【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]
本考案は、枝付うず巻形ガスケツトの改良に関
するものである。
熱交換器のヘツダーでは、内部流体の通路が仕
切壁で仕切られており、内部流体の短絡を防止
し、密封をするためにこの箇処には、枝付うず巻
形ガスケツトを用いている。現在知られている、
この種の枝付うず巻形ガスケツトには次のような
タイプのものがある。
○イ 石綿を金属材で被覆したメタルジヤケツトガ
スケツトを枝として、うず巻形ガスケツトに嵌
合した枝付うず巻形ガスケツト。
○ロ 枝となる金属製中空Ｏリングの棒状物を直接
うず巻形ガスケツトの内径部に溶接して、固定
保持した枝付うず巻形ガスケツト。
これから○イおよび○ロの枝付うず巻形ガスケツト
では各々種々の欠点がある。○イの枝付うず巻形ガ
スケツトでは、枝としてメタルジヤケツトガスケ
ツトを用いているので、複雑な形状の枝となすに
は製造技術上困難であり、半分手作業による加工
のため、寸法精度が悪く、生産コスト等が高くつ
く。また締付面圧は高面圧を必要とするにもかか
わらず、熱交換器で設計されるフランジ外周等に
配置される締付用ボルト穴の個数に限界があると
共に、振り分けが等間隔でないため、○イの枝付う
ず巻形ガスケツトでは、各部の不均一な締付の影
響が顕著に出て、仕切壁上の密封を期待できな
い。また○ロの枝付うず巻形ガスケツトでは、枝と
なる棒状物をうず巻形ガスケツトの内径金属部
（金属帯板の捨て巻き部）へ直接溶接するため、
溶接時にうず巻形ガスケツトそのものを破損した
り、歪を生じさせること等があつて、生産不良率
の増大と密封機能自体が喪失する欠点がある。ま
た枝とうず巻形ガスケツトが溶接によつて、強固
に固定されているため○ロの枝付うず巻形ガスケツ
ト全体としては弾力性に欠け組付後に少しでもフ
ランジ等に歪があると密封することができなかつ
た。
本考案は、前述した諸欠点のない枝付うず巻形
ガスケツトに係り、しかも熱交換器のみに適用さ
れるのでなく、内部流体を仕切壁で隔離する機
器、例えば給水加熱器のヘツダー等にも適用され
る枝付うず巻形ガスケツトを提供しようとするも
のである。
以下、本考案の好適な実施例を図面に基づいて
詳しく説明する。
第１図と第２図においては、１は枝付うず巻形
ガスケツトで、本考案に係るものである。この枝
付うず巻形ガスケツト１は、金属帯板を石綿等の
他適宜なフイラー材と共にうず巻形に差込んで輪
形に形成したうず巻形ガスケツトからなる本体２
とこの本体２の内側空間部３に、第３図にも示す
如く、金属製中空薄肉管からなる枝４とこの枝４
に連結させた金属製中空薄肉の円管５とからなる
金属製中空体６とを設けたものである。そして、
この金属製中空体６と本体２とは、本体２の内周
面に形成した側壁凹部２ａへ金属製中空体６を機
械的に嵌着させることによつて、一体化した枝付
うず巻形ガスケツト１になさしめる。この場合、
第３図に示すように枝４と円管５との連結手段
は、溶接等の接合手段によつて一体化した金属製
中空体６を得るが、金属製中空体６と本体２と
は、他の一切の接合手段を用いることなく機械的
に嵌着する。これは金属製中空体６が正確に寸法
出しされた円管５を具備するため、本体２の内周
面に形成した側壁凹部２ａへ精度よく機械的に嵌
め込むことが出来、一体化させることが簡便に行
い得るからである。しかも係る構成となすことに
よつて、金属製中空体６と本体２とが、全体とし
て一体化されるにもかかわらず、機能上からは、
各々独立的な特性を発揮し得る構成となる。尚、
第１図と第２図に示した如く、要すれば金属板か
らなる外輪７を枝付うず巻形ガスケツト１に設け
てもよい。このような構成をなす本考案の枝付う
ず巻形ガスケツトは、例えば第４図に示すように
用いられる。第４図は給水加熱器ヘツダーの概略
断面図である。機器本体８とフランジ９との間に
枝付うず巻形ガスケツト１を介在させる。そして
機器本体８とフランジ９とを締付ボルト（図示せ
ず）にて、所定の面圧にまで締付けるのである。
そして本考案の枝付うず巻形ガスケツト１は、一
体化した金属製中空体６によつて優れた圧縮復元
特性を有するので、締付による高面圧を必要とし
ない。
また万一、フランジ９や機器本体８に歪が生じ
ても、うず巻形ガスケツトからなる本体２と円管
５を具備した金属製中空体６とが、精度よく機械
的に嵌着しているのみなので、前述したように、
本体２と金属製中空体６とが独立的に作用するの
で、本体２の優れた密封性と撓み吸収性がそのま
ま発揮できるので、本考案の枝付うず巻ガスケツ
ト１は、歪に対する追随性に優れた効果を奏する
ことが、次に示す実験例で確認された。即ち実施
例（第１図と第２図）で示した本発明に係る枝付
うず巻形ガスケツトの密封可能な許容限界歪を調
べるために次の実験をした。
≪実験例≫
許容限界歪として、ガスケツトが挾持されるフ
ランジ面間の隙間幅の最大最小幅差をとつた歪量
（傾き量）△ｂ（単位mm）を測定した。フランジ
としては、ANSI900 1bを用いた。またガスケツ
トサイズとして、４インチ、８インチ、12インチ
の３種類を選び、ガスケツトの平均締代〓＝1.00
mmを一定にし、密封流体（清水）が、0.5c.c.／分
の洩れを生じたときを基準とした許容限界歪とし
ての歪量△ｂmmを測定確認した。
実験結果を下表に示す。
The present invention relates to an improvement of a spiral-wound gasket with branches. In the header of a heat exchanger, the internal fluid passage is separated by a partition wall, and a spiral-wound gasket with branches is used in this part to prevent short circuits and seal the internal fluid. currently known,
This type of branched spiral gasket includes the following types: ○B A spiral-wound gasket with branches that is fitted into a spiral-wound gasket using a metal jacket gasket made of asbestos coated with a metal material. ○B Spiral-wound gasket with branches, in which a metal hollow O-ring rod serving as a branch is directly welded to the inner diameter of the spiral-wound gasket and held fixed. The branched spiral-wound gaskets ○A and ○B each have various drawbacks. ○Since the spiral-wound gasket with branches in A uses metal jacket gaskets as branches, it is difficult to make branches with complicated shapes due to manufacturing technology, and dimensional accuracy cannot be achieved due to half-manual processing. This results in poor performance and high production costs. In addition, although high surface pressure is required for tightening, there is a limit to the number