(57)【要約】【課題】容易な構成で多段状に配備された各段の処理室の均熱性を維持することが可能である熱間等方圧加圧方法を提供する。【解決手段】高温高圧の圧媒を充填可能な高圧容器２と、該高圧容器２内の圧媒を所定の方向に流動させるための強制流動手段３とを備え、高圧容器２の内部には、被処理品Ｔを収容すべき処理室４を多段状に備えた処理部５が配備され、圧媒により各処理室４に収容された被処理品Ｔを高温高圧処理する熱間等方圧加圧方法において、強制流動手段３によって流動する圧媒を一時的に貯留し、貯留した圧媒を各段の処理室４に供給する工程を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温高圧の圧媒を充填可能な高圧容器（２）と、該高圧容器（２）内の圧媒を所定の方向に流動させるための強制流動手段（３）とを備え、前記高圧容器（２）の内部には、被処理品（Ｔ）を収容すべき処理室（４）を多段状に備えた処理部（５）が配備され、前記圧媒により各処理室（４）に収容された被処理品（Ｔ）を高温高圧処理する熱間等方圧加圧方法において、
前記強制流動手段（３）によって流動する圧媒を一時的に貯留し、貯留した圧媒を各段の処理室（４）に供給する工程を有することを特徴とする熱間等方圧加圧方法。
【請求項２】
高温高圧の圧媒を充填可能な高圧容器（２）と、該高圧容器（２）内の圧媒を所定の方向に流動させるための強制流動手段（３）とを備え、前記高圧容器（２）の内部には、被処理品（Ｔ）を収容すべき処理室（４）を多段状に備えた処理部（５）が配備され、前記圧媒により各処理室（４）に収容された被処理品（Ｔ）を高温高圧処理する熱間等方圧加圧装置において、
前記強制流動手段（３）によって流動する圧媒を一時的に貯留し、貯留した圧媒を各段の処理室（４）に供給する圧媒供給ヘッダ部（４０）を有することを特徴とする熱間等方圧加圧装置。
【請求項３】
前記圧媒供給ヘッダ部（４０）は、圧媒を貯留するための圧媒貯留室（４２）と、該圧媒貯留室（４２）に圧媒を流入させるための流入部（４３）と、該圧媒貯留室（４２）を各段の処理室（４）に並列に連通する連通手段（４４）とを備えていることを特徴とする請求項２に記載の熱間等方圧加圧装置。
【請求項４】
前記連通手段（４４）は、前記圧媒貯留室（４２）の圧媒を各処理室（４）に供給するための供給孔（４５）を備え、各供給孔（４５）は、それぞれ同一の大きさに形成されていることを特徴とする請求項３に記載の熱間等方圧加圧装置。
【請求項５】
前記処理部（５）には、前記圧媒供給ヘッダ部（４０）が設けられると共に、各処理室（４）に供給された圧媒を回収する圧媒回収部（４１）が設けられ、該圧媒回収部（４１）は、回収した圧媒を前記処理部（５）の外方に排出する排出部（４９）を備えていることを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れかに記載の熱間等方圧加圧装置。
【請求項６】
前記処理部（５）は、前記複数の処理室（４）を上下方向多段状に形成する処理棚（２５）と、該処理棚（２５）の外周部及び底部を包囲する有底状の処理筒（２６）とから構成され、前記圧媒供給ヘッダ部（４０）と前記圧媒回収部（４１）の内、何れか一方は前記処理棚（２５）の中央部に上下方向に延伸して設けられ、他方は前記処理筒（２６）の内周面に沿って設けられていることを特徴とする請求項５に記載の熱間等方圧加圧装置。
【請求項７】
前記高圧容器（２）内には、前記処理部（５）と、前記強制流動手段（３）と、圧媒を加熱する加熱手段（６）とが配備され、前記強制流動手段（３）は、前記圧媒回収部（４１）から排出された圧媒を前記圧媒供給ヘッダ部（４０）に向けて流動させるものであり、前記加熱手段（６）は、前記圧媒回収部（４１）から前記圧媒供給ヘッダ部（４０）に向けて流動する圧媒を加熱するものであることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の熱間等方圧加圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温・高圧の圧力媒体を充填した高圧容器内にて被処理品を高温高圧処理する熱間等方圧加圧方法及び熱間等方圧加圧装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱間等方圧加圧装置においては、圧力媒体としてＡｒ等の不活性ガスを採用するものが知られており、この種の不活性ガスを例えば９８ＭＰａ（１０００Ｋｇｆ／ｃｍ２）以上の高圧、且つ、１０００℃以上の高温に維持した高温・高圧のガス雰囲気下で、粉末成型体の焼結や、同種・異種材料の拡散接合等の高温高圧処理（熱間等方圧加圧処理）が行われる。
