JP2010071409A - 圧力流体容器の覗窓及び圧力流体容器の覗窓用透視保護板 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、圧力流体容器の液面位等の覗窓に用いる透視保護板であって、ガラス体の損傷を防ぐものであり、特に高温高圧の液体や蒸気等に耐え、従来のマイカ板に比較して耐エロージョンや耐コロージョンを有し、剥離しにくく、かつシリカの付着が少なく汚れにくい透視保護板を用いた圧力流体容器の液面位等の覗窓の提供を課題とする。
【解決手段】
係る課題は、圧力流体容器の液面位をガラス体によって透視する圧力流体容器の覗窓の本体内部方向とポート部との間にアルミナ系単結晶よりなる透視保護板を有した圧力流体容器の覗窓によって解決できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、圧力流体容器の覗窓及び圧力流体容器の覗窓用透視保護板に関し、より具体的には圧力流体容器の液面位等の覗窓に用いるガラス体の損傷を防止する覗窓及びそれに用いられる透視保護板に関する。

従来より、圧力流体容器の液面位等の覗窓に関しては、ガラス体を通して視認するものであり、例えば容器の覗口に設置したガラス体を保護するために透視保護板が用いられてきたものである。
即ち、例えば高温高圧の液体や蒸気等によるガラスの腐蝕を防ぐために該透視保護板が用いられているものである。
例えば、実開平５−８３５９８号（特許文献１）及び実開平５−８３５９９号（特許文献２）にも透視保護板に付いて、マイカ板を用いる旨の言及がなされている。
実開平５−８３５９８号 実開平５−８３５９９号

以上のように、従来よりガラス体を保護するためにマイカ板を用いていたものであるが、そもそもマイカ板は雲母を薄く削りだしたものであり、使用に際して、どうしてもエロージョンやコロージョン等によって剥離が生じるものであった。
又、マイカ板にはシリカがどうしても付きやすいという特質を有し、汚れが生じやすいという欠点を有するものであった。

これらのことより、ガラス体の透視保護板としては極めて有用ではある反面、マイカ板は前記のように剥離し易く、又汚れやすいという特質を有することから、通常約１年程度で交換しなければならないという欠点を有しているものであった。
特に、高圧水面計用ポートグラスはボイラー水の清缶剤によりガラスが腐蝕されるものでありマイカ板を用いてボイラー水によるガラス体の腐蝕を防止していた。

この場合マイカはボイラー水及び上記により０．３ミリ厚のマイカ板２枚が約１年で破損するため、例えばマイカ板を３枚使用して前記のように１年毎に交換などが必要となっているものである。
このことから、圧力流体容器の液面位等の覗窓に用いることができると共に、ガラス体の損傷を防ぐものであって、特に高温高圧の液体や蒸気等に耐えうる透視保護板の提供が望まれるものである。
更に、雲母に比較して耐エロージョンや耐コロージョンがあり、剥離しにくく、かつシリカの付着が少なく汚れにくい透視保護板の提供が望まれるものである。

以上のように係る課題を見事に解決するため、請求項１に係る発明は、圧力流体容器の液面位をガラス体によって透視する圧力流体容器の覗窓において、流体容器本体の内部方向とポート部との間にアルミナ系単結晶よりなる透視保護板を有する圧力流体容器の覗窓からなるものであって、係る発明によって前記課題を解決できる。

この場合、請求項２に係る発明のようにアルミナ系単結晶がサファイアよりなる圧力流体容器の覗窓でも、又は請求項３に係る発明のようにルビーよりなる圧力流体容器の覗窓であってもよい。
更に、請求項４に係る発明のように透視保護板が薄板状よりなるものであってもよい。
これらの場合、請求項５に係る発明のように透視保護板と共にマイカ板を有する圧力流体容器の覗窓を用いてもよく、請求項６に係る発明のように透視保護板のポート部方向にマイカ板を有するものであってもよい。

