(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジ継手を構成する第１の部材と第２の部材間に形成された、膨張黒鉛製ガスケットが配設された膨張黒鉛製ガスケット用の装着溝の内周側または外周側の少なくとも正圧で４００〜８００℃という高温である流体に接する側に、遮断材用の装着溝を形成し、この装着溝内に使用時の高温状態に応じて軟化または溶融する遮断材を配設して、前記第１の部材と第２の部材とを相互に締結してなり、
前記遮断材が、融点が２００〜６５０℃の範囲にある金属、または、焼き鈍し温度が３００〜７００℃の範囲にある金属のいずれかの金属であり、
前記遮断材用の装着溝は、第１の部材と第２の部材間にまたがって形成されており、かつ、
前記膨張黒鉛製ガスケット用の装着溝が、第１の部材および第２の部材のいずれか一方に形成されていることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
前記膨張黒鉛製ガスケット用の装着溝と遮断材用の装着溝との距離が２〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械器具、圧力容器、配管などで高温の蒸気、ガス、油、水等の流体の漏れを防ぐために使用される密封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガスケット等のシール材形成用材料として、耐熱性が高く、可撓性と弾発力を有する膨脹黒鉛が多く使用されており、応力緩和性、耐薬品性等の面で、従来の石綿を材料としたものに比べて優れた性能を発揮している。
【０００３】
上記ガスケットの形状には、シート状、渦巻形などがあるが、シート状のガスケットとしては、膨張黒鉛粉末をホッパー等から一対または数対の連続して配置された圧延ロール間に供給し圧延することにより得られた膨張黒鉛シートをガスケット形状に打ち抜くか、必要に応じて該膨張黒鉛シートの片面又は両面にさらに金属箔等を接着したのち、ガスケット形状に打ち抜いたものが広く使用されている。
【０００４】
渦巻形ガスケットとしては、予め断面が略Ｖ字形に成形されたテープ状の金属製薄帯板（フープ材）と、膨張黒鉛シートを細長く切り裂いてスリット状にされたフィラー材とを、互いに重ね合わせて渦巻状に巻回し、その巻き初めと終わりとをスポット溶接で固定し、必要に応じて金属製リングにてその内側や外側あるいは両方をさらに補強したものが広く知られている。
【０００５】
このような膨張黒鉛を用いたガスケットは、不活性雰囲気中においては、７００℃を越える高温下でも使用可能であるが、酸素存在下においては、酸素により酸化（燃焼）されるため、使用温度範囲が限定される。例えば空気中においては４００℃以下に、また水蒸気中においては６５０℃以下に限定される。
【０００６】
したがって、膨張黒鉛製の密封材の使用温度範囲を広くするためには、膨張黒鉛の酸化を抑制・防止する必要がある。
【０００７】
膨張黒鉛自体の耐酸化性を向上させる技術として、特開平０１−０８３９７４号公報（特許文献１）には、膨張黒鉛の表面をβ型炭化珪素に転化する技術が開示され、特開平１０−１３０６２５号公報（特許文献２）には、膨張黒鉛にリン系、ホウ素系または酸化鉄系の難燃剤を含有させる技術が開示され、特開平０９−３１７８９４号公報（特許文献３）には、膨張黒鉛にリン酸塩、亜鉛粉、アルミ粉、窒化硼素粉などの酸化抑制剤を含有させる技術が開示され、特開平１０−３１０７６２号公報（特許文献４）や特開平１０−２２６５７３号公報（特許文献５）には、黒鉛を燐酸処理する技術が開示され、また、特開昭５８−１８１７１３号公報（特許文献６）には、膨張黒鉛粒子に金属、金属酸化物等を蒸着する技術が開示されている。
【０００８】
これらの技術を用いることにより、膨張黒鉛の酸化は多少抑制されるが使用温度範囲を７００℃にまで広げることは困難である。
【０００９】
