JPH05256369A - 圧力容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 常温負圧から高温高圧力まで変化する圧力容
器の耐食性を向上し、長寿命とすること。 【構成】 外向きフランジを有するテフロン（商品名）
製の内容器を、金属製外容器内に収納し、内容器の収納
空間と外向きフランジとに対向する表面にテフロン製被
覆層が形成された金属製蓋を被せ、内容器の外向きフラ
ンジと外容器の開口端付近に形成された段差との間に第
１のＯリングを介在し、したがって温度上昇時に外向き
フランジが厚み方向に熱膨張して、気密性が一層、向上
される。さらにその第１のＯリングの外方に第２のＯリ
ングを介在し、こうして気密性を向上し、外容器と蓋と
の腐食を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧力容器に関し、もっ
と詳しくは、収納空間の圧力が負圧から高圧力にまで変
化し、また温度が高温度にされて試験片の耐食性試験な
どを行うために好適に実施される圧力容器に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば吸収式冷凍機の吸収器および再
生器などの容器は、ＬｉＢｒである吸収液に接触し、し
たがってこれらの容器の耐食性が優れていなければなら
ず、その容器の材料の耐食性試験を行う必要があり、こ
の耐食性試験のために、吸収式冷凍機の運転状態と同様
な状態の中で試験片の耐食性試験を行う必要がある。

【０００３】典型的な先行技術では、オートクレーブと
呼ばれる容器の内部には、テフロン（商品名）の被覆層
が形成され、試験片が浸漬される液による圧力容器の腐
食を防いでいる。この先行技術の一部の断面は図４に示
されている。参照符１は金属製であって圧力容器の壁を
示し、その内面にはテフロンの薄い被覆層２が付着して
形成されている。

【０００４】このような先行技術では、薄い被覆層２を
介して液体の蒸気が壁１の表面３と被覆層２との間に侵
入し、この状態で温度が低下すると、参照符４で示され
るようにたとえば水などが結露し、これによってブリス
タと呼ばれる現象が生じ、被覆層２が壁１の表面３から
剥離してしまう。また圧力容器１の底が深い構成となっ
ているとき、その内壁全面に付着して形成される被覆層
２ではピンホールが生じることが多く、したがってその
ピンホールを介して、液体が壁１の表面３と被覆層２と
の間に侵入することもある。

【０００５】この問題を解決するために図５に示される
先行技術では、圧力容器１内にテフロンまたはガラスな
どから成る内容器５が挿入され、この内容器５内に、試
験片が浸漬される液体６が貯留される。容器１は蓋７に
よって気密に閉じられる。容器１は、たとえばステンレ
ス鋼などから成る。

【０００６】このような図５に示される先行技術では、
耐食試験中の液体６の飽和蒸気が容器１の内面と内容器
５との間のわずかな空間８に入り込み、容器１が腐食す
る。また温度を室温などに低下したとき、そのわずかな
空間８に存在する蒸気が凝縮し、この空間８に液体か貯
留する。内容器５をガラス製としたときには、容器１と
内容器５との熱膨張率の差によって、内容器５が破損す
るおそれがある。また液体６がアルカリ性であるときに
は、ガラス製内容器５が侵食される。

【０００７】容器１と蓋７とを気密とするために、図６
に示されるようにＯリング９が設けられ、また図７に示
されるように平形ガスケットまたは平パッキン１０が介
在され、容器１と蓋７とを周方向に複数個間隔をあけて
設けられたボルトとナットとの組合せによって締め付け
ている。

