JPH0335597B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高圧容器内の加熱炉に被処理品を収
容して高温高圧下で成形加工する熱間静水圧プレ
ス装置に関するものである。

前記熱間静水圧プレス装置（HIP装置）は、高
圧容器内に組込まれている加熱炉内に被処理品を
収容し、内部に密封されているアルゴンガス等の
不活性ガスを高温、高圧にして、前記被処理品に
高温と等方向性の高圧を作用させ粉末焼結等の成
形加工を施すようになつており、前記加熱炉は断
熱層によつて囲繞された空間即ち炉室を有し、炉
内の熱効率向上のために前記断熱層は特に耐熱断
熱性能に優れた部材によつて構成され、炉内の温
度を2000℃程度まで、2000気圧程度まで高めるこ
とができるようになつているとともに、熱間静水
圧プレス処理後の被処理品は、炉内で100〜150℃
程度に冷却して取出す必要があり、断熱層で囲繞
され画成されている炉内の冷却には長時間を要す
る。よつて、従来では炉内温度を積極的に下げる
ために冷媒を炉内に強制的に循環させる冷却手段
が採用されている。

しかし、従来の前記強制循環による冷却におい
ては、高圧容器、断熱層および加熱機構よりなる
３重構造の隅々まで冷媒を流入させることに困難
を伴い満足できるような冷却効果が得られず、ま
た、複雑な強制循環装置を要し装置全体が大型化
する欠点がある。

本発明は、従来の熱間静水圧プレス装置の加熱
炉における前記のような欠点を解消するために開
発されたものであつて、高圧容器内に加熱機構内
蔵の加熱炉を具えた熱間静水圧プレス装置におい
て、断熱層によつて画成された前記加熱炉の下部
側に入気用チエツクバルブを有する入気路を設け
炉内上部の排気用チエツクバルブから断熱層内流
路を経て下端側の排出用チエツクバルブを介し断
熱層外流路に至る炉内ガス排出路を設けた冷却機
構を具備した点に特徴を有し、その目的とする処
は、加熱炉に簡単な構造の冷却機構を組込むこと
により、高圧容器内の加熱炉を効率よく冷却でき
るようにした熱間静水圧プレス装置の加熱炉を供
する点にある。

本発明は、前記の構成になつており、熱間静水
圧プレス処理の完了時に、断熱層外流路内を減圧
すると、その減圧が排出用チエツクバルブを開き
断熱層内流路に達しさらに排気用チエツクバルブ
が開かれ炉室内におよぶため、炉室内の高温高圧
ガスが断熱層内流路および断熱層外流路を経て冷
却されて排出され、また、断熱層外流路に低温ガ
スを圧入することにより、断熱層外流路内が冷却
されるとともに、炉室内の相対的な負圧により入
気用チエツクバルブが開き入気路から流入する低
温ガスにて炉内ガスが置換され、前記の減圧と加
圧（低温ガスの圧入）の繰返しによつて炉室内を
含む高圧容器内全般にわたつて効率よく短時間で
冷却することができ、サイクルタイムの短縮によ
り熱間静水圧プレス処理能力を著しく向上でき
る。

さらに、本発明においては、排出されている高
温高圧の炉内ガスが冷却機構の断熱層内流路、断
熱層外流路内を流通中に冷却されるため、高圧容
器の吸排気口、それらに連設されている吸排気管
開閉弁等の熱損傷を防止でき、それらの耐久性を
著しく高めることができるとともに、断熱層内流
路への低温ガス封入による処理用不活性ガスの封
入所要時間の短縮、簡単な構造の冷却機構を加熱
炉内コンパパクトに組込んだことによる装置の小
型化などの利点を有する。

以下、本発明の実施例を図示について説明す
る。第１図、第２図に本発明の一実施例を示し、
図中１は高圧容器本体、２はシールリング２ａを
有する底蓋、３はシールリング３ａを有する上蓋
であつて、少くとも上蓋３は高圧容器本体１に着
脱可能（螺着等の手段によることができる）に密
着され、高圧容器本体１の上下に底蓋３と上蓋２
を図示のように密着して高温、高圧に耐える構造
の密閉形高圧容器になつている。

