Gas holder seal material and gas holder seal structure

本発明は、ガスホルダーシール材及びガスホルダーのシール構造に関し、更に詳しくは、寒冷地の低温下での耐屈曲性を向上させつつ、優れた気密性を維持することが出来るガスホルダーシール材及びガスホルダーのシール構造に関するものである。

一般的に、ガスを回収して貯蔵する装置としてはウィギンス・ガスホルダー等が知られている。 このようなガスホルダーは、ガスを貯蔵するためのタンクと、このタンク内を昇降する可動蓋と、可動蓋と連動してタンク内を昇降する緩衝部材と、タンクと緩衝部材との間、及び緩衝部材と可動蓋との間をそれぞれ連結する筒状のシール材とを備えている。 このシール材は、クロロプレンゴムやアクリロニトリルブタジエンゴム等で形成されている（例えば、特許文献１，２を参照）。

これら筒状のシール材のうちタンクと緩衝部材との間に介在するシール材では、一端部がタンクの内周面に固定され、他端部が緩衝部材の外縁部に固定される。 そのため、シール材の一端部（タンク側端部）及び他端部（緩衝部材側端部）の近傍は、常に屈曲状態となると共に、可動蓋及び緩衝部材の上下移動に伴って屈曲状態が変化する。 従って、シール材には、貯蔵するガスの漏れを防止する優れた気密性の他に耐屈曲性が要求される。

ところで、ガスホルダーが寒冷地に配設される場合、シール材はそのゴムの脆化温度近傍まで冷却される可能性がある。 特に、シール材のタンク側端部はタンクの壁面を通じて外気の低温が伝わり易い。 シール材がクロロプレンゴムやアクリロニトリルブタジエンゴムで形成されていると耐寒性に劣るので、常温では屈曲部にクラックが発生しなくても、寒冷地の低温下ではクラックが生じ易くなるという問題がある。 一方、シール材をクロロプレンゴムやアクリロニトリルブタジエンゴム以外のゴムで形成すると、メタンガス等に対する耐久性（耐ガス性）に劣るため、シール材としての本質的な機能に支障が生じるという問題がある。

本発明の目的は、寒冷地の低温下での耐屈曲性を向上させつつ、優れた気密性を維持することが出来るガスホルダーシール材及びガスホルダーのシール構造を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明のガスホルダーシール材は、ガスホルダーを構成するタンクの内周面と、このタンク内を昇降する可動蓋と連動して該可動蓋の外周側でタンク内を昇降する緩衝部材の外縁部との間に介在して筒状に形成されるガスホルダーシール材において、前記タンクの内周面に固定される側となるタンク側端部と、前記緩衝部材の外縁部に固定される側となる緩衝部材側端部のうちの少なくともタンク側端部に対し、その端部の両面がエチレンプロピレンジエンゴムにより被覆され、前記タンク側端部および前記緩衝部材側端部以外の部分に対してはエチレンプロピレンジエンゴムが非被覆の構成にしたことを特徴とする。

本発明のガスホルダーのシール構造は、ガスホルダーを構成するタンクの内周面と、このタンク内を昇降する可動蓋と連動して該可動蓋の外周側でタンク内を昇降する緩衝部材の外縁部との間をシールする筒状に形成されたガスホルダーシール材を有するガスホルダーのシール構造において、前記タンクの内周面に突設されて前記ガスホルダーシール材のタンク側端部を固定するタンク側固定部材と、前記緩衝部材の外縁部に設けられて前記ガスホルダーシール材の緩衝部材側端部を固定する緩衝部材側固定部材とを備え、前記タンク側端部及び前記緩衝部材側端部のうちの少なくともタンク側端部に対し、その端部の両面がエチレンプロピレンジエンゴムにより被覆され、前記タンク側端部および前記緩衝部材側端部以外の部分に対してはエチレンプロピレンジエンゴムが非被覆の構成にし、前記ガスホルダーシール材のエチレンプロピレンジエンゴムにより被覆されていない部分の表面が、前記緩衝部材の上下位置に関わらず、前記タンクの内周面及び前記タンク側固定部材に接触しない構成にしたことを特徴とする。

