JP2744681B2

JP2744681B2 - 高圧処理装置の密封装置

Info

Publication number: JP2744681B2
Application number: JP16671390A
Authority: JP
Inventors: 恵一堀; 孝雄関本; 幸雄真鍋; 聖二堀内; 忠男尾崎; 喜雄杉本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-06-27
Filing date: 1990-06-27
Publication date: 1998-04-28
Anticipated expiration: 2013-04-28
Also published as: JPH0461928A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、高圧の静水圧を利用して、被処理物を加圧
処理する高圧処理装置の密封装置に関する。

〔従来の技術〕

従来この種高圧処理装置の１例として第８図（ａ）
（ｂ）に示す縦型タイプの高圧処理装置がある。（ａ）
は正面図、（ｂ）は側面図を示す。また第９図（ａ）
（ｂ）は、従来装置の端部構造の異なる密封手段を示す
拡大図である。

第８図（ａ）（ｂ）において、001は高圧円筒容器で
あり、スライドベース008上をヨークフレーム005より引
き出されたり、ヨークフレーム005内に移動したりでき
るように構成される。020は高圧円筒容器001内に設けら
れた加圧処理室で、被処理物PAは加圧水Ｗと共に該処理
室020内に挿入される。002は高圧円筒容器001の上蓋、0
03は高圧円筒容器001の下蓋である。次に、その作用に
ついて説明する。まず、スライドベース008上で油圧シ
リンダ009によってヨークフレーム005から引き出した高
圧円筒容器001の上蓋002を把持装置006に固定し、油圧
シリンダ007によって吊り上げて高圧円筒容器001の上部
を開口する。次いで、被処理物PAを収納した収納容器00
4を図示しないクレーンなどを使用して載置台010上に搬
送する。そこで高圧円筒容器001をヨークフレーム005内
に移動し、収納容器004を上蓋002の下に懸下して固定
し、図示のように吊り上げる。次いで、再度高圧円筒容
器001をヨークフレーム005から引出し、高圧円筒容器00
1に加圧水Ｗを入れ、収納容器004及び上蓋002を一体で
下降して高圧円筒容器001に挿入し、把持装置006と上蓋
002を切り離し、高圧円筒容器001をヨークフレーム005
内に収容する。高圧円筒容器001内の処理室020への加圧
水Ｗの注入方法はあらかじめ適量の加圧水Ｗを処理室02
0の上方から注入したのち、被処理物PAを挿入し上蓋002
を閉じる。このとき上蓋002に設けた排水口011より余剰
な水をオーバーフローさせ、高圧円筒容器001内を加圧
水Ｗで充満した状態にする。この後、排水口に設けた高
圧弁012を閉じて処理室020を密閉する。

次いで高圧円筒容器001の下蓋003に設けた給排水口03
0から高圧ポンプ（図に示してない）により処理室020を
加圧する。このような高圧円筒容器001の蓋部の密封
は、一般に第９図（ａ）に示すように、円筒容器内側面
で行なう円筒シール方式が用いられる。031はパッキン
を示す。また容器蓋の開閉頻度が少ない場合には、上蓋
041を締結ボルト033により固定し、容器端部を第９図
（ｂ）に示すような構造とし密封を円筒容器の端面で行
なう平面シール方式が用いられることもある。032はパ
ッキンを示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで前述のような第８図（ａ）（ｂ）に示す高圧
円筒容器は内容物の出入れのため蓋を開閉し、加圧時は
蓋に設けたパッキンにより加圧水の漏れを防ぐ必要があ
るが蓋部の密封手段として例示した第９図（ａ）（ｂ）
の両方式においてはそれぞれ次のような不具合点があ
る。

