の高温ガスが冷却されてそのまま排出された。従って、このような歯車熱処理機器は、エネルギー消費量が高く、汚染がひどいなどの問題が存在しているため、エネルギーの消費が非常に無駄になり、しかも、各炉が移動されないため、各炉を、指定された場所まで、柔軟かつ効果的に移動することができない。
【０００３】
従って、知能化し、エネルギーを省き、しかも、環境にやさしい移動可能な浸炭処理機器炉を開発して、歯車表面に均一で浸炭でき、即時で連続に制御できるニーズを満たすことは、当業者にとって、長時間に渡って解決すべきものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記した従来技術に存在している問題を解決するために、知能化し、エネルギーを省き、しかも、環境にやさしい移動可能な浸炭処理機器炉を開発して、歯車表面に均一で浸炭でき、即時で連続に制御できるニーズを満たすことができる、歯車表面に浸炭するための装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した目的を達成するために、本発明が以下のような技術的手段を提供する。
【０００６】
具体的に、本発明は、歯車表面に浸炭するための装置を提供しており、複数の浸炭炉とベースとを含み、少なくとも二つの浸炭炉がベースのガイドレールに平行に設置され、前記浸炭炉が内壁と外壁とを含み、前記外壁が高耐熱材料で構成され、前記内壁は、外部に保温炉室が覆われ、前記保温炉室との間に真空とされた中空チャンバーが存在し、前記浸炭炉の内部に浸炭セルが設置され、前記浸炭セルに二つのホルダーが設置され、前記二つのホルダーに浸炭溝が設置され、加工待ち歯車が前記浸炭溝内に置かれ、
前記浸炭炉における左側の中部に第一換気扇手段が設置され、前記浸炭炉における左側の下部と右側の上部にそれぞれ、第二換気扇手段が設置され、前記第一換気扇手段と前記第二換気扇手段とは、いずれも、換気扇ケース、乱流換気扇、及び、乱流モータを含み、前記換気扇ケースが前記浸炭炉の外壁の外側に設置され、前記乱流モータが前記換気扇ケースの内部に設置され、前記乱流換気扇が前記浸炭炉の内部に設置され、前記乱流モータの出力軸が前記浸炭炉に入り、前記乱流換気扇に接続され、
各浸炭炉の上部にそれぞれ、温度測定プローブが設置され、各浸炭炉における左側の上部に吸気口が設置され、前記吸気口に吸気管路が接続され、浸炭炉の右側下部に排気口が設置され、前記排気口に第一管路と第二管路とが接続され、前記第一管路が次の隣り合う浸炭炉の吸気管路に接続され、前記複数の第二管路がダクトを介して排気処理手段に接続され、前記吸気管路、第一管路と第二管路とは、いずれもサーボ弁が設置され、複数のサーボ弁と複数の温度測定プローブとは、それぞれ上位コントローラーに接続され、即時で炉内温度のフィードバックに基づいてそれぞれのバルブの開度を調節することにより、炉内温度が動態的に安定することを実現する。
【０００７】
好ましくは、前記第一換気扇手段のパワーが前記第二換気扇手段のパワーよりも大きい。
【０００８】
好ましくは、前記浸炭炉は、第一浸炭炉、第二浸炭炉、及び、第三浸炭炉を含む。
【０００９】
好ましくは、前記第一浸炭炉の吸気管路に第一サーボ弁が設置され、前記第二浸炭炉の吸気管路に第二サーボ弁が設置され、第三浸炭炉の吸気管路に第三サーボ弁が設置され、前記第一浸炭炉の第二管路に第四サーボ弁が設置され、前記第二浸炭炉の第二管路に第五サーボ弁が設置され、前記第三浸炭炉の第二管路に第六サーボ弁が設置される。
【００１０】
好ましくは、前記浸透炉は、その底部にベースガイドレールと対応する滑車が設置される。
