JP2006507191A - ドラムベント - Google Patents

Abstract

ドラムのためのベント装置である。ベント装置は、１対の対向面を有して複数のベント経路を画定する本体を有する。ベント経路は本体を通って延び、各々のベント経路は１対の対向面の各々において開口部分を有する。ベント経路は本体の中央部分のまわりに間隔をあけて配置される。薄膜構造体は、本体の１対の対向面の一方においてベント経路の開口部分を覆うように配置される。薄膜構造体は、ベント経路の開口部分を取り囲む密閉帯内で本体に密閉状に取り付けられる。薄膜構造体の一部は、本体の中央部分にさらに取り付けられる。保護構造体が本体に装着されて薄膜構造体を覆って配置される。

Description

関連出願
本出願は、本明細書で文献援用される、２００２年１０月３０日に出願された「ベントプラグ（Ｖｅｎｔ Ｐｌｕｇ）」というタイトルの米国特許仮出願番号第６０／４２２，４３３号の利益を主張する。

発明の分野
本発明は、ドラムをベントすることに関する。さらに詳しくはドラムのためのベント装置に関する。

発明の背景
ドラム、バレル及びその他の容器は、化学物質や工業用流体の保管、運搬及び分配のために広く使用される。かかるドラムの例は、本発明の所有者によって所有される米国特許第６，０４５，０００号明細書に開示されており、本明細書で完全に文献援用される。例えば半導体加工のような所定の産業においては、収容される液体は高揮発性であり、ベントされることがなければその容器内に圧力を蓄積する蒸気又はガスを発生する。かかる流体の例は過酸化水素であり、これは酸素を発生する。また、過酸化水素と同様に、流体は毒性があり、可燃性であり、あるいは危険性があるかもしれない。すなわち、流体はドラムに収容されて逃げられないようにすることが重要となる。さらに、収容された流体は、極度に純粋な状態に維持される必要のあることが多く、あらゆる外部汚染物質がベント又はその他の開口部分を通じて容器に入り込めないようにする必要がある。これらの特徴の多くが組み込まれた収容システム及び分配ヘッドは、米国特許第６，０７９，５９７号明細書に開示されており、これもまた本明細書で文献援用される。

例えば半導体加工で用いられる化学物質の多くのような、危険性のある化学物質を出荷するために用いられる、ベントを有するドラム及び密閉装置は、米国内の運搬のためには米国運輸省により要求され、国際的な運搬のためには国連により要求される厳正な試験に通る必要がある。２００１年の連邦規制基準第４９章（４９Ｃ．Ｆ．Ｒ．）セクション１７８．６０３によって要求されるこうした試験のうちの１つは、ドラムが転倒落下されることが要求される。ドラムは、その構造的な完全性を維持しなければならず、試験後に流体の漏洩部分があってはならない。

上記落下試験中、ベント装置は急な加圧逆転を経験する可能性がある。ドラムが最初に地面から衝撃を受ける際、ドラムは偏向して、内部流体を圧縮し、ドラム内部からの液体圧力をベントに及ぼす。しかし、次に、ドラムが弾性的に跳ね返って液体がベントから離れるように戻ると、空気が、ベントを反対方向に通って引き抜かれる。

発生した蒸気又はガスが逃げられるようにする一方で、液体が逃げたり汚染物質が入ることを防止するため、ドラム及びその他の容器をベントするための様々な装置が開発されている。かかる従来装置のひとつは、ねじ付のプラスチックプラグ部分を有する。プラグの中央には１つ以上のアパーチャが設けられている。アパーチャを覆って薄膜が取り付けられており、周辺部においてプラグに固締される。プラグは、対応するねじ付開口部の中にねじ込まれる。ねじ付開口部分はドラムの頂部にあり、薄膜はドラムの中に内向きに面している。薄膜は、概念的には、裏地スクリム材料上の１片のＰＴＦＥ材料である。薄膜及びスクリムは、約０．０１５〜０．０２０インチ（０．３８〜０．５８ミリメートル）の厚さである。ＰＴＦＥ薄膜によって、ガス及び蒸気の分子はアパーチャを通って及び薄膜の細孔を通って逃げることが可能となる一方、液体が逃げることが防止される。

