(57)【要約】  処理室内に内在する空気の断熱圧縮で発生する熱によって、密封用パッキングが劣化する現象を未然に防止できる高圧処理装置を提供すること。閉塞蓋５の内側面に加圧容器４の処理室２の内径Ｄ１より径小な金属製の突設部15を突設して、この突設部15の外周面と処理室２の内周面との間に空気留間隙部10を形成し、この空気留間隙部10の間隙幅ｄ１と処理室２の内径Ｄ１との関係を、Ｄ１／ｄ１≧４となるように設定し、前記突設部15に、処理室２に注入された処理用液媒体11と隔絶状態にして冷却液体７を貯留する冷却タンク部12を設ける。
2010119505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に被処理物を収容可能な処理室を有すると共に被処理物投入用の開口部を有する加圧容器と、この加圧容器の開口部を開閉自在に閉塞する金属製の閉塞蓋と、この閉塞蓋で前記加圧容器の開口部を閉塞した際に閉塞蓋と開口部の間に介存して加圧容器内を密封状態に保持する加圧容器密封用パッキングと、前記加圧容器の処理室に注入された処理用液媒体を加圧する加圧装置部とを備えた高圧処理装置において、前記閉塞蓋の内側面に、前記加圧容器の処理室内方へ向けて金属製の突設部を突設すると共に、この突設部に、前記処理室に注入された処理用液媒体と隔絶状態にして冷却液体を貯留し得る冷却タンク部を設け、この突設部は、前記加圧容器の処理室の内径Ｄ１より径小に形成して、この突設部の外周面と処理室の内周面との間に処理室に内在する空気が停留する空気留間隙部を形成すると共に、この空気留間隙部の間隙幅ｄ１と前記処理室の内径Ｄ１との関係をＤ１／ｄ１≧４となるように設定して、この空気留間隙部の停留空気の熱が前記突設部を介して冷却タンク部に貯留する冷却液体に伝熱するように構成したことを特徴とする高圧処理装置。
【請求項２】
開口部を有する加圧容器と、この加圧容器の開口部を開閉自在に閉塞する金属製の閉塞蓋と、この閉塞蓋で前記加圧容器の開口部を閉塞した際に閉塞蓋と開口部の間に介存して加圧容器内を密封状態に保持する加圧容器密封用パッキングと、内部に被処理物を収容可能な処理室を有すると共に被処理物の投入開口部を有してこの投入開口部を前記閉塞蓋に着脱自在に取り付けることで処理室が前記加圧容器内と隔絶状態となる収容体と、この収容体を閉塞蓋に取り付けした際に閉塞蓋と投入開口部の間に介存して収容体内を密封状態に保持する収容体密封用パッキングと、前記収容体の処理室に注入された処理用液媒体を加圧する加圧装置部と、この加圧装置部による処理用液媒体の加圧と同時に前記加圧容器内に注入された加圧用液媒体を加圧する加圧手段とを備えた高圧処理装置において、前記閉塞蓋の内側面に、前記加圧容器の処理室内方へ向けて金属製の突設部を突設してこの突設部に前記収容体を着脱自在に取り付けし得るように構成すると共に、この突設部に、前記処理室に注入された処理用液媒体と隔絶状態にして冷却液体を貯留し得る冷却タンク部を設け、この突設部は、加圧容器の内径Ｄ１より径小に形成して、この突設部の外周面と加圧容器の内周面との間に加圧容器に内在する空気が停留する第一空気留間隙部を形成すると共に、この第一空気留間隙部の間隙幅ｄ１と前記加圧容器の内径Ｄ１との関係をＤ１／ｄ１≧４となるように設定して、この第一空気留間隙部の停留空気の熱が前記突設部を介して冷却タンク部に貯留する冷却液体に伝熱するように構成し、且つこの突設部は、前記収容体の処理室の内径Ｄ２より径小に形成して、この突設部の外周面と処理室の内周面との間に処理室に内在する空気が停留する第二空気留間隙部を形成すると共に、この第二空気留間隙部の間隙幅ｄ２と前記収容体の処理室の内径Ｄ２との関係をＤ２／ｄ２≧４となるように設定して、この第二空気留間隙部の停留空気の熱が前記突設部を介して冷却タンク部に貯留する冷却液体に伝熱するように構成したことを特徴とする高圧処理装置。
【請求項３】
前記冷却タンク部に、８０℃以下の前記冷却液体を送液する送液ポンプを備えたことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の高圧処理装置。
【請求項４】
前記冷却液体は、水を採用したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の高圧処理装置。
【請求項５】
前記冷却液体は、水を採用したことを特徴とする請求項３記載の高圧処理装置。
【請求項６】
前記冷却タンク部に前記冷却液体を送液する送液ポンプを備えると共に、この冷却タンク部に、前記送液ポンプからの冷却液体の送液により前記処理室に進出可動する加圧可動部を設けて、この加圧可動部の進出可動により処理室の前記処理用液媒体を加圧する前記加圧装置部を構成したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の高圧処理装置。
【請求項７】
前記冷却タンク部に前記冷却液体を送液する送液ポンプを備えると共に、この冷却タンク部に、前記送液ポンプからの冷却液体の送液により前記処理室に進出可動する加圧可動部を設けて、この加圧可動部の進出可動により処理室の前記処理用液媒体を加圧する前記加圧装置部を構成したことを特徴とする請求項３記載の高圧処理装置。
【請求項８】
前記冷却タンク部に前記冷却液体を送液する送液ポンプを備えると共に、この冷却タンク部に、前記送液ポンプからの冷却液体の送液により前記処理室に進出可動する加圧可動部を設けて、この加圧可動部の進出可動により処理室の前記処理用液媒体を加圧する前記加圧装置部を構成したことを特徴とする請求項４記載の高圧処理装置。
【請求項９】
前記冷却タンク部に前記冷却液体を送液する送液ポンプを備えると共に、この冷却タンク部に、前記送液ポンプからの冷却液体の送液により前記処理室に進出可動する加圧可動部を設けて、この加圧可動部の進出可動により処理室の前記処理用液媒体を加圧する前記加圧装置部を構成したことを特徴とする請求項５記載の高圧処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品などに高圧処理を施す高圧処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、高い静水圧（100ＭＰａ〜600ＭＰａ程度）を施して、食品等を加工する高圧処理技術が普及し、高圧処理を利用した食品も市販されるようになってきた。【０００３】
また、出願人は、これまでに食品に対する高圧処理をテーマに様々な研究、実験を行っており、この実験結果に基づいた特許出願を行っている（例えば、特許文献１参照。）。【０００４】
このような高圧処理を施すための高圧処理装置は、直接加圧式（ピストン式）と間接加圧式（増圧ポンプ式）の二つの機構を持つものに大別される。ピストン式は、高圧小容量の処理に優れ、実験用に適している。一方、増圧ポンプ式は、中高圧大容量の処理に優れ、産業用に適している。【０００５】
何れの方式も、100ＭＰａ程度以上の圧力を被処理物に施すために処理室の密封性が重要視されている。【０００６】
この高圧処理装置について、例えば図９，図１０に示した増圧ポンプ式に基づいて具体的に説明すると、処理室30に被処理物31を投入または取り出す必要があるので、処理室30は、一般的に容器32（シリンダまたはベッセルと呼ぶ場合もある）と蓋33とで構成されていて、蓋33の開放によって被処理物31の出し入れが行われるように構成されると共に、この容器32と蓋33の間には密封用のパッキング34が設けられていて、蓋33閉塞時の処理室30の密封性が確保されている。【０００７】
また、この容器32と蓋33は、高圧に耐え得るような鉄やステンレス等の金属製とされ、容器32と蓋33とを密封するためのパッキング34は、可塑性のあるゴムやプラスチック類が用いられている。【０００８】
そして、このように構成された高圧処理装置は、容器32内に水などの圧力媒体35を満たすと共に被処理物31を投入し、蓋33で閉塞することで処理室30内を密封した後、処理室30内を増圧ポンプ36で加圧することで被処理物31に高圧処理を施すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３８４５６３０号公報
【特許文献２】特開２００７−２６３４６３号公報
【特許文献３】特開２００５−３５１５３０号公報
【特許文献４】特開２００６−３４１６２６号公報
【特許文献５】特開２００６−１５９１６５号公報
【特許文献６】特開２００１−４６８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記のような高圧処理装置による加圧処理に際しては、圧力媒体35の入った容器32内に、被処理物31を投入する際に空気を巻き込んだり、被処理物31自身に空気を含んでいたりすることがあるので、蓋33で容器32を封止すると処理室30に空気37が閉じ込められる場合がある。【００１１】
このように空気37が閉じ込められた状態で例えば増圧ポンプ36により圧力媒体35を容器32内に送り込み、処理室30内を加圧すると、処理室30に閉じ込められた空気は、ボイルの法則（PV=一定）に従い圧縮され、その際、ヘンリーの法則「一定量の液体に溶ける気体の質量は、圧力に比例する（溶ける気体の体積は圧力に関係なく一定）」にも従って、空気37は圧力媒体35に溶解する。【００１２】
しかし、容器32や蓋33にキズが存在したり、パッキング34の周辺のグリス等の潤滑剤により空気37が圧力媒体（水など）に溶け込めない状態になると、高圧力による空気の断熱圧縮により、空気37が発熱する。【００１３】
空気の発熱量Qは、nRT・ln(V2/V1)の式で与えられる。Qは熱量(J)、ｎはモル数(mol)、Rは気体定数(J・mol-1・K-1)、Tは温度(K)、lnは自然対数、V1は初発の体積(リットル)、V2は処理後の体積(リットル)である。【００１４】
例えば、空気を理想気体とした場合、27℃の空気1ｍmol（22.4ml×(300／273)＝24.6ml）が断熱変化で1/1000の体積（0.0246ml）に圧縮された時の発熱量Qは、
Q＝nRT・lnV2/V1＝0.001(mol)・8.314(J・mol-1・K-1)・300(K)・2.303log10-3
＝0.001×8.314×300×2.303×(-3)
＝−17.23(J)    (1)
−記号は発熱を意味する。【００１５】
ここで、27℃、0.1ＭＰａの空気の定圧モル熱容量は29.21(J・mol-1・K-1)なので、空気1ｍmolの熱容量は、
29.21(J・mol-1・K-1)×0.001(mol)＝0.02921(J・K-1)
従って、100ＭＰａの圧力で空気の体積を1/1000に断熱圧縮すると、
17.23(J)÷0.02921(J・K-1)＝590(K)となり、空気の温度は590℃上昇することになる。【００１６】
尚、空気の定圧モル熱容量は、空気の温度が高くなっても、その値が大きく変化することはなく、例えば600℃、0.1ＭＰａの空気の定圧モル熱容量は32.14(J・mol-1・K-1)である。【００１７】
また、空気の高温高圧下での定圧モル熱容量は、例えば、化学工学便覧（32頁  改訂五版  化学工学会編  丸善(株)  平成４年発行）に記載されている式を用いて計算することができる。開示されているデータの上限の190℃、37.2ＭＰａの雰囲気下での空気の定圧モル熱容量は、33.91(J・mol-1・K-1)である。圧力軸を延長し、190℃、100ＭＰａの空気の定圧モル熱容量を想定すると、約39(J・mol-1・K-1)程度と計算できる。【００１８】
よって、100ＭＰａの圧力で圧縮された空気の定圧モル熱容量から、発熱温度を計算しても、
(1)÷39／1000≒440℃となり、100ＭＰａの圧力で圧縮された空気は、440℃程度もの温度が上昇することになる。【００１９】
尚、計算例には、導いた式に物質量(mol)の単位がないことから、初発の空気量の多少に関わらず水に接触しない空気が存在すれば、断熱圧縮によって発熱することが分かる。【００２０】
このような圧縮空気37の温度上昇により、従来の高圧処理装置ではパッキング34が加熱されて劣化し、パッキング34の寿命を著しく短くしていた。【００２１】
出願人は、この圧縮空気37の発熱によるパッキング34劣化の問題点に注目し、これを解決できないかと研究を重ね試行錯誤するうちに、処理室30とは別に液体を貯留するタンク部を設けて、空気37の圧縮によって発生する熱をこのタンク部内の液体で冷却できないかと着目した。尚、従来、他の機械的、電気的、化学的な冷却システム（例えば、特許文献２〜６参照。）も提案されているが、高圧処理装置の処理室30内は、数百ＭＰａの高圧下になるので、これらでは安全とは言えない。【００２２】
そして、この着目点に基づいて更に研究を進めた末に、パッキング34の劣化が効果的に防止される本発明の高圧処理装置を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。【００２４】
内部に被処理物１を収容可能な処理室２を有すると共に被処理物１投入用の開口部３を有する加圧容器４と、この加圧容器４の開口部３を開閉自在に閉塞する金属製の閉塞蓋５と、この閉塞蓋５で前記加圧容器４の開口部３を閉塞した際に閉塞蓋５と開口部３の間に介存して加圧容器４内を密封状態に保持する加圧容器密封用パッキングＰ１と、前記加圧容器４の処理室２に注入された処理用液媒体11を加圧する加圧装置部６とを備えた高圧処理装置において、前記閉塞蓋５の内側面に、前記加圧容器４の処理室２内方へ向けて金属製の突設部15を突設すると共に、この突設部15に、前記処理室２に注入された処理用液媒体11と隔絶状態にして冷却液体７を貯留し得る冷却タンク部12を設け、この突設部15は、前記加圧容器４の処理室２の内径Ｄ１より径小に形成して、この突設部15の外周面と処理室２の内周面との間に処理室２に内在する空気が停留する空気留間隙部10を形成すると共に、この空気留間隙部10の間隙幅ｄ１と前記処理室２の内径Ｄ１との関係をＤ１／ｄ１≧４となるように設定して、この空気留間隙部10の停留空気Ａ１の熱が前記突設部15を介して冷却タンク部12に貯留する冷却液体７に伝熱するように構成したことを特徴とする高圧処理装置に係るものである。【００２５】