更に、請求項７に係る発明のように透視保護板の流体容器本体の内部方向に緩衝材を有する圧力流体容器の覗窓でも、請求項８に係る発明のように透視保護板のポート部方向に緩衝材を有する圧力流体容器の覗窓でもよい。
この場合に、請求項９に係る発明のように緩衝材がスチール箔、銅箔、ステンレス箔、金属箔、カーボンファイバーのいずれかよりなる圧力流体容器の覗窓を用いてもよい。

これらの場合、請求項１０に係る発明のようにポート部が補強リングに圧入したガラス体からなるポート部より圧力流体容器の覗窓でも、請求項１１に係る発明のようにポート部がポートグラスからなるポート部よりなる圧力流体容器の覗窓でもよい。
更にこれ等の圧力流体容器の覗窓に関して、これらに用いる透明保護板であってもよいものである。

即ち各圧力流体容器の覗窓の他、請求項１２に係る発明のように圧力流体容器の液面位をガラス体によって透視する圧力流体容器の覗窓用透視保護板において、流体容器本体の内部方向とポート部の間の透視保護板がアルミナ系単結晶よりなる透視保護板である圧力流体容器の覗窓用透視保護板であってもよい。
この場合、請求項１３に係る発明のように透視保護板がサファイアよりなる透視保護板であっても、請求項１４に係る発明のように透視保護板がルビーよりなる透視保護板であってもよい。

更に、請求項１５に係る発明のようにアルミナ系単結晶よりなる透視保護板が薄板状よりなるものであってもよく、請求項１６に係る発明のように透視保護板が削り出しによって成形するものでもよい。
これ等の発明によって前記課題を見事に解決できるものである。

前記のように構成したことから、まず請求項１乃至請求項３に係る発明によって、雲母に比較して耐エロージョンや耐コロージョンがあり、剥離しにくく、かつシリカの付着が少なく汚れにくい高温高圧の液体や蒸気等に耐えうる透視保護板を有する圧力流体容器の液面位等の覗窓の提供が行なえるものである。
特に請求項４に係る発明により、よりコンパクトな圧力流体容器の液面位等の覗窓の提供が行なえるものであって、コストなどの低減を図れる。

又、請求項５に係る発明により、覗窓の耐久性を高めることができ、例えば一の部材が破損しても他の部材によって、交換までの間安全な使用継続が可能となる。
更に請求項６に係る発明によって、通常は極めて耐久性の高い透視保護板を用いることができ、仮に破損した場合でもマイカ板によって覗窓を形成でき、破損や磨耗によって一の透視保護板が損傷しても、交換までの間に安全な使用を確保できるものとなる。

又、請求項７及び請求項８に係る発明によって、透視保護板の設置に際して緩衝材によって安全かつ確実に装着できるものである。
更に、請求項９に係る発明によって、緩衝材として適宜最も適切な材質の緩衝材を用いることができるものである。
次に、請求項１０に係る発明によって、ガラスタイを補強でき、強度の向上と共に取扱いなどの向上を図れる。
又、請求項１１に係る発明によって、ポートグラスをポート部として用いることができる。

これらの他、請求項１２乃至１４に係る発明によって、雲母に比較して耐エロージョンや耐コロージョンがあり、剥離しにくく、かつシリカの付着が少なく汚れにくい高温高圧の液体や蒸気等に耐えうる圧力流体容器の液面位等の覗窓用透視保護板の提供が行なえるものである。
又、請求項１５に係る発明によって、よりコンパクトな圧力流体容器の液面位等の覗窓用透視保護板の提供が行なえるものであって、コストなどの低減を図れる。
更に、請求項１６に係る発明によって、より薄くかつ所定の形状の透視保護板よりなる圧力流体容器の液面位等の覗窓用透視保護板の提供が行なえるものである。

図１は、本発明に係る圧力流体容器の覗窓用透視保護板５を用いた圧力流体容器の液面位等の覗窓の分解斜視図である。
本図に示す圧力流体容器の液面位等の覗窓に関しては一例であり、他の構成によって用いるものであってももちろんよい。
まず流体容器内の液面位を透視する覗窓を構成するに、ゲージボディである流体容器本体1とゲージカバーである孔明きフランジ２とをボルト３止めするものであるが、両者間には液面位を透視する覗窓となるポートグラスからなるポート部４即ちガラス体４を挟むものである。

この場合、流体容器本体１とガラス体４の間には削り出しによって薄板状としたサファイアからなる透視保護板５が挟み込まれている。
透視保護板5とは、透明の保護板のみをさすものではなく液面位を透視可能な視認性を有するものであれは例えば着色等の有無や濃淡等にかかわらず該当するものである。
又、透視保護板５は削り出しによる薄板状としたものの他、他の方法例えば切断や磨き出し等各種の方法によって薄板状としたものであってもよい。

この場合流体容器本体１とサファイアからなる透視保護板５との間には更に緩衝材６が挟まれているものである。
これによって、各々の密着性を高めると共に接触部位の保護を図っている。
本図構成においては、サファイアからなる薄板状の透視保護板５を１枚有して構成している。
又、本図構成においては該透視保護板５とポート部４であるガラス体の間には特段緩衝材を有していないが、必要に応じて用いるものであってもよい。

このような緩衝材６と透視保護板５とポート部４のガラス体を流体容器本体１と孔明きフランジ２によって螺子３止めされるものであるが、該位置において流体容器本体１と孔明きフランジ２の夫々にはきっちりと挟み込めるようにそれぞれに凹み部分１０、２０を有し、該凹み部分１０、２０内において緩衝材６と透視保護板５とポート部４であるガラス体とが内置されるものとなる。
尚、螺子止め圧着のために該両者の凹み部分は少なくとも挟みこまれる緩衝材６と透視保護板５とガラス体４よりもやや小さいものであることが望ましい。

特に本図構成においては覗き窓が円形にて構成されていることから、透視保護板５も略円形からなり、又、緩衝材６も中央部分の視認性を図るため環状形状にて構成されている。
このようにポート部４である覗窓に用いるガラス体のポートグラスの流体容器方向の面には、高温高圧の液体や蒸気等が接するものであり、ガラス体の腐蝕を防止するためにガラス体と該高温高圧環境との間に透視保護板５が位置するものであり、この透視保護板５に関してサファイアを用いて構成することから、該環境下においても、雲母とは異なり剥離現象を生じさせず、又シリカの付着による汚れも生ずることがない。

したがって、極めて安定した状態として用いることができ、交換の頻度を極力少なくすることができ、メンテナンス性や使用時の安定及び安全性を高めることができるものである。
例えば０．３ミリ厚のマイカ板と比較し、マイカ板の場合には毎年交換し乃至剥離やシリカの付着により見難くなってしまうが、本発明に係るサファイアからなる透視保護板５を用いた場合には少なくとも３年程度は交換せずに使用することが可能である。

尚、サファイアを用いるのは、高純度のアルミナ系単結晶であり、耐摩擦性、耐熱性、耐薬品性、熱伝導性、絶縁性にすぐれていると共に、赤外線から近紫外線まで幅広い波長を透過するため視認性にもすぐれているからである。
又、アルミナ系単結晶であり、ルビーを用いてもよいものである。
更に、覗窓となるポートグラスからなるポート部４に関しては、本図に示すガラス体よりなるポート部の他、補強リングに圧入したガラス体からなるポート部よりなるものでも、或いは、ゲージカバーに内蔵されたポートグラスからなるポート部よりなるもの等を用いてもよい。

図２は、図１に示す圧力流体容器の液面位等の覗窓の一例の一部断面図を示す。
本図に示すように液面位計の液面位の覗窓のガラス体の流体容器本体１方向には、サファイアからなる透視保護板５を有するものである。
尚、図１及び図２に示す例はサファイアよりなる透視保護板５を１枚用いた一例を示すが、この他２枚以上用いたものであってもよい。
又、本図構成は円形の覗窓に円形の透視保護板５を用いた例を示すが、この他、四角形状のものであっても或いは正方形状のもの、長方形或いは楕円形状のもの等他の任意の形状の透視保護板５を用いるものであってもよい。

