冷却装置以及多室型热处理装置的制作方法

本公开内容涉及冷却装置以及多室型热处理装置。本申请基于2014年7月25日在日本申请的特愿2014－152048号主张优先权，在此引用其内容。

背景技术：

例如，在专利文献1中，公开了具备3个加热装置和1个冷却装置的多室型热处理装置。在该多室型热处理装置中，加热装置之间以及冷却装置经由中间输送室连接，例如将在加热装置中加热后的被处理物输送至冷却装置中冷却。在这样的冷却装置中，例如在冷却室内存留冷却液，并且在该冷却室内将被处理物浸渍在冷却液中，由此进行被处理物的冷却。此外，在下述专利文献2以及专利文献3中，也公开了背景技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2014－051695号公报

专利文献2：日本国特开2005－076101号公报

专利文献3：日本国特开平07－208400号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

然而，为了提高被处理物的冷却速度，考虑在被处理物的冷却中，使存留在冷却室内的冷却液循环而在冷却室内形成冷却液的流动。在该情况下，在专利文献1中，考虑通过一边利用设置在下方的排水配管将冷却液从冷却室排出，一边从配置在被处理物的侧方的喷嘴向冷却室供给冷却液，从而形成冷却液的流动。

然而，通过冷却被处理物而被加热的冷却液会朝向冷却室的上方流动。因此，在上述方法中，从喷嘴向冷却室内供给的冷却液的流动与被加热而朝向上方的冷却液的流动会发生干涉，冷却室内的冷却液的流动紊乱，难以均匀地冷却被处理物。此外，因为从喷嘴供给的冷却液在到达被处理物前被加热，所以难以有效地冷却被处理物。

本公开内容鉴于上述问题点而提出，目的在于：在冷却室内将被处理物浸渍在冷却液中冷却的冷却装置以及多室型热处理装置中，在冷却室内形成能够有效地且均匀地冷却被处理物的冷却液的流动。

用于解决上述技术问题的方案

本公开内容采用以下的构成作为用于解决上述技术问题的方案。

本公开内容的第1方案为通过浸渍在冷却液中而进行被处理物的冷却的冷却装置，具备：冷却室，容纳被处理物，并且能够在内部存留冷却液；供给喷嘴，从被处理物的下方向冷却室供给冷却液；回收配管，从被处理物的上方对存留在冷却室中的冷却液进行回收；泵，将由回收配管回收的冷却液压送至供给喷嘴。

本公开内容的第2方案,在上述第1方案中，供给喷嘴由筒体构成，所述筒体上端为喷出冷却液的开口端，并且具有在侧方贯通的贯通孔。

本公开内容的第3方案，在上述第1或第2方案中，具备对由回收配管回收的冷却液进行冷却的热交换器。

本公开内容的第4方案为多室型热处理装置，具备：加热被处理物的加热装置和上述第1～第3中的任一方案的冷却装置。

发明效果

根据本公开内容，在冷却室中，通过供给喷嘴从被处理物的下方供给冷却液，通过回收配管从被处理物的上方回收该供给的冷却液，通过泵向供给喷嘴压送回收的冷却液。因此，根据本公开内容，通过供给喷嘴、回收配管以及泵，在冷却室内形成从下方朝向上方的流动。因为这样的流动与由于冷却被处理物而被加热的冷却液朝向同一方向，所以能够抑制冷却室内的冷却液的流动的紊乱。因此，根据本公开内容，能够均匀地冷却被处理物。此外，防止从供给喷嘴供给的冷却液在到达被处理物前被加热，能够有效地冷却被处理物。即，根据本公开内容，在冷却室内将被处理物浸渍在冷却液中进行冷却的冷却装置以及多室型热处理装置中，能够在冷却室内形成能够有效地并且均匀地冷却被处理物的冷却液的流动。

附图说明

图1是示出本公开内容的一实施方式的冷却装置以及多室型热处理装置的整体构成的第1纵剖视图。

图2是示出本公开内容的一实施方式的冷却装置的整体构成的纵剖视图。

图3A是图2中的A-A线向视图。

图3B是本公开内容的一实施方式的冷却装置具备的供给喷嘴的立体图。

图4A是示出浸渍冷却的状态的说明图。

图4B是示出喷雾冷却的状态的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开内容的冷却装置以及多室型热处理装置的一实施方式进行说明。另外，在以下的附图中，为了使各部件成为能够识别的大小，对各部件的比例尺进行了适当变更。

