JP2005048790A

JP2005048790A - 圧力容器

Info

Publication number: JP2005048790A
Application number: JP2003203117A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ushizawa; 匡宏牛澤; Yasunori Sanada; 靖憲真田
Original assignee: TMT & D KK
Current assignee: TMT & D KK
Priority date: 2003-07-29
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2005-02-24
Also published as: CN1322647C; CN1578033A; TW200512998A; TWI260845B

Abstract

【課題】ガス絶縁開閉装置のタンクのような圧力容器の接合部はＯリングによって密封されている。この密封装置を有した圧力容器を組立てる際、Ｏリングが装着用の溝から脱落する恐れがあるため接着剤で固定したり、特殊な保持冶具を設けたりしなくてはならず、組立が面倒で、コスト高になっていた。
【解決手段】Ｏリング６装着用の角溝５の径と、Ｏリング６のリング内径との寸法を特定の関係を有して、Ｏリング６装着用の角溝５の径の方をＯリング６のリング内径より大きくする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＯリングにより気密を確保するようにした密封装置を有する圧力容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種圧力容器には容器内外の気密を確保するために、圧力容器同士の接合部、あるいは圧力容器の蓋取り付け部などに密封装置が設けられている。
一例として、高電圧電力機器を構成するガス絶縁開閉装置は、金属製の接地タンク内に電気機器本体を収納し、このタンク内に絶縁ガスを２〜３気圧に加圧して密封している。したがって、このタンクをタンク同士で接合する場合、あるいはタンクの開口部を鏡板のような蓋で覆う場合、その接合部はタンク内の絶縁ガスが漏れないように、かつタンク内部の圧力に耐え得るようにＯリングを用いて密封している。
【０００３】
このようなＯリングを用いた密封装置を有する従来の圧力容器の一例を図６に示す。１はガス絶縁開閉装置等の圧力容器で、内部に図示しない機器本体を端部に形成した開口部２より収納している。また、圧力容器１の端部にはフランジ３が形成されている。フランジ３の端面４には前記開口部２を取り囲むように環状の平行角溝５が形成されている。
【０００４】
６は前記平行角溝５内に装着されたＯリングで、平行角溝５の深さより大きい直径の肉厚を有している。
７は一方の圧力容器１の開口部２に気密にとりつけられる他方の圧力容器、または蓋などである。
【０００５】
他方の圧力容器７にもその端部にフランジ８が形成され、このフランジ８の端面を一方の圧力容器１のフランジ端面４に押し当て、図示しない締付装置で両フランジ３、８を締め付けることにより圧力容器１、７同士は機械的に接合される。
【０００６】
この時圧力容器１の平行角溝５内に装着されたＯリング６の平行角溝５から飛び出した部分がフランジ端面間で押しつぶされ、これにより圧力容器１、７の接合部の気密が保たれる。
【０００７】
しかしながら、従来のこのような密封装置では、圧力容器１のフランジ端面４に形成された平行角溝５の内側面径φＤはＯリング６のリング内径φｄより小さく形成されている。このためＯリング６を圧力容器１の平行角溝５に装着した後に圧力容器１を他の圧力容器７接続するため位置決めしたりするのに移動したり、回転させたりする際、Ｏリング６が平行角溝５内から脱落する恐れがある。
【０００８】
これを防ぐために従来、接着剤９でＯリング６を平行角溝５内に接着して固定したり、もしくはＵ字形を成した特殊な保持冶具１０でＯリング６を保持したりしている。
【０００９】
Ｏリングを使った別の密封装置として図７に示すようなものも考えられている。図７に示すように、圧力容器１のフランジ端面４に形成されＯリング装着用の溝を２段溝１１とし、奥に形成された１段目の溝１１ａをＯリング６の肉厚直径より小さい幅に形成している。
【００１０】
このような溝の形状であると、Ｏリング６を２段溝１１に押し付けるとＯリング６は２段溝１１の１段目の溝１１ａに押しこまれて挟まり、圧力容器１を移動させたり、回転させたりしてもＯリング６は脱落する心配はない。
【００１１】
他方の圧力容器のフランジ端面を一方の圧力容器１のフランジ端面４に押し当て、締め付けることによりＯリング６は２段溝１１の外側に形成された２段目の溝１１ｂの空間を利用して押しつぶされ圧力容器の接続部の気密が保たれる（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
【特許文献１】
特開平８−５１７０７号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、従来の圧力容器では、気密用Ｏリング６を装着するために形成される平行角溝５では、Ｏリング６装着後の脱落を防ぐために接着剤９もしくは保持冶具１０などが必要となり、余計な部品、冶具が必要となるため品質や、コストの面で問題があり、また圧力容器同士の接合作業が面倒で時間がかかるという問題点がある。
【００１４】
一方、Ｏリング装着用の２段溝１１では、Ｏリング６の脱落などが防げてＯリングの装着性は優れているものの、２段溝１１の加工は平行角溝５と比較して面倒であるため、溝加工において時間がかかり、コスト面に不利益があった。
【００１５】
本発明は上記問題点を解決し、密封装置の組立時にＯリングが脱落することがなく、加工、組立が短時間にかつ容易に行え、品質も向上し、コストを低減した圧力容器を得ることを目的とする。
【００１６】
【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請求項１に記載の圧力容器の発明は、他の部材との接合部をＯリングにより密封する密封装置を備えた圧力容器において、圧力容器と他の部材のいずれか一方の接合面に形成したＯリング装着用の平行角溝の内側面径φＤとＯリングのリング内径φｄとの間に
【数２】

