JP5649803B2 - セラミック材料を鋳造構成要素から除去する方法及び装置 - Google Patents
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Description
a.物品を浸出流体中に没入させ且つ、容器内部の環境を雰囲気環境から隔離するステップと、
b.浸出流体の温度をその沸騰温度まで、又はその後の圧力の降下の結果として沸騰が生ずるであろう温度まで上昇させるステップと、
c.ピストンを使用して浸出容器の容積を増大させ、流体の圧力及び沸点を下降させ、これにより流体の沸騰を開始させるステップと、
d.流体の温度の降下率を監視するステップと、
e.浸出流体の温度の変化率が所定のレベルに達したとき、浸出容器の容積を減少させるステップと、
f.その温度の変化率が最小の加熱レベルに達する迄、浸出流体に熱を加えるステップと、
g.セラミック材料が完全に浸出される迄、ステップcないしステップfを反復するステップとを備える、方法。
浸出剤を保持する閉じた容器と、
容器内の浸出剤を加熱する熱供給体と、
蒸気を容器から凝縮させ得るように容器に結合された凝縮器と、
浸出剤の温度を測定する温度変換器と、
容器内の圧力を測定する圧力変換器と、
容器の容積を正確に変化させる手段と、
時間に従って容積を変化させる手段を作動させる電子式コントローラと、
圧力及び温度変換器からのフィードバックとを備える、装置。
Claims (31)
- 鋳造構成要素からセラミック材料を除去する方法において、
(a)セラミックコア(32、33)の少なくとも一部分が浸出材料(36)と接触した状態にて鋳造構成要素(30)を容器(35)内に配置するステップと、
(b)前記浸出材料(36)を加熱するステップと、
(c)容積変化機構(47、61、72、106)の可動部材(48、62、72)を第1の位置及び第2の位置間で移動させることにより、前記容器(35)内の浸出材料(36)の上部空間(45)の圧力を降下させて前記浸出材料を過熱させ且つ、少なくとも前記鋳造構成要素にて沸騰する泡を核形成するステップと、
(d)前記可動部材(48、62、72)を前記第1の位置及び第2の位置間で移動させることにより、前記上部空間(45)の圧力を上昇させて前記浸出材料の沸騰温度を上昇させるステップと、
(e)少なくとも前記ステップ(c)及び(d)の間、前記容器からの前記浸出材料の蒸発により前記浸出材料の濃度が変化するのを阻止するために、前記容器は閉じられている、鋳造構成要素からセラミック材料を除去する方法。 - 請求項1の方法において、
前記上部空間(45)の圧力の降下又は上昇の変化は、前記上部空間(45)と、前記容積変化機構(47、106)の内部空間と、前記上部空間(45)及び前記容積変化機構を相互に接続する流体流路と、からなる閉システム内の容積を拡大変化又は縮小変化することに伴って生ずる、方法。 - 請求項1の方法において、
前記容積変化機構(61、72)と前記浸出材料(36)上面との間に前記上部空間(45)が閉システムとして形成されており、前記上部空間(45)の圧力の降下又は上昇の変化は、前記閉システム内の容積を拡大変化又は縮小変化することに伴って生ずる、方法。 - 請求項1乃至3の何れかの方法において、
前記圧力を降下させ且つ前記圧力を上昇させるステップが、前記浸出材料中の温度の変化率がゼロとなるそれぞれの熱力学的平衡点にて開始される、方法。 - 請求項1乃至3の何れかの方法において、
前記セラミック材料を前記鋳造構成要素から除去するため、前記ステップ(c)ないし(d)を反復するステップを更に備える、方法。 - 請求項5の方法において、
前記反復するステップが、前記セラミック材料が前記鋳造構成要素からほぼ完全に除去される迄、行われる、方法。 - 請求項5の方法において、
前記浸出材料の温度及び温度の変化率の少なくとも一方である第一のパラメータを検知するステップを更に備え、
前記検知された第一のパラメータが第一の所定の状態に達したとき、前記圧力降下させるステップが開始され、
前記検知された第一のパラメータが第二の所定の状態に達したとき、前記圧力を上昇させるステップが開始され、
前記検知する間、前記容器が閉じられて、前記容器からの前記浸出材料の蒸発による前記浸出材料の濃度の変化を阻止し、
前記反復するステップが前記検知するステップを含む、方法。 - 請求項7の方法において、
前記第一のパラメータが前記浸出材料の温度である、方法。 - 請求項7の方法において、
前記第一のパラメータが、前記浸出材料の温度の変化率である、方法。 - 請求項5の方法において、
前記圧力を降下させるステップの結果、前記浸出材料の一部分が蒸発して蒸気となり、
前記蒸気を凝縮させるステップを更に含み、
