JPH0320675B2 - - Google Patents
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- JPH0320675B2 JPH0320675B2 JP1458086A JP1458086A JPH0320675B2 JP H0320675 B2 JPH0320675 B2 JP H0320675B2 JP 1458086 A JP1458086 A JP 1458086A JP 1458086 A JP1458086 A JP 1458086A JP H0320675 B2 JPH0320675 B2 JP H0320675B2
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Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
- Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は高圧型加熱装置に関する。更に詳しく
は圧力媒体として気体を用い、20000Kgｆ／cm2程
度までの圧力下で加熱することにより異相接合等
を容易に行うことが可能な装置に関する。
は圧力媒体として気体を用い、20000Kgｆ／cm2程
度までの圧力下で加熱することにより異相接合等
を容易に行うことが可能な装置に関する。
従来技術
気体を圧力媒体として用い、10000Kgｆ／cm2ま
での圧力下で昇温させることができる高圧型加熱
装置は1950年前後から実験室で使用され始めた。
この高圧型加熱装置は気体を圧縮圧入するための
増圧器、気体を導く配管及び高圧の気体を蓄積す
るための耐圧円筒を組合せて構成されている。
での圧力下で昇温させることができる高圧型加熱
装置は1950年前後から実験室で使用され始めた。
この高圧型加熱装置は気体を圧縮圧入するための
増圧器、気体を導く配管及び高圧の気体を蓄積す
るための耐圧円筒を組合せて構成されている。
耐圧円筒の内部に気体を圧入して圧力を発生さ
せると、この内圧の絶対値を若干上廻る張力が、
円筒の内壁部の周方向に発生する。内圧と内径を
一定とし、円筒の外径を増加させるとその内壁部
の周方向張力は減少するが、負荷されている内圧
の絶対値を下廻ることはない。
せると、この内圧の絶対値を若干上廻る張力が、
円筒の内壁部の周方向に発生する。内圧と内径を
一定とし、円筒の外径を増加させるとその内壁部
の周方向張力は減少するが、負荷されている内圧
の絶対値を下廻ることはない。
今仮りに10000Kgｆ／mm2の内圧が耐圧円筒に負
荷されたとすると、この円筒の内壁の周方向には
100Kgｆ／cm2以上の張力が加えられたことになる。
荷されたとすると、この円筒の内壁の周方向には
100Kgｆ／cm2以上の張力が加えられたことになる。
このような高い値の張力が増圧器、配管系のい
ずれにも負荷され、且つ使用時には除圧、負荷が
繰返され、しかも装置も大型化に伴い、その影響
も大きくなるため破損される。従つて実際の使用
圧力は2000Kgｆ／cm2と低下している現状である。
ずれにも負荷され、且つ使用時には除圧、負荷が
繰返され、しかも装置も大型化に伴い、その影響
も大きくなるため破損される。従つて実際の使用
圧力は2000Kgｆ／cm2と低下している現状である。
発明の目的
本発明はこの問題点を解決すべくなされたもの
で、その目的は気体圧力を20000Kgｆ／cm2までの
圧力下で加熱昇温できる高圧加熱装置を提供せん
とするものである。
で、その目的は気体圧力を20000Kgｆ／cm2までの
圧力下で加熱昇温できる高圧加熱装置を提供せん
とするものである。
発明の構成
従来、高圧によつて生ずる張力に耐えるように
するためには、各部材の円筒の外側から圧縮力を
加えて相殺するようにすればよいことは知られて
いる。しかし、増圧器や配管系も、そのようにす
ると、複雑なものとなり製作困難である。
するためには、各部材の円筒の外側から圧縮力を
加えて相殺するようにすればよいことは知られて
いる。しかし、増圧器や配管系も、そのようにす
ると、複雑なものとなり製作困難である。
本発明者は気体が高度に圧縮されないと高圧と
ならないと言う考えに問題を解く鍵があると考え
た。気体は圧縮されると密度が増し、徐々に液体
に近似してくる。従つて、高圧の気体は高度に圧
縮されなくとも高い圧力を発生し易くなるはずで
ある。この観点からアルゴンガスについて圧力と
密度の関係を実際に測定、算出することにより第
１図に示す結果を得た。
