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JP3488951B2 - Seal structure - Google Patents

Seal structure

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Publication number
JP3488951B2
JP3488951B2 JP2001021072A JP2001021072A JP3488951B2 JP 3488951 B2 JP3488951 B2 JP 3488951B2 JP 2001021072 A JP2001021072 A JP 2001021072A JP 2001021072 A JP2001021072 A JP 2001021072A JP 3488951 B2 JP3488951 B2 JP 3488951B2
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JP
Japan
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pressure side
sealing material
low
side sealing
seal
Prior art date
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JP2001021072A
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Japanese (ja)
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JP2002228003A (en
Inventor
隆一 井戸口
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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  • Flanged Joints, Insulating Joints, And Other Joints (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は高圧ガス配管等に適
したシール構造に関し、特に漏れの発見を容易にするこ
とを目的としたシール構造の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seal structure suitable for high-pressure gas piping and the like, and more particularly to an improvement of the seal structure for facilitating the discovery of leaks.

【0002】[0002]

【従来の技術と解決すべき課題】一般に、圧力のかかる
機器の接合面には、特開2000-161555号公報に開示され
ているように、ゴム製のOリングや平パッキン、メタル
シールなどを設け、その弾性によりシール性を持たせる
ようにしている。また、シール性を向上させるために、
たとえば特開平10-213228号に示されるように、膨潤性
能の異なるゴムシールを配置してシール面での面圧を向
上させるようにしたものが提案されている。
2. Description of the Related Art Generally, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-161555, a rubber O-ring, a flat packing, a metal seal, etc. are provided on a joint surface of a device to which pressure is applied. It is provided, and its elasticity provides a sealing property. Moreover, in order to improve the sealing property,
For example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-213228, there has been proposed one in which rubber seals having different swelling properties are arranged to improve the surface pressure on the sealing surface.

【0003】ところで、車両等の移動体に搭載される高
圧系における漏れチェックはこれを点検整備の一環とし
て適切に行うことが求められている。特に、高圧水素ガ
スを用いる燃料電池車両においては、その作動ガスの特
性と圧力を考慮したより確実なシール性が要求されるこ
とに加えて、高いシール性を維持管理するためのシール
部の保守点検が的確に行われなければならない。
By the way, it is required that a leak check in a high-pressure system mounted on a moving body such as a vehicle is appropriately performed as a part of inspection and maintenance. In particular, in fuel cell vehicles that use high-pressure hydrogen gas, in addition to requiring more reliable sealability in consideration of the characteristics and pressure of the working gas, maintenance of the seal part to maintain high sealability is also required. The inspection must be done properly.

【0004】しかしながら、従来のシール装置では漏れ
が起こったとしてもその箇所を速やかに特定しにくく、
その特定のためにはあらためて作動流体を供給しながら
シール部に石鹸水を塗布するなど手間のかかるリークテ
ストを行う必要がある。本発明はこのような従来の問題
点に着目してなされたもので、点検時に漏れ検知のため
の特別な装置を追加することなく、漏れ箇所を容易に判
別することが可能なシール構造を提供することを目的と
している。
However, in the conventional sealing device, even if a leak occurs, it is difficult to quickly identify the location,
In order to identify it, it is necessary to perform a troublesome leak test such as applying soap water to the seal portion while supplying the working fluid again. The present invention has been made in view of such conventional problems, and provides a seal structure capable of easily identifying a leak location without adding a special device for leak detection during inspection. The purpose is to do.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、配管継手
の対向端面に、高圧側である配管内部と低圧側である配
管外部とを画成する環状の接合面を形成し前記接合面
に形成した環状溝に、それぞれ環状の高圧側シール材と
低圧側シール材とを嵌合する。前記低圧側シール材は、
高圧側の流体に対する耐透過性が高圧側シール材よりも
低い材質にて形成すると共に、前記低圧側シール材の
への膨潤を許容する間隙を該低圧側シール材の外周域
に設け、前記膨潤によるシール材の変化量を周方向に増
大するように図る
A first invention is a pipe joint.
Of the high pressure side and the low pressure side.
Forming a bonding surface of the annular defining a Kangaibu, the bonding surface
In the annular groove formed on the
Fit the low-pressure side sealing material. The low-pressure side sealing material,
With permeation resistance of the high-pressure side to the fluid to form at a lower material than the high-pressure side seal member, outside the low-pressure side seal member
Outer circumferential region of the low-pressure side seal member a gap that allows swelling to the side
To increase the amount of change in the sealing material due to the swelling in the circumferential direction.
Try to be big .