また、開口部３を有する加圧容器４と、この加圧容器４の開口部３を開閉自在に閉塞する金属製の閉塞蓋５と、この閉塞蓋５で前記加圧容器４の開口部３を閉塞した際に閉塞蓋５と開口部３の間に介存して加圧容器４内を密封状態に保持する加圧容器密封用パッキングＰ１と、内部に被処理物１を収容可能な処理室２Ａを有すると共に被処理物１の投入開口部13を有してこの投入開口部13を前記閉塞蓋５に着脱自在に取り付けることで処理室２Ａが前記加圧容器４内と隔絶状態となる収容体14と、この収容体14を閉塞蓋５に取り付けした際に閉塞蓋５と投入開口部13の間に介存して収容体14内を密封状態に保持する収容体密封用パッキングＰ２と、前記収容体14の処理室２Ａに注入された処理用液媒体11を加圧する加圧装置部６と、この加圧装置部６による処理用液媒体11の加圧と同時に前記加圧容器４内に注入された加圧用液媒体20を加圧する加圧手段21とを備えた高圧処理装置において、前記閉塞蓋５の内側面に、前記加圧容器４の処理室２Ａ内方へ向けて金属製の突設部15を突設してこの突設部15に前記収容体14を着脱自在に取り付けし得るように構成すると共に、この突設部15に、前記処理室２Ａに注入された処理用液媒体11と隔絶状態にして冷却液体７を貯留し得る冷却タンク部12を設け、この突設部15は、加圧容器４の内径Ｄ１より径小に形成して、この突設部15の外周面と加圧容器４の内周面との間に加圧容器４に内在する空気が停留する第一空気留間隙部10を形成すると共に、この第一空気留間隙部10の間隙幅ｄ１と前記加圧容器４の内径Ｄ１との関係をＤ１／ｄ１≧４となるように設定して、この第一空気留間隙部10の停留空気Ａ１の熱が前記突設部15を介して冷却タンク部12に貯留する冷却液体７に伝熱するように構成し、且つこの突設部15は、前記収容体14の処理室２Ａの内径Ｄ２より径小に形成して、この突設部15の外周面と処理室２Ａの内周面との間に処理室２Ａに内在する空気が停留する第二空気留間隙部16を形成すると共に、この第二空気留間隙部16の間隙幅ｄ２と前記収容体14の処理室２Ａの内径Ｄ２との関係をＤ２／ｄ２≧４となるように設定して、この第二空気留間隙部16の停留空気Ａ２の熱が前記突設部15を介して冷却タンク部12に貯留する冷却液体７に伝熱するように構成したことを特徴とする高圧処理装置に係るものである。【００２６】
また、前記冷却タンク部12に、８０℃以下の前記冷却液体７を送液する送液ポンプ22を備えたことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の高圧処理装置に係るものである。【００２７】
また、前記冷却液体７は、水を採用したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の高圧処理装置に係るものである。【００２８】
また、前記冷却液体７は、水を採用したことを特徴とする請求項３記載の高圧処理装置に係るものである。【００２９】
また、前記冷却タンク部12に前記冷却液体７を送液する送液ポンプ22を備えると共に、この冷却タンク部12に、前記送液ポンプ22からの冷却液体７の送液により前記処理室２，２Ａに進出可動する加圧可動部８を設けて、この加圧可動部８の進出可動により処理室２，２Ａの前記処理用液媒体11を加圧する前記加圧装置部６を構成したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の高圧処理装置に係るものである。【００３０】
また、前記冷却タンク部12に前記冷却液体７を送液する送液ポンプ22を備えると共に、この冷却タンク部12に、前記送液ポンプ22からの冷却液体７の送液により前記処理室２，２Ａに進出可動する加圧可動部８を設けて、この加圧可動部８の進出可動により処理室２，２Ａの前記処理用液媒体11を加圧する前記加圧装置部６を構成したことを特徴とする請求項３記載の高圧処理装置に係るものである。【００３１】
また、前記冷却タンク部12に前記冷却液体７を送液する送液ポンプ22を備えると共に、この冷却タンク部12に、前記送液ポンプ22からの冷却液体７の送液により前記処理室２，２Ａに進出可動する加圧可動部８を設けて、この加圧可動部８の進出可動により処理室２，２Ａの前記処理用液媒体11を加圧する前記加圧装置部６を構成したことを特徴とする請求項４記載の高圧処理装置に係るものである。【００３２】
また、前記冷却タンク部12に前記冷却液体７を送液する送液ポンプ22を備えると共に、この冷却タンク部12に、前記送液ポンプ22からの冷却液体７の送液により前記処理室２，２Ａに進出可動する加圧可動部８を設けて、この加圧可動部８の進出可動により処理室２，２Ａの前記処理用液媒体11を加圧する前記加圧装置部６を構成したことを特徴とする請求項５記載の高圧処理装置に係るものである。
【発明の効果】
【００３３】
本発明は上述のように構成したから、処理室内に空気が閉じ込められてこの空気（停留空気）が高圧処理時に発熱した場合には、この熱が閉塞蓋の突設部を介し冷却タンク部内の冷却液体に吸収される（冷却される）ことになるので、この停留空気の発熱によって加圧容器の開口部と閉塞蓋との間に介存する加圧容器密封用パッキングが高温化し劣化する現象を未然に防止することができる極めて実用性に秀れた高圧処理装置となる。【００３４】
また、請求項２記載の発明においては上述のように構成したから、例えば、収容体に多数収納した被処理物をこの収容体ごと加圧容器に対して出し入れすることも可能な処理効率性に秀れた高圧処理装置となり、しかも、加圧容器内や処理室内に空気が閉じ込められてこの空気（停留空気）が高圧処理時に発熱した場合には、この熱が閉塞蓋の突設部を介し冷却タンク部内の冷却液体に吸収される（冷却される）ことになるので、この停留空気の発熱によって加圧容器の開口部と閉塞蓋との間に介存する加圧容器密封用パッキングや、閉塞蓋の突設部と収容体の投入開口部との間に介存する収容体密封用パッキングが高温化し劣化する現象を未然に防止することができるなど、極めて実用性に秀れた画期的な高圧処理装置となる。【００３５】
また、請求項３記載の発明においては、処理室内若しくは加圧容器内に閉じ込められた停留空気の発熱を冷却液体で確実に吸収し冷却することができ、しかも、冷却タンク部に冷却液体を送液する送液ポンプを備えたために、冷却タンク部内の冷却液体が熱を吸収して高温となった際には、新たに８０℃以下の冷却液体を冷却タンク部に送液して冷却機能を容易に回復可能となるなど、一層実用性に秀れた構成の高圧処理装置となる。【００３６】
また、請求項４，５記載の発明においては、冷却液体として採用した水は、金属製の閉塞蓋及び突設部と比較して定圧比熱容量が高いので、停留空気からの熱伝導によって加熱された閉塞蓋及び突設部の熱を確実に吸収することができる一層実用性に秀れた構成の高圧処理装置となる。【００３７】
また、請求項６〜９記載の発明においては、冷却液体を貯留する冷却タンク部が、この冷却タンク部に冷却液体を送液することによって処理室の処理用液媒体を加圧する加圧装置部も兼用する機能的な装置構成となり、これにより別途の加圧装置などが不要となるコンパクトな装置構成も容易に設計実現可能であるなど、一層実用性に秀れた構成の高圧処理装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施例１を示す説明正断面図である。
【図２】実施例２を示す説明正断面図である。
【図３】実施例２の加圧状態を示す説明正断面図である。
【図４】実施例３を示す説明正断面図である。
【図５】実施例４を示す説明正断面図である。
【図６】実施例４の加圧状態を示す説明正断面図である。
【図７】異なる温度の加圧用液媒を冷却タンク部に流入した時の加圧容器密封用パッキングの温度に及ぼすＤ１／ｄ１率の影響を示したグラフである。
【図８】異なる温度の加圧用液媒を冷却タンク部に流入した時の加圧容器密封用パッキングの温度に及ぼすＤ２／ｄ２率の影響を示したグラフである。
【図９】従来例を示す説明正断面図である。
【図１０】従来例の加圧状態を示す説明正断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
好適と考える本発明の実施形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。
【００４０】
・請求項１記載の発明
高圧処理を行う前若しくは高圧処理と同時に、閉塞蓋５の突設部15に設けた冷却タンク部12に冷却液体７を貯留する。
【００４１】
加圧容器４内の処理室２に被処理物１を収容すると共に処理用液媒体11を注入し、この加圧容器４の開口部３を金属製の閉塞蓋５で閉塞すると、加圧容器４の開口部３と閉塞蓋５の間に介存する加圧容器密封用パッキングＰ１により、加圧容器４内の処理室２が密封状態に保持される。
【００４２】
この密封状態で、加圧装置部６により処理室２の処理用液媒体11を加圧すると、この処理用液媒体11の静水圧により被処理物１が均等に加圧力を受けて高圧処理がなされる。
【００４３】
ところで、この高圧処理に際し、例えば、被処理物１が空気を含んでいたり、加圧容器４の開口部３を閉塞蓋５で閉塞する際に空気を巻き込んだりして密封状態の処理室２に空気が閉じ込められていると、この空気は、閉塞蓋５の内側面に突設した金属製の突設部15の外周面と処理室２の内周面との間に形成された空気留間隙部10に停留することになる。
【００４４】
そして、この空気留間隙部10の停留空気Ａ１は、前記加圧装置部６の加圧によって圧縮されると処理用液媒体11に溶解するが、加圧容器４（処理室２）の内側面や閉塞蓋５の内側面にキズが存在したり、加圧容器密封用パッキングＰ１の周辺のグリス等の潤滑剤の存在により処理用液媒体11に溶け込めない状態になると、高圧力による空気の断熱圧縮によって発熱する。
【００４５】
すると、金属製の閉塞蓋５及びこの閉塞蓋５の内側面から突設する金属製の突設部15は、水などが採用される処理用液媒体11と比較して熱伝導率が高い（例えば、ステンレスは15（Ｗ・m-1・K-1）、水は0.6（Ｗ・m-1・K-1））上、突設部15が処理室２に突設しているために、この処理室２で停留空気Ａ１から発生する熱がこの突設部15及び閉塞蓋５に良好に熱伝導して吸収されることになる。
【００４６】
また、この熱を吸収した突設部15には冷却タンク部12が設けられており、この冷却タンク部12に貯留する水などの冷却液体７は、突設部15及び閉塞蓋５の金属材料と比較して定圧比熱容量が高い（例えば、鉄は0.45（Ｊ・ｇ-1・Ｋ-1）、水は4.2（Ｊ・ｇ-1・Ｋ-1））ため、この冷却タンク部12内の冷却液体７は、停留空気Ａ１からの熱伝導によって加熱された突設部15及び閉塞蓋５の熱を吸収することができる。
【００４７】
即ち、圧縮により発熱した停留空気Ａ１の熱が、突設部15，閉塞蓋５を介して冷却タンク部12に貯留した冷却液体７に吸収される（発熱した停留空気Ａ１が冷却液体７によって間接的に冷却される）ので、この停留空気Ａ１の発熱を原因とする加圧容器密封用パッキングＰ１の加熱劣化は抑制される。
【００４８】
また、処理室２の処理用液媒体11と隔絶状態にして冷却タンク部12に貯留する冷却液体７は、たとえ処理用液媒体11が停留空気Ａ１の熱を吸収して高温化したとしても、この処理用液媒体11の熱の影響を受けにくいため、この冷却液体７による突設部15，閉塞蓋５を介した停留空気Ａ１の熱の吸収が良好に行われる。
【００４９】
また、空気留間隙部10の間隙幅ｄ１と前記加圧容器４の処理室２の内径Ｄ１との関係を、Ｄ１／ｄ１≧４となるように設定した本発明の高圧処理装置は、冷却タンク部12と空気留間隙部10（停留空気Ａ１）とが距離的に近付くこととなるために、停留空気Ａ１の発熱が突設部15，閉塞蓋５を介して冷却液体７に良好に吸収され、秀れた冷却効果を発揮することになる（出願人の試作実験では、前記空気留間隙部10の間隙幅ｄ１と前記加圧容器４の処理室２の内径Ｄ１との関係がＤ１／ｄ１＜４であると、冷却タンク部12と空気留間隙部10（停留空気Ａ１）とが距離的に離れることから、停留空気Ａ１の発熱が突設部15，閉塞蓋５を介して冷却タンク部12に貯留した冷却液体７まで伝達されにくくなって（停留空気Ａ１の発熱が冷却液体７に吸収されづらくなって）、加圧容器密封用パッキングＰ１の劣化を招いてしてしまう場合があるが、Ｄ１／ｄ１≧４であれば、加圧容器密封用パッキングＰ１の劣化を確実に防止できることを確認している。）。
【００５０】
従って、本発明によれば、処理室２の停留空気Ａ１の加熱の影響による加圧容器密封用パッキングＰ１の劣化を極めて効果的に防止できるものとなる。
【００５１】
・請求項２記載の発明
本発明は、例えば、収容体14の処理室２Ａに多数の被処理物１を収容し、この収容体14ごと多数の被処理物１を加圧容器４に対して出し入れすることが可能であるため、大量生産に適した装置構成となる。
【００５２】
高圧処理を行う前若しくは高圧処理と同時に、閉塞蓋５の突設部15に設けた冷却タンク部12に冷却液体７を貯留する。
【００５３】
収容体14の処理室２Ａに被処理物１を収容すると共に処理用液媒体11を注入し、この収容体14の投入開口部13を金属製の閉塞蓋５の内側面に突設した突設部15に着脱自在に取り付けすると、収容体14の投入開口部13と閉塞蓋５（の突設部15）の間に介存する収容体密封用パッキングＰ２により、収容体14内の処理室２Ａが密封状態に保持される。
【００５４】
