JPS6224239Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、高圧容器内に断熱炉体によつて囲ま
れた処理室を設けた熱間静水圧プレス（以下。
HIPという）装置に関し、特に高圧容器内の冷却
効率を向上したHIP装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、HIP装置は圧力媒体にアルゴン等のガス
を用いて容易に高圧の静水圧が得られることか
ら、難焼結の粉末材料の焼結及び高密度材料の製
造等に幅広く利用されている。

このようなHIP装置は、頂部が上蓋によつて気
密に閉塞された竪型耐圧シリンダとその底部に着
脱自在に嵌合し得る下蓋とによつて形成された高
圧容器を含んでいる。また下蓋の上面には、高圧
容器内に収納され、且つ内側に加熱装置を内蔵し
た倒立コツプ状断熱炉体が設けられている。こう
して倒立コツプ状断熱炉体の内側に処理室が設け
られている。かかる処理室は、断熱炉体と下蓋と
を一体的に耐圧シリンダから離脱させることによ
り、処理室内の試料をHIP装置の外へ取り出し可
能である。

またHIP装置は、高圧容器の上蓋もしくは下蓋
のいずれかに大型の一方向性の高圧閉塞弁が取り
付けられ、ガスの導入及び排気が、一方向のみに
て行なわれるようになつている。

ここで、HIP装置の高圧容器内にて昇温・昇
圧、保持、降圧、冷却という一連の作業が行なわ
れる。HIP装置の冷却工程は、高圧容器内にガス
を封じ込んだまま降温するか、又はコンプレツサ
にて強制的に高圧容器内のガスの回収、導入を繰
り返し行なう冷却手段が採用されている。

その他には、試料、断熱炉体などを一体とし
て、冷却塔をもつ補助ステーシヨンに移動して冷
却を行なう手段（モジユラーシステム）が採用さ
れている。（例えば、特公昭58−57481号公報。） 〔考案が解決しようとする問題点〕 しかしながら、高圧容器内にガスを封じ込んだ
まま行なう冷却工程では、降温冷却に12〜18時間
という非常に長い処理時間を必要とし効率が悪
い。その上、高圧容器内のガスの排気、導入を頻
繁に行なつても、冷却効率があまり変わらないと
いう問題もある。

またモジユラーシステムにて冷却処理を行なつ
た場合には、高圧容器内を大気圧の近傍まで減圧
して冷却するために、熱伝導が低下し冷却効果が
悪くなる。

さらに、大型の高圧閉塞弁が下蓋もしくは上蓋
のいずれかに取り付けられているために、HIP装
置を搬送する場合に好ましくない問題がある。

それ故に本考案の目的は、冷却効率を向上さ
せ、高能率型のHIP装置を提供することにある。

また他の目的は、閉塞弁を下蓋に内蔵すること
により、コンパクトなHIP装置を提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本考案によれば、頂部が上蓋によつて気密に閉
塞された竪型耐圧シリンダとその底部に着脱自在
に嵌合し装着し得る下蓋とによつて形成される高
圧容器と、上記下蓋の上面に装設されて高圧容器
内に収納され且つ内側に加熱装置を内蔵した倒立
コツプ状断熱炉体とを含み、該倒立コツプ状断熱
炉体の内側を処理室とした熱間静水圧プレス装置
において、上記下蓋は上記断熱炉体内を高圧状態
に保持したまま冷却する冷却装置を備え、該冷却
装置は、上記断熱炉体内に外部から冷却用のガス
を供給するための導入管路と、該導入管路を開、
閉動作する閉塞弁とを含み、上記閉塞弁は、上記
下蓋上面に開く漏斗状の弁座と、該弁座に対向し
た弁棒と、上記導入管路のうち上記冷却用のガス
の流れに関して上記弁棒よりも上流部分に位置
し、上記弁棒を上下に移動させる弁駆動装置とを
含むことを特徴とする熱間静水圧プレス装置が得
られる。

〔実施例〕

第１図及び第２図は本考案のHIP装置の一実施
例を示す。

図面を参照して、HIP装置は耐圧シリンダ１と
その上下の開孔部を密封する上蓋２と下蓋３とを
含んでいる。即ち、頂部が上蓋２によつて気密に
閉塞された竪型耐圧シリンダ１とその底部に着脱
自在に嵌合して装着し得る下内蓋３ａと下外蓋３
ｂとによつて形成された高圧容器を有している。
さらに高圧容器の内部には、加熱装置（図示せ
ず）を内蔵した倒立コツプ状断熱炉体４が設けら
れている。断熱炉体４は下蓋３の上面に置かれた
ものである。こうして断熱炉体４の内側に処理室
５を形成している。かかる処理室５は断熱炉体４
と下内蓋３ａ及び下外蓋３ｂとを一体的に耐圧シ
リンダ１から離脱させることにより試料（図示せ
ず）をHIP装置の外へ取り出し可能である。