【0006】第2の発明は、前記高圧側シール材を、H
−NBRニトリルブタジエンゴム等からなる水素ガスに
対して耐透過性の高いゴム材料で構成した。
In a second aspect of the invention, the high pressure side sealing material is H
-NBR Nitrile Butadiene rubber or the like made of a rubber material having a high permeation resistance to hydrogen gas.

【0007】第3の発明は、前記高圧側シール材を、メ
タルシールで構成した。
In a third aspect of the invention, the high-pressure side sealing material is composed of a metal seal.

【0008】第4の発明は、前記低圧側シール材を、シ
リコーンゴム等からなる水素ガスに対する耐透過性の低
いゴム材料で構成した。
According to a fourth aspect of the invention, the low-pressure side sealing material is made of a rubber material such as silicone rubber having a low permeation resistance to hydrogen gas.

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【0011】第5の発明は、前記接合面に高圧側シール
材と低圧側シール材がそれぞれ個々に嵌合する環状溝を
形成し、かつ低圧側シール材が嵌合する外側環状溝の深
さを、高圧側シール材が嵌合する内側の環状溝よりも浅
くした。
A fifth aspect of the present invention is to seal the high pressure side on the joint surface.
Material and the low-pressure side sealing material individually form an annular groove, and the depth of the outer annular groove into which the low-pressure side sealing material fits is greater than the depth of the inner annular groove into which the high-pressure side sealing material fits. I made it shallow.

【0012】第6の発明は、前記低圧側シール材の断面
形状を、高圧側シール材の外周部を覆う形状とすると共
に、これら各シール材を接合面に形成した共通の環状溝
に収装する構成とした。
According to a sixth aspect of the present invention, the cross-sectional shape of the low-pressure side sealing material is such that it covers the outer peripheral portion of the high-pressure side sealing material, and these sealing materials are housed in a common annular groove formed on the joint surface. It was configured to do.

【0013】第7の発明は、前記低圧側シール材を高圧
側シール材に対して偏心して配置した。
In a seventh aspect of the invention, the low-pressure side sealing material is arranged eccentrically with respect to the high-pressure side sealing material.

【0014】第8の発明は、前記低圧側シール材の径方
向の肉厚を部分的に薄くした。請求項5に記載のシール
構造。
In an eighth aspect of the invention, the radial thickness of the low-pressure side sealing material is partially reduced. The seal structure according to claim 5.

【0015】第9の発明は、前記低圧側シール材の内周
面に、高圧側シール材の外周面に対向するように凹部を
形成した。
According to a ninth aspect of the present invention , a recess is formed on the inner peripheral surface of the low-pressure side sealing material so as to face the outer peripheral surface of the high-pressure side sealing material.

【0016】[0016]

【作用・効果】前記第1の発明以下の各発明によれば、
高圧側の流体圧に対しては通常は高圧側シール材により
シールが可能である。ただし、もし高圧側シール材の部
分で漏れが発生した場合には、前記流体に対する耐透過
性が比較的低い材質にて低圧側シール材を形成したこと
から、流体の漏れにより低圧側シール材が外側に膨潤
し、接合面間の外周域に形成した間隙に当該膨潤部分が
侵入してくる。このとき、前記間隙は膨潤によるシール
材の変化量を周方向に増大する構成としてあるので、外
側の低圧側シール材が漏れ発生時に外周側に膨潤してく
るのを早期に発見することができる。このため、外部か
らの観察により容易に漏れの発生を発見することがで
き、したがって漏れを早期に発見してシール部分の管理
を的確に行うことができる。
According to each of the following inventions,
The fluid pressure on the high pressure side can usually be sealed by the high pressure side sealing material. However, if a leak occurs in the high-pressure side sealing material, the low-pressure side sealing material was formed due to the fluid leakage because the low-pressure side sealing material was formed of a material having relatively low permeation resistance to the fluid. The swelling portion swells to the outside and the swelling portion enters into the gap formed in the outer peripheral area between the joint surfaces. At this time, the gap is sealed by swelling.
Since the amount of material change is increased in the circumferential direction,
Side low pressure side sealing material swells to the outer peripheral side when a leak occurs
Can be detected early . For this reason, it is possible to easily detect the occurrence of leakage by observing from the outside, and therefore it is possible to detect the leakage at an early stage and appropriately manage the seal portion.