如图1所示，具备本实施方式的冷却装置的多室型热处理装置是组合了冷却装置R、中间输送装置H以及2个加热装置(加热装置K1以及加热装置K2)而成的装置。另外，加热装置的数量也能够为3个。

如图1所示，冷却装置R是对被处理物X进行冷却处理的装置，具备：冷却室1、多个冷却喷嘴2、多个喷雾集管3、冷却泵4(泵)、冷却排水管5、冷却水槽6、冷却循环管7(回收配管)、多个供给喷嘴8以及排水阀9等。

冷却室1是容纳被处理物X的立式圆筒形的容器(中心轴线为垂直方向的容器)，内部空间为冷却区域RS。该冷却室1的上部连接于中间输送装置H，在冷却室1中形成有使冷却区域RS与中间输送装置H的内部空间(输送区域HS)连通的开口。被处理物X经由该开口被送入冷却区域RS或者从冷却区域RS被送出。冷却室1被做成为能够存留冷却液。

如图1～图3B所示，多个冷却喷嘴2离散地配置在容纳于冷却区域RS内的被处理物X的周围。更具体而言，多个冷却喷嘴2在被处理物X的周围沿垂直方向形成了多层(具体为5层)的状态、且在冷却室1(冷却区域RS)的圆周方向上隔开了一定间隔的状态下，以包围被处理物X的整体且以与被处理物X的距离优选为等距离的方式离散地配置。

此外，多个冷却喷嘴2以规定数量分组。即，多个冷却喷嘴2在冷却区域RS的垂直方向上的每一层都被分组化，在冷却室1(冷却区域RS)的圆周方向上也被分组为多个组。如图2所示，在这样的多个组(喷嘴组)中逐一地设置有喷雾集管3。

此处，从冷却喷嘴2喷出的冷却液是比在热处理的冷却用中一般使用的冷却油的粘性低的液体，例如是水。上述冷却喷嘴2的喷射孔的形状被设定为水等的冷却液在规定的喷雾角下变为均匀且恒定粒径的液滴。此外，如图1～图5所示，各冷却喷嘴2的喷雾角以及相互邻接的冷却喷嘴2的间隔以如下的方式设定：从冷却喷嘴2喷出的液滴中，位于外周侧的液滴与从邻接的冷却喷嘴2喷出且位于外周侧的液滴交叉或者碰撞。

即，这样的多个冷却喷嘴2利用冷却液的液滴的集合体、即冷却液的喷雾(冷却液喷雾)整体地包围被处理物X而朝向被处理物X喷雾冷却液。

本实施方式的冷却装置R能够进行以下的冷却：使用这样的冷却液喷雾对被处理物X进行冷却的喷雾冷却、与使被处理物X浸渍在冷却液中的冷却(浸渍冷却)。在浸渍冷却中，通过从多个供给喷嘴8供给的冷却液使冷却室1内的被处理物X在浸渍状态下冷却。另外，该冷却装置R中的冷却温度或冷却时间等的冷却条件根据被处理物X的热处理的目的或被处理物X的材质等而被适当设定。

冷却泵4将冷却水槽6中存留的冷却液压送至喷雾集管3或者供给喷嘴8。此处，在喷雾集管3的上游设置有开闭阀31，在供给喷嘴8的上游设置有开闭阀32。在进行喷雾冷却的情况下，开放开闭阀31并且关闭开闭阀32，从冷却泵4对设置在喷雾集管3上的冷却喷嘴2供给冷却液。另一方面，在进行浸渍冷却的情况下，关闭开闭阀31并且开放开闭阀32，从冷却泵4对供给喷嘴8供给冷却液。另外，对于该冷却泵4，优选是选定冷却液的排出压力的时间变动较少的冷却泵。此外，在冷却泵4的下游设置有热交换器30。该热交换器30通过与冷却介质的热交换而对从冷却泵4排出的冷却液进行冷却。该热交换器30对冷却液进行冷却，由此从冷却室1回收的冷却液在冷却之后，再次从冷却喷嘴2或者供给喷嘴8供给至冷却室1。

冷却排水管5是使冷却室1的下部与冷却水槽6连通的配管，在中间部位设置有排水阀9。冷却水槽6是存留经由冷却排水管5或者冷却循环管7从冷却室1被排出的冷却液的液体容器。如图2所示，冷却循环管7是使冷却室1的上部与冷却水槽6的上部连通的配管。该冷却循环管7是用于使在上述浸渍冷却时从冷却室1溢出的冷却液返回冷却水槽6的配管。即，冷却循环管7从冷却室1中容纳的被处理物X的上方回收冷却室1中存留的冷却液。