［1.］円筒シール方式（第９図（ａ）図示）（１）パッキン材のはみだしを防ぐため高圧円筒容器00
1と上蓋002とのすきまを狭くする必要があり、このため
高圧円筒容器内へ上蓋を挿入するための芯合せ機構が必
要であり、その精度も高くする必要がある。（特に高圧
容器を横向きに配置した高圧処理装置は重力の影響があ
るため芯合せが難しい。）（２）高圧円筒容器の内部へ上蓋を挿入するため、その
挿入部分だけ高圧円筒容器を長くする必要がある。

また、挿入した上蓋を引き抜くために、その引き抜き
機構のストロークが大となり装置全体が大がかりなもの
となる。

［2.］平面シール方式（第９図（ｂ）図示）（１）蓋の浮き上がりがないように、蓋041の円筒容器0
01に強固に締結するため、一般にボルト締めされるが、
これでは蓋の開閉に長時間を要し、自動化も困難。

（２）第９図（ｂ）のように強固に締結されても、蓋の
剛性を無限に大きくできないので内圧によって蓋のパッ
キンより外周部分が口を開くように変形し、パッキンの
はみだしを生じ、一度開けるとパッキンの再使用は難し
い。

このようなことから頻繁に開閉する蓋に平面シール方
式を適用することは困難であった。本発明は上記各不具
合点を解決した新たな密封装置を提供することを目的と
している。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため高圧容器内で高圧により被処
理物を加圧処理する本発明の高圧処理装置の密封装置
は、高圧容器の開口端部の蓋体を可動ピストンと、同ピ
ストンが液密に嵌着挿入される蓋シリンダーと、同ピス
トンの反対側を密閉するシリンダカバーにより構成し、
同蓋体を高圧処理装置の軸力支持部材に固定し、可動ピ
ストンの高圧容器の開口端部に対面する端面にパッキン
部材を設け、該ピストンを高圧容器開口端部に密着させ
て平面シールするよう構成したものである。そして蓋体
を構成する可動ピストンと蓋シリンダー及びシリンダカ
バーにより圧力作用室を形成し、同圧力作用室に導入さ
れた流体圧によって軸力を可動ピストンに作用させ、該
ピストンを高圧容器開口端部に押しつけるものである。

また可動ピストンにはその端部から端部へ貫通する穴
を設け、加圧時に高圧容器の加圧処理室と前記シリンダ
ーの圧力作用室を連通し、加圧処理室内の流体圧をシリ
ンダーの圧力作用室に導入できるようにしている。

さらに可動ピストンの外周にガイドを配置しこのガイ
ドの外周にさらに油圧シリンダ等により高圧容器開口端
部へ押し付け可動のように可動のジャケットを配設し、
高圧容器開口端部にジャケットを押し付けたのち該ジャ
ケットに設けた加圧水の給排水口により高圧容器に加圧
水の給排水を行なわせる給排水機構を具備させてもよ
い。

また、高圧容器の開口端部のもう一方の開口端部に
は、高圧容器に対面する端面にパッキン部材を設けた蓋
部材を高圧処理装置の軸力支持部材に固定し、高圧容器
の端面を同蓋部材に密着させて平面シールするよう構成
することが好ましい。

〔作用〕

上記のように構成された高圧処理装置の密封装置は、
高圧容器の開口端部に設けた蓋体により構成される圧力
作用室が、加圧処理室と可動ピストンに穿設した穴を介
して連通しているので、高圧容器の加圧処理室内と同じ
圧力が圧力作用室に導入される。そして同密封装置を構
成するピストンは、高圧容器の加圧処理室側の圧力が作
用する面積（パッキン取付径より内側）より、圧力作用
室側の面積を等しいか大きくしてあり、これにより加圧
処理室側に発生する軸力（蓋を開こうとする力）P₀より
大きな支持力P₁を作用させ、加圧中にピストン（蓋）が
開かないように常に容器側に押しつけ、ピストンの高圧
容器端面との接触面に設けたパッキンによりシールを行
なう。またピストンは高圧容器と反対側から全域に液圧
をうけて支持されるのでシールの端面において口を開く
変形を生じない。

