技術 箱型真空乾燥機

0001

本発明は、開口を有する密閉容器と、密閉容器の開口を開閉する扉と、その扉を揺動可能に支持する揺動手段とを備えた箱型真空乾燥機に関する。詳しくは、扉の開閉に要するスペースを大幅に削減できる箱型真空乾燥機に関する。

0002

被処理材を真空下で加熱して乾燥させる際に箱型真空乾燥機が利用される。その箱型真空乾燥機として、棚式の箱型真空乾燥機がある。

0003

図１は、従来の棚式箱型真空乾燥機を示す模式図であり、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は側面図である。同図に示す箱型真空乾燥機１０は、開口を有する密閉容器２０と、密閉容器２０の開口を開閉するための２枚の扉３０と、それらの扉３０を開位置から閉位置まで揺動可能に支持する揺動手段（ヒンジ機構５０）と、密閉容器２０が設置されるベッド２４とを備える。ここで、「閉位置」とは、扉を閉じた状態で扉が存在すべき位置を意味する。また、「開位置」とは、扉を開けた際に扉が揺動できる限界の位置を意味し、「開位置」は、一般的に、被処理材の出し入れが開口からスムーズに行えるように扉の開口の前方に扉が存在しない位置に適宜設定される。

0004

同図に示す箱型真空乾燥機１０の揺動手段は、ヒンジ機構５０である。そのヒンジ機構５０は、ボルト（図示なし）によって密閉容器２０の側壁の外面に固定された容器側連結部５１と、溶接によって扉３０の側縁に固定された扉側連結部５２と、揺動中心となるピン５３とで構成される。ピン５３は扉側連結部５２に固定され、そのピン５３を容器側連結部５１が揺動可能に支持する。これにより、揺動手段のヒンジ機構５０によって扉３０が開位置から閉位置まで揺動可能な状態で、密閉容器２０の側壁が扉３０に連結される。

0005

同図に示す揺動手段のヒンジ機構５０は、扉３０が開位置を超えて揺動するのを制限するため、ストッパー５４（同図（ａ）参照、同図（ｂ）では図示なし）が設けられている。同図に示す２枚の扉３０は、いずれも閉位置に位置し、２枚の扉３０のうちで右側の扉３０（同図（ａ）では下側に位置する扉）の開位置を同図（ａ）に想像線で示す。

0006

また、同図に示す箱型真空乾燥機は、密閉容器２０と扉３０とを密着させるために閉位置の扉２０を密閉容器３０に押し付ける押し付け機構（図示なし）と、密閉容器２０内の雰囲気を排気するポンプ（図示なし）と、被処理材が配置されたトレー（図示なし）を載置するために密閉容器２０内に配設された複数の棚２１とを備える。複数の棚２１は、それぞれ内部に加熱用熱媒体（例えば温水や蒸気）が流通する構造となっており、同図に示す箱型真空乾燥機は、棚２１に加熱用熱媒体を供給する配管２２と、棚２１の内部を流通した加熱用熱媒体を排出する配管２３とを備える。

0007

このような構成の箱型真空乾燥機を用いた乾燥処理は、例えば、以下の手順により行うことができる。
（１）扉３０を揺動させて開位置とした状態で被処理材を配置したトレーを棚２１に載置した後、扉３０を揺動させて閉位置に戻す。
（２）閉位置の扉３０を押し付け機構（図示なし）によって密閉容器２０に密着させた後、密閉容器２０内の雰囲気をポンプ（図示なし）によって排気して減圧または真空とする。
（３）その状態で、棚２１に加熱用熱媒体を流通させ、その伝熱・輻射によって被処理材を間接加熱して昇温させることにより、被処理材を乾燥させる。

0008

このような手順で乾燥処理が行われる箱型真空乾燥機は、真空下で加熱することから、低温にもかかわらず含水率を極めて低く抑えることができ、熱に弱い被処理材や酸化を嫌う被処理材の乾燥に好適である。

0009

箱型真空乾燥機に関して従来から種々の提案がなされており、例えば、特許文献１がある。特許文献１では、棚式の箱型真空乾燥機において、複数の棚を扉と組み合わせて床から支持するとともに、真空槽を台車構造として移動可能とすることが提案されている。これにより、台車構造の真空槽を移動させれば、複数の棚を真空槽から取り出すことができ、箱型真空乾燥機のメンテナンス性を向上できるとしている。

