JPH11192289A - 圧力容器の安全機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧力容器において、扉を開く際には確実
に本体内の圧力が大気圧の状態になるようにし、安全性
が高く、操作性に優れた圧力容器を提供することを目的
としている。 【解決手段】 本体１に扉２を密閉固定する扉固定手段
３を備え、この扉固定手段３の解除操作と連動して前記
本体１内と外気とを連通する開閉弁１６を備えている。
前記本体１と前記扉２の密閉を維持した状態で、前記開
閉弁１６が開くようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、圧力容器の安全
機構に関するもので、滅菌装置や真空冷却装置等に適用
される。

【０００２】

【従来の技術】圧力容器は、本体内が加圧状態または減
圧状態になることにより、本体の内側または外側から圧
力がかかる。この圧力容器の扉を開くときには、本体内
の圧力を外気と同じ大気圧の状態に戻す。本体内が加圧
状態のままであると、扉固定手段の解除操作を行う電動
モータに過負荷がかかったり、扉固定手段が解除された
ときに扉が急開することがあり、また、本体内が減圧状
態のままでは、扉に外側から圧力がかかり、扉を開くこ
とができないからである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】蒸気滅菌装置において
も、扉を開く操作は、運転工程終了後、滅菌槽内が大気
圧の状態になってから行われるが、次のような現象が起
こることがある。滅菌槽内の蒸気は、排出ラインを通じ
て外部に排出され、この排出ラインに設けた電磁弁を開
閉制御することにより、滅菌槽内の蒸気の排出を行う。
その際、排出ライン中の蒸気が凝縮して凝縮水として排
出ライン中に溜まり、滅菌槽内と外気とを遮断すること
がある。そうすると、被滅菌物を取り出す際に滅菌槽内
に流入した空気が、余熱により加熱されて膨張し、滅菌
槽内が加圧状態になることがある。加圧状態になると、
次に被滅菌物を滅菌槽に入れる際、扉が急開する危険性
がある。また、運転工程終了後、扉を開かずにそのまま
放置しておくと、滅菌槽内の蒸気が凝縮して、その体積
が減少し、滅菌槽内が減圧状態になることがある。減圧
状態になると、扉に外側から圧力がかかり、扉を開くこ
とができなくなる。

【０００４】この発明は、圧力容器において、扉を開く
際には確実に本体内の圧力が大気圧の状態になるように
し、安全性が高く、操作性に優れた圧力容器を提供する
ことを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、本体に扉を
密閉固定する扉固定手段を備え、この扉固定手段の解除
操作の開始と連動して前記本体内と外気とを連通する開
閉弁を備えたことを第１の特徴とし、前記本体と前記扉
の密閉を維持した状態で、前記開閉弁が開くことを第２
の特徴としている。

【０００６】

【発明の実施の形態】この発明の圧力容器は、滅菌装置
や真空冷却装置等の、内側または外側から圧力がかかる
装置に適用される。この発明の圧力容器は、本体と扉を
備え、扉を本体に密閉固定する扉固定手段を備える。そ
して、前記本体内と外気とを連通する開閉弁を備え、こ
の開閉弁は、通常は閉状態にあり、前記扉固定手段の解
除操作の開始と連動して開く。開閉弁が開いたときは、
扉固定手段は完全な解除状態になる前で、本体と扉の密
閉状態は維持されている。

【０００７】前記開閉弁は、前記本体に接続した配管に
設けるが、この配管は既設のものを用いることもできる
し、新たに設けることもできる。また、前記配管は、本
体の頂壁部または側壁部に接続し、本体内に蒸気や凝縮
水が存在しても、この配管内にそれらが流入しにくい構
成にする。

【０００８】前記開閉弁の開動作は、前記扉固定手段の
解除操作と電気的または機械的に連動させる。例えば、
扉固定手段の解除操作の開始をリミットスイッチ等の位
置検出センサからの信号により検出し、この検出信号を
受けて開閉弁を開く。機械的に連動させる場合は、扉固
定手段の可動部と開閉弁の弁体とを連結し、扉固定手段
の解除操作が開始されてその可動部が動いたときに、開
閉弁の弁体が開方向に動くようにする。

