JPS5987032A - 加工品処理装置 - Google Patents

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】 本発明は、オートクレーブ類の急速初期冷却に関する。

オートクレーブ炉は、熱絶縁ライニングと絶縁した容器
内部を加熱する電気加熱部片とを持つ圧力容器である。

オートクレーブ類は、材料の高温均衡加圧及び焼結をき
む若干の処理に使う。所望の最高温度の処理を行った直
後に力ロエ品は急冷するのが望ましいことが多い。その
１つの理由は加工品内の粒子生長を阻止することである
。

オートクレーブ類を冷却するのに若干の手段が考えら扛
ている。たとえば米国特許第４　、０２２　、４４６号
明細６７高温ガス均衝王力炉内の急冷」］、米国特許第
４　、２．３５　、５９２号明細書「機械的循環を行う
オートクレーブ類」、米国特許第４，２４６，９５７号
明細書「冷却装置付きオートクレーブ類」及び米国特許
第４−　、２８０　、８０７号明細書「冷却装置付きオ
ートクレーブ炉ユがある。

高温加圧容器雰囲気を取出して熱交換器を通す装置は、
容器の壁を通る伝導によシ熱エネルギーを通さないとい
う利点がある。しかしこれ等の装置は容易には既存の容
器に組付けることができない。さら１（加圧流体を通ず
配管が容器圧力に耐えなければならないから、この配管
は深く注意して設計し構成しなければなら々い。

米国特許第４，２３５，５９２号明細書には、熱が伝導
によシ大気に逃げる容器ライニングへの加工品からの熱
の伝達を早めるだめの容器内の強制循環について記載し
である。。強制循環によシ加工品における冷却割合の急
速な増加を生ずることができる。

この場合、容器壁への熱の急速な伝達により、容器壁の
内部の温度がこの容器を構成する金属に対する安全作用
温度以上に上がシ、そして容器壁内の温度こう配が損傷
応力を伴う障害がちる。

本発明によれば、加工品を容器に悪影響を及ぼさないで
急冷することのできるオートクレーブ類が得られるから
有利である。

本発明によれば細長い円筒形の圧力容器によシ炉を包囲
する。この炉は、加工品を包囲するように底部とこの底
部に乗る絶縁覆いとを持つ。炉底部から上向きに延びる
覆い内には電気加熱部片を配置しである。少くとも加熱
部片及び覆いの間には円筒形の遮へいを位置させである
。炉底部に隣接して羽根車室を設けこの室から排出口が
延びている。前記室内には羽根車を位置させである。羽
根車は下向きに延びる駆動軸を備えている。この軸を直
接又は磁気継手をイｒＬ選定した速度で回転するように
電動機を設けである。絶縁覆いの内部は、間の通路を除
き絶縁壁によシ隔離した２つの室に分割しである。第１
の室は、加熱部片を含む加工空間を備えている。第２の
室内にはヒートシンクを位置させである。遠隔駆動でき
るダンパによジ、羽根車の作用に応じて移動する炉雰囲
気の流れを差向ミクる。すなわちダンパの第１の位置で
は、流れに全部加工空間に差向けられる。ダンパの第２
の位置では流れは刀ロエ空間室からヒートシンクに次で
刀り丁字間室にもどす前に容器の内壁に清って差向ける
。

