JPH0467107B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は熱間静水圧加圧装置（以下、HIP装置
と略記する。）に係り、詳しくは、閉端管を炉内
温度の光学的測定に利用した上記HIP装置におけ
る上方プラグイン方式の適用可能な炉内構造に関
するものである。

（従来の技術） HIP装置は高温と高圧との相乗効果を利用して
粉体の加圧焼結，焼結品や鋳造品欠陥除去あるい
は拡散接合などを行う装置であつて、近年、頓に
その実使用が注目されているが、最近では、その
適用温度領域はエンジニアリングセラミツクスを
対象として1700〜2100℃レベルの高温領域に拡が
つている。

ところで、従来、これらHIP装置の高温高圧炉
内の温度測定手段としては最も一般的には熱電対
が使用され、これを絶縁管、更には保護管に挿入
し、熱接点部を炉内のヒータ位置の高さに固定す
ることによつて測定がなされていたが、現在市販
されている熱電対には寿命に限界があり、ランニ
ングコストが非常に高くなることから、熱電対以
外の高温用温度計の採用が試みられ、気体温度
計，熱雑音温度計，流体温度計放射温度計などに
ついて夫々適否が検討された結果、放射温度計の
利用が最も優れているとの結論を得、その１例と
して特開昭60−133327号などに示す閉端管を用い
た炉内温度の光学的測定方法がさきに提案される
に至つた。

しかしながら、これら提案された方法における
装置においては、閉端管は断熱層，ヒータととも
に高圧容器内に定置される構造となつており、被
処理体を断熱層，ヒータと共に高圧容器上方へ一
体的に取り出すことを意図する上方プラグイン方
式のHIP装置に対して好適なものとは云い得な
い。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は叙上の如き実状に鑑み、その対応を図
るもので、特に閉端管を試料台下部台板に立設す
ることを問題点とし、上記HIP装置において、上
方プラグイン方式の適用可能な炉内構造を提供す
ることを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） しかして、上記目的に適合し、これを達成する
本発明の特徴は、前述の如き高圧容器内に断熱
層，ヒータを収設して内部に炉室を形成し、該炉
室内下部に下部台板上に配設した被処理体載置試
料台を配置し、閉端管を前記炉室内温度の光学的
測定手段として用いた熱間静水圧加圧装置におい
て、前記閉端管を前記断熱層，ヒータ、下部台板
及び被処理体とともに高圧容器外へ一体的取り出
し可能に構成し、かつ、前記閉端管を下部台板に
鉛直に立設し、その下部を高圧容器内に定置した
放射光検出器に光学的に接続せしめた構成にあ
る。

ここで放射光検出器としては、その先端にレン
ズ系を備えた光フアイバ又は光フアイバ束あるい
はロツド状光学材料などが挙げられ、光フアイバ
又は光フアイバ束は高圧容器の下蓋又は上蓋を通
し、また、ロツド状光学材料は高圧容器下蓋を通
して夫々、高圧容器外へ導かれ、放射温度計に接
続される。

なお、上記放射光検出器は閉端管下部に対し嵌
合もしくは当接状態で接続される。

（作 用） 上記の如き構成を具備したHIP装置は断熱層，
ヒータ，下部台板，下部台板上の試料台および閉
端管が一体取り出し可能なプラグインユニツトと
なつており、高圧容器外にて被処理体を試料台上
に載置収設した後、上方より高圧容器内へ搬送さ
れ、下蓋架台上で位置決め設置される。

このとき、閉端管下部は高圧容器内に定置され
た放射光検出器に接続され、閉端管先端からの放
射光は下蓋を通じて高圧容器外へ引き出され、温
度表示ならびにヒータ制御に供される。

（実施例） 以下、更に本発明装置の具体的な実施例を添付
図面にもとづき説明する。

第１図は本発明に係るHIP装置の構成の１例で
あり、図において、１は高圧容器で、蓋４，上蓋
５ならびにシール部材６によつて上下封止画成さ
れ、下蓋４に設けられた圧力ガス導入孔７より圧
媒ガスが導入される一方、蓋部に作用する軸力が
図示しないプレスフレームよつて保持されるよう
に構成されている。

そして、高圧容器１内には断熱層３と、その内
側にヒータ２が配設されており、断熱層３は下部
台板８と結合され、一方、下部台板８上には被処
理体１１を載置する試料台９が配設されている。

又、上記下部台板８には更に処理室即ち炉室１
０内の被測温部位に、その先端が位置するよう、
そして下部台板の下方からその先端放射部１６を
直視し得るよう上端が閉鎖された閉端管１２が鉛
直に立設されている。

