JP6190683B2

JP6190683B2 - 壁貫通配管のシール装置

Info

Publication number: JP6190683B2
Application number: JP2013202284A
Authority: JP
Inventors: 雅博川野; 孝文中西; 小林　真; 真小林; 裕司高山; 雄一朗藤田; 敦副島; 拓郎新; 田中　健; 健田中
Original assignee: IHI Corp; Mutsubushi Rubber Co Ltd; Nishiyama Corp
Current assignee: IHI Corp; Mutsubushi Rubber Co Ltd; Nishiyama Corp
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2017-08-30
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: JP2015068395A

Description

本発明は、壁の貫通孔に装着されるスリーブと当該スリーブ内に挿通される配管との径方向対向の環状空間を軸方向に遮断するシール装置に関する。

例えば原子力発電所、火力発電所、化学プラント設備などでは、配管を建屋の外に取り出す必要がある。また、電気設備や制御装置を多数の部屋に分けて設置する場合には、電気ケーブルなどを通した配管を前記両方の部屋に跨るように設置する必要がある。このようなことから、建屋の壁に前記配管を貫通させるようにしている。

前記した配管と前記壁の貫通孔との間には、適宜の密封手段を設ける必要がある（例えば特許文献１参照）。

ところで、前記配管内に高温の流体（高温水や蒸気）を流通させる場合には当該配管が径方向に伸縮することがあり、また、前記配管内を流通する流体が低温であっても、例えば地震などが発生することによって前記配管が軸方向ならびに径方向に変位することがある。

このようなことから、前記壁の貫通孔を前記配管よりも十分に大きくして、前記配管と前記壁の貫通孔との間を密封する手段については、前記配管の軸方向ならびに径方向に相対変位を許容する構成にする必要がある（例えば特許文献２参照）。

例えば特許文献２では、配管の外径側に外部被覆管を設け、この外部被覆管と壁の貫通孔との対向環状空間に、シール部材とガイド機構とを設けている。前記シール部材は、弾性変形可能なリング状をなす構造になっている。また、前記ガイド機構は、前記対向環状空間の円周４ヶ所（上、下、左、右）に設置されている。前記上下２つのガイド機構で前記配管の水平方向への拘束を行い、前記左右２つのガイド機構で前記配管の上下動を防止するようになっている。

また、前記特許文献２において請求の範囲と第３頁右欄の第１１行〜第２０行とには、「周方向拘束金物とラグとで格納容器の壁に対する配管の軸方向の相対移動を許容する」という記載がある。

特開平６−１１７５４５号公報実公平３−５０４８０号公報

上記特許文献１では、前記壁に対する前記配管の軸方向ならびに径方向の相対移動を許容することができない。また、上記特許文献２では、前記壁に対する前記配管の軸方向の相対移動を許容するようになっているものの、前記壁に対する前記配管の径方向の変位を許容することができない。

このような事情に鑑み、本発明は、壁の貫通孔に装着されるスリーブと当該スリーブ内に挿通される配管との径方向対向の環状空間を軸方向に遮断するシール装置において、前記壁に対する前記配管の軸方向ならびに径方向の相対変位を許容したうえで、高圧負荷時の密封性を可及的に高めることを目的としている。

本発明は、壁の貫通孔に装着されるスリーブと当該スリーブ内に挿通される配管との径方向対向の環状空間を軸方向に遮断するシール装置であって、前記スリーブに軸方向で隣り合うように連結される延長筒と、この延長筒に軸方向に離隔された状態で配置される外筒と、前記延長筒と前記外筒との軸方向対向間の離隔領域を覆う状態に配置されかつ軸方向一端側が前記延長筒にまた軸方向他端側が前記外筒にそれぞれ固定される円筒形の弾性シールカバーと、前記外筒に環状板を介して同心状に設けられて前記配管の外周面に非接触に接近配置される内筒と、この内筒と前記配管との径方向対向間に、径方向内外に膨張される状態で介装される弾性シールとを備え、前記内筒において前記壁寄りの端部には、径方向内向きに突出して前記配管に微小隙間を介して対向する内向き輪状片が設けられ、前記弾性シールは、グランドパッキンとされ、前記内筒において前記壁寄りの端部と反対側の端部には、前記弾性シールを前記内向き輪状片へ向けて軸方向に押圧して径方向内外に膨張させる状態にするための押圧機構が取り付けられ、前記弾性シールカバーは、その軸方向中間が径方向外向きに膨らむような形状とされ、この弾性シールカバーの軸方向一端側および他端側の各外径側には、径方向内向きに締め付けるためのバンドが装着されることにより、前記弾性シールカバーの軸方向一端側が前記延長筒の外周面に、また、前記弾性シールカバーの軸方向他端側が前記外筒の外周面にそれぞれ圧接させられ、前記外筒、前記環状板ならびに前記内筒を組み合わせた構造体は、半円筒形に分割されたツーピース構造とされ、かつ前記両ピースにおいて前記環状板相当部位の円周方向両端がそれぞれフランジ結合され、前記バンドは、円周方向で少なくとも２つに分割とされる多ピース構造とされ、かつその内径側には２つの半円形に湾曲された帯状のガイド板が円形となるように組み合わされた形態で配置され、前記２つのガイド板の長手方向一端側および他端側がオーバーラップされ、このオーバーラップ領域に前記バンドの結合部位が配置される、ことを特徴としている。

