JP5356172B2 - 熱間等圧加圧装置及び熱間等圧加圧方法 - Google Patents
熱間等圧加圧装置及び熱間等圧加圧方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5356172B2 JP5356172B2 JP2009224701A JP2009224701A JP5356172B2 JP 5356172 B2 JP5356172 B2 JP 5356172B2 JP 2009224701 A JP2009224701 A JP 2009224701A JP 2009224701 A JP2009224701 A JP 2009224701A JP 5356172 B2 JP5356172 B2 JP 5356172B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure medium
- medium gas
- processing chamber
- temperature
- stirring fan
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
- B30B11/001—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a flexible element, e.g. diaphragm, urged by fluid pressure; Isostatic presses
- B30B11/002—Isostatic press chambers; Press stands therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
- B30B11/005—Control arrangements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Press Drives And Press Lines (AREA)
Description
例えば、特許文献1や特許文献2には、炉内に設けられている撹拌ファンによって強制的に圧媒ガスを撹拌することで、冷却時の炉内温度を均一化して冷却を促進させるHIP方法が開示されている。また、特許文献3には、圧媒ガスを炉内に設けられた強制循環ファンを用いて断熱層の内側から外側に送って、高圧容器の容器壁に接触させることにより冷却を促進させる間接急冷方式のHIP方法が開示されている。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、従来の装置では撹拌ファンを用いることができなかった高温のHIP処理に対しても撹拌ファンを用いて急速冷却を行うことができる熱間等圧加圧装置及び熱間等圧加圧方法を安価に提供することを目的とする。
即ち、本発明の熱間等圧加圧装置は、圧媒ガスを充填可能な高圧容器と、前記高圧容器内に配備されて被処理品を収容する処理室と、当該処理室内の圧媒ガスを加熱する加熱手段と、を備えた熱間等方圧加圧装置であって、前記処理室には、前記加熱手段より下側に設けられて前記処理室を上側の高温部と下側の低温部とに仕切ると共に前記圧媒ガスを低温部から高温部に透過可能とされた断熱部材と、前記断熱部材より下側の低温部に設けられると共に前記低温部内の圧媒ガスを高温部に送ることで処理室内の圧媒ガスを撹拌する撹拌ファンと、が備えられており、前記熱間等方圧加圧装置には、前記処理室内の圧媒ガスが前記撹拌ファンの耐熱性能から予め設定された許容温度以下までに冷却された際に、前記撹拌ファンを回転させて当該処理室内を均熱化して冷却を促進する制御部が設けられていることを特徴とする。
また、冷却が開始されても圧媒ガスの温度が撹拌ファンの耐熱性能から予め設定された許容温度以上のときは、撹拌ファンが回転せず高温の圧媒ガスが撹拌ファンに接触することもない。それゆえ、撹拌ファンを高温の圧媒ガスから保護することができ、従来の撹拌ファンのように高価な材料を用いる必要や、HIP処理の温度を下げる必要がなくなる。
それゆえ、本発明の熱間等圧加圧装置では、製造コストを高騰させることなく、従来の装置では撹拌ファンを用いることができなかった高温のHIP処理に対しても撹拌ファンを用いて急速冷却を行うことができる。
一方、本発明の熱間等圧加圧方法は以下の技術的手段を講じている。
なお、上述の方法においては、炉内の温度が高い間は断熱層を介する伝熱作用による冷却(いわゆる炉冷)を行うか、または前記撹拌ファンを回転させる前に、前記処理室内の圧媒ガスを自然対流させて前記高圧容器の容器壁に接触させることにより、前記処理室内の圧媒ガスを予め前記許容温度以下までに冷却すると良い。
