説明

封止装置

螺旋状に巻かれた帯状片(300)は中央部において、より厚く、かつ両側部において湾曲している。短い平坦部(306)は、互いに集合する2つの表面によって、各側部に形成される。軟質シーラント材料(316)が平坦部(306)の上に伸びている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は封止装置、封止装置を形成する方法、および封止を行う方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1〜5には、螺旋状に巻かれた一定の厚さの金属製帯状片と、その螺旋状の金属製帯状片の間に配置されたシーラント材料とを備える種々のタイプのガスケットが開示されている。金属製帯状片は、ガスケットを締め付ける部分に対して垂直に伸びている端部領域を含み、ガスケットはそれの間で封止を行うように構成されている。特許文献6には、金属製帯状片が、封止される領域にわたってジグザグになっている同様のタイプのガスケットが開示されている。
【0003】
PCT/JP/03796および特許文献7には、Vセクションを有する螺旋状に巻かれた帯状片が開示されている。特許文献8にはトラフ(trough)セクションを有する帯状片が開示されている。特許文献9には、帯状片において、一方の面の中央部に凹面を有し、かつ他方の面に凸面を有する帯状片が開示されており、それらは互いに入れ子になっている。
【0004】
特許文献10には、螺旋状に巻かれたガスケットが開示されており、ガスケットの中央部は厚くなった部分を有し、かつ両側部において厚くなっている。
そのようなガスケットは、カンプロファイル(Kammprofile)シール(純鋼製のガスケットに、封止される面に対向して外向きに伸びるリッジが備えられている)として知られているものによって提供される封止よりも弱い圧力に関する封止を提供するのに有効である。そのようなガスケットは、例えば特許文献11〜13に示されている。
【0005】
しかし、螺旋状に巻かれたガスケットおよびカンプロファイルガスケットはいずれも、かなりの動きの量にわたって伸縮可能かつ封止を維持可能な、高圧および低圧封止装置のために使用されるガスケットを開示していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】国際公開第93/07407号
【特許文献2】米国特許出願公開第2007/0176373号明細書
【特許文献3】米国特許第6926285号明細書
【特許文献4】欧州特許第606281号明細書
【特許文献5】米国特許第5913522号明細書
【特許文献6】米国特許第5308090号明細書
【特許文献7】ロシア国特許第2179675号明細書
【特許文献8】独国特許出願公開第19747266号明細書
【特許文献9】英国特許第1298987号明細書
【特許文献10】英国特許第1527344号明細書
【特許文献11】国際公開第94/29620号
【特許文献12】米国特許出願公開第2004/0118510号明細書
【特許文献13】国際公開第2005/052414号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、少なくとも上記の欠点のうちの1つまたはその他の欠点を克服することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は特許請求の範囲および本明細書中に規定されている。任意の特徴を組み合わせることができる。
本発明の一態様によれば、封止装置は螺旋状に巻かれた帯状片を含み、その対向する側部は、使用時に、封止すべき対向する面の間に締め付けられるように配列され、その帯状片の内向きの表面から外向きに伸びている表面までの直線(その直線はそれらの表面の少なくとも一方に対して垂直である)の長さは、一方の側部領域から他方の側部領域にわたって変化する。
【0009】
直線の長さは、側部領域よりも中央領域において、より長い場合がある。
直線の長さが側部領域よりも中央領域において長い場合、側部領域は比較的低い圧力下で撓むことができ、より厚い中央領域は依然として比較的高い圧力下で撓むことができる。
【0010】
本発明の別の態様によれば、封止装置は螺旋状に巻かれた帯状片を含み、その対向する側部は、使用時に、封止すべき対向する面の間に締め付けられるように配列され、帯状片の各側部は、帯状片の第1および第2の表面によって画定され、その第1および第2の表面は側部に向かって外向きに伸びるにつれて互いに集合する。
【0011】
帯状片の外側部領域は、使用時に内部領域以上に撓むように配列されてもよい。
帯状片の内部領域は外側部領域よりも大きい厚みを有していてもよい。
装置は第1および第2の螺旋状に巻かれた帯状片を有しており、第1の帯状片の巻線は第2の帯状片の巻線に隣接するように配列され、一周分の巻線の少なくとも1つは、使用時に対向する面に締め付けられるように配列されてそれらの面を封止し、第1および第2の螺旋は異なる特性を有し得る。
【0012】