【００１１】
好ましくは、前記サーボ弁は、サーボ弁胴体、サーボ弁胴体の上部に設置されるサーボモータ、及び、前記サーボ弁胴体の両側に設置される管継手を含み、前記サーボ弁胴体の両側にそれぞれ、ローフィンチューブを介して前記管継手が接続され、前記管継手が吸気管路又は第二管路に着脱可能に接続される。
【００１２】
好ましくは、前記浸炭セルに吸気管路を介して高温ガスを提供し、先の浸透炉から排出された高温ガスを第一管路及び次の隣接する浸透炉の吸気管路を介して、次の浸透炉の浸透セルの内部に入り、サーボ弁をオン・オフにすることにより、隣り合う二つの浸透炉間におけるガス通路の開閉を制御する。
【００１３】
好ましくは、本発明は、歯車表面に浸炭する方法をさらに提供し、該方法は、
歯車を浸炭炉に送り、第一サーボ弁をオンにし、工場からの排気を第一浸炭炉に提供するステップＳ１と、
第一浸炭炉を８８０−９２０°Ｃまで加熱し、第一浸炭炉の温度測定プローブによりこの温度が検出されると、第二サーボ弁をオンにする、ステップＳ２と、
第二浸炭炉を７８０−８２０°Ｃまで加熱し、第二浸炭炉の温度測定プローブによりこの温度が検出されると、第三サーボ弁をオンにする、ステップＳ３と、
第三浸炭炉を６８０−７２０°Ｃまで加熱し、第三浸炭炉の温度測定プローブによりこの温度が検出されると、第六サーボ弁をオンにし、サーボ弁の開度を即時で調整することにより、炉内の温度が動態的にバランスすることを実現するステップＳ４と、
第一浸炭炉の反応時間ＴＡ、第二浸炭炉の反応時間ＴＢ及び第三浸炭炉の反応時間ＴＣの大きさを判断することにより、引き続きの動作を行うステップＳ５と、
即時で浸炭炉の反応時間と温度を即時で検知することにより、各サーボ弁の開閉を制御し、
ＴＡ＞ＴＢ＞ＴＣの場合には、加熱が時間ＴＣまで達すると、第三サーボ弁をオフにし、第五サーボ弁をオンにし、第三浸炭炉のワークを取り出し、第六サーボ弁をオフにし、加熱が時間ＴＢまで達すると、第二サーボ弁をオフにし、第四サーボ弁をオンにし、第二浸炭炉のワークを取り出し、第五サーボ弁をオフにし、加熱が時間ＴＡまで達すると、第一サーボ弁をオフにし、第一浸炭炉のワークを取り出し、
ＴＢ＞ＴＡ＞ＴＣの場合には、加熱が時間ＴＣまで達すると、第三サーボ弁をオフにし、第五サーボ弁をオンにし、第三浸炭炉のワークを取り出し、第六サーボ弁をオフにし、加熱が時間ＴＡまで達すると、第一サーボ弁をオフにし、第二浸炭炉の温度が第一温度閾値まで下がると、第二サーボ弁と第五サーボ弁とをオフにし、第一浸炭炉のワークを取り出し、第一サーボ弁、第二サーボ弁及び第五サーボ弁をオンにし、加熱が時間ＴＢまで達すると、第一サーボ弁と第二サーボ弁とをオフにし、第二浸炭炉のワークを取り出し、
ＴＡ＞ＴＣ＞ＴＢの場合には、加熱が時間ＴＢまで達すると、第二サーボ弁をオフにし、第四サーボ弁をオンにし、第三浸炭炉の温度が第二温度閾値まで下がると、第三サーボ弁と第六サーボ弁とをオフにし、第二浸炭炉のワークを取り出し、第二サーボ弁、第三サーボ弁及び第六サーボ弁をオンにし、第四サーボ弁をオフにし、加熱が時間ＴＣまで達すると、第三サーボ弁と第六サーボ弁とをオフにし、第三浸炭炉のワークを取り出し、第二サーボ弁をオフにし、第四サーボ弁をオンにし、加熱が時間ＴＡまで達すると、第一サーボ弁と第四サーボ弁とをオフにし、第一浸炭炉のワークを取り出し、