蓋（ピストン）の開閉はピストン移動機構により行
い、接触面が分離すればよいので移動ストロークは最小
でよい。

〔実施例〕

以下、図面第１図〜第７図により、本発明の１実施例
について説明する。

第１図（ａ）（ｂ）は本発明密封装置を採用した横型
タイプの高圧処理装置の正面断面図及び平面図を示す。
第２図は本発明密封装置の部分断面図で第１図（ａ）Ａ
部拡大図であり、第３図は同じく第１図（ａ）のＢ−Ｂ
矢視図である。第４図は、本発明密封装置の機能図、第
５図は第４図のＣ部拡大図、第６図は本発明の他の実施
例の側断面図、第７図は高圧処理装置のもう一方の端部
（第１図Ｄ部）の部分断面図である。これらの図におい
て第１図は高圧容器が横向に設置された横型タイプの高
圧処理装置である。横型の装置は重力の作用により高圧
容器と蓋の芯合せが難しい。したがってこれを解決する
本発明の実施例は横型タイプで説明する。第１図におい
て、高圧容器１の内部に加圧処理室20が設けられ、高圧
容器１の両端部には後蓋３及び前蓋２が設けられ、その
外周にヨークフレーム５が設けられている。被処理物PA
は収納容器４に収納されたのち、加圧処理室20内に挿入
され加圧処理される。31は加圧処理室20内を加圧処理す
るための高圧ポンプ、32は加圧水を貯蔵するタンクであ
る。

次に、第２図により、高圧容器１の注水、加圧方法に
ついて説明する。第２図は、加圧処理室20に被処理物PA
が挿入され、後蓋３が閉じた状態とする。被処理物PAの
挿入取出しは高圧容器１をヨークフレーム５外に移動し
て行なう。高圧容器１の開口端部の前蓋体２は可動ピス
トン13と同ピストン13が嵌着する前蓋シリンダ18とシリ
ンダカバー23で構成されヨークフレーム５にはタイロッ
ド（図には示していない）で、シリンダカバー23、前蓋
シリンダー18、前蓋ガイド24が移動不可能なように固定
されている。第２図に示した状態から可動ピストン13の
外周に配設した前蓋ガイド24に設置されたジャケット移
動用シリンダ21により、給排水口16を持ったジャケット
17を高圧容器１に密着させる。ジャケット17は前蓋ガイ
ド24の外周に配置される。ジャケット17を高圧容器１に
密着させることにより高圧容器１の加圧処理室20への給
水経路が確保される。この状態でジャケット17の給排水
口16から注水を開始するわけであるが、加圧水Ｗは、第
１図の装置周辺に設置されたタンク32から給排水ポンプ
（図示せず）により加圧水Ｗを注入する。前蓋ガイド24
外周壁に設けた給排室27は、加圧処理室20と通じている
ので、加圧水Ｗは給排水口16より矢印の方向で流れる。
この時、加圧処理室20内の残留空気は、ジャケット17に
設けたエアー入出口26（第３図参照）を通じて排気され
る。加圧処理室20及び前蓋２内が加圧水で満杯になる
と、給排室27内に水が充満し、エアー入出口26から加圧
水Ｗが流出し注水完了となる。注水完了により、前蓋ガ
イド24に設けた給排油口15から油圧油あるいは水又はエ
ア等をピストン13背面の油圧作用室14に供給し、可動ピ
ストン13を前進させ、高圧容器１に密着させることによ
り第４図及び第５図示のようにピストン13の端面に設け
られたパッキン22が高圧容器１の端面に押し付けられて
初期シールが行なわれる。このとき、ピストン13と前蓋
シリンダ18、シリンダカバー23とにより第４図に示す圧
力作用室25が形成される。次いで加圧処理室20内を加圧
するわけであるが、高圧容器１、後蓋３及び前蓋２のピ
ストン13、前蓋シリンダ18、シリンダカバー23により加
圧処理室20を密閉するので、ジャケット17には圧力が作
用しない。加圧は第７図に示す後蓋３に設けた圧力媒体
給排口６より高圧ポンプ31（第１図）から送られる高圧
水を供給して加圧処理室20内を加圧する。加圧処理室20
内が圧力P^Kgf／cm²で加圧されるとピストン13に設けた
連通穴により同時に、圧力作用室25も加圧され、ピスト
ン13の加圧処理室側にはが、圧力作用室側にはの軸力が作用するが、圧力作用室25の外径D₁がピストン
13に設けたパッキン22の取付径D₀より等しいか大きく
（D₁≧D₀）しているためP₁≧P₀となり、ピストン13は高
圧容器１に常に押し付けられてパッキン22によりシール
される。またピストン13は加圧処理室側より等しいか大
きい面積において同じ大きさの液圧で支持されているた
め、第９図（ｂ）に示す従来の平面シールのような蓋の
変形を生じず、パッキンの外周部にスキマが生じないの
でパッキンのはみだしがない。しかし、端面のキズや異
物のかみこみなどの場合にもパッキンはみだしを防止す
るため第５図に示すようにバックアップリング33を併用
することが望ましい。圧力作用室25内の加圧水Ｗのシー
ルは、ピストン13と前蓋シリンダ18との間に介挿された
パッキン28とシリンダカバー23と前蓋シリンダ18との間
に介挿されたパッキン29により行なわれる。