例えばＡｒガスを上述の如く高温・高圧に維持した場合、その密度は水の約３０％、粘性係数は水の約１５％程度まで上昇する。また、Ａｒは熱膨張係数が大きい。従って、Ａｒガスを熱間等方圧加圧装置の圧力媒体ガス（以下、圧媒ガス）として高圧容器内に充填した場合、該高圧容器内には圧媒ガスによる激しい自然対流が発生する（詳細は文献：日本工業新聞社「等方加圧技術〜ＨＩＰ・ＣＩＰ技術と素材開発への応用〜」小泉光恵、西原正夫編著、９４頁〜１１３頁を参照）。
【０００３】
この様な現象によって、高圧容器の内部にて上下方向に数百度（１００℃〜１０００℃）の温度勾配が発生する場合もあることが確認されている。このため、多数の被処理品を一度に処理すべく高圧容器内の処理部に上下方向多段状に複数の被処理品を収容して高温高圧処理を行った場合、上述の如き温度勾配の発生によって処理後の被処理品の品質にばらつきが生じる虞がある。
そこで、この種の熱間等方圧加圧装置においては、処理後の被処理品の品質を処理部内での上下方向の処理位置に拘わらず一定のものとするために、処理部内の上下方向の均熱性を如何に維持するかが大きな問題となっている。
【０００４】
かかる問題を解決すべく、特許文献１（特開２００４−０８５１３４号公報）には、圧媒ガスを充填可能な高圧容器内に、処理品を収容すべき処理室を上下方向多段状に備えた処理部を備え、該処理部の下方に、圧媒ガス攪拌用のファンが配備された熱間等方圧加圧装置が提案されている。
該熱間等方圧加圧装置においては、ファンを高速回転させることにより、例えば処理部の内部を下降して該処理部の外部側方を上昇する圧媒ガス循環路がケーシング内に形成され、これによって、処理部内の温度勾配の発生が抑制されるとされている。
【特許文献１】特開２００４−０８５１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、該熱間等方圧加圧装置においては、各段の処理室が各処理室の上下を仕切る仕切り板に開設された複数のガス挿通孔によって直列に連結されている。従って、ファンによって処理部の上方から下方に向けて圧媒ガスを流動させた場合、圧媒ガスは、最上段の処理室から順に下方の処理室に流入し、各処理室にて被処理品と圧媒ガスとの間で熱交換が行われる。このため、最上段と最下段の処理室では、流入する圧媒ガスの有する熱量に大きな差が生じることとなり、これによって、処理部内の上下方向の均熱性を維持することが困難である問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、容易な構成で多段状に配備された各段の処理室の均熱性を維持することが可能である熱間等方圧加圧方法を提供するようにしたものである。
また、本発明は、上記問題点に鑑み、容易な構成で多段状に配備された各段の処理室の均熱性を維持することが可能である熱間等方圧加圧装置を提供するようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記目的を達成するために、次の手段を講じた。即ち、高温高圧の圧媒を充填可能な高圧容器と、該高圧容器内の圧媒を所定の方向に流動させるための強制流動手段とを備え、前記高圧容器の内部には、被処理品を収容すべき処理室を多段状に備えた処理部が配備され、前記圧媒により各処理室に収容された被処理品を高温高圧処理する熱間等方圧加圧方法において、前記強制流動手段によって流動する圧媒を一時的に貯留し、貯留した圧媒を各段の処理室に供給する工程を有している。
この構成によれば、一定量の圧媒が各処理室に供給される前に一時的に貯留されることにより、貯留された圧媒は一定の熱量（温度）及び流速に維持され、該圧媒の一部が各処理室に供給されることにより、各処理室には、一定の熱量を有する圧媒が略同一の流速で流入することとなる。従って、圧媒の性状に拘わらず各処理室に流入する熱量は略一定となり、これによって、各処理室の均熱性が維持されるのである。
