JPS6243277Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は熱間静水圧加圧（以下、HIPと略記す
る。）装置に係り、特にその断熱層の改良に関す
るものである。

（従来の技術） HIP処理は高温高圧ガスを圧媒として被処理体
を等方圧縮し、セラミツクス粉末や金属粉末等か
ら緻密な焼結体を製造したり、超硬合金の残留空
孔を圧潰除去したり、あるいは金属材料を拡散接
合するための手段として、近年、その実用化が注
目されている技術であるが、高温高圧のガス雰囲
気下で処理が行なわれるため特殊な耐圧構造を備
えた装置が使用されなければならない。しかも高
圧容器は、処理室の高温高圧に拘らず強度の点か
らある温度以下に維持することが肝要であり、一
方処理室内の高温高圧雰囲気下における熱損失を
極力抑えることも肝要である。そのため高圧室内
に断熱層を配置して処理室の内外を分けている
が、断熱効果を良好ならしめようとしてその厚さ
を厚くすることは高圧容器の直径の増大化を招き
設備面で好ましくない。

そこで、気体浸透性の小さい材料からなる金属
製倒立コツプを用い、その間に断熱材を充填する
ことを始めとして断熱層の改良に関し種々の努力
が傾注され提案されて来た。

第４図はかかる断熱層の１例を部分的に拡大し
て示しており、４つの倒立コツプ３１，３２，３
３，３４の間隙空間にセラミツクフアイバ４１，
４２，４３を充填することによつて作られてい
る。

ところがこのような断熱層では例えば処理時、
最も内側の倒立コツプ３１が1200℃のとき、最外
側の倒立コツプ３４では150℃となる。従つて、
内側の倒立コツプ程、熱膨張量が大きいため、加
熱時にコツプ内の間隙が同図ロで示すように小さ
くなつてセラミツクフアイバが圧縮される。

一方、これらの力は冷却に際しては高温度に加
熱された内側のコツプが外側のコツプより大きく
収縮することになる。

そして、このような加熱・冷却を繰り返すうち
に両側をセラミツクフアイバで包囲されたコツプ
３２，３３は内外面の温度差による内部歪ならび
にフアイバとコツプとの摩擦により変形を起し、
ひいては微小なクラツクを生ずる。クラツクが生
じると、内部の熱いガスが外部へ流出し、高圧下
では対流伝達量が大きいため大幅に断熱性能が低
下する。又軸方向の変形量の差にもとづいてコツ
プとセラミツクフアイバとの間に摩擦が生じ、こ
の力が更に加算されることになりセラミツクフア
イバ交換を困難ならしめるのみならず、場合によ
つては倒立コツプを完全に破棄しなければならな
い事態を惹起するに至る。

そこで、前述の如き断熱層の欠陥を改良するも
のとして更に特公昭55−9633号が提案された。

これは同公報に従えば不透性チユーブの中に１
つ以上の断熱層を配し、断熱材の片側はコツプの
外面又は内面と衝合し、他側はガスが充填された
空間に面している構成からなる。

しかしながらこれは、１つのチユーブ内の断熱
材の配置であり、チユーブの場合なら、いざ知ら
ず、倒立コツプ状の気体不透過性構造材を使用す
る場合には該コツプの外面に接合するのはまだし
も、コツプ内面に断熱材を接合するのは操作が面
倒であり、殊に断熱材の表面に凹凸などが形成さ
れる場合には尚更であつて、実用には適していな
い。

（考案が解決しようとする問題点） 本考案は上述の如き状況に対処し第５図に示す
断熱層の欠点を解消すると共に、前記提案に係る
構成の倒立コツプへの実用化を課題とし、少くと
も４つの倒立コツプを用い、そこに形成される３
つ以上の間隙を利用することにより効率的な断熱
層を容易に提供せんとするものである。