また、底蓋２の上側には、上、下側部材４ａ，
４ｂを有する支持部材４を介して断熱部材製の炉
床５が配設され、被処理品（図示省略）を炉床５
上に載置できるとともに、高圧容器内には、周囲
に適当な間隔を存して上面部を有する筒形状の断
熱層１０が配置され、該断熱層１０と前記断熱部
材製の炉床５によつて囲繞され画成された炉室Ａ
を有する密封状の加熱炉が設けられ、該加熱炉内
には加熱機構即ちヒータ６が図示のように配設さ
れ炉室Ａ内に封入される処理用不活性ガス（アル
ゴンガス等）を高温、高圧とし、収容されている
図示省略した被処理品に熱間静水圧プレス処理を
施すことができる構造になつている。

さらに、前記断熱層１０は、内側断熱層１０
ａ、外側断熱層１０ｂおよび外装板１１とからな
り、内側断熱層１０ａと外側断熱層１０ｂとの間
に上面部から側部下方に至る断熱層内流路Ｂが設
けられ、内、外側断熱層１０ａ，１０ｂの下端側
には外装板１１の突出した下端部１１ａ内に挿着
されたカバーリング１３が配設され、かつ外装板
１１の下端部１１ａは支持部材４に嵌脱自在に嵌
装されており、前記の断熱層１０は、吊具１４，
１４を介して上蓋３に吊持され上蓋３とともに高
圧容器内に収納、取出し可能になつている。

さらにまた、前記加熱炉の下部側には、支持部
材４の下側部材４ｂに取付けた炉室Ａ側へのみ流
通可能な入気用チエツクバルブ１５と上側部材４
ａと炉床５に貫設した入気孔１６とよりなる入気
路が設けられ、また、炉内上部の内側断熱層１０
ａには前記断熱層内流路Ｂに連通し同流路側への
み流通可能な排気用チエツクバルブ１７を設け、
前記カバーリング１３の外周面には断熱層内流路
Ｂの下端に連通する冷却用の螺旋条流路１３ａが
設けられ、さらに、前記螺旋条流路１３ａの下端
に連通しかつ支持部材４の上、下側部材４ａ，４
ｂ間の冷却室Ｄ内に配置されて外装板１１の下端
部１１ａに至るフイン付の冷却管１８が連設され
ており、該冷却管１８の下端部には、外装板１１
と高圧容器本体１間の断熱層外流路Ｃ側へのみ流
通可能な排出用チエツクバルブ１９が設けられ、
排気用チエツクバルブ１７、断熱層内流路Ｂ、螺
旋条流路１３ａと冷却管１８からなる冷却流路、
排出用チエツクバルブ１９、断熱層外流路Ｃによ
つて炉内ガス排出路が構成されている。

また、高圧容器の上部即ち上蓋３には吸排気口
２０が設けられ、吸排気口２０には開閉弁２２を
有する吸排気管２１が連設されているとともに、
入気用チエツクバルブ１５の入気側となる底蓋２
と支持部材４の下側部材４ｂとの間の入側空間Ｅ
は、外装板１１の下端部１１ａに設けた開口（図
示省略）等によつて前記断熱層外流路Ｃの下部と
連通され、さらに、入側空間Ｅから入気用チエツ
クバルブ１５を介して流入された低温ガスは、支
持部材４内の冷却室Ｄを経て入気孔１６より炉室
Ａ内へ流入する構造になつている。

なお、第１図中３０は、内側断熱層１０ａの下
端および外装板１１の下端部１１ａとカバーリン
グ１３間のシール部材である。

図示した実施例は、前記の構成になつているの
で、高圧容器本体１から上蓋３を外して断熱層１
０とともに上昇させると、高圧容器本体１内の炉
室Ａを開放でき、炉床５上に被処理品を載置して
収容する。そして、図示のように断熱層１０を高
圧容器本体１内に配置し上蓋３を嵌着して、図示
省略した適宜機構によつて高圧容器内の加熱炉内
外にアルゴンガス等の処理用不活性ガスを圧入、
封入し、ヒータ６によつて炉室Ａ内の不活性ガス
を高温高圧にすることによつて、炉床５上の被処
理品（図示省略）に熱間静水圧プレス処理即ち粉
末焼結等の成型加工を行うことができる。

