JPH033119B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、管の側壁に形成されたポートを通し
て管の内部を真空引きした後、そのポートを密封
するための真空密封方法及び装置に関し、特に、
二重管の形とした断熱スチーム注入管の外側管と
内側管の間の環状空間に連通するポートを通して
真空引きされた該空間内の真空を維持するために
該ポートを密封するための真空密封方法及び装置
に関する。

従来の技術 米国特許第4396211号には、地中の井戸内に管
連結体を敷設するのに使用するための断熱導管が
開示されている。この導管は、内側管と外側管か
ら成る二重管であり、内外管の間に環状空間を有
している。この環状空間からガスを排気するため
の取付具が設けられている。その取付具は、外側
管の外周面に係合するクランプを備えており、外
側管の排気ポートに連通する半径方向の貫通通路
を有している。この取付具の貫通通路内に、環状
シールを巻いたテーパピンのようなプラグを最初
は弛く挿入しておき、該取付具の貫通通路に真空
ホースを接続し、真空ポンプを用いて内外管の間
の環状空間を真空引きすることができる。真空引
きされた後、テーパピンを真空引きポート即ち上
記取付具の貫通開口に押込み、環状空間を閉鎖す
ることができる。

米国特許第1472019号は、外側殻体と内側殻体
を有し、両者の間に空気室を形成するようにした
ビンの形の二重壁容器を開示している。外側殻体
にはテーパ付空気通路が形成されており、このテ
ーパ付空気通路に連通し、上記空気室から空気を
抜気するための通路を構成するスリーブがビンに
クランプされる。スリーブ内には、打込みバーが
嵌められ、打込みバーの端部にテーパ付プラグが
取付けられる。上記空気室を真空引きした後打込
みバーを工具で叩き、プラグを上記テーパ付空気
通路内へ打込んで空気室を密封する。

これと同様の、金属タンクを密封するための密
封装置が米国特許第2035862号に開示されている。
この特許では、タンクの側壁に溶接されたフラン
ジ部材に設けられたテーパ付開口を通してタンク
内を真空引きした後、ラムを用いて密封プラグを
該テーパ付開口内へ圧入プレス嵌めし、該開口を
密封する。即ち、ラムの一端にばねワイヤから成
るホルダが取付けられており、このホルダにその
ばねワイヤのばね力によりプラグを取付け、ラム
の上端をハンマーで叩くことによつてプラグをタ
ンクの開口にプレス嵌めするようになされてい
る。プラグをタンクの開口にプレス嵌めした後、
ラムを引上げれば、ホルダーのばねワイヤがプラ
グを解放し、プラグだけが開口にプレス嵌めされ
た状態に残される。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述した従来の密封装置は、密
封すべき管又は容器に特別の口金部材（上記米国
特許第4396211号では取付具、上記米国特許第
1472019号ではスリーブ、米国特許第2032862号で
はフランジ部材）を付設することを必要とし、し
かも、それらの口金部材及びその開口を密封する
プラグは、管又は容器を密封した後にも、管又は
容器から突出した形で残される。通常、管又は容
器を真空引きした後その開口をプラグで密封した
ならば、真空を維持するためにプラグを開口に密
封溶接するが、密封溶接を行う前に、管又は容器
の面から突出した口金部材及びプラグを密封溶接
に適するように切断し、研摩しなければならな
い。従来技術の密封装置では、密封溶接前にこの
ような余分の準備作業が必要とされるばかりでな
く、準備作業をする間に真空が失われてしまう場
合もある。更に、スチーム注入管の場合、管の外
面からから突出した口金部材やプラグが存在する
と、管を地中へ垂直に打込むのに障害となるので
望ましくないことはいうまでもない。

