(57)【要約】  加圧装置内で少なくとも１つの物品を加工するための方法（１００）が、提供される。方法は、炉チャンバ内の少なくとも１つの加熱要素によって負荷コンパートメント内の温度を上昇させるステップ（１１０）と、上昇した温度を選択された時間期間ｔｉの間所定の温度レベルＴｉに維持するステップ（１２０）と、温度を上昇させるステップおよび上昇した温度を維持するステップ中、少なくとも１つの流れ発生器によって圧力容器内で圧力媒体を循環させるステップ（１３０）とを備える。
2021508289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧装置内で少なくとも１つの物品を加工するための方法（１００）であって、前記加圧装置が、
圧力シリンダと、圧力媒体を加熱するために内部に配置された炉チャンバとを備える圧力容器と、ここにおいて、前記炉チャンバは、少なくとも１つの加熱要素と、前記少なくとも１つの物品を保持するための負荷コンパートメントとを備え、ここにおいて、前記負荷コンパートメントは、前記炉チャンバ内の内側に配置される、
前記圧力容器内の圧力媒体を循環させるための少なくとも１つの流れ発生器とを備え、ここにおいて、前記方法が、
前記炉チャンバ内の前記少なくとも１つの加熱要素によって前記負荷コンパートメント内の温度を上昇させるステップ（１１０）と、
上昇した温度を選択された時間期間ｔｉの間所定の温度レベルＴｉに維持するステップ（１２０）と、
温度を上昇させる前記ステップおよび上昇した温度を維持する前記ステップ中、
前記少なくとも１つの流れ発生器によって前記圧力容器内で前記圧力媒体を循環させるステップ（１３０）とを備える、方法。
【請求項２】
温度を上昇させる前記ステップ中、
前記少なくとも１つの流れ発生器を第１の速度Ｒ1で作動させることによって前記圧力容器内で前記圧力媒体を循環させることと、
上昇した温度を維持する前記ステップ中、
前記少なくとも１つの流れ発生器を第２の速度Ｒ2で作動させることによって前記圧力容器内で前記圧力媒体を循環させることとをさらに備え、
ここにおいて、前記第２の速度は、前記第１の速度より遅い、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
温度を上昇させる前記ステップ中、
前記温度を少なくとも１０℃／分の速度、好ましくは少なくとも３０℃／分の速度で上昇させることをさらに備える、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
温度を上昇させる前記ステップ中、
前記負荷コンパートメント内の温度差を５０℃、好ましくは３５℃、最も好ましくは２０℃の温度間隔ΔＴ0内に維持することをさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
上昇した温度を維持する前記ステップ中、
前記負荷コンパートメント内の温度差を８℃、好ましくは５℃、最も好ましくは２℃の温度間隔ΔＴ1内に維持することをさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記負荷コンパートメント内の圧力を上昇させることと、
上昇した温度を選択された時間期間ｔ3の間所定の圧力レベルＰｉに維持することとをさらに備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
温度を上昇させる前記ステップおよび上昇した温度を維持する前記ステップの後、
前記負荷コンパートメント内の温度を低下させること（１４０）をさらに備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記加圧装置が、前記圧力媒体を冷却するための少なくとも１つの要素を備え、前記方法が、
圧力媒体が前記少なくとも１つの要素を通過することを可能にすることによって前記圧力媒体を冷却するステップ（４１０）をさらに備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記加圧装置の前記圧力容器が、上端閉鎖部および底端閉鎖部と、前記上端閉鎖部および前記底端閉鎖部の少なくとも１つ内に配置された少なくとも１つの熱交換要素とをさらに備え、ここにおいて、前記方法が、
前記圧力容器内で圧力媒体を循環させること（４２０）と、ここでは、前記圧力媒体は、前記負荷コンパートメントを通過するように配置され、
圧力媒体の流れが前記少なくとも１つの熱交換要素を通るのを可能にするための前記少なくとも１つの熱交換要素の通路を通るように前記圧力媒体を案内すること（４３０）と、
前記少なくとも１つの熱交換要素を通って流れるように配置された前記圧力媒体の冷却のために前記少なくとも１つの熱交換要素内で冷却媒体を循環させること（４４０）とをさらに備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記加圧装置の前記圧力容器が、前記圧力容器内に配置され、前記圧力媒体から熱を吸収するように構成された熱吸収要素をさらに備え、ここにおいて、前記方法が、
前記圧力容器内で圧力媒体を循環させること（４５０）、ここでは、前記圧力媒体は、前記熱吸収要素を通過するように配置される、
をさらに備える、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
前記炉チャンバが、断熱部分（７）と、前記断熱部分を少なくとも部分的に封入するハウジング（６）とを備える断熱されたケーシング（６、７、８）によって少なくとも部分的に封入され、ここにおいて、前記加圧装置が、前記断熱されたケーシング内に配置された第１の流れ発生器（３０）と、前記断熱されたケーシングの下に配置された第２の流れ発生器（３２）とをさらに備え、ここにおいて、前記方法が、
前記第１の流れ発生器および前記第２の流れ発生器の少なくとも１つへの圧力媒体の供給を制御すること（４６０）をさらに備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の流れ発生器および前記第２の流れ発生器の少なくとも１つの作動を制御すること（４７０）をさらに備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
加圧装置内での少なくとも１つの物品の高圧処理のための方法（５００）であって、前記加圧装置が、
圧力シリンダと、圧力媒体を加熱するために内部に配置された炉チャンバとを備える圧力容器と、ここにおいて、前記炉チャンバは、少なくとも１つの加熱要素と、前記少なくとも１つの物品を保持するための負荷コンパートメントと備え、ここにおいて、前記負荷コンパートメントは、前記炉チャンバ内の内側に配置される、
前記圧力容器内で圧力媒体を循環させるための少なくとも１つの流れ発生器とを備え、ここにおいて、前記方法が、一連のステップ、すなわち
加工される少なくとも１つの物品を前記負荷コンパートメントの内側に配置するステップ（５１０）と、
前記負荷コンパートメント内の温度を上昇させるステップ（５２０）、および前記負荷コンパートメント内で圧力を上昇させるステップ（５３０）と、
請求項１から６のいずれか一項に記載の方法を実行することによって、上昇した温度を選択された時間期間ｔｉの間所定の温度レベルＴｉに維持するステップ（５４０）、および上昇した温度を選択された時間期間ｔ3の間所定の圧力レベルＰｉに維持するステップ（５５０）と、
請求項７から１０のいずれか一項に記載の方法を実行することによって、前記負荷コンパートメント内の温度を低減するステップ（５６０）とを備える、方法（５００）。
【請求項１４】
請求項１１に記載の圧力媒体の供給を制御すること（５７０）をさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載の前記第１の流れ発生器および前記第２の流れ発生器の少なくとも１つの作動を制御すること（５８０）をさらに備える、請求項１３または１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、圧力処理の分野に関する。詳細には、本発明は、熱間加圧、たとえば熱間静水圧加圧（ＨＩＰ）などによる物品および／または製品の処理中、温度を上昇させ、維持するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱間静水圧加圧（ＨＩＰ）は、用途のますますの広がりが見られる技術である。たとえば、ＨＩＰは、鋳造品（たとえばタービンブレード）の寿命および強度（たとえばその疲労強度）を実質的に増大させるためにこれらの多孔度を低減するか、またはさらには解消するためにも使用され得る。ＨＩＰは、加えて、粉末を圧縮することによって製品を製造することにおいて使用されてもよく、ここにおいて、粉末は、シート金属カプセル内に詰められて、製品に所望の形状を与える。ＨＩＰは、完全にまたは実質的に完全に隙間がなく、孔を有さず、または実質的に孔を有さない外側表面を有することなどが望まれるか、または必要とされる製品を提供する上で特に関心のある事項である。
【０００３】
