JPH086028Y2 - 焼入装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、水とグリコールとを混合した焼入液にワー
クを浸漬させて焼入する焼入装置に関する。

［従来の技術］ 航空機用アルミ合金鋳物等のワークを歪みのない高品
質焼入れするために、焼入液に水とグリコールとの混合
液とした焼入装置が公知（例えば、特開昭64−36721号
公報）である。

かかる焼入装置の構成を第２図に示す。

第２図において、１はワークＷを例えば500℃前後の
高温に加熱する加熱炉である。ワークＷは、扉２の開放
状態において図示しない搬送手段で出入れされる。５
は、グリコール水溶液すなわち水とグリコールとを混合
した焼入液を収容する焼入槽で、焼入液は図示しない温
度調整手段によって所定温度（例えば、35℃）に保持さ
れる。また、８は焼入後のワークＷを清浄する清浄槽で
ある。清浄液は水である。第２図に示す浸漬方式の他に
スプレー方式もあるが本質は変らない。

したがって、高温加熱されたワークＷは矢印X,Y方向
に搬送され、焼入槽５内で急冷され溶体化処理される。
引続き、焼入されたワークＷは清浄槽８で清浄され、そ
の後湯洗槽等へ搬送される。

ところで、清浄槽８にはワークＷに付着して焼入槽５
から持出された焼入液が持込まれる。すると、所定の清
浄効果が得られないばかりか焼入槽５内のグリコールが
減少し焼入品質が劣悪化する。このためグリコールを補
給しなければならないが経済的負担が大きいという問題
がある。また、清浄槽８からの排水にはグリコールが混
入しているので排水処理設備が必要となり処理コストも
高くなる。さらに、後置湯洗槽等がなく清浄槽８から取
出したワークＷを中間製品とし、かつこの中間製品に塗
装を行なう場合には、清浄槽８で付着したグリコールが
塗膜均一性等を阻害するという問題がある。

ここに、本出願人はグリコール水溶液は、例えば80〜
85℃の適温に加熱すると水とグリコールが分離すること
に着目し、グリコールと水の再利用を図るための分離回
収手段10を設けた焼入装置を提案（特開昭64−36721
号）している。

この分離回収手段10は、第２図に示す通り、分離槽11
と加温手段21（パイプヒータ22,温度センサ23,コントロ
ーラ24,コントロールバルプ25,ドレントラップ26）と管
路31（グリコール管32,流量調整弁33,水管34）とからな
り、清浄槽８内の液はポンプ9,送給管35を介し分離槽11
内に送給される。

したがって、清浄槽８から送給された液は、分離槽11
内においてスチーム等の熱源が流通するパイプヒータ22
で適温に加温される。すると、それらの比重差から上層
の水と下層のグリコールに分離・回収される。グリコー
ルは焼入槽５に戻され、水は清浄槽８に戻され、それぞ
れに再利用される。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来構造では、次のような問題点
がある。

（１）清浄槽８内の液をポンプ９によって分離槽11へ連
続給送すると、分離槽11内で複雑な液流が生じ液温不均
一等により良好な分離作用が行われないことがある。し
たがって、特に、清浄槽８内に戻される水には、グリコ
ールが混入されているので、グリコールの完全回収がで
きずかつ所期の清浄効果も得られない。

（２）一方、分離槽11への給送を断続的に行なうと、分
離槽11内での加温、その後の温度均一化および完全分離
までの工程が、経済的設備において概ね1.5〜２時間で
完了する。したがって、1.5〜２時間毎に液送給を行な
う、つまりバッチ方式とすれば、上記（１）の問題は解
決される。しかし、かかる工程時間中に焼入槽５内のグ
リコールは徐々に減少し、清浄槽８内のグリコール濃度
は徐々に増大してしまうので、本質的解決とはいえな
い。このため、分離槽11を複数設けることが考えられる
が、設備経済、設置スペース、取扱上許され難い。

（３）したがって、焼入処理能力すなわちサイクルタイ
ムが非常に長い場合か、焼入品質、清浄効果をある程度
で妥協する場合に有効であるが、一層の生産性向上、コ
スト低減が強く求められるいわゆる連続処理設備に不適
当という問題を内在している。

ここに、本考案の目的は、水とグリコールとを迅速か
つ連続して完全分離できかつ各全量を回収再利用できる
焼入装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、幾多の実機運転分析から分離槽内での液が
適温であってかつ部位により温度不均一がないならば分
離作用が迅速に行なわれ、かつ過激な槽内液流が生じな
ければ一旦分離した水とグリコールとが再び混合う運動
が引起されないという事実に着目し、分離槽への液を適
温とした後に送給する構成としたものである。

