JP2007303639A

JP2007303639A - 圧力容器

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Publication number: JP2007303639A
Application number: JP2006135213A
Authority: JP
Inventors: Yoji Noda; 洋二野田
Original assignee: PUEQU CO Ltd; Toyo Koatsu Co Ltd
Current assignee: PUEQU CO Ltd; Toyo Koatsu Co Ltd
Priority date: 2006-05-15
Filing date: 2006-05-15
Publication date: 2007-11-22

Abstract

【課題】構造が簡単で安価に製造可能であり安全に使用することができる圧力容器を提供する。
【解決手段】つめ付きインテグラル形急速開閉ふた装置１１を備える圧力容器本体２と、クランプ１５のつめ受け部底面３９から該クランプ１５の上端外壁３６までの高さＨ１と略同一か又はそれ以上の高さで、断面の大きさが、該ふた板１３のつめ２７と該クランプ１５のつめ１９とを噛み合い面積が最大となるように噛み合わせたとき、該ふた板１３と該クランプ１５とで形成される凹部３５の一の平面視と略同一の大きさの該凹部３５に嵌入可能な枠体４１を有し、該枠体４１を該凹部３５に嵌め入れたとき、該凹部３５を形成する壁面の上部近傍に当接しスイッチが入る該枠体４１の側面に取付けられたリミットスイッチ４３又はマイクロスイッチを有するふた板位置検出手段３と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、つめ付きインテグラル形急速開閉ふた装置を備える圧力容器に関し、特に安全に操作することが可能な圧力容器に関する。

材料を高圧で処理する技術には、多くのものが開発され使用されている。例えば、高圧下で化学反応させ新規物質を合成したり、超臨界流体を用いて原材料に含まれる有効成分を抽出する方法も高圧下の操作となる。この他にも、高圧処理技術は、食品の殺菌などにも多く使用されている。例えば、ミルクなどに５０Ｍｐａ以上の高圧を加えることで品質を劣化させることなく高い殺菌効果を得られるとする（例えば特許文献１参照）。この他、高圧殺菌処理に関しては、多くの技術が開発され特許出願も多数なされている。本出願人も、高圧処理技術の開発に長年携わっており、数多くの特許出願を行っている（例えば特許文献２参照）。

これら高圧の処理を伴う操作には、一般的に圧力容器が使用され、圧力容器内で高圧状態が形成される。圧力容器には、ふたを簡単に開閉可能な急速開閉ふた装置を備えるものがある（例えば非特許文献１参照）。急速開閉ふた装置は、胴側フランジとふた板とをクランプで連結するものであり、形式によって一体クランプ形、分割クランプ形からなるクランプ継手形、つめ付きインテグラル形、セクショナルリング形からなるインテグラル形、角形ヨークフレーム、丸形ヨークフレームからなるヨークフレーム形に分類される。なお急速開閉ふた装置は、クラッチ式ドア、クラッチドアなどとも称されている。

つめ付きインテグラル形の急速開閉ふた装置を備える圧力容器は、ふた板のつめとクランプのつめとを噛み合わせた後、圧力容器内を加圧し使用する。この際、ふた板のつめとクランプのつめとの噛み合いが不完全であると、つめ同士のかみ合い面積が少なく危険である。例えば、つめが変形したり、圧力容器内の加圧流体が、ふた板と胴側フランジとの間から漏洩する場合もある。このためこれを解決する方法も提案されている（例えば特許文献３参照）。特許文献３に記載の技術は、クラッチ式ロック機構を備える扉を有する密閉容器において、扉の位置を検出するために位置検出手段を設けるとする。
特公平６−２２５３３号公報特開２００６−２１０６９号公報特開２００６−１７２９３号公報ＪＩＳＢ８２８４，２００３

特許文献３に記載の技術は、容器本体にマイクロスイッチを取付け、さらに扉の凸部の一部を加工し、この加工した凸部がマイクロスッチを押下したか否かで位置を検出するものである。この方法は、マイクロスイッチを用いて扉が所定の位置にあるか否かを検出するものであるが、マイクロスイッチを扉に取付けるため扉の加工が必要となり、加工費が余分に必要となる。また特許文献３に記載の技術を、急速開閉ふた装置を備える圧力容器に適用しようとする場合、圧力容器が小さい場合は、マイクロスイッチをクランプに取付けるスペースを確保することができない。