また、膨張黒鉛を、酸素から遮断することにより膨張黒鉛を用いたガスケットの酸化を防止する技術も数多く開示されている。
【００１０】
シート状ガスケットについては、特開昭５７−００９３５８号公報（特許文献７）に膨張黒鉛シートの縁を金属板でグロメット加工して酸素を遮断する技術が開示され、特開平
０５−０４２６２６号公報（特許文献８）には、膨脹黒鉛に炭素繊維製シ−トを積層し表面をニツケルなどで被覆することにより酸素を遮断する技術が開示されている。
【００１１】
渦巻形ガスケットについては、特開平０１−２２４５７１号公報（特許文献９）や特開平１１−３５１３９９号公報（特許文献１０）に、断面波形状の金属帯板でフィラーを渦巻き形に保持してなる渦巻き形ガスケットにおいて、アスベストを除く無機質材（例：有機物含量５％以下のマイカテープ）からなるフィラー材を内・外周側に複合させることにより、膨張黒鉛製フィラーを酸素から遮断する技術が開示され、特開平１１−０１３８８８（特許文献１１）には、膨張黒鉛フイラ−材を金属箔で被覆することにより酸素を遮断する技術が開示されている。
【００１２】
また、ガスケットではないがグランドパッキンについて、特開平０５−０６０２４５号公報（特許文献１２）には、膨張黒鉛テープの両端部に金属箔等でグロメット加工を施し、渦巻き状に巻き重ねてパッキンをリング状に成形することにより酸素を遮断する技術が開示され、特開２００１−３４９４３９（特許文献１３）には、膨張黒鉛パッキンの両端面に、金属箔テ−プを加圧成形したパッキンを配設することにより酸素と膨張黒鉛との接触を遮断する技術が開示されている。
【００１３】
これらの技術を用いた場合に、もし確実に酸素を遮断することができれば、７００℃を超える高温下でも長期間にわたりグランドパッキン等のシール材を使用可能であるが、酸素を遮断するための金属や無機質材料自体のシール性能が十分ではないため、長期間にわたる使用には耐えられないという問題点がある。また、膨張黒鉛自体の耐酸化性を向上させる上記技術と、酸素から遮断する上記技術とを組み合わせても、高温下でのシール性はそれほど飛躍的には改善されない。
【特許文献１】特開平０１−０８３９７４号公報
【特許文献２】特開平１０−１３０６２５号公報
【特許文献３】特開平０９−３１７８９４号公報
【特許文献４】特開平１０−３１０７６２号公報
【特許文献５】特開平１０−２２６５７３号公報
【特許文献６】特開昭５８−１８１７１３号公報
【特許文献７】特開昭５７−００９３５８号公報
【特許文献８】特開平０５−０４２６２６号公報
【特許文献９】特開平０１−２２４５７１号公報
【特許文献１０】特開平１１−３５１３９９号公報
【特許文献１１】特開平１１−０１３８８８号公報
【特許文献１２】特開平０５−０６０２４５号公報
【特許文献１３】特開２００１−３４９４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決しようとするものであって、酸素存在下で７００℃を超える使用温度下においても、長期間にわたり安定したシール性能を維持できる密封装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る密封装置は、第１の部材と第２の部材間に形成された膨張黒鉛製シール部材の装着溝の内周側または外周側の少なくとも何れか一方に、遮断材用の装着溝を形成し、この装着溝内に使用時の高温状態に応じて軟化または溶融する遮断材を配設して、前記第１の部材と第２の部材とを相互に締結したことを特徴としている。
【００１６】
本発明においては、前記遮断材用の装着溝は、第１の部材と第２の部材間にまたがって形成されていることが好ましい。
【００１７】
本発明においては、前記第１の部材と第２の部材とは、フランジ継手であり、前記膨張黒鉛製シール部材は、膨張黒鉛製ガスケットであることが好ましい。
【００１８】
本発明においては、前記遮断材は、融点が２００〜６５０℃の範囲にある金属(i)であ
