热处理装置用的搅拌风扇和具有该搅拌风扇的热处理装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供热处理装置用的搅拌风扇和具有该搅拌风扇的热处理装置，能够使寿命更长。热处理装置用的搅拌风扇(7)具有轴部(20)、和多个叶片部(40)。轴部(20)包括固定各叶片部(40)的叶片固定部(22)。叶片固定部(22)具有沿轴向(S1)延伸的圆筒部(29)。圆筒部(29)的内侧孔部(30)朝向轴部(20)的一端面(29a)敞开。在圆筒部(29)上形成有用于向叶片固定部(22)的外部排出圆筒部(29)内的气体的排出孔部(51)。排出孔部(51)在从轴部(20)的一端面(29a)离开的位置处朝向叶片固定部(22)的外部敞开。
【专利说明】
热处理装置用的搅拌风扇和具有该搅拌风扇的热处理装置
技术领域
[0001]本发明涉及热处理装置用的搅拌风扇、以及具有该搅拌风扇的热处理装置。
【背景技术】
[0002]公知有热处理炉用的作为气体搅拌部件的风扇(例如，参照日本特开2014— 37903号公报)。在日本特开2014 — 37903号公报中所记载的风扇用于搅拌几百度左右的高温气体。
[0003]该风扇具有固定于旋转轴的轮毂、和与轮毂的外周部结合的多个叶片。
【发明内容】
[0004]为了确保足够的风量，风扇需要以高速旋转。因此，需要避免由于该高速旋转动作而使风扇产生异常振动。因此，通常调整风扇的重量平衡。由此，来抑制当风扇旋转时的异常振动。由此，能够使作用于风扇的负载变小，其结果为能够使风扇的寿命变得更长。
[0005]另外，在热处理炉中，有时会预先在被加热成高温的风扇的附近配置常温的被处理品，从该状态通过加热器对被处理品进行加热。在这种情况下，被处理品在直到被加热器加热为止的期间是低温的。因此，风扇接受来自被处理品的周围的冷气。因此，风扇的表面温度因冷气而急剧地下降。另一方面，风扇的内部温度却不急剧地下降。其结果为风扇上的温度梯度尤其是叶片的根部与轮毂之间的温度梯度变大。由此，在风扇的叶片产生较大的热应力。若重复进行被处理品的加热处理，则会在风扇的叶片上重复作用有较大的热应力，导致风扇产生裂缝等异常。即，风扇会提前缩短寿命。
[0006]在日本特开2014— 37903号公报所记载的结构中，在叶片固定部上形成有中空状的圆筒部。由此，圆筒部中的与叶片部的根部连续的部分的热容成为接近于根部的热容的值。由此，例如，即使是来自被实施热处理的被处理品的冷气与高温状态的搅拌风扇接触的情况下，也能够使圆筒部的温度与叶片部的根部的温度之差变得更小。即，能够使圆筒部与叶片部的根部之间的温度梯度变得更小。由此，能够使在叶片的根部产生的热应力变小，其结果为能够使搅拌风扇的寿命变得更长。
[0007]另一方面，要求能够使搅拌风扇的寿命变得更长。
[0008]本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于在热处理装置用的搅拌风扇中，能够使寿命变得更长。
[0009]本申请发明人经过认真研究的结果为，关注当搅拌风扇旋转驱动时在搅拌风扇的周围的气体的流动。具体地说，当在日本特开2014 — 37903号公报所记载的搅拌风扇进行旋转驱动时，气体从搅拌风扇的中心朝向搅拌风扇的径向外侧流动。但是，圆筒部形成为堵塞形状的结果为，不产生在圆筒部内的气体的流动，圆筒部内的气体滞留于该圆筒部内。由此，在圆筒部中基于对流的热交换不被促进。
[0010]另一方面，在搅拌风扇的外表面部分，利用搅拌风扇的旋转驱动而气流流通，因此基于对流的热交换被积极地促进。因此，在圆筒部的周围部分与圆筒部的内部之间产生温度差，容易产生圆筒部与叶片部的根部之间的温度梯度。因此，在叶片的根部容易产生热应力。本申请发明人基于上述的见解想到了本发明。
[0011](I)为了解决上述课题，本发明的某个方面涉及的热处理装置用的搅拌风扇具有:轴部；以及多个叶片部，它们从所述轴部呈放射状延伸，所述轴部包括固定各所述叶片部的叶片固定部，所述叶片固定部具有沿所述轴部的轴向延伸的圆筒部，所述圆筒部的内侧的孔部朝向所述轴部的一端面敞开，该热处理装置用的搅拌风扇还具有用于向所述叶片固定部的外部排出所述圆筒部内的气体的排出部，所述排出部在从所述轴部的所述一端面离开的位置处朝向所述叶片固定部的外部敞开。
[0012]根据该结构，能够将从圆筒部的一端面朝向圆筒部的内部的气流导入到圆筒部内。从圆筒部的一端面侧进入到圆筒部内的气体穿过排出部被排出到叶片固定部的外部。这样，通过在圆筒部内产生气流，而在圆筒部的内侧促进基于对流的热交换。其结果为，能够抑制与搅拌风扇的外表面侧的部分之间的温度差。由此，能够使圆筒部与叶片部的根部之间的温度梯度更小。即，能够使在叶片的根部产生的热应力更小。其结果为，通过降低搅拌风扇的负载能够使搅拌风扇的寿命更长。
[0013](2)优选的是，所述排出部包括排出孔部，该排出孔部与所述圆筒部内的所述孔部连续且朝向所述搅拌风扇的外表面敞开。
[0014]根据该结构，能够利用形成使圆筒部内的空间与搅拌风扇的外部连续的排出孔部的简单的结构而在搅拌风扇的旋转驱动时在圆筒部内产生气流。另外，与形成排出孔部相应地使搅拌风扇的质量更小，因此能够使搅拌风扇更轻量化。
[0015](3)更优选的是，所述排出孔部朝向所述叶片固定部的外表面敞开。
[0016]根据该结构，能够通过在圆筒部的叶片固定部上形成贯穿孔的简单的结构形成排出孔部。
[0017](4)更优选的是，所述排出孔部被配置于所述叶片固定部在所述轴部的轴向上的中心部。
[0018]根据该结构，能够在圆筒部内确保足够的气流，在轴部中的圆筒部与圆筒部以外的位置之间的边界部，能够确保更多的实心部分。由此，能够使轴部的强度更高。
[0019](5)优选的是，当沿所述排出孔部的中心轴线方向观察时，所述排出孔部具有圆弧状的拐角部。
[0020]根据该结构，圆筒部中的排出孔部上的形状成为平滑的形状。其结果为，能够更可靠地抑制在排出孔部的周围产生应力集中。
[0021](6)优选的是，所述圆筒部的内周面具有多个圆筒面，该多个圆筒面沿所述轴向排列，且配置于所述圆筒部的里侧的所述圆筒面的内径比配置于所述轴部的所述一端面侧的所述圆筒面的内径小，所述排出孔部形成在至少2个所述圆筒面的范围内。
[0022]根据该结构，在搅拌风扇上形成圆筒部，并且在圆筒部中的与形成有一端面的末端侧相反的一侧的基端侧，能够使轴部具有足够的厚度。由此，能够足够地确保叶片部与叶片固定部的结合部分上的彼此的结合强度。另外，能够足够地确保圆筒部的孔部内的空间的大小。由此，能够使从圆筒部的内部向外部的气流的流量更大，因此能够进一步提高使用了排出孔部的圆筒部的冷却效果。