【0017】シールする流体が水素ガスのような分子量
の小さなガスの場合は、ゴムなどのシール材への透過性
が高いことから、特にシール材の脱圧発泡現象による膨
潤に基づき漏れの目視確認が容易になる。なお水素ガス
をシールする場合には、第2〜第4の発明として示した
ように、高圧側シール材としてはH−NBRニトリルブ
タジエンゴム等からなる水素ガスに対して耐透過性の高
いゴム材料またはメタルシールを、低圧側シール材とし
てはシリコーンゴム等からなる水素ガスに対する耐透過
性の低いゴム材料を適用することができる。
When the fluid to be sealed is a gas having a small molecular weight such as hydrogen gas, it has a high permeability to the sealing material such as rubber, and therefore, the leakage is visually confirmed based on the swelling due to the depressurizing foaming phenomenon of the sealing material. Will be easier. When sealing hydrogen gas, as shown in the second to fourth inventions, the high pressure side sealing material is a rubber material such as H-NBR nitrile butadiene rubber having a high permeation resistance to hydrogen gas. Alternatively, a metal seal can be used as the low-pressure side seal material, and a rubber material such as silicone rubber having low resistance to permeation of hydrogen gas can be applied.

【0018】第5の発明として示したように、配管継手
の接合面に高圧側シール材と低圧側シール材がそれぞれ
嵌合する環状溝を形成し、かつ低圧側シール材が嵌合す
る外側環状溝の深さを、高圧側シール材が嵌合する内側
の環状溝よりも浅くすることにより、低圧側シール材が
膨潤したときの外周方向への変化量を増大することもで
きる。
As shown as the fifth aspect of the invention, an annular groove in which the high-pressure side sealing material and the low-pressure side sealing material are respectively fitted is formed in the joint surface of the pipe joint, and an outer annular shape in which the low-pressure side sealing material is fitted. By making the depth of the groove shallower than the inner annular groove into which the high-pressure side sealing material fits, it is possible to increase the amount of change in the outer circumferential direction when the low-pressure side sealing material swells.

【0019】また、配管継手のシール構造としては、第
の発明として示したように、低圧側シール材の断面形
状を、高圧側シール材の外周部を覆う形状とすると共
に、これら各シール材を接合面に形成した共通の環状溝
に収装する構成とすることができ、これによりシールの
組み付け作業性が向上する。
The pipe joint sealing structure is as follows:
As shown in the invention of No. 6 , the cross-sectional shape of the low-pressure side sealing material is set to cover the outer peripheral portion of the high-pressure side sealing material, and each of these sealing materials is housed in a common annular groove formed on the joint surface. It is possible to adopt a configuration, which improves the workability of assembling the seal.

【0020】また、第の発明として示したように、環
状の低圧側シール材を高圧側シール材に対して偏心して
配置し、または第の発明として示したように低圧側シ
ール材の径方向の肉厚を部分的に薄くすることにより、
低圧側シール材が漏れにより膨潤したときに、内外シー
ル材の間隔が狭い部分または低圧側シール材の肉厚が薄
い部分にてより大きな変形が起こるので、目視の角度が
限られるような場所での漏れ発生時の継手外周部でのシ
ール変形個所を特定して、漏れ個所の発見をより容易に
することが可能となる。
Further, as shown as the seventh invention, the annular low-pressure-side sealing material is arranged eccentrically with respect to the high-pressure-side sealing material, or as shown in the eighth invention, the diameter of the low-pressure-side sealing material. By partially thinning the wall thickness in the direction,
When the low-pressure side sealing material swells due to leakage, the space between the inner and outer sealing materials is narrow or the low-pressure side sealing material is thin.
Since a larger deformation occurs in the stomach content, to identify the seal deformation locations in the joint outer peripheral portion during the leak occurs in locations such as the angle of visual observation is limited, making it easier to discover the leakage point Is possible.

