JPS6367488A - 耐火性シール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は管カプリングに関連して使用される型の弾性シ
ールに関し、特に、油、石油、ガスのような可燃性流体
を運ぶ際に、又は水、酸、又はアルカリ溶液のような不
燃性流体を運ぶ際に使用される骨組立体に使用されるセ
グメント型カプリング用シールに使用される。

〔従来の技術および問題点〕

弾性材料でなるシールを有する管カプリングが従来、非
常にうまく使用されてきたけれども、それを使用すると
、特に悪条件のもとで生じ易い１つの問題が生じる。こ
の問題は、弾性シールの加熱を生じさせるのに十分な程
度の火災が、カプリングのすぐ近くで生じ、結局、それ
がカプリング内に包含される弾性シールを熱で破壊させ
る場合′に生じる。

特に悪条件のもとでは、そのシールは弾性材料をシール
の全体的な破壊点まで揮発、蒸発及び炭化を生じさせ、
そしてその弾性材料を多孔性のもろいコーク状物質に変
換するほどの温度に達する。

そのような状況が生じる場合、カプリングのシールは損
われ、その結果、配管組立体内の流体によってなる燃料
が現存の外部の火に付加されることにより、その火災状
態は一層ひどくなることになる。配管組立体が火災の鎮
火装置のために使用される水を運ぶために使用される場
合、水圧は失われるか、ひどく減退し、配管に関連した
消火装置の効率が損われてしまう。配管組立体が酸、又
はアルカリ溶液のような有害物質を運ぶために使用され
る場合、その状態を矯正したのちに長時間、清掃する必
要がある。

前述の問題は、この技術分野において緊急の問題として
長い間知られてきたけれども普通に行われた方法は、そ
の発生の可能性が遠隔であることによりその問題を無視
するか或いは弾性シールを含むカプリングを使用せずに
、その代わりに熱による破壊を容易に受けないような複
雑で高価なカプリングを使用することであった。

そこで本発明の目的は、カプリングがそこに含まれる弾
性ガスケットを熱で十分に破壊させるような温度までカ
プリングを加熱させるほどの強い火炎に直接さらした場
合でさえ、長時間満足なシールを保持することができる
ような管カプリングに使用する耐熱シールを提供するこ
とである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、弾性シールはそれに関連した耐火リン
グを有し、その耐火リングは熱による破壊に非常に強い
材料で形成される。

その耐火リングは配管組立体の管の隣接端部と橋かけ関
係に位置するのでシールが分解された場合にも、その耐
火リングは管端部と事実上完全なシール結合を保持する
。

その耐火リングは弾性シールとは別個に形成されるか或
いはそのシールでなる弾性材料に直接取付けたり、その
弾性シール内に埋めこんだりされる。

１つの好ましい実施例において、耐火リングはシールの
放射方向の環状フランジ内に埋めこまれ、それはシール
の内周に対して放射方向で内方へ伸長するので環状フラ
ンジの一部分は管端部と一致して保持され、配管組立体
の内部流体内に直接位置し、それによって直接冷却され
、そのようにして熱による破壊から保護される。

耐火リングそれ自体は例えば、ステンレス鋼のような適
切な材料で形成され、そして隣接管の相互に存在する端
面間を伸長するか、又は、それらの放射方向にみて内端
コーナーか外端コーナーの所で管と接触するように形成
され、位置づけられ、或いはそれは軸方向に間隔をおい
て放射方向で内方へ伸長する脚を形成し、それを管の隣
接端部と密接適合関係、即ちシール関係においてその上
にかぶさるように位置づけるように仕組まれる。

また、耐火リングは環状フランジの放射方向へ最内側の
面を有し、配管組立体の内部流体によって直接冷却され
、しかも環状フランジの放対方向への最内側部分を冷や
してそこから熱を伝達するように作用するのでフランジ
の放射方向への最内側部分の熱による分解は妨げられ、
それに関連する管の並置端部とシール接触を保つ。

耐火リングを弾性シールの本体に直接取付け、その耐火
リングを管の並置端部により確実に支持し、位置づける
必要はない。この場合、耐火リングはその軸方向の端部
が関連する管の外径より大きい外径に形成され、そして
、その耐火リングを弾性シール内にゆるくとりこんで保
持するために、シール用舌片の場合、関連する弾性シー
ルのシール用舌片の内径より大きい直径に形成される。

