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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022108775
(43)【公開日】2022-07-27
(54)【発明の名称】圧力タンク及びシール部材
(51)【国際特許分類】
F16J 12/00 20060101AFI20220720BHJP
F16J 15/10 20060101ALI20220720BHJP
【ＦＩ】
F16J12/00 D
F16J15/10 B
F16J15/10 S
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021003894
(22)【出願日】2021-01-14
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 令和２年１１月１２日に開催された２０２０年度（第７０回）全国工作責任者大会にて、発表した。
(71)【出願人】
【識別番号】596054652
【氏名又は名称】ニッシンコーポレーション株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100154014
【弁理士】
【氏名又は名称】正木 裕士
(74)【代理人】
【識別番号】100154520
【弁理士】
【氏名又は名称】三上 祐子
(72)【発明者】
【氏名】中島 竜一
【テーマコード（参考）】
3J040
3J046
【Ｆターム（参考）】
3J040AA12
3J040BA03
3J040EA16
3J040EA39
3J040EA40
3J040EA41
3J040FA07
3J040HA03
3J040HA09
3J040HA15
3J046AA07
3J046BA01
3J046BC06
3J046BC15
3J046DA10
(57)【要約】 （修正有）
【課題】圧力タンクを密閉することができる圧力タンクを提供する。
【解決手段】圧力タンク本体２に設けられているフランジ部２０と、圧力タンク本体２の上部を閉止する蓋部３と、フランジ部２０と、蓋部３の間に設けられるシール部材５と、を有し、シール部材５は、扁平状の第１シール部材５０と、第１シール部材５０と一体的に形成されている円柱状の第２シール部材５１と、で構成されてなる。また、フランジ部２０及び蓋部３の内周面には、樹脂ライニングが施され、第２シール部材５１の直径は、第１シール部材５０の厚みよりも径大に形成されると共に、該第１シール部材５０の厚みよりも径大の部分が、樹脂ライニングの厚み以下に形成されてなる。
【選択図】図１
【解決手段】圧力タンク本体２に設けられているフランジ部２０と、圧力タンク本体２の上部を閉止する蓋部３と、フランジ部２０と、蓋部３の間に設けられるシール部材５と、を有し、シール部材５は、扁平状の第１シール部材５０と、第１シール部材５０と一体的に形成されている円柱状の第２シール部材５１と、で構成されてなる。また、フランジ部２０及び蓋部３の内周面には、樹脂ライニングが施され、第２シール部材５１の直径は、第１シール部材５０の厚みよりも径大に形成されると共に、該第１シール部材５０の厚みよりも径大の部分が、樹脂ライニングの厚み以下に形成されてなる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧力タンク本体に設けられているフランジ部と、
前記圧力タンク本体の上部を閉止する蓋部と、
前記フランジ部と、前記蓋部の間に設けられるシール部材と、を有し、
前記シール部材は、
扁平状の第１シール部材と、
前記第１シール部材と一体的に形成されている円柱状の第２シール部材と、で構成されてなる圧力タンク。
前記圧力タンク本体の上部を閉止する蓋部と、
前記フランジ部と、前記蓋部の間に設けられるシール部材と、を有し、
前記シール部材は、
扁平状の第１シール部材と、
前記第１シール部材と一体的に形成されている円柱状の第２シール部材と、で構成されてなる圧力タンク。
【請求項2】
前記フランジ部及び前記蓋部の内周面には、樹脂ライニングが施され、
前記第２シール部材の径は、前記第１シール部材の厚みよりも径大に形成されると共に、該第１シール部材の厚みよりも径大の部分が、前記樹脂ライニングの厚み以下に形成されてなる請求項１に記載の圧力タンク。
前記第２シール部材の径は、前記第１シール部材の厚みよりも径大に形成されると共に、該第１シール部材の厚みよりも径大の部分が、前記樹脂ライニングの厚み以下に形成されてなる請求項１に記載の圧力タンク。
【請求項3】
圧力タンクのフランジ部に設けられるシール部材であって、
前記シール部材は、
扁平状の第１シール部材と、
前記第１シール部材と一体的に形成されている円柱状の第２シール部材と、で構成されてなるシール部材。
前記シール部材は、
扁平状の第１シール部材と、
