JPH03257119A - ローラハース式真空炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は真空状態において被処理物の加熱をおこなう
ローラハース式真空炉に関する。

〔従来の技術〕

ローラハース式真空炉においては、金属材料等の被処理
物の焼結や熱処理をおこなうため、真空状態で被処理物
の加熱をおこなう加熱室の出口側に、冷風により被処理
物の冷却をおこなう冷却室を設けるのが一般的である。

そしてこの冷却のための装置としては、第８図に示すよ
うに冷却室８１の頂部に下向きに循環ファン８２を設け
、この循環ファン８２により搬送用ローラ８３上の被処
理物Ｗに吹付けた冷却用ガスを、熱交換器８４により冷
却後、被処理物Ｗの側方がら循環ファン８２部へ還流さ
せる構成のものが多く用いられている。なお８５は冷却
室の出口、８６は被処理物Ｗを真空状態で加熱する加熱
室である。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが上記従来の冷却方法においては、冷却用ガスは
被処理物Ｗの上面から吹付けられるだけなので、被処理
物の均一冷却が困難であり、冷却むらにより被処理物に
歪が発生し、また被処理物に吹付けられたガスと炉側壁
部に沿って上方へ還流するガスとの干渉が生じ、冷却効
率の低下および循環ファン８２の動力浪費の原因ともな
っていた。

この発明は上記従来の問題点を解決するもので、被処理
物の均一冷却をはかることができるローラハース式真空
炉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〕 この出願の第１発明のローラハース式真空炉は、真空状
態で被処理物の加熱をおこなう加熱室の出口側に冷却室
を設けたローラハース式真空炉において、前記冷却室の
被処理物搬送路の側方に、冷却用ガスを噴出する複数個
のノズルを設け、被処理物を搬送する搬送用ローラを上
面にそなえ鉛直軸線のまわりに回転駆動される回転台を
、前記冷却室内に設け、前記加熱室より搬送され前記回
転台上に載置された被処理物に前記ノズルから噴出した
冷却用ガスを吹付けるようにしたことを特徴とする。

この出願の第２発明のローラハース式真空炉は、真空状
態で被処理物の加熱をおこなう加熱室の出口側に冷却！
を設けたローラハース式真空炉において、前記冷却室の
炉体の頂部を貫通して鉛直軸線のまわりに回転駆動され
る中空の主軸に、前記冷却室の被処理物搬送路の側方に
配置される複数個のノズルを取付け、前記炉体に設けた
排気口と前記主軸とをガス循環路により接続し、このガ
ス循環路にガス循環用の送風機とガス冷却用の熱交換器
とを設け、前記加熱室より搬送され前記冷却室内の搬送
用ローラ上に載置された被処理物に前記ノズルから噴出
した冷却用ガスを吹付けるようにしたことを特徴とする
。

（作用） 第１発明のローラハース式真空炉においては、冷却室内
に装入された被処理−は、回転台上に載置されて回転台
と共に鉛直軸線のまわりに回転し、ノズルから噴出され
た冷却用ガスは、上記被処理物の回転に伴い被処理物の
側面の全周に順次衝突するので、被処理物はほぼ均一に
冷却される。

また第２発明のローラハース式真空炉においては、冷却
室内に装入され搬送用ローラ上に載置された被処理物は
、主軸と共に鉛直軸線のまわりに回転するノズルから噴
出した冷却用ガスにより冷却され、この冷却用ガスは上
記ノズルの回転に伴い被処理物の側面の全周に順次衝突
するので、被処理物はほぼ均一に冷却される。