〔実施例〕

ここで本発明を、その好ましい実施例を示す添付図面に
関連しながら説明する。

第１図を参照すれば、従来のセグメントカプリングのパ
イプカプリングセグメントの横断面が符号１０で示され
ており、そのカプリングは、配管組立体の管１６のそれ
ぞれの並置端部の溝１４内に係止するためのキー１２を
それぞれの最内側周囲に有する。

カプリングセグメント１０の内側には、従来の形のシー
ルガスケット１８があり、これはそれぞれの管端部の外
面と接触するシール用舌片２０を有する。

また、それぞれの管はオイル業界で一般に使用されるよ
うな、プラスチック材料２２のライニングを備えた型の
ものにすることもできる。

弾性シールは、それを使用する用途にとって特定の材料
で成り、典型的には、ニトリルゴム、Ｅ、　Ｐ、　Ｄ、
　Ｍ、ビトン（デュポン社の登録商標）等のような比較
的硬いゴム状材料で形成される。

次の各実施例の各々において、火災に遭った場合にジヨ
イントからの漏れをさらに阻止するために、シール又は
そのシールの放射方向のフランジ又はその特定部分はシ
ールを膨張させ、さらに加圧するために高温で膨大する
ような材料で成型される。

弾性シール１８の内周で、放射方向で内方に伸長するの
は、シールの本体と一体的に成型された環状フランジ２
４であり、これは金属製耐火リング２６のまわりに成型
され、その耐火リング２６はその軸方向への弾性を増す
ように放射方向で外方に凸状に形成されるので、軸方向
へ荷重がかかった時にその意図する形から耐火リングが
つぶれることなしに軸方向の荷重に耐えるようになって
いる。

その実施例において、耐火リング２６は放射方向のフラ
ンジ２４内に位置するので、その軸方向の辺縁は弾性材
料の非常にうすい層内に裸で隠れる。この方法で、管の
比較的軟かいプラスチックライニングが備わっていれば
、それは耐火リングの辺縁部による摩耗、切断、又は引
っかき傷を受けないように保護される。

カプリングセグメントは、基本的ではないが、放射方向
の環状フランジに圧縮力をかけ、順次耐火リング２６の
軸方向の端部に圧縮力をかけるために、カプリングセグ
メントが締めつけられる時、それぞれの管の並置端部を
お互いに向って移動させるように作用するような、従来
の型のものが好ましい。しかしながら、そのような軸方
向の圧縮力は基本的なものではない。

耐火リングは適切な材料で形成され、その典型的な材料
は、炭素鋼又はステンレス鋼で作られ、そのいづれもそ
の最初の形を保持しながら、本質的な弾性と弾撥性を呈
する。

第１図の組立体が外部からの火災にさらされる場合、熱
は典型的には、延性のある鋳鉄で形成されたカプリング
セグメント１０を通って伝達され、カプリングセグメン
ト１０内に包含される弾性シールは次第に上昇する温度
にさらされる。シールでなる弾性材料はかくして、次第
に上昇する温度にさらされ、これが十分に上昇すると、
シールでなる弾性材料を最後に軟化させ、かつ再製的に
し、その弾性材料がその破壊温度以上にさらに上昇する
と最終的にシールの揮発要素は揮発、即ち蒸発し、そし
て結局、弾性材料は多孔性のあるもろいコーク状材料に
変化し、シールはその全体的なシール能力が破壊される
。

この時点で耐火リング２６の有用性は明らかであり、そ
れは通常、加圧状態にある管の流体がそれらの管の並置
端部間からもれて、弾性シール１８を受入れるためにカ
プリングセグメントに形成された空所へ流入するのを防
ぐか、制限することができる。耐火リングがない場合、
配管中の流体は、第１にカプリングセグメントのボルト
パッド間に存在するスペースを通り、第２にそれぞれの
キー１２の下やまわりに浸透することによってカプリン
グの外部へ導かれる。