これらの従来装置に関する問題点は、薄膜及びスクリムの集合体が比較的厚く作られていない限り、上述の落下試験中に発生する、ベントを通っての空気の突入は、薄膜を破裂させるか又はプラグ部分から外す傾向があるということである。また、厚い薄膜材料はベントを通る流量を制限し、ベント性能を下げることにつながる。厚い材料は、乾燥した化学物質によって目詰まりするようになる可能性があり、ベントの最終的な故障につながる。もう１つの問題は、薄膜は異物の接触を受けやすく、その結果容易に破損しかねないことである。

保護構造体が薄膜近傍に配置されて薄膜を接触から保護する、その他の従来技術のベントが開発されている。しかし、こうしたベントでは、ドラムが直立状態で保管されていない場合には、化学物質は保護構造体内に保持され、薄膜に近いところで凝固又は乾燥する。これは、上述のベント装置の最終的な故障につながる。

より薄い薄膜は、いくつかの従来技術のベントにおいて用いられて、ベントの有効性を改善している。こうした薄膜は０．００２インチ（０．０５１ミリメートル）もの薄さであり、０．２ミクロンのオーダーの細孔サイズを有する。保護板構造体は、薄膜を覆い、かつ、薄膜からわずかに間隔をあけてベントの内面に配置されている。保護板は、この装置において２つの作用を果たす。第１に、薄膜を接触から保護する。薄膜は、その薄さゆえに任意の硬い物体と軽く接触しただけでも損傷を受けるからである。第２に、落下試験の空気突入局面の間、薄膜を保持する働きをする。それによって、薄膜の破裂を防止する。保護板は、概念的には、約０．０３０インチ（０．７６ミリメートル）だけ薄膜から離れて配置され、落下試験中に破裂する大きなリスクを招くことがない。

しかし、保護板を有する、より薄い薄膜のベントに関する問題は、化学物質が保護板構造体に「ハングアップ（ｈａｎｇ−ｕｐ）」する可能性があり、薄膜のまわりに蓄積しかねないということである。こうした化学物質は凝固又は乾燥して、ベントの故障につながる。また、保護板の比較的中実な構造体は、薄膜を適切に保護及び保持するために必要であるが、場合によってはベント能力の喪失につながる。

産業において必要とされているのは、ドラムのための、より効果的でより耐久性のあるベント装置である。
米国特許第６，０４５，０００号明細書 米国特許第６，０７９，５９７号明細書 米国特許第５，９８８，４１４号明細書 国際公開第９８／１３２７３号パンフレット 米国特許第４，１３６，７９６号明細書 米国特許第６，１９３，０８８号明細書 米国特許第６，３６８，７４１号明細書

発明の概要
本発明は、前述の産業の必要性に実質的に合致する。本発明は、ドラムの開口部分に密閉状に受容されるベント装置を有する。ベント装置は、１対の対向面を有して複数のベント経路を画定する本体を有する。ベント経路は、本体、及び１対の対向面の各々の各開口部分を通って延びる。ベント経路は、本体の中央部分のまわりに間隔をあけて配置される。薄膜構造体は、本体の１対の対向面の一方のベント経路の開口部分を覆うように配置される。薄膜構造体は、ベント経路の開口部分を取り囲む密閉帯内に、本体部分に密閉状に取り付けられる。薄膜構造体の一部は、本体の中央部分にさらに取り付けられる。保護構造体は本体に装着され、薄膜構造体を覆って配置される。

本体の中央部分への、及びベント開口部分を取り囲む密閉帯における、薄膜構造体の装着は、強度及び耐久性に関し、従来技術の装置を越える大きな利点をもたらす。第１に、付加的な装着接触領域によって、薄膜構造体に適用される力をより広い領域にわたって分散することが可能となる。その結果、落下試験又はその他の高負荷発生事象の間の密閉帯における応力値が下がる。その結果、かかる事象の間に薄膜集合体が外れたり破裂したりする可能性が減少する。また、その結果、ベント薄膜集合体の支持されていない範囲が全体的に減少するので、かかる状況の間の薄膜の偏向がより少なくなる。また、上述の構造体によって、概念的に、より薄い薄膜構造体を、薄膜構造体と任意の保護構造体との間に、より大きな間隔をあけて使用することが可能となる。それによって、ベント装置の有効性及び性能が改善される。