【0021】また、第の発明として示したように、低
圧側シール材の内周面に、高圧側シール材の外周面に対
向するように凹部を形成することにより、低圧側シール
材の高圧側に面した部分の表面積が増大してそれだけ高
圧側からの流体との接触面積が増えるので、流体透過時
の膨潤による低圧側シール材の変形量を周方向に増大さ
せることができる。
Further, as shown as the ninth aspect of the invention, by forming a concave portion on the inner peripheral surface of the low pressure side sealing material so as to face the outer peripheral surface of the high pressure side sealing material, the high pressure side of the low pressure side sealing material is formed. Since the surface area of the portion facing the side is increased and the contact area with the fluid from the high pressure side is increased accordingly, the deformation amount of the low pressure side sealing material due to the swelling at the time of fluid permeation can be increased in the circumferential direction.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明を高圧水素ガスの配
管継手に適用した実施形態につき図面に基づいて説明す
る。図1は燃料電池車両における漏れ判別可能な高圧配
管シール構造の実施形態を示す構成図である。図におい
て、Tは加圧水素ガスを貯蔵した高圧容器、Fは燃料電
池スタック、Pは容器TとスタックFとの間を接続する
配管系統であり、その途中には継手部Sがいくつか設け
られている。配管継手部Sは、図2に示したように、ガ
ス配管1、継手部2、シール部3等で構成されている。
前記シール部3は、図示しない締結具を介して相互に締
結される2つの継手要素2A,2Bとその対向端面4
A,4B間に挟持された内外2本のOリング3a,3b
により構成されている。各Oリング3a,3bはそれぞ
れ水素ガスに対する透過性の異なる材質による二重シー
ル構造を構成している。すなわち、水素ガスに直接ふれ
る内周側(高圧側)のOリング3aにはH-NBRニトリル
ブタジエンゴムなど水素ガスに対する耐ガス透過性の高
いゴム材を用いる。これに対し、内周部と隣接する外周
側(低圧側)のOリング3bには、逆に耐ガス透過性の
低いシリコーンゴムなどからなるゴム材を用いる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment in which the present invention is applied to a high-pressure hydrogen gas pipe joint will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a high-pressure pipe seal structure capable of determining a leak in a fuel cell vehicle. In the figure, T is a high-pressure container that stores pressurized hydrogen gas, F is a fuel cell stack, P is a piping system that connects the container T and the stack F, and some joints S are provided in the middle thereof. ing. As shown in FIG. 2, the pipe joint S is composed of the gas pipe 1, the joint 2, the seal 3 and the like.
The seal portion 3 includes two joint elements 2A and 2B that are fastened to each other via fasteners (not shown) and their end faces 4 facing each other.
Two inner and outer O-rings 3a, 3b sandwiched between A and 4B
It is composed by. Each of the O-rings 3a and 3b has a double seal structure made of materials having different permeability to hydrogen gas. That is, a rubber material having a high gas permeation resistance to hydrogen gas, such as H-NBR nitrile butadiene rubber, is used for the O-ring 3a on the inner peripheral side (high pressure side) that is directly exposed to hydrogen gas. On the other hand, for the O-ring 3b on the outer peripheral side (low pressure side) adjacent to the inner peripheral portion, a rubber material such as silicone rubber having low gas permeation resistance is used.

