JP5397832B2 - 密閉容器 - Google Patents

Description

本発明は、滅菌器、蒸煮冷却機、蒸し器等において用いられる密閉容器に関するものである。

滅菌器、蒸煮冷却機、蒸し器等では、本体内部を大気圧以上の高圧にしたり、真空等の減圧状態にしたりするために、扉によって本体の開口部が密閉されて内部が気密状態となる密閉容器が用いられている。

従来の密閉容器では、例えば、扉と容器本体とを圧着させて内部を気密に保つために、密閉容器の開口部の周縁部又は扉の周縁部の内面に環状の凹溝（環状パッキン溝）を設けると共に、この凹溝内に弾性体の環状パッキンを挿入し、凹溝内に圧力流体を供給して環状パッキンを扉内面又は密閉容器の開口部周縁部に押し付けることで、容器内部を密閉する構成が採用されている。

このような構成を採用した密閉容器が、下記特許文献１及び２に開示されている。下記特許文献１には、圧力釜の密封方法であって、釜のフランジ又は蓋に設けたシール溝にシール材（パッキン）を挿入し、シール材の裏側からの高圧蒸気にて対向する蓋あるいは釜フランジ面にシール材を押し付けて密閉する方法が開示されている。また、開放時には、高圧蒸気を開放し除圧すると共に高圧蒸気を供給する配管の一部に冷却水あるいは冷却ガスを吹き付け、配管内の蒸気を凝縮させることによって、シール溝内部を負圧状態とし、シール材を引き戻す構成も開示されている。

また、下記特許文献２には、用器本体及び扉の少なくとも一方の接面にパッキン溝を周設してシールパッキンを挿入し、密封時には、パッキン溝の奥部を高圧空気源に連通させて、シールパッキンの押出によりシールパッキンを接面に圧接してシールし、開放時には、シールパッキンの奥部の加圧を解除してシールパッキンの圧接を解除するよう構成された密閉容器が開示されている。

特開２００８−２６１３７６号公報 特開平７−３２３４１６号公報

従来の密閉容器では、パッキン溝を加圧及び／又は減圧するために、高圧空気供給源等からの流体供給管とパッキン溝とを一箇所の接続部を介して接続している。しかし、この単一の接続部から離れたパッキン溝では、圧力損失により、加圧及び／又は減圧が十分ではなく、加圧によるパッキンの密着や減圧によるパッキンの引き戻しが確実に行われないといったおそれがある。

特に、密閉容器の角部に位置するパッキン溝では、流体の摩擦によって圧力損失が大きく生じる。また、特許文献１のように配管冷却による減圧では伝熱による減圧となるため、減圧速度が十分に得られず、漏れ量が増して圧力損失が非常に大きくなってしまう。このような減圧時の大きな圧力損失が発生すると、部分的にパッキンの引き込み不良が発生してしまう場合もあり、場合によっては装置の異常停止にもつながってしまう。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、環状パッキン溝を加圧又は減圧することで、環状パッキン溝内に収容された環状パッキンを扉又は密閉容器本体に密着又は接離させて、容器内部を密閉又は開放する密閉容器において、環状パッキン溝における圧力損失を低減し、確実に密封及び開放が行える密閉容器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る密閉容器は、容器本体又は扉に設けられた環状パッキン溝内を加圧又は減圧することで、前記環状パッキン溝内に収容された環状パッキンを前記扉又は前記容器本体に対して押し付けて密着又は引き戻して、容器内部を密閉又は開放する密閉容器において、前記環状パッキン溝内を加圧及び減圧するための流体ラインと、前記流体ラインと前記環状パッキン溝を接続するために前記容器本体又は前記扉に設けられた複数の流体流通孔であって、前記環状パッキン溝の最も離れた部分でも、流体流通孔からの距離が所定の距離内になるよう、前記環状パッキン溝の全長に応じて所定の数の流体流通孔が前記環状パッキン溝の全周に対して均等に設けられた流体流通孔と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、環状パッキン溝における圧力損失の影響を少なくして、確実に密封及び開放が行える密閉容器を提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る密閉容器の正面図である。 図２は、図１のＡ−Ａ線による断面図である。 図３は、本発明の実施形態に係る密閉容器のパッキン溝の流体流通孔が形成された部分の拡大断面図である。 図４は、本発明の実施形態に係る流体ラインの構成を示す正面図である。 図５は、本発明の実施形態の変形例に係る流体ラインの構成を示す正面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る密閉容器について説明する。
図１は、本実施形態に係る密閉容器の正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線による断面図であり、密閉容器の前面部分のみを示している。図３は、本実施形態に係る密閉容器のパッキン溝の流体流通孔が形成された部分の拡大断面図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る密閉容器１は、容器本体２と、扉１０とを備えている。扉１０は、ヒンジ機構５及び支持部材７によって容器本体２に対して水平方向に回動可能に支持されており、扉１０によって容器本体２の開口部３を密閉又は開放するように構成されている。