【０００８】
また、本発明は、前記目的を達成するために、次の手段を講じた。即ち、高温高圧の圧媒を充填可能な高圧容器と、該高圧容器内の圧媒を所定の方向に流動させるための強制流動手段とを備え、前記高圧容器の内部には、被処理品を収容すべき処理室を多段状に備えた処理部が配備され、前記圧媒により各処理室に収容された被処理品を高温高圧処理する熱間等方圧加圧装置において、前記強制流動手段によって流動する圧媒を一時的に貯留し、貯留した圧媒を各段の処理室に供給する圧媒供給ヘッダ部を有している。
この構成によれば、一定量の圧媒が各処理室に供給される前に圧媒供給ヘッダ部に一時的に貯留されることにより、貯留された圧媒は該圧媒供給ヘッダ部にて一定の熱量（温度）及び流速に維持され、該圧媒の一部が各処理室に供給されることにより、各処理室には、一定の熱量を有する圧媒が略同一の流速で流入することとなる。従って、圧媒の性状に拘わらず各処理室に流入する熱量は略一定となり、これによって、各処理室の均熱性が維持されるのである。
【０００９】
また、前記圧媒供給ヘッダ部は、圧媒を貯留するための圧媒貯留室と、該圧媒貯留室に圧媒を流入させるための流入部と、該圧媒貯留室を各段の処理室に並列に連通する連通手段とを備えていることが好ましい。
この構成によれば、流入部を通じて圧媒貯留室に流入する圧媒が直ちに連通手段を通じて各処理室に供給されることはなく、先ず、該圧媒貯留室に蓄えられる。これによって、各処理室に供給されるべき圧媒は一定量の熱量及び流速に保たれる。また、圧媒貯留室と各処理室とを並列に連通する連通手段を通じて各処理室に圧媒貯留室の圧媒が供給されることにより、各処理室には略同量の圧媒が供給されるのである。
【００１０】
また、前記連通手段は、前記圧媒貯留室の圧媒を各処理室に供給するための供給孔を備え、各供給孔は、それぞれ同一の大きさに形成されていることが好ましい。
この構成によれば、各供給孔を通じて処理室に供給される圧媒の流速は、圧媒貯留室に貯留される圧媒の性状に拘わらず略同一となる。
また、前記処理部には、前記圧媒供給ヘッダ部が設けられると共に、各処理室に供給された圧媒を回収する圧媒回収部が設けられ、該圧媒回収部は、回収した圧媒を前記処理部の外方に排出する排出部を備えていることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、処理部内には、圧媒を圧媒供給ヘッダ部から圧媒回収部に向けて一方向に向けて流動させる流路が形成され、圧媒は、かかる流路を通過してスムーズに処理部内を流動する。従って、各処理室での圧媒の滞留や、処理部内での圧媒の逆流等によって処理部内の圧媒の流れに偏りが生じることはなく、処理部内は、各処理室内の圧媒の均質な流動によって均熱状態に保たれるのである。
また、前記処理部は、前記複数の処理室を上下方向多段状に形成する処理棚と、該処理棚の外周部及び底部を包囲する有底状の処理筒とから構成され、前記圧媒供給ヘッダ部と前記圧媒回収部の内、何れか一方は前記処理棚の中央部に上下方向に延伸して設けられ、他方は前記処理筒の内周面に沿って設けられていることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、各処理室の中央部と外方の内、一方に圧媒供給ヘッダ部が、他方に圧媒回収部がそれぞれ隣接して配備されており、装置全体の小型化が図られる。また、圧媒供給ヘッダ部から各処理室に流入した圧媒は、圧媒回収部に向けて各処理室内を中央部から外方に向けて流動し、各処理室内にて圧媒の滞留や逆流が生じることはなく、処理室内の温度状態に偏りが生じることはない。
また、前記高圧容器内には、前記処理部と、前記圧媒強制流動手段と、圧媒を加熱する圧媒加熱手段とが配備され、前記圧媒強制流動手段は、前記圧媒回収部から排出された圧媒を前記圧媒供給ヘッダ部に向けて流動させるものであり、前記圧媒加熱手段は、前記圧媒回収部から前記圧媒供給ヘッダ部に向けて流動する圧媒を加熱するものであることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、処理部内の被処理品との熱交換により低温となって処理部外に排出された圧媒は、強制流動手段によって処理部外を圧媒回収部から圧媒供給ヘッダ部に向けて流動し、また、処理部外を流動中に圧媒加熱手段で加熱されることとなり、これによって、高圧容器内にて圧媒を循環させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の熱間等方圧加圧方法によれば、容易な構成で多段状に配備された各段の処理室の均熱性を維持することが可能である。