本発明の目的は、構造が簡単で安価に製造可能であり安全に使用することができる圧力容器を提供することである。

本発明は、つめ付きインテグラル形急速開閉ふた装置を備える圧力容器本体と、
該つめ付きインテグラル形急速開閉ふた装置を構成するふた板のつめが嵌り込むクランプのつめ受け部底面から該クランプの上端外壁までの高さＨ１と略同一か又はそれ以上の高さで、断面の大きさが、該ふた板のつめと該クランプのつめとを噛み合い面積が最大となるように噛み合わせたとき、該ふた板と該クランプとで形成される凹部の一の平面視と略同一の大きさの該凹部に嵌入可能な枠体を有し、該枠体の底面が該クランプのつめ受け部底面に当接するように該枠体を該凹部に嵌め入れたとき、該凹部を形成する壁面の上部近傍に当接しスイッチが入る該枠体の側面に取付けられたリミットスイッチ又はマイクロスイッチを有するふた板位置検出手段と、
を含むことを特徴とする圧力容器である。

請求項２記載の本発明によれば、前記圧力容器において、前記ふた板位置検出手段は、前記枠体の上端部に前記凹部に嵌め込むことのできない大きさ、及び／又は前記クランプのつめ受け部底面から前記クランプの上端外壁までの高さＨ１と同一かそれ以上の長さの取っ手を有することを特徴とする。

本発明の圧力容器は、ふた板の位置を検出可能なふた板位置検出手段を備え、このふた板位置検出手段は、ふた板のつめが嵌り込むクランプのつめ受け部底面からクランプの上端外壁までの高さＨ１と略同一か又はそれ以上の高さで、断面の大きさが、ふた板のつめとクランプのつめとを噛み合い面積が最大となるように噛み合わせたとき、ふた板とクランプとで形成される凹部の一の平面視と略同一の大きさの凹部に嵌入可能な枠体を有し、枠体の底面がクランプのつめ受け部底面に当接するように枠体を凹部に嵌め入れたとき、凹部を形成する壁面の上部近傍に当接しスイッチが入る枠体の側面に取付けられたリミットスイッチ又はマイクロスイッチを有するので、ふた板位置検出手段が凹部に完全に嵌り込まないとスイッチが入らない。ふた板のつめとクランプのつめとが正規の位置、つまりふた板のつめとクランプのつめとの噛み合い面積が最大となる位置で噛み合っていないと、ふた板位置検出手段が凹部に完全に嵌り込まないので、これにより、ふた板が正規の位置であることを確実に検出することが可能となり、リミットスイッチ又はマイクロスイッチの信号を圧力容器を加圧する加圧ポンプなどと連動させることで、圧力容器を安全に使用することができる。さらに本発明のふた板位置検出手段は、構造が簡単で、ふた板及びクランプを加工することなく製造することが可能なため安価に製造することができる。

また本発明によれば、ふた板位置検出手段は、枠体の上端部に凹部に嵌め込むことのできない大きさ、及び／又はクランプのつめ受け部底面からクランプの上端外壁までの高さＨ１と同一かそれ以上の長さの取っ手を有するので、ふた板位置検出手段を誤って上下を反対として凹部に嵌め込むことがない。ふた板位置検出手段は、枠体の底面がクランプのつめ受け部底面に当接するように枠体を凹部に嵌め入れたとき、クランプのつめの側壁面など凹部を形成する壁面の上部近傍に当接しスイッチが入る枠体の側面に取付けられたリミットスイッチ又はマイクロスイッチを有するので、リミットスイッチ又はマイクロスイッチの取付け高さは、枠体の比較的高い位置となる。このため枠体を上下を逆にして凹部に嵌入れると、ふた板位置検出手段が凹部に殆ど嵌り込んでいないにもかかわらず、スイッチが入る恐れがあるが、本発明では、上端部に凹部に嵌め込むことのできない大きさ、及び／又はクランプのつめ受け部底面からクランプの上端外壁までの高さＨ１と同一かそれ以上の長さの取っ手を有するのでこのような心配がない。

図１は、本発明の実施の一形態としての圧力容器１であって、圧力容器本体２にふた板位置検出装置３を嵌め込んでいる状態を示す断面図である。図２は、本発明の実施の一形態としての圧力容器１であって、圧力容器本体２にふた板位置検出装置３を嵌め込んでいる状態を示す平面図である。図３及び図４は、図１の圧力容器本体２のふた板１３の位置を検出するふた板位置検出装置３の正面図及び平面図である。

