熱處理裝置以及冷卻裝置的制作方法

文檔序號：11528865閱讀：426來源：國知局

本公開內容涉及熱處理裝置以及冷卻裝置。

本申請基于2014年11月20日在日本申請的特愿2014－235441號主張優先權，在此引用其內容。

背景技術：

以往，為了對作為被處理物的金屬零件進行淬火等的處理，使用了具備加熱室或冷卻室的熱處理裝置。例如，在專利文獻1中，公開了在中間輸送室的上方設置多個加熱室、在中間輸送室的下方設置有冷卻室的熱處理裝置。在這樣的熱處理裝置等的冷卻室中，一般設置有從冷卻室回收冷卻液(冷卻介質)并且將回收的冷卻液冷卻、供給至冷卻室的冷卻液回收供給裝置(冷卻介質循環裝置)。例如，冷卻液回收供給裝置具備：冷卻液罐，儲存從冷卻室回收的冷卻液；冷卻泵，將冷卻液罐中儲存的冷卻液壓送至冷卻室的集流管(噴霧集流管)；熱交換器，將由冷卻泵壓送的冷卻液冷卻。此外，在冷卻室中設置有例如將從冷卻液回收供給裝置供給的冷卻液朝向被處理物噴霧的噴霧噴嘴(冷卻噴嘴)。從噴霧噴嘴噴霧的冷卻液氣化，由此上述被處理物被吸熱，從而被冷卻。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本國特開2012－13341號公報

技術實現要素：

發明要解決的技術問題

在上述現有技術中，從噴霧噴嘴朝向被處理物噴霧冷卻液時，冷卻液氣化而生成的蒸汽被從噴霧噴嘴噴出的噴霧(冷卻液)冷卻，成為水滴落下。但是，在上述現有技術中，例如在設置有暫停噴霧期間的情況下，在被處理物的溫度還不是很高的狀態下，若變成暫停噴霧期間，則由于附著在被處理物上的冷卻液的蒸發使得蒸汽會持續產生，另一方面產生的蒸汽不會被從噴嘴供給的噴霧冷卻而停留在冷卻室內，因此存在冷卻室內的內部壓力上升的情況，所述暫停噴霧期間用于使被處理物的內部和表面的溫度均勻化、在被處理物的冷卻中暫時停止冷卻液的供給。因此，在上述現有技術中，隨著上述的冷卻室的內部壓力的上升，存在發生熱處理裝置的緊急停止之類的不良狀況的情況，并存在被處理物的處理效率降低的情況。

本公開內容鑒于上述問題而提出，目的在于提供一種能夠防止冷卻室的內部壓力上升的熱處理裝置以及冷卻裝置。

用于解決上述技術問題的方案

為了實現上述目的，本公開內容的第1方案的熱處理裝置，具備：加熱裝置，加熱被處理物；冷卻裝置，具有冷卻室，所述冷卻室容納由加熱裝置加熱的被處理物，并且用于冷卻被處理物的冷卻介質的被供給至其內部；升壓氣體供給部，向冷卻室內供給升壓氣體；壓力釋放閥，通過開放壓力釋放閥使得冷卻室的內部與外部連通；壓力傳感器，檢測冷卻室的內部的壓力；控制部，在壓力傳感器的檢測結果為閾值以上的情況下進行控制，開放壓力釋放閥。

本公開內容的第2方案，在上述第1方案的熱處理裝置中，能夠將冷卻室的內部與外部連通的管道連接于冷卻室。此外，壓力釋放閥設置于上述管道，并且能夠關閉該管道。

本公開內容的第3方案，在上述第2方案的熱處理裝置中，上述管道是從冷卻室排出冷卻介質的溢流管道。

本公開內容的第4方案，在上述第1～第3中的任一方案的熱處理裝置中，冷卻裝置構成為，在被處理物的冷卻過程中，至少設置一次暫停向冷卻室內供給冷卻介質的暫停供給期間。

本公開內容的第5方案的冷卻裝置具備：冷卻室，容納被處理物并且用于冷卻被處理物的冷卻介質被供給至其內部；升壓氣體供給部，向冷卻室內供給升壓氣體；壓力釋放閥，通過開放壓力釋放閥使得冷卻室的內部與外部連通；壓力傳感器，檢測冷卻室的內部的壓力；控制部，在壓力傳感器的檢測結果為閾值以上的情況下進行控制，開放壓力釋放閥。

發明效果

根據本公開內容，即便在冷卻室內部的壓力不適當地上升的情況下，因為通過控制部的控制開放壓力釋放閥，冷卻室的內部與外部經由壓力釋放閥而連通，所以能夠將冷卻室內部的氣體(蒸汽)放出至外部，因此能夠使冷卻室內部的壓力與大氣壓相等。因此，能夠防止冷卻室的內部壓力超過大氣壓的不恰當的上升。

附圖說明

圖1是示出本公開內容的一實施方式的熱處理裝置的概略構成的縱剖視圖。

圖2是本公開內容的一實施方式中的冷卻裝置的概略構成的示意圖。

圖3是示出本公開內容的一實施方式中的冷卻室內的壓力變化和被處理物的溫度變化的圖表。

具體實施方式

以下，參照附圖對本公開內容的一實施方式進行說明。另外，在附圖中，為使各部件成為能夠識別的大小，對各部件的比例尺進行了適當變更。

如圖1所示，本實施方式的熱處理裝置m是使冷卻裝置r、中間輸送裝置h以及2個加熱裝置k1、k2合體的裝置。另外，雖然本實施方式的熱處理裝置具備3個加熱裝置，但因為在圖1中示出了包含冷卻裝置r的中心的縱剖視圖，所以第3個加熱裝置被省略。