もとより覗窓の構成も同様に任意形状のものに用いてもよいものであり、夫々に適切に対応しうる形状のサファイアよりなる透視保護板を用いるものであればよい。
従って、ゲージボディである流体容器本体1とゲージカバーである孔明きフランジ２とをボルト３止めし、係る流体容器本体1の凹み部分１０とゲージカバーである孔明きフランジ２の凹み部分２０との間であって流体容器本体1内の高温高圧の液体や蒸気等が接する位置に透視保護板５を有しており、これに続いてポート部４を有するものである。

更にポート部４と孔明きフランジ２との間と、透視保護板５と流体容器本体1との間に夫々緩衝材６を有するものである。
図３は、サファイアよりなる透視保護板６を１枚用いた他の一例を示す。

本図は、孔明きフランジ２と流体容器本体１の間に、まず孔明きフランジ２側から緩衝材である座金６１をかませて覗き穴のガラス体のポート部４を有し、緩衝材６を挟んで透視保護板５であるサファイアの保護板を有するものであり、更に緩衝材のガスケット６２を介して流体容器本体に繋がるものである。
この場合、ポート部４と透視保護板５間の緩衝材６に関しては、例えば衝撃吸収用のガスケットやパッキング、或いはクッション材の他、特にスチール箔やマイカ等が最適である。

このスチール箔としては、その他、例えば銅箔やステンレス箔或いは各種金属箔或いはカーボンファイバー等を用いたものであってもよい。
又、透視保護板５であるサファイアの保護板と流体容器本体１との間の緩衝材のガスケット６２に関しても例えばこの衝撃吸収用のガスケットとサファイアの透視保護板５との間に更にスチール箔等の緩衝材やマイカ等を用いてもよい。
この場合、同様にこのスチール箔としては、例えば銅箔やステンレス箔或いは各種金属箔或いはカーボンファイバー等を用いたものであってもよい。

もとより、これ等の構成に限らずより複数枚のサファイアよりなる透視保護板５を有するものであってもよい。
尚、本図においては座金６１と緩衝材６、ガスケット６２として示すが、これらは一例であり、少なくとも座金やガスケット等を含む各種緩衝材６であればよいものであり、更にその材質などは前記の通り、スチール箔、銅箔やステンレス箔或いは各種金属箔或いはカーボンファイバー等を用いたものであってもよい。
本図構成ではサファイアよりなる透視保護板５とポート部４の間、或いはサファイアよりなる透視保護板５と流体容器本体１との間に緩衝材６であるスチール箔等を有するものを示すがこの構成に限らず、緩衝材等を有さず透視保護板を複数枚を揃えて配設したものでも、或いは間に他の部材を挟み込んだもの、或いはマイカ板を配設したもの等であってももちろんよい。

少なくともアルミナ系単結晶よりなる透視保護板５例えばサファイア或いはルビーよりなる透視保護板５を用いるものであればよく、この場合一枚用いるものの他複数枚或いは多数枚用いるものであってももちろんよい。
更に、これ等の間等に緩衝材等を用いるものの他、マイカ板と共に用いるものであっても、或いはマイカ板を挟み込んだものでも、或いはマイカ板で挟み込んだものであってももちろんよい。

図４は、本発明に係る覗窓用透視保護板５を用いた圧力流体容器の液面位等の覗窓の他の例を示す分解斜視図である。
本図に示す構成は、孔明きフランジ２と流体容器本体１の間に、流体容器本体１方向に透視保護板５であるサファイアの保護板を有し、更にガラス体方向にマイカ板７を有する構成である。
このように構成することによって、仮にサファイアよりなる透視保護板５が破損してもマイカ板７により、安全性を保つことができ、更には密封状態の維持と視認性の確保を可能とし、交換までの間における機器の実施の確保ができるものである。
尚、両者間に衝撃吸収用の緩衝材を挟みこんで構成したものであってももちろんよい。
又、マイカ板７に関しては、本図では一枚の構成を示すが、この他マイカ板を２枚以上有する構成を用いてももちろんよいものである。

図５乃至図７は、図１、図３、図４にそれぞれ対応し、これらに示す圧力流体容器の覗窓用透明保護板５を用いた圧力流体容器の一例において、さらに液面位等の覗窓となるポートグラスからなるポート部４に関しガラス体よりなるポート部に代えて補強リング４１に圧入したガラス体４０からなるポート部４を用いた一例を示す図である。
図８は、本発明に係る覗窓用透視保護板５を用いた圧力流体容器の液面位等の覗窓の他の例の分解斜視図である。
本図に明示する覗窓は図１乃至図７に示す円形のものとは異なり、細長楕円形状の覗窓を有する構成の一例を示す図である。

本図のような構成によってもサファイアよりなる透視保護板５を用いることができ、かつ全く同様の効果を得ることができる。
以上のように、従来のマイカ板に代えて透視保護板５に関してサファイアをもって構成することにより極めてメンテナンス性の高いかつ安定した視認性を確保でき、かつ又安全性の高い流体容器の液面位の覗窓の提供を可能とする。
尚、該サファイアよりなる透視保護板５に関しては、薄板状のものが最適であり、例えば０．１乃至０．３ミリ程度の厚みを有するものが最適である。

但し、この厚みに限定されるものではなくこれよりも薄いサファイアの透視保護板５であってもよく、或いはこれよりも厚みのある０．３ミリ以上の厚みを有するサファイアの透視保護板を用いるものであってもよい。
例えば厚みが厚くなればなるほど原料の費用がかさみ、反面薄くするためには薄くするほど極めて高度の技術が必要となる。
したがって、少なくとも透視保護板５として用いることのできる厚みを有するサファイア透視保護板５であればよい。

図９は、液面位を透視する覗窓となる補強リングに圧入したガラス体からなるポート部に代えて、ゲージカバーに内蔵されるポートグラスからなるポート部４を有する構成の一例を示す図である。
まず、流体容器内の液面位を透視する覗窓として、ゲージボディである流体容器本体１とゲージカバーである孔明きフランジ２とをボルト３止めするものであり、孔明きフランジ２側から例えばカーボン等のクッション等からなる緩衝材６、６を介してサイドパッキング４２を有し、更にポートグラスからなるポート部４と、更にサファイアよりなる透視保護板５を有する。

更にスチール箔からなる緩衝材６とガスケット６２を有した上でゲージボディである流体容器本体１に連設されるものである。
又、サイドパッキング４２によってポートグラスからなるポート部４の少なくとも周面部分は覆われるものとなり、更にゲージカバーである孔明きフランジ２との間の緩衝材６は二種挟まれた一例であるが、これに限らず一枚有するものでももちろんよい。
もとより緩衝材６は、前記と同様に、例えば銅箔やステンレス箔或いは各種金属箔等を用いたものであってもよい。

図１０は、図９に示す構成を組み上げた状態の圧力流体容器の液面位等の覗窓の一部断面図である。
従ってこのように構成しても同様に用いることができるものである。 図１１は、図９に示す構成に対して、更にサファイアよりなる透視保護板５とポートグラスからなるポート部４との間にスチール箔よりなる緩衝材６、及び他の箇所にもそれぞれ適宜な緩衝材６を有する構成の一例を示す図である。
この場合においても、スチール箔からなる緩衝材６は、前記と同様に、例えば銅箔やステンレス箔或いは各種金属箔或いはカーボンファイバー等を用いたものであってもよい。

図１２は、図９に示す構成に対して、更にサファイアよりなる透視保護板５とポートグラスからなるポート部４との間にマイカ板７を有する一例を示す図である。
本図に示すように構成しても、サファイアよりなる透視保護板５の破損後もマイカ板７によって安全に使用できるものであり、交換の期間等の時間的余裕を有することができるものである。