ＨＩＰによる圧力処理を受ける物品は、熱的に絶縁された圧力容器の負荷コンパートメントまたはチャンバ内に位置決めされ得る。処理サイクルは、物品を装填することと、物品を処理することと、物品を取り外すこととを備えることができる。いくつかの物品は、同時に処理され得る。処理サイクルは、複数の部分または段階に、たとえば圧力段階、加熱段階、および冷却段階に分割され得る。物品を圧力容器内に装填した後、これは、次いでシールされ、続いて（たとえばアルゴン含有ガスなどの不活性ガスを備える）圧力媒体が圧力容器およびその負荷コンパートメント内に導入され得る。圧力媒体の圧力および温度は、次いで、選択された時間期間中、物品が圧力上昇および温度上昇を受けるように上昇される。物品の温度上昇も引き起こし得る圧力媒体の温度上昇は、圧力容器の炉チャンバ内に配置された加熱要素または加熱炉によって提供される。圧力、温度、および処理時間は、たとえば、処理される物品の、望まれるか、または必要とされる材料特性、用途の具体的な分野、および処理される物品の必要とされる品質によって決まり得る。ＨＩＰ内の圧力は、たとえば、８００バールから２０００バールなどの２００バールから５０００バールの範囲内であり得る。ＨＩＰ内の温度は、たとえば、５００℃から２０００℃などの３００℃から３０００℃の範囲内であり得る。
【０００４】
自然対流を使用する高温ガス再循環によるオートクレーブが、現況技術から知られており、ここでは、存在するか、または必要とされる（外壁上の加熱または冷却の）温度差によるオートクレーブ内の圧力分布が、使用され得る。オートクレーブでは、熱力学の法則に従って、より低温の流体は下方に落ち、より高温の流体は上昇する。加熱中、炉チャンバ内の加熱要素または炉は、圧力媒体の流れを開始し、ここにおいて、その流れは、加熱要素または炉の配置によって決まり得る。
【０００５】
圧力容器内の温度上昇の特性および温度上昇の維持は、処理される物品の治金学的特性に影響を与えることが理解されよう。非一様な加熱は、たとえば、物品または製品内の内部応力、負荷コンパートメント内のさまざまな場所内に配置された物品または製品の不均一な処理、加熱を制御する難しさなどをもたらし得る。故に、一様な加熱を提供できること、また可能であれば、加熱および／または加熱速度を制御できることが、通常望まれる。たとえば、負荷コンパートメント内に大きな温度変動を引き起こすことなく、圧力媒体（したがって物品）の温度を上昇させ、維持することが必要とされるか、または望まれ得る。しかし、これまで説明された従来技術の装置および方法は、作動中、圧力容器内で比較的大きな温度差を被り得ることに留意されたい。これは、特に、コストおよび／または効率性の理由でより大きいおよび／またはより多くの物品および／または製品を処理する能力に合わせてより大型の加圧装置を開発するにあたっての課題であり、その理由は、比較的大型の加圧装置に使用される従来技術は、加圧装置の作動中、負荷コンパートメント内により大きいおよび／またはより頻繁に起こる温度差をもたらし得るためである。
【０００６】
故に、物品および／または製品の処理において、特に熱間静水圧加圧のための加圧装置内で、（実質的に）均一な加熱が達成され得るように加熱段階を改良することが、望まれる。
【発明の概要】
【０００７】
上記に鑑みて、本発明の課題は、たとえばＨＩＰによって加圧装置内で少なくとも１つの物品を加工するための方法であって、加圧装置の負荷コンパートメント内の（実質的に）一様な加熱が、処理サイクルの加熱および／または保持段階中に得られ得る、方法を提供することである。
【０００８】
これらの課題および他の課題の少なくとも１つに対処するために、独立請求項による方法が提供される。好ましい実施形態は、従属請求項によって定義される。
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、加圧装置内で少なくとも１つの物品を加工するための方法が提供される。加圧装置は、圧力シリンダと、圧力媒体を加熱するために内部に配置された炉チャンバとを備える圧力容器を備える。炉チャンバは、少なくとも１つの加熱要素と、少なくとも１つの物品を保持するための負荷コンパートメントとを備え、ここにおいて、負荷コンパートメントは、炉チャンバの内側に配置される。加圧装置は、圧力容器内で圧力媒体を循環させるための少なくとも１つの流れ発生器をさらに備える。方法は、炉チャンバ内の少なくとも１つの加熱要素によって負荷コンパートメント内の温度を上昇させるステップを備える。方法は、上昇した温度を選択された時間の期間の間所定の温度レベルに維持するステップをさらに備える。温度を上昇させるステップおよび上昇した温度を維持するステップ中、方法は、少なくとも１つの流れ発生器によって圧力容器内で圧力媒体を循環させるステップをさらに備える。
【００１０】
故に、本発明は、加圧装置内で１つまたは複数の物品を加工するための方法、たとえば、物品の圧力処理をたとえばＨＩＰによって実施できる方法を提供するという着想に基づく。方法は、物品が配置される負荷コンパートメント内の温度を上昇させ、温度のこの上昇中、圧力容器内で圧力媒体を循環させるために少なくとも１つの流れ発生器を作動させることができる。さらに、所定または所望の温度が負荷コンパートメント内で達せられたとき、方法は、少なくとも１つの流れ発生器が圧力容器内で圧力媒体を循環させるために作動される間の所定または所望の時間期間中、この温度を維持することができる。故に、負荷コンパートメント内の温度を上昇させる第１の副段階中、そしてその後の、上昇した温度を負荷コンパートメント内で維持する第２の副段階中、本方法の加圧位置の流れ発生器を作動させることによる加圧装置内の強制対流により、負荷コンパートメント内に（少なくとも実質的に）均一な加熱が得られ得る。
【００１１】
本発明は、温度が負荷コンパートメント内で上昇される加熱段階中、ならびに上昇した温度が負荷コンパートメント内で維持される保持段階中の両方における流れ発生器の作動が、負荷コンパートメント内の比較的等しいまたは均一な温度分布をもたらす点で有利である。これは、加圧装置内で加工または処理にかけられる物品が、処理サイクル中、同じ、または実質的に同じ温度を受けることができ、物品の加工における適合性をもたらす点で極めて有益である。本発明が均一加熱を提供できることは、比較的大きい負荷コンパートメントが使用される場合に特に重要になり得、それによって負荷コンパートメント内に離間されて置かれた物品が異なって加工されることを回避する。本発明の別の利益は、均一加熱が物品の材料の析出硬化を含むプロセスを改良し得ることである。より詳細には、析出硬化プロセスの前の溶媒処理が温度変動に過敏になることがあり、その結果、処理された物品の材料特性の劣化をもたらし得ることに留意されたい。本発明は、処理サイクル中、均一加熱を提供するその革新的な概念によってこの問題を克服することができる。
【００１２】
本発明は、均一で等しい加熱および／または冷却が、物品の材料内の内部応力の発生のリスクを低減し得る点でさらに有利である。
【００１３】
本発明は、均一加熱が処理サイクルの加熱段階の制御を向上し得る点でさらに有利である。
【００１４】
本発明の革新的な加熱概念が、加圧装置の処理サイクルの短縮をさらにもたらし得ることが理解されよう。これは、時間の節約を考慮した加圧装置の作動の改善を意味するだけでなく、加圧装置の作動のコスト効率の改良ももたらす。
【００１５】
加圧装置内で少なくとも１つの物品を加工するための方法が、提供される。加圧装置は、加圧による、たとえばＨＩＰなどの熱間加圧による少なくとも１つの物品の加工に適し得る。加圧装置は、圧力シリンダと、圧力媒体を加熱するために内部に配置された炉チャンバとを備える圧力容器を備える。加圧装置内で使用される圧力媒体は、たとえば、加圧装置内で処理される物品に関連して比較的低い化学的親和力を有することができる流体媒体を備えることができるか、またはその流体媒体によって構成され得る。圧力媒体は、たとえば、ガス、たとえばアルゴンガスなどの不活性ガスを備えることができる。炉チャンバは、少なくとも１つの加熱要素と、少なくとも１つの物品を保持するための負荷コンパートメントとを備え、ここにおいて、負荷コンパートメントは、炉チャンバの内側に配置される。加圧装置は、圧力容器内で圧力媒体を循環させるための少なくとも１つの流れ発生器をさらに備える。用語「流れ発生器」とは、本明細書では、ファン、イジェクタ、循環手段などの、（圧力媒体）の流れを発生させることができる任意の要素、デバイス、配置などを意味する。
【００１６】
方法は、炉チャンバ内の少なくとも１つの加熱要素によって負荷コンパートメント内の温度を上昇させるステップを備える。方法は、上昇した温度を選択された時間期間の間所定の温度レベルに維持するか、または保持するステップをさらに備える。温度を上昇させるステップおよび上昇した温度を維持するステップ中、方法は、少なくとも１つの流れ発生器によって圧力容器内で圧力媒体を循環させるステップをさらに備える。換言すれば、方法は、加圧装置の負荷コンパートメント内の温度を上昇させ、上昇した温度を維持するときに１つまたは複数の流れ発生器を作動させることを備える。
【００１７】
本発明の実施形態によれば、方法は、温度を上昇させるステップ中、少なくとも１つの流れ発生器を第１の速度で作動させることによって圧力容器内で圧力媒体を循環させることをさらに備えることができる。さらに、上昇した温度を維持するステップ中、方法は、少なくとも１つの流れ発生器を第２の速度で作動させることによって圧力容器内で圧力媒体を循環させるように構成され、ここにおいて、第２の速度は、第１の速度より遅い。用語「速度」とは、本明細書では、作動速度、たとえば流れ発生器の１分あたりの回転（ｒｐｍ）を意味する。上昇した温度を負荷コンパートメント内で維持する副段階において、温度を上昇させる副段階における流れ発生器の作動の第１の速度より遅い第２の速度で流れ発生器を作動させることにより、第２の速度は、圧力容器内で強制対流を維持するために比較的遅くなることができ、および／または最小値に保たれ得る。
