JP6757286B2 - 熱間等方圧加圧装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱間等方圧加圧装置に関する。

従来、ＨＩＰ法（Hot Isostatic Pressing法：熱間等方圧加圧装置を用いたプレス方法）では、数１０ 〜 数１００ＭＰａの高圧に設定された雰囲気の圧媒ガスのもと、焼結製品（セラミックス等） や鋳造製品等の被処理物が、その再結晶温度以上の高温に加熱され処理される。当該方法では、被処理物中の残留気孔を消滅させることができるという特徴がある。

このような従来の熱間等方圧加圧装置は、高圧容器と、当該高圧容器内に配置された逆コップ形状の断熱層と、断熱層内に配置されたヒーティングエレメントと、処理物を載せる製品台と、を有する。ヒーティングエレメントが発熱することで、断熱層内に処理物を処理するホットゾーンが形成される。断熱層の上面部は塞がれており、断熱層の下面部は開口されている。この結果、加圧処理中のホットゾーン内は、熱気球のように高温に維持される。一方、このような熱間等方圧加圧装置に対して、被処理物の処理後に、高圧容器内を急冷することで、処理時間を短縮する技術が知られている。

特許文献１には、熱間等方圧加圧装置において、被処理物の処理後に装置内を急冷却する技術が開示されている。熱間等方圧加圧装置は、冷却機構を備える。冷却機構は、断熱層内外を循環する冷却ガス流を形成する。冷却機構は、断熱層の下部に配置され断熱層内外を径方向に貫通するように形成されたガス通路と、ホットゾーン内に形成されたガス上昇流路と、ガス流を発生するファンと、ガス流の流れを制御するバルブと、底壁部と、を備える。当該技術では、逆コップ状の断熱層の上面部に開口部が形成されており、バルブは当該開口部を開放または封止可能に配置されている。また、底壁部は、ホットゾーンと、ファン等が収納される炉床部と、を仕切るように断熱層の下部に接続されている。底壁部と断熱層との間には、ガスの漏れを防止するシールが配置されている。被処理物の加圧処理中には、バルブが開口部を塞ぐことで、断熱層の内部にホットゾーンが形成される。一方、冷却時には、バルブが開口部を開放する。そして、ガス通路からホットゾーンの下部に導入された冷却ガスが、ホットゾーン内のガス上昇流路を上昇しながら断熱層を冷却した後、開口部から放出される。

特開２０１３−１７８０７０号公報

上記のような、急冷却機能を備えた熱間等方圧加圧装置では、長期間の装置の使用に伴って、バルブと開口部との隙間や底壁部のシール部分において僅かなガスの流出入（ガスリーク）が発生しやすくなる。そして、被処理物の加圧処理中に、底壁部の周辺からホットゾーン内に低温のガスが流入すると、ホットゾーンの上部と比較してホットゾーンの下部の温度が低くなる。この結果、ホットゾーン内の均熱性が悪化し、被処理物に対する処理性能が低下するという問題があった。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、ホットゾーンを形成するケーシングの下端部が底壁部によって塞がれた構造を備える熱間等方圧加圧装置において、被処理物の加圧処理中のホットゾーンの均熱性を向上させることを目的とする。

本発明の一の局面に係る熱間等方圧加圧装置は、被処理物に対して圧媒ガスを用いて等方圧加圧処理を行う熱間等方圧加圧装置であって、上下方向に沿って延びる内周面を備える高圧容器であって、内部に前記内周面によって画定される本体内部空間が形成されている高圧容器と、前記本体内部空間に配置され、前記被処理物を加圧するホットゾーンを囲むように上下方向に沿って延びるガス不透過性の内側周壁部を備える内側ケーシングであって、前記圧媒ガスの透過を許容する内側開口部が前記内側ケーシングの上面部に開口されている、内側ケーシングと、前記本体内部空間において前記内側ケーシングを囲むように配置されるガス不透過性の断熱体であって、前記圧媒ガスの通路を挟んで前記内側周壁部を囲むように上下方向に沿って延びる断熱体周壁部と、前記断熱体周壁部の上面部を塞ぐように前記断熱体周壁部に接続されるとともに前記圧媒ガスの通路を挟んで前記内側開口部の上方に配置される断熱体上壁部と、を備える断熱体と、前記本体内部空間において前記断熱体を囲むように配置される外側ケーシングであって、前記圧媒ガスの通路を挟んで前記断熱体周壁部を囲むように上下方向に沿って延びるガス不透過性の外側周壁部を備えるとともに、前記圧媒ガスの透過を許容する外側開口部が前記外側ケーシングの上面部に開口されている、外側ケーシングと、前記ホットゾーンに配置され、発熱する加熱部と、前記外側周壁部の下端部、前記内側周壁部の下端部および前記断熱体周壁部の下端部を支持する支持部と、前記ホットゾーンの下面部を画定するととともに、前記被処理物が載置される上面部を含む載置部とを備え、前記ホットゾーンを下方から封止する底壁部と、前記内側周壁部と前記断熱体周壁部との間の空間に対して遮断され、かつ、前記断熱体周壁部を貫通して前記断熱体周壁部と前記外側周壁部との間の空間と前記ホットゾーンの下端部とを連通させる前記圧媒ガスの通路をそれぞれ形成する複数の連通管と、前記内側周壁部と前記断熱体周壁部との間の空間の下側部分と前記本体内部空間のうち前記底壁部よりも下方の部分とを連通させる複数の導入管と、前記本体内部空間のうち前記底壁部の下方に配置され、前記載置部に載置された前記被処理物に前記等方圧加圧処理を行う加圧処理時に、前記複数の導入管に流入する圧媒ガス流を発生するガス流発生部と、を有する。

本構成によれば、被処理物の加圧処理時に、ガス流発生部によって発生される低温の圧媒ガス流が、内側開口部からホットゾーンに流入する。ホットゾーン内の圧媒ガスよりも低温の圧媒ガスはホットゾーン内を徐々に下降する。このため、ホットゾーンの下方部分を封止する底壁部の周辺からホットゾーン内に低温の圧媒ガスが直接流入（リーク）することがあっても、加圧処理中のホットゾーン内の均熱性が保持される。また、内側開口部からホットゾーン内に流入した圧媒ガスは、ホットゾーンの下方部分から複数の連通管を介して、外側周壁部と断熱体周壁部との間の空間に流入する。このため、ホットゾーン内において圧媒ガスの流れが停滞することがなく、ホットゾーン内の均熱性が更に保持される。更に、ホットゾーンにおいて上下方向に沿った圧媒ガスの流れを可能とするために、内側ケーシングには内側開口部が開口されている。しかしながら、上記の構成によれば、内側ケーシングの外側を囲むように断熱体が配置されている。このため、ホットゾーンの温度を保持する断熱性能は、ケーシングに開口部を備えていない他の熱間等方圧加圧装置と同等に維持される。

