JPH02107884A - 金属リップ接合部付き接合及び密封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、第−及び第二管要素を接合する金属リップ接
合部を備えた接合及び密封装置に関する。

この装置は、第一管要素に付着し、かつ肩部付き締付け
ナットのねし山と共に作用するねじ山を備えた第一金属
接合要素と、第二管要素に付着し、かつ締付けナットの
対応肩部と支え合うようになる肩部を外側に備えた第二
金属接合要素とを具備する。第−及び第二接合要素のう
ち一方は、他方に形成される前表面と作用し合う弾性リ
ップを備えている。

〔従来の技術］ 公知型管接合にはい（つかの類型がある。このような接
合の一例が、フランス特許公報Ａ−２１９６０５３号に
よって提供される。この公報には、第−管の一端部を肩
部と半球形表面とを備えた先端部分に付着し、かつ第二
管の端部に、各要素の一体締付けに役立つナツトと共に
作用する外側のねじ山を備えた組立部品が開示されてい
る。このねじ式組立部品は、密封作用と接合作用の両方
を提供するが、特に管の内側に高圧力がかかるような場
合には課題が生じる。

管接合のもう一つの類型によれば、例えばフランス特許
公報Ａ−２２８４０７９号に開示されるように、管の各
端部において、雄端部に形成されるフランジと雌端部用
の外ねじ山付テーバ部とをもって変形がもたらされる。

これらの端部は、環状密封接合部を前もって間に設置し
た後にナツトによって接合される。この型の接合は、密
封作用と接合作用を分離するが、流体やガスを、高圧力
や高温度や、例えば振動のような過酷な作業状況のもと
で伝搬するために使用される型の管には適用できない。

さらにねじ型金属接合の他の類型が、例えばフランス特
許公報Ａ−２１０７４１４号によって公知である。

しかしながら、この型の接合において密封要素は、この
場合管の内側に直接には接触せず、しかも接合は比較的
複雑である。

さらにまた、例えば米国特許公報Ａ　−３１４２４９８
号によってリップ付接合が公知である。これは、接合さ
れる管のうち一方のその先端に、密封接合を形成するリ
ップを備える。この場合リップは、管の末端部分に直接
形成され、その結果、弾力的ないし機械的抵抗力を持つ
。しかしこの抵抗力は、リップが管に使われる材料と必
然的に同じ材料で作られなければならないために小さい
ものになる。

米国特許公報Ａ−４５９７５９６号は高品質合金から成
る金属スリーブを開示している。このスリーブは、接合
される管のうち一方のその先端に例えば溶接によって固
定され、そしてスリーブ自体はワンピース構造から成る
。接合部を形成する金属スリーブの弾性力はかなり大き
くとれるが、例えば振動を受けやすい管区域では片側溶
接によってスリーブを固定する必要があるため、接合の
形成に適する材料が限定される。そうしなければ組立部
品はもろくなってしまう。

さらにまた、高性能合金から成りかつ圧延膨脹によって
管要素にもたらされるリップを備えた接合の使用が提案
されている。しかしながらこの場合には、圧延膨脹によ
る接合が接合組立部品の振動抵抗力を厳しく限定する。

上記のように様々な公知型接合は、不利な環境、すなわ
ち極度の振動や高温といった環境に適応しないことがわ
かる。さらに接合部交換のための接近が困難な場合には
、接合要素に非常に長期の使用期間を強いることになる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記の欠点を克服し、そして敵対的環境、特
に高振動及び高温度の環境で使用するための高性能接合
を供給しようとするものである。

本発明のさらなる目的は、自己絞り接合を供給すること
にあり、この接合では押圧の効果として密封効率が増大
する傾向にある。

そして最後に、本発明に係る接合は、接合される管の間
にわずかな不整列を許容しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的は、本明細書の冒頭に説明した型の接合装置
で、以下に説明する弾性リップを備えた要素を特徴とす
る接合装置によって達成される。