続いて、例えば、加圧容器４内に加圧用液媒体20を注入し、この加圧容器４の開口部３から前記収容体14を挿入してこの開口部３を金属製の閉塞蓋５で閉塞すると、加圧容器４の開口部３と閉塞蓋５の間に介存する加圧容器密封用パッキングＰ１により、加圧容器４内が密封状態に保持される。
【００５５】
この密封状態で、加圧装置部６により処理室２Ａの処理用液媒体11を加圧すると、この処理用液媒体11の静水圧により被処理物１が均等に加圧力を受けて高圧処理がなされる。
【００５６】
また、この際、閉塞蓋５の突設部15に対し着脱自在な収容体14には、内部の処理室２が高圧となることで突設部15から外れようとする力が作用するが、同時に加圧手段21が加圧容器４内の加圧用液媒体20を加圧して、この加圧用液媒体20の静水圧が収容体14を外側から突設部15に押し付けするような均等な加圧力を収容体14に付与するので、高圧処理時に収容体14が突設部15から外れるような不都合はなく、収容体14と閉塞蓋５との取り付け状態が確固に保持される。
【００５７】
ところで、この高圧処理に際し、例えば、加圧容器４の開口部３を閉塞蓋５で閉塞する際に空気を巻き込んだりして密封状態の処理室２Ａや加圧容器４内に空気が閉じ込められていると、この空気は、閉塞蓋５の内側面に突設した金属製の突設部15の外周面と加圧容器４の内周面との間に形成された第一空気留間隙部10に停留することになる。
【００５８】
また、例えば、被処理物１が空気を含んでいたり、収容体14を閉塞蓋５の突設部15に取り付けする際に空気を巻き込んだりして密封状態の処理室２Ａに空気が閉じ込められていると、この空気は、閉塞蓋５の突設部15の外周面と処理室２Ａの内周面との間に形成された第二空気留間隙部16に停留することになる。
【００５９】
そして、前記加圧装置部６の加圧によって圧縮されると、第一空気留間隙部10の停留空気Ａ１は加圧用液媒体20に、第二空気留間隙部16の停留空気Ａ２は処理用液媒体11に溶解するが、加圧容器４（処理室２）の内側面や閉塞蓋５の内側面にキズが存在したり、加圧容器密封用パッキングＰ１の周辺のグリス等の潤滑剤の存在により停留空気Ａ１が加圧用液媒体20に溶け込めない状態になると、高圧力による空気の断熱圧縮により停留空気Ａ１が発熱し、同様に、収容体14（処理室２Ａ）の内側面や閉塞蓋５の突設部15にキズが存在したり、収容体密封用パッキングＰ２の周辺のグリス等の潤滑剤の存在により停留空気Ａ２が処理用液媒体11に溶け込めない状態になると、高圧力による空気の断熱圧縮により停留空気Ａ２が発熱する。
【００６０】
すると、金属製の閉塞蓋５及びこの閉塞蓋５の内側面から突設する金属製の突設部15は、水などが採用される加圧用液媒体20と比較して熱伝導率が高い（例えば、ステンレスは15（Ｗ・m-1・K-1）、水は0.6（Ｗ・m-1・K-1））上、突設部15が処理室２Ａに突設しているために、この処理室２Ａで停留空気Ａ１から発生する熱がこの突設部15及び閉塞蓋５に良好に熱伝導して吸収されることになる。同様にして、停留空気Ａ２から発生する熱が突設部15及び閉塞蓋５に良好に熱伝導して吸収されることになる。
【００６１】
また、この熱を吸収した突設部15には冷却タンク部12が設けられており、この冷却タンク部12に貯留する水などの冷却液体７は、突設部15及び閉塞蓋５の金属材料と比較して定圧比熱容量が高い（例えば、鉄は0.45（Ｊ・ｇ-1・Ｋ-1）、水は4.2（Ｊ・ｇ-1・Ｋ-1））ため、この冷却タンク部12内の冷却液体７は、停留空気Ａ１，Ａ２からの熱伝導によって加熱された突設部15及び閉塞蓋５の熱を吸収することができる。
【００６２】
即ち、圧縮により発熱した停留空気Ａ１，Ａ２の熱が、突設部15，閉塞蓋５を介して冷却タンク部12に貯留した冷却液体７に吸収される（発熱した停留空気Ａ１，Ａ２が冷却液体７によって間接的に冷却される）ので、この停留空気Ａ１，Ａ２の発熱を原因とする加圧容器密封用パッキングＰ１，収容体密封用パッキングＰ２の加熱劣化は抑制される。
【００６３】
また、処理室２Ａの処理用液媒体11と隔絶状態にして冷却タンク部12に貯留する冷却液体７は、たとえこの処理室２Ａ（収容体14）の外側の加圧容器４内に注入されている加圧用液媒体20が停留空気Ａ１の熱を吸収して高温化したとしても、この加圧用液媒体20の熱の影響を受けにくいため、この冷却液体７による突設部15及び閉塞蓋５を介した停留空気Ａ１の熱の吸収が良好に行われる。
【００６４】
同様に、たとえ処理用液媒体11が停留空気Ａ２の熱を吸収して高温化したとしても、冷却液体７はこの処理用液媒体11の熱の影響を受けにくいため、この冷却液体７による突設部15及び閉塞蓋５を介した停留空気Ａ２の熱の吸収が良好に行われる。
【００６５】
また、空気留間隙部10の間隙幅ｄ１と前記加圧容器４の内径Ｄ１との関係を、Ｄ１／ｄ１≧４となるように設定した本発明の高圧処理装置は、冷却タンク部12と第一空気留間隙部10（停留空気Ａ１）とが距離的に近付くこととなるために、停留空気Ａ１の発熱が突設部15，閉塞蓋５を介して冷却液体７に良好に吸収され、秀れた冷却効果を発揮することになる（出願人の試作実験では、前記第一空気留間隙部10の間隙幅ｄ１と前記加圧容器４の内径Ｄ１との関係がＤ１／ｄ１＜４であると、冷却タンク部12と第一空気留間隙部10（停留空気Ａ１）とが距離的に離れることから、停留空気Ａ１の発熱が突設部15，閉塞蓋５を介して冷却タンク部12に貯留した冷却液体７まで伝達されにくくなって（停留空気Ａ１の発熱が冷却液体７に吸収されづらくなって）、加圧容器密封用パッキングＰ１の劣化を招いてしてしまう場合があるが、Ｄ１／ｄ１≧４であれば、加圧容器密封用パッキングＰ１の劣化を確実に防止できることを確認している。）。
【００６６】
更に、第二空気留間隙部16の間隙幅ｄ２と収容体14の処理室２Ａの内径Ｄ２との関係を、Ｄ２／ｄ２＜４となるように設定した本発明の高圧処理装置は、冷却タンク部12と第二空気留間隙部16（停留空気Ａ２）とが距離的に近付くこととなるために、停留空気Ａ２の発熱が突設部15，閉塞蓋５を介して冷却液体７に良好に吸収され、秀れた冷却効果を発揮することになる（出願人の試作実験では、第二空気留間隙部16の間隙幅ｄ２と前記収容体14の処理室２Ａの内径Ｄ２との関係がＤ２／ｄ２＜４であると、第二空気留間隙部16を流れる処理用液媒体11の流速が遅く、且つ冷却タンク部12と第二空気留間隙部16（停留空気Ａ２）とが距離的に離れるために、停留空気Ａ２の熱が突設部15，閉塞蓋５を介して冷却タンク部12に貯留した冷却液体７まで伝達されにくくなって（停留空気Ａ２の発熱が冷却液体７に吸収されづらくなって）、収容体密封用パッキングＰ２の劣化を招いてしてしまう場合があるが、Ｄ２／ｄ２≧４であれば、収容体密封用パッキングＰ２の劣化を確実に防止できることを確認している。）。
【００６７】
従って、本発明によれば、加圧容器４内の停留空気Ａ１の加熱の影響による加圧容器密封用パッキングＰ１の劣化も、処理室２Ａの停留空気Ａ２の加熱の影響による収容体密封用パッキングＰ２の劣化も、極めて効果的に防止できるものとなる。
【実施例１】
【００６８】
本発明の具体的な実施例１について図１に基づいて説明する。【００６９】
本実施例の高圧処理装置は、被処理物１を収容可能な処理室２を有し且つ被処理物１投入用の開口部３を有する加圧容器４と、この加圧容器４の開口部３を開閉自在に閉塞する金属製の閉塞蓋５と、この閉塞蓋５で前記加圧容器４の開口部３を閉塞した際に加圧容器４と閉塞蓋５の間に介存して加圧容器４内を密封状態に保持する加圧容器密封用パッキングＰ１と、前記加圧容器４の処理室２に注入された処理用液媒体11を加圧する加圧装置部６とを備えている。【００７０】
具体的には、本実施例の加圧容器４は、高圧に耐え得る金属製の上部開口型円筒容器で構成し、この加圧容器４内を処理室２とし、上部開口部３寄りの内周面全周に可撓性のあるゴム製の前記加圧容器密封用パッキングＰ１を処理室２中心方向へ向けて突設状態に付設している。【００７１】
本実施例の閉塞蓋５は、加圧容器４と同じく高圧に耐え得る金属製の円盤体とし、下面（内側面）の中心部には、閉塞時に加圧容器４の開口部３から処理室２内へと挿入配設される、処理室２の内径Ｄ１より径小な外径寸法を有する円柱状の突設部15を一体に突設している。【００７２】
また、この突設部15は、径大基部15Ｂから径小先端部15Ａ（突出先端部15Ａ）が突出する二段階の径寸法を有する円柱形状に構成し、加圧容器４の開口部３をこの閉塞蓋５で閉塞した際に、この径大基部15Ｂの外周縁部全周が前記加圧容器密封用パッキングＰ１に密着して処理室２（加圧容器４内）が密封状態に保持されると共に、この径大基部15Ｂより下方の突出先端部15Ａの外周面と処理室２の内周面との間の全周部分に、処理室２に内在する空気が停留する空気留間隙部10が形成されるように、径大基部15Ｂ並びに突出先端部15Ａの径寸法を設定構成している。【００７３】
本実施例の加圧装置部６は、加圧容器４の外部に増圧ポンプ23を設けると共に、この増圧ポンプ23は前記処理室２と連通状態に設けて、この増圧ポンプ23で処理室２に処理用液媒体11を送液することにより、処理室２の処理用液媒体11を加圧して静水圧を発生させる構成としている。即ち、本実施例では、増圧ポンプ式の高圧処理装置に構成した場合を示している。【００７４】
本実施例では、前記閉塞蓋５の突設部15に、前記処理室２に注入された処理用液媒体11と隔絶状態にして冷却媒体７を貯留し得る冷却タンク部12を設けている。【００７５】
具体的には、この突設部15の突出先端部15Ａ内に空洞部を形成してこの空洞部を前記冷却タンク部12としている。【００７６】
また、この冷却タンク部12は、その内部を閉塞蓋５に設けた送液路18を介して前記加圧容器４の外部に配設した送液ポンプ22と連通状態に設け、この送液ポンプ22から冷却タンク部12内に冷却液体７を送液する構成としている。尚、図中符号24は、送液ポンプ22から冷却タンク部12内に冷却液体７を送液する際に、冷却タンク部12内にある空気や前回の処理に用いた冷却液体７などを排出するための排出路、25は排出路24を開閉制御する開閉弁である。【００７７】
また、本実施例では、この送液ポンプ22から８０℃以下の冷却液体７（例えば本実施例では水を採用している。）を送液する構成とし、この冷却タンク部12内に冷却液体７を貯留しておくと、前記空気留間隙部10に空気が停留してこの停留空気Ａ１が高圧処理によって発熱した場合に、この熱が隣接する前記突設部15及び閉塞蓋５を介して冷却タンク部12の冷却液体７へと伝熱し吸収されるように構成している。【００７８】
また、本実施例では、この空気留間隙部10の間隙幅ｄ１（突出先端部15Ａの外周面と処理室２の内周面との間の間隙幅）と、前記加圧容器４の処理室２の内径Ｄ１との関係を、Ｄ１／ｄ１≧４となるように設定している。この設定は、冷却タンク部12と空気留間隙部10（停留空気Ａ１）とを距離的に近付けようとするためのもので、この冷却タンク部12と空気留間隙部10との距離設定により、高圧処理時に断熱圧縮により発熱する停留空気Ａ１の熱が突設部15及び閉塞蓋５を介して冷却液体７に良好に吸収されることが、出願人の試作実験により確認されている。【００７９】
次に、本実施例の高圧処理装置を用いた高圧処理方法を説明する。【００８０】
加圧容器４内の処理室２に被処理物１を収容すると共に処理用液媒体11（例えば水）を注入し、この加圧容器４の開口部３を金属製の閉塞蓋５で閉塞して処理室２を密封状態とする。【００８１】
この密封状態とする前若しくは後あるいは高圧処理と同時に、送液ポンプ22から冷却液体７を冷却タンク部12内に送液する。【００８２】
加圧装置部６としての増圧ポンプ23を作動させて処理室２の処理用液媒体11を加圧すると、この処理用液媒体11の静水圧により被処理物１に高圧処理がなされるが、この際、密封状態の処理室２に空気が閉じ込められていると、この空気は自然と上昇移動して加圧容器密封用パッキンＰ１の下方の空気留間隙部10に停留し、この空気留間隙部10の停留空気Ａ１が高圧処理によって圧縮されると、場合によっては発熱して数百℃もの高温になる。【００８３】
すると、この熱は熱伝導率が高い金属製の突設部15及び閉塞蓋５に熱伝導して吸収されることになり、更には金属よりも定圧比熱容量が高い、冷却タンク部12内の８０℃以下の冷却液体７（水）へと伝熱してこの熱が吸収されることになる。【００８４】
即ち、圧縮により発熱した停留空気Ａ１の熱が、突設部15，閉塞蓋５を介して冷却タンク部12に貯留した冷却液体７によって冷却されるので、この停留空気Ａ１の発熱を原因とする加圧容器密封用パッキングＰ１の加熱劣化が抑制される。【００８５】
また、高圧処理中に、処理室２内の処理用液媒体11が停留空気Ａ１の熱を吸収して高温になったとしても、この処理用液媒体11と冷却タンク部12内の冷却液体７とは完全に隔絶状態となっているため、冷却液体７が処理用液媒体11の熱の影響を受けて高温となりにくく、この冷却液体７で停留空気Ａ１の熱の吸収が良好に行われる。
【実施例２】
【００８６】
本発明の具体的な実施例２について図２，図３に基づいて説明する。【００８７】
本実施例は、前記実施例１において、この実施例１とは異なる構成の加圧装置部６を採用した場合である。尚、加圧装置部６以外の構造は、前記実施例１と同様であるため、図面に同符号を付すことで詳しく説明することは省略する。【００８８】
具体的には、加圧容器４に前記増圧ポンプ23を外付けすることなく、前記冷却タンク部12に、前記送液ポンプ22からの冷却液体７の送液により前記処理室２に進出可動する加圧可動部８を設けて、この加圧可動部８の進出可動により処理室２内の前記処理用液媒体11を加圧する前記加圧装置部６を構成した場合である。【００８９】