【０００９】上述の構成によれば、扉を開くときに本体
内が加圧状態あるいは減圧状態にあっても、扉固定手段
の解除操作の開始と連動して開閉弁が開き、本体内と外
気とが連通して本体内が大気圧の状態になる。したがっ
て、扉の内側から圧力がかかって扉固定手段の解除操作
を行う駆動手段が過負荷となったり、扉固定手段が解除
されたとき扉が急に開くことがなく、非常に安全性が高
い。また、扉の外側から圧力がかかって扉が開かないと
いう事態も発生せず、非常に操作性に優れている。

【００１０】

【実施例】以下、この発明を蒸気滅菌装置に適用した実
施例について、図面に基づいて説明する。図１は、この
発明における実施例の説明図である。滅菌槽としての本
体１は、その前面に開閉自在に設けた扉２を備え、扉固
定手段３により前記扉２を前記本体１に密閉固定する構
造になっている。

【００１１】前記本体１の背面部に、蒸気供給ライン４
の一端を接続している。この蒸気供給ライン４には蒸気
供給弁５を設け、蒸気供給ライン４の他端は、略Ｕ字状
の電気ヒータ６を備えた蒸気発生器７に接続している。
前記蒸気供給弁５を開閉制御することにより、前記蒸気
発生器７から前記本体１への蒸気の供給を制御するよう
になっている。

【００１２】前記蒸気供給ライン４における前記蒸気供
給弁５の上流位置から、蒸気逃がしライン８を分岐さ
せ、この蒸気逃がしライン８の先端を貯水タンク９内に
配置している。この蒸気逃がしライン８の先端に、安全
弁１０を設けている。前記蒸気発生器７内の蒸気圧力
は、前記電気ヒータ６への通電をＯＮ−ＯＦＦ制御する
ことにより、所定の範囲に維持するようにしているが、
前記蒸気発生器７内の蒸気圧力が制御範囲を超えて非常
に高圧になった場合は、前記安全弁１０が開いて、高圧
の蒸気を前記貯水タンク９内に逃がすようになってい
る。

【００１３】前記蒸気供給ライン４における前記蒸気供
給弁５の下流位置に、空気供給ライン１１を接続してい
る。この空気供給ライン１１には、空気供給側より順
に、空気フィルタ１２、空気ポンプ１３および空気供給
弁１４を設けている。前記空気フィルタ１２は、前記本
体１内に導入する空気中のほこりや雑菌等を除去するも
のである。前記空気ポンプ１３の作動と前記空気供給弁
１４の開閉を制御して、前記本体１への清浄空気の供給
を制御する。

【００１４】前記蒸気供給ライン４における前記空気供
給ライン１１の接続部の下流位置から、外気連通ライン
１５を分岐させ、この外気連通ライン１５の先端を前記
貯水タンク９内に下向きに開口させている。前記外気連
通ライン１５には、開閉弁１６を設けている。この開閉
弁１６は、前記扉固定手段３の解除操作と連動して開
き、前記本体１内と外気とを連通するようになってい
る。

【００１５】前記貯水タンク９の底部と前記蒸気発生器
７の側壁下方部とは、給水ライン１７で接続してあり、
この給水ライン１７に給水ポンプ１８を設けている。こ
の給水ポンプ１８は給水の逆流を防止する構造になって
いるので、給水ポンプ１８の下流位置に逆止弁を設けて
いないが、そのような構造になっていない給水ポンプを
用いる場合は、給水ポンプ１８の下流位置に逆止弁を設
ける。前記給水ライン１７における給水ポンプ１８の下
流位置から、ブローライン１９を分岐させ、このブロー
ライン１９の先端は前記貯水タンク９内に開口させてい
る。前記ブローライン１９には蒸気発生器７側より順
に、第１ストレーナ２０およびブロー弁２１を設けてい
る。前記ブローライン１９の先端部には、数回ループ状
に巻回して熱交換部２２を形成している。この熱交換部
２２で、ブロー水と貯水タンク９内の水との熱交換を行
い、ブロー水の温度を低下させてから貯水タンク９内に
流出させるようにしている。

