JP2005313156A - 真空維持装置とその真空維持方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 真空維持装置は、両筒端に各々装着されて当該筒端を密封する密封具を備え、前記密封具は、筒端に固定される筒端固定部材と当該筒端固定部材に筒軸方向に螺合する螺合部材と、
前記筒端固定部材及び螺合部材と筒端側の筒内周面又は筒外周面との間に形成された還状収納部と、前記還状収納部に嵌合された複数の還状シール部材と、前記還状シール部材間に介在し筒軸方向に摺動自在な還状介在部材とを備え、
前記螺合部材の筒端固定部材へのネジ込みに応じた挟圧で前記還状シール部材を弾性変形させ、筒軸方向にわたって前記還状シール部材の数に相応する複数段のシール部を設けた構成とした。
【選択図】図1
Description
このような例として、エタノール蒸留産業でのエタノールの脱水工程や、レンズや半導体の洗浄に利用されたIPA(イソプロピルアルコール)を主成分とする物質の脱水再生工程が注目されている。
この場合、筒体の両筒端を塞ぐ密封具において、密封材として従来から樹脂やガラス等が用いられている。
即ち、請求項1の発明は、筒内部を負圧として筒外部の混合物質中の所要の成分を筒壁を透過させて分離する透過性成分分離筒状部材の両筒端を塞ぐ真空維持装置において、前記真空維持装置は、両筒端に各々装着されて当該筒端を密封する密封具を備え、
前記密封具は、筒端に固定される筒端固定部材と当該筒端固定部材に筒軸方向に螺合する螺合部材と、前記筒端固定部材及び螺合部材と筒端側の筒内周面又は筒外周面との間に形成された還状収納部と、前記還状収納部に嵌合された複数の還状シール部材と、前記還状シール部材間に介在し筒軸方向に摺動自在な還状介在部材とを備え、
前記螺合部材の筒端固定部材へのネジ込みに応じた挟圧で前記還状シール部材を弾性変形させ、筒軸方向にわたって前記還状シール部材の数に相応する複数段のシール部を設けたことを特徴とする。
前記螺合部材の筒端固定部材へのネジ込みに応じた挟圧で前記還状シール部材を弾性変形させてシール部を設けると共に、少なくとも当該環状シール部材が接する筒内周面に不透過処理を施したことを特徴とする。
前記螺合部材の筒端固定部材へのネジ込みに応じた挟圧で前記還状シール部材を弾性変形させ、筒軸方向にわたって前記還状シール部材の数に相応する複数段のシール部を設けて、
何れか一段或いは数段のシール部がシール機能不全になっても残る少なくとも一段のシール部によってシール機能を維持させ、或いは、更なるネジ込みにより、残る少なくとも一段のシール部によってシール機能を維持させることを特徴とする。
前記螺合部材の筒端固定部材へのネジ込みに応じた挟圧で前記還状シール部材を弾性変形させてシール部を設けると共に、少なくとも当該環状シール部材が接する筒内周面に不透過処理を施し、一段のシール部によってシール機能を維持させることを特徴とする。
環状シール部材が接する筒内周面に不透過処理を施すことによって、単一の環状シール部材を用いた一段のシール部であっても、多段の場合と同様に、従来に較べて、長期の耐久性を有すると共に、一定の振動吸収機能を有し、密封材起因の有害物質の製品への溶出懸念が解消でき、更には、筒体及び当該筒体の両端を塞ぐ密封具等を一組として取り替える必要性がない真空維持装置を提供することができる。
この含水エタノールはエタノール、水を必須成分とし、その他のメチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、アセトアルデヒド等を任意成分とする混合物質である。
実施例1は還状シール部材として二つのOリングを筒体(透過性成分分離筒状部材)の筒内周面側に配設した内側密封方式、即ち栓型の真空維持装置、実施例2は三つのOリングによる内側密封方式、即ち栓型の真空維持装置、実施例3は二つのOリングを筒体の筒外周面側に配設した外側密封方式、即ち蓋型の真空維持装置、実施例4は三つのOリングによる外側密封方式、即ち蓋型の真空維持装置である。
