JPH0350392Y2 - - 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 lsostatic
Press。以下、略称「HIP」という。）装置の圧力
容器に関するものである。

本考案の圧力容器が設備されるHIP装置は、 (a) 粉末冶金やフアインセラミツクスにおける粉
末の圧密や加圧焼結、 (b) 金属粉末やフアインセラミツクスの焼結品や
金属の鋳造品、鍛造品などの欠陥除去、 (c) 同種、異種材料の拡散接合、 (d) 複合材料における含侵処理、 などを行う分野で利用される。

〔従来の技術〕

まず、従来の最も一般的なHIP装置について第
９図及び第１０図を参照して説明する。

図中１は垂直に立てられた圧力容器であり、こ
の中には、断熱フードにより覆われた加熱炉（図
示せず）が設けられている。圧力容器１は、円筒
状の圧力容器胴２、上蓋３、圧力容器胴２の下端
開口部内周に嵌合固定されたボトムリング４、ボ
トムリング４に気密嵌合される下蓋５とからな
り、被処理材Ｗは、圧力容器１の下端開口部を開
閉する前記下蓋５の上に載せて装入シリンダ６に
より下蓋５を下降、上昇させることによつて出し
入れされる。圧力容器１は、密閉した際、ロ字状
の枠であるヨーク７により、上蓋３及び下蓋５が
押さえられ、高圧に耐えるように保持される。こ
のため、ヨーク７は図示の位置から矢印イの如く
前進できるようになつている。

このHIP装置では、被処理材Ｗの準備→圧力容
器１への材料の装入→圧力容器１内の真空引→ガ
ス置換→昇圧→加熱昇温→温度圧力の保持→冷却
→ガス回収→減圧→圧力容器１の大気開放→被処
理材Ｗの取り出し、を１サイクルとして操業が行
なわれ、不活性ガス雰囲気下で行う必要のある冷
却工程は、圧力容器１内の加熱炉の中で行われて
いる。

ところが、この場合圧力容器が水冷され熱を外
部に放散しやすい構成になつているが、圧力容器
内で加熱炉及び断熱フードを介して被処理材を冷
却するので、非常に冷えにくく冷却に長時間を要
し、１サイクル当たりに要する時間がかかつて生
産性が悪いという問題がある。

そこで、本出願人は、被処理材を高温のまま裸
で圧力容器外に取り出して、不活性ガス雰囲気に
保つた気密室内にて直接冷却するようにした装置
を提案した。この装置によれば、１サイクル当た
りの圧力容器の利用時間を短縮して、HIP装置本
体の一日当たりの操業回数を増加させ、操業コス
トを引き下げることができ、前述の問題を解消で
きる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、ここで新たな問題が生じた。すなわ
ち、きわめて高温の被処理材を裸のまま圧力容器
外に取り出すので、その際通過する、断熱材を施
されていない圧力容器の下方部分が高温にさらさ
れる。特に、ボトムリングの内周面が、通過する
被処理材の熱および被処理材が通過した後の加熱
炉の輻射熱の影響を受ける。このため、ボトムリ
ングが熱くならないよう保護する必要が新たに生
じたのである。

本考案は、ボトムリングを保護するようにした
圧力容器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〕

本考案に係る圧力容器Ｐは、略垂直に立てられ
た円筒状の圧力容器胴２の下端開口部内周にリン
グ状のボトムリング４が嵌合され、このボトムリ
ング４内周面に下蓋５が気密に嵌合され、この下
蓋５を下降させることにより容器を開として、被
処理材Ｗの出し入れを行なう熱間等方圧プレス装
置の圧力容器において、ボトムリング４内部の内
周面側全域に位置させて水路８を形成し、この水
路８と連通してボトムリング４の外周面で開口す
る２つの連通孔１５，１６を形成してボトムリン
グ内部のみを冷却水が循環する循環路を設け、一
方の連通孔１５より冷却水を注水して水路８内を
循環させるとともに、水路８内を循環した冷却水
を他方の連通孔１６から排出させてボトムリング
４の内周面側を冷却することを特徴としている。