オートクレーブ類の加熱中には、ダンパは第１の位置に
保つ。そして電気加熱部片により容器内に導入するエネ
ルポーのうち少量だけしかヒートシンクに伝えない。エ
ネルギーの大部分は炉雰囲気の強制循環によシ加工品に
伝える。加工室及びヒートシンク室の間には開いた通路
を設けであるが、ヒートシンク室からの流出を実質的に
防ぐようにダンパを位置させであるので、熱は対流によ
シヒートシンクに伝えることができない。加工品に最高
温度に保持することを含むその最高温度処理を行った後
、ダンパ部片を第２の位置に変え、この位置では炉雰囲
気をヒートシンクを経て次で容器の側壁に泊って差向け
る。この急冷周期中には加熱部片はもちろん給電を止め
る。このようにして対流によシ加工品熱エネルギーの一
部はヒートシンクに迅速に伝え所望の急冷ができる。こ
の場合１００℃／ｍｉｎの割合の急冷ができる。しかし
加工品から除去するこのエネルギーはすぐには容器壁を
通過しないで容器壁を過度の温度及び過度の温度こう配
から保護する。たとえば５０’Ｃ／　ｍｉｎの遅い冷却
は単に羽根車の速度を遅くするだけでできる。

以下本発明装置の実施例を添付図面について詳細に説明
する。

第１図には覆い（４）、遮へい（９）及び加熱部片（８
）を備えた炉の外側に配置した圧力容器を示しである。

、加工品（７）は炉床（６）及び架台（５）に支えであ
る。

とくに第１図には底部（１）乃び倒立の帽子形殻（２）
から成る圧力容器すなわちオー　トクレープを示しであ
る。殻（２）の底部（１）のフランジには、締付部片に
よシ殻（２）を底部（１）　Ｋ給料けることのできる穴
を形成してるろ。Ｏリング又はガスケット０］）にょシ
圧力密の右封部を形成する。底部（１）又は殻（２）に
は、容器の内Ｐ３をたとえば不活性雰囲気で加圧する装
置に連結した穴（図示してない）を形成しである。

この場合の圧力はたとえば３０，０００ｐｓｉまでであ
る。

殻（２）の厚さは閉じ込めようとする圧力と殻（２）の
直径とによる。たとえば殻（２）は高張力鋼から作る。

本発は５Ｊによれば底部（１）から支えた架台（５）は
炉床（６）を支える。炉床（６）は加工温度で加工品を
支えるのに十分なたけ強い。炉床（６）は架台（５）の
直径よシ大きい直径を持つ。このようにして加工品（７
）の底部を架台（５）の頂部よシ大きくすることができ
る。

中空脚（ハ）は炉底部□□□を殻底部（１）の幾分上方
に支える。脚Ｑり及び炉底部（ハ）は鋼材から構成しで
ある。

炉底部（ハ）には熱及び電気の絶縁支持体■→を乗せで
ある。支持体（ハ）は耐火性絶縁材又は高含量可鋳性ア
ルミナから作る。支持体（ハ）の頂部には羽根車室ブロ
ンク翰を設けである。黒鉛炉床（６）は架台延長部分（
イ）に乗せである。羽根車室ブロック（ハ）に固定した
固定部分（イ）は黒鉛製架台延長部分■Ｑに連関し整合
を確実にする。

架台（５）はこれに接触しないで、炭素又は黒鉛、Ｓｉ
Ｃ又は耐火金属（たとえばモリブテン）製の円筒形の電
気抵抗加熱部片によシ囲んである。加熱部片は棒部片（
８）から成る円筒形のかごにこり構成され、互に隣接す
る棒部片が対を形成する。これ等の対はその頂部を各対
にまたがるキャップ（８ａ）によシ互に接合しである。

外歯を持つ一方の振（８ｂ）と内歯を持つ他方の環（８
ｃ）とから成る２個の導電性環は架台（５）のまわりに
配置され、各円筒形棒部片（８）を支え各対の棒部片（
８）に電流を送る基部を形成する。

容器の底部（１）を貫いて電気接続部片０→、０Ｏを設
は適当な電圧準位の電流を加熱部片に供給する。

好適とする実施例では、炉底部（ハ）、絶縁支持体（ハ
）及び羽根車室ブロック（ハ）には穴を形成し、導電性
環（８ｂ）　、（８ｃ）にねじ込んだ悪鉛炭素、モリブ
テン又はタングステン製の棒部片翰を炉底部（ハ）の下
方の空間内に通すこと−ができるようにしである。