また、本発明の熱間等方圧加圧装置によれば、容易な構成で多段状に配備された各段の処理室の均熱性を維持することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１〜図６は本発明に係る第１の実施の形態を示しており、図１は、本発明に係る熱間等方圧加圧装置１の本体部分を示している。
なお、本発明においては、圧媒として不活性ガスからなる圧媒ガスを用いている。
図１に示す如く、本発明の熱間等方圧加圧装置１は、高温高圧の圧媒を充填可能な高圧容器２と、該高圧容器２内の圧媒を所定の方向に流動させるための強制流動手段３とを備え、高圧容器２の内部には、被処理品Ｔを収容すべき処理室４を多段状に備えた処理部５が配備されており、前記圧媒により各処理室４に収容された被処理品Ｔが高温高圧処理（熱間等方圧加圧処理）される。
【００１６】
高圧容器２内には、処理部５と、強制流動手段３と、圧媒を加熱する加熱手段６が配備され、強制流動手段３は、後述する圧媒回収部４１から排出された圧媒を後述の圧媒供給ヘッダ部４０に向けて流動させるものであり、加熱手段６は、圧媒回収部４１から圧媒供給ヘッダ部４０に向けて流動する圧媒を加熱するものである。また、高圧容器内２には、処理部５の外周部及び上方を覆う断熱構造体７が配備されている。
高圧容器２は、上下方向の軸心を有し且つ上下開口状の高圧円筒１０と、該高圧円筒１０の上端開口を閉塞する上蓋１１と、高圧円筒１０の下端開口を閉塞する下蓋１２とから構成され、高圧容器２の圧媒の圧力によって上蓋１１及び下蓋１２に作用する荷重は窓枠状のプレスフレーム（図示省略）によって支持される。
【００１７】
下蓋１２には、高圧容器２の内部に複数種の圧媒を供給するための複数本（本実施の形態においては２本）の圧媒供給管１３が配備され、上蓋１１には、高圧容器２の内部の圧媒を高圧容器２の外部に排出するための圧媒排出管１４が配備されている。
また、下蓋１２は昇降自在に支持され、高圧容器２の下端開口を開閉自在に閉塞している。
前記強制流動手段３及び加熱手段６は下蓋１２に取付固定されている。
強制流動手段３は、圧媒を強制的に循環させるべく高速回転可能なファン１６と、該ファン１６の回転中心から下方に伸びる軸部材１７と、該軸部材１７の下端部に連接されたモータ１８とから構成されており、該強制流動手段３は、軸部材１７を高圧容器２の軸心に一致させて配備されている。
【００１８】
また、モータ１８は、下蓋１２の上面から下方に形成された凹部１２ａに収容されている。該凹部１２ａから突出するモータ１８の部分は、下蓋１２の上面に配備された断熱部材１９によって周囲を包囲されており、該断熱部材１９の上面には、圧媒が下蓋１２のモータ収容空間に流入するのを防止すると共に断熱部材１９への伝熱を防止する隔壁２０が配備されている。
また、ファン１６は、該ファン１６の上方から圧媒を吸い込み、ファン１６の回転軌跡の径外方向（水平方向）に圧媒を送り出すように構成されている。
【００１９】
前記隔壁２０の上面には、複数本の支持脚２１がファン１６の軸心に対して放射状に突設されると共に、処理部５の外周部を包囲する筒部材２２が配備されている。
図１、図３及び図４に示す如く、該支持脚２１及び筒部材２２に前記加熱手段６となるヒータ６ａがそれぞれ取り付けられており、これによって加熱手段６は、処理部５の外周部及び底部を包囲すると共にファン１６の径外方向の周囲を覆って配備されることとなる。
断熱構造体７は、前記筒部材２２及び処理部５を覆う円筒状の胴部２３と、該胴部２３の上端開口を閉塞して処理部５の上方を覆う上壁２４とによって下端開口状に形成され、
該処理部５、ファン１６及びヒータ６ａを覆って配備されている。
【００２０】
図１に示す如く、前記処理部５は、前記複数の処理室４を上下方向多段状に形成する処理棚２５と、該処理棚２５の外周部及び底部を包囲する有底状の処理筒２６とから構成されている。
