专利名称：气体冷却式真空热处理炉及其冷却气体换向装置的制作方法
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
本发明正是为了解决上述问题点而提出来的。即，本发明的第一目的在于提供一种气体冷却式真空热处理炉，该处理炉在冷却时可对热处理材料进行高速冷却，将冷却气体均匀地供给整个热处理材料，并且在向上和向下的两方，将冷却气体整流为速度均匀、流向相同的气体，从而降低整个热处理材料的应力。
此外，本发明的第二目的在于提供一种气体冷却式真空热处理炉的冷却气体换向装置，该装置不易受到风压的影响，可顺利地对气体流向(风道)进行转换，不易产生开口面积的变动、以及吸入口和排出口的开口面积差，可稳定进行气体冷却，在结构简单的单一驱动装置中可进行转换，并确保较大的开口面积。
为了实现第一目的，根据第一发明可提供一种气体冷却式真空热处理炉，该气体冷却式真空热处理炉装有通过加压的循环气体来冷却加热过的被处理品的气体冷却炉，其特征在于，上述气体冷却炉包括冷却室，在其包围的冷却区域静置被处理品，在它的内侧沿上下方向形成有截面一定(恒定)的气体流道；气体冷却循环装置，对沿上下方向通过该冷却室内的气体进行冷却并循环；气体换向装置，交替转换沿上下方向通过冷却室内的气体的方向；上下的整流器，阻塞冷却室的上端及下端，以实现通过的气体的速度分布的均匀化。
根据第一发明，通过上下的整流器来阻塞冷却室的上端及下端，从而使通过的气体的速度分布变得均匀，由此可将通过冷却区域的气体流速变化控制在最低限度，使吹到被处理品上的冷却气体不会产生较多的紊流。此外，通过被处理品后的出口部也排出均匀的冷却气体，于是还可产生强制力以使冷却气体通过被处理品的中央部，从而降低整个热处理材料的应力。
第二发明是第一发明的优选实施方式，上述上下的整流器包括相互层叠的均匀分配部和整流部，该上下的整流器或同时具有均匀分配部和整流部双方的功能，均匀分配部具有多个压损产生机构，这些结构均匀配置在与上述上升气流的垂直方向上，并对上升气流附加压力损失系数在0.1以上的流道阻力，以实现流速的均匀分配；整流部由多个整流栅组成，这些整流栅对通过均匀分配部的上升气流的流向进行整流。
根据第二发明，可通过多个压损产生机构实现流速分布的均匀化，通过多个整流栅实现气流流向的均匀化。
第三发明是第一发明的优选实施方式，在本发明中设有辅助分配机构，该机构在冷却室的上下，对进出冷却室的气流方向进行引导。
根据第三发明，通过设置辅助分配机构(例如吹入板)，即使冷却室的上下面积较大，也可使面对多处位置的气流方向最佳化，提高均匀化流动。
第四发明是第一发明的优选实施方式，上述气体冷却循环装置包括冷却风扇，与冷却室相邻设置，吸引通过冷却室的气体并加压；热交换器，间接冷却由该冷却风扇吸引的气体，上述气体换向装置包括中空罩，对上述热交换器形成包围，且两者之间保持间隔；用来升降该罩的升降缸，上述罩具有在下降位置处，与冷却室的下方相连通的下方吸引口；在上升位置处，与冷却室的上方相连通的上方吸引口。
根据第四发明，通过气体换向装置将下方吸引口和上方吸引口交替地与冷却风扇的吸引侧相连通，于是可在冷却室内沿着上下方向交替地转换通过气体的方向。通过这种转换可降低因定位后的被处理品的位置而带来的冷却速度差，可降低整个热处理材料的应力。
