(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、２つのパイプを連結する取り外し可能な圧力シーリング組立体に関する。【解決手段】単体のシリンダ状のカバー３０が、パイプ１，２間のギャップ上に設置され、パイプ１，２が整合される。カバー３０が、パイプ１，２の端部間のギャップ上に最終的に位置決めされる前に、様々な環状シール３１，３２，３３，３４，３５，３６が、パイプ１，２上に位置決めされて、カバー３０とパイプ１，２との間のギャップ内にシーリング機構を作る。環状シール３１，３２，３３，３４，３５，３６が正しく位置決めされると、カバー３０がギャップ４上で移動し、ピースリング４９，５０が両パイプ１，２にボルト締めされ、カバー３０が組立体３を適切に固定できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１及び第２パイプ（１，２）の端部のフランジ（４３，４４）を有する第１パイプと第２パイプとの間をシールするために配置された圧力継手組立体（３）にあって、この組立体はシリンダ状のカバー（３０）と第１固定手段及び第２固定手段から構成された、これらのパイプの端部フランジを互いに非接触に固定する関係で保持する手段において、
シリンダ状のカバー（３０）は、第１パイプの端部のフランジ（４３）及び第２パイプの端部のフランジ（４４）にわたり、シール手段（３１−３６）に対して軸線方向の圧縮力をかける手段（４５−５０）ことによってこれらのフランジに取り外し可能に固定され、このシール手段は、第１パイプの端部のフランジと第２パイプの端部のフランジとの間に半径方向に嵌合され、それぞれカバーの一部を覆い、
第１固定手段及び第２固定手段（３７，３８）は、第１パイプの端部（４３）のフランジ及び第２パイプの端部のフランジ（４４）のそれぞれに対して軸線方向に固定され、軸線方向の圧縮力下で操作されてシール手段（３１−３６）を第１及び第２固定手段とカバーから内側に突出する第１及び第２のフランジ手段  （４２，３９）との間に軸線方向に嵌合することを特徴とする圧力継手組立体。
【請求項２】
カバー（３０）から突出する少なくとも１つのフランジ手段（３９）は、カバーから内側で取り外し可能であり、その一方でカバーは、パイプの端部のフランジ（４４）の上に位置されることを特徴とする請求項１に記載の圧力継手組立体。
【請求項３】
軸線方向の圧縮力が、カバー（３０）にかかる時に、シール手段（３１−３６）が、楔作用によってシールするために構成されている請求項１又は２に記載の圧力継手組立体。
【請求項４】
シール手段は、シールリング間の隣接部分（５２，５５−５８）を有するシールリング（３１−３６）から構成され、これらの隣接部分は、パイプの端部のフランジ（４３，４４）の軸線に対して傾斜して楔作用を容易にする請求項３に記載の圧力継手組立体。
【請求項５】
選択されたシールリング（３１，３２，３３）が半径方向にテーパー付けされているように、隣接部分（５２，５５−５８）が傾斜している請求項４に記載の圧力継手組立体。
【請求項６】
シール手段は、パイプの端部のフランジ上の少なくとも２つのシールリングから構成される請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧力継手組立体。
【請求項７】
シール手段は、パイプの端部の少なくとも１つのフランジ上の４つのリングからさらに構成される請求項６に記載の圧力継手組立体。
【請求項８】
シールリングは、少なくとも１つのシーングリング（３１）及び１つの圧力リング（３４）から構成され、シーリングリング（３１）は、圧力リング（３４）に隣接（５２）し、軸線方向の圧縮力がカバー（３０）にかかる時に、圧力リングとの隣接が、パイプの端部のフランジ（４３，４４）の軸線に対して傾斜し、軸線方向及び半径方向に対してシーリングリング及び圧力リングを楔留めする請求項６に記載の圧力継手組立体。
【請求項９】
圧力リング（３４）の第１側面が、シーリングリング（３１）の第１側面に隣接し、圧力リングの第２側面が、固定手段（３７）の１つに隣接する請求項８に記載の圧力継手組立体。
【請求項１０】
シーリングリング（３１）の第２側面が、カバー（３０）のフランジ手段（４２）に隣接する請求項９に記載の圧力継手組立体。
【請求項１１】
シーリングリング（３１）が、半径方向にテーパー付けされているように、シーリングリング（３１）の第１及び第２側面が互いに対向して傾斜している請求項８〜１０のいずれか１項に記載の圧力継手組立体。
【請求項１２】
４つのシールリングは、２つの圧力リング（３５，３６）及びこれらの圧力リング間に位置決めされている２つのシーリングリング（３２，３３）から構成されていて、軸線方向の圧縮力が、カバー（３０）にかかる時に、シーリングリングはそれぞれ、圧力リングに隣接（５５，５７，５６，５８）し、圧力リングとの隣接は、パイプの端部のフランジ（４３，４４）の軸線に対して傾斜していて、シーリングリングを楔留めする請求項７に記載の圧力継手組立体。
【請求項１３】
２つのシーリングリング（３２，３３）が、同心状に配置されていて、一方のシーリングリング（３３）が、他方のシーリングリング（３２）内と半径方向に位置し、圧力リング（３５，３６）とのシーリングリングの隣接（５５，５７，５６，５８）は、互いに傾斜していて、その結果、半径方向の内部のシーリングリング（３２）が、半径方向の外側の方向にテーパー付けされていて、半径方向の外側のシーリングリング（３３）は、半径方向の内側の方向にテーパー付けされている請求項１１に記載の圧力継手組立体。
【請求項１４】
圧力リング（３５）のうちの１つが、カバー（３０）のフランジ手段（３９）のうちの１つにさらに隣接し、他方の圧力リング（３６）が、固定手段（３８）のうちの１つにさらに隣接する請求項１１又は１２に記載の圧力継手組立体。
【請求項１５】
第１及び第２固定手段（３７，３８）は、パイプの端部のフランジ（４３，４４）内の対応する凹部（４０，４１）から半径方向に外側に突出するリングから構成される請求項１〜１０のいずれか１項に記載の圧力継手組立体。