るか、または焼き鈍し温度が３００〜７００℃の範囲にある金属(ii)であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、例えば、酸素存在下で７００℃を超える使用温度下においても、長期間にわたり安定したシール性能を維持できる密封装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る密封装置について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１の好ましい態様に係る密封装置(第１の密封装置)を示し、第1の
部材としての第１のフランジ継手と、第２の部材としての第２のフランジ継手間に形成された膨張黒鉛製シール部材としての膨張黒鉛製ガスケットの装着溝の内周側と外周側に、遮断材用の装着溝を形成し、この装着溝内に使用時の高温状態に応じて軟化または溶融する遮断材を配設した態様を示している。
【００２２】
また、図２は、本発明の第２の好ましい態様に係る密封装置(第２の密封装置)を示し、膨張黒鉛製シール部材としての上記膨張黒鉛製ガスケットの装着溝の内周側にのみ、遮断材用の装着溝を形成し、この装着溝内に上記遮断材を配設した態様を示している。
【００２３】
また、図３は、本発明の第３の好ましい態様に係る密封装置(第３の密封装置)を示し、膨張黒鉛製シール部材としての上記膨張黒鉛製ガスケットの装着溝の外周側にのみ、遮断材用の装着溝を形成し、この装着溝内に上記遮断材を配設した態様を示している。
【００２４】
図１〜図３において、同一部材には、同一符号を付している。
【００２５】
なお、これら図１〜図３においては、第１のフランジ継手と第２のフランジ継手間に、説明の都合上、大きな隙間（空隙）９０（９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄ）が存在するかのように図示されているが、使用状態においては、第１のフランジ継手２０と第２のフランジ継手３０は、ボルト等の締結具１１０にて強固に締め付けられており、実際は、視認し得ない程度の極微小の空隙が存在するに過ぎない。
［第１の密封装置］
初めに、図１に示す第１の密封装置について説明すると、第１の密封装置１０では、管体１の第１のフランジ継手２０と第２のフランジ継手３０間に形成された膨張黒鉛製ガスケット５２の装着溝５０の内周側に、遮断材６２用の装着溝(内周側装着溝)６０を形成すると共に、膨張黒鉛製ガスケット５２の装着溝５０の外周側にも、遮断材７２用の装着溝(外周側装着溝)７０を形成している。
【００２６】
そして、図１では、これらの装着溝６０、７０内に使用時の高温状態に応じて軟化または溶融する遮断材６２、７２を配設した態様を示している。
【００２７】
これらの遮断材６２、７２のうちで、膨張黒鉛製ガスケット５２の装着溝５０の内周側に位置する遮断材(内周側遮断材)６２は、管体１の内部８０を正圧下に流通する高温の内
部流体１００の熱により軟化または溶融して、内部流体１００が直接膨張黒鉛製ガスケット５２に接触するのを阻止し、これにより、膨張黒鉛製ガスケット５２の酸化劣化を防止している。
【００２８】
また、膨張黒鉛製ガスケット５２の装着溝５０の外周側に位置する遮断材(外周側遮断
材)７２は、管体１の内部８０を正圧下（加圧下）に流通する高温の内部流体１００の熱
が金属製フランジを介して速やかに伝達されることにより軟化または溶融して外周側空隙部９０Ｂを閉塞・封止し、外部流体が直接膨張黒鉛製ガスケット５２に接触するのを阻止し、これにより、膨張黒鉛製ガスケット５２の酸化劣化を防止している。
【００２９】
このような構成の密封装置１０の使用状態においては、例えば、７００℃を超える高温（例：８００℃）で、加圧下に、内部流体１００である水蒸気が紙面に向かって上から下へあるいはその逆方向に管体1内を任意の速度で流れる。この時、内周側遮断材６２は、
