JP2005334823A - 処理容器、並びに処理容器用供給装置及び排出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】強制的な攪拌手段を設けることなく雰囲気の均一化を図ることができる処理容器等を提供する。
【解決手段】圧力容器１は、被処理物２７を収容する容器部３と、容器部内に処理流体を供給する供給装置５と、容器部内から処理流体を排出する排出装置７とを備える。供給装置は、容器部内において開口する複数の供給口１７と、それら供給口が連通する第一の環状均一管１５とを有している。排出装置は、容器部内において開口する複数の排出口２１と、それら排出口が連通する第二の環状均一管１９とを有している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、処理容器、並びに処理容器用供給装置及び排出装置に関するものである。

従来より、加熱や加圧などを行う処理装置としてオートクレーブがある。オートクレーブには、内部に供給される処理流体毎に、単一の供給口及び排出口が設けられていた。しかしながら、このような従来のオートクレーブでは、容器内における供給口及び排出口に近い部分と遠い部分とで、供給状態や排出状態に相対的なばらつきが生じ、処理にむらが生じるおそれがあった。

また、このような問題に対処するものとして、例えば、特許文献１に開示された装置がある。かかる装置では、容器内の対向する側壁に複数のファンを配置し、雰囲気を攪拌することで温度むらを解消するように企図されていた。しかしながら、ファンを用いる態様では、ファンの近傍では攪拌効果が得られ均一化が図られるが、ファンから離れた部分では十分な攪拌効果が得られず、特に奥行きや高さのある大型容器の場合、容器内全体を均一化するためには、より多くのファンを設置しなければならない問題がある。

さらに、複数の供給口や排出口を、終端をもつ棒状のパイプに穿設し、複数の供給口や排出口を容器に対して分散させて設ける態様も考えられる。その場合、共通の同一経路に複数の供給口（排出口）が設けられるため、棒状のパイプにおける上流側と下流側とで供給（排出）状態にばらつきが生じる問題がある。一方、供給口（排出口）毎に専用の経路を設けると、供給口（排出口）同士の供給（排出）量のばらつきを解消することが困難となる問題がある。
特開平２−１０７１７３号

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、強制的な攪拌手段を設けることなく雰囲気の均一化を図ることができる、処理容器、並びに処理容器用供給装置及び排出装置を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明に係る処理容器は、被処理物を収容する容器部と、前記容器部内に処理流体を供給する供給装置とを備え、前記供給装置は、容器部内において開口する複数の供給口と、該複数の供給口が連通する環状均一管とを有していることを特徴とする。

また、同目的を達成するための本発明の別の処理容器は、被処理物を収容する容器部と、前記容器部内から処理流体を排出する排出装置とを備え、前記排出装置は、容器部内において開口する複数の排出口と、該複数の排出口が連通する環状均一管とを有していることを特徴とする。

同目的を達成するための本発明のさらに別の処理容器は、被処理物を収容する容器部と、前記容器部内に処理流体を供給する供給装置と、前記容器部内から処理流体を排出する排出装置とを備え、前記供給装置は、容器部内において開口する複数の供給口と、該複数の供給口が連通する第一の環状均一管とを有しており、前記排出装置は、容器部内において開口する複数の排出口と、該複数の排出口が連通する第二の環状均一管とを有している
ことを特徴とする。

また、同目的を達成するための本発明に係る処理容器用供給装置は、処理容器の容器部内において開口する複数の供給口と、該複数の供給口が連通する環状均一管とを有していることを特徴とする。

さらに、同目的を達成するための本発明に係る処理容器用排出装置は、処理容器の容器部内において開口する複数の排出口と、該複数の排出口が連通する環状均一管とを有していることを特徴とする。

