JP4181805B2 - 高温高圧容器 - Google Patents
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- C21D2241/01—Treatments in a special environment under pressure
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＨＩＰ装置用に用いられる高温高圧容器の改善に係り、より詳しくは、張力を付与したピアノ線が前記筒体の外周に巻回されてなる高温高圧容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種金属やセラミックス等の粉末材料の加圧焼結、鋳造品および焼結品の内部欠陥除去、拡散接合等のために、高圧容器内において高い等方圧力と高温の相乗効果を利用したＨＩＰ装置が各種産業分野で採用されている。このＨＩＰ装置は、高圧ガスを閉じ込める高温高圧容器（内部に断熱層および発熱装置が配設される）と、上下の開口を閉蓋する上蓋、下蓋と、これら上蓋、下蓋に作用する軸力を支えるプレス枠とから構成されている。
このようなＨＩＰ装置に用いられる高温高圧容器としては、例えば特公昭５６−８７１８号公報（従来例１）や特開平２−１４０５９２号公報（従来例２）に開示されてなるものが公知である。
【０００３】
従来例１に係る「高温高圧で材料を処理するための装置」を、添付図面を参照しながら、同公報に記載されている同一名称並びに同一符号を以って説明する。図１４(ａ)は高圧シリンダ（高温高圧容器）の上方および下方端を示す図であり、図１４(ｂ)は図１４(ａ)におけるＡ−Ａ線断面図である。
【０００４】
符号１０は高圧シリンダで、この高圧シリンダ１０は、チューブ３０と、ワイヤーまたは帯（以下、ピアノ線という）からなる鞘３１との間に、多数のロッド３３が配設されると共に、これらロッド３３の外側に薄鋼板チューブ３６が配設されて構成されている。ロッド３３は軸方向に配向され、かつチューブ３０の回りに環状層を形成している。これらロッド３３の内面３４はチューブ３０の外面３５と接触している。これらロッド３３の外側が面取りされており、この面取り面である斜面３７と前記薄鋼板チューブ３６の内面とにより軸方向通路３９が形成されている。
【０００５】
前記高圧シリンダ１０の両端部に端片リング４０が設けられており、この端片リング４０は錠止リング４１で固定されている。前記チューブ３０、端片リング４０およびリング４２の間には環状スロットが形成されており、この中に密封リング４３が組込まれることにより、冷却液がチューブ３０と端片リング４０との間から透出しないように構成されている。また、薄鋼板チューブ３６と端片リング４０の間には密封リング４４が配設されており、冷却液が薄鋼板チューブ３６と端片リング４０との間から鞘３１の中に透出しないように構成されている。前記端片リング４０の内側には、冷却液をロッド３３の周りに供給するための環状空間４５が形成されており、この環状空間４５に、冷却液を供給または排出する半径方向通路４６が連通している。
【０００６】
さらに、特公昭５６−８７１８号公報には、図１４(ｂ)に相当する別の例を示す図の図１４(ｃ)に示す構成になるものも開示されている。即ち、チューブ３０の周りにピアノ線からなる鞘の内側部分３１ａが巻かれ、内側部分３１ａの外側に複数の矩形ロッド５０が互いにやや離れて配設されると共に、これら矩形ロッド５０の周りにピアノ線からなる鞘の外側部分３１ｂが巻かれている。そして、矩形ロッド５０同士の間と、ピアノ線からなる鞘の内側部分３１ａと、外側部分３１ｂとの間に、チューブ３０の軸方向に複数の冷却水通路５１が形成されるように構成されている。
【０００７】
次に、従来例２に係る「高温高圧容器の冷却装置」を、高温高圧容器の縦断正面図の図１５(ａ)と、高温高圧容器の横断面図の図１５(ｂ)とを参照しながら、同公報に記載されている同一名称並びに同一符号を以って説明する。
【０００８】
符号１は高圧容器であり、この高圧容器１の内側には、筒状の冷却ジャケット９が内装されている。この高圧容器１の内面と冷却ジャケット９の外周面との間には、環状の間隙１３が高圧容器１の軸方向略全長にわたって形成されている。 水冷ジャケット９の下端は、高圧容器１の下端面に取付けられている環状水室１４Ａを有するリング１４に内挿されており、上蓋２は冷却ジャケット９の上部開口に高圧シールパッキン１５を介して嵌合されている。下蓋３は冷却ジャケット９の下部開口に高圧シールパッキン１６を介して挿脱可能に嵌合されている。 また、冷却ジャケット９には、冷媒用流路（冷却水流路に相当する）１７が周方向に間隔を隔てて設けられており、上下の水室１１，１４Ａに連通している。 なお、符号２０は、冷却ジャケット９の内外を貫通する圧媒通孔であり、高圧室１Ａの圧媒を間隙１３に導
【０００９】
さらに、特開平２−１４０５９２号公報では、冷却ジャケットを内側ジャケットと外側ジャケットとからなる二層構成とする。そして、冷媒用流路を内側ジャケットに形成したもの、冷媒用流路を外側ジャケットに形成したもの、冷媒用流路を内外側ジャケットに形成したもの、および冷媒用流路を螺旋状に形成したもの等も開示している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、冷却効果の点からすると、筒体の肉厚は薄い方が好ましいが、強度上ある一定のレベル以上に薄くすることができない。そのため、従来例１では、特に高温高圧容器が大型である場合、容器パッキンの配設部位を効果的に冷却することが難しく、容器パッキンが高温になる結果、その寿命が短命となり、ランニングコストの上昇原因となる。
ピアノ線が冷却水で濡れる構成の高温高圧容器では、ピアノ線に錆が発生し、ピアノ線の断線原因となるのに加えて、ピアノ線の疲労寿命が低下する。棒状のスペーサとピアノ線との間に薄板を介装した高温高圧容器の場合には、ピアノ線の巻き付けにより薄板が収縮変形し、冷却水の透出を防止するシールのシール機能が失われる可能性がある。
【００１１】
また、従来例２では、高圧容器内に冷却ジャケットが内装されているため、高圧容器内に設置する加熱装置が小さくなるから、被処理物が小さくなる。換言すれば、高圧容器をより大きくする必要があり、コスト上昇を招くので経済的に好ましくない。
【００１２】
従って、本発明の目的は、容器パッキンを効果的に冷却することができ、ピアノ線が冷却水で濡れるのを防止することができ、容器内のスペースを有効活用することができる高温高圧容器を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る高温高圧容器が採用した手段は、張力を付与したピアノ線が筒体の外周に巻回され、前記筒体の軸方向の開口が嵌脱可能な蓋部材で密閉されると共に、内部に入れられた被処理物を高温高圧処理する高温高圧容器において、前記筒体は、内筒と、この内筒の外周面に沿って配列された複数のスペーサを介して外嵌される外筒とからなる２層筒体に構成され、隣接する前記スペーサ同士の間に、前記２層筒体の一端側から他端側に連通する冷却水流路が形成され、かつ前記ピアノ線は前記外筒の外周に間隔片を介して巻回され、前記間隔片の幅方向の外方に、前記冷却水流路から漏出する漏出水を前記筒体の端部方向に案内する漏出水案内流路が形成されると共に前記漏出水案内流路に漏出水検出手段が設けられてなることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項２に係る高温高圧容器が採用した手段は、請求項１に記載の高温高圧容器において、前記スペーサは、フラットバーであることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態１に係る高温高圧容器を、下記の各添付図面を順次参照しながら説明する。図１はプレス枠内に組込まれてなる高温高圧容器の縦断面図、図２は高温高圧容器の横断面の一部分を示す図である。
【００１６】
図に示す符号１はプレス枠５０内に、組込み取出し自在に組込まれてなる高温高圧容器である。この高温高圧容器１は後述する構成になる筒体２と、この筒体２の外周面に、所定の張力を付与しながら巻回されてなるピアノ線３とを備えている。この筒体２の上部開口はシールリング溝に、容器パッキンである高圧シールリング４ａが嵌着された上蓋４の嵌合により密閉され、また下部開口はシールリング溝に、容器パッキンである高圧シールリング５ａが嵌着された下蓋５の嵌合により密閉されている。前記筒体２と上下蓋４，５との間の空間には、天蓋を有する円筒状の断熱層２１が配設されると共に、この断熱層２１の内側に、被処理物Ｗを処理する加熱装置２２が配設されている。なお、前記下蓋５は前記断熱層２１を支持する下上蓋と、この下上蓋に高圧シールリングを介して嵌着され、前記被処理物Ｗを支持する下下蓋とから構成されている。
【００１７】
前記筒体２は、２層筒体になっている。詳しくは、内筒２ａと、この内筒２ａの外周面に沿って軸方向向きに、かつ周方向に所定の間隔を隔てて配列された、フラットバーからなる複数のスペーサ６を介して外嵌されてなる外筒２ｂとを備えている。この内筒２ａの径方向の中心を通る軸方向長さは、外筒２ｂの径方向の中心を通る軸方向長さより長く設定されていて、外筒２ｂの端部から突出している。そして、内筒２ａの外筒２ｂからの上部突出部位に後述する冷却水集水ヘッダ７が着脱自在に嵌合され、内筒２ａの外筒２ｂからの下部突出部位に後述する冷却水供給ヘッダ８が着脱自在に嵌合されている。また、外筒２ｂは両端部に線巻きフランジ２ｃを備えており、両線巻きフランジ２ｃ，２ｃの間に前記ピアノ線３が巻回されている。
【００１８】
前記冷却水集水ヘッダ７は環状に形成されており、内筒２ａへの嵌合側に冷却水室７ａとなる内溝が周設されている。そして、この冷却水室７ａの上側の内筒２ａへの嵌合側にシールリング溝が周設されており、このシールリング溝にシールリング７ｂが嵌着されている。さらに、冷却水集水ヘッダ７の外筒２ｂの上端面への接触部位にシールリング溝が周設されており、この溝にシールリング７ｃが嵌着されている。
【００１９】
また、前記冷却水供給ヘッダ８は環状に形成されており、内筒２ａへの嵌合側に冷却水室８ａとなる内溝が周設されている。そして、この冷却水室８ａの下側の内筒２ａへの嵌合側にシールリング溝が周設されており、このシールリング溝にシールリング８ｂが嵌着されている。さらに、冷却水供給ヘッダ８の外筒２ｂの下端面への接触部位にシールリング溝が周設されており、このシールリング溝にシールリング８ｃが嵌着されている。以上の説明から良く理解されるように、冷却水集水ヘッダ７と冷却水供給ヘッダ８とは同構成であって、上下を逆にして内筒２ａの端部に嵌合されてなるものである。