本発明は、従来のこの種の密封装置の上記のよ
うな問題点を解決することを企図したものであ
る。

従つて、本発明の目的は、管壁に設けられたポ
ート即ち開口を密封するための密封方法及び装置
を提供することであり、特に、断熱スチーム注入
二重管の内外管の間の環状空間に真空を設定した
後該注入管の外側管に設けられたポートを密封す
るための方法及び装置であつて、密封後に管の面
から突出した口金部材やプラグを残すことなく、
管のポートを密封することを可能にする真空密封
方法及び装置を提供することである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明は、管の管
壁に設けられた真空引きポートを密封するための
真空密封方法であつて、 該ポートに連通する開口を備えた空間を有する
上側部材と下側部材とから成るクランプ手段を準
備し、 該クランプ手段の上側部材を、その前記空間の
開口が前記ポートを被うようにして前記管の上側
外周面に係合させて保持し、 プラグと、シヤンクと、該プラグとシヤンクを
連結した破断可能な連結片を有する密封ピンを準
備し、該密封ピンを前記上側部材の空間及び開口
を通して挿入し、該密封ピンのプラグを前記ポー
ト内に部分的に挿入して該プラグをポートに心合
させ、 前記プラグと前記上側部材の開口との間に爾後
の真空引き操作中気体を通すための環状間隙を残
すように前記密封ピンを一定限度だけ上昇させ、 前記クランプ手段の下側部材を前記管の下側外
周面の周りに係合させて前記上側部材に固定し、 前記上側部材の空間及びその開口、及び前記ポ
ートを通して真空引きして前記管内に所定の真空
を設定し、 前記密封ピンを再び下降させて密封ピンのプラ
グを前記ポート内にプレス嵌めして該ポートを密
封し、 前記破断可能な連結片が破断するまで前記シヤ
ンクを引張ることによつて該シヤンクを該プラグ
から切離すことから成る真空密封方法を提供す
る。

本発明は、又、上記真空密封方法を実施するた
めの装置として、 密封すべき管の前記ポートを被つて該管の上側
外周面にそれを取巻くようにして係合する湾曲凹
部を有し、該ポートに連通するための開口を備え
た空間を有する上側部材と、該管の下側外周面に
それを取巻くようにして係合する湾曲凹部を有す
る下側部材から成るクランプ手段と、 前記クランプ手段の上側部材の空間を通して真
空引きするために該上側部材に接続された該空間
に連通する真空コネクタと、 前記上側部材の空間内に、前記開口から離れた
第１位置と該開口を通つて前記ポート内へ進入す
る第２位置との間で移動自在に配設されており、
プラグと、シヤンクと、該プラグとシヤンクを連
結した破断可能な連結片を有する密封ピンと、 該密封ピンを前記第１位置から第２位置へ打込
み密封ピンのプラグを前記クランプ手段によつて
保持された前記管の前記ポート内へプレス嵌めす
るための打込み手段とから成り、 前記密封ピンの連結片は、密封ピンのシヤンク
をプラグから切離すために、前記打込み手段が不
作動にされて密封ピンのシヤンクが引張り上げら
れたとき、破断するようになされており、前記打
込み手段は、前記ポートに対し、移動自在に取付
けられた取付プレートと、一端を該取付プレート
に連結され、他端を前記密封ピンに連結された押
棒と、該上側部材の前記空間内に真空を維持する
べく該空間を閉鎖するために該取付プレートと上
側部材の間に、かつ、前記押棒を囲包して延設さ
れた閉鎖手段とから成り、該閉鎖手段は、該取付
プレートと上側部材との間の相対移動を許すよう
に伸縮自在である真空密封装置を提供する。

発明の作用効果 本発明の重要な特徴は、管壁のポートに打込む
密封ピンのプラグとシヤンク部分とを破断可能な
連結片を介して連結したことと、管の全周を上下
から抱持する上側部材と下側部材から成る密封装
置を用いることである。これによつて、従来技術
におけるように密封すべき管に特別の口金部材を
付設することを必要とせず、管壁に直接穿設した
真空引きポートにプラグをプレス嵌めすることを
可能にし、しかも、管を密封した後に、口金部材
やその開口を密封するプラグが管から突出した形
で残ることがない。このような密封ピンを用いる
ことは上記どの先行特許にも開示されていない。

実施例の説明 第１図を参照すると、断熱スチーム注入管１の
内側管２と外側管３との間の環状空間から真空引
きし、該空間を密封するための真空密封装置１０
が示されている。外側管３には、内側管２との間
の環状空間に連通する真空引きポート（以下、単
に「ポート」とも称する）４が設けられている。

真空密封装置１０は、断熱スチーム注入管（以
下、「スチーム注入管」又は単に「注入管」とも
称する）１の上側に係合する下向き湾曲凹部を有
するポート１２と、注入管１の下側に係合する上
向き湾曲凹部を有する下側部材１４とを備えてい
る。上側部材１２と下側部材１４とは、ボルト１
６によつて結合される。かくして、上側部材１２
と下側部材１４とでクランプ手段を構成する。上
側部材１２の湾曲凹部には真空引きポート４を取
巻く密封ガスケツト１８が装着されており、上側
部材１２の内部空間（以下、単に「空間」とも称
する）２０と外側管３の外周との間を密封するよ
うになされている。空間２０は、ポート４と連通
する下方開口２１を有している。

上側部材１２には、空間２０に連通する観察孔
２２が設けられており、空間２０を視検するため
の覗き窓２４が観察孔２２内に装着される。第２
図に示されるように、上側部材１２には、又、空
間２０に連通するねじ孔が形成されており、その
ねじ孔に真空ポンプに接続するためのコネクタ２
６（第２図）が螺入される。上側部材１２には、
更に、空間２０内の真空度を検出する真空検出器
のためのねじ孔２８（第２図参照）も設けられて
いる。

空間２０と整列する貫通開口を有する第１取付
プレート３０が上側部材１２に固定され、第１取
付プレート３０には可撓金属製ベロー３２の下端
が連結される。ベロー３２の上端は、第２取付プ
レート３３（第１図参照）に固定されている。か
くして、ベロー３２は、クランプ手段の上側部材
１２の空間２０内の真空を維持する閉鎖手段を構
成する。

第２取付プレート３３は、互いに重ね合されて
一体的に結合された下側孔あきプレート部分３４
と上側孔なしプレート部分３６とから成る。第２
取付プレート３３の下側孔あきプレート部分３４
は、空間２０及び第１取付プレート３０の開口と
整列する開口を有している。押棒又は調心ロツド
４０の上端が第２取付プレート３３の下側プレー
ト部分３４の開口を通して上側プレート部分３６
の下面に固定されている。押棒４０は、第１取付
プレート３０の開口を貫通して空間２０内へ延長
している。第２取付プレート３３は、ベロー３２
の弾性作用により第１取付プレート３０及び上側
部材１２に対して上下動することができる。従つ
て、押棒４０も第２取付プレート３３と一緒に上
下動する。第２取付プレート３３の上下運動を案
内するために第２取付プレート３３のプレート部
分３４，３６に穿設した孔を貫通して１対の案内
ロツド４２を設け、それらの案内ロツドの下端を
第１取付プレート３０に連結してある。かくし
て、第２取付プレート３３は、案内ロツド４２に
沿つて上下動することができる。押棒４０は、第
２取付プレート３３と共に上下動し、押棒の下端
は、空間２０内を上下動する。第２取付プレート
３３が下降したときは、ベロー３２は圧縮され、
第２取付プレート３３が上昇したときはベロー32
は伸張する。案内ロツド４２は、プレート部分３
４，３６に弛く嵌合しているので、第２取付プレ
ート３３の上方移動を制限するために上側プレー
ト部分３６の上方で止めナツト４４が各案内ロツ
ド４２に螺着されている。止めナツト４４は、第
２取付プレート３３の上限位置を限定するストツ
パである。

第３取付プレート４６が各案内ロツド４２の上
端に固定されており、第１取付プレート３０に対
して固定関係に保持される。第３取付プレート４
６上には、接続管５２を通して加圧することがで
きる室を有するシリンダ５０と、該シリンダ内に
移動自在に配設されたピストン５４とから成る、
例えば油圧プレスのようなピストン・シリンダユ
ニツト４８のシリンダ５０は、第３取付プレート
４６に固定される。ピストン・シリンダユニツト
４８のピストン５４は、第３取付プレート４６の
開口を貫通して第２取付プレート３３の上側プレ
ート部分３６の上面に係合するピストンロツド５
６を有している。接続管５２を通してシリンダ５
０の室内へ加圧流体を導入することによつてピス
トン５４及びピストンロツド５６が押下げられ、
それによつて第２取付プレート３３を下降させ、
ベロー３２を圧縮しながら、押棒４０を下降させ
る。

かくして、上述した第１取付プレート３０、第
２取付プレート３３、ベロー（閉鎖手段）３２、
押棒４０、及びピストン・シリンダユニツト４８
（シリンダ５０、ピストン５４、ピストンロツド
５６）は、密封ピン５８を打込むための打込み手
段を構成する。

押棒４０の下端には密封ピン５８が固定されて
いる。第３図に示されるように、密封ピン５８
は、小径の破断可能な連結片６４によつて連結さ
れた下方プラグ６０と上方シヤンク６５を有して
いる。下方プラグ（以下、単に「プラグ」とも称
する）６０は、下方円錐形部分６２と上方円筒形
部分６３を有している。上方円筒形部分６３の外
径は、ポート４の内径より僅かに大きく、プラグ
６０がポート４内に完全に座着すると良好な真空
密封が設定されるようになされている。例えば、
ポート４の直径を10.16〜12.7mmとした場合、プ
ラグ６０の直径はポート４の直径より少くとも
0.0762mm、好ましくは0.1524mm以上大きくし、両
者の間に十分な干渉嵌め（締り嵌め）が設定され
るようにする。円錐形部分６２は、プラグ６０を
ポート４内へ案内するために設けられている。

密封ピン５８は、シヤンク６５の小径部分６６
に係合する止めねじ６７によつて押棒４０の下方
凹部内に保持される。

使用に当つては、まず、上側部材１２だけを注
入管１の上側部分にかぶせ、手操作で又はピスト
ン・シリンダユニツト４８を用いて第２取付プレ
ート３３を第１取付プレート３０に向けて押し下
げることによつてベロー３２を圧縮させる。この
押下げ操作は、プラグ６０の円錐形部分６２が、
空間２０の下方開口２１を通つて上側部材１２の
湾曲凹部より下方へ外側管３のポート４内にまで
押下げられ、ポート４内に部分的に挿入され弛く
嵌合するまで行われる。プラグ６０の円錐形部分
６２の、ポート４に対する弛い嵌合は、プラグ６
０をポート４に対し心合させるのに十分である。
かくして、押棒４０は、プラグ６０をポート４に
対し心合させる。この意味で、押棒４０は、「調
心ロツド」と称することができる。ガスケツト１
８は、予めポート４を囲繞するようにして上側部
材１２に装着しておくことができる。このよう
に、プラグ６０の円錐形部分６２が、ポート４内
に弛く嵌合し、ポート４に対して心合した時点
で、シリンダ５０内の圧力流体を排出し、一旦、
第２取付プレート３３に対する下向き押圧力を解
放する。その結果、第２取付プレート３３は、案
内ロツド４２のナツト４４によつて停止されるま
でベロー３２の弾発力により第１取付プレート３
０から離れる方向に押上げられる。それによつ
て、プラグ６０の円錐形部分６２が、ポート４か
ら引上げられる（第１，２図）。この状態では、
プラグ６０の外周面とポート４の周壁との間に後
述する真空引きのための間隙が残されるように寸
法づけされている。

次いで、下側部材１４を注入管１の下側に係合
させ、ボルト１６によつて上側部材１２に締着す
る。

コネクタ２６に真空ポンプを接続し、ねじ孔２
８に真空検出器を接続する。注入管１の内外管
２，３の間の環状空間から上述したポート４とプ
ラグ６０の間の間隙及び空間２０を通して真空引
きし、所望の真空が得られるまで真空ポンプを作
動させる。

このとき、密封ピン５８のプラグ６０は、先に
述べたように引上げられた状態にあり、プラグの
外周面とポート４の周壁との間に間隙が存在して
いるが、真空引きが完了し、所望の真空が得られ
た時点で、接続管５２を通してシリンダ５０に加
圧流体を導入し、ピストン５４及びピストンロツ
ド５６を下降させる。それによつて、再び、第２
取付プレート３３を下降させ、ベロー３２を圧縮
させながら押棒４０を下降させる。かくして、押
棒４０の下端に固定された密封ピン５８のプラグ
６０はポート４内へ完全に圧入し、プレス嵌めさ
せる。その際、密封ピン５８は、そのプラグ６０
の円筒形部分６３がポート４内に座着するまで円
錐形部分６２によつて案内される。プラグの円筒
形部分６３がポート４内に座着するまで密封ピン
５８が押下げられたことは、覗き窓２４を通して
空間２０を目視することによつて確認することが
できる。この時点で、ポート４の、従つて、注入
管１の内外管２，３の間の環状空間の密封が設定
される。

このようにして、ポート４が密封ピン５８のプ
ラグ６０によつて密封されたならば、シリンダ５
０内の圧力流体を排出する。シリンダ５０内の圧
力流体が排出されるにつれてベロー３２の弾発復
元力により押棒４０が引張り上げられたとき、密
封ピン５８の連結片６４が破断するように寸法づ
けされている。プラグ６０は、ポート４にプレス
嵌めされているので、上方へ引抜かれず、破断可
能な連結片６４がプラグから引きちぎられ、密封
ピン５８の連結片６４より上の部分だけが押棒４
０と共に持上げられる。密封ピン５８の連結片６
４より下のプラグ６０は、ポート４内にプレス嵌
めされたままに残される。

連結片６４は、上記のように密封ピン５８が引
張り上げられるときに破断するようにしてもよい
が、別法として、真空引きが完了してプラグ６０
を上側部材４にプレス嵌めするために密封ピン５
８を急激に下降させたたときに連結片６４が折れ
るようにしてもよい、ただし、後者の場合、連結
片６４は、プラグ６０の円筒形部分６２とポート
４の間に十分な真空密封を設定するまでは破断し
ないように寸法づけしなければならない。例え
ば、連結片の直径は2.3622mm程度とすることがで
きる。

以上の説明では、本発明の密封装置は、内外２
つの管から成る二重管に適用した場合を例にとつ
て説明されたが、第１，２図において内側管２が
存在しなくても本発明の密封装置の機能に何の支
障もないから、本発明の密封装置は一重管にも適
用することができることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の密封装置の立断面図であ
る。第２図は、第１図の線２−２に沿つてみた断
面図である。第３図は、第１図及び第２図に示さ
れた密封装置に使用される密封ピンの拡大立面図
である。 １：断熱スチーム注入管、２：内側管、３：外
側管、４：ポート、１０：密封装置、｛１２：上
側部材、１４：下側部材｝クランプ手段、２０：
空間、２１：開口、２６：真空コネクタ、｛３
０：第１取付プレート、３３：第２取付プレー
ト、３２：ベロー（閉鎖手段）、４０：押棒、４
８：ピストン・シリンダユニツト、５０：シリン
ダ、５４：ピストン、５６：ピストンロツド｝打
込み手段、４２：案来ロツド、５８：密封ピン、
６０：プラグ、６２：円錐形部分、６３：円筒形
部分、６４：破断可能な連結片、６５：シヤン
ク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管３の管壁に設けられた真空引きポート４を
   密封するための真空密封方法であつて、 該ポート４に連通する開口２１を備えた空間２
   ０を有する上側部材１２と下側部材１４とから成
   るクランプ手段を準備し、 該クランプ手段の上側部材１２を、その前記空
   間２０の開口２１が前記ポート４を被うようにし
   て前記管の上側外周面に係合させて保持し、 プラグ６０と、シヤンク６５と、該プラグとシ
   ヤンクを連結した破断可能な連結片６４を有する
   密封ピン５８を準備し、該密封ピンを前記上側部
   材の空間２０及び開口２１を通して挿入し、該密
   封ピンのプラグ６０を前記ポート４内に部分的に
   挿入して該プラグをポートに心合させ、 前記プラグ６０と前記上側部材の開口２１との
   間に爾後の真空引き操作中気体を通すための環状
   間隙を残すように前記密封ピンを一定限度だけ上
   昇させ、 前記クランプ手段の下側部材１４を前記管３の
   下側外周面の周りに係合させて前記上側部材１２
   に固定し、 前記上側部材の空間２０及びその開口２１、及
   び前記ポート４を通して真空引きして前記管３内
   に所定の真空を設定し、 前記密封ピン５８を再び下降させて密封ピンの
   プラグ６０を前記ポート４内にプレス嵌めして該
   ポートを密封し、 前記破断可能な連結片６４が破断するまで前記
   シヤンク６５を引張ることによつて該シヤンクを
   該プラグから切離すことから成る真空密封方法。 ２ 管３の管壁に設けられた真空引きポート４を
   密封するための真空密封装置において、 密封すべき管の前記ポート４を被つて該管の上
   側外周面にそれを取巻くようにして係合する湾曲
   凹部を有し、該ポートに連通するための開口２１
   を備えた空間２０を有する上側部材１２と、該管
   の下側外周面にそれを取巻くようにして係合する
   湾曲凹部を有する下側部材１４から成るクランプ
   手段と、 前記クランプ手段の上側部材の空間２０を通し
   て真空引きするために該上側部材に接続され該空
   間２０に連通する真空コネクタ２６と、 前記上側部材の空間２０内に、前記開口２１か
   ら離れた第１位置と該開口を通つて前記ポート４
   内へ進入する第２位置との間で移動自在に配設さ
   れており、プラグ６０と、シヤンク６５と、該プ
   ラグとシヤンクを連結した破断可能な連結片６４
   を有する密封ピン５８と、 該密封ピンを前記第１位置から第２位置へ打込
   み密封ピンのプラグ６０を前記クランプ手段によ
   つて保持された前記管の前記ポート内へプレス嵌
   めするための打込み手段とから成り、 前記密封ピン５８の連結片６４は、密封ピン５
   ８のシヤンク６５をプラグ６０から切離すため
   に、前記打込み手段が不作動にされて密封ピン５
   ８のシヤンク６５が引張り上げられたとき、破断
   するようになされており、前記打込み手段は、前
   記上側部材１２に対し、移動自在に取付けられた
   取付プレート３３と、一端を該取付プレートに連
   結され、他端を前記密封ピン５８に連結された押
   棒４０と、該上側部材の前記空間２０内に真空を
   維持するべく該空間を閉鎖するために該取付プレ
   ート３３と上側部材１２の間に、かつ、前記押棒
   を囲包して延設された閉鎖手段３２とから成り、
   該閉鎖手段は、該取付プレート３３と上側部材と
   の間の相対移動を許すように伸縮自在である真空
   密封装置。 ３ 前記プラグ６０は、小径部分から大径部分へ
   と外方へテーパした円錐形部分６２と、該円錐部
   分の大径部分に連接した円筒形部分６３を有し、
   該円筒形部分が前記連結片６４を介して前記シヤ
   ンク６５に連結されている特許請求の範囲第２項
   記載の真空密封装置。 ４ 前記閉鎖手段は、ベローから成るものである
   特許請求の範囲第２項記載の真空密封装置。 ５ 前記打込み手段は、前記上側部材１２に連結
   されたシリンダ５０と、該シリンダ内に移動自在
   に配設された、ピストンロツド５６を有するピス
   トン５４を有し、該ピストンロツドは前記取付プ
   レート３３に係合して該取付プレートを押すこと
   によつて前記密封ピン５８を第１位置から第２位
   置へ移動させるようになされている特許請求の範
   囲第２項記載の真空密封装置。 ６ 前記上側部材に少くとも１つの案内ロツド４
   ２が連結されており、前記取付プレート３３は、
   該案内ロツドを受容するための貫通開口を有し、
   該案内ロツドは、該取付プレートと上側部材との
   間の相対運動の方向に延長している特許請求の範
   囲第５項記載の真空密封装置。