この内部流体１００の熱により加熱されて軟化あるいは溶融しており、内部流体１００の正の圧力（加圧）を受けて自由に変形、移動等するが、固形のシール材である膨張黒鉛製ガスケット５２が内部流体１００側から見てバックアップするようにその後方に存在するため、内周側遮断材６２の内周側に位置する内部流体１００あるいは空隙９０Ｄと、内周側遮断材６２の外周側に位置する空隙９０Ｃとの間は、圧力差が実質上ない均衡状態でほぼ内周側装着溝６０およびその近傍に貯留して空隙９０を閉塞し、内部流体１００と膨張黒鉛製ガスケット５２との直接接触を阻止している。なお、内部流体の熱により軟化されるだけの金属（ii）にて内周側遮断材６２が形成されている場合には、内部流体１００が空隙９０Ｃ内に流入して圧力差がなくなる。しかし流入する流体１００の量は極微量であるため、膨張黒鉛製ガスケット５２を酸化消失させるには至らない。
【００３１】
また、上記管体１は、例えば、高温の蒸気、ガス、油、水等の流体、特に高圧、高温流体が内部に収容されあるいは流通するものであれば、機械器具の配管、圧力容器と該容器から種々の機械器具まで延びる配管等に限定されない。
【００３２】
また、膨張黒鉛製ガスケット５２用の装着溝５０、遮断材６２用の内周側装着溝６０および遮断材７２用の外周側装着溝７０の断面形状は、何れも特に限定されず、図１に示すように断面矩形であってもよく、断面Ｖ字型、Ｕ字型などであってもよい。またそれらの寸法も特に限定されない。
【００３３】
また、これらの内周側装着溝６０および外周側装着溝７０は、フランジ加工の容易性、管体１製造コストの低減などの観点から第１のフランジ継手２０と第２のフランジ継手３０のうちの何れか一方にのみ形成されていてもよい（図示せず）。
【００３４】
図１に示すような態様では、膨張黒鉛製ガスケット５２は、酸化、劣化しないから、膨張黒鉛製ガスケット５２の内周側空隙部９０Ｃと、外周側空隙部９０Ｂに圧力差が生じても実質上変形、崩壊等せず、膨張黒鉛製ガスケット５２の内周側と外周側で圧力差のある流体（内部流体１００および/または外部流体）を長期間、強固にシール（遮断）可能と
なっている。
【００３５】
このような構成の密封装置１０は、管体１の内部を流通する正圧下の流体１００の温度が、４００〜８００℃というような高温であり、しかも酸素などの酸化剤成分が内部流体１００中に含まれているような場合には、内周側遮断材６２が内部流体１００の熱を受けて軟化、溶融し、空隙９０Ｃ内に流延して該空隙を閉塞させ、内部流体１００と膨張黒鉛
製ガスケット５２との直接接触を遮断するため、内周側遮断材６２より外方にある膨張黒鉛製ガスケット５２は不活性雰囲気中に保持され、その結果、７００℃を越える高温下でも膨張黒鉛製ガスケット５２は酸化劣化せず、係る高温下で良好に使用可能である。
【００３６】
この際に、膨張黒鉛製ガスケット５２には、内部流体１００の７００℃を超えるような高熱がフランジ２０、３０を介して直接伝達されるが、膨張黒鉛製ガスケット５２は酸素などと直接接触しない不活性雰囲気下に置かれているので、酸化劣化は促進されない。
【００３７】
また、この密封装置１０では、膨張黒鉛製ガスケット５２の外周側にも、外周側遮断材７２が配設されているが、このような密封装置１０では、管体１の外部８２を酸素が含まれた外部流体例えば、空気などの外部流体(図示せず)が流通していても、多くの場合、フランジ部を含む配管の外周面は図示せぬ保温材（断熱材）によりシールされており、また内部流体１００より高温の外部流体を流すということも殆どない。多くの場合は、内部流体１００の高熱がフランジ２０、３０を介して直接放熱される熱により、外部流体も外気温より高温になるが、上記したように通常、配管部は保温材で被覆シールされているのでフランジの温度よりも外部流体が高温になるということはない。
外周側遮断材７２がその熱により軟化または溶融して、外部流体が直接膨張黒鉛製ガスケット５２に直接接触するのを阻止し、これにより、膨張黒鉛製ガスケット５２の酸化劣化を防止している。
【００３８】
