JPH074477Y2

JPH074477Y2 - 熱間静水圧加圧装置

Info

Publication number: JPH074477Y2
Application number: JP13410589U
Authority: JP
Inventors: 神田　　剛; 一也鈴木
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1989-11-18
Filing date: 1989-11-18
Publication date: 1995-02-01
Anticipated expiration: 2004-11-18
Also published as: JPH0373897U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、熱間静水圧加圧装置の改良に関し、さらに具
体的には、炉室内に混合ガスを導入し静水圧加圧するも
のにおいて、混合ガスの濃度をより効率的に制御するた
めの改良に関する。

（従来の技術）第３図に示す如く、上・下蓋2,3で閉塞されている高圧
容器１の内部に、倒立コップ状の断熱層４とケース５お
よびヒータ６を介して炉室７が形成され、該炉室７内の
被処理体８に、圧媒ガスとして混合ガスを用いて熱間静
水圧加圧処理を行なう技術がある。

この従来の技術は、前記混合ガスを前記炉室７に供給す
る圧媒ガス供給手段９と、前記混合ガスを前記炉室７か
ら排出する圧媒ガス排出手段10を有するとともに、前記
炉室７内の混合ガス濃度を検出するガス濃度検出手段11
と前記炉室７内の圧力を検出する圧力検出手段12とを有
し、前記ガス濃度検出手段11により検出されたガス濃度
と前記圧力検出手段12により検出された圧力とに応じ前
記炉室７内の混合ガスの成分の濃度を制御する制御手段
13を備えている。

（考案が解決しようとする課題）第３図に示す従来の熱間静水圧加圧装置においては、混
合ガスは、ガス供給用主タンク14A,14Bから、コンプレ
ッサ15、ガス供給通路16を通って炉室７に至った後、ケ
ース５の上部に設けられた開口部5Aからケース５と断熱
層４との間の間隙に流出し、断熱層４の内面に沿って下
降し、さらに、断熱層４の下端から断熱層４と高圧容器
１との間の間隙に流出し、高圧容器１の内壁に沿って上
昇し、上蓋２に設けられたガス排出通路17からガス排出
ライン18に排出される。

したがって、混合ガスの濃度が低下もしくは上昇し、混
合ガスの濃度を調整するために炉室７に混合ガスを補足
供給する際にも、高圧容器１内のすべてのガスと置換混
合することとなる。

ところで、混合ガスの濃度が問題になるのは、被処理体
８が混合ガスと接する炉室７内部の空間のみであるにも
拘らず、第３図に従来技術として示した装置では、混合
ガスの濃度を調整するのに、高圧容器１内のすべてのガ
スと置換混合する必要があるため、多量の混合ガスが必
要とされるだけでなく、混合ガスの濃度を補正するのに
時間がかかるという問題があった。

本考案は、かかる従来技術の問題に鑑み、混合ガスの濃
度調整に必要な混合ガスの量を減少させることができ、
かつ混合ガスの濃度調整の応答性を向上させることがで
きる熱間静水圧加圧装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本考案は、高圧容器20の内部に断熱層23およびヒータ24
を介して炉室25が形成され、該炉室25内の被処理体Ｅ
に、圧媒ガスとして混合ガスを用いて熱間静水圧加圧処
理をおこなう装置であって、前記混合ガスを前記炉室25
に供給する圧媒ガス供給手段27と、前記混合ガスを前記
炉室25から排出する圧媒ガス排出手段36を有する熱間静
水圧加圧装置において、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、本考案は、前記炉室25内上部に開口端32Aが
配された第１の管路32と、前記炉室25内下部に開口端39
Aが配された第２の管路39とを有し、該第１・２管路32,
39のいずれか一方の管路32又は39に前記圧媒ガス供給手
段27が接続されているとともに、他方の管路39又は32に
前記圧媒ガス排出手段36が接続されていることを特徴と
する（請求項（１））。

また、本考案は、圧媒ガス供給手段27が前記第１の管路
32に接続されているとともに、圧媒ガス排出手段36が前
記第２の管路39に接続されていることを特徴とする（請
求項（２））。