前記第１シール部材と一体的に形成されている円柱状の第２シール部材と、で構成されてなるシール部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、圧力タンク及びシール部材に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の圧力タンクとして、特許文献１に記載の発明が知られている。この特許文献１に記載の発明は、上蓋と胴体部とをそれぞれのフランジ部にボルトを取り付けることで接続し、圧力タンクを密閉する構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１４－２２８０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、フランジ部の径が大きくなればなるほど旋盤加工できないことから、このような径の大きいフランジ部を製作しようとすると溶接等を行わなければならない。そのため、フランジ部に溶接ひずみ等が発生する場合がある。この際、フランジ部間に全面パッキンを設けた場合、それぞれのフランジ部にボルトを取り付けたとしても、うまく接続できない可能性があり、もって、圧力タンクを密閉することができない可能性があるといった問題があった。また、圧力タンク内周面をライニングした際、ライニングの接着ボンド層の厚みムラ等により均一な接触になり難い可能性があることから、それぞれのフランジ部にボルトを取り付けたとしても、うまく接続できない可能性があり、もって、圧力タンクを密閉することができない可能性があるといった問題があった。
【0005】
そこで本発明は、上記問題に鑑み、圧力タンクを密閉することができる圧力タンク及びシール部材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】
【0006】
上記本発明の目的は、以下の手段によって達成される。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0007】
請求項１の発明によれば、圧力タンク本体（２）に設けられているフランジ部（２０）と、
前記圧力タンク本体（２）の上部を閉止する蓋部（３）と、
前記フランジ部（２０）と、前記蓋部（３）の間に設けられるシール部材（５）と、を有し、
前記シール部材（５）は、
扁平状の第１シール部材（５０）と、
前記第１シール部材（５０）と一体的に形成されている円柱状の第２シール部材（５１）と、で構成されてなることを特徴としている。
前記圧力タンク本体（２）の上部を閉止する蓋部（３）と、
前記フランジ部（２０）と、前記蓋部（３）の間に設けられるシール部材（５）と、を有し、
前記シール部材（５）は、
扁平状の第１シール部材（５０）と、
前記第１シール部材（５０）と一体的に形成されている円柱状の第２シール部材（５１）と、で構成されてなることを特徴としている。
【0008】
また、請求項２の発明によれば、上記請求項１に記載の圧力タンク（１）において、 前記フランジ部（２０）及び前記蓋部（３）の内周面には、樹脂ライニング（ライニングＬ１）が施され、
前記第２シール部材（５１）の径（直径Ｈ２）は、前記第１シール部材（５０）の厚み（Ｈ１）よりも径大に形成されると共に、該第１シール部材（５０）の厚み（Ｈ１）よりも径大の部分（Ｈ２－Ｈ１）が、前記樹脂ライニング（ライニングＬ１）の厚み（Ｈ３）以下に形成されてなることを特徴としている。
前記第２シール部材（５１）の径（直径Ｈ２）は、前記第１シール部材（５０）の厚み（Ｈ１）よりも径大に形成されると共に、該第１シール部材（５０）の厚み（Ｈ１）よりも径大の部分（Ｈ２－Ｈ１）が、前記樹脂ライニング（ライニングＬ１）の厚み（Ｈ３）以下に形成されてなることを特徴としている。
【0009】
一方、請求項３の発明によれば、圧力タンク（１）のフランジ部（２０，３０）に設けられるシール部材（５）であって、
前記シール部材（５）は、
扁平状の第１シール部材（５０）と、
前記第１シール部材（５０）と一体的に形成されている円柱状の第２シール部材（５１）と、で構成されてなることを特徴としている。
前記シール部材（５）は、
扁平状の第１シール部材（５０）と、
前記第１シール部材（５０）と一体的に形成されている円柱状の第２シール部材（５１）と、で構成されてなることを特徴としている。
【発明の効果】
【0010】
次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0011】
請求項１，３の発明によれば、第１シール部材（５０）と一体的に形成されている第２シール部材（５１）が円柱状に形成されていることから、圧力タンク本体（２）に設けられているフランジ部（２０）と、蓋部（３）との内周面に線接触することとなる。これにより、接触面積を削減することができ、もって、面圧を上げることができる。それゆえ、第２シール部材（５１）にて、圧力タンク本体（２）に設けられているフランジ部（２０）と、蓋部（３）との間がしっかりとシールされることとなるから、フランジ部（２０）及び／又は蓋部（３）に溶接ひずみ等が発生、又は、ライニング（Ｌ１）の接着ボンド層の厚みムラ等が発生していたとしても、圧力タンク（１）を密閉することができる。