为了实现第二目的，根据第五发明来提供一种气体冷却式真空热处理炉的冷却气体换向装置，该冷却式真空热处理炉的冷却气体换向装置具有冷却室，在其包围的冷却区域静置被处理品；气体冷却循环装置，冷却并循环通过该冷却室内的气体，该冷却气体换向装置通过加压的循环气体对加热过的被处理品进行冷却，其特征在于，包括将冷却室与气体冷却循环装置之间隔开的固定隔板；沿固定隔板的表面而受到旋转驱动的旋转隔板，固定隔板具有大体贯穿全面的开口，旋转隔板具有与气体冷却循环装置的吸入口和排出口部分地连通的吸引开口和排出开口，于是可交替转换通过冷却室内的气体的方向。
根据第五发明，只要沿将冷却室和气体冷却循环装置之间隔开的固定隔板的表面旋转驱动旋转隔板，就可交替转换通过冷却室内的气体的方向，因此，即使是高压气体(高密度气体)，但由于旋转隔板进行垂直于流向的旋转驱动，所以不易受到风压影响，也能顺利地转换风道。
此外，旋转隔板具有与气体冷却循环装置的吸入口和排出口相部分地连通的吸引开口和排出开口，因此不易产生开口面积的变动与吸入口及排出口的开口面积差，由此可稳定地进行气体冷却。此外，在结构简单的单一驱动装置中进行转换，可确保较大的开口面积。
第六发明是第五发明的优选实施方式，上述冷却室具有沿上下方向通过其内侧的气体流道，开口位置是按如下方式进行设置的，即气体在冷却室内向着下方流动时，吸引开口仅与冷却室的下方相连通，且排出开口仅与冷却室的上方相连通；气体在冷却室内向着上方流动时，吸引开口仅与冷却室的上方相连通，且排出开口仅与冷却室的下方相连通。
根据第六发明，在将冷却室和气体冷却循环装置之间隔开的炉体内面积A中，气体冷却循环装置的吸入口和排出口各为1/2，并且在吸入口和排出口中各有1/2是下方、上方，这样可将吸引开口和排出开口设定为炉体内面积A的大约1/4。由此，与现有技术相比，可加大风道面积，降低气体的通过流速，减少压力损失。
此外，在固定隔板和气体冷却循环装置之间，整个内侧面与气体冷却循环装置的吸入口相连通，整个外侧面与气体冷却循环装置的排出口相连通，因此可充分保持排出口/吸入口的间隙，即使仅开口半面，也可以延伸到相反面，从而有效利用整个热交换器。
第七发明是第五发明的优选实施方式，开口位置是按如下方式进行设置的，即气体在上述冷却室内沿上下方向流动时，吸引开口选择地仅与冷却室的下方或仅与上方相连通，且排出开口仅与冷却室的上方或仅与下方相连通；气体在上述冷却室内沿水平方向流动时，吸引开口选择地仅与冷却室的任一单侧相连通，且排出开口选择地仅与冷却室的相反一侧相连通。
根据第七发明，只要沿将冷却室和气体冷却循环装置之间隔开的固定隔板的表面来旋转驱动旋转隔板，就可将通过冷却室内的气体的方向自由转换成上下方向及左右方向。
第八发明是第五发明的优选实施方式，包括冷却风扇，其与冷却室相邻设置，吸引通过冷却室的气体并加压；热交换器，间接冷却从该冷却风扇排出的气体。
通过采用第八发明，在固定隔板和气体冷却循环装置之间，整个内侧面与气体冷却循环装置的吸入口相连通，整个外侧面与气体冷却循环装置的排出口相连通，因此可充分保持排出口/吸入口的间隙，即使仅开口半面，也可以延伸到相反面，从而有效利用整个热交换器。
可根据结合附图的如下说明，来阐明本发明的其它目的及有利的特征。
图1是在非专利文献1中公开的高速循环气体冷却炉的结构图。
图2是专利文献1的在真空炉中的气体循环冷却促进法的结构图。
图3是本发明实施例中所采用的气体冷却式真空热处理炉的整体结构图。
图4是图3的局部放大图。
图5是沿图4的A-A线的截面图。
图6是具有本发明第一实施例的冷却气体换向装置的真空热处理炉的整体结构图。
图7是图6的局部放大图。
图8是图7的B部放大图。
图9A、图9B是沿图7中C-C线的截面图。