更に、本考案は、圧媒ガス排出手段36に、前記炉室25内
の混合ガス濃度を検出するガス濃度検出手段44が接続さ
れていることを特徴とする（請求項（３））。

また、本考案は、圧媒ガス供給手段27と圧媒ガス排出手
段36に、それぞれガス濃度検出手段44,51が接続されて
いることを特徴とする（請求項（４））。

（作用）本考案による熱間静水圧加圧装置では、高圧容器20内部
に断熱層23およびヒータ24を介して形成された炉室25内
に、圧媒ガス供給手段27および圧媒ガス排出手段36の開
口端32A,39Aが配されているので、混合ガスの濃度調整
を炉室25内部の混合ガスのみを置換することでおこなう
ことができ、混合ガスの濃度調整に必要な混合ガスの量
を減少させることができるだけでなく、混合ガスの濃度
調整の応答性を向上させることができる。

また、圧媒ガス供給手段27と圧媒ガス排出手段36の開口
端32A,39Aが、いずれか一方が炉室25の上部に配され、
他方が炉室25の下部に配されているので、混合ガスの給
排により炉室25内で混合ガスの攪拌作用が生じ、炉室25
内部の混合ガスの濃度の均一性がよくなる。このこと
は、混合ガスの一成分の濃度が比較的低濃度であると
き、該混合ガスの一成分の濃度調整の精度をあげるのに
有効である。これは、混合ガスの一成分の濃度が比較的
低濃度であるときには、該成分の濃度の極微量の変化が
製品の品質に影響することが多いから、製品の品質向上
にも寄与できる。

請求項２記載に係わる考案では、圧媒ガス供給手段27を
炉室25上部にその開口端32Aを有する管路32に接続し、
圧媒ガス排出手段36を炉室25下部にその開口端39Aを有
する管路39に接続しているので、圧媒ガスたる混合ガス
が炉室25外部に漏洩する量を少なくすることができ、混
合ガスの濃度調整時における、必要混合ガス量をより少
なくできるとともに、調整制御の応答性をより向上させ
ることができるのである。

請求項３に係わる考案では、圧媒ガス排出手段27が炉室
25内にその開口端32Aを有する管路32に接続されてお
り、該圧媒ガス排出手段36に、前記炉室25内の混合ガス
濃度を検出するガス濃度検出手段44が接続されているの
で、第３図に示す従来例のように、混合ガスの濃度検出
手段を別個に設ける必要がなく、装置を簡単安価に構成
することができる。

請求項（４）に係わる本考案では、圧媒ガス供給手段27
と圧媒ガス排出手段36に、それぞれガス濃度検出手段4
4,51が接続されているので、ガス濃度検出器55により検
出された炉室25上部のガス濃度と、前記ガス濃度検出器
47により検出された炉室25下部のガス濃度とから補正演
算することで、混合ガスの濃度検出の精度を向上させる
ことができる（請求項（４））。

（実施例）以下、第１図および第２図を参照して本考案の実施例を
詳述する。

第１図、第２図において、20は高圧容器で、円筒形状と
されていてその上・下開口部には、上蓋21および下蓋22
が嵌合されて気密にされている。

23は断熱層であり、倒立コップ形状とされていてその内
周にヒータ24を有しており、ここに、高圧容器20の内部
に断熱層23およびヒータ24を介して炉室25が形成されて
おり、該炉室25には処理台26上の被処理体Ｅが配設され
ている。

27は圧媒ガス供給手段であり、例えばO₂濃度２％のO₂/A
r混合ガスの供給用タンク28およびO₂濃度１％のO₂/Ar混
合ガスの供給用タンク29とを並設して備え、コンプレッ
サ30を介して下蓋22に形成した供給通路31および第１管
路32を通じて炉室25に圧媒ガスとして混合ガスを供給す
るものである。この圧媒ガス供給手段27の配管には、図
示の如く開閉弁33,34,35が備えられている。

36は圧媒ガス排出手段であり、炉室25からの排出ガスを
ガス回収用ボンベ37に回収するもので、下蓋22に形成し
た排出通路38に炉室25に臨む第２管路39を接続するとと
もに、排出通路38に接続された配管ライン上に、開閉弁
40、絞り弁41、減圧弁42および開閉弁43を備えてなる。