【００１８】
本発明の実施形態によれば、方法は、圧力媒体の少なくとも１つの特性に応じて少なくとも１つの流れ発生器を作動させることをさらに備えることができる。故に、温度を上昇させるステップおよび／または上昇した圧力を圧力容器内で維持するステップ中、方法は、圧力媒体の１つまたは複数の流体特性によって決まる速度で少なくとも１つの流れ発生器を作動させることによって、圧力容器内で圧力媒体を循環させるように構成される。圧力媒体の流体特性が、圧力媒体の圧力および／または温度、圧力媒体の加熱速度などのさまざまなパラメータによって決まり得ることが理解されよう。圧力媒体の流体特性の例は、圧力媒体の密度、加熱（熱）容量、および／または伝熱性であり得る。本実施形態は、温度を上昇させるステップおよび／または上昇した温度を圧力容器内で維持するステップが、より一層高い温度で制御され得るという点で有利である。
【００１９】
本発明の実施形態によれば、方法は、温度を上昇させるステップ中、少なくとも１０℃／分、好ましくは少なくとも３０℃／分の速度で温度を上昇させることをさらに備えることができる。本実施形態は、均一加熱の利点を提供しながらも、比較的早い温度上昇が得られ得るという点で有利である。
【００２０】
本発明の実施形態によれば、方法は、温度を上昇させるステップ中、負荷コンパートメント内の温度差を、５０℃、好ましくは３５℃、最も好ましくは２０℃の温度間隔ΔＴ内に維持することをさらに備えることができる。故に、方法の実施形態は、温度を上昇させるステップ中、負荷コンパートメント内に比較的小さい温度差をもたらすことができる。本実施形態は、より一層均一な加熱手順が加圧装置内でもたらされ得るという点で有利である。
【００２１】
本発明の実施形態によれば、方法は、上昇した温度を維持するステップ中、負荷コンパートメント内の温度差を８℃、好ましくは５℃、最も好ましくは２℃の温度間隔ΔＴ内に維持することをさらに備えることができる。本実施形態は、方法が負荷コンパートメント内で比較的小さい温度差を達成することができ、加圧装置内の物品の加工中、物品のより一層高度な均一加熱をもたらし得る点で有利である。
【００２２】
本発明の実施形態によれば、方法は、負荷コンパートメント内の圧力を上昇させるステップをさらに備えることができる。方法は、さらに、上昇した圧力を選択された時間期間ｔ3の間所定の圧力レベルＰｉに維持するステップを備えることができる。上昇した圧力を負荷コンパートメント内で維持するステップは、上昇した温度を負荷コンパートメント内で維持するこれまで説明されたステップ中に行われ得るが、必ずしもそうではない。故に、方法は、温度を上昇させ、圧力を上昇させること、およびその後の上昇した温度および上昇した圧力を維持することの組合せを備えることができ、ここにおいて、方法は、それと同時に、負荷コンパートメント内の強制対流を達成するように流れ発生器を作動させることができる。本発明は、方法によって提供された均一加熱の利益が、相対的に高い温度および高い圧力が提供される加圧装置、たとえばＨＩＰ用の加圧装置内で好都合に提供され得る点で有利である。
【００２３】
本発明の実施形態によれば、方法は、温度を上昇させるステップおよび上昇した温度を維持するステップの後、負荷コンパートメント内の温度を低下させることをさらに備えることができる。故に、物品の（高）圧力処理が終了したとき、物品は、任意のその後の加工ステップを受ける前、または圧力容器から取り出されるか、または取り外される前に冷却される必要があり得る。物品の冷却の特性、たとえばその速度は、処理される物品の冶金学的特性に影響を与えることが理解されよう。本実施形態は、方法が、説明されるような有利な加熱段階および保持段階と組み合わせて、処理サイクルにおいて効率的で迅速な冷却段階も提供し得る点で有利である。本発明は、これにより、物品の所望の材料特性を達成する能力、ならびに比較的短い冷却サイクルを得、それによって加工時間／およびコストを削減する可能性の両方において有利である。
【００２４】
本発明の実施形態によれば、加圧装置の圧力容器は、上端閉鎖部と、底端閉鎖部とをさらに備えることができる。方法は、圧力容器内で圧力媒体を循環させることと、ここでは、圧力媒体は負荷コンパートメントを通過するように配置される、圧力媒体の冷却のために上端閉鎖部および底端閉鎖部の少なくとも１つを過ぎるように圧力媒体を案内することとをさらに備えることができる。上端閉鎖部および／または底端閉鎖部は、上端閉鎖部および／または底端閉鎖部と（熱）接触するように配置された圧力媒体から熱を離すように伝達することによって放熱体として作用し得ることが理解されよう。本実施形態は、圧力媒体の冷却が、上端閉鎖部および／または底端閉鎖部を圧力媒体用の放熱体として使用することによって、比較的高速で好都合な形で実行され得る点で有利である。
【００２５】
本発明の実施形態によれば、加圧装置は、圧力媒体を冷却するための少なくとも１つの要素を備えることができ、方法は、圧力媒体が少なくとも１つの要素を通過することを可能にすることによって圧力媒体を冷却するステップをさらに備えることができる。本実施形態は、処理サイクル内の冷却段階が一層短縮しおよび／またはより効率的になり得る点で有利である。
【００２６】
本発明の実施形態によれば、加圧装置の圧力容器は、上端閉鎖部および底端閉鎖部と、上端閉鎖部および底端閉鎖部の少なくとも１つ内に配置された少なくとも１つの熱交換要素とをさらに備えることができる。方法は、圧力容器内で圧力媒体を循環させるステップをさらに備えることができ、ここでは、圧力媒体は、負荷コンパートメントを通過するように配置される。方法は、圧力媒体の流れが少なくとも１つの熱交換要素を通ることを可能にするための少なくとも１つの熱交換要素の通路を通るように圧力媒体を案内するステップをさらに備えることができる。方法は、少なくとも１つの熱交換要素を通って流れるように配置された圧力媒体の冷却のために少なくとも１つの熱交換要素内で冷却媒体を循環させるステップをさらに備えることができる。圧力媒体は、これにより、負荷コンパートメントを通過し、１つまたは複数の熱交換要素が内部に配置された加圧装置の上端閉鎖部および／または底端閉鎖部を通過するように配置される。本実施形態による熱交換要素が、熱交換要素まで、その中で、および／またはそれから離れるように冷却媒体が運ばれる点で、「能動的」要素であることが理解されよう。本発明の実施形態は、圧力媒体の冷却が、熱交換要素内の冷却媒体の循環による能動的冷却によって極めて効率的である点で有利である。故に、圧力媒体と冷却媒体との間の効率的な熱交換は、圧力媒体のかなりの、また高速の温度低下をもたらし、これはさらに、負荷コンパートメント内の物品の比較的高速の冷却をもたらす。本発明の実施形態は、これが加圧装置の圧力処理サイクルの短縮をもたらし得るという点でさらに有利である。これは、時間の削減を考慮した加圧装置の作動の改善を意味するだけでなく、加圧装置の作動のコスト効率の改良ももたらし得ることに留意されたい。
【００２７】
本発明の実施形態によれば、加圧装置の圧力容器は、圧力容器内に配置され、圧力媒体から熱を吸収するように構成された熱吸収要素をさらに備えることができる。方法は、圧力容器内で圧力媒体を循環させることをさらに備えることができ、ここでは、圧力媒体は、熱吸収要素を通過するように配置される。代替的にはヒートシンクユニットまたは熱交換ユニットと呼ばれ得る熱吸収要素が、圧力容器内に全体的に配置され得る。熱吸収要素は、冷却媒体を熱吸収要素まで、またはそこから運ぶための任意の導管、通路、チャネルなどが設けられなくてもよいという意味で「受動的」要素であり得る。熱吸収要素は、圧力容器の外部との関連性を有さなくてもよい。特に、熱吸収要素は、圧力容器の外部と流体連通を有さなくてもよい。それとは対照的に、上端閉鎖部内の熱交換要素は、熱交換要素まで、その内部で、および／またはそこから離れるように冷却媒体が運ばれるという点で、「能動的」要素であることが理解されよう。本発明の実施形態は、負荷チャンバ内に置かれた任意の物品の、必要とされるか、または望まれる温度への比較的すばやい冷却が、たとえば処理サイクルの冷却段階中に達成され得る点で有利である。さらに、たとえば熱吸収要素をその熱吸収容量または能力に関して適切に構成することにより、たとえば処理サイクルの冷却段階中、物品の冷却の比較的早い速度を達成することが可能になり得る。加圧装置内に熱吸収要素および冷却目的の熱交換要素を設ける概念間に相乗効果があることが理解されよう。故に、本明細書に説明される実施形態の１つまたは複数による、熱吸収要素と熱交換要素の両方を備える加圧装置により、圧力媒体のより一層効率的な冷却が得られ得る。その結果、これは、加圧装置内で圧力処理サイクルのより一層効率的でおよび／またはより短縮した冷却をもたらし得る。
【００２８】