【００２０】
前記冷却水集水ヘッダ７の冷却水室７ａと、前記冷却水供給ヘッダ８の冷却水室８ａとは、前記スペーサ６同士の間の隙間を介して連通している。つまり、本実施の形態１に係る高温高圧容器１においては、前記スペーサ６同士の間の隙間が冷却水流路９となるものである。従って、冷却水供給ヘッダ８の外周部に突設された給水ポート８ｄから冷却水室８ａに流入した冷却水は、内筒２ａから熱を奪いながら冷却水流路９を流れて冷却水集水ヘッダ７の冷却水室７ａに流入し、この冷却水集水ヘッダ７の外周部に突設された排水ポート７ｄから、安全弁が介装されてなる図示しない排水管を介して系外に排水される。なお、冷却水は循環使用されるものである。
【００２１】
ところで、本実施の形態１の場合には、下記のような方法によってスペーサ６を内筒２ａの外周面に沿うように変形させている。即ち、内筒２ａの両端の開口にスペーサ固定フランジを嵌着し、これらスペーサ固定フランジに、例えば固定ピンまたは固定ボルトによりスペーサ６の端部を固定して、内筒２ａの外周面の周方向に所定の間隔で固定する。次いで、内筒２ａに固定されたスペーサ６の外周に外筒２ｂを外嵌した後に、この外筒２ｂの外周にピアノ線３を巻回し、外筒２ｂの収縮により、内筒２ａの外周面に沿うようにスペーサ６を変形させる。そして、ピアノ線３の巻回終了後に、固定ピンまたは固定ボルトを取外すと共に、スペーサ固定フランジを取外したものである。この方法によれば、外筒２ｂの加熱エネルギーが不要で、加工工数が少なくて済むから、焼嵌めのために外筒２ｂを加熱する方法に比較して、納期短縮、省エネルギーに関して優れている。なお、線巻きフランジ２ｃの端部外面に係合し、ピアノ線３の全体を囲繞してなるものは、高温高圧容器１を保持する容器架台１０である。
【００２２】
以下、上記構成になる高温高圧容器の作用態様を説明すると、高温高圧容器１により被処理物Ｗを処理するに際しては、この高温高圧容器１を冷却水により冷却する。即ち、給水ポート８ｄから冷却水供給ヘッダ８の冷却水室８ａに防錆剤を混入した冷却水を供給すると、冷却水室８ａにより冷却水が等配分されてそれぞれの冷却水流路９に流入し、熱交換しながらこの冷却水流路９の下側から上側に流れる。これにより、筒体２の内筒２ａと外筒２ｂとが効果的に冷却される。そして、熱交換により高温になった冷却水は、冷却水集水ヘッダ７に流入し、排水ポート７ｄから系外に排水される。
【００２３】
本実施の形態１に係る高温高圧容器１の筒体２は、上記のとおり、内筒２ａと外筒２ｂとからなる二重構成になっており、内筒２ａの肉厚は筒体２よりも薄肉である。従って、本実施の形態１に係る高温高圧容器１は従来例１よりも下記の点で優れている。
（１） 高圧シールリング４ａ，５ａを従来例１の場合よりも効果的に冷却することができ、高圧シールリング４ａ，５ａの寿命が延長されるから、高温高圧容器１を使用するＨＩＰ装置のランニングコストに関して有利になる。
（２） 従来例１のように、ピアノ線３が冷却水で濡れることがないから、ピアノ線３に断線原因となる錆が発生するようなことがなく、ピアノ線３の疲労寿命の延長が可能になる。
（３） 棒状のスペーサとピアノ線との間に薄板を介装した従来例１の場合のように、ピアノ線３の巻回により内筒２ａが変形するようなことがないから、変形に起因して冷却水の透出を防止するシールリングのシール機能が失われるようなことがない。
【００２４】
また、本実施の形態１に係る高温高圧容器１は、従来例２よりも下記の点で優れている。
（１） 高圧容器内に冷却ジャケットが内装されていない。従って、高圧容器内に設置する加熱装置が小さくなるようなことがなく、被処理物が小さくなるようなことがないから、高圧容器をより大きくする必要がなく、経済的である。
（２） 冷却ジャケットが内側ジャケットと外側ジャケットとからなる二層構成で内外側ジャケットの何れか一方に冷媒用流路を形成したもののように、応力集中により筒体２の内筒２ａと外筒２ｂとに亀裂が発生するような恐れがない。
【００２５】
また、本実施の形態１に係る高温高圧容器１の場合には、冷却水集水ヘッダ７と冷却水供給ヘッダ８は、上記のとおり、何れも着脱自在に構成されている。従って、シールリングの損傷や材質劣化により冷却水漏れが発生しても、これら冷却水集水ヘッダ７、冷却水供給ヘッダ８を取外すことにより、シールリングを容易に交換することができるから、メインテナンス時間の短縮により、高温高圧容器１を使用するＨＩＰ装置の稼働率の向上、ならびにメインテナンスコストの低減に寄与することができる。
【００２６】
また、本実施の形態１に係る高温高圧容器１の場合には、内筒２ａに亀裂が発生しても、筒体２の全体が破損するようなことがなく、排水ポート７ｄに接続されてなる排水管に介装されている安全弁が吹くので、内筒２ａの亀裂発生を容易に検知することができる。
さらに、外筒２ｂに亀裂が発生すると、冷却水が漏れ出してくるので、漏れ出してくる冷却水を検知することによって外筒２ｂに亀裂が発生したということを容易に知ることができる。
【００２７】
本発明の実施の形態１ａに係る高温高圧容器を、その上部付近の一部分を示す縦断面図の図３を参照しながら、上記実施の形態１と同一のもの、並びに同一機能を有するものに同一符号を付して説明する。但し、冷却水集水ヘッダと冷却水供給ヘッダとは上下が逆に組み立てられているだけで全く同構成であるから、ヘッダの構成に関しては、冷却水集水ヘッダを例として説明する。
【００２８】
本実施の形態１ａに係る高温高圧容器１では、筒体２の内筒２ａと外筒２ｂとの軸方向長さは同寸法に構成されている。冷却水集水ヘッダ７は環状に形成されており、内部に内筒２ａと外筒２ｂとの端面側に開口する冷却水室７ａとなる内溝が周設されている。そして、この冷却水室７ａの下側の内筒２ａと外筒２ｂとの接触側に２本のシールリング溝が周設されており、これらシールリング溝にシールリング７ｂ、７ｃが嵌着されている。
【００２９】
このような構成になる高温高圧容器１の筒体２の内筒２ａ、外筒２ｂ、およびスペーサ６は、下記のようにして組立てられている。即ち、筒体２は、スペーサ６と直交する向きに刻設された外溝６ａが外側になるように複数のスペーサ６を内筒２ａの外周面に沿って軸方向向きに、かつ周方向に所定の間隔を隔てて配列する。次いで、外溝６ａの溝深さ寸法以下の厚さを有する締結体６ｂを外溝６ａに嵌込んで締結することにより、スペーサ６を内筒２ａに固定する。そして、所定の温度に加熱した外筒２ｂを内筒２ａに固定されたスペーサ６の外周に外嵌して形成するものである。
【００３０】
この場合、温度低下に伴って外筒２ｂが収縮し、フラットバーからなるスペーサ６が内筒２ａの外周面に沿うように湾曲変形するものである。このような方法の採用により、入手し易い形状の素材を使用し、しかも内筒２ａの外周面に沿うようにスペーサ６を形成する必要がないから、高温高圧容器１のコスト低減に寄与することができる。また、外筒２ｂにピアノ線３を巻回することにより、ピアノ線３の巻回のみによる場合と比較して、内筒２ａにより大きな圧縮残留応力を付与することができるという効果が生じる。
【００３１】
勿論、上記実施の形態１の場合と同様に、内筒２ａの外周面に沿うようにスペーサ６を変形させるのに、下記のような方法も採用することができる。即ち、内筒２ａに固定されたスペーサ６の外周に外筒２ｂを外嵌した後に、この外筒２ｂの外周にピアノ線３を巻回し、外筒２ｂの収縮により、内筒２ａの外周面に沿うようにスペーサ６を変形させても良い。この方法によれば、外筒２ｂの加熱エネルギーが不要で、加工工数が少なくて済むから、外筒２ｂを加熱する上記方法よりも、納期短縮、省エネルギーに関して有利になる。
【００３２】
本実施の形態１ａに係る高温高圧容器１によれば、内筒２ａと外筒２ｂとの間に介装されてなるスペーサ６同士の間に形成される冷却水流路内を冷却水が流れることにより筒体２を効果的に冷却する構成であるから、上記実施の形態１と同等の効果を得ることができる。
【００３３】
本発明の実施の形態１ｂに係る高温高圧容器を、その上部付近の縦断面図の図４を参照しながら、上記実施の形態１と同一のもの、並びに同一機能を有するものに同一符号を付して説明する。但し、冷却水集水ヘッダと冷却水供給ヘッダとは上下が逆に組み立てられているだけで全く同構成であるから、ヘッダの構成に関しては、冷却水集水ヘッダを例として説明する。
【００３４】
本実施の形態１ｂに係る高温高圧容器１では、上記実施の形態１の場合と同様に、筒体２の内筒２ａの軸方向長さは、外筒２ｂの軸方向長さよりも長く設定されている。冷却水集水ヘッダ７は環状に形成されており、内部に内筒２ａの外周面側に開口する冷却水室７ａとなる内溝が周設されている。そして、この冷却水室７ａの上側に周設されてなるシールリング溝に、内筒２ａの外周面に密接するシールリング７ｂが、下側に周設されてなるシールリング溝に、外筒２ｂの外周面に密接するシールリング７ｃが嵌着されている。
【００３５】
本実施の形態１ｂに係る高温高圧容器１によれば、内筒２ａと外筒２ｂとの間に介装されてなるスペーサ６同士の間に形成される冷却水流路内を冷却水が流れることにより筒体２を効果的に冷却する構成であるから、上記実施の形態１と同等の効果を得ることができる。
【００３６】
本発明の実施の形態１ｃに係る高温高圧容器を、その上部付近の一部分を示す縦断面図の図５を参照しながら、上記実施の形態１ｂと同一のもの、並びに同一機能を有するものに同一符号を付して説明する。但し、冷却水集水ヘッダと冷却水供給ヘッダとは上下が逆に組み立てられているだけで全く同構成であるから、ヘッダの構成に関しては、冷却水集水ヘッダを例として説明する。
【００３７】
本実施の形態１ｃに係る高温高圧容器１の冷却水集水ヘッダ７が、上記実施の形態１ｂの冷却水集水ヘッダ７と相違するところは、冷却水の漏出しを検出する漏出水検出ポートの有無にある。即ち、冷却水集水ヘッダ７の冷却水室７ａの上側に周設されてなる２本のシールリング溝のそれぞれに、内筒２ａの外周面に密接するシールリング７ｂが、下側に周設されてなる２本のシールリング溝のそれぞれに、外筒２ｂの外周面に密接するシールリング７ｃが嵌着されている。そして、シールリング７ｂが嵌着されてなるシールリング溝の間から冷却水集水ヘッダ７の外周面に連通し、冷却水室７ａ側のシールリング７ｂからの冷却水の漏出しを検出する漏出水検出ポート７ｅが設けられている。また、シールリング７ｃが嵌着されてなるシールリング溝の間から冷却水集水ヘッダ７の外周面に連通し、冷却水室７ａ側のシールリング７ｃからの冷却水の漏出しを検出する漏出水検出ポート７ｆが設けられている。