（実施例） 以下第１図乃至第４図により第１発明の一実施例である
第１実施例を説明する。

図中、１はローラハース式真空炉の一例である焼結炉で
、２は炉体であり、３は被処理物装入用の入口、４は同
じく取出用の出口である。５は入口３の扉、６は出口４
の扉で、それぞれ昇降装置７および８により昇降駆動さ
れるようになっている。また炉体２は仕切壁９．１０に
より大きく三つに区画され、その内部には、真空待機室
１１、脱ワツクス室である加熱室１２ａ１焼結苗である
加熱室１２ｂ、時効処理室である加熱室１２ｃ、および
冷却室１３が形成されている。各加熱室１２ａ〜１２Ｃ
（以下加熱室１２と総称し、他の部分も同様に総称する
。）は、四周を黒鉛製の断熱壁１４により囲繞され、そ
の人口１５および出口１６は、それぞれｎ１７により開
閉されるようになっている。１８は扉１７の開閉装置で
、炉体２に固設した図示しないガイドにより昇降自在に
案内された枠１９を、エアシリンダ２０のピストンロッ
ドに連結するとともに、枠１９に平行リンク２１を介し
てｆ１１７を連結して成る。下端部が図示しないストッ
パに当接した扉１７は、枠１９がさらに下降することに
より入口１５および出口１６を密閉し、また枠１９の引
上により扉１７は入口１５および出口１６から離間後上
方へ引上げられるようになっている。２２は加熱室１２
内に設けた電熱ヒータから成る加熱装置である。また２
３は炉体２内に設けた搬送用ローラで、耐熱金属製のロ
ーラを公知の駆動機構により回転駆動するものであり、
この搬送用ロー５２３の上側に、入口３から出口４に至
る被処理物搬送路２４が形成されている。

一方冷却室１３は、金属板製の仕切壁３１と側壁３２．
３２と天井壁３３とから成る壁体３０で囲繞され、仕切
壁３１に設けた入口３４は扉３５により開閉されるよう
になっている。このｉ’ｉ３５は前記開閉装Ｗ１１８に
より扉１７と同様にして開閉される。３６は天井１３３
に設けた排気口で、この排気口３６の直上部には循環フ
ァン３７が設けである。また３８は炉体２と壁体３０と
の間に形成された循環路で、３９はこの循環路３８内に
ガス流を横切る形で設けた冷却用の熱交換器である。４
０は側壁３２に多数個設けた冷却ガス噴出用のノズルで
、その噴出口を冷却室１３内に向けかつほぼ水平方向に
向けである。またノズル４０の配置は、第４図に示すよ
うに、縦方向にノズル４０を複数個並設したノズル列４
１を、複数列（この実施例では５列）並べたものである
が、隣り合うノズル列４１．４１はノズル位置を上下方
向に少しずらせてあり、第４図に鎖線４２で示すように
水平方向に対して少量傾斜した直線上にノズル中心が並
んだ配置となっている。

また５０は回転台で、上面に搬送用ローラ５１をそなえ
、下面に突設した支軸５２は炉底部に設けた軸受５３に
より鉛直軸線のまわりに回転自在に支持され、電動機５
４により回転駆動される構成としである。また搬送用ロ
ーラ５１は、回転台５０に取付けたブレーキ付きの駆動
機５５により回転駆動して被処理物Ｗを搬送できるよう
になっている。

上記構成の焼結炉１において真空焼結処理をおこなうに
は、入口３から装入した被処理物Ｗを真空待機室１１で
待機させたのち加熱室１２ａにおいて真空中で脱ワツク
スし、加熱室１２ｂにおいて真空状態で焼結し、次いで
加熱室１２Ｃ内で所定時間高温中で保持して時効処理を
おこなった後、入口３４から冷却室１３内に装入して冷
却をおこなう。このとき、被処理物Ｗが回転台５０上に
到達したら搬送用ローラ５１を停止状態とし、電動機５
４により回転台５０を鉛直軸線のまわりに低速で回転さ
せる。一方循環フアン３７を運転して冷却室１３内のガ
ス（たとえばＮ２ガス）を吸弓して循環路３８内をノズ
ル４０に向って送風し、このとき熱交換器３９部の通過
によりガスは奪熱冷却され、低温の冷却用ガスとして各
ノズル４０から冷却室１３内に噴出する。この噴出した
冷却用ガスは回転台５０と共に回転している被処理物Ｗ
の側面に衝突し、被処理物Ｗを冷却する。被処理物Ｗの
回転により、各ノズル４０からの冷却用ガスが被処理物
Ｗの各部に衝突する角度は順次変化し、また被処理部Ｗ
の側面全周に冷却用ガスが順次衝突することになるので
、被処理物Ｗは冷却むらが少なくほぼ均一に冷却される
のである。また特にこの実施例では、隣合うノズル列４
１のノズル上下位置をずらせであるので、回転する被処
理物Ｗは、丁度上下ピッチの細かい多数個のノズル４０
によって冷却されたのと同様な冷却作用を受け、さらに
均一な冷却効果が得られるのである。

