JPH0129513Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は熱間静水圧加圧装置、特に高圧容器外
で予熱、冷却可能な上記装置の断熱装置に関する
ものである。

（従来の技術） 熱間静水圧加圧（以下、HIPという）処理は高
温下で不活性ガスを圧媒として被処理体を等方圧
縮し、セラミツクス粉末や金属粉末等から緻密な
焼結体を製造したり、超硬合金に残留空孔を圧潰
除去したり、あるいは金属材料を拡散接合するた
めの優れた方法として近年、脚光を浴びている技
術であるが、高温高圧の雰囲気下で処理が行なわ
れるため特殊な耐圧構造を備えた高価なHIP装置
を用い、昇温、昇圧、降温、降圧に長時間をかけ
て行なわなければならない欠点があつた。

なかでも、特に千数百度という高温から装置の
構成材料が空気酸化に耐える温度迄に冷却するの
に要する時間が極めて長いため冷却時間を短縮す
ることはHIP処理合理化の大きな課題であつた。

そのため、本出願人はかかる課題を解決すべく
努力を重ね、さきに被処理体収納部と、それを囲
繞する加熱装置と該加熱装置を前記収納部と共に
内包被蔽する断熱倒立コツプ層からなる炉構造体
を一体的に高圧容器に装入し、HIP処理を施した
後、上記の炉構造体を高圧容器より取り出し、冷
却用補助ステーシヨンに移し入れて冷却すること
により冷却時間を著しく短縮し、HIP炉の稼動率
を高め得る方法を特願昭56−170506号として提案
した。

この方法は、所謂、モジユラー方式と呼ばれる
処理システムであり、その典型的処理サイクルは
次の如くである。

(イ) 製品取出位置において被処理体を下蓋の上に
セツトする。

(ロ) 補助ステーシヨンへ搬送して被処理体を気密
シリンダからなる帽体状ベツセル内の炉構造体
にセツトする。

(ハ) 被処理体と炉構造体とを一体的にHIP炉へ搬
送し高圧容器内にセツトしてHIP処理する。

(ニ) HIP処理後、降圧し、炉内が高温状態のまま
被処理体を含む炉構造体を補助ステーシヨンに
搬送装入する。

(ホ) 補助ステーシヨンにおいて必要な温度まで冷
却し、冷却後、被処理体のみを取り出して製品
取出位置へ搬送する。

(ヘ) 一方、上記(ニ)の工程後、空になつた高圧容器
へ他の補助スーシヨン中の炉構造体を装入し
HIP処理を行なう。

ところで、叙上の如き典型的処理システムによ
ればHIP処理後、長時間を要する冷却工程を高圧
容器外で行なうためHIP装置の生産性を大幅に向
上することができたが、かかるシステムにおいて
用いられる冷却用ステーシヨンの構成例として
は、例えば第４図に示す如き構成のもの、即ち冷
媒ジヤケツト５を備えた帽体状ベツセル６を主体
とし、被処理体Ｍを載置する載置台２と、加熱装
置３と、これらを内包する断熱コツプ層４を一体
として組み付けたHIP装置の下蓋１をベツセル６
の底部開口に気密嵌合し得るようにすると共に、
前記冷媒ジヤケツト５に冷媒供給口７、冷媒流出
口８を設けた構成のものが用いられて来た。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、上記のような冷却用補助ステー
シヨンでは特に冷却又は予熱のための補助ステー
シヨンの役割しか有せず、１基のHIP装置に対
し、HIP装置の稼動率向上のためには複数の前記
水ジヤケツト付き等の補助ステーシヨンを必要と
して装置全体を尨大化することは避けられないと
ころであり、実用化の大きな１つの問題であつ
た。

そこで、HIP処理の実用化が進められるに従
い、近時、より効率よく、しかも出来るだけ簡易
化された装置によるHIP装置の改善が求められて
来た。

かくて本考案は、時代の要請に応え、上記改善
を課題とし、炉構造体の外套構造に着目してモジ
ユラー方式と組合せ高圧容器外で冷却、予熱が可
能であると共に従来の冷却用補助ステーシヨン等
に見られた冷却筒、予熱筒を必要としない簡易構
成のHIP処理装置を案出することを問題点とする
ものである。