圖1、圖2示出的冷卻裝置r構成為具備：冷卻裝置主體rh，通過使冷卻介質接觸被容納在冷卻室rs內的被處理物x而將被處理物x冷卻；冷卻介質循環裝置rj，如圖2所示設置于該冷卻裝置主體rh，回收在該冷卻裝置主體rh中用于冷卻的冷卻介質，對回收的冷卻介質進行冷卻并使其在上述冷卻裝置主體rh中循環；壓力穩定裝置ra，使冷卻室rs內的氣壓穩定在與大氣壓近似的壓力；升壓氣體供給裝置rg(升壓氣體供給部)，將使冷卻室rs內的氣壓上升的升壓氣體(例如，氮氣或者空氣)供給至冷卻室rs內。另外，以下將冷卻室rs內的“氣壓”簡稱為冷卻室rs內的“壓力”。

如圖1所示的冷卻裝置主體rh具備：冷卻腔1、多個冷卻噴嘴2、多個噴霧集流管3等。

冷卻腔1是立式圓筒形的容器(中心軸線與垂直方向平行的容器)，內部空間為冷卻室rs。該冷卻腔1的上部連接有中間輸送裝置h，在冷卻腔1中形成有使冷卻室rs與中間輸送裝置h的內部空間(輸送室hs)連通的開口。被處理物x經由該開口被搬入/搬出冷卻室rs。

多個冷卻噴嘴2被離散配置在容納于冷卻室rs內的被處理物x的周圍。更具體地說，多個冷卻噴嘴2以如下的方式被離散配置：在被處理物x的周圍，在垂直方向上設有多層(具體地為5層)并且在冷卻腔1(冷卻室rs)的圓周方向上隔開一定間隔，將被處理物x作為整體包圍并且和被處理物x的距離為盡可能等距離。

例如，屬于最上層的多個冷卻噴嘴2被分組為2個噴嘴組，各個噴嘴組中單獨地設置有噴霧集流管3。另一方面，屬于最下層以及中間的3層的多個冷卻噴嘴2，在各層都被分組為3個噴嘴組，各個噴嘴組單獨地設置有噴霧集流管3。這樣的各個噴嘴組的各冷卻噴嘴2，噴嘴軸的方向被調節為朝向被處理物x，如圖2所示，朝向被處理物x噴霧從冷卻介質循環裝置rj的冷卻泵4經由噴霧集流管3供給的冷卻介質。

此外，如圖1所示，屬于最上層的多個冷卻噴嘴2在垂直方向上被配置在比被處理物x的上端更高的位置。另一方面，屬于最下層的多個冷卻噴嘴2被配置在與被處理物x的下端大致相同的高度。進而，屬于最上層的多個冷卻噴嘴2被配置在比其他層的冷卻噴嘴2更靠冷卻腔1的內側(靠近冷卻腔1的垂直中心軸線)，即比其他層的冷卻噴嘴2更遠離冷卻腔1的內表面。

上述冷卻介質是比在熱處理的冷卻用中一般使用的冷卻油的粘性更低的液體，在本實施方式中使用的是水。上述冷卻噴嘴2的噴射孔形狀設定為作為冷卻介質的冷卻水在規定的噴霧角下以均勻且恒定粒徑的液滴進行噴霧。此外，各冷卻噴嘴2的噴霧角以及相互相鄰的冷卻噴嘴2的間隔被設定為：從冷卻噴嘴2以擴散的方式噴出的液滴與從鄰接的其他的冷卻噴嘴2以擴散的方式噴出的液滴交叉或者碰撞。

即，這樣的多個冷卻噴嘴2朝向被處理物x噴霧冷卻水，利用冷卻介質的液滴的集合體、即冷卻水的噴霧整體地包圍被處理物x。上述冷卻水噴霧優選是以均勻的粒徑的液滴且均勻的噴霧濃度形成在被處理物x的周圍。

本實施方式的冷卻裝置主體rh使用這樣的冷卻水噴霧來冷卻被處理物x，即噴霧冷卻被處理物x。另外，該冷卻裝置主體rh中的冷卻溫度或冷卻時間等的冷卻條件根據被處理物x中的熱處理的目的或被處理物x的材質等而被適當地設定。

冷卻裝置主體rh除了使用上述的冷卻水噴霧的被處理物x的噴霧冷卻之外，還能夠實施使被處理物x浸漬在冷卻水中的冷卻(浸漬冷卻)。該浸漬冷卻將配置在冷卻室rs的底部的多個噴出噴嘴8供給的冷卻水(冷卻介質)儲存在冷卻腔1內，使被處理物x浸漬在冷卻腔1內的冷卻水中而冷卻。即，如圖2示出的冷卻介質循環裝置rj的冷卻泵4的排出側(下游側)設置有切換閥9a以及9b，冷卻泵4通過切換閥9a以及9b的切換，將冷卻水供給至上述多個噴霧集流管3以及多個噴出噴嘴8中的一方。另外，該冷卻泵4被選定為冷卻水的排出壓力的時間變動盡可能少的泵。