この場合各棒部片■９）は、底部（１）を貫通する電線
管に接続した端子０のに部片（３０）によシ結合する。

加熱部片の周辺のまわシには耐火性遮へい（９）を設け
である。遮へい（９）の主な機能は加熱部片から覆い（
４）に直接向う外向きの放射を防ぐことである。

遮へい（９ツバ多重殻放射線遮へいから成っている。

遮へい（９）は支持体（財）に乗せである。遮へい（９
）の頂部は開放し又は通気しなければならガい。

覆い（４）は、絶縁天井又は絶縁壁（４３）によジ、加
工空間室（１０）及びヒートシンク室０］）から成る２
室に分割する。壁（４３）には通路（４４）を形成し、
壁（４３）を横切って圧力降下が存在するときに壁（４
３）を経てガスが流れるようにしである。ヒートシンク
室０］）には、大きい底面積を持つ質量体、たとえば流
通する炉雰囲気を各板部片表面に溢う曲がりくねった径
路を移動させるように配置した鋳鉄製板部片から成るヒ
ートシンク構造体（４５）を位置させである。排出口（
４６）によシヒートシンク室から流れを流出させること
ができる。

覆い（４）の底部の近くに２列の穴を形成しである。

各列の穴は覆い（４）のまわ９に円周方向に互に間隔を
隔てだ複数個の穴から成っている。一方の穴列内の各穴
の中心は実質的に容器底部（１）に平行な１千面内にあ
る。２列の穴は軸線方向にす々わち竪方向に互に間隔を
隔てている。一般にもどシ穴（６２）である下側列の穴
は後述の取入れみそ穴（４７）の半径方向外方に位置さ
せである。排出Ｋ（６４）　　である高い方の列の穴は
もどり穴（６２）の列の上方に絶縁支持体（ハ）の真上
で間隔を隔てている。

絶縁支持体（ハ）は、軸線方向の穴（４８）と、これか
ら半径方向に延びる取入れみそ穴（４７）とを形成しで
ある。みそ穴（４７）と覆い（４）内のもどり穴（６２
）に整合するように配置しである。羽根車室ブロック（
ハ）は羽根車室を持ちこれから複数個の半径方向排出口
（４９）が延びている。羽根車（５０）は、羽根車室内
に位置し下方に延びる軸（５２）に固定しである。軸（
５２）は、絶縁支持体（財）と炉底（ハ）と脚（イ）と
圧力容器の底部（１）とを貫通する。

軸（５２）は、たとえば米国特許第２，９９６，３６３
号及び同第４　、１０６　、８２５号の各明細書に記載
しであるようム密封ヮた磁気駆動単位に入っている。１
変型では軸（５２）は、底部（１）及び炉底部（ハ）の
間に位置させた電動機により、駆動する。この例では炉
底部（ハ）の下方の空間の温度は、電動機に対し安全作
動温度に注意深く保たなければならない。又電動機は底
部と拡大しようとする空間との間に空間を必要とする。

軸（５２）を回転するのにどのような装置を使っても、
これ等の装置は可変速度制御装置を備えなければ÷らな
い。このようにして容器内の循環をこの容器内に生ずる
特定の処理又は処理段に調整することができる。

軸（５２）は、炉底部（ハ）を貫通する場合に、軸（５
２）を軸架した軸線方向に整合したブッシングを貫通す
る。これは、軸（５２）の長さが炉底部（ハ）を貫通す
るときに０架してないと過度の振動を伴う場合に望まし
い。羽根車（５０）は普通のかご形構造又はその他の任
意適当々構造のものでよい。羽根車（５０）は高い温度
を受けるから、羽根車（５０）及び軸（５２）は、この
ような温度に剛えることのできる材料から作らなければ
々らない。