of tightening bolt holes arranged on the outer periphery of the flange designed for heat exchangers, and they are not distributed at equal intervals. Therefore, with the branched spiral-wound gasket shown in ○A, the effect of uneven tightening of each part is noticeable, and it cannot be expected to seal the partition wall. In addition, in the case of the spiral-wound gasket with branches shown in ○B, the rod-like objects that serve as the branches are directly welded to the inner diameter metal part of the spiral-wound gasket (the discarded part of the metal band plate).
During welding, the spirally wound gasket itself may be damaged or distorted, resulting in an increased production defect rate and a loss of sealing function. In addition, since the branches and the spiral gasket are firmly fixed by welding, the spiral gasket with branches shown in ○B lacks elasticity as a whole, and if there is even a slight distortion in the flange etc. after assembly, it will seal. I couldn't do it. The present invention relates to a spiral-wound gasket with branches that does not have the above-mentioned drawbacks, and is applicable not only to heat exchangers, but also to devices that separate internal fluids with partition walls, such as headers of feed water heaters, etc. It is an object of the present invention to provide a spiral-wound gasket with branches that can be applied. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a spiral-wound gasket with branches, according to the present invention. This spiral-wound gasket with branches 1 consists of a main body 2 which is formed by inserting a metal strip together with asbestos or other appropriate filler material into a ring shape.
In the inner space 3 of the main body 2, as shown in FIG.
A hollow metal body 6 consisting of a thin-walled metal hollow circular tube 5 connected to the metal hollow body 6 is provided. and,
The metal hollow body 6 and the main body 2 are integrated into a branched spiral shape by mechanically fitting the metal hollow body 6 into a side wall recess 2a formed on the inner peripheral surface of the main body 2. Apply to gasket 1. in this case,
As shown in FIG. 3, the connecting means of the branch 4 and the circular pipe 5 is to obtain an integrated metal hollow body 6 by a joining means such as welding, but the metal hollow body 6 and the main body 2 are Mechanically fitted without using any other joining means. This is because the metal hollow body 6 is equipped with a circular tube 5 whose dimensions are accurately determined, so that it can be mechanically fitted into the side wall recess 2a formed on the inner circumferential surface of the main body 2 with high precision, and can be integrated. This is because it can be easily performed. Moreover, with such a configuration, although the metal hollow body 6 and the main body 2 are integrated as a whole, from a functional point of view,
The configuration is such that each can exhibit independent characteristics. still,
As shown in FIGS. 1 and 2, an outer ring 7 made of a metal plate may be provided on the branched spiral gasket 1, if desired. The branched spiral gasket of the present invention having such a configuration is used, for example, as shown in FIG. 4. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the feed water heater header. A spiral gasket 1 with branches is interposed between the device body 8 and the flange 9. Then, the device main body 8 and the flange 9 are tightened to a predetermined surface pressure using tightening bolts (not shown).