第1の表面は、帯状片の一方の側部から他方の側部まで伸びる直線に対して傾斜している。第2の表面は、帯状片の一方の側部から他方の側部まで伸びる直線に対して傾斜している。
【0013】
側部における第1および第2の表面の少なくとも一方の前記直線に対する包括的な角度は、80°以下、60°以下、50°以下、または20°以上、30°以上、40°以上、またはおよそ45°である。
【0014】
第1および第2の表面の少なくとも一方は湾曲していてもよい。
第1および第2の表面の少なくとも一方は真っ直ぐであってもよい。
第1の面は螺旋に対して内向きまたは外向きに伸び、第2の面は逆の方向に伸びていてもよい。
【0015】
湾曲の終端領域は各側部における第1の表面を画定し得る。
湾曲の各端部は第2の表面の内部領域を画定し得る。
帯状片の幅は一方の側部から他方の側部にかけて変化してもよく、帯状片は側部領域よりも中央領域において、より厚くてもよい。
【0016】
2つの面の間の最短直線は、帯状片の側部領域に沿って一定であってもよい。
2つの面の間の最短直線は、中央領域にわたって変化してもよい。
2つの面の間の最短直線の長さは、帯状片の中央部において最も長くてもよい。
【0017】
帯状片の幅または平均幅は帯状片の高さに対し、1:2以上、1:3以上、1:4以上、またはおよそ1:5である。
第1および第2の帯状片のいずれか一方は、第1および第2の帯状片の他方よりも、その奥行きの少なくとも一部分にわたって薄くてもよい。
【0018】
第1および第2の帯状片の少なくともいずれか一方の高さは、第1および第2の帯状片の他方よりも大きくてもよい。
本発明の別の態様によれば、封止装置を形成する方法は、帯状片を作製する工程と、帯状片を螺旋状に巻く工程とを含み、帯状片の対向する側部は、使用時に、封止すべき対向する面の間に締め付けられるように配列され、帯状片の各側部は、帯状片の第1および第2の表面によって画定され、その第1および第2の表面は側部に向かって外向きに伸びるにつれて互いに集合する。
【0019】
方法は、側部領域における屈曲よりも内部領域における屈曲に対して抵抗性であるように帯状片を作製する工程を有していてもよい。
本発明の別の態様によれば、螺旋状に巻かれた帯状片と、帯状片のそれぞれの側部の上を伸びている比較的軟質のシーラント材料(帯状片の各側部は、側部に向かって外向きに伸びるにつれて互いに集合した表面によって画定される)とを有する封止装置を用いて2つの面の間で封止を行う方法は、面の間で対向する側部を比較的軟質のシーラント材料とともに締め付けて封止効果を補助することを含み、そのシーラント材料は面と帯状片の側部との間に捕捉されている。
【0020】
方法は、封止を行う際に、帯状片の中央領域よりも外側部領域において、帯状片のより大きな撓みを生じさせることを含んでもよい。
方法は、第1および第2の螺旋状に巻かれた帯状片を互いに隣接するように巻く工程を含んでもよく、その第1および第2の帯状片の少なくとも一方は、締め付け力に対し、第1および第2の帯状片の他方とは異なる抵抗性を提供してもよい。
【0021】
方法は、締め付け力が加えられる前に、第1および第2の帯状片の一方の高さが第1および第2の帯状片の他方よりも大きく、かつ、加えられる力が大きくなるにつれて高さが等しくなることを含んでいてもよい。
【0022】
本発明の更なる態様によれば、封止装置は螺旋状に巻かれた帯状片を含み、その対向する側部は、使用時に、封止すべき対向する面の間に締め付けられるように配列される。帯状片の内向きの表面および外向きの表面は湾曲しており、その湾曲部は内向きの表面上と外向きの表面上とで異なる形状を有していることを特徴とする。
【0023】
少なくとも一方、好ましくは両方の湾曲部は円弧を含み、両方が円弧である場合、各円弧の半径は異なっていてもよい。
本発明の別の態様によれば、封止装置は螺旋状に巻かれた帯状片を含み、その対向する側部は、使用時に、対向する面の間に締め付けられてそれらの面を封止するように配列され、帯状片の外側部領域は、使用時に、内部領域よりも大きく撓むように配列される。
【0024】
帯状片の各側部は、第1および第2の表面によって画定されてもよく、その第1および第2の表面は、各側部に向かって外向きに伸びるにつれて互いに集合するように配列される。
【0025】
帯状片の内部領域は外側部領域よりも大きい厚みを有していてもよい。
封止装置は、第1および第2の螺旋状に巻かれた帯状片を有していてもよく、第1の帯状片の巻線は第2の帯状片の巻線に隣接するように配列され、一周分の巻線の少なくとも1つは、使用時に、対向する面の間に締め付けられてそれらの面を封止するように配列され、第1および第2の螺旋は異なる特性を有する。
【0026】
本発明の更なる態様によれば、封止装置は螺旋状に巻かれた帯状片を含み、その螺旋の対向する側部は、使用時に、対向する面の間に締め付けられてそれらの面を封止するように配列され、内部領域は外側部領域よりも大きい厚みを有している。
【0027】
帯状片の各側部は第1および第2の表面によって画定されてもよく、その第1および第2の表面は、それぞれの各側部に集合するように配列される。