圧力容器１は、圧力容器本体２と、圧力容器本体２のふた板１３の位置を検出するふた板位置検出装置３とを含み構成される。圧力容器本体２は、ふた板１３とクランプ１５とを含むつめ付きインテグラル形急速開閉ふた装置１１を有する。本体胴１２は、下部に皿型の形状の鏡部１４を有し、上部にクランプ１５を備え、これらは一体的に形成されている。また本体胴１２は、ジャケット２０を有し、ジャケット２０は、ジャケット胴２１とジャケット鏡板２２とからなる。本体胴１２には、圧力容器本体２内に流体を供給、又は排出するための入口ノズル１６及び出口ノズル１７が取付けられ、これを通じて本体胴１２に原材料を供給することが可能であるとともに、これら入口ノズル１６、出口ノズル１７を通じて内部を加圧することができる。さらに底部には、内部温度を測定するための温度計取付座１８が設けられている。

クランプ１５は、６つのつめ１９（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ）を有し、つめ１９が突出することで平面視において凹凸形状を有する。またクランプ１５は、つめ１９の下部にふた板１３のつめ２７を受け入れ保持するつめ受け部３３を有する。ジャケット２０は、底部に加熱媒体又は冷却媒体を流通させるための入口ノズル２３を有し、上部に出口ノズル２４を有する。さらに本体胴１２とジャケット２０とが形成する熱媒体又は冷却媒体が流通する流路２５には、スパイラルバッフルプレート２６が設けられている。これにより、加熱媒体又は冷却媒体のショートパスを防止することが可能になるとともに、流路２５を通過する加熱媒体又は冷却媒体の流速を早めることが可能となり伝熱係数を高めることができる。

ふた板１３は、クランプ１５の６つのつめ１９に係合可能な６つのつめ２７（２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆ）を有する。ふた板１３をクランプ１５の上から嵌め込むと、ふた板１３のつめ２７の底面３８が、クランプ１５のつめ受け部３３の底面３９に当接する。この状態でふた板１３を回転させると、ふた板１３のつめ２７とクランプ１５のつめ１９とが係合する。つめ２７をクランプ１５のつめ１９に係合させることで、圧力容器本体２に内圧が加わってもふた板１３が外れることがない。さらに、ふた板１３は、下部側面にふた板１３と本体胴１２とをシールするための自緊式のシール材２８を有する。このシール材２８は、ふた板１３の下部側面全周に溝を設け、この溝に取付けられる。シール材２８の上部には、バックアップリング２９、下部には押え板３０が取付られる。また、ふた板１３の中心部には、撹拌翼（図示を省略）を取付けるためのふた板１３を貫通した撹拌翼取付座３１が穿設されている。さらにジャケット胴２１の周囲には、圧力容器本体２を支持し架台に固定するための支持台３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ）が４つ設けられている。

ふた板位置検出装置３は、本体胴１２にふた板１３を取付けたときのふた板１３の位置を検出するためのものであって、略直方体の形状を有する枠体４１と、枠体４１の上部に設けられた取っ手４２を備える。枠体４１の側面の上部近傍には、リミットスイッチ４３が取付られている。このリミットスイッチ４３は、ヒンジ・ローラ・レバー形のリミットスイッチであり、ローラ４４が、枠体４１から僅かに突出するように取付けられており、ローラ４４が押下されると、スイッチが入る。なおリミットスイッチ４３に代わりマイクロスイッチであってもよい。

枠体４１の横断面の大きさは、ふた板１３を本体胴１２に取付け、ふた板１３のつめ２７とクランプ１５のつめ１９とを正規の位置に係合させたとき、ふた板１３とクランプ１５とで形成される６つの凹部３５（３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ、３５ｆ））の一つの平面視の大きさとほぼ同じである。なお、枠体４１は、略直方体の形状を有し、底面部、中間部、上面部の横断面の大きさは同じである。ここで正規の位置とは、ふた板１３のつめ２７と本体胴１２のクランプ１５のつめ１９とが噛み合ったときの面積が最大になる位置を言う。枠体４１の横断面の大きさを凹部３５の一つの平面視の大きさとほぼ同じ大きさにするのは、ふた板位置検出装置３は、凹部３５の一つに嵌め込み、リミットスイッチ４３を介してふた板１３の位置が正規の位置であることを確認するものであるが、枠体４１と嵌め込む凹部３５とに大きな隙間（図４中のδ１、δ２）があると、ふた板１３が正規の位置からずれていても枠体４１が嵌り込み、リミットスイッチ４３のスイッチが入る場合があるため、ふた板１３が正規の位置にあることを確認できないことによる。特に円周方向の隙間δ１は、可能な限り小さいことが好ましい。