【0023】前記構成において、継手シール部3の内周
側Oリング3aから高圧部配管漏れが発生すると、外周
側Oリング3bに圧力がかかり、外周側Oリング3bの内
周面から内部へと水素ガスが侵入する。外周側Oリング
部3bの外周は大気圧であるので、外周側Oリング3b
の全部もしくは一部が脱圧発泡現象を起こして膨潤す
る。脱圧発泡現象とは、ゴム内に浸透した加圧水素が大
気圧程度に触れたときにゴム内部で気泡化して容積を増
大させ、これによりゴム材の見かけ上の容積が増大して
膨潤する現象である。この脱圧発泡現象が起こると、漏
れ箇所の膨潤により接合面4A、4Bの間の間隙Gから
外周側Oリング3bの一部が低圧である外側にはみ出る
ことで、容易に目視により漏れ箇所を特定することがで
きる。図3と図5は漏れ発生以前の継手部外観とシール
部の詳細を、図4と図6は漏れ発生時の継手部外観とシ
ール部の詳細をそれぞれ示したもので、図示したように
漏れが起こると外周側Oリング3bが膨潤して外側には
み出してくることから容易に漏れを発見することができ
る。なお、外周側Oリング3bの膨潤は、内周側Oリン
グ3a部分での漏れ発生状況等によって、全周的に起こ
る場合と、部分的に起こる場合がある。
In the above structure, when the high pressure pipe leaks from the inner peripheral O-ring 3a of the joint seal portion 3, pressure is applied to the outer peripheral O-ring 3b, and the inner peripheral surface of the outer peripheral O-ring 3b moves inward. Hydrogen gas invades. Since the outer circumference of the outer O-ring portion 3b is at atmospheric pressure, the outer O-ring 3b
All or part of the product undergoes a depressurization foaming phenomenon and swells. The depressurized foaming phenomenon is a phenomenon in which the pressurized hydrogen that has penetrated into the rubber is bubbled inside the rubber to increase its volume when it is exposed to about atmospheric pressure, which causes the apparent volume of the rubber material to increase and swell. Is. When this depressurized foaming phenomenon occurs, a part of the outer peripheral O-ring 3b protrudes from the gap G between the joint surfaces 4A and 4B to the outside where the pressure is low due to the swelling of the leaked part, so that the leaked part can be easily visually observed. Can be specified. FIGS. 3 and 5 show the appearance of the joint and the details of the seal before the leak occurs, and FIGS. 4 and 6 show the appearance of the joint and the details of the seal when the leak occurs. When this occurs, the O-ring 3b on the outer peripheral side swells and protrudes to the outside, so that the leakage can be easily found. The swelling of the O-ring 3b on the outer circumference may occur altogether or partially depending on the situation of leakage in the O-ring 3a on the inner circumference.

【0024】図7、図8に本発明の第2の実施形態を示
す。基本的なシール構造は第1の実施形態と同様である
が、この実施形態では、外周側Oリング3bの内周面
に、内周側Oリング3aの外周面に対向するように全周
的にまたは部分的に凹部5を形成してある。このように
凹部5を設けたことにより外周側Oリング3bの高圧側
に面した部分の表面積が増大してそれだけ漏れ水素との
接触面積が増えるので、ガス透過時の膨潤による外周側
Oリング3bの変化量を周方向に増大させること、すな
わち漏れ発見をより容易にすることができる。
7 and 8 show a second embodiment of the present invention. The basic sealing structure is the same as that of the first embodiment, but in this embodiment, the entire circumference is formed so as to face the inner peripheral surface of the outer peripheral O-ring 3b and the outer peripheral surface of the inner peripheral O-ring 3a. The recess 5 is formed partially or partially. By providing the concave portion 5 in this way, the surface area of the portion of the outer O-ring 3b facing the high pressure side increases and the contact area with the leaked hydrogen increases accordingly, so that the outer O-ring 3b due to swelling during gas permeation. Can be increased in the circumferential direction, that is, leak detection can be made easier.

【0025】図9〜図11は本発明の第3の実施形態で
ある。これは、第1の実施形態の構成に加えて、一方の
接合面4B上に内外のOリング3a,3bをそれぞれ嵌
合する環状溝6a、6bを設け、かつ図11に示したよ
うに、外側の環状溝6bの深さDOを内側の環状溝6aの
深さDIよりも浅く形成したものである。このように外周
側Oリング3bの嵌合深さを小さくすることで、外周側
Oリング3bの周方向の変位の自由度をより高くして、
ガス透過時の膨潤による変化量を周方向に増大すること
ができる。
9 to 11 show a third embodiment of the present invention. In addition to the configuration of the first embodiment, this is provided with annular grooves 6a and 6b for fitting the inner and outer O-rings 3a and 3b on one joint surface 4B, and as shown in FIG. The depth DO of the outer annular groove 6b is formed shallower than the depth DI of the inner annular groove 6a. By reducing the fitting depth of the outer O-ring 3b in this way,
By increasing the degree of freedom of displacement of the O-ring 3b in the circumferential direction,
The amount of change due to swelling during gas permeation can be increased in the circumferential direction.

