(57)【要約】  本発明は、予備応力フランジ付き漏れ止め連結装置であって、第１の接触面（１１１）を備えた第１のフランジ（１３０）と、第１の接触面（１１１）に対面した第２の接触面（１２１）を備える第２のフランジ（１４０）と、第１の接触面と第２の接触面との間に形成されているガスケットハウジング（１７０）内に設けられたシール（１６０）と、第１のフランジ（１３０）と第２のフランジ（１４０）の締め付け部材（１５０）とを有するフランジ付き予備応力密封連結装置に関する。第１の接触面及び第２の接触面は、シール（１６０）の付近に設けられたヒール形成局所支承領域（Ｚ１）を有する。第１及び第２の接触面のうちの少なくとも一方（１１１）は、局所支承領域（Ｚ１）がパラメータ表示の、例えば円錐形の表面を呈し、締め付け部材（１５０）の締め付け前では、局所支承領域（Ｚ１）における第１のフランジ（１３０）と第２のフランジ（１４０）の接触がこの局所支承領域（Ｚ１）の表面の一部分に限定され、締め付け部材（１５０）の締め付け後では、かかる接触が局所支承領域（Ｚ１）全体にわたって均等に分布されるようになっている。
2010523912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予備応力フランジ式漏れ止め連結装置であって、第１の接触面（１１１，１３１，１３２）を備えた第１のフランジ（１３０，２３０）と、前記第１の接触面（１１１，１３１，１３２）に対面した状態で位置する第２の接触面（１２１，１４１，１４２）を備えた第２のフランジ（１４０，２４０）と、前記第１の接触面と前記第２の接触面との間に形成されているガスケットハウジング（１７０；２７０）内に受け入れられた密封ガスケット（１６０；２６０）と、前記第１のフランジと前記第２のフランジ（１３０，１４０；２３０，２４０）を互いに締め付ける締め付け手段（１５０；２５０）とを有し、前記締め付け手段が、前記第１の接触面の少なくとも一部と前記第２の接触面の少なくとも一部を相互に接触させるよう前記ガスケットハウジング（１７０；２７０）と前記第１のフランジ及び前記第２のフランジ（１３０，１４０；２３０，２４０）の周辺部との間に配置されている、連結装置において、
前記第１の接触面及び前記第２の接触面は、前記フランジ相互間に位置する幅の狭い接触面を構成する局所支承ゾーン（Ｚ１，Ｚ１１）を備え、前記局所支承ゾーンは、前記密封ガスケット（１６０；２６０）の付近に位置すると共に前記第１及び前記第２の接触面（１３１，１３２，１４１，１４２；１１１ａ，１３１，１２１ａ；１４１）の他のゾーンの組み合わせに対してヒールを形成する肩を構成し、前記第１及び前記第２の接触面のうちの少なくとも一方（１１１；１３２ａ；１２１；１４２ａ；２９２）は、前記局所支承ゾーン（Ｚ１，Ｚ１１）が本質的に円錐形の特定の形状の表面を呈し、前記締め付け手段（１５０；２５０）の締め付け前では、前記局所支承ゾーン（Ｚ１，Ｚ１１）における前記第１のフランジ（１３０，２３０）と前記第２のフランジ（１４０，２４０）の接触が前記局所支承ゾーン（Ｚ１，Ｚ１１）の前記表面の一部分に限定され、前記締め付け手段（１５０；２５０）の締め付け後では、前記接触が前記局所支承ゾーン（Ｚ１，Ｚ１１）の全てにわたって均等に分布されるようになっている、連結装置。
【請求項２】
前記局所支承ゾーン（Ｚ１，Ｚ１１）の前記表面の前記一部分は、前記局所支承ゾーン（Ｚ１，Ｚ１１）の前記表面の３０％以下の値に相当している、請求項１記載の連結装置。
【請求項３】
前記局所支承ゾーン（Ｚ１，Ｚ１１）は、前記密封ガスケット（１６０；２６０）に対して内側に位置するヒールを構成する、請求項１又は２記載の連結装置。
【請求項４】
前記局所支承ゾーン（Ｚ１，Ｚ１１）は、前記密封ガスケット（１６０；２６０）に対して外側に位置するヒールを構成する、請求項１又は２記載の連結装置。
【請求項５】
前記連結装置は、前記局所支承ゾーン（Ｚ１）において前記第１のフランジ（２３０）と前記第２のフランジ（２４０）との間に介在して設けられたスペーサ（２９０）を有し、前記スペーサは、前記局所支承ゾーン（Ｚ１）における前記第１のフランジ（２３０）と前記第２のフランジ（２４０）の接触を確立する特定形状の前記表面を構成する特定形状の表面（２９２）を備えている、請求項１〜４のうちいずれか一に記載の連結装置。