これら、処理容器、処理容器用供給装置及び処理容器用排出装置によれば、強制的な攪拌手段を設けることなく雰囲気の均一化を図ることができる。

本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施の形態によって更に詳しく説明する。

以下、本発明に係る実施の形態について、添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。

図１は、本実施の形態に係る圧力容器の側方からみた状態を示す。また、図２、図３及び図４にそれぞれ、圧力容器に設けられる供給装置及び排出装置を示す。圧力容器（処理容器）１は、容器部３と、供給装置５と、排出装置７とを備えている。容器部３は、「両端が半球状に形成されているほぼ円筒状の容器」からなり、円筒の軸心を水平に向けた状態で配置されている。また、容器部３の一端は半球状の蓋１１として開閉可能に形成されている。なお、容器部には、その両端に蓋が設けられている態様でもよい。

供給装置５は、図１、図２及び図４に示されているように、容器部３内部に形成されている収容室１３の下部に配置されており、収容室１３に設けられる環状均一管１５と、収容室１３内の中央部において開口している複数の供給口１７とを備えている。環状均一管１５には、処理流体導入パイプ８ａの導入端９ａが接続されている。

環状均一管１５は、平面視ほぼ矩形の内外輪郭を有する環状に形成されており、その一辺部分には、複数の供給口１７が上向きに穿設されている。複数の供給口１７は、図５に示されるように、環状均一管１５の流路方向に対して千鳥足状に配置されている。また、各供給口１７は、図６に示されるように、開口入口１７ａから開口出口１７ｂにわたって径の変わらない円柱状側面を有している。

排出装置７は、図１、図３及び図４に示されるように、容器部３内部に形成されている収容室１３の上部に配置されており、収容室１３に設けられる環状均一管１９と、収容室１３内において開口している複数の排出口２１とを備えている。環状均一管１９は、その環状の中心軸をほぼ鉛直に向けた状態、換言するならば、環状流路が水平方向に延在する状態で配置されている。また、環状均一管１９には、処理流体排出パイプ８ｂの排出端９ｂが接続されている。

環状均一管１９も、環状均一管１５同様に、平面視ほぼ矩形の内外輪郭を有する環状に形成されており、その一辺部分には、複数の排出口２１が下向きに穿設されている。また、複数の排出口２１も、供給口１７同様に、環状均一管１９の流路方向に対して千鳥足状に配置されていると共に、開口入口から開口出口にわたって径の変わらない円柱状側面を有している。

図４に示されているように、本実施の形態では、供給装置５と排出装置７は、容器部３の長手方向軸線ＣＬに関して１８０度回転対称的に配置されている。すなわち、環状均一管１５、１９における供給口１７や排出口２１が穿設されている部分が容器部３内の中央部に対向するように位置しており、環状均一管１５、１９における処理流体導入パイプ８ａや排出パイプ８ｂが接続される部分は、容器部３内の中央部から反対方向に振り分けられるように位置している。このような１８０度回転対称的な配置によれば、供給された流体が容器部３のほぼ中央部を通って排出されるような好適な流れとなる。

処理流体導入パイプ８ａにおける導入端９ａの上流部分には、環境調整器２３が設けられている。環境調整器２３は、容器部３に供給する処理流体の温度、圧力、湿度などを制御することによって、容器部３内の環境を調整する機能を有する。その具体例としては、ボイラ、ヒータ、冷却器、加湿器、除湿器などが挙げられる。一方、処理流体排出パイプ８ｂにおける排出端９ｂの下流部分には、排気ファン２５が設けられている。排気ファン２５の出口は例えば大気開放されていてもよい。

次に、以上のような構成を有する圧力容器１の作用について説明する。蓋１１を開放して容器部３の収容室１３内に被処理物２７を収容する。被処理物２７は、台車タイプの基台２９上に載置されている。また、本実施の形態では、被処理物２７は窯業製品であり、オートクレーブとしての圧力容器１によって早期に強度を発現させるための処理を行うものとする。