【００３８】
本実施の形態１ｃに係る高温高圧容器１によれば、内筒２ａと外筒２ｂとの間に介装されてなるスペーサ６同士の間に形成される冷却水流路内を冷却水が流れることにより筒体２を効果的に冷却する構成であるから、上記実施の形態１ｂと同等の効果を得ることができる。さらに、このような効果に加えて、漏出水検出ポート７ｅ，７ｆから流出する冷却水を検出することにより、冷却水室７ａ側のシールリング７ｂ，７ｃの交換時期を確実に知ることができる。つまり、冷却水の漏出しを検出した時点でシールリング７ｂ，７ｃを交換することにより、ピアノ線３が冷却水に濡れるのを最小限に止めることができる。
【００３９】
本発明の実施の形態１ｄに係る高温高圧容器を、その上部付近の縦断面図の図６を参照しながら、上記実施の形態１と同一のもの、並びに同一機能を有するものに同一符号を付して説明する。但し、冷却水集水ヘッダと冷却水供給ヘッダとは上下が逆に組み立てられているだけで全く同構成であるから、ヘッダの構成に関しては、冷却水集水ヘッダを例として説明する。
【００４０】
本実施の形態１ｄに係る高温高圧容器１の冷却水集水ヘッダ７は、上記実施の形態１ａに係る高温高圧容器の冷却水集水ヘッダ７と同構成であって、その相違するところは、線巻きフランジ２ｃの外筒２ｂとの嵌合部位にシールリング２ｄが配設されてなるところにある。
【００４１】
本実施の形態１ｄに係る高温高圧容器１によれば、内筒２ａと外筒２ｂとの間に介装されてなるスペーサ６同士の間に形成される冷却水流路内を冷却水が流れることにより筒体２を効果的に冷却する構成であるから、上記実施の形態１ｂと同等の効果を得ることができる。さらに、このような効果に加えて、外筒２ｂの端面に接触しているシールリング７ｃのシール機能が劣化して、冷却水室７ａ内の冷却水がこのシールリング７ｃから漏出しても、シールリング２ｄによりピアノ線３の巻回部位への冷却水の浸入を防止することができる。従って、ピアノ線３が冷却水に濡れるのを確実に防止することができる。
【００４２】
本発明の実施の形態１ｅに係る高温高圧容器を、その下部付近の一部分を示す縦断面図の図７（ａ）と、その横断面の一部分を示す図の図７（ｂ）を参照しながら、上記実施の形態１と同一のもの、並びに同一機能を有するものに同一符号を付して説明する。但し、冷却水集水ヘッダと冷却水供給ヘッダとは上下が逆に組み立てられているだけで全く同構成であるから、ヘッダの構成に関しては、冷却水供給ヘッダを例として説明する。
【００４３】
本実施の形態１ｅに係る高温高圧容器１の冷却水供給ヘッダ８は、上記実の形態１ｄに係る高温高圧容器の冷却水供給ヘッダと同構成であって、その相違するところは、線巻きフランジ２ｃの外側面とピアノ線巻回側面に冷却水漏れ検出手段が設けられているか否かにある。即ち、線巻きフランジ２ｃの外側、つまり下面に、冷却水供給ヘッダ８の冷却水室８ａ内の冷却水がシールリング８ｃから漏れ出すのを検出する外側検出溝２ｅが設けられている。この場合、同図から良く理解されるように、冷却水供給ヘッダ８の上面と外側検出溝２ｅとにより、冷却水検出流路が形成されるように構成されている。
【００４４】
また、この高温高圧容器１には、万一外筒２ｂに亀裂が生じた場合、亀裂が生じたことを検知するために、漏出した冷却水を目視し得る外方位置に流出させる漏出水検出手段が設けられている。この漏出水検出手段は、線巻きフランジ２ｃの内側、つまり上面に設けられてなる内側検出溝２ｆと、この内側検出溝２ｆを流れる漏出水を外方位置に流出させる、容器架台１０の下部付近に設けられてなる漏出水検出ポート１０ａとから構成されている。そして、前記内側検出溝２ｆには、後述する漏出水案内流路３ｂにより、冷却水流路９から漏出した漏出水が案内されるように構成されている。前記漏出水案内流路３ｂは、図７（ｂ）に示すように、前記ピアノ線３は外筒２ｂの外周に、線巻きフランジ２ｃ同士の間の間隔と同長さの間隔片３ａを介して巻回され、この間隔片３ａの幅方向の両端外方に形成されている。
【００４５】
本実施の形態１ｅに係る高温高圧容器１によれば、内筒２ａと外筒２ｂとの間に介装されてなるスペーサ６同士の間に形成される冷却水流路内を冷却水が流れることにより筒体２を効果的に冷却する構成であるから、上記実施の形態１ｂと同等の効果を得ることができる。さらに、このような効果に加えて、外側検出溝２ｅから流出する冷却水を検出することにより、シールリング８ｃの交換時期を知ることができ、また漏出水検出ポート１０ａから流出する漏出水を検出することにより、外筒２ｂの亀裂を検出することができるから、重大事故を未然に防止することができる。
【００４６】
なお、以上の実施の形態１乃至１ｅにおいては、スペーサ６同士の間の隙間の全てを、冷却水流路９として活用する場合を説明した。しかしながら、全ての隙間を冷却水流路９として活用する必要がなく、例えば、一つおきであっても二つおきであっても良いので、隙間の冷却水流路９としての活用形態は上記実施の形態に限定されるものではない。
【００４７】
次に、本発明の実施の形態２に係る高温高圧容器を、下記の各添付図面を順次参照しながら、上記実施の形態１と同一のもの、並びに同一機能を有するものに同一符号を付して、主として相違する点について説明する。図８はプレス枠内に組込まれてなる高温高圧容器の縦断面図、図９は高温高圧容器の横断面の一部分を示す図、図１０は高温高圧容器の上部付近の一部分を示す縦断面図である。
【００４８】
図に示す符号１はプレス枠５０内に、組込み取出し自在に組込まれてなる高温高圧容器で、この高温高圧容器１は、端部のそれぞれに、上記実施の形態１に係る外筒と同様に、線巻きフランジ２ｃを有する筒体２を備えている。この筒２の外周面には、外周面に沿って軸方向向きに、かつ周方向に所定の間隔を隔ててフラットバーからなる複数のスペーサ６が配設されると共に、スペーサ６同士の間に筒体２の一端側から他端側に連通する冷却水通水管９が介装されている。そして、スペーサ６と、冷却水通水管９との外周に、所定の張力が付与された状態にピアノ線３が巻回されている。
【００４９】
前記スペーサ６、および前記冷却水通水管９は前記ピアノ線３の巻回による変形によって、前記筒体２に外周面に密接されるものである。この方法によれば、焼嵌めのための加熱エネルギーが不要で、加工工数が少なくて済むから、焼嵌めのために外筒を加熱する方法に比較して、納期短縮、省エネルギーに関して優れている。ところで、本実施の形態２の場合には、冷却性能を向上させるために、前記筒体２の外周面と前記冷却水通水管９との間、および冷却水通水管９とスペーサ６との間に高熱伝導物質が充填されている。なお、高熱伝導物質としては、例えば高熱伝導性シリコングリース（シリコンコンパウンド）や高熱伝導物質を充填したシリコンゴム等を用いることができる。
【００５０】
前記筒体２の上部面、および上部の線巻きフランジ２ｃの上面に、後述する環状の冷却水集水ヘッダ７が着脱自在に配設され、前記筒体２の下部面、および下部の線巻きフランジ２ｃの下面と下蓋５のフランジ面との間に、後述する構成になる環状の冷却水供給ヘッダ８が着脱自在に配設されている。前記冷却水集水ヘッダ７には冷却水室７ａとなる環状溝が周設されており、その上部開口はシールリング７ｂ，７ｃを介して環状蓋板７１により開閉自在に閉蓋されるように構成されている。この冷却水室７ａの底板部にはシールリング溝が周設されてなる貫通穴が設けられており、これにシールリング７ｇが嵌着されている。前記貫通穴に前記冷却水通水管９の先端が嵌合されると共に、冷却水室７ａの底板部からの突出端にナット９ａが螺着されている。
【００５１】
また、前記冷却水供給ヘッダ８には冷却水室８ａとなる環状溝が周設されており、その下部開口はシールリング８ｂ，８ｃを介して環状蓋板８１により開閉自在に閉蓋されるように構成されている。この冷却水室８ａの底板部にはシールリング溝が周設されてなる貫通穴が設けられており、これにシールリング８ｇが嵌着されている。前記貫通穴に前記冷却水通水管９の先端が嵌合されると共に、冷却水室８ａの底板部からの突出端にナット９ａが螺着されている。従って、冷却水供給ヘッダ８の外周部に突設された給水ポート８ｄから冷却水室８ａに流入した冷却水は、筒体２から熱を奪いながら冷却水通水管９を流れて冷却水集水ヘッダ７の冷却水室７ａに流入し、この冷却水集水ヘッダ７の外周部に突設された排水ポート７ｄから系外に排水されるものである。
【００５２】
上記のとおり、これら冷却水集水ヘッダ７と冷却水供給ヘッダ８とは、冷却水通水管９の端部へのナット９ａの螺着により筒体２の上下端側に固定されると共に、ナット９ａの取外しにより取外されるように構成されている。従って、シールリングのシール機能が低下した場合には、これら冷却水集水ヘッダ７と冷却水供給ヘッダ８を取外すことによりシールリングを容易に交換することができる。
【００５３】
以下、上記構成になる高温高圧容器の作用態様を説明すると、高温高圧容器１により被処理物Ｗを処理するに際しては、給水ポート８ｄから冷却水供給ヘッダ８の冷却水室８ａに防錆剤を混入した冷却水を供給する。冷却水室８ａに流入した冷却水はここで等配分されてそれぞれの冷却水通水管９に流入し、熱交換しながらこの冷却水通水管９の下側から上側に流れる。これにより、筒体２が効果的に冷却される。そして、熱交換により高温になった冷却水は、冷却水集水ヘッダ７の冷却水室７ａに流入し、排水ポート７ｄから系外に排水される。
【００５４】
本実施の形態２に係る高温高圧容器１は、従来例１よりも下記の点で優れている。
（１） 従来例１のように、ピアノ線３が冷却水で濡れることがないから、ピアノ線３に断線原因となる錆が発生するようなことがなく、ピアノ線３の疲労寿命の延長が可能になる。
（２） 棒状のスペーサとピアノ線との間に薄板を介装した従来例１の場合のように、ピアノ線３の巻き付けにより筒体２が変形するようなことがないから、冷却水の透出を防止するシールリングのシール機能が失われるようなことがない。
【００５５】
また、本実施の形態２に係る高温高圧容器１は、従来例２よりも下記の点で優れている。
（１） 高圧容器内に冷却ジャケットが内装されてないから、高圧容器内に設置する加熱装置が小さくなるようなことがなく、被処理物が小さくなるようなことがないから、高圧容器をより大きくする必要がなく、経済的である。
（２） 冷却ジャケットが内側ジャケットと外側ジャケットとからなる二層構成で内外側ジャケットの何れか一方に冷媒用流路を形成したもののように、応力集中により筒体２に亀裂が発生するような恐れがない。
【００５６】