冷卻介質循環裝置rj構成為具備：第1回收通路30以及第2回收通路31，從冷卻裝置主體rh回收冷卻水；冷卻水槽32，儲存由這些第1回收通路30以及第2回收通路31(溢流管道)回收的冷卻水；第1循環通路33，連接在冷卻水槽32上；第2循環通路34，從第1循環通路33分流(分路)。

第1回收通路30由管道形成，所述管道一端側連接在冷卻裝置主體rh的底部，另一端側連接在冷卻水槽32上，在該管道的中途具有開閉閥35。另外，形成第1回收通路30的管道，在本實施方式中其另一端側安裝在覆蓋上述冷卻水槽32的上蓋(未圖示)上。因此，該管道將從冷卻裝置主體rh回收的冷卻水從其另一端側開口排出到儲存于冷卻水槽32的冷卻水的水面上方。

第2回收通路31為溢流管道，由一端側連接在冷卻裝置主體rh的冷卻室rs的上部、另一端側連接在冷卻水槽32上的管道形成。形成該第2回收通路31的管道，在本實施方式中其另一端側也安裝在覆蓋上述冷卻水槽32的上蓋上，因此將從冷卻裝置主體rh回收的冷卻水從其另一端側開口排出到儲存于冷卻水槽32的冷卻水的水面上方。即、在供給至冷卻室rs內的冷卻水超過冷卻室rs內的規定的水位時，經由第2回收通路31溢流而被回收至冷卻水槽32，所以能夠防止冷卻室rs內的水位變得比第2回收通路31的一端的連接位置高。

第1回收通路30用于在冷卻裝置主體rh中噴霧冷卻被處理物x時、回收積存在冷卻室rs內的底部的冷卻水，第2回收通路31用于在冷卻裝置主體rh中浸漬冷卻被處理物x時、使積存在冷卻室rs內的冷卻水溢流并回收。

冷卻水槽32，例如是長方體形狀的普通的水槽，在一方的短邊側的底面具有排水口。該排水口連接在第1循環通路33上。第1循環通路33是一端側連接在冷卻水槽32的上述排水口上、另一端側連接在配置于冷卻水槽32內的底部側的噴射噴嘴42上的管道。

上述噴射噴嘴42，在冷卻水槽32內的底部側配置在儲存于冷卻水槽32的冷卻水的水面的下方，將從第1循環通路33返送并循環的冷卻水噴射至儲存的冷卻水中，由此使冷卻水槽32內的冷卻水在水平方向上引起大的對流，攪拌并混合。由此，從冷卻室rs通過第1回收通路30或者第2回收通路31被回收并儲存在冷卻水槽32內的冷卻水、與通過第1循環通路33返送并循環的冷卻水被均勻地混合。

此外，在該第1循環通路33的路徑中，設置有上述冷卻泵4。由此，冷卻水從冷卻水槽32的排水口被導出，在第1循環通路33中流動。冷卻泵4正常工作時持續運轉，因此即便在上述的冷卻室rs(冷卻裝置主體rh)中的被處理物x冷卻時，冷卻泵4也工作使冷卻水槽32內的冷卻水流動至第1循環通路33。

此外，在該第1循環通路33的路徑中，在冷卻泵4的下游側配設有熱交換器37。該熱交換器37是使從未圖示的冷卻器(冷卻設備)被送出的冷卻水和在第1循環通路33中流動的冷卻水之間熱交換的公知的裝置，構成為將在第1循環通路33中流動的冷卻水冷卻至例如30℃左右。

此外，在該第1循環通路33的路徑中，在上述冷卻泵4和熱交換器37之間，配設有定流量閥38。在這樣的構成的基礎上，第1循環通路33將冷卻水槽32內的冷卻水導出，使其通過熱交換器37并冷卻，將冷卻后的冷卻水再次返送至冷卻水槽32內。

此外，在第1循環通路33中設置有第2循環通路34，所述第2循環通路34在冷卻泵4的下游側，并且從上述定流量閥38的上游側即熱交換器37的上游側的部分分流、連接在冷卻裝置主體rh上。即第1循環通路33連接有作為第2循環通路34的管道。形成該第2循環通路34的管道分流為形成第1分流通路39的管道和形成第2分流通路40的管道。

在形成該第1分流通路39的管道中設置有分別連接于上述噴霧集流管3的多個分流管41，第1分流通路39經由這些分流管41連接在冷卻裝置主體rh上。即、從冷卻水槽32被導出并在第2循環通路34的第1分流通路39中流動的冷卻水，經由分流管41以及噴霧集流管3從冷卻噴嘴2向冷卻室rs內噴霧。另外，在分流管41中分別設置有切換閥9b。

此外，形成第2分流通路40的管道，連接在分別連接于上述噴出噴嘴8的集流管(未圖示)上，由此第2分流通路40也連接在冷卻裝置主體rh上。即，從冷卻水槽32被導出并在第2循環通路34的第2分流通路40中流動的冷卻水，經由集流管從噴出噴嘴8向冷卻室rs內噴出。另外，在形成第2分流通路40的管道中設置有切換閥9a。

