JPS614526A

JPS614526A - 急冷オ−トクレ−ブ炉

Info

Publication number: JPS614526A
Application number: JP59247888A
Authority: JP
Inventors: チヤールズ・ダブリユ・スミス・ジユニア
Original assignee: Autoclave Engineers Inc
Current assignee: Autoclave Engineers Inc
Priority date: 1984-06-11
Filing date: 1984-11-22
Publication date: 1986-01-10
Also published as: US4532984A; EP0170728A2; JPS6258770B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は作業片を高温・高圧下で処理するガス圧接、熱
間等静圧圧縮成形等のためのオートクレーブ炉に関する
。

〔従来の技術〕

オートクレーブ炉の迅速かつ均一な冷却は強く要望され
ている事柄で、先行技術においても繰り返し取り上げら
れてきた。　例えば、アメリカ特許第３，９４０，２４
５号、第４，０２２，４４６号、第４．２３５，５９２
号、第４．２４６，９５７号、第４，２８０，８０７号
、第４，１３１，４１９号を参照されたい。

〔発明が解決しようとする問題点〕

圧力容器の内壁に沿う加圧流体用の単に開口した対流流
路によって冷却速度が増すが、このＪ　　　　　よう４
□。、、よ工っ、Ｄｏエヶゆヵ３あ、。

−・つは、流動が「浮力効果」だけに依存しているため
作業片の軸方向の温度分布が不適切になる場合が多く、
もう一つは冷却開始時に容器の内壁に接触する流体の温
度が最高の容器温度である場合があることである。　容
器壁か液体冷却されていても最高温度の流体と接触する
ことにより容器が損傷することもある。　ワークスペー
ス内、つまり作業片の周囲における冷却時の強制循環に
より作業片の軸方向の温度分布は向上するが、やはり容
器内の最高温度の流体が容器壁に向かって流れることに
なる。

よって本発明の一つの課題は容器内の加圧流体の複数の
環流を発生させることによって環流が作業片の軸方向に
流れる際の温度差を小さくし、容器の内壁に沿って流れ
る流体の最高温度を低くする構成の急冷オー１〜クレー
プ炉を提供することである。

さらに発明が解決しようとする問題点を述−２るならば
、オートクレーブ炉において好ましく　　　　　　　　
　　　うない、ワークスペースあるいは作業片の温度率
　　　　　　　　　　ζ均衡には２種類ある。　一つは
ワークスペースのたて軸心に沿うワークスペースあるい
は作業片の温度不均衡である。　これは高温の流体が容
器内を一ト昇する傾向によるものである。　この結果、
炉と作業片の上下間に不均衡な温度勾配ができる。　も
う一つの温度不均衡は作業片自体の内４■に起きる。　
作業片の内部へのあるいは内部からの熱伝達より速くそ
の表面が加熱あるいは冷却されるため内外間の温度勾配
ができ得るのである。

先行技術にあるようなワークスペース内での流体の強制
循環によりワークスペースのたて軸力向の温度勾配は解
決できる。　これは高温流体の自然な」二昇を制御し、
方向を転しるように流体を再分配することに゛より達成
される。　しかし、理論的には強制循環が加熱または冷
却の速度を増すごとにより内外間の温度勾配を増すこと
になる。　作業片の加熱または冷却が速いほど内外間の
温度勾配が大きくなるのは避けられない事実である。　
上下間の温度の均一性を促進しながら好ましくない内外
間の温度不均一をもたらさないようにワークスペース内
での循環を利用することが肝心である。

このことから本発明のさらに一つの課題は、冷却時に加
圧流体の二つの環流を発生させ、−・方は容器の内壁に
沿って流してその流路で流体質量を冷却し、他方はワー
クスペース内を流して作業片の熱を吸収する構成を提供
することである。

〔問題点を解決するための手段と作用〕本発明の装置は
作業片を高温・高圧下で処理するガス圧接熱間等静圧圧
縮成形等に適したものである。　この装置は炉を囲む円
筒の圧力室を備えている。　炉は断熱下端部と、上端と
下端付近に開口をもつ断熱フードからなる。　断熱フー
ドは下端部に載置されてワークスペースを囲んでいる。