[0023](7)优选的是，在所述轴部的周向上相邻的2个所述叶片部之间设置有I个所述排出孔部，且所述排出孔部被配置于2个所述叶片部之间的所述周向上的中心部。
[0024]根据该结构，能够在当驱动搅拌轴时应力具有最高倾向的、从叶片部的根部离开比较远的距离的位置形成排出孔部。
[0025](8)优选的是，在所述轴部的周向上相邻的2个所述叶片部之间设置有多个所述排出孔部。
[0026]根据该结构，能够使排出孔部的开口面积的合计值更大。另外，能够在圆筒部内更遍布产生气流。由此，能够进一步提高使用了排出孔部的圆筒部的冷却效果。
[0027](9)更优选的是，在2个所述叶片部之间沿所述轴向设置有多个所述排出孔部。
[0028]根据该结构，能够使直到圆筒部内的更里侧的位置都可靠地产生气流。
[0029](10)更优选的是，在多个所述排出孔部中，靠近所述圆筒部的所述一端面的所述排出孔部的开口面积被设定得比靠近所述圆筒部的基端部的所述排出孔部的开口面积小。
[0030]根据该结构，能够使气体通过圆筒部的里侧的排出孔部时的阻力更小。其结果为，即使在圆筒部中的比较难以产生气流的圆筒部内的空间中的里侧，也能够更可靠地产生气流。由此，能够使圆筒部内的气体的流动的分布更均匀。由此，能够使圆筒部上的温度分布的不均(热应力)更小。
[0031](11)更优选的是，所述排出孔部在2个所述叶片部之间沿所述轴部的周向等间距地设置。
[0032]根据该结构，在轴部的周向上，能够使圆筒部内更遍布地产生气流。
[0033](12)更优选的是，所述排出孔部形成为在所述轴向上细长地延伸的长孔形状。
[0034]根据该结构，能够在圆筒部内的空间中的轴向上的更宽的范围内可靠地产生气流。
[0035](13)更优选的是，所述搅拌风扇采用耐热钢而形成，当所述搅拌风扇的所述轴部和所述叶片部在1000°C的气体氛围下被旋转驱动时，在设所述轴部和所述叶片部的抗拉强度为a、设所述轴部和所述叶片部中的应力最高的部位的应力为b的情况下，所述排出孔部的形状被设定成:b/a < 0.7。
[0036]根据该结构，能够更可靠地抑制在作为搅拌风扇中的应力具有最高倾向的部位的、轴部与叶片部的连接部分(叶片固定部的周边部分)产生裂缝等破损。
[0037](14)优选的是，在设所述内周面在所述轴部的所述轴向的一端上的开口面积为Al、设所述排出孔部在与所述排出孔部的轴向垂直的截面上的开口面积为B1、设所述排出孔部的数量为nl的情况下，设定成:(BI X nl )/Α1 2 0.1。
[0038]根据该结构，能够使作为搅拌风扇中的应力具有最高倾向的部位的、轴部与叶片部的连接部分(叶片固定部的周边部分)上的应力成为足够小的值。
[0039](15)优选的是，在设所述叶片固定部的所述轴向上的全长为A2、设从所述圆筒部的所述一端面到所述排出孔部的距离为B21的情况下，设定成:B21/A2 2 0.07。
[0040]根据该结构，能够使作为搅拌风扇中的应力具有最高倾向的部位的、轴部与叶片部的连接部分(叶片固定部的周边部分)上的应力成为足够小的值。尤其能够使圆筒部的一端面侧上的上述连接部分的应力成为足够小的值。
[0041](16)优选的是，在设所述叶片固定部的所述轴向上的全长为A2、设从所述叶片固定部中的与所述一端面相反的一侧的另一端到所述排出孔部的距离为B22的情况下，设定成:B22/A2S0.5。
[0042]根据该结构，能够使作为搅拌风扇中的应力具有最高倾向的部位的、轴部与叶片部的连接部分(叶片固定部的周边部分)上的应力成为足够小的值。尤其能够使叶片固定部的另一端侧上的上述连接部分的应力成为足够小的值。
[0043](17)优选的是，在设所述叶片固定部的所述轴向上的全长为A2、设从所述圆筒部的所述一端面到所述排出孔部的距离为B21的情况下，设定成:B21/A2 2 0.07，并且在设从所述叶片固定部中的与所述一端面相反的一侧的另一端到所述排出孔部的距离为B22的情况下，设定成:B22/A2 <0.5o
[0044]根据该结构，能够使作为搅拌风扇中的应力具有最高倾向的部位的轴部与叶片部的连接部分(叶片固定部的周边部分)上的应力成为足够小的值。尤其能够使圆筒部的一端面侧上的上述连接部分、以及叶片固定部的另一端侧上的上述连接部分双方的应力成为足够小的值。
[0045](18)更优选的是，在设该圆筒部的外周面在所述圆筒部的周向上的全长为A3、设所述排出孔部的所述周向上的长度为B3、设所述排出孔部的数量为n3的情况下，设定成:(Β3Χη3)/Α3> 0.1ο
[0046]根据该结构，能够使作为搅拌风扇中的应力具有最高倾向的部位的、轴部与叶片部的连接部分(叶片固定部的周边部分)上的应力成为足够小的值。
[0047](19)为了解决上述课题，本发明的某个方面涉及的热处理装置具有:处理室，其用于对被处理品进行热处理；以及所述搅拌风扇，其被配置于所述处理室。
[0048]根据该结构，能够使热处理装置用的搅拌风扇的寿命更长。
[0049]发明效果
[0050]根据本发明，在热处理装置用的搅拌风扇中，能够使寿命变的更长。
【附图说明】
[0051]图1是本发明的一个实施方式的热处理装置的示意性的侧视图，示出对一部分进行了剖切的状态。
[0052]图2是搅拌风扇的主要部分的立体图。
[0053]图3是搅拌风扇的圆筒部周边的放大剖视图。
[0054]图4是搅拌风扇的仰视图。
[0055]图5是示出在2个叶片部之间形成有在轴向上排列的多个排出孔部的变形例的主要部分的侧视图。
[0056]图6是示出在2个叶片部之间形成有在周向上排列的多个排出孔部的变形例的主要部分的侧视图。
[0057]图7是示出在排出孔部形成有整流部的变形例的主要部分的侧视图。
[0058]图8是示出试验结果的图表。
[0059]图9是示出试验结果的图表。
[0060]图10是示出试验结果的图表。
[0061]图11是示出试验结果的图表。
[0062]标号说明
[0063]1:热处理装置;2:处理室;7:搅拌风扇；20:轴部;22:叶片固定部;29:圆筒部;29a:圆筒部的一端面;29c:叶片固定部的另一端;30:孔部;31:第I圆筒面(圆筒面)；32:第2圆筒面(圆筒面)；40:叶片部；50:排出部;51:排出孔部;51b:拐角部；100:被处理品；Cl:周向；S1:轴向。
【具体实施方式】
[0064]以下参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。此外，本发明能够作为热处理装置用的搅拌用风扇、以及热处理装置而广泛应用。
[0065][热处理装置的概略]
[0066]图1是本发明的一个实施方式的热处理装置I的示意性的侧视图，示出对一部分进行了剖切的状态。参照图1，热处理装置I是为了对被处理品100进行热处理而设置的。作为该热处理，能够例示渗碳处理、淬火处理、回火处理、氮化处理、退火处理以及其它的热处理。在本实施方式中，以热处理装置I是气体渗碳处理炉的情况为例进行说明。另外，在本实施方式中，被处理品100是金属部件。热处理装置I构成为对收纳于容器101的多个被处理品100进行渗碳处理。
