JPH09126321A - 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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JPH09126321A
JPH09126321A JP28122095A JP28122095A JPH09126321A JP H09126321 A JPH09126321 A JP H09126321A JP 28122095 A JP28122095 A JP 28122095A JP 28122095 A JP28122095 A JP 28122095A JP H09126321 A JPH09126321 A JP H09126321A
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JP
Japan
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packing
lid
flange
pressure vessel
seal structure
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JP28122095A
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English (en)
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Yoichi Kitazawa
洋一 北沢
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HANIYUUDA TEKKO KK
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HANIYUUDA TEKKO KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧力容器の製造コスト低減及びメンテナンス
の顕著な経済性を図る。 【解決手段】 缶胴1の開口端部3を胴フランジ7で形
成し、開口端部3を閉塞する鏡蓋2の外周縁に胴フラン
ジ7と相対して蓋フランジ21が形成された圧力容器に
おいて、胴フランジ7の内周面に円錐形の摺接面を有す
るパッキン接触部23を形成するとともに、蓋フランジ
21の内周面に断面矩形の環状体からなるパッキン25
をパッキン接触部23の前記摺接面に接触可能に固定し
て構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は圧力容器蓋のシー
ル構造に関し、特にパッキンを用いた鏡蓋のシール構造
の改良をすることにより、圧力容器の製造コスト低減及
びメンテナンスの顕著な経済性を図ったものである。
【0002】
【従来の技術】缶胴内に処理物を収納し、水蒸気等の圧
力流体を缶内に導入して、物の加工又は処理を繰り返し
て行う圧力容器は、缶内を密封するためのシール構造が
重要な構成要素であり、圧力容器の製造コストの大きな
部分を占める。このシール構造は、主に缶胴の開口端部
とそれを開閉可能に閉塞する鏡蓋との間に介在すべきパ
ッキンに指向される。
【0003】そこで、この圧力容器を説明すると、図
4,5に示すように、地面又は床等の支持面Eに脚台6
を介して缶胴1が固定され、この缶胴1の一端部は開口
し、この開口端部3を閉塞する鏡蓋2がヒンジ4で開閉
可能に装着され、かつ、ロックリング5で缶胴1と一体
に締結される。
【0004】鏡蓋2と缶胴1の開口端部3とのシール構
造は、図6に示すように、開口端部3の外周面に環状に
固着された胴フランジ7の端面に、パッキン当接板8を
環状に固着する一方、胴フランジ7に対面して鏡蓋2に
環状に固着した蓋フランジ9にパッキン10が装着され
る。パッキン10はパッキン保持環11に係合して保持
され、パッキン保持環11は蓋フランジ9に形成した内
段部12に溶接等にて固着されている。
【0005】パッキン10は断面形状において特殊であ
り、パッキン保持環11に形成したアリ溝13に係合す
る略台形断面の装着部14と、パッキン当接板8に圧接
する平坦面を有する略三角形断面のリップ部15とから
なり、加硫したゴムにより全体として環状に一体形成さ
れている。
【0006】そして、パッキン10とパッキン当接板8
とを圧着させるべく、胴フランジ7と蓋フランジ9を締
結するロックリング5の内周面に、蓋フランジ9との間