具体的には、高温に加熱されたワークを水とグリコー
ルとを混合した焼入液に浸漬して焼入れする焼入槽と、
焼入されたワークを水で清浄する清浄槽と、この清浄槽
から送給された液を適温のもとに保留しつつ水とグリコ
ールとに分離して両者を再利用可能に形成された分離槽
とを備えた焼入装置において、 前記清浄槽と分離槽とを連結する送給管の途中に加温
手段を設け、この加温手段が、該送給管内を移送される
液を分離槽に至る以前に前記適温に温度上昇させること
ができるものと構成されている。

［作用］ 上記構成による本考案では、加熱炉で高温とされたワ
ークは、グリコール水溶液たる焼入液に浸漬され急冷さ
れる。焼入されたワークは、続いて焼入槽から清浄槽へ
搬送され清浄処理される。清浄槽には、ワークに付着し
た焼入液が持込まれる。

ここに、清浄槽内の液は分離槽内で適温に保持され、
水とグリコールとに分離される。この際、分離槽へ送給
される液は、送給管内を移送中に加温手段によって温め
られる。この際、加温手段が温める液量は、分離槽内に
収容された液量とは異なり少量であるので、容易に均一
に温めることができるとともに、送給管内を移送される
際のランダムな液流動によって液温の均一化が促進され
る。したがって、液は、分離槽へ供給されたときには、
既に均一な状態で適温となっており、直ちに水とグリコ
ールとに完全分離して、比重の小さな水は上部に留ま
り、比重の大きなグリコールは下部に溜まってゆき、迅
速かつ連続して良好な分離回収作用が行われる。

よって、分離された水とグリコールとを連続して回収
かつ再利用できる。

［実施例］ 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

本焼入装置は、第１図に示す如く、加熱炉１と焼入槽
５と清浄槽８とワークＷを加熱炉１、各槽5,8に順次搬
送する図示しない搬送手段からなり、かつ焼入液たる水
とグリコールとを分離回収して再利用する分離回収手段
10を設けた構成とされている。

加熱炉１は、複数のワークＷを500℃前後に加熱する
もので、この実施例では熱風加熱方式である。加熱され
たワークＷはローラコンベア等移送手段３で扉２が開放
されるごとに焼入槽５へ搬送される。

焼入槽５は、水とグリコールとを一定比率で混合した
焼入液（グリコール水溶液）を収容し、浸漬されたワー
クＷを焼入処理するものである。焼入液は、35℃前後に
温調手段（図示省略）で温度コントロールされている。
なお、６はライザー、７は循環ポンプである。

清浄槽８は、焼入後のワークＷを水洗清浄するもので
ある。９は送給ポンプである。

したがって、高温加熱されたワークＷは、一定時間ご
とに焼入槽５に搬送され焼入処理後、清浄槽８で清浄さ
れる。その後は図示しない湯水槽等へ搬送される。な
お、清浄槽８は水洗によりワークＷの清浄を行なうもの
であるから、浸漬方式でなく、スプレー方式等として実
施することができる。

さて、分離回収手段10は、清浄槽８内の液（本来的清
浄水と持込まれたグリコールとの混合液）〔清浄槽８を
スプレー方式とした場合にはいわゆる排水と呼ばれる〕
を、水とグリコールに分離し、それぞれを回収・再利用
する手段であって、大別して分離槽11と加温手段21と管
路31とから構成されている。

分離槽11は、適温（例えば85℃）に加温された液を収
容し、水とグリコールの分離作用を促進するとともにそ
れらの比重差を利用して上層に水、下層にグリコールを
保留する手段である。保留された水は、管路31の一部を
形成する水管34で清浄槽８へ送給され再利用される。一
方、グリコールは、グリコール管32を通し焼入槽５へ戻
され再利用される。焼入槽５内の焼入液の水−グリコー
ル混合比を一定に保持するためにグリコール管32には流
量調整弁33が設けられている。なお、焼入槽５への補給
水は常法による。

ここに、加温手段21は、清浄槽８と分離槽11との間、
すなわち両者を連結する送給管35の途中において清浄槽
８からの前記液を適温（例えば85℃）に加温する手段で
ある。分離槽11に補給する液を事前に適温とするもので
ある。

この実施例では、加熱炉１が熱風加熱方式であること
から、気液熱交換方式として構成されている。

すなわち、加熱炉１の排気管４にパイプ熱交換器22を
内蔵するシエル27を設け、パイプ熱交換器22を清浄槽８
から分離槽11に渡設された送給管35の途中に接続配設し
た構成である。

したがって、ポンプ９で圧送された液は、パイプ熱交
換器22を流通する間に、加熱炉１から排出されシエル2
7,排気筒28を通して大気放出される熱風排気により、適
温（詳しくは、分離槽11へ至るまでの冷却温度分だけ高
い温度）に温められる。