　ワークスペース加熱用の電気ヒーターも設けられてい
る。　容器壁には通路が形成されていて、冷却用流体が
容器壁を通ってポンプ送りされるための連続した流路が
設けられている。　冷却負荷によっては冷却用流体の連
続通路を容器の外壁に巻きつけてもよい。

容器を満たす加圧流体の供給源に連結するだめの付属部
材も配置されている。　また、容器の内壁面に沿って流
れる加圧流体の第１環流を発生さセる手段が設けられて
いる。　この手段は自然の流れを調節するバルブまたは
ポンプ、望ましくは可変速定吐出ポンプ、からなる。　
冷却開始時に、浮力効果で発生した圧力により、実際、
第１環流に必要以上の質量流量が発生し得る。　従って
、この時にバルブまたはポンプで加圧流体の自然な流れ
を抑制することになる。

更に、・ソークスペース内を下方に流れる加圧流体の第
２環流を発生させる手段が設けられている。　　こり、
　Ｌ；Ｉ例えば炉の底に備えられたファンで構成し２て
もよい。　第１環流が圧力容器の内向に沿って下方に流
れて冷却され、第２環流がソークスペース内を作業片に
接触しながら下方に流れて加熱された後両環流間に熱交
換を行わセるＬ段も必要である。　少なくとも一方の環
流の流れを促進させる手段をも設けることが望ましい。

　従って、炉底のファンの速度または断熱フードの底の
定吐出ポンプの速度あるいはその両方を制御する変速制
御モーターが設けられている。

発明の１実施例では断熱フードの上端と下端付近に開口
が設けられている。　そし−ζ、上端開放の円筒バッフ
ルがフード内で底部に支持されている。　バッフルまた
はフードの内壁にはヒーターが取付けられている。　バ
ッフル内下方に流体を吸い寄せ、バッフルの外面とフー
ドの内面の間へ上方に吐出するためのファンが炉の底に
設けられている。　断熱フードの下端に形成された開口
を通過する流れを制御するバルブまたは定吐出ポンプの
作動により、加熱時、つまり作業片が加熱される時、に
はバルブまたはポンプがフードの下端の開口を通過する
流れを実質的に止め、ファンがバッフル回りの流れを発
生させてワークスペースの温度の均一性を　　　　　　
　。

促進するよう構成されている。　冷却時には・パγルブ
またはポンプがフードを通る流れを可能にし、冷却され
た流体がフードとバッフルの間を１冒してバッフルとフ
ードの間へ吐出される高温の？・１１体と混合する。　
流体同士の混合により熱交換が行われる。

最適実施例においては、制御手段によって、バッフル回
りに循環する加圧流体と、フード回りに循環する加圧流
体と、容器壁の冷却用流体の相対質量流量が調節される
ことにより互いの熱交換か制御される。

本発明の別実施例においては、上記の上端開放バッフル
に替えて適当な超硬合金製の熱伝導性の内部フードがワ
ークスペースをかこむ炉の底部に載置されている。　炉
の底部に設けられたファンがワークスペース内下方に流
体を吸い寄セ、それを内面フードの内壁に沿って上方に
吐出する。　従って、ファンの作動による循環流は大体
、内部フードの内部で流動する。　断熱フードの開口部
のバルブまたはポンプはその開口を通る流れを制御する
。　加熱時にフードの下端の開口を通過する流れは止め
られ、ファンがワークスペースを回る流れを発生させて
ワークスペースの温度の均一性を促進する。　冷却時に
は、バルブまたはポンプが流れを断熱フードの下端の開
口を通過させ、冷却された流体が断熱フードと内部フー
ドの間を上昇する。