图10A、图10B是表示本发明第二实施例的冷却气体换向装置的截面图，该截面图与图5一致。
具体实施例方式
下面，结合附图对本发明的优选实施方式进行说明。另外，各附图中的通用部分采用相同的附图标记，并省略重复的说明。
图3是本发明中所采用的气体冷却式真空热处理炉的整体结构图。如该图所示，本发明的真空热处理炉为一种多室型热处理炉，包括真空加热炉10、气体冷却炉20及移动装置30。
真空加热炉10具有的功能是在被处理品1减压后，可再次填充惰性气体等来加热被处理品。气体冷却炉20具有的功能是可用加压循环气体2来冷却加热过的被处理品1。移动装置30具有的功能是使被处理品1在真空加热炉10和气体冷却炉20之间移动。另外，本发明并不限定于多室型热处理炉，也可以是在单室中进行真空加热和气体冷却的单室炉。
真空加热炉10包括真空容器11，该容器的内部被排成真空；加热室12，在该加热室的内部放置被处理品1；前门13，用来将被处理品1放入加热室或是从中取出；后门14，用来关闭移动加热室内的被处理品1用的开口；放置台15，在放置台上放置有被处理品1，该被处理品可前后水平移动；用来加热被处理品1的加热器16等。通过上述结构，可使真空容器11的内部减压为真空，通过加热器16将被处理品1加热到规定的温度。
移动装置30包括输送杆32，其使被处理品1在真空加热炉10和气体冷却炉20之间进行水平移动；后门升降装置33，通过升降后门14来开关；前门升降装置34，通过升降前门13来开关；中间门升降装置34，升降气体冷却炉20的中间绝热门21a来开关。在此例中，输送杆32是齿轮齿条式驱动，后门升降装置33是直动缸，前门升降装置34和中间门升降装置34是卷扬机，但本发明并不限于此，也可以是其它的驱动机构。通过该结构使后门14、前门13及中间绝热门21a处于开放状态，于是输送杆32可让被处理品1在真空加热炉10和气体冷却炉20之间进行水平移动。
图4是图3的局部放大图，图5是沿图4中A-A线的截面图。如图3～图5所示，气体冷却炉20包括真空容器21、冷却室22、气体冷却循环装置24、气体换向装置26及整流器28。
真空容器21包括中间绝热门21a，其设置在真空加热炉10的前门13的对面；圆筒形容器体部21b，在其内部放置被处理品1；循环部21c，其用来收放气体冷却循环装置24；及可进行开关的气密式离合器环21d、21e。该结构可开放离合器环21e，并使循环部21c从容器体部21b起，沿图3的右方后退，于是可直接在容器体部21b的内部存放被处理品1。此外，离合器环21d、21e使中间绝热门21a和循环部21c与容器体部21b气密连接在一起，并将加压后的冷却用气体(氩、氦、氮、氢等)供给到内部，从而可将加压气体用于冷却。冷却室22与真空加热炉10相邻接，设置在容器体部21b的中央部。冷却室22的真空加热炉侧用中间绝热门21a隔开，而气体冷却循环装置和两侧面用具有气密性的绝热壁22a、22b隔开。此外，该冷却室22的上下端开口，且在它的内侧上沿截面方向形成有截面一定(恒定)的气体流道。该冷却室22的内侧是冷却区域，被处理品1例如是齿轮、轴式喷气发动机的动叶片、静止叶片、螺栓等小型金属部件，将被处理品1收容在托盘和筐内，静止放置在位于冷却室22的中央处的具有通气性的放置台23上。
放置台23设置在与真空加热炉10的放置台15相同的高度处，能在内置辊上自由移动。此外如图5所示，在容器体部21b和绝热壁22b之间设有水平隔板22c，隔板对位于在冷却室22的上下的气体进行气密式分隔。