に隙間L3を形成し、その隙間L3に一対の加圧部材16
を介在させた。加圧部材16は、図7に示すように、所
定の勾配を形成した一対の楔形板体からなり、これらを
互いに勾配面17で対面させてそれぞれ蓋フランジ9と
ロックリング5に固定して構成される。
【0007】したがって、胴フランジ7と蓋フランジ9
を締結したロックリング5を所定角度で回転させると加
圧部材16の勾配面17,17が摺接して、図7(B)
に示すように、互いに一致したとき蓋フランジ9が胴フ
ランジ7に押し付けられるというものである。
【0008】なお、ロックリング5の内周面には所定ピ
ッチで爪18が形成され、この爪18と略同じ爪19,
20が胴フランジ7と蓋フランジ9の外周面にそれぞれ
所定ピッチで形成されている。爪19,20は対面して
形成され、したがって、ロックリング5が周方向へ回転
して爪18,19,20が互いに合致すると、鏡蓋2は
缶胴1に締結される。また、爪18が爪19,20から
外れると、鏡蓋2と缶胴1の締結が解除され、鏡蓋2は
開くことができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のシール構造によれば、まず第1に、パッキン10は
甚だ高価となる欠点を有する。すなわち、パッキン10
は形状が特殊であるから、その成形用金型の製作も特殊
加工を要し、特に装着部14を成形する部位は高い精度
を必要とし、大型の切削機械を用いて細かい加工をする
こと、及び、直径が2メートル以上に及ぶ場合もあるた
めに高価となるとともに、この成形用金型により製造す
べきパッキン自体の数量がきわめて少ないからである。
【0010】第2に、パッキン10の耐用寿命がきわめ
て短く、頻繁に交換しなければならない欠点があること
である。すなわち、パッキン10は圧力流体として高温
の蒸気等を用いると、老化現象が早くてシール性能が劣
化するためである。そして、老化したパッキン10をパ
ッキン保持環11から取り外そうとすれば、パッキン1
0は硬化していて装着部14がリップ部15から裂断し
てアリ溝13内に残り、これを除去するには多くの時間
と労力を要する作業が必要となる。さらに、パッキン1
0を交換する場合にあっても、装着部14をアリ溝13
内に手作業にて押し込まねばならないから、その作業は
多くの時間と労力を要する。
【0011】第3に、パッキン保持環11は耐蝕性の金
属を用いることと、アリ溝13やシール面の平滑仕上げ
等のほか、精度の高い加工が必要となることなどによ
り、これまた高価となり、不都合である。
【0012】第4に、パッキン10の外径が缶胴1の内
径に対して大きいから、缶内圧力が構造部に作用する負
荷が大きい欠点がある。すなわち、缶内圧力が構造部に
作用する負荷の値はパッキン10の外径で定まり、この
値が小さいほど負荷は少なくて済む。しかしながら、従
来のパッキン10は図6のように、缶胴11の半径Rに
対してr寸法だけ外径が大きく、不利である。
【0013】第5に、加圧部材16はパッキン当接板8
をパッキン10に圧接させるために不可欠であるから、
その分のコストがかさむこととなるために、省略できれ
ば好都合である。そして、胴フランジ7と蓋フランジ9
との間にパッキン当接板8を介在させるとともに、肉厚
のパッキン保持環11を保持した蓋フランジ9がその肉
厚の寸法L1分厚くなる一方、その蓋フランジ9とロッ
クリング5との間には、加圧部材16を介在させるに足
りる寸法L3分を必要とするために、ロックリング5は
その幅W1を大きく形成しなければならないから、その
分のコストがかさむためになるべく小型化できれば好都
合である。
【0014】第6に、図8に示すように、蓋フランジ9
と胴フランジ7との間に隙間S´が形成されている場
合、パッキン10の外周端が隙間S´内に押し出されて
はみ出し、挟まった状態で固化してしまう欠点がある。
このようになると、ロックリング5を回転するときの抵
抗が大きくなるために回転操作が困難になる。そのた
め、ロックリング5の回転駆動機構は、予め回転力を大
きく設定して製作しなければならない。そして、その程
度を増大させないためには、潤滑をしたり、摺動面のか
じりを除去する等の繁雑なメンテナンスが必要である。
【0015】そこで、この発明は上記諸欠点を除去でき
る圧力容器蓋のシール構造を提供する。
【0016】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる圧力容
器蓋のシール構造は、請求項1によれば、圧力流体と被