扉１０は、シリンダ機構９によって支持部材７に対して上下方向に往復移動可能に支持されている。密閉容器１は、クラッチ式ロック機構を備えたものであり、容器本体２の開口部３周囲の左右両側に凹凸が連続して設けられた第一かみ合い部（クラッチ係合部）１４と、扉１０の左右両側に同じく凹凸が連続して設けられた第二かみ合い部１１とが形成されている。

シリンダ機構９により扉１０を容器本体２に対して上下方向に移動させることで、第一かみ合い部１４と第二かみ合い部１１の凹凸の位置がずれて扉１０を開閉可能な解除位置と、第一かみ合い部１４と第二かみ合い部１１の凹凸の位置が一致して重なり合って扉１０を開閉不可能なかみ合い位置との何れかが選択される。図１には、扉１０を開閉可能な解除位置の状態が示されている。

図２及び図３に示すように、容器本体２の開口部３の周囲には、開口周縁部をぐるりと囲む環状のパッキン溝１２が形成され、環状パッキン溝１２内には、環状溝内を周回する環状パッキン１５が収容されている。環状パッキン溝１２の後述する流体ラインと接続される部分の奥には、環状パッキン溝１２を加圧又は減圧するための流体が通過する流体流通孔１３が形成されている。

このような構成において、容器本体２の内部を密閉する場合には、環状パッキン１５がパッキン溝１２内に引き込まれている状態から、まず、解除位置の状態で扉１０を閉め、シリンダ機構９を駆動して扉１０を下方向に動かすことで、かみ合い位置の状態とする。続いて、流体流通孔１３を圧縮ポンプ等の高圧源に連通させて、環状パッキン溝１２内を加圧すると、環状パッキン１５が扉１０の内面に押圧され、容器本体２内部が密封される。

密封後、扉１０を開放する際には、流体流通孔１３と高圧源との連通を遮断すると共に、流体流通孔１３を減圧源と連通させて環状パッキン溝１２内を負圧状態とすることで、扉１０の内面に密着した環状パッキン１５を環状パッキン溝１２内に引き込む。これにより、密閉状態が解除されるので、シリンダ機構９によって扉１０を上方向に移動させ、解除状態とすることで、扉１０が開放可能となる。

続いて、図４を参照しながら、環状パッキン溝１２を加圧するための加圧空気を環状パッキン溝１２に供給したり、減圧するために環状パッキン溝１２から空気を排出したりするための流体ライン２０の構成について説明する。図４は、本実施形態に係る流体ライン２０の構成を示す正面図である。なお、図４では、環状パッキン溝１２及び流体流通孔１３を模式的に示している。

図４に示すように、流体ライン２０は、φ15mmの銅パイプである流体配管２１、φ10mmの銅パイプである流体配管２２，２３、継手２４，２５，２６、第一ノズル２７、第二ノズル２８及び第三ノズル２９を備えている。本実施形態では、流体流通孔１３を流体ライン２０に接続するノズルが三箇所に設けられていることを特徴とする。

流体配管２１は、一端が外部の高圧源及び減圧源の少なくとも一方に接続されており、他端は、継手（ティー）２４に接続されている。継手２４は、流体配管２１との接続を第一ノズル２７及び流体配管２２の二つに分岐している。流体配管２２の先端は、継手（ティー）２５に接続されており、継手２５は、流体配管２２との接続を第二ノズル２８及び流体配管２３に分岐している。流体配管２３の先端には、継手（エルボー）２６を介して第三ノズル２９が接続されている。

