JPH01274382A - マイクロ波加熱蒸解容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は蒸解容器に関し、−層詳細には、高圧を逃出さ
せるためにポリテトラフルオロエチレンボールのような
ボールに対し作用するポリテトラフルオロエチレンばね
の如きばねを含む弁アセンブリと共に、電子オーブン内
で利用するためのマイクロ波加熱蒸解容器に関する。

［発明の背景］ 従来技術において、マイクロ波加熱および電子オーブン
の出現以前には化学分析のためサンプルを溶解させるの
にかなりの時間がかかっていた。これは、特に、石油工
業、採鉱工業および医療研究を含む他の関連分野におけ
る元素痕跡分析のためである。

然しなから、ホットプレート上若しくは他の加熱装置に
おける開口容器での蒸解を実施する場合、蒸解に長い時
間がかかり、さらに加えて、沸騰酸または他の蒸解物か
らの腐食性のある有害な煙霧を作業員が蒙ってしまう不
都合が存在する。

マイクロ波加熱および電子オーブンの出現で、特に、元
素痕跡分析や化学的処理においてマイクロ波蒸解容器を
利用することによって元素分析が非常に一般的なものと
なった。

蒸解容器の使用による従来技術の問題点としては、特に
、蒸解処理のための温度、圧力および時間に関し、マイ
クロ波加熱技術においである程度の推測作業が必要とさ
れたことであった。

また、マイクロ波で加熱する間、高温のために蒸解容器
を通常の大きさを超えてかなり膨張させてしまうことが
あった。

ポリテトラフルオロエチレンＰＦＡ成形容器の出現で、
このポリテトラフルオロエチレンボール材により長時間
の高温および高圧下でも機能を果たせるようなマイクロ
波蒸解容器を提供出来るようになった。然しなから、マ
イクロ波蒸解の間、緩慢な制御方法で蒸気若しくはガス
の高圧および収束から逃出させることが出来るような技
術が必要であった。

このため、従来から弁装置において鉄を含有しあるいは
含まない合金からなるばねを有するばねアセンブリを備
えた蒸解容器が提案されている。しかし、この種の容器
では電子オーブンのキャビティ内において近接する金属
製の組立部材間でアーク放電を生じさせるという障害が
あることが判明し、従って、特別なシールド部材の配設
が必要となり且つ障害のない適切なばね作用を確保する
ために酸化した面を定期的に洗浄しなければならず、こ
のために費やす時間も相当に長くなる。また、これらの
ばねが蒸解蒸気およびガスと反応して蒸解容器およびそ
の内容物に対し汚染してしまう可能性がある。さらに、
これらのばねは蒸解蒸気との化学反応によってばねの特
性を劣化させ、容器内の蒸気および内容物を放出させる
べく所望以上の圧力下でばねを収縮させ、若しくは復帰
させることが困難となる。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、ポリテトラフルオロエチレンボールおよびポリ
テトラフルオロエチレン製の非腐食性で且つ非汚染性の
ばねを使用し、さらに緩慢な制御工程で弁のばねの作動
を行わせるものであって、この弁組立は圧力を逃出する
ために弁の側部から外へ突き出ている圧力開放孔を有す
るマイクロ波加熱蒸解容器を提供することにある。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は物質に対するマ
イクロ波加熱蒸解工程中においてマイクロ波を用いたオ
ーブン内で使用される容器であり、前記容器はマイクロ
波エネルギを通過する成形された螺条付容器本体および
前記容器本体が被蓋される螺条付蓋と、前記蓋の頂部に
取り付けられる弁用アセンブリとからなり、前記弁用ア
センブリは当該蓋に設けられているガス抜き開口を有す
るボール弁受座と、該蓋の中央部に該蓋を介して前記ボ
ール弁受座の底部まで延在している第１のガス抜き孔と
、大気へガス抜きするために該ボール弁受座から延在し
ている第２のガス抜き孔と、該ボール弁受座の周囲にあ
って前記蓋から上方へ指向して延在し螺条を有する外側
部を含み且つその内部にばねアセンブリを保持する中空
円筒体と、下端部においてボールと嵌合する中空円筒部
材と、円筒状のステム部頂部に設けられた平坦な環状ス
トッパ部材と、螺条付内側部と環状シールを有する小径
な蓋とからなり、前記小径な蓋は該ステム部を被い且つ
ばねアセンブリを保持し、前記ばねアセンブリは前記ボ
ールの反対面に対して作用するよう構成することを特徴
とする。

