JPH0548077Y2

JPH0548077Y2 -

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Publication number: JPH0548077Y2
Application number: JP7256388U
Authority: JP
Priority date: 1988-05-30
Filing date: 1988-05-30
Publication date: 1993-12-20
Anticipated expiration: 2003-05-30
Also published as: JPH01175299U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、ガス加圧雰囲気下の2000℃近傍の温
度に保持された圧力容器内で、非酸化物系セラミ
ツクス製品等を処理して高強度部材を得るための
熱間静水圧加圧成形装置（以下HIP装置と称す）
に関する。

（従来の技術）従来、HIP装置１は第６図に示すように、上蓋
２、下部中蓋３及び下部外蓋４からなる下蓋で軸
方向の上下開口を嵌脱可能に閉塞した圧力容器５
と、圧力容器５の内壁５Ａと処理室６との熱絶を
図る断熱層７と、下部中蓋３上に載設された処理
物載置台８と、前記断熱層７と前記台８の間に配
設されたヒータ９及びヒータ支持筒１０とにより
主に構成されている。そして、前記ヒータ９は、
上下方向の均熱性を得るために、上下方向に数段
に分割されたヒータエレメント９Ａ，９Ｂ，９
Ｃ，９Ｄが、第７図及び第８図に示すように、前
記支持筒１０に碍子１１を介してピン１２により
懸垂状に取付けられている。なお、ヒータ支持筒
１０は、支柱１３を介して下部外蓋４上に固定さ
れており、超大形のHIP装置では直径が１ｍ以上
で高さが数ｍに及ぶものがある。１４は電極、１
５はガス供給孔である。

該ヒータ支持筒１０には、(a)ヒータ支持筒１０
の自重、(b)ヒータエレメント９Ａ〜９Ｄ、碍子１
１、ピン１２等の重量、(c)熱応力の三つの力が主
として加わる。これら(a)〜(c)の力による上下方向
の応力は、前記(a)及び(b)によるものが下部になる
ほど直線的に増大し、(c)によるものが処理室６の
均熱域ではほゝ零であるが、処理物載置台８の上
面８Ａから下方の温度勾配の大きい区域ではかな
り大きくなる。

（考案が解決しようとする課題）ところで、従来のHIP装置では、上述のよう
に、ヒータ支持筒１０に作用する応力は、処理物
載置台８上面から上部よりも下方の区域において
非常に大きく、熱応力の影響が特に大であるにも
拘らず、ヒータ支持筒１０の下部は支柱１３上に
固定されていたため、ヒータ支持筒１０下部の径
方向における熱膨張が拘束されていることからヒ
ータ支持筒１０の強度面たとえば変形などの問題
がある。

本考案は、上述のような実状に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、熱応力の低減
或いは強度向上等の手段により、温度勾配の増大
に伴なう熱応力によつてヒータ支持筒が変形する
のを防止したHIP装置を提供するにある。

（課題を解決するための手段）本考案は、圧力容器と、該圧力容器の軸方向の
上下開口を嵌脱可能に閉塞する上蓋及び下蓋と、
該下蓋に載置された処理物載置台と、該処理物載
置台の周囲に配設されたヒータと、前記下蓋上に
設けられるとともに前記ヒータを支持するヒータ
支持筒とを有する熱間静水圧加圧成形装置におい
て、前述の目的を達成するために次の技術的手段
を講じている。

すなわち、請求項１に係る本考案では、前記ヒ
ータ支持筒が、前記下蓋上に設けられたヒータ支
持筒載置台上に、前記圧力容器の径方向の熱膨張
を許容可能に載置されたことを特徴とするもので
ある。

更に、請求項２に係る本考案では、前記ヒータ
支持筒下部の温度勾配の大きい部分に厚肉部分が
設けられたことを特徴とするものである。

（作用）処理物載置台上におかれた処理物をHIP処理す
るとき、ヒータ支持筒は径方向に熱膨張しようと
する。

ヒータ支持筒をその載置台に対して固定せず分
割していて径方向の熱膨張を許容可能に載置して
いることから、前記熱膨張に対する拘束はなく、
熱応力が大幅に低減してヒータ支持筒の変形を防
止する。

また、HIP処理中においては、処理物載置台の
上方に比較して下方では温度勾配が大きく、これ
に伴いヒータ支持筒下部の応力値は高くなる傾向
にある。

そこで、曲げ応力は一般的に肉厚の２乗に反比
例することから、ヒータ支持筒下部の温度勾配の
大きい部分に厚肉部分を設けることにより、発生
応力を低減して変形を防止する。

（実施例）以下、本考案の実施例を図面に基づき説明す
る。

第１図は本考案の第１実施例を示し、HIP装置
１の構成は、従来例として説明した第６図に示す
ものと同じであるから、第６図と同一符号及び名
称を用い、詳細説明は省略しヒータ支持筒１０に
ついて詳述する。

第１図において、ヒータ支持筒１０は、上端か
ら下端まで同一肉厚とされ、支柱１３上に固着さ
れたリング状の支持筒載置台１６の上面に凹設さ
れた環状段部１６Ａ上に、転倒しないように載置
されている。

すなわち、ヒータ支持筒１０が、前記下蓋上に
設けられたヒータ支持筒載置台１６上に、固定で
はなく径方向の熱膨張を許容可能に載置されてい
るのである。

したがつて、熱膨張によるヒータ支持筒１０の
伸縮は、ヒータ支持筒１０が支柱１３及び前記台
１６による拘束から解放されているので、自由に
行なわれ、発生する熱応力が従来技術のものに比
して３分の１以下と大幅に低減され、ヒータ支持
筒１０の変形が防止される。