ＴＣ＞ＴＡ＞ＴＢの場合には、加熱が時間ＴＢまで達すると、第二サーボ弁をオフにし、第四サーボ弁をオンにし、第三浸炭炉の温度が第二温度閾値まで下がると、第三サーボ弁と第六サーボ弁とをオフにし、第二浸炭炉のワークを取り出し、第二サーボ弁、第三サーボ弁及び第六サーボ弁をオンにし、第四サーボ弁をオフにし、加熱が時間ＴＡまで達すると、第一サーボ弁をオフにし、第三浸炭炉の温度が第二温度閾値まで下がると、第二サーボ弁、第三サーボ弁及び第六サーボ弁をオフにし、第一浸炭炉のワークを取り出し、第一サーボ弁、第二サーボ弁、第三サーボ弁及び第六サーボ弁をオンにし、加熱が時間ＴＣまで達すると、第一サーボ弁、第二サーボ弁及び第三サーボ弁をオフにし、第三浸炭炉のワークを取り出し、
ＴＣ＞ＴＢ＞ＴＡの場合には、加熱が時間ＴＡまで達すると、第一サーボ弁をオフにし、第二浸炭炉の温度が第一温度閾値まで下がると、第二サーボ弁、第三サーボ弁及び第六サーボ弁をオフにし、第一浸炭炉のワークを取り出し、第一サーボ弁、第二サーボ弁、第三サーボ弁及び第六サーボ弁をオンにし、加熱が時間ＴＢまで達すると、第一サーボ弁と第二サーボ弁とをオフにし、第三浸炭炉の温度が第二温度閾値まで下がると、第三サーボ弁と第六サーボ弁とをオフにし、第二浸炭炉のワークを取り出し、第一サーボ弁、第二サーボ弁、第三サーボ弁及び第六サーボ弁をオンにし、加熱が時間ＴＣまで達すると、第一サーボ弁、第二サーボ弁及び第三サーボ弁をオフにし、第三浸炭炉のワークを取り出し、
ＴＢ＞ＴＣ＞ＴＡの場合には、加熱が時間ＴＡまで達すると、第一サーボ弁をオフにし、第二浸炭炉の温度が第一温度閾値まで下がると、第二サーボ弁、第三サーボ弁及び第六サーボ弁をオフにし、第一浸炭炉のワークを取り出し、第一サーボ弁、第二サーボ弁、第三サーボ弁、及び、第六サーボ弁をオンにし、加熱が時間ＴＣまで達すると、第三サーボ弁と第六サーボ弁とをオフにし、第三浸炭炉のワークを取り出し、第五サーボ弁をオンにし、加熱が時間ＴＢまで達すると、第一サーボ弁、第二サーボ弁及び第五サーボ弁をオフにし、第二浸炭炉のワークを取り出す、ステップＳ６と、
加熱が完了すると、三つの浸透炉に材料を再度提供し、ステップＳ１−Ｓ６を繰り返して実行する、ステップＳ７と、を含む。
【００１４】
好ましくは、第一温度の閾値の取り範囲が７６０−７８０°Ｃであり、第二温度閾値の取り範囲が６６０−６８０°Ｃである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、従来技術に比べると、以下の利点を有している。
１、加熱の時間と炉内の温度とを即時で検知することにより、サーボ弁をオン・オフに制御し、サーボ弁の開度を即時で調整することにより、各炉内温度が動態的に安定してバランスするようにし、高温排気を三つの浸炭炉を通過して順次に加熱して保温することにより即時で連続に制御を行う要求を満たすことができる。
２、三つの換気扇を連続で動作させ、左側の中部に位置するパワーの大きい換気扇により乱流を行い、左側の下部に位置する換気扇により、高温排気を入力し、右側に位置する換気扇により高温ガスを出力することにより、動態に歯車の表面を囲む高温ガスによる流動場を形成し、高温用保温材料、炉室と外壁との間に真空とされた設計により、対流による熱交換や熱伝統を削減し、高温排気の利用率を向上し、浸炭に用いられる電源やエネルギーを効果よく省き、大幅に、歯車表面に浸炭する処理のコストを低下させ、汚染から環境を保護できるようにすることができる。
３、サーボ弁をオン・オフに制御することにより、高温排気を循環利用することができると共に、炉が多いほど、熱量の利用効率が高いため、浸炭にかかるコストを効果よく削減でき、各浸炭炉の底部に車輪を設置して、浸炭炉を要望の場所まで移動することができ、浸炭処理に柔軟性が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明の実施例又は従来技術に係る技術的手段を良く明確に説明するために、以下に、実施例を説明することに必要な図面を簡単に説明しておく。以下に説明する図面が、本発明の幾つか実施例に過ぎず、創造的な労働が無くとも、これらの図面に基づいて他の図面を取得できることは当業者にとって明らかである。