被処理物２７の収容が完了したならば、蓋１１を閉じて容器部３内を密閉し、環境調整器２３によって所望の状態に調整された、例えば高温高圧蒸気などの処理流体を、処理流体導入パイプ８ａの導入端９ａから供給装置５の環状均一管１５内へと流入させる。ここで例えば、供給装置の末端が終端をもつ棒状のパイプで構成されている場合には、終端（下流）に近づくほど圧力損失は増加するため、供給口から噴出する処理流体も終端に近づくほど少量となる問題がある。しかしながら、本実施の形態では、環状均一管１５は、その入口となる処理流体導入パイプ８ａの導入端９ａに対して終端のない環状流路を有している。このため、環状均一管１５内に供給された処理流体は、いずれの供給口１７に到達する際にもほぼ同量の圧力損失を受け、いずれの供給口１７からも同量の割合で収容室１３内へと噴出する。したがって、容器部３内の各部において処理流体の供給量を均一に揃えることができ、容器部３内の雰囲気の均一化を図ることができる。

また、排気ファン２５の作用に伴って、排出装置７からは容器部３内の処理流体が排出される。すなわち、容器部３内の処理流体は、複数の排出口２１から環状均一管１９へと流入し、排出端９ｂから処理流体排出パイプ８ｂ内へと流入して、排気ファン２５にて排出される。また、ここでも、供給装置５と同様、環状均一管１９が終端のない環状流路を有する構成であるため、いずれの排出口２１から排出端９ｂに達する際にもほぼ同量の圧力損失となるようにすることができ、いずれの排出口２１からも同量の割合で容器部３内の雰囲気を回収することができる。したがって、容器部３内の各部において処理流体の排出量を均一に揃えることができ、これによっても、容器部３内の雰囲気の均一化を図ることができる。

以上のように、本実施の形態においては、容器部３に対して複数の供給口１７及び排出口２１を設けることによって、強制的な攪拌手段を設けることなく、供給状態や排出状態のばらつきを防止することができる。さらに、そのように供給口１７及び排出口２１を複数設けておきながらも、圧力損失状態を揃えることによって供給口１７及び排出口２１からほぼ同量の供給と排出を行うことができ、容器部３内の雰囲気の均一化を実現することが可能となった。また、本実施の形態では特に、環状均一管１５、１９の配置や供給口１７及び排出口２１の配置が、１８０度回転対称的な関係となっているため、均一に供給された処理流体を容器部３の中央部を流通させてそのまま均一に排出する作用が得られ、容器部３内のむらをより起こさないようにすることができる。また、複数の供給口１７や排出口２１を備えておりながら、それら供給口や排出口毎に専用の連通経路を用意する必要がなく、従来同様、一本のパイプ状の導入端や排出端に接続するだけで実施できる。よって、既存の構成を大幅に変更することなく容易に実現することができる。

次に、本発明の改変した実施の形態について説明する。上記実施の形態では、供給装置や排出装置においてはそれぞれ、環状均一管が一つだけ設けられている態様であったが、本発明はこれに限定されず図７及び図８に例示されるように複数設けられていてもよい。

図７において、供給装置５は、一つの一次環状均一管１１５ａと、四つの二次環状均一管１１５ｂとを有している。なお、一次環状均一管１１５ａ及び二次環状均一管１１５ｂは、構成の明瞭性を優先するため紙面に平面的に記載されているが、実際には、紙面の表裏方向に延長しているものとする。一次環状均一管１１５ａと各二次環状均一管１１５ｂとは分岐管１３１によって接続されている。二次環状均一管１１５ｂのそれぞれには、前述した実施の形態と同態様で、複数の供給口１７が穿設されている。