この構成では、延長筒と外筒と環状板と内筒と円筒形の弾性シールカバーとを組み合わせた構造体で前記スリーブと前記配管との径方向対向間の環状空間の大半を覆うようにしているから、本発明に係るシール装置に負荷される圧力が大きくても、十分な耐圧性を確保することが可能になる。

また、前記内筒と前記配管との径方向対向間を弾性シールで密封するようにしていて、この弾性シールを径方向内外に膨張させる状態にすることによって、当該弾性シールを前記内筒および前記配管に圧接させるようにしているから、この弾性シールによる密封性が可及的に高められている。

そして、前記延長筒と前記外筒とを前記円筒形の弾性シールカバーで連結しているから、前記延長筒が連結されるスリーブと、前記外筒の内径側に支持される配管とが軸方向ならびに径方向に相対変位したときに、その変位に追従して前記弾性シールカバーが弾性変形することによって、前記相対変位を許容することが可能になる。

また、上記構成では、前記弾性シールを径方向内外に膨張させる状態にするための押圧機構を比較的簡易な構成に特定している。この特定により、設備コストの上昇を抑制することが可能になる。

また、上記構成では、弾性シールカバーの軸方向中間が径方向外向きに膨らむような形状とされているから、当該弾性シールカバーが軸方向ならびに径方向の弾性変形量が大きくなり、例えば前記延長筒と前記外筒とが軸方向ならびに径方向に大きく相対変位したときでも、前記弾性シールカバーによって前記変位が許容されるようになる。

ところで、前記バンドを円周方向に分割した構成の場合には、当該バンドの分割体それぞれを互いに結合するときの円周方向の締め付け力によって当該バンドの内径側に配置される弾性シールカバーの軸方向一端側および他端側が周方向に撓むおそれがあって、そこの密封性が低下することが懸念される。

これに対し、前記構成のように、前記弾性シールカバーの軸方向一端側および他端側をそれぞれ２つのガイド板で径方向内向きに押さえるようにしている場合には、円周方向に分割されるバンドを互いに結合するときの円周方向の締め付け力が前記２つの帯状板を通じて当該バンドの内径側に配置される弾性シールカバーの全周にほぼ均等に分散されることになる。これにより、前記弾性シールカバーの軸方向一端側および他端側が周方向に撓まずに済むようになるので、当該弾性シールカバーの軸方向一端側および他端側の密封性が低下せずに済むようになる。

好ましくは、前記延長筒と前記外筒との間には、それらの軸方向変位量を制限することにより前記弾性シールカバーの動作範囲を制限する保護機構が設けられる。

この構成では、前記延長筒と前記外筒とが軸方向に離れるときの変位量および軸方向に近づくときの変位量を制限することにより、前記弾性シールカバーの軸方向伸縮量を制限することができる。これにより、当該弾性シールカバーに過剰な負荷が作用することを抑制または防止することが可能になる。

