JPH0221193A

JPH0221193A - 熱間静水圧加圧装置

Info

Publication number: JPH0221193A
Application number: JP63170353A
Authority: JP
Inventors: Ikuji Takagi; 高木　郁二; Yoshihiko Sakashita; 由彦坂下; Takeshi Kanda; 剛神田
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1988-07-07
Filing date: 1988-07-07
Publication date: 1990-01-24
Anticipated expiration: 2010-07-19
Also published as: JPH0765855B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、熱間静水圧加圧装置の改良、特には断熱層、
加熱装置等の炉室内構漬物がもたらす雰囲気的な影響を
受けない清浄な雰囲気下での高温高圧処理の可能な熱間
静水圧加圧装置の提供に係るものである。

（従来の技術）密閉された高圧容器内において、数百〜２０００°Ｃの
高温、また１０００〜２０００ｋｇｆ／ｃ＋ｊの高圧に
より金属粉末、セラミックス粉末の加圧焼結、また焼結
晶や鋳造品等の欠陥除去等に用いる熱間静水圧加圧装置
は、既知のように粉末高速度鋼ビレットの製造、超硬合
金製品やＴｉ基合金鋳物の欠陥除去等に広く用いられて
いる（例えば特公昭５５−３０１９９号公報、特公昭５
５−５０２７６号公報等参照）。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら従来の一般的な熱間静水圧加圧装置におい
ては、その被処理体は、特にカプセルに封入されて処理
される場合を除いては、何れも圧媒ガスと直接接触する
もので、この際、炉内構造物に吸着された水分等が圧媒
ガスに混入して、被処理物に影響を及ぼしたり、あるい
は吸着された水分と炉内構造物側との反応により発生し
た不純物が、圧媒ガスに混入して被処理物に影響を及ぼ
したりする問題がある。このような影響は、例えば最近
発見された高温超伝導セラミックスの処理等においては
、粒界相への不純物の侵入により、超伝導特性が悪化す
る等の形で現われることがあり、軽視乃至看過できない
のである。

（課題を解決するための手段）本発明は上記の問題点を解決するために、カプセル封入
手段を用いることなく被処理体を高温高圧処理するに当
り、炉内構造物から波及する雰囲気的影響を確実に遮断
し、清浄な雰囲気下で安定な処理内容が得られるように
したもので、具体的には、高圧容器内部に断熱層および
加熱装置を介して形成した炉室内に、該炉室空間と隔絶
しかつ被処理体の出入可能に装入される隔室を配設し、
前記高圧容器の下蓋側に前記隔室内部と高圧容器外部と
を連通ずる圧媒通路を設け、ガス集合装置およびコンプ
レッサを具備する高圧容器内への圧媒供給配管路とガス
蓄圧可能な蓄圧器を具備した隔室内への圧媒供給配管路
とを備え、前記隔室内部より隔室外部空間方向へのみガ
ス流出可能な逆止弁回路を設けるとともに、隔室内部空
間圧力と隔室外部空間圧力とを検出して、前者の後者に
対する差圧を所定値内に維持可能に、前記蓄圧器から隔
室内部へのガス供給を行なうことにある。

（作　用）本発明の上記した技術的手段によれば、第１図に示され
るように、軸方向上下両端が開口された高圧容器１、前
記両端にシール材を介して圧力シール状態下に開閉可能
に閉塞される上蓋２および下蓋３、高圧容器１の内部に
加熱装置４および断熱層５によって囲まれる炉室７が形
成され、更に下Ｍ３上に被処理体（図示省略）のａＸさ
れる断熱材６が設けられることによって、従来と同様の
熱間静水圧加圧装置が構成される。本発明においてはこ
のような熱間静水圧加圧装置における前記炉室７内に、
容器８、蓋９およびシール材１ｏによって開閉可能に形
成される隔室１１を、炉室７の空間とは隔絶した状態で
配設するのであり、容器８の底部に開孔１２を有すると
ともに同開孔１２に配管１３が気密に接続され、同配管
１３を上下ＩＥ３ａおよび上下１３ｂとから成る下蓋３
において、上下ＩＥ３ｂ側に開設した圧媒通路１４．１
５に連通させることにより、隔室１１は高圧容器ｌの外
部と直接連通されるとともにまた定位置に固定されるこ
とになる。従って高圧容器１の外部にガス集合装置１６
、コンブレッサ１７、バルブ１８．１９を具備した圧媒
（ガス）供給用配管路２０を設け、同管路２０を前記し
た下蓋３における下上蓋３ａに設けた圧媒通路２１に接
続することにより、必要な圧媒（ガス）を高圧容器１内
へ供給可能とし、更に高圧容器ｌの外部に蓄圧器２５を
設け、同蓄圧器２５はバルブ２６を介して前記した配管
路２０に連結することにより、蓄圧器２５のコンプレッ
サ１７による蓄圧を可能とするとともに、蓄圧器２５か
らバルブ２７、絞り２８を具備した配管路２９を派出し
、この配管路２９を先に述べた高圧容器１における下下
蓋３ｂの圧媒通路１５．１４に連結し、高圧容器１内へ
の圧媒供給配管路２０および隔室１１への圧媒供給配管
路２９に、高圧容器内圧力計２２および隔室内圧力計３
０をそれぞれ付設し、更に前記配管路２０および配管路
２９間に、隔室４の内部と隔室外部とを、内部から外部
方向にのみガス（圧媒）を連通させるように逆止弁３１
を備えた回路３１’　を連結状に設けることによっ・て
、次のようにして清浄な雰囲気下での熱間静水圧加圧処
理が得られる。

