| 【発明の名称】 |
揺動開閉式圧力容器 |
| 【発明者】 |
【氏名】土屋 好文
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| 【要約】 |
【課題】圧力洗浄処理容器におけるシ−ル設定・解除の非迅速性を解消する。
【解決手段】胴体３７を内装ロ−タリ−シリンダ−３５とで構成され、当該ロ−タリ−シリンダ−３５の中央部に軸方向直交の非円形貫通処理物格納室３６を設けると共に前記胴体３７に該格納室３６に連通の開口３８を設け、他方、該胴体３７上、下部に該格納室３６連通ラインと直交させて該格納室３６に連通する溶媒入、出口３９ａ，３９ｂを設け、該ロ−タリ−シリンダ−を３５直角揺動制御するとした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】胴体と内装ロ−タリ−シリンダ−とで構成され、当該ロ−タリ−シリンダ−の中央部に軸方向直交の非円形貫通処理物格納室を設けると共に前記胴体に該格納室に連通の開口を設け、他方、該胴体上、下部に該格納室貫通ラインと直交させて該格納室に連通する溶媒入、出口を設け、該ロ−タリ−シリンダ−を直角揺動制御するとしたことを特徴とする揺動開閉式圧力容器。
【請求項２】胴体の開口縁に、ロ−タリ−シリンダ−の揺動で押し上げられてくる汚物を系外に排出する吸引管を設けた請求項１記載の揺動開閉式圧力容器。
【請求項３】ロ−タリ−シリンダ−の両端部に加熱用の湯道を設けた請求項１記載の揺動開閉式圧力容器。
【請求項４】胴体を横長体にして２つのロ−タリ−シリンダ−を隣接配位すると共に該胴体内に穿設の互いの出、入口を連通させて試料が２つのロ−タリ−シリンダ−を通過するものとし、２つの処理工程を同時処理可能とした請求項１記載の揺動開閉式圧力容器。
【請求項５】縦長胴体と中位の内装ロ−タリ−シリンダ−と上、下位の揺動制御のプラグシリンダ−を有する溶媒供給槽と受液槽とで構成され、当該ロ−タリ−シリンダ−の中央部に軸方向直交の非円形貫通処理物格納室を設けると共に前記胴体に該格納室に連通の開口を設け、他方該プラグシリンダ−には該格納室上、下の該胴体内に穿孔された格納室貫通ラインと直交の溶媒入、出口と連通する１以上の各種大きさのスリット孔を設け、該ロ−タリ−シリンダ−を直角揺動制御するとしたことを特徴とする揺動開閉式圧力容器。
【請求項６】プラグシリンダ−の軸方向に長スリット孔と円周方向に位置を変えて小スリット孔を設け、プラグシリンダ−の揺動位置制御手段により、スリット孔の選択を行い、格納室への溶媒の急速供給とシャワ−供給ならびに、格納室から受液槽への急速移動、受液槽の高圧ガスを小スリット孔より格納室へ送り込み格納室内の攪拌を可能とした請求項５記載の揺動開閉式圧力容器。
【請求項７】請求項５における供給槽の長スリット孔の連通度合を制御することで格納室への溶媒の移動投入量をコントロ−ルするとした溶媒投入量微細コントロ−ル方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力洗浄処理容器、詳しくは試料の装入及び取り出し、高圧に対するシ−ルの設定と解除が容易で、溶媒の利用効率に優れる圧力洗浄処理容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、特開平５−４７７３２号公報には、典型的な超臨界流体を用いる精密洗浄装置が紹介されている。すなわち、図１５に示される如く、耐圧洗浄容器１と、超臨界流体供給手段２と、超臨界流体回収装置３とを備え、耐圧洗浄容器１は、上方を開口すると共に内部に被洗浄物を収容する空間を備えた洗浄容器本体４とこの洗浄容器本体４の開口部を気密に封止する圧力容器カバ−５とを備えてなり、この圧力容器カバ−５の底面には、被洗浄物であるシリコン基板を互いに間隔を設けて配置し、収容することができる例えば金属フレ−ム６を懸垂する。超臨界流体供給手段２は、液化二酸化炭素タンク７と、この液化二酸化炭素を送り出す昇圧ポンプ８と、昇圧ポンプ８により送り出されてきた液化二酸化炭素を４０°Ｃ以上に加熱してこの液化二酸化炭素を超臨界状態にする加熱器９と、圧力変換器１０および導入ライン１１とを有する。なお１２で示されるのは逆止弁であり、１３で示すのはバルブであり、１４で示されるのはラプチャ−ディスクである。