ここにおいて、図示の実施例では第１管路32の開口端32
Aは炉室25の上部に配され、この第１管路32に圧媒ガス
供給手段27が接続され、第２管路39の開口端39Aは炉室2
5の下部に配され、この第２管路39に圧媒ガス排出手段3
6が接続されている。

44はガス濃度検出手段であり、圧媒ガス力排出手段36に
おける開閉弁43と減圧弁42との間の配管に、チェック弁
45、絞り弁46を有する配管を接続して、この配管に、ガ
ス濃度検出器47を設けることで、炉室25内のガス濃度を
検出するようしている。

48は圧力検出手段であり、圧媒ガス排出手段36の配管ラ
インに、圧力計49を接続することで、炉室25の圧力が検
出可能とされている。

50は制御手段であり、前記ガス濃度検出手段44により検
出されたガス濃度と前記圧力検出手段48により検出され
た圧力とに応じて炉室25内の混合ガスの濃度を制御する
もので、このため、ガス濃度検出器47、圧力計49の各検
出信号がフィードバックされ、これによって各開閉弁3
3,34,35,43の開度が調整可能とされているとともに、コ
ンプレッサ30の圧力等が調整可能とされている。

51は別のガス濃度検出手段であり、圧媒ガス供給手段27
における開閉弁35と供給通路31との間の配管に、開閉弁
52、絞り弁53および減圧弁54を有する配管を接続して、
この配管に、ガス濃度検出器55を設けてなる。

このガス濃度検出手段51を設けることにより、圧媒ガス
供給時以外において、炉室25上方のガス濃度が検出可能
となり、又、このガス濃度検出手段51と前述したガス濃
度検出手段44とで、炉室25の上方と下方のガス濃度が測
定可能となり、炉室25内部のガス濃度をより正確に測定
可能となる。

次に、前述した実施例の動作を第１図を参照して説明す
る。

まず、被処理体Ｅを処理台26に載置し、炉室25内に配置
する。次いで、開閉弁35を開くとともに、コンプレッサ
30を作動させてガスボンベ28,29から混合ガスを第１管
路32を通して炉内に供給する。第１の管路32はその開口
端32Aが炉室25の上部に配されているので、混合ガスは
炉室25の上部から下部に流れ、さらに断熱層23と下蓋22
との間の間隙を通って断熱層23と高圧容器20との間の間
隙Ｂにも充填される。

次いで、コンプレッサ30を作動させることにより炉室25
および間隙Ｂの圧力を上げるとともに、ヒータ24を作動
させ炉室25内の温度を上げて被処理体Ｅに対して熱間静
水圧加圧処理をおこなう。

この処理中に、被処理体Ｅもしくは炉室25内構造物との
反応等により、混合ガスの濃度が変化した場合、ガス濃
度検出器44によりその変化を検出し、混合ガスの濃度が
低下した場合には、開閉弁33を開け、ガスボンベ28の高
濃度の混合ガスを炉室25に供給し、混合ガスの濃度が上
昇した場合には、開閉弁34を開け、ガスボンベ29の低濃
度の混合ガスを炉室25に供給することで、炉室25内の混
合ガスの濃度を調整するのである。

熱間静水圧加圧処理中には、前記の混合ガスの濃度調整
とは別に、炉室25内の圧力をも調整する。すなわち、圧
力計49により炉室25内の圧力を検出し、圧力が目標値よ
り高いときは、開閉弁43を開けて混合ガスをガス回収ボ
ンベ37に回収する。一方、圧力が目標値より低いとき
は、開閉弁35を開けて炉室25内に混合ガスを供給するの
である。

ここで、熱間静水圧加圧処理中における炉室25内と間隙
Ｂとの間の混合ガスの移動としては、両者の間の圧力差
に起因しておきる程度であり、第３図に示す従来例のよ
うに混合ガスの濃度調整のために混合ガスを両者の間で
移動させることはない。

静水圧加圧処理終了後には、開閉弁43を開けて、混合ガ
スをガス回収ボンベ37に回収し、炉室25内を減圧する。
このとき、減圧速度は絞り弁41で調整されるのである。