熱伝導性のフードの側面に沿って上昇する二つの流れ間
に熱交換が行われる。　この実施例では熱伝導性フード
を介して熱交換が行われなければならない。

本発明の第３実施例は上端開放の円筒バッフルがフード
内で底部に載置されている点で第１実施例と同様である
。　定吐出ポンプが断熱フードと圧力容器の内壁の間か
ら加圧流体を吸い込んで内部フードと断熱フードの間の
空間に臨むノズル内へ吐出する。　このノズルはワーク
スペース内下方に加圧流体を吸い寄せてポンプからの流
体と混合させるよう構成されている。

加熱時に定吐出ポンプがフードの下端を通過する流れを
止める。　この時ノズルにおける動きはない。　冷却時
には定吐出ポンプがフードの開口から加圧流体を吸い込
んでノズルへ強制的に送る。　冷却された流体は内部フ
ードとへソフルの間を上昇し゛Ｃワークスペースからの
高温流体と混合する。　そして、混合することによって
流体間の熱交換が行われる。

以下、図面を参照しながら本発明をさらに詳しく説明す
る。

〔実施例〕

第１図は冷却のための２本の加圧流体循環流路を（ａえ
たオートクレーブ炉を示す。　このオートクレーブ炉は
例えば大体たて軸心を中心とした円筒壁をもつ圧力容器
（１０）で構成されている。　円筒壁は高力鋼製のもの
で、容器の使用圧に十分用えられる厚さを有している。

　熱間等静圧圧縮成形の場合の使用圧は、２，０００〜
２５．０００ｐｓｉ程度が普通である。　圧力容器（１
０）は軸心方向端部に下端部材（１１）と下端部材（１
２）ｌ　　　　　　　　　を持っている。　各端部材（
１１，１２）は円筒壁の内面に対する高圧シールを形成
している。　各端部十、ｌ’（１１，１２）は例えばリ
アクションフレーム等の手段で固定される。　本発明の
実施番、二好適な圧力容器はアメリカ特許第４，１５５
，４７６号と第４．１２６，７５７号に開示されている
。　圧力容器止端部材を固定する手段の詳細は本発明の
範囲外である。　圧力容器（１０）内には断熱フード（
１３）が設けられている。　そして、炉床（１４）が受
台に支持されている。　受台と炉床（１４）は下端部材
（１２）から１フイートはど間隔をもち、種々の用途に
使える空間を８りるとよい。　オートクレーブ炉に使用
する炉床についてはアメリカ特許第４，２４７，７５５
号と第４　、２６８　、７０８号を参照されたい。

ごのオートクレーブ炉はフード内に設けられた電気ヒー
ター（１６）によって加熱される。　ヒーター（１６）
はフード（１３）の内面に沿って巻きつけられた超硬合
金のワイヤーでもよい。　ワークスペースの内部あるい
は外部に設けられた内　　　　　　　　　　。

部円筒ハソフルにヒーターを取付けてもよい。　　　　
　　　　　　　乏また、ヒーターはワークスペースの壁
面に沿って設けられた、あるいは下端部材の上方で炉床
を支持する受台に沿って設けられた炭素、黒鉛またはシ
リコンカーバイドのロンドで構成してもよい。　普通、
電力は下端部材を貫いて供給される。　ヒーターの種類
とその配置は本発明にとって重要な事項ではない。　オ
ートクレーブに使用するヒーターについてはアメリカ特
許第４，１２６，７５７号と第４　、２４９　、０３２
号を参照されたい。

容器内部を加圧するためのポートは通常の場合、下端部
材に設けられる。　また、加圧用流体としては通常アル
ゴン、ヘリウム等の不活性ガスが使われる。　加圧時に
これらの流体は水と同等の密度と粘度をもつ。　容器内
の加圧流体は容器内の温度によって１立法フイートあた
り１０〜。（１１）ポンドの密度になる。　この大きな
密度差が著しい浮力効果をもたらすことになる。