【００１６】前記本体１の底部に排出ライン２３の一端
を接続している。この排出ライン２３の他端は、前記ブ
ローライン１９におけるブロー弁２１の下流位置に接続
している。前記排出ライン２３には、本体１側より順
に、第２ストレーナ２４、排出弁２５および逆止弁２６
を設けている。前記排出弁２５を開閉制御することによ
り、本体１内の蒸気および凝縮水を貯水タンク９内に排
出する。

【００１７】貯水タンク９には、一端をその側壁下方部
に接続してブローホース２７を設けている。このブロー
ホース２７は、貯水タンク９との接続部を中心に揺動可
能な構造になっており、その先端開口部が最下方位置
（貯水タンク９との接続部より下）にあるときは、貯水
タンク９内の水がブローホース２７を通して外部に排出
され、その先端開口部が最上方位置にあるときは、ブロ
ーホース２７はオーバーフロー管として機能する。ま
た、前記ブローホース２７は、透明の素材を用いてお
り、水面計の機能も兼ねている。

【００１８】次に、図２および図３に基づいて、扉固定
手段３の詳細について説明する。図２は、この発明の実
施例における右側面説明図、図３は、この発明の実施例
における平面説明図である。扉２は、本体１の一側部に
設けた回動軸２８で本体１と連結している。この回動軸
２８を中心に扉２を回転することにより、本体１の前面
開口部を開閉するようになっている。本体１と扉２との
間には、パッキン２９を設けている。

【００１９】本体１の他側部にはブロック部材３０を固
定してあり、このブロック部材３０に本体側挿入孔３１
を設けている。扉２には、扉側挿入孔３２を有するアー
ム部材３３を設けてあり、扉２を閉じた状態でアーム部
材３３がブロック部材３０に嵌合し、本体側挿入孔３１
と扉側挿入孔３２とが重なり合う構成になっている。こ
れらの本体側挿入孔３１および扉側挿入孔３２にロック
ピン３４を挿入して、扉２を本体１に密閉固定する。こ
の実施例においては、本体側挿入孔３１、扉側挿入孔３
２およびロックピン３４により、扉固定手段３を構成し
ている。

【００２０】ロックピン３４は、連結板３５で案内軸３
６と一体に連結してあり、これらのロックピン３４、連
結板３５および案内軸３６は一体に上下動する。ロック
ピン３４は、連結板３５に対して若干、揺動の自由度を
持たせて接続している。これは、ロックピン３４が本体
側挿入孔３１および扉側挿入孔３２に対してスムーズに
挿脱できるようにするためである。案内軸３６は、ブロ
ック部材３０に貫通させて設け、上下方向にスライド可
能に設置している。また、案内軸３６には、ブロック部
材３０の下面との間にバネ３７を設けてあり、ロックピ
ン３４、連結板３５および案内軸３６を下方向に付勢し
ている。

【００２１】ロックピン３４を上方向に抜く操作は、電
動モータ３８により行う。電動モータ３８は、台座３９
に載せて、本体１の側面部に固定している。電動モータ
３８の回転軸４０には円板４１を連結してあり、この円
板４１の偏心位置にローラ４２を回転自在に固定してい
る。このローラ４２を前記連結板３５の下面に係合させ
て、いわゆるカム機構を構成している。すなわち、電動
モータ３８により円板４１を回転させると、ローラ４２
が上昇し、それに伴い連結板３５が上昇し同時にロック
ピン３４も上昇し、ロックピン３４が扉側挿入孔３２か
ら抜ける構成になっている。

【００２２】ロックピン３４を扉側挿入孔３２に挿入す
るときは、電動モータ３８を逆回転させてローラ４２を
元の位置に戻す。そうすると、バネ３７の力によりロッ
クピン３４が下降する。万が一、電動モータ３８が故障
したり、停電が発生しても、ロックピン３４はバネ３７
の力によりロック方向に動くので安全である。

【００２３】扉固定手段３のロック位置にロック位置検
出センサ４３を、扉固定手段３の解除位置に解除位置検
出センサ４４を設けている。図示した実施例では、扉固
定手段３の最下方移動位置にロック位置検出センサ４３
を、最上方移動位置に解除位置検出センサ４４を設け、
連結板３５が、ロック位置検出センサ４３および解除位
置検出センサ４４に接触することにより出力信号を発す
るようになっている。これらの位置検出センサ４３，４
４としては、リミツトスイッチを用いる。ロックピン３
４に水平ピン（図示せず）を固定し、この水平ピンがロ
ック位置検出センサ４３および解除位置検出センサ４４
に接触する構成にすることもできる。

【００２４】図４に、この発明における電気回路の一例
を示す。交流電源４５に対して、前記ロック位置検出セ
ンサ４３の接点と前記開閉弁１６とを直列に接続してい
る。ロック位置検出センサ４３は、Ａ接点（連結板３５
が当接したら閉じ離れたら開く）とＢ接点（連結板３５
が当接したら開き離れたら閉じる）の両方を備え、前記
開閉弁１６はＢ接点に接続している。Ａ接点は、扉固定
手段３がロック位置にある旨の信号を受ける機器（図示
省略）に接続している。開閉弁１６は、通電時は開状態
になり、非通電時は閉状態になる。したがって、扉固定
手段３がロック位置にあるときには、ロック位置検出セ
ンサ４３の接点はＡ接点側にあり、開閉弁１６は通電さ
れていないので閉状態である。そして、扉固定手段３の
解除操作が開始されると、ロック位置検出センサ４３の
接点はＢ接点側に移り、開閉弁１６は通電されて開状態
になる。扉固定手段３の解除操作を行わない限り開閉弁
１６は開かないので、滅菌中に開閉弁１６が開いて外気
が流入し被滅菌物が再汚染されるのを確実に防止するこ
とができる。

【００２５】図５に、扉固定手段３の要部を拡大して示
す。ロックピン３４は、上下の本体側挿入部分４６，４
７より中央の扉側挿入部分４７を細くして、両者の間に
段部を２箇所形成している。このうち、下方の段部の傾
斜面４８が、扉側挿入孔３２の下側端部と係合する。小
径の扉側挿入部分４７の長さＬは、アーム部材３３の厚
みよりも若干長く設定している。これは、扉固定手段３
を解除する際、ロックピン３４が所定距離移動してロッ
ク位置検出センサ４３のＢ接点が完全に閉じ、開閉弁１
６が開状態になる動作を確実に実行するためである。す
なわち、傾斜面４８が扉側挿入孔３２の下側端部と係合
する前にロック位置検出センサ４３の接点が開くよう
に、前記長さＬを設定している。そうすることにより、
ロックピン３４を上昇させる際、本体１内に圧力が残っ
た状態で傾斜面４８と扉側挿入孔３２の下側端部とが係
合し、電動モータ３８に過負荷がかかるのを防止するこ
とができる。

【００２６】上述のように、ロックピン３４が所定距離
移動すれば、開閉弁１６が開いて、本体１内と外気とが
連通状態になるが、万が一、ロック位置検出センサ４３
や開閉弁１６の故障により本体１内に圧力が残っていて
も、扉２が本体１内の圧力を受けて開方向に移動したと
き、扉側挿入孔３２の内周面がロックピン３４の扉側挿
入部分４７と接触することにより、電動モータ３８を駆
動してロックピン３４を上昇させても、扉側挿入孔３２
の下側端部と傾斜面４８とが係合して、ロックピン３４
が上方向に抜けないようになっている。

【００２７】傾斜面４８は、ロックピン３４の移動方向
に対して傾斜角θを有している。この傾斜角θ、電動モ
ータ３８を駆動してロックピン３４を抜く力Ｆ、および
本体１内の圧力により扉２を開く力Ａの関係を、Ｆ＜Ａ
／ tanθに設定している。前記Ｆは、電動モータ３８の
トルクからバネ３７の弾性力を引いたものである。ま
た、Ａ／ tanθは、傾斜面４８の抵抗力に相当する。本
体１内に圧力がない場合は、電動モータ３８の駆動力に
よりロックピン３４を引き抜くことができるが、本体１
内に圧力がある場合は、上式の関係より電動モータ３８
の駆動力ではロックピン３４を引き抜くことができない
ようになっている。したがって、本体１内に圧力が残っ
ている場合は、ロックピン３４が抜けず、扉２が急開し
ないので、非常に安全である。

