JP2007303518A - フランジ部シール構造とｏリング付パッキン - Google Patents

Abstract

【課題】流体流路を接続するフランジ構造において、流体をシールするとともに、外部からフランジ面へ水分・塩分等の浸入を防止する。
【解決手段】フランジ継手の対向するフランジ面間にシールパッキン３を挟持して形成されるシール構造であって、前記シールパッキン３を、Ｏリング状部３ａと、該Ｏリング状部３ａと一体でかつＯリング状部３ａの軸線と直角方向外側に広がる、該Ｏリング状部３ａの厚み以下の厚さの板状部３ｂを備えて構成し、前記フランジ継手の一方に、前記Ｏリング状部３ａが収容される環状溝２ｃを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｏリングを用いるフランジ部シール構造に係り、特に、Ｏリング溝部を含むＯリング外周側のフランジ面の汚染、腐食防止に配慮したフランジ部シール構造及びＯリング付パッキンに関する。

貯槽の液化ガスを消費機器に供給する場合、貯槽の液化ガスを圧力調整器で消費機器に適した圧力に減圧して送り出している。この圧力調整器の一つとして、常時ガス流路が開いている子調整器と、流量増加に伴ってガス流路が開く親調整器が一体に組み合わされた親子式差圧調整器が知られている。

親子式差圧調整器の親・子のフランジ接続部は、従来、フランジの溝に嵌め込んだＯリングで、ガスシールと内部への水分・塩分等の浸入防止を兼ねていた。通常、このようなＯリングを用いたフランジ継手では、図５に示すように、Ｏリングの外側に、シール部の圧縮寸法を決めるメタルタッチ構造を採用している。フランジ締結時、締結用のねじあるいはボルト（例えば５ミリボルト）を締め付けることにより、Ｏリングの外側で両筐体部（親ボディ１と子ボディ２）を接触させ、Ｏリングの圧縮寸法を一定に保持していた。

特許文献１には、Ｏリングと板状パッキンが一体に形成され、フランジ間への挟持前のＯリングの厚みは板状パッキンの厚さよりも厚くなっている、フランジ継手のシールパッキンが開示されている。しかし、このＯリングと板状パッキンが一体に形成されたシールパッキンは、Ｏリング用の溝が形成されたフランジに用いられるのではなく、平らなフランジ面に挟持されるものであり、かつ、Ｏリングが流体圧力をシールするものでもなかった。

実開昭５９−１４６６８６号公報

ところが、塩害地域等で長期間使用されていると、メタルタッチ構造の、Ｏリング外周側のフランジ面の間に水分・塩分等が浸入し、筐体（アルミダイカスト）の一部をなすフランジ面やＯリング溝の腐食が進行し、シール性に影響を及ぼす惧れがあった。フランジ部の腐食によるガス漏れを防止する方法として、シール面へのシール材塗布、アルミダイカスト部品への特殊な表面処理（アルマイト等）、フランジパッキンによるシールなどの方策が提案されているが、それぞれ問題があり、万全とは云えなかった。
イ・シール面へのシール材塗布
すべての製品において同一品質の塗布が困難であり、シール材塗布後の状態が確認できない。
ロ・アルミダイカスト部品への特殊な表面処理（アルマイト等）
耐食性を向上させるには特殊な処理が必要であり、限られた専門業者だけが行うことができ、部品メーカーが自社で処理することができず、そのため物流が複雑になる。また、そのような処理のために無駄が発生し、コストが増加する。
ハ・フランジパッキンによるシール
フランジパッキンを用いた場合、締め付けトルクにより圧縮寸法が変わるため、均一なシールが確保できにくい。

本発明の課題は、流体流路を接続するフランジ構造において、流体をシールするとともに、外部からフランジ面へ水分・塩分等の浸入を防止することである。

上記課題は、フランジ継手の対向するフランジ間にシールパッキンを挟持して形成されるシール構造であって、前記シールパッキンがＯリング状部と、該Ｏリング状部と一体でかつＯリング状部の軸線と直角方向外側に該Ｏリング状部の厚み未満の厚さの板状部を備えてなるＯリング付パッキンであり、前記フランジ継手の一方に、前記Ｏリング状部が収容される溝が設けられているシール構造により、解決される。

前記板状部には、前記フランジ継手を接続するための締結用ボルトもしくは締結用ねじを貫通させる孔が形成されていることが望ましい。

上記構成によれば、フランジ継手を接続したとき、Ｏリング状部はフランジ継手の内部を流れる流体の圧力を受けて前記流体をシールする。また、前記板状部は、Ｏリング状部よりも半径方向外周側のフランジ面の間に押圧された状態で存在し、外部からの水分・塩分等がＯリング状部まで浸透するのを抑止してＯリング状部が腐食によりシール性を損なう現象が生じるのを防止する。

本発明によれば、流体流路を接続するフランジ構造において、流体をシールするとともに、外部からフランジ面へ水分・塩分等の浸入を防止することが可能になる。

以下、本発明を液化ガスの圧力調整に用いられる親子式差圧調整器に適用した例について、図面を参照して説明する。図１に、本発明を適用した親子式差圧調整器のフランジ継手の断面図を示す。図２は、図１に示す親子式差圧調整器のＡ―Ａ線矢視平面図である。

図示のシール構造は、親側差圧調整器のボディである親ボディ１と、子側差圧調整器のボディである子ボディ２とを結合するフランジ継手で、親ボディ１のフランジ面と子ボディ２のフランジ面の間に、Ｏリング付パッキン（以下、シールパッキンという）３が挟持されている。

シールパッキン３は、図３に示すように、平面図形がフランジ外形に合わせて略菱形をなしており、中央部に厚みＷのＯリング状部３ａが位置し、その周囲に、Ｏリング状部３ａの軸線と直角方向外側に広がるように一体に形成された厚さｔ（ｔ＜Ｗ）の板状部３ｂを備えている。板状部３ｂの長径方向には、Ｏリング状部３ａを挟んで互いに対向する位置に、フランジ締結用のねじ４が貫通する孔３ｃが形成されている。なお、板状部３ｂの一方の面は、Ｏリング状部３ａの軸方向一方の端面と同一面をなしている。

親ボディ１のフランジ面と、このフランジ面に結合される子ボディ２のフランジ面は、それぞれ正面から見たとき、その外形が図３に示すシールパッキン３と同様、菱形をなしており、液化ガスが流れる流路を挟んで長径方向に互いに対称の位置にねじ孔が形成されている。親ボディ１のフランジ面に形成された前記ねじ孔にはねじ１ｃが切られており、子ボディ２のフランジは前記ねじ１ｃに嵌合するねじ４で親ボディ１のフランジに締結されるようになっている。

親ボディ１のフランジ面には、中心部の流路１ｄと同心に周囲よりも凹んだ座刳り部が形成され、座刳り部の軸方向の面が、メタルタッチ面１ｂとなっている。座刳り部よりも外周側の面が、パッキン当り面１ａとなっている。

子ボディ２のフランジ面には、中心部の流路２ｄと同心に、前記座刳り部に嵌まり込む大きさのメタルタッチ面２ｂが形成され、その外周側に、シールパッキン３のＯリング状部３ａが嵌めこまれる、流路２ｄと同心の環状溝２ｃが形成されている。環状溝２ｃの外周側は、前記パッキン当り面１ａに対向するパッキン当り面２ａとなっている。図４に示すように、環状溝２ｃのパッキン当り面２ａからの深さＫは、Ｏリング状部３ａの厚みＷよりも小さくなっている。

図４に示すように、親ボディ１のフランジ面と子ボディ２のフランジ面の間に、シールパッキン３が挟持され、ねじ４で締結されたとき、メタルタッチ面１ｂにメタルタッチ面２ｂが当接し、パッキン当り面１ａと環状溝２ｃの底面の間隔Ｓは、Ｏリング状部３ａの厚みＷよりも小さくなっている。また、そのときのパッキン当り面１ａとパッキン当り面２ａの間隔Ｇは、フランジ面の間に挟持される前の前記板状部３ｂの厚さｔよりも小さくなっている。つまり、フランジの締結状態では、Ｏリング状部３ａはシール機能を発揮するのに必要な面圧を生じるように圧縮され、板状部３ｂはフランジ面との接触面圧が、外部から水分・塩分がフランジ面間に浸入するのを抑止できる値以上となるように圧縮される。

図５に示す従来構造においてＯリングの外側にもシール構造を持たせた場合、従来のようにシール面の外側でメタルタッチする構造とすると、締結ボルト外周にリブを持たせる等の方法をとらざるを得ない。本実施の形態の親子式差圧調整器の場合のように締結ボルト外周にスペースがない場合、リブを持たせることができないため、メタルタッチ構造を取れなかったり、リブを持たせるために外周を大きくしたりするなどの方法をとる必要があった。

本実施の形態では、Ｏリング状部３ａよりも内周側で両筐体（親ボディ１のフランジ面と子ボディ２のフランジ面）を接触（メタルタッチ）させるため、余分なスペースなしで、確実にシール部の圧縮寸法を確保できる。Ｏリング状部３ａよりも内周側で両筐体を接触させた場合、Ｏリング状部３ａの反撥力とねじ４（締結ボルト）の締め付けによる圧縮で、フランジ部の反りによるシール寸法の不足が心配される場合、フランジ部の肉厚を増すことでシール寸法確保が可能である。

また、Ｏリング状部３ａと板状部３ｂを一体化させることにより、フランジ締結時の板状部３ｂの位置決めが容易になり、組付け性も従来のＯリングと同等である。部品価格も二つの部品を別体で準備する場合に比べ安価であり、部品管理も容易である。

本実施の形態によれば、フランジ面間への水分・塩分等の浸入が抑止されてフランジ部の耐食性が向上し、Ｏリング状部３ａ内周側のメタルタッチ構造採用により圧縮寸法が安定するとともにシール面全体の小型化が可能になる。また、シール材を１部品で対応することにより、シール材を複数の部品で対応する構造に比べ、部品コスト、組付け工数が低減され、部品管理が容易になる。さらに、塗装や表面処理を伴わないので、耐食性のばらつきも少なく、親子式差圧調整器だけでなくて、他のフランジシール構造にも適用可能である。

上記実施の形態においては、Ｏリング状部３ａは円環状に形成され、Ｏリング状部３ａを収容するフランジ面の溝も環状溝２ｃであるが、Ｏリング状部３ａを例えば多角形に形成し、Ｏリング状部３ａを収容するフランジ面の溝も多角形に形成してもよい。

本発明のシール構造の実施の形態を示す断面図である。 図１に示す実施の形態のＡ−Ａ線矢視断面図である。 図１に示すシール構造におけるシールパッキンの例を示す平面図及び側面図である。 図１に示す実施の形態におけるフランジ面の詳細を示す断面図である。 従来技術の例を示す断面図である。

符号の説明

１ 親ボディ
１ａ パッキン当り面
１ｂ メタルタッチ面
１ｃ ねじ
１ｄ 流路
２ 子ボディ
２ａ パッキン当り面
２ｂ メタルタッチ面
２ｃ 環状溝
２ｄ 流路
３ シールパッキン
３ａ Ｏリング状部
３ｂ 板状部
３ｃ 孔
４ ねじ

Claims (6)

1. フランジ継手の対向するフランジ間にシールパッキンを挟持して形成されるシール構造であって、前記シールパッキンがＯリング状部と、該Ｏリング状部と一体でかつＯリング状部の軸線と直角方向外側に該Ｏリング状部の厚み未満の厚さの板状部を備えてなるＯリング付パッキンであり、前記フランジ継手の一方に、前記Ｏリング状部が収容される溝が設けられているフランジ継手のシール構造
2. 請求項１に記載のフランジ継手のシール構造において、前記Ｏリング付パッキンの前記板状部に前記フランジ継手を締結するための締結用のボルトもしくはねじが挿通される孔が設けられていることを特徴とするフランジ継手のシール構造。
3. 請求項１又は２に記載のフランジ継手のシール構造において、前記Ｏリング付パッキンの前記板状部の一方の面は、Ｏリング状部の軸方向一方の端面と同一面をなしていることを特徴とするフランジ継手のシール構造。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のフランジ継手のシール構造において、前記溝の内周側に、フランジ継手が締結されたときに対向するフランジ面に当接するメタルタッチ面が設けられていることを特徴とするフランジ継手のシール構造。
5. 親側差圧調整器と子側差圧調整器がフランジ継手を介して接続されてなる親子式差圧調整器であって、前記フランジ継手のシール構造が請求項１乃至４のうちのいずれかに記載のフランジ継手のシール構造であることを特徴とする親子式差圧調整器。
6. Ｏリング状部と、該Ｏリング状部と一体でかつＯリング状部の軸線と直角方向外側に該Ｏリング状部の厚み未満の厚さの板状部を備えてなり、前記板状部にフランジ継手を締結するための締結用のボルトもしくはねじが挿通される孔が設けられているフランジ継手用のＯリング付パッキン。
   

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