本発明の実施形態によれば、炉チャンバは、断熱部分と、断熱部分を少なくとも部分的に封入するハウジングとを備える断熱されたケーシングによって少なくとも部分的に封入され得る。加圧装置は、断熱されたケーシング内に配置された第１の流れ発生器と、断熱されたケーシングの下に配置された第２の流れ発生器とをさらに備えることができる。方法は、第１の流れ発生器および第２の流れ発生器の少なくとも１つへの圧力媒体の供給を制御するステップをさらに備えることができる。方法は、これにより、それぞれの第１および第２の流れ発生器への圧力媒体の第１の（より暖かい）部分の供給および圧力媒体の第２の（より低温の）部分の供給を制御することができる。用語「圧力媒体の供給を制御する」とは、（たとえば時間単位あたりの）供給される圧力媒体の量を制御することを意味する。本実施形態は、加圧装置内の圧力媒体の温度の制御がさらに一層改良され得る点で有利である。たとえば、加圧装置の処理サイクルにおける加熱段階中、制御装置は、比較的低温の圧力媒体を循環させるように構成された（第２の）流れ発生器への圧力媒体のいかなる供給も停止させるように構成され得る。これは、（比較的低温の）圧力媒体が流れ発生器に向かって全く、または最小限しか移送されないように１つまたは複数の弁を閉じることによって達成され得る。これと組み合わせて、制御装置は、任意選択により、（比較的暖かい）圧力媒体の循環のために（第１の）流れ発生器に圧力媒体を供給するために１つまたは複数の弁を開くように構成され得る。これとは対照的に、加圧装置の処理サイクルにおいて比較的迅速な冷却が望まれる場合、方法は、たとえば１つまたは複数の弁を（完全に）開くことによって、圧力媒体の第２の（より低温の）部分の比較的大部分を（第２の）流れ発生器に供給することができる。
【００２９】
本発明の実施形態によれば、方法は、第１の流れ発生器および第２の流れ発生器の少なくとも１つの作動を制御することをさらに備えることができる。用語「作動」は、この文脈では、流れ発生器がファンである場合、速度、１分あたりの回転などを意味し得る。あるいは、流れ発生器とするイジェクタの場合、用語「作動」は、流量を意味し得る。本実施形態は、加圧装置内の圧力媒体の温度がより一層広い範囲で制御され得るという点で有利である。たとえば、加熱段階の場合、方法は、第１の流れ発生器を比較的高速で作動させることができる。あるいは、加圧装置の処理サイクルにおいて比較的迅速な冷却が望まれる場合、方法は、第２の流れ発生器を比較的高速で作動させることができる。
【００３０】
本発明の実施形態によれば、加圧装置内での少なくとも１つの物品の高圧処理のための方法であって、加圧装置が、圧力シリンダと、圧力媒体を加熱するために内部に配置された炉チャンバとを備える圧力容器と、ここにおいて、炉チャンバは、少なくとも１つの加熱要素と、少なくとも１つの物品を保持するための負荷コンパートメントとを備え、ここにおいて、負荷コンパートメントは、炉チャンバの内側に配置される、圧力容器内で圧力媒体を循環させるための少なくとも１つの流れ発生器とを備える、方法が提供される。方法は、一連のステップ、すなわち加工される少なくとも１つの物品を負荷コンパートメントの内側に配置するステップと、負荷コンパートメント内の温度を上昇させるステップと、負荷コンパートメント内の圧力を上昇させるステップとを備えることができる。負荷コンパートメント内の温度を上昇させ、圧力を上昇させるステップは、同時に実行され得ることに留意されたい。方法は、これまで説明された実施形態の１つまたは複数による方法を実行することによって、上昇した温度を選択された時間期間ｔiの間所定の温度レベルＴｉに維持するステップと、上昇した圧力を、選択された時間期間ｔ3の間所定の圧力レベルＰｉに維持するステップと、これまで説明された実施形態の１つまたは複数による方法を実行することによって、負荷コンパートメント内の温度を低減するステップとをさらに備えることができる。故に、本実施形態は、圧力処理が実行される間、負荷コンパートメント内の温度を上昇させ、温度を維持する熱サイクル段階をさらに包含する、ＨＩＰなどの熱間加圧に関することができる。（ＨＩＰ）処理後、物品が圧力容器から取り出され得る前に（迅速な）冷却が実行される。本発明の実施形態は、（高い）温度および（高い）圧力処理の方法が、これまで説明された方法実施形態の１つまたは複数による加熱、維持、および冷却の有利な副段階を備えることができ、より一層効率的な処理サイクルをもたらす点で有利である。
【００３１】
本発明の実施形態によれば、高圧処理のための上記で述べられた方法は、この特徴を説明するこれまで説明された実施形態による、圧力媒体の供給を制御するステップをさらに備えることができる。
【００３２】
本発明の実施形態によれば、高圧処理のための上記で述べられた方法は、この特徴を説明する上記で説明された実施形態による、第１の流れ発生器および第２の流れ発生器の少なくとも１つの作動を制御するステップをさらに備えることができる。
【００３３】
本発明のさらなる目的および利点は、例示的な実施形態によって以下において説明される。本発明が特許請求の範囲に列挙される特徴のすべての可能な組合せに関することが留意される。本発明のさらなる特徴および本発明による利点は、添付の特許請求の範囲および本明細書の説明を検討することで明確になるであろう。本明細書で説明されるもの以外の実施形態を作りだすために、本発明のさまざまな特徴が組み合わせられ得ることを当業者は認識する。
【００３４】
本発明の例示的な実施形態は、添付の図を参照して以下で説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】加圧装置の概略的な部分的断面の側面図。
【図２ａ】加圧装置の底部分の概略的な部分的断面の側面図。
【図２ｂ】加圧装置の底部分の概略的な部分的断面の別の側面図。
【図３】加圧装置の概略的な部分的断面の側面図。
【図４】本発明の実施形態による方法の概略図。
【図５】本発明の実施形態による方法の別の概略図。
【図６】本発明の実施形態による方法の別の概略図。
【図７】本発明の実施形態による方法の別の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
すべての図は、概略的であり、必ずしも原寸比ではなく、全般的には本発明の実施形態を解明するために必要である部分のみを示し、ここにおいて、他の部分は省略されるか、または提案されるのみになり得る。
【００３７】
次に本発明は、これ以後、本発明の例示的な実施形態が示される添付の図を参照して説明される。しかし、本発明は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、また、本明細書に記載される本発明の実施形態に限定されると解釈されてはならず、そうではなく、これらの実施形態は、本開示が本発明の範囲を当業者に伝えられるように例として提供される。
【００３８】
図１は、加圧装置１００の概略的な部分的断面の側面図である。加圧装置１００は、参照番号５で概略的に示された少なくとも１つの物品の加圧のために使用されるように意図される。加圧装置１００は、圧力容器２を備える。図１には示されないが、圧力容器２は、圧力容器２へのおよび圧力容器２からの圧力媒体の供給および排出のために１つまたは複数のポート、入口、出口、弁などの要素、手段、モジュールなどを備えることができる。
【００３９】
圧力容器２は、圧力シリンダ１と、上端閉鎖部３と、底端閉鎖部９とを備える。圧力容器２は、炉チャンバ１８を備える。炉チャンバ１８は、たとえば処理サイクルの加圧段階中に圧力容器内で圧力媒体を加熱するために、炉、または加熱器もしくは加熱要素を備える。炉は、参照番号３６によって図１に概略的に示される。図１に示される本発明の実施形態によると、炉３６は、炉チャンバ１８の下側部分に配置され得る。代替的にまたは加えて、炉３６は、炉チャンバ１８の内側、または横方向の表面の近傍に配置され得る。炉チャンバ１８に関連する、たとえば炉チャンバ１８内の炉３６のさまざまな構成および配置が可能であることを理解されたい。炉チャンバ１８に関連する、たとえば炉チャンバ１８内の炉３６のその配置に関する任意の実装が、本明細書に説明される本発明の実施形態のいずれか１つで使用され得る。本出願の文脈では、用語「炉」は、加熱を提供するための要素または手段を指し、一方で用語「炉チャンバ」は、炉、場合によっては負荷構成要素および任意の物品が位置するエリアまたは領域を指す。図１に示されるように、炉チャンバ１８は、圧力容器２の内側空間全体を占有しなくてよく、炉チャンバ１８周りの圧力容器２の内部の中間空間１０を残してもよい。中間空間１０は、圧力媒体案内通路１０を形成する。加圧装置１００の作動中、中間空間１０内の温度は、炉チャンバ１８内の温度より低くなり得るが、中間空間１０および炉チャンバ１８は、等しい、または実質的に等しい圧力であり得る。
【００４０】
圧力容器２の外壁の外面には、チャネル、導管またはチューブなど（図示せず）が設けられてもよく、このチャネル、導管、またはチューブは、たとえば、圧力容器２の外壁の外面に連結するように配置され、圧力容器２の軸方向に平行に通るように配置され得る。圧力容器２の壁の冷却のための冷却剤は、チャネル、導管、またはチューブ内に提供されてもよく、ここでは、圧力容器２の壁は、圧力容器２の作動中に高くなる有害な熱から壁を保護するために冷却され得る。チャネル、導管、またはチューブ内の冷却剤は、たとえば水を備えることができるが、別のまたは他のタイプの冷却剤も可能である。圧力容器２の外壁の外面上に設けられたチャネル、導管、またはチューブ内の冷却剤の例示的な流れは、圧力容器２の外側の矢印によって図１に示される。
【００４１】
いずれの図にも明示的に示されていないが、圧力容器２は、圧力容器２内の任意の物品５が挿入されるか、または取り出され得るように開閉され得るように配置され得る。開閉され得るように圧力容器２を配置することは、当技術分野で知られているようないくつかの異なる方法で実現され得る。図１には明示的に示されていないが、上端閉鎖部３および底端閉鎖部９の一方または両方が、開閉され得るように配置され得る。