圧力容器の壁を冷却する必要が常にあるが、炉の高温流
体が壁の内面に当てられ、それを急冷する場合は特に壁
の冷却が必要である。　容器の壁を冷却する通常の手段
は冷却用流体を流ずコイルで壁をおおうことである。　
容器の内面近くに冷却′側流体を流ず流路を設けること
が望ましい。　この場合、容器の土壁の内側に円筒ジャ
ケットを設ければよい。　このジャケットの外面にはら
旋状あるいはたて方向のみそが形成されている。　そし
て、このみぞと土壁の内面とで冷却用流体の流路を形成
するのである。

第１図は、フード（１３）の内面から間隔をおいて内部
円筒ライナー（１５）が炉床（１４）に支持されている
構成を示している。　このライナー（１５）はワークス
ペースに隣接しているので超硬合金等の高温材でできて
いなければならない。このライナー（１５）の上端は開
放している。

炉床の底には第１フアン（１７）が設けられ、これによ
り流体はワークスペースから下へ吸い出されてライナー
（１５）とフード（１３）の間の空間へ吐き出される。

　好適なファンとファンを磁力駆動する技術はアメリカ
特許第４，１５１，４００号と第４，２３５，５９２号
に開示されている。　しかし、これらの特許ではライナ
ーの外側に沿って流体を下方へ吸い寄−けてワークスペ
ース内へ上へ向けて吐き出すのに使用する旨教示されて
いる。

本発明ではインペラーを逆向きにし７て使用しなければ
・ならない。　インペラーの軸心吸入口をワークスペー
スに向け、放射流路をライナーとフードの間の空間に連
通するよう炉床の下面に設ける必要がある。　従って、
この第１フアンの作用によって加圧流体がワークスペー
スを通−２ζ丁方−・流れ、ライナーの外側に沿って上
方へ流れるとい）Ｗ４環流が発生する。

ソート（１３）の内部と外部を連通さセるための開口が
”＝−１（１３）の上端と下端に設けられている。　第
１図に示すように、下端の開口はポンプ（＋８）に、’
ｌ：、　−、、−（制御される。　このポンプ（１８）
ζ、Ｌ定吐出、ｊミシ、ノ′（あるごとが望Ｊニジい。

　ポンプ（１８）は容器の底（つまり、Ｆ娼；部材）を
ｉｍして磁力駆動°ｉイ）ことができる。　また、容器
外から制御される流量調節ハルツと直列につながれた可
変吐出ポンプを使用することもてきる。

冷却開始時に（加熱時にもあてはまることだが）浮力効
果によって容器壁に沿う流体の環流が必要以上に起こら
ないようにすることか重要である。　加熱時にはこのよ
うな環流は好ましくない。

第１図の実施例の冷却時における作動は次の通りである
。　炉床の底のファン（１７）によって加圧流体の第１
環流が発生ずる。　定吐出ポンプ（１８）によって第２
環流が発生する。　ライナー（１５）とフード（１３）
の間の空間内で二つの流れが合流し、混合する。　ワー
クスペース内における温度を所望通り均一し、圧力容器
の壁を通る熱の流れの比を制限すべく二つの流れの質量
流量をバランスさせることができる。流量の制御はファ
ンと定吐出ポンプのサイスの選定と速度の調節とで行う
。　例えば、負荷（作業片）の重量と表面積を求める。

　そして、所望の冷却速度を決める。　これにもとづい
て所定の上から下への温度を得るためにワークスペース
内に所定の質量の流体を所定の速度で流せばよいという
ことが計算できる。　これから第２環流０）　Ｆ’Ｊｉ
要質甲を算出することができる。　大体にＪ、゛いて　
第２ＩＮ２流の質ｍ　ｔＡ”ｔ　ｍと容器壁に沿う流れ
の温度１ｉ’ｍ　トの積は第１環流の質量流量とワー・
ンスペースのトから丁へ移動する流れの温度上シ１１の
積とＡし２くなりればならない。　実際上の８−１算は
特定な圧力容器と特定な負荷によって異なるから′ｌ）
定な装置の設５目こはある程度の試行錯誤か必要である
。　しかし、通常、冷却時において第１１０流の質量流
量は第２　（外側の）環流の質量流量の３〜７倍と言え
る。