【００１７】
【図１】本発明の一実施例に係る歯車表面に浸炭する装置の断面図の一例である。
【図２】本発明の一実施例に係るサーボ弁の原理を示す断面の模式図の一例である。
【図３】本発明の一実施例に係る高温ガスの流動場の模式図の一例である。
【図４】本発明の一実施例に係る循環動作の方法の模式図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、図面を参照しながら、本発明の実施例を説明する。
【００１９】
本発明は、上記した従来技術に存在している問題を解決するために、知能化し、エネルギーを省き環境にやさしく移動可能な浸炭処理機器炉を開発して、歯車表面に均一に浸炭でき、時間分割と共に段階分割という形態で制御できる要求が満たされる、歯車表面に浸炭するための装置及び方法を提供することを目的とする。
【００２０】
本発明の上述目的、特徴又は利点がより明確に分かりやすいように、以下に図面及び具体的な実施例を参照しながら、本発明をより詳しく説明する。
【００２１】
図１乃至図４を参照すると、図１が本発明の一実施例に係る、歯車表面に浸炭する装置の断面図の一例であり、図２が本発明の一実施例に係るサーボ弁の原理を示す断面の模式図の一例であり、残りのサーボ弁の構成は、それと一致している。図３が本発明の一実施例に係る高温ガス高温ガスの流動場の模式図の一例であり、図４が本発明の一実施例に係る循環動作の方法の模式図の一例である。
【００２２】
具体的に、本発明の一実施例が提供する歯車表面に浸炭するための装置は、複数の浸炭炉９及びベースを含み、少なくとも二つの浸炭炉が平行にベースのガイドレールに設置される。浸透炉は、底部にベースガイドレールと対応する車輪１が設置される。車輪１は、その上方に底板ホルダー２が設置され、底板ホルダー２は、炉胴体全体を支持するためのものである。
【００２３】
浸炭炉９は、内壁と外壁４を含み、外壁４が高耐熱材料で構成され、内壁の外部に一つの保温炉室３が覆われ、外壁４と保温炉室３との間に真空とされた中空チャンバーが存在しており、浸炭炉９は、その内部に浸炭セル９１が設置され、浸炭セル９１内に二つのホルダー１７が設置され、二つのホルダー１７に浸炭溝１２が設置され、加工待ち歯車１６が歯車取り付け軸１３を介して浸炭溝１２内に置かれる。
【００２４】
図３に示すように、浸炭炉９は、左側の中部に第一換気扇手段９３が設置され、左側の下部と右側の上部に、それぞれ、第二換気扇手段９２が設置され、第一換気扇手段９３と第二換気扇手段９２とは、いずれも、換気扇ケース５、乱流換気扇６及び乱流モータ７を含み、換気扇ケース５が浸炭炉の外壁の外側に設置され、乱流モータ７が換気扇ケース５の内部に設置され、乱流換気扇６が浸炭炉の内部に設置され、乱流モータ７の出力軸が浸炭炉に入ってから乱流換気扇６に接続される。
【００２５】
好ましくは、第一換気扇手段のパワーが第二換気扇手段のパワーよりも大きい。使用されている場合には、第一換気扇手段の大きいパワーにより乱流という役割を図り、浸炭を均一にして、他の二つの小さいパワー換気扇により、それぞれ、ガスが浸炭炉に入出するようにする。そして、乱流用の換気扇手段のパワーは、最大限で攪拌という役割を図り、炉全体にカバーできるレベルである。図３には、浸炭炉において、ガスの流れ方向を示している。