气体冷却循环装置24包括冷却风扇24a，其与冷却室22相邻设置，吸引通过冷却室22的气体并加压；热交换器25，对由冷却风扇24a所吸引的气体进行间接冷却。冷却风扇24a在安装在真空容器21的循环部21c上的冷却风扇电动机24b的作用下，受到转动驱动，从风扇的中央部吸引气体，从外周部排出。热交换器25，例如是在内部受到水冷的冷却翅片管。通过上述结构，可从中央部对热交换器25中的冷却循环气体进行吸引，从外周部排出气体，并沿上下方向对通过冷却室22内的气体进行冷却并循环。
在本例中，气体换向装置26包括中空罩26a，其对热交换器25形成包围，在两者间保持间隔升降缸27，用来升降中空罩26a。中空罩26a具有在下降位置处，与冷却室22的下方相连通的下方吸引口26b；在上升位置处，与冷却室22的上方相连通的上方吸引口26c。
上述结构具有如下的作用，即通过气体换向装置26使下方吸引口26b和上方吸引口26c交替地与冷却风扇24a的吸引侧相连通，于是可交替转换沿上下方向通过冷却室22内的气体方向，从而降低定位后的被处理品的位置所导致的冷却速度差，降低整个热处理材料的应力。
设置在上下部的整流器28，可用来阻塞冷却室22的上端及下端，它具有使通过冷却室22的气体的速度分布均匀的功能。
上下的整流器28包括相互层叠的均匀分配部28a、和整流部28b。另外，整流器28还可同时具有均匀分配部和整流部的两种功能。
均匀分配部28a具有多个压损产生结构，这些机构均匀配置在与气流2垂直相交的方向上(本例中是水平方向)，通过附加气流的压力损失系数在0.1以上的流道阻力，以实现流速的均匀分配。压损产生机构例如是贯穿孔，其可通过附加流道阻力来实现流速的均匀分配。流道阻力(压损)在气流2的全部压力损失中所占比例越高，均匀分配化效果就越明显，优选的情况是，将上下的压损产生机构的流道阻力(压损)设定在上升气流2的压力损失系数0.1以上。
另外，压力损失系数ζ和损失压头h、流速V、重力加速度g之间，具有如下公式(1)的关系。
H＝ζ·V2/(2·g)…(1)整流部28b例如由排列成格栅状的多个整流栅组成，这些格栅对通过均匀分配部28b的气流2的流向进行整流，使流向均匀。
上述结构通过多个压损产生机构实现流速分布均匀化，通过多个整流栅实现气流流向的均匀。
此外，就本发明的气体冷却式真空热处理炉而言，在冷却室22的上下设有辅助分配机构29(例如吹入板)，其用来引导从冷却室流出、流入的气流方向，即使冷却室的上下面积较大，也可使面对多处的气流方向最佳化，提高均匀化流动。
根据上述本发明，通过上下的整流器28来阻塞冷却室22的上端及下端，从而使通过的气体的速度分布均匀，由此可将通过冷却区域的气流的速度变化控制在最少限度，使吹到被处理品上的冷却气体不会产生较多的紊流。此外，由于被处理品1后的出口部也均匀排出冷却气体，所以也可产生强制力，使冷却气体也均匀通过被处理品的中央部，从而降低整个热处理材料的应力。
如上所述，本发明的气体冷却式真空热处理炉具有如下显著的效果，即可在冷却时高速冷却热处理材料，能将均匀的冷却气体供给整个热处理材料，且在向上和向下两个方向上，把冷却气体整流成速度均匀、朝向均匀的气体，从而降低热处理材料整体的应力等。
图6是具有本发明第一实施例的冷却气体换向装置的真空热处理炉的整体结构图。该真空热处理炉是一种包括真空加热炉10、气体冷却炉及移动装置30的多室型热处理炉，真空加热炉10及移动装置30的结构与上述图3的结构相同。
图7是图6的局部放大图。如图6及图7所示，气体冷却炉20包括真空容器21、冷却室22、气体冷却循环装置24、冷却气体换向装置40、整流器28及辅助分配机构29。真空容器21、冷却室22、整流器22及辅助分配机构29的结构与上述图4及图5的结构相同。