上述のオートクレーブ炉の場合、容器壁は４８０にガの
率で熱を取り除けることが判明している。容器壁の内径
は約。（１１）インチ、長さは約１４５インチである。

　９　、０００ボンドの質量（作業片が５，０００ボン
［、炉等が４，０００ボンド）を２０分て２．２００６
Ｆから４００°Ｆへ冷却する場合、平均冷却率は約４０
０ｋｉｖでなければならない。　従って、容器壁を介す
る冷却において余裕がある。　しかし、従来の冷却方法
では、この炉の冷却率は約２。（１１）ｋｗ程度で、必
要な４００ｋｗをかなり下回る。

本発明は冷却時に二つの環流を発生させＺ、。

内側の環流は作業片の下に位置する１８インチのファン
によって発生し、制御される。　このファンによって発
生する質量流量は６００ｒ、ｐ、ｍで毎時６０，０００
ボンドを超える。　この環流は作業片と種々の炉部材か
ら熱を取り去る。　実際の熱除去率は作業片持性長さ、
作業片周囲の熱伝達係数、ファン速度（ｒ、ｐ、ｍ）と
ガス循環面積、作業片の熱物理特性等によって決まる。

外側の環流は定吐出ポンプによって発生ずる。

外側の環流のガスの温度は容器上端部の高温（冷却開始
時の作業温度に近い）から容器下端部の室温に近い温度
（約１００°Ｆ）に下ることになる。

内側の環流の毎時６０，０００ボンドの質量流量に対す
る外側の環流の質量流量は毎時２０，０００ボンドくら
いになろう。

相対流量を決定するために使用するパラメーターは次の
通りである。

質量流量（内側環流）　６０，０００　　　ｊ！ｂｓ、
／ｈｒ。

フード−の外径　　　　　　。（１１）．５　　ｎ　ｂ
ｓ、／ｈｒ。

圧力容器（う伺−）の内径　　５１　　１　ｂｓ、／ｈ
ｒ。

ライナーの外径　　　　　５４．５　　ｊｌ！　ｂｓ、
／ｈｒ。

冷却サイクル開始時の温度　２，２００°Ｆ冷却−り°
イクル終了時の温度　　４００°Ｆ冷却ザイクル開始時
の圧力　１５，０００　ｐｓｉ冷却冷却クイクル終了時
力　５，０００　ｐｓｉフードの高さ　　　　　　　　
　１４４”作業ハスケソト　（対流ライナー）の直径　　　　　　　　　　　４４．５”開放流れ面積
のパーセント　不定作業片の体積と面積の比　　不定作業片の全質量　　　　　　不定作業片材料密度　　　　　０．２８４　ｌ　ｂ、／ｉｎ
３作業片材料の比熱　　　　０．１１　　Ｂｔｕ／　１
　ｂ、Ｆ第２図は本発明の別実施例を示す。　この実施
例でばに端開放の内部ライナーに換えて熱伝導フード”
（１９）が設けられている。　このフード、　　　　　
　　　　　（１９）は実質的に北端が閉しられたライナ
ーである。　　ワークスペースの下のファン（１７）は
ワークスペースを通して一つの流れを下カへ吸い１：ｊ
゛せ、熱伝導フード（１９）の内面に沿う上向き方向へ
それを送り出す。　定吐出ポンプ（１８）に制御される
第２環流は前述の実施例の場合と同じ作用をする。　第
１図の実施例と第２図の実施例の顕著な違いは、後者の
二つの流れは混合せず、相互間の熱交換は熱伝導ツーＦ
（１９）を介して行ねれる点にある。　両実施例ともそ
れぞれの利点がある。　第１図の実施例では二つの流れ
の熱伝達の効率が非常によい。　第２図の実施例ではフ
ード−と容器壁の間に流れる第２（外側の）環流の温度
の制御がより容易である。　つまり、二つの流れが混合
しないから第２環流の最高温度をより低く、第１環流の
最低温度をより高く維持できる。　また、第２図の熱伝
導ツー（（１９）は、その内部と外部の圧力か実質的に
等しくなければならないから、フードの外気に対して封
密ではない。　さもなければツーＦ（１９）は潰れてし
まう。　第２図の実施例において加圧ガスの第１、第２
環流の質量流量をバランスさ　　　　　　　　　　−Ｕ
る計算しコ第１図の実施例の場合と同様に行う。

