JP2009106175A

JP2009106175A - 超高圧処理装置

Info

Publication number: JP2009106175A
Application number: JP2007280320A
Authority: JP
Inventors: Takao Fujikawa; 隆男藤川; Chikakazu Kishi; 新和岸
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2007-10-29
Filing date: 2007-10-29
Publication date: 2009-05-21

Abstract

【課題】簡単な構造でありながら正確に圧力容器内（圧媒）の圧力を計測できるようにする。
【解決手段】圧媒に浸された処理体３が内部に収納される円筒状の圧力容器２と、この圧力容器２に出退自在に挿入され圧媒を圧縮する加圧手段４とを備えた超高圧処理装置１において、圧力容器２の外側の表面１４の歪み量から圧力容器２の内圧を計測する内圧計測手段５を備えている。内圧計測手段５は、圧力容器２の外周部に設けられてその表面１４の歪みを計測する歪み計測部１８を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、４００ＭＰａ以上の圧媒（例えば、高圧の液体）を用いて、天然の生物に由来する食品や医療材料等の処理体を圧力容器内で高圧処理するための超高圧処理装置に関するものである。

近年、食品の分野では高付加価値化の観点および保存期間の長期化等の観点から、従来の加熱殺菌処理に替わって、数百ＭＰａの高圧処理を施すことにより、熱による食品成分の変性を最小限に留めつつ殺菌を行って、風味などに代表される食品の付加価値を高める高圧処理技術が注目を浴びている。また、再生医療に使用される自己組織再生のための足場材(scaffold)をミニブタ等の人以外の生物の組織から製造する技術において、細胞質の死滅化処理として高圧処理技術の適用が検討されている.
このような高圧処理では、従来、４００ＭＰａ程度の圧力が使用されてきたが、最近では６００ＭＰａ或いはそれ以上の圧力の適用が検討されており、特に、再生医療用の足場材の製造においては、１０００ＭＰａもの高い圧力の適用が検討されているのが実情である。

このように、高圧処理における圧力の上昇に伴い、処理体が収納される圧力容器や圧媒の圧力を増加させる増圧機（ポンプ）等の耐圧機器の疲労寿命を長くするという設計が一段と難しくなってきており、特に処理圧が６００ＭＰａ以上となると短寿命が顕著になってきている。これを改良する方法として特許文献１に示す超高圧処理装置が提案されている。
この特許文献１の超高圧処理装置は、圧力容器内にピストン又はプランジャーを押込むことにより圧力容器内の圧媒を油圧式で直接加圧するピストン型又はプランジャー型のものである。ピストン型又はプランジャー型の超高圧処理装置では、圧力容器については疲労寿命への配慮が必要ではあるが、圧力容器以外の耐圧機器類や部品の数が少ないことから、圧力容器が寿命に到達した時点で圧力容器のみを交換すれば良く、設備の償却コストの低減という観点から工業生産に向いている。

このようなピストン型又はプランジャー型の超高圧処理装置では、圧力容器内の圧力を計測するにあたっては、ピストン又はプランジャーを押す圧力（一次側の圧力）に、ピストンの受圧面積と圧力容器側のピストンの受圧面積の比を乗じることにより圧力容器の圧力を算出していた。即ち、圧力容器内の圧力は、次の式（１）、式（２）で示される。

特開平６−３２７４１７号公報（図１、図２）

従来のピストン型又はプランジャー型の超高圧処理装置においては、式（１）及び式（２）に示したように、ピストンあるいはプイランジャーのシールリングでの摩擦があるため、圧力容器内の圧力を求める際に摩擦力が誤差となり、またこの摩擦力がピストンを押し込む時と引き下げる時とで逆向きになることが問題となる。
例えば、Ａ１＝９００ｃｍ²、Ａ２＝１００ｃｍ²、Ｐ２＝７００ＭＰａ、Ｓ＝３１．４ｃｍ²、μ＝０．１とすると、押込み時の油圧Ｐ１は８０．２２ＭＰａ、引上げ時の油圧Ｐ１は７５．３３ＭＰａとなり、両者に４．８９ＭＰａの違いが生じ、これは±４．７％の誤差が発生することに相当する。

実際には、摩擦係数が圧力の上昇とともに増加する傾向にあるためにさらに大きな誤差が発生する可能性がある。シーリングでの摩擦力の影響は、摩擦係数が低いテフロン（登録商標）(摩擦係数０．１)のような材料を使用しても、圧力容器内の圧力に対して圧力換算で±４〜７％にもなるために、結果として処理条件を精密に制御することが困難になる。
また、圧力容器内の圧力を所定の圧力に加圧するためにピストンを押込んで加圧し、その圧力を保持している過程では、一次側の油圧の温度が熱の放出により低下することがある。このような場合は、シールリングの摩擦力により、ピストン自体は同じ位置に留まっているため、一次側の体積変化が起こらず、一次側の油圧の圧力が低下する。

ここで、式（１）、式（２）を用いて圧力容器内の圧力を算出しようとすると、実際には圧力容器内の圧力は変化していないにもかかわらず、油圧により圧力を換算しているために、圧力容器内の圧力も低下しているように表示されてしまうという不都合がある。
即ち、加圧時と減圧時の摩擦力の作用方向の転換により、実際の圧力容器内圧力と油圧と関係はヒステリシス現象を呈することになる。
これを回避するための手段としては、例えば、図８に示すように、圧力容器１００を下側から閉鎖する下蓋部１０１に圧媒１０２が導入される流通路１０３を設けて、この流通路１０３に配管１０４を接続して、配管１０４内の圧力を圧力計１０５を介して計測する方法が考えられる。

しかしながら、この方法では、長期間に亘って配管１０４内に圧媒１０２が滞留し配管１０４の腐食等の原因になると共に、配管１０４や圧力計１０５を高圧に耐え得る構造としなければならず、装置全体が複雑で大きなものとなる。
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、簡単な構造でありながら正確に圧力容器内（圧媒）の圧力を計測できる超高圧処理装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
すなわち、本発明は、圧媒に浸された処理体を内部に収納する円筒状の圧力容器と、この圧力容器に出退自在に挿入され前記圧媒を圧縮する加圧手段とを備えた超高圧処理装置において、前記圧力容器の外側表面の歪み量から当該圧力容器の内圧を計測する内圧計測手段を備えている点にある。
前記内圧計測手段は、前記圧力容器の外周部に設けられてその表面の歪みを計測する歪み計測部を備えていることが好ましい。或いは、前記内圧計測手段は、前記圧力容器の端面部に設けられてその表面の歪みを計測する歪み計測部を備えていることが好ましい。

前記圧力容器を覆うように、当該圧力容器を冷却するための水冷ジャケットが設けられていることが好ましい。
前記歪み計測部は、４枚の抵抗線歪ゲージからホイートストンブリッジ回路を構成してなるホイートストンブリッジ回路部を備え、前記ホイートストンブリッジ回路部は、圧力容器の周方向に沿って前記外周部に設けられた２枚の抵抗線歪ゲージと、圧力容器の軸方向に沿って前記外周部に設けられた２枚の抵抗線歪ゲージとを備えていることが好ましい。

前記歪み計測部は、４枚の抵抗線歪ゲージからホイートストンブリッジ回路を構成してなるホイートストンブリッジ回路部を備え、前記ホイートストンブリッジ回路部は、圧力容器の周方向に沿って前記端面部に設けられた２枚の抵抗線歪ゲージと、圧力容器の径方向に沿って前記側面部に設けられた２枚の抵抗線歪ゲージとを備えていることが好ましい。前記抵抗線歪ゲージには、温度補償機能が備えられていることが好ましい。