実施例5は、ゼオライト膜が施されていない筒体の筒端面や筒内周面や筒外周面の所要部分等に、透過性成分の透過を防ぐ不透過処理を施すことによって、本発明の真空維持装置の実効性を高めた例である。
図1は筒体に装着された真空維持装置の縦断側面図、図2は真空維持装置を分解した状態の縦断側面図、図3は真空維持装置を構成する一方の密封具の縦断側面図、図4は真空維持装置を構成する他方の密封具の縦断側面図である。
筒体1は、真空発生手段3によって中空部の筒内部4が負圧とされると、筒外部の混合物質(図示せず)中の所要の成分即ち目的成分を筒壁を透過させて分離する機能を備えている。このような筒体1としては、例えば、筒外周表面にゼオライト膜が施された多孔質素材を用いる。尚、ゼオライト膜が施された筒体については後述する。
この実施例1では、図示のように、両筒端に各々装着された密封具20、30のうちの一方の密封具20が、混合物質の容器壁面2に係脱自在に固着され、且つ容器壁面2に固着された密封具20を貫通して容器外へと、筒内部4に透過した目的成分を容器の外部に取り出すための流出路5が形成されている。
又、図示はしていないが、双方の密封具20、30を各々容器壁面に固着して各々に同様の流出路を形成してもよい。この場合には、図1における符号30で示された密封具が符号20の密封具となる。
尚、螺合部材22、23の筒端側端面には、筒端外側から当該螺合部材22、32をネジ回すことができる回し手段として、例えばマイナスドライバー(図示せず)が係脱自在に係合する係合手段23、33が設けられている。
この係合手段23、33は、マイナスドライバー様のもので無ければ図示のような凹部に限らず凸部であってもよく、要は、回し手段の差込側先端部と係脱自在に係合する相補形状を持つ構成であればよい。
こうして、前記段差部の段差面26、36と低周面25、35と前記段差面26、36に相対する筒端固定部材21、31の筒内側端面28、38とで、螺合部材22、32の外周面に、換言すれば、筒端固定部材21、31及び螺合部材22、32と筒端側の筒内周面との間に、断面凹状の凹部(当該凹部の底が低周面25、35)の開放側が筒内周面側に向いた還状収納部29、39が設けられている。
従って、螺合部材22、32の筒端固定部材21、31へのネジ込みに応じた挟圧で、筒端方向に向けて、間に還状介在部材41を介在させた複数の環状シール部材40(Oリング40a、40b)からなる還状シール部材群を筒軸方向の両側から押すことで、複数の還状シール部材40(40a、40b)を各々弾性変形させることができ、筒軸方向にわたって還状シール部材40としてのOリング40a、40bの数に相応する複数段のシール部を設けることができる。
筒体1の両端の何れか一方又は双方において、この一次Oリング40a、40aが本過程の経過により例えば腐蝕してシール機能不全に陥ると、残る一つの、即ち筒端側にあるOリング40b、40b(以下、二次Oリングともいう)が含水エタノールに接触してこれをシールし、引き続き本過程の真空状態を維持する。
このように、二次Oリング40b、40bは一次Oリング40a、40aのいわゆるバックアップ機能を果たすことになるので、結果的に本過程における真空状態中断させることなく長期にわたって維持させることができる。
具体的には、螺合部材22、32の係合部23、33に回し手段としてのマイナスドライバー(図示せず)を挿入し、「ネジ締め」の原理により嵌合収納部29、39の軸方向長さ間隔幅を狭くすることにより、金属リング41aを中にして左右のOリング(40a、40b及び40a、40b)が圧縮され、変形する。
図5は筒体に装着された真空維持装置の縦断側面図、図6は真空維持装置を分解した状態の縦断側面図、図7は真空維持装置を構成する一方の密封具の縦断側面図、図8は真空維持装置を構成する他方の密封具の縦断側面図である。
尚、図において、上記実施例1及び図1乃至図4に用いた符号と同じ符号は実質的に同内容であるので説明を省略する。