このような構成においては以下の作用が得られる。処理流体導入パイプ８ａの導入端９ａから一次環状均一管１１５ａに流入した処理流体は、各分岐管１３１にほぼ同量の割合で流入して、対応する二次環状均一管１１５ｂに供給される。さらに、二次環状均一管１１５ｂのそれぞれに流入した処理流体もまた、ほぼ同量の割合で各供給口１７から容器部３内に噴出される。よって、容器部３のより広範囲に、均等に処理流体を供給することができる。しかも、そのような広範囲への処理流体の供給を実現しながらも、導入端９ａから最終出口である供給口１７まで連続的な均等分配を行うことにより、供給口１７毎の噴出量のばらつきも抑制することができ、容器部３内の雰囲気の均一化も達成できる。

また、本発明は、複数の供給口１７が一方向を指向する態様に限定されるものではない。図８に示されるように、供給装置５は、三つの環状均一管２１５を備えている。各環状均一管２１５は、導入端９ａから分岐管１３１を介して分岐している。また、各環状均一管２１５には、前述した実施の形態と同態様で、複数の供給口１７が穿設されている。三つの環状均一管２１５は、対応する供給口１７が上方向や左右方向を指向するように設けられている。

このような構成においても、容器部３のより広範囲に、均等に処理流体を供給すると共に供給口１７毎の噴出量のばらつきを抑制することができ、容器部３内の雰囲気の均一化も達成できる。

なお、図７及び図８に示した改変形態は、供給装置５に限定されるものではなく、排出装置７において同様に適用することもでき、さらに、供給装置５及び排出装置７の双方に同時に適用することもできる。

また、本発明は、供給装置及び排出装置の双方が、供給口及び排出口を複数有している態様に限定されるものではない。よって、図９の（ａ）及び（ｂ）に例示されるように、供給装置５として複数の供給口を有する単一の環状均一管を備えたもの、又は、複数の環状均一管を備えたものを用い、排出装置７として単一の排出口が設けられた単純なストレート管３３３を用いる態様であってもよい。また、その逆に、供給装置５の方が単一の供給口を備え、排出装置７の方が複数の排出口を備える態様でもよい。

さらに、本発明は、供給口１７から導入端９ａに至る構成と、排出口２１から排出端９ｂに至る構成とが、対称的であることに限定されるものではない。よって、図９の（ｃ）に例示されるように、供給装置５として複数の環状均一管を備えたものを用い、排出装置７として単一の環状均一管を備えたものを用いる態様であってもよい。また、その逆に、供給装置５の方が単一の環状均一管を備え、排出装置７の方が複数の環状均一管を備える態様でもよい。

また、本発明は、供給装置５及び排出装置７が容器部３に対して上下方向に振り分けて配置される態様に限定されるものではない。よって、図９の（ｄ）に例示されるように、供給装置５及び排出装置７を容器部３に対して横方向に振り分けて配置される態様であってもよい。なお、その際、供給装置５及び排出装置７については、図７、図８並びに図９の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示すような趣旨の改変形態（供給装置と排出装置の逆転態様も含む）を適用することもできる。

また、本発明は、供給装置５と排出装置７との１８０度回転対称的な配置に関して図４の態様に限定されるものではない。従って、例えば、図１０に示されるように、処理流体導入パイプ８ａや排出パイプ８ｂが接続される部分が容器部３内の中央部から反対方向に振り分けられているだけでなく、供給口１７や排出口２１が穿設されている部分も中央部から反対方向に振り分けられている態様であってもよい。かかる態様によっても、供給された流体が容器部３のほぼ中央部を流れて排出されるような好適な状態となる。

以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。

例えば、供給口や排出口は環状均一管の全周に形成されていてもよく、あるいは前述の実施の形態のように矩形一辺部など、部分的に形成されていてもよい。また、供給口や排出口は、前述したように千鳥足状に並んでいることに限定されるものではなく、例えば縦横が直線的に整列した行列状に並んでいてもよい。また、供給口１７（排出口２１も同様）は、図１１に示されるように、開口入口よりも開口出口の方が径が大きくなるような截頭円錐状側面を有していてもよい。さらに、供給口や排出口は、円形開口には限定されず、例えば角形やスリットのような開口でもよい。さらに、複数の供給口や排出口としては、多孔質の部材を用いて供給機能や排出機能を付与されたものも含む。また、一つの環状均一管において複数の供給口や排出口が同一方向を指向するように設けられていることには限定されず、複数の供給口や排出口が様々な方向を指向するように設けられていてもよい。