好ましい実施例の詳細な説明
図１及び２を参照すると、本発明にかかるドラム１０及びベント付閉止具１２が示されている。図１は、概念的には円筒壁部分１４、頂部構造体１６及び底部構造体１８を有する、プラスチックのブロー成形によるドラム１０を斜視図で示す。頂部構造体１６は、第１栓口２０及び第２栓口２２を有する。第２栓口は標準的な栓２４によって閉止される。標準的な栓２４は第２栓口２２に密閉状に係合する。ベント付閉止具１２は第１栓口２０に密閉状に係合する。第１及び第２栓口２０、２２は、概念的には内側ねじを有し、内側ねじは、ベント付閉止具１２及び標準的な栓２４の外側ねじと、ねじ込み式にかつ密閉状に係合する。しかし、わかることだが、閉止具１２及び栓２４は、当業者に周知の任意の代替手段によっても、栓口２０、２２に係合可能である。

ベント付閉止具１２は図２に斜視図で示される。閉止具１２は、概念的には、栓部分２６及びベント装置２８を有する。ベント装置２８は、図３に示されるように、概念的には、本体３０、薄膜構造体３２及び保護構造体３４を有する。

本体３０は、好ましくは、所定のポリマー材料から一体的に成形される。本体３０は、概念的には、ヘッド部分３６及びテール（ｔａｉｌ）部分３８を有する。テール部分３８は、概念的には外方シェル部分４０を有し、外方シェル部分４０は、内方ベント部分４２を取り囲んで環状スペース４４を画定する。スペーサーリブ４６は、環状スペース４４内に形成され、内方ベント部分４２を固定して側方から支持する作用を果たす。内方ベント部分４２は、内面５０から内方ベント部分４２を通ってベント装置２８の外面５２へ延びる、複数のベント経路４８を有する。内面５０は、突出する環状リング構造体５４をその周辺に有し、へこみ部分５６を画定する。

外方シェル部分４０はスクリューねじ５８を有し、ベント付閉止具１２の所定のねじ付きの受容ポート６０の中に、又はドラムの栓口に直接、ねじ込み可能となっている。もちろん、ベント装置２８を開口部分に固定するためには、その他の所定の方法もまた使用可能である。例えば、接着剤、一体成形、熱かしめ（ｈｅａｔ ｓｔａｋｉｎｇ）、溶接又はその他の任意の装着方法を含む。それによって、ベント装置２８は開口部分に密閉状にかつしっかりと固定される。外方シェル部分４０は、以下にさらに説明するように、保護構造体３４を受容するためのへこみ６２をさらに有する。

ヘッド部分３６は、例えばキースロット６４のような、ベント装置２８がねじ込まれ又はそうでなければ挿入されて、受容ポート６０に固定されることを可能にするための手段を有してもよい。また、ヘッド部分３６は突出リップ６６を有してもよい。突出リップ６６は、操作者がベント装置２８のための所定の挿入位置を決定するためのストップとして作用する。

ベント経路４８は、キースロット６４の底７０の開口部分６８を通って、大気に流体的に接続する。図７ａに示すように、ベント経路４８は、ベント装置２８の内面５０の開口部分７２を通って、ドラム１０内部の大気に流体的に接続する。すなわち、ベント経路４８は、ベント装置２８を通って内面５０から外面５２へ延びている。

