JPH0790320A - 熱間等方圧加圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＨＩＰ処理後の冷却を遂行する循環ガスを炉
室下部において木目細かく制御して冷却精度を向上す
る。 【構成】 炉室１０の下部に放射状配置で形成した下部
通気孔２４のそれぞれには、全開時の開度を異にする弁
手段２２が備えられ、該弁手段２２のそれぞれを独立し
て開閉自在にする弁駆動手段２８を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種粉末の高密度焼結
体の製造や、異種板材の拡散結合等々に用いられる熱間
等方圧加圧装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱間等方圧加圧装置では、熱処理後の冷
却時間を可及的に短縮させて処理サイクルタイムの低減
を図るため、断熱層内に画成された炉室内の高温ガスを
断熱層上部に設けた上部通気孔から炉室外に導出し、高
圧室内に強制的な又は自然対流による循環流を生起させ
て高圧筒や上蓋との間で熱交換することにより、熱処理
後の高温ガスを急速冷却する技術があり、この際、下部
通気孔を下蓋に取付けた支持筒に径方向として形成し、
該通気孔に閉弁方向に付勢された弁体を設け、該弁体を
開弁方向に作動するアクチエータを下下蓋に設けた技術
がある（実開平４−１１０３９６号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術にお
いて冷却速度の制御のためには、下部通気孔の開口量を
調整して行う必要があり、このために、連続位置制御可
能なアクチエタによるものであると、高圧室内の特殊な
条件からできる限りシンプルな構造が望ましいことから
実用化の点で課題があった。

【０００４】また、複数個の弁の開閉組合わせまたは弁
の開時間と閉時間の組合わせで繰返しサイクルによる制
御であるとアクチェータそのものは単純構造とできるも
のの制御精度に多くを期待することができず自動制御す
るとハンチングを起こし勝になるという課題があった。
そこで本発明は、下部通気孔のそれぞれには全開時の開
度を異にする弁手段を設けるとともに、該弁手段をそれ
ぞれ独立して開閉自在にする弁駆動手段を設けるもとに
より、極め細かな開度調整ができて制御精度を大幅に向
上できるようにした熱間等方圧加圧装置を提供すること
を目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、高圧筒１と上
・下蓋２，３とにより画成される高圧室４内に、内側に
ヒータ７を有する断熱層８を設けて該断熱層８内に炉室
１０を備え、該炉室１０内の被処理体１５を圧媒ガスで
ＨＩＰ処理するとともにその後に炉室１０の上部に形成
した上部通気孔９、炉室１０外の流路２１および炉室１
０の下部に放射状配置で備えた下部通気孔２４を介して
炉室１０内に至る循環流により冷却する冷却手段を備え
ている熱間等方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。

【０００６】すなわち、本発明は、前記下部通気孔２４
のそれぞれには、全開時の開度を異にする弁手段２２が
備えられ、該弁手段２２のそれぞれを独立して開閉自在
にする弁駆動手段２８を備えていることを特徴とするも
のである。

【０００７】

【作用】本発明によれば、炉室１０内の被処理体１５は
圧媒ガスとヒータ７への通電によってＨＩＰ処理され
る。ＨＩＰ処理後の冷却は、ヒータ７への通電を止め、
弁駆動手段２８の作動で弁体２２を開弁すると、図１で
示す如くガスの循環流が生起し、熱交換されて急速冷却
される。

【０００８】この際、下部通気孔２４のそれぞれは全開
時の開度を異にするものであることから全体開度は木目
細かく調整できて制御精度が大幅に向上できる。

【０００９】

【実施例】以下、図を参照して本発明の第１実施例を説
明する。全体構成を一部省略して示す図１（Ａ）及び図
１（Ｂ）において、高圧筒１の上下開口部には上蓋２お
よび下蓋３が気密に嵌合されて高圧筒１と上・下蓋２，
３とにより画成された高圧室４が形成されている。下蓋
３は、高圧筒１の下端に固定された円環状の下上蓋３Ａ
とこの下上蓋３Ａの開口部に嵌脱自在に嵌合された下下
蓋３Ｂとからなっている。

