(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それを通しての流体の漏洩を実質的に密封しながら、圧力容器の内部から外部までリード線がそれを通り抜けている、高圧機器内で用いられる密封金具であって、
それを貫通する中央内径（２５）を有し、該中央内径（２５）がそれに沿った位置で内側肩状突出部（２２）を形成するように２つの異なる直径を備えており、また、外側面を貫通して前記中央内径（２５）に至る開口（２６）を更に有する、円筒形の本体（１０）と、
外側胴部を有し、該外側胴部がそれに沿った位置で外側肩状突出部（２１）を形成するように２つの異なる直径を備えている、円筒形の台座部材（１１）と、を含み、
該台座部材（１１）が前記本体（１０）の内部に置かれた時、前記台座部材（１１）の外側肩状突出部（２１）は、前記本体（１０）の内側肩状突出部と協働して前記台座部材（１１）の前記本体（１０）内部での移動を制限し、また該台座部材（１１）は、その円周の周りに配置された複数のスロット（１７、１８）と、前記本体の開口（２６）と整列するように配置されることができる外側面内への凹み（１９）と、上面の中央穴（２０）とを有し、
それを貫通する中央ボア（２４）を有し、かつその円周の周りに配置された複数のスロット（１７’、１８’）を有するほぼディスク形状の押さえ部材（１３）と、
前記台座部材（１１）の前記本体（１０）に対する位置を固定するために、前記本体の開口（２６）を通して前記台座部材(１１)の凹み（１２）内に挿入された水平方向固締手段（１２）と、
前記押さえ部材（１３）を前記台座部材（１１）へ固定するために、前記押さえ部材（１３）の中央ボア（２４）を通して前記台座部材（１１）の中央穴（２０）内に挿入された垂直方向固締手段（１４）と、
を設けた、
ことを特徴とする密封金具。
【請求項２】
前記台座部材（１１）と前記押さえ部材（１３）との間に配置された絶縁材料（１６）を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の密封金具。
【請求項３】
前記水平方向固締手段はピン（１２）を含み、該ピン（１２）は前記本体（１０）の外側面に溶接されていることを特徴とする、請求項１に記載の密封金具。
【請求項４】
前記台座部材（１１）及び前記押さえ部材（１３）のスロット（１７、１８、１７’、１８’）は、スロット当たり１本より多いリード線を受け入れるのに十分な深さになっていることを特徴とする、請求項１に記載の密封金具。
【請求項５】
前記台座部材（１１）及び前記押さえ部材（１３）のスロット（１７、１８、１７’、１８’）は、一様な深さを有することを特徴とする、請求項１に記載の密封金具。
【請求項６】
前記台座部材（１１）及び前記押さえ部材（１３）のスロット（１７、１８、１７’、１８’）は、２つの異なる深さのうちの１つになっていることを特徴とする、請求項１に記載の密封金具。
【請求項７】
前記垂直方向固締手段は、押さえねじ（１４）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の密封金具。
【請求項８】
請求項１に記載の密封金具を取り付ける方法であって、
前記本体を前記圧力容器の開口部に溶接する段階と、
前記本体を通り抜けて前記圧力容器の内部から外部まで複数のリード線を通す段階と、
前記リード線が前記台座部材のスロット内に配設されかつ該台座部材の凹みが前記本体の開口と整列された状態で、該台座部材を前記本体の内部に取り付ける段階と、
前記本体の開口を通して前記台座部材の凹み内に前記水平方向固締手段を挿入する段階と、
前記台座部材の上面と前記リード線の周り及びその間とに絶縁材料を置く段階と、
前記台座部材のスロットが前記押さえ部材の対応するスロットと整列するように、かつ前記リード線が前記押さえ部材のスロットを連続して通り抜けるように、前記押さえ部材を前記本体内に取り付ける段階と、
前記台座部材を前記押さえ部材に固締するために、該押さえ部材の中央ボアを通して前記垂直方向固締手段を前記台座部材の中央穴内に配置する段階と、