气体冷却循环装置24包括冷却风扇24a，与冷却室22相邻设置，吸引通过冷却室22的气体并加压；热交换器25，对由冷却风扇24a所排出的气体进行间接冷却。冷却风扇24a在安装在真空容器21的循环部21c上的冷却风扇电动机24b的作用下，受到转动驱动，从风扇的中央部吸引气体，从外周部排出。热交换器25，例如是在内部受到水冷的冷却翅片管。通过上述结构，可用热交换器25冷却从外周部排出的循环气体，并对沿上下方向通过冷却室22内的气体进行冷却并循环。
图8是图7的B部放大图。如该图所示，本发明的冷却气体换向装置40包括固定隔板42、旋转隔板44及旋转驱动装置46。
固定隔板42将冷却室22和气体冷却循环装置24之间分隔，并隔断两者的间隔。在本例中，旋转隔板44沿固定隔板42的表面，在与冷却风扇24a同轴的旋转驱动装置46的作用下，受到转动驱动。本例中的旋转驱动装置46是齿条和齿轮，其使旋转隔板44旋转1/2圈并上下倒置。直动式齿条可采用空压和液压缸。此外，本发明并不限定于该结构，也可使用其它的周知驱动装置。
在固定隔板42的中央部处，设有内置轴承43a的轴承箱43。支架43b从真空容器21的循环部21c对该轴承箱43进行支撑。
旋转隔板44的中心部固定于旋转轴45，通过嵌装在中心部上的键来限制相对旋转轴45的旋转。该旋转轴45通过轴承43a而被支撑于与其同轴的冷却风扇24a上。在旋转轴45的轴端部(附图中的左端与支撑板45a)和旋转隔板44之间，夹持有压缩状态的压缩弹簧47，它经常向着旋转隔板44施加作用力，从而可降低两者之间的间隙。因此，附加弹簧可提高功能。
上述水平隔板22c(参考图5)的端面与固定隔板42的端面上，附设有密封件48，其用来密封旋转隔板44之间的、及与旋转隔板44间的间隙。例如，该密封件48是摩擦较低的铅黄铜、石墨等，可降低泄漏且使运动流畅。
图9A及图9B是沿图7中C-C线的截面图。图9A是沿C-C线的截面图，即是旋转隔板44的主视图，图9B是除去旋转隔板44的截面图，即是固定隔板42的主视图。
固定隔板42具有大体贯穿整个表面的开口42a。即在本例中，固定隔板42包括细长放射部42b，在与支架43b相同的位置处，沿半径方向延伸；最外周、中央部及中间部的细环状的圆形部42c。另外，在本图中，在中央的圆形部42c处装有上述轴承箱43。另外，开口42a的位置并不限定于本例，在可能的范围内可以较宽设定。
旋转隔板44包括与气体冷却循环装置的吸入口和排出口部分地连通的吸引开口44a和排出开口44b。
在图9A及图9B的第一实施例中，冷却室22具有沿上下方向通过其内侧的气体流道，开口位置按如下方式进行设置，即气体在冷却室22内向着下方流动时，使吸引开口44a仅与冷却室的下方相连通，排出开口44b仅与冷却室的上方相连通，而气体在冷却室22内向着上方流动时，吸引开口44a仅与冷却室的上方相连通，排出开口44b仅与冷却室的下方相连通。
另外，在本例中，吸引开口44a大体为1/2的圆形，排出开口44b大体为1/2的扇形，相对水平轴(上述水平隔板22c)而互为相反设置。
通过上述结构，在将冷却室22和气体冷却循环装置24之间隔开的炉体内面积A中，气体冷却循环装置的吸入口和排出口各占1/2，且在吸入口和排出口中，各有1/2是下方、上方，这样可将吸引开口44a和排出开口44b分别设定为大约炉体内面积A的1/4。由此，可获得较大的风道面积，降低气体的通过流速，减少压力损失。