（問題点を解決するための手段） 即ち本考案の特徴とするところは、少くとも３
つの気体浸透性の小さい材料からなる互いに径を
異にした倒立コツプを含んでHIP装置の断熱層を
構成すると共に、該倒立コツプ間に形成される３
つ以上の複数の空間において最内側空間をセラミ
ツクフアイバが充填された空間としてセラミツク
フアイバが充填された空間と、セラミツクフアイ
バが充填されない空間とを交互に配置せしめた点
にある。

ここで、HIP装置は既知の如く、高圧容器と、
上下の蓋によつて画成される高圧室内に断熱層
と、その内側にヒータ、炉床を配置した構成から
なる。

又、断熱層を形成する倒立コツプ材料は前述の
如く気体浸透性の小さい材料であり、具体的には
グラフアイト、モリブデン、ニツケル合金、ステ
ンレス鋼などが使用温度に応じて使用される。

なお、断熱層を形成する倒立コツプは少くとも
３つであり、使用条件に応じて適宜その数を増加
することができるが、これらはその径を互いに異
にして所要の間隙空間をもつて嵌重合可能である
ことが構成上、肝要である。

この場合、倒立コツプ数を４つ以上としたのは
隣接空間によつて形成される間隙空間を３つ以上
の複数とするためであり、これによつてセラミツ
クフアイバの充填された空間と、充填されない空
間を配列することができる。しかし、前記倒立コ
ツプの一面側は必らずセラミツクフアイバが存在
しない空間に面し、自由な状態にあることが肝要
である。

かくして、配列された間隙空間にセラミツクフ
アイバが適宜充填され、本考案の要部をなす断熱
層を形成するが、間隙空間は必らずしも同一容積
である必要はなく通常はセラミツクフアイバを充
填する空間を充填しない空間より大容積とする。

勿論、セラミツクフアイバを充填する空間同志
でも容積を変えることが可能であり、セラミツク
フアイバを充填しない空間も同様である。

充填するセラミツクフアイバとしては炭素繊
維、ガラスフアイバの外、岩綿繊維など同効のフ
アイバが使用される。

（作用） 次に上記の如き特徴をもつ断熱層構成の作用に
ついて説明すると、HIP処理時、処理室内が加熱
され、HIP処理終了後、冷却されて、加熱冷却が
繰り返されるとしても、倒立コツプは、セラミツ
クフアイバに接する反面、他の一面は空間に面し
て自由な状態にあり、従つてセラミツクフアイバ
と倒立コツプ間に起る摩擦も殆んど解消され、従
つて倒立コツプの長さの変化によつて起る応力も
排除される。

しかも、セラミツクフアイバの充填は従来と同
様、簡単であり、間隙空間の大きさの選定も可能
で、セラミツクフアイバの充填される空間と、充
填されない空間を容易に設定することができる。

実施例 以下、更に添付図面を参照し本考案の実施例を
説明する。

第１図は本考案に係る装置の１例であり、高圧
容器１と、上蓋２、下蓋３で画成される高圧室Ａ
内に断熱層４と、その内側にヒータ５ならびに炉
床７が配置されて処理室A′を形成し、HIP装置の
基本的構成を作つており、炉床７上に被処理体６
が置かれて常法に従つてHIP処理が行なわれるこ
とは従来と同様である。

しかして、上記構成において断熱層４は第２図
に拡大して示すものは気体浸透性の小さい材料で
作られた径の異なる少くとも４つの倒立コツプ１
１〜１４を互いに重合的に配置してなつており、
各隣接倒立コツプ間に所要の間隙空間を形成して
いる。

そして、両倒立コツプ１１，１２で画成される
空間と両倒立コツプ１３，１４で画成される空間
にはセラミツクフアイバからなる断熱材２１，２
２が充填されており、一方倒立コツプ１２と１３
との間の空間にはセラミツクフアイバは充填され
ていない。