【０００３】超臨界流体回収装置３は、前記耐圧洗浄容器１における空間の底部から前記超臨界流体供給手段２におけるバルブ１３と昇圧ポンプ８との間のラインに結合される循環ライン１５と、この循環ライン１５の途中に設けられると共に超臨界状態の二酸化炭素中の不純物を除去するフィルタ−１６と、フィルタ−により不純物が除去された二酸化炭素を液化する冷却器１７とを備える。なを、１８はバルブであり、１９は逆止弁である。
【０００４】この精密洗浄装置を使用しての洗浄は、圧力容器カバ−５における金属フレ−ム６にシリコン基板をセットしてから、圧力容器カバ−５を洗浄容器本体４の開口部に気密に装着する。次いで、液化二酸化炭素タンク７から液化二酸化炭素を昇圧ポンプ８により加熱器９に送り、この加熱器９で二酸化炭素を４０°Ｃ以上の超臨界状態にし、耐圧洗浄容器１内に圧入することにより超臨界状態の二酸化炭素を耐圧洗浄容器１に供給する。
【０００５】耐圧洗浄容器１内では、超臨界状態となった二酸化炭素がシリコン基板と接触し、シリコン基板に付着する水分、有機物その他の不純物が二酸化炭素中に溶解する。この精密洗浄装置は、バッチ式の洗浄装置であるので、耐圧洗浄容器１内に超臨界状態となった二酸化炭素を圧入してから所定時間の経過後に、耐圧洗浄容器１内の超臨界状態の二酸化炭素を抜き出し、混入した固形分や液滴をフィルタ−１６で除去する。固形分や液滴の除去された超臨界状態の二酸化炭素は、冷却器１７により液状の二酸化炭素にし、これを昇圧ポンプ８とバルブ１８との間のラインに戻して、耐圧洗浄容器１内から回収した二酸化炭素を再利用する。洗浄後、耐圧洗浄容器１における圧力容器カバ−５を洗浄容器本体４から外すことにより、精密洗浄されたシリコン基板を得る。
【０００６】叙上の容器１の対高圧シ−ルは容器カバ−５の締め付けロックに頼るものであり、重量体となる該カバ−５を鉛直方向について移動させ、かつ、強固な締め付けとこれの解除をとり行なう作業は迅速性は期し得ず、手間と労力を要するものであり、容器カバ−５の開閉動のための無視し得ない広さのスペ−スを容器１周辺に確保しなければならない。
【０００７】一方、容器を横型とし、蓋（容器カバ−）を横開き式として蓋についての重量支持を不必要とし、試料の出し入れを簡便な水平移動でなすとしたもの（図示省略）もあるが、前記のものと同様蓋の開閉動のために容器周辺にスペ−スを確保しなければならない不利は解消されないとし、開閉の非迅速性、手間と労力を要する点も変わらない。
【０００８】試料の出し入れを水平移動でなしつつ対高圧シ−ルについての締め付けと解除を機械化したものが、実公平４−４０５８２号、実公平４−２９１５９号、実公平４−５８０６号に一連のものとし提案され図１５に示されている。図において、２０は筒状体（以下外筒と言う）であって圧力容器の胴体を構成している。この外筒２０は共通ベッド２１上に設置されている。２２，２２’は外筒２０の左右両開口部内に緊密に嵌入される蓋であって、タイロッド２３により、互いに向き合った状態でかつ両者が同時に外筒２０の左右両開口部内に、該開口部内面に取付けられたパッキン２４（シ−ル面は同一寸法のもの）を介して緊密に嵌入されるような距離を置いて結合されている。このタイロッド２３は圧力容器の内圧により蓋２２，２２’が飛び出すのを防止する役目を果している。
【０００９】タイロッド２３の空間部にはたとえば金網製の試料収納容器２５が取付けられる。右側蓋２２には、外筒２０の長軸方向に互いに平行に延びかつ軸受２６により支持された２本の案内軸２７及びエアシリンダ−２８のピストンロッド２９が固設されている。
【００１０】一方、左側蓋２２’の端面側の下部には、二つのガイド３０が取り付けられ、共通ベッド２１上に互いに平行に延びる如く固設された２本の案内軸３１に夫々係合して案内されるようになっている。前記した左右の蓋２２，２２’、タイロッド２３、試料収納容器２５、案内軸２７、カイド３０は一体物となっており、エアシリンダ−２８のピストンロッド２９の作動により図において左右方向に摺動する。この摺動に際して、右側蓋２２は案内軸２７の軸受２６により、左側蓋２２’はガイド３０の案内軸３１によりガイドされている。