本発明に係る圧力流体容器の覗窓用透明保護板を用いた圧力流体容器の液面位等の覗窓の一例の分解斜視図 図１に示す本発明に係る圧力流体容器の覗窓用透明保護板を用いた圧力流体容器の液面位等の覗窓の一部断面図 本発明に係る圧力流体容器の覗窓用透明保護板を用いた圧力流体容器の液面位等の覗窓の他の一例の分解斜視図 本発明に係る圧力流体容器の覗窓用透明保護板を用いた圧力流体容器の液面位等の覗窓の他の一例の分解斜視図 本発明に係る圧力流体容器の覗窓用透明保護板を用いた圧力流体容器の液面位等の覗窓の一例の分解斜視図 本発明に係る圧力流体容器の覗窓用透明保護板を用いた圧力流体容器の液面位等の覗窓の他の一例の分解斜視図 本発明に係る圧力流体容器の覗窓用透明保護板を用いた圧力流体容器の液面位等の覗窓の他の一例の分解斜視図 本発明に係る圧力流体容器の覗窓用透明保護板を用いた圧力流体容器の液面位等の覗窓の他の一例の分解斜視図 本発明に係る圧力流体容器の覗窓用透明保護板を用いた圧力流体容器の液面位等の覗窓の他の一例の分解斜視図 図９に示す本発明に係る圧力流体容器の覗窓用透明保護板を用いた圧力流体容器の液面位等の覗窓の一部断面図 本発明に係る圧力流体容器の覗窓用透明保護板を用いた圧力流体容器の液面位等の覗窓の他の一例の分解斜視図 本発明に係る圧力流体容器の覗窓用透明保護板を用いた圧力流体容器の液面位等の覗窓の他の一例の分解斜視図

符号の説明

１ 流体容器本体
２ 孔明きフランジ
３ ボルト
４ ポート部
４０ ガラス体
４１ 補強リング
４２ サイドパッキング
５ 透視保護板
６ 緩衝材
６１ 座金
６２ ガスケット
７ マイカ板

Claims (16)

1. 圧力流体容器の液面位をガラス体によって透視する圧力流体容器の覗窓において、
   流体容器本体の内部方向とポート部との間にアルミナ系単結晶よりなる透視保護板を有することを特徴とする圧力流体容器の覗窓。
2. アルミナ系単結晶がサファイアよりなることを特徴とする請求項１記載の圧力流体容器の覗窓。
3. アルミナ系単結晶がルビーよりなることを特徴とする請求項１記載の圧力流体容器の覗窓。
4. 透視保護板が薄板状よりなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の圧力流体容器の覗窓。
5. 透視保護板と共にマイカ板を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の圧力流体容器の覗窓。
6. 透視保護板のポート部方向にマイカ板を有することを特徴とする請求項５記載の圧力流体容器の覗窓。
7. 透視保護板の流体容器本体の内部方向に緩衝材を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の圧力流体容器の覗窓。
8. 透視保護板のポート部方向に緩衝材を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の圧力流体容器の覗窓。
9. 緩衝材がスチール箔、銅箔、ステンレス箔、金属箔、カーボンファイバーのいずれかよりなることを特徴とする請求項７又は８のいずれかに記載の圧力流体容器の覗窓。
10. ポート部が補強リングに圧入したガラス体からなるポート部よりなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の圧力流体容器の覗窓。
11. ポート部がポートグラスからなるポート部よりなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の圧力流体容器の覗窓。
12. 圧力流体容器の液面位をガラス体によって透視する圧力流体容器の覗窓用透視保護板において
    流体容器本体の内部方向とポート部の間の透視保護板がアルミナ系単結晶よりなる透視保護板である特徴とする圧力流体容器の覗窓用透視保護板。
13. 透視保護板がサファイアよりなる透視保護板である特徴とする請求項１２記載の圧力流体容器の覗窓用透視保護板。
14. 透視保護板がルビーよりなる透視保護板である特徴とする請求項１２記載の圧力流体容器の覗窓用透視保護板。
15. アルミナ系単結晶よりなる透視保護板が薄板状よりなることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれかに記載の圧力流体容器の覗窓用透視保護板。
16. アルミナ系単結晶よりなる透視保護板が削り出しによって成形するものであることを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれかに記載の圧力流体容器の覗窓用透明保護板。

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