JPH09273864A - 熱処理炉 - Google Patents

熱処理炉

Info

Publication number
JPH09273864A
JPH09273864A JP8037496A JP8037496A JPH09273864A JP H09273864 A JPH09273864 A JP H09273864A JP 8037496 A JP8037496 A JP 8037496A JP 8037496 A JP8037496 A JP 8037496A JP H09273864 A JPH09273864 A JP H09273864A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
furnace
refrigerant
gas
container
heat treatment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP8037496A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiji Nakamu
栄治 中務
Masao Takeda
正夫 武田
Ippei Yamauchi
一平 山内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Mectem Inc
Original Assignee
Shimadzu Mectem Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Mectem Inc filed Critical Shimadzu Mectem Inc
Priority to JP8037496A priority Critical patent/JPH09273864A/ja
Publication of JPH09273864A publication Critical patent/JPH09273864A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】炉内に冷媒を導入するために冷媒を加圧ガス状
態で貯溜した大きなサージタンクが必要である上に、導
入効率が悪く、炉内構成要素へも悪影響が大きいという
不具合がある。 【解決手段】窒素を液化状態で液化窒素ガスボンベ7に
貯溜しておき、必要に応じて取り出した後、霧化器6で
気化し易い状態にして容器1内に導入するようにしたの
で、液化窒素ガスボンベ7の内容積や導入管を小さくし
ても、導入後に容器1内で爆発的に膨張させて速やかに
容器1内を所定圧の窒素ガスで充満させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱処理後に炉内の
急速冷却を効果的に行い得るようにした熱処理炉に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】熱処理炉のなかには、焼き入れなどの急
冷を冷却ガスを使用することによって行う手法が従来よ
り確立されている。このような熱処理炉は、炉内を真空
排気する排気系と、炉内に装入された処理物を加熱する
加熱手段と、加熱後の炉内に冷却ガスを導入するガス導
入系路と、導入された冷却ガスを送風する冷却ファンと
を備え、熱処理を終えた処理物に冷却ファンから冷却ガ
スを吹き付けることにより、処理物から効率良く熱を奪
って冷却することができるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる冷却
ガスを供給するために、従来の熱処理炉はガス導入系路
の始端にサージタンクを設け、このサージタンクに冷却
ガスを高圧状態で封入するとともに、熱処理完了後にバ
ルブを開いて内部の冷却ガスを炉内に送り込むようにし
ている。
【0004】ところが、このような手法では、炉内圧が
炉とサージタンクの相対的な容積関係で決まるため、炉
内圧を高くして冷却効率を高めるためには、大きいサー
ジタンクを設置する必要がある。このため、装置全体の
大型化を招くほか、スペースファクタの低下、コストの
上昇など様々な不具合を伴うという問題がある。また、
サージタンクを大きくしても、タンクの内圧以上の圧力
を炉内に生成することはできない。また、ガス導入を短
時間で完了するために、配管を太くすることが行われて
いるが、このようにするとガスが炉内に急激に突入する
ことによる風圧で炉内構成要素、例えば脆弱なグラファ
イトフェルト等で構成される断熱材等が簡単に損傷する
恐れがある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、冷媒を液化状態で貯溜しておき、必
要に応じて取り出した後、気化し易い状態にして炉内に
導くこととしている。
【0006】
【発明の実施の形態】すなわち、本発明の熱処理炉は、
炉内を真空排気する排気系と、炉内に装入された処理物
を加熱する加熱手段と、加熱後の炉内に冷媒を導入する
冷媒導入系路と、導入された冷媒を処理物に向かって送
風する冷却ファンとを具備してなるものにおいて、前記
冷媒導入系路に霧化器を介して冷媒が液化状態で貯溜さ
れた冷媒容器を断接切替可能に接続したものである。
【0007】このような構成のものであれば、冷媒の液