【００１１】なお、外筒２０には、高圧流体入口弁３２、高圧流体出口弁３３、バ−ジ弁３４が設けられ、、しかして之等の弁は配管に接続されている。しかして、シリンダ−２８による水平動でシ−ル設定・解除並びに試料の出し入れが機会的になし得る。このものは機械的操作で全てが済み一見合理的であるが、圧力容器たる外筒２０の軸線上前後に一列状に各機器が配置されて長尺化するので依然として容器周辺にスペ−スの補保が要求されること、対高圧シ−ル設定・維持さらには解除は全面的にシリンダ−に依存し、当該シ−ルも楔機溝であるので迅速性に欠け、頻繁な使用には不向きであること等の難点がみられる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】叙上の如く、既存のすべての超臨界流体使用の圧力洗浄容器について指摘されることであるが、対高圧シ−ルの設定・解除の非迅速性と容器周辺に要求されるスペ−スが危険ゾ−ンであることは極めて重要な事項である。また、この種のバッジ式処理槽にあっては、溶媒の出入りは接続の配管を介してのものとなっているが、一回の洗浄毎に超臨界流体の完全なる排出（残留すると安全に開蓋し得る圧にまで降下せず、かつ、気化熱を奪って被洗浄物を冷やし、結露をもたらす）と再充填が必要であるが、これはいずれも配管を介してなされるものであるので、極めて移動量は少なく、長時間を要する。
【００１３】この渋滞中超臨界流体中に含まれる原料ボンベ内壁の錆分や溶出分の微細粒子等は機器壁面に付着するチャンスが与えられる（特に管路の屈曲、狭隘部がひどい）ので、頻繁なメンテが不可欠で、満足な連続処理がなし得ないのが実情である。さらには、耐圧のため円筒形の容器にしているが、試料を格納したバケットは容器外での載置安定上断面非円形であり、かつ、容器に対して遊嵌されるものであることから、この不一致は容器内において、溶媒が試料に十分に接し得ないデッドゾ−ンが生じ、投入溶媒を存分に利用し得ない不利があり、前記溶媒移動性の低さと相伴なって実用上の重大な難点となっている。
【００１４】本発明は、叙上の事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、試料の出し入れの容易さはもとより容器周辺の危険ゾ−ンの解消、対高圧シ−ル設定・解除の迅速化と溶媒の有効利用化とを実現した新規な圧力容器を提供することにある。さらには、叙上機能に加えて溶媒の出し入れを渋滞なく迅速に移動し得て器壁へのゴミ付着を低減するばかりでなく、種々の洗浄操作が可能な圧力容器を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明の揺動開閉式圧力容器は、胴体と内装ロ−タリ−シリンダ−とで構成され、当該ロ−タリ−シリンダ−の中央部に軸方向直交の非円形貫通処理物格納室を設けると共に前記胴体に該格納室に連通の開口を設け、他方、該胴体上、下部に該格納室貫通ラインと直交させて該格納室に連通する溶媒入、出口を設け、該ロ−タリ−シリンダ−を直角揺動制御するとしたものである。
【００１６】縦長胴体と中位の内装ロ−タリ−シリンダ−と上、下位の揺動制御のプラグシリンダ−を有する溶媒供給槽と受液槽とで構成され、当該ロ−タリ−シリンダ−の中央部に軸方向直交の非円形貫通処理物格納室を設けると共に前記胴体に該格納室に連通の開口を設け、他方該プラグシリンダ−には該格納室上、下の該胴体内に穿孔された格納室貫通ラインと直交の溶媒入、出口と連通する１以上の各種大きさのスリット孔を設け、該ロ−タリ−シリンダ−を直角揺動制御するとしたものである。
【００１７】
【作用】胴体内に抱持された貫通格納室を有したロ−タリ−シリンダ−は、回動自在であり、胴体の開口と貫通格納室とを連通することも、ロ−タリ−シリンダ−の、上、下の溶媒入・出口と格納室とを連通することもスム−ズになし得る。出入り部材がなく、設置スペ−スは少なくて良い。
