(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続して配列された複数の管部材と、該複数の管部材を覆うことにより該複数の管部材の位置を固定する被覆体とを有する管状複合体であって、前記複数の管部材は、その外側表面に平坦部または凹部をそれぞれ有し、平面視したときに、複数の前記平坦部または凹部が列状に配列されており、
隣接する前記管部材同士を接続する少なくとも１つの接続部材を有し、該接続部材は、前記管部材の前記平坦部または凹部に取り付けられている管状複合体。
【請求項２】
前記複数の管部材は、セラミックスからなり、前記被覆体は、樹脂または樹脂と繊維の複合体からなる請求項１に記載の管状複合体。
【請求項３】
前記複数の平坦部または凹部は、連続して配列されている請求項１または請求項２に記載の管状複合体。
【請求項４】
前記複数の管部材は、その外側表面に設けられるとともに、該管部材の貫通孔を挟んで対向する複数の平坦部または凹部をそれぞれ有する請求項１から請求項３のいずれかに記載の管状複合体。
【請求項５】
隣接する前記管部材は、一方の前記管部材の端部が他方の前記管部材の開口にはめ込まれている請求項１から請求項４のいずれかに記載の管状複合体。
【請求項６】
外側表面に平坦部または凹部をそれぞれ有する複数の管部材を配列する配列工程と、前記複数の管部材を被覆体で覆って該複数の管部材の位置を固定する被覆工程とを有し、前記配列工程において、前記平坦部または凹部が列状に配列されるように前記平坦部または凹部を基準面に当接させた状態で、前記複数の管部材を配列する管状複合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管状複合体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックスは耐摩耗性、耐食性、耐薬品性に優れているため、粉体、スラリー、腐食性流体などの物を移送するための配管用材料として用いられることがある。近年では、金属の混入を抑制した状態で流体を移送する需要があることから、この配管の内側の材料としてセラミックスが用いられることが増えている。
【０００３】
このような配管として、例えば、セラミック製の管部材を複数準備し、これらの管部材同士を配列して接合し、さらに接合した部分の外周を繊維強化樹脂にて補強したセラミック製の管状複合体が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平４−２０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の管状複合体は、管部材同士を接合して、それを繊維強化樹脂によって補強しようとしたときに、管部材が回転したり、隣接し合う管部材の間に大きな隙間ができたりして、組み立てることが困難であるという問題があった。
【０００６】
また、組み立てたとしても、何らかの理由で管部材同士の接合強度が低下すると、管部材が繊維強化樹脂の内側で回転してしまい、安定して管状複合体の形状を保持できない場合があった。
【０００７】
従って、組み立てが容易で、組み立てた後も安定してその形状を保持することができる管状複合体が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明の一態様に係る管状複合体は、連続して配列された複数の管部材と、該
複数の管部材を覆うことにより該複数の管部材の位置を固定する被覆体とを有する管状複合体であって、前記複数の管部材は、その外側表面に平坦部または凹部をそれぞれ有し、平面視したときに、複数の前記平坦部または凹部が列状に配列されており、隣接する前記管部材同士を接続する少なくとも１つの接続部材を有し、該接続部材は、前記管部材の前記平坦部または凹部に取り付けられている。
【０００９】
本発明の一態様にかかる管状複合体の製造方法は、外側表面に平坦部または凹部をそれぞれ有する複数の管部材を配列する配列工程と、前記複数の管部材を被覆体で覆って該複数の管部材の位置を固定する被覆工程とを有する。前記配列工程において、前記平坦部または凹部が列状に配列されるように前記平坦部または凹部を基準面に当接させた状態で、前記複数の管部材を配列する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様に係る管状複合体によれば、組み立てが容易で、組み立てた後も安定してその形状を保持することができる。