そこで、直径700mm、高さ1900mmの処理室６を
備えたHIP装置１を用い、温度1200℃、圧力1200
Kgｆ／cm²の条件下において、第１実施例と第６図
に示す従来技術とを比較実験したところ、従来技
術では50サイクル程度の運転で、ヒータ支持筒１
０に変形が生じ使用不可能な状態になつたが、本
第１実施例では100サイクル以上の運転後もヒー
タ支持筒１０が変形せず運転を続行することがで
きた。

第２図は、本考案の第２実施例の要部を示し、
ヒータ支持筒１０の下端にフランジ部１０Ａが形
成され、かつ、フランジ部１０Ａの内周面に嵌合
段部１０Ｂが設けられ、支持筒載置台１６の上面
には嵌合凸部１６Ｂが設けられており、該支持筒
載置台１６上にヒータ支持筒１０のフランジ部１
０Ａが、前記嵌合段部１８Ｂ及び凸部１６Ｂが嵌
合するように載置されている。

この第２実施例においても、ヒータ支持筒１０
は、第１実施例と同様に支持筒載置台１６上に載
置されているだけで拘束（固定）されていないの
で、熱膨張による伸縮が自由に行なわれ、発生す
る熱応力は従来技術のものに比して３分の１以下
と大幅に低減され、ヒータ支持筒１０の変形が防
止される。

また、第１実施例で行なつた実験と同様の実験
を行なつたが、第２実施例においても、第１実施
例と同じ結果が得られた。

第３図〜第５図は、本考案の第３実施例を示
し、ヒータ支持筒１０は、その下部の温度勾配の
大きいすなわち熱応力の大きくなる領域におい
て、上部よりも肉厚の大なる厚肉部分１０Ｃを設
け、ヒータ支持筒１０の強度を増大させ、変形防
止を図つたものである。

なお、第３図においては、ヒータ支持筒１０の
厚肉部分１０Ｃが、処理物載置台８の上面８Ａよ
りもやゝ上部から下部までとされており、第４図
においては前記厚肉部分１０Ｃが処理物載置台８
の上面８Ａよりもやゝ下方から下端までとされて
いる。また、第５図では、ヒータ支持筒１０の厚
肉部分１０Ｃが、処理物載置台８の上面８Ａより
も下部領域のうち、特に温度勾配の大きい部分の
みとされている。

そこで、第３実施例においても、第１実施例で
行なつた実験と同じ条件で、ヒータ支持筒１０の
肉厚をそれぞれ６mmとし、第３実施例の厚肉部分
１０Ｃの肉厚を10mmとして実験を行なつた結果、
従来技術では50サイクル程度の運転でヒータ支持
筒１０の下部が変形して使用不可能な状態になつ
たが、第３実施例では、100サイクル以上の運転
においても、ヒータ支持筒１０は変形することな
く運転を続行することができた。

なお、第３実施例において、ヒータ支持筒１０
の厚肉部分１０Ｃに強度の高い材料を使用するこ
とによつて、変形防止を図ることが可能である。

また、変形を防止する手段１６，１０Ａ，１０
Ｃは、相互に組合せての使用（例えば１６と１０
Ｃ又は１０Ｃと１０Ａ）もでき、これによればさ
らに有効である。

（考案の効果）以上詳述した通り、請求項１に係る本考案で
は、ヒータ支持筒１０が、下蓋上に設けられたヒ
ータ支持筒載置台１６上に、圧力容器５の径方向
の熱膨張を許容可能に載置されたものであるか
ら、ヒータ支持筒１０の熱膨張による伸縮に対す
る拘束が排除され、熱応力が大幅に低減せられ、
したがつて、ヒータ支持筒１０の変形が防止さ
れ、その寿命の長期化により生産性の向上を図る
ことができる。

また、請求項２に係る本考案では、ヒータ支持
筒１０下部の温度勾配の大きい部分に厚肉部分１
０Ｃを設けたものであるから、一般的に曲げ応力
は肉厚の２乗に反比例するため発生応力を1/4程
度まで抑制でき、支持筒１０の変形が防止され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例を示すHIP装置の
中央縦断概要図、第２図は本考案の第２実施例を
示す要部縦断面図、第３図〜第５図は本考案の第
３実施例を示す要部縦断面図、第６図はHIP装置
の従来例の中央縦断概要図、第７図はヒータの支
持構造を示す一部破断側面図、第８図は第７図の
Ａ−Ａ線断面図である。５……圧力容器、８……処理物載置台、８Ａ…
…上面、９……ヒータ、１０……ヒータ支持筒、
１０Ａ……フランジ部、１０Ｃ……厚肉部分、１
６……支持筒載置台。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 圧力容器と、該圧力容器の軸方向の上下開口
を嵌脱可能に閉塞する上蓋及び下蓋と、該下蓋
に載置された処理物載置台と、該処理物載置台
の周囲に配設されたヒータと、前記下蓋上に設
けられるとともに前記ヒータを支持するヒータ
支持筒とを有する熱間静水圧加圧成形装置にお
いて、前記ヒータ支持筒が、前記下蓋上に設けられ
たヒータ支持筒載置台上に、前記圧力容器の径
方向の熱膨張を許容可能に載置されたことを特
徴とする熱間静水圧加圧成形装置。 (2) 圧力容器と、該圧力容器の軸方向の上下開口
を嵌脱可能に閉塞する上蓋及び下蓋と、該下蓋
に載置された処理物載置台と、該処理物載置台
の周囲に配設されたヒータと、前記下蓋上に設
けられるとともに前記ヒータを支持するヒータ
支持筒とを有する熱間静水圧加圧成形装置にお
いて、前記ヒータ支持筒下部の温度勾配の大きい部
分に厚肉部分が設けられたことを特徴とする熱
間静水圧加圧成形装置。