なる関係を有し、かつ平行角溝の溝深さＨとＯリングの断面半径Ｒとの間にＨ＞Ｒなる関係を有したことを特徴とする。
【００１７】
ここで、κ ：Ｏリングの熱膨張率
Δθ：温度上昇（Ｋ）
ｆ：Ｏリングの重量（Ｎ）
μ ：Ｏリングと平行角溝の内側面との摩擦係数
ｋ：Ｏリングのバネ定数（Ｎ／ｍｍ）
である。
【００１８】
この発明によれば、圧力容器の気密用Ｏリング装着用の溝は、従来の簡単に加工できる平行角溝のまま、接着剤もしくは特殊な保持冶具などを使用せずにＯリング６が脱落しないで組立てることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態を示す図で、以下の実施の形態の説明において、図６に示す従来の圧力容器と同一部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２０】
図１において、一方の圧力容器１のフランジ３の端面４に平行角溝５が形成されている。６はＯリングで、リング状を成し適度の弾力性を有している。７は圧力容器１と気密に接合する他方の圧力容器である。
【００２１】
平行角溝５の内側面径φＤは装着するＯリング６のリング内径φｄより大きく形成され、
【数３】

なる関係を有し、さらに平行角溝５の溝の深さＨ１とＯリング６の断面半径Ｒとの間にＨ１＞Ｒなる関係を有している。
ここで、κ ：Ｏリング６の熱膨張率
Δθ：温度上昇（Ｋ）
ｆ：Ｏリング６の重量（Ｎ）
μ ：Ｏリング６と平行角溝５の内側面５ａとの摩擦係数
ｋ：Ｏリング６のバネ定数（Ｎ／ｍｍ）
【００２２】
次にこのような圧力容器におけるＯリング６装着作業の仕方について説明する。
Ｏリング６はその弾力性を利用して幾分引き伸ばした状態で平行角溝５内にはめ込まれる。圧力容器１に形成された平行角溝５の内側面径（φＤ）は装着するＯリング６のリング内径（φｄ）と
【数４】

なる関係を有しているため、熱膨張した状態のＯリング６であってもＯリング６と平行角溝５の内側面５ａとの摩擦力はＯリング６の重量を上回り、更に平行角溝５の溝の深さＨ１とＯリング６の断面半径Ｒとの間にＨ１＞Ｒなる関係を有しているため、平行角溝５にＯリング６はその弾力性により保持される。この状態で圧力容器１を移動させたり、回転させたりするにもかかわらず、Ｏリング６は平行角溝５内から脱落しない。
【００２３】
上述したように本実施の形態によれば、圧力容器１の気密用Ｏリング６装着用の溝は、従来の簡単に加工できる平行角溝のまま、接着剤もしくは特殊な保持冶具などを使用せずにＯリング６が脱落しないようにすることができる。したがって、Ｏリング取付け作業時間を短縮でき、かつ作業品質が向上できる。
【００２４】
次に本発明の第２の実施の形態を図２を参照して説明する。
図２において、平行角溝５の内側面５ａ角部にテーパ１２を設けている。
Ｏリング６を平行角溝５に装着する際、平行角溝５の内側面径φＤは装着するＯリング６の内径（φｄ）より大きいため、Ｏリング６装着作業時にＯリング６を引き伸ばしながら装着する必要がある。しかしながら、平行角溝５の内側面角部にテーパ１２を設けてあるため、Ｏリング６を平行角溝５に、押し付けるように装着すれば、テーパ１２に案内されて無理なく、容易に平行角溝５内に装着できる。
このように容易にＯリング６の装着が行えることにより、品質が高く、圧力容器の密封作業が容易となる。
【００２５】
次に本発明の第３の実施の形態を図３（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
図３において、密封装置はおおよそφ５００以上の平行角溝５において、溝円周の外側面５ｂにくさび１３を設けている。このくさび１３の形状は（Ｏリング６の断面直径２Ｒ＞平行角溝５の幅Ｈ２−くさび１３の幅Ｈ３）となるように形成されている。
【００２６】
次に上記のような圧力容器におけるＯリング６の装着の仕方について説明する。
平行角溝５にＯリング６を装着する時、最後にＯリング６を引き伸ばして装着するが、その際に、平行角溝５の内側面５ａに対して垂直方向ではなく、多少Ｏリング６が脱落する方向に傾いて引き伸ばし力がかかるため、Ｏリング６が脱落しやすくなる。また圧力容器１の配置の関係から、Ｏリング６を地側から天側に装着しなければならない場合、１人で装着しようとしても、おおよそφ５００以上の大きさになると１人ではＯリング６の装着は困難で、途中でＯリング６は脱落してしまう。
【００２７】
本実施の形態においては、Ｏリング６を平行角溝５に装着する際にＯリング６を平行角溝５に装着した部分からくさび１３を打ち込んで固定していき、Ｏリング６を全て装着した後に、Ｏリング６を押さえながらくさび１３を取り除いていく。このようにすると、Ｏリング６を脱落させずに、１人でも容易にＯリング６の装着ができる。尚、くさび１３の数は平行角溝５の径の大きさにより適宜選定される。
【００２８】
上述したように本実施の形態によれば、おおよそφ５００以上の大きさの平行角溝５においても、容易にＯリング６の装着作業を実施できることにより、高品質な装着が行える。
【００２９】
次に本発明の第４の実施の形態について図４（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
図４において、密封装置はおおよそφ５００以上の平行角溝５において、平行角溝５の内側面５ａにくさび１４が平行角溝５の内側面径φＤより大きい位置に配置されており、くさび１４は圧力容器１に簡単な取り付け方ですぐ取外せるように固定されている。くさび１４はＯリング６の断面直径以上の長さを有している。
【００３０】
次に上記のような圧力容器におけるＯリング６の装着の仕方について説明する。平行角溝５にＯリング６を装着する時、最後にＯリング６を引き伸ばして装着するが、その際に、平行角溝５の内側面５ａに対して垂直方向ではなく、多少Ｏリング６が脱落する方向に傾いて引き伸ばし力がかかるため、Ｏリング６が脱落しやすくなる。また圧力容器１の配置の関係から、Ｏリング６を地側から天側に装着しなければならない場合、１人で装着しようとしても、おおよそφ５００以上の大きさになると１人ではＯリング６の装着は困難で、途中でＯリング６は脱落してしまう。
【００３１】
本実施の形態においては、Ｏリングを平行角溝５に装着する際に、くさび１４に引掛けるようしてＯリング６を装着すると、最後にＯリング６を引き伸ばして装着する際でも、くさび１４がＯリング６の断面直径以上の長さを有しているため、Ｏリング６は少し溝から脱落するが、Ｏリング６はくさび１４に引っ掛かかっている。Ｏリング６を全てくさび１４に引掛けけた後、再度Ｏリング６を平行角溝５に押し込み、Ｏリング６を押さえながらくさび１４を取り除くとＯリング６を脱落させずに、１人でも容易にＯリング６の装着ができる。尚、くさび１４の数は平行角溝５の径の大きさにより適宜選定される。
【００３２】
上述したように本実施の形態によれば、おおよそφ５００以上の大きさの平行角溝５においても、容易にＯリング６装着作業を実施できることにより、高品質な装着が行える。
【００３３】
次に本発明の第５の実施の形態を図５を参照して説明する。
図５において平行角溝５に装着される前の段階で、Ｏリング６にグリス１５を塗布している。
【００３４】
Ｏリング６を平行角溝５に装着する際に必ずＯリング６にねじりが発生し、このねじれがＯリング６を脱落させる方向に働く。しかしながら、Ｏリング６にグリス１５が塗布されているので、上述のねじれがなく平行角溝５内にＯリング６を装着することができる。
上述したように本実施の形態によれば、より容易にＯリング６の装着作業を実施できることにより、高品質な装着が行える。
【００３５】
なお上記本発明の実施の形態の説明において、ガス絶縁開閉装置の圧力容器の例につついて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｏリングを用いた他の一般的な圧力容器にも実施し得るものである。
また、Ｏリングは一方の圧力容器側に設けたが、他方の容器側に設けるようにしてもよく、さらに、他方の圧力容器は蓋、その他の容器構成物であってもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、圧力容器の気密用Ｏリング装着用の溝を、従来の簡単に加工できる平行角溝のままとし、接着剤もしくは特殊な保持治具などを使用せずにＯリングが脱落しないようにすることにより、低コストで、Ｏリング取付け作業時間を短縮でき、かつ作業品質が向上できる圧力容器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による圧力容器の断面図。
【図２】本発明の第２の実施の形態による圧力容器の断面図。
【図３】本発明の第３の実施の形態による圧力容器を示す図で、（ａ）は縦断正面図、（ｂ）は横断平面図。
【図４】本発明の第４の実施の形態による圧力容器を示す図で、（ａ）は縦断正面図、（ｂ）は横断平面図。
【図５】本発明の第５の実施の形態による圧力容器を示す断面図。
【図６】従来の圧力容器の密封装置組立時の状態を示す断面図。
【図７】従来の他の例による圧力容器の密封装置組立時の状態を示す断面図。
【符号の説明】
１…圧力容器、２…開口部、３…フランジ、４…フランジの端面、５…平行角溝、６…Ｏリング、７…他方の圧力容器、８…フランジ、１１…２段溝、１２…テーパ、１３、１４…くさび、１５…グリス。

Claims

他の部材との接合部をＯリングにより密封する密封装置を備えた圧力容器において、圧力容器と他の部材のいずれか一方の接合面に形成したＯリング装着用の平行角溝の内側面径φＤとＯリングのリング内径φｄとの間にＯリングの熱膨張率をκ、温度上昇（Ｋ）をΔθ、Ｏリングの重量（Ｎ）をｆ、Ｏリングと平行角溝の内側面との摩擦係数をμ、Ｏリングのバネ定数（Ｎ／ｍｍ）をｋとして

なる関係を有し、かつ平行角溝の溝深さＨとＯリングの断面半径Ｒとの間にＨ＞Ｒなる関係を有したことを特徴とする圧力容器。
平行角溝の内側面の角部にテーパを設けたことを特徴とする請求項１に記載の圧力容器。
Ｏリングを平行角溝に装着する際、Ｏリングと平行角溝の外側面間にくさびを設けたことを特徴とする請求項１に記載の圧力容器。
Ｏリングを平行角溝に装着する際、Ｏリングと平行角溝の内側面間にくさびを設けたことを特徴とする請求項１に記載の圧力容器。
Ｏリングを平行角溝に装着する際、Ｏリングにグリスを塗布し、装着することを特徴とする請求項１に記載の圧力容器。