[发明专利]气体冷却式真空热处理炉的冷却气体换向装置

说明书

本申请为在先申请(申请日：2004年3月31日，申请号： 200480018213.1，发明名称：气体冷却式真空热处理炉及其冷却气体 换向装置)的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种气体冷却式真空热处理炉及其冷却气体换向装 置。

背景技术

真空热处理炉是一种在内部减压之后，再填充惰性气体等以对被 处理品进行热处理的热处理炉。真空热处理炉具有的优点是，在进行 热处理时，经过加热使附着在炉内及被处理品上的水分等产生气化后， 再次进行减压并再填充惰性气体等，这样可完全去除水分，而消除由 水分带来的颜色，该热处理(称为光亮热处理)。

此外，气体冷却式真空热处理炉还具有一系列优点，如可进行光 亮热处理而不会脱碳渗碳、变形少、作业环境良好等。然而早期的气 体冷却式真空热处理炉带有一些缺点，由于是减压冷却式而导致冷却 速度不够快。为此实际采用高速循环气体冷却方式，以提高冷却速度。

图1是在非专利文献1中所公开的高速循环气体冷却炉的结构图。 在该图中，50是绝热材、51是加热器、52是有效作业区、53是炉体 及水冷套、54是热交换器、55是涡轮鼓风扇、56是风扇用电动机、57 是冷却门、58是炉床、59是导气装置、60是冷却气体的流向(风道) 转换的调节器。

此外，专利文献1中描述了如下「真空炉中气体循环冷却促进法」， 即：如图2所示，一种真空炉，在密封性的真空容器61中设置由绝热 壁67围成的加热室66，在加热室内配置加热器62，在真空中通过该 加热器对受加热物64进行加热，同时还在真空容器61内设置冷却器 62及风扇63，通过冷却器62对供到真空容器中的非氧化性气体进行 冷却，在风扇63的旋转作用下，从设置在与加热室66相面对的绝热 壁67面上的开口68、69，使加热室66内的非氧化性气体在加热室66 内循环，从而强制循环气体以冷却受加热物64，其特征在于，在该真 空炉中的耐热性筒罩65，至少其一端要形成逐渐扩展的形状，该筒罩 是按如下方式配置的，即：相隔适当间距地包围放置在加热室66内的 受加热物64的周围，且它的两端与上述开口68、69相对，于是非氧 化性气体得以在加热室66内循环。另外，图中的70是冷却气体流向 (风道)的换向调节器。

(非专利文献1)

山崎胜弘，金属材料的真空热处理(2)，热处理30卷2号，平 成2年4月

(专利文献1)

特开平5-230528号公报

在非专利文献1及专利文献1中描述了有高速循环气体冷却炉， 由于该冷却炉是在同一处进行加热和冷却而具有如下的问题点。

(1)在加热结束时，加热用的加热器和炉体的温度会变得很高， 而在冷却时，加热器和炉体的温度同时冷却，所以热处理材料不能高 速冷却。

(2)在热处理材料的周围有加热用的加热器和炉体，所以冷却时 不能均匀供给冷却气体。

(3)即使是沿上下方向交替进行气体冷却，也没有将向上和向下 两方的冷却气体整流为均匀的速度和流向的装置，因此很难降低整个 热处理材料的应力。

此外，在上述的非专利文献1及专利文献1中所描述的高速循环 气体冷却炉中，通常在采用上下方向的调节装置来作为转换向上和向 下的气流方向(风道)的机构。但是，当上下调节装置为冷却气体方 向转换机构时，会存在如下的问题。

(4)由于调节装置的开关位置，在高速通过的风压作用下，其负 荷变动很大。因此，当高压气体的情况下，因受到风压影响而难以用 调节器方式顺利驱动。

(5)调节装置的开关角度和开口面积不成比例。因此，对上下多 个驱动装置进行转换时，很难将开口面积调整平衡，吸入口及排出口 的开口面积产生差异，或其变动变大，使冷气量产生变动，从而难以 稳定进行气体冷却。

(6)上下因存在多个调节装置而需要多个驱动装置，从而导致结 构复杂化。

(7)开口面积沿上下被调节装置所限定，与炉体内面积相比较小。

发明内容