また、本実施の形態２に係る高温高圧容器１の場合には、冷却水集水ヘッダ７と冷却水供給ヘッダ８は、ナット９ａの着脱により、何れも着脱し得るように構成されている。従って、シールリングの損傷や材質劣化により冷却水漏れが発生しても、これら冷却水集水ヘッダ７、冷却水供給ヘッダ８を取外すことにより、シールリングを容易に交換することができるから、メインテナンス時間の短縮により、高温高圧容器１を使用するＨＩＰ装置の稼働率の向上、ならびにメインテナンスコストの低減に寄与することができる。
【００５７】
本発明の実施の形態２ａに係る高温高圧容器を、その上部付近の一部分を示す縦断面図の図１１を参照しながら、上記実施の形態２と同一のもの、並びに同一機能を有するものに同一符号を付して説明する。但し、冷却水集水ヘッダと冷却水供給ヘッダとは上下が逆に組み立てられているだけで全く同構成であるから、ヘッダの構成に関しては、冷却水集水ヘッダを例として説明する。
【００５８】
冷却水集水ヘッダ７には冷却水室７ａとなる環状溝が周設されており、その上部開口はシールリング７ｂ，７ｃを介して環状蓋板７１により開閉自在に閉蓋されるように構成されている。この冷却水室７ａの底板部には貫通穴が設けられており、この貫通穴に冷却水通水管９の先端が嵌合されると共に、冷却水室７ａの底板部からの突出端の基端部が水密溶接９ｂされている。
【００５９】
本発明の実施の形態２ａに係る高温高圧容器１によれば、冷却水通水管９に冷却水を流水することにより、筒体２を冷却することができ、そして環状蓋板７１を外すことにより、シールリング７ａ，７ｂを容易に交換することができる。従って、本発明の実施の形態２ａは上記実施の形態２と同等の効果を得ることができる。
【００６０】
本発明の実施の形態２ｂに係る高温高圧容器を、その上部付近の縦断面図の図１２を参照しながら、上記実施の形態２と同一のもの、並びに同一機能を有するものに同一符号を付して説明する。但し、冷却水集水ヘッダと冷却水供給ヘッダとは上下が逆に組み立てられているだけで全く同構成であるから、ヘッダの構成に関しては、冷却水集水ヘッダを例として説明する。
【００６１】
冷却水集水ヘッダ７には冷却水室７ａとなる環状溝が周設されており、その上部開口はシールリング７ｂ，７ｃを介して環状蓋板７１により開閉自在に閉蓋されるように構成されている。この冷却水室７ａの底板部にはシールリング溝が周設されてなる貫通穴が設けられており、これにシールリング７ｇが嵌着されている。前記貫通穴に前記冷却水通水管９の先端が嵌合されると共に、冷却水室７ａの底板部からの突出端の基端部は水密溶接９ｂされている。そして、前記貫通穴のシールリング７ｇと水密溶接９ｂとの間から冷却水集水ヘッダ７の外周に連通する漏出水検出ポート７ｅが設けられると共に、スペーサ６の上端部から冷却水集水ヘッダ７の外周に連通するガス検出穴７ｈが設けられている。
【００６２】
本発明の実施の形態２ｂに係る高温高圧容器１によれば、冷却水通水管９に冷却水を流水することにより、筒体２を冷却することができ、そして環状蓋板７１を外すことにより、シールリング７ａ，７ｂを容易に交換することができるから、上記実施の形態２と同等の効果を得ることができる。このような効果に加えて、漏出水検出ポート７ｅにより水密溶接９ｂからの冷却水漏れを検知することができるから、ピアノ線３の冷却水濡れトラブルを軽微にすることができる。さらに、ガス検出穴７ｈにより、筒体２の亀裂発生を検知することができるという効果を得ることができる。
【００６３】
本発明の実施の形態２ｃに係る高温高圧容器を、その上部付近の一部分を示す縦断面図の図１３を参照しながら、上記実施の形態２と同一のもの、並びに同一機能を有するものに同一符号を付して説明する。但し、冷却水集水ヘッダと冷却水供給ヘッダとは上下が逆に組み立てられているだけで全く同構成であるから、ヘッダの構成に関しては、冷却水集水ヘッダを例として説明する。
【００６４】
冷却水集水ヘッダ７は環状に形成されてなるパイプから構成されており、このパイプの内側が冷却水室７ａとなるように構成されている。そして、この冷却水集水ヘッダ７を、前記線巻きフランジ２ｃの基端部に設けられてなる貫通穴を貫通すると共に、略４５°の角度に屈曲形成されてなる冷却水通水管９の端部が貫通している。そして、冷却水通水管９の冷却水集水ヘッダ７への貫通部は水密溶接９ｂされている。図示省略しているが、パイプからなる冷却水集水ヘッダ７には、排水ポートが設けられている。
【００６５】
本発明の実施の形態２ｃに係る高温高圧容器１によれば、冷却水通水管９に冷却水を通水することにより、筒体２を冷却することができ、そして水密溶接９ｂは視認可能な位置である。従って、水密溶接９ｂからの冷却水漏れがあった場合、容易に補修することができるから、上記実施の形態２と同等の効果を得ることができる。これに加えて、冷却水集水ヘッダ７はパイプで極めて簡単な構成であるから、コスト的に有利になる。
【００６６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の請求項１に係る高温高圧容器の筒体は内筒と外筒とからなる二重構成になっている。そして、外筒にピアノ線が巻回されると共に、これら内筒と外筒との間に配設されたスペーサ同士の間の冷却水流路を冷却水が流れる構成で、内筒の肉厚は筒体よりも薄肉である。従って、本発明の請求項１に係る高温高圧容器は従来例１よりも下記の点で優れている。
（１） 高圧シールリング（高圧パッキン）を従来例１の場合よりも効果的に冷却することができ、高圧シールリングの寿命が延長されるから、高温高圧容器を使用するＨＩＰ装置のランニングコストに関して有利になる。
（２） 従来例１のように、ピアノ線が冷却水で濡れることがないから、ピアノ線３に断線原因となる錆が発生するようなことがなく、ピアノ線の疲労寿命の延長が可能になる。
（３） 棒状のスペーサとピアノ線との間に薄板を介装した従来例１の場合のように、ピアノ線の巻回により内筒が変形するようなことがないから、変形に起因して冷却水の透出を防止するシールリングのシール機能が失われるようなことがない。
【００６７】
また、本発明の請求項１に係る高温高圧容器は、従来例２よりも下記の点で優れている。
（１） 高圧容器内に冷却ジャケットが内装されていない。従って、高圧容器内に設置する加熱装置が小さくなるようなことがなく、被処理物が小さくなるようなことがないから、高圧容器をより大きくする必要がなく、経済的である。
（２） 冷却ジャケットが内側ジャケットと外側ジャケットとからなる二層構成で内外側ジャケットの何れか一方に冷媒用流路を形成したもののように、応力集中により筒体の内筒と外筒とに亀裂が発生するような恐れがない。
【００６８】
また、本発明の請求項１に係る高温高圧容器では、ピアノ線により巻回された間隔片の幅方向の両端外方に、冷却水流路から漏出する漏出水を筒体の端部方向に案内する漏出水案内流路が形成されると共に、筒体の端部側に、前記漏出水案内流路から流出する漏出水を目視し得る外方位置に流出させる漏出水検出手段が設けられている。従って、漏出水検出手段により漏出水を検出することにより、外筒に亀裂が発生したことを知ることができるから、外筒の亀裂に起因する重大事故を未然に防止することができる。
【００６９】
また、本発明の請求項２に係る高温高圧容器によれば、スペーサとして入手し易い形状のフラットバーを用いるので、高温高圧容器のコスト低減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係り、プレス枠内に組込まれてなる高温高圧容器の縦断面図である。
【図２】 本発明の実施の形態１に係る高温高圧容器の横断面の一部分を示す図である。
【図３】 本発明の実施の形態１ａに係る高温高圧容器の上部付近の一部分を示す縦断面図である。
【図４】 本発明の実施の形態１ｂに係る高温高圧容器の上部付近の縦断面図である。
【図５】 本発明の実施の形態１ｃに係る高温高圧容器の上部付近の一部分を示す縦断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態１ｄに係る高温高圧容器の上部付近の縦断面図である。
【図７】 図７（ａ）は本発明の実施の形態１ｅに係る高温高圧容器の下部付近の一部分を示す縦断面図、図７（ｂ）は本発明の実施の形態１ｅに係る高温高圧容器の横断面の一部分を示す図である。
【図８】 本発明の実施の形態２に係り、プレス枠内に組込まれてなる高温高圧容器の縦断面図である。
【図９】 本発明の実施の形態２に係る高温高圧容器の横断面の一部分を示す図である。
【図１０】 本発明の実施の形態２に係る高温高圧容器の上部付近の一部分を示す縦断面図である。
【図１１】 本発明の実施の形態２ａに係る高温高圧容器の上部付近の一部分を示す縦断面図である。
【図１２】 本発明の実施の形態２ｂに係る高温高圧容器の上部付近の縦断面図である。
【図１３】 本発明の実施の形態２ｃに係る高温高圧容器の上部付近の一部分を示す縦断面図である。
【図１４】 従来例１に係り、図１４(ａ)は高圧シリンダ（高温高圧容器）の上方および下方端を示す図、図１４(ｂ)は図１４(ａ)におけるＡ−Ａ線断面図、図１４(ｃ)は図１４(ｂ)に相当する別の例を示す図である。
【図１５】 従来例２に係り、図１５(ａ)は高温高圧容器の縦断正面図、図１５(ｂ)は高温高圧容器の横断面図である。
【符号の説明】
１…高温高圧容器、２…筒体、２ａ…内筒、２ｂ…外筒、２ｃ…線巻きフランジ、２ｄ…シールリング、２ｅ…外側検出溝、２ｆ…内側検出溝、２１…断熱層、２２…加熱装置、３…ピアノ線、３ａ…間隔片、３ｂ…漏出水案内流路、４…上蓋、４ａ…高圧シールリング、５…下蓋、５ａ…高圧シールリング、６…スペーサ、６ａ…外溝、６ｂ…締結体、７…冷却水集水ヘッダ、７１…環状蓋板、７ａ…冷却水室、７ｂ…シールリング、７ｃ…シールリング、７ｄ…排水ポート、７ｅ…漏出水検出ポート、７ｆ…漏出水検出ポート、７ｇ…シールリング、７ｈ…ガス検出穴、８…冷却水供給ヘッダ、８１…環状蓋板、８ａ…冷却水室、８ｂ…シールリング、８ｃ…シールリング、８ｄ…給水ポート、８ｅ…漏出水検出ポート、８ｆ…漏出水検出ポート、８ｇ…シールリング、９…冷却水流路または冷却水通水管、９ａ…ナット、９ｂ…水密溶接、１０…容器架台、１０ａ…漏出水検出ポート、５０…プレス枠、Ｗ…被処理物。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＨＩＰ装置用に用いられる高温高圧容器の改善に係り、より詳しくは、張力を付与したピアノ線が前記筒体の外周に巻回されてなる高温高圧容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種金属やセラミックス等の粉末材料の加圧焼結、鋳造品および焼結品の内部欠陥除去、拡散接合等のために、高圧容器内において高い等方圧力と高温の相乗効果を利用したＨＩＰ装置が各種産業分野で採用されている。このＨＩＰ装置は、高圧ガスを閉じ込める高温高圧容器（内部に断熱層および発熱装置が配設される）と、上下の開口を閉蓋する上蓋、下蓋と、これら上蓋、下蓋に作用する軸力を支えるプレス枠とから構成されている。