【0026】図12〜図14は本発明の第4の実施形態
である。これは外周側Oリング部3bの断面形状を、内
周側Oリング3aの外側半周をほぼ覆うような形状とす
ると共に、図14にも示したようにOリングを嵌装する
環状溝6を共通化し、すなわち1個の環状溝6で2個の
Oリング3a,3bを組み付ける構成とすることにより
組み付け作業性を向上させている。
12 to 14 show a fourth embodiment of the present invention. This makes the cross-sectional shape of the outer O-ring portion 3b substantially cover the outer half of the inner O-ring 3a, and as shown in FIG. 14, forms the annular groove 6 into which the O-ring is fitted. The commonality, that is, the configuration in which the two O-rings 3a and 3b are assembled with the single annular groove 6 improves the workability of the assembly.

【0027】図15、図16は本発明の第5の実施形態
である。この実施形態では、図示したように外周側のO
リング3bを内周側Oリング3aに対して偏心して配置
してある。また、この実施形態では内周側Oリング3a
と最も近い部分にて外周側Oリング3bの径方向の肉厚
を小さくしてある。このように外周側Oリング3bを偏
心させさらには部分薄肉化して配置することで、内周側
Oリング3aからの漏れが発生した場合に、リング3a-
3b間の距離の短く、薄肉の部位から、外周側Oリング
3bの変形が大きくなり、外部からの漏れ箇所特定を容
易にすることが可能となる。特に、配管のレイアウトや
継手部の位置によって継手部外周に目視困難な角度が生
じるような場合には、この実施形態のように目視可能な
方向にOリングの偏心部を方向づけておくことにより、
漏れの発見が容易かつ確実となる。
FIGS. 15 and 16 show a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, as shown in FIG.
The ring 3b is eccentrically arranged with respect to the inner peripheral O-ring 3a. Further, in this embodiment, the inner O-ring 3a
The outermost O-ring 3b is made thinner in the radial direction at the portion closest to. By eccentrically arranging the outer O-ring 3b in this way and further arranging it with a partial thinning,
If leakage from the O-ring 3a occurs, the ring 3a-
The deformation of the outer peripheral O-ring 3b increases from a thin portion having a short distance between 3b, and it becomes possible to easily identify a leak location from the outside. Particularly, when an angle that is difficult to see is generated on the outer circumference of the joint portion due to the layout of the pipe or the position of the joint portion, the eccentric portion of the O-ring is oriented in the visible direction as in this embodiment.
Finding leaks is easy and reliable.

【0028】図17は本発明の第6の実施形態である。こ
れは、内周側シール材としてメタルシール7を設けた
で前記各実施形態と異なる。図において71はメタルシ
ールのスリーブ、72はその締付面、73は締付時に前
記締付面72に沿って変形しながら密着してシール性を
発揮する締め込み金具である。このように内周側のシー
ル材としては水素透過性または水素シール性の高いもの
であればOリングに限らず各種のものを適用可能であ
る。特にメタルシール7はゴムや樹脂に比較して水素ガ
スに対するシール性が優れ、シールする流体によって変
質したり変形したりすることがなく安定したシール性を
発揮する利点がある。
FIG. 17 shows a sixth embodiment of the present invention. This is the different from the embodiments in <br/> that provided a metal seal 7 as the inner peripheral side sealing member. In the figure, 71 is a sleeve of a metal seal, 72 is a tightening surface thereof, and 73 is a tightening metal fitting that deforms along the tightening surface 72 while tightening and closely adheres to exhibit a sealing property. As described above, as the sealing material on the inner peripheral side, various materials can be applied without being limited to the O-ring as long as the material has high hydrogen permeability or hydrogen sealing property. In particular, the metal seal 7 has an excellent sealing property against hydrogen gas as compared with rubber or resin, and has an advantage of exhibiting stable sealing property without being deteriorated or deformed by the fluid to be sealed.