前記密封金具を通して前記圧力容器の内部に至るあらゆる隙間を密封するために、前記押さえ部材の上面と、該押さえ部材のスロット内の前記リード線の間と、前記垂直方向固締手段の周りとにろう付け合金を施す段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記水平方向固締手段を前記本体の外面に溶接する段階を更に含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記垂直方向固締手段は押さえねじを含み、また前記押さえ部材は、該押さえ部材の中央ボアを通して前記押さえねじを前記台座部材の中央穴に係合させることにより前記台座部材に固定されていることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密封金具、及び蒸気タービン等のような高圧かつ高温の環境内に密封金具を取り付ける方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蒸気冷却ノズル（圧力容器）の内部の計測は、高圧に耐えることができる出口の密封金具を必要とする。このような用途においては、多数の計測用リード線が、金具を通して圧力容器の内部から外部に出ることができなければならないが、金具は、該金具を圧力容器に取り付けるときに干渉の問題を起こさないように十分小さくなければならない。
【０００３】
従来技術の密封金具は、市販の「Ｌａｖａ」（天然ケイ酸マグネシウム）シーラントを使用している。Ｌａｖａシールは、圧縮された粉末組成物であって、組み立て時に金具の内部に押し固められて金具本体内部のリード線の周りにシールを形成している。
【０００４】
しかしながら、Ｌａｖａシールは、必ずしもリード線を適切に密封するとは限らず、金具を通しての圧力容器の外部への流体の漏洩を許すことが多い。その上、ラバ（ｌａｖａ）密封金具は、該金具内のスロット当たり１本のリード線しか通すことができず、そのため多数の金具を用いることを必要とする。従来のラバ（ｌａｖａ）金具においてスロット当たり１本より多いリード線を用いる場合、圧縮された粉末組成物は単一スロット内部の多数のリード線に対してかつその周りに緊密に嵌入されることができないので、漏洩の問題は悪化する。金具の全体寸法もまた大き過ぎることが判っており、干渉を防止するために組み立て段階でしばしば修正されなければならない。
【０００５】
組み立てられたＬａｖａシール５０の主要構成要素が、図１から図３までに示されており、ハウジング５３及び５４と、駆動体６０と、台座６１と、シーラント６２とを含む。図３に全体として示されるように、駆動体６０、台座６１及びシーラント６２は、一端から見たときに溝付きの輪郭を有し、上述の理由からこれらの構成要素の各スロット６３内には１本のリード線しか配置できない。組み立て時、駆動体６０は、ハウジング５３及び５４の内部並びに駆動体６０とシーラント６２との間に置かれた粉末組成物を圧縮して、シーラント６２のスロット６３の各々の中に配置された各リード線の周りに密接させかつシール接触させるのに用いられる。
【０００６】
図４は、取り付けられたＬａｖａシール５０を示し、このシールにおいては、ハウジングが封密状態で取り付けられることができるように、該ハウジングは側面６４をカットすることにより修正されなければならなかった。
【特許文献１】
米国特許第４６９３５３８号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術の密封金具に関連する問題を解決する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来技術の金具のほぼ１／２の高さである低プロフィールの金具本体を用い、それによって大部分の干渉の問題を排除する。本発明の密封金具は、スロット当たり１本より多いリード線を通すことを可能にする内部部品を含み、各金具において圧力容器を出る計測用導線の数量を少なくとも２倍にする。
【０００９】
結局、ろう付けされた金具は、各スロット内のリード線の間の、またスロットから金具本体の内径壁面までの優れたシール（密封）をもたらす。本発明は更に、内部部品と金具本体との間に適当な組み立て用の間隙をもたらす。
【００１０】