[0067]另外，热处理装置I被设置为批量式的热处理装置。具体地说，热处理装置I在一并收纳了固定数量的被处理品100的状态下对该被处理品100进行热处理。该热处理后，从热处理装置I中一并排出上述被处理品100。
[0068]热处理装置I具有处理室2、入口门3、出口门4、输送装置5、加热器6、以及搅拌风扇I。
[0069]处理室2形成为箱状。处理室2构成为能够收纳被处理品100，且该处理室2构成为供给用于对被处理品100进行热处理的气体。作为该气体，能够例示乙炔、乙烯等。处理室2具有入口 8以及出口 9。
[0070]能够利用入口门3开闭处理室2的入口8。从处理室2的外部穿过入口8而向处理室2的内部输送收纳了被处理品100的容器1I。能够利用出口门4开闭处理室2的出口 9。从处理室2的内部穿过出口 9而向处理室2的外部输送处理室2内的容器101和被处理品100。
[0071]当在处理室2内进行被处理品100的热处理时，入口门3和出口门4是关闭的。利用输送装置5在处理室2内输送容器1I和被处理品100。
[0072]输送装置5具有多个作为输送部件和承载部的辊子10。多个辊子10在处理室2内配置于入口 8与出口 9之间。多个辊子10沿着作为从入口 8朝向出口 9的方向的输送方向Dl隔着间隔配置。收纳有被处理品100的容器101在多个辊子1上被向输送方向DI输送。被处理品100在处理室2内被辊子10支承。在该状态下被处理品100被加热器6加热。
[0073]加热器6例如是管燃烧器，该加热器6构成为对处理室2内的气体进行加热。当进行被处理品100的热处理时，加热器6对处理室2内的气体加热到1000 °C左右。该温度优选是约800°C，更优选是约900°C。
[0074]在本实施方式中，加热器6具有配置于处理室2内的部分。该部分被配置成蜿蜒状，在处理室2内，该部分在沿输送方向DI前进的情况下，向上下蜿蜒。在输送方向DI上的入口 8与出口 9之间的中间区域11，加热器6位于处理室2内的上侧部分。与该中间区域11相邻地配置有搅拌风扇7。
[0075]搅拌风扇7是为了搅拌处理室2内的气体而设置的。利用搅拌风扇7，能够进行处理室2内的被处理品100的迅速升温。另外，利用搅拌风扇7，能够使处理室2内的气体的温度分布更均匀。
[0076]搅拌风扇7配置于处理室2的上部。当进行热处理时，被处理品100配置于搅拌风扇7的下方。搅拌风扇7被处理室2支承成能够旋转。另外，搅拌风扇7被未图示的电动机等驱动装置旋转。通过驱动装置的驱动，搅拌风扇7旋转且搅拌处理室2内的气体。
[0077]在被处理品100在具有上述结构的热处理装置I中被热处理的情况下，首先，打开入口门3。接着，收纳有被处理品100的容器101从入口 8被放入到处理室2内。在这种情况下，容器101的温度和被处理品100的温度例如是常温，是20°C左右。容器101和被处理品100被输送装置5向输送方向Dl输送，配置于搅拌风扇7的下方。
[0078]接着，在入口门3和出口门4被关闭的状态下，开始加热器6的加热。由此，处理室2内的气体被加热。另外，搅拌风扇7旋转。由此，处理室2内的气体被搅拌。由此，处理室2内的气体的浓度分布均匀，且处理室2内的气体的温度均匀。
[0079]处理室2内的温度上升到前述的温度。由此，被处理品100被热处理。完成热处理后，打开出口门4。进而，输送装置5进行动作。由此，容器101穿过出口9被排出到处理室2的外部。
[0080][搅拌风扇的详细结构]
[0081]图2是搅拌风扇7的主要部分的立体图。图3是搅拌风扇7的圆筒部周边的放大剖视图。图4是搅拌风扇7的仰视图。
[0082]参照图2?图4，在本实施方式中，搅拌风扇7是离心风扇，该搅拌风扇7构成为产生朝向搅拌风扇7的径向Rl的外侧的风。此外，以下将搅拌风扇7的轴向SI简称为“轴向SI”。在本实施方式中，将与轴向SI平行的方向也称为轴向SI。另外，将搅拌风扇7的径向Rl简称为“径向R1”。另外，将搅拌风扇7的周向Cl简称为“周向Cl”。在本实施方式中，轴向SI是垂直方向，径向Rl是水平方向。
[0083]搅拌风扇7由耐热钢等金属材料形成。作为该耐热钢，能够例示JIS(日本工业标准)的SCHl 3、SCH22、SCH24、SCH31、SCH46。搅拌风扇7的制作方法不被特别限定。例如，能够通过将熔融的金属材料流入到模具而形成搅拌风扇7。更具体地说，能够通过模具铸造法、失蜡法等形成搅拌风扇7。在本实施方式中，通过模具铸造而形成搅拌风扇7。
[0084]搅拌风扇7的旋转速度被设定成例如10rpm?1600rpm。若搅拌风扇7的旋转速度是上述的下限以上，则能够使搅拌风扇7所产生的风量足够大。此外，更优选搅拌风扇7的旋转速度的下限是500rpm。另外，若搅拌风扇7的旋转速度是上述的上限以下，则能够抑制搅拌风扇7的后述的叶片部40的离心力过大。其结果为，因为能够抑制搅拌风扇7的拉伸应力过大，因此能够使搅拌风扇7的寿命更长。另外，搅拌风扇7是经过质量平衡调整作业而完成的。由此，抑制当搅拌风扇7旋转时产生振动。
[0085]搅拌风扇7具有沿轴向SI细长地延伸的大致圆柱形状的轴部20、从轴部20呈放射状延伸的多个叶片部40、以及排出部50。
[0086]轴部20具有主轴部21、以及叶片固定部22。
[0087]主轴部21形成为实心的柱状。即，主轴部21被设置为内部被填充的柱状部件。
[0088]主轴部21具有一端部23、中间部24以及另一端部25。沿轴向SI按顺序排列另一端部25、中间部24以及一端部23。
[0089]另一端部25构成主轴部21的轴向SI上的另一端部，且构成搅拌风扇7的另一端部。另一端部25形成为大致圆柱形状。该另一端部25构成为输入来自未图不的电动机的驱动力。另一端部25与中间部24连续。
[0090]中间部24是在轴向SI上细长地延伸的圆柱状部分，该中间部24形成为随着从另一端部25朝向一端部23侧而直径逐级变大的形状。中间部24的外周面与轴承27、27嵌合(参照图1)。各轴承27、27被处理室2保持。由此，搅拌风扇7经由轴承27、27被处理室2支承成能够旋转。搅拌风扇7的旋转方向是周向Cl的一方。中间部24与一端部23连续。
[0091]再参照图2?图4，一端部23被设置为随着向叶片部40侧而直径连续地变大的部分。一端部23与叶片固定部22连续。
[0092]叶片固定部22是为了固定多个叶片部40而设置的。即，叶片固定部22被设置为与叶片部40结合的部分。叶片固定部22形成主轴部21的一端部。叶片固定部22在轴向SI上的长度设定得比轴部20在轴向SI上的长度短。
