JPH0323834B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱間静水圧プレス装置（HIP装置）
等の内熱式高温高圧装置の断熱構造体の改良に関
し、特に高温高圧装置内の圧力容器内容積の有効
利用、断熱性能の向上、断熱層構造の分割化によ
る装置組立て作業性の向上、保守および補修容易
性の向上、並びに装置の小型化を図つた断熱構造
体に関する。

〔従来の技術〕

粉末材料を高圧下で焼結させ超合金や耐熱セラ
ミツクス等の高密度高強度材料を製造する際に用
いられるHIP装置あるいは複合材料製造装置
（FRM）ないし化合物半導体製造装置等は、高温
高圧下のAr、He、N₂等の圧力媒体（高温高圧ガ
ス）と高圧下で構造を保持する主として金属から
なる圧力容器との間にあつて、高温の圧力媒体か
ら高温下では構造を保持できない圧力容器への熱
伝達を遮断するための断熱構造体を備えている。

高温高圧ガスから断熱構造体を通過して圧力容
器へ至る熱伝達の経路としては、高温高圧ガスの
対流による熱伝達、輻射による熱伝達、伝導によ
る熱伝達がある。断熱効果の優れた断熱構造体を
形成するためには、これらの経路による熱伝達を
有効に遮断する手段を適宜用いる必要がある。

断熱構造体形成のために用いられる材料は高い
断熱性を有する必要があるのはもちろんである
が、さらに高温下でも強度を保ち、脆化や破損せ
ず、また化学的に反応し難いものであることが望
ましい。断熱材として使用される材料としては、
例えば、ステンレス鋼、炭素鋼、モリブデン、超
耐熱合金（Ni基合金）等の金属系断熱材、ある
いは窒化ケイ素、炭化ケイ素等の非酸化物系セラ
ミツクス系断熱材、もしくはベベリア、ジルコニ
ア、マグネシア、ムライト等の酸化物系セラミツ
クス系断熱材、または可撓性黒鉛シート（グラフ
オイル）、炭素系焼結体（グラフアイト）、グラフ
アイトクロス等の炭素系断熱材が利用できる。

これらの断熱材を単独で、あるいは複数組合せ
て、例えばHIP装置に用いられる断熱層を形成す
る際、倒立カツプ状または筒状のステンレス鋼板
と炭素鋼板との間にセラミツクス繊維断熱材を収
設して断熱層を形成することは、例えば米国特許
請求第4235592号明細書および米国特許第4247755
号明細書に開示されている。すなわち第２図にお
いて、炉床１０上の加工物１２を発熱体１４によ
り加熱すると共に炉床１０を上下動させることに
より加圧して加工する際、装置内では1500℃〜
2000℃の高温が発生する。この熱はステンレス鋼
１６、炭素鋼１８、セラミツクス繊維断熱材２０
よりなる金属系−セラミツクス系断熱材を複数組
合せて形成した断熱層により断熱される。しか
し、このような金属鋼板−セラミツクス繊維の断
熱層のみでは断熱効果が不十分であるため、この
ような断熱層の内側に複数枚の可撓性黒鉛シート
と倒立カツプ状のグラフアイトキヤツプとからな
る炭素系内側断熱層を持つ断熱構造体を有する
HIP装置が特公昭62−29706号公報明細書に開示
されている。

この種のグラフアイト焼結体と複数枚の可撓性
黒鉛シートとからなる炭素系内側断熱層と金属系
−セラミツクス系外側断熱層との２層を備える断
熱構造体は、多層構造の可撓性黒鉛シート（特に
商品名グラフオイル）の有する厚さ方向の優れた
断熱作用（1093℃における熱伝導率0.00827cal／
cm．sec℃、ただし低温では0.012cal／cm．sec℃
に特性が低下する）によつて炉室内温度が2000℃
を越えた場合でも内側断熱層外面温度を1000℃以
下に保つことが可能であり、特に高温を必要とす
る材料の熱間静水圧プレス処理に適している。