【請求項１６】
カバー（３０）は、端部の部材（４９，５０）によってパイプの上に固定され、これらの部材は、カバーの対向する端部及び第１及び第２パイプの端部のフランジ（４３，４４）にボルト締めされている請求項１〜１５のいずれか１項に記載の圧力継手組立体。
【請求項１７】
隣接しないパイプの端部のフランジ（４３，４４）を有する２つの整合されたパイプ（１，２）を連結するために適した圧力継手組み立てキットにあって、このキットは：
パイプの端部のフランジを堅く固定してパイプを保持するほぼシリンダ状のカバー（３０）から構成される圧力継手組み立てキットにおいて、
各パイプの端部のフランジとカバーとの間を水密にシールする複数のシールリング（３１−３６）；
シールリングのうちの１つのシールリング（３１）に隣接するためにカバー（３０）から内側に突出する第１フランジ手段（４２）；
その他のシールリング（３１）に隣接するためにカバーから内側に突出する第２フランジ手段（４２，３９）、内側に突出するこの第２フランジ手段は少なくとも、カバー（３０）から半径方向に内側に取り外し可能であり、その一方で、カバー  （３０）は、パイプの端部のフランジ（４３，４４）の上に位置されていて；
シールリング（３１−３６）第１及び第２固定手段（３７，３８）と第１及び第２フランジ手段との間に軸線方向に嵌合させる第１及び第２の取り外し可能な環状固定手段；
この場合、シーリングリング及び固定手段は、カバー（３０）の内径に一致する外径を有し、その結果、カバー上の内側に突出する第２フランジ手段（３９）を取り付ける前に及びカバーから内側に突出する第２フランジ手段を取り外した後に、カバーは、シールリング（３１−３６）及び継手（３）を組み立てて分解する固定手段（３７，３８）の上を軸線方向に摺動可能である圧力継手組み立てキット。
【請求項１８】
シールリング（３１−３６）は、カバー（３０）の内側に突出する第１フランジ手段（４２）の内径に一致する内径を有する請求項１７に記載の圧力継手組み立てキット。
【請求項１９】
軸線方向の圧縮力が、カバー（３０）にかかる時に、カバー（３０）の内側に突出する第１及び第２フランジ手段（４２，３９）及びこれらのフランジ手段に接触するシールリング（３１，３５）が、楔作用によって継手をシールするために構成されている請求項１７又は請求項１８に記載の圧力継手組み立てキット。
【請求項２０】
シールリング（３１−３６）を軸線方向の圧縮力に対抗して固定するため、取り外し可能な環状の固定リング（３７，３８）が、パイプの端部のフランジ（４３，４４）内の凹部（４０，４１）内に挿入可能である請求項１９に記載の圧力継手組み立てキット。
【請求項２１】
取り外し可能な環状の固定リング（３７，３８）は、複数のセグメントから構成される請求項１７〜２０のいずれか１項に記載の圧力継手組み立てキット。
【請求項２２】
軸線方向の圧縮力をシールリング（３１−３６）にかけるため、パイプの端部のフランジ（４３，４４）及びカバー（３０）の対向する端部に取り付け可能である端部の部材（４９，５０）がさらに設けられている請求項１７〜２１のいずれか１項に記載の圧力継手組み立てキット。
【請求項２３】
それぞれ隣接しないパイプの端部のフランジ（４３，４４）を有する第１パイプと第２パイプとを連結する圧力継手（３）を組み立てる方法において、
この圧力継手（３）は：
シリンダ状のカバー（３０）を有し；
カバーの第１及び第２の端部の環状の内側の突起部（４２，３９）を有し、少なくともカバーの第２の端部の環状の内側の突起部（３９）が、このカバーの第１端部から取り外し可能であり、カバーの第１端部の少なくとも内側の突起部（４２）の内径が、第１パイプの端部のフランジ（４３）の外径より大きく；
環状のシール手段（３１−３６）を有し；
各パイプの端部のフランジの外側上の環状の凹部（４０，４１）内に取り付けられた環状のシール固定手段（３７，３８）を有し；
カバーをパイプの端部のフランジに固定する手段（４５−５０）を有し；
この方法は、以下のステップから成る：
カバーの第１端部の環状の内側の突起部（４２）が、第１パイプの端部のフランジ（４３）上を摺動するカバーの第１部分であるように、シリンダ状のカバー（３０）を第１パイプ（１）に摺動させ；
環状のシール手段（３１−３６）を各パイプの端部のフランジ（４３，４４）の外面の周りに設置し；
環状のシール固定手段（３７，３８）を各パイプの端部のフランジの外側上の凹部（４０，４１）内に挿入し；
カバー（３０）を継手（３）上の第１パイプ（１）からパイプの端部のフランジ（４３，４４）に軸線方向に摺動させ、カバーの第１端部の環状の内側の突起部（４２）と第１パイプの端部のフランジ上のシール固定手段（３７）との間の第１パイプの端部のフランジ（４３）上に環状のシール手段（３１，３４）を軸線方向に嵌合し、パイプの端部のフランジ（４３，４４）の外面とカバー（３０）の内面との間に環状のシール手段（３３−３６）を半径方向に嵌合し、取り外し可能な環状の内側突起部（３９）をカバーの第２端部の内面に取り付け；
パイプ（１，２）が一緒にしっかりと固定され、環状のシール手段（３３−３６）が、シール固定手段（３７，３８）と環状の内側突起部（４２，３９）との間で軸線方向に圧縮されて、各パイプの端部のフランジ（４３，４４）とカバーとの間を水密にシールするように、カバーをパイプの端部のフランジに固定する方法。
【請求項２４】
請求項２３にしたがって組み立てた後に圧力継手を分解する方法において、
カバーをパイプの端部のフランジから取り外し；
取り外し可能な環状の内側突起部をカバーの第２端部の内面から取り外し；
シリンダカバーを継手及び第１パイプから離すように軸線方向に摺動させ；
環状のシール固定手段をパイプの端部のフランジから取り外し；
環状のシール手段をパイプの端部のフランジから取り外し；
カバーを第１パイプの端部のフランジ上で摺動させることによってカバーを第１パイプから取り外すステップから成る方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプ継手に関する。特に専ら本発明は、高圧及び／又は高温下で２つのパイプ、例えばタービン内で使用する蒸気を送る吸気管を連結する圧力シールを使用する継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気を送るパイプ１，２を一緒に連結する場合、図１中に示されたようにボルト締めされたフランジ１１，１２を使用してパイプ１，２を連結することが通常である。パイプ１，２の端部が、各フランジの周りに設けられたボルトの孔によって接合しているフランジ１１，１２を形成する。ボルト１３，１４が、これらの孔を貫通してパイプ１，２を連結する。パイプ１，２を通過する蒸気が、加圧下で継手を分離しようとする。締め付けられたボルト１３，１４は、蒸気圧に対抗し、フランジ１１，１２の隣接面の継手をシールし、蒸気の継手の通過を可能にする。
【０００３】
ボルト１３，１４は、多くの場合は合金鋼製である。しかし合金鋼を使用するので、（565 ℃以上の）一般的に過熱された蒸気タービン温度に曝された場合、これらのボルトの寿命が制限される。これらの条件に曝された場合、ボルトは、クリープ及び緩和によって損傷する。場合によっては、継手に形成されたシールが、ボルトで締められたフランジによって弱くなる。その結果、継手が十分にシールされないので、蒸気が継手で漏れる。
【０００４】
高温、つまり約565 ℃以上では、ニッケル・コバルトのニモニック合金のような耐熱合金が、ボルトの製造中に使用することが考えられる。しかしながら、この材料を使用してボルトを製造することの欠点は、耐熱合金は高価である点である。
【０００５】
提唱されている１つの解決手段は、図２ａ及び２ｂ中に示されたように湾曲したパイプ１の隣接端部上の環状カバー２０及び直線パイプ２を固定する貫通連結部２２を使用することである。図２ａは、カバー２０を嵌合する前の組み立てを示す。図２ｂは、カバー２０を嵌合した後の組み立てを示す。
【０００６】
図２ａ中に示されたように、カバー２０を嵌合する前は、カバー２０の軸線方向の各端部が、保持リング２１，２８を使用して直線パイプ２上に適切に保持されている。軸線方向に指向された複数の貫通孔が、２つの保持リング２１，２８の半径方向外側の部分内に存在する。調整可能なそれぞれの連結部２２が、これらの貫通孔を貫通する。これらの調整可能な貫通連結部２２は、貫通されたシリンダ状のロッドであり、２つの保持リング２１，２８を適切に保持する。これらの貫通連結部２２は、独立した突起リング２３，２４上に取り付けられていて、これらの独立した突起リング２３，２４内の軸線方向に指向された複数の貫通孔を貫通し、これらの貫通孔の両側でボルト２７によって固定される。独立した突起リング２３，２４の半径方向の内側端部が、それぞれのパイプ内に提供されている凹状の溝２５，２６内に取り付けられる。これらの凹状の溝２５，２６は、パイプ１，２のそれぞれの端部から少し離れた距離に位置してパイプ１，２の本体に向かう。貫通連結部２２によって連結された凹状の溝２５，２６内の独立した突起リング２３，２４は、両パイプ１，２に対する組立部品を固定し、パイプ１，２のそれぞれの端部２０ｃ，２０ｇの保持を一緒にアシストする。
【０００７】
これらのパイプ１，２は、これらのパイプ１，２のそれぞれの接触端部の近くにフランジ２９ａ，２９ｂを有する。これらのフランジ２９ａ，２９ｂは、各パイプに沿って軸線方向に延在するものの、各パイプの端部には延在しない。パイプ１，２が隣接する場合、パイプ１，２の端部が隣接する場合、溝２９が、パイプのフランジ２９ａ，２９ｂ間に形成された軸線方向のギャップによって形成される。１つのキー又は複数のキー２０ｅが、溝２９内に挿入されボルトを使用して固定される。キー２０ｅの機能は、一方のパイプから他方のパイプへトルクを伝えることによって互いのパイプ１，２の方向を固定して相対的な回転運動を阻止することである。
カバー２０は、湾曲したパイプ１上にあるカバー２０の半径方向の内面の一部に雌貫通連結部の面２０ａを有する。湾曲したパイプ１は、カバー２０によって覆われるべきパイプ１の端部の一部の半径方向外側に面する面に位置する連動する雄貫通連結部の面２０ｂを有する。
パイプ１，２をシールするため、カバー２０が、直線のパイプ２上のその位置から移動して両パイプ１，２を覆う。カバー２０の内面の雌貫通連結部の面２０ａが、湾曲したパイプ１の端部の外面の雄貫通連結部の面２０ｂに係合を開始するまで、このことは、貫通連結部２２を回転して固定リング２１，２８を軸線方向に移動させることによって実施される。これらの貫通面２０ａ，２０ｂが係合すると、これらの貫通面２０ａ，２０ｂが、パイプ１，２の軸線方向の中心線周りにカバー２０を回転することによって締め付けられる。このことは、カバー２０から突出しているボルト２０ｄ（図２ｂ）に連動するカバーを回転させるのに適した一般の工具を使用して実施される。係合及び締め付けは、カバー２０をパイプ１，２の中心線に対して同心に保持し、リング２１及び２８を保持することによってアシストされる。この締付を実施するためには、リング２１，２８を貫通コネクタ２２上で軸線方向に摺動させつつ、カバー２０をパイプ１，２の軸線方向の中心線周りに回転させる必要がある。カバー２０が、パイプ１，２に適切に連結している場合、カバー２０は、直線のパイプ２上のカバー２０の端部の内面で半径方向に内側に面して形成される。上述したようにまた図２ｂ中に示されたようにカバー２０の嵌合後に、カバー２０上の内側に面するフランジの上面が、直線のパイプ２上のフランジ２０ｆの上面に隣接して軸線方向のさらなる移動を阻止する。
カバー２０からの圧縮力に起因して、シールが、パイプ１，２のフランジの上面２０ｃ，２０ｇ（図２ａ）で発生する。
しかしながら、この配置には、設置が困難で、一回設置すると、取り外しが困難であり、取り外す必要がある時はパイプを切断することを要するという欠点がある。これは、大きい直径のカバー２０ａ，２０ｂは取り外しが困難であるからである。酸化物質が組立体内に成長するので、このことは、連結後の相当な期間たった時の操作で特に顕著である。酸化物質によって引き起こされる増大する摩擦が原因で、このことは、使用されるボルトを取り外すためには大きいトルクをかけることが必要であることを意味する。また組み立て作業に対しては、同じ直径のパイプを合わせることが必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、上述した問題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の観点によれば、本発明は、互いに対向する第１及び第２パイプの端部のフランジを有する第１パイプと第２パイプとの間をシールするために配置された圧力継手組立体を提供する。この組立体は、ほぼシリンダ状のカバーと第１固定手段及び第２固定手段から構成された、これらのパイプの端部フランジを互いに非接触に固定する関係で保持する手段を特徴とする。
【００１０】
ほぼシリンダ状のカバーは、第１パイプの端部のフランジ及び第２パイプの端部のフランジにわたり、シール手段に対して軸線方向の圧縮力をかけることによってこれらのフランジに取り外し可能に固定され、このシール手段は、第１パイプの端部のフランジと第２パイプの端部のフランジとの間に半径方向に嵌合され、それぞれカバーの一部を覆う。
【００１１】
第１固定手段及び第２固定手段は、第１パイプの端部のフランジ及び第２パイプの端部のフランジのそれぞれに対して軸線方向に固定され、軸線方向の圧縮力下で操作されてシール手段を第１及び第２固定手段とカバーの第１及び第２のフランジ手段との間に軸線方向に嵌合する。
【００１２】
本発明の好適な実施の形態では、継手を組み立てて分解するため、カバーから突出するフランジ手段の少なくとも１つが、カバーから内部で取り外し可能である。その一方でカバーは、パイプの端部のフランジの上に位置する。
【００１３】
シール効率を最大限にするため、シール手段は、軸線方向の圧縮力がカバーにかかる時に楔作用でシールするために構成されている。楔作用を容易にするため、シール手段は、互いに隣接する複数のシールリングから構成されてもよい。これらの隣接は、パイプの端部のフランジの軸線に対して傾斜している。シーリングリングが、半径方向にテーパー付けされているように、隣接が互いに傾斜していることが好ましい。
【００１４】
シーリングリングは、好ましくはパイプの端部の各々のフランジ上の少なくとも２つのリングから構成され、有利には少なくとも１つのパイプの端部のフランジ上の４つのシールリングから構成されてもよい。
【００１５】
少なくとも２つのシールリングは、少なくとも１つのシーングリング及び１つの圧力リングから構成されてもよい。シーリングリングは、圧力リングに隣接する。軸線方向の圧縮力がカバーにかかる時に、圧力リングとの隣接が、パイプの端部のフランジの軸線に対して傾斜し、軸線方向及び半径方向に対してシーリングリング及び圧力リングを楔留めする。圧力リングの第１側面が、シーリングリングの第１側面に隣接してもよい。圧力リングの第２側面が、固定手段の１つに隣接してもよい；さらにシーリングリングの第２側面が、カバーから内側に向かって突出するフランジ手段の１つに隣接してもよい。シーリングリングの第１及び第２側面は、好ましくは互いに傾斜している。その結果、シーリグリングは半径方向にテーパー付けされる。
【００１６】
４つのシールリングは、２つの圧力リング及びこれらの圧力リング間に位置決めされている２つのシーリングリングから構成されてもよい。軸線方向の圧縮力が、カバーにかかる時に、シーリングリングはそれぞれ、圧力リングに隣接し、圧力リングとの隣接は、パイプの端部のフランジの軸線に対して傾斜していて、シーリングリングを楔留めする。２つのシーリングリングが、同心状に配置されているのが好ましい。一方のシーリングリングが、他方のシーリングリング内と半径方向に位置する。圧力リングとのシーリングリングの隣接は、互いに傾斜している。その結果、半径方向の内部のシーリングリングが、半径方向の外側の方向にテーパー付けされている。半径方向の外側のシーリングリングは、半径方向の内側の方向にテーパー付けされている。好ましくは、一方の圧力リングは、カバーの一方のフランジ手段に隣接する。他方の圧力リングは、固定手段の１つに隣接する。
【００１７】
好ましくは、第１及び第２固定手段は、パイプの端部のフランジ内の対応する凹部から半径方向に外側に突出するリングから構成される。
【００１８】
カバーは、端部の部材によってパイプの上に固定されてよい。これらの部材は、カバーの対向する端部及び第１及び第２パイプの端部のフランジにボルト締めされている。第２の側面では、本発明は、隣接しないパイプの端部のフランジを有する２つの整合されたパイプを連結するために適した圧力継手組み立てキットを提供する。このキットは以下の構成から成る：
パイプの端部のフランジを固定してパイプを保持するシリンダ状のカバー；
各パイプの端部のフランジとカバーとの間を水密にシールする複数のシールリング；
シールリングのうちの１つのシールリングに隣接するためにカバーから内側に突出する第１フランジ手段；
その他のシールリングに隣接するためにカバーから内側に突出する第２フランジ手段。内側に突出するこの第２フランジ手段は少なくとも、カバーから半径方向に内側に取り外し可能である。その一方で、カバーは、パイプの端部のフランジの上に位置されている；
シールリングを第１及び第２固定手段と第１及び第２フランジ手段との間に軸線方向に嵌合させる第１及び第２の取り外し可能な環状固定手段；
この場合、シーリングリング及び固定手段は、カバーの内径に一致する外径を有する。その結果、カバー上の内側に突出する第２フランジ手段を取り付ける前に及びカバーから内側に突出する第２フランジ手段を取り外した後に、カバーは、シールリング及び継手を組み立てて分解する固定手段の上を軸線方向に摺動可能である。
【００１９】
第３の側面では、本発明は、上述した種類の圧力継手を組み立てて分解する方法をさらに提供する。
【００２０】