処理棚２５は、被処理品Ｔを載置すべき複数の載置板２７と、該複数の載置板２７を上下方向多段状（本実施の形態においては５段）に支持する壁体２８とを備えており、載置板２７は、中央部に開口２７ａが開設された環状に形成されている。
壁体２８は、載置板２７の内周部を支持する内周壁２９と、載置板２７の外周部を支持する外周壁３０とを有している。該内周壁２９及び外周壁３０によって載置板２７を上下方向多段状に連接することにより、上下方向を載置板２７、２７に包囲されると共に径方向を内周壁２９及び外周壁３０に包囲された処理室４が多段状に形成されるのである。
【００２１】
前記処理筒２６は、前記複数本の支持脚２１に支持された円板状の底板３１と、上下端を開口した円筒状の整流筒３２とから形成されており、底板３１には、前記ファン１６との対向位置となる中央部に挿通孔３１ａが開設されている。
図５に示す如く、本実施の形態においては、該整流筒３２の下端部は溶接部３２ａを介して底板３１の外周部に固着されているが、図６に示す如く、ボルト締結等の締結手段３２ｂを介して底板３１に連結されていても良い。
図３及び図４に示す如く、整流筒３２の外周面と該外周面を包囲して配備される前記筒部材２２との間には、圧媒を流通させるための流通路Ｒが設けられている。
【００２２】
また、前記処理棚２５は、その外周部と処理筒２６（整流筒３２）の内周面との間に一定の隙間Ｓを有して該処理筒２６内に収容されている。
図１に示す如く、処理部５には、強制流動手段３によって流動する圧媒を一時的に貯留し、貯留した圧媒を各段の処理室４に供給する圧媒供給ヘッダ部４０が設けられると共に、各処理室４に供給された圧媒を回収する圧媒回収部４１が設けられている。
本実施の形態においては、圧媒供給ヘッダ部４０が処理棚２５の中央部に上下方向に延伸して設けられ、圧媒回収部４１が処理筒２６の内周面及び底面（底板３１の上面）に沿って設けられている。
【００２３】
圧媒供給ヘッダ部４０は、処理棚２５の最下段の載置板２７の開口２７ａを閉塞し、各載置板２７の内周部を内周壁２９によって連接することにより、処理棚２５の中央部に上下方向に延伸して設けられている。
また、該圧媒供給ヘッダ部４０は、圧媒を貯留するための圧媒貯留室４２と、該圧媒貯留室４２に圧媒を流入させるための流入部４３と、該圧媒貯留室４２を各段の処理室４に並列に連通する連通手段４４とを備えている。
圧媒貯留室４２は、処理棚２５の内周壁２９、載置板２７の内周縁及び最下段の載置板２７に包囲されて処理棚２５の中央部に上下方向に延伸して設けられており、流入部４３は、最上段の載置板２７の開口２７ａによって形成されている。
【００２４】
また、連通手段４４は、圧媒貯留室４２の圧媒を各処理室４に供給するための供給孔４
５を備えている。各供給孔４５は、処理棚２５の各段の内周壁２９に同数ずつ複数個形成されている。また、各供給孔４５は、それぞれ略同一の大きさに形成されている。
圧媒回収部４１は、処理棚２５の最上段の載置板２７の外周縁を処理筒２６の内周面に隙間無く連接し、各載置板２７の外周部を外周壁３０によって連接することにより、処理筒２６の内周面及び底面（底板３１の上面）に沿って設けられている。
圧媒回収部４１は、各処理室４からの圧媒を回収する圧媒回収室４６と、各処理室４と圧媒回収室４６とを並列に連接する連通手段４７とを備えている。
【００２５】
圧媒回収室４６は、処理筒２６の内周面、外周壁３０、載置板２７の外周縁及び最上段の載置板２７に包囲されて処理棚２５の外周を包囲して上下方向に延伸して設けられている。
また、連通手段４７は、各処理室４に供給された圧媒を圧媒回収室４６に排出するための排出孔４８を備えている。各排出孔４８は、処理棚２５の各段の外周壁３０に同数ずつ複数個形成されている。また、各排出孔４８は、それぞれ略同一の大きさに形成されている。
【００２６】
また、該圧媒回収部４１は、回収した圧媒を処理部５の外方に排出する排出部４９を備え、本実施の形態において該排出部４９は、底板３１の挿通孔３１ａによって形成されている。
本発明の実施の形態は以上の構成からなるもので、処理部５の各処理室４内に被処理品Ｔを載置することにより、多数の被処理品Ｔが一度に処理部５内にて上下方向多段状に収容され、この状態で圧媒を高圧容器２内に充填して高温高圧処理が行われる。