また、この際用いられる内周側遮断材６２と外周側遮断材７２の材質、寸法、形状などは、内部流体１００や外部流体の温度や種類、流速、管体１の断面形状などに応じて適宜選択され、内周側遮断材６２と外周側遮断材７２とは、同一部材でも、異種部材であってもよい。また、遮断材６２、７２の平面形状は、円形リング状、楕円形リング状、矩形リング状などの何れもでもよい。
【００３９】
このような構成の密封装置１０によれば、酸素存在下においても、酸素により膨張黒鉛製ガスケット５２の酸化（燃焼）が阻止されるため、使用温度範囲が４００〜８００℃に拡大され、７００℃を超えることができる。例えば内部流体１００が４００〜８００℃という高温の空気や、６００〜８００℃という高温の水蒸気であっても、本発明の密封装置１０は、長期間継続して使用でき、優れたシール性を発揮できる。
【００４０】
ところで、膨張黒鉛製ガスケット５２と内周側遮断材６２との距離ｒ１（径方向距離）や、膨張黒鉛製ガスケット５２と外周側遮断材７２との距離ｒ２が大きいほど、膨張黒鉛製ガスケット５２寸法のマージンが広がるため、締め付け作業性が良好となる。しかしながら、膨張黒鉛製ガスケット５２の耐酸化性向上の観点から、これらマージンｒ１、ｒ２が少ないほど内周側遮断材６２、外周側遮断材７２は軟化、溶融して確実に空隙９０間を埋め尽くすことができ、その結果、膨張黒鉛製ガスケット５２が良好に内部流体１００や外部流体から遮断されるため好ましい。
【００４１】
内周側遮断材６２と膨張黒鉛製ガスケット５２との距離ｒ１（径方向距離）や外周側遮断材７２と膨張黒鉛製ガスケット５２との距離ｒ２は、少ないほど好ましく、例えば、ｒ１、ｒ２は何れも、２〜５ｍｍ程度であることが望ましい。
＜遮断材６２、７２＞
上記遮断材６２、７２としては、管体１内を正圧下に流通する内部流体１００や管体１の外部を正圧（加圧）下に流通する外部流体の種類や温度に応じて適宜選択されるが、
従来困難とされてきた、４００〜８００℃という高温の空気条件下、６００〜８００℃という高温の水蒸気条件下での使用を前提に考えると、融点が２００〜６５０℃の範囲にある金属(i)であるか、または、焼き鈍し温度が３００〜７００℃の範囲にある金属(ii)で
ある金属の何れかであることが望ましい。
【００４２】
なお、本発明で金属には、上記特性、機能を有する限り、上記例示に明らかなように、合金を含むことは勿論である。
【００４３】
なお「焼き鈍し」は、冷間加工で硬化した金属を再結晶化温度以上の温度で加熱することであり、接触する内部流体１００や外部流体の温度がこの焼き鈍し温度（再結晶化温度）以上であれば、金属は軟化していると考えられる。その結果、高温、高圧の内部流体１００や外部流体と、膨張黒鉛製ガスケット５２との直接的接触を阻止でき、膨張黒鉛製ガスケット５２の酸化（燃焼）劣化を阻止できる。
【００４４】
本発明においては、前記融点が２００〜６５０℃の範囲にある金属(i)としては、
銅系アルミニウム合金（アルミ（Ａｌ）・銅（Ｃｕ）・マグネシウム（Ｍｇ）系合金、２０００番系）であるジュラルミン［融点：約６５０℃］、
Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｍｇ系のＹ合金［融点：５５０〜６４０℃］、
シルミン（例：Ａｌ−Ｓｉ系の１３合金）［融点：５７５〜５８５℃］、
ホワイトメタル（合金組成が、例えば、鉛−アンチモン−銅系、またはスズ−アンチモン−銅系の第１種〜第１０種のホワイトメタル［融点：約２４０〜３５５℃］、
Ａｓ入り鉛バビット［融点：２４７〜３５３℃］、
ハンダ例えば、Ｐｂ−Ｓｎ系ハンダ［融点：１８３〜３０１℃］、ｓｎ-Ｂｉ-Ｐｂ系ハンダ（商品名：Ｂｉ１３０ハンダ）［融点：９９〜１３９℃］、Ｐｂフリーのスズ-銀-銅系ハンダ（商品名：Ｓｎ９７Ｃ）［融点：２１８〜２１９℃］などが挙げられる。
前記焼き鈍し温度が３００〜７００℃の範囲にある金属(ii)としては、四六黄銅［融点：９０５℃、焼き鈍し温度：４２５〜６００℃］、三七黄銅［融点：９５０℃、焼き鈍し温度：４２５〜７００℃］、（洋白、青銅）などが挙げられる。洋白その他の銅合金も、上記黄銅などとほぼ同程度の焼き鈍し温度を有している。
