(57)【要約】【課題】本発明の目的は、高い耐圧性を持ちながら、容器の開閉を簡単に行うことができる圧力容器を提供することにある。【解決手段】容器本体１２と、該容器本体１２の開口部１８に装着するための蓋体１４と、前記容器本体１２と前記蓋体１４と間に設置されるシール材と、を備えた圧力容器１０であって、前記シール材が形状記憶合金で形成されたＯリング１６であることを特徴とする圧力容器１０。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器本体と、該容器本体の開口部に装着するための蓋体と、前記容器本体と前記蓋体と間に設置されるシール材と、を備えた圧力容器であって、前記シール材が形状記憶合金で形成されたＯリングであることを特徴とする圧力容器。
【請求項２】
請求項１記載の圧力容器において、前記容器本体と前記蓋体との接合部にそれぞれ螺合溝を設け、該螺合溝を螺合することで容器本体と蓋体とを結合することを特徴とする圧力容器。
【請求項３】
請求項１〜２記載の圧力容器において、蓋体と容器本体を閉めた状態で所定温度以上に温度を上げることにより、前記Ｏリングの断面形状が記憶した形状に回復し、前記容器本体と前記蓋体のシール性を高めることを特徴とする圧力容器。
【請求項４】
請求項１〜３記載の圧力容器において、該圧力容器が超臨界用の圧力容器であることを特徴とする圧力容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧力容器、特にその密閉機構の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
物質はその臨界点で液相と気相の密度が等しくなり、それ以上の温度・圧力では気体と液体の中間の物性を持った超臨界流体として存在する。この超臨界流体はその特異な物性のため様々な測定に利用されるが、超臨界流体は一般に高い圧力のもとで生ずるため、超臨界流体の容器としては耐圧性の高い圧力容器を用いる必要がある（例えば、非特許文献１のｐ．５８９−５９０を参照）。
【０００３】
容器の開閉方式は、もっとも簡便なものとして、手回しのネジ式の密閉方式がある。これは、蓋体と結合する部分の容器本体の外側側面に螺合溝を設け、また、蓋体の内側側面にも螺合溝を設け、一方を雄ネジ山、他方を雌ネジ山として、螺合させて蓋体を容器本体に密閉させる。また、密閉性を高くするためのシール材として蓋体と容器本体の間にＯリングが設置されていた。このＯリングは一般に弾性のある樹脂類を材料として形成されていた。
【０００４】
【非特許文献１】
荒井康彦監修、「超臨界流体のすべて  Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  Ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｆｌｕｉｄｓ」、初版第一刷、株式会社テクノシステム、２００２年１０月２０日、ｐ．５８５〜５９３
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような手回しのネジ式の密閉方式を用いた圧力容器では、耐圧の限界は２０ＭＰａ程度であった。それ以上の耐圧のためには、ビス止め方式が用いられていた。ビス止め式では、容器に蓋を閉める際、ビスによって蓋を容器に固定する。そのため、この方式では容器が大きくなるにつれてビスの数も増え、容器の開閉が煩雑なものとなっていた。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、高い耐圧性を持ちながら、容器の開閉を簡単に行うことができる圧力容器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の圧力容器は、容器本体と、該容器本体の開口部に装着するための蓋体と、前記容器本体と前記蓋体と間に設置されるシール材と、を備えた圧力容器であって、前記シール材が形状記憶合金で形成されたＯリングであることを特徴とする。
【０００７】
上記の圧力容器において、前記容器本体と前記蓋体との接合部にそれぞれ螺合溝を設け、該螺合溝を螺合することで容器本体と蓋体とを結合することをが好適である。。
上記の圧力容器において、蓋体と容器本体を閉めた状態で所定温度以上に温度を上げることにより、前記Ｏリングの断面形状が記憶した形状に回復し、前記容器本体と前記蓋体のシール性を高めることが好適である。
さらに、上記の圧力容器は、超臨界用の圧力容器として好適に用いることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の圧力容器を、図面を参照して詳述する。図１は、本発明に係る圧力容器の概略図である。図１（ａ）が圧力容器の斜視図、図１（ｂ）が圧力容器の断面図である。本実施形態の圧力容器１０は、容器本体１２と、容器本体の開口部１８に装着される蓋体１４と、蓋体１４と容器本体１２と間に挟まれるシール材としてのＯリング１６と、によって構成されている。
【０００９】
本実施形態では、容器の開閉は通常のネジ止めの密閉方式を用いている。蓋体１４と結合する部分の容器本体１２の外側側面に螺合溝２０が設けられ、また、蓋体１４の内側側面にも螺合溝２２が設けられている。これらの螺合溝２０、２２の一方を雄ネジ山、他方を雌ネジ山として、蓋体１４を容器本体１２に螺合させて密閉させる。また、Ｏリング１６は、蓋体１４と容器本体１２との間に配置されるＯリング収納部２４に収められ、容器の密閉度を高める。
【００１０】