本発明の別のガスホルダーシール構造は、ガスホルダーを構成するタンクの内周面と、このタンク内を昇降する可動蓋と連動して該可動蓋の外周側でタンク内を昇降する緩衝部材の外縁部との間をシールする筒状に形成されたガスホルダーシール材を有するガスホルダーのシール構造において、前記タンクの内周面に突設されてタンクの内周面との間に前記ガスホルダーシール材のタンク側端部を挟んで固定するタンク側固定部材と、前記緩衝部材の外縁部に設けられて前記ガスホルダーシール材の緩衝部材側端部を固定する緩衝部材側固定部材とを備え、前記タンク側端部の前記タンクの内周面に対向する表面がエチレンプロピレンジエンゴムにより被覆され、前記タンク側固定部材の前記タンク側端部に対向する表面がエチレンプロピレンジエンゴムにより被覆されていることを特徴とする。

本発明のガスホルダーシール材（以下、シール材という）は、上述のように、タンク側端部と緩衝部材側端部のうちの少なくともタンク側端部に対し、その端部の両面がエチレンプロピレンジエンゴム（以下、ＥＰＤＭという）により被覆され、タンク側端部および緩衝部材側端部以外の部分に対してはＥＰＤＭが非被覆の構成にしているので、外気の低温が最も伝わり易いタンク側端部では耐寒性に優れたＥＰＤＭがタンクの内周面に当接することになる。 これによりタンク側端部の低温下での耐屈曲性は向上する。 また、ＥＰＤＭが介在することで、他の部分に外気の低温が伝導し難くなるので、シール材全体としての低温下での耐屈曲性も向上する。 従って、これにより、ガスホルダーが寒冷地に配設されても、低温下でシール材にクラックが発生する不具合を防止することが可能になる。 また、シール材の端部のみがＥＰＤＭにより被覆されるため、シール材の本体部にはタンクに貯蔵されるガスに対する耐久性（耐ガス性）に優れる任意の材料を選択することが出来る。 それ故、シール材としての本質的な機能（気密性）を損なうことなく良好に維持することが出来る。

緩衝部材側端部の両面をＥＰＤＭにより被覆することも出来る。 これにより、タンク側端部のように外気の低温を伝え易い緩衝部材側端部において、低温下での屈曲性が向上し、シール材全体としての低温下での耐屈曲性が益々向上する。 よって、低温下でのクラック発生を防止するには一段と有利になる。

ＥＰＤＭにより被覆されている端部の一方の面と、他方の面とでＥＰＤＭの被覆長さを異ならせることも出来る。 これにより、両面がＥＰＤＭにより被覆された部分と、ＥＰＤＭにより被覆されない部分との境界部で曲げ剛性が急激に変化することを避けることが出来る。 これにより、過大な応力集中が無くなり、耐屈曲性の向上には有利になる。 また、必要な部分（長さ）にだけＥＰＤＭを使用するので、ＥＰＤＭの使用量を最小限にして材料コストを抑えることが出来る。

ＥＰＤＭにより被覆されている端部の一方の面と、他方の面とでＥＰＤＭの被覆厚さを異ならせることも出来る。 これにより、ＥＰＤＭの被覆厚さを各面で必要最小限にして、ＥＰＤＭにより被覆された端部の曲げ剛性が増大することを抑制することが出来る。 これにより、耐屈曲性の向上には有利になる。 また、ＥＰＤＭの使用量を最小限にして材料コストを抑えることが出来る。

ここで、ＥＰＤＭの被覆厚さを、例えば、１．２ｍｍ〜１．４ｍｍに設定する。 これにより、外気の低温がシール材の本体部に伝わることを効果的に抑制しつつ耐屈曲性を向上することが出来る。

