JP2742888B2 - 電気絶縁ガスケット - Google Patents

電気絶縁ガスケット

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JP2742888B2
JP2742888B2 JP7032821A JP3282195A JP2742888B2 JP 2742888 B2 JP2742888 B2 JP 2742888B2 JP 7032821 A JP7032821 A JP 7032821A JP 3282195 A JP3282195 A JP 3282195A JP 2742888 B2 JP2742888 B2 JP 2742888B2
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gasket
annular
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千太郎 吉本
知夫 真島
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L23/00Flanged joints
    • F16L23/02Flanged joints the flanges being connected by members tensioned axially

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Flanged Joints, Insulating Joints, And Other Joints (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、流体配管の接合フラン
ジ面間に挾み、ボルト・ナット等によって締め付けて流
体の漏れを防ぐためのガスケットに係るもので、とくに
高温・高圧下での使用に好適な電気絶縁ガスケットの改
良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電気絶縁用ガスケットとして、例
えば、図3に示すように、石綿ジョイントシートまたは
非石綿ジョイントシートにより形成した環状の中芯材1
を断面ほぼU字形に形成した環状のポリテトラフルオロ
エチレン(以下、PTFEと略称)製の外皮2で被覆し
たPTFE包みガスケットが知られている。
【0003】また、高温用としては、図4に示すよう
に、図3に示した中芯材1と外皮2の間に金網3を組み
入れて、高温・高圧用シールに適するように改良したP
TFE包みガスケットが知られている。さらにまた、図
5に示すように、環状に形成したシリコンFRP製の板
材4の表裏両面に環状の膨張黒鉛テープ5を貼り付けた
構造のガスケットや、図6に示すように、環状に形成し
たアスベストセメント板材6の表裏両面に環状の膨張黒
鉛テープ5を貼り付けた構造のガスケットも知られてい
る。
【0004】また、電気絶縁ガスケットではないが、図
7に示すように、耐圧性・耐熱性に優れた渦巻形ガスケ
ットを中芯材とし、これをPTFE製外皮で被覆した構
造のものが知られている(実公平4−32553号公報
参照)。即ち、7は帯状の金属フープ材と石綿繊維や膨
張黒鉛を基材とした帯状のフィラー材とを重ね合わせて
渦巻状に巻回して形成した渦巻形ガスケット本体、8は
外輪、9はほぐれ防止用金属リング、10は断面をコ字
形に形成した環状のPTFE製外皮であって、PTFE
製外皮10により渦巻形ガスケット体7を金属リング9
と共に包み込む構成となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上に挙げた各種のガ
スケットには、下記のような問題点がある。図3のガス
ケットは、芯材をPTFE製外皮で包み込んでいるの
で、シール性能と共に電気絶縁性能を兼ね備えているも
のの、高温雰囲気でのシール性に劣り、耐熱度は150
℃が限度で、それを超える高温では使用できない。
【0006】図4のガスケットは、図3のガスケットに
金網を組み入れた構成により、耐熱的には150℃〜2
00℃で使用できるものの、金網の存在によりPTFE
製外皮が破れ、電気絶縁性が失われることがあり、特に
熱サイクルの頻繁なプラントでは繰返しの配管応力によ
り、締め付け力がゆるんだり、ガスケット自体が破損し
たりして、シール機能がなくなることがある。
【0007】図5のガスケットは、シリコンFRP製の
板材の表裏両面に膨張黒鉛テープを貼り付けているの
で、150℃以上200℃以下の使用に供することがで
きるものの、シリコンFRP製板材は蒸気で加水分解さ
れやすく、使用面での制約がある。
【0008】図6のガスケットでは、アスベストセメン
ト製板材に矢印で示す実体漏れがあるのに加え、割れや
すい欠点がある。
【0009】図7のガスケットは、その構成から、フラ
ンジの圧着により締め付けられたとき、渦巻形ガスケッ
ト本体7の金属フープ材がPTFE製外皮10の当接面
にくい込み、外皮と機械的に結合するため、締め付け力
を大きくしても渦巻形ガスケット本体7がPTFE製外
皮10から離脱することがなく、したがって従来の渦巻
形ガスケット単体に比べて低締め付け圧で流体のシール
が可能であるとされている。
【0010】しかしながら、前記構成のガスケットにあ
っては、金属製外輪がコ字形断面のPTFE製外皮で遮
蔽されていないため、フランジの接触による通電のおそ
れがあり、電気絶縁性ガスケットに使用することはでき
ない。また、渦巻形ガスケット本体を包み込んでいるP
TFE製外皮は耐圧縮性および耐熱性の点で充分なもの
とは言えない。
【0011】加えて、前記外皮に用いるPTFEは溶融
加工ができないため、例えば、厚い板状素材を切削加工
により断面コ字形とする手段を適用しなければならず、
その成形工程に手数がかかり、かつ多大な材料加工ロス
がでる。このことは、図3および図4のガスケットを構
成しているPTFE製外皮の形成においても同様であ
る。
【0012】
【発明の目的】本発明は、前述した従来のガスケットの
問題点に鑑みてなされたものであって、高温、高圧条件
下で優れたシール特性と電気絶縁性を兼ね備え、かつ低
コストで製作可能な電気絶縁ガスケットを提供すること
を主たる目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明による電気絶縁ガ
スケットは、渦巻形ガスケット本体の外周側に外輪を設
け、内周側に連結部材を配設して環状の中芯材となし、
この中芯材の配管フランジ当接面に、前記中芯材の外径
より若干大きい外径を有し、中芯材の内径とほぼ同一内
径を有する充填材入りPTFE製の環状外皮板がサンド
ウィッチ状に重ね合わされ、両環状外皮板が前記連結部
材を介して一体化されていることを要旨としている。
【0014】本発明において、前記渦巻形ガスケット本
体の構成は、特に限定されないが、シールすべき流体の
種類によって適宜選択して使用することができる。前記
環状外皮を形成するPTFEに充填する充填材は、シリ
カ、アルミナ、ボロンオキサイド等の粉末の使用が好ま
しく、これを15〜25重量%配合するのが好ましい。
前記中芯材をサンドウィッチ状に包む両環状外皮板を一
体化するための連結部材の材料としては、ジョイントシ
ート、熱溶融性合成樹脂(PTFEおよび充填材入りP
TFEを含む)、ゴム、セメント板等、電気絶縁材料の
使用が好ましい。連結部材の形状は、環状の中実物が好
ましいが、ひも、チューブ状でもよく、連結手段として
は、連結部材の材質に応じ接着または融着手段が適用さ
れるが、それらの手段に限定されるものではない。
【0015】
【作用】上記構成の電気絶縁ガスケットにあっては、通
電性を有する渦巻形ガスケット(金属フープ材の使用に
より通電性あり)および金属製外輪の全部を充填材入り
PTFE製の環状外皮板で遮蔽することによって、渦巻
形ガスケットの優れた耐圧縮性と充填材入りPTFE製
外皮板の優れた耐圧縮性、耐熱性、電気絶縁性とが相乗
的に発揮される。
【0016】特に前記充填材入りPTFE製外皮板は、
PTFEのみの外皮板と対比して格段に優れた耐熱性と
耐フロー性とを有し、長期にわたる使用に耐えられる。
加えて、前記充填材入りPTFE製環状外皮板は、充填
材入りPTFEシート板を打ち抜き加工手段で簡単に得
られ、材料加工ロスも少ない。また、渦巻形ガスケット
本体の当接面にそれぞれ重ね合わされた前記外皮板は連
結部材を介して一体化されているので、ガスケットの取
り扱いは容易である。
【0017】
【実施例】図1〜図2に、本発明の一実施例として、好
ましい電気絶縁ガスケットの構成例を示す。同図におい
て、20は帯状の金属フープ材と帯状のフィラー材とを
重ね合わせて渦巻状に巻回して製作した渦巻形ガスケッ
ト本体、21はその外周側に嵌合された金属製外輪であ
り、ガスケット本体の内周側には、断面角形で前記ガス
ケット本体とほぼ同じ厚さを有するジョイントシート製
や熱溶融性合成樹脂製の環状の連結部材22が嵌合さ
れ、前記ガスケット本体と外輪と連結部材とで中芯材が
構成されている。
【0018】前記中芯材が配管フランジ23と当接する
表裏両面には、前記中芯材の内径(連結部材の内径)と
同一内径を有し、中芯材の外径(外輪の外径)より若干
大きい外径を有する充填材入りPTFE製の環状外皮板
24,24が重ね合わされ、各外皮板24は前記連結部
材22に接着剤25により接着され、一体化されてい
る。
【0019】前記外皮板24を形成するPTFEに充填
する好ましい充填材料は、シリカ、アルミナ、ボロンオ
キサイド、マイカ等の粉末および無機繊維が好適であ
り、これらの粉末から選択使用される。上記構成の電気
絶縁ガスケットは、渦巻形ガスケットの優れた耐圧縮性
と、充填材入りPTFE製外皮板の優れた耐圧縮性、耐
熱性および電気絶縁性とが相乗的に発揮されるので、高
温・高圧条件他で優れたシール特性と電気絶縁性とが要
求されるガスケットに使用して、その機能が最大限に発
揮される。加えて、前記充填材入りPTFE製の環状外
皮板24は、充填材入りPTFEシート板を打ち抜き加
工手段で簡単に得られ、材料加工ロスも少ない。
【0020】また、外輪付き渦巻形ガスケット本体の配
管フランジ当接面に重ね合わされた両外皮板24,24
は連結部材22を介して一体化することにより、ガスケ
ットの取り扱いが容易となる。また、連結部材を安価な
材料にすることにより、ガスケット全体の製造コストの
低減化を図ることができる。
【0021】なお、図示の連結部材22の内径を配管内
径Dと同一または若干小さくすることによって、ガスケ
ットの内周部に凹部が形成されないから、長期間の使用
による導電性沈着物の蓄積が生じることがなく、電気絶
縁特性の経時的劣化を防止できる。
【0022】上記実施例では、連結部材22に断面角形
の環状の中実物を用いているが、これは断続的なひも、
チューブ状物でもよく、またプラスチックを使用し、外
皮板に融着してもよい。その場合、接着部や融着部は部
分的、断続的でもかまわないが、それによると使用中、
流体は渦巻形ガスケット本体の内周端に達し、その部分
に導電性沈着物が蓄積して、両外皮板24間に通電路が
形成されることが考えられるが、外皮板内周端には、前
記沈着物は生じないから、電気絶縁上の問題はない。
【0023】以下に、具体的実施例を示す。 実施例1 ステンレスSUS304製の帯状フープ材と無機繊維質
ペーパーの帯状フィラー材とを重ね合わせて渦巻状に巻
回して厚さ3.2mmの渦巻形ガスケットを製作し、その
外周に厚さ2.4mmのSPCC製の外輪を嵌合し、内周
側には、断面角形で内径が配管内径と同一のジョイント
シート製の連結部材を嵌合して中芯材を得た。
【0024】次に、前記中芯材の内径と同一内径を有
し、中芯材の外径より若干大きい外径を有する厚さ約1
mmの珪石粉入りPTFE製の環状外皮板を前記中芯材の
フランジ当接面にそれぞれ重ね合わせてサンドウィッチ
状に包み、前記各外皮板を接着剤にて連結部材に接着し
て電気絶縁ガスケットを製作した。
【0025】実施例2 ステンレスSUS304製の帯状フープ材と無機繊維質
ペーパーの帯状フィラー材とを重ね合わせて渦巻状に巻
回して厚さ3.2mmの渦巻形ガスケットを製作し、その
外周に厚さ2.4mmのSPCC製の外輪を嵌合し、内周
側には、断面角形で内径が配管内径と同一のPFA製
(ポリテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピ
レン共重合体樹脂)の連結部材を嵌合して中芯材を得
た。
【0026】次に、前記中芯材の内径と同一内径を有
し、中芯材の外径より若干大きい外径を有する厚さ約1
mmの珪石粉入りPTFE製の環状外皮板を前記中芯材の
フランジ当接面にそれぞれ重ね合わせてサンドウィッチ
状に包み、前記各外皮板の連結部材に当接する部分にス
ポット溶着用プレスを当てがい、外皮板を連結部材に一
体に溶着して電気絶縁ガスケットを製作した。
【0027】上記によって得られた電気絶縁ガスケット
をサイクルテストとして地域暖房配管(16K14B)
に使用し、配管に流す蒸気を常温〜200℃(16kg/
cm2)で30分間で昇温し、その温度で約11時間維持
した後、30分間で常温に戻すサイクルを1回/日で、
3年間の長期実験に供したが、蒸気の漏洩など何ら異常
は発生しなかった。
【0028】前記16K14B(配管口径14インチ、
飽和蒸気圧16kg/cm2)の条件下で配管は1mm/10
0℃・m伸縮するので、配管応力が配管フランジ部に加
わるため、ジョイントシート等の軟質ガスケットやPT
FE包みガスケットでは、これに耐えられず、蒸気の漏
洩が認められた。
【0029】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、高温・高圧条件下で優れたシール特性と電気絶縁性
を兼ね備えた高温用電気絶縁性ガスケットが低コストで
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す電気絶縁ガスケットの
断面図である。
【図2】前記電気絶縁ガスケットの一部切断平面図であ
る。
【図3】従来のガスケットの断面図である。
【図4】従来の他のガスケットの断面図である。
【図5】従来の他のガスケットの断面図である。
【図6】従来の他のガスケットの断面図である。
【図7】従来の他のガスケットの断面図である。
【符号の説明】
1 中芯材 2 PTFE製外皮 3 金網 4 シリコンFRP製板材 5 膨張黒鉛テープ 6 アスベストセメント板材 7 渦巻形ガスケット本体 8 外輪 9 金属リング 10 PTFE製外皮 20 渦巻形ガスケット本体 21 外輪 22 連結部材 23 配管フランジ 24 PTFE製の環状外皮板 25 接着剤

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 渦巻形ガスケット本体の外周側に外輪を
    設け、内周側に連結部材を配設して環状の中芯材とな
    し、この中芯材の配管フランジ当接面に、前記中芯材の
    外径より若干大きい外径を有し、中芯材の内径とほぼ同
    一内径を有する充填材入りPTFE製の環状外皮板がサ
    ンドウィッチ状に重ね合わされ、両環状外皮板が前記連
    結部材を介して一体化されていることを特徴とする電気
    絶縁ガスケット。
  2. 【請求項2】 前記連結部材は、断面角形で渦巻形ガス
    ケット本体とほぼ同じ厚さを有するジョイントシート製
    環状体に形成され、この連結部材に前記充填材入りPT
    FE製の環状外皮板が接着剤により接着されている請求
    項1に記載の電気絶縁ガスケット。
  3. 【請求項3】 前記連結部材は、断面角形で渦巻形ガス
    ケット本体とほぼ同じ厚さを有するPFA製環状体に形
    成され、この連結部材に前記充填材入りPTFE製の環
    状外皮板が溶着されている請求項1に記載の電気絶縁ガ
    スケット。
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