【００２６】
各浸炭炉は、上部にそれぞれ温度測定プローブ１０が設置され、左側の上部に吸気口が設置され、吸気口に吸気管路１０１が接続され、右側の下部に排気口が設置され、排気口に第一管路１０２と第二管路１０３とが接続され（第二管路１０３だけが接続されてもよい）、前方の複数の浸透炉の排気口に第一管路１０２と第二管路１０３とが接続される一方、最後の浸透炉には第二管路１０３しか接続されない。
【００２７】
実際の適用には、第一管路が次の隣り合う浸炭炉の吸気管路に接続され、複数の第二管路がダクト２０を介して排気処理手段１８に接続される。吸気管路、第一管路及び第二管路には、それぞれ、サーボ弁が設置され、複数のサーボ弁と複数の温度測定プローブとに、それぞれ、上位コントローラーが接続され、即時で炉内の温度のフィードバックにより各バルブの開度を調節して、炉内の温度が動態に安定するように実現できる。
【００２８】
好ましくは、本実施例では、浸炭炉が第一浸炭炉、第二浸炭炉及び第三浸炭炉を含む。
【００２９】
好ましくは、第一浸炭炉の吸気管路に第一サーボ弁８が設置され、第二浸炭炉の吸気管路に第二サーボ弁１１が設置され、第三浸炭炉の吸気管路に第三サーボ弁１４が設置され、第一浸炭炉の第二管路に第四サーボ弁２２が設置され、第二浸炭炉の第二管路に第五サーボ弁２１が設置され、第三浸炭炉の第二管路に第六サーボ弁１９が設置される。
【００３０】
好ましくは、図２に示すように、サーボ弁は、サーボ弁胴体２００、サーボ弁胴体の上部に設置されるサーボモータ２６、及び、サーボ弁胴体の両側に設置される管継手２４を含み、サーボ弁胴体２００は、両側にそれぞれローフィンチューブ２３を介して管継手２４が接続され、管継手２４が着脱可能に吸気管路又は第二管路に接続される。サーボ弁胴体２００とローフィンチューブ２３とは、サーボ弁継手２５を介して直接接続される。
【００３１】
浸透セル内に吸気管路を介して高温ガス１５を提供し、先の浸透炉内から排出された高温ガスが第一管路及び次の隣り合う浸透炉の吸気管路からなるガス通路を介して、次の浸透炉の浸透セルの内部に入り、サーボ弁をオン・オフに制御することにより、隣り合う二つの浸透炉間のガス通路の「開閉を制御することができる。実際の適用には、異なるサーボ弁の開閉により、二つ又は二つ以上の浸透炉間にガス通路を形成することにより、先の浸透炉内から排出された高温排気が次の浸透炉の内部に入ったり、サーボ弁により高温排気が排気処理手段１８の内部に入ったりするようにしてもよい。
【００３２】
本発明は、歯車表面に浸炭する方法をさらに提供しており、
ステップＳ１は、歯車を浸炭炉に送り、第一サーボ弁８をオンにし、工場からの排気である高温ガスを第一浸炭炉に提供する。
ステップＳ２は、第一浸炭炉を８８０−９２０°Ｃまで加熱し、好ましくは、９００°Ｃとなると、第一浸炭炉の温度測定プローブにより温度を検出して、第二サーボ弁１１をオンにする。
ステップＳ３は、第二浸炭炉を７８０−８２０°Ｃまで加熱し、好ましくは、８００°Ｃとなると、第二浸炭炉の温度測定プローブにより温度を検出して、第三サーボ弁１４をオンにする。
ステップＳ４は、第三浸炭炉を６８０−７２０°Ｃまで加熱し、好ましくは、７００°Ｃとなると、第三浸炭炉の温度測定プローブにより温度を検出して、第六サーボ弁１９をオンにし、サーボ弁の開度を即時で調整することにより、炉内の温度が動態的にバランスするように実現できる。
ステップＳ５は、第一浸炭炉の反応時間ＴＡ、第二浸炭炉の反応時間ＴＢ及び第三浸炭炉の反応時間ＴＣを判断することにより、引き続きの動作を行う。各炉体の反応時間は、必要に応じて設置されてもよい。