此外，如圖2所示在本實施方式中，第1循環通路33中的冷卻泵4和熱交換器37之間，配設有定流量閥38，所述定流量閥38使在形成第1循環通路33的管道中流動的冷卻水量為恒定量。該定流量閥38設置為：例如為使在冷卻室rs中的冷卻噴嘴2的冷卻水的噴射壓變高，在提高冷卻泵4的輸出而使送水量變多時，將通過第1循環通路33而被返送至冷卻水槽32的冷卻水量限制為恒定量，由此被送至第2循環通路34的冷卻水量與冷卻泵4的輸出對應地變多。

在沒有這樣的定流量閥38的情況下，即便提高冷卻泵4的輸出而使送水量變多，因為通過第1循環通路33被返送至冷卻水槽32的冷卻水量變多，所以送至第2循環通路34的冷卻水量不會增加，難以使來自冷卻噴嘴2的冷卻水的噴射壓提高至所希望的壓力。但是，通過設置定流量閥38，從而提高冷卻泵4的輸出，由此能夠容易地使來自冷卻噴嘴2的冷卻水的噴射壓提高至所希望的壓力。

壓力穩定裝置ra構成為具備：壓力傳感器51，檢測冷卻室rs內的壓力；壓力釋放閥52，為了使冷卻室rs內的壓力降低，經由第2回收通路31而使冷卻室rs內相對于外部處于開放狀態；控制部53，基于壓力傳感器51的檢測結果而控制壓力釋放閥52。

壓力傳感器51在上述冷卻室rs內設置在比連接于冷卻室rs的上部的第2回收通路31的一端高的位置，檢測冷卻室rs內的壓力。該壓力傳感器51將示出冷卻室rs的壓力的壓力檢測信號輸出至控制部53。

壓力釋放閥52設置在第2回收通路31上。例如，壓力釋放閥52設置在設于第2回收通路31上部的排氣口31a(參照圖2)上。即，通過切換壓力釋放閥52的開放和關閉，切換排氣口31a的開放和關閉。壓力釋放閥52構成為通過開放壓力釋放閥52使冷卻室rs的內部與外部連通。

該壓力釋放閥52以如下的方式構成，根據從控制部53輸入的控制指令工作，若冷卻室rs內的壓力變成和大氣壓近似的壓力(比大氣壓稍低的壓力、后述的第2壓力值d2)，則開放壓力釋放閥52。其結果，因為設置在第2回收通路31的上部的排氣口31a被開放，所以冷卻室rs中積存的氣體被放出至外部，冷卻室rs內的壓力變為大氣壓而穩定。在沒有這樣的壓力釋放閥52的情況下，存在冷卻室rs內的壓力不適當地上升，產生熱處理裝置m或冷卻裝置r的緊急停止之類的不良狀況的情況。

控制部53構成為具備cpu(centralprocessingunit)、rom(readonlymemory)、ram(randomaccessmemory)以及接口電路等，所述接口電路電氣地連接于壓力傳感器51以及壓力釋放閥52，并進行壓力傳感器51以及壓力釋放閥52與各種信號的收發。該控制部53與壓力釋放閥52進行通信，基于從上述rom中存儲的各種演算控制程序以及從壓力傳感器51輸入的壓力檢測信號來控制壓力釋放閥52的工作。例如，控制部53在壓力傳感器51的檢測結果為第2壓力值d2(閾值)以上的情況下，以開放壓力釋放閥52的方式控制壓力釋放閥52。即，控制部53將存儲于上述ram等的第2壓力值d2(閾值)和從壓力傳感器51輸入的冷卻室rs內的壓力的檢測結果(壓力值)進行比較，并在上述檢測結果為第2壓力值d2以上的情況下，開放壓力釋放閥52。控制部53的上述比較按照規定的時間間隔實施。第2壓力值d2設定為比大氣壓低的值。

升壓氣體供給裝置rg構成為具備：升壓氣體罐61，用于儲存使冷卻室rs內的壓力上升的升壓氣體(例如氮氣或者空氣)；升壓氣體管道63，將升壓氣體罐61和冷卻腔1連結，并且流通有從升壓氣體罐61被送出至冷卻室rs的升壓氣體；閥62，設置在升壓氣體管道63的中途。

升壓氣體罐61是儲存升壓氣體的容器，連接在升壓氣體管道63的一端上。例如，在升壓氣體使用惰性氣體即氮氣的情況下，氮氣或者液氮被儲存在升壓氣體罐61中。此外，升壓氣體罐61中的氮氣也可以隨時補給。

升壓氣體管道63是一端側連接在升壓氣體罐61上、另一端側連接在冷卻室rs(例如，冷卻室rs的上部側)上的管道。由此，升壓氣體從升壓氣體罐61被導出，在升壓氣體管道63中流動。

閥62能夠將升壓氣體管道63關閉，通過閥62的開閉，切換升壓氣體經由升壓氣體管道63向冷卻室rs的供給以及暫停供給。閥62的開閉工作通過未圖示的控制裝置控制。如上所述，因為升壓氣體罐61中儲存有升壓氣體，所以基于控制裝置的控制僅開放閥62，能夠將升壓氣體罐61內的升壓氣體經由升壓氣體管道63供給至冷卻室rs內。另外，閥62和上述的定流量閥38同樣，也能夠將在升壓氣體管道63中流動的升壓氣體的流量限制為恒定值。