【0029】なお、前記各実施形態は燃料電池システム
における水素ガス配管のシールを例としたものである
が、本発明はむろんこれに限られるものではなく、例え
ば流体としてヘリウムを用いた配管等にも適用すること
ができる。
Although each of the above-mentioned embodiments has exemplified the sealing of the hydrogen gas pipe in the fuel cell system, the present invention is not limited to this, and can be applied to a pipe using helium as a fluid, for example. Can also be applied.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係る燃料電池配管系
統の概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram of a fuel cell piping system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】前記第1の実施形態の継手部の拡大図。FIG. 2 is an enlarged view of a joint portion of the first embodiment.

【図3】前記第1の実施形態の漏れ発生前の継手外観の
説明図。
FIG. 3 is an explanatory view of the outer appearance of the joint of the first embodiment before the occurrence of leakage.

【図4】前記第1の実施形態の漏れ発生時の継手外観の
説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a joint appearance of the first embodiment when a leak occurs.

【図5】前記第1の実施形態の漏れ発生前の継手の要部
詳細断面図。
FIG. 5 is a detailed cross-sectional view of the essential parts of the joint of the first embodiment before a leak occurs.

【図6】前記第1の実施形態の漏れ発生時の継手の要部
詳細断面図。
FIG. 6 is a detailed cross-sectional view of the essential parts of the joint when a leak occurs in the first embodiment.

【図7】本発明の第2の実施形態の漏れ発生前の継手の
要部詳細断面図。
FIG. 7 is a detailed cross-sectional view of a main part of the joint before the occurrence of leakage according to the second embodiment of the present invention.

【図8】前記第2の実施形態の漏れ発生時の継手の要部
詳細断面図。
FIG. 8 is a detailed cross-sectional view of an essential part of the joint when a leak occurs in the second embodiment.

【図9】本発明の第3の実施形態の漏れ発生前の継手の
要部詳細断面図。
FIG. 9 is a detailed cross-sectional view of the essential parts of the joint before the occurrence of leakage according to the third embodiment of the present invention.

【図10】前記第3の実施形態の漏れ発生時の継手の要
部詳細断面図。
FIG. 10 is a detailed cross-sectional view of the essential parts of the joint when a leak occurs in the third embodiment.

【図11】前記第3の実施形態の環状溝形状を説明する
ための要部詳細断面図。
FIG. 11 is a detailed cross-sectional view of an essential part for explaining the shape of the annular groove of the third embodiment.

【図12】本発明の第4の実施形態の漏れ発生前の継手
の要部詳細断面図。
FIG. 12 is a detailed cross-sectional view of an essential part of the joint before the occurrence of leakage according to the fourth embodiment of the present invention.

【図13】前記第4の実施形態の漏れ発生時の継手の要
部詳細断面図。
FIG. 13 is a detailed cross-sectional view of the essential parts of the joint when a leak occurs in the fourth embodiment.

【図14】前記第4の実施形態の環状溝形状を示す要部
詳細断面図。
FIG. 14 is a detailed cross-sectional view of an essential part showing the annular groove shape of the fourth embodiment.

【図15】本発明の第5の実施形態の漏れ発生前のOリ
ングの状態を示す説明図。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a state of the O-ring before the occurrence of leakage according to the fifth embodiment of the present invention.

【図16】前記第5の実施形態の漏れ発生時のOリング
の状態を示す説明図。
FIG. 16 is an explanatory view showing a state of an O-ring when a leak occurs in the fifth embodiment.

【図17】本発明の第6の実施形態の漏れ発生時の継手
の要部詳細断面図。
FIG. 17 is a detailed cross-sectional view of essential parts of the joint when a leakage occurs according to the sixth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 配管 2 継手部 2A,2B 継手要素 3 シール部 3a 内周側Oリング(高圧側シール材) 3b 外周側Oリング(低圧側シール材) 4A,4B 接合面 5 凹部 6,6A,6b 環状溝 7 メタルシール 1 piping 2 joint 2A, 2B joint element 3 Seal part 3a Inner O-ring (high-pressure side sealing material) 3b Outer O-ring (low pressure side seal material) 4A, 4B joint surface 5 recess 6,6A, 6b Annular groove 7 Metal seal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16J 15/10 F16L 15/04 F16L 23/16 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F16J 15/10 F16L 15/04 F16L 23/16