前記凝縮させるステップの間、前記容器が閉じられて前記容器からの前記浸出材料の蒸発による前記浸出材料の濃度の変化を阻止し、
更に、前記反復するステップが前記凝縮させるステップを反復するステップを含む、方法。 - 請求項2又は3の方法において、
前記圧力を降下させるステップが、前記閉システム内の容積を増大させるステップであり、
前記圧力を上昇させるステップが、前記閉システム内の容積を減少させるステップである、方法。 - 請求項11の方法において、
前記容積変化機構(47、61、72、106)が、前記圧力を降下させるステップの間、作動されて前記閉システム内の容積を増大させ、前記圧力を上昇させるステップの間、作動されて前記閉システム内の容積を減少させる、方法。 - 請求項2又は3の方法において、
前記浸出材料の前記温度及び温度の変化率の少なくとも一方である第一のパラメータを検知するステップを更に備え、
前記検知された第一のパラメータが第一の所定の状態に達したとき、前記圧力を降下させるステップが開始され、
前記検知された第一のパラメータが第二の所定の状態に達したとき、前記圧力を上昇させるステップが開始され、
前記圧力を降下させるステップの結果、前記浸出材料の一部分が蒸発して蒸気となり、
前記圧力を降下させるステップが、前記閉システム内の容積を増大させるステップであり、前記圧力を上昇させるステップが、前記閉システム内の容積を減少させるステップであり、
前記蒸気を凝縮させるステップを更に備え、前記検知するステップ及び前記凝縮するステップの間、前記容器は閉じられて、前記容器からの前記浸出材料の蒸発によって前記浸出材料の濃度が変化するのを阻止し、
前記ステップ(c)ないし(d)及び前記検知するステップ及び前記凝縮するステップを反復するステップを更に備える、方法。 - 請求項13の方法において、
前記容積変化機構(47、61、72、106)が、前記圧力を降下させるステップの間、作動されて前記閉システム内の容積を増大させ、前記圧力を上昇させるステップの間作動されて前記閉システム内の容積を減少させる、方法。 - 請求項13の方法において、
浸出材料が、化学式MOHを有し、ここで、Mがリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム及びセシウムから成る群から選ばれる、方法。 - 請求項14の方法において、
前記浸出材料が、少なくともKOHを含む、方法。 - 請求項1乃至3の何れかの方法において、
前記圧力を上昇させるステップが前記圧力を降下させるステップの後に続き且つ、前記沸騰する泡の核形成を実質的に停止させる、方法。 - 請求項1乃至3の何れかの方法において、前記ステップ(c)において、前記浸出材料と接触する前記セラミックコアの表面にも沸騰する泡を核形成する、方法。
- 請求項18の方法において、
前記沸騰する泡の核形成により、前記浸出材料が前記鋳造構成要素及びセラミックコアの表面における沸騰する泡の核形成箇所の各々から離れるように動き、前記沸騰する泡の核形成箇所の各々にて前記浸出材料を補給するステップを更に備える、方法。 - 請求項14の方法において、
前記浸出材料が、少なくともNaOHを含む、方法。 - 鋳造構成要素からセラミック材料を除去するシステムにおいて、
(a)浸出材料(36)を保持し、セラミックコア(32、33)を包囲し且つ前記セラミックコア(32、33)の少なくとも一部分が前記浸出材料(36)と接触した状態の鋳造構成要素(30)を配置する容器(35)と、
(b)前記浸出材料(36)を加熱するヒータ(49、107)と、
(c)前記容器内の前記浸出材料の温度及び温度の変化率の少なくとも一方である第一のパラメータを検知するセンサと、
(d)可動部材(48、62、72)を有する容積変化機構(47、61、72、106)であって、前記可動部材(48、62、72)を第1の位置及び第2の位置間で移動させることにより、前記容器(35)内の前記浸出材料(36)の上部空間(45)の圧力を降下させて前記浸出材料を過熱させ且つ、少なくとも前記鋳造構成要素の表面に沸騰する泡を核形成すると共に、前記可動部材(48、62、72)を前記第1の位置及び第2の位置間で移動させることにより、前記上部空間(45)の圧力を上昇させて前記浸出材料の沸騰温度を上昇させる前記容積変化機構(47、61、72、106)と、
(e)少なくとも、上部空間(45)の圧力を降下させて前記浸出材料を過熱させ且つ、少なくとも前記鋳造構成要素の表面に沸騰する泡を核形成するステップ、及び、前記上部空間(45)の圧力を上昇させて前記浸出材料の沸騰温度を上昇させるステップの間、前記容器(35)を閉じて、前記容器(35)から前記浸出材料の蒸発により前記浸出材料の濃度が変化するのを阻止する蓋(41、72)とを備える、鋳造構成要素からセラミック材料を除去するシステム。 - 請求項21のシステムにおいて、