枠体４１の高さＨは、クランプ１５のつめ受け部底面３９からクランプ１５の上端外壁３６までの高さＨ１と略同一か又はそれ以上の高さであることが必要である。後述のようにリミットスイッチ４３は、クランプ１５のつめ１９の側壁面に当接しスイッチが入るように、枠体４１の比較的高い位置に取付けられる。枠体４１の高さＨを上記のように設定すると、枠体４１の底面４７がふた板１３とクランプ１５とで形成される凹部３５の底部、つまりクランプ１５のつめ受け部底面３９に当接しないとリミットスイッチ４３がオンとならない。枠体４１の底面４７が、クランプ１５のつめ受け部底面３９に当接した状態となるためには、ふた板１３が正規の位置にあることが必要なことから、これによりふた板１３が正規の位置にあることを確実に確認することができる。なお、クランプ１５のつめ受け部底面３９からクランプ１５の上端外壁３６までの高さＨ１は、クランプ１５のつめ１９の高さＨ３とふた板１３のつめ２７の高さＨ２とを加算した高さとほぼ同じである。

枠体４１の高さＨが、クランプ１５のつめ受け部底面３９からクランプの上端外壁３６までの高さＨ１を超えても、リミットスイッチ４３の取付け高さを調整することで、ふた板１３とクランプ１５とが正規の位置にあるか否かを検出することが可能であるが、枠体４１の高さＨを、クランプ１５のつめ受け部底面３９からクランプ１５の上端外壁３６までの高さＨ１と同じとすることが好ましい。これによりふた板位置検出装置３をふた板１３とクランプ１５とで形成される凹部３５の一つに嵌め込んだとき、枠体４１の上端４５とクランプ１５の上端外壁３６とが同一の高さとなるので、ふた板１３が正規の位置あることを外部からでも容易に視認することができる。

リミットスイッチ４３の取付け位置（高さ）は、ふた板１３とクランプ１５とが正規の位置にあるとき形成されるふた板１３とクランプ１５とで形成される凹部３５の一つにふた板位置検出装置３を完全に嵌め込んだとき、つまり枠体４１の底面４７がクランプ１５のつめ受け部底面３９に当接したとき、少なくともクランプ１５のつめ１９の範囲内にあることが必要である。リミットスイッチ４３は、ローラ４４が、枠体４１から僅かに突出するように取付けられており、ローラ４４がクランプ１５のつめ１９の側壁面に当接、押下されることでスイッチが入る。これにより、ふた板１３とクランプ１５とが正規の位置にあることを確認することができる。リミットスイッチ４３の取付け位置を低くしすぎると、ふた板１３とクランプ１５とが正規の位置でないのにもかかわらず、リミットスイッチ４３がオンとなるのでこれを防止する必要がある。これらのことからリミットスイッチ４３の取付け位置（高さ）は、枠体４１の底面４７をクランプ１５のつめ受け部底面３９に当接するように枠体４１を凹部３５に嵌め入れたとき、ローラ４４がクランプ１５のつめ１９の上部近傍の側壁面と当接する位置であることが、ふた板１３とクランプ１５とが正規の位置にあることをより確実に検出できる点から好ましい。

