JPH0328318Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、熱間等方圧プレス（Hot Isostatic
Press。以下、「HIP」と略す。）装置等で用いら
れる圧力容器の給電部のシール構造に関するもの
である。

［従来の技術］ 第３図に従来のHIP装置の一例を示す。図中１
は垂直に立てられた圧力容器であり、この中に
は、断熱フード２により覆われた加熱炉３が設け
られている。圧力容器１は、円筒状の圧力容器胴
４、上蓋５、下蓋６とから構成され、被処理材７
の装入及び取り出しは、下蓋６を開閉することに
より行なわれる。

上記HIP装置では、加熱炉３内に被処理材７を
セツトした後、コンプレツサ８を介して圧力容器
１内に不活性ガスを封入し、次いで、ヒータ９を
給電して加熱することにより、加熱炉３内を所望
の高温、高圧の処理環境とし、被処理材７に熱処
理を施す。

ところで、上記HIP装置においては、ヒータ９
に電気を供給する必要があることから、圧力容器
１の壁部を給電部が貫通する構造としなければな
らず、かつ、該給電部の貫通部分をシール構造と
しなければならない。

第４図に給電部の圧力容器壁部の貫通部分の一
従来例を示す。ここでは、容器外の電源と容器内
のヒータを電気的に接続する給電ロツド１１が下
蓋６を貫通している。給電ロツド１１の容器の内
側端部にはロツドより大径とされたヘツド１２が
設けられ、該ヘツド１２の下蓋６に当接する図に
おける下部外周にはテーパー部１３が形成されて
いる。また、下蓋６のロツド貫通孔１４の容器内
側口部には、前記ヘツド１２のテーパー部１３と
略同角度に形成されたテーパー部１５が設けら
れ、このテーパー部１５と前記ヘツド１２のテー
パー部１３との間には絶縁材料によつてつくられ
たシール部材１６が介装されている。また、給電
ロツド１１の容器から外側に突出する端部にはナ
ツト１７が螺合され、このナツト１７と下蓋６と
の間には、座金１８、スプリング１９、座金２０
および絶縁材料によつてつくられたリテーナ２１
が、それぞれロツド１１の図中下側から順に嵌め
込まれて介装されている。

上記のシール構造では、圧力容器内が加圧され
ていない状態において、給電ロツド１１がスプリ
ング１９によつて下蓋６に対して下方へ相対的に
付勢されており、ヘツド１２のテーパー部１３が
絶縁材を兼ねたシール部材１６を介して下蓋６の
テーパー部１５に押し付けられ、所定のシール性
が確保されている。そして、圧力容器内が加圧さ
れると、該容器内のガス圧がヘツド１２を下蓋６
側へ押す力として作用するため、容器内の圧力が
高まるに従い両テーパー部１３，１５間のシール
面圧が増加することとなり、ひいては、容器内を
高圧環境にすることができる。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、上記HIP装置は、従来、第５図に示
すように、高圧下での加熱という操業パターンで
使われるのが一般的であつた。ところが、最近、
圧粉成型体を焼結する場合等においては、第６図
に示すように、加熱しながら容器内を一旦真空と
し、その後所定圧力まで高める操業パターン（シ
ンターHIPと称されている）が開発された。

このような操業パターンを実施する場合、容器
の給電部の貫通構造が前述した従来のシール構造
であると、容器内が真空に引かれる場合、容器内
側のガス圧からはヘツド１２を下蓋６側へ押し付
ける力が得られず、逆に、大気圧によつてヘツド
１２を下蓋６から引き離す方向（第２図中上方）
の力が生じ、高いシール性が確保できなくなる。
このため、上述した従来のシール構造をもつ圧力
容器では、容器内を所望する真空状態にすること
ができず、ひいては、前記シンターHIPの操業パ
ターンが実施できなかつた。

本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、シ
ンターHIPの操業パターンが実施できる圧力容器
壁を貫通する給電部のシール構造を提供すること
を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本考案ではかかる目的を達成するために、従来
設けられていた、給電ロツドの容器内側端と貫通
孔口部との間のシール機構に加えて、給電ロツド
の容器外側端と貫通孔口部との間に、圧力容器外
圧によりシール面圧が増加するシール機構を設け
ている。

