JPH10281296A

JPH10281296A - パッキン

Info

Publication number: JPH10281296A
Application number: JP9663897A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Watanabe; 渡辺勝美; Sentaro Yoshimoto; 吉本千太郎; Mitsuru Takahira; 高比良満
Original assignee: Nichias Corp; Nippon Leakless Corp
Current assignee: Nichias Corp; Nippon Leakless Corp
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】圧縮量および復元量が大きく、低い締め付け
圧力の使用条件下においてシール性が良好な膨張黒鉛系
パッキンを提供する。【解決手段】中芯材(1) として引張り弾性率が3.0 ×
10⁴ｋｇｆ／ｍｍ²以下の耐炎化繊維、炭素繊維、ガラ
ス繊維又はセラミック繊維の耐熱繊維を集束又は編組し
て紐状としたものを用い、その外周を膨張黒鉛製テープ
の周囲を補強繊維で被覆した編み糸(2) を複数本用いて
編組することを特徴とする紐状パッキン(3) である。ま
た、この紐状パッキン(3) をリング状に圧縮成形加工し
たリング状パッキンである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラーのスート
ブロアー、ダンパーシール等に用いられるパッキンの改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ボイラーのスートブロアーやダン
パーシールからの漏れを防止するために使用するパッキ
ンとしては、石綿繊維や炭素繊維等の耐熱繊維を八編
み、袋編みあるいは格子編み等に編組し、潤滑剤等を含
浸させるか表面処理を行った、いわゆる編組パッキンが
多く使用されていた。かかるパッキンは、耐熱性、耐薬
品性、耐磨耗性等が優れているために現在でも広く使用
されているが、石綿繊維は、天然鉱物であり資源の枯渇
が心配されることや、世界的に石綿の使用を制限する傾
向となってきており、一方、炭素繊維は、その素材自体
が剛直なため、フランジ等の締付け力により繊維が折れ
て復元力が不足するという問題があった。さらに、近年
では、環境問題に対する意識の高まり等から微少な漏れ
も問題とされるようになり、シール性の高い膨張黒鉛を
主原料とする膨張黒鉛系編組パッキンが使用されるよう
になってきた。

【０００３】従来の膨張黒鉛系編組パッキンとしては、
膨張黒鉛製シートを所定の幅にスリットして得たテープ
状素材の周囲を補強繊維で袋編みにする等の方法で膨張
黒鉛と補強繊維とを複合させた編み糸を作り、これを八
編み、袋編みあるいは格子編み等に編組して紐状体を構
成するパッキンが考案されてきた。

【０００４】そして、このタイプの膨張黒鉛系編組パッ
キンの編み糸としては、膨張黒鉛製テープの幅を5 ｍｍ
以下として積層したものや、膨張黒鉛製テープを山折
り、谷折りにしたものの周囲を補強繊維で被覆するも
の、あるいは、膨張黒鉛製テープを補強繊維で被覆した
後、Ｖ字形に曲げるものや、厚さが0.38ｍｍ以上で幅が
厚さの3 〜25倍の範囲にある膨張黒鉛製テープの周囲を
補強繊維で被覆するものなど多くのものが考案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
膨張黒鉛系編組パッキンは、石綿繊維等の編組パッキン
に比べシール性は格段に優れているものの、圧縮量およ
び復元量が小さいためにパッキン締め付け圧力が小さい
とパッキンの変形が少なく、十分ななじみが得られな
い。また、大きな締め付け圧力を加えると、鱗片状の膨
張黒鉛粒子が金属からなる相手軸材に対して付着し、軸
の摺動荷重が増加するという問題もあった。特にボイラ
ーのスートブロアーやダンパーシールに使用される場合
には、パッキンの締め付け圧力が小さいことやシャフト
の変位量が多いこと等からシール性を確保することが極
めて困難である。

【０００６】この対策として、膨張黒鉛系編組パッキン
に潤滑油あるいは固体潤滑剤などを含浸させるか、表面
処理を行うことが試みられてはいるが、実際の使用にお
いては加熱により潤滑剤が流出するため、その効果を維
持することが困難であり、十分に問題を解消するには至
ってない。

【０００７】本発明は、以上の問題点を鑑みてなされた
もので、圧縮量および復元量が大きく、低締め付け圧力
の使用においてシール性が良好な膨張黒鉛系パッキンを
提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、中芯材として
引張り弾性率が3.0 ×10⁴ｋｇｆ／ｍｍ²以下の耐炎化
繊維、炭素繊維、ガラス繊維又はセラミック繊維の耐熱
繊維を単独あるいは併用して集束又は編組して紐状とし
たものを用い、その外周を膨張黒鉛製テープの周囲を補
強繊維で被覆した編み糸を複数本用いて編組することを
特徴とする紐状パッキンである。また、この紐状パッキ
ンをリング状に圧縮成形加工したリング状パッキンであ
る。