本発明によれば、簡単な構造でありながら正確に圧力容器内（圧媒）の圧力を計測することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
［第１実施形態］
図１、２は、本発明の第１実施形態に係る超高圧処理装置を示している。
超高圧処理装置１は、例えば、４００ＭＰａ以上の圧媒（圧力媒体）で圧力容器２内に配置された食品や医療材料等の処理体３を加圧処理するものである。この超高圧処理装置１は、圧力容器２と、加圧手段４と、内圧計測手段５とを備えている。
圧力容器２は、筒状に形成された厚肉容器であって、内側からの圧力に応じて径方向又は軸方向に弾性的な変形するものである。この圧力容器２には、その軸芯と同一軸芯上に貫通した貫通孔６が設けられている。貫通孔６の下部に位置する下部開口部６ａには、当該下部開口部６ａを閉鎖する下蓋７が挿入されている。下蓋７であって、圧力容器２の貫通孔６の内壁との接触部７ａにはシーリング８が設けられている。下蓋７と圧力容器２の貫通孔６の内壁との間に、処理体３、圧媒が入れられる収納室９が形成されている。圧媒としては、処理体３に静水圧で圧力を伝えるために、亜硝酸ナトリウム等の溶融塩やシリコン油等の液体が用いられている。

加圧手段４は、圧力容器２の上部に配置された油圧ラム１０を有している。油圧ラム１０のピストンロッド１１の下部側は圧力容器２の貫通孔６に嵌め込み可能となっており、当該ピストンロッド１１の下部により圧力容器２の収納室９に収納された圧媒が圧縮されるようになっている。
詳しくは、ピストンロッド１１の上部側は油圧ラム１０のシリンダ１２内に挿入され、シリンダ１２内の油圧により上下移動自在となっている。ピストンロッド１１の下部側は圧力容器２の貫通孔６の上部に位置する上部開口部６ｂを介して圧力容器２内に挿入され、当該ピストンロッド１１の下部の下面において収納室９の圧媒を押圧するようになっている。

ピストンロッド１１の下部には、ピストンロッド１１を圧力容器２に挿入した際に貫通孔６の内壁と摺動するシーリング１３が設けられている。
圧力容器２の外側には、当該圧力容器２の表面１４の外周部１５を覆うように圧力容器２よりも大径に形成された筒状の水冷ジャケット１６が設けられている。水冷ジャケット１６の内壁と圧力容器２の表面１４の外周部１５との間には、冷却媒体が流通する流通路１７が形成されている。この流通路１７に冷却媒体を流通させることにより、圧力容器２は外側から冷却されるようになっている。なお、処理温度が室温より高い場合には、この水冷ジャケット１６に温水等の熱媒体を流通させることが好ましい。

内圧計測手段５は、ピストンロッド１１により収納室９の圧媒が加圧された際にその加圧力によって膨らんだ圧力容器２の歪み量により、圧力容器２の内圧、即ち、圧力容器２内の圧媒の圧力を計測するものである。
図１、２に示すように、内圧計測手段５は、圧力容器２の表面１４の歪みを計測する歪み計測部１９を備えている。
歪み計測部１９は、圧力容器２の表面１４の外周部１５（側面）において、圧力容器２の軸方向中央部又は中央部よりも下側の範囲、即ち、収納室９に近い側に設けられている。この歪み計測部１９は、表面１４の外周部１５に貼り付けられた４枚の抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４からホイートストンブリッジ回路を構成してなるホイートストンブリッジ回路部１９Ａを有している。

抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は表面１４の歪みに応じて抵抗が変化する抵抗素子から構成されている。この抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は温度補償機能（自己温度補償）が備えられているものである。
図２に示すように、ホイートストンブリッジ回路部１９Ａ（歪み計測部１９）において、４枚の抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のうち、２枚の抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ３は、互いに軸方向（図２上下方向）に間隔をあけて配置され、抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ３の歪み検出方向が左右に向く（周方向に向く）ように、それぞれの抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ３が接着剤等により圧力容器２の周方向に沿って外周部１５に貼り付けられている。