前記被処理品の処理終了後にそれを直ちに取出
すと、極めて高温高圧の炉内ガスが噴出し、高温
の被処理品の取扱いが難しく危険であるため、加
熱炉内が十分に冷却された後に高圧容器を開放す
る必要がある。前記実施例においては、熱間静水
圧プレス処理の完了時に、開閉弁２２を開き断熱
層外流路Ｃ中を排気し減圧すると、その減圧が排
出用チエツクバルブ１９を開き冷却管１８、螺旋
条流路１３ａ、断熱層内流路Ｂ中に達しさらに排
気用チエツクバルブ１７が開かれ、炉室Ａ内の高
温高圧の炉内ガスが排気用チヤツクバルブ１７か
ら前記炉内ガス排出路内を流通し断熱層外流路Ｃ
から吸排気口２０、吸排気管２１に排出される。

熱間静水圧プレス処理終了後の高圧容器の内部
は、炉室Ａ内が最高温度になつており、断熱層内
流路Ｂ、螺旋条流路１３ａ、冷却管１８、断熱層
外流路Ｃ側は比較的に低温であるため、炉室Ａ内
の高温高圧の炉内ガスは、前記排出中に冷却さ
れ、吸排気口２０、吸排気管２１、開閉弁２２等
の熱損傷が著しく少なくなり、それらの耐久性が
高められる。

次に、前記減圧後に、吸排気管２１、吸排気口
２０から断熱層外流路Ｃに低温ガスが圧入して加
圧する。該低温ガスは、前記流路Ｃを冷却すると
ともに入気用チエツクバルブ１５の入側空間Ｅに
流入するため、炉室Ａ内の減圧と関連して開かれ
た入気用チエツクバルブ１５から冷却室Ｄ内に流
入しさらに入気孔１６から炉室Ａ内に流入して炉
内ガスと置換される。

前記の断熱層外流路Ｃ側の減圧と加圧（低温ガ
ス圧入）の繰返しにより、加熱炉内を含む高圧容
器内の全域を効率よく冷却、減圧できる。第２図
に示すような圧力特性Ｐ、温度特性Ｔとなり、温
度降下が円滑に進行し、効率よい冷却となり同時
に減圧される。

また、前記冷却の終了後における新たな被処理
品処理のために用いられる高温高圧ガス発生用の
不活性ガスの封入時には、断熱層内流路Ｂ中に低
温ガスが封入されているため、その封入所要時間
が短縮され、前記冷却所要時間の短縮とともに、
処理サイクルタイムが短縮され処理能力が著しく
向上される。

さらに、本発明における冷却機構は簡単な構造
であるとともに、加熱炉内にコンパクトに組込ま
れており、該装置は耐久性、信頼性に優れかつコ
ンパクトなものになつている。

以上本発明を実施例について説明したが、勿論
本発明はこのような実施例にだけ局限されるもの
ではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内で
種々の設計の改変を施しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す熱間静水圧プ
レース装置の縦断面図、第２図は第１図に示す実
施例における温度、圧力の特性図である。 １：高圧容器本体、２：底蓋、３：上蓋、６：
加熱機構（ヒータ）、１０：断熱層、１５：入気
用チエツクバルブ、１６：入気孔、１７：排気用
チエツクバルブ、１９：排出用チエツクバルブ、
Ａ：炉室、Ｂ：断熱層内流路、Ｃ：断熱層外流
路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高圧容器内に加熱機構内蔵の加熱炉を具えた
   熱間静水圧プレス装置において、断熱層によつて
   画成された前記加熱炉の下部側に入気用チエツク
   バルブを有する入気路を設け、炉内上部の排気用
   チエツクバルブから断熱層内流路を経て下端側の
   排出用チエツクバルブを介して断熱層外流路に至
   る炉内ガス排出路を設けた冷却機構を具備したこ
   とに特徴を有する熱間静水圧プレス装置の加熱
   炉。