【００１１】
本発明の一態様に係る管状複合体の製造方法によれば、組み立てが容易で、組み立てた
後も安定してその形状を保持することが可能な管状複合体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る管状複合体を、被覆体については管部材を被覆している被覆体の一部を断面で表し、管状部材については被覆体を除去した状態での側面を表した、模式図である。
【図２】（ａ）は本発明の一実施形態に係る管状複合体を構成する管部材の側面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る管状複合体を構成する管部材の斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る管状複合体を構成する複数の管部材の連結状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る管状複合体の模式図である。複合管状体１は、連続して配列された複数の管部材２と、複数の管部材２を覆うことによりそれらの位置を固定する被覆体３とを有する。複数の管状体２は、開口部およびフランジ４の部分を除き、その外周全体が被覆体３によって覆われ、固定されている。図１において、複数の管部材２については、被覆体３を除去した状態での側面を表し、被覆体３については、複数の管部材２を被覆している被覆体３の一部を断面で表している。実際には、複数の管部材２が見えている部分は、フランジ部４を除き、被覆体３で覆われている。複数の管部材２は、その外側表面に平坦部５をそれぞれ有し、平面視したときに、複数の平坦部５が列状に配列されている。
【００１５】
本実施形態による管状複合体１は、複数の管部材２が平坦部５をそれぞれ有していることから、複数の管部材２を被覆体３で覆うときに、その平坦部５を任意の基準面に当接させることができる。任意の基準面とは、例えば、重力に対して平行な平面である。複数の管部材２を被覆体３で覆うときに、平坦部５を基準面に載置して、複数の管部材２を配列させれば、複数の管部材２の相対的な位置を固定した状態で被覆体３を被覆することができる。よって、管状複合体１の組み立てが容易になる。また、平坦部５が被覆体３の回転を抑制するので、両者の相対的な位置変化が抑制され、被覆体３は、複数の管部材２を強固に拘束することができる。特に、管状複合体１に応力がかかった場合でも、被覆体３が複数の管部材２から外れたり位置ずれを起こしたりすることを抑制できる。よって、管状複合体１を組み立てた後も、安定してその形状を保持することができる。なお、管部材２には、平坦部５の代わりに凹部が形成されていてもよい。凹部が形成された場合にも、平坦部５が形成された場合と同様の効果が得られる。
【００１６】
平坦部５は、管部材２の外側表面に少なくとも１つ形成されていればよい。しかし、より好ましくは、図２および図３に示すように、一対の平坦部５が、管部材２の貫通孔を介して対向するように形成される。このように一対の平坦部５が管部材２の貫通孔を挟んで対向するように設けられていると、一対の平坦部５のうち一方を、任意の基準面に当接させ、他方をこの基準面に対向させて配置した状態で、被覆体３を被覆することができる。この場合には、上記一方の平坦部５によって複数の管部材２の位置を安定的に固定することができるとともに、上記他方の平坦部５によって管部材２に被覆体３をさらに強固に固定することができる。よって、管状複合体１に強い応力がかかった場合でも、複数の管部材２同士の相対的な位置変化を抑制することができ、組み立てた後でも、管状複合体１の形状を安定して保持することができる。
【００１７】
なお、管部材２は、一対の平坦部５に限らず、３以上の平坦部５が設けられてもよい。また、管部材部２の貫通孔を挟んで対向する複数対の平坦部５が設けられてもよい。
【００１８】
また、複数の管部材２の配列の仕方は、図１のような配列の形態に限られず、隣接する管部材２同士の相対的な位置変化が起こりにくいように、任意の形態に設定されればよい。
【００１９】