第一ノズル２７、第二ノズル２８及び第三ノズル２９は、流体流通孔１３を介して環状パッキン溝１２に接続されており、すなわち、本実施形態においては、環状パッキン溝１２と流体ライン２０とが三箇所で接続されている。この第一〜第三ノズル２７，２８，２９に接続された流体流通孔１３の部分から、環状パッキン溝１２に高圧空気が送気されたり、環状パッキン溝１２内の空気が排気されたりする。

ここで、図４に示す環状パッキン溝１２は、高さ1850mm×幅1250mmの間口の密閉容器に設置されたパッキン溝であり、環状パッキン溝１２の全周の長さは、約6300mmである。また、第一ノズル２７、第二ノズル２８及び第三ノズル２９は、環状パッキン溝１２の周方向にほぼ均等となるように、約2100mm間隔で設置されている。よって、本実施形態に係る環状パッキン溝１２では、流体流通孔１３から最も離れた位置でも、流体流通孔１３からの距離が約1050mmである。

このように、本実施形態では、環状パッキン溝１２内を加圧、減圧するための流体ライン２０と環状パッキン溝１２とを接続するための接続部である流体流通孔１３を三箇所に設けているため、環状パッキン溝１２での圧力損失をできる限り低減できるため、環状パッキン１５の全周において、密封や開放を確実に行うことができる。

また、流体ライン２０と環状パッキン溝１２とを接続する流体流通孔１３が複数設置されていれば、何らかの要因により何れかの流体流通孔１３が詰まったりして機能しなくなったとしても、他の流体流通孔１３を介して流体ライン２０と環状パッキン溝１２とを接続することができる。

もちろん、流体流通孔１３の設置場所は、適宜変更可能であるが、環状パッキン溝１２における圧力損失は、流体流通孔１３からの距離に比例して大きくなるので、環状パッキン溝１２の流体流通孔１３から最も離れた部分でも、流体流通孔１３からの距離が所定の距離内になるように構成することが望ましい。ここで、上記構成の密閉容器１においては、加圧時に環状パッキン溝１２の内圧を30〜50kPaまで上昇させれば環状パッキン１５が摺動し、環状パッキン溝１２における1mあたりの圧力損失は、0.5kPaである。

これらを考慮した実験により、環状パッキン溝１２の全ての部分が何れかの流体流通孔１３からおよそ1300mm以内に位置していれば、圧力損失の影響を少なくして環状パッキン１５の密着や引き戻しを確実に行うことができた。よって、環状パッキン溝１２の全ての部分において、最も近い流体流通孔１３からの距離が1.3m以内になるように、環状パッキン溝１２の全長に応じて所定の数の流体流通孔１３を所定の場所に設置することが望ましい。

また、環状パッキン溝１２の場所による圧力損失の差を抑えるためにも、流体流通孔１３は、環状パッキン溝１２の全周に対してなるべく均等な間隔で設けることが望ましい。すなわち、環状パッキン溝１２上における各流体流通孔１３間の間隔がなるべく均等になるような位置に、流体流通孔１３を設置することが望ましい。

例えば、本実施形態では、環状パッキン溝１２の全周の長さが約6300mmであるから、本実施形態のように各流体流通孔１３間の距離が2100mm間隔（等間隔）となるように設置すれば完全に均等に設置したことになる。ここで、流体流通孔１３の設置にあたっては、容器本体２の底部等、実際には設置が困難な位置も存在するが、多少の誤差であれば圧力損失の差は問題のないレベルとなる。

本実施形態では、環状パッキン溝１２の全長に対して、各流体流通孔１３の設置間隔の差が平均値の±10%以内であれば、圧力損失の差が問題のないレベルであるとして、均等であると定義する。具体的には、本実施形態では、全長6300mmの環状パッキン溝１２に３つの流体流通孔１３を設置しているので、設置間隔の平均値は2100mmとなる。実際の設置間隔が、この平均値に対して±10%以内である1890mm〜2310mmの範囲内であれば、本実施形態において流体流通孔が均等に設置されているとして扱う。