なお、倒立コツプ数は上記説明では４つである
が、使用条件に応じて適宜、増加し得ることは前
述した通りである。

第３図にそれらの各例を示している。

即ち、第３図では倒立コツプ数が６つ用いられ
ており、間隙空間がそれら倒立コツプ１１〜１６
により３層作られていて、倒立コツプ１１と１２
の間、１３と１４の間及び１５と１６の間にセラ
ミツクフアイバ２１，２２，２３が充填され、倒
立コツプ１２と１３の間及び１４と１５の間には
セラミツクフアイバは充填されず、これによつて
交互に配列された構成を作つている。

なお、以上の実施例に限らず、更に本考案はそ
の要旨を逸脱しない範囲において種々の改変可能
であることは勿論である。

しかして、上記各例の断熱層においてセラミツ
クフアイバの充填される空間が、それの充填され
ない空間より大なる容積をもつて形成されている
ものがあるが、これは有利であるけれども必須で
はない。

かくして、以上のような断熱層４を配置するこ
とによつて、セラミツクフアイバの充填した空間
と充填しない空間の隣接部は倒立コツプの片面側
はセラミツクフアイバの充填されない空間に面し
てフリーとなり、加熱、冷却を伴なう繰り返し使
用時にも同コツプの変形を軽減し、高い断熱性能
を長期にわたつて保持することができる。

（考案の効果） 本考案は以上の如くHIP装置の断熱層におい
て、少くとも４つの倒立コツプをもつて構成し、
セラミツクフアイバが充填される空間と、充填さ
れない空間とを配列せしめたものであるから、両
空間の隣接部において倒立コツプの片面は常にセ
ラミツクフアイバの充填されない空間に面して自
由な状態下にあり、従つて、加熱・冷却の繰り返
しにおいてもその変形は著しく軽減され、かつセ
ラミツクフアイバに面している面でも両者の摩擦
が排除されて摩擦によるコツプの変形も防止さ
れ、その結果、断熱性能が長期にわたつて保持さ
れ長期間安定して使用することができる。

また、前述の如く最内側空間はセラミツクフア
イバが充填されているので倒立カツプと断熱材で
あるセラミツクフアイバの組合わせによりガスの
対流は最小となり、かつ、最内側倒立カツプはガ
スの出入、流通を遮断し、より断熱効果を向上さ
せることとなる。

しかも、本考案の断熱層は、倒立コツプ間の空
間を利用するものであり、間隙空間の形成が容易
であると共に、各間隙空間の容積をも適宜調節が
可能となつて適切な断熱層を形成し易く、更には
使用条件に応ずる倒立コツプ数の増減も簡単で
HIP装置の断熱装置として実用性に富み、HIP処
理の安定化の上に頗る実効が期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の１例を示す断面概要図、
第２図、第３図は何れも断熱層の各構成例を示す
要部部分拡大図、第４図イ，ロは従来の断熱層の
部分拡大図でイは室温時、ロは高温時である。 １……高圧容器、２……上蓋、３……下蓋、４
……断熱層、５……ヒータ、６……被処理体、７
……炉床、１１〜１６……倒立コツプ、２１〜２
３……セラミツクフアイバ、Ａ……高圧室、
A′……処理室。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 高圧容器と、上下の蓋によつて画成される高
   圧室内に断熱層と、その内側にヒータ、炉床を
   配置してなる熱間静水圧加圧装置において、前
   記断熱層を互いに径を異にした気体浸透性の小
   さい材料からなる少くとも４つの倒立コツプを
   所要の間隙をもつて嵌重合せしめることにより
   構成し、隣接する倒立コツプ間に３以上の複数
   の空間を形成せしめると共に、その最内側空間
   をセラミツクフアイバが充填された空間とし
   て、それら空間にセラミツクフアイバが充填さ
   れた空間と、充填されない空間を交互に配置せ
   しめたことを特徴とする熱間静水圧加圧装置に
   おける断熱装置。 ２ セラミツクフアイバが充填される空間が充填
   されない空間に比し容積が大である実用新案登
   録請求の範囲第１項記載の熱間静水圧加圧装置
   における断熱装置。