〔実施例〕

以下、本考案の各実施例を図面を参照して説明
する。

第２図、第３図、および第４図〜第６図は、そ
れぞれ各実施例のボトムリングの詳細を示すもの
である。

第２図に示すボトムリングは、外筒１１と内筒
１２を焼嵌めにより一体化することにより、構成
されるものであり、内筒１２の外周面に、外筒１
１と嵌合した際、水路を構成する溝が形成されて
いる。すなわち、内筒１２の外周面の軸方向両端
付近に集水用の円周溝１３，１３が形成され、こ
れら円周溝１３，１３の間に軸方向に延びる多数
の縦溝１４，１４……が形成されている。一方、
外筒１１には、内筒１２外周面の円周溝１３，１
３に対応する位置に冷却水の注水口１５、排水口
１６が設けられている。これらの注水口１５、排
水口１６には、ボトムリングを圧力容器にセツト
した際に、外部から冷却水給排管を接続できるよ
うになつている。なお、ボトムリングはその内周
面が高熱にさらされることから、水路を構成する
溝ができるだけボトムリングの内周面側に位置す
るよう、内筒１２の厚みが強度上問題が生じない
程度に薄くされている。

次に、第３図に示すボトムリングは、同じく外
筒２１と内筒２２を焼嵌めにより一体化すること
により、構成されるもので、内筒２２の外周面
に、外筒２１と嵌合した際、水路を構成する溝２
３が形成され、このらせん溝２３の両端に位置す
る場所に、外筒２１の注水口２４、排水口２５が
設けられている。

なお、以上の二例においては、内筒側外周面に
水路構成用の溝を設けたが、外筒の内周面側に設
けてもよい。

次に、第４図〜第６図に示すボトムリングにつ
いて説明する。このボトムリングは、下面から上
方に向つて多数の深穴３１を形成し、この深穴３
１に第５図、第６図に示すように同心的に小径パ
イプ３２を挿入し、パイプ３２の先端と深穴３１
の先端に隙間をあけ、これによりパイプ３２の外
側と内側で往復水路３３を形成したものである。
各パイプ３２は基端を集水管３４に連結し、各深
穴３１は、ボトムリング底面に形成した円周溝３
５に連結し、この円周溝３５に蓋３６を覆うこと
により、往系・還系の両水路３７，３８を形成し
ている。

次に、本考案の圧力容器Ｐを設備したHIP装置
の例を、第７図、第８図を参照して説明する。

このHIP装置は、被処理材を外部で冷却する形
式のものであり、圧力容器Ｐ、ヨーク７、ヨーク
移動台車４０、架台４１を備え、圧力容器Ｐ中で
HIP処理する装置本体Ｍと、装置本体Ｍの下方に
配置された直列接続の３つ気密の室Ａ，Ｂ，Ｃ
と、各室間及び端部の室Ａ，Ｃと外部との間に設
けられ各室Ａ，Ｂ，Ｃを気密に保つシール扉４
２，４３，４４，４５と、中央の室Ｂと前記圧力
容器Ｐとの間に適宜に配置され、室Ｂと圧力容器
Ｐの開口部を気密に連絡するシール筒４６と、前
記各室間及び外部との間において被処理材Ｗを移
送する搬送装置４７，４８，４９，５０とから構
成されている。

室Ａは装置本体Ｍに装入する被処理材Ｗを準備
するための準備室、室Ｂは被処理材Ｗを装置本体
Ｍの圧力容器Ｐ中に装入するための装入室、室Ｃ
は装置本体Ｍで処理した後の被処理材Ｗを冷却す
る冷却室としての機能を持つようそれぞれ構成さ
れている。

中央の装入室Ｂはちようど圧力容器Ｐの真下に
位置しており、装入室Ｂの下部には、被処理材Ｗ
を下蓋５の上に載せたまま圧力容器Ｐの中に装入
できるよう装入シリンダ５１が備えられている。

なお、シール筒４６は、装入室Ｃ側に支持さ
れ、上下に昇降可能に設けられており、上昇させ
られた際、図示のようにその上端が圧力容器Ｐの
ボトムリング４の下面に当接し、それにより圧力
容器Ｐの開口部と装入室Ｂを気密に連絡し、その
状態で下蓋５を開いて下降させることができるよ
うにする。また、シール筒４６を下降させた状態
で、ヨーク７を圧力容器Ｐの位置に前進させるこ
とを妨げないものである。図において、シール筒
４６の昇降駆動装置は省略してある。

このような構成のHIP装置においては、圧力容
器Ｐ中で被処理材ＷのHIP装置が終わつたら、圧
力容器Ｐの開口部までシール筒４６を上昇させて
圧力容器Ｐの開口部と装入室Ｂとを気密に連絡す
るとともに、装入室Ｂとその両わきの室Ａ，Ｃと
の間のシール扉４３，４４を閉め、装入室Ｂ及び
シール筒４６内をガス置換する。