ところで、上蓋２にはその外側から高圧容器内
に通じるガスの導入管路６と排気管路７とが設け
られている。導入管路６は上蓋２の外側に取り出
された部分にガス導入弁８が介在されている。排
気管路７は上蓋２の外側に取り出された部分に大
気開放弁９が介在されている。さらに断熱炉体４
の上部には、ガス封入逆止弁１０が設けられてい
る。このガス封入逆止弁１０は、モジユラーシス
テムにて冷却処理を行う時にも、断熱炉体４内を
密封された高圧状態、即ち、高密度状態のままに
保持するためのものである。このため、低圧状態
に比べ、断熱炉体４内は高密度状態に維持され
て、ガス体の熱伝導度を損うことがないから、内
蔵された加熱装置等自身の熱をより効率的に外部
へ伝導し、冷却効果を向上させることができる。

下外蓋３ｂの上面は断熱炉体４により囲まれた
処理室５に臨んでいる。この下外蓋３ｂには上下
に貫通した孔が形成され、かつこの貫通孔には閉
塞弁１１が設けられ、外部からアルゴン等の冷却
用のガスを導入して処理室５を冷却する冷却装置
を形成している。さらに詳細には、第２図を参照
して、下外蓋３ｂの上面からその内部には、弁座
１２が形成されている。この弁座１２の内部には
弁棒１３が設けられている。図示する弁座１２は
漏斗形に形成されている。弁棒１３は弁座１２と
合致する形状、即ち円錐形に形成されている。こ
の弁棒１３の外周面には環状溝１４が形成され、
その溝１４にＯリング１５が装着されている。し
たがつて弁座１２の内面は、Ｏリング１５により
気密に封止することができる。

弁棒１３はアタツチメント１６を介してソレノ
イド鉄心１７と連接されている。ソレノイド鉄心
１７はソレノイドコイル１８によつて取り囲まれ
ている。こうしてソレノイドコイル１８の通電時
には、ソレノイド鉄心１７に上昇力が作用するよ
うにされている。ソレノイド鉄心１７とソレノイ
ドコイル１８とは、下外蓋３ｂの底面に形成され
た凹部１９の内部で、しかもこの凹部１９に嵌め
合わされたソレノイドケース２０の内部に位置し
ている。ソレノイドケース２０の上面には環状溝
２１が形成されてその溝２１にＯリング２２が装
着されている。Ｏリング２２は下外蓋３ｂとソレ
ノイドケース２０との間を気密に封止している。
ソレノイドコイル１８はビスにより下外蓋３ｂに
固定されている。今、ソレノイドコイル１８に通
電されてソレノイド鉄心１７が上昇すると、弁棒
１３のＯリング１５が弁座１２の内面から少し離
れて隙間ができる。またソレノイドコイル１８へ
の通電を断つと、ソレノイド鉄心１７及び弁棒１
３はアタツチメント１６の周囲を取り巻いている
コイルバネ２３によつて復帰する。コイルバネ２
３の下にはバネ座金２４が備えられている。即
ち、ソレノイドコイル１８とコイルバネ２３とを
組み合せることで、弁棒１３を上下に移動させる
弁駆動装置が形成される。弁駆動装置は、後述す
る導入管路２６に送り込まれる冷却用のアルゴン
等のガスの流れに関して、弁棒１３よりも上流部
分に位置することになる。

ソレノイドケース２０はボルト２５によつて下
外蓋３ｂに固定されている。ソレノイドケース２
０と下外蓋３ｂとには、横にのびたガスの導入管
路２６が連続して形成されている。こうしてソレ
ノイドケース２０の内部にガスを導入できるよう
にされている。導入管路２６の一方端には下外蓋
３ｂにまで延びたシート弁座２７が設けられてい
る。シート弁座２７は、内面が外側に向けて広口
としたテーパ面を有している。シート弁座２７に
はガス導入のためのシート弁棒２８の先端部が下
外蓋３ｂの外側から嵌め合わされる。シート弁棒
２８の先端部は、シート弁座２７のテーパ面と合
致するように外周面がテーパ面に形成され、この
テーパ面に設けられている環状溝２９にＯリング
３０を装着している。したがつて、シート弁座２
７にシート弁棒２８が嵌め合わされた状態では、
Ｏリング３０とシート弁座２７の内面が気密に封
止される。

第１図に戻り、シート弁棒２８にはガス元弁３
１からアルゴン等のガスが送り込まれる。またシ
ート弁棒２８は開閉シリンダ３２に接続されて、
この開閉シリンダ３２の平行移動によつてシート
弁座２７に嵌合又は、離脱が可能である。