第３図は本発明の第３実施例を示している。

この実施例は上端開放の内部ライナーが設けられ、−４
つの流れが混合する点で第１図の実施例と同様である。

　木質的な相違は炉床の下にファンが設けられていない
ことである。　定吐出ポンプ（１８）の出力はノズル（
２０）へ強制的に送られ、ノズル（２０）の出力は内部
ライナーとフードの間の空間へ送り込まれる。　ノズル
（２０）を通過する流れによって生しる吸引力により第
１（内側の）環流がワークスペース内を下方へ流れる。

　この実）缶例の利点は容器のＦ端部材を貫く一つの機
械的駆動力だけを必要とする点ｔこある。　しかし、第
１環流は第２環流によって起こされるものであるから冷
却時以外はワークスペース内で強制対流が起こらない。

第４図は第１図に基づいて述へた発明の実施に適したオ
ートクレーブ炉の断面を示す。　両図中の同一部材には
同一の番号を使用している。

圧力容器の壁（１０）にはそごから熱を取り去るための
冷却コイル（２１）が巻きつけである。　フード（１３
）の外壁（２２）は容器壁（１０）の内面に対して約０
．５インチの径方向のすき間をもっている。。

冷却時に高温ガスがこのすき間を下降して容器壁（１０
）によって冷却される。　この実施例のフード（１３）
の内壁（２３）は径方向内方へ延びて電気ヒーター（１
６）を客色縁するポスト（２４）を（Ｍえている。

複数の柱脚（２５）によってテーブル（２６）が下端部
材（１２）から離れた位置に支持されている。

テーブル（２６）上には、例えば複数の超硬合金の壁か
らなる受台（２７）が載置されている。　ファン（１７
）の駆動軸が下端部材（１２）、テーブル（２６）、受
台（２７）の中央を貫いて上へ延びている。　ファン（
１７）は、受台（２７）の上面のすく下に位置するイン
ペラー室内の超硬合金製のインペラーを備えている。　
インペラー室からの出口流路は受台（２７）の上面の下
を径方向外方へ延びている。

そして、受台（２７）の上面の上方に有孔炉床（１４）
が位置する。　受台（２７）と炉床（１４）の間の空間
はファン（１７）の吸い込み室となっている。

ワークスペースは内部ライナー（１５）で囲まれ、有孔
棚（２８）がライナー（１５）に支持されている。

従って、炉内ガスはワークスペースから吸い込み室を通
して、吸い込み室と連通したファン（１７）の軸心開口
へ吸い込まれ、そこから受台（２７）内の放射流路を経
てライナー（１５）とフード（１３）の間の空間へ吐き
出される。

フード頁１３）は中央に開口（３１）をもつカバー（３
０）を備えている。　また、カバー（３０）には開口（
３１）から外方へ延びた放射流路（３２）が形成されて
いる。　従って、冷却時に高温の炉内ガスは中央の開口
（３１）から放射流路（３２）を経て、フード（１３）
と容器壁の間を下降する。

テーブル（２６）の下のポンプ（１８）は容器の下端部
材（１２）を貫通して上へ延びたシャフトによって駆動
される。　すでに述べたようにポンプ（１８）とファン
（１７）は磁力駆動されることが望ましい。

Ｃ鰍、第、１社よう６０、フード１，１３、。、ト壁（
２２）の下部には複数の開口が形成され、それらが導管
（３５）によって連結されてポンプ（１８）の吸入口と
連通している。　導ｐ（３５）にはソレノイドで作動す
るバルブ（３６）が介装され、このバルブ（３６）が閉
じるとポンプ（１８）の吸入口−、圧力が実質的に全く
作用しないようＣご（１０成することが望ましい。