更に詳しく説明すると、前記突設部15の突出先端部15Ａをその先端（下端）が開口する円筒形に形成してこの円筒部をシリンダ筒部９とし、このシリンダ筒部９内に前記送液路18を介して前記送液ポンプ22から冷却液体７が送液される構成とすると共に、このシリンダ筒部９に、前記加圧可動部８を突設部15の突出方向（閉塞蓋５の上下方向）に沿って進退摺動自在に設けている。【００９０】
また、本実施例の加圧可動部８は、シリンダ筒部９よりやや径小な上部開口形の有底短円筒体で構成して、この加圧可動部８の内部を液溜部17としている。【００９１】
このシリンダ筒部９への加圧可動部８の取付構造は、シリンダ筒部９の下端寄りの内周面全周に、可撓性のあるゴム製の冷却タンク部密封用パッキングＰ３を付設し、この冷却タンク部密封用パッキングＰ３に前記加圧ピストン８の外周面全周が密着するようにしてシリンダ筒部９内に加圧ピストン８を摺動自在に装着した構造としている。【００９２】
そして、このシリンダ筒部９内と加圧可動部８内の液溜部17とが、冷却タンク部密封用パッキングＰ３によって処理室２に注入された処理用液媒体11とは隔絶状態となる前記冷却タンク部12として機能する構成とすると共に、この冷却タンク部12内に前記送液ポンプ22から冷却液体７が送液されると、冷却液体７の水圧によってシリンダ筒部９に対し加圧可動部８が前記処理室２へと摺動進出して処理室２の処理用液媒体11を直接加圧することになり、これにより被処理物１に処理用液媒体11の静水圧処理（高圧処理）が施される構成としている。【００９３】
即ち、本実施例では、加圧可動部８が加圧ピストンとして機能するピストン式の高圧処理装置に構成した場合を示している。【００９４】
このように構成した本実施例によれば、前記実施例１のように増圧ポンプ23を加圧容器４に外付けせずとも良いので、装置のコンパクト化が図れる。【００９５】
また、本実施例によれば、高圧処理時の加圧可動部８の進出可動により冷却タンク部12の容積が拡大することになるので、冷却タンク部12内に送液した多量の冷却液体７で停留空気Ａ１の熱を良好に吸収することができる。
【実施例３】
【００９６】
本発明の具体的な実施例３について図４に基づいて説明する。【００９７】
本実施例は、前記実施例１において、前記加圧容器４内を処理室とするのではなく、閉塞蓋５に被処理物１を収容可能な収容体14を着脱自在に取り付けして、この収容体14内を処理室２Ａとした場合を示している。即ち、本実施例は、この収容体14ごと一度に多数の被処理物１を加圧容器４に対して出し入れ可能となる大量生産向きの装置構成とした場合である。【００９８】
また、本実施例は、この収容体14を閉塞蓋５に取り付けした際に閉塞蓋５と投入開口部13の間に介存して収容体14内を密封状態に保持する収容体密封用パッキングＰ２と、前記収容体14の処理室２Ａに注入された処理用液媒体11を加圧する加圧装置部６と、この加圧装置部６による処理用液媒体11の加圧と同時に前記加圧容器４内に注入された加圧用液媒体20を加圧する加圧手段21とを備えた構成としている。【００９９】
尚、前記実施例１と同様の構成については、図面に同符号を付すことで詳しく説明することは省略する。【０１００】
具体的には、本実施例の収容体14は、上部開口型の円筒容体で構成し、この収容体14上部の投入開口部13を前記閉塞蓋５の突設部15に着脱自在に取り付けしている。【０１０１】
また、本実施例の突設部15は、径大基部15Ｂから中間径部15Ｃが突出し、更にこの中間径部15Ｃから径小先端部15Ａ（突出先端部15Ａ）が突出する三段階の径寸法を有する先細り円柱形状に構成し、加圧容器４の開口部３をこの閉塞蓋５で閉塞した際に、この径大基部15Ｂの外周縁部全周が前記加圧容器密封用パッキングＰ１に密着して加圧容器４内が密封状態に保持されると共に、この径大基部15Ｂより下方の中間径部15Ｃの外周面と加圧容器４の内周面との間に、加圧容器４に内在する空気が停留する（第一）空気留間隙部10が形成されるように、径大基部15Ｂ並びに中間径部15Ｃの径寸法を設定構成している。【０１０２】
また、この突設部15の突出先端部15Ａは、内部を空洞部に形成してこの空洞部を、前記処理室２Ａに注入された処理用液媒体11と隔絶状態にして冷却媒体７を貯留し得る冷却タンク部12としている。【０１０３】
また、収容体14の突設部15（閉塞蓋５）への取り付け構造について説明すると、収容体14は、その径寸法を前記中間径部15Ｃの径寸法と略同等の径寸法に設定し、この中間径部15Ｃと突出先端部15Ａとの段差面（下面）の周縁部全周に可撓性のあるゴム製の前記収容体密封用パッキングＰ２を付設し、この収容体密封用パッキングＰ２に、突出先端部15Ａを被覆するようにして配した収容体14の投入開口部13の周縁部全周を密着させた上で、取付ロック・解除可能な取付鉤19により収容体14を突出先端部15Ａに突出状態に取り付けする構造としている。即ち、収容体密封用パッキングＰ２により収容体14内の処理室２Ａが密封されて、この処理室２Ａと前記加圧容器４内（に注入する加圧用液媒体20）とが隔絶状態となるように構成している。【０１０４】
また、この際、突出先端部15Ａの外周面と収容体14内の処理室２Ａの内周面との間に、処理室２Ａに内在する空気が停留する第二空気留間隙部16が形成されるようにこの突出先端部15Ａの径寸法を設定構成し、この第二空気留間隙部16に空気が停留してこの停留空気Ａ２が高圧処理により発熱した場合には、この熱が隣接する突設部15及び前記閉塞蓋５に伝熱し、冷却タンク部12内に貯留している冷却液体７に吸収されるように構成している。【０１０５】
また、本実施例では、この第二空気留間隙部16の間隙幅ｄ２（突出先端部15Ａの外周面と処理室２Ａの内周面との間の間隙幅）と、前記収容体14の処理室２Ａの内径Ｄ２との関係を、Ｄ２／ｄ２≧４となるように設定している。この設定は、冷却タンク部12と第二空気留間隙部16（停留空気Ａ２）とを距離的に近付けようとするためのもので、この冷却タンク部12と第二空気留間隙部16の距離設定により、高圧処理時に断熱圧縮により発熱する停留空気Ａ２の熱が突設部15及び閉塞蓋５を介して冷却液体７に良好に吸収されることが、出願人の試作実験により確認されている。【０１０６】
本実施例の加圧装置部６は、閉塞蓋５の外部に増圧ポンプ23を設けると共に、この増圧ポンプ23は閉塞蓋５（突設部15）を介して前記処理室２Ａと連通状態に設けて、この増圧ポンプ23で処理室２Ａに処理用液媒体11を送液することにより、処理室２Ａの処理用液媒体11を加圧して静水圧を発生させる構成としている。即ち、本実施例も、前記実施例１と同様に増圧ポンプ式の高圧処理装置に構成した場合を示している。【０１０７】
また、本実施例では、前記送液ポンプ22から冷却液体７を冷却タンク部12に送液するための送液路18を、途中部で分岐形成してその分岐端部を前記加圧容器４内と連通する構成とし、これにより送液ポンプ22から送液される冷却液体７は、冷却タンク部12だけでなく加圧容器４内へも送液されて加圧容器４内に注入された加圧用液媒体20を加圧する構成としている。即ち、本実施例では、この送液ポンプ22と前記加圧装置部６の増圧ポンプ23とを同時に作動させることで、加圧装置部６による処理用液媒体11の加圧と同時に前記加圧容器４内に注入された加圧用液媒体20を加圧して収容体14を外側から押さえ込む前記加圧手段21を構成している。【０１０８】
次に、本実施例の高圧処理装置を用いた高圧処理方法を説明する。【０１０９】
収容体14の処理室２Ａに被処理物１を収容すると共に処理用液媒体11（例えば水）を注入し、この収容体14の投入開口部13を閉塞蓋５の突設部15に取り付けして処理室２Ａを密封状態とする。【０１１０】
加圧容器４内に加圧用液媒体20を注入すると共に、この加圧容器４内に開口部３から収容体14を挿入し、この加圧容器４の開口部３を閉塞蓋５で閉塞して加圧容器４内を密封状態とする。【０１１１】
次いで、加圧装置部６としての増圧ポンプ23と加圧手段21も兼ねる送液ポンプ22とを同時に作動させると、処理室２Ａの処理用液媒体11が加圧されて被処理物１に高圧処理がなされると共に、冷却タンク部12内に冷却液体７が流入すると共に、加圧容器４内の加圧用液媒体20が加圧されて収容体14が突設部15から外れることのないように外側から押さえつけることになる。【０１１２】
また、この高圧処理に際して、密封状態の加圧容器４並びに処理室２Ａに空気が閉じ込められていると、この空気は夫々が自然と上昇移動して加圧用容器密封用パッキングＰ１の下方の第一空気留間隙部10と、収容体密封用パッキングＰ２の側方の第二空気留間隙部16とに停留し、この第一空気留間隙部10の停留空気Ａ１も第二空気留間隙部16の停留空気Ａ２も高圧処理によって圧縮されると、場合によっては発熱して数百℃もの高温になる。【０１１３】
すると、この熱はいずれも熱伝導率が高いステンレス製の突設部15及び閉塞蓋５に熱伝導して吸収されることになり、更には金属よりも定圧比熱容量が高い、冷却タンク部12内の８０℃以下の冷却液体７（水）へと伝熱してこの熱が吸収されることになる。【０１１４】
即ち、圧縮により発熱した停留空気Ａ１，Ａ２の熱が、突設部15，閉塞蓋５を介して冷却タンク部12に貯留した冷却液体７によって間接的に冷却されるので、この停留空気Ａ１，Ａ２の発熱を原因とする加圧容器密封用パッキングＰ１と収容体密封用パッキングＰ２の加熱劣化が抑制される。【０１１５】
また、冷却液体７が処理用液媒体11の熱の影響を受けて高温となりにくく、この冷却液体７で停留空気Ａ２の熱の吸収が良好に行われる。また、冷却液体７が加圧容器４内に送液されることで、停留空気Ａ１の熱を吸収して高温となった加圧容器４内の加圧用液媒体20の冷却効果も期待できる。【０１１６】
次に、出願人が本実施例タイプの試作品を用いて行った実験結果を説明する。【０１１７】
図７に、異なる温度の冷却液体７を冷却タンク部12に流入（貯留）した時の、加圧容器密封用パッキングＰ１の温度（表面の被温度）に及ぼすＤ１／ｄ１比率の影響について実験した結果を示す。尚、Ｄ１／ｄ１＝２は、冷却タンク部12が無い、図９，図１０の状態の装置であることを示している。【０１１８】
処理室２に９０℃の処理用液媒体11および被処理物１を投入し、次いで、送液ポンプ22により異なる温度の冷却液体７を冷却タンク部12内に流入し、加圧装置部６で被処理物１に高圧処理を施した。加圧容器密封用パッキングＰ１の温度は、高圧処理直後に非接触式の温度計で測定した。100MPaまで加圧し、加圧及び減圧速度は600MPa／minとした。【０１１９】
Ｄ１／ｄ１＜４となるように構成した試作品は、加圧容器密封用パッキングＰ１の温度が250℃以上になり、加圧容器密封用パッキングＰ１が劣化した。しかし、Ｄ１／ｄ１≧４となるように構成した試作品は、加圧容器密封用パッキングＰ１の温度が250℃以下になり、加圧容器密封用パッキングＰ１が劣化することは無かった。【０１２０】
また、Ｄ１／ｄ１≧４の試作品であっても、冷却液体７の温度が８０℃以上の場合は冷却効果が期待できず、同条件で冷却液体７の温度を８０℃以下とした場合に、良好な冷却効果が得られて加圧容器密封用パッキングＰ１の劣化を防止できた。また、冷却液体７の温度が低い程高い冷却効果が得られた。【０１２１】
図８に、異なる温度の冷却液体７を冷却タンク部12に流入した時の、収容体密封用パッキングＰ２の温度（表面の被温度）に及ぼすＤ２／ｄ２比率の影響について実験した結果を示す。尚、Ｄ２／ｄ２＝２は、冷却タンク部12を有しない装置であることを示している。【０１２２】
収容体14の処理室２Ａに９０℃の処理用液媒体11および被処理物１を投入し、次いで、送液ポンプ22により異なる温度の冷却液体７を冷却タンク部12内に流入し、加圧装置部６で被処理物１に高圧処理を施した。収容体密封用パッキングＰ２の温度は、高圧処理直後に非接触式の温度計で測定した。100MPaまで加圧し、加圧／減圧速度は400MPa／minとした。尚、Ｄ１／ｄ１＝４の条件下で実験した。【０１２３】
Ｄ２／ｄ２＜４となるように構成した試作品は、収容体密封用パッキングＰ２の温度が250℃以上になり、収容体密封用パッキングＰ２が劣化した。しかし、Ｄ２／ｄ２≧４となるように構成した試作品は、収容体密封用パッキングＰ２の温度が250℃以下になり、収容体密封用パッキングＰ２が劣化することは無かった。尚、Ｄ１／ｄ１＝10の条件下で実験しても同様にＤ２／ｄ２＜４の試作品は、収容体密封用パッキングＰ２の温度が250℃以上になり、収容体密封用パッキングＰ２が劣化していた。【０１２４】
また、Ｄ２／ｄ２≧４の試作品であっても、冷却液体７の温度が８０℃以上の場合は冷却効果が期待できず、同条件で冷却液体７の温度を８０℃以下とした場合に、良好な冷却効果が得られて収容体密封用パッキングＰ２の劣化を防止できた。また、冷却液体７の温度が低い程高い冷却効果が得られた。
【実施例４】
【０１２５】
本発明の具体的な実施例４について図５，図６に基づいて説明する。【０１２６】
本実施例は、前記実施例３において、前記実施例２と同様の加圧装置部６を採用した場合である。【０１２７】
具体的には、本実施例の加圧装置部６は、閉塞蓋５に増圧ポンプ23を外付けすることなく、前記突設部15の突出先端部15Ａの冷却タンク部12に、前記送液ポンプ22からの冷却液体７の送液により前記収容体14内の処理室２Ａに進出可動する加圧可動部８を設けて、この加圧可動部８の進出可動により処理室２Ａ内の前記処理用液媒体11を加圧する前記加圧装置部６を構成した場合である。【０１２８】
更に詳しい説明は、前記実施例２での説明と重複するため省略する。また、前記実施例１〜３と同様の構成についても、図面に同符号を付すことで詳しい説明は省略する。【０１２９】
尚、本発明は、実施例１〜４に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。
【図１】
2010119505.tif 000003
【図２】
2010119505.tif 000004
【図３】
2010119505.tif 000005
【図４】