上記の構成において、前記ガス流発生部は、前記複数の導入管を通じて前記内側周壁部と前記断熱体周壁部との間の前記空間に流入した前記圧媒ガス流が、前記内側周壁部および前記断熱体周壁部に沿って上昇するとともに、前記内側開口部から前記ホットゾーンに流入した後、前記ホットゾーンを下降し、更に、前記複数の連通管を通じて、前記外側周壁部と前記断熱体周壁部との間の空間に流入するように前記圧媒ガス流を発生させることが望ましい。

本構成によれば、ホットゾーンを下降する低温の圧媒ガス流を安定して形成することができる。

上記の構成において、前記内側ケーシングは、前記内側周壁部の上面部を塞ぐように前記内側周壁部に接続される内側上壁部を更に備え、前記内側開口部は、前記内側上壁部に開口されており、前記外側ケーシングは、前記外側周壁部の上面部を塞ぐように前記外側周壁部に接続される外側上壁部を更に備え、前記外側開口部は、前記外側上壁部に開口されていることが望ましい。

本構成によれば、内側上壁部に開口された内側開口部を通じて、ホットゾーンに低温の圧媒ガスを流入させることができる。また、外側上壁部に開口された外側開口部を通じて、外側ケーシングの外部に圧媒ガスを流出させることができる。

上記の構成において、前記ガス流発生部は、前記加圧処理時に、前記複数の連通管を通じて前記外側周壁部と前記断熱体周壁部との間の前記空間に流入した前記圧媒ガスが、前記断熱体周壁部および前記外側周壁部に沿って上昇した後、前記外側開口部から前記外側ケーシングの外部に流出し、更に前記高圧容器の前記内周面と前記外側周壁部との間を通って下降し、再び前記複数の導入管に流入するように、前記本体内部空間に前記圧媒ガスの循環流を形成することが望ましい。

本構成によれば、ホットゾーンの均熱性が維持されながら、本体内部空間に安定して圧媒ガスの循環流を形成することができる。

上記の構成において、前記ガス流発生部は、前記被処理物に対する前記加圧処理が終了した後に、前記本体内部空間に前記圧媒ガスの前記循環流を形成することで、前記ホットゾーンの急冷却処理を実行することが望ましい。

本構成によれば、均熱性保持のための圧媒ガスの流路を利用して、加圧処理後の熱間等方圧加圧装置の急冷却を実行することができる。この結果、被処理物の取り出しまでの時間を含む被処理物の加圧処理時間を短縮することができる。

上記の構成において、前記ガス流発生部は、前記急冷却処理の実行時に前記導入管を通過する前記圧媒ガスの流量が、前記加圧処理時に前記導入管を通過する前記圧媒ガスの流量よりも大きくなるように、前記圧媒ガス流を発生することが望ましい。

本構成によれば、加圧処理後の熱間等方圧加圧装置の急冷却を更に短時間で実行することができる。

上記の構成において、前記断熱体周壁部と前記外側周壁部との間の空間および前記ホットゾーンの下端部のうちの少なくとも一方を介して前記複数の連通管と前記ガス流発生部とをそれぞれ連通させる複数の合流管であって、前記急冷却処理時に、前記ガス流発生部によって発生された前記圧媒ガス流を、予め前記導入管を通過した後、前記ホットゾーンを下降した前記圧媒ガスに合流させる、複数の合流管を更に備えることが望ましい。

本構成によれば、急冷却処理時に、ホットゾーンから流出する高温の圧媒ガスに、低温の圧媒ガスを混合させることが可能となる。このため、急冷却処理時に、高圧容器の内周面との間で熱交換する圧媒ガス流を低温化、高流量化することが可能となる。この結果、熱間等方圧加圧装置の急冷却速度を向上することができる。

本発明によれば、ホットゾーンを形成するケーシングの下端部が底壁部によって塞がれた構造を備える熱間等方圧加圧装置において、被処理物の加圧処理中のホットゾーンの均熱性が向上される。

本発明の一実施形態に係る熱間等方圧加圧装置の断面図である。 本発明の一実施形態に係る熱間等方圧加圧装置において、圧媒ガスの流れを示した断面図である。 図２の熱間等方圧加圧装置の位置Ａ−Ａにおける断面図である。 図２の熱間等方圧加圧装置の位置Ｂ−Ｂにおける断面図である。 図２の熱間等方圧加圧装置の位置Ｃ−Ｃにおける断面図である。 図２の熱間等方圧加圧装置の位置Ｄ−Ｄにおける断面図である。 図２の熱間等方圧加圧装置の位置Ｅ−Ｅにおける断面図である。 本発明の一実施形態に係る熱間等方圧加圧装置の制御部のブロック図である。 本発明の第１変形実施形態に係る熱間等方圧加圧装置の断面図である。 本発明の第２変形実施形態に係る熱間等方圧加圧装置の拡大断面図である。 本発明の第３変形実施形態に係る熱間等方圧加圧装置の拡大断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係るＨＩＰ装置１００（熱間等方圧加圧装置）について説明する。ＨＩＰ装置１００は、被処理物（Ｗ）に対して圧媒ガスを用いて等方圧加圧処理を行う。図１は、ＨＩＰ装置１００の鉛直方向に沿った断面図であって、ＨＩＰ装置１００の中心線ＣＬを通る断面図である。図２は、ＨＩＰ装置１００において、圧媒ガスの流れを示した断面図である。図３乃至図７は、それぞれ、図２のＨＩＰ装置１００の位置Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ、Ｄ−ＤおよびＥ−Ｅにおける水平断面図である。

ＨＩＰ装置１００は、円筒状の高圧容器１００Ｓを備える。高圧容器１００Ｓは、上蓋１と、容器胴２と、下蓋３と、を備える。容器胴２は、上下方向に沿った中心軸ＣＬ回りに円筒状に形成されている。容器胴２は、中心軸ＣＬ回りに配置される円筒状の内周面２Ｓを備える。上蓋１は、容器胴２の上側の開口を塞ぎ、下蓋３は、容器胴２の下側の開口を塞いでいる。高圧容器１００Ｓの内部には外部から気密的に隔離された本体内部空間１００Ｔ（空洞）が形成されている。容器胴２の内周面２Ｓは、本体内部空間１００Ｔを画定する。高圧容器１００Ｓには不図示の供給配管や排出配管が連結されており、これらの供給配管および排出配管を通じて高温高圧の圧媒ガス（ＨＩＰ処理が可能なように１０〜３００ＭＰａ程度に昇圧されたアルゴンガスや窒素ガス）が高圧容器１００Ｓに対して供給および排出可能とされている。

更に、ＨＩＰ装置１００は、外側ケーシング４と、内側ケーシング５と、断熱体Ｒと、ヒーターエレメント８と、を備える。

外側ケーシング４は、高圧容器１００Ｓの本体内部空間１００Ｔに配置された有蓋円筒状の部材であり、下方に向かって開口した逆コップ状の部材からなる。外側ケーシング４は、断熱体Ｒを囲むように配置されている。外側ケーシング４には、ＨＩＰ処理の温度条件に合わせてステンレス、ニッケル合金、モリブデン合金またはグラファイトなどのガス不透過性の耐熱材料が用いられる。外側ケーシング４は、外側上壁部４１と、外側周壁部４２と、を備える。外側周壁部４２は、本体内部空間１００Ｔにおいて中心軸ＣＬ回りに形成された円筒状の部分であって、高圧容器１００Ｓの内周面２Ｓに対して径方向内側に間隔をおいて配置される。また、外側周壁部４２は、圧媒ガスの通路を挟んで断熱体周壁部ＲＳを囲むように上下方向に沿って延びている。外側上壁部４１は、外側周壁部４２の上面部を塞ぐように外側上壁部４１の上端部に接続される円板状の蓋部である。外側上壁部４１の中央部には、中心軸ＣＬを中心とする円形の外側開口部４Ｈが開口されている（図３）。外側開口部４Ｈは、外側ケーシング４の内部と外部との間での圧媒ガスの透過を許容する。なお、本実施形態では、外側上壁部４１および外側周壁部４２は、一体的に構成されている。

内側ケーシング５は、高圧容器１００Ｓの本体内部空間１００Ｔにおいて、外側ケーシング４の内部に配置された有蓋円筒状の部材であり、下方に向かって開口した逆コップ状の部材からなる。内側ケーシング５にも、外側ケーシング４と同様に、ガス不透過性の耐熱材料が用いられる。内側ケーシング５は、内側上壁部５１と、内側周壁部５２と、を備える。内側周壁部５２は、中心軸ＣＬ回りに形成され上下方向に沿って延びる円筒状の部分であって、外側ケーシング４の外側周壁部４２に対して径方向内側に間隔をおいて配置される。内側上壁部５１は、内側周壁部５２の上面部を塞ぐように内側周壁部５２の上端部に接続される円板状の蓋部である。内側上壁部５１は、外側上壁部４１の下方に間隔をおいて配置される。内側上壁部５１の中央部（内側ケーシング５の上面部）には、中心軸ＣＬを中心とする円形の内側開口部５Ｈが開口されている（図４）。内側開口部５Ｈは、ホットゾーンＰと内側ケーシング５の上方の空間との間での圧媒ガスの透過を許容する。また、図１に示すように、内側ケーシング５の内側上壁部５１および内側周壁部５２は、被処理物を加圧処理するホットゾーンＰを囲むように配置されている。なお、内側上壁部５１および内側周壁部５２は、一体的に構成されている。

断熱体Ｒは、図１に示すように、本体内部空間１００Ｔにおいて、外側ケーシング４と内側ケーシング５との間で、内側ケーシング５を囲むように配置されている。断熱体Ｒは、下方に向かって開口した逆コップ状の構造を備えている。本実施形態では、断熱体Ｒは、ガス不透過性の特性を備えている。断熱体Ｒは、断熱体周壁部ＲＳと、断熱体上壁部ＲＴと、を備える。断熱体周壁部ＲＳは、外側周壁部４２と内側周壁部５２との間に配置される。断熱体周壁部ＲＳは、外側周壁部４２および内側周壁部５２に対してそれぞれ間隔をおいて、中心軸ＣＬ回りに配置される円筒状の部分である。また、断熱体周壁部ＲＳは、圧媒ガスの通路を挟んで内側周壁部５２を囲むように上下方向に沿って延びている。断熱体上壁部ＲＴは、断熱体周壁部ＲＳの上端部に接続される円板状の蓋部である。断熱体上壁部ＲＴは、断熱体周壁部ＲＳの上面部を塞ぐように断熱体周壁部ＲＳに接続されるとともに、圧媒ガスの通路を挟んで内側開口部５Ｈの上方に配置される。換言すれば、断熱体上壁部ＲＴは、外側上壁部４１の下方かつ内側上壁部５１の上方に配置される。なお、断熱体上壁部ＲＴには開口部が開口されていない。このため、断熱体上壁部ＲＴは、外側開口部４Ｈと内側開口部５Ｈとの間での上下方向に沿った圧媒ガスの流通を遮断する。

更に、本実施形態では、断熱体Ｒは、以下のような構造を備えている。図１に示すように、断熱体Ｒは、断熱体外筒６と、断熱体内筒７と、を備える。断熱体外筒６および断熱体内筒７は、いずれも、下方に向かって開口した逆コップ状の部材からなる。断熱体外筒６および断熱体内筒７には、ガス不透過性の耐熱材料が用いられる。断熱体外筒６と断熱体内筒７との間には、径方向において隙間が形成されている。また、断熱体外筒６の上面部と断熱体内筒７の上面部との間にも上下方向において隙間が形成されている。これらの隙間に、断熱性のガスが流通することで断熱層が形成されてもよい。なお、当該断熱層には、カーボンファイバを編み込んだ黒鉛質材料やセラミックファイバなどの多孔質材料、繊維質材料などが充填されてもよい。また、後記の変形実施形態のように、断熱体Ｒは、３以上の筒体を備える態様でもよい。

図１に示すように、内側ケーシング５の内側周壁部５２と断熱体Ｒの断熱体周壁部ＲＳ（断熱体内筒７）との間には、圧媒ガスが流通可能な円筒状の空間（ケーシング間内側流路Ｌ１）が形成されている。ケーシング間内側流路Ｌ１の上端部は、内側開口部５Ｈを介してホットゾーンＰに連通している。また、外側ケーシング４の外側周壁部４２と断熱体Ｒの断熱体周壁部ＲＳ（断熱体外筒６）との間には、圧媒ガスが流通可能な円筒状の空間（ケーシング間外側流路Ｌ２）が形成されている。更に、高圧容器１００Ｓの内周面２Ｓと外側周壁部４２との間には、圧媒ガスが流通可能な円筒状の空間（外周流路Ｌ３）が形成されている。外周流路Ｌ３の上端部は、外側開口部４Ｈを介してケーシング間外側流路Ｌ２に連通しており、外周流路Ｌ３の下端部は、後記の収容空間１４Ｂに連通している。

図１のＨＩＰ装置１００について換言すれば、ＨＩＰ装置１００は、本体内部空間１００Ｔに配置された、外側ケーシング４と、内側ケーシング５と、断熱体外筒６と、断熱体内筒７とを備える。すなわち、ＨＩＰ装置１００は、４つのコップ体によって３層構造となっている。

ヒーターエレメント８は、ホットゾーンＰに配置され、発熱することで、ホットゾーンＰ内の圧媒ガスを加熱する。ヒーターエレメント８は、後記の制御部９０によって制御される。本実施形態では、図１に示すように、ヒーターエレメント８は、上下４つのエレメントに分割されている。各エレメントは、円筒形状を備えており、上から順に、第１ヒーターエレメント８１、第２ヒーターエレメント８２、第３ヒーターエレメント８３および第４ヒーターエレメント８４と定義される（図８参照）。

更に、ＨＩＰ装置１００は、複数の連通管１１と、複数の第１ガス導管１２（導入管）と、複数の第１開閉バルブ１３と、底壁部２０と、ガス流発生部３０と、を備える。

複数の連通管１１は、中心軸ＣＬ回りの周方向に沿って互いに間隔をおいて配置されており、本実施形態では、図６に示すように４つの連通管１１が配置されている。各連通管１１は、内側ケーシング５の内側周壁部５２に配置される入口と、断熱体Ｒの断熱体周壁部ＲＳ（断熱体外筒６）に配置される出口とを備える。複数の連通管１１は、断熱体Ｒ（断熱体外筒６）と外側周壁部４２との間の空間（ケーシング間外側流路Ｌ２）とホットゾーンＰの下端部とを径方向に沿ってそれぞれ連通させる。なお、連通管１１の管内空間（通路）は、ケーシング間内側流路Ｌ１および断熱体Ｒの断熱層には連通しておらず、これらの空間から遮断されている。すなわち、連通管１１は、ホットゾーンＰの下端部とケーシング間外側流路Ｌ２の下端部とを直接連通させている。このため、内側ケーシング５、断熱体外筒６および断熱体内筒７（断熱体周壁部ＲＳ）には、連通管１１が貫通するための開口が形成されており、当該開口部と連通管１１の外周面との間には、不図示のシール部材が配置されている。当該シール部材は、ホットゾーンＰの圧媒ガスが、連通管１１の周辺からケーシング間内側流路Ｌ１または断熱体Ｒの断熱層に直接流入することを防止する。

底壁部２０は、ホットゾーンＰを下方から封止する部材である。特に、本実施形態では、底壁部２０は、外側ケーシング４の外側周壁部４２の下端部よりも径方向内側の領域全体を下方から覆うように配置される。底壁部２０は、底壁部本体１４と、ケーシング支持部１５（支持部）と、を備える。ケーシング支持部１５は、外側周壁部４２の下端部、内側周壁部５２の下端部および断熱体周壁部ＲＳの下端部を一体的に支持する。ケーシング支持部１５は、上面視でリング形状を備えている。本実施形態では、外側周壁部４２の下端部、内側周壁部５２の下端部および断熱体周壁部ＲＳの下端部は、それぞれ、ケーシング支持部１５の上面部に接合されているとともに、当該接合部にはシール部材が配置されている。底壁部本体１４は、ケーシング支持部１５を下方から支持する。図１に示すように、底壁部本体１４の径方向内側の領域は、径方向外側の領域よりも上方に突出するように配置されている。底壁部本体１４は、当該上方に突出する位置に配置された載置部１４Ａを備える。載置部１４Ａは、ケーシング支持部１５よりも径方向内側に配置され、ホットゾーンＰの下面部を画定する。また、載置部１４Ａは、被処理物（Ｗ）が載置される上面部を含む。載置部１４Ａの上面部に載置された被処理物（Ｗ）は、ホットゾーンＰに対向して配置される。また、図１に示すように、載置部１４Ａの下方には、収容空間１４Ｂが形成されている。

なお、底壁部本体１４とケーシング支持部１５との間には、シール部Ｓ（パッキン材）が配置されている。シール部Ｓは、底壁部本体１４とケーシング支持部１５との間を通って、ホットゾーンＰと本体内部空間１００Ｔとの間で圧媒ガスが流通することを防止する。当該シール部Ｓのシール性を高めるために、外側ケーシング４の外側上壁部４１と高圧容器１００Ｓの上蓋１との間に、不図示のばね部材（付勢部材）が配置されてもよい。この場合、ばね部材の付勢力によって、ケーシング支持部１５が底壁部本体１４に押し付けられ、シール部Ｓのシール性が向上する。なお、他の実施形態において、底壁部本体１４およびケーシング支持部１５は、一体的に構成されてもよい。また、底壁部本体１４には、ヒーターエレメント８の電気導線、熱電対用の導線など（いずれもフィードスルー）を通すための不図示の孔部が開口されている。当該孔部にも、上記のフィードスルーが通された後、不図示のシール部材が充填される。

ガス流発生部３０は、本体内部空間１００Ｔのうち底壁部２０の下方の収容空間１４Ｂに配置される。ガス流発生部３０は、ファン９を備える。ファン９は、回転することで、圧媒ガス流を発生する。ファン９は、後記の制御部９０によって制御される。

複数の第１ガス導管１２は、中心軸ＣＬ回りの周方向に沿って互いに間隔をおいて配置されており、本実施形態では、図７に示すように８つの第１ガス導管１２が配置されている。なお、複数の第１ガス導管１２の数は、８つに限定されるものではない。各第１ガス導管１２は、収容空間１４Ｂに配置される入口と、内側ケーシング５の内側周壁部５２に配置される出口とを備える。第１ガス導管１２は、内側周壁部５２と断熱体Ｒシール部Ｓとの間の空間（ケーシング間内側流路Ｌ１）の下側部分とガス流発生部３０（ファン９）とを連通させる。なお、第１ガス導管１２を通過した圧媒ガスが、ケーシング間内側流路Ｌ１に均一に分布するために、不図示のガススプリッタが第１ガス導管１２に連結されてもよい。

複数の第１開閉バルブ１３は、それぞれ、第１ガス導管１２の入口付近に配置される電磁弁である。第１開閉バルブ１３は、第１ガス導管１２における圧媒ガスの流通および当該流通の遮断を切り替える。第１開閉バルブ１３の開閉は、後記の制御部９０によって制御される。

更に、ＨＩＰ装置１００は、制御部９０を備える。図８は、本実施形態に係るＨＩＰ装置１００の制御部９０のブロック図である。制御部９０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されている。また、制御部９０には、ヒーターエレメント８（第１ヒーターエレメント８１、第２ヒーターエレメント８２、第３ヒーターエレメント８３、第４ヒーターエレメント８４）、ファン９、第１開閉バルブ１３が電気的に接続されている。制御部９０は、前記ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、運転切替部９１、ヒーター制御部９２、バルブ制御部９３およびファン制御部９４を備えるように機能する。

運転切替部９１は、ＨＩＰ装置１００の運転動作を切り替える。運転切替部９１は、加圧動作（加圧処理）と、急冷却動作（急冷却処理）との間で、前記運転動作を切り替える。加圧動作では、運転切替部９１は、載置部１４Ａに載置された被処理物に等方圧加圧処理を行う。急冷却動作では、運転切替部９１は、被処理物に対する加圧処理が終了した後に、ホットゾーンＰの急冷却処理を実行する。

ヒーター制御部９２は、運転切替部９１が制御する運転動作に応じて、ヒーターエレメント８に対する入力電圧の供給を切り替える。この結果、ヒーターエレメント８が発熱する、または当該発熱が停止される。また、ヒーター制御部９２は、ヒーターエレメント８の発熱量を調整することができる。

ＨＩＰ装置１００では、図１のように、ヒーターエレメント８が上下複数段（４段）に分割されており（第１ヒーターエレメント８１〜第４ヒーターエレメント８４）、それぞれのヒーターエレメントが不図示の熱電対によって測温され、個別に投入電力量が制御される（ゾーン制御）。一例として、ヒーター制御部９２が、下段のヒーターエレメント８への投入電力を増やすと、下段において暖められた圧媒ガスが上昇するため、ヒーター制御部９２は、上段のヒーターエレメント８の投入電力を減らす。

バルブ制御部９３は、複数の第１開閉バルブ１３の開弁動作を切り替えることで、複数の第１ガス導管１２への圧媒ガスの流入を制御する。

ファン制御部９４は、ファン９の回転動作を切り替えることで、圧媒ガス流の発生を制御する。本実施形態では、ファン制御部９４によってファン９の回転数が切替可能とされており、第１ガス導管１２に流入する圧媒ガスの流量が調整可能とされる。

次に、図１乃至図８を参照して、ＨＩＰ装置１００における圧媒ガスの流れについて説明する。ＨＩＰ装置１００における熱間等方圧加圧処理が被処理物に施されるにあたって、載置部１４Ａに被処理物（Ｗ）が載置される。この際、一例として、図１において、上蓋１が容器胴２から上方に脱離され、更に、外側ケーシング４、断熱体Ｒおよび内側ケーシング５とともにケーシング支持部１５が底壁部本体１４から上方に脱離されることで、載置部１４Ａへの被処理物の載置が可能となる。その後、各部材が再び図１のように配置されると、制御部９０の運転切替部９１（図８）が加圧処理を開始することで、高圧容器１００Ｓの本体内部空間１００Ｔに不図示の供給路から圧媒ガスが充填される。そして、制御部９０のヒーター制御部９２がヒーターエレメント８を制御して、ホットゾーンＰ内の圧媒ガスの加熱を開始する。

更に、本実施形態では、ファン制御部９４がファン９を低速で回転させるとともに、バルブ制御部９３が複数の第１開閉バルブ１３を開放する。この結果、ファン９が圧媒ガス流を発生する。図２に示すように、複数の第１ガス導管１２を通じて内側周壁部５２と断熱体周壁部ＲＳとの間のケーシング間内側流路Ｌ１に流入した圧媒ガス流は、内側周壁部５２および断熱体周壁部ＲＳに沿って上昇するとともに、内側開口部５ＨからホットゾーンＰに流入した後、ホットゾーンＰを下降し、更に、複数の連通管１１を通じて、外側周壁部４２と断熱体周壁部ＲＳとの間のケーシング間外側流路Ｌ２に流入する。

更に、図２に示すように、複数の連通管１１を通じてケーシング間外側流路Ｌ２に流入した圧媒ガスは、断熱体周壁部ＲＳおよび外側周壁部４２に沿って上昇した後、外側開口部４Ｈから外側ケーシング４の外部に流出し、更に高圧容器１００Ｓの内周面２Ｓと外側周壁部４２との間の外周流路Ｌ３を通って下降し、底壁部２０の下方においてファン９によって再び複数の第１ガス導管１２に流入する。この結果、高圧容器１００Ｓの本体内部空間１００ＴとホットゾーンＰとの間で、緩やかな圧媒ガスの循環流が形成される。

このように、本実施形態では、被処理物の加圧処理時に、ファン９が発生する低温の圧媒ガス流が、内側開口部５ＨからホットゾーンＰに流入する。ホットゾーンＰ内の圧媒ガスよりも低温の圧媒ガスはホットゾーンＰ内を徐々に下降する。このため、ホットゾーンＰの下方部分を封止する底壁部２０の周辺（シール部分）からホットゾーンＰ内に低温の圧媒ガスが直接流入（リーク）することがあっても、加圧処理中のホットゾーンＰ内の均熱性が保持される。また、内側開口部５ＨからホットゾーンＰ内に流入した圧媒ガスは、ホットゾーンＰの下方部分から複数の連通管１１を介して、ケーシング間外側流路Ｌ２に流入する。このため、ホットゾーンＰ内において圧媒ガスの流れが停滞することがなく、ホットゾーンＰ内の均熱性が更に保持される。また、ケーシング間外側流路Ｌ２に流入した圧媒ガスは、上昇した後、外側開口部４Ｈを介して外周流路Ｌ３に流出する。このため、ホットゾーンＰの均熱性が維持されるとともに、断熱体Ｒの下方部分および外側ケーシング４の下方部分の温度が局所的に低下することが抑止されながら、本体内部空間１００Ｔに安定して圧媒ガスの循環流を形成することができる。

なお、本実施形態では、ファン９によって発生され複数の第１ガス導管１２から流入した圧媒ガス流は、ケーシング間内側流路Ｌ１を通って上昇する。ケーシング間内側流路Ｌ１は、内側ケーシング５の内側周壁部５２と断熱体Ｒの断熱体周壁部ＲＳとの間に形成された円筒状の空間であり、ケーシング間内側流路Ｌ１の断面積は複数の第１ガス導管１２の断面積よりも大きい。このため、ケーシング間内側流路Ｌ１に流入した圧媒ガスの流速が低下し、圧媒ガスは緩やかな速度で周方向全体に亘って均一にホットゾーンＰに流入する。したがって、ホットゾーンＰにおける被処理物に対する加圧処理を妨げることなく、ホットゾーンＰ内の均熱性を安定して向上することができる。また、このように圧媒ガスの流速が低下することで、内側開口部５ＨからホットゾーンＰに流入する圧媒ガスの流量を、底壁部２０の周辺からホットゾーンＰ内に流入する（リークする）圧媒ガスの流量に近づけることができる。

なお、本実施形態では、ホットゾーンＰにおいて上下方向に沿った圧媒ガスの流れを可能とするために、内側ケーシング５に内側開口部５Ｈが開口されている。しかしながら、図１に示すように、内側ケーシング５の外側を囲むように断熱体Ｒが配置されており、断熱体Ｒの断熱体上壁部ＲＴには開口部が形成されていない。このため、ホットゾーンＰの温度を保持する断熱性能は、ケーシングに開口部を備えていない他のＨＩＰ装置と同等に維持される。

更に、本実施形態では、被処理物に対する加圧処理が終了すると、運転切替部９１がＨＩＰ装置１００の動作を加圧動作から急冷却動作に切り替える。この結果、ヒーター制御部９２は、ヒーターエレメント８の発熱を停止する。一方、バルブ制御部９３は引き続き第１開閉バルブ１３を開放したままとし、ファン制御部９４はファン９を回転させたままとする。すなわち、ファン９が、本体内部空間１００ＴとホットゾーンＰとの間で引き続き圧媒ガスの循環流を形成することで、ホットゾーンＰの急冷却処理が実行される。

このような構成によって、均熱性保持のための圧媒ガスの流路を利用して、加圧処理後のＨＩＰ装置１００の急冷却を実行することができる。この結果、被処理物の取り出しまでの時間を含む被処理物の加圧処理時間を短縮することができる。

なお、制御部９０のファン制御部９４によって制御されるファン９は、急冷却処理の実行時に第１ガス導管１２を通過する圧媒ガスの流量が、加圧処理時に第１ガス導管１２を通過する圧媒ガスの流量よりも大きくなるように、圧媒ガス流を発生してもよい。この場合、加圧処理後のＨＩＰ装置１００の急冷却を更に短時間で実行することができる。

なお、本実施形態に係るＨＩＰ装置１００の構造について付言すると、急冷却機能を備えていない従来のＨＩＰ装置（熱間等方圧加圧装置）では、各コップ体（ケーシング）の上面部には開口部が開口されていない。この場合、図１のように、底壁部２０が配置される必要がない。このような技術では、被処理物への加圧処理が終了した後、自然放熱によって冷却されるため、上記のように開口部が不要である。また、加圧処理中は、逆コップ体によって形成されたホットゾーンは、熱気球のように加温される。この際、逆コップ体の上面部から圧媒ガスが流出することがないため、逆コップ体の下面部から新たな圧媒ガスが流入しにくい。したがって、上記のように、底壁部２０が不要となる。一方、本実施形態のように、加圧処理後にホットゾーンＰの圧媒ガスを積極的に流動させるために、内側ケーシング５に内側開口部５Ｈが開口されている場合、加圧処理中にホットゾーンＰの圧媒ガスが内側開口部５Ｈから流出する可能性がある。この場合、前述のように、底壁部２０の周辺の各シール部分からホットゾーンＰに低温の圧媒ガスが流入しやすい。この結果、ホットゾーンＰの上部側よりも下部側が低温となり、ホットゾーンＰの均熱性が低下する。なお、底壁部２０が一体の部材からなる場合であっても、底壁部２０のケーシング支持部１５と各ケーシング部材（外側ケーシング４、内側ケーシング５、断熱体Ｒ）との接合部から圧媒ガスが流入する可能性がある。

従来のＨＩＰ装置において、低温の圧媒ガスが底壁部２０の周辺からホットゾーンＰに流入した場合に、制御部９０（図８）のヒーター制御部９２が、ヒーターエレメント８に対して前述のゾーン制御を実行することを検討する。この場合、ホットゾーンＰの下部の温度が部分的に下がるため、ヒーター制御部９２は、下側のヒーターエレメント８への投入電力を増大させる。一方、ヒーター制御部９２は、上側のヒーターエレメント８への電力を増大させる必要ない。しかしながら、下側のヒーターエレメント８によって暖められた圧媒ガスが上昇する。このため、ヒーター制御部９２は、むしろ上側のヒーターエレメント８への投入電力を下げる。そして、最終的には、上側のヒーターエレメント８への投入電力は、ほぼゼロとなり、下側のヒーターエレメント８のみでホットゾーンＰ全体の温度を制御することとなる。この結果、ホットゾーンＰのゾーン制御が困難となる。

本発明は、上記のような課題に対し、低温の圧媒ガスを内側開口部５ＨからホットゾーンＰに少しずつ流入させる点に特徴を有している。流入した低温の圧媒ガスは、ホットゾーンＰ内の高温の圧媒ガス中を下降する。このため、底壁部２０の周辺のシール部から低温の圧媒ガスが流入（リーク）した場合であっても、ホットゾーンＰの均熱性が保持される。

以上、本発明の一実施形態に係るＨＩＰ装置１００（熱間等方圧加圧装置）について説明したが、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。本発明に係る熱間等方圧加圧装置として、以下のような変形実施形態が可能である。

（１）上記の実施形態では、圧媒ガス流を発生させるガス流発生部３０がファン９を備える態様にて説明したが、ガス流発生部３０は公知のイジェクターを備えることで、圧媒ガス流を発生させるものでもよい。

（２）上記の実施形態では、ホットゾーンＰを下降した圧媒ガスのみが複数の連通管１１を通じてケーシング間外側流路Ｌ２に流入する態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図９は、本発明の第１変形実施形態に係る熱間等方圧加圧装置１００Ａの断面図である。本変形実施形態では、先の実施形態と比較して、ＨＩＰ装置１００Ａが、複数の第２ガス導管１６（合流管）および複数の第２開閉バルブ１７を更に備える点で相違するため、当該相違点について説明し、その他の共通する点の説明を省略する。

複数の第２ガス導管１６は、底壁部本体１４に配置されている。なお、複数の第２ガス導管１６は、図７の複数の第１ガス導管１２の上方にそれぞれ配置されている。複数の第２ガス導管１６は、収容空間１４ＢとホットゾーンＰの下端部とを連通させる。この結果、図９に示すように、ファン９と複数の連通管１１の入口とが複数の第２ガス導管１６を介して互いに連通する。複数の第２開閉バルブ１７は、それぞれ、複数の第２ガス導管１６の入口付近に配置されている。各第２開閉バルブ１７は、第２ガス導管１６における圧媒ガスの流通と遮断とを切り替える。なお、第２開閉バルブ１７の開閉動作は、前述の制御部９０のバルブ制御部９３によって制御される。

本変形実施形態では、制御部９０は、前記急冷却処理時に、複数の第１開閉バルブ１３に加え、複数の第２開閉バルブ１７を開放する。この結果、複数の第２ガス導管１６は、ファン９によって発生された圧媒ガスを、予め複数の第１ガス導管１２を通過した後ホットゾーンＰを下降した圧媒ガスに、連通管１１の入口側において合流させる。この結果、急冷却処理時に、ホットゾーンＰから流出する高温の圧媒ガスに、低温の圧媒ガスを混合させることが可能となる。このため、急冷処理時に、高圧容器１００Ｓの内周面２Ｓと熱交換する圧媒ガス流を低温化、高流量化することが可能となる。この結果、高圧容器１００Ｓの温度を強度上の許容温度以下に維持した場合の熱交換効率が高くなり、ＨＩＰ装置１００の急冷却速度を向上することができる。なお、複数の第２ガス導管１６は、断熱体周壁部ＲＳと外側周壁部４２との間の空間およびホットゾーンＰの下端部のうちの少なくとも一方を介して複数の連通管１１とガス流発生部３０（ファン９）とをそれぞれ連通させればよい。

（３）上記の実施形態では、互いに間隔をおいて配置される断熱体外筒６および断熱体内筒７によって断熱体Ｒが構成される態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図１０は、本発明の第２変形実施形態に係る熱間等方圧加圧装置１００Ｂの拡大断面図であり、図１１は、本発明の第３変形実施形態に係る熱間等方圧加圧装置１００Ｃの拡大断面図である。

図１０のＨＩＰ装置１００Ｂでは、断熱体Ｒが、それぞれ逆コップ形状を備えた、第１断熱ケーシング７１、第２断熱ケーシング７２および第３断熱ケーシング７３によって構成される。第１断熱ケーシング７１と第２断熱ケーシング７２との間には、第１断熱層Ｒ１が形成され、第２断熱ケーシング７２と第３断熱ケーシング７３との間には、第２断熱層Ｒ２が形成されている。また、先の実施形態と同様に、内側ケーシング５と第１断熱ケーシング７１との間には、ケーシング間内側流路Ｌ１が形成され、第３断熱ケーシング７３と外側ケーシング４との間には、ケーシング間外側流路Ｌ２が形成されている。すなわち、本変形実施形態では、５つのコップ体によってＨＩＰ装置１００の内部が４層構造となっている。なお、各コップ体の間の間隔が狭いほど、ガス対流が抑制され、断熱効果が高められる。また、図１０において、ケーシング間内側流路Ｌ１およびケーシング間外側流路Ｌ２は圧媒ガスが流通するガス層であり、第１断熱層Ｒ１および第２断熱層Ｒ２には、断熱材が充填されている。他の変形実施形態において、第１断熱層Ｒ１および第２断熱層Ｒ２もガス層であってもよい。

同様に、図１１のＨＩＰ装置１００Ｃでは、断熱体Ｒが、それぞれ逆コップ形状を備えた、第４断熱ケーシング７４、第５断熱ケーシング７５、第６断熱ケーシング７６および第７断熱ケーシング７７によって構成される。第４断熱ケーシング７４と第５断熱ケーシング７５との間には、第３断熱層Ｒ３が形成され、第５断熱ケーシング７５と第６断熱ケーシング７６との間には、第４断熱層Ｒ４が形成され、第６断熱ケーシング７６と第７断熱ケーシング７７との間には、第５断熱層Ｒ５が形成されている。また、先の実施形態と同様に、内側ケーシング５と第４断熱ケーシング７４との間には、ケーシング間内側流路Ｌ１が形成され、第７断熱ケーシング７７と外側ケーシング４との間には、ケーシング間外側流路Ｌ２が形成されている。すなわち、本変形実施形態では、６つのコップ体によってＨＩＰ装置１００の内部が５層構造となっている。なお、各層の構造については、図１０の１００Ｂと同様である。

（４）また、上記の実施形態では、外側ケーシング４が外側上壁部４１を備え、内側ケーシング５が内側上壁部５１を備える態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。外側ケーシング４が外側周壁部４２のみを備え、外側周壁部４２の上端部が開放されていることで、外側ケーシング４に外側開口部４Ｈが形成されてもよい。また、内側ケーシング５が内側周壁部５２のみを備え、内側周壁部５２の上端部が開放されていることで、内側ケーシング５に内側開口部５Ｈが形成されてもよい。

（５）また、上記の実施形態では、内側ケーシング５、断熱体Ｒおよび外側ケーシング４が、軸心ＣＬを中心として、それぞれ円筒形状を備える態様にて説明したが、各部材の形状は円筒形状に限定されるものではない。

（６）また、上記の実施形態では、加圧処理中にヒーターエレメント８が発熱する態様にて説明したが、加圧処理中の一部においてヒーターエレメント８の発熱が停止されてもよい。この際、ガス流発生部３０によって圧媒ガスの循環流が継続して形成されてもよいし、一時的に循環流の形成が停止されてもよい。

１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００ ＨＩＰ装置（熱間等方圧加圧装置）
１００Ｓ 高圧容器
１００Ｔ 本体内部空間
１ 上蓋
２ 容器胴
２Ｓ 内周面
３ 下蓋
４ 外側ケーシング
４１ 外側上壁部
４２ 外側周壁部
４Ｈ 外側開口部
５ 内側ケーシング
５１ 内側上壁部
５２ 内側周壁部
５Ｈ 内側開口部
６ 断熱体外筒
７ 断熱体内筒
８ ヒーターエレメント（加熱部）
９ ファン
１１ 連通管
１２ 第１ガス導管（導入管）
１３ 第１開閉バルブ
１４ 底壁部本体
１４Ａ 載置部
１４Ｂ 収容空間
１５ ケーシング支持部（支持部）
１６ 第２ガス導管（合流管）
１７ 第２開閉バルブ
２０ 底壁部
３０ ガス流発生部
７１ 第１断熱ケーシング
７２ 第２断熱ケーシング
７３ 第３断熱ケーシング
７４ 第４断熱ケーシング
７５ 第５断熱ケーシング
７６ 第６断熱ケーシング
７７ 第７断熱ケーシング
８１ 第１ヒーターエレメント
８２ 第２ヒーターエレメント
８３ 第３ヒーターエレメント
８４ 第４ヒーターエレメント
９０ 制御部
９１ 運転切替部
９２ ヒーター制御部
９３ バルブ制御部
９４ ファン制御部
ＣＬ 中心軸
Ｌ１ ケーシング間内側流路（通路）
Ｌ２ ケーシング間外側流路（通路）
Ｌ３ 外周流路（通路）
Ｐ ホットゾーン
Ｒ 断熱体
Ｒ１ 第１断熱層
Ｒ２ 第２断熱層
Ｒ３ 第３断熱層
Ｒ４ 第４断熱層
Ｒ５ 第５断熱層
ＲＴ 断熱体上壁部
ＲＳ 断熱体周壁部
Ｓ シール部

Claims (7)

1. 被処理物に対して圧媒ガスを用いて等方圧加圧処理を行う熱間等方圧加圧装置であって、
   上下方向に沿って延びる内周面を備える高圧容器であって、内部に前記内周面によって画定される本体内部空間が形成されている高圧容器と、
   前記本体内部空間に配置され、前記被処理物を加圧するホットゾーンを囲むように上下方向に沿って延びるガス不透過性の内側周壁部を備える内側ケーシングであって、前記圧媒ガスの透過を許容する内側開口部が前記内側ケーシングの上面部に開口されている、内側ケーシングと、
   前記本体内部空間において前記内側ケーシングを囲むように配置されるガス不透過性の断熱体であって、前記圧媒ガスの通路を挟んで前記内側周壁部を囲むように上下方向に沿って延びる断熱体周壁部と、前記断熱体周壁部の上面部を塞ぐように前記断熱体周壁部に接続されるとともに前記圧媒ガスの通路を挟んで前記内側開口部の上方に配置される断熱体上壁部と、を備える断熱体と、
   前記本体内部空間において前記断熱体を囲むように配置される外側ケーシングであって、前記圧媒ガスの通路を挟んで前記断熱体周壁部を囲むように上下方向に沿って延びるガス不透過性の外側周壁部を備えるとともに、前記圧媒ガスの透過を許容する外側開口部が前記外側ケーシングの上面部に開口されている、外側ケーシングと、
   前記ホットゾーンに配置され、発熱する加熱部と、
   前記外側周壁部の下端部、前記内側周壁部の下端部および前記断熱体周壁部の下端部を支持する支持部と、前記ホットゾーンの下面部を画定するととともに、前記被処理物が載置される上面部を含む載置部とを備え、前記ホットゾーンを下方から封止する底壁部と、
   前記内側周壁部と前記断熱体周壁部との間の空間に対して遮断され、かつ、前記断熱体周壁部を貫通して前記断熱体周壁部と前記外側周壁部との間の空間と前記ホットゾーンの下端部とを連通させる前記圧媒ガスの通路をそれぞれ形成する複数の連通管と、
   前記内側周壁部と前記断熱体周壁部との間の空間の下側部分と前記本体内部空間のうち前記底壁部よりも下方の部分とを連通させる複数の導入管と、
   前記本体内部空間のうち前記底壁部の下方に配置され、前記載置部に載置された前記被処理物に前記等方圧加圧処理を行う加圧処理時に、前記複数の導入管に流入する圧媒ガス流を発生するガス流発生部と、
   を有する、熱間等方圧加圧装置。
2. 前記ガス流発生部は、前記複数の導入管を通じて前記内側周壁部と前記断熱体周壁部との間の前記空間に流入した前記圧媒ガス流が、前記内側周壁部および前記断熱体周壁部に沿って上昇するとともに、前記内側開口部から前記ホットゾーンに流入した後、前記ホットゾーンを下降し、更に、前記複数の連通管を通じて、前記外側周壁部と前記断熱体周壁部との間の空間に流入するように前記圧媒ガス流を発生させる、請求項１に記載の熱間等方圧加圧装置。
3. 前記内側ケーシングは、前記内側周壁部の上面部を塞ぐように前記内側周壁部に接続される内側上壁部を更に備え、前記内側開口部は、前記内側上壁部に開口されており、
   前記外側ケーシングは、前記外側周壁部の上面部を塞ぐように前記外側周壁部に接続される外側上壁部を更に備え、前記外側開口部は、前記外側上壁部に開口されている、請求項１または２に記載の熱間等方圧加圧装置。
4. 前記ガス流発生部は、前記加圧処理時に、前記複数の連通管を通じて前記外側周壁部と前記断熱体周壁部との間の前記空間に流入した前記圧媒ガスが、前記断熱体周壁部および前記外側周壁部に沿って上昇した後、前記外側開口部から前記外側ケーシングの外部に流出し、更に前記高圧容器の前記内周面と前記外側周壁部との間を通って下降し、再び前記複数の導入管に流入するように、前記本体内部空間に前記圧媒ガスの循環流を形成する、請求項１乃至３の何れか１項に記載の熱間等方圧加圧装置。
5. 前記ガス流発生部は、前記被処理物に対する前記加圧処理が終了した後に、前記本体内部空間に前記圧媒ガスの前記循環流を形成することで、前記ホットゾーンの急冷却処理を実行する、請求項４に記載の熱間等方圧加圧装置。
6. 前記ガス流発生部は、前記急冷却処理の実行時に前記導入管を通過する前記圧媒ガスの流量が、前記加圧処理時に前記導入管を通過する前記圧媒ガスの流量よりも大きくなるように、前記圧媒ガス流を発生する、請求項５に記載の熱間等方圧加圧装置。
7. 前記断熱体周壁部と前記外側周壁部との間の空間および前記ホットゾーンの下端部のうちの少なくとも一方を介して前記複数の連通管と前記ガス流発生部とをそれぞれ連通させる複数の合流管であって、前記急冷却処理時に、前記ガス流発生部によって発生された前記圧媒ガス流を、予め前記導入管を通過した後、前記ホットゾーンを下降した前記圧媒ガスに合流させる、複数の合流管を更に備える、請求項５または６に記載の熱間等方圧加圧装置。

Images