[0093]叶片固定部22具有实心部28以及圆筒部29。实心部28和圆筒部29沿轴向SI按照上述的顺序排列。
[0094]实心部28是为了确保与叶片部40的足够的结合强度而设置的。具体地说，实心部28被设置为填充了金属材料的部分。即，实心部28被设置为未形成有孔的部分。实心部28与一端部23连续。实心部28与圆筒部29连续。
[0095]圆筒部29配置成与处理室2内的辊子10(参照图1)相对。辊子10上的容器101与圆筒部29的距离在垂直方向上例如是约为1cm?20cm。圆筒部29被设置为用于降低在叶片部40中产生的热应力的中空部分。
[0096]圆筒部29在圆筒部29的内侧具有沿轴向SI延伸的孔部30。孔部30朝向圆筒部29的一端面29a即轴部20的一端面敞开，该孔部30从该一端面29a朝向实心部28沿轴向SI延伸。此外，叶片固定部22中的与一端面29a相反的一侧的另一端29c(另一端面)与主轴部21的一端部23连续。孔部30形成大致圆柱状的空间。孔部30设定成随着从一端面29a进入到该孔部30的里侧，直径逐级变小。通过该孔部30的另一端部形成为锥状，从而设定成越靠近实心部28的部分则直径越小。
[0097]孔部30的内周面具有:第I圆筒面31、第2圆筒面32、以及锥状部33。
[0098]第I圆筒面31、第2圆筒面32、以及锥状部33按顺序沿轴向SI排列。第I圆筒面31和第2圆筒面32配置成随着进入圆筒部29的里侧而内径依次变小。
[0099]第I圆筒面31被设置为与一端面29a连续的圆筒状的部分。在本实施方式中，关于轴向SI上的长度，按照第I圆筒面31的长度、锥状部33的长度、第2圆筒面32的长度的顺序从大到小。在第I圆筒面31与第2圆筒面32的边界部形成有倒角部34，第I圆筒面31经由该倒角部34与第2圆筒面32连接。
[0100]第2圆筒面32配置于孔部30的轴向SI上的中间部，且相对于第I圆筒部31的位置被配置在圆筒部29的靠里侧的位置。第2圆筒面32的内径设定得比第I圆筒面31的内径小。第2圆筒面32与锥状部33连接。
[0101]锥状部33形成为随着进入孔部30的里侧而在与轴向SI垂直的剖面上的直径变小的前端细形状。锥状部33的底部构成孔部30的最里侧的部分。[0?02] 在本实施方式中，圆筒部29的外径设定成约80mm?100mm。圆筒部29的内径(第I圆筒部31的直径)设定成约50mm?70mm。具有上述结构的叶片固定部22固定多个叶片部40。
[0103]在本实施方式中，叶片部40是为了产生朝向径向Rl的外侧的风而设置的。叶片部40在周向Cl上等间隔(等间距)地设置有多个，且从叶片固定部22呈放射状延伸。在本实施方式中，设置有6个叶片部40。这些叶片部40的结构相同。
[0104]叶片部40形成为板状，该叶片部40沿径向Rl中的一个方向延伸，且向轴向SI延伸。叶片部40的末端与搅拌风扇7的中心轴线BI之间的距离即搅拌风扇7的半径设定成约为250mm?300mmo
[0105]叶片部40的厚度在叶片部40的根部41设定成最大。叶片部40的厚度设定成随着接近叶片部40的末端部42而变小，且在本实施方式中，在叶片部40的末端部42设置有突起部43 ο
[0106]叶片部40的根部41与叶片固定部22连续。根部41的轴向SI上的一端41a(上部)固定于实心部28的外周部。根部41的轴向SI上的另一端41b(下部)固定于圆筒部29的外周部。
[0107]在这样的叶片部40中，根部41上的热应力在搅拌风扇7的热应力中为最大。尤其在进行热处理装置I的热处理时，在搅拌风扇7中产生的应力(热应力)具有在叶片部40的根部41的一端部41a(上部)和另一端部41b(下部)处变最大的趋势。因此，在本实施方式中，作为用于使该应力进一步降低的结构，而设置有排出部50。
[0108]排出部50是为了向圆筒部29的叶片固定部22的外部排出圆筒部29内的气体而设置的。气体如箭头F所示那样，从圆筒部29的一端面29a侧进入圆筒部29内，且穿过排出部50而被排出到搅拌风扇7的外部。由此，能够抑制圆筒部29的孔部30的内部中的气体的滞留，且使圆筒部29利用对流促进热交换。其结果为，抑制圆筒部29的外径部侧与内径部侧的温度差。由此，使圆筒部29(叶片固定部22)中的热应力(热量不均)得到抑制。以下对排出部50的结构进行更具体地说明。
[0109]排出部50在本实施方式中形成于圆筒部29的叶片固定部22。更具体地说，排出部50具有排出孔部51。
[0110]排出孔部51是以在径向Rl上贯穿圆筒部29的方式形成的贯穿孔。在本实施方式中，在周向Cl上等间距地形成多个排出孔部51。更具体地说，沿周向Cl等间距地(60度间距)配置排出孔部51的中心轴线S51，且叶片部40和排出孔部51交替地配置。此外，各排出孔部51的结构相同。
[0111]排出部孔51在从轴部20的圆筒部29的一端面29a离开的位置处朝向叶片固定部22的外部(夕卜表面)敞开。在本实施方式中，排出孔部51向圆筒部29中的孔部30的内周面敞开，并且向圆筒部29的外周面29b敞开。换言之，排出孔部51与圆筒部29内的孔部30连续，且向搅拌风扇7的外表面敞开。
[0112]在本实施方式中，排出孔部51的中心轴线S51配置于叶片固定部222的圆筒部29的轴向SI上的中心部。此外，既可以排出孔部51的中心配置于圆筒部29的轴向SI上的中心部，也可以排出孔部51的中心以外的部位配置于圆筒部29的中心部。另外，在周向Cl上相邻的2个叶片部40、40之间设置有I个排出孔部51。中心轴线S51配置于2个叶片部40、40之间的周向Cl上的中心。
[0113]排出孔部51形成为在轴向SI上细长的长孔形状。在本实施方式中，排出孔部51形成于圆筒部29的内周面中的至少2个圆筒面(在本实施方式中是2个圆筒面31、32)的范围。排出孔部51的内周面51a是沿径向Rl延伸的平坦面。换言之，当排出孔部51的内周面51a沿径向Rl前进时，在该内周面51a上未设置有起伏。此外，当排出孔部51的内周面51a沿径向Rl前进时，也可以设置有起伏或者倾斜。在排出孔部51的径向Rl上的端部形成有倒角部等的情况下，在排出孔部51的内周面51a上设置有倾斜。
[0114]当沿排出孔部51的中心轴线方向(径向Rl)观察时，排出孔部51具有圆弧状的拐角部51b。在本实施方式中，拐角部51b形成于排出孔部51的轴向SI上的两端部。当沿排出孔部51的中心轴线方向(径向Rl)观察时，各拐角部51b形成为半圆状。
[0115]如前述那样，在本实施方式中，搅拌风扇7使用耐热钢形成。而且，在本实施方式中，当搅拌风扇7的轴部20和叶片部40在1000°C的气体氛围下旋转驱动时，将轴部20和叶片部40的抗拉强度定义成a，将轴部20和叶片部40中的应力最高的部位(作为叶片固定部22与叶片部40的连接部的根部41中的轴向SI上的端部41a或者端部41b)的应力定义成b。在这种情况下，以b/a ^ 0.7的方式设定排出孔部51的形状。