本発明の特徴部分は、このＯリングが形状記憶合金で形成されているという点にある。図２はＯリング部分の拡大断面図である。図１と同じ部分には同一の符号を付けている。この実施形態では、Ｏリングの断面形状を略円環状に記憶させている。また、Ｏリングの断面の直径はＯリング収納部よりもやや大きくとっておく。
【００１１】
形状記憶回復温度以下では、Ｏリングは容易に変形できるため、Ｏリングの断面形状は図２（ａ）に示したように蓋体１４と容器本体１２との間に存在するＯリング収納部２４に余裕をもって収納される。このようにＯリング１６を蓋体１４と容器本体１２の間に配置した状態で温度を上げると、形状記憶効果から、Ｏリングの断面形状が記憶された形状に戻る。また、このとき、十分な硬さ又は弾性を持った状態に戻るので、図２（ｂ）に示すようにＯリング１６は、Ｏリング収納部２４を形成する壁面に充分な強さで密着する。以上のような効果は、通常の金属の熱膨張では得られず、形状記憶合金を材料として形成したＯリングに特有なものである。
【００１２】
このように、Ｏリングに形状記憶合金を用いることで、通常のネジ止め式の容器を用いても、高い耐圧性を得ることができる。また、容器の開閉は通常のネジ止め式のものを用いているため、蓋体と容器本体をビスで固定する方式のものと比べ、容易に開閉作業を行うことが可能である。
【００１３】
実際の使用時には、次のような手順で開閉作業を行えばよい。まず、形状記憶回復温度より低い温度で蓋体と容器本体との間にＯリングをはさみ、蓋体裏面が容器本体上面に完全に密着するまで蓋体を螺合溝に沿って容器本体に締め付ける。蓋体を閉めた状態で、温度を形状記憶回復温度以上に温度を上げることで、Ｏリングは元の形状かつ弾性率が高い状態に戻るため、該Ｏリングは蓋体と容器本体に十分に密着し、容器は気密に保たれる。通常の圧力容器と同様に、容器には流体が出入りするための配管、加圧のための配管、圧力計のための配管等が設置されており、温度を上げて容器の気密性を高めた後に圧力を高めていく。逆に、蓋体を開くときは、圧力を下げ、次に温度を所定温度以下にして蓋を開ければよい。
【００１４】
図３は本発明の他の実施形態として、Ｏリングの断面形状を図２の実施形態とは異なったものを用いたものを示している。図２と同一の部材には同一符号を付け説明を省略する。図３は、Ｏリングの断面形状を略Ｕ字型に記憶させておいたものを用いた例である。また、この記憶させる形状は、十分にシールが行える程度に、Ｕ字の大きさを調整しておく。図３（ａ）は、形状回復温度以下のときを示しており、図３（ｂ）が形状回復温度以上のときを示している。図３（ｂ）に示すように、形状が回復する温度では、Ｏリングが蓋体や容器本体の壁面に十分に密着しており十分なシール性能を発揮している。
また、図４は他の実施形態を示す図であり、図２と同様の部材には同一の符号を付け説明を省略する。図４の実施形態では、Ｏリング収納部２４に凸部２６を設け、Ｏリング１６の密着性を高めた。この例では、Ｏリング収納部２４に位置するように、凸部２６は蓋体１４の裏面側に円周状に形成されている。
【００１５】
本発明の圧力容器は、超臨界流体用に好適に使用することができる。例えば、二酸化炭素の超臨界流体用に用いる場合、４０度前後の温度で使用されることが多く、４０度前後の温度で記憶した形状が回復する形状記憶合金を用いてＯリングを形成する。
また、水の超臨界流体等のように、容器内の流体が腐食作用の強い流体の場合、腐食を防ぐためＯリングに金メッキを施すようにすることが好適である。
【００１６】
以上の実施形態では、蓋体の開閉方式は、ネジ止め式のもので説明をおこなったが、他の方式を用いてもよい。例えば、図５は蓋体の開閉方式として、ワンタッチ蓋方式を用いた実施形態である。図５（ａ）は斜視図、図５（ｂ）は断面図、図５（ｃ）は蓋体を裏面側からみた正面図である。図１と対応する部材には符号１００を加え詳しい説明は省略する。容器本体１１２に蓋体１１４を装着するため、容器本体１１２の開口部１１８側の側面に係止片１３０が、蓋体１１４裏面に係止溝１３２が、それぞれ設けられている。上記係止片１３０の位置が、蓋体１１４の裏面に設けられた係止片挿入口１３４に位置するように、蓋体１１４を容器本体１１２の開口部１１８に装着する。その後係止片１３０が係止溝１３２にはまるように、蓋体１１４を回転させ、蓋体１１４と容器本体１１２とを結合する。また蓋体１１４と容器本体１１２の間には、Ｏリング収納部１２４が設けられ、ここにＯリング１１６が挟まれる。このＯリングは上記の実施形態と同様に形状記憶合金で形成され、上記同様に圧力容器１１０の密閉性及び耐圧性を高めている。また、蓋体の開閉方式としてワンタッチ蓋方式を用いているので、容器の開閉も容易に行なうことができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、圧力容器のシール材として形状記憶合金を用いたことで、開閉が簡単で、かつ耐圧性の高い圧力容器を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧力容器の斜視図及び断面図。
【図２】本発明の圧力容器の一実施形態の拡大断面図。
【図３】本発明の圧力容器の一実施形態の拡大断面図。
【図４】本発明の圧力容器の一実施形態の拡大断面図。
【図５】本発明の圧力容器の一実施形態の斜視図及び断面図。
【符号の説明】
１０  圧力容器
１２  容器本体
１４  蓋体
１６  Ｏリング
１８  開口部
２０  螺合溝
２２  螺合溝
２４  Ｏリング収納部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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