【０００８】このようなＯリング９または平パッキン１
０を用いるシール構造では、ボルトおよびナットの組合
せによる片締めに注意する必要があり、その作業管理が
難しいと言う問題がある。平パッキン１０が特に金属製
であるときには、その平パッキン１０に当接する容器１
の座面または蓋７の平パッキン１０に接触する面に傷が
付くと、シール性が劣るので、平パッキン１０に接触す
る面を削り直す必要が生じる。さらにこの先行技術で
は、容器１と蓋７とは前述のようにステンレス鋼などの
金属製であり、したがって全体の温度が上昇したとき、
Ｏリング９および平パッキン１０が軟質化して変形を起
こしたり、また滑りを起こしたりして、シール機能が低
下すると言う問題がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐久
性に優れ、保守が容易である圧力容器を提供することで
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、外向きフラン
ジを有する合成樹脂製の内容器と、内容器を収納し、開
放端付近に段差を有する金属製の外容器と、外容器を開
閉し、内容器の収納空間と外向きフランジとに対向する
表面に合成樹脂製被覆層が形成された金属製蓋と、内容
器の外向きフランジと外容器の段差との間に介在される
第１のＯリングと、第１のＯリングの半径方向外方で蓋
と外容器との間に介在される第２のＯリングとを含むこ
とを特徴とする圧力容器である。

【００１１】また本発明は、内容器の外向きフランジと
蓋の被覆層との間にパッキンを介在することを特徴とす
る。

【００１２】

【作用】本発明に従えば、たとえば試験片の耐食性試験
を行う際に、合成樹脂製内容器内に吸収式冷凍機の吸収
液であるＬｉＢｒなどの液体を貯留し、その液体内、ま
たは液体上方の気相部に試験片を配置し、内容器の外向
きフランジと外容器の段差との間に第１のＯリングを介
在する。この試験中に、温度上昇によって長手方向の寸
法が合成樹脂製内容器が外容器より膨張することによっ
て、その外向きフランジと蓋の被覆層とが平パッキンを
はさんで均一な力で密着されることになり、内容器内の
液体および蒸気の漏洩が確実に防がれる。また膨張した
外向きフランジと合成樹脂製内容器によって、その外向
きフランジと段差との間の第１のＯリングが圧縮されて
気密性が向上される。こうして外容器の内面と内容器の
外面との間の隙間に液体の蒸気が侵入することを防ぐ。
これによって金属製外容器の腐食を防ぐことができる。
また金属製蓋の合成樹脂製被覆層との間に液体またはそ
の蒸気が侵入することが防がれ、金属製蓋の腐食が防が
れる。

【００１３】金属製蓋には、内容器の収納空間と外向き
フランジとに対向する表面に合成樹脂製被覆層が形成さ
れており、これによって上述のように蓋の腐食が防がれ
る。

【００１４】さらにまた第１のＯリングの半径方向外方
では、蓋と外容器との間に第２のＯリングが介在され、
これによって内容器の外向きフランジと蓋の被覆層との
間の気密性が低下しても、液体の蒸気が外部に放散され
たり、外部からの空気が侵入したりすることが抑えら
れ、気密性が向上される。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の圧力容器１１の
断面図である。この圧力容器１１は基本的には、内容器
１２と、その内容器１２が収納される外容器１３と、そ
の外容器１３を開閉する蓋１４とを有し、気密性を達成
するために第１のＯリング１５と第２のＯリング１６と
を有する。このような圧力容器１１は、図２に示される
ように外容器１３を外囲する電気ヒータ１７によって加
熱されることができ、その蓋１４付近は断熱材１８によ
って覆われて放熱が防がれる。内容器１２は、内容器本
体１９とその上端部に形成された外向きフランジ２０と
を有し、合成樹脂製、たとえばポリテトラフルオロエチ
レン（略称ＰＴＦＥ）などの材料から成る。外容器１３
は金属製であり、たとえばステンレス鋼ＳＵＳ３１６ま
たはＳＵＳ３０４などから成る。この外容器１３は外容
器本体２１と外向きフランジ２２とを有し、外容器本体
２１内には内容器１２が収納される。蓋１４は金属製で
あり、前述の外容器１３と同様にステンレス鋼ＳＵＳ３
１６またはＳＵＳ３０４などから成り、外容器１３を開
閉可能に塞ぎ、ボルト２３とナット２４とによって締め
付けられる。参照符２５は、スプリングワッシャを示し
ている。