説明の便宜上、外周部１５（側面）において、４枚の抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のうち、歪み検出方向が左右に向くように配置された（横向きに配置された）抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ３のことを横抵抗線歪ゲージということがある。
ホイートストンブリッジ回路部１９Ａ（歪み計測部１９）において、４枚の抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のうち他の２枚の抵抗線歪ゲージＲ２、Ｒ４は、互いに周方向（図２左右方向）に間隔をあけて配置され、抵抗線歪ゲージＲ２、Ｒ４の歪み検出方向が上下に向くように、それぞれの抵抗線歪ゲージＲ２、Ｒ４が接着剤等により圧力容器２の軸方向に沿って外周部１５の表面１４に貼り付けられている。

説明の便宜上、外周部１５（側面）において、４枚の抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のうち、歪み検出方向が上下に向くように配置された（縦向きに配置された）抵抗線歪ゲージＲ２、Ｒ４のことを縦抵抗線歪ゲージということがある。
圧力容器２の表面１４の外周部１５において、横抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ３と縦抵抗線歪ゲージＲ２、Ｒ４とは近接して配置され、横抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ３の間に縦抵抗線歪ゲージＲ２、Ｒ４が配置されている。
第１横抵抗線歪ゲージＲ１と第１縦抵抗線歪ゲージＲ２との第１接点と、第２横抵抗線歪ゲージＲ３と第２縦抵抗線歪ゲージＲ４との第２接点とに基準電圧が印加される入力端子２０が設けられている。

また、第１横抵抗線歪ゲージＲ１と第２の縦抵抗線歪ゲージＲ４との第３接点と、第１縦抵抗線歪ゲージＲ２と第２横抵抗線歪ゲージＲ３との第４接点とに歪みにより変化した電圧を出力する出力端子２１が設けられている。
処理体３の高圧処理を行うにあたっては、まず、収納室９に圧媒を入れると共に処理体３を収納室９に入れて圧媒に浸し、油圧ラム１０のピストンロッド１１を加圧方向、即ち、下側に移動させ、収納室９内の圧媒を圧縮して処理体３に均等な圧力をかける。圧媒が圧縮されると圧媒の圧力が増加し、処理体３にかかる圧力が増加すると共に、収納室９内の内壁にかかる圧力が増加し、圧力容器２は圧力増加に伴って周方向或いは軸方向（上下方向）に変形、即ち、膨張することになる。

そして、圧力容器２の膨張に伴って外周部１５の周方向に歪みが生じると横抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ３の抵抗値が変化し、外周部１５の軸方向に歪みが生じると縦抵抗線歪ゲージＲ２、Ｒ４の抵抗値が変化する。
これら横抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ３の抵抗値の変化及び縦抵抗線歪ゲージＲ２、Ｒ４の抵抗値の変化によって、入力端子２０にかけた基準電圧と、出力端子２１から出力する出力電圧との偏差が変化する。偏差の変化により圧力容器２の内圧、即ち、圧媒の圧力を計測することができる。例えば、基準電圧と出力電圧とを圧力換算装置２４（図１参照）に入力して、圧力換算装置２４で当該基準電圧と出力電圧との電圧の偏差に基づき圧力に換算することによって圧力容器２の内圧が計測できる。なお、圧媒の圧力と電圧偏差との関係を予め測定しておき、圧力換算の際に予め測定した圧媒の圧力と電圧偏差との関係を用いることにしている。

本発明によれば、内圧計測手段５によって、圧媒の圧力の増減により変化する圧力容器２の表面１４の歪み量を用いて圧媒の圧力を計測しているため、従来のようにシーリング１３の摩擦による影響、即ち、ヒステリシスの影響がなく、圧媒の圧力を正確に測定することが可能である。特に、圧力容器２の表面１４の外周部１５に、表面１４の歪みを計測する歪み計測部１９を設けているため、他の部分に歪み計測部１９を設けた場合に比べて、圧媒の圧力増減の影響を歪み量として検出し易く、この点からも、圧媒の圧力を正確に測定することができる構成である。