容器の壁の内部と覆い（４）との間に位置させた管状の
そらせ板（３）は、複数個の穴（７０）を円周方向に互
に間隔を隔てて又覆い（４）の取入れみぞ穴（４７）及
びもどシ穴（６２）の半径方向外方に位置させである。

そらせ板（３）内で密接に滑動できるダンパ１（７２）
はステンレス鋼又は類似物のような薄い金属管から成っ
ている。ダンパ環（７２）　　はその上縁部に円向きの
半径方向フランジ（７３）を設けである。半径方向フラ
ンジ（７３）の幅はそらせ板（３）及び覆い（４）の間
の環状の空間をダンパ３Ｊｉ　（７２）　　の動きが容
易になるように十分なすきまをおいて満たすのに十分な
寸法にしである。ダンパ３！（７２）　　は半径方向７
ランジ（７３）の近くに複数個の穴（７４）を形成しで
ある。各穴（７４）は、ダンパ環（７２）を上下に位置
決めすることによシそらせ板（３）の各穴（７０）に整
合するように配置しである。ダンパ環（７２）はフラン
ジ（７３）から上向きに延びるスカート部分（７°３ａ
）　ｆ持つ。スカート部分（７３ａ）は、ダンパ環（７
２）及びそらせ板（３）の各穴（７４）　、（７０）を
互に整合させたときに覆い（４）の排出穴（６４）をふ
さぐように覆い（４）に衝合する。

そらせ板（３）はダンパ環（７２）と同様に、　その機
能が循環雰囲気の流れを差向けるＣとたけであるから薄
い耐火性金属管によシ構成する。

底部（１）には１、場合に応じ電気的に消勢し又は付勢
したときに、ダンパ環（７２）を短い距離たとえば４な
いし６ｉｎたけ上下するように配置した複数個のルノイ
ド作動持上は部片（７６）を位置させである。

第１図及び第２図に示すようにダンパ１（７２）の最上
部位置では、炉雰囲気は遮へい（９）及び覆い（４）の
間で下方に吸引し覆い（４）の排出穴（６４）から排出
し、次でダンパ環（７２）　　によ）覆い（４）の取入
れ穴（６２）内にこれから取入れみぞ穴（４７）に差向
けろ。このときにはそらせ板（３）の穴（７０）とダン
パ環（７２）の穴（７４）とは互に整合していない。

第３図に示すようにダンパ１（７２）　　の最下部位置
では憶い（４）の底部の穴（６４）はふさがれている。

炉雰囲気はヒートシンク室（１１）を経て上昇し次で容
器数（２）の内部に清い下方に吸引される。次で雰囲気
はそらせ板（３）の穴（７０）とこれに整合したダンパ
環（７２）の穴（７４）とを経て取入れ穴（６２）及び
取入れみぞ穴（４７）内に吸引される。

羽根車（５０）を回転すると、羽根車（５０）は炉雰囲
気又はそのガス内で羽根車軸（５２）に泊いカスを吸引
し別封部片の付近で架台壁及び遮へい（９）の間の空間
内に半径方向外方にガスを押出す。これ等のガスは加熱
部片〔加熱部片はこの場合力１熱されているものとする
〕を通って加熱され、ガスによシ加工品に熱を伝える炉
床（６）の上方の空間内に押込まれる。この場合もと９
径路は前記したようにダンパｉ　（７２）の位置による
。

絶縁覆い（４）は、加工品及び加熱部片を圧力容器数（
２）から隔離する主熱給体である。覆い（４）は、ダー
ンパ環（７２）が最上部位置にあるときに殻（２）への
熱伝達が最少になるようにしである。覆い（４）はステ
ンレス鋼製内側ライニング（４ｏ）及び炭素鋼製外側ラ
イニング（４１）とこれ等の間のセラミック繊維熱絶縁
材（４２）とを備えている。

本発明（・二ヨる加熱部片は全体を力１工品の下方に位
置させることにより加工品（７）及び覆い（４）の間の
空間は占めない。このようにして覆い（４）従って殻（
２）の直径を減らし前記した利点がある。