图3A是图2的A-A线向视图。如该图所示，多个供给喷嘴8离散地配置在冷却室1的下部，在浸渍冷却时朝向上方喷射冷却液，由此向冷却室1内供给冷却液。这样的多个供给喷嘴8从冷却室1中容纳的被处理物X的下方朝向上方地将冷却液供给至冷却室1。

图3B是供给喷嘴8的立体图。如该图所示，供给喷嘴8由上端做成为喷出冷却液的开口端8a、并且具有在侧方贯通的贯通孔8b的筒体构成。这样的供给喷嘴8在从上端的开口端8a喷出从下端供给的冷却液时，从贯通孔8b取得周围的冷却液，以从下端供给的冷却液的数倍的流量从开口端8a喷出冷却液。

回到图1，中间输送装置H具备：输送室10、输送室载置台11、冷却室升降台12、冷却室升降压力缸13、一对输送导轨14、一对推进压力缸(推进压力缸15以及推进压力缸16)、加热室升降台17以及加热室升降压力缸18等。输送室10是设置在冷却装置R与加热装置K1以及加热装置K2之间的容器，输送室10的内部空间为输送区域HS。被处理物X在容纳在筐等容器内的状态下，通过外部的输送装置送入、或者从送出口(图示省略)送入输送室10内。

输送室载置台11是在利用冷却装置R冷却被处理物X时堵塞冷却室1与输送室10的交接口的支承台，被做成能够载置其他被处理物X。冷却室升降台12是在利用冷却装置R冷却被处理物X时承载被处理物X的支承台，优选是以被处理物X的底部广泛地露出的方式支承被处理物X。该冷却室升降台12具有与供给喷嘴8对应地开口的多个贯通孔12a(参照图3A)，固定在冷却室升降压力缸13的可动杆的前端。

冷却室升降压力缸13是使冷却室升降台12上下运动(升降)的致动器。即，冷却室升降压力缸13以及冷却室升降台12是冷却装置R的专用输送装置，将冷却室升降台12上载置的被处理物X从输送区域HS输送至冷却区域RS，并且从冷却区域RS输送至输送区域HS。

一对输送导轨14铺设为在输送室10内的底板部沿水平方向延伸。这些输送导轨14是在冷却装置R与加热装置K1之间输送被处理物X时的引导部件。推进压力缸15是在朝向加热装置K1输送输送室10内的被处理物X时推压被处理物X的致动器。推进压力缸16是在将被处理物X从加热装置K1输送至冷却装置R时推压被处理物X的致动器。

即，一对输送导轨14、推进压力缸15以及推进压力缸16是在加热装置K1与冷却装置R之间输送被处理物X的专用输送装置。另外，虽然图1中示出了一对输送导轨14、推进压力缸15以及推进压力缸16，但实际的中间输送装置H具备合计二对的输送导轨14、推进压力缸15以及推进压力缸16。即，输送导轨14、推进压力缸15以及推进压力缸16不仅设置在加热装置K1用中，也设置在加热装置K2用中。另外，在设置第3个加热装置的情况下，设置有合计二对的输送导轨14、推进压力缸15以及推进压力缸16。

加热室升降台17是在将被处理物X从中间输送装置H输送至加热装置K1时载置被处理物X的支承台。即，被处理物X被推进压力缸15向图1的右方向推压，由此输送至加热室升降台17的正上方。加热室升降压力缸18是使加热室升降台17上的被处理物X上下运动(升降)的致动器。即，加热室升降台17以及加热室升降压力缸18是加热装置K1的专用输送装置，将加热室升降台17上载置的被处理物X从输送区域HS输送至加热装置K1的内部(加热区域KS)，并且从加热区域KS输送至输送区域HS。

因为加热装置K1以及加热装置K2具有基本上相同的构成，所以以下作为代表，对加热装置K1的构成进行说明。加热装置K1具备：加热室20、隔热容器21、多个加热器22、真空排气管23、真空泵24、搅拌叶片25以及搅拌电机26等。

加热室20是设置在输送室10的容器，加热室20的内部空间为加热区域KS。虽然该加热室20与上述冷却室1同样为立式圆筒形的容器(中心轴线为垂直方向的容器)，但形成为比冷却室1更小型。隔热容器21是设置在上述加热室20内的立式圆筒形的容器，由具有规定的隔热性能的隔热材料形成。