【請求項６】
前記締め付け手段（１５０，２５０）は、前記第１及び前記第２のフランジ（１３０；１４０；２３０，２４０）に垂直に設けられた締結要素の組み合わせから成る、請求項１〜５のうちいずれか一に記載の連結装置。
【請求項７】
前記連結装置は、流体を圧力下で収容する管類又はエンクロージャに利用される、請求項１〜６のうちいずれか一に記載の連結装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予備応力フランジ式漏れ止め連結装置であって、第１の接触面を備えた第１のフランジと、第１の接触面に対面した状態で位置する第２の接触面を備えた第２のフランジと、第１の接触面と第２の接触面との間に形成されているガスケットハウジング内に受け入れられた密封ガスケットと、第１のフランジと第２のフランジを互いに締め付ける締め付け手段とを有し、締め付け手段が、第１の接触面の少なくとも一部と第２の接触面の少なくとも一部を相互に接触させるようガスケットハウジングと第１のフランジ及び第２のフランジの周辺部との間に配置されているような連結装置に関する。
【０００２】
かくして、本発明は、分解又は分解可能な連結具に利用される。
【背景技術】
【０００３】
本発明は、ガスケットの近くに高い接触圧力を得て、それにより、ガスケットハウジングの変形を最小限に抑えながら密封性能を高めるよう幅の狭い接触面がフランジ相互間に存在する「ヒール付」フランジ式連結具に関する。
【０００４】
図８は、対称軸線１、連結部材５０、例えばボルトにより互いに組み立てられるヒール付フランジ３０，４０をそれぞれ備えた２本の管要素１０，２０を有する公知のフランジ式連結装置の一例を示す軸方向半断面図である。フランジ３０，４０は、ガスケットハウジング７０内に配置されたガスケット６０に対して内側に位置する接触ヒール１１，２１を有する。ボルト５０と位置が合った状態で互いに対面して配置されたフランジ３０，４０のそれぞれの他方の表面３１，３２及び他方の表面４１，４２は、ボルト５０を締め付ける前には互いに接触せず、厚みの小さな空いているスペース又は空間がこれら向かい合った表面相互間に残される。
【０００５】
操作にあたり、ボルト５０を管１０，２０の内部に圧力場Ｐが存在している状態で締め付けた後、フランジ３０の表面３１，３２とフランジ４０の表面４１，４２との間の空いているスペースは、減少し、それによりフランジ３０のヒール１１は、フランジ４０の対応の表面２１に接触したままになることができる。
【０００６】
同様に、図９は、図８の連結装置に類似しているが、ガスケットハウジング７０内に配置されたガスケット６０に対して外側に位置する接触ヒール３１ａ，４１ａを備えたフランジ３０，４０を有する公知のフランジ式連結装置の一例を示す軸方向半断面図である。フランジ３０の他方の表面１１ａ，３２ａとフランジ４０の他方の表面２１ａ，４２ａは、第１にガスケット６０の内側で互いに対面する（表面１１ａ，２１ａ）と共に第２に連結手段５０の外側で対面した（表面３２ａ，４２ａ）状態で配置されており、これら表面は、ボルト５０を締め付ける前には互いに接触しておらず、これら表面は、フランジのヒール上に位置する表面３１ａ，４１ａが相互に互いに接触したままでいることができるようにボルト５０を締め付けた際に減少する厚みの小さな空いているスペース又は空間を定める。
【０００７】
それにもかかわらず、かかる「ヒール付」連結具を設計する際、連結具と支承面との間の接触応力が局所的に大き過ぎるようになる場合が多い。この場合、機械的マージンは、マイナスになる。
【０００８】
これは、ヒール付フランジのかかる設計によりフランジの曲げが生じることに起因している。
【０００９】
この曲げの結果として、ヒール上の接触がその周辺部に集中し、それにより力が集中し、かくして圧縮応力が集中することになる。
【００１０】
この作用効果の直接的な結果として、組み立て及び動作中、相互に接触している表面が塑性変形してこれら表面の品質の低下が生じることになる。
【００１１】
表面のかかる塑性変形の結果として、供用中、連結具の弛みが生じる。
【００１２】