取っ手４２は、ふた板位置検出装置３を、ふた板１３とクランプ１５とで形成される凹部３５に嵌め込んだり出したりするために使用するものであるが、ふた板位置検出装置３を凹部３５に嵌め込むとき、上下を逆にして嵌め込むことを防止する機能を持たせることが好ましい。ふた板位置検出装置３は、枠体４１の底面４７がクランプ１５のつめ受け部底面３９に当接するように枠体４１を凹部３５に嵌め入れたとき、クランプ１５のつめ１９の上部近傍の側壁面に当接しスイッチが入る位置にリミットスイッチ４３が取付けられているので、上下を逆にして凹部３５に嵌入れると、枠体４１が凹部３５に殆ど嵌り込んでいないにもかかわらず、スイッチが入る恐れがある。例えば本実施形態のように、枠体４１の高さＨとクランプ１５のつめ受け部底面３９からクランプ１５の上端外壁３６までの高さＨ１とを同じとし、枠体４１の側面の上部近傍にリミットスイッチ４３を取付けると、ふた板位置検出装置３を上下反対として、ふた板１３とクランプ１５とで形成される凹部３５の一つに嵌め込むと、枠体４１が凹部３５に少ししか嵌り込んでいないにもかかわらずリミットスイッチ４３がオンとなってしまう。このようにふた板位置検出装置３を上下反対として嵌め込むと、ふた板１３とクランプ１５とが正規の位置でないときでもリミットスイッチ４３がオンとなってしまう恐れがあるため、これを防止すべく取っ手４２をふた板１３とクランプ１５とで形成される凹部３５の一つに入り込まない大きさとする。このほか取っ手４２の長さを、クランプ１５のつめ受け部底面３９からクランプ１５の上端外壁３６までの高さＨ１と同等かそれ以上としても同様の効果を得られる。

以上のように構成される圧力容器１は、ふた板位置検出装置３を有するので、ふた板１３が正規の位置にあるか否か容易に検出することが可能であり、リミットスイッチ４３の信号をコネクタ４６を介して取出し、圧力容器本体２を加圧する加圧ポンプ（図示を省略）の電源などと連係させることで、圧力容器１を安全に使用することができる。また本発明の圧力容器１は、ふた板１３及びクランプ１５を加工する必要がないので、構造が簡単で安価に製造することができる。さらに既存の圧力容器にも容易に適用することができる。

なお本実施形態では、リミットスイッチ４３のローラ４４がクランプ１５のつめ１９の側壁面に当接、押下される位置（方向）にリミットスイッチ４３を設ける例を示しているけれども、リミットスイッチ４３の取付け位置（方向）は、ここに限定されるもではない。リミットスイッチ４３は、ふた板１３とクランプ１５とが正規の位置にあることを検出するもであるから、ローラ４４は、枠体４１をふた板１３とクランプ１５とが正規の位置にあるとき形成されるふた板１３とクランプ１５とで形成される凹部３５の一つに完全に嵌め込んだとき、凹部３５を形成する壁面の上部近傍のいずれかの場所で当接、押下される位置であればよい。

本発明の実施の一形態としての圧力容器１であって、圧力容器本体２にふた位置検出装置３を嵌め込んでいる状態を示す断面図である。本発明の実施の一形態としての圧力容器１であって、圧力容器本体２にふた位置検出装置３を嵌め込んでいる状態を示す平面図である。図１の圧力容器本体２のふた板１３の位置を検出するふた板位置検出装置３の正面図である。図１の圧力容器本体２のふた板１３の位置を検出するふた板位置検出装置３の平面図である。

符号の説明

１圧力容器
２圧力容器本体
３ふた板位置検出装置
１１つめ付きインテグラル形急速開閉ふた装置
１３ふた板
１５クランプ
１９クランプのつめ
２７ふた板のつめ
３３つめ受け部
３５凹部
３６クランプの上端外壁
３９つめ受け部底面
４１枠体
４２取っ手
４３リミットスイッチ
４７枠体の底面

Claims

つめ付きインテグラル形急速開閉ふた装置を備える圧力容器本体と、
該つめ付きインテグラル形急速開閉ふた装置を構成するふた板のつめが嵌り込むクランプのつめ受け部底面から該クランプの上端外壁までの高さＨ１と略同一か又はそれ以上の高さで、断面の大きさが、該ふた板のつめと該クランプのつめとを噛み合い面積が最大となるように噛み合わせたとき、該ふた板と該クランプとで形成される凹部の一の平面視と略同一の大きさの該凹部に嵌入可能な枠体を有し、該枠体の底面が該クランプのつめ受け部底面に当接するように該枠体を該凹部に嵌め入れたとき、該凹部を形成する壁面の上部近傍に当接しスイッチが入る該枠体の側面に取付けられたリミットスイッチ又はマイクロスイッチを有するふた板位置検出手段と、
を含むことを特徴とする圧力容器。
前記ふた板位置検出手段は、前記枠体の上端部に前記凹部に嵌め込むことのできない大きさ、及び／又は前記クランプのつめ受け部底面から前記クランプの上端外壁までの高さＨ１と同一かそれ以上の長さの取っ手を有することを特徴とする請求項１に記載の圧力容器。