The branched spiral-wound gasket 1 of the present invention has excellent compression and recovery characteristics due to the integrated metal hollow body 6, and therefore does not require high surface pressure due to tightening. Furthermore, even if distortion occurs in the flange 9 or the device body 8, the body 2 made of a spiral gasket and the metal hollow body 6 equipped with the circular tube 5 will be mechanically fitted with high precision. As mentioned above,
Since the main body 2 and the metal hollow body 6 act independently, the excellent sealing properties and deflection absorbing properties of the main body 2 can be exerted as they are, so the branched spiral gasket 1 of the present invention has excellent strain followability. It was confirmed in the following experimental example that this method had excellent effects. That is, the following experiment was conducted to investigate the allowable strain limit for sealing the spiral-wound gasket with branches according to the present invention shown in Examples (FIGS. 1 and 2). <<Experimental Example>> As the allowable limit strain, the amount of strain (amount of inclination) Δb (unit: mm) was measured by taking the maximum and minimum width difference of the gap width between the flange surfaces where the gasket is clamped. ANSI900 1b was used as the flange. In addition, three types of gasket sizes were selected: 4 inches, 8 inches, and 12 inches, and the average tightness of the gasket was 1.00.
mm was kept constant, and the amount of strain △bmm was measured and confirmed as the allowable limit strain based on when the sealed fluid (clean water) leaked at 0.5 cc/min. The experimental results are shown in the table below.
【表】
この実験から確認されたように、本考案に係る
枝付うず巻ガスケツトでは、フランジ自体の歪や
片締めによる傾き歪に対し、従来品とは比較にな
らないほど優れている。一般的には、約１mm圧縮
されたこの種のガスケツトでは、締代0.1mmにつ
き面圧力が約200Kg／cm2変化するものであるが、
上記表から理解されるように、本考案に係る枝付
うず巻ガスケツトでは、大きな傾き量としての歪
に対して密封でき、従来にないメンテナンスフリ
ーのガスケツトとなる。
また、特に重要なことは、一般にガスケツトの
サイズが大きくなるほど締代の余裕は小さくな
り、前記の表でも、サイズが大きくなるにつれて
許容傾き量としての歪量も小さくなる傾向を示し
ている。このことは、普通、熱交換器のヘツダー
等に用いられる枝付うず巻形ガスケツトの場合、
大口径のものが多いので、本考案の構成を採つた
枝付うず巻形ガスケツトは、相乗的な効力を発揮
せしめるという利点も有する。前記実験例によつ
て確認された結果は、ガスケツト分野の考案者自
身が予見した以上に驚く程の技術的作用効果を奏
するものであつた。
尚、本考案において金属製中空体６の任意の箇
処における管の断面は、管内部が中空となるよう
薄肉厚さを有する金属材にて閉区間を形成した断
面を持つ管の場合について説明してきたが内部流
体の圧力、種類によつては管断面の一部が開口し
た管によつて金属製中空体を形成してもよい。以
上説明したように本考案は従来にない構成、効果
等があるもので、産業上多大の貢献をなすものと
信じる。[Table] As confirmed from this experiment, the spiral gasket with branches according to the present invention is incomparably superior to conventional products in terms of distortion of the flange itself and tilt distortion caused by uneven tightening. Generally, with this type of gasket compressed by about 1 mm, the surface pressure changes by about 200 Kg/cm 2 for each 0.1 mm of tightness.
As can be understood from the above table, the branched spiral gasket according to the present invention can be sealed against distortion caused by a large amount of inclination, and is a maintenance-free gasket unlike any before. Also, what is particularly important is that generally the larger the gasket size, the smaller the interference margin, and the table above also shows that as the size increases, the amount of distortion as the allowable inclination amount tends to decrease. This is true in the case of spiral-wound gaskets with branches, which are normally used in heat exchanger headers, etc.
Since many gaskets have a large diameter, the branched spiral-wound gasket having the configuration of the present invention also has the advantage of exhibiting a synergistic effect. The results confirmed by the above-mentioned experimental examples were surprisingly more effective than the inventors in the field of gaskets had predicted. In addition, in the present invention, the cross section of the tube at any point of the hollow metal body 6 will be explained in the case of a tube having a cross section in which a closed section is formed of a metal material having a thin wall thickness so that the inside of the tube is hollow. However, depending on the pressure and type of the internal fluid, the metal hollow body may be formed by a tube whose cross section is partially open. As explained above, the present invention has an unprecedented structure and effects, and is believed to make a great contribution to industry.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は、本考案の一実施例を示す枝付うず巻
形ガスケツトの平面図、第２図はその切断面図、
第３図は、第１図と第２図で示した金属製中空体
の平面図、第４図は、給水加熱器ヘツダーの概略
断面図である。
１……枝付うず巻形ガスケツト、２……本体、
４……枝、５……円管、６……金属製中空体。
FIG. 1 is a plan view of a spiral-wound gasket with branches showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view thereof.
FIG. 3 is a plan view of the metal hollow body shown in FIGS. 1 and 2, and FIG. 4 is a schematic sectional view of the feed water heater header. 1... Spiral gasket with branches, 2... Main body,
4...branch, 5...circular tube, 6...metal hollow body.