■　上Ｍ２を開放し、加熱装置４、断熱層５をともに上
方より取外し、隔室１１のＭ９を開放して容器８内に被
処理体を装入し、再び逆の手順で組立閉合を行なうので
あり、このさい図示省略しであるが、上蓋２、下蓋３側
は加圧時の軸力を支えるため、従来と同様別設のプレス
フレームにより上下から挟持させる。

■　バルブ３４ａ、　３４ｂを開き、真空ポンプ３５を
駆動し、圧媒通路３２．３３．１４７介し、高圧容器１
および隔室１１内の真空引き処理を行なう。

■　次いでガス集合装置１６からコンプレッサ１７によ
り、配管路２０および蓄圧器２５を経由する配管路２９
によって、高圧容器１内および隔室１１内に圧媒（ガス
）を供給するのである。

■　ガス供給後、バルブ１９．２７を閉とし、更に蓄圧
器２５内に処理時の最高圧力まで蓄圧を行なうのである
。

■　蓄圧後、加熱装置４を駆動して昇温することにより
、隔室１１内部の昇圧が先行し、高圧容器１内より過高
になった分は逆止弁３１を経て高圧容器１内に還流する
ことにより、隔室１１内外の圧力バランスが保持される
。

■　所定の温度、圧力下に所定時間保持する熱間静水圧
加圧処理後、加熱装置４の駆動を停止して降温させると
、隔室１１内の降圧が先行して隔室内外の圧力バランス
が崩れ（内圧低下）るので、圧力計２２および圧力計３
０により隔室内圧力並びに高圧容器内圧力の差圧を差圧
検出器３６で検出し、この差圧が所定値を越えた場合は
、蓄圧器２５のバルブ２７を開き、絞り２８により急激
な圧力変動を抑えつつ、隔室Ｉｌ内に圧媒（ガス）を供
給し、差圧が所定値内に納った時点でバルブ２７を閉と
して、隔室内外の圧力バランスを回復させるのである。

■　上記操作を反復しつつ、所定温度域まで降温して後
、高圧容器１内の圧媒（ガス）を配管路２０を介して、
図示省略しであるが回収回路をへてガス集合装置１６側
に回収するか、あるいは前記配管路２０に設けであるバ
ルブ２３および絞り２４による大気放出端から大気中に
放出するのであり、このさい何れの場合でも、常に高圧
容器ｌ内部側が隔室１１の内部側よりも低圧となるので
、逆止弁３１を通しての隔室内外圧バランスが維持され
て圧力が降下し、大気圧となった時点で先に（１）で示
した手順によって、隔室１１内から処理済みの被処理体
の取出しが行なわれるのである。

即ち、上記（１）〜（７）に至る操作全行程において、
隔室１１の内部は、隔室１１の外部環境からの影響を一
切受けない形となっており、従って被処理体は隔室１１
を構成する部材と内部に存在するガス（圧媒）のみの影
響下で処理されることになるので、清浄な雰囲気下にお
ける熱間静水圧加圧処理という目的を達成できることに
なる。

（実施例）本発明に係る装置の適切な実施例を第１図乃至第５図に
亘って説示する。

第１図に示した実施例において、高圧容器１、上Ｍ２、
下Ｍ３、加熱装置４および断熱層５は何れも従来の熱間
静水圧加圧装置のそれと同様であって差支えなく、実施
例では下Ｍ３は下止ｆｉ３ａと下下蓋３ｂとに分割され
た二重構造であるが、これも従来型式において既知のも
のであり、下Ｍ３上には従来の被処理体を載置する断熱
材６が設けられるが、このさい断熱材６は下下蓋３ｂの
上面に設けられる大きさのものである。かかる基本的な
構成を持つ熱間静水圧加圧装置において、実施例では図
示のようにその上端が開口される容器８、前記開口にシ
ール材１０を介し気密に開閉される蓋９から成る隔室１
１を、高圧容器ｌ内に加熱装置４および断熱［５に囲ま
れて形成される炉室７内に定置するのである。即ち隔室
１１の容器８における底部には開孔１２が明けられ、同
開孔１２に配管１３が気密に接続されて延び、同配管１
３が高圧容器Ｉの下蓋３における下下蓋３ｂ側に略り字
形に穿設された圧媒（ガス）通路１４．１５に接続され
ることによって、隔室１１の定置が得られるとともに同
隔室の内部空間は炉室７を経由することなく、直接高圧
容器１の外部と連通可能とされる。