返回至圖1，中間輸送裝置h構成為具備：輸送腔10；冷卻室載置臺11；冷卻室升降臺(未圖示)；冷卻室升降缸13；一對輸送導軌14；一對推進缸15、16；加熱室升降臺17以及加熱室升降缸18等等。輸送腔10是設置在冷卻裝置r與加熱裝置k1、k2之間的容器，內部空間為輸送室hs。被處理物x在被容納在筐等的容器(收納容器)內的狀態下，通過外部的輸送裝置從搬入/搬出口(圖示省略)被搬入至輸送腔10內。輸送腔10構成為能夠使內部的輸送室hs為真空狀態。

冷卻室載置臺11是在冷卻裝置r冷卻被處理物x時承載被處理物x的支承臺,以被處理物x的底部盡可能廣泛地露出的方式支承被處理物x。該冷卻室載置臺11被設置在冷卻室升降臺(未圖示)上。冷卻室升降臺是支承冷卻室載置臺11的支承臺、即經由冷卻室載置臺11支承被處理物x的支承臺，被固定在冷卻室升降缸13的活動桿的前端。

冷卻室升降缸13是使上述冷卻室升降臺上下運動(升降)的致動器。即，冷卻室升降缸13以及上述冷卻室升降臺是冷卻裝置r的專用輸送裝置，將載置在冷卻室載置臺11上的被處理物x從輸送室hs輸送至冷卻室rs，并且從冷卻室rs輸送至輸送室hs。

一對輸送導軌14鋪設為在輸送腔10內的底部沿水平方向延伸。這些輸送導軌14是在冷卻裝置r和加熱裝置k1之間輸送被處理物x時的引導部件(導向部件)。推進缸15是為了朝向加熱裝置k1輸送輸送腔10內的被處理物x而推壓被處理物x的致動器。推進缸16是為了將被處理物x從加熱裝置k1輸送至冷卻裝置r而推壓被處理物x的致動器。

即，一對輸送導軌14以及推進缸15、16是在加熱裝置k1與冷卻裝置r之間輸送被處理物x的專用輸送裝置。另外，雖然圖1中示出了一對輸送導軌14以及推進缸15、16，但本實施方式的中間輸送裝置h具備合計3對的輸送導軌14以及推進缸15、16。即，輸送導軌14以及推進缸15、16不僅被設置用于加熱裝置k1，也被設置用于加熱裝置k2以及未圖示的第3加熱裝置。

加熱室升降臺17是將被處理物x從中間輸送裝置h輸送至加熱裝置k1時載置被處理物x的支承臺。即，被處理物x被上述推進缸15向圖1的右方向推壓，由此被輸送至加熱室升降臺17上。加熱室升降缸18是使上述加熱室升降臺17上的被處理物x上下運動(升降)的致動器。即，加熱室升降臺17以及加熱室升降缸18是加熱裝置k1的專用輸送裝置，將被載置在加熱室升降臺17上的被處理物x從輸送室hs輸送至加熱裝置k1的內部(加熱室ks)，并且從加熱室ks輸送至輸送室hs。

加熱裝置k1、k2以及第3加熱裝置具有大致相同的構成，所以以下作為代表，對加熱裝置k1的構成進行說明。加熱裝置k1具備：加熱腔20、隔熱容器21、多個加熱器22、真空排氣管23、真空泵24、攪拌葉片25以及攪拌電機26等。

加熱腔20是被設置在輸送腔10上方的容器，內部空間為加熱室ks。雖然該加熱腔20與上述的冷卻腔1同樣為立式圓筒形的容器(中心軸線為與垂直方向平行的容器)，但被形成為比冷卻腔1更小型。隔熱容器21是設置在上述加熱腔20內的立式圓筒形的容器，由具有規定的隔熱性能的隔熱材料形成。

多個加熱器22是棒狀的發熱體，以垂直延伸的姿勢在隔熱容器21的內側且圓周方向上以規定間隔設置。這些多個加熱器22將被容納在加熱室ks內的被處理物x加熱到所希望的溫度(加熱溫度)。另外，該加熱溫度或加熱時間等的加熱條件根據與被處理物x相關的熱處理的目的或被處理物x的材質等而被適當地設定。

上述加熱條件中包含加熱室ks(加熱腔20)內的真空度(壓力)。真空排氣管23是與加熱室ks連通的管道，一端被連接在隔熱容器21的上部，另一端被連接在真空泵24。真空泵24是經由這樣的真空排氣管23來抽吸加熱室ks內的空氣的排氣泵。加熱室ks內的真空度由真空泵24對空氣的排氣量來決定。

攪拌葉片25是以旋轉軸在垂直方向(上下方向)上延伸的姿勢設置在隔熱容器21內的上部的旋轉葉片。該攪拌葉片25由攪拌電機26驅動，由此攪拌加熱室ks內的空氣。攪拌電機26是以輸出軸平行于垂直方向(上下方向)的方式設置在加熱腔20上方的旋轉驅動部。攪拌電機26設置在加熱腔20的上部外表面，其輸出軸貫通加熱腔20的壁部。攪拌電機26的輸出軸，相對于位于加熱腔20內的攪拌葉片25的旋轉軸，以不損害加熱腔20的氣密性(密封性)的方式連結。