2010119505.tif 000006
【図５】
2010119505.tif 000007
【図６】
2010119505.tif 000008
【図７】
2010119505.tif 000009
【図８】
2010119505.tif 000010
【図９】
2010119505.tif 000011
【図１０】
2010119505.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成23年9月9日(2011.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
空気の発熱量Qは、nRT・ln(V2/V1)の式で与えられる。Qは熱量(J)、ｎはモル数(mol)、Rは気体定数(J・mol-1・K-1)、Tは温度(K)、lnは自然対数、V1は初発の体積(リットル)、V2は処理後の体積(リットル)である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
例えば、空気を理想気体とした場合、27℃の空気1ｍmol（22.4ml×(300／273)＝24.6ml）が断熱変化で1/1000の体積（0.0246ml）に圧縮された時の発熱量Qは、
Q＝nRT・lnV2/V1＝0.001(mol)・8.314(J・mol-1・K-1)・300(K)・2.303log10-3
＝0.001×8.314×300×2.303×(-3)
＝−17.23(J)    (1)
−記号は発熱を意味する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】追加
【補正の内容】
【符号の説明】
【０１３０】
１ 被処理物
２ 処理室
２Ａ 処理室
３ 開口部
４ 加圧容器
５ 閉塞蓋
６ 加圧装置部
７ 冷却液体
８ 加圧可動部
10 （第一）空気留間隙部
11 処理用液媒体
12 冷却タンク部
13 投入開口部
14 収容体
15 突設部
16 第二空気留間隙部
20 加圧用液媒体
21 加圧手段
22 送液ポンプ
Ａ１ 停留空気
Ａ２ 停留空気
Ｄ１ 内径
Ｄ２ 内径
ｄ１ 間隙幅
ｄ２ 間隙幅
Ｐ１ 加圧容器密封用パッキング
Ｐ２ 収容体密封用パッキング
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月10日(2012.4.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品などに高圧処理を施す高圧処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、高い静水圧（100ＭＰａ〜600ＭＰａ程度）を施して、食品等を加工する高圧処理技術が普及し、高圧処理を利用した食品も市販されるようになってきた。
【０００３】
また、出願人は、これまでに食品に対する高圧処理をテーマに様々な研究、実験を行っており、この実験結果に基づいた特許出願を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
このような高圧処理を施すための高圧処理装置は、直接加圧式（ピストン式）と間接加圧式（増圧ポンプ式）の二つの機構を持つものに大別される。ピストン式は、高圧小容量の処理に優れ、実験用に適している。一方、増圧ポンプ式は、中高圧大容量の処理に優れ、産業用に適している。
【０００５】
何れの方式も、100ＭＰａ程度以上の圧力を被処理物に施すために処理室の密封性が重要視されている。
【０００６】
この高圧処理装置について、例えば図９，図１０に示した増圧ポンプ式に基づいて具体的に説明すると、処理室30に被処理物31を投入または取り出す必要があるので、処理室30は、一般的に容器32（シリンダまたはベッセルと呼ぶ場合もある）と蓋33とで構成されていて、蓋33の開放によって被処理物31の出し入れが行われるように構成されると共に、この容器32と蓋33の間には密封用のパッキング34が設けられていて、蓋33閉塞時の処理室30の密封性が確保されている。
【０００７】
また、この容器32と蓋33は、高圧に耐え得るような鉄やステンレス等の金属製とされ、容器32と蓋33とを密封するためのパッキング34は、可塑性のあるゴムやプラスチック類が用いられている。
【０００８】
そして、このように構成された高圧処理装置は、容器32内に水などの圧力媒体35を満たすと共に被処理物31を投入し、蓋33で閉塞することで処理室30内を密封した後、処理室30内を増圧ポンプ36で加圧することで被処理物31に高圧処理を施すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３８４５６３０号公報
【特許文献２】特開２００７−２６３４６３号公報
【特許文献３】特開２００５−３５１５３０号公報
【特許文献４】特開２００６−３４１６２６号公報
【特許文献５】特開２００６−１５９１６５号公報
【特許文献６】特開２００１−４６８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記のような高圧処理装置による加圧処理に際しては、圧力媒体35の入った容器32内に、被処理物31を投入する際に空気を巻き込んだり、被処理物31自身に空気を含んでいたりすることがあるので、蓋33で容器32を封止すると処理室30に空気37が閉じ込められる場合がある。
【００１１】
このように空気37が閉じ込められた状態で例えば増圧ポンプ36により圧力媒体35を容器32内に送り込み、処理室30内を加圧すると、処理室30に閉じ込められた空気は、ボイルの法則（PV=一定）に従い圧縮され、その際、ヘンリーの法則「一定量の液体に溶ける気体の質量は、圧力に比例する（溶ける気体の体積は圧力に関係なく一定）」にも従って、空気37は圧力媒体35に溶解する。
【００１２】
しかし、容器32や蓋33にキズが存在したり、パッキング34の周辺のグリス等の潤滑剤により空気37が圧力媒体（水など）に溶け込めない状態になると、高圧力による空気の断熱圧縮により、空気37が発熱する。
【００１３】
空気の発熱量Qは、nRT・ln(V2/V1)の式で与えられる。Qは熱量(J)、ｎはモル数(mol)、Rは気体定数(J・mol-1・K-1)、Tは温度(K)、lnは自然対数、V1は初発の体積(リットル)、V2は処理後の体積(リットル)である。
【００１４】
例えば、空気を理想気体とした場合、27℃の空気1ｍmol（22.4ml×(300／273)＝24.6ml）が断熱変化で1/1000の体積（0.0246ml）に圧縮された時の発熱量Qは、
Q＝nRT・lnV2/V1＝0.001(mol)・8.314(J・mol-1・K-1)・300(K)・2.303log10-3
＝0.001×8.314×300×2.303×(-3)
＝−17.23(J)    (1)
−記号は発熱を意味する。
【００１５】
ここで、27℃、0.1ＭＰａの空気の定圧モル熱容量は29.21(J・mol-1・K-1)なので、空気1ｍmolの熱容量は、
29.21(J・mol-1・K-1)×0.001(mol)＝0.02921(J・K-1)
従って、100ＭＰａの圧力で空気の体積を1/1000に断熱圧縮すると、
17.23(J)÷0.02921(J・K-1)＝590(K)となり、空気の温度は590℃上昇することになる。
【００１６】
尚、空気の定圧モル熱容量は、空気の温度が高くなっても、その値が大きく変化することはなく、例えば600℃、0.1ＭＰａの空気の定圧モル熱容量は32.14(J・mol-1・K-1)である。
【００１７】
また、空気の高温高圧下での定圧モル熱容量は、例えば、化学工学便覧（32頁  改訂五版  化学工学会編  丸善(株)  平成４年発行）に記載されている式を用いて計算することができる。開示されているデータの上限の190℃、37.2ＭＰａの雰囲気下での空気の定圧モル熱容量は、33.91(J・mol-1・K-1)である。圧力軸を延長し、190℃、100ＭＰａの空気の定圧モル熱容量を想定すると、約39(J・mol-1・K-1)程度と計算できる。
【００１８】
よって、100ＭＰａの圧力で圧縮された空気の定圧モル熱容量から、発熱温度を計算しても、
(1)÷39／1000≒440℃となり、100ＭＰａの圧力で圧縮された空気は、440℃程度もの温度が上昇することになる。
【００１９】
尚、計算例には、導いた式に物質量(mol)の単位がないことから、初発の空気量の多少に関わらず水に接触しない空気が存在すれば、断熱圧縮によって発熱することが分かる。
【００２０】
このような圧縮空気37の温度上昇により、従来の高圧処理装置ではパッキング34が加熱されて劣化し、パッキング34の寿命を著しく短くしていた。
【００２１】
出願人は、この圧縮空気37の発熱によるパッキング34劣化の問題点に注目し、これを解決できないかと研究を重ね試行錯誤するうちに、処理室30とは別に液体を貯留するタンク部を設けて、空気37の圧縮によって発生する熱をこのタンク部内の液体で冷却できないかと着目した。尚、従来、他の機械的、電気的、化学的な冷却システム（例えば、特許文献２〜６参照。）も提案されているが、高圧処理装置の処理室30内は、数百ＭＰａの高圧下になるので、これらでは安全とは言えない。
【００２２】
そして、この着目点に基づいて更に研究を進めた末に、パッキング34の劣化が効果的に防止される本発明の高圧処理装置を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００２４】
内部に被処理物１を収容可能な処理室２を有すると共に被処理物１投入用の開口部３を有する加圧容器４と、この加圧容器４の開口部３を開閉自在に閉塞する金属製の閉塞蓋５と、この閉塞蓋５で前記加圧容器４の開口部３を閉塞した際に閉塞蓋５と開口部３の間に介存して加圧容器４内を密封状態に保持する加圧容器密封用パッキングＰ１と、前記加圧容器４の処理室２に注入された処理用液媒体11を加圧する加圧装置部６とを備えた高圧処理装置において、前記閉塞蓋５の内側面に、前記加圧容器４の処理室２内方へ向けて金属製の突設部15を突設すると共に、この突設部15に、前記処理室２に注入された処理用液媒体11と隔絶状態にして冷却液体７を貯留し得る冷却タンク部12を設け、この突設部15は、前記加圧容器４の処理室２の内径Ｄ１より径小に形成して、この突設部15の外周面と処理室２の内周面との間に処理室２に内在する空気が停留する空気留間隙部10を形成すると共に、この空気留間隙部10の間隙幅ｄ１と前記処理室２の内径Ｄ１との関係をＤ１／ｄ１≧４となるように設定して、この空気留間隙部10の停留空気Ａ１の熱が前記突設部15を介して冷却タンク部12に貯留する冷却液体７に伝熱するように構成したことを特徴とする高圧処理装置に係るものである。
【００２５】
また、開口部３を有する加圧容器４と、この加圧容器４の開口部３を開閉自在に閉塞する金属製の閉塞蓋５と、この閉塞蓋５で前記加圧容器４の開口部３を閉塞した際に閉塞蓋５と開口部３の間に介存して加圧容器４内を密封状態に保持する加圧容器密封用パッキングＰ１と、内部に被処理物１を収容可能な処理室２Ａを有すると共に被処理物１の投入開口部13を有してこの投入開口部13を前記閉塞蓋５に着脱自在に取り付けることで処理室２Ａが前記加圧容器４内と隔絶状態となる収容体14と、この収容体14を閉塞蓋５に取り付けした際に閉塞蓋５と投入開口部13の間に介存して収容体14内を密封状態に保持する収容体密封用パッキングＰ２と、前記収容体14の処理室２Ａに注入された処理用液媒体11を加圧する加圧装置部６と、この加圧装置部６による処理用液媒体11の加圧と同時に前記加圧容器４内に注入された加圧用液媒体20を加圧する加圧手段21とを備えた高圧処理装置において、前記閉塞蓋５の内側面に、前記加圧容器４の処理室２Ａ内方へ向けて金属製の突設部15を突設してこの突設部15に前記収容体14を着脱自在に取り付けし得るように構成すると共に、この突設部15に、前記処理室２Ａに注入された処理用液媒体11と隔絶状態にして冷却液体７を貯留し得る冷却タンク部12を設け、この突設部15は、加圧容器４の内径Ｄ１より径小に形成して、この突設部15の外周面と加圧容器４の内周面との間に加圧容器４に内在する空気が停留する第一空気留間隙部10を形成すると共に、この第一空気留間隙部10の間隙幅ｄ１と前記加圧容器４の内径Ｄ１との関係をＤ１／ｄ１≧４となるように設定して、この第一空気留間隙部10の停留空気Ａ１の熱が前記突設部15を介して冷却タンク部12に貯留する冷却液体７に伝熱するように構成し、且つこの突設部15は、前記収容体14の処理室２Ａの内径Ｄ２より径小に形成して、この突設部15の外周面と処理室２Ａの内周面との間に処理室２Ａに内在する空気が停留する第二空気留間隙部16を形成すると共に、この第二空気留間隙部16の間隙幅ｄ２と前記収容体14の処理室２Ａの内径Ｄ２との関係をＤ２／ｄ２≧４となるように設定して、この第二空気留間隙部16の停留空気Ａ２の熱が前記突設部15を介して冷却タンク部12に貯留する冷却液体７に伝熱するように構成したことを特徴とする高圧処理装置に係るものである。
【００２６】
また、前記冷却タンク部12に、８０℃以下の前記冷却液体７を送液する送液ポンプ22を備えたことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の高圧処理装置に係るものである。
【００２７】
また、前記冷却液体７は、水を採用したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の高圧処理装置に係るものである。
【００２８】
