CN110446900A - 热等静压加压装置 - Google Patents

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Abstract

在热等静压加压装置中使被处理物的加压处理中的热区的均热性提高。HIP装置(100)具备外侧开口部(4H)开口的外侧壳(4)、内侧开口部(5H)开口的内侧壳(5)、配置于外侧壳(4)和内侧壳(5)之间的隔热体(R)、气流产生部(30)、多个第1气体导管(12)。在内侧壳(5)的内部形成施加加压处理的热区(P)。加压处理时由气流产生部(30)产生而通过第1气体导管(12)的低温的传压气体在壳间内侧流路(L1)上升后，从内侧开口部(5H)向热区(P)流入。即使在传压气体从底壁部(20)的周边漏泄而流入热区(P)的情况下，热区(P)的均热性被维持。

Description

热等静压加压装置
技术领域
本发明涉及热等静压加压装置。
背景技术
以往，在HIP法(Hot Isostatic Pressing法：使用热等静压加压装置的加压方法)中，基于设定成数10 ~ 数100Mpa的高压的气氛的传压气体，烧结制品(陶瓷等) 、铸造制品等被处理物被加热至其再结晶温度以上的高温而被处理。在该方法中，有能够使被处理物中的残留气孔消失的特征。
这样的以往的热等静压加压装置具有高压容器、配置于该高压容器内的倒杯子形状的隔热层、配置于隔热层内的加热元件、载置处理物的制品台。加热元件发热，由此在隔热层内形成处理处理物的热区。隔热层的上表面部被闭塞，隔热层的下表面部开口。结果，加压处理中的热区内像热气球那样被维持成高温。另一方面，已知在这样的热等静压加压装置中，在被处理物的处理后将高压容器内急冷，由此将处理时间缩短的技术。
在专利文献1中，公开了在热等静压加压装置中在被处理物的处理后将装置内急冷的技术。热等静压加压装置具备冷却机构。冷却机构形成在隔热层内外循环的冷却气流。冷却机构具备形成为配置于隔热层的下部而将隔热层内外沿径向贯通的气体通路、形成于热区内的气体上升流路、产生气流的风扇、控制气流的流动的阀、底壁部。该技术中，在倒杯子状的隔热层的上表面部形成有开口部，阀被配置成能够将该开口部敞开或封闭。此外，底壁部被以将热区、收纳风扇等的炉床部间隔的方式连接于隔热层的下部。在底壁部和隔热层之间配置有防止气体泄漏的密封件。在被处理物的加压处理中，阀将开口部闭塞，由此在隔热层的内部形成热区。另一方面，冷却时，阀将开口部敞开。并且，被从气体通路向热区的下部导入的冷却气体在热区内的气体上升流路上升的同时将隔热层冷却后被从开口部放出。
专利文献1 : 日本特开2013-178070号公报。
在如上所述的具备急冷功能的热等静压加压装置中，随着装置的长期使用，在阀和开口部的间隙、底壁部的密封件部分容易发生少量气体的流入流出 (气体漏泄)。并且，在被处理物的加压处理中，若低温的气体从底壁部的周边流入热区内，则与热区的上部比较，热区的下部的温度变低。结果，热区内的均热性恶化，有相对于被处理物的处理性能下降的问题。
发明内容
本发明的目的在于，在具备形成热区的壳的下端部被底壁部闭塞的构造的热等静压加压装置中提高被处理物的加压处理中的热区的均热性。
提供一种热等静压加压装置，前述热等静压加压装置相对于被处理物使用传压气体进行等静压加压处理，具有高压容器、内侧壳、隔热体、外侧壳、加热部、底壁部、多个连通管、多个导入管、气流产生部。高压容器具备沿上下方向延伸的内周面，内部形成有被前述内周面划定的主体内部空间。述内侧壳被配置于前述主体内部空间，具备以包围将前述被处理物加压的热区的方式沿上下方向延伸的非透气性的内侧周壁部，允许前述传压气体的透过的内侧开口部被在前述内侧壳的上表面部开口。隔热体是在前述主体内部空间被以包围前述内侧壳的方式配置的非透气性的隔热体。隔热体具备隔热体周壁部和隔热体上壁部，前述隔热体周壁部隔着前述传压气体的通路以包围前述内侧周壁部的方式沿上下方向延伸，前述隔热体上壁部以堵塞前述隔热体周壁部的上表面部的方式与前述隔热体周壁部连接，并且被隔着前述传压气体的通路地配置于前述内侧开口部的上方。外侧壳在前述主体内部空间被配置成包围前述隔热体，具备以隔着前述传压气体的通路包围前述隔热体周壁部的方式沿上下方向延伸的非透气性的外侧周壁部，并且允许前述传压气体的透过的外侧开口部在前述外侧壳的上表面部上开口。加热部配置于前述热区，前述加热部发热。底壁部具备支承部和载置部，前述支承部支承前述外侧周壁部的下端部、前述内侧周壁部的下端部及前述隔热体周壁部的下端部，前述载置部划定前述热区的下表面部，并且包括允许载置前述被处理物的上表面部，前述底壁部将前述热区从下方封闭。多个连通管分别形成前述传压气体的通路，前述传压气体的通路被相对于前述内侧周壁部和前述隔热体周壁部之间的空间切断，且将前述隔热体周壁部贯通而使前述隔热体周壁部和前述外侧周壁部之间的空间与前述热区的下端部连通。多个导入管使前述内侧周壁部与前述隔热体周壁部之间的空间的下侧部分和前述主体内部空间的比前述底壁部靠下方的部分连通。气流产生部被配置于前述主体内部空间的前述底壁部的下方，在对载置于前述载置部的前述被处理物进行前述等静压加压处理的加压处理时，产生向前述多个导入管流入的传压气流。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的热等静压加压装置的剖视图。