以上本発明をその実施例について詳細に説明したが本発
明はなおその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行う
ことかできるのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明処理装ｊ！の１実施例の軸断面図、第２
図は紀１図の処理装置内で炉雰囲気か全部循環する状態
を示す線図的軸断面図、第３図は第２図の装置を冷却中
に容器内部に沿う炉雰囲気の流れを示す紡図的断面図で
ある。 １・・・底部、２・・殻、３・・・そらせ板、４・・、
覆い、９・・・遮へい、２３・・・炉底部、２５・・・
羽根車室ブロック、５０・・・羽根車、５２・・・７駆
動軸、７２・・・ダンパ環。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１〕加工品を高い温度及び圧力で処理してガス圧力接
   合、高温均衡押圧又は類似作業を行う処理装置において
   、細長い円筒形圧力容器と、炉底部とこの炉底部に乗り
   加工品を囲む絶縁覆いと、前記炉底部から上向きに延び
   る絶縁覆い内に配置した電気加熱部片と、前記の加熱部
   片及び覆いの間に配置しだ円筒形遮へいと、前記炉底に
   隣接し排出口が延びる羽根車室とこの羽根車室内に位置
   し下向きに延びる駆動軸を持つ羽根車と、前記軸を選定
   した速度で回転する回転装置とを備え、前記絶縁覆いの
   内部を間の通路を除いて絶縁壁にょシ互に隔離した２室
   に分割し、これ等の室のうち第１の室は前記加熱部片を
   納める加工空間とし第２の室にはヒートシンクを位置さ
   せ、前記羽根車の作用に応答して動き第１のダンパ位置
   では流れを全部前記加工空間室内（（差向Ｃヴ、又第２
   の位置では流れをこの力ｎ工学間室からヒートシンク室
   に、次で前記加工空間室にもとる前に前記容器壁の内壁
   に清い差向けるようにした１、炉雰囲気流れ差向は用の
   遠隔、駆動できるダンパを設けて成る処理装置。 （２）加工品を高い温度及び圧力で処理してカス圧力接
   合、高諷均衝押圧又は類似作業を行う処理装置において
   、細長い円筒形圧力容器と、炉底部とこの炉底部に乗り
   加工品を囲む絶縁覆いと前記加工品の乗る炉床と、前記
   の圧力容器の内壁及び絶縁覆いの６１に位置させた円筒
   形そらせ板と、前記炉底部から上向きに延び前記炉床を
   乗せた細長い円筒形耐火性架台と、前記炉床の下方で前
   記架台の壕わシにそのほぼ全長に涜って配置した円筒形
   加熱部片と、前記の架台及び力り熱部片のまわシに配置
   され前記炉底部から前記炉床の上方に上向きに延びる円
   筒形熱遮へいと、前記架台にその底部に隣接して設けら
   れ半径方向排出口が延びる羽根車室と下向きに延びる駆
   動軸を持ち前記羽根車室内に位置さぜた羽根車と、前記
   軸を選定した速度で回転する回転装置とを備え、前記絶
   縁覆いの内部を間の通路を除いて絶縁壁により互に隔離
   した２室に分割し、これ等の室のうち第１の室は前記加
   熱部片を納める加工空間とし第２の室に（ｒｉヒートシ
   ンクを位置させ、前記羽根車の作用に応答して動き第１
   のダンパ位置では流れを全部前記加工空間室内に差向け
   、又第２の位置では流れをこの加工空間室からヒートシ
   ンク室に、次で前記羽根車にもどる前に前記容器壁の内
   壁に清い差向けるようにし、だ、炉雰囲気流れ差向は用
   の遠隔、駆動できるダンパを設けて成る処理装置。 （３）ソレノイド駆動装置によシダンパを第１及び第２
   の位置の間で動かすようにした特許請求の範囲第（１）
   項又は第（２）項記載の処理装置。