図9は筒体に装着された真空維持装置の縦断側面図、図10は真空維持装置を分解した状態の縦断側面図、図11は真空維持装置を構成する一方の密封具の縦断側面図、図12は真空維持装置を構成する他方の密封具の縦断側面図である。
尚、上記実施例1乃至2及び図1乃至図8に用いた符号と同じ符号は実質的に同内容であるので説明を省略する。
この実施例2では、図示のように、両筒端に各々装着された密封具200、300のうちの一方の密封具200は、混合物質の容器壁面2に係脱自在に固着され、且つ容器壁面2に固着された密封具200を貫通して容器外へと、透過成分即ち筒壁を透過した目的成分を取り出す流出路5が形成されている。
しかし、上記実施例1及び2と同様に、これに限らず、図示はしていないが、双方の密封具200、300を各々容器壁面2に固着して同様の流出路(図示せず)を各々に形成してもよい。
即ち、この還状収納部290、390は、螺合部材220、320のネジ込み先端側端面と当該ネジ込み先端側端面に相対する筒端固定部材210、310の冠状部212、312の内面と筒端固定部材210、310の筒端覆い部211、311の内面とで構成されている。
ネジ込み方向後端側の螺合部材220、230の筒中央側端部外周面に、筒外から当該螺合部材220、230をネジ回す回し手段(図示せず)が係合する係合手段として、回し手段の少なくとも一部が係合する、例えばナット形状等(図示せず)としておけばよい。この係合手段も実施例1及び2とは異なる。
このように、二次Oリング40b、40bは一次Oリング40a、40aのいわゆるバックアップ機能を果たすことになるので、結果的に本過程における真空状態中断させることなく長期にわたって維持させることができる。
従って、具体的には、螺合部材220、320の係合部23、33に回し手段としてのマイナスドライバー(図示せず)を挿入し、「ネジ締め」の原理により嵌合収納部29、39の軸方向長さ間隔幅を狭くすることにより、金属リング41aを中にして左右のOリング(40a、40b及び40a、40b)が圧縮され、変形する。
図13は筒体に装着された真空維持装置の縦断側面図、図14は真空維持装置を分解した状態の縦断側面図、図15は真空維持装置を構成する一方の密封具の縦断側面図、図16は真空維持装置を構成する他方の密封具の縦断側面図である。
尚、図において、上記実施例1乃至3及び図1乃至図12に用いた符号と同じ符号は実質的に同内容であるので説明を省略する。
その他の構成及び作用は実施例1乃至3と実質的に同様である。
尚、二以上のOリングとは、実際の利用においては具体的に三つのOリングや四つのOリングを用いて構成することも可能であり、この場合、二つのOリングを用いて構成した場合に比較して、当然のことながら長期の耐久性を有することなる。
図17は筒外周面にのみゼオライト膜が施された構成の説明図、図18は筒外周面から筒端面を経て筒内部側にまでゼオライト膜が施された構成の説明図、図19は不透過処理が施された構成の説明図である。
尚、図17乃至図19においては、何れも作図の都合上、一つの環状シール部材(一次Oリング40a)と一つの還状介在部材(金属リング41a)を示し、他の環状シール部材即ち二次Oリング40b)以下を省略している。
筒内部側に施されるゼオライト膜6は、筒端側から最奥に位置する最終次Oリング(図示せず)を越えて製膜することが好ましい。この場合、筒壁の筒端側を予め曲面化、例えば図示のように筒壁の端を断面U字状に曲面化しておく方が製膜し易い。
このように製膜することにより、ゼオライト膜6を経ない目的外成分の浸透(リーク)を防ぐことができる。
しかし、このような製膜は、技術的には可能であるが、加工の手間が掛かる上に歩留まりが悪いため、現状の製膜設備での工業化では経済的でなく、問題がある。
図示の例では、筒外周面から筒端面を経て筒内部側の最奥に位置する還状リング部材としてのOリング(最終次Oリング)が接している部位に対応するまでの筒内周面に不透過処理7を一連に施した構成としてある。