処理物を収納する缶胴の開口端部に鏡蓋が開閉可能に装
着される圧力容器蓋のシール構造において、前記開口端
部側の内周面に円錐形の摺接面を形成する一方、前記鏡
蓋側に該摺接面に当接する断面矩形の弾性材からなるパ
ッキンを環状に装着してなることを特徴とする。
【0017】請求項2によれば、缶胴の開口端部を胴フ
ランジで形成し、該開口端部を閉塞する鏡蓋の外周縁に
前記胴フランジと相対して蓋フランジが形成された圧力
容器において、前記胴フランジの内周面に円錐形の摺接
面を有するパッキン接触部を形成するとともに、前記蓋
フランジの内周面に断面矩形の環状体からなるパッキン
を前記パッキン接触部の摺接面に接触可能に固定したこ
とを特徴とする。
【0018】そして、前記パッキンは帯状体からなるこ
とを特徴とし、帯状体の両端部が斜めに切断されて互い
に重ねられることにより環状にすることを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】以下この発明を図示の実施の形態
に基づき説明する。図1において前記従来例と同一部分
には同一符号を用いた。図示のように、缶胴1に固着し
た胴フランジ7と鏡蓋2に固着した蓋フランジ21がロ
ックリング22で締結されて缶胴内を密閉できる構造で
あることは従来例と同一である。
【0020】胴フランジ7の内周面にはパッキン接触部
23が設けられている。このパッキン接触部23は、内
周面が円錐形状の環状体からなり、缶胴1の開口端部3
と胴フランジ7の内周面に溶接部24にて結合されてい
る。なお、パッキン接触部23として別部材を溶接部2
4で結合することなく、缶胴1がステンレス等の耐蝕材
の場合、開口端部3をそのまま円錐形状に形成すること
としてもよい。
【0021】一方、蓋フランジ21の内周面にはパッキ
ン25が固定されている。パッキン25の固定は、図2
に示すように、パッキン25をリテーナー29とパッキ
ン抑え環30で挟持して蓋フランジ21の内周面に装着
する。すなわち、蓋フランジ21の内周面に3つの段部
26,27,28を形成し、段部26には細幅の板状部
材からなるリテーナー29を、段部27には断面矩形で
広幅のパッキン25を、段部28にはパッキン25より
も広幅の平鋼材からなる抑え環30をそれぞれ当て、パ
ッキン抑え環30をボルト31で蓋フランジ21に固定
してなる。したがって、パッキン25は蓋フランジ21
の内周面27に押し付けられて鏡蓋2を内圧に対してシ
ールする。
【0022】リテーナー29及びパッキン抑え環30は
環状体である。この環状体は金属帯の端部を密着して環
状にしたものであってもよい。そして、パッキン25の
外端部が内方へ傾斜するに支障ないように傾斜面32を
有する。リテーナー29は図示のように傾斜面32から
蓋フランジ21側へ後退して装着され、パッキン25の
非固定側の端部は自由に動けるようになっている。この
パッキン25は鏡蓋2が閉じられるときに、前記パッキ
ン接触部23の内側に入り込むように形成される。
【0023】なお、パッキン25は、図3に示すよう
に、ゴム等の弾性体からなる長尺のテープ又は帯状材を
蓋フランジ21の段部27の円周長さよりも若干長く切
断し、その両端部に互いに重なり合うテーパー面33を
形成し、そのテーパー面33を単に重ね合わせ、又は接
着剤で接着して環状にし、この環状体を段部27に装着
するようにしてもよい。
【0024】ロックリング22は、蓋フランジ21との
間に若干の隙間Sを形成する程度の幅Wにしてあり、従
来の加圧部材16を介在することはなく、鏡蓋2で開口
端部を閉じた場合に、蓋フランジ21と胴フランジ7を
分離不能に締結するだけでよい。
【0025】したがって、缶胴1内に被処理物を収納し
て開口端部を鏡蓋2で閉じると、胴側のパッキン接触部
23の内側にパッキン25が入り込み、パッキン接触部
23の円錐状の内周面がパッキン25に軽く接触する。
これにより、缶胴1はシールされる。その後、ロックリ
ング22を爪18の1/2ピッチ分回転させてその爪1
8と蓋フランジ21と胴フランジ7の爪19,20を合
致させて締結する。
【0026】そこで、圧力流体を缶胴1内に供給して被
処理物を処理するため、缶胴内部が高圧になるとその圧
力でパッキン25はパッキン接触部23に全面的に密着
することとなるために、シール機能は圧力が高くなれば
なるほど向上する。圧力流体による被処理物の加工が終
了すると、缶胴1内の圧力流体を抜き出し、ロックリン
グ22を前記と逆方向へ爪18の1/2ピッチ分回転操
作して蓋フランジ21と胴フランジ7との締結を解除