塑性変形及びクリープのかかる現象に対抗する従来の設計上の対応は、フランジの寸法を大き目にすることである。
【００１３】
過剰局所応力を小さくするため、接触表面の面積及び更にフランジの厚さを大きくして曲げを減少させることが慣例であるが、重量及びサイズについてデメリットが生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上述の欠点を解決し、コスト及びサイズを減少させた状態で向上した品質及び寿命を備える予備応力フランジ式漏れ止め連結装置を製作することができるように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】
本発明によれば、これら目的は、予備応力フランジ式漏れ止め連結装置であって、第１の接触面を備えた第１のフランジと、第１の接触面に対面した状態で位置する第２の接触面を備えた第２のフランジと、第１の接触面と第２の接触面との間に形成されているガスケットハウジング内に受け入れられた密封ガスケットと、第１のフランジと第２のフランジを互いに締め付ける締め付け手段とを有し、締め付け手段が、第１の接触面の少なくとも一部と第２の接触面の少なくとも一部を相互に接触させるようガスケットハウジングと第１のフランジ及び第２のフランジの周辺部との間に配置されている、連結装置において、第１の接触面及び第２の接触面は、フランジ相互間に位置する幅の狭い接触面を構成する局所支承ゾーンを備え、局所支承ゾーンは、密封ガスケットの付近に位置すると共に第１及び第２の接触面の他のゾーンの組み合わせに対してヒールを形成する肩を構成し、第１及び第２の接触面のうちの少なくとも一方は、局所支承ゾーンが本質的に円錐形の特定の形状の表面を呈し、締め付け手段の締め付け前では、局所支承ゾーンにおける第１のフランジと第２のフランジの接触が局所支承ゾーンの表面の一部分に限定され、締め付け手段の締め付け後では、接触が局所支承ゾーンの全てにわたって均等に分布されるようになっていることを特徴とする連結装置によって達成される。
【００１６】
有利な実施形態では、クランプ又は締め付け手段による締め付け後に互いに向かい合った表面の接触圧力を一様にすることができるようにする特定の形状の表面は、かくして、円錐形表面であり、かかる円錐形表面は、理想的な表面に近い「工業的」解決策となる。
【００１７】
好ましくは、局所支承ゾーンの表面の一部分は、局所支承ゾーンの表面の３０％以下の値に相当している。
【００１８】
局所支承ゾーンは、密封ガスケットに対して内側に位置するヒールを構成しても良く、その外側に位置するヒールを構成しても良い。
【００１９】
特定の実施形態では、連結装置は、局所支承ゾーンにおいて第１のフランジと第２のフランジとの間に介在して設けられたスペーサを有し、スペーサは、局所支承ゾーンにおける第１のフランジと第２のフランジの接触を確立する特定形状の表面を構成する特定形状の表面を備えている。
【００２０】
本発明により推奨される手段により、連結装置を構成する部分を強化し又は拡大することは必要ではなく、最大応力レベルをフランジ上に形成されたヒールと他方のフランジ上に形成された対応の支承面との間の接触のところで減少させると共に最適化することができるのは、局所支承ゾーンのところで互いに接触状態にある表面の幾何学的形状のみである。
【００２１】
円錐形の表面を機械加工する際、締め付け力を加えた後及びその結果として生じる連結部の変形後においては、ヒールのところ、即ち、局所支承ゾーンにおける接触具合がほぼ完全になるようにヒール付フランジ式連結装置を最適化することが可能である。その結果、先行技術の装置とは対照的に、局所力集中及び機械的応力集中が生じない。
【００２２】
局所支承ゾーンの接触表面全体にわたりこのように応力の分布を向上させることにより、接触面を小さくすることが可能であり、それにより、連結部の全体サイズを小さくすることができ、しかも、ガスケットの内側のヒール付フランジに関し、ヒールの幅の減少によっても、ガスケットの直径を減少させ、かくして根元効果（root effect ）を最小限に抑えることができる。根元効果のこの減少により、締め付けの必要性を減少させ、そしてその結果、ねじの本数を減少させることができる。
【００２３】
また、本発明により、フランジの厚さを減少させることができる。というのは、フランジの変形は、もはや問題ではないからである。
【００２４】
本発明により応力集中を無くすことにより、塑性変形に起因した連結部の締まり具合の作動中における低下を制限し、かくして密封又は漏れ止め具合を向上させることができる。
【００２５】
また、本発明により、表面の劣化を回避し、組立体の寿命を延ばすことができる。
【００２６】
以上要約すると、本発明により、軽量化を達成すると共に機械的マージン及び漏れ止め具合を向上させることができる。
【００２７】
本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面を参照して行われる特定の実施形態の以下の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】予備応力を提供するボルトを締め付ける前の本発明の予備応力フランジ付き漏れ止め連結装置の第１の例の軸方向半断面図である。
【図２】予備応力を提供するボルトを締め付けた後の本発明の予備応力フランジ付き漏れ止め連結装置の第１の例の軸方向半断面図である。
【図３】予備応力を提供するボルトを締め付ける前の本発明の予備応力フランジ付き漏れ止め連結装置の第２の例の軸方向半断面図である。
【図４】予備応力を提供するボルトを締め付けた後の本発明の予備応力フランジ付き漏れ止め連結装置の第２の例の軸方向半断面図である。
【図５】圧力下の流体タンクへの本発明の漏れ止め連結装置の利用状態を示す軸方向半断面図である。
【図６】図５の漏れ止め連結装置の詳細図である。
【図７】例えば図４及び図５に示されている漏れ止め連結装置で具体化されるのに適したスペーサの軸方向断面図である。
【図８】ヒール付きの公知のフランジを有する漏れ止め連結装置の一例の軸方向半断面図であり、密封ガスケットに対して内側に位置するヒールを備えた形態で示す図である。
【図９】ヒール付きの公知のフランジ付き漏れ止め連結装置の別の例の軸方向半断面図であり、密封ガスケットに対して外側に位置したヒールを備えた形態で示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１及び図２を参照して本発明の解除可能な予備応力フランジ付き漏れ止め連結装置の第１の実施形態を説明する。
【００３０】
この例では、回転軸線１０１を中心とした管類又はタンクセグメント１１０，１２０が、それぞれ環状のフランジ１３０，１４０に連結されている。フランジ１３０，１４０は、これらを貫通してフランジ１３０，１４０に予備応力を及ぼすのに役立つ連結要素１５０、例えばボルト、ねじ、スタッド等を有している。
【００３１】
図１は、連結要素１５０の締め付け前における連結装置を示し、図２は、この連結要素１５０を締め付けた後の連結装置を示している。
図１においては、連結要素１５０の付近において、本質的に回転軸線１０１に対して横方向に延びる頂部フランジ１３０の底面１３１，１３２は、後退部分の無い（連結要素１５０を通すための開口部は別として）連続した表面である。
【００３２】
頂部フランジ１３０の底面１３１，１３２は、内側が底面１１１を備えた管セグメント１１０の一部分に繋がっており、底面１１１は、ボルト１５０の締め付け前においては（図１）、局所ゾーンＺ１内で軸線１０１に垂直である方向に対して角度αをなしている。
【００３３】
底部フランジ１４０の頂面１４１，１４２は、連結要素１５０の付近で回転軸線１０１に対して本質的に横方向に延びる連続した表面を呈する。ボルト１５０の締め付け前においては、フランジ１４０の表面１４１，１４２は、フランジ１３０の表面１３１，１３２から距離Ｅだけ僅かに間隔を置いて位置している。
【００３４】
それにもかかわらず、フランジ１４０の頂面１４１，１４２は、フランジ１３０の表面１３２の一部分及び管セグメント１１０と協働してガスケット１６０を収納するハウジング１７０を形成するための後退部分１４３を備えている。
【００３５】
後退部分１４３の延長部として、肩が設けられ、かかる後退部分は、ゾーンＺ１内で内方に表面１２１を構成し、この表面１２１は、ボルト１５０を締め付ける前においては、円錐形である対向した表面１１１と角度αをなし、従って、距離Ｃ（図１）にわたって延びる局所支承ゾーンＺ１の表面の一部分にわたり表面１１１と接触状態にあるに過ぎない。