[0116]说明用于实现与应力相关的上述的b/a<0.7的结构的更具体例。作为在这种情况下的结构的一例，能够举出(BI Xnl)/Α1 2 0.1的结构。Al是孔部30的靠轴部20的一端面29a侧的内周面(第I圆筒面31)中的与轴向SI垂直的截面上的开口面积。另外，BI是排出孔部51在与排出孔部51的轴向垂直的截面(沿半径方向Rl观察的侧面)上的开口面积。另外，nl是搅拌风扇7上的排出孔部51的数量。此外，在(BI Xnl)/Α1<0.1的情况下，在圆筒部29的孔部30内，用于从内侧冷却圆筒部29的气流的流量不足，由圆筒部29的外表面与内部的温度差引起的热应力容易变大。
[0117]另外，作为实现与应力相关的上述的b/a<0.7的结构的一例，能够举出成为B21/A2 2 0.07的结构。A2是叶片固定部22的轴向SI上的全长。B21是从圆筒部29的一端面29a到排出孔部51的距离。此外，在B21/A2<0.07的情况下，在圆筒部29的里侧难以产生足够的气流。其结果为，用于从内侧冷却圆筒部29的气流的流量不足，由圆筒部29的外表面与内部的温度差引起的热应力容易变大。
[0118]另外，作为实现与应力相关的上述的b/a<0.7的结构的一例，能够举出成为B22/A2 <0.5的结构。B22是从叶片固定部22中的与一端面29a相反的一侧的另一端29c到排出孔部51的距离。此外，在B22/A2>0.5的情况下，在圆筒部29的里侧难以产生足够的气流。其结果为，用于从内侧冷却圆筒部29的气流的流量不足，由圆筒部29的外表面与内部的温度差引起的热应力容易变大。
[0119]另外，作为实现与应力相关的上述的b/a< 0.7的结构的一例，能够举出成为(B3 Xn3)/A3 2 0.1的结构。A3是该圆筒部29的外周面29b在圆筒部29的周向Cl上的全长(圆周长)』3是排出孔部51的周向Cl上的长度。n3是排出孔部51的数量(在本实施方式中，n3 =6)。此外，在设定成(B3Xn3)/A3<0.1的情况下，难以足够地确保使用了排出孔部51的气体从圆筒部29的内部排出的排出量。其结果为，用于从内侧冷却圆筒部29的气流的流量不足，由圆筒部29的外表面与内部的温度差引起的热应力容易变大。
[0120]如以上说明的那样，根据本实施方式，排出部50的排出孔部51在从轴部20的一端面29a离开的位置朝向叶片固定部22的外部敞开。根据该结构，能够将从圆筒部29的一端面29a朝向圆筒部29的内部的气流F导入到圆筒部29内。从圆筒部29的一端面29a侧进入到圆筒部29内的气体穿过排出部50的排出孔部51而被排出到叶片固定部22的外部。这样，通过在圆筒部29内产生气流F而在圆筒部29的内侧促进基于对流的热交换。其结果为，能够抑制与搅拌风扇7的外表面侧的部分之间的温度差。由此，能够使圆筒部29与叶片部40的根部41之间的温度梯度更小。即，能够使在叶片部40的根部41产生的热应力更小。其结果为，通过降低搅拌风扇7的负载能够使搅拌风扇7的寿命更长。
[0121]另外，根据本实施方式，排出孔部51与圆筒部29内的孔部30连续且朝向搅拌风扇7的外表面敞开。根据该结构，以形成使圆筒部29内的空间与搅拌风扇7的外部连续的排出孔部51的简单结构，就能够在搅拌风扇7的旋转驱动时使圆筒部29内产生气流F。另外，与形成排出孔部51相应地，能够进一步减少搅拌风扇7的质量，因此能够使搅拌风扇7更轻量化。
[0122]另外，根据本实施方式，排出孔部51朝向叶片固定部22的外表面敞开。根据该结构，能够通过在圆筒部29的叶片固定部22上形成贯穿孔的简单结构而形成排出孔部51。
[0123]另外，根据本实施方式，排出孔部51配置于叶片固定部22在轴部20的轴向SI上的中心部。根据该结构，能够在圆筒部29内足够地确保气流F，并且能够在轴部20中的圆筒部29与圆筒部29以外的部位之间的边界部处确保更多的实心部分。由此，能够使轴部20的强度更高。
[0124]另外，根据本实施方式，当沿排出孔部51的中心轴线方向观察时，排出孔部51具有圆弧状的拐角部51b。根据该结构，圆筒部29中的排出孔部51上的形状成为平滑的形状。其结果为，能够更可靠地抑制在排出孔部51的周围产生应力集中。
[0125]另外，根据本实施方式，在圆筒部29形成有内径不同的多个圆筒面31、32。由此，能够在搅拌风扇7上形成圆筒部29，并且在圆筒部29中的与形成有一端面29a的前端侧相反的一侧的基端侧，能够使轴部20具有足够的厚度。由此，能够足够地确保叶片部40与叶片固定部22的结合部分上的彼此的结合强度。另外，能够足够地确保圆筒部29的孔部30内的空间大小。由此，能够使从圆筒部29的内部向外部的气流F的流量更大，因此能够进一步提高使用了排出孔部51的圆筒部29的冷却效果。
[0126]另外，根据本实施方式，在周向Cl上相邻的2个叶片部40、40之间设置有I个排出孔部51，且该排出孔部51配置于周向Cl上的2个叶片部40、40之间的中心部。根据该结构，能够在当驱动搅拌风扇7时具有应力变最高的趋势的、从叶片部40的根部41离开比较远的距离的位置形成排出孔部51。
[0127]另外，根据本实施方式，排出孔部51形成为在轴向SI上细长地延伸的长孔形状。根据该结构，排出孔部51能够使在圆筒部29内的空间中的轴向SI上的更宽范围内可靠地产生气流F。
[0128]另外，根据本实施方式，排出孔部51的形状设定成b/a<0.7。根据该结构，能够更可靠地抑制在作为搅拌风扇7中的应力具有最高倾向的部位的、轴部20与叶片部40的连接部分(叶片固定部22的周边部分)产生裂缝等破损。
[0129]另外，根据本实施方式，设定成(BIXnl)/Al 20.1。根据该结构，能够使作为搅拌风扇7中的应力具有最高倾向的部位的、轴部20与叶片部40的连接部分(叶片固定部22的周边部分)上的应力成为足够小的值。
[0130]另外，根据本实施方式，设定成B21/A2> 0.07。根据该结构，能够使作为搅拌风扇7中的应力具有最高倾向的部位的、轴部20与叶片部40的连接部分(叶片固定部22的周边部分)上的应力成为足够小的值。尤其能够使圆筒部29的一端面29a侧上的上述连接部分的应力成为足够小的值。
[0131]另外，根据本实施方式，设定成B22/A2<0.5。根据该结构，能够使作为搅拌风扇7中的应力具有最高倾向的部位的、轴部20与叶片部40的连接部分(叶片固定部22的周边部分)上的应力成为足够小的值。尤其能够使叶片固定部22的另一端29c侧上的上述连接部分的应力成为足够小的值。