化時と気化時との体積比を利用して、実質的な冷媒貯溜
量は同じでも冷媒容器を従来のサージタンクに比べて格
段に小さい内容積のもので済ませることができる。しか
も、冷媒を高温の炉内に霧状で導入することで、導入時
の体積を抑えながら導入後に冷媒を爆発的に膨張させて
瞬時に高圧のガス雰囲気を作り出すことができ、小さい
配管で極めて効率の良いガス導入が行える上に、炉内構
成要素に局所的なダメージを与える風圧の発生も有効に
回避することができる。その上、炉内において冷媒が気
化する際、周囲から気化熱を奪うため、当初よりガス状
態にある冷媒を導入する場合に比べて、冷媒の持つ冷却
能力を最大限に有効利用することが可能となる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。この熱処理炉は、容器1内を真空排気する排
気系2と、容器1内に装入された処理物Wを加熱する加
熱手段3と、加熱後の容器1内に冷媒たる窒素を導入す
る冷媒導入系路4と、導入された窒素を処理物Wに向か
って送風する冷却ファン5とを具備している。
【0009】具体的に説明すると、容器1は、円筒体状
をなしその周壁に炉心に向かってノズル11aが形成さ
れた断熱本体11と、この断熱本体11の両開口端を蓋
封する断熱蓋12、13とを内有している。断熱本体1
1及び断熱蓋12、13は、例えばグラファイトフェル
ト等によって作られたもので、内部に熱処理空間S1を
閉成しており、この熱処理空間S1に処理物Wを装入す
るために一方の断熱蓋12が容器1の一端に設けた処理
物出入用の扉1aとともに断熱本体11の開口部に対し
て着脱可能とされている。この断熱蓋12、13は冷却
時に図示しない開閉用シリンダに駆動されて開閉するダ
ンパとしての役割をも担っている。また、断熱本体11
と容器1の間には、ガイド14によって部分的に包囲さ
れたガス冷却空間S2が形成してあり、このガス冷却空
間S2の一部に熱交換器15を配設している。このガス
冷却空間S2は、断熱蓋12、13を開成した際に熱処
理空間S1と連通する。一方、ノズル11aはガイド1
4の一部の開口を介して断熱本体11の外側の送風空間
S3と連通するようになっている。
【0010】排気系2は、この実施例ではメカニカルブ
ースタポンプ21と油回転真空ポンプ22とを直列に接
続した構造からなるもので、バルブ23を介して容器1
内に断接切替可能に接続されている。加熱手段3は、処
理物を熱処理に応じた温度(例えば千度程度)に加熱で
きる能力を備えたシーズヒータやグラファイトヒータな
どから構成されるもので、前記熱処理空間S1の内部で
あって処理物Wを取り巻く位置に配設されている。
【0011】冷媒導入系路4は、熱処理を終えた炉内の
熱処理空間S1に冷媒たる窒素ガスを送り込むためのも
ので、その終端が前記ガス冷却空間S2に臨む位置に接
続されている。この冷媒導入系路4には、系路途中にバ
ルブ41を介してベンチュリ・ノズル構造の霧化器6が
接続してあり、この霧化器6のベンチュリ部61をバル
ブ71を介して窒素ガスを液化状態で貯溜する冷媒容器
たる液体窒素ガスボンベ7の液相部に接続するととも
に、前記霧化器6のベンチュリ入口部62に小型サージ
タンク8を接続している。また、この小型サージタンク
8の出口側はバルブ81を介して前記液体窒素ガスボン
ベ7の気相部に接続してあり、窒素ガスを所定圧で貯溜
するようになっている。
【0012】冷却ファン5は、前記ガス冷却空間S2の
熱交換器15に臨む位置に配設されるとともに、その軸
部が容器1を貫通して炉外のモータ51に連結されてい
る。そして、このモータ51の駆動により、前記ガス冷
却空間S2に存在するガスを炉心方向から吸い込んで、
ラジアル方向に吐出する作用を営むようになっている。
吐出されたガスは、送風空間S3を流れた後、断熱本体
11に設けたノズル11aを介して熱処理空間S1に配
置した処理物Wに向かって噴出し、このとき断熱蓋1
2、13を開成しておくことによって、冷却空間S2を
介して熱交換器15に還流するようになっている。以
下、この系路をガス循環系路と称する。
【0013】次に、炉内に装入された処理物Wに対して
排気系2によって作られた真空下に加熱手段3を通じて
各種熱処理を施した後、急速冷却に供する様子について
説明する。予め熱処理完了までに、液化窒素ガスボンベ
7のバルブ81を開き、小型サージタンク8を約10kg
f/cm2まで加圧しておく。加熱処理が終わった後、排気
弁23を閉じ、モータ51を起動して冷却ファン5を回
し、当初閉じておいたバルブ41、71を開く。霧化器
6のベンチュリ部61には液化窒素ガスボンベ7内の液
体窒素がガス圧により供給され、その状態でベンチュリ
入口部62に小型サージタンク8から高圧の窒素ガスが
流れ込むため、窒素ガスはその霧化器6のベンチュリ部
61を通過する時、液体窒素を霧化して容器1内に流し
込む。ベンチュリ出口部63は真空である送風空間S3
に直接連通しているのに対して、ベンチュリ入口部62
はサージタンク8に連通しているため、ベンチュリ61
内に音速流が発生し、流し得る最大の流量が得られる。
一方、容器1内のガス冷却空間S2に導入された霧状の
液体窒素は容器1内の熱により気化し、爆発的に膨張し
て、容器1内の圧力を急上昇させる。容器1内のガス圧