周囲温度の上昇による管の軸方向の膨張と、耐火リング
２６に貯えられる本質的なばね力との組合わせにより、
耐火リング２６まで前進し、その耐火リング２６の軸方
向の長さを増す方向へ作用する弾性シールが燃える場合
、その耐火リングは管の並置端部と直接シール接触し、
その並置端部で管の漏れを防ぐかまたは非常に減少させ
る。温度勾配と、放射方向の環状フランジ２４の残り部
分でなる弾性材料の軟化とにより、耐火リング２６は、
前記放射方向の環状フランジの残り部分を管の中へ伸長
してそれと機械的に一体化する位置に保持するように作
用し、この位置において、放射方向の環状フランジの前
記残り部分は配管組立体の内部流体にさらされ、かつそ
れによって冷却される。

かくして、弾性シールが完全に燃えてしまった場合でさ
え、その弾性シールの残りのリング形部分はそれぞれの
管端部と有効なシール関係に保持され、これは耐火リン
グをこえて漏れないようにし、少（とも一時的に管端部
に有効なシールを保持する。弾性シール１８の主本体が
完全に燃えた場合でさえ、環状の放射方向のフランジの
残りの部分はそのシール能力を２０分以上維持すること
がわかっており、その時間の間に外部の火災は鎮火され
ると考えられる。

第１図のガスケットと耐火リングとの組立体の変形が第
２図に示されている。第２図の耐火リング２８は、第１
図のように管端部間に位置する代わりに、管の内部に配
置され、その軸方向の幅が管端部間のスペースより大き
いので、それは隣接する管端部の放射方向に見て内方の
コーナーと接触する。

第３図の場合、耐火リング３０は第１．２図に比べて形
が逆転しており、それはその軸方向の端部間で放射方向
で内向きに凸状をなしており、その耐火リングの軸方向
の幅は管の並置する両端部間の予定のスペースより大き
く作られ、さらに軸方向の端部における直径はその管の
外径より大きい。取り扱いを容易にするために耐火リン
グ３０は放射方向で内方へ伸長する短かい環状フランジ
によってガスケット１８に対して適所に取付られ、その
環状フランジは、耐火リング３０内に静合するか又は弾
性シール１８に直接取付られる。

カプリングセグメントは第３図に示すように、それが締
付けられるので、管の両皿置端部間の間隙を小さくする
ように働く場合、管の並置端部は、その放射方向に見て
外方のコーナーの位置で耐火リングと金属対金属シール
結合するように移動する。かくして弾性シールが熱で破
壊される場合、耐火リングは、並置する管端部間に有効
なシールを行う。

第３図のシールのもうひとつの形が第４．５図に示され
ており、これらの図面において対応部材は第３図に示す
ものと同一符号で示されている。

第４図において、内向きに凹状をなす耐火リングは、第
１図の実施例し同じ方法で、管の並置端部と接触するよ
うに環状フランジ２４の放射方向で内方への伸長部３０
を支持する。その伸長部３０は、その場所に成型される
か、又は別個に成型して耐火リング３０内に係止される
。

第４図の形と同じ形のものが第５図に示されており、そ
れらの重要な差異は耐火リング３０が下紐立体として直
接それに成型される放射方向のフランジ部分３４．３６
を有し、これは予組立ユニットとして別個の成型シール
１８内へ挿入されるという点にある。

第６図では、耐火フランジ３０は弾性シール１８内で自
由に浮動しており、そのシールに直接取付られていない
。その耐火リング３０は、管端部間にジヨイントを組立
てる前に、その側縁部の外径が応力のかかっていない状
態で、シール用舌片２０の内径より大きいために、弾性
シール内に閉じこめた状態に保持される。この状態にお
いて、シール用舌片２０は、５〜１０゜の小さな角度で
放射方向で内方へ伸長するので、それらのシール用舌片
は、管端部が弾性シール内へ挿入される時、その管端部
の上にかぶさってのびる。耐火リングは自由に放射方向
へ移動するが、弾性ガスケット内に係止されるのでその
耐火リングは、その組立てが進行する時、それ自身で自
動的に中心づけられ、隣接する並置管端部の外側コーナ
ーに着座し、最終的には、第３〜５図の実施例と同じ方
向に正確に位置する。

第７図は第６図の実施例から前進し、さらに、耐火リン
グ内のその場所に成型されるか又は耐火リングとは別々
に成型され、その中に係止される放射方向で内方に伸長
するフランジ部分３６を有する。