帯状片の外側部領域は、使用時に、内部領域よりも大きく撓むように配列されてもよい。
【0028】
封止装置は第1および第2の螺旋状に巻かれた帯状片を含んでいてもよく、第1の帯状片の巻線は第2の帯状片の巻線に隣接するように配列され、一周分の巻線の少なくとも1つは、使用時に、対向する面の間に締め付けられてそれらの面を封止するように配列され、第1および第2の螺旋は異なる特性を有する。
【0029】
本発明の別の態様によれば、封止装置は螺旋状に巻かれた帯状片を含み、その螺旋の対向する側部は、使用時に、封止すべき対向する面の間に締め付けられるように配列される。帯状片の各側部は、帯状片の第1および第2の表面によって画定され、その第1および第2の表面は側部に向かって外向きに伸びるにつれて互いに集合し、帯状片の内側の巻線および外側の巻線は互いに固定され、かつ、装置は帯状片の側部の上に配置された比較的軟質のシーラント材料を含む。
【0030】
封止すべき任意の対向する面の間に締め付けられる前に、シーラント材料が帯状片の一連の巻線上およびそれらの巻線の間の空間の上に伸びていてもよい。
帯状片はガイドリング内に放射状に配置され得る。
【0031】
さらに、内側ガイドリングが存在し得る。
封止装置は、第1および第2の螺旋状に巻かれた帯状片を含んでいてもよく、第1の帯状片の巻線は第2の帯状片の巻線に隣接するように配列され、一周分の巻線の少なくとも1つは、使用時に、対向する面の間に締め付けられてそれらの面を封止するように配列され、第1および第2の螺旋は異なる特性を有している。
【0032】
本発明の更なる態様によれば、封止装置は第1および第2の螺旋状に巻かれた帯状片を含み、第1の帯状片の巻線は第2の帯状片の巻線に隣接するように配列され、帯状片の少なくとも一方は、使用時に、対向する面の間に締め付けられてそれらの面を封止するように配列され、第1および第2の帯状片は異なる特性を有することを特徴とする。
【0033】
上記異なる特性は、第1および第2の帯状片の一方の奥行きが他方の帯状片よりも大きいことを含む。奥行きの大きい帯状片は、2つの面の間の封止効果が生じ始めるにつれて、最初に係合されるように配列され得る。奥行きの大きい帯状片は、2つの面の間の封止効果が生じるにつれて撓んでもよく、そのため、奥行きの大きい帯状片の幅が減少することになるが、面の間に十分な圧力が加えられた時、場合により第1および第2の帯状片の幅は同じであることが可能である。第1および第2の帯状片の幅が同じである時、最初は幅が小さかった帯状片の幅も、撓んだことにより幅が減少したものである場合がある。
【0034】
上記異なる特性は、第1および第2の帯状片の少なくとも一方が、第1および第2の帯状片の他方よりも、帯状片の奥行きの少なくとも一部にわたって小さい幅を有することを含む。
【0035】
帯状片の少なくとも一方は、帯状片の内部領域よりも外側部領域において、より大きく撓むように配列され得る。
少なくとも一方の帯状片の各側部は、第1および第2の表面によって画定され、その第1および第2の表面は、それぞれの各側部に向かって外向きに伸びるにつれて互いに集合し得る。
【0036】
少なくとも一方の帯状片の内部領域は、その帯状片の外側部領域よりも大きい厚みを有し得る。
帯状片は、螺旋に対して内向きまたは外向きのいずれかに伸びる第1の面と、逆の方向に伸びる第2の面とを含んでいてもよい。第1の面は一方の側部から他方の側部まで湾曲していてもよい。第2の面も湾曲していてもよい。第2の面の湾曲の両端部は帯状片の側部の手前で終端していてもよい。湾曲の少なくとも1つは、その範囲の少なくとも一部に沿って弓形であってもよい。第1および第2の面は、1つの共通の軸または(例えば帯状片の中央部の幅によって)互いに離れている軸を有する円弧を含んでいてもよい。第1の面は、第1の面の外側領域における円弧の半径よりも小さい半径の円弧を有する内部領域を含み得る。第1の面の内部領域の円弧は第2の面の円弧と同じ円弧であってもよい。各円弧の軸は、対向する側部に平行な、螺旋を通る中央線上に配置され得る。第1の面は凸面かつ第2の面は凹面であり得る。第1の面の端部領域は内部領域よりも大きい半径を有し得る。
【0037】
帯状片の幅は、一方の側部から他方の側部にかけて変化し得る。帯状片は、側部領域よりも中央領域において、より厚くてもよい。帯状片の2つの面の間の最短直線は、帯状片の側部領域に沿って一定であり得る。2つの面の間の最短直線は、中央領域にわたって変化し得る。2つの面の間の最短直線の長さは、帯状片の中央部において最大であり得る。
【0038】
帯状片の幅または平均幅は帯状片の高さに対し、1:2以上、1:3以上、1:4以上、またはおよそ1:5である。
本発明はまた、本明細書で封止装置について言及する時、封止装置を形成する方法を含む。
【0039】
本発明はまた、本明細書で封止装置について言及する時、2つの面の間で封止を行う方法も含む。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】従来の螺旋状に巻かれたガスケットおよびガイドリングの一部の平面図。
【図2】図1の2−2線に沿って見た図1の断面図。