この要素は、溶接の観点から見て管要素に適合した金属
又は金属合金から成りかつ前記管要素に溶接によって接
合されるノズル要素と、前記弾性リップを規定する水平
７字形の軸方向断面を持つ先端片とを具備する。前記ノ
ズル要素は締付けナットと共に作用する。そして前記先
端片は、望みの弾性度を接合部に供給する改善された機
械特性を提供するために、ノズル要素の材料とは異なる
材料から成り、さらに拡散溶接によってノズル要素の自
由端に一体的に形成される。より明確な実施態様によれ
ば、弾性リップは第二接合要素に形成される。そしてノ
ズル要素は、先端片上に配置されるその末端部分にフラ
ンジ継ぎ輪を備える。このフランジ継ぎ輪は、締付けナ
ットの肩部と共に作用する肩部を規定する。締付けナッ
トは、ノズル要素と先端片との間の接合部の圧縮を確実
にする。この圧縮は、接合部に依存するだけのリップの
変形にいかなる影響も及ぼさない。先端片は、以下のよ
うなバイメタル組立て工程によってノズル要素に固定さ
れる。すなわちエフイー（ＦＥ）溶接、ティグ（ＴＩＧ
）溶接、熱間等静圧圧縮による拡散溶接、摩擦溶接、又
はロウ付けの工程による。本装置の要素は、先端片とノ
ズル要素との間の上記の溶接部を圧縮するように配置さ
れ、もって組立部品の信顛性が向上している。

有利なことに、弾性金属リップと作用し合う前記の前表
面は、非常に鈍角な円錐台形状を持ち、そして弾性金属
リップ自体はこの鈍角に対応する円錐台形状の外表面を
持つ。そのため前表面は、二個の管要素の間に広い接触
面を供給し、かつわずかな不整列を許容する。広角の円
誰面は、半径の大きな球体面と局部的に同等の価値を持
つ。

しかしまた、弾性金属リップと作用し合う前記の前表面
は、球面形状であっても良い。

−例として、先端片は、「インコネル７１８（Ｉｎｃｏ
ｎｅｌ　７１８）（商品名）」の名前で知られているＮ
Ｃ１９ＦｅＮｂ合金のように、高い機械的特性（例えば
耐熱性）を持つ合金から作られる。

ノズル要素は、２２ＣＮ１Ｂ−１０ステンレス鋼のよう
な低炭素ステンレス鋼から作られてもよい。

締付けナットと第一金属接合要素とは、［！Ｚ６ＮＣＴ
２５−１５ステンレス鋼のような良質の機械的特性（例
えば耐熱性）を持つ金属合金から作られてもよい。

本発明の他の特徴、利点及び詳細は、添付図面を参照し
て以下に述べる好適な実施態様の説明により、明確に理
解されるだろう。

〔実施例〕

第１図は、本発明に係るリップ付接合装置の第一実施例
を図示する。この接合装置は、管要素Ｔと同じ内径を持
ちかつ同じ材料で作られる管状のノズル要素ｌを具備す
る。管要素Ｔにはノズル要素１が、位置１２において通
常の方法で行われる均質溶接によって溶接される。前記
ノズル要素１は、管Ｔの反対側の先端に支えフランジ継
ぎ輪１０を備え、この継ぎ輪は面Ｉｆを介して締付けナ
ット４の肩部４１と共に作用する。ノズル要素ｌの材料
は管要素Ｔの材料と厳密には同じでなくて良いが、溶接
の観点から見れば適合する材料である方が良い。

弾性リップ２３を備える先端片２は、ノズルｌの自由端
部に拡散溶接される。ここでは、リップ２３を備える先
端片２が、「インコネル７１８（夏ｎｃｏｎｅｌ　７１
Ｂ）（商品名）」の名前で知られるＮＣ１９ＦｅＮｂ合
金のような高度な機械的特性を持つ材料から作られるた
め、バイメタル溶接２１が必要となる。一方、管要素Ｔ
、Ｔ’とノズル要素１と形状を持ち、それによって中空
区画２２を呈示す配置は、数ミリメークに類する比較的
大きな内部断面をもつ管により良く適合する。また同時
に、管の内部圧力が外部圧力より大きい場合にもより良
く適合するが、そのとき装置は接合リップに対して自己
締付けをしている。先端片２は、弾性リップを規定する
その技部によって、接合要素３の先端前表面３２に対し
て押し付けられる。接合要素３は、管要素Ｔ′に例えば
ねし山ないしねし立て５によって結合し、そしてユニオ
ン型接合の雄接合要素を形成する。要素３の接合面３２
はきわめて鈍角の円錐台形であるが、これはあるいは球
面形の前表面３２であっても良い。