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】配管継手の対向端面に、高圧側である配管
内部と低圧側である配管外部とを画成する環状の接合面
を形成し前記接合面に形成した環状溝に、それぞれ環状の高圧側
シール材と低圧側シール材とを嵌合し 、 前記低圧側シール材を、高圧側の流体に対する耐透過性
が高圧側シール材よりも低い材質にて形成すると共に、 前記低圧側シール材の外側への膨潤を許容する間隙を
低圧側シール材の外周域に設け、前記膨潤によるシール
材の変化量を周方向に増大するようにしたことを特徴と
するシール構造。
1. A pipe having a high-pressure side on opposite end faces of a pipe joint.
An annular joint surface that defines the inside and the outside of the low-pressure side pipe
And the annular groove formed in the joining surface, the annular high pressure side
A sealing material and a low-pressure side sealing material are fitted together , and the low-pressure side sealing material is formed of a material having a resistance to permeation of a high-pressure side fluid lower than that of the high-pressure side sealing material, and the outside of the low-pressure side sealing material. said a gap to allow the swelling to
Provided in the outer peripheral area of the low-pressure side sealing material, and sealing by the swell
The feature is that the amount of material change is increased in the circumferential direction.
Seal structure.
【請求項2】前記高圧側シール材を、HNBRニトリル
ブタジエンゴム等の水素ガスに対して耐透過性の高いゴ
ム材料で構成した請求項1に記載のシール構造。
2. The seal structure according to claim 1, wherein the high-pressure side seal material is made of a rubber material having high resistance to hydrogen gas such as HNBR nitrile butadiene rubber.
【請求項3】前記高圧側シール材を、メタルシールで構
成した請求項1に記載のシール構造。
3. The seal structure according to claim 1, wherein the high-pressure side sealing material is a metal seal.
【請求項4】前記低圧側シール材を、シリコーンゴム等
の水素ガスに対する耐透過性の低いゴム材料で構成した
請求項1に記載のシール構造。
4. The seal structure according to claim 1, wherein the low-pressure side seal material is made of a rubber material such as silicone rubber having low resistance to permeation of hydrogen gas.
【請求項5】前記接合面に高圧側シール材と低圧側シー
ル材がそれぞれ個々に嵌合する環状溝を形成し、かつ低
圧側シール材が嵌合する外側環状溝の深さを、高圧側シ
ール材が嵌合する内側の環状溝よりも浅くした請求項1
に記載のシール構造。
5. An annular groove in which the high-pressure side sealing material and the low-pressure side sealing material are individually fitted is formed on the joint surface, and the depth of the outer annular groove in which the low-pressure side sealing material is fitted is set to the high pressure side. The shallower than the inner annular groove into which the sealing material fits.
Seal structure described in.
【請求項6】前記低圧側シール材の断面形状を、高圧側
シール材の外周部を覆う形状とすると共に、これら各シ
ール材を接合面に形成した共通の環状溝に収装する構成
とした請求項1に記載のシール構造
6. The cross-sectional shape of the low-pressure side sealing material is configured to cover the outer peripheral portion of the high-pressure side sealing material, and these sealing materials are housed in a common annular groove formed on the joint surface. The seal structure according to claim 1.
【請求項7】前記低圧側シール材を高圧側シール材に対
して偏心して配置した請求項1に記載のシール構造。
7. The seal structure according to claim 1, wherein the low-pressure side seal material is arranged eccentrically with respect to the high-pressure side seal material.
【請求項8】前記低圧側シール材の径方向の肉厚を部分
的に薄くした請求項1に記載のシール構造。
8. The seal structure according to claim 1, wherein a radial thickness of the low-pressure side sealing material is partially reduced.
【請求項9】前記低圧側シール材の内周面に、高圧側シ
ール材の外周面に対向するように凹部を形成した請求項
1に記載のシール構造。
9. The seal structure according to claim 1, wherein a concave portion is formed on an inner peripheral surface of the low pressure side sealing material so as to face an outer peripheral surface of the high pressure side sealing material.
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