ならないと言う考えに問題を解く鍵があると考え
た。気体は圧縮されると密度が増し、徐々に液体
に近似してくる。従つて、高圧の気体は高度に圧
縮されなくとも高い圧力を発生し易くなるはずで
ある。この観点からアルゴンガスについて圧力と
密度の関係を実際に測定、算出することにより第
１図に示す結果を得た。
第１図によると、25℃でアルゴンガスを2000Kg
ｆ／cm2に圧縮すると、685amagat unit（1220ｇ／
cm3であり、これを10000Kgｆ／cm2の圧力にするに
は1000amagat unit（1784ｇ／cm3）まで密度を増
加させればよい。即ち2000Kgｆ／cm2におけるアル
ゴンガスの体積を100としたとき68.4まで圧縮す
ればアルゴンガスの圧力は10000Kgｆ／cm2に達す
ることが判る。また、これを20000Kgｆ／cm2まで
高めるには60.0まで体積を減少させればよい。こ
の程度の体積変化で高圧が発生し得るのであれ
ば、増圧器や配管系を用いることなく、容器本体
の中に直接ピストンを圧入することにより高圧が
発生し得られ、増圧器や配管系のような複雑な機
構を必要としないことが分つた。この知見に基い
て本発明を完成した。
ｆ／cm2に圧縮すると、685amagat unit（1220ｇ／
cm3であり、これを10000Kgｆ／cm2の圧力にするに
は1000amagat unit（1784ｇ／cm3）まで密度を増
加させればよい。即ち2000Kgｆ／cm2におけるアル
ゴンガスの体積を100としたとき68.4まで圧縮す
ればアルゴンガスの圧力は10000Kgｆ／cm2に達す
ることが判る。また、これを20000Kgｆ／cm2まで
高めるには60.0まで体積を減少させればよい。こ
の程度の体積変化で高圧が発生し得るのであれ
ば、増圧器や配管系を用いることなく、容器本体
の中に直接ピストンを圧入することにより高圧が
発生し得られ、増圧器や配管系のような複雑な機
構を必要としないことが分つた。この知見に基い
て本発明を完成した。
本発明の要旨は
多重円筒状耐圧シリンダーに、その一端から円
柱形状部を有するピストンを嵌込み自在にし、他
端に気体封止蓋を設けて気体を高圧に圧縮できる
ように構成し、該耐圧シリンダー内壁には耐食性
で展延性のある薄肉円筒からなるライナーを取付
け、且つ耐圧シリンダー内部に電気炉を装備する
と共に気体封止蓋またはピストンに逆止弁を設け
たことを特徴とする高圧型加熱装置、にある。
柱形状部を有するピストンを嵌込み自在にし、他
端に気体封止蓋を設けて気体を高圧に圧縮できる
ように構成し、該耐圧シリンダー内壁には耐食性
で展延性のある薄肉円筒からなるライナーを取付
け、且つ耐圧シリンダー内部に電気炉を装備する
と共に気体封止蓋またはピストンに逆止弁を設け
たことを特徴とする高圧型加熱装置、にある。
これを図面に基いて説明すると、第２図は本発
明の高圧型加熱装置の断面図を示す。
明の高圧型加熱装置の断面図を示す。
図中１はピストン、２は電気導線、３はライナ
ー、４は多重円筒状耐圧シリンダー、５は電気
炉、６はフランジ、７は気体封止蓋、８は逆止
弁、９は逆止弁開閉用油圧シリンダー、１０は水
冷ジヤケツト、１１は発熱体、１２は断熱層、１
３は試料保持台、１４はアルゴン送入用配管、１
５は油圧配管、１６は逆止弁開閉操作棒、１７，
１８はパツキング、１９，２０はボルトを示す。
ー、４は多重円筒状耐圧シリンダー、５は電気
炉、６はフランジ、７は気体封止蓋、８は逆止
弁、９は逆止弁開閉用油圧シリンダー、１０は水
冷ジヤケツト、１１は発熱体、１２は断熱層、１
３は試料保持台、１４はアルゴン送入用配管、１
５は油圧配管、１６は逆止弁開閉操作棒、１７，
１８はパツキング、１９，２０はボルトを示す。
多重円筒状耐圧シリンダー（以下単にシリンダ
ーと略記する）４は円筒を多重押ばめまたは焼ば
めした内側円筒に強い圧縮応力を発生させた多重
円筒からなり、所要の内圧が負荷されても、引張
強度の1/2以下の引張応力が発生し繰返し応力が
負荷されても疲労に耐えるものとする。このシリ
ンダー４の内壁には、該シリンダーが水分、その
他の微量成分によつてシリンダーが汚染され、腐
食されないように、耐食性に優れ展延性のある例
えばSUSまたはABP系の材料からなるライナー
を装着する。そしてその外側は水冷ジヤケツト１
０により冷却する。
ーと略記する）４は円筒を多重押ばめまたは焼ば
めした内側円筒に強い圧縮応力を発生させた多重
円筒からなり、所要の内圧が負荷されても、引張
強度の1/2以下の引張応力が発生し繰返し応力が
