JP2001219991A - ガスホルダ用シール部構造及びガスホルダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】シール材の寿命を延長できるシール部構造及び
そのシール部構造を備えたガスホルダを提供することを
課題としている。 【解決手段】ガスホルダ本体１の側壁内面５ａとピスト
ン２との間をシールするシール部構造である。そのシー
ル部構造は、上記側壁内面５ａに摺接するシール材６
と、当該シール材６を保持する保持具７と、ピストン２
に支持されると共に上記保持具７に連結して当該保持具
７を側壁５に向けて押し付けるする押圧部材１３とを備
える。上記押圧部材１３は、上記保持具７に対し上下方
向へ回動不能な状態で連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄鋼業や化学工業
などの分野において、発電所、加熱炉、調理用器具など
の設備でエネルギーとして消費される燃料ガスを貯蔵・
配給するための可変容量式のガスホルダに係り、特に容
量を可変にするためのピストンとガスホルダ本体側壁内
面との間をシールするシール部構造、及びそのシール部
構造を備えたガスホルダに関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスホルダは、全体概要構成図である図
４に示すように、ガスを収容する筒状のガスホルダ本体
１内にピストン２が配置され該ピストン２より下方の空
間がガス室３を構成する。そして、当該ピストン２が上
下動することで、ガス室３の容量が変化して内圧を調整
している。上記ピストン２の外周部は、シール部４を介
してガスホルダ本体１の側壁内面５ａに摺接すること
で、当該ピストン２とガスホルダ本体１の側壁内面５ａ
との間のシールが行われている。

【０００３】上記シール部４の従来構造は、図５に示す
ように、ガスホルダ本体１の側壁内面５ａに摺接するシ
ール材６のピストン２側にシール材６を保持する保持具
７が設けられ、その保持具７を押圧手段８で上記側壁内
面５ａに押し付けている。また、上記ピストン２と上記
保持具７との間に可撓性のキャンバス９が敷設され、そ
のキャンバス９上面とピストン２外周面と側壁内面５ａ
との間の空間に潤滑油１０が貯留されている。この潤滑
油１０の存在によって側壁内面５ａに沿った上記シール
材６の摺動が滑らかになる。

【０００４】上記従来の押圧手段８を次に説明する。ピ
ストン２の端面から側壁５側に張り出す押圧部取付け用
ブラケット１１に対して、回動板１２が上下方向にのみ
回動可能にピン結合される。その回動板１２の下部に、
押圧部材１３の一端部１３ａが上下方向に回動可能にピ
ン結合されている。押圧部材１３は、上記保持具７に向
けて水平に延び、その先端部１３ｂが、当該保持具７に
対し上下方向に回動可能な状態でピン結合される。ま
た、上記回動板１２の上部にワイヤ１４の下端部が固定
され、当該ワイヤ１４の上端部にカウンタウエイト１５
が連結し、当該カウンタウエイト１５によって上記ワイ
ヤ１４が上方に引っ張られて、回動板１２に上方への回
転力が負荷される。この結果、てこの原理によって、カ
ウンタウエイト１５に応じた荷重で上記押圧部材１３が
側壁５に向けて押し付けられ、保持具７を介しシール材
６が側壁内面５ａに押し付けられるようになっている。

【０００５】また、上記シール材６の上部には、吊りロ
ッド１６の下端部がピン結合している。吊りロッド１６
は上方に延び、その上端部がロッド取付け用ブラケット
１７を介してピストン２に支持されている。この吊りロ
ッド１６は、シール材６の位置決めを行う役割をしてい
て、ピストン２に対するシール材６の上下方向への変位
を抑えている。

【０００６】なお、符号１８はピストン２昇降時のガイ
ドローラを表している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記押圧手段８を備え
たシール部構造では、保持具７が押圧手段８の押圧部材
１３によって水平に押圧されることで、シール材６は、
側壁内面５ａに対しほぼ垂直に押し付けられる。しかし
ながら、例えば、ピストン２の下降動作時を考えると、
シール材６と側壁内面５ａとの間の摩擦力によって、シ
ール材６の摺接面に対し上方に向かう外力が作用する。
この上下方向の外力と上記押圧手段８（押圧部材１３）
からの押圧とによって、保持具７及びシール材６に対し
上方に向かう回転力が作用する。同様な理由から、ピス
トン２の上昇動作時には、保持具７及びシール材６に対
し下方に向かう回転力が作用する。なお、保持具７及び
シール材６には、下面に上方に向かうガス圧がガス室３
から作用すると共に上側から下方に向かう潤滑油１０の
荷重も作用している。