以上述べた各開閉弁33,34,35,43およびコンプレッサ30
は、圧力計49およびガス濃度検出器47により検出された
圧力と混合ガスの濃度とに基づき、制御手段50により自
動的に制御される。

以上述べた構成で十分に本考案を実施できるのである
が、第１図に示す実施例では、前述したように、混合ガ
スの濃度検出の精度を向上させるため、ガス濃度検出器
55を設けている。該ガス濃度検出器55は、熱間静水圧加
圧時の適当な時期に、開閉弁35を閉じるとともに、開閉
弁52を開け、該ガス濃度検出器55に炉室25上部の混合ガ
スの濃度を検出するものである。該ガス濃度検出器55に
より検出された炉室25上部のガス濃度と、前記ガス濃度
検出器47により検出された炉室25下部のガス濃度とから
補正演算をすることで、混合ガスの濃度検出の精度を向
上させることができる。

なお、本実施例では、ガス濃度検出器47を圧媒ガス排出
手段36に接続しているが、第３図に示す従来例のよう
に、炉室１内部に別個に設けてもよい。

また、圧媒ガス排出手段36に回収ガスボンベ37を設け
ず、大気解放とすることもできるし、第１管路32に圧媒
ガス排出手段36を、第２管路39に圧媒ガス供給手段27
を、それぞれ接続させることもできる。

（考案の効果）本考案によれば、混合ガスの濃度調整が炉室内部の混合
ガスのみを置換することでおこなうことができるので、
混合ガスの濃度調整に必要な混合ガスの量を減少させる
ことができるだけでなく、混合ガスの濃度調整を応答性
良くおこなうことができる。

また、炉室の上・下部に第１管路と第２管路の開口端が
あるので、混合ガスを循環させると攪拌作用が起り、炉
室内部のガス雰囲気を均一にでき、これは比較的濃度で
処理される製品等に関してはごく微量のガス濃度が影響
するためその効果は顕著となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例と従来例とを示し、第１図は本案
実施例の立面断面図、第２図は第１図Ａ−Ａ線断面図、
第３図は従来例の立面断面図である。 20…高圧容器、23…断熱層、24…ヒータ、25…炉室、27
…圧媒ガス供給手段、32…第１管路、32A…開口端、36
…圧媒ガス排出手段、39…第２管路、39A…開口端、44
…ガス濃度検出手段、48…圧力検出手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ２７Ｂ 17/00 ３０１Ｂ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】高圧容器（20）の内部に断熱層（23）およ
びヒータ（24）を介して炉室（25）が形成され、該炉室
（25）内の被処理体（Ｅ）に、圧媒ガスとして混合ガス
を用いて熱間静水圧加圧処理をおこなう装置であって、
前記混合ガスを前記炉室（25）に供給する圧媒ガス供給
手段（27）と、前記混合ガスを前記炉室（25）から排出
する圧媒ガス排出手段（36）を有する熱間静水圧加圧装
置において、前記炉室（25）内上部に開口端（32A）が配された第１
の管路（32）と、前記炉室（25）内下部に開口端（39
A）が配された第２の管路（39）とを有し、該第１・２
管路（32）（39）のいずれか一方の管路（32）又は（3
9）に前記圧媒ガス供給手段（27）が接続されていると
ともに、他方の管路（39）又は（32）に前記圧媒ガス排
出手段（36）が接続されていることを特徴とする熱間静
水圧加圧装置。
【請求項２】圧媒ガス供給手段（27）が前記第１の管路
（32）に接続されているとともに、圧媒ガス排出手段
（36）が前記第２の管路（39）に接続されていることを
特徴とする請求項（１）に記載の熱間静水圧加圧装置。
【請求項３】圧媒ガス排出手段（36）に、前記炉室（2
5）内の混合ガス濃度を検出するガス濃度検出手段（4
4）が接続されていることを特徴とする請求項（１）記
載の熱間静水圧加圧装置。
【請求項４】圧媒ガス供給手段（27）と圧媒ガス排出手
段（36）に、それぞれガス濃度検出手段（44）（51）が
接続されていることを特徴とする請求項（１）記載の熱
間静水圧加圧装置。