これらの金属（ii）のうちでは、その融点あるいは軟化点が低いほど望ましい。
【００４５】
本発明では、どのような融点や焼き鈍し温度の金属（合金）を用いると、どのような温度のどのような内部流体のシール性が良好となるのかという観点では、金属(合金)としては、下記のような条件を満たすものを選択することが望ましい。
１）金属としては、内部流体の使用温度下で溶融していれば良い。
２）金属としては、使用温度下で溶融してなくても軟化していれば良い。
３）相対的には金属としては、使用温度下で１）の溶融状態であるものの方が２）の軟化状態であるものより良い。（溶融状態の方が理論的に流体を完全に遮断できるので良い。）
４）例えば内部流体１００が上述したような高温、例えば４００℃あるいはそれ以上の温度の空気である場合は、少なくとも４００℃では、金属は、溶融または軟化する必要がある。なお、４００℃未満で金属が溶融または軟化しても問題はない。
５）例えば、内部流体１００が上述したような高温、例えば、６００℃あるいはそれ以上の温度の蒸気である場合は、少なくとも約６００℃で、金属は、溶融または軟化する必要がある。なお、約６００℃未満で溶融または軟化しても問題はない。
６）以上の点を総合的に考慮すると、６００℃以上の特定の温度（６００℃＋αの温度、α＞０℃）が、金属の融点または焼き鈍し温度の上限となる。
７）断熱材に用いられる金属は、使用温度範囲の領域（〜８００℃付近まで）に沸点を持たない材料であることはいうまでもない。通常の金属であればこの条件は満たされるから、実質的にみて、断熱材として用いる金属の備えるべき条件としては、融点・焼き鈍し温度が低ければ低いほど良いということである。低ければ、それだけ低温領域にまで発明の効果が及ぶからである。したがって金属の融点・焼き鈍し温度の下限値は特に制限されない。なお、「（現実に存在する金属の最も低い融点・焼き鈍し温度）−α（α＞０℃）」をその下限値とすることも可能であるが技術的な意義は特にない。
【００４６】
本発明においては、膨張黒鉛製ガスケット５２と上記遮断材６２、７２とを組合わせて用いているので、膨張黒鉛製ガスケット５２の高温、高圧下でのシール性がさらに向上し、酸素存在下で７００℃を超える使用温度下においても、長期間にわたり安定したシール性能を維持できる密封装置が提供される。
＜内部流体１００、外部流体＞
なお、内部流体１００、外部流体の種類、状態としては、上記したように酸素、空気、水蒸気、熱水など、膨張黒鉛製ガスケット５２に対して酸化剤として機能するような液体、ガスなどの流動性のものが挙げられるが、流動性を有する限りこれらに限定されない。
【００４７】
これら内部流体１００、外部流体は、何れも「正圧（加圧）状態」で管体１内あるいは管体１外を流通していることが必要である。
もし「負圧（減圧）状態」で高温流体１００が管体１の内部を流通すると、その熱で軟化、溶融した遮断材６２は、フランジ２０、３０間の空隙部９０Ｄを経由して管体１内に流入し、内部流体１００と混在し、内部流体１００を汚染等する恐れが生じてくると共に、内周側遮断材６２の流失により内部流体１００の熱、酸化雰囲気下に膨張黒鉛製ガスケット５２が直接さらされるようになる結果、膨張黒鉛製ガスケット５２は酸化劣化が促進され、シール性が損なわれてしまう。
【００４８】
これと同様に高温の外部流体が「負圧状態」で管体１の外部に存在すると、その熱で軟化、溶融した遮断材７２は、フランジ２０、３０間の空隙部９０（９０Ａ）を経由して管体１外に流出し、外部流体と混在し、外部流体を汚染等する恐れが生じてくると共に、外部流体の熱、酸化雰囲気下に膨張黒鉛製ガスケット５２が直接さらされるようになる結果、膨張黒鉛製ガスケット５２は酸化劣化し、シール性が損なわれてしまう。
【００４９】