【００４２】
炉チャンバ１８は、断熱されたケーシング６、７、８によって封入され、圧力媒体が炉チャンバ１８に出入りできるように配置される。図１に示される本発明の実施形態によると、断熱されたケーシング６、７、８は、断熱部分７と、断熱部分７を部分的に封入するハウジング６と、底部絶縁部分８とを備える。断熱されたケーシングは参照番号６、７、８によって集合的に参照されるが、断熱されたケーシング６、７、８の要素すべてが、断熱されるようにまたは断熱するように配置されなくてもよい。たとえば、ハウジング６は、断熱されるようにまたは断熱するように配置されなくてもよい。
【００４３】
第１の案内通路１３が、断熱部分７と負荷コンパートメント１９の壁との間の、断熱部分７の内側に形成され、負荷コンパートメント１９を通過した圧力媒体を下方向に案内するように配置される。案内通路１１が、断熱部分７とハウジング６との間に形成される。図１に示されるように、案内通路１０、１１、１３は、圧力容器２内にループの少なくとも一部を形成するように配置される。処理サイクル段階中の圧力媒体の流れは、図１に示される圧力容器２内の矢印によって示される。ループの一部は、それぞれハウジング６の部分と断熱部分７との間に形成された圧力媒体案内通路１１を備える。圧力媒体案内通路１１は、炉チャンバ１８を出た後の圧力媒体を上端閉鎖部３に向かって案内するように配置される。
【００４４】
図１の加圧装置は、断熱されたケーシング６、７、８内に配置された第１の流れ発生器３０をさらに備える。本明細書では、第１の流れ発生器３０は、炉チャンバ１８内の圧力媒体の循環のためのファンなどとして例示される。案内通路１３は、第１の流れ発生器３０と流体連通しており、それにより、案内通路１３からの圧力媒体は、第１の流れ発生器３０を介して負荷コンパートメントに再度入ることができる。加圧装置１００は、断熱されたケーシング８の下に配置された第２の流れ発生器３２をさらに備える。第１の流れ発生器３０と同様に、第２の流れ発生器３２もまた、圧力媒体の循環のためのファンなどとして例示される。第２の流れ発生器３２は、第１の流れ発生器３０と流体連通しており、それにより、第２の流れ発生器３２によって循環された圧力媒体は、加圧装置１００の負荷コンパートメント１９内へのさらなる送り出しのために第１の流れ発生器３０に送り出される。
【００４５】
図２ａ〜ｂは、たとえば図１に説明され開示されるような、加圧装置１００の底部分の概略的な部分的断面の側面図である。
【００４６】
図２ａは、加圧装置の処理サイクルの冷却段または段階中の圧力媒体の流れを説明し、図２ｂは、加圧装置の処理サイクルの加熱段または段階中の圧力媒体の流れを説明する。図２ａ〜ｂでは、加圧装置は、断熱されたケーシング内に配置された第１の流れ発生器３０を備える。本明細書では、第１の流れ発生器３０は、炉チャンバ１８内の圧縮媒体の循環のためのファンなどとして例示される。図１に示される本発明の実施形態によると、ファン３０は、たとえば、底部絶縁部分内の上記で述べられた開口部に配置され得る。第１の案内通路１３は、第１の流れ発生器３０と流体連通しており、それにより、案内通路１３からの圧力媒体は、第１の流れ発生器３０を介して負荷コンパートメント１９に再度入ることができる。加圧装置１００は、断熱されたケーシングの下に配置された第２の流れ発生器３２をさらに備える。第１の流れ発生器３０と同様に、第２の流れ発生器３２もまた、圧力媒体の循環のためのファンなどとして例示される。第２の流れ発生器３２は、チューブ３１を介して第１の流れ発生器３０と流体連通しており、それにより、第２の流れ発生器３２によって循環される圧力媒体は、加圧装置の負荷コンパートメント内にさらに送り出すために第１の流れ発生器３０に送り出される。
【００４７】
加圧装置の処理サイクルの冷却段または段階中の流れを説明する図２ａでは、第２の案内通路１０内で案内されて炉チャンバ１８に向かって戻る圧力媒体は、炉チャンバ１８または底部絶縁部分と、底端閉鎖部との間の空間に入ることができる。圧力媒体が第２の案内通路１０を通過し、この案内通路内では、圧力媒体は圧力シリンダの壁の内面の近傍に導かれることによってさらに冷却され得るため、圧力媒体が比較的低温となり得ることが理解されよう。故に、比較的低温の圧力媒体は、負荷コンパートメント内へのさらなる移送のために、第１の流れ発生器３０に向かって、第２の流れ発生器３２を介して移送され得る。加圧装置１００は、第１の案内通路１３から第１の流れ発生器３０への圧力媒体の供給を制御するように構成され、第２の案内通路１０から第２の流れ発生器３２への圧力媒体の供給を制御するように構成された制御装置（図示せず）をさらに備えることができる。制御装置は、第１の流れ発生器３０および／または第２の流れ発生器３２の作動（たとえば１分あたりの回転、ｒｐｍ）を制御するようにさらに構成され得る。たとえば、加圧装置の処理サイクルの比較的迅速な冷却が望まれる場合、制御装置は、たとえば１つまたは複数の弁を（完全に）開くことによって、第２の流れ発生器３２を介して負荷コンパートメントに向かって案内通路１０から比較的低温の圧力媒体の比較的大部分を供給するように構成され得る。
【００４８】
加圧装置の処理サイクルの加熱段または段階中の流れを説明する図２ｂでは、制御装置は、１つまたは複数の弁を閉じることによって第２の流れ発生器３２への圧力媒体のいかなる供給も停止するように構成されてもよく、それにより、チューブ３１を通り、第１の流れ発生器３０に向かって移送される（比較的低温の）圧力媒体は、全くまたは最小限しか移送されないようになる。これと組み合わせて、制御装置は、任意選択により、（比較的暖かい）圧力媒体の循環のための第１の流れ発生器３０への圧力媒体の供給のために１つまたは複数の弁を開くように構成されてもよい。故に、案内通路１３から圧力媒体のみが、第１の流れ発生器３０内に引っ張られ、加圧装置の負荷コンパートメント内にさらに移送され得る。
【００４９】
図３は、例示的な実施形態による加圧装置１００の概略的な部分的断面の側面図である。図示されるような加圧装置１００は、図１に示す加圧装置と共通の多くの特徴および構成要素を有し、これにより、簡単にするために図１に参照されることが理解されよう。図３では、熱交換要素１７０が、加圧装置１００の上端閉鎖部３内に配置される。熱交換要素１７０は、回路１８０を備え、この回路は、上端閉鎖部３内の熱交換要素１７０を通過するように配置された圧力媒体の冷却のために熱交換要素１７０の回路１８０内での冷却媒体の循環を可能する。ハウジング６の開口部からの圧力媒体は、上端閉鎖部３内に配置された熱交換要素１７０の通路２００を通過する。より詳細には、圧力媒体は、熱交換要素１７０の中央部分にある通路２００の入口２０５を介して通路２００に入り、熱交換要素１７０の周囲部分にある出口２１０を介して通路２００を出ることができる。その後、圧力媒体は、第２の案内通路１０内に入ることができる。熱交換要素１７０に入る圧力媒体が、熱交換要素の回路１８０を通過する冷却媒体によって冷却されている熱交換要素１７０と比較的緊密に熱接触し得ることが理解されよう。故に、圧力媒体は、熱交換要素１７０によって効率的におよび／またはすばやく冷却され得る。熱交換要素１７０の回路１８０は、回路１８０への冷却媒体の供給のためにチャネル１９７を介して回路１８０に流体的に連結された入口チューブ１８５を備える。同様に、回路１８０は、回路１８０からの冷却媒体の排出のために回路１８０に流体的に連結された出口チューブ１９５を備える。熱交換要素１７０の作動中、冷却媒体は、これにより、上端閉鎖部３を過ぎる圧力媒体の熱伝達または冷却のために熱交換要素１７０の回路１８０内で循環するように配置される。冷却媒体の温度は圧力媒体の温度よりかなり低いため、冷却媒体から圧力媒体への低温の伝達、または同様に圧力媒体から冷却媒体への熱の伝達も存在する。図３に説明されるような熱交換要素１７０は、概略的であり、他の構成が可能であることが理解されよう。たとえば、熱交換要素１７０は、代替的には、上端閉鎖部３内と同じまたは類似の回路１８０を備えた底端閉鎖部９内に配置されてもよい。
【００５０】
図４は、たとえば図１に例示されるような加圧装置１００内での少なくとも１つの物品の処理のための本発明の実施形態による方法１０１の概略図である。第１に、方法１０１は、炉チャンバ内の少なくとも１つの加熱要素によって、１つまたは複数の物品が内部に配置された負荷コンパートメント内の温度を上昇させるステップ１１０を備える。方法１０１は、時間ｔ0中、温度を上昇させる１１０ことができ、ここにおいて、ｔ0は、処理されるかまたは加工される物品の材料、加圧装置のサイズおよび／または構成などの要因によって決まり得る。時間ｔ0は、たとえば、５時間、好ましくは３時間、より好ましくは１．５時間であり得る。
【００５１】
方法１０１は、任意の、すなわち非特異的な形で温度を上昇させること１１０ができる。しかし、また好ましい実施形態によれば、方法１０１は、少なくとも１０℃／分、好ましくは少なくとも３０℃／分の速度（勾配）ΔＴｉ、Δｔで負荷コンパートメント内の温度を上昇させる１１０ことができる。さらに、また好ましい実施形態によれば、方法１０１は、温度を上昇させる１１０のステップ中、５０℃、好ましくは３５℃、最も好ましくは２０℃の温度間隔ΔＴ0内の温度差を負荷コンパートメント内で維持することができる。
【００５２】
方法１０１の、加圧装置１００の負荷コンパートメント内の温度を上昇させるステップ１１０後、負荷コンパートメント内の温度レベルＴｉは、５００〜３０００℃、好ましくは１０００〜１４００℃、より好ましくはおよそ１２００℃となり得る。
【００５３】
加圧装置１００内の温度を上昇させるステップ１１０後、方法１０１は、（上昇した）温度を選択された時間期間ｔｉの間、上記で述べられた所定の温度レベルＴｉに維持するステップ１２０をさらに備えることができる。Ｔｉを維持する選択された時間期間ｔｉは、０．１〜６時間、好ましくは０．５〜４時間、より好ましくは１〜２時間であり得る。好ましい実施形態によれば、方法１０１は、上昇した温度を負荷コンパートメント内で維持するステップ１２０中、８℃、好ましくは５℃、最も好ましくは２℃の温度間隔ΔＴi内の温度差を負荷コンパートメント内で維持することができる。
【００５４】
方法１０１は、温度を上昇させるステップ１１０および上昇した温度を加圧装置内で維持するステップ１２０の後、負荷コンパートメント内の温度を低下させるステップ１４０をさらに備えることができる。負荷コンパートメント内の温度は、時間ｔ2中、低下され得る１４０。温度低減の速度（勾配）ΔＴd／Δt（すなわち冷却速度）は、少なくとも２００℃／分、好ましくは少なくとも２５０℃／分、より好ましくは少なくとも３００℃／分であり得る。
【００５５】
温度を上昇させるステップ１１０および上昇した温度を加圧装置の負荷コンパートメント１９内で維持するステップ１２０中、図４に概略的に示されるように、方法１０１は、加圧装置内の少なくとも１つの流れ発生器によって圧力容器内で圧力媒体を循環させるステップ１３０をさらに備える。故に、方法１０１は、方法１０１が負荷コンパートメント内の温度を上昇させる１１０の加熱段階中、ならびに方法１０１が上昇した温度を負荷コンパートメント内で維持する１２０の保持段階中の両方において流れ発生器の１つまたは複数を作動させることを備える。方法１０１は、これにより、温度を上昇させる１１０副段階（加熱段階）中ならびに上昇した温度を維持する１２０副段階（保持段階）中の両方において、負荷コンパートメント内の比較的等しいまたは均一な温度分布をもたらすことが理解されよう。換言すれば、温度を上昇させるステップ１１０中の加圧装置の負荷コンパートメント内の温度差ΔＴ0および温度を維持するステップ１２０中の加圧装置の負荷コンパートメント内の温度差ΔＴ1は、本発明の革新的な方法によって比較的小さくなり得る。
【００５６】
図４は、本発明の方法１０１のさらなる実施形態を示す。本明細書では、圧力容器内の圧力媒体は、負荷コンパートメント内の温度を上昇させるステップ１１０中、少なくとも１つの流れ発生器を第１の速度Ｒ1で作動させることによって循環される。さらに、圧力容器内の圧力媒体は、負荷コンパートメント内の温度を維持するステップ１２０中、少なくとも１つの流れ発生器を第２の速度Ｒ2で作動させることによって循環され、ここにおいて、第２の速度Ｒ2は、第１の速度Ｒ1より遅く、すなわちＲ2＜Ｒ1である。たとえば、方法１０１は、流れ発生器の１つまたは複数を、ｔ0中は速度Ｒ1で、ｔ1中は速度Ｒ2で作動させることができる。さらに、方法１０１は、圧力容器内で流れ発生器による強制対流を維持するために、第２の速度Ｒ2を比較的遅く、たとえば最低速度に保つことができる。方法１０１は、さらに、流れ発生器の１つまたは複数を圧力媒体の流体特性に応じた速度で作動させることができる。故に、温度を上昇させるステップ１１０および／または上昇した温度を維持するステップ１２０中、方法は、圧力媒体の流体特性によって決まる速度で流れ発生器を作動させることによって、圧力容器内で圧力媒体を循環させるように構成され得る。
【００５７】
図５は、たとえば図１に例示されるような加圧装置１００内の少なくとも１つの物品の処理のための本発明の実施形態による方法２００の概略図である。さらに、方法２００のステップが、文章内および図４によってこれまで説明されたような方法１０１のステップの１つまたは複数を含み、これにより、理解を高めるために述べられた文章および図に参照されることが理解されよう。最初に、図５のＴ、Ｐ図の最も左の部分において、加熱（すなわち温度上昇Ｔ）は、真空下で実行され、ここでは、圧力Ｐは、大気圧レベルからわずかに低下する。その後、また１つまたは複数の流れ発生器の作動中、圧力容器の負荷コンパートメント内の温度を上昇させ、維持し、および／または冷却するこれまで説明されたステップと組み合わせて、方法２００は、負荷コンパートメント内で圧力を上昇させるステップ２１０をさらに備える。方法２００は、上昇した圧力を選択された時間期間ｔ3の間所定の圧力レベルＰｉに維持するステップ２２０をさらに備える。所定の圧力Ｐｉは、２０〜５００ＭＰａ、好ましくは５０〜３００ＭＰａ、より好ましくは８０〜２５０ＭＰａであり得る。負荷コンパートメント内で圧力を維持するステップ２２０が、（必ずしもそうではないが）負荷コンパートメント内の温度を維持するこれまで説明されたステップと同時に実行され得ることが理解されよう。換言すれば、Ｐｉを維持する選択された時間期間ｔ3は、負荷コンパートメント内でＴｉを維持する選択された時間期間ｔｉに対応することができる。
【００５８】
図６は、少なくとも１つの物品の処理のための本発明の１つまたは複数の実施形態による方法４００の概略図である。たとえば図１に例示されるような加圧装置は、圧力媒体を冷却するための少なくとも１つの要素をさらに備えることができる。故に、温度を上昇させるステップおよび上昇した温度を維持するステップの後、方法４００は、この要素によって負荷コンパートメント内の温度を低下させるステップ４１０を備えることができる。たとえば、要素は、図３に説明されるような加圧装置の上端閉鎖部内に配置された熱交換要素を構成するか、または備えることができる。より詳細には、熱交換要素は、回路を備えることができ、この回路は、上端閉鎖部内の熱交換要素を通過するように配置された圧力媒体の冷却のために熱交換要素の回路内での冷却媒体の循環を可能にする。要素は、代替的に、またはこれと組み合わせて、加圧装置の底端閉鎖部内に配置された熱交換要素を構成するか、または備えることができる。代替的には、またはこれと組み合わせて、要素は、さらに、圧力容器内に配置され、圧力媒体から熱を吸収するように構成された熱吸収要素を構成するか、または備えることができる。方法４００は、圧力容器内で圧力媒体を循環させるステップ４２０をさらに備えることができ、ここでは、圧力媒体は、負荷コンパートメントを通過するように配置される。加圧装置が加圧装置の上端閉鎖部内に配置された熱交換要素を備える場合、方法４００は、圧力媒体の流れが熱交換要素を通るのを可能にするための熱交換要素の通路を通るように圧力媒体を案内するステップ４３０と、熱交換要素を通って流れるように配置された圧力媒体の冷却のために熱交換要素内で冷却媒体を循環させること４４０とをさらに備えることができる。代替的には、または熱交換要素と組み合わせて、加圧装置は、圧力容器内に配置された熱吸収要素を備えることができる。方法４００は、それによって、圧力容器内で圧力媒体を循環させること４５０をさらに備えることができ、ここでは、圧力媒体は、熱吸収要素を通過するように配置される。
【００５９】
方法４００は、ステップ４１０、４２０、４３０、４４０、および／または４５０の１つまたは複数中、１つまたは複数の流れ発生器の少なくとも１つへの圧力媒体の供給を制御するステップ４６０をさらに備えることができる。方法４００は、さらに、ステップ４１０、４２０、４３０、４４０および４５０の１つまたは複数中、１つまたは複数の流れ発生器の少なくとも１つの作動を制御するステップ４７０を備えることができる。図１に例示されるような加圧装置１００によれば、圧力媒体案内通路内で案内され、炉チャンバに向かって戻る圧力媒体は、炉チャンバまたは底部絶縁部分と、底端閉鎖部との間の空間に入ることができる。圧力媒体は熱交換要素を過ぎ、第２の案内通路を通り過ぎ、案内通路内では圧力媒体は圧力シリンダの壁の内面の近傍に導かれることによってさらに冷却され得るため、圧力媒体が比較的低温となり得ることが理解されよう。故に、比較的低温の圧力媒体は、負荷コンパートメント内へのさらなる移送のために、第１の流れ発生器に向かって、第２の流れ発生器を介して移送され得る。故に、第１および／または第２の流れ発生器への圧力媒体の供給を制御するステップ４６０および／または第１および／または第２の流れ発生器の作動（たとえば１分あたりの回転、ｒｐｍ）を制御するステップにより、処理サイクルのより一層制御されたおよび／またはより高速の加熱、保持、および／または冷却段階が、方法４００によって達成され得る。たとえば、方法４００は、１つまたは複数の弁を閉じることによって第２の流れ発生器への圧力媒体のいかなる供給も停止することができ、それにより、（比較的低温の）圧力媒体は全く、または最小限しか循環されないようになる。これと組み合わせて、制御装置は、任意選択により、（比較的暖かい）圧力媒体の循環のための第１の流れ発生器への圧力媒体の供給のために１つまたは複数の弁を開くように構成され得る。
【００６０】