しかし、この例に限らず、必ずしも筒端側の筒外周面側からの必要はなく、例えば図示されていないが、ゼオライト膜が筒外周面の筒端にまで施されている場合には筒端面及筒端面から連続的に筒内部側即ち所要の筒内周面にかけて不透過処理7を施せばよいし、混合物質の成分如何によっては、単に、筒端から筒内周面、或いは、少なくとも、環状シール部材としてのOリングが接する筒内周面の部分に適宜不透過処理7を施すだけでもよい。
尚、図18で説明したように、この場合、筒壁の筒端側を予め曲面化しておく方が好ましいが、図19の丸印に示すように、この曲面化処理は必ずしも必要ではない。
釉薬は、例えば、媒溶剤、珪酸、カオリン等の市販材料と水とで調合する。媒溶剤としては、珪砂や石英等の珪酸を溶融させる長石や鉛、硼酸、石灰、灰類等のアルカリを媒溶剤(アルカリ媒溶剤)として用いる。珪酸は過溶融を適度に抑制する機能も果たす。カオリンは素地に密着させる働きをし、粘土類である。
こうして、釉薬を施した後、所定温度例えば1200〜1300℃で溶融することによって、筒体の両端面側の所要部分が不透化処理7される。
又、この場合においても、不透過処理7として釉薬シール処理を施す領域(範囲は)は上述した複数の環状シール部材40に対する不透過処理7と同様であり、少なくとも、当該単一の環状シール部材40が接する筒内周面の部分には不透過処理7を施す必要がある。
2 容器壁面
4 筒内部
6 ゼオライト膜
7 不透過処理(釉薬シール)
10 真空維持装置
20、30、200、300 密封具
21、31、210、310 筒端固定部材(密封具)
22、32、220、320 螺合部材(密封具)
23、33 係合手段
25、35 低周面(螺合部材)
26、36 段差面(螺合部材)
28、38 筒内側端面(筒端固定部材)
29、39、290、390 還状収納部
40 環状シール部材(環状シール部材群)
40a、40b、40c Oリング(環状シール部材)
41 還状介在部材
41a、41b 金属リング(還状介在部材)
211、311 筒外周覆い部(実施例3及び4の筒端固定部材)
212、312 冠状部(実施例3及び4の筒端固定部材)
221、311 貫通孔(実施例3及び4の筒端固定部材)
Claims (33)
- 筒内部を負圧として筒外部の混合物質中の所要の成分を筒壁を透過させて分離する透過性成分分離筒状部材の両筒端を塞ぐ真空維持装置において、
前記真空維持装置は、両筒端に各々装着されて当該筒端を密封する密封具を備え、
前記密封具は、筒端に固定される筒端固定部材と当該筒端固定部材に筒軸方向に螺合する螺合部材と、
前記筒端固定部材及び螺合部材と筒端側の筒内周面又は筒外周面との間に形成された還状収納部と、前記還状収納部に嵌合された複数の還状シール部材と、前記還状シール部材間に介在し筒軸方向に摺動自在な還状介在部材とを備え、
前記螺合部材の筒端固定部材へのネジ込みに応じた挟圧で前記還状シール部材を弾性変形させ、筒軸方向にわたって前記還状シール部材の数に相応する複数段のシール部を設けたことを特徴とする真空維持装置。 - 筒内部を負圧として筒外部の混合物質中の所要の成分を筒壁を透過させて分離する透過性成分分離筒状部材の両筒端を塞ぐ真空維持装置において、
前記真空維持装置は、両筒端に各々装着されて当該筒端を密封する密封具を備え、
前記密封具は、筒端に固定される筒端固定部材と当該筒端固定部材に筒軸方向に螺合する螺合部材と、
前記筒端固定部材及び螺合部材と筒端側の筒内周面又は筒外周面との間に形成された還状収納部と、前記還状収納部に嵌合された単一の還状シール部材とを備え、
前記螺合部材の筒端固定部材へのネジ込みに応じた挟圧で前記還状シール部材を弾性変形させてシール部を設けると共に、少なくとも当該環状シール部材が接する筒内周面に不透過処理を施したことを特徴とする真空維持装置。 - 両筒端に各々装着された密封具の双方又は少なくとも一方は、混合物質の容器壁面に係脱自在に固着され、且つ容器壁面に固着された密封具を貫通して容器外に透過させた成分を取り出す流出路が形成されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の真空維持装置。
- 筒端固定部材には筒軸方向に貫通ネジ穴を形成し、