本発明のガスホルダーのシール構造は、上述のように、タンク側固定部材と緩衝部材側固定部材とを備え、タンク側端部及び緩衝部材側端部のうちの少なくともタンク側端部に対し、その端部の両面がＥＰＤＭにより被覆され、タンク側端部および緩衝部材側端部以外の部分に対してはＥＰＤＭが非被覆の構成にし、シール材のＥＰＤＭにより被覆されていない部分の表面が、緩衝部材の上下位置に関わらず、タンクの内周面及びタンク側固定部材に接触しないので、シール材のＥＰＤＭにより被覆されていない部分に外気の低温が伝導され難くなり、シール材全体としての低温下での耐屈曲性を向上することが出来る。 また、ＥＰＤＭがタンクの内周面に当接することになるので、タンク側端部の低温下での耐屈曲性を向上することが出来る。 従って、ガスホルダーが寒冷地に配設されても、低温下でシール材にクラックが発生する不具合を防止することが可能になる。

緩衝部材側端部の両面がＥＰＤＭにより被覆され、シール材のＥＰＤＭにより被覆されていない部分の表面が、緩衝部材の上下位置に関わらず、緩衝部材に接触しない構成にすることも出来る。 これにより、タンク側端部のように外気の低温を伝え易い緩衝部材側端部において、低温下での耐屈曲性が向上し、シール材全体としての低温下での耐屈曲性が益々向上する。 よって、低温下でのクラック発生を防止するには一段と有利になる。

本発明の別のガスホルダーのシール構造は、上述のように、タンク側固定部材と緩衝部材側固定部材とを備え、タンク側端部のタンクの内周面に対向する表面がＥＰＤＭにより被覆され、タンク側固定部材のタンク側端部に対向する表面がＥＰＤＭにより被覆されているので、シール材のＥＰＤＭにより被覆されていない部分に外気の低温が伝導され難くなり、シール材全体としての低温下での耐屈曲性を向上することが出来る。 また、タンク側端部ではシール材自体がタンクの内周面及びタンク側固定部材に当接しないので、タンク側端部の低温下での耐屈曲性を向上することが出来る。 従って、ガスホルダーが寒冷地に配設されても、低温下でシール材にクラックが発生する不具合を防止することが可能になる。 更に、タンク側端部においてシール材自体は片面のみがＥＰＤＭにより被覆されるので、ＥＰＤＭにより被覆された部分とＥＰＤＭにより被覆されない部分との境界部で曲げ剛性が急激に変化することが回避され、過大な応力集中を防ぎ、耐屈曲性を向上するには有利になる。

本発明のガスホルダーシール材が使用されたガスホルダー（ガスを充填していない状態）の要部を示す断面図である。

本発明のガスホルダーシール材が使用されたガスホルダー（ガスを最大容量の約１／３まで充填した状態）の要部を示す断面図である。

本発明のガスホルダーシール材が使用されたガスホルダー（ガスを最大容量の約２／３まで充填した状態）の要部を示す断面図である。

本発明のガスホルダーシール材が使用されたガスホルダー（ガスを最大容量まで充填した状態）の要部を示す断面図である。

図１のガスホルダーシール材のタンク側端部を拡大して示す断面図である。

図４のガスホルダーシール材のタンク側端部を拡大して示す断面図である。

図１のガスホルダーシール材の緩衝部材側端部を拡大して示す断面図である。

図４のガスホルダーシール材の緩衝部材側端部を拡大して示す断面図である。

本発明のシール構造の別の実施形態のガスホルダーシール材のタンク側端部（ガスを充填していない状態）を拡大して示す断面図である。

本発明のシール構造の別の実施形態のガスホルダーシール材のタンク側端部（ガスを充填した状態）を拡大して示す断面図である。

以下、本発明について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１〜図４に例示するように、ガスホルダーは、ガスを貯留するための円筒状のタンク１と、このタンク１内を昇降する平面視で円形の可動蓋２と、可動蓋２と連動して可動蓋２の外周側でタンク１内を昇降する円筒状の緩衝部材３とを備えている。 更に、可動蓋２と緩衝部材３との間を連結する円筒状のシール材４と、緩衝部材３とタンク１との間を連結する円筒状のシール材５とを備えている。 本発明のシール材は、タンク１の内周面と緩衝部材３の外縁部との間に介在する筒状のシール材５である。