［作用］ 圧力容器内を高圧とする場合には、従来のもの
と同様、給電ロツドの容器内側端と貫通孔口部と
の間のシール機構がはたらき、容器内のガス圧が
高まるにつれて高いシール性が確保されることと
なり、容器内を所望の高圧に保持することができ
る。

一方、容器内を真空にする場合には、新たに設
けた、給電ロツドの容器外側端と貫通孔口部との
間のシール機構が働き、真空度が高まるにつれ高
いシール性が確保され、容器を所望の真空状態に
することができる。この結果、前記シンターHIP
の操業パターンが実施できる。

［実施例］ 以下、本考案の一実施例について第１図および
第２図を参照して説明する。

図中符号３０は圧力容器の下蓋を示し、図にお
いて上方が容器内側、下方が容器外側である。下
蓋３０には貫通孔３１が設けられ、そこには給電
ロツド３２が挿通されている。給電ロツド３２
は、圧力容器外部の電源と圧力容器内のヒータと
を電気的に接続するものであり、この給電ロツド
３２の容器の内側端部にはヘツド３３が設けら
れ、同ヘツド３３には前記ヒータにつながる給電
ケーブル３４がボルト３５によつて取り付けられ
ている。また、給電ロツド３２の容器から突出す
る外側端部には電源から延びる給電ケーブル３６
が、接続端子３７を介して取り付けられている。

給電ロツド３２のヘツド３３と下蓋貫通孔口部
との間には、圧力容器内圧によりシール面圧が増
加する第１のシール機構３８が設けられ、同ロツ
ド３２の容器外側端と下蓋貫通孔口部との間に
は、圧力容器外圧によりシール面圧が増加する第
２のシール機構３９が設けられている。

ヘツド３３の下蓋３０に当接する図における下
部外周にはテーパー部４０が形成されている。下
蓋３０のロツド貫通孔３１の容器内側口部には、
前記ヘツド３３のテーパー部４０と略同角度に形
成されたテーパー部４１が設けられ、このテーパ
ー部４１とヘツドテーパー部４０との間には、絶
縁材料によつてつくられたシール部材４２が介装
されている。

上記ヘツド３３のテーパー部４０、下蓋３０の
貫通孔上縁のテーパー部４１およびシール部材４
２によつて前記第１のシール機構３８が構成され
ている。

下蓋３０の貫通孔の外側口部には、第２図に示
すように、フランジ４３が前記給電ロツド３２を
挿通させた状態でボルト止めされている。フラン
ジ４３の前記給電ロツド３２が挿通する貫通孔４
４は、図において下側が広がつて形成されてお
り、同貫通孔４４には、絶縁材料によつてつくら
れた小径部４５および大径４６からなるリング４
７が嵌め込まれている。このリング４７の大径部
４６の内側には凹部が形成され、そこには給電ロ
ツド３２に当接するようにリツプパツキン４９が
介装されている。

リツプパツキン４９は、ここでは断面コ字状に
形成されたものが使用され、同リツプパツキン４
９が、容器内が真空に引かれたとき一方のリツプ
部４９ａが給電ロツド３２に密着する方向、すな
わち、一方のリツプ部４９ａの自由端側が給電ロ
ツド３２の外方（図における下方）に延びるよう
に配備されている。また、フランジ４３の下側に
は、リング４７がフランジ４３の孔４４から抜け
出るのを防止するとともに、リツプパツキン４９
がリング４７の凹部から抜け出るのを防止する小
径の蓋フランジ５０がボルト止めされている。

ここで、前記フランジ４３、リング４７、リツ
プパツキン４９および蓋フランジ５０は前記第２
のシール機構３９を構成している。

前記給電ロツド３２の容器から外側へ突出する
端部にはナツト５１が螺合され、このナツト５１
と前記蓋フランジ５０との間には、座金５２、ス
プリング５３、座金５４が、それぞれロツド３２
の下側から順に嵌め込まれて介装されている。す
なわち、圧力容器内が加圧されていない場合で
も、スプリング５３の反力によつてナツト５１を
介して給電ロツド３２を下蓋３０に対し外方（図
中下方）へ相対的に付勢し、ヘツド３３のテーパ
ー部４０と下蓋３０のテーパー部４１との間のシ
ール性をある程度保てるようになつている。な
お、この場合の両テーパー部４０，４１間のシー
ル性の調整は、ナツト５１の調整により行なえ
る。