【0012】
しかして、本発明によれば、圧力タンクを密閉することができる。
【0013】
また、請求項２の発明によれば、第２シール部材（５１）の径（直径Ｈ２）は、第１シール部材（５０）の厚み（Ｈ１）よりも径大に形成されると共に、該第１シール部材（５０）の厚み（Ｈ１）よりも径大の部分（Ｈ２－Ｈ１）が、樹脂ライニング（ライニングＬ１）の厚み（Ｈ３）以下に形成されている。これにより、第２シール部材（５１）が、食い込み過ぎて圧力タンク本体（２）に設けられているフランジ部（２０）及び／又は蓋部（３）に孔を空ける等の事態が発生しない程度に樹脂ライニング（ライニングＬ１）にしっかりと食い込むこととなる。それゆえ、第２シール部材（５１）にて、圧力タンク本体（２）に設けられているフランジ部（２０）と、蓋部（３）との間をよりしっかりとシールすることができることとなり、もって、圧力タンクをより密閉することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の一実施形態に係る圧力タンクの分解斜視図である。
【図2】同実施形態に係る圧力タンク本体のフランジ部と、蓋部のフランジ部との間にシール部材を設け、ボルトで締結している状態を示す一部縦断面拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明に係る圧力タンクの一実施形態を、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明において、上下左右の方向を示す場合は、図示正面から見た場合の上下左右をいうものとする。
【0016】
図１に示すように、圧力タンク１は、例えば、リン酸等の液体を冷却する熱交換器として使用されるものであって、圧力タンク本体２と、蓋部３と、熱交換部４と、シール部材５と、で主に構成されている。以下、各構成について詳しく説明することとする。
【0017】
＜圧力タンク本体の説明＞
圧力タンク本体２は、ＳＵＳ３０４の如きステンレス鋼製等で形成され、図１に示すように、上面２ａが開放され、下面２ｂが閉止されている内部に空洞を有する円筒状に形成されている。そして、この上面２ａには周方向に円形状のフランジ部２０が一体的に突出して設けられている。なお、このフランジ部２０には、所定間隔置きに、円形状のボルト挿通孔２０ａが、上下方向に貫通して設けられている。
圧力タンク本体２は、ＳＵＳ３０４の如きステンレス鋼製等で形成され、図１に示すように、上面２ａが開放され、下面２ｂが閉止されている内部に空洞を有する円筒状に形成されている。そして、この上面２ａには周方向に円形状のフランジ部２０が一体的に突出して設けられている。なお、このフランジ部２０には、所定間隔置きに、円形状のボルト挿通孔２０ａが、上下方向に貫通して設けられている。
【0018】
一方、図１に示すように、圧力タンク本体２の外周面２ｃ右側には、冷却対象であるリン酸等の液体を圧力タンク本体２内に流入させる入口ヘッダ２１が設けられている。そして、圧力タンク本体２の下面２ｂには、冷却された液体を圧力タンク本体２外に排出させる出口ヘッダ２２が設けられている。なお、図２に示すように、圧力タンク本体２の内周面２ｄ（フランジ部２０の内周面も含む）には、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）の如き熱可塑性フッ素樹脂にて厚みＨ３（例えば、２～３ｍｍ）程度のライニングＬ１が施されている。
【0019】
＜蓋部の説明＞
蓋部３は、圧力タンク本体２の上面２ａを閉止することができるもので、ＳＵＳ３０４の如きステンレス鋼製等で形成され、図１に示すように、厚板円形状に形成されている。この蓋部３の上面３ａには、周方向に円形状のフランジ部３０が一体的に突出して設けられている。なお、このフランジ部３０には、所定間隔置きに、円形状のボルト挿通孔３０ａが、上下方向に貫通して設けられている。
蓋部３は、圧力タンク本体２の上面２ａを閉止することができるもので、ＳＵＳ３０４の如きステンレス鋼製等で形成され、図１に示すように、厚板円形状に形成されている。この蓋部３の上面３ａには、周方向に円形状のフランジ部３０が一体的に突出して設けられている。なお、このフランジ部３０には、所定間隔置きに、円形状のボルト挿通孔３０ａが、上下方向に貫通して設けられている。
【0020】