另外，雖然在圖1中沒有示出，但本實施方式的熱處理裝置m具備專用的控制裝置。該控制裝置具備：操作部，使用者輸入并設定熱處理中的各種條件；控制部，基于預先被存儲在內部的控制程序等控制上述冷卻泵4、加熱器22、各種缸、真空泵24以及升壓氣體供給泵62等的各驅動部，由此相對于被處理物x執行根據上述設定信息的熱處理。這樣的控制裝置，特別是控制冷卻泵4，使其如上述那樣地正常時間不會停止而持續運轉。

接著，對像這樣地被構成的熱處理裝置的工作(熱處理方法)、特別是冷卻裝置的工作(冷卻處理方法)詳細地進行說明。該熱處理裝置的工作主要是上述控制裝置基于設定信息執行的。另外，如周知的那樣，在熱處理中，根據目的存在各種各樣的熱處理。以下，作為熱處理的一例，對被處理x淬火的情況下的工作進行說明。

淬火是通過例如將被處理物x加熱至比溫度t1高的溫度后從溫度t1急速冷卻至溫度t2，在溫度t2保持一定時間后緩慢地冷卻而完成的。通過外部的輸送裝置從搬入/搬出口容納至中間輸送裝置h內的被處理物x，例如通過推進缸15工作而被輸送至加熱室升降臺17上，再通過加熱室升降缸18工作而容納在加熱室ks內。

而且，通過加熱器22通電一定時間而使被處理物x被加熱至比溫度t1高的溫度，若實施了規定的熱處理，則加熱室升降缸18工作，進而推進缸16工作，由此被輸送至冷卻室載置臺11上。而且，通過冷卻室升降缸13工作而被輸送至冷卻室rs。另外，被處理物x在輸送室hs、加熱室ks以及冷卻室rs的輸送中，這3個室被保持為真空狀態。

相對于在冷卻室rs中輸送的被處理物x進行預先設定的冷卻處理，即噴霧冷卻、浸漬冷卻中的任一種的冷卻處理。

在冷卻室rs中對被處理物x進行噴霧冷卻的情況下，將被輸送的被處理物x容納在冷卻室rs中之后，在位于連續運轉的冷卻泵4的排出口側的第2循環通路34的分流通路中，關閉切換閥9a，開放切換閥9b，由此使冷卻水在第1分流通路39中流通。由此，冷卻水的供給對象被選定為冷卻噴嘴2，冷卻水的液滴(噴霧)從冷卻噴嘴2朝向被處理物x噴射。即，被處理物x通過從冷卻噴嘴2噴射的冷卻水的液滴被噴霧冷卻。在該噴霧冷卻中，從多個冷卻噴嘴2噴射的冷卻水經由圖2示出的第1回收通路30被連續地返送至冷卻水槽32。

此外，在將被處理物x浸漬冷卻的情況下，在將被處理物x容納在冷卻室rs之前，首先，如上述的噴霧冷卻同樣地將冷卻水的供給對象選定為冷卻噴嘴2，在關閉開閉閥35的狀態下，通過從該冷卻噴嘴2噴射冷卻水的液滴，冷卻室rs內積存一定程度的冷卻水。接著，開放切換閥9a、關閉切換閥9b，由此使冷卻水的供給對象為噴出噴嘴8。另外，在實施浸漬冷卻的情況下，不從冷卻噴嘴2噴射冷卻水，通過開放切換閥9a、關閉切換閥9b，使冷卻水在第2分流通路40中流通，也可以使冷卻水的供給對象為噴出噴嘴8。

像這樣地從多個噴出噴嘴8供給冷卻介質，由此使冷卻室rs內被冷卻水充滿。之后，在被冷卻水充滿的冷卻室rs內容納被處理物x，由此進行浸漬冷卻。由此，被處理物x浸漬在冷卻水中而急速冷卻至溫度t2。雖然該浸漬冷卻在規定時間持續進行，但是在該浸漬冷卻中，冷卻水從多個噴出噴嘴8被連續地供給至冷卻室rs內，由此攪拌冷卻室rs內的冷卻水。此外，從圖2示出的第2回收通路31和冷卻室rs的連結部分溢流的冷卻水，經由該第2回收通路31被返送至冷卻水槽32。而且，若這樣的浸漬冷卻結束，則開閉閥35被開放，冷卻室rs內的冷卻水經由第1回收通路30短時間地被返送至冷卻水槽32，由此被處理物x從浸漬在冷卻水(冷卻介質)的狀態短時間地過渡至設置在空氣中的狀態。

以下，對被處理物x的噴霧冷卻中的冷卻裝置r的工作更詳細地進行說明。

圖3是示出冷卻室rs內的壓力變化和被處理物x的溫度變化的圖表，圖3的紙面上側的圖表示出冷卻室rs內的壓力變化，圖3的紙面下側的圖表示出被處理物x的溫度變化。另外，以下存在將圖3的紙面上側的圖表稱為圖3a、將圖3的紙面下側稱為圖3b的情況。圖3a以及圖3b的橫軸示出相同的時間軸。