冷却時にはバルブ（３６）が開かれてポンプ（１日）が
作動する。　フード（１３）の外壁（２２）と容器壁（
１０）の間からガスが導管（３５）内へ吸い込まれ、ポ
ンプ（１８）によってテーブル（２６）の下の空間へ吐
き出される。　この冷却されたガスは更に受台（２７）
の周辺部を上昇し、受台（２７）の上部の放射流路から
吐き出される高温ガスと合流する。

従って、内部ライナー（１５）とツーＦ（１３）の間の
空間内で二つの流れが混合して熱交換を行うことになる
。

容器壁を介する熱伝達率が所定の目的に不十分だという
例外的な場合はテーブル（２６）の下の　　　　　　　
　、。

空間に補助熱交換器を設けることができる。　　　　　
　　　　　１この熱交換器（４０）は冷却用流体を流す
ための、容器の下端部材（１２）を貫通した入゛口管と
出口管の間のコイル管からなるものでもよい（第１図）
。

この管は容器の内圧に耐えられるものでなくてはならな
い。　ポンプ（１８）から吐出されるガスは補助熱交換
器のコイル管を通過する際に更に冷却され、これにより
作業片の冷却速度を高めることになる。

従来オートクレーブ炉内に熱交換器を設ける例があった
が、その場合炉内のガス環流は一つであった。　単一環
流の場合の欠点は解消されていない。　しかし、本発明
の２環流方式により熱交換器の使用が更に有利になった
。　本件の場合、熱交換器に接触するガスは最高温度の
ガスではないから材料の選定が容易である。