[0132]另外，根据本实施方式，满足B21/A22 0.07的条件、和B22/A2S0.5的条件双方。根据该结构，能够使作为搅拌风扇7中的应力具有最高倾向的部位的、轴部20与叶片部40的连接部分(叶片固定部22的周边部分)上的应力成为足够小的值。尤其能够使圆筒部29的一端面29a侧上的上述连接部分、以及叶片固定部22的另一端29c侧上的上述连接部分双方的应力成为足够小的值。
[0133]另外，根据本实施方式，设定成(B3Xn3)/A320.1。根据该结构，能够使作为搅拌风扇7中的应力具有最高倾向的部位的、轴部20与叶片部40的连接部分(叶片固定部22的周边部分)上的应力成为足够小的值。
[0134]以上虽然对本发明的实施方式进行了说明，但本发明却不限于上述的实施方式。本发明只要是在权利要求书所记载的范围内就能够进行各种变更。
[0135](I)例如，在上述的实施方式中，以在叶片部40与叶片部40之间设置有I个排出孔部51的方式为例进行了说明。但是，也可以不是这样。例如，如图5的变形例所示，也可以成为，在圆筒部29上，在周向Cl上相邻的叶片部40与叶片部40之间形成有2个以上的排出孔部51A、51B、51C0
[0136]排出孔部51A、51B、51C是在周向Cl上相邻的2个叶片部40、40之间，在圆筒部29上沿轴向SI设置的多个排出孔部。排出孔部51A、51B、51C例如分别设置于圆筒部29上的叶片部40与叶片部40之间。排出孔部51A、51B、51C按顺序从圆筒部29的一端面29a侧沿轴向SI排列配置。
[0137]各排出孔部51A、51B、51C例如形成为在轴向SI上细长的长孔形状。在本实施方式中，在排出孔部51A、51B、51C中，靠近圆筒部29的一端面29a的排出孔部51A的开口面积设定得比靠近圆筒部29的基端部的排出孔部51C的开口面积小。在本实施方式中，能够成为:排出孔部51A的开口面积 <排出孔部51B的开口面积 <排出孔部51C的开口面积。但是，既可以成为排出孔部51A的开口面积=排出孔部51B的开口面积=排出孔部51C的开口面积，也可以成为开口面积的大小顺序与上述相反。
[0138]根据上述的结构，因为从圆筒部29的下侧(一端面29a)侧吸入气体，因此圆筒部29内的上方(里侧)的压力变高。由此，若排出孔部51A、51B、51C的大小相同，则从上侧的排出孔部51C排出的气体的流速上升，其结果为，排出孔部51C的边缘部的温度上升。由此，通过更大地形成上侧的排出孔部51C，从而使上述的流速成为较低的值。更优选为，通过使来自各排出孔部51A、51B、51C的气体的流速相等，而能够使各排出孔部51A、51B、51C的边缘部的热传递率一致。
[0139]在本实施方式中，周向Cl上的各排出孔部51A、51B、51C的长度(宽度)既可以设定成相同，也可以不同。另外，在轴向SI上的各排出孔部51A、51B、51C的长度中，排出孔部51A最小，排出孔部51B第2小，排出孔部51C最大。
[0140]根据该变形例，在圆筒部29上，在叶片部40、40之间，设置有多个作为排出孔部的排出孔部51A、51B、51C。根据该结构，能够使排出孔部51A、51B、51C的开口面积的合计值更大。另外，能够使圆筒部29内更遍布产生气流F。由此，能够进一步提高使用了排出孔部51A、51B、51C的圆筒部29的冷却效果。
[0141]另外，根据该变形例，排出孔部51A、51B、51C在2个叶片部40、40之间沿轴向SI设置有多个。根据该结构，能够使直到圆筒部29的更靠里侧的位置都可靠地产生气流。
[0142]另外，根据该变形例，在多个排出孔部51A、51B、51C中，靠近圆筒部29的一端面29a的排出孔部51A的开口面积设定得比靠近圆筒部29的基端部的排出孔部51C的开口面积小。根据该结构，能够使气体通过圆筒部29的里侧的排出孔部51C时的阻力更小。其结果为，SP使在圆筒部29中的比较难以产生气流F的圆筒部29内的空间的里侧，也能够更可靠地产生气流F。由此，能够使圆筒部29内的气体的流动的分布更均匀。由此，能够使圆筒部29上的温度分布的不均(热应力)更小。
[0143](2)此外，在上述的变形例中，多个排出孔部51A、51B、51C在叶片部40、40之间在轴向SI上排列配置。但是，也可以不是这样。例如，如图6所示，也可以成为，在周向Cl上相邻的2个叶片部40、40之间，沿周向Cl配置有多个排出孔部51D、51E。排出孔部51D、51E例如具有与排出孔部51的形状大致相同的形状。而且，排出孔部51D、51E在2个叶片部40、40之间沿周向Cl等间距地配置。即，沿周向Cl排列的叶片部40的中心、排出孔部51D的中心、排出孔部51E的中心、以及叶片部40在周向Cl上等间隔地配置。但是，也可以不是等间隔。
[0144]在该变形例中，排出孔部51D、51E在2个所述叶片部之间沿周向Cl等间距地设置。根据该结构，在周向Cl上，能够使圆筒部29内更遍布地产生气流F。
[0145](3)另外，在上述的实施方式和变形例中，排出孔部51的内周面51a形成为平滑的面。但是，也可以不是这样。例如，如图7所示，也可以成为，在排出孔部51的内周面51a上形成有整流部55。整流部55是为了对从圆筒部29内向圆筒部29外流动的气流进行整流而设置的。该整流部55形成为从排出孔部51的内周面51a突出的翅片。此外，也可以成为，整流部55具有使排出部50的内周面51a凹陷而形成的形状。
[0146]通过设置有这样的整流部55，能够使从圆筒部29内向圆筒部29外排出的气体的流量更大。
[0147]另外，在上述的实施方式和变形例中，以将在径向Rl上贯穿圆筒部29的排出孔部作为排出部50而形成的方式为例进行了说明。但是，也可以不是这样。排出部只要在离开轴部20的一端面29a的位置上朝向圆筒部29的内部敞开且朝向叶片固定部22的外部敞开即可。例如，也可以形成有在轴向SI上贯穿轴部20的排出孔部。
[0148]实施例
[0149]在实施例中，当搅拌风扇的轴部和叶片部在1000°C的气体氛围下被旋转驱动时，在将轴部和叶片部的抗拉强度设为a，将轴部和叶片部中的应力最高的部位的应力设为b的情况下，对以b/a < 0.7的方式设定排出孔部的形状进行说明。
[0150][1.说明在设轴部的轴向的一端上的圆筒部的内周面的开口面积为Al，设与排出孔部的轴向垂直的截面上的排出孔部的开口面积为B1、设排出孔部的数量为nl的情况下，成为(BlXnl)/A120.1的意义]
[0151][实施例的制作]
[0152]通过在计算机上对与上述实施方式的图2所示的搅拌风扇7相同形状的搅拌风扇进行模型化来制作实施例1?5。此外，通过将实施例1?5的材料设定为JIS(日本工业标准)的SCH13，从而成为1000°C下的抗拉强度a = 88MPa。关于实施例1?5，(Β1Χη1)/Α1成为如下这样。
[0153]实施例1:(Β1Χη1)/Α1=0.1