また、本発明は成形された螺条付容器本体および蓋がフ
ルオロカーボンから構成されていることを特徴とする。

さらにまた、本発明は容器はその中間部から上方に指向
して延在し且つ蓋の下端部を囲繞する円筒状フランジを
有することを特徴とする。

また、本発明はばねアセンブリがフルオロカーボンから
構成されていることを特徴とする。

さらにまた、本発明はばねアセンブリが複合材料からな
ることを特徴とする。

また、本発明はばねの調節用巻数は１乃至１０からなる
ことを特徴とする。

さらにまた、本発明はばねの差圧設定のために小径な蓋
に取り付けてある部材と前記取付部材と整合させるため
に当該蓋に固着された指針部材とからなることを特徴と
する。

また、本発明はばね保護用スリーブはばねの周囲を包被
していることを特徴とする。

また、本発明はばねの故障によって容器本体は減圧され
ることを特徴とする。

さらに、本発明はフィルタが疏水性材料から構成されて
いることを特徴とする。

さらにまた、本発明は比較的大きな直径を有するキャッ
プに前記比較的小さな直径を有するキャップ上に設けら
れたダイヤル部材を整合させる指針部材を設けることを
特徴とする。

［実施態様］ 次に、本発明に係るマイクロ波加熱蒸解容器について好
適な実施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳
細に説明する。

第１図は、マイクロ波加熱蒸解容器１０２の側面図を示
す。この容器１０２は第３図で示すようなのこ歯ねじ部
１０４を有する、ポリテトラフルオロエチレンボール材
等の容器からなる。成形フランジ１０６は、第３図で示
すような内側に指向するのこ歯ねじ部１０４を有するポ
リテトラフルオロエチレンＰＦＡ容器の蓋１０８の底部
を囲繞している。なあ、この成形フランジ１０６は低圧
機能を達成するために必要とはされない。また、螺条が
設けうれたネック部材１１２が前記容器用の蓋１０８の
上面から延在している。さらに、キャップ１１４が、該
ネック部材１１２に被蓋されて嵌合するよう構成されて
いる。角度をもって形成されている螺条付フィルタ部材
１１６がネッり部材１１２　とキャップ、すなわち、蓋
１０８の上面との間に介在している。

第３図および第４図で示すように、指針部材１１８がリ
リーフバルブのプレセット調節を決定しあるいは参照す
るために蓋１０８の上面に配置されている。また、摘部
材１０９ａ乃至１０９ｎおよび１１１ａ乃至１１１ｎが
夫々蓋１０８と容器１０２とを締結するために蓋１０８
および容器１０２の周囲に配置されている。さらに、内
部にフェルールを有する刻み付ナツト１２０がＩＪ　Ｉ
Ｊ−フ管１２２をフィルタ部材１１６に固着すべく所定
の角度で傾斜したフィルタ部材１１６に配置されている
。

第２図は、小径なキャップ１１４、調節用参照符号Ｉ２
４、調節器の指針部材１１８、フィルタ部材１１６、刻
み付ナツ）　１２０およびリリーフ管１２２を含むキャ
ップ、すなわち、蓋１０ｇの上面図を示す。

第３図は、第１図のＩＪ　ＩＪ−フバルブおよび出口部
の分解組立図を示す。螺条付ネック部材１１２の内側円
筒状部１１３および蓋１０８の下部における半球状ボー
ル受座１２６が弁用キャビティ１２８を画成している。

後に詳細に説明するように、オリフィス１３０が容器１
０２の内側から圧力をフィルタ部材１１６を介して逃出
させるために弁用キャビティ１２８の底部に設けられて
いる。

また、図示するように、孔１３２が弁用キャビティ１２
８とフィルタ部材１１６の比較的大きな孔１３４との間
に配置されている。さらに、当該孔１３４の外側部にお
いて面取り端部１３６はリリーフ管１２２をフィルタ部
材１１６に位置決めし且つ固着するように嵌め込み式の
一体的なフェルール１３８に対応するように形成されて
いる。

ＩＪ　ＩＪ−フ管１２２の端部において流水フィルタ１
４０がガス圧を逃し且つ液体を外へ排除するために孔１
３４の内部に配設されている。ばね用キャビティ１４２
が円筒状のスリーブ１４４の壁によって画成される。こ
のスリーブ１４４と一体的な丸味を帯びた堅牢な端部１
４６がスリーブ１４４の末端部分に配置され、この端部
１４６は弁用キャビティ１２８内へ変位する時、オリフ
ィス１３０に対して弁として作用するよう構成されてい
る。

ポリテトラフルオロエチレンでコーティングされたばね
、ポリマー材、ガラス状の弾性体、ポリテトラフルオロ
エチレン弾性体等のような非腐食性材料からなるばね１
４８が中空スリーブ１４４のばね用キャビティ１４２に
配設されている。