通過加熱裝置被加熱至比溫度t1高的溫度的被處理物x，經由中間輸送裝置h被送入冷卻室rs。另外，如上述那樣，被處理物x的輸送中的輸送室hs或冷卻室rs被保持為真空狀態，將真空狀態下的冷卻室rs內的壓力設為壓力do。被加熱至比溫度t1高的溫度的被處理物x的溫度由于輸送中的熱輻射而緩慢下降。

若被處理物x被搬入至冷卻室rs內，則輸送被處理物x的冷卻腔1的未圖示的開口被關閉，冷卻室rs變為密閉狀態。在圖3的時刻p0中，基于上述控制裝置的控制，升壓氣體供給裝置rg的閥62被開放。冷卻室rs被保持為真空狀態，因為升壓氣體罐61中儲存有升壓氣體(或者液化后的升壓氣體)，所以僅通過開放閥62，升壓氣體罐61內的升壓氣體經由升壓氣體管道63被供給至冷卻室rs內。升壓氣體以恒定的流量被供給至冷卻室rs內，冷卻室rs內的壓力隨著時間的經過緩慢上升(參照圖3a)。另外，升壓氣體的供給實施至直到冷卻室rs內的壓力到達后述的第2壓力值d2。

通過升壓氣體的供給，在冷卻室rs內的壓力變成第1壓力值d1的時刻p1，從多個冷卻噴嘴2朝向被處理物x噴霧冷卻水(噴霧)的第1噴霧工序開始。若冷卻室rs內的壓力過低則存在冷卻泵4不能適當地工作的情況，因此第1壓力值d1的壓力值被設定為冷卻泵4能夠適當的工作以及能夠從冷卻噴嘴2噴霧適當的冷卻水。另外，因為在時刻p1被處理物x的溫度變為溫度t1，所以被處理物x的冷卻處理從溫度t1開始。噴霧的冷卻水(噴霧)附著在高溫的被處理物x上，通過在該處蒸發吸收來自被處理物x的蒸發熱，由此被處理物x被冷卻。

在本實施方式中的噴霧冷卻中，接著第1噴霧工序，從時刻p2到時刻p4實施均熱工序(冷卻介質的暫停供給期間)。該均熱工序，是為了緩和通過急速的噴霧冷卻產生的被處理物x的內部和外表面的溫度差而進行的。在均熱工序中，暫停來自冷卻噴嘴2的冷卻水的噴霧。在本實施方式中，在時刻p2的冷卻室rs內的壓力成為比大氣壓低的壓力。此外，在時刻p2和時刻p4之間的時刻p3，冷卻室rs內的壓力達到比大氣壓稍低的第2壓力值d2，之后冷卻室rs向大氣開放，冷卻室rs內的壓力變成與大氣壓相等。另外，因為第2壓力值d2是接近大氣壓的壓力，所以在圖3a中，為了方便將第2壓力值d2和大氣壓記載為相同的值。通過實施這樣的均熱工序，被處理物x的內部和外表面的溫度差被緩和。其結果，能夠抑制被處理物x的材質的不均勻化或變形等。

接著均熱工序，從時刻p4至時刻p5實施第2噴霧工序。在該第2噴霧工序中，與上述第1噴霧工序同樣地，從多個冷卻噴嘴2朝向被處理物x噴霧冷卻水(噴霧)。通過實施第2噴霧工序，被處理物x被冷卻至溫度t2。從時刻p5開始，被處理物x從溫度t2被緩慢地冷卻，本實施方式的噴霧冷卻完成。

接著，對上述的噴霧冷卻中的壓力穩定裝置ra的工作進行說明。

在使用圖3說明的上述噴霧冷卻中，在均熱程序開始的時刻p2，冷卻室rs內的壓力變為比大氣壓或第2壓力值d2低。在被處理物x的表面形成凹部等的情況下，在第1噴霧工序完成的時候存在冷卻水積存于該凹部等的情況。此外，根據被處理物x的冷卻處理的溫度記錄，在時刻p2的時候，存在被處理物x具有冷卻水蒸發所需的充分的溫度的情況。

像這樣地，在均熱程序開始的時刻p2，大量的冷卻水附著在被處理物x上，并且在被處理物x的溫度高的情況下，在均熱工序中，通過附著在被處理物x上的冷卻液的蒸發，持續產生蒸汽。另一方面，暫停來自冷卻噴嘴2的冷卻水的噴霧，從被處理物x產生的蒸汽不會被從冷卻噴嘴2供給的冷卻水冷卻而是積存在冷卻室rs內。因此，存在因產生的蒸汽導致冷卻室rs內的壓力難以預期地急劇上升的情況，伴隨著這樣的冷卻室rs的壓力上升，存在產生熱處理裝置m或冷卻裝置r的緊急停止之類的不良狀況的情況。

但是，本申請的冷卻裝置r具備壓力穩定裝置ra，壓力穩定裝置ra的控制部53按照規定的時間間隔對從壓力傳感器51輸入的冷卻室rs內的壓力的檢測結果(壓力值)和第2壓力值d2(閾值)進行比較。因此，即便在冷卻室rs內的壓力急劇地上升的情況下，在上述檢測結果變為第2壓力值d2以上的時候，控制部53開放壓力釋放閥52。通過開放壓力釋放閥52，冷卻室rs的內部與外部經由第2回收通路31或排氣口31a連通，冷卻室rs內的壓力迅速地變為與大氣壓相等。因此，在本實施方式的均熱工序中，即便由于在被處理物x上附著的冷卻液的蒸發而持續產生蒸汽的情況下，也能夠防止冷卻室rs內的壓力超過大氣壓。因此，防止熱處理裝置m或冷卻裝置r的緊急停止，能夠維持被處理物的高處理效率。