本発明の利点では、高温及び／高圧で流体を送る２つのパイプを連結する圧力シール継手が提供される。この場合、継手のシーリング能力が、緩和クリープによって影響されにくい。さらに、パイプ内部の圧力が、継手を離すのではなくて、継手のシーリングを強化するために作用する。
【００２１】
さらに本発明の利点では、保守用に十分に分解可能であり、保守の完了時に再組み立て可能な圧力シール継手も提供される。本発明の別の利点では、異なる直径のパイプが、異なる大きさのパイプに合わせて形成された変更された継手組立体を使用して連結され得る。
【００２２】
本発明のさらなる特徴及び利点は、読み手が参照する特許請求の範囲から明確である。本発明の好適な実施の形態の以下の説明の考慮から、付随する図面に対する符号は、同じ又は類似の要素を示す。
【００２３】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の好適な実施の形態による継手組立体３を図３に基づいて説明する。
【００２５】
継手組立体３が、第１パイプ１と第２パイプ２とを一緒にしっかり連結する。これらのパイプ１，２は、互いに整合されかつこれらのパイプの間にギャップ４を有する。第１パイプ１は、柔らかいパイプ系に連結されているばね上に取り付けられたバルブに連結されている。単一のシリンダ状カバー３０が、フランジ４３，４４間のギャップ４を覆う。リング３１，３２，３３，３４，３５，３６の形態の環状のシールが、フランジ４３，４４の外面とカバー３０の内面との間のギャップ内に位置決めされていて、各パイプ１，２とカバー３０との間を水密にシールする。リング３１，３２，３３，３４，３５，３６は、楔作用をしてこれらのギャップをシールする：第１パイプの場合、シーリングリング３１が、カバー３０と第１パイプ１のフランジ４３との間を楔留めしてシールする；第２パイプの場合、リング３２，３３，３５，３６が、互いに対立しかつカバー３０と第２パイプ２のフランジ４４とに対してシールする。パイプのフランジ４３，４４内の溝４０，４１に形成されチャネルに沿って位置決めされた分離リング３７，３８が、リング３１，３２，３３，３４，３５，３６を固定するために適切に使用される。独立したリングの形態の端部ピースリング４９，５０が、カバー３０のそれぞれの端部６１，６２とパイプ１，２のそれぞれの端部６９，７０とに対して固定されて、カバー３０を適切に固定してパイプの軸線方向に沿った軸線方向の移動を阻止する。
【００２６】
それぞれのフランジ４３，４４の面の長さのに沿った中間に位置する各パイプのフランジ４３，４４が、その中に溝４０，４１に形成された半径方向に外側に面するチャネルを有し、かつこれらのそれぞれの面を最も内部のフランジ面６３，６６と最も外部のフランジ面６４，６５とに軸線方向に分離する。最も外部のフランジ面６４，６５は、パイプ１，２の端部のフランジ４３，４４の面である。最も内部の面６３，６６は、パイプ１，２の本体に近いフランジ４３，４４の面である。
【００２７】
シリンダ状のカバー３０は、単一の部分として形成されていて、フランジ４３，４４間のギャップ４を覆う。その結果、カバー３０は、パイプフランジ４３，４４の上を完全に覆い、パイプ１，２の主な部分の一部を覆う。カバー３０は、（図３中に示したように）その左側の端部にカバー３０の面に面する内側から半径方向に内側に突出している環状フランジ４２を有する。カバー３０上の環状フランジ４２の内部シリンダ面６７の内径が、パイプのフランジ４３の外形に一致する。環状フランジ４２の内面の一部が、第１パイプ１の最も内部のフランジ面６３に接触し、かつその一部がパイプ１の本体上を覆う。シーリングリング３１を楔留めするため、環状フランジは、その面６７の内側の角に面取り部５１をさらに有する。
【００２８】
カバー３０の右側端部の第２パイプ２の上には、溝６０に形成された半径方向に内側に面するチャネルが、カバー３０の端部６１から短く離れて位置するカバー３０の内面に存在する。半径方向内側に取外し可能で、４〜６つ片材の独立したリングである環状フランジ３９が、溝６０に形成されたこのチャネルに沿って嵌合されている。独立したリングは、パイプの継手の中心線を通過する平面に対して平行にその上及び下で２つに切断されている。その結果、２つの独立したリングが、半径方向に適切に摺動して、これらを適切に嵌合することを可能にする。取外し可能な環状フランジ３９の半径方向に内側に面する面６８の直径が、第２パイプ２の最も内部のフランジ面６６の外径に一致する。しかし取外し可能な環状フランジ３９の内面６８は、最も内部のフランジ面６６に接触せず、半径方向の相当なギャップをあけて第２パイプ２の本体を覆う。
【００２９】
端部ピースリング４９，５０は、パイプ１，２の周りに嵌合する半円の２つのピースリングであり、パイプ１，２及びカバー３０を固定するために使用される。ボルト４５，４６，４７，４８が、端部ピースリング４９，５０を貫通してカバー３０のそれぞれの端部６１，６２内及びフランジ４３，４４のそれぞれのパイプに面する端部６９，７０内に突き抜けて、端部ピースリング４９，５０を使用してパイプ１，２及びカバー３０を固定する。パイプ内を流れる蒸気からの圧力がない場合、ボルト４５，４６，４７，４８が、カバー３０を適切に保持する。第１パイプ１をカバー３０に固定する端部ピースリング５０は、カバー３０の端部面６２のほぼ全体に接触するものの、第１パイプ１又はフランジの端部６９に面するそれぞれのパイプには接触しない。第２パイプ２をカバー３０に固定する端部ピースリング４９は、カバーのその他の全ての端部６１に接触するものの、第２パイプ２又はフランジ端部７０に面するそれぞれのパイプには接触しない。第２パイプ２を固定する端部ピースリング４９は、独立した取外し可能な環状フランジ３９の内面６８にも接触して、カバー３０内の溝６０に形成されたチャネルに沿った外側に向かう圧力によってこの環状フランジ３９を固定する。
【００３０】