また、内部流体１００、あるいは外部流体の温度は、通常、常温〜７００℃を超え、８００℃までの範囲であってもよい。本発明の密封装置１０では、内周側遮断材６２および外周側遮断材７２が介在することにより、膨張黒鉛製ガスケット５２は不活性雰囲気中において使用されるため、この密封装置１０は、７００℃を越える高温下でも使用可能である。例えば、内部流体１００、外部流体中に酸素が存在するような条件下においても、膨張黒鉛製ガスケット５２は酸素により酸化（燃焼）されないため、使用温度範囲が限定されず、例えば内部流体１００、外部流体が空気であっても、この空気中において４００℃以上の温度、例えば、４００〜８００℃の温度で使用でき、また水蒸気中においても６５０℃以上の温度、例えば、６５０〜８００℃の温度で使用できる。
［第２の密封装置］
次に、図２に示す第２の密封装置について説明すると、第２の密封装置１０Ａでは、管体１の第1の部材としての第１のフランジ継手２０と第２の部材としての第２のフランジ
継手３０間に形成された膨張黒鉛製シール部材としての膨張黒鉛製ガスケット５２の装着溝５０の内周側にのみ、遮断材６２用の装着溝(内周側装着溝)６０を形成している点以外は、前記図１に示す第１の密封装置１０の場合と同様である。言い換えれば、この密封装置１０Ａでは、第１の密封装置１０と比して、膨張黒鉛製シール部材としての膨張黒鉛製ガスケット５２の装着溝５０の外周側には、遮断材７２用の装着溝(外周側装着溝)７０を設けず、遮断材７２も配設しない点以外は、密封装置１０の場合と同様である。
このような密封装置１０Ａは、内部流体１００が第１の密封装置１０の場合と同様であり、外部流体が酸素などを含まない非酸化性の高温（例：４００〜７００℃）の加圧流体である場合や、膨張黒鉛製ガスケット５２の酸化劣化が生じないような４００℃以下の温度の空気などである場合に好適に使用される。
［第３の密封装置］
次に、図３に示す第３の密封装置について説明すると、第３の密封装置１０Ｂでは、管体１の第1の部材としての第１のフランジ継手２０と第２の部材としての第２のフランジ
継手３０間に形成された膨張黒鉛製シール部材としての膨張黒鉛製ガスケット５２の装着溝５０の外周側にのみ、遮断材７２用の装着溝(内周側装着溝)７０を形成している点以外は、前記図１に示す第１の密封装置１０の場合と同様である。言い換えれば、この密封装置１０Ｂでは、第１の密封装置１０と比して、膨張黒鉛製シール部材としての膨張黒鉛製ガスケット５２の装着溝５０の内周側には、遮断材６２用の装着溝(外周側装着溝)６０を設けず、遮断材６２も配設しない点以外は、密封装置１０の場合と同様である。
このような密封装置１０Ａは、第２の密封装置１０Ａにおける内部流体１００と外部流体とが入れ替わったような状態の場合に好適使用でき、外部流体が第１の密封装置１０の場合と同様であり、内部流体１００が酸素などを含まない非酸化性の高温加圧流体、あるいは膨張黒鉛製ガスケット５２の酸化劣化が生じないような４００℃以下の温度の空気などである場合に好適に使用される。
［密封装置の製造］
このような密封装置１０、１０Ａ、１０Ｂは、何れも従来より公知の方法を適宜組合わせることにより容易に製造可能である。すなわち、フランジ部に配設されている膨張黒鉛製ガスケットの内周側および/または外周側に、上記内周側装着溝６０および/または外周側装着溝７０を形成し、そこに内周側遮断材６２および/または外周側遮断材７２を装着
した状態で、第１のフランジ継手２０と第２のフランジ継手３０とをボルト・ナットなどの締結具１１０にて堅固に締結すればよい。
【００５０】
この内周側装着溝６０および外周側装着溝７０は、第１のフランジ継手２０と第２のフランジ継手３０間にまたがって形成されていることが、内周側遮断材６２、外周側遮断材７２をこれら装着溝６０、７０に多量に貯留、存在させることができ、膨張黒鉛製ガスケット５２との接触を確実に阻止できるなどの点から望ましい。
【００５１】