此外，在固定隔板42和气体冷却循环装置24之间，整个内侧面与气体冷却循环装置的吸入口相连通，整个外侧面与气体冷却循环装置的排出口相连通，因此，可充分保持排出口/吸入口的间隙，即使仅开口半面，也可以延伸到相反面，从而有效利用整个热交换器。
通过采用上述本发明的结构，只要沿将冷却室和气体冷却循环装置之间隔开的固定隔板的表面，旋转驱动旋转隔板，就可交替转换通过冷却室内的气体的方向，因此，即使是高速气体(密度较高的气体)，但由于旋转隔板进行垂直于流向的旋转驱动，所以不易受到风压影响，而能顺利地转换风道。
此外，旋转隔板具有吸引开口和排出开口，它们与气体冷却循环装置的吸入口和排出口部分地连通，因此开口面积的变动与吸入口及排出口的开口面积的差异不易产生，由此可稳定地进行气体冷却。此外，还可转换成结构简单的单一驱动装置，于是可确保较大的开口面积。
另外，上述是对上下流的气流的实施方式进行了表示，但是也可以将旋转隔板旋转90°，把冷却室的整流器安装在侧面(左右)，于是作为左右流的转换机构。
此外，以上所述为将热交换器25设置在冷却风扇24a的出口与固定隔板42之间的流道上的实施方式，但是也可以将其设置在旋转隔板44的外侧(冷却室22侧)以替代上述实施方式。
图10A及图10B是表示本发明第二实施例的冷却气体换向装置的截面图，该截面图与图9A及图9B中的截面图相同。图10A是沿C-C线的截面图，即旋转隔板44的主视图，图10B是除去旋转隔板44的截面图，即是固定隔板42的主视图。
第二实施例可与两种气流流动相对应，即使气体在冷却室内向上下方向流动时(上下流)的气流、和使气体在冷却室内向水平方向流动时(水平流)的气流。
即在本例中，吸引开口44a大体是1/4圆形，排出开口44b大体是1/4扇形，二者相对水平轴(上述水平隔板22c)而互为相反设置。
在第二实施例中，气体在冷却室22内沿上下方向流动时，与图9A及图9B同样，吸引开口44a选择地仅与冷却室22的下方或仅与上方相连通，且排出开口44b选择地仅与冷却室的上方或仅与下方相连通。此外，开口位置是按如下方式进行设置的，如图10A所示，即气体在冷却室22内沿水平方向流动时，吸引开口44a选择地仅与冷却室的任一单侧相连通，且排出开口44b仅与冷却室的相反的单侧相连通。
通过上述机构，只要沿将冷却室和气体冷却循环装置之间隔开的固定隔板的表面，旋转驱动旋转隔板，就可将通过冷却室内的气体的方向自由转换成上下方向及左右方向。
另外，本发明的冷却气体换向装置，并不限定于加热室和冷却室相互分离的装置，也可以使用在同一室进行加热和冷却的单室炉。
如上所述，本发明的真空热处理炉的冷却气体换向装置具有如下显著效果，即不易受风压的影响而可顺利进行冷却气体的流向(风道)转换，开口面积的变动、与吸入口及排出口的开口面积差也不易产生，可稳定进行气体冷却，在结构简单的单一驱动装置中进行转换，而确保较大的开口面积等。
另外，以上所述为本发明的气体冷却式真空热处理炉及其冷却气体换向装置的若干优选实施方式，但可以认为，这些实施例并非因此限定本发明所覆盖的权利要求范围。反之，在后附权利要求范围中的全部改进、修改及等同物，都包含于本发明的权利要求范围中。
权利要求
1.一种气体冷却式真空热处理炉，该气体冷却式真空热处理炉装有通过加压的循环气体来冷却加热过的被处理品的气体冷却炉，其特征在于，上述气体冷却炉包括冷却室，在其包围的冷却区域静置被处理品，在它的内侧沿上下方向形成有截面一定的气体流道；气体冷却循环装置，对沿上下方向通过该冷却室内的气体进行冷却并循环；气体换向装置，交替转换沿上下方向通过冷却室内的气体的方向；上下的整流器，阻塞冷却室的上端及下端，以实现通过的气体的速度分布的均匀化。