はタイマによるバルブ71の開閉又は容器1に付帯して
設けた圧力調節器16の設定を通じて約1〜2秒間で炉
内圧が例えば8kgf/cm2程度となるように液体窒素の量
をコントロールする。そして、その窒素ガスが前述した
ガス循環系路に沿って処理物Wに送風され、その間、熱
交換器15で冷却されて再び処理物Wに送風されるとい
うサイクルを繰り返す。この間、処理物Wは窒素ガスが
直接吹き付けられることによって冷却され、また導入時
に霧状の液体窒素が気化するときの気化熱が各炉材から
気化熱を奪うことによっても間接的に冷却される。
【0014】以上のような冷却機能を備えた熱処理炉で
あると、冷媒である窒素の液化時と気化時との体積比を
利用して、実質的に冷却の大半を司っている液体窒素を
貯溜した液体窒素ガスボンベ7の内容積を、従来のサー
ジタンクに比べて格段に小さくすることができる。つま
り、実質的な冷媒貯溜量が同じである場合には、理論的
な内容積比にして1/666とすることができる。この
実施例では、霧化を促進するために窒素ガスを用いてお
り、その加圧ガスの貯溜用にサージタンク8を備えては
いるが、このサージタンク8は容器1に充填される窒素
ガスの全量を貯溜しておくものではなく、霧化に必要な
量さえあれば足りるため、従来の内容積の数分の一ない
しそれ以下の内容積を付与しておけば十分である。この
ため、液体窒素ガスボンベ7とサージタンク8を併せて
も、従来のサージタンクの内容積に比べて格段に小さい
もので賄うことができる。しかも、液体窒素を高温の容
器1内に霧状で導入することで、導入時の体積を抑えな
がら導入後に冷媒を爆発的に膨張させて瞬時に所要の高
圧ガス雰囲気を作り出すことができるので、小さい配管
であっても極めて高効率のガス導入が行え、従来よりも
短時間で容器1内を所定圧に昇圧することができる(従
来では炉内を同等の所定圧にするのに7秒程度を要して
いた)。その上、比較的脆弱な断熱材11、12、13
などの炉内構成要素に局所的なダメージを与える風圧の
発生も有効に回避することができる。また、気化が炉内
で起こるため、バルブ41の開閉のタイミングを適切に
制御すれば、炉内圧を供給圧以上に上げることも可能で
ある。さらに、容器1内において液体窒素が気化する
際、周囲から気化熱を奪うため、窒素ガスを導入する場
合に比べて、冷却効率をより有効に高めることが可能と
なる。
【0015】以上説明したように、本実施例の熱処理炉
を利用すると、短時間のうちに容器1内を急速冷却に適
した高圧ガス雰囲気にし、同時に気化熱も利用して、焼
き入れ処理等の性能を効果的に高めることができるだけ
でなく、炉の構成もコンパクトなものにすることがで
き、同時に炉材の耐久性も有効に向上させることが可能
となる。
【0016】なお、各部の具体的な構成は、図示実施例
のものに限定されるものではない。例えば、本発明は加
熱室と冷却室を分けた多室型の熱処理炉において当該冷
却室に適用することができるのは勿論である。また、サ
ージタンクは上記実施例では液体窒素ガスボンベの気相
部分からチャージしているが、液体窒素を直接送り込ん
で蒸発させることによりサージタンク内のガス温度が低
く保たれるようにしてもよい。さらにまた、霧化器のベ
ンチュリ部における霧化用ガスが得られる範囲におい
て、サージタンクを用いずに液体窒素ガスボンベのみを
設置してボンベ内の加圧ガスを用いて実施することも可
能である。この構成は、焼結炉を含む一般の熱処理炉の
冷却速度短縮に極めて有効である。
【0017】その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しな
い範囲で種々変形が可能である。
【0018】
【発明の効果】本発明の熱処理炉は、以上説明したよう
な構成であるから、短時間のうちに炉内を急速冷却に適
した高圧ガス雰囲気にし、同時に気化熱も利用して、焼
き入れ処理等の性能を有効に高めることができる。ま
た、炉の構成もコンパクトなものにすることができ、同
時に炉の耐久性も有効に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す概略的な縦断面図。
【図2】同横断面図。
【図3】同実施例の要部を示す図。
【符号の説明】
W…処理物 1…炉 2…排気系 3…加熱手段 4…冷媒導入系路 5…冷却ファン 6…霧化器(噴霧ノズル) 7…冷媒容器(液体窒素ガスボンベ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炉内を真空排気する排気系と、炉内に装入
    された処理物を加熱する加熱手段と、加熱後の炉内に冷
    媒を導入する冷媒導入系路と、導入された冷媒を処理物
    に向かって送風する冷却ファンとを具備してなるものに
    おいて、 前記冷媒導入系路に霧化器を介して冷媒が液化状態で貯
    溜された冷媒容器を断接切替可能に接続してなることを
    特徴とする熱処理炉。
JP8037496A 1996-04-02 1996-04-02 熱処理炉 Withdrawn JPH09273864A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8037496A JPH09273864A (ja) 1996-04-02 1996-04-02 熱処理炉

