[发明专利]热等压加压装置

说明书

技术领域

本发明涉及热等压加压装置。

背景技术

以往，已知有作为使用热等压加压装置的施压方法的HIP法。该HIP法是在被设定为几十～几百MPa的高压的气体环境的压媒气体下使烧结制品（陶瓷等）或铸造制品等被处理物成为其再结晶温度以上的高温而处理的方法，其特征在于能够使被处理物中的残留气孔消失。因此，该HIP法被确认了机械特性的提高、特性的离差的降低、成品率提高等的效果，近来，达到了广泛在工业中使用。

可是，在实际的制造现场强烈希望处理的迅速化，为此，在HIP处理的工序中，也将花费时间的冷却工序在短时间中进行成为必不可少的。所以，在以往的热等压加压装置（以下称作HIP装置）中，提出了在将炉内保持为均热的原状下使冷却速度提高的各种各样的方法。

例如，在专利文献1中，公开了一种HIP装置，具备：高压容器，收容被处理物；气体不透过性的内壳体，在该高压容器的内侧以将上述被处理物包围的方式配设；气体不透过性的外壳体，以将上述内壳体从外侧包围的方式配设；加热机构，设在上述内壳体的内侧，在被处理物的周围形成热区。上述热区形成在上述内壳体的内部，被该内壳体及上述外壳体绝热地保持。上述等方压加压处理使用储存在上述热区内的压媒气体进行。

该HIP装置还具备通过在高压容器的内部使压媒气体循环而将上述热区内的被处理物冷却的冷却机构。该冷却机构包括第1冷却机构和第2冷却机构。

上述第1冷却机构通过使压媒气体循环以使该压媒气体形成第1循环流来进行冷却。在该第1循环流中，上述压媒气体被引导以在内壳体与外壳体之间从下朝上流动，被从外壳体的上部向外壳体的外侧导引，再一边沿着高压容器的内周面被从上向下导引一边被冷却。这样被冷却后的压媒气体被从外壳体的下部向内壳体与外壳体之间送回。

上述第2冷却机构通过使压媒气体循环以使该压媒气体形成第2循环流来进行该压媒气体的冷却。在该第2循环流中，上述热区内的压媒气体被向该热区的外侧引导，通过与被上述第1冷却机构强制循环的压媒气体合流而被冷却。进行该压媒气体的循环，以将这样被冷却的压媒气体的一部分向热区内送回。

在上述专利文献1的热等压加压装置中，使用风扇及喷射器使构成上述第1循环流的压媒气体的一部分从热区的下方向第2循环流合流，该合流后的压媒气体一边在热区内循环一边将该热区冷却。这能够将在冷却过程中发生的炉上部与下部的温度差消除而将炉内有效率地冷却。

此外，在专利文献2中，公开了一种通过将高压容器内的压媒气体取出到容器外、在容器外冷却后向容器内送回、将冷却工序在短时间中进行的热等压加压装置。

在上述专利文献1的HIP装置中，将热区内的高温气体向绝热层外上部引导、在该高温气体在容器与绝热层间的间隙中下降的期间中通过使该高温气体与容器内表面热交换而使该高温气体降温、和使结果成为低温的气体在热区内循环，能够实现该热区的急速冷却。特别是，在专利文献1的HIP装置中，形成第1循环流的压媒气体被充分地冷却，可以说以能够保持压力容器等的健全性之程度成为低温。

但是，在该以往技术中，有不能将设在高压容器的下部的电机零件等的温度充分降低的课题。具体而言，在该高压容器的下部，有带有循环气体促进用的旋转控制功能的风扇、马达及用于气体流控制的阀、及其驱动机或电加热器及测温用热电偶的触点等，从这些部件的耐热性的观点，上述高压容器的下部的温度不能说充分低。因而，有可能使这些电机零件烧坏。

该问题在如专利文献1记载的装置那样使形成上述第1循环流的低温的压媒气体和形成上述第2循环流的高温的压媒气体先合流、使该合流后的压媒气体沿着高压容器的内周面下降的情况下容易成为更严重的问题。

例如，在仅将不形成第2循环流、形成沿着高压容器的内周面下降而成为低温的第1循环流的压媒气体向热区内引导、将由此成为高温的该压媒气体再次向高压容器内周面引导的、以往以来进行的急冷方法中，由于其循环流量本身较小，所以沿着高压容器内周面下降后的循环流的温度较低，已经被冷却到不发生电机零件的烧坏的温度。但是，在将形成第1循环流的压媒气体与形成第2循环流的压媒气体先混合后、通过使该混合后的压媒气体沿着高压容器的内周面流下来进行冷却的情况下，由于循环气体流量较大，所以上述压媒气体的温度有可能没有充分降低，该高温的压媒气体流入到上述高压容器的下部而使电机零件烧坏的可能性变高。