JPH018956Y2 - - 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（以下、HIPと略記す
る。）装置に係り、特にHIP処理後の冷却におい
て冷却速度を必要な値にコントロールできるよう
にしたHIP装置に関するものである。

（従来の技術） HIP装置は一般に高圧容器と、上蓋、下蓋とに
よつて画成される高圧室内に断熱層、ヒータ、炉
床などを配して構成されており、炉床上に処理品
を載置して高温高圧ガスを供給することによつて
高温高圧下、等方圧縮処理を行なうものである
が、このHIP処理は、１サイクルに要する時間が
長時間に及ぶ難点があつて、その実用化と共に工
程全体にわたる合理化の努力が強く要請されて来
た。なかでも、冷却は、HIP処理工程上の大きな
隘路であつてその改善の工程全体の合理化に及ぼ
す影響は大きく、冷却時間の短縮を始めとして効
率的な冷却手段の検討が広く試みられている。

そこで、かかる状況に即応し、本出願人におい
ても冷却手段の改善に取り組み、その一環として
さきに処理室内のマクロなガス対流を利用して冷
却手段の短縮化を図ることを知見し、実願昭58−
125126号（実公昭62−24238号公報）などとして
提案した。

これは、従来のHIP装置において断熱層の上部
ならびに下端部にガス通路を開設すると共に上部
ガス通路に開閉可能な弁を設けてHIP処理終了
後、弁を開いてマクロなガス対流を生ぜしめるこ
とによつて冷却時間の短縮を図るものである。

ところで、上記冷却手段の改善は、従来のHIP
装置に対し２倍、３倍の生産性向上をもたらすな
ど著しい合理化を達成するが、HIP処理において
その冷却速度はガスの自然対流に委ねられ、必ら
ずしも処理品に対し最適な冷却速度であるかどう
かは疑問である。

又、一般にHIP処理後の冷却工程において、冷
却速度はいかなる場合も、必らずしも一様とは云
えず、場合によつてはゆつくり冷却しなければな
らないことがある。殊に、磁気フエライトなどの
磁性材料においてはかかる冷却速度の変更が要請
される。しかしながら、上記の如き冷却手段で
は、冷却時間は短縮されるとは云え、冷却速度の
コントロールまでは不可能であり、現在、このよ
うな冷却速度のコントロールを考慮したHIP装置
は提案されていない。

（考案が解決しようとする問題点） 本考案は、上述の如き実状に鑑み、高圧室内の
マクロなガス対流により冷却速度を高めると共に
更に該冷却速度をコントロールすることにより所
要の設定値に沿つた冷却を可能ならしめることを
目的とするものである。

（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、断熱層の
上部位置ならびに下端部にガス通路開設し、その
一方に同通路の開閉を司る弁を設けたHIP装置に
おいて、前記弁を開閉度調節可能な開閉調節手段
となすと共に、断熱層によつて包囲される処理室
に、該処理室の温度を検出する熱電対を挿入し、
該熱電対の他端側と、前記開閉調節手段とをプロ
グラム温度設定器を介して連結せしめた点にあ
る。

ここで、ガス通路は通常、断熱層の上部及び下
端部位置にあり、冷却時、ガスの対流経路を形成
するが、下端部のガス通路は断熱層自体に設けて
もよく、又、断熱層下端の下蓋に断熱層下端の両
側に連なるＵ字状通路に形成してもよい。

又、開閉調節手段は、上記両ガス通路の少なく
とも一方に設けられ、HIP処理時閉じ、HIP処理
終了後、開放するが、これは単に開、閉のみでも
よく、又、更に開き度合（絞り度合）を適宜調節
可能でもよく、通常はバルブよりなる。

このバルブは前記ガス通路の少くとも一方に通
常の既知手段によつて取り付けられるが、断熱層
の下部位置にあるガス通路に設けるに際し、同通
路が下蓋にあるときは、同通路の中間部において
外部より挿入することも可能である。

一方、プログラム温度設定値はHIP処理終了後
における適切な冷却速度を得る時間経過時温度が
設定されており、前記熱電対の出力と、プログラ
ム温度設定器の設定値との偏差を検出し、これに
もとづいて開閉調節手段の調節を行ない、冷却速
度をコントロールする。

（作用） かくて、叙上の装置によればHIP処理時には開
閉調節手段が閉の状態にあり、ガス通路が遮断さ
れてHIP処理が行なわれ、一方、HIP処理終了後
の冷却過程において、開閉調節手段が開放され、
処理室内の高熱ガスが断熱層の一方のガス通路よ
り外部に出て冷却され、他方のガス通路を通つて
処理室内に戻る自然対流系を形成し、冷却がなさ
れる。

そして、このとき、開閉調節手段を開放し、そ
のガス通路を開いて冷却し、設定値との差がある
値になると、当該通路を遮断し対流作用を止め
る。

このようにすれば当然、冷却速度が小さくな
る。そこである時間経過し、処理室温が設定値よ
り高くなると、再度、開閉調節手段を開いて冷却
速度を速くする。

以後、この開閉具合調節をくり返すことにより
設定値に沿つた冷却を行なうことが可能となる。

（実施例） 以下、更に添付図面を参照し、本考案の実施例
を説明する。

第１図は本考案に係る装置の１例であり、図に
おいて、１は高圧容器、２は上蓋、３は下蓋で、
これら高圧容器１、上蓋２、下蓋３によつて高圧
室Ａが画成されており、その内部に断熱層４、そ
の内側にヒータ５及び炉床６が配置されて、処理
室７を構成し、処理室７に処理品８を収容して高
圧高温処理が行なわれる。