第１パイプ１及び第２パイプ２の溝４０，４１に形成されたチャネルに沿って、独立した固定リング３７，３８が設けられていて、その一部が溝４０，４１に形成されたそれぞれのチャネル内に挿入されている。両固定リング３７，３８は、一緒にボルト締めされるほぼ半円の部品から形成されている。これらの固定リング３７，３８は、パイプ１，２のフランジ４３，４４から半径方向に突出する。これらの固定リングのそれぞれの外側に面する面の直径が、カバー３０の内面の直径に一致する；しかしながら、カバー３０による水密シールは存在しない。溝４０，４１に形成されたそれぞれのチャネルに沿って独立した固定リング３７，３８を適切に保持するため、追加のボルト締め又は支持が使用され得る。しかし、このことは必ずしも必要でない。
【００３１】
継手組立体３が軸線方向に非対称に構成されているので、継手組立体３に対してパイプ１，２とカバー３０との間のギャップをシールするために使用されるリング３１，３２，３３，３４，３５，３６の配置を、継手組立体３の各パイプ１，２を別々に説明する。
【００３２】
第１パイプ１に取り付けられた継手組立体３の左側の端部を操作する場合：圧力リング３４が、独立した固定リング３７に隣接して設けられている。圧力リング３４は、最も内部のフランジ面６３の周りに取り付けられた環状リングであり、カバー３０の内面，最も内部のフランジ面６３及び第１パイプ１の本体に面する独立した固定リング５３の側面に接触する平坦な環状面を有する。圧力リング３４は、楔形の断面を有するさらに２つの平坦な環状面を有する。これらの環状面のうちの一方の環状面が、シーリングリング３１の面に接触する。このシーリングリング３１の面も、楔形の断面を有する。シーリングリング３１は、環状リングであって最も内部の面６３，圧力リング５２の面及び環状フランジ４２の面取り部５１に接触して、面取り部５１と最も内部のフランジ面６３との間の水密シールを提供する。
【００３３】
第２パイプ２に取り付けられた継手組立体３の右側の端部を操作する場合：第１圧力リング３６は、最も内部のフランジ面６６の周りに設けられた環状リングであって独立した固定リング３８に隣接する。第１圧力リング３６は、カバー３０の内面，最も内部のフランジ面６６及び第２パイプ２の本体に面する独立した固定リング５４の側面に接触する面を有する。第１圧力リング３６は、楔形の断面を有するさらなる２つの面を有する。これらの面のうちの一方の面５５の一部が、第１シーリングリング３２に接触する。これらの面のうちの一方の面５６の一部が、第２シーリングリング３３に接触する。第２圧力リング３５が、独立した取外し可能なフランジ３９に隣接する最も内部のフランジ面６６の周りに設けられている。第２圧力リング３５は、環状リングであってカバー３０の内面，最も内部のフランジ面６６及び独立した取外し可能な環状フランジ３９の側面に接触する面を有する。第２圧力リング３５は、楔形の断面を有するさらなる２つの面を有する。これらの面のうちの一方の面５７の一部が、第１シーリングリング３２に接触する。これらの面のうちの一方の面５８の一部が、第２シーリングリング３３に接触する。第１シーリングリング３２は、最も内部のフランジ面６６の周りに設けられた楔形の断面を有する環状リングであって第１圧力リング３６及び第２圧力リング３５に接触する。第２シーリングリング３３は、楔形の断面を有する環状リングであって第１圧力リング３６，第２圧力リング及びカバー３０の内面に接触する。
【００３４】
加圧下の流体が、第１パイプ１から第２パイプ２（又はその逆）に通過する時に、流体をしっかりとシールしかつシールを強化する楔機構を説明する。ばね付きバルブ及びパイプシステムの柔軟性が、流体の圧力下でパイプ１，２を離すことを可能にする。このことは、圧力シールの作動を許可する。
【００３５】
パイプ１，２内の流体の圧力は、パイプ１，２の外側の空気圧より高い。流体が、継手組立体３によって連結されたパイプ１，２を通過する場合、楔シールの配置が、継手のシールを強化する。
【００３６】
基本的なシールは、カバー３０によって形成される。このカバー３０は、パイプ１，２間のギャップ４及びそれぞれのパイプ１，２に設けられたリング３１，３２，３３，３４，３５，３６を包囲する。これらのリングは、パイプ１，２のフランジ４３，４４の外面とカバー３０の内面との間のギャップにわたるシールを提供する。
【００３７】
図５を参照して、継手組立体３の各側面が非対称な構造なので、各側面に関して別々に継手組立体３の様々な要素に作用する力を短く説明する：
カバー３０と第１パイプ１との間のギャップには、シールが以下のように発生する：２つのパイプ１，２間のギャップ内の流体からの圧力が、パイプ１，２を離そうとする。２つのパイプ１，２間のギャップ４内の流体からの圧力は、独立した固定リング３７の曝された面にも作用する。しかしこの面の面積は、パイプの面積より小さいので、パイプを離す力は、固定リング３７の曝された面上の力より大きい。したがって、図３中に示されたようなリング３７の右手の面が、フランジ４３に接触してパイプの力に応答する。パイプ１に作用する蒸気圧力が、独立した固定リング３７を第１圧力リング３４に向けて押圧し、この圧力リング３４をギャップ４から離すように押圧する。
【００３８】
圧力リング３４の面は、面５２を有する楔形の断面によって傾斜面（図３参照，面５２が、軸線から約65°の角度でパイプ１，２の軸線に面する）を形成する。この面５２は、パイプ１，２の軸線に近くかつこの軸線に対して角度を成し、シーリングリング３１の対応する面に隣接する。圧力リング３４の面５２が、シーリングリング３１を押圧する。その結果、この力は、第１パイプ１の中心の方向に半径方向に作用し、パイプ１，２間のギャップから軸線方向に離す。したがって、シーリングリング３１が、楔留め作用で押圧されて、シーリングリング３１の接触面とカバー３０の環状フランジ４２の面取り部５１との間及びシーリングリング３１の接触面と第１パイプ１の最も内部のフランジ面６３との間をシールする。
【００３９】
カバー３０と第２パイプ２との間のギャップでは、シーリングが以下のように発生する：２つのパイプ１，２間のギャップ４内の流体からの圧力が、パイプ１，２を離すように押圧する。２つのパイプ１，２間のギャップ４内の流体からの圧力は、独立した固定リング３８にも作用する。しかしこの領域は、パイプの領域より小さいので、これらのパイプを離す力が、固定リング３８に対する力より大きい。したがって、リング３８の左手の面が、（図３中に示されたように）フランジ４４に接触してパイプの力に応答する。