し、蓋を開くと、パッキン25がパッキン接触部23か
らスムーズに離れる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したこの発明によれば、パッキ
ンが断面矩形の平板状で特殊形状を有しないために、特
殊の成形用金型を必要とせず、製造容易で安価となり、
圧力容器の製造コスト及びパッキン交換のメンテナンス
経費を低減できる。
【0028】パッキンが特殊形状をしていないために、
その装着や交換作業における簡便容易及び迅速性が向上
する。しかも、パッキンを装着する蓋フランジの段部加
工精度は、ラフでもよいから旋削加工経費が安価で済
み、圧力容器のコスト低減に寄与できる。
【0029】また、パッキンの外径は蓋フランジの内周
面と大差無く形成できるために、従来のそれよりも外径
を小さくでき、これにより、強度算定が有利となり、そ
の分蓋の開閉に必要なクランプ機構の各リングの断面を
減少できる。
【0030】そして、パッキン装着部位が蓋フランジの
最も低応力の部位なので、特別なリング断面積の割増し
は必要とせず、蓋フランジ及び胴フランジともに最小の
断面で足りるから、蓋フランジ及び胴フランジの小型化
とコスト低下をもたらす。
【0031】さらに、パッキンのはみ出し現象が生じな
いために、ロックリングで蓋フランジと胴フランジとを
強く締結する必要性がないから、従来の加圧部材を必要
とせず、またロックリングを小型化でき、これによりコ
スト低減をもたらすことは自明である。
【0032】また、パッキンは先端部をパッキン接触部
に接触させるだけで全面を強固に圧着させる必要がない
から、ロックリングでクランプするのに小さな力で足
り、ロックリングは蓋フランジとの間に僅かな隙間を与
えておけばよい。
【0033】さらに、ロックリングに隙間を与えておい
ても、リテーナとパッキン接触部との間の半径方向の隙
間がきわめて少ないから、パッキンのはみ出しは生じな
いし、また、ロックリング回転時の摺動抵抗も大巾に低
減する。したがって、ロックリングの回転装置を格段に
小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態を示す要部断面図
【図2】シール構造部品の要部斜視図
【図3】パッキンの構造を示す斜視図
【図4】圧力容器の側面図
【図5】圧力容器の正面図
【図6】従来のシール構造を示す要部断面図
【図7】従来のシール構造における加圧部材の作動時の
斜視図(A)及び作動解除時の斜視図(B)
【図8】従来のパッキンの作用を示す要部断面図
【符号の説明】
1…缶胴 2…鏡蓋 3…開口端部 7…胴フランジ 21…蓋フランジ 22…ロックリング 23…パッキン接触部 24…溶接部 25…パッキン 26,27,28…段部 29…リテーナー 30…パッキン抑え環 31…ボルト 32…傾斜面 33…テーパー面

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧力流体と被処理物を収納する缶胴の開
    口端部に鏡蓋が開閉可能に装着される圧力容器蓋のシー
    ル構造において、前記開口端部側の内周面に円錐形の摺
    接面を形成する一方、前記鏡蓋側に該摺接面に当接する
    断面矩形の弾性材からなるパッキンを環状に装着してな
    ることを特徴とする圧力容器蓋のシール構造。
  2. 【請求項2】 缶胴の開口端部を胴フランジで形成し、
    該開口端部を閉塞する鏡蓋の外周縁に前記胴フランジと
    相対して蓋フランジが形成された圧力容器において、前
    記胴フランジの内周面に円錐形の摺接面を有するパッキ
    ン接触部を形成するとともに、前記蓋フランジの内周面
    に断面矩形の環状体からなるパッキンを前記パッキン接
    触部の摺接面に接触可能に固定したことを特徴とする圧
    力容器蓋のシール構造。
  3. 【請求項3】 前記パッキンは帯状体からなることを特
    徴とする請求項1又は2記載の圧力容器蓋のシール構
    造。
  4. 【請求項4】 帯状体の両端部が斜めに切断されて互い
    に重ねられることにより環状にすることを特徴とする請
    求項3記載の圧力容器蓋のシール構造。
JP28122095A 1995-10-30 1995-10-30 圧力容器蓋のシール構造 Pending JPH09126321A (ja)

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