图2是在本发明的一实施方式的热等静压加压装置中表示传压气体的流动的剖视图。
图3是图2的热等静压加压装置的位置A-A的剖视图。
图4是图2的热等静压加压装置的位置B-B的剖视图。
图5是图2的热等静压加压装置的位置C-C的剖视图。
图6是图2的热等静压加压装置的位置D-D的剖视图。
图7是图2的热等静压加压装置的位置E-E的剖视图。
图8是本发明的一实施方式的热等静压加压装置的控制部的框图。
图9是本发明的第1变形实施方式的热等静压加压装置的剖视图。
图10是本发明的第2变形实施方式的热等静压加压装置的放大剖视图。
图11是本发明的第3变形实施方式的热等静压加压装置的放大剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的一实施方式的HIP装置100(热等静压加压装置)进行说明。HIP装置100相对于被处理物(W)利用传压气体进行等静压加压处理。图1是沿着HIP装置100的铅垂方向的剖视图，是穿过HIP装置100的中心线CL的剖视图。图2是在HIP装置100表示传压气体的流动的剖视图。图3至图7分别是图2的HIP装置100的位置A-A、B-B、C-C、D-D及E-E的水平剖视图。
HIP装置100具备圆筒状的高压容器100S。高压容器100S具备上盖1、容器体部2、下盖3。容器体部2绕沿上下方向的中心轴CL形成为圆筒状。容器体部2具备绕中心轴CL配置的圆筒状的内周面2S。上盖1将容器体部2的上侧的开口堵塞，下盖3将容器体部2的下侧的开口堵塞。在高压容器100S的内部形成有从外部气密地隔离的主体内部空间100T(空洞)。容器体部2的内周面2S划定主体内部空间100T。在高压容器100S连结有无图示的供给配管，能够穿过这些供给配管及排出配管相对于高压容器100S将高温高压的传压气体(为了能够进行HIP处理而被升压至10~300MPa左右的氩气、氮气)供给及排出。
进而，HIP装置100具备外侧壳4、内侧壳5、隔热体R、加热元件8(加热部)。
外侧壳4是配置于高压容器100S的主体内部空间100T的有盖圆筒状的部件，由向下方开口的倒杯子状(使杯子的上下翻转的形状)的部件构成。外侧壳4配置成包围隔热体R。外侧壳4配合HIP处理的温度条件使用不锈钢、镍合金、钼合金或石墨等的非透气性的耐热材料。外侧壳4具备外侧上壁部41和外侧周壁部42。外侧周壁部42是在主体内部空间100T绕中心轴CL形成的圆筒状的部分，被相对于高压容器100S的内周面2S向径向内侧隔开间隔地配置。此外，外侧周壁部42以隔着传压气体的通路包围隔热体周壁部RS的方式沿上下方向延伸。外侧上壁部41是以堵塞外侧周壁部42的上表面部的方式与外侧上壁部41的上端部连接的圆板状的盖部。在外侧上壁部41的中央部，以中心轴CL为中心的圆形的外侧开口部4H开口 (图3)。外侧开口部4H允许外侧壳4的内部和外部之间的传压气体的透过。另外，在本实施方式中，外侧上壁部41及外侧周壁部42被一体地构成。
内侧壳5是在高压容器100S的主体内部空间100T被配置于外侧壳4的内部的有盖圆筒状的部件，由向下方开口的倒杯子状的部件构成。内侧壳5也与外侧壳4相同地使用非透气性的耐热材料。内侧壳5具备内侧上壁部51和内侧周壁部52。内侧周壁部52是绕中心轴CL形成而沿上下方向延伸的圆筒状的部分，被相对于外侧壳4的外侧周壁部42在径向内侧隔开间隔地配置。内侧上壁部51是以堵塞内侧周壁部52的上表面部的方式与内侧周壁部52的上端部连接的圆板状的盖部。内侧上壁部51在外侧上壁部41的下方被隔开间隔地配置。在内侧上壁部51的中央部(内侧壳5的上表面部)，以中心轴CL为中心的圆形的内侧开口部5H开口 (图4)。内侧开口部5H允许热区P和内侧壳5的上方的空间之间的传压气体的透过。此外，如图1所示，内侧壳5的内侧上壁部51及内侧周壁部52被配置成包围将被处理物加压处理的热区P。另外，内侧上壁部51及内侧周壁部52被一体地构成。