【００３６】
第１の考えられる実施形態では、表面１２１は、軸線１０１に垂直であり、表面１１１は、円錐形の表面である。別の考えられる実施形態では、表面１１１は、軸線１０１に垂直であり、表面１２１は、円錐形の表面である。
【００３７】
ボルト１５０を締め付けた後、図２で理解できるように、頂部フランジ１３０の底面１３１，１３２と底部フランジ１４０の頂面１４１，１４２との間の距離Ｆは、当初の距離Ｅの値よりも小さな値まで減少する。
【００３８】
局所支承ゾーンＺ１に対応したフランジ１３０のヒールのところでは、チャネルセグメント１１０の底面１１１がチャネルセグメント１２０の表面１２１と一様な接触状態にあることが理解できる。したがって、ボルト１５０を締め付けた後では、接触箇所は、局所支承ゾーンＺ１の全体にわたって均等に分布し、この接触箇所は、図１及び図２の実施形態では、箇所１６０に対して内側に存在するヒールのところに位置する。
【００３９】
「底部」及び「頂部」という用語は、図中のフランジの位置を示す場合に本明細書において便宜上用いられているが、フランジ式連結具は、当然のことながら、垂直に対して任意の位置を取ることができることは理解されるべきである。
【００４０】
本発明では、ヒール／フランジ連結の際、たとえ連結具が締め付け力によって変形状態になる場合であっても、ほぼ完全なヒール／フランジ接触（ゾーンＺ１における）を得ることが可能である。
【００４１】
この場合、力の局所集中及び機械的応力の集中は、存在しない。かくして、接触圧力を計算するのが容易であり、しかも接触圧力を力及び接触表面の面積でのみ決まる平均圧力と比較することができる。
【００４２】
組み立ての開始時に、表面１２１に対する表面１１１の勾配の結果として、締め付け力をまだ及ぼしていない場合、フランジ／ヒール接触表面（ゾーンＺ１における）は、部品が変形されていないので接触領域が僅かである。
【００４３】
組立体の部品の変形が所与である場合、局所支承ゾーンＺ１中の耐荷力は、締め付け力の増大につれて増大する。部品の変形量は、ゾーンＺ１における接触領域が締め付け力をいったん一杯まで加えると（図２）、最終的には最大値になるよう計算される。
【００４４】
かくして、本発明により、先行技術の欠点、すなわち、過度の力の集中により、或いは接触表面を多くすると共に曲げを減少させるためにフランジの厚さを大きくする必要性により、重量及びサイズについてデメリットが生じるが、その結果として、組み立ての際又は使用中に相互接触表面の状態が悪くなるという欠点が生じることなく、「ヒール付」フランジ式連結具の利点の全て、即ち、密封ガスケットの付近に位置した局所支承ゾーンＺ１であって、接触表面の他のゾーンの全てに対して肩を構成する局所支承ゾーンＺ１内におけるフランジ相互間に幅の狭い接触面を設け、ガスケットの近くに高い接触圧力を得、かくしてガスケットハウジングの変形を最小限に抑えることにより漏れ止め具合を向上させるという点を維持することができる。
【００４５】
本発明では、局所支承ゾーンＺ１における互いに向かい合った表面の初期形状の結果として接触応力の良好な分布に寄与するのは、部品の変形である。
【００４６】
角度をどれほどにするか及び表面１１１，１２１相互間の初期接触面積をどれほどにするかは、有限要素法による計算を用いることにより最適化され、その結果、部品が締め付けにより変形状態になったときの部品相互間の接触は完璧である。角度αは、好ましくは、１°〜１０°であるのが良い。
【００４７】
締め付けの終わりに、接触圧力を平均圧力と比較することができ、かかる平均圧力は、力及び接触表面の面積だけで決まり、従って計算が容易である。
【００４８】
表面１１１，１２４の特性を得るには、これ又ねじの締め付け力を考慮に入れる反復法又はパラメトリック方式と関連してヒールに関する多くの別々の円錐形包絡面をモデル化するのが良い。
【００４９】
使用されるべき初期最適形状を導き出すには、種々の計算から得られる接触圧力場を分析するのが良い。
【００５０】
一例を挙げると、定置エンジンの高温ガス発生機とタービン入力ラインとの間の連結への利用の場合、図１及び図２に示す形態の第１のヒールを有する連結部が作られる。