可動蓋２の周縁部にはタンク上側に向けて突出する突起２ａが設けられている。 一方、円筒状の緩衝部材３の上端部にはタンク中心側に向けて突出するフランジ３ａが設けられている。 可動蓋２の突起２ａは、可動蓋２が上昇する際に緩衝部材３のフランジ３ａと当接するようになっている。

円筒状のシール材４は、軸方向の一端が可動蓋２の周縁部に装着され、その他端が緩衝部材３の下端部に装着されている。 本発明のシール材５は、軸方向の一端が緩衝部材３の下端部に装着され、その他端がタンク１の内周面に装着されている。 これらシール材４，５は、可動蓋２及び緩衝部材３の挙動に追従するように可撓性を有すると共に、タンク１と可動蓋２とで囲まれるガス貯留空間１１を気密的に封止するものである。

次に、このガスホルダーの動作について説明する。 先ず、タンク１内のガス貯留空間１１にガスが全く充填されていない状態では、図１に示すように、可動蓋２及び緩衝部材３がタンク１の底部に位置している。 ガス貯留空間１１内にガスが送り込まれると、図２に示すように、可動蓋２がタンク１内で上昇し、可動蓋２の突起２ａが緩衝部材３のフランジ３ａに当接する。 更にガス貯留空間１１内にガスが送り込まれると、図３に示すように、緩衝部材３が可動蓋２と共にタンク１内で上昇する。 そして、図４に示すように、緩衝部材３がタンク１の上部に当接すると、可動蓋２の上昇が規制され、ガス貯留空間１１が最大容量となる。 また、ガスを外部に放出する場合は、上記動作とは全く逆の動作となる。 そのため、シール材４，５は可動蓋２や緩衝部材３の昇降に伴って屈曲状態が大きく変化する。

本発明のシール材５は、シール材５の基部となる本体部６と、この本体部６の端部の両面に設けられた被覆部７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂとからなる。 本体部６は、繊維素材からなる基布をゴム材料で被覆した構造になっている。 基布を被覆するゴム材料としては、貯留されるガスに応じて、貯留されるガスを透過し難く、且つ、貯留されるガスとの接触による劣化を生じ難い性質のものが使用される。 例えば、貯留されるガスがメタンガスである場合、クロロプレンゴムやアクリロニトリルブタジエンゴムを用いることが出来る。 尚、本体部６の厚さは、例えば３ｍｍ程度である。

被覆部７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂは、いずれもＥＰＤＭから構成される。 被覆部７ａ，７ｂは、タンク１の内周面に固定される側となるタンク側端部７に設けられる。 被覆部８ａ，８ｂは、緩衝部材３の外縁部に固定される側となる緩衝部材側端部８に設けられる。 これら被覆部７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂは、例えば、ＥＰＤＭからなるシートをシール材５の本体部６に対して加硫接着して被覆することが出来る。 被覆部７ａ，７ｂについては、シール材５をタンク１の内周面に固定する際に、シール材５の本体部６と共にＥＰＤＭからなるシートをボルト締めして固定することで被覆することも出来る。 尚、ＥＰＤＭからなるシートは、強度を高めるために布入りにすることも出来る。

被覆部７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂのうち、シール材５の緩衝部材側端部８に配置される被覆部８ａ，８ｂは必ずしも設ける必要はなく、少なくとも外気の低温を最も伝え易いタンク側端部７に被覆部７ａ，７ｂを設ける。

本発明のシール構造は、上述したシール材５を有するものである。 具体的には、図５〜８に例示するように、タンク１の内周面に突設されるタンク側固定部材９と、緩衝部材３の外縁部に設けられる緩衝部材側固定部材１０とを備えている。 そして、タンク側端部７と緩衝部材側端部８のうちの少なくともタンク側端部７に対し、その端部の両面にＥＰＤＭが被覆され、タンク側端部７および緩衝部材側端部８以外の部分に対してはＥＰＤＭが非被覆の構成にし、シール材５のＥＰＤＭにより被覆されていない部分の表面が、緩衝部材３の上下位置に関わらず、タンク１の内周面及びタンク側固定部材９に接触しない構成になっている。