【００１６】図３は、第１Ｏリング１５付近の拡大断面
図である。外容器１３の開放端付近には段差２６が形成
される。この金属製蓋１４には、内容器１２の収納空間
２７と外向きフランジ２０とに対向する表面に、被覆層
２８が付着形成される。この被覆層２８は、たとえばポ
リテトラフルオロエチレンなどから成り、蓋１４の腐食
を防ぐ。外容器１３の内容器１２を収納する空間２９の
内周面には、全面にわたって被覆層３０が形成される。
この被覆層３０は、ポリテトラフルオロエチレンなどの
合成樹脂製であり、外容器１３の腐食を防ぐ。内容器１
２の外向きフランジ２０と外容器１３の段差２６上にあ
る被覆層３０の部分３０ａとの間には、第１のＯリング
１５が介在される。外向きフランジ２０と蓋１４の被覆
層２８との間には平形ガスケットである平パッキン３１
が介在される。この平パッキン３１は偏平に形成され、
リング状である。

【００１７】第１のＯリング１５の半径方向外方で蓋１
４と外容器１３との間には、その外容器１３の環状凹所
３２に嵌め込まれた第２のＯリング１６が介在される。
第１のＯリング１５と第２のＯリング１６と平パッキン
３１とは、弾力性を有するゴムなどの材料から成る。平
パッキン３１が被覆層２８に接触することによって、そ
の被覆層２８の微細な凹凸にかかわらず、外向きフラン
ジ２０と被覆層２８との間の気密性を達成する。被覆層
２８，３０は、塗装などによって形成される。

【００１８】ポリテトラフルオロエチレンの線膨張係数
は１０×１０^-5／℃であり、ステンレス鋼ＳＵＳ３１６
およびＳＵＳ３０４の線膨張係数は１６．７×１０^-6／
℃である。したがって試験中において温度が上昇される
ことによって、内容器１２が熱膨張し、その内容器１２
が、図３の上下方向に膨張することによって、外向きフ
ランジ２０の上面２０ａが、被覆層２８と蓋１４とに一
層、密着されることになって気密性が向上されるととも
に、外向きフランジ２０の下面２０ｂと被覆層３０の部
分３０ａとの間で第１のＯリング１５が密着されて一
層、気密性が向上される。

【００１９】内容器１２の外周面と外容器１３に形成さ
れた被覆層３０の内周面との間の間隔ｄ１（図３参照）
は、たとえば１ｍｍに定められ、この間隔ｄ１は、内容
器１２と外容器１３の底部においても同様に形成され
る。そのため電気ヒータ１７によって内容器１２と外容
器１３とがたとえば常温から２００℃に加熱昇温されて
も、それらの材料の線膨張係数の差に起因して内容器１
２の内容器本体１９と外容器１３の内周面に形成されて
いる被覆層３０との接触が防がれ、そのため内容器１２
が変形したり破損したりすることが防がれる。

【００２０】内容器１２の外向きフランジ２０と蓋１４
の被覆層２８との間に平パッキン３１が介在されること
によって、内容器１２の外向きフランジ２０の上面２０
ａに、その内容器１２の成形時に凹凸が存在しても、気
密性が確保される。またこの平パッキン３１は、被覆層
２８の外周端部２８ａと蓋１４の被覆層２８が形成され
ていない下面１４ａとにわたって当接し、したがって平
パッキン３１と被覆層２８との気密性が達成されるとと
もに、その平パッキン３１と蓋１４の下面１４ａとの気
密性が達成され、また被覆層２８と蓋１４との間に、そ
の被覆層２８の端部２８ａ付近から蒸気または液体が侵
入することが防がれる。また空間２９内に液体またはそ
の蒸気が侵入することが上述のようにして防がれるの
で、被覆層３０を介して蒸気がその被覆層３０と外容器
１３の内周面との間に侵入することが防がれ、こうして
被覆層３０が剥離することが防がれ、ブリスタ現象の発
生も防がれる。