シリンダカバー23に設けられたバイロット弁19は、圧
力作用室25側より先に加圧処理室20側に圧力がたってピ
ストン13が開くことを防止するため加圧水Ｗにパイロッ
ト圧を供給するものである。

なお、後蓋３は、一方を高圧容器１を介して前蓋２に
より押されるが、他方は、ヨークフレーム５により軸力
を支持されているため、第７図に示すように後蓋３の端
面にパッキンを配設しただけの単純な端面シール機構と
することができる。ここで後蓋における圧力作用部の外
径（パッキン外径）D₂を前蓋のピストンの加圧処理室側
受圧部の外径D₀より小さく（D₂＜D₀）とすると、加圧中
高圧容器１は常に後蓋の方向に軸力を受けることになり
後蓋部と高圧容器端部の密封が確実となる。

第６図は、本発明の他の実施例である蓋構造の部分断
面図を示したものである。主な構造、作用は前述の実施
例とほぼ同じである。

本実施例は、ピストン13に加圧処理室20と圧力作用室
25との連通部を設けずに、圧力作用室25への圧力の作用
をシリンダカバー23に設けた給排口34より水、油等の加
圧媒体を供給することにより行なわせるものである。高
圧ポンプ等（図には示してない）により圧力作用室25に
供給された加圧媒体の圧力Ｐ″（加圧処理室の加圧水圧
力）により、ピストン13の加圧処理室20側に発生する軸力
P₀より圧力作用室25側に発生する軸力P₁が高くなるよう
にピストン径が形成されている。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明の高圧処理装置の密封装置
によれば次に示す効果が得られる。すなわち平面シール
方式としたことにより（１）高圧容器と蓋との芯合せ精度は、従来の円筒シー
ル方式比べラフにできるので芯合せ機構が簡略となり、
装置がコンパクトで安価になる。

（２）高圧容器内へ蓋を挿入しないため、高圧容器の寸
法が短縮できる。また、蓋を開くための蓋移動ストロー
クが短かく、蓋開閉機構が小型化でき、蓋の開閉に要す
る時間が著しく短くなり、装置の稼動能率が向上する。