好ましくは、前記保護機構は、前記延長筒の外径側に径方向外向きに突出するように設けられる第１リブと、前記外筒の外径側に径方向外向きに突出するように設けられる第２リブと、前記第１リブのボルト挿通孔から第２リブのボルト挿通孔に跨って軸方向変位可能に挿通されかつ軸方向一端側が前記第１リブのボルト挿通孔から外側にまた軸方向他端側が前記第２リブのボルト挿通孔から外側にそれぞれ突出されるタイボルトと、このタイボルトにおいて前記第１リブ側の突出部位および前記第２リブ側の突出部位にそれぞれ取り付けられかつ前記延長筒と前記外筒とが軸方向に離れる向きの変位量を規定するための第１、第２ストッパと、前記タイボルトにおいて前記第１リブと前記第２リブとの間に位置する軸方向中間領域に軸方向変位可能に外嵌装着されかつ前記延長筒と前記外筒とが軸方向に近づく向きの変位量を規定するためのカラーパイプとを備える、構成とすることができる。

ここでは、前記保護機構を比較的簡易な構成に特定している。この特定により、設備コストの上昇を抑制することが可能になる。

本発明は、壁の貫通孔に装着されるスリーブと当該スリーブ内に挿通される配管との径方向対向の環状空間を軸方向に遮断するシール装置において、前記壁に対する前記配管の軸方向ならびに径方向の相対変位を許容したうえで、高圧負荷時の密封性を可及的に高めることが可能になる。

本発明に係る壁貫通配管のシール装置の一実施形態で、上半分を断面にして示す側面図である。図１のシール装置を建屋内側から見た端面図である。図１のシール装置の斜視図である。図３のシール装置においてシールホルダを取り付ける前の状態を示す斜視図である。図３のシール装置においてバンドの１つの結合部分を示す一部断面図である。図３のシール装置において弾性シールカバーを取り付けるときの様子を示す断面図である。図１のシール装置においてバンドとガイド板とを取り付ける前の状態を示す斜視図である。図１のシール装置の設置場所を説明するための断面図である。本発明に係る壁貫通配管のシール装置の他の実施形態で、図１に対応する図である。本発明に係る壁貫通配管のシール装置のさらに他の実施形態で、図１に対応する図である。

以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

図１から図７に、本発明の一実施形態を示している。図中、６は壁貫通配管のシール装置の全体を示している。

このシール装置６の説明に先立ち、図８を参照して、シール装置６の設置場所の一例を説明する。

図８に示すように、建屋１の壁２の内外に跨るように配管３が設置されている。建屋１の壁２には、断面円形の貫通孔４が設けられており、この貫通孔４内にはスリーブ５が嵌合装着されている。このスリーブ５は、円筒形の鋼管とされる。このスリーブ５内には、配管３が非接触に同心状に挿通されている。

図８に示すような設置形態の場合には、配管３およびスリーブ５において建屋１の内側に向いた軸方向端部を「軸方向内端側」と言い、また、配管３およびスリーブ５において建屋１の外側に向いた軸方向端部を「軸方向外端側」と言うことにする。

そして、配管３とスリーブ５との径方向対向間の環状空間を軸方向に遮断するために、配管３の軸方向内端側とスリーブ５の軸方向内端側との間に、シール装置６が設けられている。

このシール装置６は、建屋１の内側に配置されている。このシール装置６は、図１に示すように、延長筒１０、シールホルダ２０、弾性シールカバー３０、弾性シール４０、保護機構５０などを備えている。

なお、この実施形態では、シール装置６の各構成要素（延長筒１０、シールホルダ２０、弾性シールカバー３０、弾性シール４０、保護機構５０）に関して、建屋１の外側に向いた軸方向端部を「軸方向外端」と言い、建屋の内側に向いた軸方向端部を「軸方向内端」と言うことにする。

延長筒１０は、スリーブ５と同一内径かつ同一外径の円筒形とされており、その軸方向外端側がスリーブ５の軸方向内端側に例えば溶接などにより連結されている。

シールホルダ２０は、同心状に配置される外筒２１と内筒２２との両軸方向外端側を環状板２３で連接した構造体であって、ハウジングとも呼ばれる。

外筒２１は、延長筒１０と同一外径に設定されており、延長筒１０の軸方向内端側に同軸上に離隔配置されている。内筒２２は、配管３の外径よりも所定寸法大きく設定されており、配管３の外周面に対して非接触に接近配置されている。この内筒２２の軸方向外端側には、径方向内向きに突出して配管３に微小隙間を介して対向する内向き輪状片２２ａが設けられている。