（問題点を解決するための手段） 即ち、本考案の特徴とするところは、高圧容器
に装入される炉構造体の断熱構造の外周に更に炉
構造体を内包する断熱層を配設し、該断熱層を下
蓋又は基板に気密に取り付け、かつ上部又は下部
に高圧容器内へ装入時に開放し、離脱時に閉鎖す
る気密弁を設けると共に該断熱層内部に媒体用ジ
ヤケツトを形成し、このジヤケツト内に通水又は
通気用媒体通路を設け、該通路をジヤケツト内外
の空間とシールドすると共に通路を通じ外部と連
通可能ならしめ、HIP処理中は高圧容器内圧力と
均一な高圧ガスを充填し、HIP処理時以外では水
等の冷却もしくは予熱用媒体を充填し得る如くな
した点にある。

ここで、前記断熱層は炉構造体と一体となつて
高圧容器に該容器下方又は上方より装入され、あ
るいは高圧容器から離脱されるものであり、従つ
てHIP処理時には炉構造体内部への高圧不活性ガ
スの充填を可能ならしめると共に高圧容器を離れ
た際には炉構造体内部を外部と気密遮断する必要
があり、そのため上部又は下部に高圧容器内への
装入時、開放し、離脱時、閉鎖し得る気密弁が設
けられる。

そして、HIP処理中には前記媒体ジヤケツト内
通路に高圧容器と均圧なガスをクイツクカツプリ
ング部材又は同効部材を介して外部より供給し、
媒体ジヤケツトの破損を防止する。

又、加圧処理が終り、例えば高圧容器より離去
し、高圧容器外で冷却するような場合は特別な補
助ステーシヨンを必要とすることなくクイツクカ
ツプリング部材を通じてジヤケツト内部に冷却水
などを送入し、水ジヤケツトにより内部を冷却し
また、加圧処理に先立ち、予熱する場合にはジヤ
ケツトへの加熱空気送入により内部を予熱する。

なお、冷却水を通水した後、HIP装置に搬送す
る前には水ジヤケツト内部はブロワー等で予め乾
燥させる。

かくして従来の水ジヤケツト付き等の冷却筒、
予熱筒を必要とすることなくモジユラー方式の特
長をより有効に活用し、冷却時間の大幅な短縮を
図ることが可能となる。

（実施例） 以下、更に本考案断熱装置の具体的な実施例を
添付図面にもとづき説明する。

第１図及び第２図は本考案に係る装置の１例で
あり、第１図はHIP処理後の高圧容器外での予熱
又は冷却中の状態を示し、第２図はHIP処理時の
状態を示す。

これら各図、就中、第２図において上下の蓋１
２，１３と高圧円筒１１で画成された高圧容器１
０の下蓋１３の上に被処理体Ｍ載置台１４を介し
て被処理体Ｍが載置され、該被処理体Ｍを囲繞し
て加熱装置、即ちヒータ１５と、それらを内包す
る断熱コツプ１６からなる炉構造体が装入されて
いる点は前記第４図に図示するものと基本的に変
わるところはない。

しかし、第１図及び第２図にあつては前記炉構
造体における断熱コツプ１６の外周に更に炉構造
体を内包被蔽する断熱層１８が内側１８ａ及び外
側ケーシング１８ｂで形成されて套状部として媒
体用ジヤケツトを構成しており、これにはその内
部に水、加熱空気、高圧ガス等、所要の媒体を充
填する媒体通路１８′が形成されていると共に該
通路１８′は断熱層１８内外の空間と下部パツキ
ン２５によつて気密にシールされ、その下端は下
蓋１３に設けられている通路１９を通じて水用ク
イツクカツプリング部材２０（第１図参照）又は
ガス用クイツクカツプリング部材２２（第２図参
照）を介して夫々、冷却水配管２１又はガス配管
２３と連通している。