【００５１】
この場合、インコネル（Inconel）６２５で作られたフランジの場合、ヒールの塑性変形応力は、従来型ヒール、例えば図８に示されたヒールの約１／３にわたり材料の弾性限度（３６０メガパスカル（ＭＰａ）の弾性限度）を超える。これとは対照的に、図１に示されているようにヒールを円錐形に機械加工（以下、「円錐形機械加工」という場合がある）することにより、ほぼ一様な応力分布が観察されると共に弾性限度を下回る最大塑性変形応力（３４０ＭＰａの）が観察される。
【００５２】
上記において与えられた例の最大局所応力に関し、ヒール（表面１１１）の円錐形機械加工も又、最大応力が５８１ＭＰａから３４０ＭＰａになる限り、プラスの作用効果を提供する。
【００５３】
本発明により提供される最適化により、連結部の機械的マージンが向上し、それにより軽量化を達成することができ、かかる最適化は、余分な製造費なしに得られる。というのは、従来型旋削技術を用いて円錐形表面を作ることができるからである。
【００５４】
図３及び図４は、ヒール及びかくして局所支承ゾーンＺ１１がガスケット１６０の外部に位置する形式のヒール付フランジ式連結部に利用される本発明の変形実施形態を示している。
【００５５】
図３及び図４では、図１及び図２に示された要素に類似した要素には、同一の参照符号が与えられている。かくして、２つのチャネルセグメント１１０，１２０が連結要素１５０により組み立てられたフランジ１３０，１４０を備えていることが分かり、漏れ止めは、ハウジング１７０内に配置されたガスケット１６０により保証される。
【００５６】
ボルト１５０を締め付ける前の状況に対応した図３では、頂部フランジ１３０の底面の部分１１１ａ，１３２ａ，１３１ａは、図１のフランジ１３０の底面の部分１１１，１３２，１３１に対応し、底部フランジ１４０の頂面の部分１２１ａ，１４３，１４２ａ，１４１ａは、図１のフランジ１４０の頂面の部分１２１，１４３，１４２，１４１に対応している。
【００５７】
しかしながら、図３に示されている実施形態では、ガスケット１６０に対して内側に位置するチャネルセグメント１１０，１２０の表面１１１ａ，１２１ａは、両方とも、軸線１０１に垂直であり、互いに協働して厚さｅの空いているスペースを構成している。
【００５８】
これとは対照的に、図３に示されている実施形態では、局所支承ゾーンＺ１１は、ガスケットハウジング１７０と連結要素１５０との間に挿入された表面１３２ａ，１４２ａと同一高さ位置に位置している。表面１３２は、円形であり、軸線１０１に垂直なフランジ１４０の表面１４２に対して角度αをなし、この角度αは、好ましくは、１°〜１０°である。ボルト１５０を締め付ける前においては、円錐形表面１３２ａは、局所支承ゾーンＺ１１の表面の一部分にわたり、局所支承ゾーンＺ１１の表面１４２ａと接触状態にあるに過ぎない。図３の場合、頂部フランジ１３０の底面１３１ａと底部フランジ１４０の頂面１４１ａは、連結要素１５０の外側に位置しており、これら表面は、厚さＥの隙間をもたらす。表面１３１ａは、オプションとして、円錐形表面１３２ａの連続部であっても良い。
【００５９】
ボルト１５０を締め付けた後（図４）、頂部フランジ１３０の底面１３１ａと底部フランジ１４０の頂面１４１ａとの間の距離は、図３の初期距離の値Ｅよりも小さい値Ｆを取る。
【００６０】
局所支承ゾーンＺ１１においては、ボルト１５０を締め付けた後、頂部フランジ１３０の底面１３２ａは、底部フランジ１４０の頂面１４２ａと一様な接触状態にある。したがって、接触は、図３及び図４の実施形態では、ガスケット１６０に対して外側ヒールのところに位置する局所支承ゾーンＺ１１の全体にわたり均等に分布する。
【００６１】
図３及び図４の実施形態に関し、図１及び図２の実施形態の場合と同様、角度α及び表面１３２ａ，１４２ａ相互間の初期接触面積の定義は、有限要素法による計算を用いて最適化され、従って、コンポーネントの接触は、部品が締め付けにより変形状態になったときに最適化されるようになる。
【００６２】