螺合部材には、筒内から筒端外に向けて前記貫通ネジ穴にネジ込まれた当該螺合部材の筒内側の外周面に、単一の還状シール部材又は筒端方向に向けて複数の環状シール部材からなる還状シール部材群、を押す段差面を有する段差部を形成すると共に、当該段差部の低周面が前記貫通ネジ穴に嵌入可能に形成し、
前記段差面と低周面と前記段差面に相対する筒端固定部材の筒内側端面とで、凹部の開放側が筒内周面側に向いた断面凹状の還状収納部を設けたことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の真空維持装置。 - 還状収納部の低周面に、単一の還状シール部材、又は、複数の還状シール部材及び還状介在部材からなる環状シール部材群を設けたことを特徴とする請求項4に記載の真空維持装置。
- 螺合部材の筒端側端面には、筒端外側から当該螺合部材をネジ回す回し手段が係合する係合手段を設けたことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れかに記載の真空維持装置。
- 係合手段は、回し手段の差込側先端部と係脱自在な構成であることを特徴とする請求項6に記載の真空維持装置。
- 筒端から単一の還状シール部材が接するまでの筒内周面に、不透過処理を施したことを特徴とする請求項2乃至請求項7の何れかに記載の真空維持装置。
- 筒端面及び当該筒端面に連続して単一の還状シール部材が接するまでの筒内周面に、不透過処理を施したことを特徴とする請求項2乃至請求項7の何れかに記載の真空維持装置。
- 筒端から単一の還状シール部材に対応するまでの筒外周面に、不透過処理を施したことを特徴とする請求項2乃至請求項7の何れかに記載の真空維持装置。
- 筒端面に連続して単一の還状シール部材に対応するまでの筒外周面に、不透過処理を施したことを特徴とする請求項2乃至請求項7の何れかに記載の真空維持装置。
- 筒端から、少なくとも複数段の、筒奥に向けて設けられた還状シール部材が接するまでの筒内周面に、不透過処理を施したことを特徴とする請求項1、請求項3乃至請求項7の何れかに記載の真空維持装置。
- 筒端面及び当該筒端面に連続して、少なくとも複数段の、筒奥に向けて設けられた還状シール部材が接するまでの筒内周面に、不透過処理を施したことを特徴とする請求項1、請求項3乃至請求項7の何れかに記載の真空維持装置。
- 筒端から最奥に設けられた還状シール部材が接するまでの筒内周面に、不透過処理を施したことを特徴とする請求項1、請求項3乃至請求項7の何れかに記載の真空維持装置。
- 筒端面及び当該筒端面に連続して最奥に設けられた還状シール部材が接するまでの筒内周面に、不透過処理を施したことを特徴とする請求項1、請求項3乃至請求項7の何れかに記載の真空維持装置。
- 筒端から、筒内に設けられた少なくとも最も筒端側の還状シール部材に対応するまでの筒外周面に、不透過処理を施したことを特徴とする請求項12乃至請求項15の何れかに記載の真空維持装置。
- 筒端面に連続して、筒内に設けられた少なくとも最も筒端側の還状シール部材に対応するまでの筒外周面に、不透過処理を施したことを特徴とする請求項12乃至請求項15の何れかに記載の真空維持装置。
- 筒端から、筒内に設けられた最奥の還状シール部材に対応するまでの筒外周面に、不透過処理を施したことを特徴とする請求項12乃至請求項15の何れかに記載の真空維持装置。
- 筒端面に連続して、筒内に設けられた最奥の還状シール部材に対応するまでの筒外周面に、不透過処理を施したことを特徴とする請求項12乃至請求項15の何れかに記載の真空維持装置。
- 不透過処理は釉薬シール処理であることを特徴とする請求項2乃至請求項19の何れかに記載の真空維持装置。
- 釉薬シール処理は、釉薬と水との混合スラリーを筒体の所要部分に施した後、所定温度で溶融処理することを特徴とする請求項20に記載の真空維持装置。
- 釉薬は、アルカリ性の媒溶剤と、溶け過ぎを抑制する珪酸と、素地への密着性を高めるカオリンとを含むことを特徴とする請求項20又は請求項21に記載の真空維持装置。