又、上記媒体用ジヤケツトを形成する断熱層１
８の上部には気密弁１７が設けられ、第１図に示
す外部での予熱又は冷却時にはばね付勢により上
昇し弁閉止の状態を呈すると共に、第２図におけ
るHIP処理時には高圧容器１１の上蓋１２により
気密弁１７上端をばね付勢に抗して押圧し、高圧
容器１０内の高圧室と炉構造体内部とを連通せし
めてガス配管２３からの高圧不活性ガスを上蓋１
２内の通路２４より炉構造体内へ充填せしめ得る
ようになつている。

なお、以上は炉構造体を高圧容器１０の下部開
口を通じて装脱する場合であるが、高圧容器の上
部開口に装脱し、又は上部開口より出し入れする
ことも勿論可能であり、基本的には両者変わると
ころはない。

第３図は上記炉構造体を断熱層と共に高圧容器
１０の上蓋を開放して上方より取り出す場合の実
施例であり、媒体ジヤケツトを形成する断熱層１
８は載置台１４、加熱装置１５、断熱コツプから
構造体１６からなる炉構造体と共に基板２６にパ
ツキン２５′を介して気密に載置されており、上
部には取り出し用吊手３６が設けられている。

そして、この構造では同第３図左半部に示すよ
うにHIP時、高圧容器１０内の高圧室と炉構造体
内部を連通せしめて高圧不活性ガスを炉構造体内
に充填するために、スプリング２９で支持された
ロツド付気密弁２７が下部の基板２６に設けた連
通開口２８に設けられており、断熱層１８及び炉
構造体が高圧容器１０外に取り出されたときには
気密弁２７が連通開口２８をスプリング２９の弾
性付勢によつて閉鎖し、一方、HIP処理のため、
高圧容器１０内に装入されるときは高圧容器１０
の下蓋１３によつて気密弁２７のロツドをスプリ
ングの弾性付整に抗して押圧し、連通開口２８を
通じ、かつ載置台１４脚部の開口３０を通つて高
圧不活性ガスを通過させるように構成されてい
る。

又、加熱装置１５においては、そのリード線３
２を高圧容器外部に連結させるためリード線を挿
通する接合絶縁部材３１が基板２６を下方へ貫通
して設けられ、下蓋１３に設けた嵌合部３３に嵌
接合してリード線を引き出し、図示していない
が、下蓋１３内を通つて外部電源等と連結される
ようになつている。

更に上記本実施例の配管系では断熱層１８下部
の側方開口３５においてパツキンを介して気密的
に冷却水配管又はガス配管３４が接続、離脱され
る構成となつている。

なお、第３図の第１図、第２図と同一符号は同
一部分を示す。

（実施例の作用） 次いで、以下、上記本考案装置の作用について
述べる。

先ず、第１図、第２図においてHIP処理後、高
温状態で高圧容器１０から取り出された炉構造体
は冷却用補助ステーシヨンに搬送されシリンダ内
に装入されるか、あるいはそのままでクイツクカ
ツプリング部材２０を介して冷却水配管２１と連
結される。

そして、この結果、冷却水は下蓋内の通路１９
より媒体ジヤケツト１８内の通路１８′に導入さ
れ、該通路１８を充満して流れ、図示していない
が適宜、排出口より排出されてその間、炉構造体
内を所定温度まで冷却し、被処理体の取り出しを
可能とする。

かくして、所定の冷却後、製品を取り出し該製
品は製品取出ステーシヨンへ搬送される。

なお、冷却水通水後、ジヤケツト内に残存する
冷媒は次のHIP処理を行なう前に乾燥しておくこ
とが好ましく、適宜、ブロワー等で乾燥する。

一方、前記媒体ジヤケツトをもつ炉構造体を
HIP処理のため高圧容器１０内に装入するとき
は、該高圧容器への装入に先立ち、加圧処理前に
予熱するときには媒体ジヤケツト内に予熱用媒体
を供給して予熱し、その後、装入して上蓋からの
高圧ガスの導入と共に、ガス用クイツクカツプリ
ング部材２２をガス配管２３と連通させ、同時に
媒体ジヤケツトの媒体通路１８′内に該高圧ガス
を導入し、ジヤケツトの破損を防止するようにす
る。