しかして、上記構成において断熱層３とヒータ
２及び下部台板８，試料台９ならびに閉端管１２
は一体となつて１つのプラグインユニツト１３と
なつており、高圧容器１外にて被処理体１１を収
設して後、上方より高圧容器内へ搬送され、下蓋
架台１４上にヒータ２に対する電力供給系の自動
接続（図示せず）が行われるように位置決めして
設置される仕組みとなつている。

この場合、同時に閉端管１２はその下部開口部１
５に対向するべく高圧容器１の下蓋４上に定置さ
れた、先端にレンズ系を有し、かつ閉端管１２の
先端放射部１６からの放射光を検出素子に導くべ
く構成された放射温度計１７に光学的に接続さ
れ、放射温度計１７にて光電変換された電気的出
力はシール状態で下蓋４を通じて高圧容器１外へ
引き出され、温度表示ならびにヒータ制御に供さ
れる。

一方、第２図は前記の構成に対し、その大部分
は第１図と同様であるが、閉端管１２の下部開口
部１５に対向して閉端管１２の先端放射部１６か
らの放射光を集光するべく、レンズ系１８を有す
る光フアイバ又は光フアイバ束１９が下蓋４上に
定置されており、光学的な接続が行われている。

ここで、光フアイバ又は光フアイバ束１９は、
通常、その材質は石英フアイバなどからなり、シ
ール状態にて下蓋４を通じて高圧容器１外の放射
温度計２０に導かれ、同部にて温度表示ならびに
ヒータ制御に係る光電変換が行われる。

なお、光フアイバ又は光フアイバ束１９は高圧
容器１内上部にて光コネクタを介してのち、上蓋
から引き出す構造とすることも可能である。

又、第３図は前記の各構成に対し特に閉端管１
２の下部開口部１５に対向して、閉端管１２の先
端放射部１６からの放射光をそのまま高圧容器外
の放射温度計２０に導くべく、石英、サフアイア
などの材質からなるロツド状光学材料２１を下蓋
４上にシール状態にて受け、光学的に接続した例
である。

以上の第１ないし第３図における各構成はすべ
て微妙な調整を有するレンズ系などの光学系を定
置側に配置した場合であり、プラグインユニツト
１３の上方からの出し入れに伴う光学的な狂いあ
るいは光学機器の損傷の機会を極力排除した点で
閉端管１２方式による光学的測温法を上方プラグ
イン方式のHIP装置に適用するるものとして好適
なものである。

次に第４図は前記第２図の構成に対して更に、
閉端管１２の下部開口部１５にレンズ系２２を設
け、例えば閉端管１２の先端放射部１６からの放
射光を一旦、該レンズ系２２にて光路を拡げ、し
かる後、改めてレンズ系１８をもつて光フアイバ
又は光フアイバ束１９の先端部に集光せしめた構
成例であり、上記構成により光学的な接続部での
光路が拡げられた結果としてプラグインユニツト
１３の搬送，位置決め等の誤差が光学測温、例え
ば放射エネルギーの絶対値が問題となる輝度測温
に与える影響を小さくすることができる。

第５図は更に他の実施例として閉端管１２の下
部開口部１５に光路を直角に変える光学系２３を
設けた場合であり、この構成によれば定置側のレ
ンズ系１８、光フアイバ又は光フアイバ束１９を
含む受光部を水平に設置し、光学的な接続を行う
ことが可能である。

かかる構成は特にプラグインユニツト１３の出
し入れに伴う塵埃のレンズ系１８に対する堆積な
らびにそれにもとづく光学測温に対する影響、即
ち誤差等を極力排除し得るメリツトがある。

又、第６図は上記光学的な各接続において閉端
管１２の下部開口部１５と受光側の放射光検出器
の管部２４が嵌合状態にて接続された例であり、
高圧容器内で最も温度が低く、従つて最も密度の
高いガスが存在する光学的接続部でのガスの流動
を抑え、もつて流動にもとづくゆらぎが測温に与
える影響を排除することができる。

第７図は上記第６図の思想を水平方向で接続さ
れる放射光検出器に適用した場合であり、(ロ)図に
拡大図示するように特にばね２５により管部２６
を閉端管１２下部に当せしめている。

なお、最後の第８図は、叙上の構成に対し、更
に改変を施し、プラグインユニツト１３をモジユ
ラー化、即ち被処理体１１を断熱層３，ヒータ２
とともに処理室１０内を気密にて搬送し得るよう
に構成したものであり、断熱層３は下部台板８に
シール材２７をもつて気密に結合され、又、閉端
管１２も下部台板８にシール材２８をもつて気密
に結合されている。