環状板２３の円周数ヶ所には、軸方向内側に突出する補強リブ２３ａが設けられている。なお、外筒２１と環状板２３との連結、ならびに環状板２３と内筒２２との連結は、それぞれ例えば溶接とされている。

弾性シールカバー３０は、延長筒１０と外筒２１とを軸方向変位可能かつ径方向変位可能に連結するように設置されている。

弾性シールカバー３０の軸方向外端部３１は延長筒１０の軸方向内端側に、また、弾性シールカバー３０の軸方向内端部３２は外筒２１の軸方向外端側にそれぞれ外嵌装着されており、それによって弾性シールカバー３０の軸方向中間領域が延長筒１０と外筒２１との軸方向対向間の離隔領域を覆う状態になっている。

なお、弾性シールカバー３０の取り付けは、図６に示すように、弾性シールカバー３０の円周方向下側領域を延長筒１０の円周方向下側領域に引っ掛けておいて、弾性シールカバー３０の上側領域を引っ張って弾性変形させながら延長筒１０の円周方向上側領域に被せるようにする。

このような被せ作業を容易とするために、延長筒１０の軸方向内端の外周面には、リング１２が固定されている。このリング１２は、前記弾性シールカバー３０の下側領域の引っ掛かりとするために設けられている。さらに、シールホルダ２０の外筒２１の軸方向外端部の外周面にも、前記リング１２と同一のリング１３が固定されている。これらのリング１２，１３は、延長筒１０やシールホルダ２０の外筒２１と別体にしているが、一体に形成することも可能である。

弾性シールカバー３０は、円筒形でかつその軸方向中間が径方向外向きに膨らむような形状、例えば上半分の断面が「Ω」形状または半円形状になっている。この弾性シールカバー３０は、例えば適宜の強化繊維を編み込んだ補強布とゴムなどの弾性体とを径方向内外に積層したような構造になっている。この弾性シールカバー３０の許容伸縮量や許容撓み量については、例えば材質や内部構造の他、半円形状部分の曲率半径などによって適宜に設定することが可能である。

そして、弾性シールカバー３０の軸方向外端部３１および内端部３２の各外径側には、径方向内向きに締め付けるためのバンド６０が装着されることにより、弾性シールカバー３０の軸方向外端部３１が延長筒１０の軸方向内端側の外周面に、また、弾性シールカバー３０の軸方向内端部３２が外筒２１の軸方向外端側の外周面にそれぞれ圧接させられている。

なお、弾性シールカバー３０の軸方向外端部３１および内端部３２の内周面には、それぞれ２つの輪状凸部３３，３３が設けられている（図６参照）。また、延長筒１０の軸方向内端側の外周面および外筒２１の軸方向外端側の外周面には、周溝１１，２１ａが設けられており、この周溝１１，２１ａ内にはＯリング３４が嵌入されるようになっている。これら輪状凸部３３およびＯリング３４は、バンド６０の締め付けによって弾性変形して潰されるようになる。これにより、弾性シールカバー３０の軸方向外端部３１および内端部３２における密封性が確保されている。なお、輪状凸部３３は、前記のように潰されるので、図１には詳細に記載していない。

バンド６０は、図７に示すように、円周方向に４分割されたフォーピース構造とされている。このバンド６０の４つの分割体個々は、湾曲した帯状板とされ、その長手方向一端側および他端側には、外向きに突出する凸部６１，６２がそれぞれ設けられている。こ凸部６１，６２には、ボルト挿通孔６１ａ，６２ａが設けられている。このバンド６０の分割体のうち、円周方向で隣り合う分割体個々の凸部６１，６２どうしがボルト６３およびナット６４（図２および図３参照）を用いて結合されている。

このバンド６０の内径側には、２つの半円形に湾曲した帯状のガイド板６５，６６が円形となるように組み合わされた形態で配置されている。

この２つのガイド板６５，６６の周方向長さは、それぞれ半円よりも大きく設定されており、この２つのガイド板６５，６６の長手方向一端側および他端側がオーバーラップされるように組み合わされるようになっている。図５に示すように、２つのガイド板６５，６６のオーバーラップ領域に、バンド６０の結合部位を配置するように規定している。なお、ガイド板６５，６６の幅寸法は、バンド６０の幅寸法と同一あるいは小さくすることにより、このガイド板６５，６６がバンド６０からはみ出して弾性シールカバー３０の軸方向中間領域の膨らみ部分に接触してしまうことを回避するのが好ましい。

弾性シール４０は、内筒２２と配管３との径方向対向間に、径方向内外に膨張される状態で介装されている。

詳しくは、弾性シール４０は、いわゆる「グランドパッキン」と呼ばれるものとされており、軸方向に４つ配置されている。そして、４つの弾性シール４０を下記押圧機構７０でもって内筒２２の内向き輪状片２２ａへ向けて軸方向に押圧することにより径方向内外に膨張させるようになっている。

なお、４つの弾性シール４０の挿入方向最奥位置と挿入方向中央位置とにはスペーサ４１を挟むようにしていて、挿入方向手前位置には３枚のスペーサ４１を配置するようにしている。このようにスペーサ４１を配置する理由は、各弾性シール４０を前記したような形態で押圧する際にすべての弾性シール４０にほぼ均等に押圧力を付与するためである。

押圧機構７０は、内筒２２の軸方向内端側に設けられており、押さえ部材７１、スタッドボルト７２、プレッシャープレート７３、締め付けナット７４などを備えている。

押さえ部材７１は、円筒形状部７１ａの軸方向内端側に径方向外向きに突出する外向き輪状片７１ｂが設けられている。円筒形状部７１ａは、内筒２２と配管３との径方向対向間に軸方向変位可能に嵌入される寸法に設定されている。外向き輪状片７１ｂは、内筒２２の端面と軸方向で対向するような寸法に設置されており、この外向き輪状片７１ｂの円周数ヶ所には、貫通孔７１ｃが設けられている。

スタッドボルト７２は、内筒２２の軸方向内端側において円周数ヶ所に軸方向に沿うように取り付けられている。締め付けナット７４は、複数のスタッドボルト７２にそれぞれ螺合されている。

プレッシャープレート７３は、締め付けナット７４と押さえ部材７１の外向き輪状片７１ｂとの間に介装されており、複数の締め付けナット７４の締め付けに応じた軸方向加圧力を円周方向に分散して押さえ部材７１に伝達するために用いられている。

この押圧機構７０では、締め付けナット７４の螺合深さを深くすると、押さえ部材７１の円筒形状部７１ａが内筒２２の内向き輪状片２２ａに向けて近づくように軸方向に変位され、また、締め付けナット７４の螺合深さを浅くすると、押さえ部材７１の円筒形状部７１ａが内筒２２の内向き輪状片２２ａから遠ざかるように軸方向に変位される。

つまり、締め付けナット７４の螺合深さを深くするに従い、押さえ部材７１の円筒形状部７１ａで４つの弾性シール４０を軸方向に圧縮させる度合が強くなる一方で、締め付けナット７４の螺合深さを浅くするに従い、押さえ部材７１の円筒形状部７１ａで４つの弾性シール４０を軸方向に圧縮させる度合が弱くなる。

保護機構５０は、延長筒１０と外筒２１との間に設けられていて、延長筒１０と外筒２１との軸方向の相対変位量を規制することにより、弾性シールカバー３０の動作範囲を制限するとともに、弾性シールカバー３０に作用する圧縮荷重ならびに伸張荷重を制限するものである。

具体的に、保護機構５０は、延長筒１０やシールホルダ２０の外筒２１の円周数ヶ所（この実施形態では４ヶ所）に設けられている。この保護機構５０は、図１および図３に示すように、第１リブ５１、第２リブ５２、タイボルト５３、第１ストッパ５４、第２ストッパ５５、カラーパイプ５６などを備えている。

第１リブ５１は、延長筒１０の外径側に径方向外向きに突出するように設けられており、また、第２リブ５２は、外筒２１の外径側に径方向外向きに突出するように設けられている。

なお、第１、第２リブ５１，５２は、延長筒１０やシールホルダ２０の外筒２１と別体に形成されており、それらに例えば溶接などにより一体に固定されるようになっている。但し、第１、第２リブ５１，５２を延長筒１０や外筒２１と一体に形成したものも本発明の実施形態に含まれる。

タイボルト５３は、第１リブ５１のボルト挿通孔５１ａから第２リブ５２のボルト挿通孔５２ａに跨って軸方向変位可能に挿通されている。このタイボルト５３の軸方向外端側は第１リブ５１のボルト挿通孔５１ａから外側に、またタイボルト５３の軸方向内端側は第２リブ５２のボルト挿通孔５２ａから外側にそれぞれ突出されている。

第１ストッパ５４は、タイボルト５３において第１リブ５１側の突出部位に取り付けられていて、延長筒１０と外筒２１とが軸方向に離れる向きの変位量を制限するために設けられている。第２ストッパ５５は、タイボルト５３において第２リブ５２側の突出部位に取り付けられていて、延長筒１０と外筒２１とが軸方向に離れる向きの変位量を制限するために設けられている。

これら第１、第２ストッパ５４，５５は、球面長尺ナット５４ａ，５５ａと短尺ナット５４ｂ，５５ｂとを用いるダブルナットとされている。球面長尺ナット５４ａ，５５ａは、その螺合方向奥側が球面形状とされており、この球面形状部分が球面座金５４ｃ，５５ｃに当接されるようになっており、この球面座金５４ｃ，５５ｃが第１、第２リブ５１，５２に当接されるようになっている。

カラーパイプ５６は、タイボルト５３において第１リブ５１と第２リブ５２との間に位置する軸方向中間領域に軸方向変位可能に外嵌装着されており、延長筒１０とシールホルダ２０の外筒２１とが軸方向に近づく向きの変位量を制限するために設けられている。

ところで、この実施形態では、延長筒１０、シールホルダ２０が上半分と下半分とに分割されたツーピース構造とされている。

図２から図４に示すように、シールホルダ２０を構成する２つのピースは、フランジ結合されている。詳しくは、シールホルダ２０の環状板２３の分離部に軸方向に沿うフランジ２３ｂ１，２３ｂ２を設け、それぞれのフランジ２３ｂ１，２３ｂ２をガスケット２４を挟んで掌合させた状態にし、当該フランジ２３ｂ１，２３ｂ２の重合部分をボルト２５およびナット２６（図２および図３参照）を用いて結合されている。なお、前記ガスケット２４の表裏両面には、液状ガスケットと呼ばれるペーストを塗布することが好ましい。

また、この実施形態では、弾性シールカバー３０、弾性シール４０ならびにＯリング３４についても、例えば長尺に形成した部材を基材とし、その長手方向両端を適宜の方法で接合することにより輪状に形成したものとされている。

このような弾性シール４０の組み込み時には、４つの弾性シール４０の各接続部位を円周方向に９０度ずつずらすように配置することが密封性能向上を図るためには好ましい。また、４つの弾性シール４０の各接続部位は、シールホルダ２０の分割位置に対して円周方向にずらすことが密封性能向上を図るためには好ましい。さらに、Ｏリング３４の接続部位は、延長筒１０の分割位置およびシールホルダ２０の分割位置に対して円周方向にずらすことが密封性能向上を図るためには好ましい。

以上説明したように本発明を適用した実施形態では、壁２に対する配管３の軸方向ならびに径方向の相対変位を許容したうえで、高圧負荷時の密封性を可及的に高めることが可能になる。

つまり、延長筒１０とシールホルダ２０と円筒形の弾性シールカバー３０とを組み合わせた構造体で、壁２の貫通孔４に装着されるスリーブ５と配管３との径方向対向間の環状空間の大半を覆うようにしているから、本発明に係るシール装置６に負荷される圧力が大きくても、十分な耐圧性を確保することが可能になる。

しかも、シールホルダ２０の内筒２２と配管３との径方向対向間を弾性シール４０で密封する形態にしていて、この弾性シール４０を径方向内外に膨張させる状態にすることによって、当該弾性シール４０をシールホルダ２０の内筒２２および配管３に圧接させるようにしているから、この弾性シール４０による密封性が可及的に高められている。

そして、延長筒１０とシールホルダ２０の外筒２１とを弾性シールカバー３０で連結しているから、延長筒１０が連結されるスリーブ５と、シールホルダ２０の外筒２１の内径側に支持される配管３とが軸方向ならびに径方向に相対変位したときに、その変位に追従して弾性シールカバー３０が弾性変形することによって、前記相対変位を許容することが可能になる。

この実施形態では、弾性シールカバー３０の軸方向中間を外向きに膨らむような形状にしているから、当該弾性シールカバー３０が軸方向ならびに径方向の弾性変形量が比較的大きくなる。これにより、例えば延長筒１０とシールホルダ２０の外筒２１とが軸方向ならびに径方向に大きく相対変位したときでも、弾性シールカバー３０によって前記変位が許容されるようになる。

この実施形態では、前記弾性シール４０を径方向内外に膨張させる状態にするための押圧機構７０を比較的簡易な構成にしているから、設備コストの上昇を抑制することが可能になる。

この実施形態では、弾性シールカバー３０を締め付けるためのバンド６０を円周方向に分割した構成にしている場合の懸念事項を払拭することができる。つまり、そもそも、バンド６０を円周方向に分割している場合には、当該バンド６０の分割体それぞれを互いに結合するときの円周方向の締め付け力によって当該バンド６０の内径側に配置される弾性シールカバー３０の軸方向外端部３１および内端部３２が周方向に撓むおそれがあって、そこの密封性が低下することが懸念される。

これに対し、この実施形態のように、弾性シールカバー３０の軸方向外端部３１および内端部３２をそれぞれ２つのガイド板６５，６６で径方向内向きに押さえるようにしている場合には、円周方向に分割されるバンド６０を互いに結合するときの円周方向の締め付け力が２つのガイド板を通じて当該バンド６０の内径側に配置される弾性シールカバー３０の全周にほぼ均等に分散されることになる。これにより、弾性シールカバー３０の軸方向外端部３１および内端部３２が周方向に撓まずに済むようになるので、当該弾性シールカバー３０の軸方向外端部３１および内端部３２の密封性が低下せずに済むようになる。

この実施形態では、延長筒１０とシールホルダ２０の外筒２１とが軸方向に離れるときの変位量および軸方向に近づくときの変位量を保護機構５０でもって制限することにより、弾性シールカバー３０の軸方向伸縮量を制限するようにしている。これにより、弾性シールカバー３０に過剰な負荷が作用することを抑制または防止することが可能になる。しかも、保護機構５０について第１リブ５１、第２リブ５２、タイボルト５３、第１ストッパ５４、第２ストッパ５５、カラーパイプ５６などを用いた比較的簡易な構成にしているから、設備コストの上昇を抑制することが可能になる。

ところで、配管３内に蒸気や高温水などを流通させる場合には、シール装置６を次のような構成にすることが好ましい。

まず、弾性シールカバー３０および弾性シール４０に用いるゴム材を特に耐熱性に優れた材料（例えばシリコンゴム、フッ素ゴムなど）で形成する。また、配管３の外径寸法と弾性シールカバー３０の内径寸法との差を可及的に大きくすることにより、配管３からの自然放熱作用を促進させて配管３から弾性シールカバー３０への熱伝導を抑制させるようにする。さらに、シール装置６における構成要素のうち少なくとも延長筒１０とシールホルダ２０を、放熱性に優れた金属材料で形成する。

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。

（１）上記実施形態では、シール装置６を建屋１の内側に配置した場合を例に挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、例えばシール装置６を建屋１の外側に配置することも可能である。

（２）上記実施形態では、シール装置６の延長筒１０、シールホルダ２０を上半分と下半分とに分割したツーピース構造の場合を例に挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、例えばワンピース構造とすることが可能である他、スリーピース構造あるいはそれ以上の分割構造とすることが可能である。

（３）上記実施形態では、壁２の貫通孔４に装着するスリーブ５とシール装置６の延長筒１０とが同一外径である場合を例に挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではない。

例えば図９には、スリーブ５の外径よりも延長筒１０の外径が大きい場合においてシール装置６を設置する形態を示している。この場合、スリーブ５と延長筒１０とをサイズ調整用の環状板８０を用いて連結するようにしている。このサイズ調整用の環状板８０の内周はスリーブ５に例えば溶接などにより固定され、また、サイズ調整用の環状板８０の外周は延長筒１０に例えば溶接により固定されている。

例えば図１０には、スリーブ５の中心に対して延長筒１０の中心を偏心させた状態でシール装置６を設置する形態を示している。この場合、スリーブ５と延長筒１０とをサイズ調整用の環状板８０を用いて連結するようにしている。このサイズ調整用の環状板８０の一側面はスリーブ５の軸方向内端に例えば溶接などにより固定され、また、サイズ調整用の環状板８０の他側面が延長筒１０の軸方向外端に例えば溶接により固定されている。

本発明は、壁２の貫通孔４に装着されるスリーブ５と当該スリーブ５内に挿通される配管３との径方向対向の環状空間を軸方向に遮断するシール装置６に好適に利用することが可能である。

１建屋
２壁
３配管
４壁の貫通孔
５スリーブ
６シール装置
１０延長筒
２０シールホルダ
２１外筒
２２内筒
２２ａ内向き輪状片
２３環状板
３０弾性シールカバー
３１弾性シールカバーの外端部（軸方向一端側）
３２弾性シールカバーの内端部（軸方向他端側）
４０弾性シール
５０保護機構
６０バンド
７０押圧機構

Claims

壁の貫通孔に装着されるスリーブと当該スリーブ内に挿通される配管との径方向対向の環状空間を軸方向に遮断するシール装置であって、
前記スリーブに軸方向で隣り合うように連結される延長筒と、
この延長筒に軸方向に離隔された状態で配置される外筒と、
前記延長筒と前記外筒との軸方向対向間の離隔領域を覆う状態に配置されかつ軸方向一端側が前記延長筒にまた軸方向他端側が前記外筒にそれぞれ固定される円筒形の弾性シールカバーと、
前記外筒に環状板を介して同心状に設けられて前記配管の外周面に非接触に接近配置される内筒と、
この内筒と前記配管との径方向対向間に、径方向内外に膨張される状態で介装される弾性シールとを備え、
前記内筒において前記壁寄りの端部には、径方向内向きに突出して前記配管に微小隙間を介して対向する内向き輪状片が設けられ、
前記弾性シールは、グランドパッキンとされ、
前記内筒において前記壁寄りの端部と反対側の端部には、前記弾性シールを前記内向き輪状片へ向けて軸方向に押圧して径方向内外に膨張させる状態にするための押圧機構が取り付けられ、
前記弾性シールカバーは、その軸方向中間が径方向外向きに膨らむような形状とされ、
この弾性シールカバーの軸方向一端側および他端側の各外径側には、径方向内向きに締め付けるためのバンドが装着されることにより、前記弾性シールカバーの軸方向一端側が前記延長筒の外周面に、また、前記弾性シールカバーの軸方向他端側が前記外筒の外周面にそれぞれ圧接させられ、
前記外筒、前記環状板ならびに前記内筒を組み合わせた構造体は、半円筒形に分割されたツーピース構造とされ、かつ前記両ピースにおいて前記環状板相当部位の円周方向両端がそれぞれフランジ結合され、
前記バンドは、円周方向で少なくとも２つに分割とされる多ピース構造とされ、かつその内径側には２つの半円形に湾曲された帯状のガイド板が円形となるように組み合わされた形態で配置され、
前記２つのガイド板の長手方向一端側および他端側がオーバーラップされ、このオーバーラップ領域に前記バンドの結合部位が配置される、ことを特徴とする壁貫通配管のシール装置。
請求項１に記載の壁貫通配管のシール装置において、
前記延長筒と前記外筒との間には、それらの軸方向変位量を制限することにより前記弾性シールカバーの動作範囲を制限する保護機構が設けられる、ことを特徴とする壁貫通配管のシール装置。
請求項２に記載の壁貫通配管のシール装置において、
前記保護機構は、前記延長筒の外径側に径方向外向きに突出するように設けられる第１リブと、
前記外筒の外径側に径方向外向きに突出するように設けられる第２リブと、
前記第１リブのボルト挿通孔から第２リブのボルト挿通孔に跨って軸方向変位可能に挿通されかつ軸方向一端側が前記第１リブのボルト挿通孔から外側にまた軸方向他端側が前記第２リブのボルト挿通孔から外側にそれぞれ突出されるタイボルトと、
このタイボルトにおいて前記第１リブ側の突出部位および前記第２リブ側の突出部位にそれぞれ取り付けられかつ前記延長筒と前記外筒とが軸方向に離れる向きの変位量を規定するための第１、第２ストッパと、
前記タイボルトにおいて前記第１リブと前記第２リブとの間に位置する軸方向中間領域に軸方向変位可能に外嵌装着されかつ前記延長筒と前記外筒とが軸方向に近づく向きの変位量を規定するためのカラーパイプとを備える、ことを特徴とする壁貫通配管のシール装置。