0010

特開２００４−１５０７８１号公報

0011

前述の通り、被処理材を真空下で加熱して乾燥させる際に箱型真空乾燥機が利用される。従来の箱型真空乾燥機では、ヒンジ機構の揺動手段によって扉を揺動可能に支持する場合がある。従来のヒンジ機構の揺動手段では、扉を開閉するため、具体的には、閉位置の扉を開位置まで揺動させるとともに開位置の扉を閉位置まで揺動させるため、一定のスペースを確保する必要がある。前記図１に示す箱型真空乾燥機では、扉を開閉するため、密閉容器の開口から距離Ｌ内の領域に他の設備を設置等することができず、密閉容器の開口から距離Ｌ分のスペースを確保する必要がある。

0012

しかし、箱型真空乾燥機を設置する際、様々な制約によって上記距離Ｌを確保できない場合がある。このため、箱型真空乾燥機では、扉を開閉するために必要なスペースを削減することが望まれていた。

0013

前記特許文献１では、扉を開閉するために必要なスペースを削減することについて、検討されていない。

0014

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、扉の開閉に要するスペースを大幅に削減できる箱型真空乾燥機を提供することを目的としている。

0015

本発明の要旨は、以下の通りである。

0016

（１）開口を有する密閉容器と、該密閉容器の開口を開閉する扉と、該扉を揺動可能に支持する揺動手段と、密閉容器内の雰囲気を排気するポンプとを備える箱型真空乾燥機であって、前記揺動手段が、扉を支持するためのアームと、密閉容器の側壁の外面とアームとを連結し、密閉容器に対してアームを鉛直軸回りに揺動可能とする第１ヒンジと、アームと扉の側縁とを連結し、アームに対して扉を鉛直軸回りに揺動可能とする第２ヒンジと、第２ヒンジによって扉が閉方向に揺動してアームに対する扉の角度が所定の角度となる時に第２ヒンジによる揺動を規制してアームに対する扉の角度を所定の角度で維持するとともに、その規制を自在に解除できるロック機構とを有することを特徴とする箱型真空乾燥機。

0017

（２）前記揺動手段が、さらに、第２ヒンジによって閉位置の扉が開方向に揺動するのを制限するストッパーを有することを特徴とする上記（１）に記載の箱型真空乾燥機。

0018

本発明の箱型真空乾燥機は、揺動手段がアーム、第１ヒンジおよび第２ヒンジを有することから、第２ヒンジと扉の先端（第１ヒンジと連結されていない側の側縁）との距離を短くした状態で扉を揺動できる。これにより、扉を揺動して開閉させるために必要な距離を大幅に削減できる。また、揺動手段がロック機構を有するので、扉を揺動して開閉させるための操作を容易に行うことができる。

0019

従来の棚式箱型真空乾燥機を示す模式図であり、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は側面図である。
本発明の箱型真空乾燥機の構成例を模式的に示す上面図であり、同図（ａ）は扉が閉位置にある状態、同図（ｂ）は扉が揺動する際にロック機構が作動する位置にある状態をそれぞれ示す。

0020

以下に、本発明の箱型真空乾燥機について、下記図２に示す構成例を参照しながら説明する。

0021

図２は、本発明の箱型真空乾燥機の構成例を模式的に示す上面図であり、同図（ａ）は扉が閉位置にある状態、同図（ｂ）は扉が揺動する際にロック機構が作動する位置にある状態をそれぞれ示す。同図に示す箱型真空乾燥機１０は、前記図１に示す箱型真空乾燥機において揺動手段を変更したものである。

0022

同図に示す箱型真空乾燥機の揺動手段は、扉を支持するためのＬ字型のアーム７０と、密閉容器２０に対してアーム７０を鉛直軸回りに揺動可能とする第１ヒンジ６０と、アーム７０に対して扉３０を鉛直軸回りに揺動可能とする第２ヒンジ８０と、所定条件で第２ヒンジ８０による揺動を規制してアーム７０に対する扉３０の角度を一定に維持するとともに、その規制を自在に解除できるロック機構とを有する。

0023

同図に示す第１ヒンジ６０は、密閉容器２０の側壁にボルト（図示なし）により固定された容器側連結部６１と、第１ピン６２と、アーム７０とで構成される。第１ピン６２はアーム７０の端部に固定され、容器側連結部６１が第１ピン６２をその軸を鉛直にした状態で揺動可能に保持する。これにより、密閉容器２０の側壁の外面とアーム７０とが連結されるとともに、密閉容器２０に対してアーム７０が鉛直軸回りに揺動可能となる。

0024

同図に示す第２ヒンジ８０は、アーム７０と、第２ピン８２と、扉３０の側縁に溶接により固定された扉側連結部８１とで構成される。第２ピン８２は第１ピンと反対側のアーム７０の端部に固定され、その第２ピン８２に扉側連結部８１が揺動可能に配設される。これにより、アーム７０と扉３０の側縁が連結されるとともに、アーム７０に対して扉３０が鉛直軸回りに揺動可能となる。