隔热体R如图1所示，在主体内部空间100T，在外侧壳4和内侧壳5之间配置成将内侧壳5包围。隔热体R具备向下方开口的倒杯子状的构造。在本实施方式中，隔热体R具备非透气性的特性。隔热体R具备隔热体周壁部RS和隔热体上壁部RT。隔热体周壁部RS被配置于外侧周壁部42和内侧周壁部52之间。隔热体周壁部RS是相对于外侧周壁部42及内侧周壁部52分别隔开间隔地被绕中心轴CL配置的圆筒状的部分。此外，隔热体周壁部RS以隔着传压气体的通路包围内侧周壁部52的方式沿上下方向延伸。隔热体上壁部RT是与隔热体周壁部RS的上端部连接的圆板状的盖部。隔热体上壁部RT以将隔热体周壁部RS的上表面部堵塞的方式与隔热体周壁部RS连接，并且隔着传压气体的通路配置于内侧开口部5H的上方。换言之，隔热体上壁部RT配置于外侧上壁部41的下方且配置于内侧上壁部51的上方。另外，开口部不在隔热体上壁部RT开口。因此，隔热体上壁部RT将在外侧开口部4H和内侧开口部5H之间的沿上下方向的传压气体的流通切断。
进而，在本实施方式中，隔热体R具备以下这样的构造。如图1所示，隔热体R具备隔热体外筒6、隔热体内筒7。隔热体外筒6及隔热体内筒7均由向下方开口的倒杯子状的部件构成。隔热体外筒6及隔热体内筒7使用非透气性的耐热材料。在隔热体外筒6和隔热体内筒7之间在径向上形成有间隙。此外，在隔热体外筒6的上表面部和隔热体内筒7的上表面部之间也在上下方向上形成有间隙。也可以在这些间隙通过隔热性的气体流通形成隔热层。另外，也可以是，在该隔热层填充有装有碳纤维的石墨质材料、陶瓷纤维等多孔质材料、纤维质材料等。此外，也可以像后述的变形实施方式那样，隔热体R具备3个以上的筒体。
如图1所示，在内侧壳5的内侧周壁部52和隔热体R的隔热体周壁部RS(隔热体内筒7)之间形成有传压气体能够流通的圆筒状的空间(壳间内侧流路L1(通路))。壳间内侧流路L1的上端部经由内侧开口部5H与热区P连通。此外，在外侧壳4的外侧周壁部42和隔热体R的隔热体周壁部RS(隔热体外筒6)之间，形成有传压气体能够流通的圆筒状的空间(壳间外侧流路L2(通路))。进而，在高压容器100S的内周面2S和外侧周壁部42之间，形成有传压气体能够流通的圆筒状的空间(外周流路L3(通路))。外周流路L3的上端部经由外侧开口部4H与壳间外侧流路L2连通，外周流路L3的下端部与后述的容纳空间14B。
换言之，关于图1的HIP装置100，HIP装置100具备配置于主体内部空间100T的外侧壳4、内侧壳5、隔热体外筒6、隔热体内筒7。即，HIP装置100由四个杯子体构造成3层。
加热元件8配置于热区P，发热，由此将热区P内的传压气体加热。加热元件8被后述的控制部90控制。在本实施方式中，如图1所示，加热元件8被分为上下四个元件。各元件具备圆筒形状，从上依次定义为第1加热元件81、第2加热元件82、第3加热元件83及第4加热元件84 (参照图8)。
进而，HIP装置100具备多个连通管11、多个第1气体导管12(导入管)、多个第1开闭阀13、底壁部20、气流产生部30。
多个连通管11被沿绕中心轴CL的周向互相隔开间隔地配置，在本实施方式中，如图6所示地配置有四个连通管11。各连通管11具备配置于内侧壳5的内侧周壁部52的入口、配置于隔热体R的隔热体周壁部RS(隔热体外筒6)的出口。多个连通管11使隔热体R(隔热体外筒6)与外侧周壁部42之间的空间(壳间外侧流路L2)和热区P的下端部沿径向分别连通。另外，连通管11的管内空间(通路)不与壳间内侧流路L1及隔热体R的隔热层连通，被从这些空间切断。即，连通管11使热区P的下端部和壳间外侧流路L2的下端部直接连通。因此，在内侧壳5、隔热体外筒6及隔热体内筒7(隔热体周壁部RS)形成用于连通管11贯通的开口，在该开口部和连通管11的外周面之间，配置有无图示的密封件部件。该密封件部件防止热区P的传压气体从连通管11的周边向壳间内侧流路L1或隔热体R的隔热层直接流入。
底壁部20是将热区P从下方封闭的部件。特别地，在本实施方式中，底壁部20被配置成将比外侧壳4的外侧周壁部42的下端部靠径向内侧的区域整体从下方覆盖。底壁部20具备底壁部主体14、壳支承部15(支承部)。壳支承部15将外侧周壁部42的下端部、内侧周壁部52的下端部及隔热体周壁部RS的下端部一体地支承。壳支承部15俯视时具备环形。在本实施方式中，外侧周壁部42的下端部、内侧周壁部52的下端部及隔热体周壁部RS的下端部分别与壳支承部15的上表面部接合，并且密封件部件被配置于该接合部。底壁部主体14将壳支承部15从下方支承。如图1所示，底壁部主体14的径向内侧的区域被配置成从径向外侧的区域向上方突出。底壁部主体14具备被配置于向该上方突出的位置的载置部14A。载置部14A被比壳支承部15靠径向内侧地配置，划定热区P的下表面部。此外，载置部14A包括载置被处理物(W)的上表面部。载置于载置部14A的上表面部的被处理物(W)被与热区P相向地配置。此外，如图1所示，在载置部14A的下方形成有容纳空间14B。
另外，在底壁部主体14和壳支承部15之间配置有密封件部S(垫料)。密封件部S穿过底壁部主体14和壳支承部15之间，防止传压气体在热区P和主体内部空间100T之间流通。为了提高该密封件部S的密封件性，也可以是，在外侧壳4的外侧上壁部41和高压容器100S的上盖1之间配置无图示的弹簧部件(施力部件)。该情况下，由于弹簧部件的作用力，壳支承部15被向底壁部主体14推压，密封件部S的密封件性提高。另外，在其他实施方式中，底壁部主体14及壳支承部15也可以一体地构成。此外，在底壁部主体14，用于穿过加热元件8的电气导线、热电对用的导线等(均馈通)的无图示的孔部开口。该孔部也在上述的馈通被进行后，被无图示的密封件部件填充。
气流产生部30被配置于主体内部空间100T的底壁部20的下方的容纳空间14B。气流产生部30具备风扇9。风扇9通过旋转产生传压气流。风扇9被后述的控制部90控制。
多个第1气体导管12被沿绕中心轴CL的周向互相隔开间隔地配置，在本实施方式中，如图7所示地配置有八个第1气体导管12。另外，多个第1气体导管12的数量不限于八个。各第1气体导管12具备配置于容纳空间14B的入口、配置于内侧壳5的内侧周壁部52的出口。第1气体导管12使内侧周壁部52与隔热体周壁部RS之间的空间(壳间内侧流路L1)的下侧部分和气流产生部30(风扇9)连通。另外，也可以是，通过第1气体导管12的传压气体被沿壳间内侧流路L1均匀地分布，所以无图示的气体分离器与第1气体导管12连结。
多个第1开闭阀13是分别配置于第1气体导管12的入口附近的电磁阀。第1开闭阀13将第1气体导管12的传压气体的流通及该流通的切断切换。第1开闭阀13的开闭被后述的控制部90控制。
进而，HIP装置100具备控制部90。图8是本实施方式的HIP装置100的控制部90的框图。控制部90是由中央处理器 (CPU，Central Processing Unit)、储存控制程序的只读存储器 (ROM，Read Only Memory)、作为中央处理器的作业区域使用的随机存储器(RAM ，Random Access Memory)等构成。此外，在控制部90电气连接有加热元件8(第1加热元件81、第2加热元件82、第3加热元件83、第4加热元件84)、风扇9、第1开闭阀13。控制部90发挥通过前述中央处理器执行储存于只读存储器的控制程序而具备运转切换部91、加热控制部92、阀控制部93及风扇控制部94的功能。
运转切换部91切换HIP装置100的运转动作。运转切换部91在加压动作(加压处理)和急冷动作(急冷处理)之间将前述运转动作切换。在加压动作中，运转切换部91对载置于载置部14A的被处理物进行等静压加压处理。在急冷动作中，运转切换部91在相对于被处理物的加压处理结束后执行热区P的急冷处理。
加热控制部92根据运转切换部91控制的运转动作切换相对于加热元件8的输入电压的供给。结果，加热元件8发热或该发热停止。此外，加热控制部92能够调整加热元件8的发热量。
在HIP装置100中，如图1所示，加热元件8被分为上下多层(4层) (第1加热元件81~第4加热元件84)，各加热元件被无图示的热电对测温，个别地控制投入电量 (区域控制)。作为一例，加热控制部92若增加向下层的加热元件8的投入电力，则在下层变暖的传压气体上升，所以加热控制部92减少上层的加热元件8的投入电力。
阀控制部93通过切换多个第1开闭阀13的开阀动作，控制向多个第1气体导管12的传压气体的流入。
风扇控制部94通过切换风扇9的旋转动作，控制传压气流的产生。在本实施方式中，能够借助风扇控制部94切换风扇9的转速，向第1气体导管12流入的传压气体的流量能够被调整。
接着，参照图1至图8，对HIP装置100的传压气体的流动进行说明。HIP装置100的热等静压加压处理被向被处理物实施时，被处理物(W)被载置于载置部14A。此时，作为一例，在图1中，上盖1被从容器体部2向上方脱离，进而，壳支承部15与外侧壳4、隔热体R及内侧壳5一同从底壁部主体14向上方脱离，由此能够进行向载置部14A的被处理物的载置。此后，若各部件被再次如图1所示地配置，则控制部90的运转切换部91(图8)开始加压处理，由此从无图示的供给路向高压容器100S的主体内部空间100T填充传压气体。并且，控制部90的加热控制部92控制加热元件8，开始热区P内的传压气体的加热。
进而，在本实施方式中，风扇控制部94使风扇9以低速旋转，并且阀控制部93将多个第1开闭阀13敞开。结果，风扇9产生传压气流。如图2所示，穿过多个第1气体导管12向内侧周壁部52和隔热体周壁部RS之间的壳间内侧流路L1(图1)流入的传压气流沿内侧周壁部52及隔热体周壁部RS上升，并且从内侧开口部5H向热区P流入后在热区P下降，进而，穿过多个连通管11向外侧周壁部42和隔热体周壁部RS之间的壳间外侧流路L2(图1)流入。
进而，如图2所示，穿过多个连通管11向壳间外侧流路L2流入的传压气体沿隔热体周壁部RS及外侧周壁部42上升后，从外侧开口部4H向外侧壳4的外部流出，进而穿过高压容器100S的内周面2S和外侧周壁部42之间的外周流路L3(图1)下降，在底壁部20的下方由于风扇9再次向多个第1气体导管12流入。结果，在高压容器100S的主体内部空间100T和热区P之间形成缓慢的传压气体的循环流。