[0154]实施例2:(Β1Χη1)/Α1=0.5
[0155]实施例3:(Β1Χη1)/Α1 = 1.0
[0156]实施例4:(Β1Χη1)/Α1 = 1.5
[0157]实施例5:(Β1Χη1)/Α1 = 2.0
[0158][比较例的制作]
[0159]通过在计算机上对除了未形成有排出孔部这点以外具有与实施例相同的结构的搅拌风扇进行模型化，从而制作了比较例。即，比较例不具有排出孔部，成为(BI Xnl)/Al =O。
[0160][实验条件]
[0161]关于实施例，在下述所示的条件下，执行使用了有限元素法的计算机模拟。
[0162]条件:在以叶片部位于下侧的方式竖立搅拌风扇的姿势下该搅拌风扇被加热到1000 °C的状态下，以规定的旋转速度(I OOOrpm)使搅拌风扇旋转。计算出此时的叶片部的根部中的轴向的两端部(上部和下部)各自的应力。叶片部的根部中的轴向的两端部中的任一方都是在驱动搅拌风扇时应力最高的位置。此外，本实施例中的应力是冯.米塞斯应力。
[0163]而且，将设搅拌风扇在1000 °C时的抗拉强度(88MPa)为a、设叶片部的根部中的轴向的两端部各自的应力为b时的应力比(b/a)进行图表化。此外，以下关于图表也一并示出表示各比较例和实施例的结果的趋势的线。
[0164]关于比较例，也在与上述相同的条件下，计算出比较例的叶片部的根部中的轴向的两端部的应力，还将应力比(b/a)进行图表化。
[0165][计算结果]
[0166]图8示出结果。参照图8，在比较例中，无论在叶片部的根部的上部和下部中的哪一方，应力比(b/a)都远远超出0.7。因此，表示作用于叶片部的根部的负载较大、对于实现搅拌风扇的进一步长寿命化并不是优选的。
[0167]另一方面，在实施例1?5中，无论在叶片部的根部的上部和下部的哪一方，应力比(b/a)都成为不足0.7的较小值。因此，表示作用于叶片部的根部的负载较小、对于实现搅拌风扇的进一步长寿命化是优选的。此外，比较例I与实施例1之间的应力比(b/a)的变化相比于实施例1与实施例2之间的应力比(b/a)的变化是急剧的。由此，(BI Xnl )/Α1 2 0.1的临界意义是明确的。
[0168]另外，在实施例1?5中，尽管(BIXnl)/Al的值较大地变化，但关于应力比(b/a)是
0.3左右的较小的变动宽度。由此，当(BI Xnl)/Al 2 0.1时，关于应力比(b/a)未发现显著的变化。根据以上情况，通过成为(BI Xnl)/Al 20.1，实际验证了能够使搅拌风扇中的应力比足够小，更具体地说，能够实现应力比b/a < 0.7。
[0169][2.说明在设轴向上的叶片固定部的全长为A2、设从叶片固定部中的与一端面相反的一侧的另一端到排出孔部的距离为B22的情况下，成为B22/A2 <0.5的意义]
[0170][实施例的制作]
[0171]通过在计算机上对与在上述实施方式的图2中所示的搅拌风扇7相同形状的搅拌风扇进行模型化来制作实施例6、7、8、9。此外，实施例6?9的材料与实施例1相同。另外，关于实施例6?9，B22/A2成为如下这样。
[0172]实施例6:(822/^2)=0.26
[0173]实施例7:(822/^2)=0.33
[0174]实施例8:(822/^2)=0.38
[0175]实施例9:(822/^2)=0.50
[0176][比较例的制作]
[0177]通过在计算机上对具有与实施例6?9相同结构的搅拌风扇进行模型化，从而制作了比较例2、3。此外，比较例2、3中的B22/A2成为如下这样。
[0178]比较例2:(822/^2)=0.55
[0179]比较例3:(822/^2)=0.60
[0180][实验条件]
[0181]针对实施例6?9和比较例2、3的实验条件与针对实施例1?5的实验条件相同。而且，针对实施例6?9和比较例2，3，将叶片部的根部上部处的应力比(b/a)进行了图表化。
[0182][计算结果]
[0183]图9示出结果。参照图9，在比较例2、3中，如前述那样，在叶片部的根部上部，应力比(b/a)明显超过0.7。因此，表示作用于叶片部的根部的负载较大、针对实现搅拌风扇的进一步长寿命化并不是优选的。
[0184]另一方面，在实施例6?9中，在叶片部的根部上部，应力比(b/a)成为不足0.7的较小值。因此，表示作用于叶片部的根部的负载较小、针对实现搅拌风扇的进一步长寿命化是优选的。由此，(B22/A2) < 0.5的临界意义是明确的。
[0185][3.说明在设轴向上的叶片固定部的全长为A2、设从圆筒部的一端面到排出孔部的距离为B21的情况下，成为B21/A2 2 0.07的意义]
[0186][实施例的制作]
[0187]通过在计算机上对与在上述实施方式的图2所示的搅拌风扇7相同形状的搅拌风扇进行模型化来制作实施例10?14。此外，实施例10?14的材料与实施例1相同。另外，关于实施例10?14，B21/A2成为如下这样。
[0188]实施例10:(Β21/Α2)=0.07
[0189]实施例11:(Β21/Α2)=0.12
[0190]实施例12:(Β21/Α2)=0.24
[0191]实施例13:(Β21/Α2)=0.30
[0192]实施例14:(Β21/Α2)=0.38
[0193][比较例的制作]
[0194]通过在计算机上对具有与实施例10?14相同结构的搅拌风扇进行模型化，从而制作了比较例4。此外，实施例10?14的材料与实施例1相同。
[0195]比较例4:(Β21/Α2)=0.03
[0196][实验条件]
[0197]针对实施例10?14和比较例4的实验条件与针对实施例1?5的实验条件相同。而且，针对实施例10?14和比较例4，将应力比(b/a)进行了图表化。
[0198]图10示出结果。参照图10，在比较例4中，如前述那样，在叶片部的根部下部，应力比(b/a)远远超过0.7。因此，表示作用于叶片部的根部的负载较大、针对实现搅拌风扇的进一步长寿命化并不是优选的。
[0199]另一方面，在实施例10?14中，在叶片部的根部下部，应力比(b/a)成为不足0.7的较小值。因此，表示作用于叶片部的根部的负载较小、针对实现搅拌风扇的进一步长寿命化是优选的。此外，关于叶片部的下部，比较例4与实施例10之间的应力比(b/a)的变化相比于实施例10与实施例11之间的应力比(b/a)的变化是急剧的。由此，(B21/A2) 2 0.07的临界意义是明确的。
[0200][4.说明在设圆筒部的周向上的圆筒部的外周面的全长为A3、设周向上的排出孔部的长度为B3、设排出孔部的数量为n3的情况下，成为(B3Xn3)/A3 2 0.1的意义]
[0201][实施例的制作]
[0202]通过在计算机上对与在上述实施方式的图2所示的搅拌风扇7相同形状的搅拌风扇进行模型化来制作实施例15?18。此外，实施例15?18的材料与实施例1相同。关于实施例15?18，(B3Xn3)/A3成为如下这样。