しかしながら、この種の可撓性黒鉛シートより
なる多層構造を部分構造として有する断熱構造体
においては、 (1) 構造が多層で複雑であるため装置の組立てが
困難である (2) 外側断熱層は倒立カツプ状または筒状の金属
鋼板で形成されているため、断熱層全体が厚く
なり、高価な高圧容器の内容積を有効に利用す
ることができない (3) 外側断熱層の断熱効果が十分でないために、
内側断熱層にグラフオイル等の厚みのある可撓
性黒鉛シートを多重層で、または波形の形状を
形成して使用し、内側断熱層で相当程度の温度
低下を実現しておく必要がある。

(4) 可撓性黒鉛シートを特に多重層で、または波
形の形状を形成して使用する際には、断熱構造
体の機械的構造が不安定となり易く、そのため
新たに別の自立する構造を併設することを考慮
する必要も生じる 等の実用上の問題点がなお存在し、これらの解決
が望まれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、複雑な多層構造を有する断熱構造体
の炭素系内側断熱層と金属系−セラミツクス系外
側断熱層とを必要に応じて容易に分割できる単位
として取扱うことを可能にすることにより、断熱
特性の向上を図りつつ断熱構造体の組立てを容易
かつ確実にすると共に修理交換に際しても作業の
容易性を図ることを目的とする。

さらに本発明は、内側断熱層に多重層または波
形の形状の可撓性黒鉛シートを使用せず薄層化
し、内側断熱層の断熱効果の低下を外側断熱層の
改良によつて補い十分な断熱効果を保持しつつ、
内側断熱層と外側断熱層とからなる断熱構造体全
体の厚さを薄くして、高価な圧力容器の内容積の
有効利用を図ることを目的とする。

すなわち本発明は、容器重量の増加、費用、取
扱い安全性の面から問題を招く容器内径の増大を
避け、容器内径をできるだけ小さくかつ処理室を
できるだけ大きくすることのできる断熱構造体を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、内熱式高温高圧装置の高圧容
器内に収設した加熱装置と前記高圧容器との間に
配設した倒立カツプ状の断熱構造体が内側断熱層
と外側断熱層とからなる１個または複数個の断熱
構造体単位で構成され、断熱構造体単位の内側断
熱層はグラフアイトクロスをグラフアイトセメン
トで接着したグラフアイト焼結体とその外側の可
撓性黒鉛シートとから形成され、外側断熱層は炭
素系もしくはセラミツクス系クラスおよび／また
はセラミツクス系フエルトと金属箔とを交互に複
数枚重合せて形成され、前記炭素系もしくはセラ
ミツクス系クロスおよび／またはセラミツクス系
フエルトの種類と層の数とを断熱構造体内に形成
される温度勾配に従つて変化させることを特徴と
する内熱式高温高圧装置の断熱構造体が提供され
る。

さらに本発明によれば、組立てが簡便で作業性
が向上した断熱構造体、すなわち内熱式高温高圧
装置の高圧容器内に収設した加熱装置と前記高圧
容器との間に配設した倒立カツプ状の断熱構造体
が内側断熱層と外側断熱層とからなる１個または
複数個の断熱構造体単位で構成され、断熱構造体
単位の内側断熱層はグラフアイトクロスをグラフ
アイトセメントで接着したグラフアイト焼結体と
その外側の可撓性黒鉛シートとから形成され、外
側断熱層は炭素系もしくはセラミツクス系クロス
および／またはセラミツクス系フエルトと金属箔
とを交互に複数枚重合せて形成され、前記炭素系
もしくはセラミツクス系クロスおよび／またはセ
ラミツクス系フエルトの種類と層の数とを断熱構
造体内に形成される温度勾配に従つて変化させ、
さらに前記倒立カツプ状の断熱構造体を固定する
下部固定部を設け、下部固定部には前記最内層グ
ラフアイト焼結体と嵌合する溝部を備えたグラフ
アイト製フランジを設けると共に断熱層の最外層
に位置する金属箔の外側に断熱構造体を覆う金属
性フードを設け、前記グラフアイト製フランジの
下部には同径リング状の金属箔と多孔質性セラミ
ツクスと金属性フランジとを順次設け、前記グラ
フアイト焼結体とグラフアイト製フランジと金属
製フードとの間に断熱構造体全体を収納し、前記
金属性フランジの外側部と前記金属性フードの内
側部とを嵌合せしめることによつて一体嵌着され
た断熱構造体を形成することを特徴とする内熱式
高温高圧装置の断熱構造体が提供される。

ここでクロスとは繊維材料を比較的高密度で使
用して形成した布を総称し、フエルトとは繊維材
料を比較的密度で使用して形成した布を総称す
る。同一容積の場合、クロスの方がフエルトより
重い。すなわちクロスはフエルトより気孔率が低
い。また同一の材料、例えばセラミツクス系材料
から、繊維密度を変化させることによりクロスま
たはフエルトのいずれをも作成することができ
る。気孔率に関しては、通常、クロスは60〜90％
程度であり、フエルトは80〜97％程度である。例
えば、典型的なジルコニアクロスは、厚さ0.76
mm、みかけ密度1.0ｇ／cm³、気孔率83％、繊維糸
の直径４〜6μ、繊維糸の主成分ZrO₂＋HfO₂＋
Y₂O₃であり、また典型的なジルコニアフエルト
は、厚さ1.27mm、みかけ密度0.24ｇ／cm³、気孔率
96％であり、繊維糸に関してはクロスとほぼ同様
である。一般にクロスは機械的強度および耐熱性
は高いが断熱効果は比較的低く、フエルトは機械
的強度および耐熱性は低いが断熱効果は比較的高
い。

外側断熱層のクロスに炭素系断熱材であるグラ
フアイトクロスを用いれば、高い機械的強度およ
び耐熱性を断熱構造体に付与することができ好適
である。

外側断熱層のクロスをZrO₂＋Y₂O₃、ZrO₂＋
HfO₂＋Y₂O₃、ZrO₂＋Y₂O₃＋SiO₂、Al₂O₃＋
SiO₂並びにAl₂O₃＋B₂O₃＋SiO₂よりなる群から
選択されるセラミツクス系材料から構成すれば、
高い機械的強度および耐熱性を断熱構造体に付与
することができると共に高温下でも化学的に安定
な断熱構造体を形成でき好ましい。

外側断熱層のクロスは、特にグラフアイトクロ
スとZrO₂＋Y₂O₃からなるクロスとZrO₂＋HfO₂
＋Y₂O₃からなるクロスとAl₂O₃＋SiO₂からなる
クロスを２種類以上適宜組合せて用いるとさらに
好適である。複数の種類のクロスを組合せて用い
る場合には、断熱構造体内に形成される温度勾配
を考慮して、高温の内層側には断熱性は比較的低
いものの耐熱性は比較的高いグラフアイトクロ
ス、ZrO₂＋HfO₂＋Y₂O₃からなるクロスを、低温
の外層側には耐熱性はそれ程要求されないため、
特に断熱性を考慮して気孔率の高いZrO₂＋Y₂O₃
＋SiO₂からなるクロス、Al₂O₃＋B₂O₃＋SiO₂か
らなるクロス、Al₂O₃＋SiO₂からなるクロスを用
いた場合に最も良好な断熱構造体が得られる。

外側断熱層のフエルトをZrO₂＋Y₂O₃、ZrO₂＋
HfO₂＋Y₂O₃、ZrO₂＋Y₂O₃＋SiO₂、Al₂O₃＋
SiO₂並びにAl₂O₃＋B₂O₃＋SiO₂よりなる群から
選択されるセラミツクス系材料から構成すれば、
高い断熱効果が得られると共に高温下でも化学的
に安定な断熱構造体を形成でき好適である。

外側断熱層のフエルトは、特にZrO₂＋Y₂O₃か
らなるフエルトとZrO₂＋HfO₂＋Y₂O₃からなるフ
エルトとSiO₂系フエルトとを２種類以上適宜組
合せて用いるとさらに好適である。複数の種類の
フエルトを組合せて用いる場合には、断熱構造体
内に形成される温度勾配を考慮して、高温の内層
側には断熱性は比較的低いものの耐熱性は比較的
高いZrO₂＋Y₂O₃からなるフエルト、ZrO₂＋
HfO₂＋Y₂O₃からなるフエルト、ZrO₂＋Y₂O₃＋
SiO₂からなるフエルトを、低温の外層側には耐
熱性はそれ程要求されないため、特に断熱性を考
慮してAl₂O₃＋SiO₂からなるフエルト、Al₂O₃＋
B₂O₃＋SiO₂からなるフエルト、SiO₂系フエルト
を用いた場合に最も良好な断熱構造体が得られ
る。

クロス層および／またはフエルト層の数は３〜
30の範囲内であれば十分な断熱効果を発揮する
が、好ましくは４〜20の範囲内である。クロス層
１層の厚さは好ましくは0.1mm〜3.0mmであり、さ
らに好ましくは0.1mm〜1.7mmである。フエルト層
１層の厚さは好ましくは0.3mm〜５mmであり、さ
らに好ましくは0.3mm〜3.0mmである。

外側断熱層のフエルト層をクロス層より外側に
配置すれば、内層側は機械的強度および耐熱性の
高いクロス層で形成され、外層側は断熱効果の高
いフエルト層で形成されるあらゆる良好な特性を
備えた断熱構造体を提供することができる。

断熱構造体を複数の断熱構造体単位で構成する
に際しては、外側の断熱構造体単位を内側の断熱
構造体単位より少数のクロス層から形成し、かつ
多数のフエルト層から形成することにより、機械
的強度および耐熱性は高いが断熱効果は低いクロ
ス層をより多く高温の内層側の断熱構造体単位に
配置し、機械的強度および耐熱性は低いが断熱効
果は高いフエルト層をより多く低温の外層側の断
熱構造体単位に配置する断熱構造体内の温度勾配
と材料の耐熱性特性および断熱性特性とが適合し
た極めて高性能の断熱構造体を提供することがで
きる。

内熱式高温高圧装置の形状、構造によつて高温
高圧ガスから断熱構造体を通過して圧力容器へ至
る種々の熱伝達の経路が形成され、例えば、装置
天蓋部では高温高圧ガスの輻射による熱伝達が大
きく、装置側面部では対流による熱伝達が大き
く、このような一般的因子と装置ごとの形状、構
造に起因する因子が相関して、それぞれの装置に
より独特の温度勾配が形成される。本発明の断熱
構造体をある特定の装置に適用する場合は、この
ような温度勾配に応じてクロス層およびフエルト
層の種類と数とを変化させれば、その装置に最適
な断熱構造体を形成することが可能となる。

さらに、装置内の位置によりクロス層および／
またはフエルト層の種類と数とを変え、倒立カツ
プ状の断熱構造体単位の天蓋部のクロス層およ
び／またはフエルト層の数を側面部のクロス層お
よび／またはフエルト層の数より多くすれば、輻
射による熱伝達の大きい天蓋部の断熱性能が増強
して好適な断熱構造体が得られる。複数の断熱構
造体単位からなる断熱構造体の天蓋部のクロス層
および／またはフエルト層の数を側面部のクロス
層および／またはフエルト層の数より多くしても
よく、例えば、２個の断熱構造体単位からなる断
熱構造体の場合、内径寸法にもよるが通常は、内
側の断熱構造体単位が側面部に６層天蓋部に８層
を備え、かつ外側の断熱構造体単位が側面部に５
層天蓋部に８層を備えるようにすると極めて好適
な断熱構造体が得られる。

金属箔を、Pt、Mo並びにNiよりなる群から選
択される非鉄系金属材料から、または316ステン
レス、304ステンレス並びに13Cr系ステンレスよ
りなる群から選択されるステンレス系金属材料か
ら、またはCr−Mo鋼、Ｃ−Mn鋼並びに炭素鋼
よりなる群から選択される低合金／炭素鋼系合金
材料から構成すれば、高い耐熱性および断熱性が
実現され、高温下でも脆化、破損せず、また隣接
する炭素系またはセラミツクス系または金属系断
熱材と高温下でも化学的に反応することなく好適
であり、さらにこれらのうち、高温下でも高い強
度、断熱性、化学的安定性を備えたPt、Mo、ス
テンレスは特に好適である。

これらの金属材料を薄いフイルム状の金属箔と
し、本発明の断熱構造体の構成に用いる際、その
１枚の厚さは好ましくは0.05mm〜0.7mmであり、
さらに好ましくは0.1mm〜0.2mmである。金属箔の
種類および厚さは、その金属箔が使用される位置
に形成される温度勾配の状態、用いられる金属材
料の強度等の性質、隣接する他の断熱材の種類、
量等の因子を考慮して、本発明の断熱構造体を使
用する個々の装置に独特のものとして定める必要
がある。さらに、これらの金属材料の薄いフイル
ムは、高温高圧ガスに対して不透過性であるた
め、単にクロス層および／またはフエルト層の層
間を画成するのみでなく、高温高圧ガスの熱対流
の防止、熱流通過の防止に大きく寄与する。

本発明の断熱構造体の最内層グラフアイト焼結
体は、通常、倒立カツプ状の形状を有し、断熱構
造体を形成する際は構造支持体としても機能す
る。断熱構造体単位の組立てに際しては、例え
ば、グラフアイト焼結体を支持体とし、その外層
に順次グラフアイトクロス、可撓性黒鉛シート、
炭素系クロス、金属箔、セラミツクス系クロス、
金属箔、セラミツクス系フエルト、金属箔の順に
配設するが、これらの内、グラフアイトクロスは
グラフアイトセメントで支持体に固定され、他は
何らかの接着手段を取らない限り容易に離脱す
る。簡便には、最外層の金属箔をまたは少なくと
も１層の金属箔ごとに耐熱テープで固定すれば、
断熱構造体全体を支持体に固定することができ
る。

外側断熱層を形成するクロス層および／または
フエルト属と金属箔とは交互に複数層配置する
が、これらを少なくとも１層の金属箔ごとに、
Mo線等の耐熱性金属製細線で金属箔側面部を円
周上に数か所巻回して固定すると固定が確実とな
り好適である。この際それぞれの金属箔側面部の
金属製細線固定部は、被固定物が金属箔、クロ
ス、フエルトのように柔軟な構造を有するもので
あるため凹部を形成し、金属製細線が配置されて
いない凸部と区別される。クロスと金属箔とを、
フエルトと金属箔とを交互に複数層配置するに際
して、金属箔側面部を固定する耐熱金属製細線の
巻回ピツチを互いに重ならないよう設定すれば、
細線で固定した結果現出する凸部が互いに重なり
合わず、その結果非常い薄い断熱構造体を形成す
ることができる。また、このように細線で固定し
た結果現出する凹凸が互いに噛合うように組立て
ると固定がより確実となり、断熱層内における高
温高圧ガスの対流による熱伝達が抑えられ断熱性
能が向上するため極めて好適である。

本発明の内側断熱層は、外側断熱層が極めて優
れた性能を持つため、従来の多数層構造で複雑な
構成を有する内側断熱層と比較すると薄くかつ簡
単な構成を有するのみである。すなわち、外側断
熱層の極めて高い断熱効果のため、本発明の内側
断熱層は従来のように強度が弱く、厚みがあり、
熱対流に対して不十分である可撓性黒鉛シート
（グラフオイル）の多層使用は不要で、通常はそ
の１層のみの使用で、特にその外側に配置した金
属箔を含む断熱構造体によりその強度に関して
は、十分である。内側断熱層内で、この可撓性黒
鉛シートはグラフアイトセメントでグラフアイト
焼結体に接着されたグラフアイトクロスに隣接す
る。グラフアイトセメントはグラフアイト系接着
剤であり、グラフアイト系材料の接着に適し、高
温下でも接着力を失わない特性を有する。グラフ
アイトクロスは、グラフアイトを繊維状にしたサ
テン織りしたもので、厚さは0.61mmであり、繊維
密度は1.88mg／m³である。このクロスは熱伝導率
が室温時厚さ方向で0.21kcal／ｍ．h.℃であるが
気孔率が大きくとれるため1900℃以上での断熱性
は可撓性グラフアイトより良好である。なお熱伝
導率はグラフアイトに限らずあらゆる材料におい
て使用時の温度により、また気孔率により変化す
る。そのため１つの材料はあらゆる温度で万能で
はなく、本発明が開示した温度勾配に従う変化の
態様により組合せを変えて始めて高性能の断熱構
造体を得ることができる。

〔作用〕

本発明の断熱構造体の構成要素は次の作用を介
して断熱効果および構造体形成に寄与する。すな
わち、最内層グラフアイト焼結体は断熱構造体の
構造を支持し、可撓性黒鉛シートは1900℃以上の
熱反射に有効であり、グラフアイトクロスは1900
℃以上の断熱効果に優れ、ジルコニア等のセラミ
ツクス系クロスは2200℃以下の断熱に好適であ
り、ジルコニア等のセラミツクス系フエルトは
1900℃以下の断熱に効果があり、Mo等の金属箔
は熱対流、熱流通過を防止し、かつクロスとシー
トとフエルトとを有効に保持し、また1200℃以下
の低温ではアルミナシリカ系セラミツクス材料が
有効特性を発揮する。すなわち本発明の断熱構造
体は十二一重状に空間を多く設けることにより極
めて優れた断熱特性を与える。

〔実施例〕

以下添付図面によつて本発明の具体的構成例に
ついて説明するが、本発明はこの例にのみ限定さ
れるものではない。

第１図は本発明によつて構成された断熱構造体
部を備えた内熱式高温高圧装置の断面図の断熱構
造体部分である。この断熱構造部は２つの断熱構
造体単位からなり、それぞれの断熱構造体単位は
内層側から、グラフアイト製カツプ状インナーフ
ード２２および２４、グラフアイトクロス２６お
よび２８、並びに可撓性黒鉛シート（グラフオイ
ル）３０および３２により内側断熱層を形成し、
ジルコニア系クロス３４、ジルコニア系フエルト
３６および３８、並びにモリブデン金属箔４０お
よび４２、さらに必要に応じて炭素鋼金属箔４４
により外側断熱層を形成する。ジルコニア系クロ
ス３４として用いたZrO₂＋Y₂O₃、ZrO₂＋HfO₂
＋Y₂O₃、ZrO₂＋Y₂O₃＋SiO₂を主成分とするクロ
スは、断熱性は高くないが耐熱性に極めて優れる
ため断熱構造体単位外側断熱層の高温の内側部に
用いる。対流による熱伝達は大きいが比較的低温
の側面部では、ジルコニア系フエルト３６および
３８（ZrO₂＋Y₂O₃またはZrO₂＋HfO₂＋Y₂O₃ま
たはZrO₂＋Y₂O₃＋SiO₂から形成した）を少なく
し装置の小型化を図ると共に、高温高圧ガスの輻
射による熱伝達が大きく高い断熱効果が要求され
る天蓋部では、断熱効果の大きいジルコニア系フ
エルト３６および３８を多層配置する。

断熱構造体を組立てる際は、外側断熱層の各金
属箔表面を耐熱テープで固定するか、または各金
属箔ごとにモリブデン製細線で巻回ピツチが互い
に重ならないよう設定して巻回固定する。

断熱構造体は、同じく第１図に示す下部固定部
によりアウターフード４６と一体嵌着する。下部
固定部はカツプ状インナーフード２２および２４
と嵌合する溝部を備えたグラフアイト製サポート
フランジ４８と金属箔ホイルリング５０と多孔質
セラミツクス製インシユレーシヨンリング５２と
金属性フランジ５４とからなり、固定手段（ドラ
イブスタツド）５６によりアウターフード４６と
一体嵌着する。

〔発明の効果〕

以上のように構成された断熱構造体は、従来の
ものと比較すると格段に薄く、内径152.4mmの倒
立カツプ状の断熱構造体の外径は196.5mmで、そ
の厚さは僅か22.05mmであり、従来の構造のもの
の厚さの約1/3に薄くすることができた。また、
この断熱構造体を備えたHIP装置で熱間静水圧プ
レス処理を行つた際、装置内部温度は2200℃に達
したが、その外面温度は150℃以下まで低下して
いた。すなわち、本発明の断熱構造体を備えた
HIP装置は、従来の高性能HIP装置と同等もしく
はそれ以上の高温で運転可能であり、従来の装置
と比較して極めて薄い断熱層となつているため高
圧容器の内部容積の有効利用を図ることができ、
あるいは同じ内部容積であれば装置を数段小型化
可能で、かつ従来の装置同様安全温度まで装置外
面温度を低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による断熱構造体部の断面図、
第２図は従来の金属系−セラミツクス系断熱材を
複数組合せて形成した断熱層を有するHIP装置の
断面図の一部である。 １０……炉床、１２……加工物、１４……発熱
体、１６……ステンレス鋼、１８……炭素鋼、２
０……セラミツクス繊維断熱材、２２，２４……
インナーフード、２６，２８……グラフアイトク
ロス、３０，３２……可撓性黒鉛シート、３４…
…ジルコニア系クロス、３６，３８……ジルコニ
ア系フエルト、４０，４２……モリブデン金属
箔、４４……炭素鋼金属箔、４６……アウターフ
ード、４８……サポートフランジ、５０……金属
箔ホイルリング、５２……インシユレーシヨンリ
ング、５４……金属性フランジ、５６……ドライ
ブスタツド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内熱式高温高圧装置の高圧容器内に収設した
   加熱装置と前記高圧容器との間に配設した倒立カ
   ツプ状の断熱構造体が内側断熱層と外側断熱層と
   からなる１個または複数個の断熱構造体単位で構
   成され、断熱構造体単位の内側断熱層はグラフア
   イトクロスをグラフアイトセメントで接着したグ
   ラフアイト焼結体とその外側の可撓性黒鉛シート
   とから形成され、外側断熱層は炭素系もしくはセ
   ラミツクス系クロスおよび／またはセラミツクス
   系フエルトと金属箔とを交互に複数枚重合せて形
   成され、前記炭素系もしくはセラミツクス系クロ
   スおよび／またはセラミツクス系フエルトの種類
   と層の数とを断熱構造体内に形成される温度勾配
   に従つて変化させることを特徴とする内熱式高温
   高圧装置の断熱構造体。 ２ 内熱式高温高圧装置の高圧容器内に収設した
   加熱装置と前記高圧容器との間に配設した倒立カ
   ツプ状の断熱構造体が内側断熱層と外側断熱層と
   からなる１個または複数個の断熱構造体単位で構
   成され、断熱構造体単位の内側断熱層はグラフア
   イトクロスをグラフアイトセメントで接着したグ
   ラフアイト焼結体とその外側の可撓性黒鉛シート