図1は、本発明に係る熱間等方圧加圧装置1(以下、HIP装置1と呼ぶ)を示している。このHIP装置1は、圧媒ガスを充填可能な高圧容器2を有している。この高圧容器2の内側には円筒な筺状の断熱構造体3が配備されており、この断熱構造体3の内部は外部に対して熱的に隔離された空洞となっている。そして、この空洞には、圧媒ガスの流れを整流する整流筒4、整流筒4の内部に設けられて被処理品を収容する処理室5、及び処理室5内の圧媒ガスを加熱する加熱手段6などが設けられている。
高圧容器2は、上下方向に沿った軸心回りに円筒状に形成された容器本体7と、容器本体7の上側開口を塞ぐように容器本体7の上側に配備された蓋体8と、容器本体7の下側開口を塞ぐように容器本体7の下側に配備された底体9とを有している。これらの容器本体7、蓋体8及び底体9は、いずれも圧媒ガスから加わる高圧に耐えられるように、低合金高強度鋼などを用いて強固に形成されている。また、容器本体7、蓋体8及び底体9は、互いにシール(図示略)を介して隙間なく嵌め込まれており、内部に封入した圧媒ガスを外部に漏らさないように組み立てられている。この高圧容器2には図示を省略する圧媒ガスの供給配管や排出配管が連結されており、高圧容器2の内部にはこれらの配管を通じて供給された高温高圧の圧媒ガスが封入されている。
断熱構造体3は、セラミックファイバやジルコニアフェルトなどの断熱材料で円筒な筺状に形成されており、ホットゾーン内外(円筒の内部と外部と)を熱的に隔離している。断熱構造体3は、高圧容器2の内側に配備された外側断熱体10と、この外側断熱体10のさらに内側に配備された内側断熱体11とを内外二重に備えており、これらの内側断熱体11と外側断熱体10との下側開口にはこの開口を塞ぐように底側断熱体12が遊嵌状態で設けられている。
底側断熱体12の中央側には、後述する撹拌ファン20の回転軸22を挿通する挿通孔24が形成されており、この挿通孔24の外周側には底側断熱体12を上下に貫通して底側断熱体12の下側の圧媒ガスを上方に取り込む流通孔25が形成されている。流通孔25の下側には、上下方向に移動してこの流通孔25を閉鎖可能な流路開閉弁26が備えられており、この流路開閉弁26と流通孔25とで底側断熱体12の下側に収容されて低温とされた圧媒ガスを撹拌ファン20に直接導いて処理室5内の冷却を促進させる流路開閉手段27が構成されている。なお、撹拌ファン20及び流路開閉手段27については、後ほど詳しく述べる。
整流筒4の内部には、この整流筒4の内部を断熱的に上下に仕切る断熱部材28とこの断熱部材28の上方に配備されて圧媒ガスを整流する整流板29とが設けられている。整流板29の上側は図示しない支持台などに被処理品を載せてHIP処理を行う処理室5となっている。
加熱手段6は、整流筒4の下側に配備される第1ヒータ30と、整流筒4の外側に設けられる第2ヒータ34とを有している。第1ヒータ30は、整流板29の下側に配備されており、圧媒ガスを加熱して整流板29の整流孔33に送ることができるようになっている。第2ヒータ34は、内側断熱体11より小径且つ整流筒4より大径な円筒状のヒータであり、整流筒4と内側断熱体11との間に上下方向に互いに等間隔をあけて複数(本実施形態では3つ)設けられている。
高温部31は、整流筒4の内部において断熱部材28より上側に位置する部分であり、その内部の一部は処理室5とされている。高温部31は、その下側に配備された断熱部材28とこの断熱部材28より上側の内側断熱体11とで外部から熱的に遮断されており、低温部32に比べて圧媒ガスを高温に維持できるようになっている。また、この高温部31は、その内部に加熱手段6の第2ヒータ34を有しており、内部には圧媒ガスを1000℃以上の圧媒ガスが収容できるようになっている。
そこで、本発明のHIP装置1では、圧媒ガスの温度が許容温度以下までに冷却された際に撹拌ファン20を回転させて、撹拌ファン20を破損から保護する制御部35が設けられている。
温度センサ36は高圧容器2の外側から処理室5内に挿し込まれた先端で処理室5内の圧媒ガスの温度を計測する熱電対であり、この温度センサ36で計測された温度はコントローラ37に送られる。なお、本実施形態では、先端を高温部31に挿し込んで高温部31内の圧媒ガスの温度を計測する温度センサ36を例示しているが、例えば先端を低温部32に挿し込んで低温部32内の圧媒ガスの温度を計測する温度センサ36を用いることもできる。