【０００９】

【作用】本発明者らは、シール性がよく、圧縮量および
復元量が大きい膨張黒鉛系パッキンを開発するために鋭
意検討を行い、まずはじめに、従来の編組するタイプの
紐状パッキンにおいて、中芯として、膨張黒鉛製テープ
の周囲を補強繊維で被覆した編み糸を用いてみた。その
結果、低い締め付け面圧では反発力が小さく、なじみも
悪いことがわかった。次に中芯材として炭素繊維を八編
みにしたものを使用したところ、反発力が大きく締め付
け初期には比較的良好なシール性を示したが、繰り返し
圧縮を加えたところ、その弾性がなくなり、シール性が
低下するという問題があることが判った。そこで、中芯
材として用いる炭素繊維の種類を引張り弾性率が3.0 ×
10⁴ｋｇｆ／ｍｍ²以下のものに変更したところ、パッ
キンの反発弾性が繰り返し圧縮後も維持できることが判
明した。この後、中芯材として用いる繊維材料の種類に
ついて検討したところ、引張り弾性率が3.0 ×10⁴ｋｇ
ｆ／ｍｍ²以下のものであれば、耐炎化繊維、炭素繊
維、ガラス繊維又はセラミック繊維の耐熱繊維を用いて
も同様の効果が得られることが判った。

【００１０】なお、今回発明したパッキンは、ボイラー
のスートブロアーやダンパーシールに好適であるが、そ
れ以外に、圧縮・復元性が良好なことからマンホールフ
ランジおよび加熱炉の蓋のフランジ等のガスケットとし
て用いることができる。また、高温流体の配管や機器等
に用いられるバルブのスタフィンボックス内に充填し、
バルブステムからの流体の漏れを防止するグランドパッ
キンとして使用できることは言うまでもない。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の紐状パッキンの実施の態
様を図１に示す。図１は紐状パッキンの断面を表した斜
視図である。

【００１２】図１に示されるものは、短繊維の直径が7
μｍのフィラメントを12,000本束ねた炭素繊維で、引張
り弾性率が3.0 ×10⁴ｋｇｆ／ｍｍ²以下の繊維材料
を、八編みして中芯材１とし、厚さ0.6 ｍｍ、幅5.2 ｍ
ｍの膨張黒鉛製テープの周囲を0.08ｍｍのステンレス線
で袋編みした編み糸２を用いて中芯の外周を袋編みした
紐状パッキン３である。

【００１３】ここで中芯材に使用する繊維材料として
は、引張り弾性率が3.0 ×10⁴ｋｇｆ／ｍｍ²以下であ
れば耐炎化繊維、炭素繊維、ガラス繊維又はセラミック
繊維等の耐熱繊維を単独あるいは併用して用いることが
できる。

【００１４】また、潤滑剤としてタービン油等の鉱油系
潤滑剤、シリコーンオイル、フッ素オイル、パラフィン
ワックス等の通常パッキンに使用される潤滑剤や二硫化
モリブデン、窒化硼素等の固体潤滑剤や難燃剤等を使用
目的に応じて選択し、紐状にした後含浸させる、あるい
は、潤滑剤を含浸した耐熱繊維を用いる等の方法で使用
しても差し支えない。

【００１５】以下、実施例により、本発明を具体的に説
明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではな
い。

【００１６】実施例１引張り弾性率が2.4 ×10⁴ｋｇｆ／ｍｍ²である炭素繊
維（三菱レイヨン（株）製パイロフィル、タイプＴＲ３
０Ｇ）12本を用いて、隅糸4 本と編み糸8 本として八編
み機により紐状の中芯材を形成した。この中芯材の外周
を厚さ0.6 ｍｍの膨張黒鉛製シートを5.2 ｍｍ幅にスリ
ットしたテープの周囲を0.08ｍｍのステンレス線で袋編
みしたものを編み糸とし、この編み糸を16本用いて袋編
みして紐状体を形成し、所定の寸法に切断して圧縮成形
加工してリング状（内径26ｍｍ、外径42ｍｍ、高さ8 ｍ
ｍ）のパッキンを得た。

【００１７】実施例２引張り弾性率が0.7 ×10⁴ｋｇｆ／ｍｍ²であるセラミ
ック繊維（ニチアス（株）製ファインフレックスヤー
ン）12本を用いて、隅糸4 本と編み糸8 本として八編み
機により紐状の中芯材を形成した。この中芯材の外周を
厚さ0.6 ｍｍの膨張黒鉛製シートを5.2 ｍｍ幅にスリッ
トしたテープの周囲を0.08ｍｍのステンレス線で袋編み
したものを編み糸とし、この編み糸を16本用いて袋編み
して紐状体を形成し、所定の寸法に切断して圧縮成形加
工してリング状（内径26ｍｍ、外径42ｍｍ、高さ8 ｍ
ｍ）のパッキンを得た。