多个加热器22是棒状的发热体，以垂直姿势在隔热容器21的内侧且圆周方向上隔开规定间隔地设置。这些多个加热器22将容纳在加热区域KS内的被处理物X加热到规定温度(加热温度)。另外，该加热温度或加热时间等的加热条件根据与被处理物X相关的热处理的目的或被处理物X的材质等而被适当地设定。

此处，上述加热条件中包含加热区域KS(加热室20)内的真空度(压力)。真空排气管23是连通加热区域KS的配管，一端连接在隔热容器21的上部，另一端连接在真空泵24上。真空泵24是经由这样的真空排气管23来抽吸加热区域KS内的空气的排气泵。加热区域KS内的真空度由真空泵24对空气的排气量决定。

搅拌叶片25是以旋转轴的方向为垂直方向(上下方向)的姿势设置在隔热容器21内的上部的旋转叶片。该搅拌叶片25由搅拌电机26驱动，由此搅拌加热区域KS内的空气。搅拌电机26是以输出轴为垂直方向(上下方向)的方式设置在加热室20上方的旋转驱动源。位于加热室20上方的搅拌电机26的输出轴以不损害加热室20的气密性(密封性)的方式与位于加热室20内的搅拌叶片25的旋转轴轴结合。

另外，本实施方式的多室型热处理装置具备未图示的控制面板(控制装置)。该控制面板具备：操作部，使用者输入设定热处理中的各种条件；控制部，基于预先存储在内部的控制程序来控制上述冷却泵4、加热器22、各种压力缸、真空泵24等的各驱动部，由此对被处理物X执行根据上述那样地输入设定的各种条件的信息的热处理。

接着，对像这样地构成的多室型热处理装置的工作、特别是冷却装置R的工作详细地进行说明。该多室型热处理装置的工作主要是基于上述控制面板的设定信息执行的。另外，如周知的那样，在热处理中，根据目的的不同而存在各种处理。以下，作为热处理的一例，对将被处理物X淬火的情况的工作进行说明。

淬火是通过例如将被处理物X加热至温度T1后急速冷却至温度T2，在温度T2保持一定时间后缓慢地冷却而完成的。通过外部的输送装置从送入或者从送出口被容纳至中间输送装置H内的被处理物X，例如通过推进压力缸15工作而被输送至加热室升降台17上，再通过加热室升降压力缸18工作而被容纳在加热区域KS内。

而且，若被处理物X通过加热器22通电一定时间而被加热至温度T1，则通过加热室升降压力缸18以及推进压力缸16工作而将被处理物X输送至冷却室升降台12上，再通过冷却室升降压力缸13工作而将被处理物X输送至冷却区域RS。

在此，在进行浸渍冷却的情况下，如图4A所示，开放位于供给喷嘴8的上游的开闭阀32，并且关闭喷雾集管3的开闭阀31，再关闭排水阀9。然后，冷却泵4预先工作而从多个供给喷嘴8供给冷却液，由此冷却区域RS内变为被冷却液W充满的状态。即便在被处理物X被浸渍的状态下，也从供给喷嘴8连续地向冷却室1的内部供给冷却液W。然后，从供给喷嘴8连续地供给的冷却液W将被处理物X冷却，并在冷却室1的内部上升，利用冷却循环管7回收溢出的冷却液W并存留在冷却水槽6中。此外，冷却水槽6中存留的冷却液W通过冷却泵4再次从供给喷嘴8供给至冷却室1内。此时，冷却液W通过热交换器30被冷却。

另一方面，在进行喷雾冷却的情况下，如图4B所示，关闭位于供给喷嘴8的上游的开闭阀32，并且开放喷雾集管3的开闭阀31，开放排水阀9。然后，通过喷雾集管3从冷却喷嘴2朝向被处理物X喷雾冷却液W。由此，被处理物X通过从冷却喷嘴2喷射的冷却液W的液滴被喷雾冷却。此外，落到冷却室1的底部的冷却液W通过冷却排水管5被存留在冷却水槽6中。此外，冷却水槽6中存留的冷却液W通过冷却泵4再次从喷雾集管3的冷却喷嘴2向冷却室1内喷雾。此时，冷却液W通过热交换器30被冷却。