また、前記冷却タンク部12に前記冷却液体７を送液する送液ポンプ22を備えると共に、この冷却タンク部12に、前記送液ポンプ22からの冷却液体７の送液により前記処理室２，２Ａに進出可動する加圧可動部８を設けて、この加圧可動部８の進出可動により処理室２，２Ａの前記処理用液媒体11を加圧する前記加圧装置部６を構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の高圧処理装置に係るものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は上述のように構成したから、処理室内に空気が閉じ込められてこの空気（停留空気）が高圧処理時に発熱した場合には、この熱が閉塞蓋の突設部を介し冷却タンク部内の冷却液体に吸収される（冷却される）ことになるので、この停留空気の発熱によって加圧容器の開口部と閉塞蓋との間に介存する加圧容器密封用パッキングが高温化し劣化する現象を未然に防止することができる極めて実用性に秀れた高圧処理装置となる。
【００３０】
また、請求項２記載の発明においては上述のように構成したから、例えば、収容体に多数収納した被処理物をこの収容体ごと加圧容器に対して出し入れすることも可能な処理効率性に秀れた高圧処理装置となり、しかも、加圧容器内や処理室内に空気が閉じ込められてこの空気（停留空気）が高圧処理時に発熱した場合には、この熱が閉塞蓋の突設部を介し冷却タンク部内の冷却液体に吸収される（冷却される）ことになるので、この停留空気の発熱によって加圧容器の開口部と閉塞蓋との間に介存する加圧容器密封用パッキングや、閉塞蓋の突設部と収容体の投入開口部との間に介存する収容体密封用パッキングが高温化し劣化する現象を未然に防止することができるなど、極めて実用性に秀れた画期的な高圧処理装置となる。
【００３１】
また、請求項３記載の発明においては、処理室内若しくは加圧容器内に閉じ込められた停留空気の発熱を冷却液体で確実に吸収し冷却することができ、しかも、冷却タンク部に冷却液体を送液する送液ポンプを備えたために、冷却タンク部内の冷却液体が熱を吸収して高温となった際には、新たに８０℃以下の冷却液体を冷却タンク部に送液して冷却機能を容易に回復可能となるなど、一層実用性に秀れた構成の高圧処理装置となる。
【００３２】
また、請求項４記載の発明においては、冷却液体として採用した水は、金属製の閉塞蓋及び突設部と比較して定圧比熱容量が高いので、停留空気からの熱伝導によって加熱された閉塞蓋及び突設部の熱を確実に吸収することができる一層実用性に秀れた構成の高圧処理装置となる。
【００３３】
また、請求項５記載の発明においては、冷却液体を貯留する冷却タンク部が、この冷却タンク部に冷却液体を送液することによって処理室の処理用液媒体を加圧する加圧装置部も兼用する機能的な装置構成となり、これにより別途の加圧装置などが不要となるコンパクトな装置構成も容易に設計実現可能であるなど、一層実用性に秀れた構成の高圧処理装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例１を示す説明正断面図である。
【図２】実施例２を示す説明正断面図である。
【図３】実施例２の加圧状態を示す説明正断面図である。
【図４】実施例３を示す説明正断面図である。
【図５】実施例４を示す説明正断面図である。
【図６】実施例４の加圧状態を示す説明正断面図である。
【図７】異なる温度の加圧用液媒を冷却タンク部に流入した時の加圧容器密封用パッキングの温度に及ぼすＤ１／ｄ１率の影響を示したグラフである。
【図８】異なる温度の加圧用液媒を冷却タンク部に流入した時の加圧容器密封用パッキングの温度に及ぼすＤ２／ｄ２率の影響を示したグラフである。
【図９】従来例を示す説明正断面図である。
【図１０】従来例の加圧状態を示す説明正断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
好適と考える本発明の実施形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。
【００３６】
・請求項１記載の発明
高圧処理を行う前若しくは高圧処理と同時に、閉塞蓋５の突設部15に設けた冷却タンク部12に冷却液体７を貯留する。
【００３７】
加圧容器４内の処理室２に被処理物１を収容すると共に処理用液媒体11を注入し、この加圧容器４の開口部３を金属製の閉塞蓋５で閉塞すると、加圧容器４の開口部３と閉塞蓋５の間に介存する加圧容器密封用パッキングＰ１により、加圧容器４内の処理室２が密封状態に保持される。
【００３８】
この密封状態で、加圧装置部６により処理室２の処理用液媒体11を加圧すると、この処理用液媒体11の静水圧により被処理物１が均等に加圧力を受けて高圧処理がなされる。
【００３９】
ところで、この高圧処理に際し、例えば、被処理物１が空気を含んでいたり、加圧容器４の開口部３を閉塞蓋５で閉塞する際に空気を巻き込んだりして密封状態の処理室２に空気が閉じ込められていると、この空気は、閉塞蓋５の内側面に突設した金属製の突設部15の外周面と処理室２の内周面との間に形成された空気留間隙部10に停留することになる。
【００４０】
そして、この空気留間隙部10の停留空気Ａ１は、前記加圧装置部６の加圧によって圧縮されると処理用液媒体11に溶解するが、加圧容器４（処理室２）の内側面や閉塞蓋５の内側面にキズが存在したり、加圧容器密封用パッキングＰ１の周辺のグリス等の潤滑剤の存在により処理用液媒体11に溶け込めない状態になると、高圧力による空気の断熱圧縮によって発熱する。
【００４１】
すると、金属製の閉塞蓋５及びこの閉塞蓋５の内側面から突設する金属製の突設部15は、水などが採用される処理用液媒体11と比較して熱伝導率が高い（例えば、ステンレスは15（Ｗ・m-1・K-1）、水は0.6（Ｗ・m-1・K-1））上、突設部15が処理室２に突設しているために、この処理室２で停留空気Ａ１から発生する熱がこの突設部15及び閉塞蓋５に良好に熱伝導して吸収されることになる。
【００４２】
また、この熱を吸収した突設部15には冷却タンク部12が設けられており、この冷却タンク部12に貯留する水などの冷却液体７は、突設部15及び閉塞蓋５の金属材料と比較して定圧比熱容量が高い（例えば、鉄は0.45（Ｊ・ｇ-1・Ｋ-1）、水は4.2（Ｊ・ｇ-1・Ｋ-1））ため、この冷却タンク部12内の冷却液体７は、停留空気Ａ１からの熱伝導によって加熱された突設部15及び閉塞蓋５の熱を吸収することができる。
【００４３】
即ち、圧縮により発熱した停留空気Ａ１の熱が、突設部15，閉塞蓋５を介して冷却タンク部12に貯留した冷却液体７に吸収される（発熱した停留空気Ａ１が冷却液体７によって間接的に冷却される）ので、この停留空気Ａ１の発熱を原因とする加圧容器密封用パッキングＰ１の加熱劣化は抑制される。
【００４４】
また、処理室２の処理用液媒体11と隔絶状態にして冷却タンク部12に貯留する冷却液体７は、たとえ処理用液媒体11が停留空気Ａ１の熱を吸収して高温化したとしても、この処理用液媒体11の熱の影響を受けにくいため、この冷却液体７による突設部15，閉塞蓋５を介した停留空気Ａ１の熱の吸収が良好に行われる。
【００４５】
また、空気留間隙部10の間隙幅ｄ１と前記加圧容器４の処理室２の内径Ｄ１との関係を、Ｄ１／ｄ１≧４となるように設定した本発明の高圧処理装置は、冷却タンク部12と空気留間隙部10（停留空気Ａ１）とが距離的に近付くこととなるために、停留空気Ａ１の発熱が突設部15，閉塞蓋５を介して冷却液体７に良好に吸収され、秀れた冷却効果を発揮することになる（出願人の試作実験では、前記空気留間隙部10の間隙幅ｄ１と前記加圧容器４の処理室２の内径Ｄ１との関係がＤ１／ｄ１＜４であると、冷却タンク部12と空気留間隙部10（停留空気Ａ１）とが距離的に離れることから、停留空気Ａ１の発熱が突設部15，閉塞蓋５を介して冷却タンク部12に貯留した冷却液体７まで伝達されにくくなって（停留空気Ａ１の発熱が冷却液体７に吸収されづらくなって）、加圧容器密封用パッキングＰ１の劣化を招いてしてしまう場合があるが、Ｄ１／ｄ１≧４であれば、加圧容器密封用パッキングＰ１の劣化を確実に防止できることを確認している。）。
【００４６】
従って、本発明によれば、処理室２の停留空気Ａ１の加熱の影響による加圧容器密封用パッキングＰ１の劣化を極めて効果的に防止できるものとなる。
【００４７】
・請求項２記載の発明
本発明は、例えば、収容体14の処理室２Ａに多数の被処理物１を収容し、この収容体14ごと多数の被処理物１を加圧容器４に対して出し入れすることが可能であるため、大量生産に適した装置構成となる。
【００４８】
高圧処理を行う前若しくは高圧処理と同時に、閉塞蓋５の突設部15に設けた冷却タンク部12に冷却液体７を貯留する。
【００４９】
収容体14の処理室２Ａに被処理物１を収容すると共に処理用液媒体11を注入し、この収容体14の投入開口部13を金属製の閉塞蓋５の内側面に突設した突設部15に着脱自在に取り付けすると、収容体14の投入開口部13と閉塞蓋５（の突設部15）の間に介存する収容体密封用パッキングＰ２により、収容体14内の処理室２Ａが密封状態に保持される。
【００５０】
続いて、例えば、加圧容器４内に加圧用液媒体20を注入し、この加圧容器４の開口部３から前記収容体14を挿入してこの開口部３を金属製の閉塞蓋５で閉塞すると、加圧容器４の開口部３と閉塞蓋５の間に介存する加圧容器密封用パッキングＰ１により、加圧容器４内が密封状態に保持される。
【００５１】
この密封状態で、加圧装置部６により処理室２Ａの処理用液媒体11を加圧すると、この処理用液媒体11の静水圧により被処理物１が均等に加圧力を受けて高圧処理がなされる。
【００５２】
また、この際、閉塞蓋５の突設部15に対し着脱自在な収容体14には、内部の処理室２が高圧となることで突設部15から外れようとする力が作用するが、同時に加圧手段21が加圧容器４内の加圧用液媒体20を加圧して、この加圧用液媒体20の静水圧が収容体14を外側から突設部15に押し付けするような均等な加圧力を収容体14に付与するので、高圧処理時に収容体14が突設部15から外れるような不都合はなく、収容体14と閉塞蓋５との取り付け状態が確固に保持される。
【００５３】
ところで、この高圧処理に際し、例えば、加圧容器４の開口部３を閉塞蓋５で閉塞する際に空気を巻き込んだりして密封状態の処理室２Ａや加圧容器４内に空気が閉じ込められていると、この空気は、閉塞蓋５の内側面に突設した金属製の突設部15の外周面と加圧容器４の内周面との間に形成された第一空気留間隙部10に停留することになる。
【００５４】
また、例えば、被処理物１が空気を含んでいたり、収容体14を閉塞蓋５の突設部15に取り付けする際に空気を巻き込んだりして密封状態の処理室２Ａに空気が閉じ込められていると、この空気は、閉塞蓋５の突設部15の外周面と処理室２Ａの内周面との間に形成された第二空気留間隙部16に停留することになる。
【００５５】
そして、前記加圧装置部６の加圧によって圧縮されると、第一空気留間隙部10の停留空気Ａ１は加圧用液媒体20に、第二空気留間隙部16の停留空気Ａ２は処理用液媒体11に溶解するが、加圧容器４（処理室２）の内側面や閉塞蓋５の内側面にキズが存在したり、加圧容器密封用パッキングＰ１の周辺のグリス等の潤滑剤の存在により停留空気Ａ１が加圧用液媒体20に溶け込めない状態になると、高圧力による空気の断熱圧縮により停留空気Ａ１が発熱し、同様に、収容体14（処理室２Ａ）の内側面や閉塞蓋５の突設部15にキズが存在したり、収容体密封用パッキングＰ２の周辺のグリス等の潤滑剤の存在により停留空気Ａ２が処理用液媒体11に溶け込めない状態になると、高圧力による空気の断熱圧縮により停留空気Ａ２が発熱する。
【００５６】
すると、金属製の閉塞蓋５及びこの閉塞蓋５の内側面から突設する金属製の突設部15は、水などが採用される加圧用液媒体20と比較して熱伝導率が高い（例えば、ステンレスは15（Ｗ・m-1・K-1）、水は0.6（Ｗ・m-1・K-1））上、突設部15が処理室２Ａに突設しているために、この処理室２Ａで停留空気Ａ１から発生する熱がこの突設部15及び閉塞蓋５に良好に熱伝導して吸収されることになる。同様にして、停留空気Ａ２から発生する熱が突設部15及び閉塞蓋５に良好に熱伝導して吸収されることになる。
【００５７】
また、この熱を吸収した突設部15には冷却タンク部12が設けられており、この冷却タンク部12に貯留する水などの冷却液体７は、突設部15及び閉塞蓋５の金属材料と比較して定圧比熱容量が高い（例えば、鉄は0.45（Ｊ・ｇ-1・Ｋ-1）、水は4.2（Ｊ・ｇ-1・Ｋ-1））ため、この冷却タンク部12内の冷却液体７は、停留空気Ａ１，Ａ２からの熱伝導によって加熱された突設部15及び閉塞蓋５の熱を吸収することができる。
【００５８】
即ち、圧縮により発熱した停留空気Ａ１，Ａ２の熱が、突設部15，閉塞蓋５を介して冷却タンク部12に貯留した冷却液体７に吸収される（発熱した停留空気Ａ１，Ａ２が冷却液体７によって間接的に冷却される）ので、この停留空気Ａ１，Ａ２の発熱を原因とする加圧容器密封用パッキングＰ１，収容体密封用パッキングＰ２の加熱劣化は抑制される。
【００５９】
また、処理室２Ａの処理用液媒体11と隔絶状態にして冷却タンク部12に貯留する冷却液体７は、たとえこの処理室２Ａ（収容体14）の外側の加圧容器４内に注入されている加圧用液媒体20が停留空気Ａ１の熱を吸収して高温化したとしても、この加圧用液媒体20の熱の影響を受けにくいため、この冷却液体７による突設部15及び閉塞蓋５を介した停留空気Ａ１の熱の吸収が良好に行われる。
【００６０】
同様に、たとえ処理用液媒体11が停留空気Ａ２の熱を吸収して高温化したとしても、冷却液体７はこの処理用液媒体11の熱の影響を受けにくいため、この冷却液体７による突設部15及び閉塞蓋５を介した停留空気Ａ２の熱の吸収が良好に行われる。
【００６１】