接合要素３は、弾性リップ２３と第一管要素Ｔ′の二次
的部分との間の中間要素であり、その外表面上に、締付
けナット４のねじ山４２と共に作用するねじ山部分３１
を備えている。締付けナット４の肩部４１は、ノズル要
素１のフランジ継ぎ輪ｌＯを押圧する。これにより、弾
性リップ２３の圧縮を得ることと、接合平面２１を圧縮
区域に維持することとが可能になる。１ミリメータ程の
比較的小さい内部断面を持つ管のために、あるいはまた
、管の外部圧力が内部圧力より大きい時のために、第２
図に示す配置を使用することが望ましい。この配置は、
リップ２３の設置方向だけが第１図のものと異なる。中
空部分は管の内部方向には向けられず、逆に外部方向に
棲向けられる。第２図は、第１図と同じ参照耐量を持つ
同じ要素を有するために、これ以上詳しい説明はしない
。管の外部圧力が内部圧力より大きい時に、装置は接合
リップに対し自己締付けをすることがわかる。

ここに説明した本発明の二つの実施態様は、様々な有益
性を提供する。例えば、弾性リップ２３の反作用によっ
て、円錐台形表面３２、あるいは球面体表面３２上に密
封効果が獲得できる。そしてこれらの表面によって、装
置は自己締付は型になる。

弾性リップ２３とノズル要素１との間の、拡散型バイメ
タル溶接２１によって与えられる組立部品は、ナンド４
を締付けることにより接合部の雄部分３と雌部分１．２
との間で自動的に圧縮される区域において作り出される
。したがってこの組立部品は、強振動の環境においても
接合部２１に良質の機械的抵抗力を保証する。画一的な
溶接１２は、管Ｔとノズル要素１との間に、振動を甘受
するノズル要素１から層れた区域において得られる。画
一的で古典的なこの型の溶接は、容易に為されかつ良質
の機械的抵抗力を提供する。この抵抗力は、この作用区
域で為される拡散溶接や、圧延膨脂接合によっては得ら
れないものである。

本発明に係る装置において、密封機能と接合機能はより
良い対振動性能のために分離される。最終的には、２〜
３度程度の角度の管間のわずかな不整列は、リップ接合
の実行によって許容される。

−船釣に言えば、本発明に係る接合装置は、接合装置と
配管Ｔとの標準的溶接部１２により容易に装着され、特
に拡散溶接部２１がナツト４の締付けによって押しつけ
られることから、高い信頼性を証明する。このように、
本接合装置は非常に強度な振動に対する素晴らしい機械
的抵抗力を備え、さらに、例えば２０゛に〜１０００°
Ｋに類する極端な温度に対する優れた抵抗力をも備える
。さらにまた、管内部の高流体圧力によって、接触面３
２に対するリップ２３のより密接な接触によって密封が
強まる傾向にある。

本発明に係る接合及び密封装置は、多様な選択的実施態
様が可能である。例えば、ナツト４のねじ山４２と共に
作用するねじ山３１はノズル１の外部表面上に作られて
も良く、この場合ナツト４の肩部４１は、米国特許公報
３１４２４９８号の第１図の例示形状と同様の方法で接
合要素３上に設けられるフランジと共に作用する。管Ｔ
に類似の材料から成るノズル要素１と、先端片２との間
の接合部２１は、やはりナツト４の、肩部４１とねじ山
４２との間の圧縮区域に配置される（すなわちナツト４
は、本発明の第１図及び第２図のナツトに関して反転し
た位置に置かれる）。

さらに、接合要素３のねじ山３１は、先端片２を取り囲
む要素３の伸長部に設けられる内部ねし山であっても良
い。この内部ねし山は、例えばフランス特許公報Ａ−２
１９６０５３号に開示される円環体接合の実施態様にあ
るように、ナツト４へ設けられる外部ねし山と共に作用
する。

本発明の第１図及び第２図に係る装置の構造は、とりわ
け単純である。特に本発明に係る装置の製造の間に、先
端片２はノズル要素１に、熱間等静圧圧縮工程を使った
拡散型バイメタル溶接によって固着される。