また、膨張黒鉛製ガスケット５２と内周側遮断材６２との距離ｒ１（径方向距離）や、膨張黒鉛製ガスケット５２と外周側遮断材７２との距離ｒ２が大きく、例えば、ｒ１、ｒ２が５〜１０ｍｍ程度である場合は、膨張黒鉛製ガスケット５２締め付け時のマージンが広く採れるため、フランジ締結作業性が良好となる。しかしながら、膨張黒鉛製ガスケット５２の耐酸化性向上の観点から、これらマージンｒ１、ｒ２が少ないほど内周側遮断材６２、外周側遮断材７２は軟化、溶融して確実に空隙９０間を埋め尽くすことができ、その結果、膨張黒鉛製ガスケット５２が良好に内部流体１００や外部流体から遮断されるため、これらマージンｒ１、ｒ２が少ないほど好ましく、例えば、ｒ１、ｒ２は何れも、２〜５ｍｍ程度に設定することが望ましい。
【００５２】
なお、上記説明においては、第１の部材と第２の部材とがフランジ継手であり、前記膨張黒鉛製シール部材が、膨張黒鉛製ガスケットである態様を例に挙げて説明したが、本発明は係る態様に限定されない。例えば、タンク本体とその上部に位置する蓋体とからなるタンクであって、タンクの外方より締結具にてこれらが互いに接合されており、第１の部材としてのタンク本体の開口縁部と、第２の部材としての蓋体の開口縁部とが、何れもフランジ部を有しない構造のものなどが挙げられる(図示せず)。
【００５３】
［発明の効果］
本発明によれば、酸素が存在する内部流体と、膨張黒鉛製シール材としての膨張黒鉛製ガスケットとの間、あるいは酸素が存在する外部流体と膨張黒鉛製シール材としての膨張黒鉛製ガスケットとの間に、上記特定の遮断材を介在させているので、酸素存在下で７００℃を超える使用温度下においても、長期間にわたり安定したシール性能を維持できる密封装置が提供される。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上詳述したように、本発明に係る密封装置は、酸素存在下で７００℃を超える使用温
度下においても、長期間にわたり安定したシール性能を維持できるので、機械器具、圧力容器、配管などのフランジ部などで高温の蒸気、ガス、油、水等の流体の漏れを防ぐために使用される密封装置などとして好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】図１は、本発明の好ましい態様に係る第１の密封装置の部分切欠き断面図である。
【図２】図２は、本発明の好ましい態様に係る第２の密封装置の部分切欠き断面図である。
【図３】図３は、本発明の好ましい態様に係る第３の密封装置の部分切欠き断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１・・・・・管体、
１０・・・・・第１の密封装置、
１０Ａ・・・・・第２の密封装置、
１０Ｂ・・・・・第３の密封装置、
２０・・・・・第１のフランジ継手、
３０・・・・・第２のフランジ継手、
５０・・・・・膨張黒鉛製ガスケットの装着溝、
５２・・・・・膨張黒鉛製ガスケット、
６０・・・・・遮断材６２用の装着溝(内周側装着溝)、
６２・・・・・遮断材（内周側遮断材）、
７０・・・・・遮断材用の装着溝(外周側装着溝)、
７２・・・・・遮断材（外周側遮断材）、
８０・・・・・管体の内部（内部流体通路）、
８２・・・・・管体の外部の流体、
９０・・・・・フランジ間の空隙部、
９０Ａ・・・・・外周側遮断材の外周側空隙部、
９０Ｂ・・・・・膨張黒鉛製ガスケットと外周側遮断材との間に位置するフランジ間の空隙部、
９０Ｃ・・・・・膨張黒鉛製ガスケットと内周側遮断材との間に位置するフランジ間の空隙部、
９０Ｄ・・・・・内周側遮断材の内周側に位置するフランジ間の空隙、
９０Ｄ’・・・・・膨張黒鉛製ガスケットの内周側に位置し、内部流体の流路に通じるフランジ間の空隙、
１００・・・・・内部流体、
１１０・・・・・ボルト・ナットなどの締結具、
ｒ１・・・・・膨張黒鉛製ガスケットと内周側遮断材との間の距離、
ｒ２・・・・・膨張黒鉛製ガスケットと外周側遮断材との間の距離。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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