しかも、本発明によれば、圧力容器２の周方向に沿って２枚の抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ３を外周部１５に設けているため、圧媒の圧力増減の影響が最も出現し易い部分の変形量（歪み量）を精度良く検出することができる。
さらに、本発明によれば、圧力容器２の軸方向に沿って２枚の抵抗線歪ゲージＲ２、Ｒ４を外周部１５に設けているため、圧媒の圧力増減の影響が出現する部分の変形量を精度良く検出することができ、周方向に設けた２枚の抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ３と合わせれば、圧媒の圧力増減の影響を最も反映した歪み量を検出可能となる。

本発明によれば、４枚の抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４でホイートストンブリッジ回路を構成して、表面１４の外周部１５を囲んでいるので、囲まれた範囲の歪み量を精度良く検出することができる。
［第２実施形態］
図３は、圧力容器２の表面１４の外周部１５に設けた歪み計測部１９の変形例を示したものである。この歪み計測部１９は、４枚の抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４からホイートストンブリッジ回路を構成してなるホイートストンブリッジ回路部１９Ｂを備えている。

図３に示すように、ホイートストンブリッジ回路部１９Ｂにおいて、表面１４の外周部１５に貼り付ける４枚の抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のうち、横向きに配置する２枚の抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ３を同一の周方向に並べ、縦向きに配置する２枚の抵抗線歪ゲージＲ２、Ｒ４を同一軸芯方向に並べている。
詳しくは、圧力容器２の表面１４の外周部１５において、第１横抵抗線歪ゲージＲ１と第２横抵抗線歪ゲージＲ３とを周方向に離間して配置すると共に、第１横抵抗線歪ゲージＲ１と第２横抵抗線歪ゲージＲ３とが互いに外周部１５の同一周上に並ぶように、両者の横抵抗ゲージを周方向に延びる周ラインＬ１上に配置する。

また、圧力容器２の表面１４の外周部１５において、第１縦抵抗線歪ゲージＲ２と第２縦抵抗線歪ゲージＲ４とを軸方向に離間して配置すると共に、第１縦抵抗線歪ゲージＲ２と第２縦抵抗線歪ゲージＲ４とが互いに外周部１５の同一軸上に並ぶように、両者の縦抵抗ゲージを軸方向に延びる軸ラインＬ２上に配置する。
本発明によれば、第１横抵抗線歪ゲージＲ１と第２横抵抗線歪ゲージＲ３との２つを周ラインＬ１上に配置したので、それぞれの第１横抵抗線歪ゲージＲ１及び第２横抵抗線歪ゲージＲ３によって、圧力容器２の同一の上下位置での歪み量を検出することができる（同一周上の歪みを検出できる）。

また、本発明によれば、第１縦抵抗線歪ゲージＲ２と第２縦抵抗線歪ゲージＲ４との２つを軸ラインＬ２上に配置したので、それぞれの第１縦抵抗線歪ゲージＲ２及び第２縦抵抗線歪ゲージＲ４によって、圧力容器２の同一の幅位置に対する歪み量を検出することができる（同一軸上の歪みを検出できる）。
したがって、検出した歪み量から圧媒の圧力に変換する際に、例えば、抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の貼り付け位置による補正を行うことなく、簡単に、検出した歪み量から圧媒の圧力に求めることが可能である。
［第３実施形態］
図４、５は、第１実施形態及び第２実施形態とは異なり、歪み計測部１９を圧力容器２の表面１４の端面部２２に設けたものである。この実施形態では、歪み計測部１９は、圧力容器２の表面１４の２つの端面部２２（上端面部２２ａ、下端面部２２ｂ）のうち収納室９に近い下端面部２２ｂに設けられている。圧力容器２の表面１４の外周部１５が水冷ジャケット１６で覆われている場合、抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４に接続された４本のリード線を水冷ジャケット１６の外側に引き出す必要があり、そのためシール構造が必要であるが第３実施形態の構造を採用するとシール構造を設ける必要がない。