また、図示しないヒータへの給電によつてロツ
ド３２の温度が上昇し、同ロツド３２に接触して
いる前記リツプパツキン４９の寿命が損なわれる
場合には、給電ロツド３２を二重管構造とし、内
部に冷却水を通す構造にしてもよい。

次に、上記シール構造の作用について説明す
る。圧力容器内を真空引きする場合には、容器内
の圧力が下がるのに伴いヘツド３３を下蓋３０側
へ押し付ける力が減少し、ヘツド３３と下蓋３０
との間のシール性が低下する。また、このシール
性の低下に伴い、下蓋３０の貫通孔３１内の空間
Ｎの圧力も下がる。

一方、リツプパツキン４９の凹部４９ｂには、
フランジ５０と給電ロツド３２の間の隙間Ｍを通
じて大気圧がかつており、前記下蓋３０の貫通孔
３１内の空間Ｎの圧力が下がるにつれて、給電ロ
ツド３２に相対するリツプ部４９ａが、空間Ｍ，
Ｎの差圧によつてロツド３２に強く密着すること
となる。この結果、給電ロツド貫通部の良好なシ
ール性が確保され、容器内を所望の真空度まで下
げることができる。

一方、圧力容器内を加圧する場合には、従来の
ものと同様、容器内の圧力がヘツド３３を外側へ
押す力として作用するため、容器内の圧力が高ま
るに従い、ヘツド３３のテーパー部４０と下蓋３
０のテーパー部４１間のシール面圧が増加する。
従つて、圧力容器内を所望の高圧状態に保つこと
ができる。

また、上記圧力容器内を加圧する際、仮に、ヘ
ツド３３と下蓋３０の貫通孔内側口部との間でガ
ス漏れが生じたとしても、下蓋３０の貫通孔３１
内の空間Ｎが大気に対して高くなり、その圧力差
によつてリツプ部４９ａが給電ロツド３２からは
なれるため、そのときの隙間を介して前記漏れた
ガスが逐一外部へ排出される。

したがつて、下蓋３０の貫通孔３１内の空間Ｎ
の圧力が上昇し、同空間Ｎと容器内との間の圧力
差が採れなくなることに起因する第１のシール機
構３８のシール性が損なわれたり、下蓋３０の貫
通孔３１内の空間Ｎ内に漏れたガスが突発的に排
出されたりする不具合は生じない。

なお、上記実施例では、給電ロツド３２の容器
外側端と貫通孔口部との間のシールを行うのに、
リツプパツキンを用いているが、それに変えてＯ
リングを用いてもよい。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案によれば、従来設
けられていた、給電ロツドの容器内側端と貫通孔
口部との間のシール機構に加えて、給電ロツドの
容器外側端と貫通孔口部との間に、圧力容器外圧
によりシール面圧が増加するシール機構を設けて
いるため、圧力容器内を高圧とする場合には、従
来のものと同様、給電ロツドの容器内側端と貫通
孔口部との間のシール機構がはたらき、容器内を
所望の高圧に保持することができるほか、容器内
を真空にする場合には、新たに設けた、給電ロツ
ドの容器外側端と貫通孔口部との間のシール機構
が働き、容器を所望の真空状態にすることができ
る。この結果、シンターHIPの操業パターンの実
施が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のかかるシール構造の縦断面
図、第２図はその要部の拡大部、第３図は従来の
HIP装置の縦断面図、第４図は同装置の給電ロツ
ド貫通部分のシール構造を示す断面図、第５図は
従来のHIP装置の使用パターンを説明する図、第
６図はシンターHIPの使用パターンを説明する図
である。 ３０……下蓋、３２……給電ロツド、３３……
ヘツド、３８……第１のシール機構、３９……第
２のシール機構、４０，４１……テーパー部、４
２……シール部材、４７……リング、４９……リ
ツプパツキン、４９ａ……リツプ部、５０……蓋
フランジ、５３……スプリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧力容器壁に形成された貫通孔に、給電ロツド
   を挿通させ、そのロツドの容器内側端と貫通孔口
   部との間に、圧力容器内圧によりシール面圧が増
   加する第１のシール機構を設け、同ロツドの容器
   外側端と貫通孔口部との間に、圧力容器外圧によ
   りシール面圧が増加する第２のシール機構を設け
   たことを特徴とする圧力容器壁を貫通する給電部
   のシール構造。