2.如权利要求1所述的气体冷却式真空热处理炉，其特征在于，上述上下的整流器包括相互层叠的均匀分配部和整流部，或具有均匀分配部和整流部双方的功能，均匀分配部具有多个压损产生机构，均匀配置在上升气流的垂直方向上，并对上述上升气流附加压力损失系数在0.1以上的流道阻力，以实现流速的均匀分配；整流部包括多个整流栅，这些整流栅对通过均匀分配部的上升气流的流向进行整流。
3.如权利要求1所述的气体冷却式真空热处理炉，其特征在于，在冷却室的上下还设有辅助分配机构，该机构对流入气体换向装置的气流方向或从气体换向装置中流出的气流方向进行引导。
4.如权利要求1所述的气体冷却式真空热处理炉，其特征在于，上述气体冷却循环装置包括冷却风扇，与冷却室相邻设置，吸引通过冷却室的气体并加压；热交换器，间接冷却由该冷却风扇吸引的气体，上述气体换向装置包括中空罩，对上述热交换器形成包围，且两者之间保持间隔；用来升降该罩的升降缸，上述罩具有在下降位置处，与冷却室的下方相连通的下方吸引口；在上升位置处，与冷却室的上方相连通的上方吸引口。
5.一种气体冷却式真空热处理炉的冷却气体换向装置，该气体冷却式真空热处理炉的冷却气体换向装置具有冷却室，在其包围的冷却区域静置被处理品；气体冷却循环装置，冷却并循环通过该冷却室内的气体，该冷却气体换向装置通过加压的循环气体对加热过的被处理品进行冷却，其特征在于，包括将冷却室与气体冷却循环装置之间隔开的固定隔板；沿固定隔板的表面而受到旋转驱动的旋转隔板，固定隔板具有大体贯穿全面的开口，旋转隔板具有与气体冷却循环装置的吸入口和排出口部分地连通的吸引开口和排出开口，于是可交替转换通过冷却室内的气体的方向。
6.如权利要求5所述的气体冷却式真空热处理炉的冷却气体换向装置，其特征在于，上述冷却室具有沿上下方向通过其内侧的气体流道，开口位置是按如下方式进行设置的，即气体在冷却室内向着下方流动时，吸引开口仅与冷却室的下方相连通，且排出开口仅与冷却室的上方相连通；气体在冷却室内向着上方流动时，吸引开口仅与冷却室的上方相连通，且排出开口仅与冷却室的下方相连通。
7.如权利要求5所述的气体冷却式真空热处理炉的冷却气体换向装置，其特征在于，开口位置是按如下方式进行设置的，即气体在上述冷却室内沿上下方向流动时，吸引开口选择地仅与冷却室的下方或仅与上方相连通，且排出开口选择地仅与冷却室的上方或仅与下方相连通；气体在上述冷却室内沿水平方向流动时，吸引开口选择地仅与冷却室的任一单侧相连通，且排出开口选择地仅与冷却室的相反的单侧相连通。
8.如权利要求5所述的气体冷却式真空热处理炉的冷却气体换向装置，其特征在于，上述气体冷却循环装置包括冷却风扇，与冷却室相邻设置，吸引通过冷却室的气体并加压；热交换器，间接冷却从该冷却风扇排出的气体。
全文摘要
在本发明的气体冷却式真空热处理炉中，气体冷却炉包括冷却室，在室内放有静置的被处理品，形成有沿上下方向的气流通道；气体冷却循环装置，对流入冷却室内的气体进行冷却并循环；气体换向装置，对沿着上下方向通过冷却室内的气体的方向进行交替转换；上下的整流器，阻塞冷却室的上端及下端，使通过的气体的速度分布均匀。
文档编号F27B5/16GK1813163SQ20048001821
公开日2006年8月2日 申请日期2004年3月31日 优先权日2003年6月27日
发明者胜俣和彦 申请人:石川岛播磨重工业株式会社