高圧容器１外には圧媒ガスの集合装置１６、コンプレッ
サ１７が設置され、前記集合装置１６から吸入され、コ
ンプレッサ１７により加圧された高圧容器向は圧媒（ガ
ス）は、バルブ１８．１９を具備した配管路２０を、下
蓋３における下上蓋３ａに設けた圧媒通路２１に接続す
ることにより、高圧容器１内に圧入供給可能とされてお
り、また配管路２０には高圧容器内の圧力を検出するた
めの圧力計２２が付設される。更に配管路２０にはバル
ブ２３、絞り２４を具備した大気放出回路端も設けられ
る。これは高圧容器ｌ内の圧力が通商になった場合のガ
ス放出、あるいは加圧処理後の高圧容器１内のガスの大
気放出が行なわれるようにするためである。高圧容器１
外には更に蓄圧器２５が図示のように設けられ、同蓄圧
器２５は配管路２０におけるバルブ１８．１９間にバル
ブ２６を介して連結されることにより、高圧容器１への
圧媒供給用コンプレッサ１７を用いての蓄圧が可能とさ
れ、更にバルブ２７、絞り２８を具備した配管路２９を
先に述べた圧媒通路１５に接続することによって、蓄圧
器２５から隔室１１内への圧媒（ガス）供給が可能とさ
れるのである。この配管路２９には隔室１１内の圧力を
検知するための圧力計３０が設けられるとともに、隔室
１１の内部と隔室１１の外部とを、内部側から外部方向
へのみ連通させるように、逆止弁３１を備えた逆止弁回
路３１’を、配管路２０と配管路２９とをつなぐように
設けるのであり、また下蓋３における下上蓋３ａ側に設
けた圧媒通路２１と対応して同じく下上蓋３ａの反対側
に圧媒通路３２を設けるとともに、上下Ｍ３ｂの圧媒通
路１５における前記圧媒通路３２と対応する通路３３側
に、バルブ３４ａ、３４ｂを具備した真空ポンプ３５に
よる真空引き配管を設け、高圧容器１内および隔室１１
内の吸引処理が可能であるようにしたものである。

上記実施例によって、先に作用の項において述べた（１
）〜（７）に亘る一連の加圧処理が行なえるのであるが
、前記したバルブ３４ａ、３４ｂを開き、真空ポンプ３
５を駆動して高圧容器ｌおよび隔室ｌｌ内を真空吸引処
理するに当っては、勿論室１１および容器１毎に別箇の
真空ポンプを用いることも可能である。また真空引き処
理後、ガス集合装置１６、コンプレッサ１７および配管
路２０．２９を経て、高圧容器１および隔室１１内にガ
ス供給を行なうに当り、絞り２８による抵抗が懸念され
る場合には、例えば第２図に示す実施例のように配管路
２０と配管路２９とをつなぐバルブ３７を有する回路３
７″を予じめ設けて置くこともできる。尚蓄圧器２５の
内部を、加圧処理操作完了後も高圧状態に保持する場合
には、作用の項における（３）項で述べた初期の圧媒ガ
ス導入過程において、蓄圧器２５を経由する配管路２９
からの隔室１１内部へのガス導入を行なえず、この場合
は上記した第２図に示したバルブ３７を有する連通回路
３７′を設置することが有効である。

また従来の大型熱間静水圧加圧装置において見られるよ
うに、その圧媒（ガス）を１回の処理毎に回収して反復
使用する場合には、ガス集合装置１６のガス自体が自然
に汚れてくるので、隔室１１内で用いる圧媒（ガス）と
しての使用が好ましくないことがあり、これに対しては
第３図に例示した実施例に示すように、高圧容器向はガ
ス集合装置１６、コンプレッサ１７とは別箇に、隔室用
圧媒（ガス）集合装置４０、同コンプレッサ３９および
バルブ３８を用いて隔室１１内への専用ガス導入を行な
うようにしてもよく、この場合にはガス導入過程におい
ても隔室内部圧力および高圧容器内部圧力の差圧を圧力
計３０および２２により検出し、コンプレッサ１７およ
び３９の各駆動を制御することが必要である。