また冷却用ガスの循環系路は、壁体３０によって区画さ
れているので被処理物への衝突前後のガス同士の干渉が
防止され、円滑で効率のよい冷却がおこなわれる。

上記のようにして所定時間冷却後、回転台５０を停止さ
せ、搬送用ローラ５１を駆動して被処理物Ｗを出口４か
ら炉外へ送出し、以下同様の工程を繰返す。

上記構成の焼結炉１において、加熱室１２における焼結
により得られた直径３０ａｍ、長さ１００履の焼結晶（
材質５ＬＪＳ４１０Ｌ）をトレーに１５０個装入して成
る被処理品Ｗを、１２００℃に加熱した状態で加熱室１
２Ｇから冷却室１３に装入し、回転台５０の回転数：　
５　ｒ　ｐｍ、冷却用ガス（Ｎ２）温度：５０℃、同循
環風量＝１５０尻／分、の条件下で６０分間冷却処理し
たところ、焼結晶の歪は０．０２履（平均値）であった
。これに対して比較例として第８図の冷却室８１を有す
る焼結炉を用いて、従来の冷却法（但し冷却用ガスおよ
び冷却時間は上記と同じ）により上記と同じ被処理品Ｗ
の冷却をおこなったところ、焼結晶の歪は０．１５履（
平均値）であった。

次に第５図乃至第７図により第２発明の一実施例である
第２実施例を説明する。

図中、第１図と同一部分には同一符号を付してあり、加
熱室１２Ｇより炉入口側の炉の構成は、第１図と同じで
ある。６１は耐熱鋼製の筒状の主軸で、炉体２の頂部を
貫通し、炉体２に取付けた軸受６２により、冷却室１３
の中央付近を通る鉛直軸線のまわりに回転自在に支持さ
れている。６３は炉体２上に取付けた電動機で、主軸６
１をチェン駆動するためのものである。６４は主軸６１
の上端部が嵌合するロータリージヨイントである。

−万６５は主軸６１の下端部に接続された耐熱鋼製のノ
ズル支持管で、中間部が主軸６１に接続され水平方向に
延びる主管６６と、この主管６６の両端部に接続された
弯曲管状の分岐管６７と、この分岐管６７に上端部を接
続され下端部が密閉された枝管６８とから成る。主軸６
１、主管６６、分岐管６７、枝管６８は、それぞれ内部
の中空部が互いに連通している。主軸６１の停止状態に
おいては、各枝管６８は搬送される被処理物Ｗに衝突し
ないように、被処理物搬送路２４の側方位置にあり、こ
の枝管６８の管壁には、被処理物Ｗに対向しほぼ水平方
向に向う噴出口を有する複数個のノズル６９が設けであ
る。またこれらのノズル６９の配置は、前記実施例と同
様に、隣り合う枝管６８，６８に設けたノズル位置を上
下方向に少しずらせである。また第７図において７１は
炉体２に設けた排気口で、この排気ロア１と炉頂部のロ
ータリージヨイント６４の固定管部との間には、冷却用
ガスを循環させるガス循環路７２を接続してあり、７３
はガス循環路７２に設けた送風機、７４は同じくガス冷
却用の熱交換器である。

上記構成の焼結炉７５においては、加熱室１２Ｃの出口
１６から冷却室１３内に被処理物Ｗを装入したら、搬送
用ローラ２３上で被処理物Ｗを停止させ、電動１６３に
より主軸６１およびこれと一体のノズル支持管６５を鉛
直軸線のまわりに低速で回転させる。一方送風機７３を
運転して冷却室１３内のガスを吸引してガス循環路７２
内をロータリージヨイント６４部に向って送風し、この
とき熱交換器７４部の通過によりガスを奪熱冷却する。

得られた低温の冷却用ガスは、主軸６１内からノズル支
持管６５内を経て、各ノズル６９から冷却室１３内に噴
出する。各ノズル６９は被処理物Ｗのまわりに回転して
いるので、各ノズル６９からの冷却用ガスが被処理物Ｗ
の各部に衝突する角度は順次変化し、また被処理物Ｗの
側面全周と冷却用ガスが順次衝突することになるので、
被処理物Ｗは冷却むらが少なく、はぼ均一に冷却される
。被処理物への衝突により昇温したガスは、排気ロア１
からガス循環路７２を通って冷却され、再度炉内へ循環
供給される。

上記のようにして所定時間冷却後、主軸６１を停止させ
、搬送用ローラ２３を駆動して被処理物Ｗを炉外へ送出
し、以下同様の工程を繰返す。

上記構成の焼結炉７５において、前記第１実施例と同じ
被処理物Ｗに対して同条件（ただし主軸６１の回転速度
：５ｒｏｍ）で冷却処理をおこなったところ、焼結晶の
歪は０．０１５Ｍｍ（平均値）であった。