また、本実施の形態において、最下段の載置台２７は、処理筒２６の底板３１上面との間に被処理品Ｔを収容可能な間隔を有して内周壁２９及び外周壁３０に支持され、これによって底板３１上面に処理品Ｔを載置することが可能となっているが、最下段の載置台２７と底板３１との間に上述の如き間隔を設けず、底板３１上面に被処理品Ｔを載置しない構成であっても良い。
【００２７】
図２に矢印で示す如く、ファン１６を高速回転させることにより、高圧容器２の内部には、処理部５の処理筒２６の外周面と筒部材２２の内周面との間の流路Ｒを上昇して処理部５の上方の空間（断熱構造体７の上壁２４の下部空間）に流れ込み、処理部５内を下降して底板３１の開口部３１ａから処理室５の下方に排出される圧媒循環路が形成される。
ここで、ファン１６の側方に位置する支持脚２１及び処理筒２６の外周面を覆う筒部材２２にヒータ６ａが配備されているため、処理部５から排出された低温の圧媒は、ファン１６によって処理部５の下方から側方に回り込み、前記流路Ｒを上昇している間にヒータ６ａによって加温されることとなり、これによって圧媒は、再び高温に維持されて処理部５の上方の空間に流れ込む。
【００２８】
そして、該空間に充満した圧媒は、圧媒供給ヘッダ部４０の流入部４３（最上段の載置板２７の開口２７ａ）を通じて圧媒貯留室４２に流入する。該圧媒貯留室４２に流入した圧媒は、直ちに連通手段４４の供給孔４５を通じて各処理室に流入することはなく、一時的に圧媒貯留室４２に貯留される。
また、圧媒貯留室４２の下端部は最下段の載置板２７によって塞がれているので、圧媒
貯留室４２に流入した圧媒が各処理室４を経由することなく処理部５の外部に排出されることはない。
【００２９】
ここで、圧媒が該圧媒貯留室４２に一時的に貯留されることにより、圧媒貯留室４２内は上下位置に拘わらず一定の温度に保たれる。即ち、圧媒貯留室４２内の圧媒全体が一定の熱量に維持されるのである。
その後、圧媒貯留室４２内の圧媒は、連通手段４４の供給孔４５を通じて各処理室４に供給される。このとき、各供給孔４５は略同一の大きさに形成されているため、各処理室４には供給孔４５を通じて略同じ流量の圧媒が供給されることとなり、これによって、各処理室４内には同量の熱量が供給されるのである。しかも、圧媒供給ヘッダ部４０が各処理室４の中央部に形成され、圧媒回収部４１が各処理室５の径外方向にて各処理室４を包囲して配備されているため、供給孔４５を通じて各処理室４に供給される圧媒は、処理室４内を径外方向に向けて一方向に流動することとなり、これによって、各処理室４内での圧媒の滞留や逆流が発生することはない。
【００３０】
そして、各処理室４に流入した圧媒は、被処理品Ｔとの間の熱交換によって高温状態から低温状態に変化し、各処理室４から圧媒回収部４１の連通手段４７の排出孔４８を通じて圧媒回収室４６に流れ込む。その後、圧媒は、ファン１６による圧媒循環路に従って圧媒回収室４６内を下降し、処理筒２６の底板３１に沿って該底板３１上を径内方向に流動した後、圧媒回収部４１の排出部４９（底板３１の挿通孔３１ａ）から排出されて再びファン１６に吸い込まれることとなるのである。
ここで、圧媒回収室４６の上端部は、最上段の載置板２７の外周部によって閉塞されているので、圧媒回収室４６に流れ込んだ低温の圧媒が上昇して処理部５上方の空間に流れ込むことはない。
【００３１】
本実施の形態によれば、処理部５の各処理室４には、同じ熱量を有する圧媒が略同じ流量で供給されるため、各処理室４は一定の熱量に維持されることとなり、これによって、各処理室４の互いの均熱状態は維持され、この結果、従来において数百度の温度差を有していた処理部５の上下方向の温度勾配が数度差に収められるのである。
また、処理部５は高圧容器２の内部から着脱自在であるので、処理部５を高圧容器２から取り出した状態で処理筒２６内に載置板２７及び壁体２８を一段ずつ組み込んで処理棚２５を形成すると同時に各処理室４に被処理品Ｔを収容することができ、被処理品Ｔを収容する作業が高圧容器２の外部にて容易に行われるのである。ここで、最下段の壁体２８の内周壁２９及び外周壁３０の下端を底板３１に連結すると、処理筒２６と処理棚２５とが一体となった製品搬送用のバケットが形成されることとなり、高温高圧処理過程の前後での処理部５の搬送が容易となる。
【００３２】
図７に示すものは、本発明の第２の実施の形態である。