要約すると、本発明は、圧力限界を満たす構造健全性を提供し、かつ小さい全体輪郭の金具でありながら、従来可能であった多数のセンサリード線の少なくとも２倍にあたる出口を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
金具の例示的な実施形態を構成する主要構成要素の詳細な説明と共に金具の例示的な組み立て方法について以下に説明する。
【００１２】
図５から図８までに示すように、本発明の密封金具の例示的な実施形態は、とりわけ、本体１０と、台座１１と、台座用ピン１２と、押さえ部材１３と、押さえねじ１４とを含む。図５は、図面の下方部分にあたる圧力容器の内部から図面の上方部分にあたる圧力容器の外部まで密封金具を通り抜ける計測用導線のようなリード線１５を示す。図６に示すように、この好ましい例示的な実施形態はまた、絶縁材料層１６を含む。
【００１３】
金具の例示的な実施形態の組み立て時、円筒形の本体１０は、ノズル又は圧力容器に溶接されて、寸法が測定され、溶接ひずみの場合には必要であれば再機械加工されてその正しい形状にされる。次に金具本体１０の中央内径２５を通してリード線１５（即ち、計測用導線）が通される。中央内径２５は、その内面に沿って肩状突出部２２を形成するように２つの異なる直径で形成される。本体１０はまた、その外面から中央内径２５に連通する開口２６を有する。
【００１４】
円筒形の台座１１は、その外面に沿って肩状部２１を形成するようにその外面に２つの異なる直径を有する。次に台座１１は、肩状部２１が本体１０内部の肩状突出部２２に対して当接するように、該本体１０の内部に配置される。
【００１５】
図７（ａ）は、以下により詳細に説明するように、複数のスロット１７及び１８を有する台座１１の上面図を示しており、該スロット１７及び１８は、特定のリード線１５が対応する適当なスロットを通り抜けるように配設されることができるように、変化する深さを有する。台座１１の内部に配置されるスロット１７及び１８の深さは、それぞれのスロットの内部に配置されるリード線の寸法により決定される。従って、例えば、熱電対リード線は、該熱電対リード線より小さい直径を有する他のセンサリード線のために用いられるスロット１７より大きい深さを有するスロット１８内に配置されることができる。
【００１６】
金具の用途に応じて、スロットは、深さを一様にするか又は図７（ａ）に示すように深さを変化させることができる。図７（ａ）は、スロットが２つの異なる深さを有する状態を示しているが、圧力容器内部のセンサのタイプに応じて３つ又はそれ以上の異なる深さを有するスロットを台座１１に設けることが必要となる場合がある。この好ましい実施形態では、各スロットが特定のタイプのセンサから少なくとも２本のリード線１５を受け入れるのに十分な深さとなるように、台座１１が形成されている。
【００１７】
図７（ｂ）は、押さえねじ１４を受け入れるための開口２０と台座用ピン１２を受け入れるための凹み１９とを含む台座１１を断面で示す。台座用ピン１２は、本体１０の開口２６を通して台座１１に形成された凹み１９内に挿入される。台座用ピン１２は、本体１０の外面で溶接されて、金具をろう付けする間に台座１１が移動するのを防止し、また圧力容器の内部からピンの周りを通して高圧流体が漏洩するのを阻止する。従って、台座用ピン１２は、台座１１の本体１０に対する位置を固定する。
【００１８】
台座１１の側面輪郭を示す図７（ｃ）に最もよく示されるように、段付き部分即ち肩状部２１は、ピン１２が本体１０を通して台座１１の凹み１９内に挿入されるのに先立って、台座１１の本体１０内での垂直方向位置を固定する。段付き部分即ち肩状部２１は、本体１０（図６参照）の内側壁の肩状突出部２２に対して当接する。従って、台座１１の段付き部分即ち肩状部２１は、本体１０の内側の肩状突出部２２と協働して台座１１の本体１０内部での垂直方向の配置を限定する。上述のように、台座用ピン１２の溶接は、台座１１の本体１０内部での位置を固定する。
【００１９】
この例示的な実施形態は、台座１１の本体１０に対する位置を固定するための台座用ピン１２を必要とするが、他の固定装置を使用することも可能である。例えば、リベット、押さえねじ、止めねじ等も使用することができる。