図７は、少なくとも１つの物品の処理のための本発明の１つまたは複数の実施形態による方法５００の概略図である。方法５００は、第１に、加工される少なくとも１つの物品を加圧装置の負荷コンパートメントの内側に配置するステップ５１０を備えることができる。方法５００は、その後、負荷コンパートメント内の温度を上昇させるステップ５２０と、負荷コンパートメント内の圧力を上昇させるステップ５３０とを備えることができる。負荷コンパートメント内における温度を上昇させるステップ５２０および圧力を上昇させるステップ５３０が同時に実行されてもよいことに留意されたい。方法５００は、これまで説明された方法１００、２００、４００の１つまたは複数の少なくとも１つのステップを実行することによって、上昇した温度を選択された時間期間ｔｉの間所定の温度レベルＴｉに維持するステップ５４０をさらに備えることができる。方法５００は、上昇した圧力を選択された時間期間ｔ3の間所定の圧力レベルＰｉに維持するステップ５５０をさらに備えることができる。上昇した温度を維持するステップ５４０および上昇した圧力を維持するステップ５５０は、同時に実行されてもよく、すなわち、Ｐｉを維持する選択された時間期間ｔ3は、負荷コンパートメント内でＴｉを維持する選択された時間期間ｔｉに対応することができる。方法５００は、これまで説明された方法１００、２００、４００の１つまたは複数の少なくとも１つのステップを実行することによって、負荷コンパートメント内の温度を低減するステップ５６０をさらに備えることができる。方法５００は、圧力媒体の供給を制御すること５７０と、第１および第２の流れ発生器の少なくとも１つの作動を制御すること５８０とをさらに備えることができる。
【００６１】
結論として、少なくとも１つの物品を加圧装置内で加工するための方法が、開示される。加圧装置は、圧力シリンダと、圧力媒体を加熱するために内部に配置された炉チャンバとを備える圧力容器を備える。炉チャンバは、少なくとも１つの加熱要素と、少なくとも１つの物品を保持するための負荷コンパートメントとを備え、ここにおいて、負荷コンパートメントは、炉チャンバの内側に配置される。加圧装置は、圧力容器内で圧力媒体を循環させるための少なくとも１つの流れ発生器をさらに備える。方法は、炉チャンバ内の少なくとも１つの加熱要素によって負荷コンパートメント内の温度を上昇させるステップを備える。方法は、上昇した温度を選択された時間期間の間所定の温度レベルに維持するステップをさらに備える。温度を上昇させるステップおよび上昇した温度を維持するステップ中、方法は、少なくとも１つの流れ発生器によって圧力容器内で圧力媒体を循環させるステップをさらに備える。
【００６２】
本発明は添付の図および前述の説明において説明されてきたが、そのような説明は、制限的ではなく、説明的または例示的であると考えられるものであり、本発明は、開示される実施形態に限定されない。開示される実施形態に対する他の変形形態が、図、本開示、および添付の特許請求の範囲を検討することから、特許請求される発明を実践する当業者によって理解され、もたらされ得る。添付の特許請求の範囲では、単語「備えている」は、他の要素またはステップを排除せず、不定冠詞「１つ（ａ）」または「１つ（ａｎ）」は、複数を排除しない。特定の手段が相互に異なる従属請求項で列挙されるという事実だけで、これらの手段の組合せが有効に使用できないことを示すものではない。特許請求の範囲内のいずれの参照記号も、範囲を限定すると解釈されてはならない。
【図１】
2021508289.tif 000003
【図２ａ】
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【図２ｂ】
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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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【手続補正書】
【提出日】令和2年6月22日(2020.6.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧装置内で少なくとも１つの物品を加工するための方法（１００）であって、前記加圧装置が、
圧力シリンダと、圧力媒体を加熱するために内部に配置された炉チャンバとを備える圧力容器と、ここにおいて、前記炉チャンバは、少なくとも１つの加熱要素と、前記少なくとも１つの物品を保持するための負荷コンパートメントとを備え、ここにおいて、前記負荷コンパートメントは、前記炉チャンバ内の内側に配置される、
前記圧力容器内の圧力媒体を循環させるための少なくとも１つの流れ発生器とを備え、ここにおいて、前記方法が、
前記炉チャンバ内の前記少なくとも１つの加熱要素によって前記負荷コンパートメント内の温度を上昇させるステップ（１１０）と、
上昇した温度を選択された時間期間ｔｉの間所定の温度レベルＴｉに維持するステップ（１２０）と、
温度を上昇させる前記ステップおよび上昇した温度を維持する前記ステップ中、
前記少なくとも１つの流れ発生器によって前記圧力容器内で前記圧力媒体を循環させるステップ（１３０）とを備え、
前記方法は、
温度を上昇させる前記ステップ中、
前記少なくとも１つの流れ発生器を第１の速度Ｒ1で作動させることによって前記圧力容器内で前記圧力媒体を循環させることと、
上昇した温度を維持する前記ステップ中、
前記少なくとも１つの流れ発生器を第２の速度Ｒ2で作動させることによって前記圧力容器内で前記圧力媒体を循環させることとをさらに備え、
ここにおいて、前記第２の速度は、前記第１の速度より遅い、方法。
【請求項２】
温度を上昇させる前記ステップ中、
前記温度を少なくとも１０℃／分の速度、好ましくは少なくとも３０℃／分の速度で上昇させることをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
温度を上昇させる前記ステップ中、
前記負荷コンパートメント内の温度差を５０℃、好ましくは３５℃、最も好ましくは２０℃の温度間隔ΔＴ0内に維持することをさらに備える、請求項１から２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４】
上昇した温度を維持する前記ステップ中、
前記負荷コンパートメント内の温度差を８℃、好ましくは５℃、最も好ましくは２℃の温度間隔ΔＴ1内に維持することをさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記負荷コンパートメント内の圧力を上昇させることと、
上昇した温度を選択された時間期間ｔ3の間所定の圧力レベルＰｉに維持することとをさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
温度を上昇させる前記ステップおよび上昇した温度を維持する前記ステップの後、
前記負荷コンパートメント内の温度を低下させること（１４０）をさらに備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記加圧装置が、前記圧力媒体を冷却するための少なくとも１つの要素を備え、前記方法が、
圧力媒体が前記少なくとも１つの要素を通過することを可能にすることによって前記圧力媒体を冷却するステップ（４１０）をさらに備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記加圧装置の前記圧力容器が、上端閉鎖部および底端閉鎖部と、前記上端閉鎖部および前記底端閉鎖部の少なくとも１つ内に配置された少なくとも１つの熱交換要素とをさらに備え、ここにおいて、前記方法が、
前記圧力容器内で圧力媒体を循環させること（４２０）と、ここでは、前記圧力媒体は、前記負荷コンパートメントを通過するように配置され、
圧力媒体の流れが前記少なくとも１つの熱交換要素を通るのを可能にするための前記少なくとも１つの熱交換要素の通路を通るように前記圧力媒体を案内すること（４３０）と、
前記少なくとも１つの熱交換要素を通って流れるように配置された前記圧力媒体の冷却のために前記少なくとも１つの熱交換要素内で冷却媒体を循環させること（４４０）とをさらに備える、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記加圧装置の前記圧力容器が、前記圧力容器内に配置され、前記圧力媒体から熱を吸収するように構成された熱吸収要素をさらに備え、ここにおいて、前記方法が、
前記圧力容器内で圧力媒体を循環させること（４５０）、ここでは、前記圧力媒体は、前記熱吸収要素を通過するように配置される、
をさらに備える、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記炉チャンバが、断熱部分（７）と、前記断熱部分を少なくとも部分的に封入するハウジング（６）とを備える断熱されたケーシング（６、７、８）によって少なくとも部分的に封入され、ここにおいて、前記加圧装置が、前記断熱されたケーシング内に配置された第１の流れ発生器（３０）と、前記断熱されたケーシングの下に配置された第２の流れ発生器（３２）とをさらに備え、ここにおいて、前記方法が、
前記第１の流れ発生器および前記第２の流れ発生器の少なくとも１つへの圧力媒体の供給を制御すること（４６０）をさらに備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の流れ発生器および前記第２の流れ発生器の少なくとも１つの作動を制御すること（４７０）をさらに備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
加圧装置内での少なくとも１つの物品の高圧処理のための方法（５００）であって、前記加圧装置が、