このようなＨＩＰ装置に用いられる高温高圧容器としては、例えば特公昭５６−８７１８号公報（従来例１）や特開平２−１４０５９２号公報（従来例２）に開示されてなるものが公知である。
【０００３】
従来例１に係る「高温高圧で材料を処理するための装置」を、添付図面を参照しながら、同公報に記載されている同一名称並びに同一符号を以って説明する。図１４(ａ)は高圧シリンダ（高温高圧容器）の上方および下方端を示す図であり、図１４(ｂ)は図１４(ａ)におけるＡ−Ａ線断面図である。
【０００４】
符号１０は高圧シリンダで、この高圧シリンダ１０は、チューブ３０と、ワイヤーまたは帯（以下、ピアノ線という）からなる鞘３１との間に、多数のロッド３３が配設されると共に、これらロッド３３の外側に薄鋼板チューブ３６が配設されて構成されている。ロッド３３は軸方向に配向され、かつチューブ３０の回りに環状層を形成している。これらロッド３３の内面３４はチューブ３０の外面３５と接触している。これらロッド３３の外側が面取りされており、この面取り面である斜面３７と前記薄鋼板チューブ３６の内面とにより軸方向通路３９が形成されている。
【０００５】
前記高圧シリンダ１０の両端部に端片リング４０が設けられており、この端片リング４０は錠止リング４１で固定されている。前記チューブ３０、端片リング４０およびリング４２の間には環状スロットが形成されており、この中に密封リング４３が組込まれることにより、冷却液がチューブ３０と端片リング４０との間から透出しないように構成されている。また、薄鋼板チューブ３６と端片リング４０の間には密封リング４４が配設されており、冷却液が薄鋼板チューブ３６と端片リング４０との間から鞘３１の中に透出しないように構成されている。前記端片リング４０の内側には、冷却液をロッド３３の周りに供給するための環状空間４５が形成されており、この環状空間４５に、冷却液を供給または排出する半径方向通路４６が連通している。
【０００６】
さらに、特公昭５６−８７１８号公報には、図１４(ｂ)に相当する別の例を示す図の図１４(ｃ)に示す構成になるものも開示されている。即ち、チューブ３０の周りにピアノ線からなる鞘の内側部分３１ａが巻かれ、内側部分３１ａの外側に複数の矩形ロッド５０が互いにやや離れて配設されると共に、これら矩形ロッド５０の周りにピアノ線からなる鞘の外側部分３１ｂが巻かれている。そして、矩形ロッド５０同士の間と、ピアノ線からなる鞘の内側部分３１ａと、外側部分３１ｂとの間に、チューブ３０の軸方向に複数の冷却水通路５１が形成されるように構成されている。
【０００７】
次に、従来例２に係る「高温高圧容器の冷却装置」を、高温高圧容器の縦断正面図の図１５(ａ)と、高温高圧容器の横断面図の図１５(ｂ)とを参照しながら、同公報に記載されている同一名称並びに同一符号を以って説明する。
【０００８】
符号１は高圧容器であり、この高圧容器１の内側には、筒状の冷却ジャケット９が内装されている。この高圧容器１の内面と冷却ジャケット９の外周面との間には、環状の間隙１３が高圧容器１の軸方向略全長にわたって形成されている。 水冷ジャケット９の下端は、高圧容器１の下端面に取付けられている環状水室１４Ａを有するリング１４に内挿されており、上蓋２は冷却ジャケット９の上部開口に高圧シールパッキン１５を介して嵌合されている。下蓋３は冷却ジャケット９の下部開口に高圧シールパッキン１６を介して挿脱可能に嵌合されている。 また、冷却ジャケット９には、冷媒用流路（冷却水流路に相当する）１７が周方向に間隔を隔てて設けられており、上下の水室１１，１４Ａに連通している。 なお、符号２０は、冷却ジャケット９の内外を貫通する圧媒通孔であり、高圧室１Ａの圧媒を間隙１３に導
【０００９】
さらに、特開平２−１４０５９２号公報では、冷却ジャケットを内側ジャケットと外側ジャケットとからなる二層構成とする。そして、冷媒用流路を内側ジャケットに形成したもの、冷媒用流路を外側ジャケットに形成したもの、冷媒用流路を内外側ジャケットに形成したもの、および冷媒用流路を螺旋状に形成したもの等も開示している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、冷却効果の点からすると、筒体の肉厚は薄い方が好ましいが、強度上ある一定のレベル以上に薄くすることができない。そのため、従来例１では、特に高温高圧容器が大型である場合、容器パッキンの配設部位を効果的に冷却することが難しく、容器パッキンが高温になる結果、その寿命が短命となり、ランニングコストの上昇原因となる。
ピアノ線が冷却水で濡れる構成の高温高圧容器では、ピアノ線に錆が発生し、ピアノ線の断線原因となるのに加えて、ピアノ線の疲労寿命が低下する。棒状のスペーサとピアノ線との間に薄板を介装した高温高圧容器の場合には、ピアノ線の巻き付けにより薄板が収縮変形し、冷却水の透出を防止するシールのシール機能が失われる可能性がある。
【００１１】
また、従来例２では、高圧容器内に冷却ジャケットが内装されているため、高圧容器内に設置する加熱装置が小さくなるから、被処理物が小さくなる。換言すれば、高圧容器をより大きくする必要があり、コスト上昇を招くので経済的に好ましくない。
【００１２】
従って、本発明の目的は、容器パッキンを効果的に冷却することができ、ピアノ線が冷却水で濡れるのを防止することができ、容器内のスペースを有効活用することができる高温高圧容器を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る高温高圧容器が採用した手段は、張力を付与したピアノ線が筒体の外周に巻回され、前記筒体の軸方向の開口が嵌脱可能な蓋部材で密閉されると共に、内部に入れられた被処理物を高温高圧処理する高温高圧容器において、前記筒体は、内筒と、この内筒の外周面に沿って配列された複数のスペーサを介して外嵌される外筒とからなる２層筒体に構成され、隣接する前記スペーサ同士の間に、前記２層筒体の一端側から他端側に連通する冷却水流路が形成され、かつ前記ピアノ線は前記外筒の外周に間隔片を介して巻回され、前記間隔片の幅方向の外方に、前記冷却水流路から漏出する漏出水を前記筒体の端部方向に案内する漏出水案内流路が形成されると共に前記漏出水案内流路に漏出水検出手段が設けられてなることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項２に係る高温高圧容器が採用した手段は、請求項１に記載の高温高圧容器において、前記スペーサは、フラットバーであることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態１に係る高温高圧容器を、下記の各添付図面を順次参照しながら説明する。図１はプレス枠内に組込まれてなる高温高圧容器の縦断面図、図２は高温高圧容器の横断面の一部分を示す図である。
【００１６】
図に示す符号１はプレス枠５０内に、組込み取出し自在に組込まれてなる高温高圧容器である。この高温高圧容器１は後述する構成になる筒体２と、この筒体２の外周面に、所定の張力を付与しながら巻回されてなるピアノ線３とを備えている。この筒体２の上部開口はシールリング溝に、容器パッキンである高圧シールリング４ａが嵌着された上蓋４の嵌合により密閉され、また下部開口はシールリング溝に、容器パッキンである高圧シールリング５ａが嵌着された下蓋５の嵌合により密閉されている。前記筒体２と上下蓋４，５との間の空間には、天蓋を有する円筒状の断熱層２１が配設されると共に、この断熱層２１の内側に、被処理物Ｗを処理する加熱装置２２が配設されている。なお、前記下蓋５は前記断熱層２１を支持する下上蓋と、この下上蓋に高圧シールリングを介して嵌着され、前記被処理物Ｗを支持する下下蓋とから構成されている。
【００１７】
前記筒体２は、２層筒体になっている。詳しくは、内筒２ａと、この内筒２ａの外周面に沿って軸方向向きに、かつ周方向に所定の間隔を隔てて配列された、フラットバーからなる複数のスペーサ６を介して外嵌されてなる外筒２ｂとを備えている。この内筒２ａの径方向の中心を通る軸方向長さは、外筒２ｂの径方向の中心を通る軸方向長さより長く設定されていて、外筒２ｂの端部から突出している。そして、内筒２ａの外筒２ｂからの上部突出部位に後述する冷却水集水ヘッダ７が着脱自在に嵌合され、内筒２ａの外筒２ｂからの下部突出部位に後述する冷却水供給ヘッダ８が着脱自在に嵌合されている。また、外筒２ｂは両端部に線巻きフランジ２ｃを備えており、両線巻きフランジ２ｃ，２ｃの間に前記ピアノ線３が巻回されている。
【００１８】
前記冷却水集水ヘッダ７は環状に形成されており、内筒２ａへの嵌合側に冷却水室７ａとなる内溝が周設されている。そして、この冷却水室７ａの上側の内筒２ａへの嵌合側にシールリング溝が周設されており、このシールリング溝にシールリング７ｂが嵌着されている。さらに、冷却水集水ヘッダ７の外筒２ｂの上端面への接触部位にシールリング溝が周設されており、この溝にシールリング７ｃが嵌着されている。
【００１９】
また、前記冷却水供給ヘッダ８は環状に形成されており、内筒２ａへの嵌合側に冷却水室８ａとなる内溝が周設されている。そして、この冷却水室８ａの下側の内筒２ａへの嵌合側にシールリング溝が周設されており、このシールリング溝にシールリング８ｂが嵌着されている。さらに、冷却水供給ヘッダ８の外筒２ｂの下端面への接触部位にシールリング溝が周設されており、このシールリング溝にシールリング８ｃが嵌着されている。以上の説明から良く理解されるように、冷却水集水ヘッダ７と冷却水供給ヘッダ８とは同構成であって、上下を逆にして内筒２ａの端部に嵌合されてなるものである。
【００２０】
前記冷却水集水ヘッダ７の冷却水室７ａと、前記冷却水供給ヘッダ８の冷却水室８ａとは、前記スペーサ６同士の間の隙間を介して連通している。つまり、本実施の形態１に係る高温高圧容器１においては、前記スペーサ６同士の間の隙間が冷却水流路９となるものである。従って、冷却水供給ヘッダ８の外周部に突設された給水ポート８ｄから冷却水室８ａに流入した冷却水は、内筒２ａから熱を奪いながら冷却水流路９を流れて冷却水集水ヘッダ７の冷却水室７ａに流入し、この冷却水集水ヘッダ７の外周部に突設された排水ポート７ｄから、安全弁が介装されてなる図示しない排水管を介して系外に排水される。なお、冷却水は循環使用されるものである。