【００４０】
パイプ２に作用する蒸気圧が、独立した固定リング３８を第１圧力リング３６に向かって押圧し、ギャップ４から離れるように圧力リング３６を押圧する。この力に起因して、第１及び第２シーリングリング３２，３３に接触する第１圧力リング３６の楔形の断面（図３参照，一方の面５６は、軸線から時計周りに約65°の角度でパイプ１，２の軸線から離れて面する。パイプ１，２の軸線に面する他方の面５５は、軸線から約115 °の角度である）を有する傾斜面５５，５６が、シーリングリング３２，３３に対して半径方向と軸線方向の力をかける。シーリングリング３２，３３の接触面にかかる半径方向の力が、第１シーリングリング３２を最も内部のフランジ面６６に向かって半径方向に押圧し、第２シーリングリング３３をカバー３０の内面に外側に向かって半径方向に押圧してシールする。第２圧力リング３５が、独立した取外し可能な環状フランジ３９に隣接するために移動するための範囲を有さないので、軸線方向の力がシールを強化する。環状フランジ３９は、カバー３０の溝６０に形成されたチャネル内に固定して取り付けられている。第２圧力リング３５は、独立した取外し可能な環状フランジ３９の面５９と同一平面に位置決めされている。それ故に、シーリングリング３２，３３が、第２圧力リング３５の方向の第１圧力リング３６によってかけられる軸線方向の力を有する場合、第２圧力リング３５の楔形の断面（図３参照，一方の面５８は、軸線から約65°の角度でパイプ１，２の軸線から離れて面する。パイプ１，２の軸線に面する他方の面５７は、軸線から約115 °の角度である）を有する面５７，５８からの反作用力が、シーリングリング３２，３３を通じた第１圧力リング３６から指向された軸線方向の力に等しい。その結果、反作用力の半径方向の成分が、カバー３０の内面と最も内部のフランジ面６６との方向のシーリングリング３２，３３に対するそれぞれの半径方向の力を強化する。したがって、シーリングリング３２，３３のこの連動は、シーリングリングをパイプ２とカバー３０とに対して楔留めする圧力リング３５，３６の連動を通じて第２パイプ２とカバー３０との間のギャップをシールする。
【００４１】
この例では、継手組立体３を組み立てるために以下の方法が使用される：
第一に、カバー３０が、パイプ１の端部から離れて位置決めされるように、このカバー３０が、第１パイプ１上を摺動される。この場合、パイプ１，２間のギャップ４がシールされる。この場合、ギャップ４は、継手組立体３の残りの組み立てを妨害しない。環状フランジ４２を有するカバー３０の端部６２は、連結すべき第１パイプ１の端部から最も遠くに位置する必要がある。
【００４２】
次いで、シーリングリング及び圧力リング３１，３２，３３，３４，３５，３６が、パイプ１，２上に設置される。第１パイプ１は、最も内部のフランジ面６６に設置された１つのシーリングリング３１及び１つの圧力リング３４を有する。第２パイプ２は、最も内部のフランジ面６６に設置された１つの圧力リング３５，最も内部のフランジ面６６に設置された２つのシーリングリング３２，３３（一方のリング３３は、他方のリング３２上にある）及び最も内部のフランジ面６６に設置されたもう１つの圧力リング３６を有する。
【００４３】
そして２つのパイプ１，２が、位置に移動される。その結果、これらのパイプ１，２は、連結の用意のために互いに整合される。
【００４４】
次いで独立した固定リング３７，３８が、パイプのフランジ４３，４４内の溝４０，４１に形成されたチャネルに沿って嵌合される。各固定リング３７，３８の要素が、一緒にボルト締めされて、カバー３０が後で位置決めされた時に、これらの要素が適切に固定されることを保証する。
【００４５】
これによって、シーリングリング３１，３２，３３及び圧力リング３４，３５，３６が、軸線方向に摺動され、その結果それぞれのパイプ１，２上の正しい位置に位置決めされる。第１パイプ１では、圧力リング３４が、移動して独立した固定リング３７に隣接する。次いでシーリングリング３１が、移動して圧力リング３４に隣接する。第２パイプ２では、第１圧力リング３６が、移動して独立した固定リング３８に隣接する。次いで２つのシーリングリング３２，３３が、配置されて第１圧力リング３６の面５５，５６に接触する。最後に第２圧力リング３５が、移動して２つのシーリングリング３２，３３に隣接する。その結果、第１シーリングリング３２，３３が、第２圧力リング３５の面５７，５８に接触する。
【００４６】
カバー３０の環状フランジ４２の面取り部５１が、第１パイプのフランジ４３の最も内部のフランジ面６３上のシーリングリング３１に接触する位置に、カバー３０が、第１パイプ１に沿って移動される。
【００４７】
図３中に示された位置のカバー３０では、カバー３０が、第２パイプフランジ４４の上に位置するので、４〜６つの片材リングである独立した取外し可能な環状フランジ３９が、カバー３０の内面に溝６０に形成されたチャネル内に取り付けられている。リングは、２つの板に切断されていてかつパイプ継手の軸線の中心線を通過する平面に平行にその上と下にある。その結果、これらの板は、２つの領域内で半径方向に摺動できる。
【００４８】
以上により、２つのカバー固定端部ピースリング４９，５０が嵌合される。次いで、ボルト４５，４６，４７，４８が、端部ピースエンド４９，５０を通じてカバー３０の端部６１，６２内に固定されかつ端部ピースリング４９，５０を通じてフランジ４３，４４の端部６９，７０に面するパイプ内に固定される。
【００４９】
継手組立体３を組立てた場合、この継手組立体３は、上述した方法とほぼ同様に分解され得る。最初に２つの端部ピースリング４９，５０が取り外される。次いで独立した取外し可能な環状フランジ３９が、カバー３０の内面の溝６０に形成されたチャネルから半径方向に取り出され得る。次いでカバー３０が、パイプ１，２内のギャップ４から離れるように軸線方向に移動され、本体の第１パイプ１上に位置決めされ得る。次いで独立した固定リング３７，３８が、パイプフランジ４３，４４内の溝４０，４１に形成されたチャネルから取り外されて、シーリング３１，３２，３３及び圧力リング３４，３５，３６をパイプ１，２から取り外すことを可能にする。その結果パイプ１，２が離して移動され得、カバー３０が第１パイプ１から完全に取り外される。