【図3】螺旋に使用可能な第1の代替金属製帯状片の断面図。
【図4】螺旋に使用される第2の代替金属製帯状片の断面図。
【図5】第3の代替金属製帯状片の断面図。
【図6】図4に示されるガスケットの断面図であり、ガスケット材料の適用を示している。
【図7】図4に示されるガスケットの断面図であり、ガスケット材料の適用を示している。
【図8】隣接する巻線の間でガスケット材料を使用しない場合の、図6および7と同様の図。
【図9】隣接する巻線の間でガスケット材料を使用しない場合の、図6および7と同様の図。
【図10】図6〜9と同様の図。
【図11】図6〜9と同様の図。
【発明を実施するための形態】
【0041】
本発明は様々な方法で実施可能であるが、添付の図面を参照しながら、いくつかの実施形態を例示の目的で以下に説明する。
図1および2において、金属10の複数の一周分の巻線は螺旋状に巻かれている。内側の一周分の巻線12および外側の一周分の巻線14は、スポット溶接により、隣接する一周分の巻線に固定されている。比較的軟質のガスケット材料16の複数の一周分の巻線は、巻き付け時に金属製の一周分の巻線と交互に配置される。
【0042】
金属10は、中央部の「V」形断面輪郭18と、各Vの上部から伸びるアーム20とを有している。金属10の半径方向外側の縁部22は、保持またはガイドリング26に圧入または機械加工された凹部24にはめ込まれるV状断面輪郭を有することができる。
【0043】
使用時に、ガイドリング26は、フランジ管接合部のボルト穴の中心にガスケットを配置するために、周知の方法で使用される(図示せず)。ボルトはガイドリングの開口またはガイドリングおよび封止すべき2つの管のフランジの外側に通される。続いて、これらのボルトは固く締められる。この締め付けは螺旋の前面および後面に圧力を付与し、管のフランジがガイドリング26の表面上に乗るまでV形断面輪郭18を変形させる。管が伸縮してガイドリング26上の圧力が軽減される場合、圧縮されたV形断面輪郭18の弾性は螺旋を管のフランジに接触させるように作用する。
【0044】
このようなガスケットには、いくつかの欠点がある。
1つの欠点は、アーム20がフランジからの力を伝達してV形断面輪郭18を圧縮させるのを確実にすることにある。その結果、アームの距離が無駄な空間を占め、ガスケットの一方の側部から他方の側部までの距離がより広くなる。
【0045】
別の欠点は、アーム20とV形断面輪郭18との間の接合部が疲労応力にさらされるか、またはVが撓むことにある。さらに、Vの基部も疲労応力にさらされる。
ここで、図3における本発明の第1の実施形態を参照すると、図1および2の代替の金属断面輪郭帯状片100が示されている。使用時に、帯状片は螺旋状に巻かれる。任意選択で、軟質ガスケット材料の巻線を金属の間に巻いてもよい。代替としてまたは追加で、金属を巻いた後に軟質ガスケット材料を適用してもよい。外側および内側の金属巻線は、図1および2に関して説明したように、スポット溶接されてもよい。前述のように、ガイドリングはガスケットを所定の位置に保持し、ガスケットは対向する管のフランジの間に締め付けられる。
【0046】
しかしながら、図3の実施形態において、軟質ガスケットの巻線が所定の位置に配置される時、それらは隣接する巻線の対向する側部102の間に伸びることができる。帯状片の各側部は、外側方向に集合する表面104を含み、表面104はガスケットを横切る範囲内で45°に伸びるとともに、締め付けるべき面に対向する点または小さな平坦部106で接している。軟質ガスケット材料は、隣接する巻線の面104の間の空間を埋めてもよい。さらに、軟質ガスケット材料はそれぞれの小さな平坦部106の上を越えて伸びており、封止すべきフランジと平坦部106との間に配置されてもよい。
【0047】
封止を行う時、小さな平坦部106とフランジとの間の材料は、ガスケットの封止特性をさらに高めることのできる大きな力にさらされる。
側部102は2.26mm(0.089インチ)の長さであり、面104はそれぞれ、上部へさらに0.5mm(0.02インチ)、底部へさらに0.5mm(0.02インチ)伸びている。平坦部106は、斜めの側面104どうしが接するであろう点から0.05mm(0.002インチ)のところに形成される。帯状片100の幅は1mm(0.04インチ)であるが、1.5または2.3mm(0.06または0.09インチ)幅でもよい。軟質ガスケットは、荷重のない状態では先端からフランジまで、典型的には各側部上で0.5〜0.8mm(0.02〜0.03インチ)突出する。
【0048】
図4および5を参照すると、応力を受けていない状態の湾曲した断面輪郭200または300の3つの隣接する巻線が示されている。内側および外側の巻線は、上述のように互いに溶接されている。
【0049】
断面輪郭200は1.5〜2.3mm(0.06〜0.09インチ)厚さであり得る。上部から底部までの断面輪郭200は4.44mm(0.175インチ)であり得る。断面輪郭の上部および底部は、封止すべき管のフランジに平行な平坦部206を備えるように形成される。断面輪郭200の曲率の内側半径は1.8mm(0.07インチ)であり、外側半径は2.5mm(0.1インチ)であり、円弧は90°にわたって伸びている。平坦部206は0.13mm(0.005インチ)であり得る。
【0050】
帯状片の表面204は、一方の側部において、先端から離れて45°の角度で伸び、外側の湾曲は他方の側部において先端206から離れて、同様に約45°で伸びている。
図5の断面輪郭と図4のそれとの間には、寸法に違いがある。断面輪郭300の内側半径308は1.6mm(0.062インチ)であり、上部および底部の外側半径310は2.5mm(0.1インチ)である。しかしながら、半径310は各側部から0.36mm(0.014インチ)の奥行きまで伸びているにすぎない。残りの2.72mm(0.107インチ)については、外側半径312は内側半径と同じ、つまり1.6mm(0.062インチ)であり、外側半径の軸中心は内側の軸のそれよりも帯状片の幅の分だけ移動している。代替の実施形態において、半径310は、真っ直ぐなセクションに置き換えられ、セクション310の対向する内側部分(その部分は互いに平行な面を有し得る)であり得る。したがって、図5に示されるように、断面輪郭300の巻線は中央部において厚く、相互にぴったり適合する。厚い中央部は締め付けおよび封止中に撓んでもよいし、撓まなくてもよい。薄い外側領域は、少なくとも低圧下での締め付け中に、全部とは言わないまでもほとんどの撓みを生じさせる蓋然性が高い。
【0051】
任意の帯状片は押出成形され、ステンレス鋼(304または316ステンレス鋼であり得る)、または他の様々な金属合金あるいはプラスチックから形成され得る。
軟質ガスケット材料216,316は、任意選択で金属の間に巻いてもよい。代替としてまたは追加で、金属を巻いた後に軟質ガスケット材料216,316を適用してもよい。前述のように、内側または外側ガイドリングもしくはそれらの両方はガスケットを所定の位置に保持し、ガスケットは対向する管のフランジの間に締め付けられる。図6〜11は、ガスケットの各側部の上に横たわる軟質ガスケット材料216の適用を示す図であり、図7にあるように、軟質ガスケット材料216はその後、断面輪郭の隣接する先端どうしの間の空間を埋めるように押し下げられる。図6、7、および図10には、断面輪郭とともに巻かれた任意の封止材料216Aを有する巻線も示されている。材料216は材料216Aとは異なっていてもよい。材料216と216Aとは、図7に示されるように材料216が押し下げられた時に接触してもよい。
【0052】
図8、9および11は、隣接する巻線の間でガスケット材料を使用せず、すべての隣接する巻線200が互いに接触している場合の、図6および7と同様の図である。
図6と7、図8と9、ならびに図10と11は、ガスケット材料について同じ種類を用いて、断面輪郭200または200Aあるいは200Bに代わる断面輪郭300とともに示されることもできる。
【0053】
図4および6〜11は、一方の側部から他方の側部までの厚さが等しい断面輪郭を示している。図示されていない代替の実施形態において、その厚さは変化してもよく、断面輪郭は中央部において最も厚くてもよく、図5に示されるように成形されてもよい。
【0054】
代替の実施形態において(図示せず)、ガスケットは異なる寸法または特性を有する断面輪郭の二重巻線から形成されてもよい。例えば、特定の厚さの断面輪郭は、それよりも厚いまたは薄い断面輪郭に隣接していてもよい。代替としてまたは追加で、断面輪郭は図10および11に示されるような異なる高さを有していてもよい。
【0055】
図10および11には、交互に挿入された第1および第2の断面輪郭200Aおよび200Bが示されており、断面輪郭200Aは断面輪郭200Bよりも大きい高さを有している。各断面輪郭は、相互に隣接するとともに相互に重なり合って共通の軸の周囲に巻かれている。各曲率は同じであってもなくてもよい。図10および11では、各曲率は同じものとして示されている。高さの大きい断面輪郭200Aの厚さは、断面輪郭200Bの厚さより薄くても厚くてもよい。断面輪郭200Aは、小さい荷重で良好な封止効果を生じ得る。大きい荷重では、断面輪郭200Aの高さは、断面輪郭200Bの高さに対して相対的に減少し、大きい荷重では両方の断面輪郭の高さは同じになり得る。
【0056】
図8〜11に示される断面輪郭は、断面輪郭200と同じであるものとして説明されている。代替として、断面輪郭は内部領域の湾曲部220と、上部および底部に伸びる真っ直ぐなアーム222とで示されることができる。
【0057】
図4および6〜11の各図において、隣接する断面輪郭の巻線は互いに入れ子になることができない。この点に関し、例えば図8に示されるように、隣接する巻線は中央領域に隙間218を含む。この隙間218は、共通の軸を有する断面輪郭の凹状円弧および凸状円弧に起因しており、そのため凹状円弧が凸の半径よりも小さい半径を有することになる。湾曲したセクションの各側部から開始する真っ直ぐなセクションは、封止すべき面に対して傾斜している。したがって、凸状円弧の長さは凹状円弧の長さよりも大きい。さらに、大きい半径の凸状円弧は、隣接する小さい凹状円弧内に入れ子状に収まることができない。
【0058】
軟質ガスケット材料216,316は、任意の実施形態において、各側部の隣接する巻線の間の空間を埋めることができ、荷重のない状態では、各側部において各平坦部206から典型的には0.5〜0.8mm(0.02〜0.03インチ)上までの空間を伸びることができる。
【0059】
軟質ガスケット材料は、任意の実施形態において、ガスケットのすべての巻線の間またはいくつかだけの間に配置され得る。また、ガスケットの内側および外側の端部巻線から離れた1つの一周分の巻線の周囲だけに配置されてもよい。巻線の間の封止材料は、巻線の上に伸びている材料と同一でもよく、または異なる材料であってもよく、あるいは種々の材料、例えば外側の螺旋の領域における材料と比較した時、内側の領域とは異なる材料、あるいは一方または両方の側部に向かう領域と比較して、螺旋の内側の奥行きとは異なる材料であってもよい。代替としてまたは追加で、内側部分や内側の半分などの一部分は1つの材料であり、かつ外側部分などの別の一部分は別の異なる材料であり得る。代替としてまたは追加で、対向する螺旋の間の1つの材料は、異なる内側材料と外側材料との間に挟み込まれてもよい。
【0060】
本発明のためのシーラント材料を含む適切な軟質ガスケット材料は、当業者にカンプロファイルとしても螺旋状に巻かれたガスケットとしても知られている材料である。適切なシーラント材料は、PTFEなどのフルオロカーボンポリマー、アスベスト、ノンアスベスト、剥離された黒鉛、バーミキュライトや雲母などの剥離された鉱物、セラミックス、またはそれらの混合物を含む。
【0061】
好ましい材料は剥離されたバーミキュライトであり、特に化学的に剥離されたバーミキュライト(CEV)をベースとした調合物である。
本発明のシーラント材料は、圧縮可能な帯状片、テープ、またはシートに形成するために必要とされ得る他の有機または無機物質、例えば繊維、結合剤、セメント等をさらに含んでいてもよい。
【0062】
好ましくは、シーラント材料は、シーラント材料の少なくとも25%(w/w)の割合のCEV成分を含み、上記CEV成分は少なくとも部分的に乾燥CEVに由来するものである。
【0063】
好ましくは、シーラント材料は、シーラント材料の耐水性を高めるための耐加水分解性ポリマーをさらに含み、上記ポリマーの割合はシーラント材料の20%(w/w)以下である。
【0064】
好ましくは、シーラント材料はプレート状の充填材料、好ましくは粉砕された充填材料をさらに含む。
好ましくは、CEVの割合はシーラント材料の少なくとも30%(w/w)であり、より好ましくはシーラント材料の少なくとも35%(w/w)である。
【0065】
典型的には、CEVの量はシーラント材料の25〜80%(w/w)の範囲内にあり、より典型的にはシーラント材料の30〜75%(w/w)の範囲内にあり、最も典型的にはシーラント材料の35〜75%(w/w)の範囲内にある。
【0066】
好ましくは、上記ポリマーの割合はシーラント材料の15%(w/w)未満であり、より好ましくは10%(w/w)未満である。特に好ましいポリマーの量はシーラント材料の7.5%(w/w)未満、より一層好ましいポリマーの量は0〜7.5%(w/w)の範囲である。0%のポリマーの選択も、特に高温での用途またはポリマー分解が悪影響を及ぼす燃料電池などの用途において有益である。
【0067】
好ましくは、本発明の化学的に剥離されたバーミキュライト成分は十分に乾燥したCEVを含み、実質的な皮張りが生じる前に乾燥させることのできる水分含量の低下した内容物を、湿ったシーラント層生地に提供する。
【0068】
耐加水分解性ポリマーという用語は、ケイ素や炭素をベースとした弾性ポリマーのような任意の適切なエラストマーを含む。本発明とともに使用するための適切なポリマーには下記のものが挙げられる。
【0069】
ニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴム、ブチルゴム、シロキサン(特に、ジアルキルシロキサンのようなオルガノシロキサン)、およびエチレンプロピルジエンモノマー。ジエン系のポリマーが柔軟かつ耐加水分解性であるため好ましい。
【0070】
好ましくは、本発明の任意の態様に従って、CEVは熱的に剥離されたバーミキュライト(TEV)などの適切なプレート状の充填剤と混合される。好ましくは、充填剤は粉砕されている。好ましくは、充填剤はシーラント材料の75%(w/w)未満であり、より好ましくは70%(w/w)未満であり、最も好ましくはシーラント材料の65%(w/w)未満である。多くの場合、層中のTEV含量は55%(w/w)未満である。
【0071】
好ましくは、乾燥させたシーラント材料中の非乾燥由来のCEV:乾燥CEVの相対的な割合は0.01:1〜20:1であり、より好ましくは0.05:1〜10:1であり、最も好ましくは0.1:1〜4:1である。
【0072】
CEVはガス剥離バーミキュライト(例えばTEV)に比べ比較的高価な材料であるため、本発明によるガスケットにおいて、シーラント層はさらにガス剥離バーミキュライトの粒子を含んでいてもよい。例えば、材料はCEVに結合させたガス剥離バーミキュライトの粒子を含んでいてもよい。使用される材料は粉砕されるか、そうでなければ粒径50μm未満まで粒径を低下させる。しかし、好ましくは、少なくともかなりの割合の粒径は50μmよりも大きく、好ましくは50〜300μm、より好ましくは50〜250μm、最も好ましくは50〜200μmである。シーラント材料への他の可能な添加剤には、タルク、雲母、および剥離されていないバーミキュライトが挙げられる。
【0073】
乾燥CEVとは、20%(w/w)未満、より好ましくは10%(w/w)未満、最も好ましくは5%(w/w)未満の水分含量を有するCEVを意味する。好ましくは、乾燥CEVは適切な乾燥技術によって調製される。適切な乾燥技術には下記のものが挙げられる。
【0074】
ケーキ乾燥および粉砕、フィルム乾燥および粉砕、回転式熱風乾燥、噴霧乾燥、凍結乾燥、空気圧乾燥、部分的に乾燥させた固体の流動床乾燥、および真空棚式乾燥を含む真空方法。
【0075】
本明細書において、剥離されたバーミキュライトとは、ガスまたは化学反応を利用して膨張させたバーミキュライト鉱物を意味する。ガスは熱的に生成されてもよく、その場合の生産物は「熱的に剥離されたバーミキュライト」(TEV)と呼ばれる。形成されるTEV粒は、原料の化学組成として(水分の損失を除き)ほぼ理想的な組成を有している。ガス剥離バーミキュライトは、原料バーミキュライトを過酸化水素などの液体化学物質で処理することによっても形成され得る。過酸化水素はケイ酸塩シートの間を貫通し、その後、酸素などの剥離をもたらすガスを放出する。
【0076】
CEVは、バーミキュライト鉱石を処理して水中で膨潤させることにより形成された剥離バーミキュライトの異なる形態である。鉱石を塩溶液で処理すると、鉱石とのイオン交換が生じる。その後、水で洗浄すると膨潤が起こる。次に、膨潤した材料を高せん断にかけて非常に微細な(直径50μm以下の)バーミキュライト粒子の水中懸濁液を形成する。これらの粒子は原鉱石とは異なる化学組成を有する。CEVは通常、この方法で形成された湿った分散物として使用される。乾燥CEVはその分散物をさらに乾燥させることにより得られる。
【0077】
図4および5のガスケットが配置された時、それらの湾曲した断面輪郭は、管のフランジが互いに押し付けられるにつれて曲がり、点または平坦部206または306は軟質ガスケット材料にかなりの圧力を与える。
【0078】
ガスケットのフランジは、それぞれのガスケットのガイドリング上に置かれてもよいし、置かれなくてもよい。
封止すべき面に対する平坦部につながる側面の角度が少し変化するであろうにもかかわらず、湾曲した断面輪郭の撓みは、点または平坦部206または306が小さい領域において依然として点状に圧力を維持し続けることを確実にする。
【0079】
本出願に関連して、本明細書と同時にまたはそれよりも前に提出されたすべての論文および文献、および本明細書とともに公衆の閲覧に付されるすべての論文および文献に注意が向けられており、それらすべての論文および文献の内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【0080】
本明細書に開示された特徴のすべて(添付の特許請求の範囲、要約書および図面を含む)、および/または同様に開示された方法またはプロセスの工程のすべては、そのような特徴および/または工程の少なくともいくつかが相互に矛盾するような組合せを除き、任意の組合せで組み合わせることができる。
【0081】
本明細書に開示されたそれぞれの特徴(添付の特許請求の範囲、要約書および図面を含む)は、明確に記載されない限り、同一の、同等の、あるいは類似の目的を果たす代替の特徴に置換可能である。したがって、明確に記載されない限り、開示されたそれぞれの特徴は、同等のまたは類似の特徴の包括的な系列の一例に過ぎない。
【0082】
本発明は、前述の実施形態の詳細に限定されるものではない。本発明は、本明細書(添付の特許請求の範囲、要約書および図面を含む)に開示された特徴のうちの新規な1つまたは新規な組合せに及び、あるいは同様に開示された方法またはプロセスの工程のうちの新規な1つまたは新規な組合せに及ぶ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
螺旋状に巻かれた帯状片を含む封止装置であって、前記帯状片の対向する側部は、使用時に、封止すべき対向する面の間に締め付けられるように配列され、前記帯状片の内向きの表面から外向きに伸びる表面までの直線であって、前記表面の少なくとも一方に対して垂直な直線の長さは、一方の側部領域から他方の側部領域にわたって変化し、かつ、前記直線の長さは前記側部領域よりも中央領域において長い封止装置。
【請求項2】
前記直線の長さは、帯状片の中央部において最も長い請求項1に記載の装置。
【請求項3】
各側部領域に至るまで、ガスケットの中央部からの距離が増加するにつれて前記直線の長さが短くなる請求項2に記載の装置。
【請求項4】
前記直線の長さは、各側部領域にわたって一定である請求項1〜3のいずれか一項に記載の装置。
【請求項5】
帯状片の中央部を除くすべての位置において、前記直線は封止装置の一方の側部によって画定される平面に対して斜めに伸び、かつ、帯状片の中央部において、前記直線は前記平面と平行になる請求項1〜4のいずれか一項に記載の装置。
【請求項6】
少なくとも一方の面は、一方の側部から他方の側部まで湾曲している請求項1〜5のいずれか一項に記載の装置。
【請求項7】
両方の面は湾曲している請求項6に記載の装置。
【請求項8】
一方の面の湾曲の端部は、帯状片の側部の手前で終端している請求項7に記載の装置。
【請求項9】
湾曲の少なくとも一方は、その範囲の少なくとも一部に沿って弓形である請求項6〜8のいずれか一項に記載の装置。
【請求項10】
両方の面は円弧を含む請求項9に記載の装置。
【請求項11】
前記円弧は共通の軸から伸びている請求項10に記載の装置。
【請求項12】
前記円弧は互いに離れた軸から伸びている請求項10または11に記載の装置。
【請求項13】
前記円弧は帯状片の中央部の幅によって互いに離れている請求項12に記載の装置。
【請求項14】
一方の面は中央領域を含み、前記中央領域はその面の外側領域の円弧の半径よりも小さい半径の円弧を有する請求項10〜13のいずれか一項に記載の装置。
【請求項15】
一方の面の内部領域の円弧は他方の面の円弧と同じ円弧である請求項10〜16のいずれか一項に記載の装置。
【請求項16】
各円弧の軸は、対向する側部に平行な、螺旋を通る中央線上に配置される請求項10〜15のいずれか一項に記載の装置。
【請求項17】
一方の面は凸面であり、かつ他方の面は凹面である請求項10〜16のいずれか一項に記載の装置。
【請求項18】
一方の面の端部領域は内部領域よりも大きい半径を有する請求項10〜17のいずれか一項に記載の装置。
【請求項19】
帯状片は対向する側部を含み、各側部は帯状片の第1および第2の表面によって画定され、前記第1および第2の表面は前記側部に向かって外向きに伸びるにつれて互いに集合する請求項1〜18のいずれか一項に記載の装置。
【請求項20】
少なくとも第1および第2の交互に巻かれた帯状片を含み、第1の帯状片は第2の帯状片に隣接するとともに第1の帯状片は第2の帯状片とは異なる特性を有する請求項1〜19のいずれか一項に記載の装置。
【請求項21】
隣接する端部巻線の間に伸びている比較的軟質のシーラント材料を有する請求項1〜20のいずれか一項に記載の装置。
【請求項22】
帯状片の各側部の上に伸びている比較的軟質のシーラント材料を有する請求項1〜21のいずれか一項に記載の装置。
【請求項23】
選択的に軟質のシーラント材料は、封止すべき対向する面の間に締め付けられる前に、帯状片の一連の巻線の上、およびそれらの巻線の間の空間の上に伸びている請求項22に記載の装置。
【請求項24】
隣接する巻線の間に伸びている封止材料は、帯状片の各側部の上に伸びている材料とは異なる材料である請求項21、22、または23に記載の装置。
【請求項25】
封止装置を形成する方法であって、帯状片を作製する工程と、帯状片を螺旋状に巻く工程とを含み、帯状片の対向する側部は、使用時に、封止すべき対向する面の間に締め付けられるように配列され、帯状片の内向きの表面から外向きに伸びる表面までの線であって、少なくとも一方の表面に平行な線の長さが、一方の側部領域から他方の側部領域にわたって変化し、かつ帯状片は側部領域よりも内部領域において厚くなるように帯状片が作製される方法。
【請求項26】
封止装置が請求項1〜24のいずれか一項に記載の装置である請求項25に記載の封止装置を形成する方法。
【請求項27】
請求項1〜24のいずれか一項に記載の封止装置を使用して封止を行う方法。

【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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【図10】
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【図11】
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【公表番号】特表2012−519261(P2012−519261A)
【公表日】平成24年8月23日(2012.8.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−552514(P2011−552514)
【出願日】平成22年2月26日(2010.2.26)
【国際出願番号】PCT/GB2010/050341
【国際公開番号】WO2010/100469
【国際公開日】平成22年9月10日(2010.9.10)
【出願人】(502254213)フレキシタリック インベストメンツ インコーポレイテッド (5)
【氏名又は名称原語表記】FLEXITALLIC INVESTMENTS INCORPORATED
【Fターム(参考)】