【００２０】
絶縁材料層１６が、次に台座１１の上面と各リード線１５の間とに置かれ、ろう付け合金が圧力容器中に流れ込むのを防止する。ろう付け材料が金具を通して圧力容器の内部に流れ込むのを阻止することができるいずれかの絶縁材料が、この目的に適している。ニューヨーク州ナイアガラフォールズにあるＵｎｉｆｏｒｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能であるＦｉｂｅｒｆｒａｘとして知られている市販の材料、及びコネチカット州ベタルにあるＶｉｔｔａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＳｔｏｐ−ｏｆｆを用いることができる。
【００２１】
次いで押さえ部材１３が、本体１０の内部に置かれる。図８（ａ）及び図８（ｃ）に示すように、押さえ部材１３は、それぞれ台座１１のスロット１７及び１８と整列するスロット１７’及び１８’を有する。スロット１７’及び１８’は、リード線１５が圧力容器の内部から外部へ通り抜けることを可能にし、台座１１のスロット１７及び１８に対して上で述べたのと同じ理由で深さが変化している。
【００２２】
押さえ部材１３は、それ自体が台座１１と整列するように本体１０の内部に一方向からのみ置くことができる。スロットの全く無い押さえ部材１３の部分２３’が、同様にスロットが全く無い台座１１上の類似の部分２３にキー止めされる。台座１１を通り抜けるリード線１５は、押さえ部材１３の部分２３’を台座１１の部分２３と強制的に整列させる。
【００２３】
図８（ｂ）に示すように、押さえ部材１３は、中央ボア２４を有する。押さえ部材１３が本体１０の内部に置かれたとき、ボア２４は台座１１の開口２０と整列する。ボア２４は、押さえ部材１３を適所に固定するために、押さえ部材１３を貫通し台座１１の開口２０と係合する押さえねじ１４を設けることを容易にする。押さえねじ１４は、１０／３２”キャップ頭ねじ又は任意の他の適当な固締手段を含むことができ、ろう付けサイクルの間に押さえ部材１３が移動するのを阻止するために用いられる。例えば、ねじの代わりに、ねじ鋲、止めねじ又は他の固締装置を用いることができる。
【００２４】
ろう付け合金が、次に押さえ部材１３の上面と、各リード線１５の間と、押さえねじ１４の周りとに施される。任意の適当なろう付け材料を、密封される圧力容器の圧力及び温度に応じて使用することが可能である。本発明のこの好ましい実施形態では、ろう付け合金ＡＭＳ＃４７８２Ｅが用いられる。
【００２５】
本発明を、現在最も実用的でかつ例示的な実施形態であると考えられるものに関して説明してきたが、本発明は、開示した実施形態に限定されるべきではなく、また、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  組み立てられた従来技術のＬａｖａシールを示す図。
【図２】  図１のＬａｖａシールの線ＩＩ―ＩＩに沿った断面図。
【図３】  図２に示すＬａｖａシールの或る構成要素の上面を全体として示す図。
【図４】  ハウジングがその設置を受け入れるように変更されている設置されたＬａｖａシールを示す図。
【図５】  本発明の密封金具の例示的な実施形態の断面図。
【図６】  図５の密封金具をより詳細に示す断面図。
【図７】  図５に描かれた密封金具の１つの構成要素であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその断面図、（ｃ）はその側面図。
【図８】  図５に描かれた密封金具の別の構成要素であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその断面図、（ｃ）はその側面図。
【符号の説明】
１０  本体
１１  台座部材
１２  台座用ピン
１３  押さえ部材
１４  押さえねじ
１５  リード線
１９  凹み
２６  開口
【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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