この歪み計測部１９は、４枚の抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４からホイートストンブリッジ回路を構成してなるホイートストンブリッジ回路部１９Ｃを備えている。
図５に示すように、ホイートストンブリッジ回路部１９Ｃにおいて、４枚の抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のうち２枚の抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ３は、互いに径方向（図５上下方向）に間隔をあけて配置され、抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ３の歪み検出方向が周方向（図５左右方向）に向くように、それぞれの抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ３が接着剤等により圧力容器２の周方向に沿って周方向に下端面部２２ｂに貼り付けられている。

下端面部２２ｂにおいて、４枚の抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のうち、歪み検出方向が周方向に向くように配置された（横向きに配置された）抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ３のことを横抵抗線歪ゲージということがある。
４枚の抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のうち他の２枚の抵抗線歪ゲージＲ２、Ｒ４は、互いに周方向に間隔をあけて配置され、抵抗線歪ゲージＲ２、Ｒ４の歪み検出方向が径方向（厚み方向）に向くように、それぞれの抵抗線歪ゲージＲ２、Ｒ４が接着剤等により圧力容器２の外周部１５に貼り付けられている。

下端面部２２ｂにおいて、４枚の抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のうち、歪み検出方向が径方向（厚み方向）に向くように配置された抵抗線歪ゲージＲ２、Ｒ４のことを前後抵抗線歪ゲージということがある。
圧力容器２２の表面１４の下端面部２２ｂにおいて、横抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ３と前後抵抗線歪ゲージＲ２、Ｒ４とは近接して配置され、横抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ３の間に前後抵抗線歪ゲージＲ２、Ｒ４が配置されている。
処理体３の高圧処理を行った際に、圧力容器２の膨張に伴って表面１４の周方向に歪みが生じると横抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ３の抵抗値が変化し、表面１４の厚み方向に歪みが生じると前後抵抗線歪ゲージＲ２、Ｒ４の抵抗値が変化する。これら横抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ３の抵抗値の変化及び前後抵抗線歪ゲージＲ２、Ｒ４の抵抗値の変化によって、圧力容器２の内圧を計測することができる。

圧媒の増減の影響による歪みは、上述した圧力容器２の外周部１５だけでなく端面部２２にも出ることから、これを利用して圧媒の圧力を計測することができる。特に、歪み計測部１９を収納室９に近い下端面部２２ｂに設けているので、圧媒の増減の影響による歪みを検出し易く、圧媒の圧力をより正確に計測することができる。このときの圧媒の圧力と、抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の抵抗値変化との関係は、第１実施形態と同様に予め実測しておくことが好ましい。
［第４実施形態］
図６は、圧力容器２の表面１４の下端面部２２ｂに設けた歪み計測部１９の変形例を示したものである。この歪み計測部１９は、４枚の抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４からホイートストンブリッジ回路を構成してなるホイートストンブリッジ回路部１９Ｄを備えている。

図６に示すように、ホイートストンブリッジ回路部１９Ｄにおいて、表面１４の下端面部２２ｂに貼り付ける４枚の抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のうち、横向きに配置する２枚の抵抗線歪ゲージＲ１、Ｒ３を同一の周方向に並べ、厚み方向に配置する２枚の抵抗線歪ゲージＲ２、Ｒ４を同一の厚み方向に並べている。
詳しくは、圧力容器２の表面１４の下端面部２２ｂにおいて、第１横抵抗線歪ゲージＲ１と第２横抵抗線歪ゲージＲ３とを周方向に離間して配置すると共に、第１横抵抗線歪ゲージＲ１と第２横抵抗線歪ゲージＲ３とが下端面部２２ｂの同一周上に並ぶように、両者を周方向に延びる周ラインＬ３上に配置する。