圧力シリンダと、圧力媒体を加熱するために内部に配置された炉チャンバとを備える圧力容器と、ここにおいて、前記炉チャンバは、少なくとも１つの加熱要素と、前記少なくとも１つの物品を保持するための負荷コンパートメントと備え、ここにおいて、前記負荷コンパートメントは、前記炉チャンバ内の内側に配置される、
前記圧力容器内で圧力媒体を循環させるための少なくとも１つの流れ発生器とを備え、ここにおいて、前記方法が、一連のステップ、すなわち
加工される少なくとも１つの物品を前記負荷コンパートメントの内側に配置するステップ（５１０）と、
前記負荷コンパートメント内の温度を上昇させるステップ（５２０）、および前記負荷コンパートメント内で圧力を上昇させるステップ（５３０）と、
請求項１から５のいずれか一項に記載の方法を実行することによって、上昇した温度を選択された時間期間ｔｉの間所定の温度レベルＴｉに維持するステップ（５４０）、および上昇した温度を選択された時間期間ｔ3の間所定の圧力レベルＰｉに維持するステップ（５５０）と、
請求項６から９のいずれか一項に記載の方法を実行することによって、前記負荷コンパートメント内の温度を低減するステップ（５６０）とを備える、方法（５００）。
【請求項１３】
請求項１０に記載の圧力媒体の供給を制御すること（５７０）をさらに備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の前記第１の流れ発生器および前記第２の流れ発生器の少なくとも１つの作動を制御すること（５８０）をさらに備える、請求項１２または１３に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
本発明は添付の図および前述の説明において説明されてきたが、そのような説明は、制限的ではなく、説明的または例示的であると考えられるものであり、本発明は、開示される実施形態に限定されない。開示される実施形態に対する他の変形形態が、図、本開示、および添付の特許請求の範囲を検討することから、特許請求される発明を実践する当業者によって理解され、もたらされ得る。添付の特許請求の範囲では、単語「備えている」は、他の要素またはステップを排除せず、不定冠詞「１つ（ａ）」または「１つ（ａｎ）」は、複数を排除しない。特定の手段が相互に異なる従属請求項で列挙されるという事実だけで、これらの手段の組合せが有効に使用できないことを示すものではない。特許請求の範囲内のいずれの参照記号も、範囲を限定すると解釈されてはならない。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］  加圧装置内で少なくとも１つの物品を加工するための方法（１００）であって、前記加圧装置が、
圧力シリンダと、圧力媒体を加熱するために内部に配置された炉チャンバとを備える圧力容器と、ここにおいて、前記炉チャンバは、少なくとも１つの加熱要素と、前記少なくとも１つの物品を保持するための負荷コンパートメントとを備え、ここにおいて、前記負荷コンパートメントは、前記炉チャンバ内の内側に配置される、
前記圧力容器内の圧力媒体を循環させるための少なくとも１つの流れ発生器とを備え、ここにおいて、前記方法が、
前記炉チャンバ内の前記少なくとも１つの加熱要素によって前記負荷コンパートメント内の温度を上昇させるステップ（１１０）と、
上昇した温度を選択された時間期間ｔｉの間所定の温度レベルＴｉに維持するステップ（１２０）と、
温度を上昇させる前記ステップおよび上昇した温度を維持する前記ステップ中、
前記少なくとも１つの流れ発生器によって前記圧力容器内で前記圧力媒体を循環させるステップ（１３０）とを備える、方法。
［２］  温度を上昇させる前記ステップ中、
前記少なくとも１つの流れ発生器を第１の速度Ｒ1で作動させることによって前記圧力容器内で前記圧力媒体を循環させることと、
上昇した温度を維持する前記ステップ中、
前記少なくとも１つの流れ発生器を第２の速度Ｒ2で作動させることによって前記圧力容器内で前記圧力媒体を循環させることとをさらに備え、
ここにおいて、前記第２の速度は、前記第１の速度より遅い、［１］に記載の方法。
［３］  温度を上昇させる前記ステップ中、
前記温度を少なくとも１０℃／分の速度、好ましくは少なくとも３０℃／分の速度で上昇させることをさらに備える、［１］または［２］に記載の方法。
［４］  温度を上昇させる前記ステップ中、
前記負荷コンパートメント内の温度差を５０℃、好ましくは３５℃、最も好ましくは２０℃の温度間隔ΔＴ0内に維持することをさらに備える、［１］から［３］のいずれか一項に記載の方法。
［５］  上昇した温度を維持する前記ステップ中、
前記負荷コンパートメント内の温度差を８℃、好ましくは５℃、最も好ましくは２℃の温度間隔ΔＴ1内に維持することをさらに備える、［１］から［４］のいずれか一項に記載の方法。
［６］  前記負荷コンパートメント内の圧力を上昇させることと、
上昇した温度を選択された時間期間ｔ3の間所定の圧力レベルＰｉに維持することとをさらに備える、［１］から［５］のいずれか一項に記載の方法。
［７］  温度を上昇させる前記ステップおよび上昇した温度を維持する前記ステップの後、
前記負荷コンパートメント内の温度を低下させること（１４０）をさらに備える、［１］から［６］のいずれか一項に記載の方法。
［８］  前記加圧装置が、前記圧力媒体を冷却するための少なくとも１つの要素を備え、前記方法が、
圧力媒体が前記少なくとも１つの要素を通過することを可能にすることによって前記圧力媒体を冷却するステップ（４１０）をさらに備える、［１］から［７］のいずれか一項に記載の方法。
［９］  前記加圧装置の前記圧力容器が、上端閉鎖部および底端閉鎖部と、前記上端閉鎖部および前記底端閉鎖部の少なくとも１つ内に配置された少なくとも１つの熱交換要素とをさらに備え、ここにおいて、前記方法が、
前記圧力容器内で圧力媒体を循環させること（４２０）と、ここでは、前記圧力媒体は、前記負荷コンパートメントを通過するように配置され、
圧力媒体の流れが前記少なくとも１つの熱交換要素を通るのを可能にするための前記少なくとも１つの熱交換要素の通路を通るように前記圧力媒体を案内すること（４３０）と、
前記少なくとも１つの熱交換要素を通って流れるように配置された前記圧力媒体の冷却のために前記少なくとも１つの熱交換要素内で冷却媒体を循環させること（４４０）とをさらに備える、［８］に記載の方法。
［１０］  前記加圧装置の前記圧力容器が、前記圧力容器内に配置され、前記圧力媒体から熱を吸収するように構成された熱吸収要素をさらに備え、ここにおいて、前記方法が、
前記圧力容器内で圧力媒体を循環させること（４５０）、ここでは、前記圧力媒体は、前記熱吸収要素を通過するように配置される、
をさらに備える、［８］または［９］に記載の方法。
［１１］  前記炉チャンバが、断熱部分（７）と、前記断熱部分を少なくとも部分的に封入するハウジング（６）とを備える断熱されたケーシング（６、７、８）によって少なくとも部分的に封入され、ここにおいて、前記加圧装置が、前記断熱されたケーシング内に配置された第１の流れ発生器（３０）と、前記断熱されたケーシングの下に配置された第２の流れ発生器（３２）とをさらに備え、ここにおいて、前記方法が、
前記第１の流れ発生器および前記第２の流れ発生器の少なくとも１つへの圧力媒体の供給を制御すること（４６０）をさらに備える、［１］から［１０］のいずれか一項に記載の方法。
［１２］  前記第１の流れ発生器および前記第２の流れ発生器の少なくとも１つの作動を制御すること（４７０）をさらに備える、［１１］に記載の方法。
［１３］  加圧装置内での少なくとも１つの物品の高圧処理のための方法（５００）であって、前記加圧装置が、
圧力シリンダと、圧力媒体を加熱するために内部に配置された炉チャンバとを備える圧力容器と、ここにおいて、前記炉チャンバは、少なくとも１つの加熱要素と、前記少なくとも１つの物品を保持するための負荷コンパートメントと備え、ここにおいて、前記負荷コンパートメントは、前記炉チャンバ内の内側に配置される、
前記圧力容器内で圧力媒体を循環させるための少なくとも１つの流れ発生器とを備え、ここにおいて、前記方法が、一連のステップ、すなわち
加工される少なくとも１つの物品を前記負荷コンパートメントの内側に配置するステップ（５１０）と、
前記負荷コンパートメント内の温度を上昇させるステップ（５２０）、および前記負荷コンパートメント内で圧力を上昇させるステップ（５３０）と、
［１］から［６］のいずれか一項に記載の方法を実行することによって、上昇した温度を選択された時間期間ｔｉの間所定の温度レベルＴｉに維持するステップ（５４０）、および上昇した温度を選択された時間期間ｔ3の間所定の圧力レベルＰｉに維持するステップ（５５０）と、
［７］から［１０］のいずれか一項に記載の方法を実行することによって、前記負荷コンパートメント内の温度を低減するステップ（５６０）とを備える、方法（５００）。
［１４］  ［１１］に記載の圧力媒体の供給を制御すること（５７０）をさらに備える、［１３］に記載の方法。
［１５］  ［１２］に記載の前記第１の流れ発生器および前記第２の流れ発生器の少なくとも１つの作動を制御すること（５８０）をさらに備える、［１３］または［１４］に記載の方法。
【国際調査報告】
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2021508289.tif 000012
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