JP2010007747A - 高温流体用カプラー - Google Patents

Abstract

【課題】高温流体を扱う配管に使用可能で、また固体酸化物形燃料電池の発電部であるチューブ状セル（セルチューブ）にも使用できる、高温流体用カプラーを提供する。
【解決手段】ステンレス製雌型ニップル２と、ステンレス製雄型ニップル１と、内ねじ３ｔの端部に肩部３ｓを有するステンレス製ナット３とからなり、雌型ニップルはその管端部に外ねじ２ｔを、その管端口に外向きテーパー周面部２ｐをそれぞれ有し、雄型ニップルはその管端部にフランジ部１ｆを、その管端口にＲ状突周縁部１ｐをそれぞれ有し、肩部３ｓにフランジ部１ｆを掛けて、ナットのねじ締めにより雌型ニップルに雄型ニップルを緊密嵌合させ、これによりテーパー周面部２ｐにＲ状突周縁部１ｐが円周上に沿って線接触して流体のシールを保持するようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、高温流体用カプラーに関し、詳しくはパッキングなどシール材を具有せず、高温流体のシールを保持するようにした、高温流体用カプラーに関する。

従来例のカプラーは、ゴムなどのパッキングを介挿して流体が外部に洩れないようシールを保持しており、主に常温ないし低温の流体用であり、また比較的小径のものである。しかし、高温流体に用いる場合には、パッキングなどシール材が焼損して使い物にならないという問題がある。

三菱重工技報ＶＯＬ．４５ ＮＯ．１：２００８（「２００ｋＷ級固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）発電システムの開発と展望」）

固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）は高温ガスで作動する燃料電池で、石炭を含む多様な燃料を使用できる。構造強度をもつ基体管の外表面上に燃料極、電解質、空気極の薄膜を積層して複数の発電部を構成し、隣接する発電部の間をインターコネクタで順次直列に接続する円筒形ＳＯＦＣセル（セルチューブ）が非特許文献１により知られている。このセルチューブに使用されるカプラーは高温の燃料ガスに耐えうるものでなければならない。

本発明は、高温流体を扱う配管に使用可能で、また上記したようなセルチューブにも使用できる、高温流体用カプラーを提供することを課題としている。

本発明は、ステンレス製雌型ニップルと、ステンレス製雄型ニップルと、内ねじの端部に肩部を有するステンレス製ナットとからなり、雌型ニップルはその管端部に外ねじを、その管端口に外向きテーパー周面部をそれぞれ有し、雄型ニップルはその管端部にフランジ部を、その管端口にＲ状突周縁部をそれぞれ有し、肩部にフランジ部を掛けて、ナットのねじ締めにより雌型ニップルに雄型ニップルを緊密嵌合させ、これによりテーパー周面部にＲ状突周縁部が円周上に沿って線接触して流体のシールを保持するようにした、ことを特徴とする。

本発明によれば、材質がすべてステンレスで、雌、雄ニップルがナットのねじ締めにより密嵌合し、これによりステンレス同士で円周上に沿ったメタルタッチ、すなわち強固なシールを構成し、６００℃を超える高温流体のシール機能が保持される。

それぞれの部材がステンレス製である雌型ニップルと、雄型ニップルと、ナットからなり、雄型ニップルの管端部にフランジを設け、これをナットの内ねじ端部に設けた肩部に掛け止めしたうえで、ナットのねじ締めにより雌型ニップルに雄型ニップルが密嵌合する。その際に、シール構造を形成させるために、雌型ニップルはその管端口に外向きテーパー周面部を持たせ、他方雄型ニップルはその管端口にＲ状突周縁部を持たせる。これにより、テーパー周面部位にＲ状部位が円周上に沿って緊密に接触し、流体のシールを保持する。なお、ナットの抜け防止のために、雄型ニップルの外周面に凹溝を設け、これにリングが嵌められている。
言うまでもなく、これら部材の加工において、接合部位、嵌合部位など各部位における寸法精度及び内径の真円度は高度に達成されたものに限られる。

本発明の好適な実施例は図面に基づいて説明される。
図１はその１実施例を示した各部材の半断面図で、図２は各部材が嵌合した態様の半断面図である。

１は雄型ニップル、２は雌型ニップル、３は六角ナット、４はリングないしナットストッパーであり、これらすべての部材はステンレス（ＳＵＳ３０４）により製作される。
雄、雌型ニップルの内径は図示例では３２ミリであるが、セルチューブなどの適用例によっては２５−１００ミリの内径が求められる。内径が５０ミリ以上になれば、ナット３は八角の頭部を有するのが好ましい。

雄型ニップル１の連結側管端部にフランジ１ｆを設け、ナット３の内ねじ端部に肩部３ｓを設け、他方雌型ニップル２の連結側管端部には外ねじ２ｔが設けらる。
雄、雌型ニップルが後述するナットの作用により連結する際に、両ニップル間でシール構造を形成させるために、雌型ニップル２の連結側管端口に外向きテーパー周面２ｐを持たせ、他方雄型ニップル１の連結側管端口にＲ状突周縁部１ｐを持たせている。

図１において、雄型ニップル１をナット３の左側内孔口から差し込んで、フランジ１ｆをナットの内ねじ端部にある肩部３ｓに掛け止めたうえで、雌型ニップルの外ねじ２ｔをナットの内ねじ３ｔに合わせ、ナット３を図示しないレンチなどにより回すと、ナット３はねじ２ｔ、３ｔの作用により左側へ進行し、雄型ニップル１も一緒に連行され、図２に示すように、雌型ニップル２に雄型ニップル１が緊密に嵌合する。その際に雌型ニップル２のテーパー周面部２ｐに雄型ニップル１のＲ状突周縁部が円周上に沿って線接触して、すなわちステンレスどうしで円周上に沿ったメタルタッチで高温流体のシール性が保持される。
また、ナットの抜け防止のために、雄型ニップルの外周面に凹溝１ｒを設け、これにリング４が嵌められ。
なお、雌型ニップルにフランジがあって、雄型ニップルに外ねじがあり、六角ナットの内部構造を前二者と対応するようにした実施例は均等として想定しうる。

１実施例を示した各部材の半断面図。 各部材が嵌合した態様の半断面図。

符号の説明

１ 雄型ニップル、 ２ 雌型ニップル、 ３ ナット、
４ リングないしナットストッパー １ｆ フランジ部 １ｐ Ｒ状突周縁部
１ｒ 凹溝 ２ｐ テーパー周面部 ２ｔ 外ねじ部
３ｓ 肩部 ３ｔ 内ねじ部

Claims (2)

1. ステンレス製雌型ニップル（２）と、ステンレス製雄型ニップル（１）と、内ねじ（３ｔ）の端部に肩部（３ｓ）を有するステンレス製ナット（３）とからなり、雌型ニップルはその管端部に外ねじ（２ｔ）を、その管端口に外向きテーパー周面部（２ｐ）をそれぞれ有し、雄型ニップルはその管端部にフランジ部（１ｆ）を、その管端口にＲ状突周縁部（１ｐ）をそれぞれ有し、肩部（３ｓ）にフランジ部（１ｆ）を掛けて、ナットのねじ締めにより雌型ニップルに雄型ニップルを緊密嵌合させ、これによりテーパー周面部（２ｐ）にＲ状突周縁部（１ｐ）が円周上に沿って線接触して流体のシールを保持するようにした、高温流体用カプラー。
2. ナットの抜け防止のために、雄型ニップルの外周面に凹溝（１ｒ）を設け、これにリング（４）が嵌められていることを特徴とする、請求項１に記載の高温流体用カプラー。

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