更に、熱交換器を通過したガスが直接作業片に接触しな
いから、冷却時にたて方向における温度の均一性が得や
すい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のオートクレーブ類の概略断面図、第２
図は本発明の第２実施例のオートクレーブ類の概略断面
図、第３図は本発明の第３実施例のオートクレーブ類の
概略断面図、第４図は第１図のオートクレーブ類の対称
半分の軸方向断面図、第５図は第４図の■−Ｖ線におけ
る放射断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）作業片を高温・高圧下で処理するガス圧接、熱間
等静圧圧縮成形等のための、炉を囲む円筒の圧力容器か
らなる装置であって、前記炉が断熱された下端部と、下
端部に載置されてワークスペースを囲み、上端と下端付
近に開口をもつ断熱されたフードを備え、更にワークス
ペースを加熱する手段と、圧力容器を冷却する手段と、
圧力容器の内面に沿って下方に流れる加圧流体の第１環
流を発生させる手段と、ワークスペース内を下方に流れ
る加圧流体の第２環流を発生させる手段と、第１環流が
圧力容器の内面に沿って下方に流れて冷却され、第２環
流がワークスペース内を作業片に接触しながら下方に流
れて加熱された後両環流間に熱交換を行わせる手段と、
少なくとも一方の環流の流れを促進させる手段とからな
ることを特徴とする装置。
（２）第２循流の流路に補助熱交換器か設けられている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。
（３）作業片を高温・高圧下で処理するガス圧接、熱間
等圧圧縮成形等のための装置であって、炉を囲む円筒の
圧力容器と、容器を加圧流体で満たす手段と、容器を冷
却する手段と、断熱された下端部と下端部に載置されて
ワークスペースを囲み、上端と下端付近に開口をもつ断
熱されたフードを備えた炉と、フード内に設けられた上
端開放の円筒バッフルと、フード内に設けられた電気ヒ
ーターと、バッフル内下方に流体を吸い寄せ、フードと
バッフルの内面の間へ上方に吐出するために炉の下に設
けられたファンと、フードの下端に形成された開口を通
過する流れを制御する手段からなり、加熱時に前記流れ
を制御する手段がフードの下端の開口を通過する流れを
止め、ファンがバッフル回りの流れを発生させてワーク
スペースの温度の均一性を促進し、冷却時には前記流れ
を制御する手段が流れをフードの下端の開口を通過させ
、冷却された流体がフードとバッフルの間を上昇してバ
ッフルとフードの間へ吐出される高温の流体と混合する
よう構成されていることを特徴とする装置。
（４）前記制御手段が定吐出ポンプからなることを特徴
とする特許請求の範囲第３項に記載の装置。
（５）バッフルの回りを循環する加圧流体とフードの回
りを循環する加圧流体との熱交換を制御する流れ制御手
段と、質量流量を調節することにより圧力容器を冷却す
る手段を更に備えていることを特徴とする特許請求の範
囲第（３）よりまたは第（４）項に記載の装置。
（６）第２環流の流路に補助熱交換器が設けられている
ことを特徴とする特許請求の範囲第（３）〜（５）項の
うちいずれかに記載の装置。
（７）作業片を高温・高圧下で処理するガス圧接、熱間
等圧圧縮成形等のための装置であって、炉を囲む円筒の
圧力容器と、容器を加圧流体で満たす手段と、容器を冷
却する手段と、断熱された下端部と下端部に載置されて
ワークスペースを囲み、上端と下端付近に開口をもつ断
熱されたフードを備えた炉と、炉内に位置してワークス
ペースを囲む熱伝導性の内部フードと、断熱フード内に
設けられた電気ヒーターと、ワークスペース内下方に流
体を吸い寄せ、内部フードの内壁に沿って上方に吐出す
るために炉の下に設けられたファンと、断熱フードの下
端に形成された開口を通過する流れを制御する手段から
なり、加熱時に前記流れを制御する手段が断熱フードの
下端の開口を通過する流れを止め、ファンがワークスペ
ースを回る流れを発生させてワークスペースの温度の均
一性を促進し、冷却時には前記流れを制御する手段が流
れを断熱フードの下端の開口を通過させ、冷却された流
体が断熱フードと内部フードの間を上昇するよう構成さ
れていることを特徴とする装置。
（８）前記制御手段が定吐出ポンプからなることを特徴
とする特許請求の範囲第（７）項に記載の装置。
（９）内部フード内を循環する加圧流体と断熱フード回
りに循環する加圧流体との熱交換を制御する制御手段と
、質量流量を調節することにより圧力容器を冷却する手
段を更に備えていることを特徴とする特許請求の範囲第
７項または第（８）項に記載の装置。
（１０）第２環流の流路に補助熱交換器か設けられてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第（７）〜第（９）
項のうち、いずれかに記載の装置。
（１１）作業片を高温・高圧下で処理するガス圧接、熱
間等圧圧縮成形等のための装置であって、炉を囲む円筒
の圧力容器と、容器を加圧流体で満たす手段と、容器を
冷却する手段と、断熱された下端部と下端部に載置され
てワークスペースを囲み、上端と下端付近に開口をもつ
断熱されたフードを備えた炉と、フード内に設けられた
上端開放の円筒バッフルと、断熱フード内に設けられた
電気ヒーターと、ワークスペースから流体を吸入してバ
ッフルと断熱フードの間の空間に送り込むノズルと、断
熱フードと容器の内壁の間から加圧流体を吸入して前記
ノズル経由で内部フードと断熱フードの間の空間へ吐出
するための定吐出ポンプとからなり、加熱時に定吐出ポ
ンプがフードの下端の開口を通過する流れを止め、冷却
時に定吐出ポンプがフードの開口から加圧流体を吸い込
んで、冷却された流体が内部フードとバッフルの間を上
昇してノズル内でワークスペースからの高温流体と混合
するよう構成されていることを特徴とする装置。
（１２）バッフル回りを循環する加圧流体とフード回り
を循環する加圧流体との熱交換を制御する流れ制御手段
と、質量流量を調節することにより圧力容器を冷却する
手段を更に備えていることを特徴とする特許請求の範囲
第（１１）項に記載の装置。
（１３）第２環流の流路に補助熱交換器か設けられてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第（１１）項または
第（１２）項に記載の装置。