JP2016003700A - フランジ固定構造 - Google Patents
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- F16L49/00—Connecting arrangements, e.g. joints, specially adapted for pipes of brittle material, e.g. glass, earthenware
- F16L49/04—Flanged joints
Abstract
【解決手段】本発明は、2つの管路のそれぞれに設けられたフランジ部を、ガスケットを介して付き合わせて固定治具で固定するフランジ固定構造である。このフランジ固定構造において、固定治具の有効長さをL0、固定治具の線膨張係数をα0、固定治具で挟まれるn個(nは1以上の整数)の部材のそれぞれの厚さをt1〜tn、n個の部材のそれぞれの線膨張係数をα1〜αnとした場合、L0とα0との積L0α0と、t1〜tnのそれぞれとα1〜αnのそれぞれとの積の和Σtiαi(i=1〜n)と、を実質的に等しくしたことを特徴とする。
【選択図】図2
Description
図1は、第1実施形態に係るフランジ固定構造を例示する概略斜視図である。
図1に表したように、本実施形態に係るフランジ固定構造は、2つの管路1a及び1bを互いのフランジ部2a及び2bによって接続するための構造である。管路1aの端部にはフランジ部2aが設けられ、管路1bの端部にはフランジ部2bが設けられる。フランジ部2a及び2bは、上下に設けられた第1フランジ押さえ5及び第2フランジ押さえ6によって挟まれ、固定される。
図2に表したように、2つの管路1a及び1bを接続するには、それぞれのフランジ部2a及び2bを、ガスケット7を介して付き合わせ、この状態で固定治具によって固定する。
図3は、第2実施形態に係るフランジ固定構造を例示する概略断面図である。
図3に表したように、第2実施形態に係るフランジ固定構造では、図2に表した第1実施形態とは異なり、第2フランジ押さえ6に雌ねじが設けられていない。その代わりに、フランジ固定ボルト3は、第2フランジ押さえ6の外側に設けられたナット9によって固定される。
図4は、第3実施形態に係るフランジ固定構造を例示する概略断面図である。
図4に表したように、第3実施形態に係るフランジ固定構造では、図2に表した第1実施形態とは異なり、フランジ部2a及び2bにフランジ固定ボルト3を通すための孔が設けられ、フランジ固定ボルト3及びナット9によって直接固定されている。
図5は、第4実施形態に係るフランジ固定構造を例示する概略断面図である。
図5に表したように、第4実施形態に係るフランジ固定構造は、図2に表した第1実施形態に係るフランジ固定構造に加え、フランジ保護カバー10が設けられている。
第1実施例では、図5に表したフランジ固定構造の各部を、表1に示した材料で構成した。ガスケット7の締付け面圧は、ガスケット7の仕様の最低締付け面圧である7MPaとした。管路1a及び1b内には塩素ガスを1L/minで流し、ノズル11には窒素ガスを10L/minで流し、ノズル12には排気ファンを接続し、排気ファンの出口は除害設備へ接続した。フランジ保護カバー10の内圧は大気圧より100Pa低くなるように調整し、管路1a及び1b内の圧力はフランジ保護カバー10内の圧力に比べ、1kPa高くなるように調整した。温度を室温から1000℃までの昇降温(1000℃保持時間=1時間)を10回繰り返し、ノズル12から排出される窒素ガス中の塩素濃度を測定することで、塩素ガスの漏洩量を評価した。その結果、塩素ガス濃度は常に検出下限(0.01ppm)以下で、塩素ガスリーク量は0.1μL/min以下であった。
第2実施例では、図5に示したフランジ固定構造の各部を、表1に示した材料で構成した。ガスケット7の締付け面圧は、ガスケット7の仕様の最低締付け面圧より低い3MPaとした。それ以外は第1実施例と同じ条件とした。そして、第1実施例と同様に、ノズル12から排出される窒素ガス中の塩素濃度を測定することで塩素ガスの漏洩量を評価した。その結果、塩素ガス濃度は3〜10ppmで変動し、塩素ガスリーク量は30〜100μL/minであった。微量のリークが見られたが、リークした塩素はすみやかにノズル12より排出され、大気中には漏洩しなかった。
比較例では、図5に示したフランジ固定構造の各部を、表4に示した材料で構成した。それ以外は、第1実施例と同じ条件とした。比較例において、L0α0は5.2×10−4、Σtiαiは2.5×10−4である。すなわち、比較例では、L0α0とΣtiαiとは実質的に等しくなっていない。
2a,2b…フランジ部
3…フランジ固定ボルト
4,4a,4b…ワッシャ
5…第1フランジ押さえ
6…第2フランジ押さえ
7…ガスケット
8a,8b…緩衝材
9…ナット
10…フランジ保護カバー
11,12…ノズル
Claims (10)
- 2つの管路のそれぞれに設けられたフランジ部を、ガスケットを介して付き合わせて固定治具で固定するフランジ固定構造であって、
前記固定治具の有効長さをL0、前記固定治具の線膨張係数をα0、前記固定治具で挟まれるn個(nは1以上の整数)の部材のそれぞれの厚さをt1〜tn、前記n個の部材のそれぞれの線膨張係数をα1〜αnとした場合、
前記L0と前記α0との積L0α0を、前記t1〜tnのそれぞれと前記α1〜αnのそれぞれとの積の和Σtiαi(i=1〜n)と実質的に等しくしたことを特徴とするフランジ固定構造。 - 前記2つの管路のぞれぞれの前記フランジ部で挟まれる前記ガスケットの厚さをtとし、前記ガスケットを挟んで固定する前後における厚さの変化量をΔt、前記ガスケットの復元率をrとした場合、
前記フランジ部を前記固定治具で固定した後に温度をΔT変化させた時、ΔT(L0α0−Σtiαi)<r(t−Δt)を満たすことを特徴とする請求項1記載のフランジ固定構造。 - 前記2つの管路のぞれぞれの前記フランジ部で挟まれる前記ガスケットの厚さをtとし、前記ガスケットを挟んで固定する前後における厚さの変化量をΔt、前記ガスケットの復元率をrとした場合、
前記フランジ部を前記固定治具で固定した後に温度をΔT変化させた時、ΔT(L0α0−Σtiαi)<0.1r(t−Δt)を満たすことを特徴とする請求項1記載のフランジ固定構造。 - 前記フランジ部と前記固定治具との間に緩衝部材を配置したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のフランジ固定構造。
- 前記フランジ部を前記固定治具で固定したときの前記緩衝部材の圧縮量は、前記ガスケットの圧縮量よりも小さいことを特徴とする請求項4記載のフランジ固定構造。
- 前記ガスケットは、膨張黒鉛シートであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載のフランジ固定構造。
- 前記ガスケットの外周部を不活性ガス雰囲気で保つ構造を備えたことを特徴とする請求項6記載のフランジ固定構造。
- 前記緩衝部材の材料は、セラミックス繊維シートであることを特徴とする請求項4記載のフランジ固定構造。
- 前記緩衝部材の材料は、膨張黒鉛シートであることを特徴とする請求項4記載のフランジ固定構造。
- 前記緩衝部材の周囲を不活性ガス雰囲気に保つ構造を備えたことを特徴とする請求項9記載のフランジ固定構造。
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