前記上部空間(45)の圧力の降下又は上昇の変化は、前記上部空間(45)と、前記容積変化機構(47、106)の内部空間と、前記上部空間(45)及び前記容積変化機構を相互に接続する流体流路と、からなる閉システム内の容積を拡大変化又は縮小変化することに伴って生ずる、システム。 - 請求項21のシステムにおいて、
前記容積変化機構(61、72)と前記浸出材料(36)上面との間に前記上部空間(45)が閉システムとして形成されており、前記上部空間(45)の圧力の降下又は上昇の変化は、前記閉システム内の容積を拡大変化又は縮小変化することに伴って生ずる、システム。 - 請求項21乃至23の何れかのシステムにおいて、
前記容積変化機構(47、61、72、106)が、前記センサにより検知された前記第一のパラメータが第一の所定の状態に達したとき、前記圧力を降下させ、
また前記センサにより検知された前記第一のパラメータが第二の所定の状態に達したとき、前記圧力を上昇させるようにした、システム。 - 請求項24のシステムにおいて、
前記第一の所定の状態に達し且つ、前記上部空間の容積が拡大変化したとき、前記容器内の前記浸出材料が過熱状態にされて、前記浸出材料が沸騰し、前記浸出材料と接触する前記セラミックコアの表面にも沸騰する泡が核形成し、
前記第二の所定の状態に達し且つ、前記上部空間の容積が縮小変化したとき、前記容器内の前記浸出材料の沸点が上昇して沸騰が停止する、システム。 - 請求項25のシステムにおいて、
前記浸出材料が沸騰するとき、蒸気が前記上部空間内に追加され、
前記容器内にて前記上部空間と作用可能に結合された凝縮器(103)であって、前記蒸気の少なくとも一部分を凝縮させるよう作用する前記凝縮器(103)を更に備える、システム。 - 請求項21乃至23の何れかのシステムにおいて、
前記センサにより検知された前記第一のパラメータを受け取るコントローラ(50)を更に備え、
前記コントローラ(50)が、前記第一のパラメータを使用して前記容積変化機構(47、61、72、106)の前記可動部材(48、62、72)を第1の位置及び第2の位置間で移動させ、
前記可動部材(48、62、72)が前記第2の位置へ移動することにより前記容器内の圧力が上昇し、前記可動部材(48、62、72)が前記第1の位置へ移動することにより前記容器内の圧力が降下するようにした、システム。 - 成形した金属物品からセラミック材料を除去するシステムにおいて、
浸出材料(36)を保持する部分と、気体状材料を保持する上部空間とを含む閉じた容器(35)と、
前記容器内の前記浸出材料を加熱するヒータ(49、107)と、
前記浸出材料の温度及び温度の変化率の少なくとも一方である第一のパラメータを検知するセンサと、
可動部材(48、62、72)を有する容積変化機構(47、61、72、106)であって、前記可動部材を第1の位置及び第2の位置間で移動させることにより、前記容器(35)内の前記上部空間(45)の圧力を減少させて前記浸出材料を過熱させ且つ、少なくとも前記鋳造構成要素の表面に沸騰する泡を核形成すると共に、前記可動部材(48、62、72)を前記第1の位置及び第2の位置間で移動させることにより、前記上部空間(45)の圧力を上昇させて前記浸出材料の沸騰温度を上昇させる前記容積変化機構(47、61、72、106)と、前記センサにより検知された前記第一のパラメータを使用して前記容積変化機構(47、61、72、106)を作動させる電子式コントローラ(50)と、
前記容器に結合された凝縮器(103)であって、前記浸出材料が沸騰することによって発生した蒸気の少なくとも一部を凝縮させるよう作用する前記凝縮器(103)とを備える、成形した金属物品からセラミック材料を除去するシステム。 - 請求項28のシステムにおいて、
前記上部空間(45)の圧力の降下又は上昇の変化は、前記上部空間(45)と、前記容積変化機構(47、106)の内部空間と、前記上部空間(45)及び前記容積変化機構を相互に接続する流体流路と、からなる閉システム内の容積を拡大変化又は縮小変化することに伴って生ずる、システム。 - 請求項28のシステムにおいて、
前記容積変化機構(61、72)と前記浸出材料(36)上面との間に前記上部空間(45)が閉システムとして形成されており、前記上部空間(45)の圧力の降下又は上昇の変化は、前記閉システム内の容積を拡大変化又は縮小変化することに伴って生ずる、システム。 - 請求項28乃至30の何れかのシステムにおいて、
前記容積変化機構(47、61、72、106)が、前記第一のパラメータが第一の所定の状態に達したとき、前記圧力を降下させ、
また前記第一のパラメータが第二の所定の状態に達したとき、前記圧力を上昇させるようにした、システム。
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