【００１０】高圧室４内には、上蓋２に取付けられた通
路５を有する蓄熱器（ヒートシンク）６と、内側にヒー
タ７を有する倒立コップ状の断熱層８が設けられて、頂
部に通気孔９を有する断熱層８の内部が炉室１０とされ
ている。炉室１０内には、下下蓋３Ｂに立設された台脚
１１を介して攪拌モータ１２の通気孔を有する取付台１
３、該取付台１３に立設した台脚１４Ａ及び支持円筒１
４を介して被処理体１５の載置台１６が備えられ、該載
置台１６上には、被処理体１５の周りを取囲んで案内筒
１７が立設されている。

【００１１】更に、取付台１３上には下部断熱層１８を
有し、この層１８を貫挿したモータ軸に攪拌ファン１９
が取付けてあり、断熱層８は下上蓋３Ａに支持筒２０を
介して支持されている。従って、被処理体１５は、ヒー
タ７および断熱層８を内部に残したまま、案内筒１７、
攪拌モータ１２等とともに下下蓋３Ｂの挿脱を介して炉
室１０に対して下方取出及び下方挿入可能とされてい
る。

【００１２】なお、ＨＩＰ処理中の軸力が上・下蓋２，
３に作用するが、この軸力は図外のプレスフレームで担
持可能であり、該プレスフレームは、上・下蓋２，３に
対して係脱自在である。図１（Ｂ）および図２を参照す
ると、断熱層８および支持筒２０と高圧筒１とで形成さ
れた炉室外の通路２１と炉室内下部を連通遮断可能な弁
体２２が支持筒２０に平面視で放射状の複数箇所に設け
て弁手段とされている。

【００１３】弁手段である弁体２２は、支持筒２０に固
着されている弁箱２３のシール面２４Ａを有する下部通
気孔２４を開閉するポペットを有し、ポペットに固定し
た弁棒の先端に、通孔２５を有するガイド鍔を有し、弁
棒上に巻回したバネ２６によってポペットをシール面２
４に対して閉弁方向に付勢している。ここで、下部通気
孔２４は図１（Ｂ）で示す如く全開時の開度がそれぞれ
異なるものとされていて、これに伴い弁体２２，弁箱２
３等の形状及び大きさも異なるものとされている。

【００１４】各弁体２２と相対する径内位置には、台脚
１１に取付けた支持台２７上にアクチェータ２８が備え
られており、このアクチェータ２８は、電動式シリンダ
２９によって弁体２２をバネ２６に抗して開弁方向に作
動可能とされていて、該アクチェータ２８は、複数個の
弁手段２２をそれぞれ独立して開閉自在とする弁駆動手
段２８を構成している。

【００１５】ここにおいて、各弁体２２を支持筒２０に
取付け、アクチェータ２８を下下蓋３Ｂに取付け両者を
切離しているのでアクチェータ２８の下方取出も可能で
あるばかりかアクチェータ２８を大型とすることがで
き、このため作用力を大きくすることもできる。上述し
た本発明の実施例では、炉室４内に収納されている被処
理体１５は、炉室１０に導入された圧媒ガスの昇圧とヒ
ータ７の通電によってＨＩＰ処理される。このとき、開
度がそれぞれ異なる下部通気孔２４のそれぞれにおける
弁体２２はバネ２６でそれぞれ開弁されている。

【００１６】所定のＨＩＰ処理が完了すると、次に冷却
工程に移行するが、これは次のようにしてなされる。す
なわち、シリンダ２９の作動でアクチェータ２８を進出
させるとバネ２６に抗してそれぞれの弁体２２が突押さ
れ弁箱２３のシート面２４Ａより離れ、下部通気孔２４
を閉じていた弁体２２が開弁される。

【００１７】この全開時において複数個の下部通気孔２
４のそれぞれは開度を異にするものであることから次の
ように作用する。すなわち、実施例では弁体２２は９０
°配置で４個備えられていることから、下部通気孔２４
のそれぞれの最大開度が相対的に１，４／８，２／８，
１／８，１／４とすれば単純な開閉組合わせによって全
体の開度は１／８…１５／８まで１５段階の開度調整が
可能であることを意味し、全体開度は相対に木目細かく
調整できて制御精度が大幅に向上することになる。

