JPH0350393Y2 - - 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) 粉末治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浸処理、 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
５図及び第６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及び上蓋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。

そこで、一番簡単な方法としてボトムリングの
内周面に断熱材を施すことが考えられるが、HIP
装置はきわめて高い圧力のガスを圧力容器内に封
入するゆえ、ガスシール性と耐圧性を確保するた
めに、常時ボトムリングと下蓋の間に断熱材を介
在させておくことはできない。

本考案は、高温にさらされるボトムリング内周
面を、必要時のみ保護することができ、かつ自身
のガスシール性、耐圧性を全く損うおそれのな
い、簡易な断熱手段を施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〕

本考案の熱間等方圧プレス装置の圧力容器は、
略垂直に立てられた円筒状の圧力容器胴の下端開
口部内周にボトムリングが嵌合され、このボトム
リング内周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、前記下蓋上面には、外径がボトム
リング内径より小さく、内径が下蓋上に搭載され
る被処理材より大きい断熱筒が、下蓋に載つた状
態で上下にスライド自在に載置され、さらにこの
断熱筒の上端に、ボトムリングの内径より大径で
径方向外方に突出するストツパが形成されてお
り、断熱筒が下降していくと、ストツパとボトム
リングの上面との係合により断熱筒の下降が停止
してボトムリングの内周面が覆われることを特徴
とするものである。

〔作用〕

圧力容器内でHIP処理した被処理材を、下蓋を
下降させて容器外に取り出す際、下蓋の下降にし
たがつてボトムリングの内周面が徐々に高温雰囲
気中に露出するが、断熱筒が下蓋と同時に降下
し、ボトムリング内周面を覆うので、ボトムリン
グ内周面は被処理材の熱から保護される。

そして、被処理材を容器外に取り出すべく下蓋
をさらに降下させると、この下蓋とともに下降す
る断熱筒が、ボトムリングの上面とストツパが係
合することによりボトムリングの内周面を覆つた
状態で停止し、これにより、ボトムリングの内周
面が、通過中の被処理材の熱、または被処理材通
過後の加熱炉の輻射熱から保護される。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を第１図、第２図を参
照して説明する。

第１図は実施例の圧力容器Ｐ中に被処理材Ｗを
入れ、下蓋５を閉じて圧力容器Ｐを密封した状況
を示し、また、第２図は下蓋５を下降させてHIP
処理済の被処理材Ｗを圧力容器Ｐ外に取り出そう
としている状況を示している。

この圧力容器Ｐが、第５図に示した従来の圧力
容器Ｐと違う点は、内部に、ボトムリング４を高
熱から保護する断熱筒８を設けた点である。断熱
筒８は外径がボトムリング４の内径より小さく、
内径が下蓋５上に搭載される被処理材Ｗより大き
いものであり、下蓋５の上面に載置され、下蓋５
に載つた状態で上下に自由にスライドできるよう
になつている。

また、断熱筒８の上端には、外方に突出する鍔
部８ａが形成されている。この鍔部８ａの外径
は、ボトムリング４の内径より大きく、下方への
抜け落ちを防止するストツパとして働く。また、
断熱筒８は、鍔部８ａがボトムリング４の上端に
係合して降下停止した状態で、ちようどボトムリ
ング４の内周面全域を覆うだけの長さを有してい
る。

なお、図中９は断熱材、１０は断熱材９により
囲まれた加熱炉、１１はヒータである。

この圧力容器Ｐにおいては、次のように作用す
る。

まず、下蓋５を上昇させて圧力容器Ｐを塞いで
いるときには、断熱筒８は、第１図に示すように
下蓋５により持ち上げられた状態にあり、下蓋５
とボトムリング４同士の気密的嵌合の支障に全く
ならない。したがつて、圧力容器Ｐの気密性、耐
圧性は全く損われない。

また、被処理材ＷをHIP処理した後、高温の被
処理材Ｗを下蓋５を下降させて外部に取り出す場
合には、断熱筒８は下蓋５とともに下降し、ボト
ムリング４の内周面を覆う。そしてさらに、下蓋
５を下降させると、第２図に示すように断熱筒８
は、その鍔部８ａがボトムリング４の上端に引つ
掛ることにより、落下停止させる。この状態で、
断熱筒８はボトムリング４の内周面を完全に覆
う。したがつて、ボトムリング４は、通過中の被
処理材Ｗの熱から、また加熱炉による輻射熱から
保護されることになる。

なお、この実施例においては、鍔部８ａにより
ストツパを構成したが、断熱筒８が一定レベルよ
り下降しないようにするものであれば、その他の
構成のストツパを採用してもよい。

次に、本考案の圧力容器Ｐを設備したHIP装置
の例を、第３図、第４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１２、架台１３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
けられた各室Ａ、Ｂ、Ｃを気密に保つシール扉１
４，１５，１６，１７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１８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１９，２０，２１，２２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２３が備えられている。

なお、シール筒１８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１８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
１８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処理が終わつたら、圧
力容器Ｐの開口部までシール筒１８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１５，１６を閉め、装入室Ｂ及び
シール筒１８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を裸のまま装入室Ｂに取り出す。この
とき圧力容器Ｐの断熱筒８が上述の作用をなし、
ボトムリング４を熱から保護する。ここで、冷却
室Ｃは、予めシール扉１６，１７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１６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１６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１４，１５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１８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１５をあけて、
装入室Ｂ内に入れる。そして、同シール扉１５を
閉じて、装入シリンダ２３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８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熱保護作用があ
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、下蓋を下降させると、下
蓋とともに下降する断熱筒が、その上端に形成さ
れたストツパがボトムリングの上面と係合するこ
とによりボトムリングの内周面を覆つた状態で停
止し、それにより、ボトムリングの内周面が通過
中の被処理材の熱、または被処理材通過後の加熱
炉の輻射熱から保護される。また、下蓋を上昇さ
せると、断熱筒が下蓋の気密嵌合の邪魔にならな
いように自動的に持ち上げられる。

このため、圧力容器の性能を損うことなく、容
器下方部分を熱の影響から保護することができ、
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。しかも、断熱筒を設ける
という簡単な構成であり、容易に実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本考案の圧力容器の一実施例
を示すもので、第１図は下蓋５を上昇させた状
態、第２図は下蓋５を下降させた状態を示す縦断
面図、第３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４図は同平面図、第
５図は従来のHIP装置の側断面図、第６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……断熱筒、８ａ……鍔部（ストツパ）、Ｗ…
…被処理材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 略垂直に立てられた円筒状の圧力容器胴の下端
   開口部内周にボトムリングが嵌合され、このボト
   ムリング内周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、前記下蓋上面には、外径がボト
   ムリング内径より小さく、内径が下蓋上に搭載さ
   れる被処理材より大きい断熱筒が、下蓋に載つた
   状態で上下にスライド自在に載置され、さらにこ
   の断熱筒の上端に、ボトムリングの内径より大径
   で径方向外方に突出するストツパが形成されてお
   り、断熱筒が下降していくと、前記ストツパとボ
   トムリングの上面との係合により断熱筒の下降が
   停止してボトムリングの内周面が覆われることを
   特徴とする熱間等方圧プレス装置の圧力容器。