本発明のHIP方法は、処理室5内の圧媒ガスを所定温度まで昇温する昇温工程と、所定温度まで昇温された圧媒ガスを被処理品に接触させてHIP処理を行うHIP処理工程と、HIP処理を行った後に処理室5内の圧媒ガスを冷却する冷却工程とを順に行うものであり、特に冷却工程において処理室5内を均熱化して冷却を促進することを特徴とするものである。つまり、本発明のHIP方法は、冷却工程で処理室5内の圧媒ガスが撹拌ファン20の耐熱性能から予め設定された許容温度以下までに冷却された際に撹拌ファン20を回転させて当該処理室5内を均熱化して冷却を促進することを特徴とするものである。
まず、昇温工程やHIP処理工程について、簡単に説明する。
図1に示されるように、昇温中やHIP処理中には、上述した外側断熱体10の貫通孔16に栓部材17が嵌入されており、貫通孔16は閉鎖されている。そのため、外側断熱体10の内側にある第2冷却流路15から外側にある第1冷却流路13に向かって圧媒ガスが流通できないようになっており、処理室5内の圧媒ガスは外側断熱体10より外側(高圧容器2側)に流れ出ることはない。つまり、処理室5内から流れ出た高温の圧媒ガスが高圧容器2(容器本体7)の内周面に接触すると、容器本体7の容器壁を介して内外に熱交換が行われ圧媒ガスが急激に冷却されるが、貫通孔16が閉鎖されていれば高温の圧媒ガスが高圧容器2の内周面に接触することもない。そこで、HIP処理中や昇温中は処理室5内の圧媒ガスは断熱構造体3の内部に収容され、圧媒ガスを高温状態に維持することが可能となる。
図2に示されるように、この冷却工程では、まず上述した栓部材17を上方に移動させて貫通孔16を開通させる。なお、栓部材17は動かさず、断熱構造体3を介して伝熱によって炉内を冷却する炉冷を行った後にこの動作(貫通孔16を開通させる動作)に移る場合もある。そうすると、第1冷却流路13と第2冷却流路15とが連通して第2冷却流路15から第1冷却流路13に圧媒ガスが流通できるようになる。第1冷却流路13に流れ出た圧媒ガスは高圧容器2の内周面に接触し、容器本体7の容器壁を介して熱交換が行われて圧媒ガスの冷却が急激に進む。このようにして第1冷却流路13で冷却され低温になった圧媒ガスはガス密度が大きくなるため下方に向かって流れ、一方では第2冷却流路15内の圧媒ガスは内側断熱層11を介した伝熱作用で加熱され、ガス密度が高くなるため上方に移動する。それゆえ、外側断熱体10の内外では、第2冷却流路15から第1冷却流路13を通って第2冷却流路15に戻る環状のガス流が外側断熱体10の内外に発生する。
そこで、本発明では、撹拌ファン20で処理室5の下側の圧媒ガスを上方に移動させて、処理室5内を均熱化している。なお、この温度差は、冷却初期は大きくないため、処理室5内の均熱化はあまり必要ではない。また、冷却初期は圧媒ガスの冷却が進んでいないので、上述したように撹拌ファン20が熱で破損する虞がある。そこで、本発明のHIP装置1では、処理室5内の圧媒ガスが撹拌ファン20の耐熱性能から予め設定された許容温度以下までに冷却された際に撹拌ファン20を回転させるようにしているのである。
このような場合は、図3に示されるように、流路開閉手段27の流路開閉弁26を下方に移動させて、底側断熱体12に形成された流通孔25を開通状態にする。そうすると、第1冷却流路13を下方に流れて吸気口14を通った圧媒ガスは流通孔25を介して撹拌ファン20側に直接導かれ、この低温の圧媒ガスが処理室5内の圧媒ガスと混合されて冷却をさらに促進させることができる。
また、冷却が開始されても圧媒ガスの温度が撹拌ファン20の耐熱性能から予め設定された許容温度以上のときは、撹拌ファン20が回転せず高温の圧媒ガスが撹拌ファン20に接触することもない。それゆえ、撹拌ファン20を高温の圧媒ガスから保護することができ、従来の撹拌ファン20のように高価な材料を用いる必要や、HIP処理の温度を下げる必要がなくなる。
それゆえ、本発明の熱間等圧加圧装置では、製造コストを高騰させることなく、従来の装置では撹拌ファン20を用いることができなかった高温のHIP処理に対しても撹拌ファン20を用いて急速冷却を行うことができる。
2 高圧容器
3 断熱構造体
4 整流筒
5 処理室
6 加熱手段
7 容器本体
8 蓋体
9 底体
10 外側断熱体
11 内側断熱体
12 底側断熱体
13 第1冷却流路
14 吸気口
15 第2冷却流路
16 貫通孔
17 栓部材
18 ガス戻し口
19 給排口
20 撹拌ファン
21 プロペラ
22 回転軸
23 モータ
24 挿通孔
25 流通孔
26 流路開閉弁
27 流路開閉手段
28 断熱部材
29 整流板
30 第1ヒータ
31 高温部
32 低温部
33 整流孔
34 第2ヒータ
35 制御部
36 温度センサ