- 筒端固定部材には筒端側の筒外周面を覆う筒外周覆い部と当該筒外周覆い部と連続して筒端側を覆う冠状部とを形成し、
螺合部材には筒端が嵌入する貫通穴を形成すると共に、当該貫通穴を介して筒中央側に嵌挿された螺合部材が前記筒外周覆い部の内周面と螺合しつつ当該筒外周覆い部と筒外周面との還状間隙に進退自在に形成して、
前記筒端固定部材の筒外周覆い部及び冠状部と螺合部材の進入側端面とで、凹部の開放側が筒外周面側に向いた断面凹状の還状収納部を設けたことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の真空維持装置。 - 還状収納部の筒外周面に、還状シール部材及び還状介在部材からなる環状シール部材群を設けたことを特徴とする請求項23に記載の真空維持装置。
- 螺合部材の筒中央側端部外周面には、筒外から当該螺合部材をネジ回す回し手段が係合する係合手段を設けたことを特徴とする請求項23又は請求項24に記載の真空維持装置。
- 係合手段は、回し手段の少なくとも一部が係合するナット形状であることを特徴とする請求項25に記載の真空維持装置。
- 透過性成分分離筒状部材は多孔質素材で形成されたことを特徴とする請求項1乃至請求項26の何れかに記載の真空維持装置。
- 透過性成分分離筒状部材は筒外周面にゼオライト膜が施されたことを特徴とする請求項1乃至請求項27の何れかに記載の真空維持装置。
- 還状シール部材と還状介在部材とは、環状シール部材が少なくとも両端に位置するよう交互に配設されたことを特徴とする請求項1、請求項3乃至請求項7、請求項12乃至請求項28の何れかに記載の真空維持装置。
- 環状シール部材はOリング又はその他の還状に形成された変形復元自在な有弾性部材であることを特徴とする請求項1乃至請求項29の何れかに記載の真空維持装置。
- 還状介在部材は還状に形成された金属部材又はその他の変形し難い硬質部材であることを特徴とする請求項1、請求項3乃至請求項7、請求項12乃至請求項30の何れかに記載の真空維持装置。
- 筒内部を負圧として筒外部の混合物質中の所要の成分を筒壁を透過させて分離する透過性成分分離筒状部材の両筒端を塞ぐ真空維持装置の真空維持方法において、
前記真空維持装置は、前記両筒端に各々装着されて当該筒端を密封する密封具を備え、
前記密封具は、筒端に固定される筒端固定部材と当該筒端固定部材に筒軸方向に螺合する螺合部材と、
前記筒端固定部材及び螺合部材と筒端側の筒内周面又は筒外周面との間に形成された還状収納部と、前記還状収納部に嵌合された複数の還状シール部材と、前記還状シール部材間に介在し筒軸方向に摺動自在な還状介在部材とを備え、
前記螺合部材の筒端固定部材へのネジ込みに応じた挟圧で前記還状シール部材を弾性変形させ、筒軸方向にわたって前記還状シール部材の数に相応する複数段のシール部を設けて、
何れか一段或いは数段のシール部がシール機能不全になっても残る少なくとも一段のシール部によってシール機能を維持させ、或いは、更なるネジ込みにより、残る少なくとも一段のシール部によってシール機能を維持させることを特徴とする真空維持方法。 - 筒内部を負圧として筒外部の混合物質中の所要の成分を筒壁を透過させて分離する透過性成分分離筒状部材の両筒端を塞ぐ真空維持装置の真空維持方法において、
前記真空維持装置は、前記両筒端に各々装着されて当該筒端を密封する密封具を備え、
前記密封具は、筒端に固定される筒端固定部材と当該筒端固定部材に筒軸方向に螺合する螺合部材と、
前記筒端固定部材及び螺合部材と筒端側の筒内周面又は筒外周面との間に形成された還状収納部と、前記還状収納部に嵌合された単一の還状シール部材とを備え、
前記螺合部材の筒端固定部材へのネジ込みに応じた挟圧で前記還状シール部材を弾性変形させてシール部を設けると共に、少なくとも当該環状シール部材が接する筒内周面に不透過処理を施し、一段のシール部によってシール機能を維持させることを特徴とする真空維持方法。
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