図５及び図６は、流体、例えば水素を収容するのに適したリザーバの壁２２０とそのカバー２３０との間のフランジ式連結部に利用された本発明の一例を示している。この状況では、図５で理解できるように、リザーバ２２０は、カバー２３０の周辺部分と協働すると共にスタッド２５０によりこれに組み付けられるフランジ２４０を有している。
【００６３】
図６は、ハウジング２７０内に配置されたガスケット２６０の付近で相互に協働するフランジ２４０及びカバー２３０の部分を詳細に示している。フランジ２４０の壁２４２は、厚さの小さな空いているスペースを置いてカバー２３０の壁２３２に対面しており、これに対し、ガスケット２６０のすぐ外側に位置する局所支承ゾーンＺ１１は、フランジ２４０及びカバー２３０に向いた表面２４１，２３１により構成されている。
【００６４】
しかしながら、図３及び図４の場合と異なり、表面２４１，２３１相互間の協働は、直接的ではなく、従ってこれら表面は、互いに平行であって、末広がりでないのが良い。図５及び図６に示されている実施形態では、局所支承ゾーンＺ１１を構成する表面２３１，２４１相互間にはスペーサ２９０が挿入されている。
【００６５】
図７で理解できるように、スペーサ２９０は、表面２３１，２４１のうちの一方と協働する平坦な表面２９１及び表面２３１，２４１のうちの他方と協働する円錐形の表面２９２を有する。
【００６６】
円錐形の表面２９２は、平坦な表面２９１に対して角度αをなして傾斜している。
【００６７】
図７に示されているように、環状スペーサ２９０は、外径Ｄ２、内径Ｄ１（オリフィス２９３）、内周部Ｄ１の内側部分のところの厚さｅ1及び外周部Ｄ２の外側部分のところの厚さｅ2（ｅ1よりも小さい）を有する。
【００６８】
スペーサ２９０の円錐形表面２９２は、図３の円錐形表面１３２ａ又は図１の円錐形表面１１１と同一の役割を果たす。
【００６９】
スペーサの円錐形機械加工により、スペーサの塑性変形の問題及び平べったいスペーサが一様な厚さのものであった場合に生じる恐れのある支承面の問題を解決することができる。
【００７０】
一例を挙げると、ステンレス鋼、例えば３０４Ｌステンレス鋼で作られたスペーサ２９０の場合、弾性限度は、１８０ＭＰａである。かかるスペーサは、１５０ＭＰａに合わせて寸法決めされるのが良い（スタッド２５０一本当たり９１トンに相当する締め付け力の場合）。
【００７１】
組み立ての際であれ使用中であれいずれにせよ、平べったいスペーサが一様な厚さのものである場合（上述したように寸法決めされている場合、例えば、ｅ＝１４ミリメートル（ｍｍ）、Ｄ１＝５４２ｍｍ、Ｄ２＝６４６ｍｍの場合）、応力場は、スペーサの外側周辺部分のすぐ近くに集中し、組み立ての際、１８０ＭＰａの弾性限度よりも一般に大きい値に達する。これら応力は、主として、締め付けの作用効果を受けたカバーの変形及びエッジ効果に起因している。
【００７２】
同様に、リザーバが弾性限度２５５ＭＰａのＡ４８Ｈ合金で作られている場合、観察されるべきこととして、一定厚さｅのスペーサ２９０の使用により、スペーサと接触状態にあるリザーバのフランジの一部に加わる圧縮応力は、２８５ＭＰａに達する場合がある。
【００７３】
これとは逆に、図７の構成の、即ち、スペーサの外周部のところの厚さがｅZ＝１．２５ｍｍであり、内部開口部２９３のところの厚さがｅ1＝１．４ｍｍの「異形」スペーサ２９０の場合、応力の分布のバランスが取れていることが観察されるべきである。
【００７４】
加うるに、異形スペーサ２９０の場合、スペーサと接触状態にあり、応力を減少させると共に表面がマーク付けされるのを回避することができるリザーバの表面の応力の分布状態も又、一様である。かくして、上述した例における２８５ＭＰａの最大塑性変形応力を１２０ＭＰａまで減少させることができる。
【００７５】
本発明は、サイズが減少していて、表面１３１，１４１（図１及び図２）相互間又は表面１３１ａ，１４１ａ（図３及び図４）相互間の協働に加えて、ガスケット１６０から間隔を置いて位置すると共に第１の主要ヒールに対して締め付け手段の他方の側に位置するゾーンにおいて作用する追加のヒールを有する「２ヒール」型フランジ式連結具にも利用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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