ステップＳ６は、即時で浸炭炉の反応時間及び温度を検知して、各サーボ弁を開閉に制御する。即時で動態的にバランスするようにするために、高温の排気が完全な通路になることを保証しなければならない。
【００３３】
ＴＡ＞ＴＢ＞ＴＣの場合には、加熱が時間ＴＣまで達すると、第三サーボ弁１４をオフにし、第五サーボ弁２１をオンにし、高温排気が第一浸透炉と第二浸透炉との間の通路を通過するようにし、第三浸炭炉のワークを取り出し、第六サーボ弁１９をオフにし、加熱が時間ＴＢまで達すると、第二サーボ弁１１をオフにし、第四サーボ弁２２をオンにし、高温ガスが第一浸透炉の通路を通過するようにし、第二浸炭炉のワークを取り出し、第五サーボ弁２１をオフにし、加熱が時間ＴＣまで達すると、第一サーボ弁８をオフにし、高温ガスの提供を完了させ第一浸炭炉のワークを取り出す。
【００３４】
ＴＢ＞ＴＡ＞ＴＣの場合には、加熱が時間ＴＣまで達すると、第三サーボ弁１４をオフにし、第五サーボ弁２１をオンにし、第一浸透炉から排出した高温排気が第一浸透炉と第二浸透炉との間に形成されているガス通路を通過するようにし、第三浸炭炉のワークを取り出し、第六サーボ弁１９をオフにし、加熱が時間ＴＡまで達すると、第一サーボ弁８をオフにし、第二浸炭炉の温度が下がり始め、そして７６０−７８０°Ｃまで下がると（第一浸透炉からの高温排気が既に第二浸透炉へ入ったことを示す７７０°Ｃが好ましい）、第二サーボ弁１１と第五サーボ弁２１をオフにし、第一浸炭炉のワークを取り出し、第一サーボ弁８、第二サーボ弁１１及び第五サーボ弁２１をオンにし、高温排気が第一浸透炉と第二浸透炉との間のガス通路を通過するようにし、加熱が時間ＴＢまで達すると、第一サーボ弁８と第二サーボ弁１１とをオフにし、第二浸炭炉のワークを取り出す。
【００３５】
ＴＡ＞ＴＣ＞ＴＢの場合には、加熱が時間ＴＢまで達すると、第二サーボ弁１１をオフにし、第四サーボ弁２２をオンにし、第三浸炭炉の温度が下がり始め、そして６６０−６８０°Ｃまで下がると（第二浸透炉からの高温排気が既に第三浸透炉へ入ったことを示す６７０°Ｃが好ましい）、第三サーボ弁１４と第六サーボ弁１９とをオフにし、第二浸炭炉のワークを取り出し、第二サーボ弁１１、第三サーボ弁１４及び第六サーボ弁１９をオンにし、第四サーボ弁２２をオフにし、高温排気が第一浸透炉、第二浸透炉及び第三浸透炉間のガス通路を通過するようにし、加熱が時間ＴＣまで達すると、第三サーボ弁と第六サーボ弁とをオフにし、第三浸炭炉のワークを取り出し、第二サーボ弁をオフにし、第四サーボ弁をオンにし、加熱が時間ＴＡまで達すると、第一サーボ弁８と第四サーボ弁２２とをオフにし、第一浸炭炉のワークを取り出す。
【００３６】
ＴＣ＞ＴＡ＞ＴＢの場合には、加熱が時間ＴＢまで達すると、第二サーボ弁１１をオフにし、第四サーボ弁２２をオンにし、第三浸炭炉の温度が下がり始まり、しかも６６０−６８０°Ｃまで下がると（第二浸透炉からの高温排気が既に第三浸透炉へ入ったことを示す６７０°Ｃが好ましい）第三サーボ弁１４と第六サーボ弁１９とをオフにし、第二浸炭炉のワークを取り出し、第二サーボ弁１１、第三サーボ弁１４及び第六サーボ弁１９をオンにし、第四サーボ弁２２をオフにし、加熱が時間ＴＡまで達すると、第一サーボ弁８をオフにし、第三浸炭炉の温度が下がり始まり、しかも６６０−６８０°Ｃまで下がると（第一浸透炉からの高温排気が既に第三浸透炉へ入ったことを示す６７０°Ｃが好ましい）、第二サーボ弁１１、第三サーボ弁１４及び第六サーボ弁１９をオフにし、第一浸炭炉のワーク、第一サーボ弁８、第二サーボ弁１１、第三サーボ弁１４及び第六サーボ弁１９をオンにし、加熱が時間ＴＣまで達すると、第一サーボ弁８、第二サーボ弁１１及び第三サーボ弁１４をオフにし、第三浸炭炉のワーク取り出す。