【００２１】
ところで、本実施の形態１の場合には、下記のような方法によってスペーサ６を内筒２ａの外周面に沿うように変形させている。即ち、内筒２ａの両端の開口にスペーサ固定フランジを嵌着し、これらスペーサ固定フランジに、例えば固定ピンまたは固定ボルトによりスペーサ６の端部を固定して、内筒２ａの外周面の周方向に所定の間隔で固定する。次いで、内筒２ａに固定されたスペーサ６の外周に外筒２ｂを外嵌した後に、この外筒２ｂの外周にピアノ線３を巻回し、外筒２ｂの収縮により、内筒２ａの外周面に沿うようにスペーサ６を変形させる。そして、ピアノ線３の巻回終了後に、固定ピンまたは固定ボルトを取外すと共に、スペーサ固定フランジを取外したものである。この方法によれば、外筒２ｂの加熱エネルギーが不要で、加工工数が少なくて済むから、焼嵌めのために外筒２ｂを加熱する方法に比較して、納期短縮、省エネルギーに関して優れている。なお、線巻きフランジ２ｃの端部外面に係合し、ピアノ線３の全体を囲繞してなるものは、高温高圧容器１を保持する容器架台１０である。
【００２２】
以下、上記構成になる高温高圧容器の作用態様を説明すると、高温高圧容器１により被処理物Ｗを処理するに際しては、この高温高圧容器１を冷却水により冷却する。即ち、給水ポート８ｄから冷却水供給ヘッダ８の冷却水室８ａに防錆剤を混入した冷却水を供給すると、冷却水室８ａにより冷却水が等配分されてそれぞれの冷却水流路９に流入し、熱交換しながらこの冷却水流路９の下側から上側に流れる。これにより、筒体２の内筒２ａと外筒２ｂとが効果的に冷却される。そして、熱交換により高温になった冷却水は、冷却水集水ヘッダ７に流入し、排水ポート７ｄから系外に排水される。
【００２３】
本実施の形態１に係る高温高圧容器１の筒体２は、上記のとおり、内筒２ａと外筒２ｂとからなる二重構成になっており、内筒２ａの肉厚は筒体２よりも薄肉である。従って、本実施の形態１に係る高温高圧容器１は従来例１よりも下記の点で優れている。
（１） 高圧シールリング４ａ，５ａを従来例１の場合よりも効果的に冷却することができ、高圧シールリング４ａ，５ａの寿命が延長されるから、高温高圧容器１を使用するＨＩＰ装置のランニングコストに関して有利になる。
（２） 従来例１のように、ピアノ線３が冷却水で濡れることがないから、ピアノ線３に断線原因となる錆が発生するようなことがなく、ピアノ線３の疲労寿命の延長が可能になる。
（３） 棒状のスペーサとピアノ線との間に薄板を介装した従来例１の場合のように、ピアノ線３の巻回により内筒２ａが変形するようなことがないから、変形に起因して冷却水の透出を防止するシールリングのシール機能が失われるようなことがない。
【００２４】
また、本実施の形態１に係る高温高圧容器１は、従来例２よりも下記の点で優れている。
（１） 高圧容器内に冷却ジャケットが内装されていない。従って、高圧容器内に設置する加熱装置が小さくなるようなことがなく、被処理物が小さくなるようなことがないから、高圧容器をより大きくする必要がなく、経済的である。
（２） 冷却ジャケットが内側ジャケットと外側ジャケットとからなる二層構成で内外側ジャケットの何れか一方に冷媒用流路を形成したもののように、応力集中により筒体２の内筒２ａと外筒２ｂとに亀裂が発生するような恐れがない。
【００２５】
また、本実施の形態１に係る高温高圧容器１の場合には、冷却水集水ヘッダ７と冷却水供給ヘッダ８は、上記のとおり、何れも着脱自在に構成されている。従って、シールリングの損傷や材質劣化により冷却水漏れが発生しても、これら冷却水集水ヘッダ７、冷却水供給ヘッダ８を取外すことにより、シールリングを容易に交換することができるから、メインテナンス時間の短縮により、高温高圧容器１を使用するＨＩＰ装置の稼働率の向上、ならびにメインテナンスコストの低減に寄与することができる。
【００２６】
また、本実施の形態１に係る高温高圧容器１の場合には、内筒２ａに亀裂が発生しても、筒体２の全体が破損するようなことがなく、排水ポート７ｄに接続されてなる排水管に介装されている安全弁が吹くので、内筒２ａの亀裂発生を容易に検知することができる。
さらに、外筒２ｂに亀裂が発生すると、冷却水が漏れ出してくるので、漏れ出してくる冷却水を検知することによって外筒２ｂに亀裂が発生したということを容易に知ることができる。
【００２７】
本発明の実施の形態１ａに係る高温高圧容器を、その上部付近の一部分を示す縦断面図の図３を参照しながら、上記実施の形態１と同一のもの、並びに同一機能を有するものに同一符号を付して説明する。但し、冷却水集水ヘッダと冷却水供給ヘッダとは上下が逆に組み立てられているだけで全く同構成であるから、ヘッダの構成に関しては、冷却水集水ヘッダを例として説明する。
【００２８】
本実施の形態１ａに係る高温高圧容器１では、筒体２の内筒２ａと外筒２ｂとの軸方向長さは同寸法に構成されている。冷却水集水ヘッダ７は環状に形成されており、内部に内筒２ａと外筒２ｂとの端面側に開口する冷却水室７ａとなる内溝が周設されている。そして、この冷却水室７ａの下側の内筒２ａと外筒２ｂとの接触側に２本のシールリング溝が周設されており、これらシールリング溝にシールリング７ｂ、７ｃが嵌着されている。
【００２９】
このような構成になる高温高圧容器１の筒体２の内筒２ａ、外筒２ｂ、およびスペーサ６は、下記のようにして組立てられている。即ち、筒体２は、スペーサ６と直交する向きに刻設された外溝６ａが外側になるように複数のスペーサ６を内筒２ａの外周面に沿って軸方向向きに、かつ周方向に所定の間隔を隔てて配列する。次いで、外溝６ａの溝深さ寸法以下の厚さを有する締結体６ｂを外溝６ａに嵌込んで締結することにより、スペーサ６を内筒２ａに固定する。そして、所定の温度に加熱した外筒２ｂを内筒２ａに固定されたスペーサ６の外周に外嵌して形成するものである。
【００３０】
この場合、温度低下に伴って外筒２ｂが収縮し、フラットバーからなるスペーサ６が内筒２ａの外周面に沿うように湾曲変形するものである。このような方法の採用により、入手し易い形状の素材を使用し、しかも内筒２ａの外周面に沿うようにスペーサ６を形成する必要がないから、高温高圧容器１のコスト低減に寄与することができる。また、外筒２ｂにピアノ線３を巻回することにより、ピアノ線３の巻回のみによる場合と比較して、内筒２ａにより大きな圧縮残留応力を付与することができるという効果が生じる。
【００３１】
勿論、上記実施の形態１の場合と同様に、内筒２ａの外周面に沿うようにスペーサ６を変形させるのに、下記のような方法も採用することができる。即ち、内筒２ａに固定されたスペーサ６の外周に外筒２ｂを外嵌した後に、この外筒２ｂの外周にピアノ線３を巻回し、外筒２ｂの収縮により、内筒２ａの外周面に沿うようにスペーサ６を変形させても良い。この方法によれば、外筒２ｂの加熱エネルギーが不要で、加工工数が少なくて済むから、外筒２ｂを加熱する上記方法よりも、納期短縮、省エネルギーに関して有利になる。
【００３２】
本実施の形態１ａに係る高温高圧容器１によれば、内筒２ａと外筒２ｂとの間に介装されてなるスペーサ６同士の間に形成される冷却水流路内を冷却水が流れることにより筒体２を効果的に冷却する構成であるから、上記実施の形態１と同等の効果を得ることができる。
【００３３】
本発明の実施の形態１ｂに係る高温高圧容器を、その上部付近の縦断面図の図４を参照しながら、上記実施の形態１と同一のもの、並びに同一機能を有するものに同一符号を付して説明する。但し、冷却水集水ヘッダと冷却水供給ヘッダとは上下が逆に組み立てられているだけで全く同構成であるから、ヘッダの構成に関しては、冷却水集水ヘッダを例として説明する。
【００３４】
本実施の形態１ｂに係る高温高圧容器１では、上記実施の形態１の場合と同様に、筒体２の内筒２ａの軸方向長さは、外筒２ｂの軸方向長さよりも長く設定されている。冷却水集水ヘッダ７は環状に形成されており、内部に内筒２ａの外周面側に開口する冷却水室７ａとなる内溝が周設されている。そして、この冷却水室７ａの上側に周設されてなるシールリング溝に、内筒２ａの外周面に密接するシールリング７ｂが、下側に周設されてなるシールリング溝に、外筒２ｂの外周面に密接するシールリング７ｃが嵌着されている。
【００３５】
本実施の形態１ｂに係る高温高圧容器１によれば、内筒２ａと外筒２ｂとの間に介装されてなるスペーサ６同士の間に形成される冷却水流路内を冷却水が流れることにより筒体２を効果的に冷却する構成であるから、上記実施の形態１と同等の効果を得ることができる。
【００３６】
本発明の実施の形態１ｃに係る高温高圧容器を、その上部付近の一部分を示す縦断面図の図５を参照しながら、上記実施の形態１ｂと同一のもの、並びに同一機能を有するものに同一符号を付して説明する。但し、冷却水集水ヘッダと冷却水供給ヘッダとは上下が逆に組み立てられているだけで全く同構成であるから、ヘッダの構成に関しては、冷却水集水ヘッダを例として説明する。
【００３７】
本実施の形態１ｃに係る高温高圧容器１の冷却水集水ヘッダ７が、上記実施の形態１ｂの冷却水集水ヘッダ７と相違するところは、冷却水の漏出しを検出する漏出水検出ポートの有無にある。即ち、冷却水集水ヘッダ７の冷却水室７ａの上側に周設されてなる２本のシールリング溝のそれぞれに、内筒２ａの外周面に密接するシールリング７ｂが、下側に周設されてなる２本のシールリング溝のそれぞれに、外筒２ｂの外周面に密接するシールリング７ｃが嵌着されている。そして、シールリング７ｂが嵌着されてなるシールリング溝の間から冷却水集水ヘッダ７の外周面に連通し、冷却水室７ａ側のシールリング７ｂからの冷却水の漏出しを検出する漏出水検出ポート７ｅが設けられている。また、シールリング７ｃが嵌着されてなるシールリング溝の間から冷却水集水ヘッダ７の外周面に連通し、冷却水室７ａ側のシールリング７ｃからの冷却水の漏出しを検出する漏出水検出ポート７ｆが設けられている。
【００３８】
本実施の形態１ｃに係る高温高圧容器１によれば、内筒２ａと外筒２ｂとの間に介装されてなるスペーサ６同士の間に形成される冷却水流路内を冷却水が流れることにより筒体２を効果的に冷却する構成であるから、上記実施の形態１ｂと同等の効果を得ることができる。さらに、このような効果に加えて、漏出水検出ポート７ｅ，７ｆから流出する冷却水を検出することにより、冷却水室７ａ側のシールリング７ｂ，７ｃの交換時期を確実に知ることができる。つまり、冷却水の漏出しを検出した時点でシールリング７ｂ，７ｃを交換することにより、ピアノ線３が冷却水に濡れるのを最小限に止めることができる。
