JP4476829B2 - グラスライニング製容器におけるマンホール構造 - Google Patents

Description

本発明は、高度な耐食性と製品の高純度が要求される医薬品、食料品、ファインケミカル、電材、化成品、石油化学等における種々の処理を行うために使用されるグラスライニング製容器に関し、詳しくは、所定圧力下において使用されるこのグラスライニング製容器に設けられた開口部周辺のマンホール構造に関するものである。

従来から、医薬、食品、あるいはファインケミカル分野においては、高純度の製品が求められるため、これらの処理を行う際に使用される種々の容器等のサニタリー性が重要視される。すなわち、かかる容器等としては、被処理物質の投入等に用いられる開口部およびその周辺への被処理物質の付着によるコンタミ（ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ）がなく、洗浄が容易な容器等が要求される。また、これらの分野においては、腐食性の液を処理することも多いため、高い耐食性を有する容器等が要求される。

そして、上記分野においては、以上のような要求（サニタリー性および耐食性）を満たすために、その内面等にグラスライニング加工を施した容器等（以下、「グラスライニング製容器」という。）が一般的に用いられている。グラスライニング加工とは、母材としての金属表面に（例えば、容器の内面に）、ガラスの施釉（塗布）を行った後に、焼成を行うものであって、この加工を行うことによって金属表面にガラス層が形成される。このようにグラスライニング加工が施された容器等は、高サニタリー性および高耐食性を有する。

また、このようなグラスライニング製容器においては、この容器内に被処理物質等を投入するため、洗浄や容器内への出入り（内部検査、メンテナンス等）を行うため、あるいは内部目視等を行うために、その上部には開口部等を備えたマンホールが設けられており、この開口部には、開閉可能な蓋部が設けられている。そして、上記分野にて用いられる容器については、かかる開口部および蓋部を備えたマンホールについても、上記サニタリー性および耐食性を満足させる必要があるため、被処理物質と接触する可能性がある部位については、グラスライニング加工が施されている。

このようなマンホールにおいては、容器内における被処理物質の種々の処理を行う際に高い密閉性が求められるため、開口部と蓋部間の密閉性を維持するために、その開口部と蓋部間にガスケットを介在させることが行なわれている。そして、このようなグラスライニング加工が施された開口部と蓋部間に介在させるガスケットとして、たとえば下記特許文献１に記載されたようなガスケットがある。このガスケットがグラスライニング加工面に用いられるものであることは、当該特許文献１の〔００１４〕、〔００１６〕に開示されている。

特開２００３−１０６４５６号公報

しかしながら、このようなグラスライニング加工が施された開口部と蓋部との接合部分においては、そのグラスライニング加工面にグラスライニング特有のひずみがあり、そのグラスライニング加工面を平坦な面に形成することは困難である。

このため、このようなグラスライニング加工面にガスケットを装着する場合には、グラスライニングのひずみを是正するために、いわゆるガスケット調整と称される作業が必要である。そのガスケット調整については、上記特許文献１の〔００１３〕〜〔００１５〕に開示されている。さらに、開口部を開口させるために蓋の開閉が繰り返して行なわれるので、必然的にガスケットのシール機能が低下することとなり、その結果、半年から１年毎にガスケットを交換する必要があり、そのたびにガスケット調整を行なう必要があった。

しかも容器を密閉するために開口部と蓋部との接合部分の全周において１５個程度の多数のクランプが必要となり、クランプによる固定作業等が非常に煩雑となっていた。また、クランプによる締め付けやガスケット調整等が不十分で密閉性が低い場合、容器内の圧力を高くした際、もしくは減圧した際に、密閉性を保てなくなるおそれもあった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、グラスライニング製容器の開口部と蓋部との接合部分であるグラスライニング加工面におけるひずみに左右されずに開口部と蓋部との接合部分におけるシール性を良好に維持し、しかも固定に必要なクランプの個数を従来に比べて大幅に低減することができるマンホール構造を提供することを課題とする。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、請求項１記載の発明は、グラスライニング製容器に設けられた開口部１１と、前記開口部１１を開閉可能に設けられた蓋部１２とを備えたマンホール構造であって、グラスライニング面が対面する前記開口部１１の端縁のフランジ部１１１と前記蓋部１２の蓋本体部１３との接合部分において前記グラスライニング面を新たに加工することなく、前記フランジ部１１１と蓋本体部１３との間に溝部４を有する介装体２が介装され、且つ該介装体２の溝部４には、前記蓋本体部１３側のグラスライニング面に接触するように、Ｏリング６が嵌合され、しかも前記介装体（２）の溝部（４）にＯリング（６）が嵌合された状態で、前記蓋部（１２）による開口部（１１）の開閉とは無関係に、前記該介装体（２）がフランジ部（１１１）と蓋本体部（１３）間に挟持されて固定されていることを特徴とする。

さらに請求項２記載の発明は、請求項１記載のグラスライニング製容器におけるマンホール構造において、介装体２をフランジ部１１１と蓋本体部１３間に挟持して固定する手段が、介装体２に段差部２ａを形成し、該介装体２の段差部２ａに押えリング１７を載置するとともに、フランジ部１１１に取付具３を係合し、前記押えリング１７と取付具３との相互間に締め付け力を作用させることによって挟持、固定する手段であることを特徴とする。さらに請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のグラスライニング製容器におけるマンホール構造において、開口部１１と蓋部１２との間に介装体２とは別にガスケット５が設けられていることを特徴とする。

本発明は、上述のように容器の開口部と蓋部との間に、溝部を有する介装体が介装され、且つ該介装体の溝部にＯリングを嵌合させる構造としたため、この弾力性を有するＯリングが開口部と蓋部間の接合部分に介在することによって、開口部と蓋部との接合面であるグラスライニング加工面のひずみに左右されずにシール性を維持することができ、従来のようにガスケットを介在物として用いるマンホール構造のように、ガスケットを交換をするたびに行なっていたガスケット調整と称されるような煩雑な作業が不要となり、固定作業に必要なクランプの数も大幅に低減させることができ、そのような固定のための作業を従来に比べて著しく容易にすることができるという効果がある。

さらに、開口部と蓋部との間には、溝部を有する介装体が介装され、Ｏリングはその介装体の溝部に嵌合されているので、その開口部と蓋部間を閉塞する作業時において、Ｏリングが位置ずれするのが好適に防止されるという効果がある。このため、開口部と蓋部間の良好なシール性が維持されることになる。

以下、本発明の実施形態について図面に従って説明する。

図１は、本発明の実施形態にかかるグラスライニング製容器に設けられた投入部（本発明の「マンホール 」に相当）の概略断面図を示したものである。また、図２は、図１に示された投入部の概略上面図を示したものである。なお、ここでは、投入部のみ示し、この投入部が取り付けられているグラスライニング製容器についての構造は省略しているが、例えば、このグラスライニング製容器は、上面が湾曲形状を有し、この湾曲面に対して、投入部が設けられる場合もある。

これらの図１及び図２に示すように、本実施形態にかかる投入部１（マンホール）は、容器（図示省略）に取り付けられた開口部１１と、この開口部１１を開閉するために設けられた蓋部１２等とを用いて構成されている。また、この開口部１１と蓋部１２との間には、後述のように介装体２、ガスケット５、Ｏリング６が介装された状態となっている。

開口部１１は、上述したように、例えば容器の湾曲した上面に設けられており（図示省略）、本実施形態においては、この開口部１１から種々の物質（例えば被攪拌物質、貯留物質等）が投入される。つまり、この開口部１１は、投入される物質等と接触する部位であるため、高サニタリー性および高耐食性を満足させる必要がある。したがって、この開口部１１の内面には、グラスライニング処理が施されている。また、この開口部１１の端縁には、フランジ部１１１が設けられている。

尚、本実施形態は、基本的に、医薬、食品、あるいはファインケミカル等の分野において用いられるものであるため、高サニタリー性および高耐食性が要求される。よって、本実施形態においては、開口部１１に限らず、投入される物質等と接触する可能性がある部位（介装体２、蓋本体部１３等）については、グラスライニング加工が施されている。

蓋部１２は、開口部１１を適宜開閉可能に構成されており、蓋本体部１３と、蝶番部１４とを用いて構成されている。また、蓋部１２を成す蓋本体部１３には、図２に示すように、覗き窓部１５が設けられている。蝶番部１４と対向した位置には、蓋部１２の開閉を行う際に作業者が把持可能なように、把持部１６が設けられている。

図３は、本実施形態において最も重要な、容器の開口部１１と蓋部１２との接合構造を示す拡大断面図である。

図３に示すように、本実施形態においては、開口部１１のフランジ部１１１の上面にガスケット５が載置され、さらに該ガスケット５の上面に介装体２が載置され、該介装体２の溝部４にＯリング６が嵌合された状態で、これらＯリング６、介装体２、ガスケット５が、フランジ部１１１と蓋本体部１３間に挟持されて固定されている。

介装体２は、その外径及び内径が開口部１１のフランジ部１１１と略同径となるべく、リング状に形成され、また図３に示すように段差部２ａを有するような断面略Ｌ字状に形成されている。

そして、この介装体２の段差部２ａに、図３に示すように押えリング１７が載置された状態となる。この押えリング１７は取付具３とともに介装体２やガスケット５を固定しているが、その点は後述する。

取付具３は、取付本体部３１、取付ボルト３２、及び取付ナット３３を用いて構成されている。取付本体部３１には、開口部１１に設けられたフランジ部１１１に係合可能な係合突起部３１１と、取付ボルト３２を挿入可能な孔部とが設けられている。

また、押えリング１７には、取付ボルト３２が螺合可能なめねじ部１７ａが形成されている。そして、めねじ部１７ａに取付ボルト３２を螺合及び固着させ、フランジ部１１１に取付本体部３１の係合突起部３１１を係合させた状態で、取付本体部３１の孔部に取付ボルト３２を挿通させて、取付ボルト３２に取付ナット３３を螺合させることによって、
押えリング１７と取付具３とが開口部１１の周辺部に取り付けられることとなる。

この場合において、取付ボルト３２に取付ナット３３を螺合させる際に、押えリング１７と取付具３との相互間に締め付け力が作用し、それによって介装体２の段差部２ａが押えリング１７によって押圧された状態となる。この結果、上述のように介装体２やガスケット５が押えリング１７と取付具３による締め付け力で固定されることとなるのである。図２には特に示されていないが、取付具３は蓋本体部１３の円周上に十数個取り付けられている。

一方、この取付具３が存在しない位置であって、前記蓋本体部１３の円周上の４箇所には、図２に示すようにクランプ７が取り付けられている。

クランプ７は、クランプ上部ボディ７１ａ、クランプ下部ボディ７１ｂ、ボルト７２、及びナット７３を用いて構成されている。クランプ上部ボディ７１ａには、ボルト７２を挿入可能な孔部が設けられている。

そして、クランプ上部ボディ７１ａの孔部にボルト７２を挿通させ、ボルト７２にナット７３を螺合させることによって、クランプ上部ボディ７１ａの係合部７１１ａが、蓋本体部１３に固着されたクランプ係合用バー８に係合してクランプ上部ボディ７１ａが蓋部１２側に取り付けられるとともに、クランプ下部ボディ７１ｂの係合部７１１ｂがフランジ部１１１に係合して開口部１１側に取り付けられることになる。そして、このようなクランプ７の上下がそれぞれ蓋本体部１３とフランジ部１１１とに係合することによって、Ｏリング６、介装体２、ガスケット５、押えリング１７が、フランジ部１１１と蓋本体部１３間で固定された状態となるのである。

図４には、Ｏリング６と、介装体２の溝部４との嵌合構造を示す。Ｏリング６は、同図のように、ゴム６の周囲にフッ素樹脂６ｂがコーティングされて構成されている。このゴム６としては、たとえばフッ素ゴム、ニトリルゴム、シリコンゴム等が例示される。介装体２は、高い耐食性を有する材料を用いて形成されており、たとえば、フッ素樹脂（四フッ化樹脂、三フッ化樹脂等）が用いられる。この四フッ化樹脂、三フッ化樹脂等は、介装体２の外側にコーティングされるフッ素樹脂６ｂの素材としても用いられる。

本実施形態によれば、上述のようにガスケット５と介装体２とがフランジ部１１１と蓋本体部１３間に介装され、さらに介装体２の溝部４にＯリング６が嵌合された状態で
Ｏリング６、介装体２、ガスケット５がフランジ部１１１と蓋本体部１３間に挟持されて固定されているので、締め付け時の圧力がＯリング６に好適に作用し、適切な密閉状態を維持することが可能となる。

また本実施形態では上記のような介装体２を介装させ、さらに介装体２の溝部４にＯリング６を嵌合させてＯリング６を蓋本体部１３側のグラスライニング面に接触させているので、グラスライニング面同士が直接接触せず、その蓋本体部１３側及びフランジ部１１１側のグラスライニング面の破損を好適に防止することができるのである。

さらに、Ｏリング６は介装体２の溝部４に嵌合されているため、締め付け時においてもＯリング６が不用意に位置ずれすることもない。また容器内が高圧状態若しくは真空状態になった場合でも、上述のように介装体２の溝部４にＯリング６は嵌合されていることからＯリング６の位置ずれが生ずることもなく、高い密閉性を保つことができる。

また、本実施形態においては、介装体２が高耐食性を有するフッ素樹脂を用いて形成されており、さらにＯリング６の表面も、高耐食性を有するフッ素樹脂６ｂでコーティングされているため、グラスライニング加工面が対面するフランジ部１１１と蓋本体部１３との接合部分における介装構造部分の耐食性を維持することができる。

尚、Ｏリング６の構造は、上述したようにゴムの周囲をフッ素樹脂でコーティングした構成としたが、これに限定されるものではなく、Ｏリング６自体がフッ素樹脂製のものやゴム製のものであってもよい。ただし、コスト面や、弾力性を保持し衝撃吸収能力を有する面、密着性（シール性）の向上、さらには耐食性の面からは、ゴムの周囲をフッ素樹脂でコーティングした構成とすることが好ましい。

また、このようなＯリング６としては、たとえばフッ素ゴムの周囲をポリテトラフルオロエチレンでコーティングしたＯリングであって、ＪＩＳ規格における硬さ試験（ＪＩＳ Ｋ ６２５３）において、Ｈ_A７２〜Ｈ_A８８の範囲内の硬さを有するものを好適に使用することができる。

さらに、本実施形態においては、図１等に示したように、開口部１１と蓋部１２との間に介装体２やＯリング６が設けられているので、開口部１１および蓋部１２のグラスライニング面の保護を行うことができる。

ここで、従来技術のグラスライニング製マンホールにＯリングを設ける構成とすると、Ｏリングの位置を固定する必要があり、そのようにＯリングの位置を固定するために、たとえばグラスライニング面を溝加工することが考えられるが、そもそもグラスライニング面を精度良く加工することは非常に困難である。

これに対して本実施形態では、Ｏリング６だけでなく、Ｏリング６を嵌合できる介装体２を設けた構成としているため、グラスライニング面を新たに加工する必要もなく、また蓋の開閉作業も容易に行なうことができる。また介装体２自体は加工も容易であることから、コスト面でも非常に有利である。また、上記の介装体２、Ｏリング６、ガスケット５等は取り外しが容易であるため、洗浄が非常に行い易く、その結果、コンタミも好適に防止することができる。

また本実施形態では、ガスケット５が介装体２とともに押えリング１７と取付具３間で固定されており、このような押えリング１７や取付具３は、蓋の開閉とは無関係に開口部１１の周辺部に常時取り付けられており、頻繁に着脱されるものではないので、ガスケット５自体も開口部１１の周辺部に頻繁に着脱されることがなく、その結果、蓋部１２と開口部１１間のシール性が大幅に低下することもない。またガスケット５が開口部１１の周辺部に頻繁に着脱されることがなく、交換も頻繁になされないことから、ガスケット調整を何度も行なう必要がない。

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。たとえば、上記実施形態においては、開口部１１と蓋部１２との間に、Ｏリング６や介装体２の他にガスケット５を介装させたが、ガスケット５を介装させることは本発明に必須の条件ではない。

また、上記実施形態においては、クランプ７の締付力によって、Ｏリング６、介装体２、ガスケット５、押えリング１７を、フランジ部１１１と蓋本体部１３間で固定させる構造としたが、このようなクランプ７のないマンホールの構造とすることも可能である。

そのようなクランプのないマンホール構造として、たとえば図５及び図６に示すものが例示される。この図５及び図６のマンホール構造では、同図に示すように、蓋部１２が、蓋本体部１３及び蝶番部１４の他、蓋本体部１３の中央から複数本（図５及び図６の実施形態では３本）のアームが放射状にのびて設けられているアーム部１８と、このアーム部１８等を作動させるハンドル部１９と、ハンドル部１９およびアーム部１８等の動きに応じて、開口部１１のフランジ部１１１と係合可能に構成されたフック部２０等とを用いて構成されている。

また、上記実施形態においては、マンホールを被処理物投入部（投入部１）として用いる場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。したがって、本発明にかかるマンホールは、例えば、洗浄、内部検査、メンテナンス等のために容器内に出入りするため、あるいは容器内の内部目視等のために用いられるもの等を含み、開口部とこれを開閉するための蓋部等とを有する構造であれば、その使用方法等は特に限定されるものではない。

また、上記実施形態においては、介装体２をリング形状に形成したが、介装体２の形状はこれに限定されるものではなく、必要に応じて、他の形状（例えば、楕円、長円等）のものを用いてもよい。

次に本発明の実施例について説明する。

開口部として直径４００ｍｍの開口部を保有するグラスライニング製容器において、該開口部にポリテトラフルオロエチレン製の介装体、フッ素ゴムの表面をポリテトラフルオロエチレンでコーティングしたＯリング、合成樹脂等のノンアスベスト素材をフッ素樹脂被膜で被覆したガスケットを、上記図３に示すように挟持し、上記図１及び図２の実施形態に記載の４本のクランプを利用したクランプ構造により開口部を密閉した。

このとき、介装体の厚みは３０ｍｍとし、介装体に加工した溝の深さは７ｍｍ、Ｏリングの太さ（断面の径）を１０ｍｍとして密閉試験を行なったところ、容器内を真空状態又は加圧状態（０．３ＭＰａ）としても良好に密閉製を維持することができた。

尚、Ｏリングの太さは１０ｍｍに限定されるものではないが、８ｍｍ以上であることが好ましい。Ｏリングの太さが８ｍｍよりも小さいと、Ｏリングによってグラスライニング加工面のひずみを吸収することができず、密着性が悪くなり、シール性が低下するからである。

本発明の実施形態にかかるグラスライニング製容器に設けられた投入部（マンホール）の概略断面図である。 図１に示された投入部の概略平面図である。 本実施形態にかかる介装体及びその周辺の拡大概略図である。 Ｏリングが介装体の溝部に嵌合する状態を示す拡大断面図である。 他実施形態のグラスライニング製容器に設けられた投入部（マンホール）の概略断面図である。 図５に示された投入部の概略平面図である。

符号の説明

２…介装体 ４…溝部
５…ガスケット ６…Ｏリング
１１…開口部 １２…蓋部

Claims (3)

1. グラスライニング製容器に設けられた開口部（１１）と、該開口部（１１）を開閉可能に設けられた蓋部（１２）とを備えたマンホール構造であって、グラスライニング面が対面する前記開口部（１１）の端縁のフランジ部（１１１）と前記蓋部（１２）の蓋本体部（１３）との接合部分において前記グラスライニング面を新たに加工することなく、前記フランジ部（１１１）と蓋本体部（１３）との間に溝部（４）を有する介装体（２）が介装され、且つ該介装体（２）の溝部（４）には、蓋本体部（１３）側のグラスライニング面に接触するように、Ｏリング（６）が嵌合され、しかも前記介装体（２）の溝部（４）にＯリング（６）が嵌合された状態で、前記蓋部（１２）による開口部（１１）の開閉とは無関係に、前記介装体（２）がフランジ部（１１１）と蓋本体部（１３）間に挟持されて固定されていることを特徴とするグラスライニング製容器におけるマンホール構造。
2. 介装体（２）をフランジ部（１１１）と蓋本体部（１３）間に挟持して固定する手段が、介装体（２）に段差部（２ａ）を形成し、該介装体（２）の段差部（２ａ）に押えリング（１７）を載置するとともに、フランジ部（１１１）に取付具（３）を係合し、前記押えリング（１７）と取付具（３）との相互間に締め付け力を作用させることによって挟持、固定する手段である請求項１記載のグラスライニング製容器におけるマンホール構造。
3. 介装体（２）と開口部（１１）のフランジ部（１１１）との間にガスケット（５）が介装されている請求項１又は２記載のグラスライニング製容器におけるマンホール構造。

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