上述のように、タンク側端部７の両面がＥＰＤＭからなる被覆部７ａ，７ｂにより被覆されているので、タンク側端部７では耐寒性に優れたＥＰＤＭがタンク１の内周面に当接することになり、タンク側固定部材９にはＥＰＤＭが当接する。 このようにタンク側端部７が、外気の影響を受け易い部材に直接当接しないので、タンク側端部７の低温下での耐屈曲性は向上する。 また、ＥＰＤＭが介在することで、ＥＰＤＭにより被覆されていない本体部６に外気の低温が伝導し難くなるので、シール材１全体としての低温下での耐屈曲性も向上する。 従って、ガスホルダーが寒冷地に配設されても、低温下でシール材５にクラックが発生する不具合を防止することが可能になる。 また、シール材５の端部のみがＥＰＤＭにより被覆されるため、シール材５の本体部６にはタンク１に貯蔵されるガスに対する耐久性（耐ガス性）に優れる任意の材料を選択することが出来る。 それ故、シール材５としての本質的な機能（気密性）を損なうことなく良好に維持することが出来る。

尚、タンク側固定部材９としては、例えば図５，６に示すようにС字形状のクランプを用いる。 С字形状のクランプは、タンク１の内周面の全周に亘って断続的に配置される。 С字形状のクランプを用いることで、緩衝部材３が上昇した状態においては、シール材５がクランプの湾曲した面に沿うように屈曲するので、シール材５の屈曲部に負荷が掛かり難い。 また、シール材５との接触面に角が存在しないのでシール材５を傷つけ難い。

図７，８に例示するように、シール材５の緩衝部材側端部８は、緩衝部材側固定部材１０により固定される。 図示の例では、シール材５の緩衝部材側端部８を挟み込むようになっているが、この構成に限定されない。 緩衝部材側端部８では、被覆部８ａ，８ｂを設けずに、シール材５の本体部６を直接、緩衝部材側固定部材１０によって固定することも出来る。 しかしながら、ガス貯留空間１１の容積が増大した際に、タンク１内のガス貯留空間１１を除いた部分の空気を排出するためにタンク１の上部に換気口１２が設けられているので、緩衝部材３も外気の低温を伝え易くなっている。 従って、図７，８に例示するように、緩衝部材側端部８にも被覆部８ａ，８ｂを設け、緩衝部材側端部８の両面をＥＰＤＭにより被覆すると良い。 これにより、緩衝部材３の上下位置に関わらず、シール材５の本体部６が緩衝部材３と緩衝部材側固定部材１０とに接触しないようにすることが出来る。 従って、タンク側端部７のように外気の低温を伝え易い緩衝部材側端部８においても、低温下での屈曲性が向上し、シール材５全体としての低温下での耐屈曲性が益々向上する。 よって、低温下でのクラック発生を防止するには一段と有利になる。

ＥＰＤＭにより被覆されている端部の一方の面と、他方の面とでＥＰＤＭの被覆長さを異ならせることも出来る。 具体的には、タンク側端部７では、タンク１に対向する面側の被覆部７ａとタンク側固定部材９に対向する面側の被覆部７ｂとでＥＰＤＭの被覆長さを異ならせることが出来る。 同様に、緩衝部材側端部８では、ガス貯留空間１１に対向する面側の被覆部８ａとその反対側の面の被覆部８ｂとでＥＰＤＭの被覆長さを異ならせることが出来る。 これにより、両面がＥＰＤＭにより被覆された部分と、ＥＰＤＭにより被覆されない部分との境界部に、片面のみがＥＰＤＭにより被覆された部分が存在するようになり、ＥＰＤＭにより被覆された端部と被覆されていない部分との境界部で曲げ剛性が急激に変化することを回避することが出来る。 これにより、過大な応力集中が無くなり、耐屈曲性の向上には有利になる。 また、必要な部分（長さ）にだけＥＰＤＭを使用することが出来るので、ＥＰＤＭの使用量を最小限にして材料コストを抑えることが出来る。