管状複合体１は、複数の短い管部材２が被覆体３の内側に配列されているため、形状設計が自由にできる。このため、大型の管状複合体、管長の長い管状複合体、曲率半径の大きい通称エルボと言われる管状複合体も容易に実現できる。また、被覆体３は、複数の管部材２によって構成される形状に合わせてそれらの管部材２を覆うことができるため、管状複合体１の形状を制限しない。
【００２０】
本実施の形態による管状複合体１によれば、配列した複数の管部材２が被覆体３で覆われ、複数の管部材２同士の相対的な位置変化を抑制することができるため、管部材２同士の継ぎ目から、管部材２の内側を通る物、例えば流体が流出することを抑制することができる。
【００２１】
また、管状複合体１は、隣接する管部材２のうち、一方の管部材２の端部が他方の管部材２の開口にはめ込まれている構造（不図示）を有することが好ましい。この管状複合体１は、隣接する管状部材２の隙間をより狭めまたは無くすことができるので、管状複合体１の内側を移動する物が、管部材２の間から漏れることが抑制される。また、管部材２同士を嵌め合う構造を採用することができるので、外部から強い応力がかかった場合でも、管状複合体１が変形することが抑制される。
【００２２】
また、管状複合体１は、複数の平坦部５が連続して配列されていることが好ましい。複数の平坦部５が連続して配列されていると、連続した平坦部５を任意の基準面に当接させた状態で精度良く素早く複数の管部材２を位置決めできるので、複数の管部材２同士の相対的な位置精度が向上する。また、複数の平坦部５が連続して配列されていると、連続した平坦部５に沿って被覆体３が被覆されるので、複数の管部材２が被覆体３によってさらに強固に固定される。よって、組み立てた後も管状複合体１の形状を安定して保持することができる。また、この構成によれば、隣接する管部材２の隙間が小さくなるため、いわゆる目地が小さくなり、配列された管部材２の内側を通る物に、不純物が混入しにくい構造となる。ここで、複数の平坦部５が連続して配列されているとは、隣り合う平坦部５同士が連なっている状態をいう。
【００２３】
被覆体３は、樹脂、または樹脂と繊維との複合体からなり、特に、繊維強化樹脂が好ましい。樹脂としては、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、リポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、フエノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はシリコン樹脂が好ましい。樹脂と繊維との複合体においても、同様の樹脂を選択できる。樹脂と繊維との複合体に使用される繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ポリアミド繊維が好ましい。特に、樹脂と繊維との複合体としては、繊維強化樹脂であるＣＦＲＰ（Cabon Fiber Reinforced Plastics）やＧＦＲＰ（Glass fiber reinforced plastics）と呼称されるものが好ましい。
【００２４】
複数の管部材２は、セラミックスからなり、被覆体３が樹脂または樹脂と繊維の複合体からなることが好ましい。管状複合体１の内側がセラミックスからなる場合には、その管状複合体１は、粉体などに対する耐摩耗性に優れた特性を有する。特に、管状複合体１の内側を移送する物に金属の混入を防止する必要のある場合には、管状複合体１の内側を構成する管部材２がセラミックスからなることがより好ましい。
【００２５】
セラミックスは、アルミナ、ジルコニア、ＺＴＡ（ジルコニア分散アルミナ）、窒化珪素、および炭化珪素のうち少なくとも１つを主成分とすることが好ましい。セラミックスが、ジルコニア、ＺＴＡ（ジルコニア強化アルミナ）、および窒化珪素のいずれかを主成分とする場合には、セラミックスの強度が高いので、管部材２が破損し難い。管部材２がジルコニアからなる場合には、フランジ４が金属の場合でも、管部材２とフランジ４の熱膨張係数の差を小さくすることができるので、熱応力がかかっても管部材２の破損や割れを抑制でき、かつ、耐摩耗性が非常によい管部材２を有する管状複合体１を得ることができる。