【００１８】これによって、通気孔９、通路５および通
路２１及び下部通気孔２４を経由するガスの循環流（図
１の実線矢印）Ａが生起し、高温ガスは蓄熱器６、高圧
筒１の内面等に接触することで熱交換されて冷却され
る。同時に、攪拌モータ１２を起動することによって攪
拌ファン１９によるガスの攪拌流（図１の破線矢印）Ｂ
が生起し、炉内の温度分布を一様にすなわち均熱を保ち
つつ急速冷却されることになる。

【００１９】所定の冷却工程を経た後は、アクチェータ
２８を後退させ、弁体２２はヒータ７および断熱層８と
ともに内部に残した状態のまま、アクチェータ２８は被
処理体１５とともに下下蓋３Ｂの下方取出動作で引抜か
れることになる。図３および図４は、本発明の第２実施
例を示しており、全開時の開度を異にする弁手段２２と
弁駆動手段２８を一体にしたものであって、モータアク
チェータ付の配管用バルブを示しており、それぞれ径サ
イズを異にするモータバルブを放射状対角方向に配置さ
れ、それぞれ独立して開閉駆動するものとされている。

【００２０】ここで、バルブ（弁手段）２２としては配
管用のボールバルブ等を用いることができ、バルブ前後
の差圧は１ｋｇ／ｃｍ² 以下の低圧用を採用することが
できる。なお、その他の基本構成は、図１・２を参照し
て既述した第１実施例と共通するので、共通部分は共通
符号で示している。

【００２１】図５および図６は本発明の第３・４実施例
であり、ガス流量の偏りをできるだけ小さくするため、
弁手段２２の配置は開度の順に対角配置としたものであ
る。図５は弁手段２２を４個用いた例であり、図６は弁
手段２２を８個用いた場合を示し、これによるとガス流
量の偏りを小さくし、均熱性を約束できる。なお、以上
の各実施例において、弁駆動手段はこれを一斉に同量だ
け開閉することはできるし、個々独立して開度を変更す
ることもできる。

【００２２】

【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、炉室
の下部に放射状配置で備えた複数の下部通気孔はそれぞ
れ開度が異なることから、循環ガス流の木目細かな制御
が可能となり、冷却速度制御の精度向上が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示し、（Ａ）は一部省略
の立断面図、（Ｂ）は一部省略の拡大平断面図である。

【図２】本発明の第１実施例における弁手段と弁駆動手
段との拡大立断面図である。

【図３】本発明の第２実施例を示す平断面図である。

【図４】本発明の第２実施例を示す立断面図である。

【図５】本発明の第３実施例を示す平断面図である。

【図６】本発明の第４実施例を示す平断面図である。

【符号の説明】

１ 高圧筒 ２ 上蓋 ３ 下蓋 ４ 高圧室 ７ ヒータ ８ 断熱層 ９ 上部通気孔 １０ 炉室 ２０ 支持筒 ２１ 流路 ２２ 弁手段 ２４ 下部通気孔 ２８ 弁駆動手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧筒（１）と上・下蓋（２）（３）と
   により画成される高圧室（４）内に、内側にヒータ
   （７）を有する断熱層（８）を設けて該断熱層（８）内
   に炉室（１０）を備え、該炉室（１０）内の被処理体
   （１５）を圧媒ガスでＨＩＰ処理するとともにその後に
   炉室（１０）の上部に形成した上部通気孔（９）、炉室
   （１０）外の流路（２１）および炉室（１０）の下部に
   放射状配置で備えた下部通気孔（２４）を介して炉室
   （１０）内に至る循環流により冷却する冷却手段を備え
   ている熱間等方圧加圧装置において、 前記下部通気孔（２４）のそれぞれには、全開時の開度
   を異にする弁手段（２２）が備えられ、該弁手段（２
   ２）のそれぞれを独立して開閉自在にする弁駆動手段
   （２８）を備えていることを特徴とする熱間等方圧加圧
   装置。