【００２８】上述の実施例について、その作用を説明す
る。本体１内に被滅菌物を収容して扉２を閉じ、扉固定
手段３により扉２を本体１に密閉固定する。そして、運
転スイッチ（図示せず）をＯＮにし、蒸気滅菌装置の運
転を開始する。蒸気滅菌装置の運転は、予め設定したプ
ログラムにしたがって制御器（図示せず）により自動的
に行われる。

【００２９】蒸気発生器７で所定圧力の蒸気が発生して
いる状態にあれば、蒸気供給弁５を開いて本体１内に蒸
気を供給する。蒸気発生器７で所定圧力の蒸気が発生し
ていない状態にあれば、所定圧力の蒸気が発生するのを
待って蒸気供給弁５を開く。本体１内のドレンは、排出
弁２５を開いて貯水タンク９内に排出する。排出される
ドレンは、熱交換部２２の作用により冷却されて排出さ
れるため、フラッシュ蒸気になることはない。本体１内
の温度が所定の滅菌温度になるように、蒸気供給弁５お
よび排出弁２５の開閉を制御し、この滅菌温度を所定時
間維持する。

【００３０】滅菌終了後、蒸気供給弁５を閉じて蒸気の
供給を停止し、排出弁２５を開いて本体１内の蒸気を排
出する。そして、空気ポンプ１３を作動させるとともに
空気供給弁１４を開いて、清浄空気を本体１内に供給す
る。所定時間経過後、空気ポンプ１３を停止させるとと
もに空気供給弁１４を閉じる。これにより、蒸気滅菌装
置の運転は終了し、扉固定手段３を解除して扉２を開
き、本体１から被滅菌物を取り出す。

【００３１】扉固定手段３の解除操作の開始に連動して
開閉弁１６が開き（ロック位置検出センサ４３の接点が
Ｂ接点側に移動して開閉弁１６への通電が開始され開閉
弁１６が開状態になる）、本体１内と外気とが連通状態
になり、本体１内は大気圧の状態になる。扉固定手段３
の解除操作に連動して、ロックピン３４が移動し始めた
時点で開閉弁１６が開くので、ロックピン３４が扉側挿
入孔３から抜けて扉固定手段３が完全な解除状態になる
前に、本体１と扉２の密閉が維持された状態で開閉弁１
６が開く。扉２を開く際には、確実に本体１内は大気圧
の状態になっている。したがって、扉２の急開を確実に
防止することができ、非常に安全性が高い。

【００３２】また、蒸気滅菌装置の運転終了後、扉２を
開かずにそのまま放置し、本体１内の温度が下がって本
体１内の気体の体積が減少し、本体１内が減圧状態にな
ったとしても、扉固定手段３の解除操作を行ったとき
に、それと連動して開閉弁１６が開き、本体１内が大気
圧の状態になる。したがって、扉２をスムーズに開くこ
とができ、非常に操作性に優れている。

【００３３】

【発明の効果】この発明は、以上のような構成であり、
扉を開くときに本体内が加圧状態または減圧状態にあっ
ても、扉固定手段の解除操作の開始と連動して開閉弁が
開き、本体内と外気とが連通して本体内を確実に大気圧
の状態にすることができる。したがって、扉の内側から
圧力がかかって扉固定手段の解除操作を行う駆動手段が
過負荷となったり、扉固定手段が解除されたとき扉が急
に開くことがなく、非常に安全性が高い。また、扉の外
側から圧力がかかって扉が開かないという事態も発生せ
ず、非常に操作性に優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の説明図である。

【図２】この発明の実施例の右側面説明図である。

【図３】この発明の実施例の平面説明図である。

【図４】この発明の実施例の電気回路図である。

【図５】図２の要部を拡大して示す縦断面説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 本体 ２ 扉 ３ 扉固定手段 １６ 開閉弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体１に扉２を密閉固定する扉固定手段
   ３を備え、この扉固定手段３の解除操作の開始と連動し
   て前記本体１内と外気とを連通する開閉弁１６を備えた
   ことを特徴とする圧力容器の安全機構。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の圧力容器の安全機構に
   おいて、前記本体１と前記扉２の密閉を維持した状態
   で、前記開閉弁１６が開くことを特徴とする圧力容器の
   安全機構。