【００３９】
本発明の実施の形態１ｄに係る高温高圧容器を、その上部付近の縦断面図の図６を参照しながら、上記実施の形態１と同一のもの、並びに同一機能を有するものに同一符号を付して説明する。但し、冷却水集水ヘッダと冷却水供給ヘッダとは上下が逆に組み立てられているだけで全く同構成であるから、ヘッダの構成に関しては、冷却水集水ヘッダを例として説明する。
【００４０】
本実施の形態１ｄに係る高温高圧容器１の冷却水集水ヘッダ７は、上記実施の形態１ａに係る高温高圧容器の冷却水集水ヘッダ７と同構成であって、その相違するところは、線巻きフランジ２ｃの外筒２ｂとの嵌合部位にシールリング２ｄが配設されてなるところにある。
【００４１】
本実施の形態１ｄに係る高温高圧容器１によれば、内筒２ａと外筒２ｂとの間に介装されてなるスペーサ６同士の間に形成される冷却水流路内を冷却水が流れることにより筒体２を効果的に冷却する構成であるから、上記実施の形態１ｂと同等の効果を得ることができる。さらに、このような効果に加えて、外筒２ｂの端面に接触しているシールリング７ｃのシール機能が劣化して、冷却水室７ａ内の冷却水がこのシールリング７ｃから漏出しても、シールリング２ｄによりピアノ線３の巻回部位への冷却水の浸入を防止することができる。従って、ピアノ線３が冷却水に濡れるのを確実に防止することができる。
【００４２】
本発明の実施の形態１ｅに係る高温高圧容器を、その下部付近の一部分を示す縦断面図の図７（ａ）と、その横断面の一部分を示す図の図７（ｂ）を参照しながら、上記実施の形態１と同一のもの、並びに同一機能を有するものに同一符号を付して説明する。但し、冷却水集水ヘッダと冷却水供給ヘッダとは上下が逆に組み立てられているだけで全く同構成であるから、ヘッダの構成に関しては、冷却水供給ヘッダを例として説明する。
【００４３】
本実施の形態１ｅに係る高温高圧容器１の冷却水供給ヘッダ８は、上記実の形態１ｄに係る高温高圧容器の冷却水供給ヘッダと同構成であって、その相違するところは、線巻きフランジ２ｃの外側面とピアノ線巻回側面に冷却水漏れ検出手段が設けられているか否かにある。即ち、線巻きフランジ２ｃの外側、つまり下面に、冷却水供給ヘッダ８の冷却水室８ａ内の冷却水がシールリング８ｃから漏れ出すのを検出する外側検出溝２ｅが設けられている。この場合、同図から良く理解されるように、冷却水供給ヘッダ８の上面と外側検出溝２ｅとにより、冷却水検出流路が形成されるように構成されている。
【００４４】
また、この高温高圧容器１には、万一外筒２ｂに亀裂が生じた場合、亀裂が生じたことを検知するために、漏出した冷却水を目視し得る外方位置に流出させる漏出水検出手段が設けられている。この漏出水検出手段は、線巻きフランジ２ｃの内側、つまり上面に設けられてなる内側検出溝２ｆと、この内側検出溝２ｆを流れる漏出水を外方位置に流出させる、容器架台１０の下部付近に設けられてなる漏出水検出ポート１０ａとから構成されている。そして、前記内側検出溝２ｆには、後述する漏出水案内流路３ｂにより、冷却水流路９から漏出した漏出水が案内されるように構成されている。前記漏出水案内流路３ｂは、図７（ｂ）に示すように、前記ピアノ線３は外筒２ｂの外周に、線巻きフランジ２ｃ同士の間の間隔と同長さの間隔片３ａを介して巻回され、この間隔片３ａの幅方向の両端外方に形成されている。
【００４５】
本実施の形態１ｅに係る高温高圧容器１によれば、内筒２ａと外筒２ｂとの間に介装されてなるスペーサ６同士の間に形成される冷却水流路内を冷却水が流れることにより筒体２を効果的に冷却する構成であるから、上記実施の形態１ｂと同等の効果を得ることができる。さらに、このような効果に加えて、外側検出溝２ｅから流出する冷却水を検出することにより、シールリング８ｃの交換時期を知ることができ、また漏出水検出ポート１０ａから流出する漏出水を検出することにより、外筒２ｂの亀裂を検出することができるから、重大事故を未然に防止することができる。
【００４６】
なお、以上の実施の形態１乃至１ｅにおいては、スペーサ６同士の間の隙間の全てを、冷却水流路９として活用する場合を説明した。しかしながら、全ての隙間を冷却水流路９として活用する必要がなく、例えば、一つおきであっても二つおきであっても良いので、隙間の冷却水流路９としての活用形態は上記実施の形態に限定されるものではない。
【００４７】
次に、本発明の実施の形態２に係る高温高圧容器を、下記の各添付図面を順次参照しながら、上記実施の形態１と同一のもの、並びに同一機能を有するものに同一符号を付して、主として相違する点について説明する。図８はプレス枠内に組込まれてなる高温高圧容器の縦断面図、図９は高温高圧容器の横断面の一部分を示す図、図１０は高温高圧容器の上部付近の一部分を示す縦断面図である。
【００４８】
図に示す符号１はプレス枠５０内に、組込み取出し自在に組込まれてなる高温高圧容器で、この高温高圧容器１は、端部のそれぞれに、上記実施の形態１に係る外筒と同様に、線巻きフランジ２ｃを有する筒体２を備えている。この筒２の外周面には、外周面に沿って軸方向向きに、かつ周方向に所定の間隔を隔ててフラットバーからなる複数のスペーサ６が配設されると共に、スペーサ６同士の間に筒体２の一端側から他端側に連通する冷却水通水管９が介装されている。そして、スペーサ６と、冷却水通水管９との外周に、所定の張力が付与された状態にピアノ線３が巻回されている。
【００４９】
前記スペーサ６、および前記冷却水通水管９は前記ピアノ線３の巻回による変形によって、前記筒体２に外周面に密接されるものである。この方法によれば、焼嵌めのための加熱エネルギーが不要で、加工工数が少なくて済むから、焼嵌めのために外筒を加熱する方法に比較して、納期短縮、省エネルギーに関して優れている。ところで、本実施の形態２の場合には、冷却性能を向上させるために、前記筒体２の外周面と前記冷却水通水管９との間、および冷却水通水管９とスペーサ６との間に高熱伝導物質が充填されている。なお、高熱伝導物質としては、例えば高熱伝導性シリコングリース（シリコンコンパウンド）や高熱伝導物質を充填したシリコンゴム等を用いることができる。
【００５０】
前記筒体２の上部面、および上部の線巻きフランジ２ｃの上面に、後述する環状の冷却水集水ヘッダ７が着脱自在に配設され、前記筒体２の下部面、および下部の線巻きフランジ２ｃの下面と下蓋５のフランジ面との間に、後述する構成になる環状の冷却水供給ヘッダ８が着脱自在に配設されている。前記冷却水集水ヘッダ７には冷却水室７ａとなる環状溝が周設されており、その上部開口はシールリング７ｂ，７ｃを介して環状蓋板７１により開閉自在に閉蓋されるように構成されている。この冷却水室７ａの底板部にはシールリング溝が周設されてなる貫通穴が設けられており、これにシールリング７ｇが嵌着されている。前記貫通穴に前記冷却水通水管９の先端が嵌合されると共に、冷却水室７ａの底板部からの突出端にナット９ａが螺着されている。
【００５１】
また、前記冷却水供給ヘッダ８には冷却水室８ａとなる環状溝が周設されており、その下部開口はシールリング８ｂ，８ｃを介して環状蓋板８１により開閉自在に閉蓋されるように構成されている。この冷却水室８ａの底板部にはシールリング溝が周設されてなる貫通穴が設けられており、これにシールリング８ｇが嵌着されている。前記貫通穴に前記冷却水通水管９の先端が嵌合されると共に、冷却水室８ａの底板部からの突出端にナット９ａが螺着されている。従って、冷却水供給ヘッダ８の外周部に突設された給水ポート８ｄから冷却水室８ａに流入した冷却水は、筒体２から熱を奪いながら冷却水通水管９を流れて冷却水集水ヘッダ７の冷却水室７ａに流入し、この冷却水集水ヘッダ７の外周部に突設された排水ポート７ｄから系外に排水されるものである。
【００５２】
上記のとおり、これら冷却水集水ヘッダ７と冷却水供給ヘッダ８とは、冷却水通水管９の端部へのナット９ａの螺着により筒体２の上下端側に固定されると共に、ナット９ａの取外しにより取外されるように構成されている。従って、シールリングのシール機能が低下した場合には、これら冷却水集水ヘッダ７と冷却水供給ヘッダ８を取外すことによりシールリングを容易に交換することができる。
【００５３】
以下、上記構成になる高温高圧容器の作用態様を説明すると、高温高圧容器１により被処理物Ｗを処理するに際しては、給水ポート８ｄから冷却水供給ヘッダ８の冷却水室８ａに防錆剤を混入した冷却水を供給する。冷却水室８ａに流入した冷却水はここで等配分されてそれぞれの冷却水通水管９に流入し、熱交換しながらこの冷却水通水管９の下側から上側に流れる。これにより、筒体２が効果的に冷却される。そして、熱交換により高温になった冷却水は、冷却水集水ヘッダ７の冷却水室７ａに流入し、排水ポート７ｄから系外に排水される。
【００５４】
本実施の形態２に係る高温高圧容器１は、従来例１よりも下記の点で優れている。
（１） 従来例１のように、ピアノ線３が冷却水で濡れることがないから、ピアノ線３に断線原因となる錆が発生するようなことがなく、ピアノ線３の疲労寿命の延長が可能になる。
（２） 棒状のスペーサとピアノ線との間に薄板を介装した従来例１の場合のように、ピアノ線３の巻き付けにより筒体２が変形するようなことがないから、冷却水の透出を防止するシールリングのシール機能が失われるようなことがない。
【００５５】
また、本実施の形態２に係る高温高圧容器１は、従来例２よりも下記の点で優れている。
（１） 高圧容器内に冷却ジャケットが内装されてないから、高圧容器内に設置する加熱装置が小さくなるようなことがなく、被処理物が小さくなるようなことがないから、高圧容器をより大きくする必要がなく、経済的である。
（２） 冷却ジャケットが内側ジャケットと外側ジャケットとからなる二層構成で内外側ジャケットの何れか一方に冷媒用流路を形成したもののように、応力集中により筒体２に亀裂が発生するような恐れがない。
【００５６】
また、本実施の形態２に係る高温高圧容器１の場合には、冷却水集水ヘッダ７と冷却水供給ヘッダ８は、ナット９ａの着脱により、何れも着脱し得るように構成されている。従って、シールリングの損傷や材質劣化により冷却水漏れが発生しても、これら冷却水集水ヘッダ７、冷却水供給ヘッダ８を取外すことにより、シールリングを容易に交換することができるから、メインテナンス時間の短縮により、高温高圧容器１を使用するＨＩＰ装置の稼働率の向上、ならびにメインテナンスコストの低減に寄与することができる。
【００５７】