在從壓力傳感器51的壓力檢測至開放壓力釋放閥52的工作中存在需要稍許的時間(時間滯后)的情況。因此，為了可靠地防止冷卻室rs內的壓力超過大氣壓，第2壓力值d2被設定為比大氣壓低的值。該第2壓力值d2的值也可以鑒于上述時間滯后等適當地調整。

因為難以預測冷卻室rs內會在何種情況下發生急劇的壓力上升，所以通過控制部53按照規定的時間間隔來實施對壓力傳感器51的檢測結果(壓力值)和第2壓力值d2(閾值)進行比較。因此，冷卻室rs內的壓力不會急劇地上升，即便在如圖3a所示的隨著時間逐漸上升的情況下，在冷卻室rs內的壓力值變為第2壓力值d2以上時，控制部53開放壓力釋放閥52，經由壓力釋放閥52等使冷卻室rs的內部與外部連通。即，即便在冷卻室rs內的壓力不急劇上升的正常的冷卻工序中，冷卻室rs內的壓力達到第2壓力值d2時，也是通過壓力釋放閥52使冷卻室rs向大氣開放。

根據這樣的本實施方式，冷卻裝置rs具備壓力釋放閥52，所述壓力釋放閥52設置在連接于冷卻室rs的第2回收通路31，通過開放壓力釋放閥52使得冷卻室rs的內部的壓力和大氣壓相等。因此，即便在冷卻室rs內部的壓力變高的情況下，通過開放壓力釋放閥52使冷卻室rs內部的壓力和大氣壓相等，能夠防止冷卻室rs的內部壓力超過大氣壓的不適當的上升。此外，根據本實施方式，在從以往搭載的第2回收通路31(溢流管道)上設置壓力釋放閥52，由此不進行冷卻裝置r的大的改變，就能夠實現防止冷卻室rs的內部壓力上升超過大氣壓。

以上，雖然對本公開內容的實施方式進行了說明，但本公開內容并不限定于上述實施方式。在上述實施方式中示出的各構成部件的各形狀或組合等是一例，在不脫離本公開內容主旨的范圍內，基于設計要求等能夠進行構成的附加、省略、置換以及其他的變更。例如能夠考慮如以下的變形例。

(1)在上述實施方式中，雖然在溢流管道即第2回收通路31上安裝有壓力釋放閥52，但本公開內容并不限定于此。例如，也可以在設置在冷卻裝置r的未圖示的排氣管道(能夠使冷卻室rs的內部與外部連通的管道)上設置壓力釋放閥52，經由該排氣管道將冷卻室rs內的蒸汽排出至外部，使冷卻室rs內的壓力與大氣壓相等。此外，也可以不經由管道，而在冷卻室rs(冷卻腔1)的壁部設置開口，在該開口上安裝壓力釋放閥52。

(2)在上述實施方式中，雖然在壓力氣體管道63的中途設置有閥62，但本公開內容并不限定于該構成。例如在需要提高從升壓氣體罐61向冷卻室rs內供給的升壓氣體的供給速度的情況下，也可以取代上述閥62，在升壓氣體管道63的中途設置將升壓氣體朝向冷卻室rs送出的供給泵，或者在升壓氣體管道63的中途同時設置上述閥62和供給泵。在升壓氣體的供給時通過驅動該供給泵，能夠提高升壓氣體的供給速度。

(3)在上述實施方式的噴霧冷卻中，在均熱程序開始的時刻p2，冷卻室rs內的壓力變得比大氣壓低。但是，也可以在冷卻室rs內的壓力已經變為與大氣壓相等的時候開始均熱工序。即，在上述第1噴霧工序的實施中，冷卻室rs內的壓力到達第2壓力值d2，其結果是冷卻室rs內的壓力也可以與大氣壓相等。

(4)在上述實施方式的噴霧冷卻中，在被處理物x的冷卻過程中，設置有1次的暫停向冷卻室rs內供給冷卻液的暫停供給期間即均熱工序。但是，也可以在被處理物x的冷卻中，設至多次的冷卻液的暫停供給期間。即，也可以間歇性地進行冷卻液的噴霧工序。此外，換而言之，也可以交替地實施噴霧工序和均熱工序。

(5)雖然在上述實施方式中使用水作為冷卻介質，但也能夠使用氟氯碳或有機溶劑等作為冷卻介質。

(6)雖然在上述實施方式中對熱處理裝置m進行了說明，但是本公開內容也可以應用于不具備加熱裝置的冷卻裝置中。在這種情況下，冷卻裝置具備升壓氣體供給部rg、壓力釋放閥52、壓力傳感器51以及控制部53等。

工業實用性

本公開內容能夠應用于在被處理物上噴射冷卻液而冷卻被處理物的熱處理裝置以及冷卻裝置。

附圖標記說明

2冷卻噴嘴

4冷卻泵

8噴出噴嘴

30第1回收通路

31第2回收通路(溢流管道)