【００２１】また第２のＯリング１６が設けられること
によって、たとえ平パッキン３１の気密性が低下したと
しても、内容器１２の収納空間２７の気密性が低下する
ことはない。

【００２２】外容器１３の内周面には前述のように被覆
層３０が形成されており、この外容器１３の底が深くな
ると、被覆層３０にはピンホールが生じやすくなる傾向
があるけれども、本発明では、この外容器１３内に耐食
性に優れた内容器１２が設けられており、第１のＯリン
グ１５と、さらに平パッキン３１とが設けられるので、
その被覆層３０にたとえピンホールが存在しても、その
ピンホールを介して被覆層３０と外容器１３の内周面と
の間に液体または蒸気が侵入することが防がれ、したが
って被覆層３０が外容器１３から剥離してしまうおそれ
がない。蓋１４には、圧力計３４および安全弁３５が設
けられる。

【００２３】本件発明者の実験によれば、内容器１２内
に塩化リチウムＬｉＣｌを貯留し、蓋１４に設けた管３
４および開閉弁３５を介して負圧−７６０ｍｍＨｇ〜高
圧力３ｋｇ／ｃｍ²Ｇまで変化させ、電気ヒータ１７を
用いて常温〜１８５℃とし、塩化リチウム液内に試験片
を浸漬してその試験片の耐食性試験を半年にわたって行
ったとき、本発明に従う圧力容器１１の気密性が保た
れ、被覆層２８，３０の剥離は全く認められないことが
確認された。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、金属製蓋
には、内容器の収納空間と内容器の外向きフランジとに
対向する表面に、合成樹脂製被覆層が形成されており、
したがって合成樹脂製内容器に貯留されるたとえば腐食
性の液等によって、蓋が腐食することが防がれ、またこ
の内容器の外向きフランジと金属製外容器の段差との間
には第１のＯリングが介在されており、したがって内容
器の外周面と外容器の内周面との間に液体の蒸気などが
侵入することが防がれ、したがって外容器が腐食するな
どと言う問題が防がれる。第１のＯリングの半径方向外
方で、蓋と外容器との間には第２のＯリングが介在さ
れ、したがって気密性がさらに一層確実に達成される。
このようにして本発明の圧力容器は、耐食性が向上さ
れ、長期間にわたって使用することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の圧力容器１１の断面図であ
る。

【図２】圧力容器１１に関連して電気ヒータ１７と断熱
材１８とが設けられた状態を示す断面図である。

【図３】第１のＯリング１５付近の拡大断面図である。

【図４】先行技術の一部の断面図である。

【図５】他の先行技術の断面図である。

【図６】他の先行技術のＯリング９を示す断面図であ
る。

【図７】さらに他の先行技術の平パッキン１０を示す断
面図である。

【符号の説明】

１１ 圧力容器 １２ 内容器 １３ 外容器 １４ 蓋 １５ 第１のＯリング １６ 第２のＯリング ２０ 外向きフランジ ２６ 段差 ２８，３０ 被覆層 ３１ 平パッキン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外向きフランジを有する合成樹脂製の内
   容器と、 内容器を収納し、開放端付近に段差を有する金属製の外
   容器と、 外容器を開閉し、内容器の収納空間と外向きフランジと
   に対向する表面に合成樹脂製被覆層が形成された金属製
   蓋と、 内容器の外向きフランジと外容器の段差との間に介在さ
   れる第１のＯリングと、 第１のＯリングの半径方向外方で蓋と外容器との間に介
   在される第２のＯリングとを含むことを特徴とする圧力
   容器。
2. 【請求項２】 内容器の外向きフランジと蓋の被覆層と
   の間にパッキンを介在することを特徴とする請求項１記
   載の圧力容器。