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8037496A JPH09273864A (ja) 1996-04-02 1996-04-02 熱処理炉

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09273864A true JPH09273864A (ja) 1997-10-21

Family

ID=13716513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8037496A Withdrawn JPH09273864A (ja) 1996-04-02 1996-04-02 熱処理炉

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09273864A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7444823B2 (en) * 2002-01-09 2008-11-04 L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method and device for cooling a stream of gaseous liquid and a method of cooling articles
CN109097530A (zh) * 2018-08-20 2018-12-28 益发施迈茨工业炉(上海)有限公司 抽真空深冷回火炉及其深冷回火处理方法
CN111665119A (zh) * 2020-07-11 2020-09-15 贝士德仪器科技(北京)有限公司 具有自动开合风冷降温结构的贝壳式加热炉的化学吸附仪
CN115548353A (zh) * 2022-09-30 2022-12-30 上海神力科技有限公司 一种燃料电池柔性石墨双极板浸渍设备及其实现方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7444823B2 (en) * 2002-01-09 2008-11-04 L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method and device for cooling a stream of gaseous liquid and a method of cooling articles
CN109097530A (zh) * 2018-08-20 2018-12-28 益发施迈茨工业炉(上海)有限公司 抽真空深冷回火炉及其深冷回火处理方法
CN109097530B (zh) * 2018-08-20 2024-01-30 益发施迈茨工业炉(上海)有限公司 抽真空深冷回火炉及其深冷回火处理方法
CN111665119A (zh) * 2020-07-11 2020-09-15 贝士德仪器科技(北京)有限公司 具有自动开合风冷降温结构的贝壳式加热炉的化学吸附仪
CN115548353A (zh) * 2022-09-30 2022-12-30 上海神力科技有限公司 一种燃料电池柔性石墨双极板浸渍设备及其实现方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102089605B (zh) 冷冻干燥装置和冷冻干燥方法
KR100286880B1 (ko) 이산화탄소 세정 시스템에서 사용하기 위한 용매 재공급 방법
US6044648A (en) Cooling device having liquid refrigerant injection ring
US5630322A (en) Process and apparatus for heat treatment of workpieces by quenching with gases
JP6640260B2 (ja) ファンおよびエジェクタを組み合わせた冷却を用いた加圧装置、ならびに加圧の方法
US4462577A (en) Apparatus for gas cooling work parts under high pressure in a continuous heat treating vacuum furnace
CN102089606A (zh) 冷冻干燥装置和冷冻干燥方法
WO2003066249A2 (en) Evaporative desorption soil treatment apparatus and process
US9617611B2 (en) Quenching process and apparatus for practicing said process
JP3806110B2 (ja) 真空乾燥装置
JPH0684878A (ja) 蒸発分子活性式真空乾燥方法
JP2000017305A (ja) 脱脂焼結炉
JPS62167803A (ja) 真空焼結急冷炉
USRE33852E (en) Chamber and process for thermal treatment comprising a cooling phase
US3452810A (en) Method and apparatus for charging an autoclave with a heated inert gas
JPWO2007040033A1 (ja) 冷却システム、その運転方法およびその冷却システムが用いられたプラズマ処理システム
JPH04347489A (ja) 急速冷却炉
CN109097530A (zh) 抽真空深冷回火炉及其深冷回火处理方法
JPH0573492U (ja) 熱処理炉
JP2002071138A (ja) オーブン調理器
JP7471686B2 (ja) 熱処理装置及び熱処理方法
KR20000009210A (ko) 급속 냉각장치
JPH11105539A (ja) 車輌用冷房装置
JP2025090183A (ja) 圧力容器
JPH01177314A (ja) 加熱炉における炉内冷却方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20030603