この適温コントロールは、送給ポンプ９の容量と排ガ
ス温度とに照し自動的に行われるようにパイプ熱交換器
22の容量が定められている。但し、コントロールダンパ
ー等を積極的に設けてもよい。もとより、加温手段21
は、分離槽11へ至る前に清浄槽８からの液を適温とさせ
ることができればよいので、スチーム、電力等を熱源と
する他の加温方式（例えば、パネルヒータを利用した熱
交換器）として形成してもよい。

次に、作用を説明する。

加熱炉１で高温（500℃）に加熱されたワークＷは、
所定温度（35℃）に保持された焼入槽５内のグリコール
水溶液中に所定時間だけ浸漬され高品質焼入される。そ
の後、矢印X,Y方向に搬送され清浄槽８内で清浄され
る。この際、清浄槽８内には焼入槽５内の焼入液がワー
クＷに付着して持込まれる。したがって、これを放置す
ると焼入槽５内のグリコール濃度が減少し、清浄槽８内
のグリコール濃度が増大して不都合を生じるが、この問
題は分離回収手段10の作用によって解消される。

すなわち、清浄槽８内の液は、ポンプ９および送給管
35を介して圧送され、加温手段21を通して分離槽11内に
連続して比較的少量づつ送給される。

送給管35内を移送される液は、パイプ熱交換器22内を
通過する間に加熱炉１の排熱で適温（80〜85℃）に加温
される。この際、加温手段21が温める液量は、分離槽11
内に収容された液量とは異なり少量であり容易に均一に
温めることができるとともに、送給管35内を移送される
際のランダムな液流動によって液温の均一化が促進され
る。したがって、液は、分離槽11へ供給されたときに
は、既に均一な状態で適温となっており、直ちに水とグ
リコールとに完全分離する。

したがって、分離槽11では、適温下において水とグリ
コールとの分離作用が迅速かつ連続して行われる。分離
後の水は上層にグリコールは下層に保留されている。し
たがって、新たに補給された適温の液は、上層の適温水
中において直ちに分離作用をする。補給液は少量である
から分離槽11内に大きな攪拌液流を引起こす等の不都合
を生じさせない。

このため、分離槽11内の上方部分では分離作用が局部
的に行なわれるが、上層の水と下層のグリコールとは全
体として安定保留されている。

ここに、上層の水は清浄槽８へ、下層のグリコールは
焼入槽５に送られ、それぞれ再利用される。

しかして、この実施例によれば、清浄槽８と分離槽11
との間の送給管35内を移送中に清浄槽８からの液を水と
グリコールとに分離する適温に加温する構成としたの
で、分離槽11を具備した分離回収手段の水とグリコール
との分離・回収・再利用という効果を一段と確実かつ円
滑に行なえる。よって、高品質焼入、所期の清浄効果を
安定保障でき、全体としてコスト低減と生産性を飛躍的
に向上できる。

また、分離すべき液を適温として供給するので、分離
槽11の分離作用が迅速かつ連続して行なえるから、従来
のバッチ方式に比較して分離槽11を複数設ける必要がな
く、また、分離槽11、送給ポンプ９、送給管35、加温手
段21を小型化できる。

また、連続分離・回収方式であるから、焼入槽５の焼
入液および清浄槽８の清浄水を常に所望条件に維持で
き、この点からも高品質製品を保障することができる。

また、連続分離・回収は全量再利用方式であるから、
清浄槽８からの排水処理を一段と簡素化でき運用コスト
も低くできる。

さらに、加温手段21は、加熱炉１の排熱を有効利用す
るものであるから、蒸気，電力等の格別の熱源を設置し
なくてもよく経済的である。

［考案の効果］ 本考案は、清浄槽と分離槽とを連結する送給管の途中
に加温手段を設けるとともにこの加温手段が清浄槽から
の液を分離槽に至る以前に水とグリコールとに分離する
適温に加熱できるものと構成されているから、焼入液を
形成する水とグリコールとを迅速かつ連続的に分離・回
収・再利用でき高品質焼入処理を安定かつ円滑に行なえ
る小型で生産能率が高く経済的な焼入装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す全体構成図および第２
図は従来の焼入装置の全体構成図である。 ５……焼入槽、８……清浄槽、10……分離回収手段、11
……分離槽、21……加温手段、35……送給管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】高温に加熱されたワークを水とグリコール
   とを混合した焼入液に浸漬して焼入れする焼入槽と、焼
   入されたワークを水で清浄する清浄槽と、この清浄槽か
   ら送給された液を適温のもとに保留しつつ水とグリコー
   ルとに分離して両者を再利用可能に形成された分離槽と
   を備えた焼入装置において、 前記清浄槽と分離槽とを連結する送給管の途中に加温手
   段を設け、 この加温手段が、該送給管内を移送される液を分離槽に
   至る以前に前記適温に温度上昇させることができるもの
   と構成されている焼入装置。