以上、本実施形態に係る密閉容器１の構成について詳細に説明したが、本実施形態によれば、流体ライン２０と環状パッキン溝１２とを接続する流体流通孔１３を複数設置しているので、環状パッキン溝１２の流体流通孔１３から離れた部分において、圧力損失により環状パッキン１５の密着や引き戻しが不十分となるような事態の発生を防ぐことができる。

また、複数の流体流通孔１３が設置されていれば、一つの流体流通孔１３が詰まって機能しなくなったとしても、残りの流体流通孔１３によって、環状パッキン溝１２と流体ライン２０とを接続し、密閉容器１の密封又は開放が可能となる。

また、本実施形態では、高圧源や減圧源と接続された分岐前の流体配管２１の配管径を15mmとすると共に、継手２４によって分岐された先端側の流体配管２２，２３の配管径を10mmとし、配管圧損を考慮した構成としているため、最も先端側における流体ライン２０と環状パッキン溝１２との接続部分（ノズル２９）においても他の接続部分と同様の加圧や減圧が可能となる。

続いて、本実施形態の変形例について、図５を参照しながら説明する。図５は、本実施形態の変形例に係る流体ライン３０の構成を示す正面図である。図５に示すように、本変形例に係る流体ライン３０は、φ15mmの銅パイプである流体配管３１、φ10mmの銅パイプである流体配管３２，３３、継手３４，３５，３６、第一、第二及び第三ノズル３７，３８，３９を備えている。

本変形例では、高圧源及び／又は減圧源に接続されている流体配管３１との接続が、継手３４において三方向に分岐されており、第一ノズル３７と、第二ノズル３８につながる流体配管３２と、第三ノズル３９につながる流体配管３３とに分かれている。本変形例によっても、上述した本実施形態と同様の作用効果を奏することができると共に、第二ノズル３８と第三ノズル２９を並列に接続することで、流通ライン３０の両先端まで安定して加圧及び／又は減圧を行うことができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の実施形態は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、本実施形態では、環状パッキン溝と流体ラインとの接続部を三箇所としたが、複数であれば、二箇所でも四箇所以上でも良い。

また、本実施形態では、容器本体側に環状パッキン溝を設け、環状パッキンを扉の内面に押し付けて密封するように構成したが、扉側に環状パッキン溝を設け、環状パッキンを容器本体側に押し付けて密封するように構成しても良い。

また、本実施形態では、環状パッキン溝内を加圧したり減圧したりするための流体として、圧縮ポンプで圧縮した圧縮空気を用いているが、高圧蒸気等の他の気体や液体等、適宜他の流体を用いても良い。

１ 密閉容器
２ 容器本体
３ 開口部
５ ヒンジ機構
７ 支持部材
９ シリンダ機構
１０ 扉
１１ 第二かみ合い部
１２ 環状パッキン溝
１３ 流体流通孔
１４ 第一かみ合い部
１５ 環状パッキン
２０ 流体ライン
２１，２２，２３ 流体配管
２４，２５，２６ 継手
２７，２８，２９ ノズル

Claims (2)

1. 容器本体又は扉に設けられた環状パッキン溝内を加圧又は減圧することで、前記環状パッキン溝内に収容された環状パッキンを前記扉又は前記容器本体に対して押し付けて密着又は引き戻して、容器内部を密閉又は開放する密閉容器において、
   前記環状パッキン溝内を加圧及び減圧するための流体ラインと、
   前記流体ラインと前記環状パッキン溝を接続するために前記容器本体又は前記扉に設けられた複数の流体流通孔であって、前記環状パッキン溝の最も離れた部分でも、流体流通孔からの距離が所定の距離内になるよう、前記環状パッキン溝の全長に応じて所定の数の流体流通孔が前記環状パッキン溝の全周に対して均等に設けられた流体流通孔と、を備えることを特徴とする密閉容器。
2. 複数の前記流体流通孔は、前記環状パッキン溝の全ての部分から1.3m以内に何れかの流体流通孔が位置するように設置されていることを特徴とする請求項１記載の密閉容器。

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