この発明は上記各実施例に限定されるものではなく、た
とえば第１実施例のノズル４０は上記のように壁体３０
の側壁３２部に設けるかわりに、壁体３２を設けずに各
ノズル列４１分の複数個のノズル４０を第２実施例と同
様に上下方向に延びるパイプ材の管壁に設け、このパイ
プ材を複数本並設して、冷却室１３から炉体２外へ吸引
したガスを熱交換器により冷却後、前記パイプ材に供給
して冷却室内に噴出させるようにしてもよい。また第２
実施例におけるノズル支持管６５のかわりに、側面が被
処理物に対向する扁平な風箱状のノズル支持体を用い、
これにノズル６９を複数個設けるようにしてもよい。ま
たノズル４０．？ｉよび６９としては、上下方向に連続
したスリット状の開口部を有するものを用いてもよい。

さらに被処理物に上方または下方から冷却用ガスを吹付
ける補助ノズルを付設してもよい。

またこの発明は焼結炉のほかの各種用途および構造のロ
ーラハース式真空炉にも適用できるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、冷却室において
、被処理物は回転台と共に鉛直軸線のまわりに回転しつ
つ固定ノズルから噴出される冷却用ガスによりその側面
全周が冷却され（第１発明）、あるいは停止した被処理
物が主軸と共に鉛直軸線のまわりに回転するノズルから
噴ａされる冷却用ガスによりその側面全周が冷却される
（第２発明）ので、被処理物の冷却むらおよびそれに伴
う歪の発生が低減化される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す焼結炉の縦断面図
、第２図は第７図のＡ−ＡＩ断面図、第３図は同じ＜Ｂ
−Ｂ線断面図、第４図は第３図のＣ−Ｃ線断面図、第５
図はこの発明の第２実施例を示す焼結炉の冷却室部分の
縦断面図、第６図は第５図のＤ−Ｄ線断面図、第７図は
同じ＜Ｅ−Ｅ線断面図、第８図は従来の焼結炉の一例を
示す冷却室部分の縦断面図である。 １・・・焼結炉、２・・・炉体、１１・・・真空待機室
、１２ａ〜１２Ｇ・・・加熱室、１３・・・冷却室、２
２・・・加熱装置、２３・・・搬送用ローラ、２４・・
・被処理物搬送路、３０・・・壁体、３２・・・側壁、
３７・・・循環ファン、３８・・・循環路、３９・・・
熱交換器、４０・・・ノズル、５０・・・回転台、５１
・・・搬送用ローラ、５２・・・支軸、５３・・・軸受
、５４・・・電動機、５５・・・駆動機６１・・・主軸
、６２・・・軸受、６３・・・電動機、６４・・・ロー
タリージヨイント１．６５・・・ノズル支持管、６８・
・・枝管、６９・・・ノズル、７１・・・排気口、７２
・・・ガス循環路、７３・・・送風機、７４・・・熱交
換器、７５・・・焼結炉。 ５０ 第３０ ０ ８ 第５図 第６回 第７囲

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空状態で被処理物の加熱をおこなう加熱室の出口
   側に冷却室を設けたローラハース式真空炉において、前
   記冷却室の被処理物搬送路の側方に、冷却用ガスを噴出
   する複数個のノズルを設け、被処理物を搬送する搬送用
   ローラを上面にそなえ鉛直軸線のまわりに回転駆動され
   る回転台を、前記冷却室内に設け、前記加熱室より搬送
   され前記回転台上に載置された被処理物に前記ノズルか
   ら噴出した冷却用ガスを吹付けるようにしたことを特徴
   とするローラハース式真空炉。 ２、真空状態で被処理物の加熱をおこなう加熱室の出口
   側に冷却室を設けたローラハース式真空炉において、前
   記冷却室の炉体の頂部を貫通して鉛直軸線のまわりに回
   転駆動される中空の主軸に、前記冷却室の被処理物搬送
   路の側方に配置される複数個のノズルを取付け、前記炉
   体に設けた排気口と前記主軸とをガス循環路により接続
   し、このガス循環路にガス循環用の送風機とガス冷却用
   の熱交換器とを設け、前記加熱室より搬送され前記冷却
   室内の搬送用ローラ上に載置された被処理物に前記ノズ
   ルから噴出した冷却用ガスを吹付けるようにしたことを
   特徴とするローラハース式真空炉。