更に、下部台板８にはプラグインユニツト１３
が上方から高圧容器１の下蓋４の架台１４上に定
置されるまでは閉であり、定置されると共に開と
なるような逆止弁２９が配設されていて搬送の
間、処理室１０内の気密性を確保し得るモジユラ
ープラグインユニツトとなつている。

なお、処理室１０の開閉は前記逆止弁２９以外
に通常の開閉弁を設けて電気的または高圧容器外
からの機械的な力によつて開閉する構造とするこ
ともできる。

以上、本発明HIP装置に関し、添付図面にもと
づき種々の態様を述べて来たが、これらはすべて
上方プラグイン方式の適用が可能な炉内構造であ
り、その目的を逸脱しない限りにおいて更に他の
改変が可能であることは勿論である。

そして、これらの構成を通じ、高温下で気密保
持に耐える閉端管の材質としては通常、グラフア
イト、BNなどの無機質材料又はモリブデン，タ
ングステンなどの高融点金属材料が適宜、適用さ
れる。

（発明の効果） 本発明は以上の如く閉端管を炉内温度の光学的
手段として用いたHIP装置において、閉端管を断
熱層，ヒータ，下部台板及び被処理体と共に高圧
容器外へ一体的取り出しを可能となしたものであ
り、炉内構造物のプラグインユニツト化に際し、
安定して確実な光学的測温を行わしめることがで
き、上方プラグイン方式のHIP装置に対しても十
分、適用することができる利点を有し、しかもプ
ラクインユニツトの上方からの出し入れに対して
光学機器の損傷や光学的な狂いを極力排除し、従
来の閉端管方式による光学的測温法の適用分野を
拡げ、HIP装置の工業的利用に顕著な実効が期待
される。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図，第７図イ及び第８図は何
れも本発明装置の各実施例に係る断面概要図、第
７図ロは第７図イの受光部部分拡大詳細図であ
る。 １…高圧容器、２…ヒータ、３…断熱層、４…
下蓋、５…上蓋、８…下部台板、９…試料台、１
０…処理室（炉室）、１１…被処理体、１２…閉
端管、１３…プラグインユニツト、１４…架台、
１５…閉端管下部開口部、１６…先端放射部、１
７，２０…放射温度計、１８，２２…レンズ系、
２１…ロツド状光学材料、２３…光学系、２４，
２６…管部、２７，２８…シール材、２９…逆止
弁、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高圧容器内に断熱層，ヒータを収設して内部
   に炉室を形成し、該炉室内下部に下部台板上に配
   設した被処理体載置試料台を配置すると共に、閉
   端管を前記炉室内温度の光学的測定手段として用
   いた熱間静水圧加圧装置において、前記閉端管を
   前記断熱層，ヒータ，下部台板及び被処理体とと
   もに高圧容器外へ一体的取り出し可能に構成し、
   かつ、前記閉端管を下部台板に鉛直に立設し、そ
   の下部を高圧容器内に定置した放射光検出器に光
   学的に接続してなることを特徴とする熱間静水圧
   加圧装置。 ２ 放射光検出器がその先端にレンズ系を備えた
   放射温度計である特許請求の範囲第１項記載の熱
   間静水圧加圧装置。 ３ 放射光検出器がその先端にレンズ系を備えた
   光フアイバ又は光フアイバ束であり、該光フアイ
   バ又は光フアイバ束は高圧容器の上蓋又は下蓋を
   通して高圧容器外へ導かれ、放射温度計に接続さ
   れる特許請求の範囲第１項記載の熱間静水圧加圧
   装置。 ４ 放射光検出器がロツド状光学材料であり、該
   ロツド状光学材料が高圧容器の下蓋を通して高圧
   容器外へ導かれ、放射温度計に接続される特許請
   求の範囲第１項記載の熱間静水圧加圧装置。 ５ 放射光検出器が閉端管の下部に嵌合もしくは
   当接状態にて接続される特許請求の範囲第１〜４
   項の何れかの項に記載の熱間静水圧加圧装置。 ６ 閉端管が下部開口部に光路を変更する光学系
   を具備する特許請求の範囲第１〜５項の何れかの
   項に記載の熱間静水圧加圧装置。 ７ 断熱層と下部台板及び閉端管と下部台板が
   夫々気密に結合され、かつ断熱層と下部台板とで
   画成される処理室が開閉自在に構成される特許請
   求の範囲第１〜６項の何れかの項に記載の熱間静
   水圧加圧装置。