（３）蓋（ピストン）を液圧支持しており従来の平面シ
ールのように部材の剛性を上げる必要がなく、小型化で
きるとともに口開きの変形がないのでシールの信頼性が
高く、又繰返し開閉しても、はみだしがないのでシール
の再使用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は、本発明密封装置を採用した横形
タイプの高圧処置装置の正面断面図及び平面図、第２図
は、本発明密封装置の部分断面図で第１図（ａ）Ａ部拡
大図、第３図は、第１図のＢ−Ｂ矢視断面図、第４図
は、第２図と同じく本発明密封装置の部分断面図で増圧
ピストン作動時の機能説明図、第５図は、第４図Ｃ部の
部分拡大図、第６図は、本発明の他の実施例である。第
７図は第１図の高圧処理装置のもう一方の蓋部分（第１
図Ｄの範囲）の部分断面図、第８図（ａ）（ｂ）は従来
の高圧処理装置、第９図（ａ）（ｂ）は従来の密封装置
を示す。１…高圧容器、２…前蓋、３…後蓋、４…収納容器、５
…ヨークフレーム、６…圧力媒体給排口、13…ピスト
ン、14…油圧作用室、15…給排油口、16…給排水口、17
…ジャケット、18…前蓋シリンダー、19…パイロット
弁、20…加圧処理室、21…ジャケット移動用シリンダ
ー、22…パッキン、23…シリンダカバー、24…前蓋ガイ
ド、25…圧力作用室、26…エア給排口、27…給排口、28
…パッキン、29…パッキン、31…高圧ポンプ、32…タン
ク、33…バックアップリング、34…給排口、PA…被処理
物、Ｗ…加圧水、Ｐ…加圧水の圧力、Ｐ″…加圧媒体の
圧力、P₀…ピストンの加圧処理室側に作用する軸力、P₁
…ピストンの圧力作用室側に作用する軸力、D₀…ピスト
ンの加圧処理室側受圧部の外径、D₁…ピストンの圧力作
用室側受圧部の外径、D₂…後蓋における圧力作用部の外
径。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀内聖二広島県広島市西区観音新町４丁目６番22 号三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者尾崎忠男広島県広島市西区観音新町４丁目６番22 号三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者杉本喜雄広島県広島市西区観音新町４丁目６番22 号三菱重工業株式会社広島製作所内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高圧容器内で高圧により被処理物を加圧処
理する高圧処理装置において、前記高圧容器の開口端部
の蓋体を可動ピストンと、同ピストンが液密に嵌着挿入
される蓋シリンダーと、同ピストンの反対側を密閉する
シリンダカバーにより構成し、同蓋体を前記高圧処理装
置の軸力支持部材に固定し、前記ピストンの高圧容器の
開口端部に対面する端面にパッキン部材を設け、該ピス
トンを高圧容器開口端部に密着させて平面シールするこ
とを特徴とする高圧処理装置の密封装置。
【請求項２】蓋体を構成する可動ピストンと蓋シリンダ
ー及びシリンダカバーにより圧力作用室を形成し、同圧
力作用室に導入された流体圧によって軸力を前記ピスト
ンに作用させ、該ピストンを高圧容器開口端部に押しつ
けることを特徴とする請求項（１）記載の高圧処理装置
の密封装置。
【請求項３】可動ピストンの端部から端部へ貫通した穴
を設け、加圧時に高圧容器の加圧処理室と前記シリンダ
の圧力作用室を連通し、加圧処理室内の流体圧をシリン
ダの圧力作用室に導入することを特徴とする請求項
（２）記載の高圧処理装置の密封装置。
【請求項４】高圧容器の開口端部の一方に請求項（１）
記載の密封装置を配すると共に、もう一方の開口端部に
は高圧容器に対面する端面にパッキン部材を設けた蓋部
材を前記高圧処理装置の軸力支持部材に固定し、高圧容
器の端面を同蓋部材に密着させて平面シールすることを
特徴とする高圧処理装置の密封装置。
【請求項５】可動ピストンの外周にガイドを配設し、該
ガイドの外周に、さらに油圧シリンダ等により高圧容器
開口端部へ押し付け可能なように可動ならしめたジャケ
ットを配設し、高圧容器開口端部に該ジャケットを押し
付けたのち、該ジャケットに設けた加圧水の給排水口に
より高圧容器に加圧水の給排水を行なわせる給排水機構
を具えた請求項（１）記載の高圧処理装置の密封装置。