また、環状均一管の外周輪郭や内周輪郭は特に限定されるものではなく、容器部や被処理物の形状、雰囲気の状態などの必要性に応じて適当な形状を採用することができる。さらに、容器部の形状も円筒形には限定されず、例えば直方体状など、様々な形状を採用することができる。また、環状均一管と処理流体導入パイプや排出パイプとの連通箇所は一箇所に限定されるものではなく、複数箇所あってもよい。

また、容器部に対して供給装置や排出装置は一つずつ設けける態様には限定されない。よって、例えば、容器部に対して温度制御用流体、圧力制御用流体、湿度制御用流体など複数の処理流体が供給回収される構成に対しては、処理流体毎に一対の供給装置及び排出装置を割り振るようにすることも可能である。

また、本発明に係る処理容器は、窯業製品に関する処理に用いることに限定されるものではなく、例えば木材や食品など様々な分野の品物に対して、加熱、冷却、加圧、減圧、乾燥、加湿、養生、消毒などの処理を行う際に適用することができる。

本発明の実施の形態に係る圧力容器を側方からみた状態を示す図である。 圧力容器の供給装置を示す図であって、図１のＩＩ−ＩＩ線に従って上からみた図である。 圧力容器の排出装置を示す図であって、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に従って下からみた図である。 圧力容器の排出装置を示す図であって、図１のＩＶ−ＩＶ線に従って容器長手方向からみた図である。 図２におけるＶ部の拡大図である。 図５のＶＩ−ＶＩに沿う断面図である。 本発明の改変された実施の形態における供給装置を示す図である。 本発明の改変された実施の形態における図６と異なる供給装置を示す図である。 本発明における供給装置及び排出装置の組み合わせや配置態様を示す図である。 本発明における供給装置及び排出装置の配置に関する改変例であって、図４と同態様の図である。 本発明における供給口や排出口の改変例であって、図６と同態様の図である。

符号の説明

１ 圧力容器（処理容器）
３ 容器部
５ 供給装置
７ 排出装置
１５、１９ 環状均一管
１７ 供給口
２１ 排出口
２７ 被処理物
１１５ａ、１１５ｂ 環状均一管
２１５ 環状均一管

Claims (5)

1. 被処理物を収容する容器部と、
   前記容器部内に処理流体を供給する供給装置とを備え、
   前記供給装置は、容器部内において開口する複数の供給口と、該複数の供給口が連通する環状均一管とを有している
   ことを特徴とする処理容器。
2. 被処理物を収容する容器部と、
   前記容器部内から処理流体を排出する排出装置とを備え、
   前記排出装置は、容器部内において開口する複数の排出口と、該複数の排出口が連通する環状均一管とを有している
   ことを特徴とする処理容器。
3. 被処理物を収容する容器部と、
   前記容器部内に処理流体を供給する供給装置と、
   前記容器部内から処理流体を排出する排出装置とを備え、
   前記供給装置は、容器部内において開口する複数の供給口と、該複数の供給口が連通する第一の環状均一管とを有しており、
   前記排出装置は、容器部内において開口する複数の排出口と、該複数の排出口が連通する第二の環状均一管とを有している
   ことを特徴とする処理容器。
4. 処理容器の容器部内に処理流体を供給する供給装置であって、
   前記容器部内において開口する複数の供給口と、該複数の供給口が連通する環状均一管とを有している
   ことを特徴とする処理容器用供給装置。
5. 処理容器の容器部内から処理流体を排出する排出装置であって、
   前記容器部内において開口する複数の排出口と、該複数の排出口が連通する環状均一管とを有している
   ことを特徴とする処理容器用排出装置。
   
   
   

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