この実施の形態において、第１の実施の形態を示す図１と同じ図番を付したものは、基本的には図１と同じものであるので、ここでは説明を省略する。
この実施の形態においては、最上段の載置台２７上に配備された環状の整流板５０を介して最上段の載置台２７の外周縁が処理筒２６の内周面に隙間無く連設されている。
この実施の形態によれば、最上段の載置板２７として最下段の載置板２７を除く他段と同仕様の載置板２７を採用することができ、処理棚２５の低コスト化が図られるのである
。また、処理筒２６が圧媒の加圧によって変形した場合にも、該変形に対応した整流板５０を取り付けることにより最上段の載置台２７の外周縁と処理筒２６の内周面とを隙間無く連結して圧媒回収部４１を形成することができ、上述の如き処理筒２６の変形に容易に対応することが可能となる。
【００３３】
図８に示すものは、本発明の第３の実施の形態である。
この実施の形態において、第１の実施の形態を示す図１と同じ図番を付したものは、基本的には図１と同じものであるので、ここでは説明を省略する。
この実施の形態においては、圧媒供給ヘッダ部１４０が前記処理筒２６の内周面に沿って設けられており、圧媒回収部１４１が処理棚２５の中央部に上下方向に延伸して設けられている。
圧媒供給ヘッダ部１４０は、処理棚２５の最下段の載置板２７の外縁を処理筒２６の内周面に隙間無く連接し、各載置板２７の外周部を外周壁３０によって連接することにより、処理筒２６の内周面に沿って上下方向に延伸して設けられている。
【００３４】
また、該圧媒供給ヘッダ部１４０は、圧媒を貯留するための圧媒貯留室１４２と、該圧媒貯留室１４２に圧媒を流入させるための流入部１４３と、該圧媒貯留室１４２を各段の処理室４に並列に連通する連通手段１４４とを備えている。
圧媒貯留室１４２は、最下段の載置板２７の外縁を延伸して処理筒２６の内周面に隙間無く連接し、各載置板２７の外周部を外周壁３０によって連接することにより、処理筒２６の内周面と処理棚２５の外周壁３０及び載置板２７の外周縁との間に設けられており、流入部１４３は、最上段の載置板２７の外縁と処理筒２６の内周面との間の隙間によって形成されている。
【００３５】
また、連通手段１４４は、圧媒貯留室１４２に貯留された圧媒を各処理室４に供給するための供給孔１４５を備えている。各供給孔１４５は、処理棚２５の各段の外周壁３０に同数ずつ複数個形成されている。また、各供給孔１４５は、それぞれ略同一の大きさに形成されている。
圧媒回収部１４１は、処理棚２５の最上段の載置板２７の開口２７ａを閉塞し、各載置板２７の内周部を内周壁２９によって連接することにより、処理棚２５の中央部に上下方向に延伸して設けられている。
【００３６】
また、圧媒回収部１４１は、各処理室４からの圧媒を回収する圧媒回収室１４６と、各処理室４と圧媒回収室１４６とを連接する連通手段１４７と、圧媒回収室１４６に回収した圧媒を処理部５の外方に排出する排出部１４９とを備えている。
圧媒回収室１４１は、処理棚２５の内周壁２９、載置板２７の内周縁及び最上段の載置板２７に包囲されて処理棚２５の中央部に上下方向に延伸して設けられており、排出部１４９は、最下段の載置板２７の開口２７ａと処理筒２６の底板３１の挿通孔３１ａを内周壁２９を介して連接して形成されている。
【００３７】
また、連通手段１４７は、各処理室４に供給された圧媒を圧媒回収室１４６に排出するための排出孔１４８を備えている。各排出孔１４８は、処理棚２５の各段の内周壁２９に同数ずつ複数個形成されている。また、各排出孔１４８は、それぞれ略同一の大きさに形成されている。
本実施の形態においては、圧媒供給ヘッダ部１４０が各処理室４の径外方向にて各処理室４を包囲して配備され、圧媒回収部１４１が各処理室４の中央部に配備されているため、供給孔１４５を通じて各処理室４に供給される圧媒は、図中に矢印で示す如く、処理室４内を径内方向に向けて一方向に流動することとなり、これによって、各処理室４内での圧媒の滞留や逆流が発生することはないのである。
【００３８】
なお、本発明は、上記実施の形態に示したものに限定されるものではない。
例えば、圧媒貯留室４２を形成すべく載置板２７の開口２７ａを閉塞する場合、該開口２７ａを覆う蓋部材によって閉塞しても良い。