負荷されても疲労に耐えるものとする。このシリ
ンダー４の内壁には、該シリンダーが水分、その
他の微量成分によつてシリンダーが汚染され、腐
食されないように、耐食性に優れ展延性のある例
えばSUSまたはABP系の材料からなるライナー
を装着する。そしてその外側は水冷ジヤケツト１
０により冷却する。
ピストン１には内圧が直接圧縮力として負荷さ
れるので高い圧縮強度を有する材質のもの、例え
ばSKH系または炭化タングステン系の材質から
なるものが使用される。
れるので高い圧縮強度を有する材質のもの、例え
ばSKH系または炭化タングステン系の材質から
なるものが使用される。
電気炉５は発熱体１１、断熱層１２及び熱電対
からなり、その内部は被処理物を保持する空間を
有し、被処理物は試料保持台１３によつて保持さ
れる。加熱は外部から電気導線２を通じて行う。
断熱層は被処理物が所要温度に保持されている
時、シリンダーやピストンが昇温しないように充
分な断熱性能を有する例えば一端を封じた円筒数
枚を中心軸を共有するように重ね、その間隙にア
ルミナ、シリカ等の断熱材を充填したものが用い
られる。発熱体の温度は熱電対によつて制御す
る。
からなり、その内部は被処理物を保持する空間を
有し、被処理物は試料保持台１３によつて保持さ
れる。加熱は外部から電気導線２を通じて行う。
断熱層は被処理物が所要温度に保持されている
時、シリンダーやピストンが昇温しないように充
分な断熱性能を有する例えば一端を封じた円筒数
枚を中心軸を共有するように重ね、その間隙にア
ルミナ、シリカ等の断熱材を充填したものが用い
られる。発熱体の温度は熱電対によつて制御す
る。
この装置において、シリンダー内にピストン１
により内圧が負荷されると、シリンダー４に円周
方向の張力及びピストン１に圧縮力が発生する
が、これと同時にシリンダー４の軸方向の張力が
発生するのでシリンダー内壁円筒に圧縮力を予め
加えておく。この圧縮力は図の如くフランジ６及
びボルト２０を用いて加えたりあるいは油圧によ
つて行う。小型の装置では前者、大容量の装置で
は後者が有利である。
により内圧が負荷されると、シリンダー４に円周
方向の張力及びピストン１に圧縮力が発生する
が、これと同時にシリンダー４の軸方向の張力が
発生するのでシリンダー内壁円筒に圧縮力を予め
加えておく。この圧縮力は図の如くフランジ６及
びボルト２０を用いて加えたりあるいは油圧によ
つて行う。小型の装置では前者、大容量の装置で
は後者が有利である。
シリンダー４の下部には気体封止蓋７があり、
これにより下端を封止している。そして気体封止
蓋７には逆止弁８及びアルゴン送入用配管１４が
装着されており、シリンダー内部の気体を排出し
たり、あるいは導入したりすることができる機構
となつている。この逆止弁８の下部には逆止弁を
開閉するための駆動装置である逆止弁開閉用油圧
シリンダー９、同シリンダーに油を送るための油
圧配管１５及び同シリンダーの力を伝達する逆止
弁開閉操作棒１６が設置されている。この装置を
稼動するには、ピストン１及び電気炉５を上方に
引出して電気炉５内に被処理物を設置した後、シ
リンダー４内に挿入する。次いで逆止弁８を通じ
てシリンダー４内に残留する空気を排出して圧力
媒体である気体を圧入して例えば約2000Kgｆ／cm2
程度の圧力とした後、逆止弁８を閉止する。次い
でピストン１を下方に押下げてシリンダー内の気
体を圧縮し高圧を発生させ、電流を電気炉５に通
じて加熱を行う。
これにより下端を封止している。そして気体封止
蓋７には逆止弁８及びアルゴン送入用配管１４が
装着されており、シリンダー内部の気体を排出し
たり、あるいは導入したりすることができる機構
となつている。この逆止弁８の下部には逆止弁を
開閉するための駆動装置である逆止弁開閉用油圧
シリンダー９、同シリンダーに油を送るための油
圧配管１５及び同シリンダーの力を伝達する逆止
弁開閉操作棒１６が設置されている。この装置を
稼動するには、ピストン１及び電気炉５を上方に
引出して電気炉５内に被処理物を設置した後、シ
リンダー４内に挿入する。次いで逆止弁８を通じ
てシリンダー４内に残留する空気を排出して圧力
媒体である気体を圧入して例えば約2000Kgｆ／cm2
程度の圧力とした後、逆止弁８を閉止する。次い
でピストン１を下方に押下げてシリンダー内の気
体を圧縮し高圧を発生させ、電流を電気炉５に通
じて加熱を行う。
発明の効果
本発明の高圧型加熱装置によると、
(1) 従来のHIP（Hot Isostatic Press）装置のよ
うに、増圧器や配管系に高圧が負荷されること