【００３７】
ＴＣ＞ＴＢ＞ＴＡの場合には、加熱が時間ＴＡまで達すると、第一サーボ弁８をオフにし、第二浸炭炉の温度が下がり始まり、しかも、７６０−７８０セルシウスまで下がると（第一浸透炉からの高温排気が既に第二浸透炉へ入ったことを示す７７０°Ｃが好ましい）、第二サーボ弁１１、第三サーボ弁１４及び第六サーボ弁１９をオフにし、第一浸炭炉のワークを取り出し、第一サーボ弁８、第二サーボ弁１１、第三サーボ弁１４及び第六サーボ弁１９をオンにし、加熱が時間ＴＢまで達すると、第一サーボ弁８と第二サーボ弁１１とをオフにし、第三浸炭炉の温度が下がり始め、そして６６０−６８０°Ｃまで下がると（第二浸透炉からの高温排気が既に第三浸透炉へ入ったことを示す６７０°Ｃが好ましい）、第三サーボ弁１４と第六サーボ弁とをオフにし、第二浸炭炉のワークを取り出し、第一サーボ弁８、第二サーボ弁１１、第三サーボ弁１４及び第六サーボ弁１９をオンにし、加熱が時間ＴＣまで達すると、第一サーボ弁８、第二サーボ弁１１及び第三サーボ弁１４をオフにし、第三浸炭炉のワークを取り出す。
【００３８】
ＴＢ＞ＴＣ＞ＴＡの場合には、加熱が時間ＴＡまで達すると、第一サーボ弁８をオフにし、第二浸炭炉の温度が下がり始め、そして、７６０−７８０°Ｃまで下がると（第一浸透炉からの高温排気が既に第二浸透炉へ入ったことを示す７７０°Ｃが好ましい）第二サーボ弁１１、第三サーボ弁１４、及び、第六サーボ弁１９をオフにし、第一浸炭炉のワーク、第一サーボ弁８、第二サーボ弁１１、第三サーボ弁１４及び、第六サーボ弁１９をオンにし、加熱が時間ＴＣまで達すると、第三サーボ弁１４と第六サーボ弁１９とをオフにし、第三浸炭炉のワークを取り出し、第五サーボ弁をオンにし、高温排気が第一浸透炉と第二浸透炉との間のガス通路を通過するようにし、加熱が時間ＴＢまで達すると、第一サーボ弁８、第二サーボ弁１１、及び、第五サーボ弁２１をオフにし、第二浸炭炉のワークを取り出す。
【００３９】
Ｓ７は、加熱が完了すると、材料を再度提供し、引き続き、ステップＳ１−Ｓ６を繰り返して実行し、次のサイクルを始める。
【００４０】
以上に説明した実施例は、本発明の好ましい実施形態を説明するためのものに過ぎず、本発明の範囲を限定するためのものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が本発明の技術的手段を変形したり改良したりすることによりなされたものは、いずれも、本願の保護範囲に含まれているべきである。
【符号の説明】
【００４１】
１    車輪
２    底板ホルダー
３    保温炉室
４    外壁
５    換気扇ケース
６    乱流換気扇
７    乱流モータ
８    第一サーボ弁
９    浸炭炉
１０    温度測定プローブ
１１    第二サーボ弁
１２    浸炭溝
１３    歯車取り付け軸
１４    第三サーボ弁
１５    高温ガス
１６    加工待ち歯車
１７    ホルダー
１８    排気処理手段
１９    第六サーボ弁
２０    ダクト
２１    第五サーボ弁
２２    第四サーボ弁
２３    ローフィンチューブ
２４    管継手
２５    サーボ弁継手
２６    サーボモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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