そして、上記構成において、断熱層４には処理
室７の上方と下方に夫々ガス通路９及び１０が設
けられており、一方のガス通路、第１図において
は上方の通路９に開閉調節手段１１が取り付けら
れている。

一方、１３は本本考案の要部を形成するプログ
ラム温度設定器を示し、適切な冷却速度を生ずる
温度が予め設定されて入力されていると共に、前
記ガス通路９の開閉調節手段１１と、処理室７内
の温度を検出すべく、先端側が処理室７内に挿入
されている処理室温度検出用熱電対１２の他端側
が夫々連結されており、上記熱電対１２と開閉調
節手段１１とがプログラム温度設定器１３の設定
値との偏差を検出して開閉調節手段１１の開閉を
コントロールできるようにしている。

第２図は上記装置を用いて冷却速度を制御する
態様を示しており、実線は処理室の実温、破線は
設定温度である。

即ち、上記装置において、開閉調節手段１１を
閉の状態（図は開状態である。）としてガス通路
９を遮断すると処理室内は供給された高圧高温ガ
ス雰囲気となり、処理品８に対し通常の如くHIP
処理が施される。

そして、HIP処理終了後、冷却過程において前
記開閉調節手段１１を開放すると、処理室７内の
熱いガスは上部のガス通路９を通つて断熱層４の
外部に出て冷却され、断熱層４外周を下降して下
部のガス通路１０を通つて処理室７内に戻る自然
対流経路が構成され、例えば、高圧のArガスの
場合にはきわめて密度が大きいため、かかる自然
対流作用により大量の熱を奪うことができ、結果
として冷却速度を高める。

ところで、上記のような冷却過程において、第
２図破線に示すように適切な冷却速度が存在する
が、前記開閉調節手段１１の開閉によるのみで
は、第２図実線のように処理室内の実際温度は必
らずしも設定温度と一致しない。

そこで、処理室の実温を設定温度（設定値）に
沿わせ、同設定値に沿つた冷却を行なうためには
冷却速度をコントロールしなければならない。

そこで、上部のガス通路９を開いて冷却し、設
定値との差がある値になると、自動的に前記開閉
調節手段１１をコントロールしてガス通路９を遮
断又は絞る。

そして、かかる通路を遮断又は絞ると、冷却速
度が小さくなるため、ある時間経過して実温が設
定値より高くなると再度、自動的にガス通路９を
開いて冷却速度を速める。

このようにして開閉調節をくり返すことにより
第２図における実温と設定温度とが重なる状態の
冷却速度で冷却を行なうようにし、好適な冷却を
する。

以上は、開閉調節手段１１が上部のガス通路に
設けられている場合であるが、開閉調節手段は断
熱層の下部のガス通路１０に設けてもよく、又、
断熱層下部で、下蓋３に設けたガス通路に設けて
もよいことは前述の通りである。

第３図は、かかる例として、断熱層下部で下蓋
３にガス通路１０′を設け、これに開閉調節手段
１１を取り付けた１例を示す。

この場合も、その自然対流作用による冷却、な
らびにプログラム温度設定器１３を介した開閉調
節手段１１の開閉による冷却速度の制御は前記の
場合と実質的に何ら変わりはない。

（考案の効果） 本考案は以上の如く、断熱層の上部及び下部位
置にガス通路を設け、少くともその一方に開閉調
節手段を取り付けるとともに、処理室温度検出用
熱電対を処理室内に挿入し、開閉調節手段と、熱
電対の外方端とをプログラム温度設定器を介して
連結せしめた構成とからなつており、HIP処理後
の冷却工程において、開閉調節手段を開状態とす
ることにより高圧室内の高温ガスに対し自然対流
経路を形成し、その間、高温ガスは高圧容器内面
で冷やされて従来のHIP装置に比し冷却効率が頗
る良好で冷却工程の合理化に顕著な効果を奏する
と共に、開閉調節手段の開閉はプログラム温度設
定器により処理室内の温度検出用熱電対の出力
と、設定値との偏差を検出して自動的に行なわれ
るので、冷却速度を必要な値にコントロールする
ことが可能となり、各種材料処理品に適した設定
温度を設定することにより、これに沿つた冷却速
度で冷却を行なうことができ、HIP装置の実用的
価値を一層高める効用を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は開閉調節手段開放時における本考案装
置の１例を示す断面概要図、第２図は冷却速度制
御の態様を示す図表、第３図は開閉調節手段設置
態様の変形実施例を示す部分断面概要図である。 １……高圧容器、２……上蓋、３……下蓋、４
……断熱層、５……ヒータ、６……炉床、７……
処理室、８……処理品、９，１０，１０′……ガ
ス通路、１１……開閉調節手段、１２……温度検
出用熱電対、１３……プログラム温度設定器、Ａ
……高圧室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 高圧容器と、上下の各蓋によつて画成される高
   圧室内に、断熱層と、その内側にヒータ、炉床を
   配置して処理室を形成する熱間静水圧加圧装置に
   おいて、前記断熱層の処理室上方位置と下方位置
   とにガス通路を設け、その少くとも一方の通路に
   同通路の開閉度を調節する開閉調節手段を設置す
   ると共に、処理室に処理室温度を検出する温度検
   出用熱電対を挿入し、その他端側と前記ガス通路
   開閉調節手段とをプログラム温度設定器を介して
   連結せしめ、前記熱電対の出力とプログラム温度
   設定器の設定値との偏差を検出して前記開閉調節
   手段を調節し冷却速度をコントロール可能となし
   たことを特徴とする熱間静水圧加圧装置における
   冷却速度制御装置。