【０００８】このとき、上記従来のシール部構造にあっ
ては、押圧部材１３に対して保持具７が上下に回動自在
に連結、つまり上下方向に首振り自在に連結しているた
めに、ピストン２下降時に、上方への回転力によって保
持具７が上方に回動変位してシール材６の摺接面が傾
き、当該摺接面における下側部分の圧が大きくなって、
シール材６の下側が優先的に偏摩耗してしまう。

【０００９】ここで、保持具７の位置決めを行う吊りロ
ッド１６は、当該シール材６及び保持具７の上下方向へ
の回動を抑える働きをする。つまり、ピストン２の下降
動作によってシール材６に上方への荷重が負荷される場
合には、当該吊りロッド１６に圧縮方向の力が掛かるこ
とでシール材６の上方への回動を阻止し、また、ピスト
ン２の上昇によってシール材６に下方への荷重が負荷さ
れる場合には、当該吊りロッド１６に引張方向の力が付
与されることでシール材６の下方への回動を阻止する。
このように吊りロッド１６によって、保持具７及びシー
ル材６の上下方向の回動変位は抑えられるはずである。
しかし、吊りロッド１６は、引張方向の力に対しては軸
が横方向に撓むことはないが、圧縮方向の力に対して
は、荷重が大きい場合等には軸が横方向に撓むことで上
下両端部の距離が変化する。このため、上記ピストン２
下降時において、保持具７に上方への回動変位が発生し
てシール材６が傾斜して上記問題が発生する。一方、ピ
ストン２上昇時には、吊りロッド１６によって保持具７
の下方への回動変位が抑えられる。

【００１０】この結果、ピストン２が上下ストロークを
繰り返す度に、上述のように、シール材６の下側のみが
優先的に偏摩耗する。偏摩耗が進行すると、ピストン２
下降時にシール材６の下側に配置されている金具１９が
側壁内面５ａに摺接して当該側壁内面５ａに擦り傷が生
じる。したがって、この偏摩耗によってシール材６の寿
命、つまりシール材６の取替周期が短く規制されるとい
う問題がある。

【００１１】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、シール材の寿命を延長できるシール部
構造及びそのシール部構造を備えたガスホルダを提供す
ることを課題としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のうち請求項１に記載した発明は、ガスホル
ダ本体の側壁内面に沿って上下動するピストンと当該側
壁内面との間をシールするシール部構造であって、上記
側壁内面に摺接するシール材と、当該シール材を保持す
る保持具と、ピストンに支持されると共に上記保持具に
連結して当該保持具を側壁に向けて押し付ける押圧部材
とを備えるガスホルダ用シール部構造において、上記押
圧部材を、上記保持具に対し上下方向へ回動不能な状態
で連結することを特徴とするガスホルダ用シール部構造
を提供するものである。

【００１３】また、請求項２に記載した発明は、請求項
１に記載したガスホルダ用シール部構造を備えることを
特徴とするガスホルダを提供するものである。本発明に
よれば、保持具と押圧部材とを上下方向に回動不能な状
態で連結しているので、保持具は、押圧部材との連結点
まわりに上下方向に回動変位することが無くなり、当該
回動変位に基づくシール材の偏摩耗が防止されて、つま
り、摺接面の一部分にのみ大きな圧が負荷されることが
防止されて、シール材の摺接面がより均一に摩耗して、
寿命が向上する。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照しつつ説明する。なお、上記従来例と同様な
部品などについては同一の符号を付して説明する。本実
施形態のガスホルダの基本構成は、全体概要図である図
４に基づき説明した従来例の構造と同様である。なお、
図４中、符号１９はピストン２上部に保守点検のため出
入するゴンドラを表している。

【００１５】また、図１は、本実施形態に係るシール部
構造を説明するための全体概念図であり、図２はシール
部構造の部分拡大図である。そのシール部構造につい
て、次に説明する。シール部構造は、図１，図２に示す
ように、ガスホルダ本体１の側壁内面５ａに摺接するシ
ール材６と、そのシール材６を保持するための保持具７
と、当該保持具７を側壁５側に押し付ける押圧手段８と
を備える。

【００１６】上記シール材６は、上下に積層された複数
枚のシールゴム２０を最上部及び最下部に、それぞれ板
材２１が配置され、当該一対の板材２１間を上記シール
ゴム２０を貫通する棒材（不図示）で連結することで構
成されている。なお、図２中、符号２２は後述の保持具
７から突出した嵌挿板で、当該嵌挿板２２を上下のシー
ルゴム２０で挟持させることで、保持具７をシール材６
に対し一体的に連結するものである。なお、シール材の
保持方法は、他の方法であっても構わない。

【００１７】上記シール材６の上側の板材２１には、吊
りロッド１６の下端部がピン結合している。その吊りロ
ッド１６は、上方に延びて上端部を、ピストン２の端面
から張り出したロッド取付け用ブラケット１７の先端部
にピン結合している。この吊りロッド１６によって、シ
ール材６は、ピストン２に対する上下方向の相対変位が
拘束されると共に、側壁内面５ａに常に沿った位置に位
置決めされる。

【００１８】また、保持具７は、図２及び図３に示すよ
うに、上記シール材６を挟んでピストン２側に配置さ
れ、上述の嵌挿板を介して上記シール材６と一体的にな
っている。その保持具７には、ピストン２側に突出する
縦板７ａを有し、当該縦板７ａに押圧手段８が連結す
る。押圧手段８は、図１に示すように、回動板１２、押
圧部材１３、ワイヤ１４、及びカウンタウエイト１５を
備える。

【００１９】回動板１２は、ピストン２の端面から側壁
５側に張り出す押圧部取付け用ブラケット１１に対し上
下方向にのみ回動可能にピン結合されることでピストン
２に支持されている。その回動板１２の下部に、押圧部
材１３の一端部１３ａが上下方向に回動可能にピン結合
されている。押圧部材１３は、上記保持具７に向けて水
平に延び、その先端部１３ｂを、当該保持具７に連結し
ている。

【００２０】上記押圧部材１３の先端部１３ｂは、上記
保持具７の縦板７ａに剛に連結している。図３はその結
合方法の一例である。この図３の例では、一対の板材２
３で上記縦板７ａを左右から挟み込んでボルト止めする
と共に、当該板材２３の側壁５側の端面２３ａを保持具
７に当接させることで、押圧部材１３が、確実に保持具
７に対し上下方向へ回動不能な状態で連結している。

【００２１】また、上記回動板１２の上部にワイヤ１４
の一端部が接続されている。そのワイヤ１４は、上方に
延び、滑車２４を介してピストン２上面側に延びてカウ
ンタウエイト１５に接続されている。ここで、符号１８
はピストン２をガイドするガイドローラである。また、
符号９は、可撓性のキャンバス９であり、当該キャンバ
ス９は、ピストン２下端部と上記押圧部材１３の先端部
との間の空間に架設されて、当該キャンバス９の上側に
潤滑油１０が貯留可能となっている。

【００２２】次に、上記構成のシール部構造における作
用・効果等について説明する。カウンタウエイト１５の
重量によって、ワイヤ１４が上方に引っ張られること
で、回動板１２に上方に向かう回転力が作用し、この回
転力によって押圧部材１３は側壁５側に押し付けられ
て、保持具７を介してシール材６が所定圧力で側壁内面
５ａに摺接する。これによって、ピストン２と側壁５と
の間がシールされる。

【００２３】この状態で、貯留しているガス量の減少に
応じてピストン２が下降するとき、シール材６の摺接面
に上方に向かう力が作用することで、シール材６及び保
持具７に押圧部材１３の先端部周りの上方への回転力が
負荷される。このとき、本実施形態にあっては、押圧部
材１３は、保持具７に対して剛に結合しているため、す
なわち、回転不能な状態で連結されているため、当該押
圧部材１３と保持具７との連結点周りに、保持具７及び
シール材６が上方に回動変位することが防止される。こ
の結果、ピストン２が下降する際におけるシール材６の
上方への傾きが小さく抑えられて、当該シール材６の偏
摩耗が無くなるか、若しくは大幅に小さくなる。

【００２４】このため、ピストン２昇降時においてもシ
ール材６の摺接面全面にほぼ均等に圧が負荷されること
で、シール材６の摺接面全面が均等に摩耗する。この結
果、シール材６の寿命が延び、当該シール材６の取替周
期がが長くなる。このように、本実施形態では、シール
材６の取替周期が長くなることでガスホルダの保守点検
周期を長く設定することが可能となる。

【００２５】ここで、上記実施形態では、カウンタウエ
イト１５によって回動板１２に回転力を負荷する押圧手
段８を例示しているが、バネなどによって回動板１２に
回転力を負荷する構成でも良いし、押圧部材１３自体を
シリンダ装置などによって付勢する構成などてあっても
良い。押圧部材１３が押え部材側に押し付けられていれ
ば、押し付け方法は他の方法であっても良い。

【００２６】また、上記実施形態では、縦板７ａを２枚
の板材２３で挟み込んで連結部の上下方向の回転を拘束
しているが、他の方法によって上下方向への回動を拘束
するようにしても良い。

【００２７】

【実施例】上記実施形態の構成からなるシール部構造
と、上記従来例のように、押圧部材１３と保持部７とを
上下方向に回転可能にピン結合した従来構造とにおけ
る、シール材６の摺接面に負荷される圧力を求めた。す
なわち、対象とするガスホルダとして、ガスホルダ本体
１の内寸法が直径６０ｍ、高さ１００ｍのガスホルダを
使用し、ピストン２下降時にシール材６の摺接面に負荷
される圧力を求めた。

【００２８】その実験結果は、従来構造の場合における
シール材６の下部（偏摩耗する部分）に負荷される圧力
を１とすると、本実施形態のシール部４では、シール材
６の摺接面に負荷される圧力がほぼ１／２となってい
た。このことは、シール材６の寿命が従来構造に比べて
２倍の寿命となることを示し、シール材６の取替周期が
大幅に長くなることを表している。

【００２９】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１に係
る発明を採用すると、シール材の寿命が大幅に長くなっ
て、シール材の取替周期を長く設定可能となる。この結
果、シール部のメンテナンスの手間を改善できるという
効果がある。また、請求項２に係る発明を採用すると、
シール材の取替周期が大幅に長くなることで、ガスホル
ダ自体のメンテナンス周期も大きくなり、ガスホルダの
連続使用時間を長く設定できると共に、メンテナンスの
手間も改善できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく実施形態に係るシール部構造を
示す全体概要図である。

【図２】本発明に基づく実施形態に係るシール部構造を
示す部分拡大図である。

【図３】本発明に基づく実施形態に係る保持具と押圧部
材との連結の一例を示す斜視図である。

【図４】ガスホルダの全体概要構成図を示す図である。

【図５】従来のシール部構造を示す側面図である。

【符号の説明】

１ ガスホルダ本体 ２ ピストン ３ ガス室 ４ シール部 ５ 側壁 ５ａ 側壁内面 ６ シール材 ７ 保持具 ７ａ 縦板 ８ 押圧手段 ９ キャンバス １０ 潤滑油 １１ 押圧取付け用ブラケット １２ 回動板 １３ 押圧部材 １４ ワイヤ １５ カウンタウエイト １６ 吊りロッド １７ ロッド取付け用ブラケット １８ ガイドローラ １９ ゴンドラ ２０ シールゴム ２１ 板材 ２２ 嵌挿板 ２３ 板材 ２３ａ 側壁側の端面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスホルダ本体の側壁内面に沿って上下
   動するピストンと当該側壁内面との間をシールするシー
   ル部構造であって、上記側壁内面に摺接するシール材
   と、当該シール材を保持する保持具と、ピストンに支持
   されると共に上記保持具に連結して当該保持具を側壁に
   向けて押し付ける押圧部材とを備えるガスホルダ用シー
   ル部構造において、 上記押圧部材を、上記保持具に対し上下方向へ回動不能
   な状態で連結することを特徴とするガスホルダ用シール
   部構造。
2. 【請求項２】 請求項１に記載したガスホルダ用シール
   部構造を備えることを特徴とするガスホルダ。