また、空気留間隙部10の間隙幅ｄ１と前記加圧容器４の内径Ｄ１との関係を、Ｄ１／ｄ１≧４となるように設定した本発明の高圧処理装置は、冷却タンク部12と第一空気留間隙部10（停留空気Ａ１）とが距離的に近付くこととなるために、停留空気Ａ１の発熱が突設部15，閉塞蓋５を介して冷却液体７に良好に吸収され、秀れた冷却効果を発揮することになる（出願人の試作実験では、前記第一空気留間隙部10の間隙幅ｄ１と前記加圧容器４の内径Ｄ１との関係がＤ１／ｄ１＜４であると、冷却タンク部12と第一空気留間隙部10（停留空気Ａ１）とが距離的に離れることから、停留空気Ａ１の発熱が突設部15，閉塞蓋５を介して冷却タンク部12に貯留した冷却液体７まで伝達されにくくなって（停留空気Ａ１の発熱が冷却液体７に吸収されづらくなって）、加圧容器密封用パッキングＰ１の劣化を招いてしてしまう場合があるが、Ｄ１／ｄ１≧４であれば、加圧容器密封用パッキングＰ１の劣化を確実に防止できることを確認している。）。
【００６２】
更に、第二空気留間隙部16の間隙幅ｄ２と収容体14の処理室２Ａの内径Ｄ２との関係を、Ｄ２／ｄ２＜４となるように設定した本発明の高圧処理装置は、冷却タンク部12と第二空気留間隙部16（停留空気Ａ２）とが距離的に近付くこととなるために、停留空気Ａ２の発熱が突設部15，閉塞蓋５を介して冷却液体７に良好に吸収され、秀れた冷却効果を発揮することになる（出願人の試作実験では、第二空気留間隙部16の間隙幅ｄ２と前記収容体14の処理室２Ａの内径Ｄ２との関係がＤ２／ｄ２＜４であると、第二空気留間隙部16を流れる処理用液媒体11の流速が遅く、且つ冷却タンク部12と第二空気留間隙部16（停留空気Ａ２）とが距離的に離れるために、停留空気Ａ２の熱が突設部15，閉塞蓋５を介して冷却タンク部12に貯留した冷却液体７まで伝達されにくくなって（停留空気Ａ２の発熱が冷却液体７に吸収されづらくなって）、収容体密封用パッキングＰ２の劣化を招いてしてしまう場合があるが、Ｄ２／ｄ２≧４であれば、収容体密封用パッキングＰ２の劣化を確実に防止できることを確認している。）。
【００６３】
従って、本発明によれば、加圧容器４内の停留空気Ａ１の加熱の影響による加圧容器密封用パッキングＰ１の劣化も、処理室２Ａの停留空気Ａ２の加熱の影響による収容体密封用パッキングＰ２の劣化も、極めて効果的に防止できるものとなる。
【実施例１】
【００６４】
本発明の具体的な実施例１について図１に基づいて説明する。
【００６５】
本実施例の高圧処理装置は、被処理物１を収容可能な処理室２を有し且つ被処理物１投入用の開口部３を有する加圧容器４と、この加圧容器４の開口部３を開閉自在に閉塞する金属製の閉塞蓋５と、この閉塞蓋５で前記加圧容器４の開口部３を閉塞した際に加圧容器４と閉塞蓋５の間に介存して加圧容器４内を密封状態に保持する加圧容器密封用パッキングＰ１と、前記加圧容器４の処理室２に注入された処理用液媒体11を加圧する加圧装置部６とを備えている。
【００６６】
具体的には、本実施例の加圧容器４は、高圧に耐え得る金属製の上部開口型円筒容器で構成し、この加圧容器４内を処理室２とし、上部開口部３寄りの内周面全周に可撓性のあるゴム製の前記加圧容器密封用パッキングＰ１を処理室２中心方向へ向けて突設状態に付設している。
【００６７】
本実施例の閉塞蓋５は、加圧容器４と同じく高圧に耐え得る金属製の円盤体とし、下面（内側面）の中心部には、閉塞時に加圧容器４の開口部３から処理室２内へと挿入配設される、処理室２の内径Ｄ１より径小な外径寸法を有する円柱状の突設部15を一体に突設している。
【００６８】
また、この突設部15は、径大基部15Ｂから径小先端部15Ａ（突出先端部15Ａ）が突出する二段階の径寸法を有する円柱形状に構成し、加圧容器４の開口部３をこの閉塞蓋５で閉塞した際に、この径大基部15Ｂの外周縁部全周が前記加圧容器密封用パッキングＰ１に密着して処理室２（加圧容器４内）が密封状態に保持されると共に、この径大基部15Ｂより下方の突出先端部15Ａの外周面と処理室２の内周面との間の全周部分に、処理室２に内在する空気が停留する空気留間隙部10が形成されるように、径大基部15Ｂ並びに突出先端部15Ａの径寸法を設定構成している。
【００６９】
本実施例の加圧装置部６は、加圧容器４の外部に増圧ポンプ23を設けると共に、この増圧ポンプ23は前記処理室２と連通状態に設けて、この増圧ポンプ23で処理室２に処理用液媒体11を送液することにより、処理室２の処理用液媒体11を加圧して静水圧を発生させる構成としている。即ち、本実施例では、増圧ポンプ式の高圧処理装置に構成した場合を示している。
【００７０】
本実施例では、前記閉塞蓋５の突設部15に、前記処理室２に注入された処理用液媒体11と隔絶状態にして冷却媒体７を貯留し得る冷却タンク部12を設けている。
【００７１】
具体的には、この突設部15の突出先端部15Ａ内に空洞部を形成してこの空洞部を前記冷却タンク部12としている。
【００７２】
また、この冷却タンク部12は、その内部を閉塞蓋５に設けた送液路18を介して前記加圧容器４の外部に配設した送液ポンプ22と連通状態に設け、この送液ポンプ22から冷却タンク部12内に冷却液体７を送液する構成としている。尚、図中符号24は、送液ポンプ22から冷却タンク部12内に冷却液体７を送液する際に、冷却タンク部12内にある空気や前回の処理に用いた冷却液体７などを排出するための排出路、25は排出路24を開閉制御する開閉弁である。
【００７３】
また、本実施例では、この送液ポンプ22から８０℃以下の冷却液体７（例えば本実施例では水を採用している。）を送液する構成とし、この冷却タンク部12内に冷却液体７を貯留しておくと、前記空気留間隙部10に空気が停留してこの停留空気Ａ１が高圧処理によって発熱した場合に、この熱が隣接する前記突設部15及び閉塞蓋５を介して冷却タンク部12の冷却液体７へと伝熱し吸収されるように構成している。
【００７４】
また、本実施例では、この空気留間隙部10の間隙幅ｄ１（突出先端部15Ａの外周面と処理室２の内周面との間の間隙幅）と、前記加圧容器４の処理室２の内径Ｄ１との関係を、Ｄ１／ｄ１≧４となるように設定している。この設定は、冷却タンク部12と空気留間隙部10（停留空気Ａ１）とを距離的に近付けようとするためのもので、この冷却タンク部12と空気留間隙部10との距離設定により、高圧処理時に断熱圧縮により発熱する停留空気Ａ１の熱が突設部15及び閉塞蓋５を介して冷却液体７に良好に吸収されることが、出願人の試作実験により確認されている。
【００７５】
次に、本実施例の高圧処理装置を用いた高圧処理方法を説明する。
【００７６】
加圧容器４内の処理室２に被処理物１を収容すると共に処理用液媒体11（例えば水）を注入し、この加圧容器４の開口部３を金属製の閉塞蓋５で閉塞して処理室２を密封状態とする。
【００７７】
この密封状態とする前若しくは後あるいは高圧処理と同時に、送液ポンプ22から冷却液体７を冷却タンク部12内に送液する。
【００７８】
加圧装置部６としての増圧ポンプ23を作動させて処理室２の処理用液媒体11を加圧すると、この処理用液媒体11の静水圧により被処理物１に高圧処理がなされるが、この際、密封状態の処理室２に空気が閉じ込められていると、この空気は自然と上昇移動して加圧容器密封用パッキンＰ１の下方の空気留間隙部10に停留し、この空気留間隙部10の停留空気Ａ１が高圧処理によって圧縮されると、場合によっては発熱して数百℃もの高温になる。
【００７９】
すると、この熱は熱伝導率が高い金属製の突設部15及び閉塞蓋５に熱伝導して吸収されることになり、更には金属よりも定圧比熱容量が高い、冷却タンク部12内の８０℃以下の冷却液体７（水）へと伝熱してこの熱が吸収されることになる。
【００８０】
即ち、圧縮により発熱した停留空気Ａ１の熱が、突設部15，閉塞蓋５を介して冷却タンク部12に貯留した冷却液体７によって冷却されるので、この停留空気Ａ１の発熱を原因とする加圧容器密封用パッキングＰ１の加熱劣化が抑制される。
【００８１】
また、高圧処理中に、処理室２内の処理用液媒体11が停留空気Ａ１の熱を吸収して高温になったとしても、この処理用液媒体11と冷却タンク部12内の冷却液体７とは完全に隔絶状態となっているため、冷却液体７が処理用液媒体11の熱の影響を受けて高温となりにくく、この冷却液体７で停留空気Ａ１の熱の吸収が良好に行われる。
【実施例２】
【００８２】
本発明の具体的な実施例２について図２，図３に基づいて説明する。
【００８３】
本実施例は、前記実施例１において、この実施例１とは異なる構成の加圧装置部６を採用した場合である。尚、加圧装置部６以外の構造は、前記実施例１と同様であるため、図面に同符号を付すことで詳しく説明することは省略する。
【００８４】
具体的には、加圧容器４に前記増圧ポンプ23を外付けすることなく、前記冷却タンク部12に、前記送液ポンプ22からの冷却液体７の送液により前記処理室２に進出可動する加圧可動部８を設けて、この加圧可動部８の進出可動により処理室２内の前記処理用液媒体11を加圧する前記加圧装置部６を構成した場合である。
【００８５】
更に詳しく説明すると、前記突設部15の突出先端部15Ａをその先端（下端）が開口する円筒形に形成してこの円筒部をシリンダ筒部９とし、このシリンダ筒部９内に前記送液路18を介して前記送液ポンプ22から冷却液体７が送液される構成とすると共に、このシリンダ筒部９に、前記加圧可動部８を突設部15の突出方向（閉塞蓋５の上下方向）に沿って進退摺動自在に設けている。
【００８６】
また、本実施例の加圧可動部８は、シリンダ筒部９よりやや径小な上部開口形の有底短円筒体で構成して、この加圧可動部８の内部を液溜部17としている。
【００８７】
このシリンダ筒部９への加圧可動部８の取付構造は、シリンダ筒部９の下端寄りの内周面全周に、可撓性のあるゴム製の冷却タンク部密封用パッキングＰ３を付設し、この冷却タンク部密封用パッキングＰ３に前記加圧ピストン８の外周面全周が密着するようにしてシリンダ筒部９内に加圧ピストン８を摺動自在に装着した構造としている。
【００８８】
そして、このシリンダ筒部９内と加圧可動部８内の液溜部17とが、冷却タンク部密封用パッキングＰ３によって処理室２に注入された処理用液媒体11とは隔絶状態となる前記冷却タンク部12として機能する構成とすると共に、この冷却タンク部12内に前記送液ポンプ22から冷却液体７が送液されると、冷却液体７の水圧によってシリンダ筒部９に対し加圧可動部８が前記処理室２へと摺動進出して処理室２の処理用液媒体11を直接加圧することになり、これにより被処理物１に処理用液媒体11の静水圧処理（高圧処理）が施される構成としている。
【００８９】
即ち、本実施例では、加圧可動部８が加圧ピストンとして機能するピストン式の高圧処理装置に構成した場合を示している。
【００９０】
このように構成した本実施例によれば、前記実施例１のように増圧ポンプ23を加圧容器４に外付けせずとも良いので、装置のコンパクト化が図れる。
【００９１】
また、本実施例によれば、高圧処理時の加圧可動部８の進出可動により冷却タンク部12の容積が拡大することになるので、冷却タンク部12内に送液した多量の冷却液体７で停留空気Ａ１の熱を良好に吸収することができる。
【実施例３】
【００９２】
本発明の具体的な実施例３について図４に基づいて説明する。
【００９３】
本実施例は、前記実施例１において、前記加圧容器４内を処理室とするのではなく、閉塞蓋５に被処理物１を収容可能な収容体14を着脱自在に取り付けして、この収容体14内を処理室２Ａとした場合を示している。即ち、本実施例は、この収容体14ごと一度に多数の被処理物１を加圧容器４に対して出し入れ可能となる大量生産向きの装置構成とした場合である。
【００９４】
また、本実施例は、この収容体14を閉塞蓋５に取り付けした際に閉塞蓋５と投入開口部13の間に介存して収容体14内を密封状態に保持する収容体密封用パッキングＰ２と、前記収容体14の処理室２Ａに注入された処理用液媒体11を加圧する加圧装置部６と、この加圧装置部６による処理用液媒体11の加圧と同時に前記加圧容器４内に注入された加圧用液媒体20を加圧する加圧手段21とを備えた構成としている。
【００９５】
尚、前記実施例１と同様の構成については、図面に同符号を付すことで詳しく説明することは省略する。
【００９６】
具体的には、本実施例の収容体14は、上部開口型の円筒容体で構成し、この収容体14上部の投入開口部13を前記閉塞蓋５の突設部15に着脱自在に取り付けしている。
【００９７】
また、本実施例の突設部15は、径大基部15Ｂから中間径部15Ｃが突出し、更にこの中間径部15Ｃから径小先端部15Ａ（突出先端部15Ａ）が突出する三段階の径寸法を有する先細り円柱形状に構成し、加圧容器４の開口部３をこの閉塞蓋５で閉塞した際に、この径大基部15Ｂの外周縁部全周が前記加圧容器密封用パッキングＰ１に密着して加圧容器４内が密封状態に保持されると共に、この径大基部15Ｂより下方の中間径部15Ｃの外周面と加圧容器４の内周面との間に、加圧容器４に内在する空気が停留する（第一）空気留間隙部10が形成されるように、径大基部15Ｂ並びに中間径部15Ｃの径寸法を設定構成している。
【００９８】
また、この突設部15の突出先端部15Ａは、内部を空洞部に形成してこの空洞部を、前記処理室２Ａに注入された処理用液媒体11と隔絶状態にして冷却媒体７を貯留し得る冷却タンク部12としている。
【００９９】
また、収容体14の突設部15（閉塞蓋５）への取り付け構造について説明すると、収容体14は、その径寸法を前記中間径部15Ｃの径寸法と略同等の径寸法に設定し、この中間径部15Ｃと突出先端部15Ａとの段差面（下面）の周縁部全周に可撓性のあるゴム製の前記収容体密封用パッキングＰ２を付設し、この収容体密封用パッキングＰ２に、突出先端部15Ａを被覆するようにして配した収容体14の投入開口部13の周縁部全周を密着させた上で、取付ロック・解除可能な取付鉤19により収容体14を突出先端部15Ａに突出状態に取り付けする構造としている。即ち、収容体密封用パッキングＰ２により収容体14内の処理室２Ａが密封されて、この処理室２Ａと前記加圧容器４内（に注入する加圧用液媒体20）とが隔絶状態となるように構成している。