接合装置の様々な要素はやはり、先端片２とノズル要素
１との間の前記の溶接部を押し付けるように配置され、
よって組立部品の信頼性を高める。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第一実施態様の軸方向断面図で、第
２図は本発明の第二実施態様の軸方向断面図である。 １・・・ノズル要素、　　　　　２・・・先端片、３・
・・接合要素、　　　　　　４・・・締付けナット、１
０・・・継ぎ輪、　　　　　　１１・・・局部、１２・
・・溶接部、　　　　　　２１・・・接合面、２２・・
・中空部分、　　　　　２３・・・弾性リップ、３１・
・・ねじ山、　　　　　３２・・・接合面、４１・・・
肩部、　　　　　　　４２・・・ねじ山、Ｔ、　Ｔ’・
・・管要素。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第一、第二管要素（Ｔ’、Ｔ）を接合するための金
   属リップ接合部を備えた接合及び密封装置であって、前
   記第一管要素（Ｔ’）に付着しかつ肩部（４１）付きの
   締付けナット（４）のねじ山（４２）と共に作用するね
   じ山（３１）を備えた第一金属接合要素（３）と、前記
   第二管要素（Ｔ）に付着しかつ締付けナット（４）の対
   応肩部（４１）と支え合うように外側に肩部（１１）を
   備えた第二金属接合要素（１、２）とを具備し、そして
   これら第一接合要素（３）及び第二接合要素（１、２）
   のうち一方（１、２）が、そのうちの他方（３）に設け
   られた前表面（３２）と共に作用する弾性リップ（２３
   ）を備えている接合及び密封装置において、弾性リップ
   （２３）を備えた前記要素（１、２）は、溶接の観点か
   ら見て管要素（Ｔ）に適合した金属又は金属合金から成
   りかつ該管要素（Ｔ）に溶接部（１２）によって接合さ
   れるノズル要素（１）と、前記弾性リップ（２３）を規
   定する水平Ｖ字形の軸方向断面を備えた先端片（２）と
   を具備すること、前記ノズル要素（１）が前記締付けナ
   ット（４）と協同作用すること、前記先端片（２）が前
   記ノズル要素（１）と異なる材料から成り、以って接合
   部に必要な弾性力を生じさせるような改善された機械的
   特性を先端片に提供していること、及び前記先端片（２
   ）が前記ノズル要素（１）の自由端部に拡散溶接によっ
   て付着されることを特徴とする装置。 ２、前記弾性リップ（２３）は前記第二接合要素（１、
   ２）に設けられること、及び前記ノズル要素（１）は先
   端片（２）に対向するその末端部分において、前記締付
   けナット（４）の前記肩部（４１）と共に作用する前記
   肩部（１１）を規定する継ぎ輪（１０）を備え、以って
   前記締付けナット（４）は前記ノズル要素（１）と前記
   先端片（２）との間の接合部（２１）を確実に圧縮し、
   そしてこの圧縮は前記接合部に依存するだけの前記リッ
   プ（２３）の変形には実質的に何の影響も及ぼさないこ
   とを特徴とする請求項１記載の装置。 ３、前記先端片（２）は、エフイー（ＦＥ）溶接、ティ
   グ（ＴＩＧ）溶接、熱間等静圧圧縮による拡散溶接、又
   はロウ付けの工程を経たバイメタル接合によって前記ノ
   ズル要素に付着し、そして装置の前記各要素は、前記先
   端片（２）と前記ノズル要素（１）との間の前記溶接部
   を押しつけるように配置されることを特徴とする請求項
   １又は２記載の装置。 ４、前記弾性金属リップ（２３）と共に作用する前記前
   表面（３２）はごく鈍い円錐台形状を持ち、そして前記
   弾性金属リップ（２３）はそれ自体、前記のごく鈍い角
   度に対応する円錐台形外表面を持ち、以って前記前表面
   は広い接触面を供給しかつ二個の管要素のわずかな不整
   列に順応することを特徴とする請求項１記載の装置。 ５、前記弾性金属リップと共に作用する前記前表面（３
   ２）は球面形状であることを特徴とする請求項１記載の
   装置。 ６、前記先端片（２）は、高い機械的特性を備えた合金
   で作られることを特徴とする請求項１記載の装置。 ７、前記ノズル要素（１）は、低炭素ステンレス鋼から
   成ることを特徴とする請求項１記載の装置。 ８、前記締付けナット（４）と前記第一金属接合要素（
   ３）とは、良質の機械的特性を備えた金属合金から成る
   ことを特徴とする請求項１記載の装置。 ９、前記先端片（２）には、前記弾性リップ（２３）を
   規定するように管の内側方向へ向けられた中空部分（２
   ２）が設けられ、そして装置は、内部圧力が外部圧力よ
   り大きいときに自己締付けをしていることを特徴とする
   請求項１記載の装置。 １０、前記先端片（２）は、前記弾性リップ（２３）を
   規定するように管の外側方向へ向けられた中空部分（２
   ２）を特徴とし、そして装置は、外部圧力が内部圧力よ
   り大きいときに自己締付けをしていることを特徴とする
   請求項１記載の装置。