37 コントローラ
Claims (5)
- 圧媒ガスを充填可能な高圧容器と、前記高圧容器内に設けられ且つ被処理品を収容する処理室と、前記高圧容器内に設けられて前記処理室内の圧媒ガスを加熱する加熱手段と、を備えた熱間等方圧加圧装置であって、
前記加熱手段より下側に設けられて前記処理室を上側の高温部と下側の低温部とに仕切ると共に前記圧媒ガスを低温部から高温部に透過可能とされた断熱部材と、
前記断熱部材より下側の低温部に設けられると共に前記低温部内の圧媒ガスを高温部に送ることで処理室内の圧媒ガスを撹拌する撹拌ファンと、
前記処理室内の圧媒ガスが前記撹拌ファンの耐熱性能から予め設定された許容温度以下までに冷却された際に、前記撹拌ファンを回転させて当該処理室内を均熱化して冷却を促進する制御部と
が設けられていることを特徴とする熱間等方圧加圧装置。 - 前記撹拌ファンは、前記加熱手段と同じ耐熱性を備えた材料で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の熱間等方圧加圧装置。
- 前記撹拌ファン及び加熱手段は、モリブデンを含む金属材料から形成されていることを特徴とする請求項2に記載の熱間等方圧加圧装置。
- 圧媒ガスを充填可能な高圧容器と、前記高圧容器内に配備されて被処理品を収容する処理室と、当該処理室内の圧媒ガスを加熱する加熱手段と、を備えた熱間等方圧加圧装置で熱間等方圧加圧処理を行った後、前記処理室内を冷却するに際しては、
前記処理室における加熱手段より下側に前記処理室を上側の高温部と下側の低温部とに仕切ると共に前記圧媒ガスを低温部から高温部に透過する断熱部材と、当該低温部に前記低温部内の圧媒ガスを高温部に送ることで処理室内の圧媒ガスを撹拌する撹拌ファンと、を設けておき、
前記処理室内の圧媒ガスが前記撹拌ファンの耐熱性能から予め設定された許容温度以下までに冷却された際に、前記撹拌ファンを回転させて当該処理室内を均熱化して冷却を促進することを特徴とする熱間等方圧加圧方法。 - 前記撹拌ファンを回転させる前に、
前記処理室内の圧媒ガスを自然対流させて前記高圧容器の容器壁に接触させることにより、前記処理室内の圧媒ガスを予め前記許容温度以下までに冷却することを特徴とする請求項4に記載の熱間等方圧加圧方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009224701A JP5356172B2 (ja) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | 熱間等圧加圧装置及び熱間等圧加圧方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009224701A JP5356172B2 (ja) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | 熱間等圧加圧装置及び熱間等圧加圧方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011075151A JP2011075151A (ja) | 2011-04-14 |
JP5356172B2 true JP5356172B2 (ja) | 2013-12-04 |
Family
ID=44019333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009224701A Active JP5356172B2 (ja) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | 熱間等圧加圧装置及び熱間等圧加圧方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5356172B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103062152B (zh) * | 2013-01-24 | 2015-12-23 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 控制温等静压机工作缸内部温度均匀性的装置 |
KR101708490B1 (ko) * | 2014-04-11 | 2017-02-21 | 에너진(주) | 가열과 냉각이 가능한 등방압 프레스장치 및 이를 이용한 칩 부품의 제조방법 |