这样，在本实施方式中，在被处理物的加压处理时，风扇9产生的低温的传压气流从内侧开口部5H向热区P流入。比热区P内的传压气体温度低的传压气体在热区P内逐渐下降。因此，即使低温的传压气体从将热区P的下方部分封闭的底壁部20的周边(密封件部分)向热区P内直接流入(漏泄)，加压处理中的热区P内的均热性也被保持。此外，从内侧开口部5H向热区P内流入的传压气体从热区P的下方部分经由多个连通管11向壳间外侧流路L2流入。因此，在热区P内，传压气体的流动不会停滞，热区P内的均热性被进一步保持。此外，向壳间外侧流路L2流入的传压气体上升后经由外侧开口部4H向外周流路L3流出。因此，热区P的均热性被维持，并且抑制隔热体R的下方部分及外侧壳4的下方部分的温度局部下降，同时在主体内部空间100T稳定地形成传压气体的循环流。
另外，在本实施方式中，由风扇9产生而从多个第1气体导管12流入的传压气流穿过壳间内侧流路L1而上升。壳间内侧流路L1是形成于内侧壳5的内侧周壁部52和隔热体R的隔热体周壁部RS之间的圆筒状的空间，壳间内侧流路L1的截面积比多个第1气体导管12的截面积大。因此，向壳间内侧流路L1流入的传压气体的流速下降，传压气体以缓慢的速度遍及周向整体地均匀地向热区P流入。因此，不妨碍热区P的相对于被处理物的加压处理，能够将热区P内的均热性稳定地提高。此外，这样地，传压气体的流速下降，由此能够使从内侧开口部5H向热区P流入的传压气体的流量接近从底壁部20的周边向热区P内流入的(漏泄)传压气体的流量。
另外，在本实施方式中，能够有在热区P中沿着上下方向的传压气体的流动，所以在内侧壳5处内侧开口部5H开口。然而，如图1所示，以包围内侧壳5的外侧的方式配置有隔热体R，在隔热体R的隔热体上壁部RT不形成开口部。因此，保持热区P的温度的隔热性能被与在壳处不具备开口部的其他HIP装置相同地维持。
进而，在本实施方式中，若相对于被处理物的加压处理结束，则运转切换部91将HIP装置100的动作从加压动作向急冷动作切换。结果，加热控制部92将加热元件8的发热停止。另一方面，阀控制部93继续使第1开闭阀13敞开，风扇控制部94使风扇9旋转。即，风扇9在主体内部空间100T和热区P之间继续形成传压气体的循环流，由此，热区P的急冷处理被执行。
通过这样的结构，利用用于均热性保持的传压气体的流路，能够执行加压处理后的HIP装置100的急冷。结果，能够缩短包括距被处理物的取出的时间的被处理物的加压处理时间。
另外，被控制部90的风扇控制部94控制的风扇9也可以不产生传压气流，使得在急冷处理的执行时通过第1气体导管12的传压气体的流量比在加压处理时通过第1气体导管12的传压气体的流量大。该情况下，能够以更短时间执行加压处理后的HIP装置100的急冷。
另外，若对本实施方式的HIP装置100的构造补充说明，则在不具备急冷功能的以往的HIP装置(热等静压加压装置)中，在各杯子体(壳)的上表面部处开口部不开口。该情况下，如图1所示，无需配置底壁部20。在这样的技术中，向被处理物的加压处理结束后，通过自然放热被冷却，所以如上所述地无需开口部。此外，加压处理中将由倒杯子体形成的热区像热气球那样加温。此时，不会从倒杯子体的上表面部流出传压气体，所以难以从倒杯子体的下表面部流入新的传压气体。因此，如上所述，无需底壁部20。另一方面，像本实施方式那样，为了加压处理后使热区P的传压气体积极地流动，在内侧壳5处内侧开口部5H开口的情况下，有加压处理中热区P的传压气体从内侧开口部5H流出的可能性。该情况下，如前所述，低温的传压气体容易从底壁部20的周边的各密封件部分向热区P流入。结果，与热区P的上部侧相比，下部侧为低温，热区P的均热性下降。另外，即使在底壁部20由一体的部件构成的情况下，也有传压气体从底壁部20的壳支承部15和各壳部件(外侧壳4、内侧壳5、隔热体R)的接合部流入的可能性。
在以往的HIP装置中，在低温的传压气体从底壁部20的周边向热区P流入的情况下，假想地研究控制部90(图8)的加热控制部92相对于加热元件8执行前述的区域控制。该情况下，热区P的下部的温度局部地下降，所以加热控制部92使向下侧的加热元件8的投入电力增大。另一方面，加热控制部92无需使向上侧的加热元件8的电力增大。然而，由于下侧的加热元件8而变暖的传压气体上升。因此，加热控制部92不如将向上侧的加热元件8的投入电力下降。并且，最终向上侧的加热元件8的投入电力大致为零，仅在下侧的加热元件8控制热区P整体的温度。结果，热区P的区域控制困难。
本发明相对于如上所述的问题，具有使低温的传压气体从内侧开口部5H向热区P逐渐地流入的特征。流入的低温的传压气体将热区P内的高温的传压气体中下降。因此，在从底壁部20的周边的密封件部流入(漏泄) 低温的传压气体的情况下，热区P的均热性也被保持。
以上，对本发明的一实施方式的HIP装置100(热等静压加压装置)进行了说明，但本发明不被这些实施方式所限定。作为本发明的热等静压加压装置，能够是如下所述的变形实施方式。
(1)在上述的实施方式中以风扇9具备产生传压气流的气流产生部30的方式进行了说明，但气流产生部30也可以具备公知的喷射器来产生传压气流。
(2)在上述的实施方式中，以仅在热区P下降的传压气体穿过多个连通管11向壳间外侧流路L2流入的方式进行了说明，但本发明不限于此。图9是本发明的第1变形实施方式的热等静压加压装置100A的剖视图。在本变形实施方式中，与之前的实施方式比较，HIP装置100A在还具备多个第2气体导管16(合流管)及多个第2开闭阀17的方面不同，所以对该不同点进行说明而省略其他共通的点的说明。
多个第2气体导管16被配置于底壁部主体14。另外，多个第2气体导管16被分别配置于图7的多个第1气体导管12的上方。多个第2气体导管16使容纳空间14B和热区P的下端部连通。结果，如图9所示、风扇9和多个连通管11的入口经由多个第2气体导管16互相连通。多个第2开闭阀17分别配置于多个第2气体导管16的入口附近。各第2开闭阀17切换第2气体导管16的传压气体的流通和切断。另外，第2开闭阀17的开闭动作被前述的控制部90的阀控制部93控制。
在本变形实施方式中，控制部90在前述急冷处理时除了多个第1开闭阀13也将多个第2开闭阀17敞开。结果，多个第2气体导管16使由风扇9产生的传压气体与预先通过多个第1气体导管12而在后热区P下降的传压气体在连通管11的入口侧处合流。结果，急冷处理时，能够使低温的传压气体向从热区P流出的高温的传压气体混合。因此，急冷处理时，能够使与高压容器100S的内周面2S(图1)热交换的传压气流低温化、高流量化。结果，将高压容器100S的温度维持成强度上的允许温度以下的情况的热交换效率变高，能够提高HIP装置100A的急冷速度。另外，多个第2气体导管16经由隔热体周壁部RS和外侧周壁部42之间的空间及热区P的下端部的至少一方使多个连通管11和气流产生部30(风扇9)分别连通即可。
(3)在上述的实施方式中，以由互相隔开间隔地配置的隔热体外筒6及隔热体内筒7构成隔热体R的方式进行说明，但本发明不限于此。图10是本发明的第2变形实施方式的热等静压加压装置100B的放大剖视图，图11是本发明的第3变形实施方式的热等静压加压装置100C的放大剖视图。
在图10的HIP装置100B中，隔热体R由分别具备倒杯子形状的第1隔热壳71、第2隔热壳72及第3隔热壳73构成。在第1隔热壳71和第2隔热壳72之间，形成第1隔热层R1，在第2隔热壳72和第3隔热壳73之间，形成第2隔热层R2。此外，与之前的实施方式相同地，在内侧壳5和第1隔热壳71之间形成壳间内侧流路L1，在第3隔热壳73和外侧壳4之间形成壳间外侧流路L2。即，在本变形实施方式中，由于五个杯子体而HIP装置100的内部呈4层构造。另外，各杯子体之间的间隔越窄，越抑制气体对流，提高隔热效果。此外，在图10中，壳间内侧流路L1及壳间外侧流路L2是传压气体流通的气体层，在第1隔热层R1及第2隔热层R2被填充有隔热件。在其他变形实施方式中，第1隔热层R1及第2隔热层R2也可以是气体层。
同样地，在图11的HIP装置100C中，隔热体R分别由具备倒杯子形状的第4隔热壳74、第5隔热壳75、第6隔热壳76及第7隔热壳77构成。在第4隔热壳74和第5隔热壳75之间形成第3隔热层R3，在第5隔热壳75和第6隔热壳76之间形成有第4隔热层R4，在第6隔热壳76和第7隔热壳77之间形成有第5隔热层R5。此外，与之前的实施方式相同地，在内侧壳5和第4隔热壳74之间形成有壳间内侧流路L1，在第7隔热壳77和外侧壳4之间形成有壳间外侧流路L2。即，在本变形实施方式中，HIP装置100的内部由六个杯子体构成为5层构造。另外，关于各层的构造与图10的100B相同。
(4)此外，在上述的实施方式中，以外侧壳4具备外侧上壁部41而内侧壳5具备内侧上壁部51的方式进行了说明，但本发明不限于此。也可以是，外侧壳4仅具备外侧周壁部42，外侧周壁部42的上端部敞开，由此在外侧壳4形成外侧开口部4H。此外，也可以是，内侧壳5仅具备内侧周壁部52，内侧周壁部52的上端部敞开，由此在内侧壳5形成内侧开口部5H。
(5)此外，在上述的实施方式中，以内侧壳5、隔热体R及外侧壳4以轴心CL为中心分别具备圆筒形状的方式进行了说明，但各部件的形状不限于圆筒形状。
(6)此外，在上述的实施方式中，以加压处理中加热元件8发热的方式进行了说明，但也可在加压处理中的一部分中停止加热元件8的发热。此时，可以由气流产生部30继续形成传压气体的循环流，也可以暂时停止循环流的形成。