図３及び４の分解図に最もよく示されているように、ベント薄膜集合体７４は、へこみ部分５６内の内面５０に固定されて、開口部分７２を覆う。ベント薄膜集合体７４は、概念的には、支持裏地７６及び薄膜７８を有する。支持裏地７６は、典型的には不織布繊維又はスクリム材料である。１つの目下好ましい実施例においては、ベント薄膜集合体７４は、商品名#ＣＶＬ−ＳＡ２でＷ．Ｌ．Ｇｏｒｅ Ｃｏ．から入手可能な積層（ｌａｍｉｎａｔｅ）材料から形成される。この材料においては、支持裏地７６はポリプロピレンメッシュ材料であり、薄膜７８は薄い延伸膨張ＰＴＦＥであり、約０．２０ミクロンの細孔サイズを有している。この材料においては、薄膜７８の厚さは、約０．００２インチ（０．０５１ミリメートル）である。支持裏地７６は、薄い薄膜７８に対して支持及び強度を与え、また、その細孔構造によって、薄膜を通過する蒸気又はガスの流量を過度に制限することがない。非常に薄くて小さな細孔の薄膜には、より厚くてより大きな細孔の薄膜を越える利点がある。第１に、薄膜の非常に薄い寸法によって、より厚い薄膜と比べて、蒸気流量に対する抵抗がより小さくなる。第２に、より小さな細孔は、より大きな細孔と比べて、所定のタイプの化学物質に対して、化学物質の目詰まりに対する抵抗が大きくなる。もちろん、当業者であれば、その他の厚さ及び細孔サイズもまた、容器内に保管される特定の化学物質又はその他の流体に応じて、薄膜７８に対して選択できることがわかる。

ベント薄膜集合体７４は、ベント経路４８の開口部分７２を取り囲む密閉帯８０内において、かつ、内面５０の中央部分８４上のスポット８２において、内面５０に密閉状に固定される。ベント薄膜集合体７４は、汚染を減らすために熱溶接を用いて固定することが目下のところ好ましいが、例えば接着剤や機械的ファスナのようなその他の任意の所定手段によって装着してもよい。スポット８２における薄膜集合体７４の装着は、ベント薄膜集合体７４の中央を確実に固定し、強度及び耐久性に関して従来技術の装置を大きく越える利点がある。第１に、付加的な装着接触領域によって、薄膜集合体７４に適用される力をより広い領域にわたって分散することが可能となる。その結果、落下試験又はその他の高負荷発生事象の間の密閉帯８０における応力値が下がる。その結果、かかる事象の間に薄膜集合体７４が外れたり破裂したりする可能性が減少する。また、その結果、ベント薄膜集合体７４の支持されていない範囲が全体的に減少するので、かかる状況の間の薄膜の偏向がより少なくなる。

保護構造体３４は、概念的には、外方リング８６及び十字片８８を有する。十字片８８は開口部分９０を画定する。開口部分９０は、概念的には、例えば指やその他のベントプラグのような異物が入り込んでベント薄膜集合体７４と接触しないようなサイズである。保護構造体３４は外方シェル部分４０内でへこみ６２に受容される。薄膜集合体７４の強度が上述のように増していることにより、保護構造体３４は、異物の侵入を有効に防ぐベント薄膜集合体７４から実質的に任意の距離に配置可能である。というのは、保護構造体３４が従来技術の装置のようにベント薄膜集合体７４を支持する必要がないからである。保護構造体３４はベント薄膜集合体７４から、少なくとも約０．０５０インチ（１．２７ミリメートル）離れていることが好ましい。目下のところ最も好ましい実施例においては、保護構造体３４はベント薄膜集合体７４から、約０．１２０インチ（３．０５ミリメートル）離れている。保護構造体３４をベント薄膜集合体７４から大きく間隔をあけた開放的な設計としていることは、ベント薄膜集合体７４から化学物質がより完全にドレンとして戻ることを促し、薄膜内の化学物質が凝固又は乾燥して結果的にベントが故障する可能性を減らす。

理解されることであるが、ベント装置、及びドラム又は容器の閉止具に対しては、多くの様々な構造上の変形例を包含する多くの代替実施例が、本発明の範囲内で可能である。例えば、ベント装置２８はベント付閉止具１２又はドラム１０の一体的な部分であってよい。

本発明に係るドラムの斜視図である。 本発明に係るベント装置の、ベント付閉止具の斜視図である。 本発明に係るベント装置の、ドラムの内側に面する装置側から見た分解斜視図である。 本発明に係るベント装置の、ドラムの外側に面する装置側から見た分解斜視図である。 ベント装置の外面の平面図である。 ベント装置の側面図である。 ベント装置の内面の平面図である。 薄膜及び保護構造体が取り外された状態のベント装置の本体部分の内面の平面図である。 図５の８−８線から見たベント装置の断面図である。