小径なキャップ１１４が螺条付ネック部材１１２に嵌合
する。また、螺条付ネック部材１１２の上部は、キャッ
プ１１４の内側上部において環状溝１１９と適合する環
状シール１１５を形成する。中空スリーブ１４４内のば
ね１４８が丸味を帯びたボール弁１４６に対する平面１
４５に下方へ圧力をかけるよう付勢され、それによって
半球状のボール受座１２６のボール弁１４６のシールの
圧力状態に影響を及ぼし且つオリフィス１３０に対して
シールすることが出来る。精密な内側のこ歯ねじ１５０
はばね１４８の張力の微妙な調整を行う等のための補助
機構として利用されるネック部材１１２の精密な外側の
こ歯ねじ１５２と係合するように構成されている。従っ
て、それによってボール弁１４６に対して容器の圧力が
オリフィス１３０を介して逃げる際の圧力逃出量の微妙
な調節が出来る。この圧力は、フィルタ部材１１６を構
成する流水フィルタ１４０を介し、さらに、リリーフ管
１２２を介して流出する。また、容器１０２の上部は環
状リング１０３を形成し且つ蓋１０８内の環状溝１０５
におけるシール効果が得られる。

第４図は、第３図の分解組立断面図を示しており、ここ
で、同一の参照符号は既に説明した構成要素と同一の構
成要素を示すものとする。

特に、限定されるものではないが、本発明の−・例とし
ての物理的寸法は次の通りである。半球状のボール受座
１２６の半径は３／１６インチ、ばね１４８の幅は３／
８インチ、スリーブ１４４の厚さは３／６４インチ、キ
ャップの径は３／４インチ、オリフィス１３０の長さは
３／３２インチ乃至１／８インチ、オリフィス１３２の
径は１／８インチ、リリーフ管１２２の外径は３／１６
インチで内径は１／８インチ、のこ歯ねじ１５０および
１５２の径は０．６００インチである。

第５図は、流水抜き用インサート２００の他の実施態様
を示す。この流水抜き用インサート２００はその全体が
疏水フィルタ１４０に代替してフィルタ部材１１６の孔
１３４内に挿入出来るよう構成されている。図示するよ
うに、凸部２０２が凹部２０４と嵌合するよう構成され
ている。さらに、図示するように、疏水フィルタ２０６
のような小さなウェハが内側に挿入されており、ガスが
オリフィス２１０　と２０８間、すなわち、疏水インサ
ート２００を介し流れ、さらにリリーフ１２２を介して
流出するようになっている。

［発明の効果］ 本発明によれば、以下に記載されるような効果が得られ
る。

容器内にふける蒸解工程において、ガスは予備蒸解中に
抜かれる。すなわち、過剰なガスを逃出させることを許
容し、一方、容器内の如何なる流体を放出させるもので
はない。さらに、調節可能なナツトを介して種々の蒸解
工程間で予め決定されている圧力は調整可能である。ま
た、使用者は主たるキャップを取り外す前にガス抜き孔
を介して既に設定された圧力を排出することが可能であ
る。ばねは再使用することが出来、また、万一ばねが疲
労した場合にはそのばねの取替が可能である。薄いスリ
ーブは蒸解工程の間、熱風からばねを保護する。すなわ
ち、ガスは短い通路を抜け、ばねに到達することはない
。若し、ばねに故障がある場合、ガスはオリフィス間を
通過する。換言すれば、蒸解容器内で既に設定され且つ
危険な圧力は生じることがない。さらに、多孔性プラグ
に対する領域あるいは透過性のある膜が可及的に安全に
ガス抜きするようになっている。また、この透過性のあ
る膜は適当な微孔性若しくは濾過材料で１０ｍＩ！と同
じ薄さにすることが出来る。

また、第５図で説明したように、疏水性ベントを行うた
めに薄いディスクを内蔵するように二つの部品組立を利
用することも出来る。ばねは特殊な合金、ポリテトラフ
ルオロエチレン被覆、ガラス状のばね、ガラス補強ポリ
マ、ポリマまたはポリテトラフルオロエチレンからなる
ばねのような適切な材料から構成可能である。