本发明提供的是一种热等静压加压装置，前述热等静压加压装置相对于被处理物使用传压气体进行等静压加压处理，其特征在于，具有高压容器、内侧壳、隔热体、外侧壳、加热部、底壁部、多个连通管、多个导入管、气流产生部，前述高压容器具备沿上下方向延伸的内周面，内部形成有被前述内周面划定的主体内部空间，前述内侧壳被配置于前述主体内部空间，具备以包围将前述被处理物加压的热区的方式沿上下方向延伸的非透气性的内侧周壁部，允许前述传压气体的透过的内侧开口部被在前述内侧壳的上表面部开口，前述隔热体是在前述主体内部空间被以包围前述内侧壳的方式配置的非透气性的隔热体，具备隔热体周壁部和隔热体上壁部，前述隔热体周壁部隔着前述传压气体的通路以包围前述内侧周壁部的方式沿上下方向延伸，前述隔热体上壁部以堵塞前述隔热体周壁部的上表面部的方式与前述隔热体周壁部连接，并且被隔着前述传压气体的通路地配置于前述内侧开口部的上方，前述外侧壳在前述主体内部空间被配置成包围前述隔热体，具备隔着前述传压气体的通路以包围前述隔热体周壁部的方式沿上下方向延伸的非透气性的外侧周壁部，并且允许前述传压气体的透过的外侧开口部在前述外侧壳的上表面部上开口，前述加热部配置于前述热区，前述加热部发热，前述底壁部具备支承部和载置部，前述支承部支承前述外侧周壁部的下端部、前述内侧周壁部的下端部及前述隔热体周壁部的下端部，前述载置部划定前述热区的下表面部，并且包括允许载置前述被处理物的上表面部，前述底壁部将前述热区从下方封闭，前述多个连通管被相对于前述内侧周壁部和前述隔热体周壁部之间的空间切断，且分别形成前述传压气体的通路，前述传压气体的通路将前述隔热体周壁部贯通而使前述隔热体周壁部和前述外侧周壁部之间的空间与前述热区的下端部连通，前述多个导入管使前述内侧周壁部与前述隔热体周壁部之间的空间的下侧部分和前述主体内部空间的比前述底壁部靠下方的部分连通，前述气流产生部被配置于前述主体内部空间的前述底壁部的下方，在对载置于前述载置部的前述被处理物进行前述等静压加压处理的加压处理时，产生向前述多个导入管流入的传压气流。
根据本方案，被处理物的加压处理时由气流产生部产生的低温的传压气流从内侧开口部向热区流入。比热区内的传压气体温度低的传压气体在热区内逐渐下降。因此，即使低温的传压气体从将热区的下方部分封闭的底壁部的周边向热区内直接流入(漏泄)，加压处理中的热区内的均热性也被保持。此外，从内侧开口部向热区内流入的传压气体从热区的下方部分经由多个连通管向外侧周壁部和隔热体周壁部之间的空间流入。因此，在热区内传压气体的流动不会停滞，由此热区内的均热性被进一步保持。进而，能够实现在热区沿上下方向的传压气体的流动，在内侧壳处内侧开口部开口。然而，根据上述方案，隔热体被配置成包围内侧壳的外侧。因此，保持热区的温度的隔热性能被与在壳处不具备开口部的其他热等静压加压装置相同地维持。
优选的是，在上述方案中，前述气流产生部产生前述传压气流，使得穿过前述多个导入管向前述内侧周壁部与前述隔热体周壁部之间的前述空间流入的前述传压气流沿前述内侧周壁部及前述隔热体周壁部上升，并且从前述内侧开口部向前述热区流入后，在前述热区下降，进而，穿过前述多个连通管向前述外侧周壁部和前述隔热体周壁部之间的空间流入。
根据本方案，能够稳定地形成在热区下降的低温的传压气流。
优选的是，在上述方案中，前述内侧壳还具备以堵塞前述内侧周壁部的上表面部的方式与前述内侧周壁部连接的内侧上壁部，前述内侧开口部在前述内侧上壁部开口，前述外侧壳还具备以堵塞前述外侧周壁部的上表面部的方式与前述外侧周壁部连接的外侧上壁部，前述外侧开口部在前述外侧上壁部开口。
根据本方案，能够使低温的传压气体穿过在内侧上壁部开口的内侧开口部向热区流入。此外，能够使传压气体穿过在外侧上壁部开口的外侧开口部向外侧壳的外部流出。
优选的是，在上述方案中，前述气流产生部在前述加压处理时在前述主体内部空间形成前述传压气体的循环流，使得穿过前述多个连通管向前述外侧周壁部和前述隔热体周壁部之间的前述空间流入的前述传压气体沿前述隔热体周壁部及前述外侧周壁部上升后，从前述外侧开口部向前述外侧壳的外部流出，进而穿过前述高压容器的前述内周面和前述外侧周壁部之间下降，再流入前述多个导入管。
根据本方案，能够在维持热区的均热性的同时在主体内部空间稳定地形成传压气体的循环流。
优选的是，在上述方案中，前述气流产生部在相对于前述被处理物的前述加压处理结束后，在前述主体内部空间形成前述传压气体的前述循环流，由此执行前述热区的急冷处理。
根据本方案，能够利用用于均热性保持的传压气体的流路执行加压处理后的热等静压加压装置的急冷。结果，能够将包括被处理物的取出的时间的被处理物的加压处理时间缩短。
优选的是，在上述方案中，前述气流产生部产生前述传压气流，使得前述急冷处理的执行时通过前述导入管的前述传压气体的流量比前述加压处理时通过前述导入管的前述传压气体的流量大。
根据本方案，能够以更短时间执行加压处理后的热等静压加压装置的急冷。