Claims (20)

1. ドラムの開口部分に密閉状に受容されるベント装置であって、
   １対の対向面を有して複数のベント経路を画定する本体を有し、各ベント経路は１対の対向面の各々において開口部分を有して本体を通って延びており、ベント経路は本体の中央部分のまわりに間隔をあけて配置されており；
   本体の１対の対向面の一方においてベント経路の開口部分を覆う薄膜構造体を有し、薄膜構造体はベント経路の開口部分を取り囲む密閉帯内で本体部分に密閉状に取り付けられており、薄膜構造体の一部は本体の中央部分にさらに取り付けられており；及び、
   本体に装着されて薄膜構造体を覆って配置された保護構造体を有するベント装置。
2. 薄膜構造体は薄膜層と裏地層とを有する請求項１に記載のベント装置。
3. 薄膜層はフルオロポリマー材料を有する請求項２に記載のベント装置。
4. フルオロポリマー材料はＰＴＦＥである請求項３に記載のベント装置。
5. 薄膜層は約０．００２インチ（０．０５１ミリメートル）の厚さを有する請求項２に記載のベント装置。
6. 保護構造体は薄膜構造体から少なくとも約０．０５０インチ（１．２７ミリメートル）離れている請求項１に記載のベント装置。
7. 液体を収容するためのドラムであって、
   底部構造体と、頂部構造体と、それらとともにエンクロージャを画定する壁とを有し、エンクロージャはそこに画定された少なくとも１つの栓口を有しており；及び、
   少なくとも１つの栓口に密閉状に係合する密閉具を有し、密閉具は１対の対向面を有して複数のベント経路を画定する本体部分を有しており、各ベント経路は１対の対向面の各々において開口部分を有して本体を通って延びており、ベント経路は本体の中央部分のまわりに間隔をあけて配置されており、密閉具は本体の１対の対向面の一方においてベント経路の開口部分を覆う薄膜構造体をさらに有しており、薄膜構造体はベント経路の開口部分を取り囲む密閉帯内で本体部分に密閉状に取り付けられて、薄膜構造体の一部は本体の中央部分にさらに取り付けられたドラム。
8. 壁はほぼ円筒形状である請求項７に記載のドラム。
9. 本体に装着されて薄膜構造体を覆って配置される保護構造体をさらに有する請求項７に記載のドラム。
10. 保護構造体は薄膜構造体から少なくとも約０．０５０インチ離れている請求項９に記載のドラム。
11. 薄膜構造体は薄膜層と裏地層とを有する請求項７に記載のベント装置。
12. 薄膜層はフルオロポリマー材料を有する請求項１１に記載のベント装置。
13. フルオロポリマー材料はＰＴＦＥである請求項１２に記載のドラム。
14. 薄膜層は約０．００２インチの厚さを有する請求項１０に記載のドラム。
15. ドラムの開口部分に密閉状に受容されるベント装置であって、
    １対の対向面を有して複数のベント経路を画定する本体を有し、各ベント経路は１対の対向面の各々において開口部分を有して本体を通って延びており、ベント経路は本体の中央部分のまわりに間隔をあけて配置されており；
    本体の１対の対向面の一方におけるベント経路の開口部分を覆う薄膜手段を有し、薄膜手段はベント経路の開口部分を取り囲む密閉帯内で本体部分に密閉状に取り付けられており、薄膜構造体の一部は本体の中央部分にさらに取り付けられており；及び、
    本体に装着されて薄膜構造体を覆って配置された保護手段を有するベント装置。
16. 薄膜手段は、薄膜層と裏地層とを有する薄膜構造体を有する請求項１５に記載のベント装置。
17. 薄膜層はフルオロポリマー材料を有する請求項１６に記載のベント装置。
18. フルオロポリマー材料はＰＴＦＥである請求項７に記載のベント装置。
19. 薄膜層は約０．００２インチの厚さを有する請求項１６に記載のベント装置。
20. 保護構造体は薄膜構造体から少なくとも約０．０５０インチ離れている請求項１５に記載のベント装置。

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