また、載置板２７の形状は、多角形状や楕円形状等、処理筒２６の内周面との間に所定の空隙を設けて配備できるものであれば、如何なる形状のものであってもよい。また、載置板２７の強度を確保するために、各載置板２７の裏面にリブ等の補強部材を取り付けてもよい。
【００３９】
また、載置板２７の開口２７ａを下段に向かうに連れて小さくすることも可能である。同様に、載置台２７の外周縁と処理筒２６の内周面との間の隙間の大きさを下段に向かうに連れて小さくすることも可能である。
また、載置板２７の段数及び載置板２７間の間隔は、被処理品Ｔの大きさに対応させて設定可能であり、５段以上の段数を設定することも可能である。
また、圧媒が処理部５内を下方から上方に上昇し、処理部５の外側方を下降する圧媒循環路を高圧容器２内に形成した場合にも、本実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４０】
また、別の観点からみれば、本発明は、各処理室４内に圧媒を略均等に流動させるための圧媒流路を処理部５を構成する処理棚２５と処理筒２６とによって形成することにある。
即ち、上記第１の実施の形態においては、処理棚２５の最上段の載置板２７の外縁を処理筒２６に隙間無く連接すると共に、最下段の載置板２７の開口２７ａを閉塞することによって、処理部５内に、最上段の載置板２７の開口２７ａから処理筒２６の底板３１の挿通孔３１ａに向けて圧媒を一方向に流動させる圧媒流路が形成されるのである。これによって、圧媒は最上段の載置板２７の開口２７ａのみから流入することとなり、処理部５に流入した圧媒が処理部５上方に漏れることはないのである。また、処理部５内に流入した圧媒が処理室４を経由することなく挿通孔３１ａから流出することはないのである。
【００４１】
そして、処理部５内にて各処理室４が該圧媒流路に並列に連結されているので、処理部５に流入した圧媒は、各処理室４内を略同量の流量で径内方向から径外方向に向けて一方向に流動し、処理筒２６の底板３１上を径外方向から径内方向に向けて流動した後に、挿通孔３１ａから処理部５外に排出されるのである。
このように、処理部５内に各処理室４を並列に連結する圧媒流路が形成されることにより、各処理室４には、同じ熱量を有する圧媒が略同じ流量で供給されるため、各処理室４は一定の熱量に維持されることとなる。これによって各処理室４の互いの均熱状態は維持され、この結果、従来において数百度の温度差を有していた処理部５の上下方向の温度勾配が数度差に納められるのである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の熱間等方圧加圧装置の本体部分を正面から見た断面図である。
【図２】高圧容器内の圧媒循環路を示した断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】整流筒の底板への取付状態を示す要部拡大断面図である。
【図６】整流筒の底板への他の取付状態を示す要部拡大断面図である。
【図７】本発明に係る第２の実施の形態の熱間等方圧加圧装置の本体部分を正面から見た断面図である。
【図８】本発明に係る第３の実施の形態の熱間等方圧加圧装置の本体部分を正面から見た断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１    熱間等方圧加圧装置
２    高圧容器
３    強制流動手段
４    処理室
５    処理部
６    加熱手段
１６  ファン
２０  隔壁
２１  支持脚
２２  筒部材
２５  処理棚
２６  処理筒
２７  載置板
２７ａ開口
２８  壁体
２９  内周壁
３０  外周壁
３１  底板
３２  整流筒
４０  圧媒供給ヘッダ部
４１  圧媒回収部
４２  圧媒貯留室
４３  流入部
４４  連通手段
４５  供給孔
４６  圧媒回収室
４７  連通手段
４８  排出孔
４９  排出部
５０  整流板
１４０  圧媒供給ヘッダ部
１４１  圧媒回収部
１４２  圧媒貯留室
１４３  流入部
１４４  連通手段
１４５  供給孔
１４６  圧媒回収室
１４７  連通手段
１４８  排出孔
１４９  排出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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