がなく、シリンダーと気体封止蓋及びピストン
にのみ高圧が負荷されるので、従来の実用使用
圧が2000Kgｆ／cm2程度であつたものを、20000
Kgｆ／cm2と約10倍の圧力領域に高め得られる。
うに、増圧器や配管系に高圧が負荷されること
がなく、シリンダーと気体封止蓋及びピストン
にのみ高圧が負荷されるので、従来の実用使用
圧が2000Kgｆ／cm2程度であつたものを、20000
Kgｆ／cm2と約10倍の圧力領域に高め得られる。
(2) 従来のHIP装置では、専らセラミツク焼結体
や鋳造品中の空孔を除去したり、また各種の拡
散接合に用いられていたに過ぎないが、本発明
の装置によると、高圧下で操業できるので、従
来複合体としての製造が不可能視されていたも
のも容易に製造し得られ、その利用範囲も拡大
される等優れた効果を有する。
や鋳造品中の空孔を除去したり、また各種の拡
散接合に用いられていたに過ぎないが、本発明
の装置によると、高圧下で操業できるので、従
来複合体としての製造が不可能視されていたも
のも容易に製造し得られ、その利用範囲も拡大
される等優れた効果を有する。
第１図はアルゴンの圧力と密度の関係図、第２
図は本発明の高圧型加熱装置の実施態様を示す断
面図である。 １：ピストン、２：電気導線、３：ライナー、
４：多重円筒状耐圧シリンダー、５：電気炉、
６：フランジ、７：気体封止蓋、８：逆止弁、
９：逆止弁開閉用油圧シリンダー、１０：水冷ジ
ヤケツト、１１：発熱体、１２：断熱層、１３：
試料保持台、１４：アルゴン送入用配管、１５：
油圧配管、１６：逆止弁開閉操作棒、１７，１
８：パツキング、１９，２０：ボルト。
図は本発明の高圧型加熱装置の実施態様を示す断
面図である。 １：ピストン、２：電気導線、３：ライナー、
４：多重円筒状耐圧シリンダー、５：電気炉、
６：フランジ、７：気体封止蓋、８：逆止弁、
９：逆止弁開閉用油圧シリンダー、１０：水冷ジ
ヤケツト、１１：発熱体、１２：断熱層、１３：
試料保持台、１４：アルゴン送入用配管、１５：
油圧配管、１６：逆止弁開閉操作棒、１７，１
８：パツキング、１９，２０：ボルト。
Claims (1)
- １ 多重円筒状耐圧シリンダーに、その一端から
円柱形状部を有するピストンを嵌込み自在にし、
他端に気体封止蓋を設けて気体を高圧に圧縮でき
るように構成し、該耐圧シリンダー内壁には耐食
性で展延性のある薄肉円筒からなるライナーを取
付け、且つ該耐圧シリンダー内部に電気炉を装備
すると共に気体封止蓋またはピストン逆止弁を設
けたことを特徴とする高圧型加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1458086A JPS62172181A (ja) | 1986-01-24 | 1986-01-24 | 高圧型加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1458086A JPS62172181A (ja) | 1986-01-24 | 1986-01-24 | 高圧型加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62172181A JPS62172181A (ja) | 1987-07-29 |
| JPH0320675B2 true JPH0320675B2 (ja) | 1991-03-19 |
Family
ID=11865100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1458086A Granted JPS62172181A (ja) | 1986-01-24 | 1986-01-24 | 高圧型加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62172181A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2024076669A (ja) * | 2022-11-25 | 2024-06-06 | 株式会社神戸製鋼所 | 等方圧加圧装置 |
-
1986
- 1986-01-24 JP JP1458086A patent/JPS62172181A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62172181A (ja) | 1987-07-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |