KR20110056244A - 열간 등방압 가압 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 관한 열간 등방압 가압 장치는, 고압 용기의 내측에 내부 케이싱 및 외부 케이싱과 가열 수단을 구비하고 있다. 또한, 내부 케이싱과 외부 케이싱 사이를 하방으로부터 상방을 향해 유도된 압력 매체 가스를 외부 케이싱의 상부로부터 외부 케이싱의 외측으로 안내하고, 고압 용기의 내주면을 따라 상방으로부터 하방으로 안내하면서 냉각하고, 외부 케이싱의 하부로부터 내부 케이싱과 외부 케이싱 사이로 복귀시키도록 압력 매체 가스를 강제 순환시키는 제1 냉각 수단과, 내부 케이싱의 내측에 형성되는 핫 존 내부의 압력 매체 가스를 핫 존의 외측으로 유도하고, 외측으로 유도된 압력 매체 가스를 제1 냉각 수단에 의해 강제 순환시키는 압력 매체 가스에 합류시켜 냉각을 행하고, 냉각된 압력 매체 가스를 핫 존 내부로 복귀시키는 제2 냉각 수단을 구비하고 있다. 이러한 구성에 의해, 핫 존 내부를 균열로 유지한 상태에서 높은 냉각 효율을 실현한다.

Description

열간 등방압 가압 장치{HOT ISOSTATIC PRESSING DEVICE}

본 발명은, 열간 등방압 가압 장치에 관한 것이다.

HIP법(열간 등방압 가압 장치를 사용한 프레스 방법)은, 수십 내지 수백 ㎫의 고압 압력 매체 가스 분위기하에서, 소결 제품(세라믹스 등)이나 주조 제품 등의 피처리물을 그 재결정 온도 이상의 고온으로 하여 처리하는 것으로, 피처리물 중의 잔류 기공을 소멸시킬 수 있다고 하는 특징이 있다. 그로 인해, 이 HIP법은, 기계적 특성의 향상, 특성 변동의 저감, 수율 향상 등의 효과가 확인되어 있어, 오늘날 공업적으로 널리 사용되는 것에 이르고 있다.

그런데, 실제의 공업 생산의 현장에서는 처리의 신속화가 강하게 요망되고 있고, 그것을 위해서는 HIP 처리의 공정 중에서도 시간이 걸리는 냉각 공정을 단시간에 행하는 것이 필요 불가결하게 되어 있다. 따라서, 종래의 열간 등방압 가압 장치(이하, HIP 장치라 함)에서는, 노(爐) 내를 균열(均熱)로 유지한 상태에서 냉각 속도를 향상시키는 다양한 기술이 제안되어 있다.

예를 들어, 일본 실용신안 공고 평3-34638호에는, 피처리물을 수용하는 고압 용기의 내측에 단열층과 케이싱을 설치하여 고압 용기의 내측을 2실로 나누고, 단열층 및 케이싱에 의해 열적으로도, 기밀적으로도 격리된 내측을 등방압 가압 처리를 행하는 핫 존(노실)으로 한 HIP 장치가 개시되어 있다. 이 핫 존에는 노실 내 가스 교반용 팬이, 핫 존의 외측에는 냉각용 가스 강제 순환 팬이 설치되어 있어, 핫 존의 내외에서 압력 매체 가스를 각각 개별로 순환시킬 수 있도록 되어 있다. 그리고 핫 존의 내외에서 순환하는 압력 매체 가스는 케이싱을 통해 열교환 가능하게 되어 있고, 핫 존 내에 있는 열을 내측의 순환류에 실어 케이싱으로 전열(傳熱)하고, 다음에 케이싱으로부터 외측의 순환류에 실어 고압 용기의 용기벽으로부터 용기 밖으로 배열(排熱)함으로써 핫 존을 효율적으로 냉각하는 것이 가능하게 되어 있다.

한편, 미국 특허 제6514066호에는, 일본 실용신안 공고 평3-34638호와 마찬가지로 고압 용기의 내측에 단열층을 설치한 HIP 장치가 개시되어 있다. 이 미국 특허 제6514066호의 HIP 장치가 일본 실용신안 공고 평3-34638호의 것과 다른 점은, 압력 매체 가스를 공급하는 3개의 이젝터를 구비하고 있는 점이다. 즉, 3개의 이젝터 중, 제1 이젝터는 단열층의 외측을 순환함으로써 냉각된 압력 매체 가스를 제2 이젝터로 보내고 있고, 제3 이젝터는 단열층의 외측을 순환하는 제1 이젝터보다 고온의 압력 매체 가스를 제2 이젝터로 보내고 있다. 그리고 제2 이젝터는, 제1 및 제3 이젝터로부터 보내진 온도가 다른 압력 매체 가스끼리를 혼합하고, 혼합에 의해 온도 조정된 압력 매체 가스를 핫 존 내부로 직접 공급함으로써 핫 존을 효율적으로 냉각하고 있다.

일본 실용신안 공고 평3-34638호의 HIP 장치에서는, 핫 존이 단열층 및 케이싱에 의해 열적으로도, 기밀적으로도 격리되어 있으므로, 핫 존 내부를 균열적으로 유지하기 쉬운 구조로 되어 있다. 그러나 그 반면, 핫 존 내부를 냉각할 때에는 단열층이 방해가 되어 핫 존 내부의 열을 고압 용기 밖으로 이동시키기 어려워, 냉각 효율을 높이는 데에도 한계가 있다. 특히, 핫 존 내부의 온도가 300℃ 정도까지 내려가면, 냉각 효율이 현저하게 저하되어 냉각에 긴 시간을 필요로 하는 경우가 있다.

한편, 미국 특허 제6514066호의 HIP 장치에서는, 일본 실용신안 공고 평3-34638호의 것과는 달리 핫 존 내부에 냉각된 압력 매체 가스를 직접 공급하므로 높은 냉각 효율을 유지할 수 있고, 제2 이젝터에서 핫 존 내부에 공급하는 압력 매체 가스의 온도 조정도 가능하게 되어 있으므로, 핫 존 내부를 균열적으로 유지하는 것도 가능하다. 그러나 이 HIP 장치에서는, 제1 이젝터의 흡기구는 단열층의 외측을 순환하는 압력 매체 가스의 흐름과는 이격된 장소에 설치되어 있어, 단열층의 외측을 순환하는 압력 매체 가스의 흐름이 이젝터에 의한 흡기에 의해 강해지는 것은 거의 기대할 수 없다. 즉, 단열층의 외측을 순환하는 압력 매체 가스는 자연 대류로 순환하고 있는 것에 불과하므로, 압력 매체 가스의 유량은 지나치게 커지는 일이 없다. 그러므로, 핫 존 내부의 열이 고압 용기로 보내지는 데는 상당한 시간이 걸려, 높은 냉각 효과를 발휘시키는 것은 도저히 불가능하다.

본 발명은 상술한 문제에 비추어 이루어진 것으로, HIP 처리 후에 처리실(핫 존) 내를 효율적이고 또한 단시간에 냉각할 수 있는 HIP 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 HIP 장치는 이하의 기술적 수단을 강구하고 있다.

즉, 본 발명의 HIP 장치는, 피처리물을 수용하는 고압 용기의 내측에, 피처리물을 둘러싸도록 배치된 가스 불투과성의 내부 케이싱과, 내부 케이싱을 외측으로부터 둘러싸도록 배치된 가스 불투과성의 외부 케이싱과, 내부 케이싱의 내측에 설치되어 피처리물의 주위에 핫 존을 형성하는 가열 수단을 구비하고 있고, 내부 케이싱 및 외부 케이싱에 의해 단열적으로 유지된 핫 존 내부의 압력 매체 가스를 사용하여 피처리물에 대해 등방압 가압 처리를 행하는 것이며, 다음에 나타내는 제1 냉각 수단과 제2 냉각 수단을 사용하여 핫 존 내부의 압력 매체 가스의 냉각이 가능하게 되어 있다.

이 제1 냉각 수단은, 내부 케이싱과 외부 케이싱 사이를 하방으로부터 상방을 향해 유도된 압력 매체 가스를 외부 케이싱의 상부로부터 외부 케이싱의 외측으로 안내하고, 안내된 압력 매체 가스를 고압 용기의 내주면을 따라 상방으로부터 하방으로 안내하면서 냉각하고, 냉각된 압력 매체 가스를 외부 케이싱의 하부로부터 내부 케이싱과 외부 케이싱 사이로 복귀시키도록 압력 매체 가스를 강제 순환시키는 것이다.

또한, 제2 냉각 수단은, 핫 존 내부의 압력 매체 가스를 핫 존의 외측으로 유도하고, 외측으로 유도된 압력 매체 가스를 제1 냉각 수단에 의해 강제 순환시키는 압력 매체 가스에 합류시켜 냉각을 행하고, 냉각된 압력 매체 가스의 일부를 핫 존의 하방으로부터 핫 존 내부로 복귀시키도록 압력 매체 가스를 순환시키는 것이다.

이와 같이 하면, 제1 냉각 수단에서는, 압력 매체 가스가 고압 용기의 내주면에 접촉하면서 강제적으로 순환하므로, 이 제1 냉각 수단의 냉각 능력을 높일 수 있다. 한편, 제2 냉각 수단에서는, 핫 존 내부에서 고온으로 된 압력 매체 가스의 일부를 제1 냉각 수단에 합류시키고, 강제 순환에 의해 냉각 능력이 높아진 제1 냉각 수단을 사용하여 냉각이 행해지므로, 핫 존 내부로부터의 열을 효율적으로 고압 용기의 외부로 달아나게 할 수 있다. 덧붙여, 제1 냉각 수단에 합류된 압력 매체 가스의 일부는 냉각 후에 직접 핫 존으로 송입되므로, 핫 존 내부를 효율적으로 냉각하는 것이 가능해진다.

구체적으로는, 이러한 제1 냉각 수단으로서는, 외부 케이싱의 상부에 형성되어 내부 케이싱과 외부 케이싱 사이의 압력 매체 가스를 외부 케이싱의 외측으로 안내하는 상부 개구부와, 고압 용기와 외부 케이싱 사이에 설치되어, 상부 개구부로부터 유출되고, 고압 용기와 외부 케이싱 사이를 흐르는 압력 매체 가스의 유통을 차단하는 제1 밸브 수단과, 외부 케이싱의 하부에 형성되어 냉각 후의 압력 매체 가스를 내부 케이싱과 외부 케이싱 사이로 복귀시키는 하부 개구부와, 압력 매체 가스를 강제 순환시키는 강제 순환 수단을 구비한 것을 사용할 수 있다.

또한, 제1 밸브 수단은, 상부 개구부를 개폐함으로써 고압 용기와 외부 케이싱 사이를 흐르는 압력 매체 가스의 유통을 차단 가능한 구성으로 되어 있어도 좋다.

또한, 제2 냉각 수단으로서는, 내부 케이싱에 형성되어 가열 수단에 접촉한 압력 매체 가스를 제1 냉각 수단에 의해 순환하는 압력 매체 가스에 합류시키는 제1 유통 구멍과, 내부 케이싱의 하측에 형성되어 냉각 후의 압력 매체 가스의 일부를 핫 존측으로 복귀시키는 제2 유통 구멍과, 제2 유통 구멍을 개폐하는 제2 밸브 수단을 구비한 것을 사용할 수 있다.

또한, 제2 냉각 수단이 피처리물과 가열 수단 사이에 피처리물을 둘러싸도록 배치되는 구획판을 구비하고 있는 경우에 있어서는, 내부 케이싱과 구획판 사이로 유도된 압력 매체 가스를 상방으로부터 하방으로 안내하여 제1 유통 구멍으로 보내는 동시에, 내부 케이싱과 구획판 사이로 유도된 압력 매체 가스를 핫 존측으로 복귀시키는 구성을 채용할 수도 있다.

또한, 이 경우에 있어서는, 제2 냉각 수단은, 내부 케이싱과 구획판 사이로 유도된 압력 매체 가스와, 제2 유통 구멍으로부터 유도된 냉각 후의 압력 매체 가스를 소정의 혼합률로 혼합하고, 혼합 후의 압력 매체 가스를 핫 존 내부로 분출시키는 가스류 증폭 수단을 구비하고 있어도 좋다.

또한, 제1 냉각 수단은, 외부 케이싱의 상부에 형성되어 내부 케이싱과 외부 케이싱 사이의 압력 매체 가스를 외부 케이싱의 외측으로 안내하는 상부 개구부와, 외부 케이싱의 하부에 형성되어 냉각 후의 압력 매체 가스를 내부 케이싱과 외부 케이싱 사이로 복귀시키는 하부 개구부와, 상부 개구부에 설치되고 또한 고압 용기와 외부 케이싱 사이를 흐르는 압력 매체 가스의 유통을 차단하는 제1 밸브 수단과, 하부 개구부에 설치되고 또한 내부 케이싱과 외부 케이싱 사이에 냉각 후의 압력 매체 가스를 강제적으로 복귀시키는 케이싱측 강제 순환 수단을 구비하고 있는 것이라도 좋다.

또한, 제1 냉각 수단으로서는, 상부 개구부와 하부 개구부를 구비한 것이며, 하부 개구부에 설치되고 또한 고압 용기와 외부 케이싱 사이를 흐르는 압력 매체 가스의 유통을 차단하는 제1 밸브 수단과, 상부 개구부에 설치되고 또한 내부 케이싱과 외부 케이싱 사이에 냉각 후의 압력 매체 가스를 강제적으로 복귀시키는 케이싱측 강제 순환 수단을 구비하고 있는 것을 사용해도 좋다.

또한, 제2 냉각 수단은, 내부 케이싱에 형성되어 가열 수단에 접촉한 압력 매체 가스를 제1 냉각 수단에 의해 순환하는 압력 매체 가스에 합류시키는 제1 유통 구멍과, 내부 케이싱의 하측에 형성되어 냉각 후의 압력 매체 가스의 일부를 핫 존측으로 복귀시키는 제2 유통 구멍과, 제2 유통 구멍에 설치되고 또한 제2 유통 구멍을 통해 냉각 후의 압력 매체 가스를 핫 존측으로 강제적으로 복귀시키는 핫 존측 강제 순환 수단을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

또한, 상술한 경우에 있어서는, 제2 냉각 수단은 피처리물과 가열 수단 사이에 피처리물을 둘러싸도록 배치되는 구획판을 구비하고 있고, 내부 케이싱과 구획판 사이로 유도된 압력 매체 가스를 제1 유통 구멍으로 보내는 동시에, 내부 케이싱과 구획판 사이로 유도된 압력 매체 가스를 하방으로부터 상방으로 안내하여 핫 존측으로 복귀시키는 구성으로 되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 내부 가열 수단과 구획판 사이로 유도된 압력 매체 가스와, 제2 유통 구멍으로부터 유도된 냉각 후의 압력 매체 가스를 소정의 혼합률로 혼합하고, 혼합 후의 압력 매체 가스를 핫 존 내부로 분출시키는 가스류 증폭 수단을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 HIP 장치는, 피처리물을 수용하는 고압 용기의 내측에, 피처리물을 둘러싸도록 배치된 가스 불투과성의 내부 케이싱과, 내부 케이싱을 외측으로부터 둘러싸도록 배치된 가스 불투과성의 외부 케이싱과, 내부 케이싱의 내측에 설치되어 피처리물의 주위에 핫 존을 형성하는 가열 수단을 구비하고 있고, 내부 케이싱 및 외부 케이싱에 의해 단열적으로 유지된 핫 존 내부의 압력 매체 가스를 사용하여 피처리물에 대해 등방압 가압 처리를 행하는 것이며, 외부 케이싱의 상부에 형성되어 내부 케이싱과 외부 케이싱 사이의 압력 매체 가스를 외부 케이싱의 외측으로 안내하는 상부 개구부와, 상부 개구부로부터 외측으로 안내되고, 고압 용기와 외부 케이싱 사이에 형성된 압력 매체 가스의 유통을 차단하는 제1 밸브 수단과, 외부 케이싱의 하부에 형성되는 동시에 고압 용기의 내주면에 접촉함으로써 냉각된 압력 매체 가스를 내부 케이싱과 외부 케이싱 사이로 복귀시키는 하부 개구부와, 핫 존 내부의 압력 매체 가스를 가열 수단과 내부 케이싱 사이로 유도하고, 유도된 압력 매체 가스를 가열 수단에 접촉시키면서 상방으로부터 하방을 향해 안내하고, 안내된 압력 매체 가스를 내부 케이싱과 외부 케이싱 사이를 순환하는 압력 매체 가스에 합류시키는 제1 유통 구멍과, 내부 케이싱의 하측에 형성되어 냉각 후의 압력 매체 가스의 일부를 핫 존측으로 복귀시키는 제2 유통 구멍과, 제2 유통 구멍을 개폐함으로써 냉각 후의 압력 매체 가스를 핫 존 내부로 유도하여 핫 존 내부를 냉각하는 제2 밸브 수단을 구비하고 있는 것이라도 좋다.

본 발명의 HIP 장치에 따르면, HIP 처리 후에 처리실(핫 존) 내를 효율적이고 또한 단시간에 냉각할 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태의 HIP 장치의 정면도.
도 2는 모드 A의 냉각을 행하고 있는 제1 실시 형태의 HIP 장치의 정면도.
도 3은 모드 B의 냉각을 행하고 있는 제1 실시 형태의 HIP 장치의 정면도.
도 4는 모드 C의 냉각을 행하고 있는 제1 실시 형태의 HIP 장치의 정면도.
도 5는 모드 C의 냉각을 행하고 있는 제2 실시 형태의 HIP 장치의 정면도.
도 6은 모드 C의 냉각을 행하고 있는 제3 실시 형태의 HIP 장치의 정면도.
도 7은 모드 C의 냉각을 행하고 있는 제4 실시 형태의 HIP 장치의 정면도.
도 8은 모드 C의 냉각을 행하고 있는 제4 실시 형태의 HIP 장치의 변형예를 도시하는 정면도.

「제1 실시 형태」

이하, 본 발명에 관한 열간 등방압 가압 장치의 제1 실시 형태를, 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.

도 1은 제1 실시 형태의 열간 등방압 가압 장치[이하, HIP 장치(1)라 함]를 도시하고 있다. 이 HIP 장치(1)는, 피처리물(W)을 수용하는 고압 용기(2)를 갖고 있고, 이 고압 용기(2)의 내측에는 피처리물(W)을 둘러싸도록 배치된 가스 불투과성의 내부 케이싱(3)과, 이 내부 케이싱(3)을 외측으로부터 둘러싸도록 배치된 가스 불투과성의 외부 케이싱(4)이 구비되어 있다. 내부 케이싱(3)과 외부 케이싱(4) 사이에는 단열층(5)이 설치되어 있고, 이 단열층(5)에 의해 내부 케이싱(3)의 내부는 외부로부터 단열적으로 격리되어 있다.

또한, HIP 장치(1)는, 내부 케이싱(3)의 내측에 피처리물(W)을 지지하는 지지대(6)와 압력 매체 가스를 가열하는 가열 수단(7)을 구비하고 있고, 지지대(6)의 상측에는 가열 수단(7)과 피처리물(W) 사이를 구획하는 구획판(8)이 설치되어 있다. HIP 장치(1)는, 구획판(8)의 외측에 설치된 가열 수단(7)에 의해 가열된 압력 매체 가스를 구획판(8)의 내측에 공급하고, 이 피처리물(W)의 주위에 피처리물(W)을 둘러싸도록 핫 존을 형성하고, 이 핫 존 내부에서 피처리물(W)에 열간 등방압 가압 처리(이하, HIP 처리라 함)를 행할 수 있도록 되어 있다.

이후에서는, HIP 장치(1)를 구성하는 각 부재를 상세하게 설명한다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 고압 용기(2)는 상하 방향을 따른 축심 주위에 원통 형상으로 형성된 용기 본체(9)와, 이 용기 본체(9)의 상측[도 1의 지면(紙面)에 있어서의 상측]의 개구를 막는 덮개(10)와, 용기 본체(9)의 하측(도 1의 지면에 있어서의 하측)의 개구를 막는 바닥체(11)를 구비하고 있고, 이들 부재를 도시를 생략하는 밀봉부를 개재시켜 조합함으로써 내부가 공동(空洞)으로 되도록 형성되어 있다. 고압 용기(2)에는 공급 배관이나 배출 배관(도시 생략)이 연결되어 있고, 이들 배관을 통해 고온 고압의 압력 매체 가스(HIP 처리가 가능하도록 10 내지 300㎫ 정도로 승압된 아르곤 가스나 질소 가스)를 용기에 공급·배출할 수 있도록 되어 있다. 그리고 고압 용기(2) 내에는 외부 케이싱(4)이 내장되어 있다.

외부 케이싱(4)은, 상하 방향을 향하는 축심 주위에 대략 원기둥 형상으로 형성된 하우징이며, 고압 용기(2)의 내주면으로부터 거리를 두고 고압 용기(2)의 내측에 배치되어 있고, 고압 용기(2)의 내주면과의 사이에 압력 매체 가스를 상하 방향을 따라 유통 가능한 외측 유로(12)를 형성할 수 있도록 되어 있다. 그리고 외측 유로(12)에는, 이 외측 유로(12)를 흐르는 압력 매체 가스의 유통을 차단하는 제1 밸브 수단(17)이 설치되어 있다.

외부 케이싱(4)은 하방을 향해 개방된 역(逆) 컵 형상의 외부 케이싱 본체(13)와, 이 외부 케이싱 본체(13)의 개구를 막는 외부 케이싱 바닥체(14)를 구비하고 있고, 그 내부는 공동으로 되어 있다. 이들 외부 케이싱 본체(13) 및 외부 케이싱 바닥체(14)는 모두 HIP 처리의 온도 조건에 맞추어 스테인리스, 니켈 합금, 몰리브덴 합금 또는 그라파이트 등의 가스 불투과성의 내열 재료로 형성되어 있다.

외부 케이싱 본체(13)의 상부에는 상부 개구부(15)가 형성되어 있고, 외부 케이싱(4)의 내측의 압력 매체 가스를 하방으로부터 상방으로 유도하여 외부 케이싱(4)의 외측으로 안내할 수 있도록 되어 있다. 또한, 외부 케이싱(4)의 하부에는, 상부 개구부(15)와 마찬가지로 외부 케이싱(4)의 외측에 있는 압력 매체 가스를 상하 방향을 따라 내측으로 유통시키는 하부 개구부(16)가 형성되어 있다. 상부 개구부(15)에는 이 상부 개구부(15)를 개폐함으로써 압력 매체 가스의 유통을 확보하는 제1 밸브 수단(17)이 설치되어 있다.

이 제1 밸브 수단(17)은, 외부 케이싱(4)의 상부 개구부(15)를 막을 수 있는 정도의 크기로 형성된 마개 부재(18)와, 이 마개 부재(18)를 상하 방향으로 이동시키는 이동 수단(19)을 구비하고 있다. 제1 밸브 수단(17)에서는, 고압 용기(2)의 외측에 설치된 이동 수단(19)을 사용하여 마개 부재(18)를 상하 중 어느 한 방향으로 이동시킴으로써, 상부 개구부(15)를 개폐하여 압력 매체 가스의 유통과 차단을 임의로 전환할 수 있도록 되어 있다.

내부 케이싱(3)은, 외부 케이싱(4)의 내측에 배치된 하우징이며, 상하 방향을 따른 축심 주위에 대략 원기둥 형상으로 형성되어 있다. 내부 케이싱(3)은, 외부 케이싱(4)의 내주면으로부터 직경 내측 방향으로 거리를 두고 설치되어 있어, 외부 케이싱(4)과의 사이에 간극을 형성할 수 있도록 되어 있다. 이 간극에는, 카본 파이버를 짜넣은 흑연질 재료나 세라믹 파이버 등의 다공질 재료로 형성된 가스 유통성의 단열층(5)이 배치되어 있다. 이 단열층(5)을 투과하여 압력 매체 가스를 상하 방향을 따라 유통 가능한 내측 유로(22)가 형성되어 있다.

내부 케이싱(3)은, 외부 케이싱(4)과 동일한 내열 재료를 사용하여 형성된 역 컵 형상의 내부 케이싱 본체(20)와 그 개구를 막는 내부 케이싱 바닥체(21)를 구비하고 있다. 내부 케이싱 본체(20)의 하부에는 내부 케이싱(3)의 내측에 있는 압력 매체 가스를 외측[내측 유로(22)]으로 유통시키는 제1 유통 구멍(23)이 형성되어 있고, 또한 내부 케이싱 바닥체(21)에는 내측 유로(22)를 유통하는 압력 매체 가스의 일부를 내부 케이싱(3)의 내측으로 유입시키는 제2 유통 구멍(24)이 형성되어 있다. 이 내측 유로(22)와 상술한 외측 유로(12)가 교차하는 하부 개구부(16)에는 강제 순환 수단(25)이 설치되어 있고, 또한 제2 유통 구멍(24)에는 이 제2 유통 구멍(24)을 개폐함으로써 핫 존 내부로 복귀되는 압력 매체 가스의 유량을 조정하는 제2 밸브 수단(26)이 설치되어 있다.

강제 순환 수단(25)은, 외측 유로(12) 및 내측 유로(22) 상에 설치되어, 이들 유로를 따라 압력 매체 가스를 강제적으로 순환시키는 것이다. 본 실시 형태에서는, 강제 순환 수단(25)은 상술한 바와 같이 내측 유로(22)와 외측 유로(12)가 교차하는 하부 개구부(16)에 설치되어 있다. 강제 순환 수단(25)은, 고압 용기(2)의 바닥체(11)에 설치된 모터(27)와, 이 모터(27)로부터 하부 개구부(16)를 통해 상방으로 신장되는 축부(28)와, 축부(28)의 선단부에 장착된 교반 날개(29)를 구비하고 있다. 이 교반 날개(29)는, 내측 유로(22)에 있어서의 하부 개구부(16)에 대응한 위치에 구비되어 있어, 압력 매체 가스에 하방으로부터 상방을 향하는 흐름을 발생시킬 수 있도록 되어 있다. 그러므로, 교반 날개(29)를 모터(27)에 의해 회전시키면, 외측 유로(12)의 압력 매체 가스가 하부 개구부(16)를 통해 내측 유로(22)에 강제적으로 유입되어, 외측 유로(12) 및 내측 유로(22)를 통과하는 압력 매체 가스의 순환량을 크게 할 수 있다.

내부 케이싱(3)의 하부에 설치되어 있는 제2 밸브 수단(26)은, 내부 케이싱(3)에 설치된 제2 유통 구멍(24)을 개폐함으로써, 내측 유로(22)를 통과하는 압력 매체 가스의 일부를 핫 존 내부로 복귀시키는 것이다. 제2 밸브 수단(26)은, 내부 케이싱 바닥체(21)에 형성된 제2 유통 구멍(24)을 막을 수 있을 정도의 크기로 형성된 마개 부재(30)와, 이 마개 부재(30)를 상하 방향으로 이동시키는 이동 수단(31)을 구비하고 있다. 제2 밸브 수단(26)은, 제1 밸브 수단(17)과 마찬가지로 이동 수단(31)을 사용하여 마개 부재(30)를 하방으로 이동시킴으로써 제2 유통 구멍(24)을 통해 핫 존 내부로 귀환하는 압력 매체 가스의 유량을 조정할 수 있도록 되어 있다.

핫 존 내부에서 피처리물(W)을 지지하는 지지대(6)는, 내부 케이싱(3)의 내측에 배치되어 있고, 내부 케이싱 바닥체(21)의 상면에 접하도록 내부 케이싱 바닥체(21)의 상측에 배치되어 있다. 지지대(6)의 상측 중앙에는 피처리물(W)을 적재 가능한 제품 가대(32)가 있고, 이 제품 가대(32)의 주위를 전체 둘레에 걸쳐 둘러싸도록 구획판(8)이 상하 방향을 따라 설치되어 있다. 또한, 지지대(6)의 내부에는, 내부 케이싱(3)의 내측을 순환하는 압력 매체 가스와, 내부 케이싱(3)의 외측을 순환하는 압력 매체 가스를 혼합하는 가스류 증폭 수단(33)이 설치되어 있다.

지지대(6)의 상측에 설치되는 구획판(8)은, 가스를 투과하지 않는 판재로 원통 형상으로 형성되어 있고, 그 상단부는 내부 케이싱(3)의 상면의 약간 하방까지 신장되어 있다. 즉, 구획판(8)의 상단부와 내부 케이싱(3) 사이에는 압력 매체 가스를 내외로 유통하는 간극(34)이 형성되어 있고, 이 간극(34)을 통해 구획판(8)의 내측에 있는 압력 매체 가스는 구획판(8)의 외측으로 이동할 수 있도록 되어 있다.

구획판(8)의 외측에 설치되는 가열 수단(7)은, 상하 방향으로 나란히 배치된 3개의 히터로 구성되어 있다. 가열 수단(7)은, 내부 케이싱(3)의 내주면과 구획판(8)의 양쪽으로부터 직경 방향으로 각각 거리를 두고 배치되어 있고, 가열 수단(7)의 내측과 외측에 각각 압력 매체 가스를 상방으로부터 하방을 향해 유통시키는 가스 유통로(35)를 형성하고 있다. 가열 수단(7)의 외측의 가스 유통로(35)는 상술한 내부 케이싱(3)의 제1 유통 구멍(23)에 연통되어 있고, 핫 존 내부의 압력 매체 가스를 제1 유통 구멍(23)으로부터 외측 유로(12)로 안내할 수 있도록 되어 있다. 또한, 가열 수단(7)의 내측의 가스 유통로(35)는 가스류 증폭 수단(33)에 연통되어 있고, 압력 매체 가스를 핫 존 내부에서 순환시킬 수 있도록 되어 있다.

가스류 증폭 수단(33)은, 지지대(6)에 설치되어, 내측 유로(22)를 흐르는 저온의 압력 매체 가스를 제2 유통 구멍(24)으로부터 유도하여, 이 저온의 압력 매체 가스와 핫 존 내부를 순환하는 고온의 압력 매체 가스를 혼합하여 핫 존 내부로 복귀시키는 것이다. 가스류 증폭 수단(33)은, 지지대(6)에 설치되어 있고, 제2 유통 구멍(24)으로부터 유입된 압력 매체 가스를 저류하는 가스 저류부(36)와, 이 가스 저류부(36)의 압력 매체 가스를 지지대(6)의 내부로 안내하는 제1 가스 도입로(37)와, 가열 수단(7)의 내측의 가스 유통로(35)를 통과하는 압력 매체 가스를 지지대(6)의 내부로 안내하는 제2 가스 도입로(38)와, 제1 가스 도입로(37)와 제2 가스 도입로(38)를 각각 통과하여 보내져 온 압력 매체 가스끼리를 혼합하는 혼합실(39)과, 혼합실(39)에서 혼합된 압력 매체 가스를 핫 존으로 분출시키는 테이퍼 형상의 노즐부(40)를 구비하고 있다.

가스 저류부(36)는 내부 케이싱 바닥체(21)와 상방을 향해 오목 형상(노즐 형상)으로 형성된 지지대(6)의 하면 사이에 형성된 공간이며, 제2 유통 구멍(24)을 통해 내측 유로(22)를 흐르는 압력 매체 가스를 일시적으로 저류할 수 있도록 되어 있다. 이 가스 저류부(36)의 압력 매체 가스는, 지지대(6)의 내부에 상하 방향을 따라 형성된 제1 가스 도입로(37)를 통해, 지지대(6)의 내부에 형성된 혼합실(39)로 보내진다. 한편, 가열 수단(7)의 내측의 가스 유통로(35)의 압력 매체 가스는, 가스 유통로(35)를 통해 핫 존의 하측으로 유도된 후, 수평 방향을 따라 지지대(6)를 관통하도록 형성된 제2 가스 도입로(38)를 통해 혼합실(39)로 도입된다.

혼합실(39)은, 지지대(6)의 내부에 형성되어 있고, 제1 가스 도입로(37)와 제2 가스 도입로(38)를 각각 통해 보내져 온 서로 온도가 다른 압력 매체 가스끼리를 혼합할 수 있도록 되어 있고, 핫 존 내부를 순환하는 고온의 압력 매체 가스와 후술하는 제1 냉각 수단에 의해 냉각된 저온의 압력 매체 가스를 원하는 혼합률로 혼합함으로써 압력 매체 가스의 온도를 조정할 수 있는 구성으로 되어 있다.

이러한 혼합실(39)에서는, 저온의 압력 매체 가스가 고온의 압력 매체 가스와의 혼합에 의해 가열됨으로써 팽창된 상태로 되어 있고, 혼합실(39)의 상방에 설치된 테이퍼 형상의 노즐부(40)로부터 핫 존 내부로 공급될 때에는 분사 상태로 되어 있다. 그러므로, 이 노즐부(40)로부터 분사되는 압력 매체 가스를 사용하여, 핫 존 내부의 압력 매체 가스를 강제적으로 교반할 수 있다.

이상 서술한 구성을 구비하는 본 발명의 HIP 장치(1)는, 피처리물(W)에 대해 균열 상태로 HIP 처리를 행하는 장치이며, HIP 처리를 행한 후, 피처리물(W)을 취출하기 위해 핫 존 내부를 냉각할 때에, 특징적인 냉각 방법을 채용한 것이다.

이하, 이 냉각 방법에 대해 설명한다.

우선, 본 발명의 HIP 장치(1)는, 상기한 외부 케이싱(4)과 내부 케이싱(3) 사이에 형성된 내측 유로(22)를 하방으로부터 상방을 향해 유도된 압력 매체 가스를, 외부 케이싱(4)의 상부 개구부(15)로부터 외측 유로(12)로 안내하고, 안내된 압력 매체 가스를 외측 유로(12)를 따라 상방으로부터 하방으로 안내하면서 고압 용기(2)에 접함으로써 냉각하고, 냉각된 압력 매체 가스를 외부 케이싱(4)의 하부 개구부(16)로부터 내측 유로(22)로 복귀시키도록 압력 매체 가스를 순환시켜 냉각을 행하는 제1 환 형상 유로(41)(제1 냉각 수단)를 갖고 있다.

또한, HIP 장치(1)는, 제1 환 형상 유로(41)에 더하여, 핫 존 내부의 압력 매체 가스를 핫 존의 외측으로 유도하고, 외측으로 유도된 압력 매체 가스를 상술한 제1 환 형상 유로(41)(제1 냉각 수단)에 의해 순환시키는 압력 매체 가스에 합류시켜 냉각을 행하고, 냉각된 압력 매체 가스의 일부를 핫 존의 하방으로부터 핫 존 내부로 복귀시키도록 압력 매체 가스를 순환시켜 냉각을 행하는 제2 환 형상 유로(43)(제2 냉각 수단)를 갖고 있다.

이들 제1 환 형상 유로(41) 및/또는 제2 환 형상 유로(43)(제1 냉각 수단 및/또는 제2 냉각 수단)를 사용하여, 핫 존 내부를 냉각하는 방법은 이하와 같다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 상술한 구성을 구비한 HIP 장치(1)에서 HIP 처리를 행할 때에는, 제1 밸브 수단(17)을 폐쇄 상태로 해 두고, 상부 개구부(15)로부터 외측 유로(12)로의 압력 매체 가스의 유통을 규제한다. 이 상태에서, 가열 수단(7)을 사용하여 압력 매체 가스를 가열하면, 단열층(5)으로 둘러싸인 핫 존 내부의 압력 매체 가스가 가열되어, 피처리물(W)에 대해 균열 상태로 HIP 처리를 행하는 것이 가능해진다.

이와 같이 하여 피처리물(W)에 HIP 처리를 행한 후, 피처리물(W)을 취출하기 위해 핫 존 내부를 냉각시켜야 한다. 이 핫 존의 냉각은, HIP 처리 중에서 가장 시간을 필요로 하는 공정으로, 가능한 한 냉각 효율을 높여 단시간에 핫 존의 냉각을 가능하게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 핫 존 내부를 급속하게 냉각하는 방법에는, 다음에 나타내는 모드 A 내지 모드 C와 같은 냉각 모드가 있다.

도 2에 도시하는 모드 A의 냉각 방법은, 전술한 제1 환 형상 유로(41)를 압력 매체가 자연 대류함으로써 냉각을 행하는 것이다.

즉, 도 1에 도시하는 HIP 장치(1)에 있어서, 제1 밸브 수단(17)을 사용하여 상부 개구부(15)를 개방 상태로 하고, 내측 유로(22)와 외측 유로(12)의 압력 매체 가스의 유통을 가능하게 한다.

그렇게 하면, 내측 유로(22)의 압력 매체 가스는, 외측 유로(12)의 것보다 핫 존에 가까운 위치에 있고 온도도 높으므로, 내측 유로(22) 내를 하방으로부터 상방을 향해 이동하고, 이윽고 내측 유로(22)의 상측에 있는 상부 개구부(15)까지 이동하여 상부 개구부(15)로부터 외측 유로(12)로 이동한다. 이와 같이 하여 외측 유로(12)로 이동한 압력 매체 가스는, 고압 용기(2)의 내주면과의 접촉에 의해 냉각되어 온도도 내려가므로, 외측 유로(12)를 따라 상방으로부터 하방을 향해 이동하고, 이윽고 외측 유로(12)의 하측으로 이동한다. 그리고 외측 유로(12)의 하측으로 이동한 압력 매체 가스는 하부 개구부(16)로부터 내측 유로(22)로 복귀되고, 외측 유로(12)와 내측 유로(22)를 차례로 돌아 핫 존의 냉각을 촉진시킨다.

이와 같이 하여 모드 A의 냉각 방법에서는, 자연 대류에 의해 압력 매체 가스의 냉각이 행해지지만, 자연 대류이므로 압력 매체 가스의 순환량(유속)을 그다지 크게 할 수는 없고, 높은 냉각 효과도 기대할 수 없다. 그러나 예를 들어 HIP 처리 직후의 핫 존 내부가 고온으로 되어 있는 동안은, 고압 용기(2)의 외측과의 온도차가 크기 때문에, 어느 정도의 냉각 효과를 기대할 수 있다.

한편, 도 3에 도시하는 모드 B의 냉각 방법은, 전술한 제1 환 형상 유로(41)를 압력 매체가 강제 순환 수단(25)에 의해 강제 대류함으로써 냉각을 행하는 것으로, 강제 순환에 의해 압력 매체 가스의 순환량을 증가시키고 있는 점에서 모드 A의 냉각 방법과 다르다.

즉, 하부 개구부(16)의 상측에 설치된 교반 날개(29)에 의한 강제 순환 수단(25)을 사용하여 외측 유로(12)를 흐르는 압력 매체 가스를 강제적으로 내측 유로(22)로 끌어들이면, 그것에 대응하여 외측 유로(12)를 흐르는 압력 매체 가스의 흐름과 내측 유로(22)를 흐르는 압력 매체 가스의 흐름이 강해져, 모드 A와 동일한 순환 경로를 사용하고 있어도 압력 매체 가스의 순환량을 모드 A 이상으로 크게 할 수 있어, 모드 A 이상의 냉각 효과를 발휘시킬 수 있다.

그러나 상술한 모드 A나 모드 B의 냉각 방법에서는, 핫 존 내부가 단열층(5)에 의해 열적으로 격리된 상태이므로, 압력 매체 가스가 핫 존 외부로 이동하는 일이 거의 없다. 그러므로, 특히 핫 존 내부의 온도가 300℃ 이하로 내려가 버리면, 냉각 효과를 거의 기대할 수 없게 되어, 냉각에 긴 시간이 필요해져 버린다.

따라서, 본 발명의 HIP 장치(1)에서는, 제1 환 형상 유로(41)와 제2 환 형상 유로(43)의 양쪽을 이용하여(제1 냉각 수단에 더하여 제2 냉각 수단을 이용하여), 도 4에 도시하는 모드 C의 냉각 방법도 실시할 수 있도록 하고 있는 것이다.

즉, 모드 C의 냉각 방법에서는, 우선 제1 밸브 수단(17)을 사용하여 상부 개구부(15)를 개방 상태로 하는 동시에 제2 밸브 수단(26)을 사용하여 제2 유통 구멍(24)도 개방 상태로 한다. 이 상태에서 강제 순환 수단(25)의 교반 날개(29)를 회전시키도록 하면, 모드 B와 마찬가지로 제1 환 형상 유로(41)를 따라 압력 매체 가스가 강제 순환하여 냉각이 행해진다.

이때, 핫 존 내부의 압력 매체 가스는, 구획판(8)의 상단부이며 구획판(8)과 내부 케이싱(3) 사이에 형성된 상하 방향의 간극(34)으로부터 핫 존의 외측으로 이동하고, 가열 수단(7)의 상부에서 2개의 흐름으로 나뉘어, 직경 외측 방향에 있어서, 가열 수단(7)의 내면측과 외면을 흘러 내려가도록 분기된다.

가열 수단(7)의 외면측으로 유입된 압력 매체 가스는, 상방으로부터 하방을 향해 이동하여, 제1 유통 구멍(23)으로부터 내측 유로(22)를 흐르는 압력 매체 가스에 합류한다. 그리고 제1 환 형상 유로(41)를 따라 상부 개구부(15) 및 외측 유로(12)를 통과하면서 냉각되고, 강제 순환 수단(25)에 의해 하부 개구부(16)를 통과하여 내측 유로(22)로 복귀된다. 이와 같이 하여 내측 유로(22)로 복귀된 압력 매체 가스는, 개방 상태로 된 제2 유통 구멍(24)을 통해 가스류 증폭 수단(33)의 가스 저류부(36)로 유도된다.

한편, 가열 수단(7)의 내면측으로 유입된 압력 매체 가스도, 상방으로부터 하방을 향해 이동하여, 핫 존의 하측으로부터 가스류 증폭 수단(33)의 제2 가스 도입로(38)로 유도된다. 그리고 가스류 증폭 수단(33)에서는, 가열 수단(7)의 상부에서 분기된 압력 매체 가스끼리가 혼합되어 하나로 되어 핫 존으로 복귀된다. 이때, 가열 수단(7)의 내면측을 통해 순환되는 압력 매체 가스는 거의 냉각되어 있지 않지만, 외측의 가스 유통로(35)를 통해 순환되는 압력 매체 가스는 제1 환 형상 유로(41)에서 충분히 냉각되어 있으므로, 저온으로 되어 있다. 그러므로, 혼합실에서 양자를 혼합하면 핫 존 내부로 복귀되는 압력 매체 가스의 온도를 조정할 수 있다.

이와 같이, 모드 C의 냉각, 환언하면 제1 환 형상 유로(41)(제1 냉각 수단) 및 제2 환 형상 유로(43)(제2 냉각 수단)를 사용하여 핫 존 내부를 냉각함으로써, 핫 존 내부를 불균일하게 냉각하는 것을 방지하면서, 효율적으로 냉각을 행할 수 있게 된다.

즉, 제2 밸브 수단(26)을 사용하여 제2 유통 구멍(24)을 통과하는 압력 매체 가스의 유량을 조정하면, 제1 환 형상 유로(41)를 통해 냉각되는 압력 매체 가스의 순환량과, 제2 환 형상 유로(43)를 통해 순환되는 압력 매체 가스의 순환량의 비율이 변화되어, 제1 환 형상 유로(41)에 의해 고압 용기(2) 외부로 배열되는 배열량과 제2 환 형상 유로(43)에 의해 고압 용기(2) 외부로 배열되는 배열량의 균형을 맞추는 것이 가능해진다.

예를 들어, 고압 용기(2)의 내주면으로부터 열교환에 의해 고압 용기(2) 외부로 배열이 가능하다고 해도, 배열되는 열량에는 한계가 있다. 이 배열 가능한 열량은, HIP 장치(1)의 구성이나 냉각 조건, 혹은 냉각이 진행됨에 따라 변화되는 핫 존의 온도 등에 맞추어 변화된다. 그러나 상술한 바와 같이 제1 환 형상 유로(41) 및 제2 환 형상 유로(43)의 배열량의 균형을 맞출 수 있으면, 냉각 조건이나 핫 존의 온도 등의 변화에 맞추어 최적의 냉각을 행할 수 있어, 핫 존(처리실) 내를 매우 단시간에 냉각시키는 것이 가능해진다.

또한, 제2 밸브 수단(26)을 사용하면, 제2 유통 구멍(24)을 통해 가스류 증폭 수단(33)으로 공급되는 저온의 압력 매체 가스의 유량을 조정할 수도 있고, 가스류 증폭 수단(33)에 의해 혼합되는 압력 매체 가스의 온도를 조정할 수도 있다. 그러므로, 핫 존 내부에 저온의 압력 매체 가스가 대량으로 유입됨으로써 핫 존의 온도가 급격하게 변화되는 것을 막을 수 있어, 급격한 온도 변화에 의해 고압 용기(2)나 가열 수단(7)이 파손되는 것을 방지하는 것이 가능해진다.

「제2 실시 형태」

다음에, 본 발명의 HIP 장치(1)의 제2 실시 형태를, 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.

도 5는 제2 실시 형태의 열간 등방압 가압 장치를 도시하고 있다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 제2 실시 형태의 HIP 장치(1)는, 상술한 강제 순환 수단(25) 대신에 케이싱측 강제 순환 수단(49)을 구비하고, 또한 제2 밸브 수단(26) 대신에 핫 존측 강제 순환 수단(44)을 구비하고 있다.

이하, 제2 실시 형태의 HIP 장치(1)의 구성을 상세하게 설명한다.

제2 실시 형태의 HIP 장치(1)는, 제1 실시 형태와 마찬가지로 내부 케이싱(3), 외부 케이싱(4), 가열 수단(7), 상부 개구부(15), 제1 밸브 수단(17), 하부 개구부(16), 제1 유통 구멍(23) 및 제2 유통 구멍(24)을 구비하고 있다.

하부 개구부(16)는, 외부 케이싱(4)의 하부에 형성되어 있고, 외부 케이싱(4)의 외측에 있는 압력 매체 가스를 외부 케이싱(4)의 내측으로 유통시키는 구성으로 되어 있다. 하부 개구부(16)가 형성되는 외부 케이싱(4)은, 제1 실시 형태와 마찬가지로 하방을 향해 개방된 역 컵 형상으로 형성되어 있지만, 제1 실시 형태와는 달리 이 역 컵에는 바닥체[외부 케이싱 바닥체(14)]가 없다. 외부 케이싱(4)의 하단부는 고압 용기(2)의 바닥체(11)에 접할 때까지 하방으로 신장되어 있고, 고압 용기(2)의 바닥체(11)보다 약간 상방의 외부 케이싱(4)의 외주벽에 상술한 하부 개구부(16)가 이 외주벽을 직경 방향으로 관통하도록 형성되어 있다. 이 하부 개구부(16)는 고압 용기(2)의 축심 주위로(주위 방향으로) 복수 개소에 걸쳐(도시예에서는, 2개소) 형성되어 있고, 이들 복수의 하부 개구부(16)에는 각각 케이싱측 강제 순환 수단(49)이 설치되어 있다.

케이싱측 강제 순환 수단(49)은, 하부 개구부(16)에 대응하여 주위 방향[고압 용기(2)의 축심 주위]으로 복수 설치되고, 직경 방향을 향하는 수평축 주위로 회전 가능한 교반 날개(50)를 구비하고 있어, 이 교반 날개(50)를 사용하여 외부 케이싱(4)의 외측으로부터 하부 개구부(16)를 통해 내측으로 압력 매체 가스를 강제적으로 유입시키는 것이 가능하게 되어 있다.

이 케이싱측 강제 순환 수단(49)을 사용하여 외부 케이싱(4)의 내측으로 도입된 압력 매체 가스의 일부는 내부 케이싱(3)과 외부 케이싱(4) 사이[제1 환 형상 유로(41)]로 유입되고, 나머지는 제1 유통 구멍(23)으로 안내된다.

제2 실시 형태의 내부 케이싱(3)은, 제1 실시 형태와 마찬가지로 내부 케이싱 본체(20)와 내부 케이싱 바닥체(21)를 구비하고 있지만, 제1 실시 형태와는 달리 내부 케이싱 바닥체(21)가 내부 케이싱 본체(20)보다 소직경으로 형성되어 있어, 내부 케이싱 바닥체(21)와 내부 케이싱 본체(20)의 내주면 사이에 직경 방향으로 압력 매체 가스가 유통 가능한 간극을 형성할 수 있도록 되어 있다. 그리고 내부 케이싱 본체(20)의 하단부는 외부 케이싱(4)과 마찬가지로 고압 용기(2)의 바닥체(11)에 접할 때까지 하방으로 신장되어 있고, 이 바닥체(11)보다 약간 상방의 내부 케이싱 본체(20)의 외주벽에 상술한 제1 유통 구멍(23)이 형성되어 있다.

이 제1 유통 구멍(23)은, 제1 실시 형태와 마찬가지로 내부 케이싱(3)의 내측에 있는 압력 매체 가스를 내부 케이싱(3)의 외측으로 안내하는 것이지만, 제2 실시 형태에서는 내부 케이싱(3)의 외측에 있는 압력 매체 가스를 내부 케이싱(3)의 내측으로도 안내할 수 있도록 되어 있다. 이 제1 유통 구멍(23)은, 제1 실시 형태보다 상하 방향으로 길게 형성되어 있어, 그 하측에서는 내부 케이싱(3)의 내측을 향해 압력 매체 가스가 흐르고, 또한 상측에서는 외측을 향해 압력 매체 가스가 흐르는 구성으로 되어 있다. 이와 같이 하여 제1 유통 구멍(23)을 통해 안내된 압력 매체 가스는, 내부 케이싱 바닥체(21)와 고압 용기(2)의 바닥체(11) 사이에 형성된 공간에 일단 저류된다.

내부 케이싱 바닥체(21)는 고압 용기(2)의 바닥체(11)에 대해 상하 방향으로 거리를 두고 배치되어 있고, 고압 용기(2)의 바닥체(11)에 기립 형상으로 설치된 지지부(46)를 통해 바닥체(11)의 상방에 설치되어 있다. 그리고 이 내부 케이싱 바닥체(21)의 중앙에는, 내부 케이싱 바닥체(21)와 바닥체(11) 사이의 공간에 일시적으로 저류된 압력 매체 가스를 내부 케이싱(3)의 내측으로 안내하는 제2 유통 구멍(24)이 상하 방향으로 관통 형상으로 형성되어 있다.

제2 유통 구멍(24)은 내부 케이싱 바닥체(21)의 중앙에 형성된 관통 구멍으로, 이 제2 유통 구멍(24)에는 핫 존측 강제 순환 수단(44)이 설치되어 있다.

핫 존측 강제 순환 수단(44)은, 제1 실시 형태의 강제 순환 수단과 거의 동일한 구성을 구비한 것으로, 고압 용기(2)의 바닥체(11)에 설치된 모터(47)와, 이 모터(47)로부터 제2 유통 구멍(24)을 통해 상방으로 신장되는 축부(48)와, 축부(48)의 선단부에 장착된 가스 도입 팬(45)을 구비하고 있다. 이와 같이 핫 존측 강제 순환 수단(44)은 제1 실시 형태의 강제 순환 수단과 구성상은 유사하지만, 제2 유통 구멍(24)으로부터 핫 존 내부로 유입되는 압력 매체 가스의 순환만을 행하고 있는 점에서, 기능면에서는 제1 실시 형태와 크게 다르다. 즉, 핫 존측 강제 순환 수단(44)에서는, 모터(47)의 회전수는 케이싱측 강제 순환 수단(49)과는 독립적으로 제어 가능하게 되어 있어, 케이싱측 강제 순환 수단(49)의 교반 날개(50)의 회전수에 영향을 받는 일 없이 가스 도입 팬(45)의 회전수를 변경할 수 있는 구성으로 되어 있고, 제2 유통 구멍(24)으로부터 핫 존 내부로 유입되는 압력 매체 가스의 순환량만을 개별로 조정할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상술한 고압 용기(2)의 바닥체(11)는, 직경 방향으로 2개의 부재를 조합한 구성으로 되어 있고, 바닥체(11)의 직경 내측(11a)은 직경 외측(11b)에 대해 상하로 승강시킬 수 있도록 되어 있다. 이 바닥체(11)의 직경 내측(11a)의 상부에는, 지지부(46)를 통해 가스류 증폭 수단(33), 제품 가대(32) 및 구획판(8)이 설치되어 있고, 이 바닥체(11)의 직경 내측(11a)을 하강시킴으로써 피처리물(W)이 적재된 제품 가대(32)를 고압 용기(2)의 하방으로 뽑아내어, 피처리물(W)을 교체하거나 메인터넌스를 행할 수 있도록 되어 있다.

다음에, 제2 실시 형태의 HIP 장치(1)를 사용하여 HIP 처리 후의 냉각을 행하는 방법을 설명한다.

제2 실시 형태의 HIP 장치(1)에 있어서도, 제1 실시 형태의 HIP 장치(1)와 마찬가지로 제1 환 형상 유로(41)를 압력 매체가 자연 대류함으로써 모드 A의 냉각 방법이 행해진다. 제2 실시 형태의 냉각 방법이 제1 실시 형태와 다른 것은 모드 B 및 모드 C의 냉각 방법이다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 모드 B의 냉각 방법에 있어서는, 제1 밸브 수단(17)을 사용하여 상부 개구부(15)를 개방 상태로 하고, 내측 유로(22)와 외측 유로(12)의 압력 매체 가스의 유통을 가능하게 한 후에, 케이싱측 강제 순환 수단(49)만을 작동시킨다. 그렇게 하면, 외측 유로(12)를 따라 상방으로부터 하방을 향해 이동하면서 냉각된 압력 매체 가스가, 하부 개구부(16)를 통해 내측 유로(22)로 강제적으로 복귀되어, 외측 유로(12)와 내측 유로(22)를 차례로 도는 압력 매체 가스의 순환량이 증가하여 핫 존의 냉각이 비약적으로 촉진된다.

이 모드 B의 냉각시에 또한 핫 존측 강제 순환 수단(44)을 작동시키면 이하에 나타내는 모드 C의 냉각이 행해진다.

우선, 제2 유통 구멍(24)을 통해 내부 케이싱(3)의 내측으로 안내된 압력 매체 가스는 내부 케이싱 바닥체(21)와 바닥체(11) 사이의 공간에 저류되어 있다. 이 상태에서 핫 존측 강제 순환 수단(44)을 작동시키면 압력 매체 가스가 핫 존측 강제 순환 수단(44)에 의해 가스류 증폭 수단(33)의 가스 저류부(36)측으로 강제적으로 유입되어, 가스류 증폭 수단(33)을 거쳐서 핫 존 내부를 상방을 향해 이동한다. 그리고 구획판(8)의 상단부까지 이동한 압력 매체 가스는 가열 수단(7)의 상부에서 2개의 흐름으로 나뉘어, 분기된 압력 매체 가스의 일부는 간극(34)으로부터 핫 존의 외측으로 이동하고, 나머지는 가스류 증폭 수단(33)으로 복귀된다.

제2 실시 형태의 모드 C의 냉각 방법에서는, 상술한 바와 같이 제1 환 형상 유로(41)나 핫 존측 강제 순환 수단(44)을 순환하는 전체의 순환량은 케이싱측 강제 순환 수단(49)에 의해 조정되고, 이 전체의 순환량 중 제2 환 형상 유로(43)를 흐르는 순환량은 케이싱측 강제 순환 수단(49)과는 독립적으로 핫 존측 강제 순환 수단(44)에 의해 조정된다. 이러한 특징을 구비함으로써 제2 실시 형태의 HIP 장치(1)에서는 다음과 같은 효과가 발휘된다.

냉각 과정에 있어서는, 핫 존 내부의 압력 매체 가스의 온도나 압력이 급격하게 변화된다. 이와 같이 압력 매체 가스의 온도나 압력이 급격하게 변화되는 동안, 최적의 냉각 속도로 냉각을 행하기 위해서는, 제1 환 형상 유로(41)를 흐르는 순환 유량이나 그것으로부터 분기되어 핫 존 내부로 도입되는 압력 매체 가스의 유량을 정밀하게 제어하는 것이 중요하다.

즉, 상술한 바와 같이 케이싱측 강제 순환 수단(49)과 케이싱측 강제 순환 수단(49)을 개별적이고 또한 독립적으로 제어할 수 있으면, 제1 환 형상 유로(41)를 흐르는 순환 유량이나 핫 존 내부로 도입되는 압력 매체 가스의 유량을 무단계 또한 광범위한 비율로 조정할 수 있으므로, 냉각 과정의 전체 범위에 걸쳐 최적의 유량 제어가 가능해진다.

예를 들어, 제1 환 형상 유로(41)의 순환량을 크게 한 상태에서 제2 환 형상 유로(43)의 순환량을 작게 하고자 하는 경우, 제1 실시 형태의 HIP 장치(1)에서는 강제 순환 수단에 의한 순환량을 크게 유지한 상태에서 제2 밸브 수단(26)을 조금만 개방한다고 하는 미묘한 밸브 조작이 필요해진다. 그러나 제2 실시 형태의 HIP 장치(1)에서는 케이싱측 강제 순환 수단(49)에 의한 순환량을 크게 유지한 상태에서 핫 존측 강제 순환 수단(44)의 회전수만을 증가시키는 것만으로도 되어, 매우 간단한 조작으로 순환량을 정밀하게 조정할 수 있다.

또한, 제1 환 형상 유로(41)의 순환량을 작게 한 상태에서 제2 환 형상 유로(43)의 순환량을 크게 하고자 하는 경우에는, 밸브의 개방도만으로 제2 환 형상 유로(43)의 순환량을 조정하는 제1 실시 형태의 HIP 장치(1)에서는 순환량의 조정이 곤란해지는 경우가 있지만, 이러한 경우라도 제2 실시 형태의 HIP 장치(1)에서는 간단한 조작으로 순환량을 크게 할 수 있어, 조정 정밀도나 조작성의 점에서 유리하다.

「제3 실시 형태」

다음에, 제3 실시 형태의 HIP 장치(1)를 설명한다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 제3 실시 형태의 HIP 장치(1)는, 제2 실시 형태의 HIP 장치에 있어서, 제1 밸브 수단(17) 및 케이싱측 강제 순환 수단(49)을 설치하는 위치를 상부 개구부(15)와 하부 개구부(16) 사이에서 바꾸는 구성으로 되어 있다. 즉, 이 제3 실시 형태의 HIP 장치(1)는, 제1 밸브 수단(17)이 하부 개구부(16)를 개폐함으로써 고압 용기(2)와 외부 케이싱(4) 사이를 흐르는 압력 매체 가스의 유통을 차단 가능한 구성으로 되어 있고, 케이싱측 강제 순환 수단(49)이 상부 개구부(15)에 배치되어 있는 것이다.

제3 실시 형태의 제1 밸브 수단(17)은, 직경 방향으로 수평으로 신장된 로드 부분과 이 로드 부분의 직경 외측의 단부에 설치되어 외부 케이싱(4)의 하부 개구부(16)를 막을 수 있는 크기로 형성된 원반 형상의 부분을 구비한 마개 부재(18)와, 이 마개 부재(18)를 고압 용기(2)의 직경 방향으로 이동시키는 이동 수단(19)을 구비하고 있고, 이 이동 수단(19)에 의해 마개 부재(18)가 직경 방향으로 이동하여 하부 개구부(16)를 막는 구성으로 되어 있다. 또한, 마개 부재(18)의 중도측에는, 하부 개구부(16)를 기밀적으로 폐쇄하기 위해 마개 부재(18)에 가압력을 발휘하는 가압 수단(53)이 배치되어 있다.

한편, 케이싱측 강제 순환 수단(49)은, 고압 용기(2)의 덮개(10)에 설치된 모터(51)와, 이 모터(51)로부터 상부 개구부(15)를 통해 하방으로 신장되는 축부(52)와, 축부(52)의 선단부(하단부)에 장착된 교반 날개(50)를 구비하고 있고, 모터(51)에 의해 교반 날개(50)를 회전시킴으로써 외부 케이싱(4)의 내측에 있는 압력 매체 가스를 상부 개구부(15)를 통해 외측으로 안내할 수 있도록 되어 있다.

제3 실시 형태의 HIP 장치(1)에서도, 도 6에 도시하는 모드 C의 냉각이나, 그것에 앞서 모드 B의 냉각이 행해져, 제2 실시 형태의 HIP 장치와 동일한 효과가 발휘된다. 이들 효과에 더하여, 제3 실시 형태의 HIP 장치(1)에서는, 밀봉성이 요구되는 제1 밸브 수단(17)이 비교적 저온인 고압 용기(2)의 하측에 배치되어 있으므로, 장시간에 걸쳐 사용해도 밀봉성이 손상되지 않는다고 하는 특징이 있다.

한편, 케이싱측 강제 순환 수단(49)은 고온의 고압 용기(2)의 상측에 배치되게 되지만, 특히 고온에 약한 모터(51)를 일반적으로 수냉이 행해지는 고압 용기(2)의 덮개(10)에 설치하고 있으므로, 케이싱측 강제 순환 수단(49)이 고온에서 파손되는 일도 없다.

「제4 실시 형태」

다음에, 제4 실시 형태의 HIP 장치(1)를 설명한다.

도 7이나 도 8에 도시되는 바와 같이, 제4 실시 형태의 HIP 장치(1)는, 제2 실시 형태 또는 제3 실시 형태의 HIP 장치(1)에 있어서, 냉각 후의 압력 매체 가스를 핫 존 내부에서 상방으로부터 하방을 향해 안내하는 구성을 채용한 것이다.

이 제4 실시 형태의 HIP 장치(1)는, 제품 가대(32)에 설치되어 있는 가스 유통용의 모든 구멍에 상하 방향으로 신장되는 동시에 내부에 압력 매체 가스가 유통 가능한 가스의 유통관(54)을 구비하고 있다. 이 가스의 유통관(54)은, 제품 가대(32)의 상면에 상단부가 개방되는 동시에 제2 가스 도입로(38)에 하단부가 개방되어 있어, 제품 가대(32)의 상측의 압력 매체 가스를 직접 제2 가스 도입로(38)로 안내할 수 있는 구성으로 되어 있다. 제품 가대(32)의 하측에는, 가스류 증폭 수단(33)으로부터 분출된 압력 매체 가스를, 제품 가대(32)의 하면을 따라 직경 외측으로 안내할 수 있는 공간이 형성되어 있다. 이 공간은 가열 수단(7)과 구획판(8) 사이에 상하 방향을 따라 형성된 간극(55)에 연통되어 있어, 가스류 증폭 수단(33)으로부터 분출된 압력 매체 가스를 간극(55)으로 안내할 수 있도록 되어 있다.

제4 실시 형태의 HIP 장치(1)를 사용하여 핫 존 내부를 냉각시킬 때에는, 가스류 증폭 수단(33)으로부터 제품 가대(32)의 하측으로 분출된 냉각 후의 압력 매체 가스는, 제품 가대(32)의 하면을 따라 직경 외측을 향해 흐르고, 간극(55)으로 들어간 시점에서 상방을 향하는 흐름과 하방을 향하는 흐름으로 분기된다. 그리고 하방을 향해 흐르는 압력 매체 가스는 제2 가스 도입로(38)를 통해 가스류 증폭 수단(33)으로 복귀되지만, 상방을 향해 흐르는 압력 매체 가스는 간극(55)의 상단부에 도달한 후 다시 분기되고, 간극(34)으로부터 핫 존 내부로 들어가 이 핫 존 내부를 상방으로부터 하방을 향해 안내된다. 그리고 가스의 유통관(54)을 통해 제2 가스 도입로(38)로 안내된 후, 제2 가스 도입로(38)를 경유하여 가스류 증폭 수단(33)으로 귀환한다.

이와 같이 압력 매체 가스를 핫 존 내부에서 상방으로부터 하방을 향해 안내하면, 냉각된 저온의 압력 매체 가스가 상방으로부터 직접 핫 존으로 공급되므로, 피처리물(W) 및 이 피처리물(W)이 수용된 핫 존 내부를 단시간에 효율적으로 냉각하는 것이 가능해진다.

본 발명은 상기 각 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 발명의 본질을 변경하지 않는 범위에서 각 부재의 형상, 구조, 재질, 조합 등을 적절하게 변경 가능하다.

Claims (12)

1. 피처리물에 대해 등방압 가압 처리를 행하는 열간 등방압 가압 장치이며,
   상기 피처리물을 수용하는 고압 용기와,
   상기 고압 용기의 내측에, 상기 피처리물을 둘러싸도록 배치된 가스 불투과성의 내부 케이싱과,
   상기 내부 케이싱을 외측으로부터 둘러싸도록 배치된 가스 불투과성의 외부 케이싱 및
   상기 내부 케이싱의 내측에 설치되어 상기 피처리물의 주위에 핫 존을 형성하는 가열 수단으로 이루어지고,
   여기서, 상기 열간 등방압 가압 장치는, 상기 내부 케이싱 및 상기 외부 케이싱에 의해 단열적으로 유지된 핫 존 내부의 압력 매체 가스를 사용하여 상기 피처리물에 대해 등방압 가압 처리를 행하고,
   여기서, 상기 열간 등방압 가압 장치는,
   상기 내부 케이싱과 상기 외부 케이싱 사이를 하방으로부터 상방을 향해 유도된 압력 매체 가스를 상기 외부 케이싱의 상부로부터 상기 외부 케이싱의 외측으로 안내하고, 안내된 압력 매체 가스를 상기 고압 용기의 내주면을 따라 상방으로부터 하방으로 안내하면서 냉각하고, 냉각된 압력 매체 가스를 상기 외부 케이싱의 하부로부터 상기 내부 케이싱과 상기 외부 케이싱 사이로 복귀시키도록 압력 매체 가스를 강제 순환시키는 제1 냉각 수단과,
   상기 핫 존 내부의 압력 매체 가스를 상기 핫 존의 외측으로 유도하고, 외측으로 유도된 압력 매체 가스를 상기 제1 냉각 수단에 의해 강제 순환시키는 압력 매체 가스에 합류시켜 냉각을 행하고, 냉각된 압력 매체 가스의 일부를 상기 핫 존의 하방으로부터 상기 핫 존 내부로 복귀시키도록 압력 매체 가스를 순환시키는 제2 냉각 수단을 사용하여 상기 핫 존 내부의 압력 매체 가스의 냉각이 가능하게 되어 있는, 열간 등방압 가압 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 냉각 수단은,
   상기 외부 케이싱의 상부에 형성되어 상기 내부 케이싱과 상기 외부 케이싱 사이의 압력 매체 가스를 외부 케이싱의 외측으로 안내하는 상부 개구부와,
   상기 고압 용기와 상기 외부 케이싱 사이에 설치되어, 상기 상부 개구부로부터 유출되어, 상기 고압 용기와 상기 외부 케이싱 사이를 흐르는 압력 매체 가스의 유통을 차단하는 제1 밸브 수단과,
   상기 외부 케이싱의 하부에 형성되어 냉각 후의 압력 매체 가스를 상기 내부 케이싱과 상기 외부 케이싱 사이로 복귀시키는 하부 개구부, 및
   상기 압력 매체 가스를 강제 순환시키는 강제 순환 수단을 구비하는, 열간 등방압 가압 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 밸브 수단은, 상기 상부 개구부를 개폐함으로써 상기 고압 용기와 상기 외부 케이싱 사이를 흐르는 압력 매체 가스의 유통을 차단 가능한 구성으로 되어 있는, 열간 등방압 가압 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 제2 냉각 수단은,
   상기 내부 케이싱에 형성되어 상기 가열 수단에 접촉한 압력 매체 가스를 상기 제1 냉각 수단에 의해 순환하는 압력 매체 가스에 합류시키는 제1 유통 구멍과,
   상기 내부 케이싱의 하측에 형성되어 냉각 후의 압력 매체 가스의 일부를 상기 핫 존측으로 복귀시키는 제2 유통 구멍, 및
   상기 제2 유통 구멍을 개폐하는 제2 밸브 수단을 구비하는, 열간 등방압 가압 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 제2 냉각 수단은,
   상기 피처리물과 상기 가열 수단 사이에 상기 피처리물을 둘러싸도록 배치되는 구획판을 구비하고 있고,
   상기 내부 케이싱과 상기 구획판 사이로 유도된 압력 매체 가스를 상방으로부터 하방으로 안내하여 상기 제1 유통 구멍으로 보내는 동시에, 상기 내부 케이싱과 상기 구획판 사이로 유도된 압력 매체 가스를 상기 핫 존측으로 복귀시키는 구성으로 되어 있는, 열간 등방압 가압 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 제2 냉각 수단은,
   상기 내부 케이싱과 상기 구획판 사이로 유도된 압력 매체 가스와, 상기 제2 유통 구멍으로부터 유도된 냉각 후의 압력 매체 가스를 소정의 혼합률로 혼합하고, 혼합 후의 압력 매체 가스를 상기 핫 존 내부로 분출시키는 가스류 증폭 수단을 구비하고 있는, 열간 등방압 가압 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 제1 냉각 수단은,
   상기 외부 케이싱의 상부에 형성되어 상기 내부 케이싱과 상기 외부 케이싱 사이의 압력 매체 가스를 상기 외부 케이싱의 외측으로 안내하는 상부 개구부와,
   상기 외부 케이싱의 하부에 형성되어 냉각 후의 압력 매체 가스를 상기 내부 케이싱과 상기 외부 케이싱 사이로 복귀시키는 하부 개구부와,
   상기 상부 개구부에 설치되고 또한 상기 고압 용기와 상기 외부 케이싱 사이를 흐르는 압력 매체 가스의 유통을 차단하는 제1 밸브 수단, 및
   상기 하부 개구부에 설치되고 또한 상기 내부 케이싱과 상기 외부 케이싱 사이에 냉각 후의 압력 매체 가스를 강제적으로 복귀시키는 케이싱측 강제 순환 수단을 구비하는, 열간 등방압 가압 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 제1 냉각 수단은,
   상기 외부 케이싱의 상부에 형성되어 상기 내부 케이싱과 상기 외부 케이싱 사이의 압력 매체 가스를 상기 외부 케이싱의 외측으로 안내하는 상부 개구부와,
   상기 외부 케이싱의 하부에 형성되어 냉각 후의 압력 매체 가스를 상기 내부 케이싱과 상기 외부 케이싱 사이로 복귀시키는 하부 개구부와,
   상기 하부 개구부에 설치되고 또한 상기 고압 용기와 상기 외부 케이싱 사이를 흐르는 압력 매체 가스의 유통을 차단하는 제1 밸브 수단, 및
   상기 상부 개구부에 설치되고 또한 상기 내부 케이싱과 상기 외부 케이싱 사이에 냉각 후의 압력 매체 가스를 강제적으로 복귀시키는 케이싱측 강제 순환 수단을 구비하는, 열간 등방압 가압 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 제2 냉각 수단은,
   상기 내부 케이싱에 형성되어 상기 가열 수단에 접촉한 압력 매체 가스를 상기 제1 냉각 수단에 의해 순환하는 압력 매체 가스에 합류시키는 제1 유통 구멍과,
   상기 내부 케이싱의 하측에 형성되어 냉각 후의 압력 매체 가스의 일부를 상기 핫 존측으로 복귀시키는 제2 유통 구멍, 및
   상기 제2 유통 구멍에 설치되고 또한 상기 제2 유통 구멍을 통해 냉각 후의 압력 매체 가스를 상기 핫 존측으로 강제적으로 복귀시키는 핫 존측 강제 순환 수단을 구비하는, 열간 등방압 가압 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 제2 냉각 수단은,
    상기 피처리물과 상기 가열 수단 사이에 상기 피처리물을 둘러싸도록 배치되는 구획판을 구비하고 있고,
    상기 내부 케이싱과 상기 구획판 사이로 유도된 압력 매체 가스를 상기 제1 유통 구멍으로 보내는 동시에, 상기 내부 케이싱과 상기 구획판 사이로 유도된 압력 매체 가스를 하방으로부터 상방으로 안내하여 핫 존측으로 복귀시키는 구성으로 되어 있는, 열간 등방압 가압 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 제2 냉각 수단은,
    상기 가열 수단과 상기 구획판 사이로 유도된 압력 매체 가스와, 상기 제2 유통 구멍으로부터 유도된 냉각 후의 압력 매체 가스를 소정의 혼합률로 혼합하고, 혼합 후의 압력 매체 가스를 상기 핫 존 내부로 분출시키는 가스류 증폭 수단을 구비하고 있는, 열간 등방압 가압 장치.
12. 피처리물에 대해 등방압 가압 처리를 행하는 열간 등방압 가압 장치이며,
    상기 피처리물을 수용하는 고압 용기와,
    상기 고압 용기의 내측에, 상기 피처리물을 둘러싸도록 배치된 가스 불투과성의 내부 케이싱과,
    상기 내부 케이싱을 외측으로부터 둘러싸도록 배치된 가스 불투과성의 외부 케이싱, 및
    상기 내부 케이싱의 내측에 설치되어 상기 피처리물의 주위에 핫 존을 형성하는 가열 수단으로 이루어지고,
    여기서, 상기 열간 등방압 가압 장치는, 상기 내부 케이싱 및 상기 외부 케이싱에 의해 단열적으로 유지된 상기 핫 존 내부의 압력 매체 가스를 사용하여 상기 피처리물에 대해 등방압 가압 처리를 행하고,
    상기 열간 등방압 가압 장치는, 또한
    상기 외부 케이싱의 상부에 형성되어 상기 내부 케이싱과 상기 외부 케이싱 사이의 압력 매체 가스를 상기 외부 케이싱의 외측으로 안내하는 상부 개구부와,
    상기 상부 개구부로부터 외측으로 안내되어, 상기 고압 용기와 상기 외부 케이싱 사이에 형성된 압력 매체 가스의 유통을 차단하는 제1 밸브 수단과,
    상기 외부 케이싱의 하부에 형성되는 동시에 상기 고압 용기의 내주면에 접촉함으로써 냉각된 압력 매체 가스를 상기 내부 케이싱과 상기 외부 케이싱 사이로 복귀시키는 하부 개구부와,
    상기 핫 존 내부의 압력 매체 가스를 상기 가열 수단과 상기 내부 케이싱 사이로 유도하고, 유도된 압력 매체 가스를 상기 가열 수단에 접촉시키면서 상방으로부터 하방을 향해 안내하고, 안내된 압력 매체 가스를 상기 내부 케이싱과 상기 외부 케이싱 사이를 순환하는 압력 매체 가스에 합류시키는 제1 유통 구멍과,
    상기 내부 케이싱의 하측에 형성되어 냉각 후의 압력 매체 가스의 일부를 상기 핫 존측으로 복귀시키는 제2 유통 구멍, 및
    상기 제2 유통 구멍을 개폐함으로써 냉각 후의 압력 매체 가스를 상기 핫 존 내부로 유도하여 상기 핫 존 내부를 냉각하는 제2 밸브 수단으로 이루어지는, 열간 등방압 가압 장치.

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