   とから形成され、外側断熱層は炭素系もしくはセ
   ラミツクス系クロスおよび／またはセラミツクス
   系フエルトと金属箔とを交互に複数枚重合せて形
   成され、前記炭素系もしくはセラミツクス系クロ
   スおよび／またはセラミツクス系フエルトの種類
   と層の数とを断熱構造体内に形成される温度勾配
   に従つて変化させ、さらに前記倒立カツプ状の断
   熱構造体を固定する下部固定部を設け、下部固定
   部には前記最内層グラフアイト焼結体と嵌合する
   溝部を備えたグラフアイト製フランジを設けると
   共に断熱層の最外層に位置する金属箔の外側に断
   熱構造体全体を覆う金属性フードを設け、前記グ
   ラフアイト製フランジの下部には同径リング状の
   金属箔と多孔質性セラミツクスと金属性フランジ
   とを順次設け、前記グラフアイト焼結体とグラフ
   アイト製フランジと金属性フードとの間に断熱構
   造体全体を収納し、前記金属性フランジの外側部
   と前記金属性フードの内側部とを嵌合せしめるこ
   とによつて一体嵌着された断熱構造体を形成する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内
   熱式高温高圧装置の断熱構造体。 ３ 外側断熱層のクロスがグラフアイトクロスで
   ある特許請求の範囲第１項もしくは第２項のいず
   れかに記載の断熱構造体。 ４ 外側断熱層のクロスをZrO₂＋Y₃O₃、ZrO₂＋
   HfO₂＋Y₂O₃、ZrO₂＋Y₂O₃＋SiO₂、Al₂O₃＋
   SiO₂並びにAl₂O₃＋B₂O₃＋SiO₂よりなる群から
   選択されるセラミツクス系材料から構成する特許
   請求の範囲第１項もしくは第２項のいずれかに記
   載の断熱構造体。 ５ 外側断熱層のフエルトをZrO₂＋Y₂O₃、ZrO₂
   ＋HfO₂＋Y₂O₃、ZrO₂＋Y₂O₃＋SiO₂、Al₂O₃＋
   SiO₂並びにAl₂O₃＋B₂O₃＋SiO₂よりなる群から
   選択されるセラミツクス系材料から構成する特許
   請求の範囲第１項もしくは第２項のいずれかに記
   載の断熱構造体。 ６ 外側断熱層のフエルト層をクロス層より外側
   に配置する特許請求の範囲第１項もしくは第２項
   のいずれかに記載の断熱構造体。 ７ 断熱構造体を複数の断熱構造体単位で構成
   し、外側の断熱構造体単位を内側の断熱構造体単
   位より少数のクロス層から形成し、かつ多数のフ
   エルト層から形成する特許請求の範囲第１項もし
   くは第２項のいずれかに記載の断熱構造体。 ８ 倒立カツプ状の断熱構造体単位の天蓋部のク
   ロス層および／またはフエルト層の数が側面部の
   クロス層および／またはフエルト層の数より多い
   特許請求の範囲第１項もしくは第２項のいずれか
   に記載の断熱構造体。 ９ 金属箔を、Pt、Mo並びにNiよりなる群から
   選択される非鉄系金属材料から、または316ステ
   ンレス、304ステンレス並びに13Cr系ステンレス
   よりなる群から選択されるステンレス系金属材料
   から、またはCr−Mo鋼、Ｃ−Mn鋼並びに炭素
   鋼よりなる群から選択される低合金／炭素鋼系合
   金材料から構成する特許請求の範囲第１項もしく
   は第２項のいずれかに記載の断熱構造体。 １０ 金属箔を少なくとも１層毎に耐熱テープで
   固定する特許請求の範囲第１項もしくは第２項の
   いずれかに記載の断熱構造体。 １１ 金属箔を少なくとも１層毎に耐熱金属製細
   線で側面部を円周状に巻回して固定し、それぞれ
   の層の耐熱金属製細線の巻回ピツチを互いに重な
   らないよう設定する特許請求の範囲第１項もしく
   は第２項のいずれかに記載の断熱構造体。