なお、水用クイツクカツプリング部材２０とガ
ス用クイツクカツプリング部材２２は各別でなく
共用してもよい。

以上は第１図、第２図にもとづく説明であるが
第３図に図示する装置においても断熱層と、炉構
造体との取り出し方向が上方である以外は、実質
的に何ら変わるものではなく、HIP処理中は第３
図左半部の状態で処理が行なわれ、処理終了後は
同第３図右半部の状態として配管３４と連結され
冷却作用が行なわれる。

このとき、炉構造体と断熱層の取り出し方向の
相違によつて気密弁２７の作動は第１図、第２図
と稍、相違するが、本質的には同様であり、これ
は図示構造より容易に理解されるであろう。

（考案の効果） 以上の如く考案装置は炉構造体外周の断熱層内
部に媒体ジヤケツトを形成し、これに通水、通気
用の通路を配してクイツクカツプリング部材等を
介して外部と連通せしめたものであるから、HIP
処理の前後において予熱、冷却を行なう場合にも
水ジヤケツトをもつ予熱筒、冷却筒を特に必要と
せず、補助スーシヨンの構成を簡単ならしめるか
又は不要ならしめてモジユラー方式によるHIP処
理を簡易化し、HIP処理装置全体の簡素化、単純
化を達成せしめると共に、補助ステーシヨンでの
冷却をより一層、有効ならしめ、冷却時間を大幅
に短縮することができる。

又、上記冷却時間の短縮に伴なつてHIP炉の稼
動率の向上を促し、冷却用補助ステーシヨンの設
置基数を減少せしめ、設備投資を低減し得る等の
経済的メリツトをも増大する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案に係る断熱装置をも
つ炉構造体の１例を示す概要断面図で、第１図は
高圧容器外、第２図は高圧容器装入時における状
態を示す。第３図は本考案の他の実施例を示し、
その右半部は高圧容器外、左半部は高圧容器装入
時の状態である。第４図は従前における水ジヤケ
ツト付き冷却装置を示す断面概要図である。 １０……高圧容器、１１……高圧円筒、１２…
…上蓋、３３……下蓋、１４……被処理体載置
台、１５……加熱装置、１６……断熱コツプ、１
７，２７……気密弁、１８……媒体ジヤケツト形
成断熱層、１８′……媒体通路、１９……下蓋通
路、２０，２２……クイツクカツプリング部材、
２１，３４……冷却水配管、２３……ガス配管。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 被処理体収納部と、それを囲繞する加熱装置
   と、該加熱装置を前記収納部と共に内包する断
   熱構造よりなる炉構造体を高圧円筒と上下の蓋
   によつて画成される高圧容器内に装入して熱間
   静水圧加圧処理を行なう装置において、前記炉
   構造体の外周に更に該構造体を内包する断熱層
   を設けてなり、該断熱層は下蓋又は基板に気密
   に取り付けられ、上部又は下部に高圧容器内へ
   装入時に開放し、離脱時に閉鎖する気密弁を有
   すると共に、内部に媒体ジヤケツトを形成し、
   このジヤケツトは内部に媒体通路をもち、この
   通路はジヤケツト内外の空間とシールドされ、
   外部と連通しており、加圧処理中は高圧容器内
   圧力と均圧なガスを充填し、加圧処理時以外は
   予熱又は冷却用媒体を選択的に供給可能である
   ことを特徴とする熱間静水圧加圧装置の断熱装
   置。 ２ 炉構造体と、その外周に設けられた媒体ジヤ
   ケツトを含む断熱層が高圧容器の下蓋と共に高
   圧容器下方より一体的に取り出される実用新案
   登録請求の範囲第１項記載の熱間静水圧加圧装
   置の断熱装置。 ３ 炉構造体と、その外周に設けられた媒体ジヤ
   ケツトを含む断熱層が高圧容器の上蓋を解放し
   高圧容器上方より一体的に取り出される実用新
   案登録請求の範囲第１項記載の熱間静水圧加圧
   装置の断熱装置。