【００５０】
好適な実施の形態では、第１パイプ１は、蒸気タービン用の吸気管として使用されるループパイプである。第２パイプ２は、吸気バルブに連結されたループパイプである。これらの２つのパイプ１，２は、連結されて蒸気を吸気バルブから蒸気タービンに供給する。この例のように、パイプ１，２が、高圧（200bar以上）及び／又は高温（565 ℃以上）下で流体を送るために使用される場合、継手組立体３は特に有効である。
【００５１】
しかしながら、継手組立体３は、異なる配置及び組み合わせのパイプ１，２で使用してもよいことが考えられる。例えば上の例のパイプ１，２は、簡単に２，１に交換できる。その他の発電や石油化学の用途のように、連結すべきこれらのパイプ１，２は、この例で説明したパイプと異なる機能を持たせてもよいことも考えられる。
【００５２】
別の実施の形態は、カバー３０がカバー３０の内面のそれぞれの端部に設けられた独立した取外し可能な２つの環状フランジを有する、すなわち好適な実施の形態にしたがって独立した取外し可能な１つの環状フランジ３９及びカバー３０の環状フランジ４２を有することを特徴とする。このことには、継手が連結しているパイプ１，２のうちの一方で分解された時に、カバー３０が移動され得るという利点がある。しかしながら、この継手は、より多くの部品を含みかつ組み立てがより複雑である。
【００５３】
その他の別の実施の形態では、より大きいか又はより小さい第１又は第２パイプに適合した大きさの要素を使用することによって、組立体が、異なる直径のパイプで使用するために適合され得る。例えば、第２パイプの直径が、第１パイプの直径より大きい場合、カバーは、このより大きい第２パイプの直径より大きい直径を必要とする。カバーの格端部の環状フランジが、これらのパイプのフランジまで延在する必要がある。パイプ上のリング及び固定リングが、カバーの内面に達する必要がある。より小さいパイプに嵌合する継手組立体の側面が、より小さいパイプに適した直径及び大きさを有する固定され又は取り外し可能なより大きいリング及び環状フランジを必要とすることを、このことは意味する。
【００５４】
この代わりに、カバーは、両パイプに対して標準的なリング及び固定リングの使用を可能にする一方の端部の直径の構造に設計され得る。しかしこのことは、継手が分解及び組み立てされる状況を制限しかつより多くの部品を含みかつ組み立てがより複雑になる。
【００５５】
本発明を上の例によって説明した。変更が、請求項の発明の範囲内で実施され得る。本発明は、ここで説明した又は図中に示した個々の特徴又はこれらの特徴の組み合わせでも構成される。したがって、本発明の範囲は、上述した実施の形態に限定されない。特許請求の範囲及び図面を含む明細書中の各特徴は、異なって表現しない限り同じ又は等価な又は類似の目的を提供する代わりの特徴と置換してもよい。
【００５６】
従来の技術は、周知であるか又は分野の一般的な知識の一部を形成するので、明細書中の従来の技術の説明は権利ではない。
【００５７】
文脈が、明細書及び特許請求の範囲を通して明らかに別のものを要求しない場合、単語"comprise","comprising" 等は、排他的又は余すところのないとは反対の含むと解釈される；つまり、"including" の意味であるもののそれに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】従来のボルト締めされたフランジを使用して連結された２つのパイプの直径の軸線に沿った部分図である。
【図２ａ】カバーが継手の上に嵌合される前のタービンの吸気管にパイプを連結するために使用される貫通連結部の直径の軸線に沿った部分図である。
【図２ｂ】カバーが継手の上に嵌合された後のタービンの吸気管にパイプを連結するために使用される貫通連結部の直径の軸線に沿った部分図である。
【図３】本発明の好適な実施の形態による圧力シール継手の直径の軸線に沿った部分図である。
【図４】分解した圧力シール継手及び図３の継手の分離された要素部品を示す投影展開図である。
【図５】流体が、継手に連結されたパイプを通過する時に、圧力継手に作用する力を示す図３に対応する部分図である。
【符号の説明】
【００５９】
１    パイプ
２    パイプ
３    継手組立体
４    ギャップ
１１  フランジ
１２  フランジ
１３  ボルト
１４  ボルト
２０  環状カバー
２１  保持リング
２２  貫通連結部
２３  突起リング
２４  突起リング
２５  溝
２６  溝
２７  ボルト
２８  保持リング
２９  溝
３０  シリンダ状カバー
３１  リング
３２  リング
３３  リング
３４  リング
３５  リング
３６  リング
３７  分離リング
３８  分離リング
４０  溝
４１  溝
４２  環状フランジ４２
４３  フランジ
４４  フランジ
４９  端部ピースリング
５０  端部ピースリング
５１  面取り部
６０  溝
６１  端部
６２  端部面
６３  フランジ面
６４  フランジ面
６５  フランジ面
６６  フランジ面
６７  内部シリンダ面
６８  面
６９  端部
７０  端部
【図１】
2006220301.tif 000003
【図２ａ】
2006220301.tif 000004
【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
2006220301.tif 000007
【図５】
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【外国語明細書】
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