【０１００】
また、この際、突出先端部15Ａの外周面と収容体14内の処理室２Ａの内周面との間に、処理室２Ａに内在する空気が停留する第二空気留間隙部16が形成されるようにこの突出先端部15Ａの径寸法を設定構成し、この第二空気留間隙部16に空気が停留してこの停留空気Ａ２が高圧処理により発熱した場合には、この熱が隣接する突設部15及び前記閉塞蓋５に伝熱し、冷却タンク部12内に貯留している冷却液体７に吸収されるように構成している。
【０１０１】
また、本実施例では、この第二空気留間隙部16の間隙幅ｄ２（突出先端部15Ａの外周面と処理室２Ａの内周面との間の間隙幅）と、前記収容体14の処理室２Ａの内径Ｄ２との関係を、Ｄ２／ｄ２≧４となるように設定している。この設定は、冷却タンク部12と第二空気留間隙部16（停留空気Ａ２）とを距離的に近付けようとするためのもので、この冷却タンク部12と第二空気留間隙部16の距離設定により、高圧処理時に断熱圧縮により発熱する停留空気Ａ２の熱が突設部15及び閉塞蓋５を介して冷却液体７に良好に吸収されることが、出願人の試作実験により確認されている。
【０１０２】
本実施例の加圧装置部６は、閉塞蓋５の外部に増圧ポンプ23を設けると共に、この増圧ポンプ23は閉塞蓋５（突設部15）を介して前記処理室２Ａと連通状態に設けて、この増圧ポンプ23で処理室２Ａに処理用液媒体11を送液することにより、処理室２Ａの処理用液媒体11を加圧して静水圧を発生させる構成としている。即ち、本実施例も、前記実施例１と同様に増圧ポンプ式の高圧処理装置に構成した場合を示している。
【０１０３】
また、本実施例では、前記送液ポンプ22から冷却液体７を冷却タンク部12に送液するための送液路18を、途中部で分岐形成してその分岐端部を前記加圧容器４内と連通する構成とし、これにより送液ポンプ22から送液される冷却液体７は、冷却タンク部12だけでなく加圧容器４内へも送液されて加圧容器４内に注入された加圧用液媒体20を加圧する構成としている。即ち、本実施例では、この送液ポンプ22と前記加圧装置部６の増圧ポンプ23とを同時に作動させることで、加圧装置部６による処理用液媒体11の加圧と同時に前記加圧容器４内に注入された加圧用液媒体20を加圧して収容体14を外側から押さえ込む前記加圧手段21を構成している。
【０１０４】
次に、本実施例の高圧処理装置を用いた高圧処理方法を説明する。
【０１０５】
収容体14の処理室２Ａに被処理物１を収容すると共に処理用液媒体11（例えば水）を注入し、この収容体14の投入開口部13を閉塞蓋５の突設部15に取り付けして処理室２Ａを密封状態とする。
【０１０６】
加圧容器４内に加圧用液媒体20を注入すると共に、この加圧容器４内に開口部３から収容体14を挿入し、この加圧容器４の開口部３を閉塞蓋５で閉塞して加圧容器４内を密封状態とする。
【０１０７】
次いで、加圧装置部６としての増圧ポンプ23と加圧手段21も兼ねる送液ポンプ22とを同時に作動させると、処理室２Ａの処理用液媒体11が加圧されて被処理物１に高圧処理がなされると共に、冷却タンク部12内に冷却液体７が流入すると共に、加圧容器４内の加圧用液媒体20が加圧されて収容体14が突設部15から外れることのないように外側から押さえつけることになる。
【０１０８】
また、この高圧処理に際して、密封状態の加圧容器４並びに処理室２Ａに空気が閉じ込められていると、この空気は夫々が自然と上昇移動して加圧用容器密封用パッキングＰ１の下方の第一空気留間隙部10と、収容体密封用パッキングＰ２の側方の第二空気留間隙部16とに停留し、この第一空気留間隙部10の停留空気Ａ１も第二空気留間隙部16の停留空気Ａ２も高圧処理によって圧縮されると、場合によっては発熱して数百℃もの高温になる。
【０１０９】
すると、この熱はいずれも熱伝導率が高いステンレス製の突設部15及び閉塞蓋５に熱伝導して吸収されることになり、更には金属よりも定圧比熱容量が高い、冷却タンク部12内の８０℃以下の冷却液体７（水）へと伝熱してこの熱が吸収されることになる。
【０１１０】
即ち、圧縮により発熱した停留空気Ａ１，Ａ２の熱が、突設部15，閉塞蓋５を介して冷却タンク部12に貯留した冷却液体７によって間接的に冷却されるので、この停留空気Ａ１，Ａ２の発熱を原因とする加圧容器密封用パッキングＰ１と収容体密封用パッキングＰ２の加熱劣化が抑制される。
【０１１１】
また、冷却液体７が処理用液媒体11の熱の影響を受けて高温となりにくく、この冷却液体７で停留空気Ａ２の熱の吸収が良好に行われる。また、冷却液体７が加圧容器４内に送液されることで、停留空気Ａ１の熱を吸収して高温となった加圧容器４内の加圧用液媒体20の冷却効果も期待できる。
【０１１２】
次に、出願人が本実施例タイプの試作品を用いて行った実験結果を説明する。
【０１１３】
図７に、異なる温度の冷却液体７を冷却タンク部12に流入（貯留）した時の、加圧容器密封用パッキングＰ１の温度（表面の被温度）に及ぼすＤ１／ｄ１比率の影響について実験した結果を示す。尚、Ｄ１／ｄ１＝２は、冷却タンク部12が無い、図９，図１０の状態の装置であることを示している。
【０１１４】
処理室２に９０℃の処理用液媒体11および被処理物１を投入し、次いで、送液ポンプ22により異なる温度の冷却液体７を冷却タンク部12内に流入し、加圧装置部６で被処理物１に高圧処理を施した。加圧容器密封用パッキングＰ１の温度は、高圧処理直後に非接触式の温度計で測定した。100MPaまで加圧し、加圧及び減圧速度は600MPa／minとした。
【０１１５】
Ｄ１／ｄ１＜４となるように構成した試作品は、加圧容器密封用パッキングＰ１の温度が250℃以上になり、加圧容器密封用パッキングＰ１が劣化した。しかし、Ｄ１／ｄ１≧４となるように構成した試作品は、加圧容器密封用パッキングＰ１の温度が250℃以下になり、加圧容器密封用パッキングＰ１が劣化することは無かった。
【０１１６】
また、Ｄ１／ｄ１≧４の試作品であっても、冷却液体７の温度が８０℃以上の場合は冷却効果が期待できず、同条件で冷却液体７の温度を８０℃以下とした場合に、良好な冷却効果が得られて加圧容器密封用パッキングＰ１の劣化を防止できた。また、冷却液体７の温度が低い程高い冷却効果が得られた。
【０１１７】
図８に、異なる温度の冷却液体７を冷却タンク部12に流入した時の、収容体密封用パッキングＰ２の温度（表面の被温度）に及ぼすＤ２／ｄ２比率の影響について実験した結果を示す。尚、Ｄ２／ｄ２＝２は、冷却タンク部12を有しない装置であることを示している。
【０１１８】
収容体14の処理室２Ａに９０℃の処理用液媒体11および被処理物１を投入し、次いで、送液ポンプ22により異なる温度の冷却液体７を冷却タンク部12内に流入し、加圧装置部６で被処理物１に高圧処理を施した。収容体密封用パッキングＰ２の温度は、高圧処理直後に非接触式の温度計で測定した。100MPaまで加圧し、加圧／減圧速度は400MPa／minとした。尚、Ｄ１／ｄ１＝４の条件下で実験した。
【０１１９】
Ｄ２／ｄ２＜４となるように構成した試作品は、収容体密封用パッキングＰ２の温度が250℃以上になり、収容体密封用パッキングＰ２が劣化した。しかし、Ｄ２／ｄ２≧４となるように構成した試作品は、収容体密封用パッキングＰ２の温度が250℃以下になり、収容体密封用パッキングＰ２が劣化することは無かった。尚、Ｄ１／ｄ１＝10の条件下で実験しても同様にＤ２／ｄ２＜４の試作品は、収容体密封用パッキングＰ２の温度が250℃以上になり、収容体密封用パッキングＰ２が劣化していた。
【０１２０】
また、Ｄ２／ｄ２≧４の試作品であっても、冷却液体７の温度が８０℃以上の場合は冷却効果が期待できず、同条件で冷却液体７の温度を８０℃以下とした場合に、良好な冷却効果が得られて収容体密封用パッキングＰ２の劣化を防止できた。また、冷却液体７の温度が低い程高い冷却効果が得られた。
【実施例４】
【０１２１】
本発明の具体的な実施例４について図５，図６に基づいて説明する。
【０１２２】
本実施例は、前記実施例３において、前記実施例２と同様の加圧装置部６を採用した場合である。
【０１２３】
具体的には、本実施例の加圧装置部６は、閉塞蓋５に増圧ポンプ23を外付けすることなく、前記突設部15の突出先端部15Ａの冷却タンク部12に、前記送液ポンプ22からの冷却液体７の送液により前記収容体14内の処理室２Ａに進出可動する加圧可動部８を設けて、この加圧可動部８の進出可動により処理室２Ａ内の前記処理用液媒体11を加圧する前記加圧装置部６を構成した場合である。
【０１２４】
更に詳しい説明は、前記実施例２での説明と重複するため省略する。また、前記実施例１〜３と同様の構成についても、図面に同符号を付すことで詳しい説明は省略する。
【０１２５】
尚、本発明は、実施例１〜４に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。
【符号の説明】
【０１２６】
１  被処理物
２  処理室
２Ａ  処理室
３  開口部
４  加圧容器
５  閉塞蓋
６  加圧装置部
７  冷却液体
８  加圧可動部
10  （第一）空気留間隙部
11  処理用液媒体
12  冷却タンク部
13  投入開口部
14  収容体
15  突設部
16  第二空気留間隙部
20  加圧用液媒体
21  加圧手段
22  送液ポンプ
Ａ１  停留空気
Ａ２  停留空気
Ｄ１  内径
Ｄ２  内径
ｄ１  間隙幅
ｄ２  間隙幅
Ｐ１  加圧容器密封用パッキング
Ｐ２  収容体密封用パッキング
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に被処理物を収容可能な処理室を有すると共に被処理物投入用の開口部を有する加圧容器と、この加圧容器の開口部を開閉自在に閉塞する金属製の閉塞蓋と、この閉塞蓋で前記加圧容器の開口部を閉塞した際に閉塞蓋と開口部の間に介存して加圧容器内を密封状態に保持する加圧容器密封用パッキングと、前記加圧容器の処理室に注入された処理用液媒体を加圧する加圧装置部とを備えた高圧処理装置において、前記閉塞蓋の内側面に、前記加圧容器の処理室内方へ向けて金属製の突設部を突設すると共に、この突設部に、前記処理室に注入された処理用液媒体と隔絶状態にして冷却液体を貯留し得る冷却タンク部を設け、この突設部は、前記加圧容器の処理室の内径Ｄ１より径小に形成して、この突設部の外周面と処理室の内周面との間に処理室に内在する空気が停留する空気留間隙部を形成すると共に、この空気留間隙部の間隙幅ｄ１と前記処理室の内径Ｄ１との関係をＤ１／ｄ１≧４となるように設定して、この空気留間隙部の停留空気の熱が前記突設部を介して冷却タンク部に貯留する冷却液体に伝熱するように構成したことを特徴とする高圧処理装置。
【請求項２】
開口部を有する加圧容器と、この加圧容器の開口部を開閉自在に閉塞する金属製の閉塞蓋と、この閉塞蓋で前記加圧容器の開口部を閉塞した際に閉塞蓋と開口部の間に介存して加圧容器内を密封状態に保持する加圧容器密封用パッキングと、内部に被処理物を収容可能な処理室を有すると共に被処理物の投入開口部を有してこの投入開口部を前記閉塞蓋に着脱自在に取り付けることで処理室が前記加圧容器内と隔絶状態となる収容体と、この収容体を閉塞蓋に取り付けした際に閉塞蓋と投入開口部の間に介存して収容体内を密封状態に保持する収容体密封用パッキングと、前記収容体の処理室に注入された処理用液媒体を加圧する加圧装置部と、この加圧装置部による処理用液媒体の加圧と同時に前記加圧容器内に注入された加圧用液媒体を加圧する加圧手段とを備えた高圧処理装置において、前記閉塞蓋の内側面に、前記加圧容器の処理室内方へ向けて金属製の突設部を突設してこの突設部に前記収容体を着脱自在に取り付けし得るように構成すると共に、この突設部に、前記処理室に注入された処理用液媒体と隔絶状態にして冷却液体を貯留し得る冷却タンク部を設け、この突設部は、加圧容器の内径Ｄ１より径小に形成して、この突設部の外周面と加圧容器の内周面との間に加圧容器に内在する空気が停留する第一空気留間隙部を形成すると共に、この第一空気留間隙部の間隙幅ｄ１と前記加圧容器の内径Ｄ１との関係をＤ１／ｄ１≧４となるように設定して、この第一空気留間隙部の停留空気の熱が前記突設部を介して冷却タンク部に貯留する冷却液体に伝熱するように構成し、且つこの突設部は、前記収容体の処理室の内径Ｄ２より径小に形成して、この突設部の外周面と処理室の内周面との間に処理室に内在する空気が停留する第二空気留間隙部を形成すると共に、この第二空気留間隙部の間隙幅ｄ２と前記収容体の処理室の内径Ｄ２との関係をＤ２／ｄ２≧４となるように設定して、この第二空気留間隙部の停留空気の熱が前記突設部を介して冷却タンク部に貯留する冷却液体に伝熱するように構成したことを特徴とする高圧処理装置。
【請求項３】
前記冷却タンク部に、８０℃以下の前記冷却液体を送液する送液ポンプを備えたことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の高圧処理装置。
【請求項４】
前記冷却液体は、水を採用したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の高圧処理装置。
【請求項５】
前記冷却タンク部に前記冷却液体を送液する送液ポンプを備えると共に、この冷却タンク部に、前記送液ポンプからの冷却液体の送液により前記処理室に進出可動する加圧可動部を設けて、この加圧可動部の進出可動により処理室の前記処理用液媒体を加圧する前記加圧装置部を構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の高圧処理装置。
【国際調査報告】
2010119505.tif 000013
2010119505.tif 000014