その状態で、圧力容器Ｐの下蓋５を下降させて
被処理材Ｗを裸のまま挿入室Ｂに取り出す。この
とき、冷却水が注水口１５（または往水路３７）
から注水され、ボトムリング４の内周面側全域に
位置して形成されている水路８内を循環して、排
水口１６（または還水路３８）から排水されてい
るので、ボトムリング４の内周面側は常に水冷さ
れて過熱することはない。ここで、冷却室Ｃは、
予めシール扉４４，４５を閉じた状態で気密を保
ちガス置換を行つておく。そして、装入室Ｂと冷
却室Ｃ間のシール扉４４をあけて、装入室Ｂ内に
取り出された被処理材Ｗを冷却室Ｃに入れ、同シ
ール扉４４を閉めて、冷却室Ｃ内で被処理材Ｗを
裸のまま直接冷却する。この時点で、圧力容器Ｐ
は次のサイクルの操業のために開放される。

次のサイクルは、上記の工程と並行して、予め
準備室Ａの入口出口のシール扉４２，４３を閉じ
て、準備室Ａで装入のための準備を行うことから
始まる。

準備室Ａで準備した被処理材Ｗは、準備室Ｂ及
びシール筒４６内がガス置換されている状態で、
準備室Ａと装入室Ｂ間のシール扉４３をあけて、
装入室Ｂ内にいれる。そして、同シール扉４３を
閉じて、装入シリンダ５１により圧力容器Ｐ内に
被処理材Ｗを装入し、圧力容器Ｐの下蓋５を閉じ
てシール筒４６を外しヨーク７を移動させてHIP
処理を開始する。

このようにして、操業を行うことにより、１サ
イクル当たりの圧力容器の利用時間が短縮され、
圧力容器の利用回数が増加する。

以上のように、本考案の圧力容器は、高温の被
処理材を裸のまま外部に取り出して冷却するタイ
プのHIP装置に適用した場合、きわめて好ましい
効果を発揮する。

なお、上記のHIP装置においては、準備室では
主に被処理材の予熱を行なうが、本考案の圧力容
器は、予熱した被処理材を圧力容器中に装入する
際にも、取り出しの場合と同様の過熱防止作用が
あるのは勿論である。

また、本考案の圧力容器は、上記のHIP装置に
限らず、その他のHIP装置にも適用できる。

〔考案の効果〕 以上の説明のように、本考案の圧力容器は、圧
力容器の下蓋を下降させて高温の被処理材を出し
入れさせても、ボトムリング内部の内周面側全域
の位置させて水路を形成し、この水路と連通して
ボトムリングの外周面で開口する２つの連通孔を
形成するとともに、一方の連通孔より冷却水を注
水して水路内を循環させるとともに、水路内を循
環した冷却水を他方の連通孔から排出させている
ため、常にボトムリングの内周面側の水冷がなさ
れ、容器下方部分の過熱防止を図ることができ
る。したがつて、高温の被処理材を圧力容器外部
で冷却するタイプのHIP装置に適用するのに極め
て好ましい圧力容器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の圧力容器の縦断面図、第２図
は本考案の一実施例におけるボトムリングの分解
斜視図、第３図は同他の実施例におけるボトムリ
ングの分解斜視図、第４図はさらに他の実施例に
おけるボトムリングの斜視図、第５図は第４図の
−断面図、第６図は第５図の−断面図、
第７図は本考案の圧力容器を設備したHIP装置の
例を示す側断面図、第８図は同平面図、第９図は
従来のHIP装置の側断面図、第１０図は同平面図
である。 Ｐ……本考案の圧力容器、２……圧力容器胴、
３……上蓋、４……ボトムリング、５……下蓋、
８……水路、１３，１４，２３……水路構成用の
溝、３３……水路、Ｗ……被処理材。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 略垂直に立てられた円筒状の圧力容器胴の下端
   開口部内周にリング状のボトムリングが嵌合さ
   れ、このボトムリング内周面に下蓋が気密に嵌合
   され、この下蓋を下降させることにより容器を開
   として、被処理材の出し入れを行なう熱間等方圧
   プレス装置の圧力容器において、 前記ボトムリング内部の内周面側全域に位置さ
   せて水路を形成し、この水路と連通してボトムリ
   ングの外周面で開口する２つの連通孔を形成して
   ボトムリング内部のみを冷却水が循環する循環路
   を設け、前記一方の連通孔より冷却水を注入して
   水路内を循環させるとともに、水路内を循環した
   冷却水を他方の連通孔から排出させてボトムリン
   グの内周面側を冷却することを特徴とする熱間等
   方圧プレス装置の圧力容器。