孔、すなわち、オリフィス１３０は所望のレベルで開放
圧力を変えるためにその直径を変更することが可能であ
る。さらに、ばねの圧縮力は巻回数、断面直径等によっ
て調節可能であり、また、キャップの頂部とスリーブ１
４４の上部間の空間も調節出来る。このスリーブ１４４
は一体的な部材からなる。蒸解の間、スリーブは、第４
図の点線Ｐで示すように、蒸解中の液体ではなくガスを
逃出させるためのものである。外部フィルタが、第４図
および第５図に示すフィルタ１４０並びにインサート２
００に代替して使用することも出来る。また、ばねはポ
リテトラフルオロエチレン、コーティングされた金属、
セラミック、若しくは他の適切な材料で作ることも可能
である。さらに、ディスクまたは膜は多孔性材料であり
、圧力差に応じてその圧力を逃出する。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧力ＩＪ　ＩＪ−フ弁を含むマイクロ波蒸解容
器の第１の実施態様の側面図、 第２図は第１図に示す第１の実施態様の上面図、 第３図は第２の実施態様の分解組立断面図、第４図は第
１図の９−９線に沿って切断した第１図に示す容器の断
面図、 第５図は疏水性ガス抜き用インサートの実施態様を示す
説明図である。 １０２・・・容器　　　　　　　１０３・・・環状リン
グ１０４・・・のこ歯ねじ部　　　１０５・・・環状溝
１０６・・・成形フランジ　　　１０８・・・蓋１０９
ａ　〜１０９ｎ、　１ｌｌａ　〜１ｌｌｎ−・・摘部材
１１２・・・ネック部材　　　　１１４・・・小径キャ
ップ１１５・・・環状シール　　　　１１６・・・フィ
ルタ部材１１８・・・指針部材　　　　　１１９・・・
環状溝１２０・・・刻み付ナツト　　　１２２・・・リ
リーフ管１２６・・・半球状ボール受座　１２８・・・
弁用キャビティ１３０．１３２・・・オリフィス　１３
４・・・孔１３６・・・面取り端部　　　　１４０・・
・疏水性フィルタ１４４・・・スリーブ　　　　　１４
６・・・ボール弁１４８・・・ばね　　　　　　　２０
６・・・流水フィルタ２０８．２１０・・・オリフィス

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）物質に対するマイクロ波加熱蒸解工程中において
   マイクロ波を用いたオーブン内で使用される容器であり
   、前記容器はマイクロ波エネルギを通過する成形された
   螺条付容器本体および前記容器本体が被蓋される螺条付
   蓋と、前記蓋の頂部に取り付けられる弁用アセンブリと
   からなり、前記弁用アセンブリは当該蓋に設けられてい
   るガス抜き開口を有するボール弁受座と、該蓋の中央部
   に該蓋を介して前記ボール弁受座の底部まで延在してい
   る第１のガス抜き孔と、大気へガス抜きするために該ボ
   ール弁受座から延在している第２のガス抜き孔と、該ボ
   ール弁受座の周囲にあって前記蓋から上方へ指向して延
   在し螺条を有する外側部を含み且つその内部にばねアセ
   ンブリを保持する中空円筒体と、下端部においてボール
   と嵌合する中空円筒部材と、円筒状のステム部頂部に設
   けられた平坦な環状ストッパ部材と、螺条付内側部と環
   状シールを有する小径な蓋とからなり、前記小径な蓋は
   該ステム部を被い且つばねアセンブリを保持し、前記ば
   ねアセンブリは前記ボールの反対面に対して作用するよ
   う構成することを特徴とするマイクロ波加熱蒸解容器。 （２）請求項１記載の容器において、成形された螺条付
   容器本体および蓋がフルオロカーボンから構成されてい
   ることを特徴とするマイクロ波加熱蒸解容器。 （３）請求項１記載の容器において、容器はその中間部
   から上方に指向して延在し且つ蓋の下端部を囲繞する円
   筒状フランジを有することを特徴とするマイクロ波加熱
   蒸解容器。（４）請求項１記載の容器において、ばねア
   センブリがフルオロカーボンから構成されていることを
   特徴とするマイクロ波加熱蒸解容器。 （５）請求項１記載の容器において、ばねアセンブリが
   複合材料からなることを特徴とするマイクロ波加熱蒸解
   容器。 （６）請求項１記載の容器において、ばねの調節用巻数
   は１乃至１０からなることを特徴とするマイクロ波加熱
   蒸解容器。 （７）請求項１記載の容器において、ばねの差圧設定の
   ために小径な蓋に取り付けてある部材と前記取付部材と
   整合させるために当該蓋に固着された指針部材とからな
   ることを特徴とするマイクロ波加熱蒸解容器。 （８）請求項１記載の容器において、ばね保護用スリー
   ブはばねの周囲を包被していることを特徴とするマイク
   ロ波加熱蒸解容器。 （９）請求項１記載の容器において、ばねの故障によっ
   て容器本体は減圧されることを特徴とするマイクロ波加
   熱蒸解容器。 （１０）請求項１記載の容器において、フィルタが疏水
   性材料から構成されていることを特徴とするマイクロ波
   加熱蒸解容器。 （１１）請求項１乃至１０に記載の容器において、比較
   的大きな直径を有するキャップに前記比較的小さな直径
   を有するキャップ上に設けられたダイヤル部材を整合さ
   せる指針部材を設けることを特徴とするマイクロ波加熱
   蒸解容器。