【００１８】この際の胴体の開口が、ロ−タリ−シリンダ−貫通格納室の側壁で閉塞された態様が溶媒注入の高圧時となるが、該側壁に加わる内圧は該開口部周囲の胴体部がバックアップする形態となり、合理的な耐圧性を奏する。ここに、シ−ル設定・解除が迅速な、そして、開閉部材が外方に突き出ることのない危険ゾ−ンを発生させない圧力容器が提供される。
【００１９】また、洗浄室となる格納室は非円形でバケット等の角形の処理物に対して空隙を発生させることが少なく投入の溶媒は確実に処理物に接触し得、利用効率が高い。さらに、縦長胴体に組み込まれ、上、下に溶媒供給槽と受液槽とを配したものにあっては、各種大きさのスリット孔の使い分けで、大なる場合には渋滞なしのゴミ付着なしの溶媒移動、小なる場合にはシャワ−態様で投入や気相の逆流制御でバブリング現象の具現等の操作が自在となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１〜７に基いて説明する。図中３５は軸方向に直交する格納室３６を中央部に貫通設したところの横置きのロ−タリ−シリンダ−で、これは、両端部をはみ出し態様に胴体３７に軸受抱持させている。
【００２１】当該胴体３７の側部には該格納室３６と連通する開口３８が設けられると共に天板３７ａと底板部３７ｂには溶媒入口３９ａ，溶媒出口３９ｂが夫々設けられている。該胴体３７は支持脚４０でベ−ス４１上に支持され、該ロ−タリ−シリンダ−３５の両端はみ出し部は架台に取り付けのドラム受けロ−ラ−４２，…で回動可能に支持されている。図１，２と図３，４とはロ−ラ−４２が異なる（大，小）ものを示す。
【００２２】ロ−タリ−シリンダ−３５の側端面には架台フレ−ム等に取り付けの一対の直交配置のドラム揺動シリンダ−４３，４３がロ−タリ−シリンダ−３５を直角揺動制御し得るように取り付けられている。図中４４，４５はロ−タリ−シリンダ−３５と胴体３７との間に介配手当てされるシ−ル用のＯリングである。
【００２３】また、４６は付着するを良しとする胴体３７バックアップ補強のためのスライド式補強リングである。しかして、図５に示す如く、製品（被洗浄物）を格納したバケット４７を開口部３８と格納室３６とが連通した状態にて外部から該格納室３６に収まるように送り込み（イ）、次いで、ロ−タリ−シリンダ−３５をシリンダ−４３，４３で直通揺動させて格納室３６が開口３８とは閉じ、溶媒入口３９ａ，溶媒出口３９ｂとは通じる態様にしする（ロ）。
【００２４】なを、バケット４７底面に付設のキャスタ−４８は、超臨界流体に侵されるおそれのないテフロン製滑車で胴体３７内壁面を傷付けないためのものである。（ロ）の態様にて、超臨界流体を充填して洗浄が行われる（ハ）。非円形でバケット４７とほぼ相対形の格納室３６は投入溶媒の有効利用が奏し得る。
【００２５】洗浄後、ロ−タリ−シリンダ−３５を元の（イ）に戻す態様にて直角揺動させて、バケット４７を取り出す（ニ）。しかして、ここに設置スペ−スをとらずコンパクトで、製品の出し入れが横移動で簡易で、シ−ル開閉操作に何ら大負荷を要することなく迅速になし得、危険ゾ−ンを生せず、溶媒の有効利用の期し得る新規な揺動開閉式圧力容器が提供される。
【００２６】
【実施例】図６は胴体３７を角型ブロックにすると共にロ−タリ−シリンダ−３５の復帰動に際して開口３８に押し上げされる汚物を直ちに系外に排出させるための吸引管４９を設けたものを示す。これによりロ−タリ−シリンダ−３５と胴体３７と間の摺動部への微細ゴミ等の汚物の混入を阻止できる。
【００２７】図７はロ−タリ−シリンダ−３５両端の密実部を利用して加熱用の湯道５０を確保するとしたものを示す。加熱体を室内に配せずに済み好ましい。図８は、既述の図１〜７が全てロ−タリ−シリンダ−３５が横置きの例ばかりなので、縦置きも可能であることを示すべく紹介したものである。溶媒入口３９ａ，出口３９ｂが胴体３７の側面配位となり、開口３８と格納室３６は縦長となり、パイプ等の長尺体の縦流洗浄に好適である。