また、圧力容器２の表面１４の下端面部２２ｂにおいて、第１前後抵抗線歪ゲージＲ２と第２前後抵抗線歪ゲージＲ４とを径方向に離間して配置すると共に、第１前後抵抗線歪ゲージＲ２と第２前後抵抗線歪ゲージＲ４とが下端面部２２ｂの同一径上に並ぶように、両者を径方向に延びる径ラインＬ４上に配置する。
本発明は上記の実施形態に限定されない。上記実施形態では、圧力容器２の外側の表面１４の歪み量を計測するにおいて、抵抗線歪ゲージを用いているが、表面１４の歪みを測定できるものであればよく、ピエゾ素子を用いたセンサであっても静電容量センサであってもよい。

また、上記実施形態では、ピストンロッド１１の下部にシーリング１３を設けていたがこれに代え、圧力容器２の内壁の上部側にピストンロッド１１と摺動するシーリング１３を設けるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、外周部１５と水冷ジャケット１６との間の流通路１７に歪み計測部１９を設けているが、この際、当然の如く、当該歪み計測部１９は内部に水等が進入しないように樹脂等で防水処理がなされている。

第１実施形態の超高圧処理装置の全体構成図である。圧力容器の表面の外周部に貼り付けた抵抗線歪ゲージの配置図である。第２実施形態での外周部に貼り付けた抵抗線歪ゲージの配置図である。第３実施形態の超高圧処理装置の全体構成図である。圧力容器の表面の端面部に貼り付けた抵抗線歪ゲージの配置図である。第４実施形態での外周部に貼り付けた抵抗線歪ゲージの配置図である。圧力容器にシーリングを設けた超高圧処理装置の全体構成図である。従来例の超高圧処理装置の全体構成図である。

符号の説明

１超高圧処理装置
２圧力容器
３処理体
５内圧計測手段
１８歪み計測部
Ｒ１抵抗線歪ゲージ
Ｒ２抵抗線歪ゲージ
Ｒ３抵抗線歪ゲージ
Ｒ４抵抗線歪ゲージ

Claims

圧媒に浸された処理体を内部に収納する円筒状の圧力容器と、この圧力容器に出退自在に挿入され前記圧媒を圧縮する加圧手段とを備えた超高圧処理装置において、
前記圧力容器の外側表面の歪み量から当該圧力容器の内圧を計測する内圧計測手段を備えていることを特徴とする超高圧処理装置。
前記内圧計測手段は、前記圧力容器の外周部に設けられてその表面の歪みを計測する歪み計測部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の超高圧処理装置。
前記内圧計測手段は、前記圧力容器の端面部に設けられてその表面の歪みを計測する歪み計測部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の超高圧処理装置。
前記圧力容器を覆うように、当該圧力容器を冷却するための水冷ジャケットが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の超高圧処理装置。
前記歪み計測部は、４枚の抵抗線歪ゲージからホイートストンブリッジ回路を構成してなるホイートストンブリッジ回路部を備え、前記ホイートストンブリッジ回路部は、圧力容器の周方向に沿って前記外周部に設けられた２枚の抵抗線歪ゲージと、圧力容器の軸方向に沿って前記外周部に設けられた２枚の抵抗線歪ゲージとを備えていることを特徴とする請求項２に記載の超高圧処理装置。
前記歪み計測部は、４枚の抵抗線歪ゲージからホイートストンブリッジ回路を構成してなるホイートストンブリッジ回路部を備え、前記ホイートストンブリッジ回路部は、圧力容器の周方向に沿って前記端面部に設けられた２枚の抵抗線歪ゲージと、圧力容器の径方向に沿って前記側面部に設けられた２枚の抵抗線歪ゲージとを備えていることを特徴とする請求項３に記載の超高圧処理装置。
前記抵抗線歪ゲージには、温度補償機能が備えられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の超高圧処理装置。