CN109808283A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-05-28 | 吉林大学 | 一种蜂窝夹芯复合板用模具 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1183338A (ja) * | 1997-09-10 | 1999-03-26 | Kobe Steel Ltd | 熱間等方圧加圧装置 |
JP3916490B2 (ja) * | 2002-03-28 | 2007-05-16 | 株式会社神戸製鋼所 | 熱間等方圧プレス装置および熱間等方圧プレス方法 |
JP2007309548A (ja) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Kobe Steel Ltd | 熱間等方圧プレス装置 |
JP2007313553A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Kobe Steel Ltd | 熱間等方圧プレス装置 |
EP2222428B1 (en) * | 2007-12-14 | 2016-11-16 | Quintus Technologies AB | Hot isostatic pressing arrangement |
-
2009
- 2009-09-29 JP JP2009224701A patent/JP5356172B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011075151A (ja) | 2011-04-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5615019B2 (ja) | 熱間等方圧加圧装置 | |
JP5826102B2 (ja) | 熱間等方圧加圧装置 | |
WO2014192506A1 (ja) | 熱間等方圧加圧装置 | |
US7011510B2 (en) | Hot isostatic pressing apparatus and hot isostatic pressing method | |
US8652370B2 (en) | Hot isostatic pressing method and apparatus | |
JP4204253B2 (ja) | 熱間等方加圧装置 | |
JPWO2005092791A1 (ja) | シリコン鋳造装置および多結晶シリコンインゴットの製造方法 | |
WO2015005047A1 (ja) | 熱間等方圧加圧装置 | |
US4359336A (en) | Isostatic method for treating articles with heat and pressure | |
CN110446900B (zh) | 热等静压加压装置 | |
US4217087A (en) | Isostatic apparatus for treating articles with heat and pressure | |
JP5356172B2 (ja) | 熱間等圧加圧装置及び熱間等圧加圧方法 | |
JP2007309548A (ja) | 熱間等方圧プレス装置 | |
RU2427449C1 (ru) | Газостат | |
JP6891348B2 (ja) | 物品を加工するための方法および物品の高圧処理のための方法 | |
WO2012149979A1 (en) | Pressing arrangement | |
JPH09133470A (ja) | 熱間等方圧加圧装置及び当該装置の冷却方法 | |
JPS5987032A (ja) | 加工品処理装置 | |
CN109468437B (zh) | 一种恒速降温真空退火炉 | |
CN112857057B (zh) | 热处理炉 | |
RU2429105C1 (ru) | Газостат | |
RU2430810C1 (ru) | Газостат |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110901 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130806 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130828 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5356172 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |