JPH0613425Y2 - 圧力容器蓋のシール構造 - Google Patents

圧力容器蓋のシール構造

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JPH0613425Y2
JPH0613425Y2 JP1988143814U JP14381488U JPH0613425Y2 JP H0613425 Y2 JPH0613425 Y2 JP H0613425Y2 JP 1988143814 U JP1988143814 U JP 1988143814U JP 14381488 U JP14381488 U JP 14381488U JP H0613425 Y2 JPH0613425 Y2 JP H0613425Y2
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sealing
pressure vessel
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 化学工業を始め各種産業に数多く使用されている圧力容
器には、圧力をシールするシール部がある。
本考案は、シール部に作用する圧力を、操業圧力より大
巾に減少させることを可能とした圧力容器蓋のシール構
造に関するものである。
〔従来の技術〕
第3図に上下の蓋とも急速開閉が可能な圧力容器の一例
を示す(新日本法規出版株式会社社発行・高圧ガス取締
法令例規集・特定設備検査規則関係第12条七五四ノ九
四ノ七参照)。
この圧力容器に蓋を取付けるには、まず下蓋3をクレー
ンで吊具11で吊り容器の胴2内に装入する。次に上蓋
1を装入し、クランプセグメント6をさし込んで、内圧
をかけ始めるが、シール部4及び5で内圧はシールされ
る。
内圧はゼロからスタートし、容器の操業圧力まで、徐々
に慎重に昇圧されるが、その間、シール部からリークし
ないかどうか厳重に監視される。
特に近年、操業圧力が1000kg/cm2以上を超え、10000kg/
cm2Gのものが、一般に使用される頻度が増し、今後益
々増加する傾向にある。
操業者にとって、常時危険性が伴うシール部からのリー
クは最大の危険要因であるが、特に超高圧で蓋をバッチ
的に開閉するような場合、シール部の取替え,取付け等
に多大の労力と神経を使っており、安全上,作業上のネ
ックとなっている。
容器仕様を例記すると、以下の通り。
容器有効寸法:内径700mm×内高1000mm 容器構造:鍛造リング型 容器材質:JIS SNCM-439 最高使用圧力:1500kgf/cm2G 試験圧力:1800kgf/cm2G 蓋型式:上蓋〜内蓋クランプ式,下蓋〜落し込み内蓋式 蓋開閉:手動開閉 高圧シール:Oリング 胴部板厚:200mm 胴部重量:約8TON 蓋板厚:200mm 蓋重量:上蓋〜約1TON,下蓋〜約200kg 〔考案が解決しようとする課題〕 前記のように従来の技術では次のような課題があった。
シール部に容器の操業圧力(本例では1500kgf/cm2
G)が全圧かかり、リークが生じれば、超高圧流体が噴
出することになり、非常に危険であった。
シール部の使用されるシール材は、操業スタート時
の圧力ゼロから順次低圧,中圧,高圧、そして超高圧域
の圧力をうけ、低圧シールに適する軟質性とより高圧に
適する硬質性をあわせもつ必要があり、このような広範
囲のシール材には寿命上限界があった。
操業者は、蓋の開閉毎にシール部及びシール材の十
分な点検を行って、蓋をセットし、前記のように超高圧
の圧力を保持することになるので、より硬質のものを使
用せざるをえないが、硬質のもの程蓋装入時に傷が入
り、弾性回復性がなく、リークし易くなる傾向があっ
た。
そのため、蓋開閉時毎又は、特にシール材の取替え時期
が迫るにつれ、リークが生じないか否か、多大の神経を
使い、次のような対策を講じていた。
(a)昇圧速度を遅くし、リークに注意する。
(b)昇圧時、何回にもわけて昇圧を停止し、圧力を保持
したまま、リークがないかシール部及び圧力計を点検す
る。
特に、圧力計にも明確に表示されないような微量なリー
ク段階で発見することが、大きなリークの予防となる
が、リーク発見作業は、何時リークが生じるか予測でき
ず危険であった。
(c)リークが発生しても、人的,物的に危害または損傷
ができるかぎり生じないように、プロテクターやピット
にて作業する等の多大の装備や安全対策を講じていた。
〔課題を解決するための手段〕
本考案は、前記課題を解決するものであり、円筒形の圧
力容器に該圧力容器の端部を密閉する蓋を配設し、該蓋
の外周面に複数段Nの円周溝を設け、該円周溝にリング
状のシール材N個を嵌め込んだことからなる圧力容器蓋
のシール構造において、前記圧力容器の内部と前記各シ
ール材間の空隙部N−1個とを連通する連通管を圧力容
器を貫通して設け、該連通管に各々バルブを設けると共
に、該バルブと前記各シール材間の空隙部との前記連通
管に圧力計を設けたことを特徴とする圧力容器蓋のシー
ル構造である。
〔作用〕
本考案は、シール部を複数個(n個)設けた状態で、第
1段のシール部には、容器の操業圧力のn分の1(シー
ル部を3段設けると、操業圧力が本例のように1500kgf/
cm2Gだと、500kgf/cm2Gが第1段シール部にまず負荷
する)を負荷し、シール性を確認すれば、第1段シール
部は、500kgf/cm2Gまでは、シール性は保証される。
その圧力状態のままで、第1段シール部と第2段シール
部の間に本例では、500kgf/cm2Gの内圧を導通すれば、
第1段シール部は差圧がゼロとなり、第2段シール部に
は500kgf/cm2Gが作用し、第2段シール部のシール性は
保証される。
次に同様にすれば、第3段シール部も保証される。
次に容器の内圧を1000kgf/cm2Gとすれば、第1段シー
ル部は、差圧500kgf/cm2Gを受けるが、500kgf/cm2Gは
既にシール性が保証されており、リークすることはな
い。
同様に第1段,第2段間を1000kgf/cm2Gとしていき、
次に容器の内圧を操業圧力の1500kgf/cm2Gに昇圧して
も第1段シール部には500kgf/cm2Gしか負荷せず、リー
クすることはない。
このように、シール部は操業圧力のかなり低い圧力しか
負荷せずに、操業圧力をシールすることができ、シール
部の低圧操業化が可能となる。
又、各シール部間には圧力計を設け、万一、微量のリー
クでも適確に検知し、昇圧を停止することが可能とな
る。
〔実施例〕
第1図に本考案の実施例の全体図を示す。
下蓋3は、シール材4a,4b,4cを付けた状態で、クレー
ンで吊り下げられ胴2の下部に装入される。
次に上蓋1も同様に装入され、クランプセグメント6で
ロックされる。上蓋にもシール材5が事前に付けられて
いる。
下蓋のシール部は、本例では3段であるが、第1段のシ
ール部にはシール材4aが、第2段にはシール材4b、第3
段にはシール材4cが装着され、第1段と第2段のシール
部の間には導通管8a、第2段と第3段のシール部の間に
は導通管8bが取り付けられており、各々導通管にはバル
ブ9a,9b及び圧力計10a,10bが装備され、容器に取り付
けられた導通管7と図示のように連結している。
次に本例の操業圧力1500kgf/cm2Gを例にとり、その操
業方法を第1表に沿って説明する。
第2図は要部の拡大図であり、容器の圧力をP1kg/cm2
G、シール材4aと4bの間の圧力をP2kg/cm2G、シール
材4bと4cの間の圧力をP3kg/cm2Gと設定する。
表1は昇圧ステップの1例を示す。
表1に示すようにステップNo.1では、まずP1を500kg/
cm2Gに加圧する。その時のP2及びP3の内圧はゼロで
ある。この時のバルブ9aおよび9bは閉である。この状態
では、シール材4aはP1=500kg/cm2Gの圧力を受けてお
り、P2の圧力がゼロなので、シール材4aは500kg/cm2
の圧力をシールしている訳である。
次にステップNo.2で示すように、バルブ9aを開とし
て、P2の圧力をP1と同じ500kg/cm2Gに導通して昇圧
する。バルブ9bは閉のままである。この状態ではシール
材4bには500kg/cm2Gの圧力がかかっており、この時P3
の圧力がゼロであれば、シール材4bのシールは完全であ
ることが確認される。
次にステップNo.3で示すように、バルブ9bを開とすれ
ば、P3の内力はP1及びP2と同じ圧力、すなわち500kg
/cm2Gとなる。この時は、シール材4cに500kg/cm2Gの
圧力が作用しており、シール材4cからのリークがないこ
とを確認すれば、すなわち、バルブ9bを開から閉として
圧力計10bの指示圧力、500kg/cm2Gが保持されつづけて
いることを確認すれば、シール材4cのシールが完全であ
るか否か容易にわかる。
次にステップNo.4で示すように内圧P1を1000kg/cm2
に昇圧する。この時は、昇圧する前に、バルブ9a,9bは
閉としておく。
ステップNo.4におけるシール材4aにかかる圧力は、P1
−P2=1000−500=500kg/cm2Gであるので、この圧力
はステップNo.1でのシール材4aにかけた圧力500kg/cm2
Gと同圧であり、この圧力レベルでのシール性はステッ
プNo.1で確認されており、シール性に問題はないこと
がわかる。
次にステップNo.5では、バルブ9aを閉から開にしてや
ると、P2の圧力はP1と同じ圧力1000kg/cm2Gとなる。
バルブ9bは、閉のままとしておくので、シール材4bにか
かる圧力は、P2−P3=1000−500=500kg/cm2Gとな
る。この時の圧力500kg/cm2Gのシール材4bのシール性
はNo.2で確認されており、問題はない。
勿論、シール材4bからリークしていれば、圧力計10bに
て容易に検知される。
次にステップNo.6で示すように、バルブ9a,9bを閉の状
態で、P1の圧力を1500kg/cm2Gに昇圧してやると、シ
ール材4aには、P1−P2=1500−1000=500kg/cm2Gの
圧力が作用することになるが、この500kg/cm2Gの圧力
のシール性は、ステップNo.1で確認されており、完全
にP1の圧力、すなわち1500kg/cm2Gの圧力がシールさ
れることとなる。
これからわかるように、シール材には、その差圧分しか
圧力が作用せず(500kg/cm2G)、容器の圧力1500kg/cm
2Gをシールすることができた。
又、前述のように超高圧でもその1/3の圧力で、ステッ
プ毎に確実にシール性を確認でき、作業がシステマチッ
クにかつ安全に遂行できた。
又、もしステップNo.1でのP1圧力を450kg/cm2Gでご
く微量なリークが圧力計10aで検出されたら、P1圧力を
400kg/cm2に戻し、シール材4aのシール性を確認した
後、表2のような昇圧ステップをとることにより、蓋を
開放しシール材を取り替えることなく安全に昇圧を遂行
できた。
すなわち、次に示す表2をより詳しく説明すると、ステ
ップNo.1で胴内圧力をP1を500kg/cm2Gまで昇圧する
時に、450kg/cm2Gでシール材4aからリークが発生した
ら、直ちにP1の圧力を400kg/cm2Gまで戻すと、シール
材4aからのリークはなかった。これがステップNo.2で
ある。すなわち、その時のバルブ9a,9bは閉である。
次にステップNo.3で、バルブ9a,9bを開にすればP2
圧力は400kg/cm2Gとなり、シール材9bのシールを確認
した。
次にステップNo.4で、P1を500kg/cm2Gに昇圧し、同
時にP2の圧力も550kg/cm2Gとする。その時にバルブ9a
は開、9bは閉としておくので、シール材4bは550kg/cm2
Gの圧力を受け、シール性が確認される。
次にステップNo.5で、バルブ9bを開とすれば、P3は55
0kg/cm2Gとなりシール材4cのシール性を確認できる。
次にステップNo.6で、P1を950kg/cm2Gとして、シー
ル材4aのシールは、その差圧P1−P2=950−550=400k
g/cm2Gを受けるが、この圧力はNo.2で確認されてお
り、当然シールは問題ない。
次にステップNo.7で、バルブ9aを開とし、9bを閉とす
ると、P2は950kg/cm2Gとなり、シール材4bはP2−P3
=950−550=400kg/cm2Gの圧力をシールすることとな
り問題はない。
次にステップNo.8で、P1を1100kg/cm2Gに昇圧する
と、シール材4aにはP1−P2=1100−950=200kg/cm2
の差圧がかかるとシール性には問題はない。
次にステップNo.9で、バルブ9aを開として9bを閉とす
ると、P2は1100kg/cm2Gとなり、シール材4bにはP2
3=1100−550=550kg/cm2Gの圧力がかかるが、この
圧力はNo.4で確認されており、問題ない。
次にステップNo.10では、P1を1500kg/cm2Gに昇圧し
てやるが、バルブ9a,9bとも閉、シール材4aにはP1−P
2=1500−1100=400kg/cm2Gの圧力がかかる。しかし、
この圧力のシール性はNo.2での圧力と同一であり、問
題はない。
表2 なお、本実施例のシール材は第3段となっているが、複
数段であれば何段でもよい。
〔考案の効果〕
前記の実施によっても明らかなように、本案は下記の効
果が得られる。
シール部には容器の操業圧力である全圧をかけるこ
となく、シールができる。
またリークが生じても第2段以降でシールされ、超高圧
流体が超高圧のまま噴出することはない。
シール部に使用するシール材は比較的圧力レンジの
狭い最適な材料を使用できるため、寿命もより向上す
る。
微量なリークの検出が各シール間の圧力検知で迅速
に行なわれるため、点検に労力を要することなく安全に
かつ昇圧は前記表1のように確実に早く行なえる。本考
案のシール構造をとることによって予期しないリークに
よる不安や事故等を防止することができる。
従来の方法で、リークが発生した場合、減圧した後
蓋を開放しシール材を取替え、シール部の損傷を点検し
た上で再度昇圧する作業が大変なロスであったが、本考
案で、これらのロスが解消でき、操業率も向上する。
従来の方法でリークした場合、超高圧流体が噴出
し、シール部近傍がエロージョン等で損傷することがあ
ったが、本考案によって有効に防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の実施例の全体図を示し、(A)は側断面
図、(B)は平面図、第2図は第1図の下蓋部分の拡大
図、第3図は従来のシール構造例を示し、(A)は側断面
図、(B)は平面図である。 1…上蓋、2…胴 3…下蓋、4a,4b,4c…シール材 5…シール材、6…クランプセグメント 7…導通管、8a,8b…導通管 9a,9b…バルブ、10a,10b…圧力計 11…吊具

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】円筒形の圧力容器に該圧力容器の端部を密
    閉する蓋を配設し、該蓋の外周面に複数段Nの円周溝を
    設け、該円周溝にリング状のシール材N個を嵌め込んだ
    ことからなる圧力容器蓋のシール構造において、前記圧
    力容器の内部と前記各シール材間の空隙部N−1個とを
    連通する連通管を圧力容器を貫通して設け、該連通管に
    各々バルブを設けると共に、該バルブと前記各シール材
    間の空隙部との前記連通管に圧力計を設けたことを特徴
    とする圧力容器蓋のシール構造。
JP1988143814U 1988-11-02 1988-11-02 圧力容器蓋のシール構造 Expired - Lifetime JPH0613425Y2 (ja)

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