ここで第７図を参照すれば、耐火リング３０は放射方向
で外方へ突出するように形成され、放射方向で内方に伸
長する腓３７．３８がシールされる管１６の隣接端部を
橋渡しするように十分な距離だけ軸方向へ離れて位置す
る。かくしてシール１８が熱により破壊される場合、耐
火リングは、フランジ２４の放射方向にみて最も内側の
部分に対するケージとして作用し、それを管端部間の正
しいシール位置に保護し、保持する。

本発明の好ましい実施例について前述してきたけれども
、クレームの範囲内で、種々の変形をなしうろことは明
らかである。例えば第１図の耐火リングは周囲方向へ連
続するのではなくて、弾性ガスケット内で耐火リングの
固定を増すために周囲方向へ孔又はスロットを形成する
こともできる。その他の種々の変形例も特許請求の範囲
に限定するような本発明の範囲内で可能である。

〔発明の効果〕

本発明の耐火性シールによれば、カプリングがそこに含
まれる弾性ガスケットを熱で十分に破壊させるような温
度までカプリングを加熱させるほどの強い火炎に直接さ
らした場合でさえ、長時間満足なシールを保持すること
ができる。

すなわち、本発明によれば、弾性シールはそれに関連し
た耐火リングを有し、その耐火リングは熱による破壊に
非常に強い材料で形成され、配管組立体の管の隣接端部
と橋かけ関係に位置するのでシールが分解された場合に
も、その耐火リングは管端部と事実上完全なシール結合
を保持することができる。

また、耐火リングは環状フランジの放射方向へ最内側の
面を有し、配管組立体の内部流体によって直接冷却され
、しかも環状フランジの放射方向への最内側部分を冷や
してそこから熱を伝達するように作用するのでフランジ
の放射方向への最内側部分の熱による分解は妨げられ、
それに関連する管の並置端部とシール接触を保つことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の耐熱シールの１つの好ましい実施例の
横断面図であり、第２図は本発明に従った耐熱シールの
もう１つの形の同様の横断面図であり、第３図、第４図
、第５図、第６図および第７図はそれぞれ本発明に従っ
た耐熱シールのもう１つの形の同様の横断面図であり、
第８図は本発明に従った耐熱シールのさらにもう１つの
形の横断面図である。 １０・・・管カプリングセグメント、１２・・・キー、
１４・・・溝、１６・・・管、１８・・・シールガスケ
ット、２０・・・シール用舌片、２４・・・環状フラン
ジ、２６・・・金属製耐火リング、３０・・・耐火リン
グ。 ＦＩＧ　Ｊ ＦＩＧ、　４

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱で破壊されるエラストーマー材で形成される環
   状シール部材と、そのシール部材は管の端部に対してシ
   ールする相互に存在するシール用舌片をその内周に有す
   る環状本体で成り、前記シール用舌片はお互いに向って
   伸長し、自由辺縁部の位置で終わっており、前記自由辺
   縁部は相互に存在し、お互いから間隔をおいて位置し、
   前記環状本体の内周に周囲方向へ伸長するスロットを形
   成することと、前記環状本体に対して放射方向で内方に
   伸 長し、前記相互に存在するシール用舌片間にある前記シ
   ール部材の放射方向のフランジと、前記放射方向のフラ
   ンジ内に入れられる耐 火性材料で成る環状リングと、その環状リングは、シー
   ルされるそれぞれの管の外周と接触するように、軸方向
   に間隔をおいて、放射方向で内方に伸長する脚を有し、
   そして連続ケージを形成し、その中に前記放射方向のフ
   ランジの放射方向にみて最内側部分がとじこめられ、そ
   れは前記シール部材の残り部分が熱により破壊される場
   合にその熱により破壊しないように保護されるようにな
   っており、前記フランジの前記放射方向にみて最内側部
   分は、前記管とシール関係にある時その管の端部と接触
   するようになっていることとでなり管の並置端部のまわ
   りで包囲関係に取付られる複数のカプリングセグメント
   を有し、シール組立体を受入れるために内部環状チャン
   ネルを有する型のセグメント型管カプリングに使用する
   ためのフェイル・セーフ式耐火性シール。
2. （２）前記環状リングは金属で作られることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の耐火性シール。
3. （３）前記環状リングはステンレス鋼でできていること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の耐火性シール
   。