[0203]实施例15:(Β3Χη3)/Α3 = 0.15
[0204]实施例16、17:(Β3Χη3)/Α3 = 0.30
[0205]实施例18:(Β3Χη3)/Α3 = 0.50
[0206]此外，实施例15、16具有2个开口面积为(Al/12)mm2的排出孔部。此外，实施例17、18具有2个开口面积为(Al/6)mm2的排出孔部。
[0207][实验条件]
[0208]针对实施例15?18的实验条件与针对实施例1?5的实验条件相同。而且，针对实施例15?18和比较例I，将应力比(b/a)进行了图表化。
[0209][计算结果]
[0210]图11示出结果。参照图11，在比较例I中，无论在叶片部的根部的上部和下部中的哪一方，应力比(b/a)都远远超出0.7。
[0211]另一方面，在实施例15?18中，无论在叶片部的根部的上部和下部中的哪一方，应力比(b/a)都成为不足0.7的较小值。因此，表示作用于叶片部的根部的负载较小、针对实现搅拌风扇的进一步长寿命化是优选的。此外，关于叶片部的上部，比较例I与实施例15之间的应力比(b/a)的变化相比于实施例15与实施例16之间的应力比(b/a)的变化是急剧的。由此，(B3 X n3)/A3 2 0.I的临界意义是明确的。
[0212]产业上的可利用性
[0213]本发明能够作为热处理装置用的搅拌风扇、以及热处理装置而广泛应用。
【主权项】
1.一种热处理装置用的搅拌风扇，其特征在于，该热处理装置用的搅拌风扇具有: 轴部；以及 多个叶片部，它们从所述轴部呈放射状延伸， 所述轴部包括固定各所述叶片部的叶片固定部， 所述叶片固定部具有沿所述轴部的轴向延伸的圆筒部， 所述圆筒部的内侧的孔部朝向所述轴部的一端面敞开， 该热处理装置用的搅拌风扇还具有用于向所述叶片固定部的外部排出所述圆筒部内的气体的排出部， 所述排出部在从所述轴部的所述一端面离开的位置处朝向所述叶片固定部的外部敞开。2.根据权利要求1所述的热处理装置用的搅拌风扇，其特征在于， 所述排出部包括排出孔部，该排出孔部与所述圆筒部内的所述孔部连续且朝向所述搅拌风扇的外表面敞开。3.根据权利要求2所述的热处理装置用的搅拌风扇，其特征在于， 所述排出孔部朝向所述叶片固定部的外表面敞开。4.根据权利要求2所述的热处理装置用的搅拌风扇，其特征在于， 所述排出孔部被配置于所述叶片固定部在所述轴部的轴向上的中心部。5.根据权利要求2所述的热处理装置用的搅拌风扇，其特征在于， 当沿所述排出孔部的中心轴线方向观察时，所述排出孔部具有圆弧状的拐角部。6.根据权利要求2所述的热处理装置用的搅拌风扇，其特征在于， 所述圆筒部的内周面具有多个圆筒面，该多个圆筒面沿所述轴向排列，且配置于所述圆筒部的里侧的所述圆筒面的内径比配置于所述轴部的所述一端面侧的所述圆筒面的内径小， 所述排出孔部形成在至少2个所述圆筒面的范围内。7.根据权利要求2所述的热处理装置用的搅拌风扇，其特征在于， 在所述轴部的周向上相邻的2个所述叶片部之间设置有I个所述排出孔部，且所述排出孔部被配置于2个所述叶片部之间的所述周向上的中心部。8.根据权利要求2所述的热处理装置用的搅拌风扇，其特征在于， 在所述轴部的周向上相邻的2个所述叶片部之间设置有多个所述排出孔部。9.根据权利要求8所述的热处理装置用的搅拌风扇，其特征在于， 在2个所述叶片部之间沿所述轴向设置有多个所述排出孔部。10.根据权利要求9所述的热处理装置用的搅拌风扇，其特征在于， 在多个所述排出孔部中，靠近所述圆筒部的所述一端面的所述排出孔部的开口面积被设定得比靠近所述圆筒部的基端部的所述排出孔部的开口面积小。11.根据权利要求8所述的热处理装置用的搅拌风扇，其特征在于， 在2个所述叶片部之间沿所述轴部的周向等间距地设置有多个所述排出孔部。12.根据权利要求2所述的热处理装置用的搅拌风扇，其特征在于， 所述排出孔部形成为在所述轴向上细长地延伸的长孔形状。13.根据权利要求2所述的热处理装置用的搅拌风扇，其特征在于， 所述搅拌风扇采用耐热钢而形成， 当所述搅拌风扇的所述轴部和所述叶片部在1000°c的气体氛围下被旋转驱动时，在设所述轴部和所述叶片部的抗拉强度为a、设所述轴部和所述叶片部中的应力最高的部位的应力为b的情况下，所述排出孔部的形状被设定成:b/a < 0.7。14.根据权利要求13所述的热处理装置用的搅拌风扇，其特征在于， 在设所述内周面在所述轴部的所述轴向的一端上的开口面积为Al、设所述排出孔部在与所述排出孔部的轴向垂直的截面上的开口面积为B1、设所述排出孔部的数量为nl的情况下，设定成:(81\111)/^12 0.1。15.根据权利要求13所述的热处理装置用的搅拌风扇，其特征在于， 在设所述叶片固定部的所述轴向上的全长为A2、设从所述圆筒部的所述一端面到所述排出孔部的距离为B21的情况下，设定成:B21/A2 2 0.07。16.根据权利要求13所述的热处理装置用的搅拌风扇，其特征在于， 在设所述叶片固定部的所述轴向上的全长为A2、设从所述叶片固定部中的与所述一端面相反的一侧的另一端到所述排出孔部的距离为B22的情况下，设定成:B22/A2S 0.5。17.根据权利要求13所述的热处理装置用的搅拌风扇，其特征在于， 在设所述叶片固定部的所述轴向上的全长为A2、设从所述圆筒部的所述一端面到所述排出孔部的距离为B21的情况下，设定成:B21/A2 20.07，并且 在设从所述叶片固定部中的与所述一端面相反的一侧的另一端到所述排出孔部的距离为B22的情况下，设定成:B22/A2 <0.5。18.根据权利要求13所述的热处理装置用的搅拌风扇，其特征在于， 在设该圆筒部的外周面在所述圆筒部的周向上的全长为A3、设所述排出孔部的所述周向上的长度为B3、设所述排出孔部的数量为n3的情况下，设定成:(B3Xn3)/A3^0.1。19.一种热处理装置，其特征在于， 该热处理装置具有: 处理室，其用于对被处理品进行热处理；以及 权利要求1?18中的任一项所述的搅拌风扇，其被配置于所述处理室。
【文档编号】F04D29/00GK106065864SQ201610190955
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年3月30日 公开号201610190955.7, CN 106065864 A, CN 106065864A, CN 201610190955, CN-A-106065864, CN106065864 A, CN106065864A, CN201610190955, CN201610190955.7
【发明人】贺数广海, 藤山周秀, 奥村昌伦, 上田刚志
【申请人】光洋热系统股份有限公司