根据具备这样的本实施方式的冷却装置R的多室型热处理装置，在冷却室1中，通过供给喷嘴8从被处理物X的下方供给冷却液W，该供给的冷却液W通过冷却循环管7从被处理物X的上方被回收，被回收的冷却液W通过冷却泵4压送至供给喷嘴8。因此，根据具备本实施方式的冷却装置R的多室型热处理装置，通过供给喷嘴8、冷却循环管7以及冷却泵4，在冷却室1内形成从下方朝向上方的流动。因为这样的流动与由于冷却被处理物X而被加热的冷却液W朝向同一方向，所以能够抑制冷却室1内的冷却液W的流动的紊乱的产生。因此，根据具备本实施方式的冷却装置R的多室型热处理装置，能够均匀地冷却被处理物X。此外，防止从供给喷嘴8供给的冷却液W在到达被处理物X前被加热，能够有效地冷却被处理物X。因此，根据具备本实施方式的冷却装置R的多室型热处理装置，能够在冷却室1内形成能够有效地并且均匀地冷却被处理物X的冷却液W的流动。

此外，在具备本实施方式的冷却装置R的多室型热处理装置中，供给喷嘴8是具有上端为喷出冷却液W的开口端8a和在侧方上贯通的贯通孔8b的筒体。因此，供给喷嘴8从贯通孔8b取得周围的冷却液，能够以从下端供给的冷却液W的数倍的流量从开口端8a喷出冷却液W。因此，使冷却室1中的冷却液W的流速增加，能够进行更有效的冷却。

此外，在具有本实施方式的冷却装置R的多室型热处理装置中，具备对利用冷却循环管7回收的冷却液W进行冷却的热交换器30。因此，与单纯地使冷却液W循环的情况相比较，能够在更短时间下进行被处理物X的冷却。

以上，虽然参照附图对优选的实施方式进行了说明，但本公开内容并不限定于上述实施方式。在上述实施方式中示出的各构成部件的各种形状或组合等为一例，在不脱离本公开内容主旨的范围内，基于设计要求等能够进行各种变更。

例如，在上述实施方式中，虽然对具备冷却装置R、中间输送装置H以及2个加热装置的多室型热处理装置进行了说明，但本公开内容并不限定于此。本公开内容也能够应用于例如冷却装置R和单一的加热室经由开闭门而邻接的类型的多室型热处理装置。

此外，虽然上述实施方式的冷却装置R是从上方将被处理物X容纳至冷却区域RS内的装置，但本公开内容并不限定于此。本公开内容也能够应用于将被处理物X从侧方(水平方向)或者从下方容纳至冷却区域RS内的冷却装置。

此外，对上述实施方式的冷却装置R作为能够喷雾冷却的装置进行了说明。然而，本公开内容并不限定于此，也能够应用于不进行喷雾冷却的冷却装置。

工业实用性

根据本公开内容，在冷却室内将被处理物浸渍在冷却液中冷却的冷却装置以及多室型热处理装置中，能够在冷却室内形成有效地并且均匀地冷却被处理物的冷却液的流动。

附图标记说明

1 冷却室

2 冷却喷嘴

3 喷雾集管

4 冷却泵(泵)

5 冷却排水管

6 冷却水槽

7 冷却循环管(回收配管)

8 供给喷嘴

8a 开口端

8b 贯通孔

9 排水阀

10 输送室

11 输送室载置台

12 冷却室升降台

12a 贯通孔

13 冷却室升降压力缸

14 输送导轨

15 推进压力缸

16 推进压力缸

17 加热室升降台

18 加热室升降压力缸

20 加热室

21 隔热容器

22 加热器

23 真空排气管

24 真空泵

25 搅拌叶片

26 搅拌电机

30 热交换器

31 开闭阀

32 开闭阀

H 中间输送装置

HS 输送区域

K1 加热装置

K2 加热装置

KS 加热区域

R 冷却装置

RS 冷却区域

W 冷却液

X 被处理物

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种冷却装置，通过浸渍在冷却液中而进行被处理物的冷却，

具备：

冷却室，容纳所述被处理物，并且能够在内部存留所述冷却液；

供给喷嘴，从所述被处理物的下方向所述冷却室供给所述冷却液；

回收配管，从所述被处理物的上方对存留在所述冷却室中的所述冷却液进行回收；

泵，将由所述回收配管回收的所述冷却液压送至所述供给喷嘴，

所述供给喷嘴由筒体构成，所述筒体上端为喷出所述冷却液的开口端、并且具有在侧方贯通的贯通孔。

2.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，具备对由所述回收配管回收的所述冷却液进行冷却的热交换器。

3.一种多室型热处理装置，具备：

加热被处理物的加热装置；

如权利要求1或权利要求2所述的冷却装置。