优选的是，在上述方案中，还具备多个合流管，前述多个合流管经由前述隔热体周壁部和前述外侧周壁部之间的空间及前述热区的下端部的至少一方使前述多个连通管和前述气流产生部分别连通，在前述急冷处理时，使由前述气流产生部产生的前述传压气流预先通过前述导入管后，与在前述热区下降的前述传压气体合流。
根据本方案，急冷处理时，能够使低温的传压气体向从热区流出的高温的传压气体混合。因此，急冷处理时，能够将在高压容器的内周面之间热交换的传压气流低温化、高流量化。结果，能够提高热等静压加压装置的急冷速度。

Claims (7)

1.一种热等静压加压装置，前述热等静压加压装置相对于被处理物使用传压气体进行等静压加压处理，其特征在于，
具有高压容器、内侧壳、隔热体、外侧壳、加热部、底壁部、多个连通管、多个导入管、气流产生部，
前述高压容器具备沿上下方向延伸的内周面，内部形成有被前述内周面划定的主体内部空间，
前述内侧壳被配置于前述主体内部空间，具备以包围将前述被处理物加压的热区的方式沿上下方向延伸的非透气性的内侧周壁部，允许前述传压气体的透过的内侧开口部被在前述内侧壳的上表面部开口，
前述隔热体是在前述主体内部空间被以包围前述内侧壳的方式配置的非透气性的隔热体，具备隔热体周壁部和隔热体上壁部，前述隔热体周壁部隔着前述传压气体的通路以包围前述内侧周壁部的方式沿上下方向延伸，前述隔热体上壁部以堵塞前述隔热体周壁部的上表面部的方式与前述隔热体周壁部连接，并且被隔着前述传压气体的通路地配置于前述内侧开口部的上方，
前述外侧壳在前述主体内部空间被配置成包围前述隔热体，具备隔着前述传压气体的通路以包围前述隔热体周壁部的方式沿上下方向延伸的非透气性的外侧周壁部，并且允许前述传压气体的透过的外侧开口部在前述外侧壳的上表面部开口，
前述加热部配置于前述热区，前述加热部发热，
前述底壁部具备支承部和载置部，前述支承部支承前述外侧周壁部的下端部、前述内侧周壁部的下端部及前述隔热体周壁部的下端部，前述载置部划定前述热区的下表面部，并且包括允许载置前述被处理物的上表面部，前述底壁部将前述热区从下方封闭，
前述多个连通管分别形成前述传压气体的通路，前述传压气体的通路被相对于前述内侧周壁部和前述隔热体周壁部之间的空间切断，且将前述隔热体周壁部贯通而使前述隔热体周壁部和前述外侧周壁部之间的空间与前述热区的下端部连通，
前述多个导入管使前述内侧周壁部与前述隔热体周壁部之间的空间的下侧部分和前述主体内部空间的比前述底壁部靠下方的部分连通，
前述气流产生部被配置于前述主体内部空间的前述底壁部的下方，在对载置于前述载置部的前述被处理物进行前述等静压加压处理的加压处理时，产生向前述多个导入管流入的传压气流。
2.如权利要求1所述的热等静压加压装置，其特征在于，
前述气流产生部产生前述传压气流，使得穿过前述多个导入管向前述内侧周壁部与前述隔热体周壁部之间的前述空间流入的前述传压气流沿前述内侧周壁部及前述隔热体周壁部上升，并且从前述内侧开口部向前述热区流入后，在前述热区下降，进而，穿过前述多个连通管向前述外侧周壁部和前述隔热体周壁部之间的空间流入。
3.如权利要求1或2所述的热等静压加压装置，其特征在于，
前述内侧壳还具备以堵塞前述内侧周壁部的上表面部的方式与前述内侧周壁部连接的内侧上壁部，前述内侧开口部在前述内侧上壁部开口，
前述外侧壳还具备以堵塞前述外侧周壁部的上表面部的方式与前述外侧周壁部连接的外侧上壁部，前述外侧开口部在前述外侧上壁部开口。
4.如权利要求1或2所述的热等静压加压装置，其特征在于，
前述气流产生部在前述主体内部空间形成前述传压气体的循环流，使得前述加压处理时穿过前述多个连通管向前述外侧周壁部和前述隔热体周壁部之间的前述空间流入的前述传压气体沿前述隔热体周壁部及前述外侧周壁部上升后，从前述外侧开口部向前述外侧壳的外部流出，进而穿过前述高压容器的前述内周面和前述外侧周壁部之间下降，再流入前述多个导入管。
5.如权利要求4所述的热等静压加压装置，其特征在于，
前述气流产生部在相对于前述被处理物的前述加压处理结束后，在前述主体内部空间形成前述传压气体的前述循环流，由此执行前述热区的急冷处理。
6.如权利要求5所述的热等静压加压装置，其特征在于，
前述气流产生部产生前述传压气流，使得前述急冷处理的执行时通过前述导入管的前述传压气体的流量比前述加压处理时通过前述导入管的前述传压气体的流量大。
7.如权利要求5所述的热等静压加压装置，其特征在于，
还具备多个合流管，前述多个合流管经由前述隔热体周壁部和前述外侧周壁部之间的空间及前述热区的下端部的至少一方使前述多个连通管和前述气流产生部分别连通，在前述急冷处理时，使由前述气流产生部产生的前述传压气流预先通过前述导入管后，与在前述热区下降的前述传压气体合流。
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