なお上蓋２と下蓋３とは作業中の離脱を防ぐた
めにプレス枠３２，３３によつて上下から挾圧さ
れている。

今、弁棒１３の上下動作によりＯリング１５と
弁座１２との間は開放又は閉塞する。開放された
状態にあつては、ガス導入のためのシート弁棒２
８をシート弁座２７に嵌め合わせ、アルゴン等の
ガスを導入管路２６からソレノイドケース２０の
内部に送り、かつ処理室５の内部にまで導入する
ことができる。Ｏリング１５の開閉は、ソレノイ
ドコイル１８に電源を投入し励磁させると、ソレ
ノイド鉄心１７が上昇し弁棒１３を押し上げ、又
電源の投入を停止するとコイルバネ２３によつて
弁棒１３が復帰することにより行なわれる。弁棒
１３のＯリング１５と弁座１２との開放時におけ
る隙間は１ミリメートル程度でよい。ガス導入時
のガス圧力は２〜３気圧であれば十分である。

シート弁棒２８とシート弁座２７との嵌め合わ
せは、HIP処理開始から冷却完了まで行なわれ
る。

このとき、円錐形に形成された弁棒１３は、コ
イルバネ２３の復帰力だけでなく、断熱炉体４内
のガス圧も加わり、漏斗状の弁座にくい込むよう
に完全に密着する。このため、コイルバネ２３及
びソレノイドコイル１８等は、高温の高圧ガスに
さらされる心配がない。

また処理室５の構造によつては、ガス導入ライ
ンを真空引きか、又はガス置換をしておくことが
必要となる。

さらにソレノイドコイル１８は冷却時間内、励
磁されているため、温度が高くなるが、導入され
るガスがソレノイドコイル１８を冷却しながら通
過するので、支障がない。

このようなHIP装置の冷却工程においては、大
気圧近くになるまでガスを回収して減圧し、その
後、ガスを下蓋３の閉塞弁１１から導入し、上蓋
２の排気管路７から排気して冷却能力を高める。

〔考案の効果〕

以上に説明したように本考案によると、HIP装
置内での冷却時におけるガスの循環が可能となり
冷却効果が著しく増大する。また冷却塔をもつ補
助ステーシヨンにしても同様に行なうことが可能
であり、従来のHIP装置の冷却時間に比べ大幅に
時間短縮できる。

さらにコンパクトなスペースにて機能する塞止
弁を高圧容器の下蓋に内蔵させているので、搬送
工程を有するHIP装置においても支障がなくな
る。

また、漏斗状の弁座に弁棒を対向して設けたか
ら、断熱炉体内に高圧に保持されたガス圧によつ
て、弁座に弁棒を容易に密着させることができ、
しかも、導入管路のうち冷却用のガスの流れに関
して弁棒よりも上流部分に弁駆動装置を位置させ
たから、断熱炉体内の高温な高圧ガスに、弁駆動
装置がさらされる心配はない。その結果、弁駆動
装置の劣化や変形を防止することができる。しか
も、弁駆動装置は、常に冷却用のガスにさらされ
て冷却されるから、弁駆動装置に、駆動時に発熱
するソレノイドコイル等を用いても温度上昇によ
る問題が生じることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による熱間静水圧プレス装置の
一実施例の高圧容器内構造略図、第２図は第１図
における要部を示した拡大図である。 １；耐圧シリンダ、２；上蓋、３；下蓋、３
ａ；下内蓋、３ｂ；下外蓋、４；断熱炉体、５；
処理室、７；排出管路、１１；閉塞弁、１２；弁
座、１３；弁棒、１７；ソレノイド鉄心、１８；
ソレノイドコイル、２０；ソレノイドケース、２
６；導入管路、２８；シート弁棒。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 頂部が上蓋によつて気密に閉塞された竪型耐圧
   シリンダとその底部に着脱自在に嵌合し装着し得
   る下蓋とによつて形成される高圧容器と、上記下
   蓋の上面に装設されて高圧容器内に収納され且つ
   内側に加熱装置を内蔵した倒立コツプ状断熱炉体
   とを含み、該倒立コツプ状断熱炉体の内側を処理
   室とした熱間静水圧プレス装置において、上記下
   蓋は上記断熱炉体内を高圧状態に保持したまま冷
   却する冷却装置を備え、該冷却装置は、上記断熱
   炉体内に外部から冷却用のガスを供給するための
   導入管路と、該導入管路を開、閉動作する閉塞弁
   とを含み、上記閉塞弁は、上記下蓋上面に開く漏
   斗状の弁座と、該弁座に対向した弁棒と、上記導
   入管路のうち上記冷却用のガスの流れに関して上
   記弁棒よりも上流部分に位置し、上記弁棒を上下
   に移動させる弁駆動装置とを含むことを特徴とす
   る熱間静水圧プレス装置。