第４図に例示した実施例は先に説示した逆止弁回路３１
’における逆止弁３１を、隔室１１における容器８の底
部に直接付設したものを示しており、また第５図に例示
した実施例は、隔室１１の構成を開閉可能なボックス形
でなく、逆コツプ形ケーシングとしたものを示し、即ち
下端のみが開口された倒コツプ形のケーシング４１を隔
室１１として用い、同ケーシング４１を炉室７における
加熱装置４の内側に位置し、断熱材６を被包して下端が
下蓋３における下上蓋３ａに気密に取付けられるのであ
り、同取付側の下端は比較的低温部であるため、この低
温部側に逆止弁３１を直接付設したものである。

この型式の場合は、圧媒通路１５．２１および３２゜３
３は何れも下上蓋３ａ側に設け、従って被処理体の出入
は下下蓋３ｂの昇降によって行なうことが、操作性並び
に保守性の点において好適である。

（発明の効果）本発明装置によれば、カプセルを用いないで被処理体を
直接圧媒（ガス）に曝して熱間静水圧加圧するに当り、
処理雰囲気を高圧容器内の炉室構造物からの影響を受け
ることなく清浄に保ち、かつ被処理体の装入、取出もき
わめて操作性よく行なわれ、保守性にも優れた装置の提
供が可能となるのであり、高温超電導セラミックス等、
その特性が処理環境の純度に敏感な被処理体の熱間静水
圧加圧処理を、高純度雰囲気下で安全かつ安定に行なわ
せることができ、新しい材料合成等に貢献慶大である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は何れも本発明装置各実施例の縦断正
面図である。１−高圧容器、２−上蓋、３・・−下蓋、３ａ・・・下
上蓋、３ｂ・・〜下下蓋、４−・・加熱装置、５・−断
熱層、６−・断熱材、７−炉室、８−・容器、９−蓋、
１ｏ−シール材、１１−・隔室、１６・・・ガス集合装
置、１’７’−コンプレッサ、２０−高圧容器側ガス配
管路、２２・・−高圧容器側圧力計、２５−・・・蓄圧
器、３ｏ・−隔室側圧力計、２９−隔室側配管路、３６
−・・・差圧検出器、３１曲逆止弁。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　高圧容器内部に断熱層および加熱装置を介して
形成した炉室内に、該炉室空間と隔絶しかつ被処理体の
出入可能に装入される隔室を配設し、前記高圧容器の下
蓋側に前記隔室内部と高圧容器外部とを連通する圧媒通
路を設け、ガス集合装置およびコンプレッサを具備する
高圧容器内への圧媒供給配管路とガス蓄圧可能な蓄圧器
を具備した隔室内への圧媒供給配管路とを備えて、前記
隔室内部より隔室外部空間方向へのみガス流出可能な逆
止弁回路を設けるとともに、隔室内部空間圧力と隔室外
部空間圧力とを検出して、前者の後者に対する差圧を所
定値内に維持可能に、前記蓄圧器から隔室内部へのガス
供給を行なうことを特徴とする熱間静水圧加圧装置。
（２）　蓄圧器および隔室内へのガス供給を、高圧容器
への圧媒の加圧供給用コンプレッサにより行なうことを
特徴とする請求項１記載の熱間静水圧加圧装置。
（３）　隔室内部と隔室外部とを連通する回路を高圧容
器外に設けたことを特徴とする請求項（１）、（２）の
いずれかに記載の熱間静水圧加圧装置。
（４）　蓄圧器および隔室内へのガス供給を、高圧容器
への圧媒の加圧供給用コンプレッサとは別箇のコンプレ
ッサにより行なうことを特徴とする請求項（１）記載の
熱間静水圧加圧装置。
（５）　隔室が容器と蓋とシール材とによって開閉可能
に構成され、被処理体の隔室内出入が高圧容器の上蓋開
閉を介し高圧容器上部から行なわれることを特徴とする
請求項（１）〜（４）のいずれかに記載の熱間静水圧加
圧装置。
（６）　隔室が逆コップ状のケーシングから成るととも
に、同ケーシング下端が下上蓋および下下蓋に分割され
た下蓋における前記下上蓋上に気密に固定され、被処理
体の隔室内出入が下蓋下方から行なわれることを特徴と
する請求項（１）〜（４）のいずれかに記載の熱間静水
圧加圧装置。
（７）　逆止弁回路が隔室に付設されていることを特徴
とする請求項（１）〜（６）のいずれかに記載の熱間静
水圧加圧装置。
（８）　逆止弁回路が高圧容器外に配設されていること
を特徴とする請求項（１）〜（６）のいずれかに記載の
熱間静水圧加圧装置。
（９）　下蓋側に設けた圧媒通路を介し、炉室内外の真
空引き処理を１基の真空ポンプにより行なうことを特徴
とする請求項（１）〜（８）のいずれかに記載の熱間静
水圧加圧装置。