0025

このように本発明の箱型真空乾燥機は、揺動手段が第１ヒンジ６０および第２ヒンジ８０によって揺動可能とした状態でアーム７０を介して扉３０の側縁を支持する。

0026

ここで、本発明の箱型真空乾燥機では、第１ヒンジ６０または第２ヒンジ８０による揺動において、閉位置の扉３０が密閉容器２０の開口を超えることなく開口から遠ざかる方向を「開方向」とし、閉位置の扉３０が密閉容器２０の開口を超えて開口から遠ざかる方向を「閉方向」とする。同図（ａ）に第１ヒンジ６０の開方向および閉方向をアーム７０の両側に配置した矢印で示すとともに、第２ヒンジ８０の開方向および閉方向を扉３０の両側に配置した矢印で示す。同図に示す矢印には、開方向を示す矢印にハッチングを施し、閉方向を示す矢印にクロスハッチングを施す。

0027

同図に示す揺動手段のロック機構は、アーム７０の表面であって扉側連結部８１との接触面に配設されたアーム側穴９１と、扉側連結部８１の表面であってアーム７０との接触面に配設された扉側穴９２と、アーム側穴９１に挿入されて上下動可能な状態で保持されているロック用のピン（図示なし）と、ピン（図示なし）を押し上げるリフト機構（図示なし）とで構成される。

0028

アーム側穴９１と扉側穴９２とは、第２ヒンジ８０の揺動軸（第２ピン８２の軸）からの距離が同じであるので、第２ヒンジ８０によってアーム７０に対して扉３０が閉方向に揺動するとアーム側穴９１の軸と扉側穴９２の軸の位置が一致する時がある。この時、アーム側穴９１に上下動可能な状態で保持されているピン（図示なし）が落下し、ピンの下部が扉側穴９２に存在するとともにピンの上部がアーム側穴９１に存在する状態となる。これにより、第２ヒンジ８０によってアームに対して扉が３０揺動するのが規制され、アーム７０に対する扉３０の角度がアーム側穴９１の軸と扉側穴９２の軸の位置が一致する角度で維持される。

0029

一方、ロック機構による規制の解除は、リフト機構（図示なし）で落下したピン（図示なし）を押し上げて扉側穴９２から排出し、ピンをアーム側穴９１のみに位置させることにより実現される。このように同図に示すロック機構は、第２ヒンジ８０によって扉３０が揺動してアーム７０に対して扉３０が所定の角度となる時に第２ヒンジ８０による揺動を規制してアーム７０に対する扉３０の位置を所定の角度で維持するとともに、その規制を自在に解除できる。

0030

このような構成例を採用できる本発明の箱型真空乾燥機について、閉位置の扉を開位置まで揺動させる操作およびその際の揺動手段の動作を説明する。

0031

最初に、同図（ａ）に示すような閉位置の扉３０を操作し、密閉容器２０の開口と略平行な状態を維持しつつ扉３０を揺動機構により支持される側縁側に移動させる。これにより、第１ヒンジ６０によって密閉容器２０に対してアーム７０が開方向に揺動するとともに、第２ヒンジ８０によってアーム７０に対して扉３０が閉方向に揺動する。やがて、同図（ｂ）の右側扉３０のようにアーム側穴９１の軸と扉側穴９２の軸の位置が一致し、その時にロック機構が動作することにより第２ヒンジ８０の揺動が規制されてアーム７０に対する扉３０の角度が維持される。

0032

続いて、扉３０を操作し、第１ヒンジ６０によって密閉容器２０に対してアームを開方向に揺動させると、それに伴って第２ヒンジ８０によるアーム７０に対する揺動が規制された扉３０も揺動する。やがて、同図（ｂ）に想像線で示す右側扉３０のように扉３０が閉位置に到達する。

0033

このように動作する揺動手段を備えた本発明の箱型真空乾燥機は、揺動手段が上述のアーム７０、第１ヒンジ６０および第２ヒンジ８０を有する。これにより、閉位置の扉を開位置まで揺動させる際の初期に第１ヒンジ６０によってアーム７０を開方向に揺動させるとともに、第２ヒンジ８０によって扉３０を閉方向に揺動させることができる。これに伴って第２ヒンジ８０の揺動中心と扉３０の先端（第１ヒンジと連結されていない側の側縁）との距離が短くなる。その結果、閉位置の扉を開位置まで揺動させるために必要な距離Ｌを大幅に削減できる。

0034

同図（ａ）に示す従来の箱型真空乾燥機と比較すると、同図（ｂ）に示す本発明の箱型真空乾燥機は、扉を閉位置から開位置まで揺動させるために確保する必要がある距離Ｌを約４５％削減できる。

0035

また、本発明の箱型真空乾燥機は、揺動手段が上述のロック機構を有する。これにより、第１ヒンジ６０によってアーム７０を開方向に揺動させるとともに第２ヒンジ８０によって扉３０を閉方向に揺動させ、第２ヒンジ８０と扉３０の先端との距離が短くなった状態を維持できる。このため、その後の扉の操作、すなわち、第１ヒンジ６０によってアーム７０を開方向に揺動させるための扉の操作の際に、第２ヒンジ８０によってアーム７０に対して扉３０が揺動することがない。したがって、本発明の箱型真空乾燥機は、閉位置の扉を開位置まで揺動させる操作を容易に行うことができ、例えば、片手で開閉操作することも可能となる。

0036

上記説明では、閉位置の扉を開位置に揺動させる操作およびその際の動作を例に説明した。一方、開位置の扉を閉位置に揺動させる操作は、逆の順序で閉位置の扉を開位置に揺動させる操作を行えば良く、開位置の扉を閉位置に揺動する際の動作は、扉を閉位置から開位置に揺動する際の動作と逆の順序となる。

0037

具体的には、同図（ｂ）に想像線で示す右側扉３０のような閉位置の扉３０を操作し、第１ヒンジ６０によって密閉容器２０に対してアーム７０を閉方向に揺動させ、それに伴って第２ヒンジ８０によるアーム７０に対する揺動が規制された扉３０も揺動する。やがて、同図（ｂ）に示す右側扉３０のように、扉３０と密閉容器２０の開口が略平行な状態となる。

0038

続いて、ロック機構が有するリフト機構（図示なし）を操作し、第２ヒンジ８０によるアーム７０に対する扉３０の揺動の規制を解除する。この状態で、扉３０を第２ヒンジ８０に連結されていない側縁側に移動するように操作すると、第１ヒンジ６０によって密閉容器２０に対してアーム７０が閉方向に揺動するとともに、第２ヒンジ８０によってアーム７０に対して扉３０が開方向に揺動する。やがて、扉３０が閉位置に到達して同図（ａ）に示すような状態となる。

0039

このように開位置の扉が閉位置まで揺動する際も、本発明の箱型真空乾燥機は、揺動手段がアーム７０、第１ヒンジ６０および第２ヒンジ８０を有することから、揺動のために必要な距離Ｌを大幅に削減できる。また、揺動手段がロック機構を有するので、閉位置の扉を開位置まで揺動させる操作を容易に行うことができる。

0040

本発明の箱型真空乾燥機では、第２ヒンジ８０と扉３０の先端との距離を短くすることによって扉３０の開閉のために必要な距離Ｌを短くする観点から、ロック機構が第２ヒンジ８０による揺動を規制する角度を可能な限り大きくするのが好ましい。ただし、ロック機構が第２ヒンジ８０による揺動を規制する角度を大きくするのには、前記図２に示すような構成例ではアーム７０と扉３０の干渉等から、限界がある点に留意する必要がある。

0041

本発明の箱型真空乾燥機は、揺動手段が、さらに、第２ヒンジ８０によって閉位置の扉が開方向に揺動するのを制限する第２ストッパー８３を有するのが好ましい。これにより、扉を開閉する際に誤操作を防止できるとともに、操作がより容易となる。

0042

本発明の箱型真空乾燥機は、揺動手段が、さらに、第１ヒンジ６０によって扉３０が開位置を超えて揺動するのを制限する第１ストッパー６３を有するのが好ましい。これにより、扉を開位置で停止できるとともに、扉３０やアーム７０が密閉容器２０の側壁と衝突するのを防止できる。

0043

本発明の箱型真空乾燥機によれば、前述の通り、扉を揺動して開閉させるために必要な距離を大幅に削減できるとともに、その操作を容易に行うことができる。このような本発明の箱型真空乾燥機は、医薬品や食品、化学工業薬品、電子材料等の乾燥処理に有効に利用することができる。

0044

１０：箱型真空乾燥機、 ２０：密閉容器、 ２１：棚、
２２：加熱用熱媒体の供給用配管、 ２３：加熱用熱媒体の排出用配管、
２４：ベッド、 ３０：扉、 ５０：ヒンジ機構、 ５１：容器側連結部、
５２：扉側連結部、 ５３：ヒンジ機構のピン、 ５４：ヒンジ機構のストッパー、
６０：第１ヒンジ、 ６１：容器側連結部、 ６２：第１ピン、
６３：第１ストッパー、 ７０：アーム、 ８０：第２ヒンジ、
８１：扉側連結部、 ８２：第２ピン、 ８３：第２ストッパー、
９１：アーム側穴、 ９２：扉側穴