【００１８】比較例１厚さ0.6 ｍｍの膨張黒鉛製シートを5.2 ｍｍ幅にスリッ
トしたテープの周囲を0 .08 ｍｍのステンレス線で袋編
みしたものを編み糸とし、この編み糸を8 本撚り合わせ
て中芯とし、さらにその外周をこの編み糸16本用いて袋
編みして紐状体を形成し、所定の寸法に切断して圧縮成
形加工してリング状（内径26ｍｍ、外径42ｍｍ、高さ8
ｍｍ）のパッキンを得た。

【００１９】比較例２引張り弾性率が4.0 ×10⁴ｋｇｆ／ｍｍ²である炭素繊
維（三菱レイヨン（株）製パイロフィル、タイプＨＲ４
０）12本を用いて、隅糸4 本と編み糸8 本として八編み
機により紐状の中芯材を形成した。この中芯材の外周を
厚さ0.6 ｍｍの膨張黒鉛製シートを5.2 ｍｍ幅にスリッ
トしたテープの周囲を0.08ｍｍのステンレス線で袋編み
したものを編み糸とし、この編み糸を16本用いて袋編み
して紐状体を形成し、所定の寸法に切断して圧縮成形加
工してリング状（内径26ｍｍ、外径42ｍｍ、高さ8 ｍ
ｍ）のパッキンを得た。

【００２０】上記実施例１、２および比較例１、２のリ
ング状パッキンを図３に示す当社規格の試験機Ｂ（ステ
ム径26ｍｍ，スタフィンボックス内径42ｍｍ，スタフィ
ンボックス深さ150 ｍｍ）に7 リングを装着して、イン
ストロン型万能試験機でパッキンに面圧300 ｋｇｆ／ｃ
ｍ²の荷重を加え、その状態で圧力20 ｋｇｆ／ｃｍ²
ＧのＮ₂ガスを負荷したときの漏洩量を測定した。その
後、パッキンの締め付けを一度開放し、再度面圧300 ｋ
ｇｆ／ｃｍ²まで圧縮して開放するといった操作を10回
繰り返し、再びパッキンを面圧300 ｋｇｆ／ｃｍ²で締
め付けて圧力20ｋｇｆ／ｃｍ²ＧのＮ₂ガスを負荷し、
このときの漏洩量を測定した。初期の漏洩量と繰り返し
圧縮後の漏洩量の測定結果を表１に示す。

【００２１】なお、図３において、Ｐは供試用パッキ
ン、５は試験機本体、６は軸、７はパッキン押え、８は
締め付けボルト、９はランタンリング、１０はガス加圧
口、１１はガス出口である。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１に示す如く、本発明による実施例１、
２で得られた膨張黒鉛系編組パッキンは、比較例１、２
のパッキンに比較して、繰返し圧縮後の漏洩量の増加が
少ないことが確認された。特に中芯として引張り弾性率
が3.0 ×10⁴ｋｇｆ／ｍｍ²を超える炭素繊維を用いた
比較例２のパッキンは、繰り返し圧縮を加えると、剛直
な炭素繊維が折れてしまい、反発弾性がなくなったた
め、漏洩量が急激に増加したものと思われる。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明による膨張黒
鉛系編組パッキンは、反発弾性が大きいため、低締め付
け面圧下においても、良好なシール性を保持し、さらに
繰り返し圧縮後もシール性の低下が少ないため、ボイラ
ーのスートブロアー等のパッキンとして好適なものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の紐状パッキンの断面を示した斜視図で
ある。

【図２】本発明のリング状パッキンの斜視図である。

【図３】漏洩量を測定する試験機Ｂの断面図である。

【符号の説明】

１中芯材２膨張黒鉛製編み糸３紐状パッキン４リング状パッキンＰ供試用パッキン５試験機本体６軸７パッキン押え８締め付けボルト９ランタンリング１０ガス加圧口１１ガス出口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中芯材として引張り弾性率が3.0 ×10⁴
ｋｇｆ／ｍｍ²以下の繊維材料を集束又は編組したもの
を用い、その外周を膨張黒鉛製テープの周囲を補強繊維
で被覆した編み糸を複数本用いて編組することを特徴と
する紐状パッキン。
【請求項２】中芯材として引張り弾性率が3.0 ×10⁴
ｋｇｆ／ｍｍ²以下の繊維材料を集束又は編組したもの
を用い、その外周を膨張黒鉛製テープの周囲を補強繊維
で被覆した編み糸を複数本用いて編組し、紐状としたも
のをリング状に圧縮成形加工したことを特徴とするリン
グ状パッキン。
【請求項３】上記中芯材の繊維材料として、耐炎化繊
維、炭素繊維、ガラス繊維又はセラミック繊維の耐熱繊
維を用いることを特徴とする請求項１および請求項２記
載のパッキン。