本発明の実施の形態２ａに係る高温高圧容器を、その上部付近の一部分を示す縦断面図の図１１を参照しながら、上記実施の形態２と同一のもの、並びに同一機能を有するものに同一符号を付して説明する。但し、冷却水集水ヘッダと冷却水供給ヘッダとは上下が逆に組み立てられているだけで全く同構成であるから、ヘッダの構成に関しては、冷却水集水ヘッダを例として説明する。
【００５８】
冷却水集水ヘッダ７には冷却水室７ａとなる環状溝が周設されており、その上部開口はシールリング７ｂ，７ｃを介して環状蓋板７１により開閉自在に閉蓋されるように構成されている。この冷却水室７ａの底板部には貫通穴が設けられており、この貫通穴に冷却水通水管９の先端が嵌合されると共に、冷却水室７ａの底板部からの突出端の基端部が水密溶接９ｂされている。
【００５９】
本発明の実施の形態２ａに係る高温高圧容器１によれば、冷却水通水管９に冷却水を流水することにより、筒体２を冷却することができ、そして環状蓋板７１を外すことにより、シールリング７ａ，７ｂを容易に交換することができる。従って、本発明の実施の形態２ａは上記実施の形態２と同等の効果を得ることができる。
【００６０】
本発明の実施の形態２ｂに係る高温高圧容器を、その上部付近の縦断面図の図１２を参照しながら、上記実施の形態２と同一のもの、並びに同一機能を有するものに同一符号を付して説明する。但し、冷却水集水ヘッダと冷却水供給ヘッダとは上下が逆に組み立てられているだけで全く同構成であるから、ヘッダの構成に関しては、冷却水集水ヘッダを例として説明する。
【００６１】
冷却水集水ヘッダ７には冷却水室７ａとなる環状溝が周設されており、その上部開口はシールリング７ｂ，７ｃを介して環状蓋板７１により開閉自在に閉蓋されるように構成されている。この冷却水室７ａの底板部にはシールリング溝が周設されてなる貫通穴が設けられており、これにシールリング７ｇが嵌着されている。前記貫通穴に前記冷却水通水管９の先端が嵌合されると共に、冷却水室７ａの底板部からの突出端の基端部は水密溶接９ｂされている。そして、前記貫通穴のシールリング７ｇと水密溶接９ｂとの間から冷却水集水ヘッダ７の外周に連通する漏出水検出ポート７ｅが設けられると共に、スペーサ６の上端部から冷却水集水ヘッダ７の外周に連通するガス検出穴７ｈが設けられている。
【００６２】
本発明の実施の形態２ｂに係る高温高圧容器１によれば、冷却水通水管９に冷却水を流水することにより、筒体２を冷却することができ、そして環状蓋板７１を外すことにより、シールリング７ａ，７ｂを容易に交換することができるから、上記実施の形態２と同等の効果を得ることができる。このような効果に加えて、漏出水検出ポート７ｅにより水密溶接９ｂからの冷却水漏れを検知することができるから、ピアノ線３の冷却水濡れトラブルを軽微にすることができる。さらに、ガス検出穴７ｈにより、筒体２の亀裂発生を検知することができるという効果を得ることができる。
【００６３】
本発明の実施の形態２ｃに係る高温高圧容器を、その上部付近の一部分を示す縦断面図の図１３を参照しながら、上記実施の形態２と同一のもの、並びに同一機能を有するものに同一符号を付して説明する。但し、冷却水集水ヘッダと冷却水供給ヘッダとは上下が逆に組み立てられているだけで全く同構成であるから、ヘッダの構成に関しては、冷却水集水ヘッダを例として説明する。
【００６４】
冷却水集水ヘッダ７は環状に形成されてなるパイプから構成されており、このパイプの内側が冷却水室７ａとなるように構成されている。そして、この冷却水集水ヘッダ７を、前記線巻きフランジ２ｃの基端部に設けられてなる貫通穴を貫通すると共に、略４５°の角度に屈曲形成されてなる冷却水通水管９の端部が貫通している。そして、冷却水通水管９の冷却水集水ヘッダ７への貫通部は水密溶接９ｂされている。図示省略しているが、パイプからなる冷却水集水ヘッダ７には、排水ポートが設けられている。
【００６５】
本発明の実施の形態２ｃに係る高温高圧容器１によれば、冷却水通水管９に冷却水を通水することにより、筒体２を冷却することができ、そして水密溶接９ｂは視認可能な位置である。従って、水密溶接９ｂからの冷却水漏れがあった場合、容易に補修することができるから、上記実施の形態２と同等の効果を得ることができる。これに加えて、冷却水集水ヘッダ７はパイプで極めて簡単な構成であるから、コスト的に有利になる。
【００６６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の請求項１に係る高温高圧容器の筒体は内筒と外筒とからなる二重構成になっている。そして、外筒にピアノ線が巻回されると共に、これら内筒と外筒との間に配設されたスペーサ同士の間の冷却水流路を冷却水が流れる構成で、内筒の肉厚は筒体よりも薄肉である。従って、本発明の請求項１に係る高温高圧容器は従来例１よりも下記の点で優れている。
（１） 高圧シールリング（高圧パッキン）を従来例１の場合よりも効果的に冷却することができ、高圧シールリングの寿命が延長されるから、高温高圧容器を使用するＨＩＰ装置のランニングコストに関して有利になる。
（２） 従来例１のように、ピアノ線が冷却水で濡れることがないから、ピアノ線３に断線原因となる錆が発生するようなことがなく、ピアノ線の疲労寿命の延長が可能になる。
（３） 棒状のスペーサとピアノ線との間に薄板を介装した従来例１の場合のように、ピアノ線の巻回により内筒が変形するようなことがないから、変形に起因して冷却水の透出を防止するシールリングのシール機能が失われるようなことがない。
【００６７】
また、本発明の請求項１に係る高温高圧容器は、従来例２よりも下記の点で優れている。
（１） 高圧容器内に冷却ジャケットが内装されていない。従って、高圧容器内に設置する加熱装置が小さくなるようなことがなく、被処理物が小さくなるようなことがないから、高圧容器をより大きくする必要がなく、経済的である。
（２） 冷却ジャケットが内側ジャケットと外側ジャケットとからなる二層構成で内外側ジャケットの何れか一方に冷媒用流路を形成したもののように、応力集中により筒体の内筒と外筒とに亀裂が発生するような恐れがない。
【００６８】
また、本発明の請求項１に係る高温高圧容器では、ピアノ線により巻回された間隔片の幅方向の両端外方に、冷却水流路から漏出する漏出水を筒体の端部方向に案内する漏出水案内流路が形成されると共に、筒体の端部側に、前記漏出水案内流路から流出する漏出水を目視し得る外方位置に流出させる漏出水検出手段が設けられている。従って、漏出水検出手段により漏出水を検出することにより、外筒に亀裂が発生したことを知ることができるから、外筒の亀裂に起因する重大事故を未然に防止することができる。
【００６９】
また、本発明の請求項２に係る高温高圧容器によれば、スペーサとして入手し易い形状のフラットバーを用いるので、高温高圧容器のコスト低減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係り、プレス枠内に組込まれてなる高温高圧容器の縦断面図である。
【図２】 本発明の実施の形態１に係る高温高圧容器の横断面の一部分を示す図である。
【図３】 本発明の実施の形態１ａに係る高温高圧容器の上部付近の一部分を示す縦断面図である。
【図４】 本発明の実施の形態１ｂに係る高温高圧容器の上部付近の縦断面図である。
【図５】 本発明の実施の形態１ｃに係る高温高圧容器の上部付近の一部分を示す縦断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態１ｄに係る高温高圧容器の上部付近の縦断面図である。
【図７】 図７（ａ）は本発明の実施の形態１ｅに係る高温高圧容器の下部付近の一部分を示す縦断面図、図７（ｂ）は本発明の実施の形態１ｅに係る高温高圧容器の横断面の一部分を示す図である。
【図８】 本発明の実施の形態２に係り、プレス枠内に組込まれてなる高温高圧容器の縦断面図である。
【図９】 本発明の実施の形態２に係る高温高圧容器の横断面の一部分を示す図である。
【図１０】 本発明の実施の形態２に係る高温高圧容器の上部付近の一部分を示す縦断面図である。
【図１１】 本発明の実施の形態２ａに係る高温高圧容器の上部付近の一部分を示す縦断面図である。
【図１２】 本発明の実施の形態２ｂに係る高温高圧容器の上部付近の縦断面図である。
【図１３】 本発明の実施の形態２ｃに係る高温高圧容器の上部付近の一部分を示す縦断面図である。
【図１４】 従来例１に係り、図１４(ａ)は高圧シリンダ（高温高圧容器）の上方および下方端を示す図、図１４(ｂ)は図１４(ａ)におけるＡ−Ａ線断面図、図１４(ｃ)は図１４(ｂ)に相当する別の例を示す図である。
【図１５】 従来例２に係り、図１５(ａ)は高温高圧容器の縦断正面図、図１５(ｂ)は高温高圧容器の横断面図である。
【符号の説明】
１…高温高圧容器、２…筒体、２ａ…内筒、２ｂ…外筒、２ｃ…線巻きフランジ、２ｄ…シールリング、２ｅ…外側検出溝、２ｆ…内側検出溝、２１…断熱層、２２…加熱装置、３…ピアノ線、３ａ…間隔片、３ｂ…漏出水案内流路、４…上蓋、４ａ…高圧シールリング、５…下蓋、５ａ…高圧シールリング、６…スペーサ、６ａ…外溝、６ｂ…締結体、７…冷却水集水ヘッダ、７１…環状蓋板、７ａ…冷却水室、７ｂ…シールリング、７ｃ…シールリング、７ｄ…排水ポート、７ｅ…漏出水検出ポート、７ｆ…漏出水検出ポート、７ｇ…シールリング、７ｈ…ガス検出穴、８…冷却水供給ヘッダ、８１…環状蓋板、８ａ…冷却水室、８ｂ…シールリング、８ｃ…シールリング、８ｄ…給水ポート、８ｅ…漏出水検出ポート、８ｆ…漏出水検出ポート、８ｇ…シールリング、９…冷却水流路または冷却水通水管、９ａ…ナット、９ｂ…水密溶接、１０…容器架台、１０ａ…漏出水検出ポート、５０…プレス枠、Ｗ…被処理物。
Claims (2)
- 張力を付与したピアノ線が筒体の外周に巻回され、前記筒体の軸方向の開口が嵌脱可能な蓋部材で密閉されると共に、内部に入れられた被処理物を高温高圧処理する高温高圧容器において、前記筒体は、内筒と、この内筒の外周面に沿って配列された複数のスペーサを介して外嵌される外筒とからなる２層筒体に構成され、隣接する前記スペーサ同士の間に、前記２層筒体の一端側から他端側に連通する冷却水流路が形成され、かつ前記ピアノ線は前記外筒の外周に間隔片を介して巻回され、前記間隔片の幅方向の外方に、前記冷却水流路から漏出する漏出水を前記筒体の端部方向に案内する漏出水案内流路が形成されると共に前記漏出水案内流路に漏出水検出手段が設けられてなることを特徴とする高温高圧容器。
- 前記スペーサは、フラットバーであることを特徴とする請求項１に記載の高温高圧容器。
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