このとき、被覆部７ａの被覆長さは、例えば緩衝部材３が下降した状態のときにシール材５の本体部６がタンク１の内周面と接触しない長さにする。 被覆部７ｂの被覆長さは、例えば緩衝部材３が上昇した状態のときにシール材５の本体部６がタンク側固定部材９と接触しない長さにする。 また、被覆部８ａの被覆長さは、例えば緩衝部材３が上昇した状態のときにシール材５の本体部６が緩衝部材３の外縁部と接触しない長さにする。 被覆部８ｂの被覆長さは、例えば緩衝部材３が下降した状態のときにシール材５の本体部６が緩衝部材３の外縁部と接触しない長さにする。

ＥＰＤＭにより被覆されている端部の一方の面と、他方の面とでＥＰＤＭの被覆厚さを異ならせることも出来る。 具体的には、タンク側端部７では、タンク１に対向する被覆部７ａとタンク側固定部材９に対向する被覆部７ｂとでＥＰＤＭの被覆厚さを異ならせることが出来る。 同様に、緩衝部材側端部８では、ガス貯留空間１１に対向する被覆部８ａとその反対側の被覆部８ｂとでＥＰＤＭの被覆厚さを異ならせることが出来る。 これにより、ＥＰＤＭの被覆厚さを各面で必要最小限にして、ＥＰＤＭにより被覆された端部の曲げ剛性が増大することを抑制し、耐屈曲性を向上することが出来る。 また、ＥＰＤＭの使用量が必要最小限になるので材料コストを抑えることが出来る。

ＥＰＤＭの被覆厚さは、例えば、１．２ｍｍ〜１．４ｍｍに設定する。 これにより、外気の低温がシール材５の本体部６に伝わることを効果的に抑制することが出来る。 これに伴って、低温下での耐屈曲性を向上することが出来る。

シール材５の両面で被覆厚さを異ならせる場合、タンク側端部７では、外気の低温を最も伝え易いタンク１の内周面に当接する被覆部７ａの被覆厚さを被覆部７ｂの被覆厚さよりも大きくして、シール材５が冷却されることを防ぐようにすると良い。 緩衝部材側端部８では、緩衝部材３の外気に晒される側に当接する被覆部８ｂの被覆厚さを被覆部８ａの被覆厚さよりも大きくして、シール材５が冷却されることを防ぐようにすると良い。

図９，１０に例示するシール構造の実施形態では、図５，６に例示するシール構造の実施形態のシール材５のタンク側端部７のタンク側固定部材９に対向する面に被覆部７ｂを設ける代わりに、タンク側固定部材９のタンク側端部７に対向する表面にＥＰＤＭによる被覆部９ａを設けている。 尚、特に言及しない構成は、上述の実施形態と共通である。 この構造によっても、シール材５のタンク側端部７は外気の影響により低温になり易いタンク１の内周面及びタンク側固定部材９に、緩衝部材３の上下位置に関わらず、直接当接することは無く、ＥＰＤＭが介在する。 よって、シール材５のＥＰＤＭにより被覆されていない本体部６に外気の低温が伝導され難くなり、シール材５全体としての低温下での耐屈曲性を向上することが出来る。 また、タンク側端部７においてシール材５自体は片面のみが被覆されるので、ＥＰＤＭにより被覆された部分とＥＰＤＭにより被覆されない部分との境界部で曲げ剛性が急激に変化することを避けることが出来る。 従って、過大な応力集中を防ぎ、耐屈曲性を向上することが出来る。

１ タンク ２ 可動蓋 ３ 緩衝部材 ４ シール材 ５ シール材 ６ シール材の本体部 ７ タンク側端部 ７ａ，７ｂ 被覆部 ８ 緩衝部材側端部 ８ａ，８ｂ 被覆部 ９ タンク側固定部材 ９ａ 被覆部 １０ 緩衝部材側固定部材 １１ ガス貯留空間 １２ 換気口