【００２８】図９は、胴体３７を横長のダブル組み込み体３７’とし、２つのロ−タリ−シリンダ−３５，３５を隣接配位するとし、かつ、相互の出入口を連通路３８’として、前工程を流洗浄、後工程をリンスと連続処理可能としたものを示す。このものにあっては、前を油脂分を洗うためのエントレ−ナ−入り、後を仕上げ洗いと出来て好適である。
【００２９】図１０〜１４は洗浄室前後の連絡が配管路によるための溶媒の渋滞や微細ゴミの付着を解消したものを示し、縦型の胴体３７”の中央に開口３８を設けると共にロ−タリ−シリンダ−３５を組み込みする。そしてその上、下位に溶媒供給槽５１、受液槽５２を配するとしたものである。但し、このものにおける溶媒入口３９ａ’、溶媒出口３９ｂ’は渋滞なき流動を図るべく長孔のスリット孔に形成する。
【００３０】そして、上記供給槽５１はレバ−５３で揺動操作されるプラグシリンダ−５４を有し、該溶媒入口３９ａ’と合致連通する長スリット孔５５並びに小スリット孔５５’が設けられている。同様に下位の受液槽５２もレバ−５６で揺動操作されるプラグシリンダ−５７を有し、該溶媒出口３９ｂ’と合致連通する長スリット孔５８並びに小スリット孔５８’が設けらている。
【００３１】しかして、少なくとも洗浄室前後の工程中にあって、長スリット孔５５，５８を使用の場合には、無配管のもと、一気の溶媒の移動で、溶媒の渋滞は生じることがないために、機器壁への微細ゴミの付着が生じ難い。なを、図中５９はロ−タリ−シリンダ−３５操作用のレバ−、６０は冷却パイプ、６１は温調パイプを夫々示す。
【００３２】図１０，１１における回動用レバ−５３，５９，５６は図１２〜１４に示す如くシリンダ−４３，…としても良い。また、溶媒移動に際して移動をすみやかにすべく各槽間を等気圧に設定すべく気・気間連通管路６２が設られねばならない。図中６３、…は前記連通管路６２中のバルブ，６４はフィルタ−を示す。
【００３３】図１１中に長スリット孔５５と共に設けられた小スリット孔５５’は供給槽５１にあっては、格納室３６内にシャワ−状の溶媒投入を可能とし、受液槽５２にあっては高圧気相を格納室３６にノズル吹き上げし得る。なを、この際、格納室３６中の気相をバルブ６３の適宜操作にて外部に逃がしながら行なうと気化の連続する強いバブリングが可能となる。
【００３４】また、長スリット孔５５の連通度合制御によっては、溶媒の移動速度コントロ−ルが微細に可能であり、最適な投入量コントロ−ルが可能であり便利である。
【００３５】
【発明の効果】本発明は、以上の如く構成されるので、以下の如き効果を奏する。試料の出し入れの容易さはもとより、シ−ルの設定・解除が迅速になし得ると共にコンパクトであり、危険ゾ−ンを生じないので安全である。そして、溶媒利用効率が高いので溶媒使用量しいては移送量も少なくて済む。
【００３６】また、これに加えて請求項５の発明にあっては、溶媒の迅速投入、排出が期し得て、機器壁への微細ゴミの付着が阻止し得て、メンテの軽減、連続操業が可能となる。ここに既存の圧力容器の難点を一掃した新規容器が提供される。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２１８６１６
【氏名又は名称】土屋 好文
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| 【出願日】 |
平成１１年３月３０日（１９９９．３．３０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７６５９８
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 一豊
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２８３２９２（Ｐ２０００−２８３２９２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１０月１３日（２０００．１０．１３） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−８７５４４ |
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