一方、図１に示すように、蓋部３の上面３ａ左側には、冷却水等の熱媒体を、熱交換部４内に流入させる一対の入口ヘッダ３１が設けられており、蓋部３の上面３ａ右側には、熱交換部４内に流入させた冷却水等の熱媒体を外部に排出する出口ヘッダ３２が設けられている。なお、蓋部３の上面３ａ中央部には、エアー抜き３３が設けられている。また、図２に示すように、蓋部３の内周面３ｃ（フランジ部３０の内周面も含む）には、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）の如き熱可塑性フッ素樹脂にて厚みＨ３（例えば、２～３ｍｍ）程度のライニングＬ１が施されている。
【0021】
＜熱交換部の説明＞
熱交換部４は、図１に示すように、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシエチレン）の如き熱可塑性フッ素樹脂等で管状に形成されている多数本の伝熱チューブ４０と、多数本の伝熱チューブ４０が取り付けられている略縦長矩形状からなる取付板４１と、その取付板４１に取り付けられている逆Ｔ字状の吊具４２と、で構成されている。そして、この吊具４２は、図１に示すように、蓋部３の下面３ｂに取り付け固定されている。これにより、圧力タンク本体２の上面２ａを蓋部３にて閉止した際、熱交換部４は、圧力タンク本体２内に収納されることとなる。なお、蓋部３の入口ヘッダ３１及び出口ヘッダ３２内には、各伝熱チューブ４０の両端が各々連通接続されている。
熱交換部４は、図１に示すように、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシエチレン）の如き熱可塑性フッ素樹脂等で管状に形成されている多数本の伝熱チューブ４０と、多数本の伝熱チューブ４０が取り付けられている略縦長矩形状からなる取付板４１と、その取付板４１に取り付けられている逆Ｔ字状の吊具４２と、で構成されている。そして、この吊具４２は、図１に示すように、蓋部３の下面３ｂに取り付け固定されている。これにより、圧力タンク本体２の上面２ａを蓋部３にて閉止した際、熱交換部４は、圧力タンク本体２内に収納されることとなる。なお、蓋部３の入口ヘッダ３１及び出口ヘッダ３２内には、各伝熱チューブ４０の両端が各々連通接続されている。
【0022】
＜シール部材の説明＞
シール部材５は、図２に示すように、圧力タンク本体２のフランジ部２０と、蓋部３のフランジ部３０との間に設けられ、内容物の漏れを防止するシールの役割を担うものである。より詳しく説明すると、このようなシール部材５は、図１及び図２に示すように、扁平状に形成されたリング状の第１シール部材５０と、円柱状に形成された管状の第２シール部材５１と、で構成されている。この第１シール部材５０は、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）の如き熱可塑性フッ素樹脂等にて形成され、図２に示すように、厚みＨ１（例えば、２ｍｍ）程度に形成されており、バックアップリングとしての役割を担うものである。そして、このように形成された第１シール部材５０は、図１に示すように、周方向に沿って、所定間隔置きに、円形状のボルト挿通孔５０ａが、図２に示すように、上下方向に貫通して設けられている。
シール部材５は、図２に示すように、圧力タンク本体２のフランジ部２０と、蓋部３のフランジ部３０との間に設けられ、内容物の漏れを防止するシールの役割を担うものである。より詳しく説明すると、このようなシール部材５は、図１及び図２に示すように、扁平状に形成されたリング状の第１シール部材５０と、円柱状に形成された管状の第２シール部材５１と、で構成されている。この第１シール部材５０は、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）の如き熱可塑性フッ素樹脂等にて形成され、図２に示すように、厚みＨ１（例えば、２ｍｍ）程度に形成されており、バックアップリングとしての役割を担うものである。そして、このように形成された第１シール部材５０は、図１に示すように、周方向に沿って、所定間隔置きに、円形状のボルト挿通孔５０ａが、図２に示すように、上下方向に貫通して設けられている。
【0023】
一方、第２シール部材５１は、例えば、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシエチレン）の如き熱可塑性フッ素樹脂等にて形成され、図２に示すように、直径Ｈ２（例えば、３ｍｍ）程度に形成され、厚みＨ１よりも径大に形成されている。さらに、直径Ｈ２は、厚みＨ１よりも径大の部分（Ｈ２－Ｈ１）が、厚みＨ３以下となるように形成されている。しかして、このように形成された第２シール部材５１は、ガスケットとしての役割を担うものであり、図１及び図２に示すように、第１シール部材５０の左端面５０ｂに溶接等によって複数の第２シール部材５１が固着されている。これにより、第１シール部材５０と第２シール部材５１とは、一体的に形成されることとなる。なお、複数の第２シール部材５１は、図１及び図２に示すように、並設され、互いに溶接等によって固着されている。
【0024】
かくして、このように構成されるシール部材５は、図２に示すように、圧力タンク本体２のフランジ部２０と、蓋部３のフランジ部３０との間に設けられることとなる。そして、フランジ部２０のボルト挿通孔２０ａ、及び、フランジ部３０のボルト挿通孔３０ａ、並びに、第１シール部材５０のボルト挿通孔５０ａ内にボルトＢが挿通され、ボルトＢの先端部ＢａにナットＮが螺合されることにより、圧力タンク本体２の上面２ａ（図１参照）が蓋部３にて閉止されることとなる。これにより、圧力タンク１は、密閉されることとなる。
【0025】
ところで、この際、シール部材５を、扁平状に形成されたリング状の第１シール部材５０のみで全て形成した場合、シール部材５が圧力タンク本体２のフランジ部２０と、蓋部３のフランジ部３０との内周面全面に亘って接触することとなる。これにより、接触面積が大きすぎて、面圧が下がることとなり、もって、圧力タンク本体２のフランジ部２０と、蓋部３のフランジ部３０との間のシール効果が弱まり、フランジ部２０及び／又はフランジ部３０に溶接ひずみ等が発生、或いは、ライニングＬ１の接着ボンド層の厚みムラ等が発生している場合、フランジ部２０のボルト挿通孔２０ａ、及び、フランジ部３０のボルト挿通孔３０ａ、並びに、第１シール部材５０のボルト挿通孔５０ａ内にボルトＢを挿通し、ボルトＢの先端部ＢａにナットＮを螺合したとしても、僅かな隙間が形成されるなど、圧力タンク１を密閉することができない可能性があるといった問題があった。
【0026】
そこで、本実施形態においては、シール部材５として、第１シール部材５０とは別に第２シール部材５１を設け、第２シール部材５１を円柱状に形成することにより、圧力タンク本体２のフランジ部２０と、蓋部３のフランジ部３０との内周面に線接触するようにしている。これにより、接触面積を削減することができ、もって、面圧を上げることができる。それゆえ、第２シール部材５１にて、圧力タンク本体２のフランジ部２０と、蓋部３のフランジ部３０との間がしっかりとシールされることとなるから、フランジ部２０及び／又はフランジ部３０に溶接ひずみ等が発生していたとしても、圧力タンク１を密閉することができる。
【0027】
また、第１シール部材５０を設けていることにより、フランジ部２０のボルト挿通孔２０ａ、及び、フランジ部３０のボルト挿通孔３０ａ、並びに、第１シール部材５０のボルト挿通孔５０ａ内にボルトＢを挿通し、ボルトＢの先端部ＢａにナットＮを螺合する際、第１シール部材５０がバックアップリングの役割を果たし、もって、フランジ部２０及び／又はフランジ部３０に曲げモーメントが掛からないようにすることができる。これにより、圧力タンク１の密閉性を保持することができる。
【0028】
さらには、第２シール部材５１の直径Ｈ２は、第１シール部材５０の厚みＨ１よりも径大に形成され、厚みＨ１よりも径大の部分（Ｈ２－Ｈ１）が、厚みＨ３以下となるように形成されている。これにより、第２シール部材５１が、食い込み過ぎてフランジ部２０及び／又はフランジ部３０に孔を空ける等の事態が発生しない程度にライニングＬ１にしっかりと食い込むこととなり、もって、第２シール部材５１にて、圧力タンク本体２のフランジ部２０と、蓋部３のフランジ部３０との間をよりしっかりとシールすることができる。それゆえ、圧力タンク１をより密閉することができる。
【0029】
しかして、以上説明した本実施形態によれば、圧力タンクを密閉することができる。
【0030】
なお、本実施形態において示した形状等はあくまで一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、本実施形態においては、圧力タンク１として、リン酸等の液体を冷却する熱交換器として使用する例を示したが、それに限らず、どのような圧力タンクにも適用可能である。
【0031】
また、本実施形態においては、第２シール部材５１を複数設ける例を示したが、それに限らず、単数で良ければ単数でも良い。
【0032】
また、本実施形態においては、第１シール部材５０をリング状に形成する例を示したが、それに限らず、第２シール部材５１がシールとしての役割を果たすことから、第１シール部材５０を複数に分割した（間欠した）形状にしても良い。
【0033】
また、本実施形態においては、蓋部３にフランジ部３０を設ける例を示したが、それに限らず、フランジ部３０を設けていない平板状の蓋部にも適用可能である。
【符号の説明】
【0034】
１ 圧力タンク
２ 圧力タンク本体
２０ フランジ部
３ 蓋部
３０ フランジ部
５ シール部材
５０ 第１シール部材
５１ 第２シール部材
Ｌ１ ライニング（樹脂ライニング）
Ｈ１ （第１シール部材の）厚み
Ｈ２ 直径（径）
Ｈ３ （ライニングの）厚み
２ 圧力タンク本体
２０ フランジ部
３ 蓋部
３０ フランジ部
５ シール部材
５０ 第１シール部材
５１ 第２シール部材
Ｌ１ ライニング（樹脂ライニング）
Ｈ１ （第１シール部材の）厚み
Ｈ２ 直径（径）
Ｈ３ （ライニングの）厚み
【図1】
【図2】