【００２６】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る管状複合体を構成する複数の管部材の連結状態（被覆体を取り除いた状態）を示す斜視図である。管状複合体１は、隣接する管部材２同士を接続する少なくとも１つの接続部材６を有する。この接続部材６は、管部材２の平坦部または凹部５に取り付けられていることが好ましい。この管状複合体１によれば、第１に、複数の管部材２同士の相対的な位置をより精度よく位置決めすることができる。よって、複数の管部材２が安定的に配置された状態で被覆体３を被覆することができる。また、接続部材６が被覆体３の位置ずれを効果的に抑制するため、複数の管部材２が被覆体３によってさらに強固に固定される。また、平坦部５において、被覆体３と管部材２がより強固に接合されているため、被覆体３の剥がれを特に抑制することができる。さらに、接続部材６によって隣接する管部材２同士を連結しているので、各管部材２がさらに回転し難くなることから、管状複合体１を組み立てた後に、管部材２の管軸の回転方向に応力がかかっても管部材２が回転しにくく、管状複合体１の形状をより安定して保持することができる。
【００２７】
なお、各管部材２の端面は、平坦部５に対して垂直である場合のみならず、平坦部５に対して所定の角度であっても良い。具体的には、管部材２の端面が平坦部５に対して垂直である場合に、管部材２の端面の平坦部５に対する角度が９０度であるとすると、管部材２の端面は、平坦部５に対して２０度以上、１６０度以下であればよく、より好ましくは、７０度以上１１０度以下であるとよい。
【００２８】
次に、管状複合体１の製造方法について説明する。管状複合体１の製造方法は、外側表面に平坦部５をそれぞれ有する複数の管部材２を配列する配列工程と、複数の管部材２を被覆体３で覆って固定する被覆工程とを有する。この配列工程において、複数の管部材２は、平坦部５を基準面に当接させた状態で配列する。このように、平坦部５を任意の基準面に当接させて複数の管部材２を配列すると、複数の管部材２の位置を安定的に固定して管部材２に被覆体３を被覆することができるので、複数の管部材２の配列位置が被覆体３を被覆した後でもほぼ保たれる。その結果、複数の管部材２同士の相対的な位置の精度が良好で、かつ複数の管部材２が被覆体３によって強固に拘束した管状複合体１を製造することができる。
【００２９】
配列した複数の管部材２を平面視すると、平坦部５は列状に配列されている。このため、管状複合体１を製造する際に、管部材２が回転せず、平坦部５を基準面として組立ができる。これにより、隣接する管部材２を配列させて、所望の形状の管状複合体１を組み立てることができる。この製造方法によれば、隣接する管部材２同士の隙間を小さくしたまま製造することができる。
【００３０】
管部材２の端面が平坦部５となす角度を設定する場合は、各管部材２の端面を研削して製造することが好ましい。これにより、隣接する管部材２同士の端面の隙間を実質的に無いか、または小さくすることができる。管部材２の端面を研削することにより製造された
管状複合体１は、隣接する管部材２同士の外表面の段差が極めて小さい。
【００３１】
管状複合体１の好ましい製造方法について補足する。
【００３２】
管部材２としてセラミックスを用いて製造する場合、セラミックスとしては、アルミナ、ジルコニアセラミックス、ＺＴＡ（ジルコニア分散アルミナ）、窒化珪素セラミックス、および炭化珪素セラミックスのいずれかであることが好ましい。いずれのセラミックスも公知の材料を用いて管状複合体１を製造することができる。
【００３３】
いわゆるエルボ、ベント管のような管状複合体１の長手方向が屈曲した形状を有する場合には、次のようにして管状複合体１を製造することが好ましい。外周部に平坦部５が形成された管部材２を準備する。平坦部５を重力方向に平行な面を有する基準面に接触させて載置する。次に準備した管部材２を、すでに載置してある管部材２の端面に接触させ、かつ、両者の平坦部５が面一または略面一になるようにして配置する。順次、管部材２を載置して配列する。互いに隣接する管部材の管軸方向がなす角度は、−１６０°から１６０°の範囲で設定できる。好ましくは、−２０°から２０°の範囲内であることが好ましい。これにより、管状複合体１全体の一端と他端に位置する各管部材２の管軸同士のなす角度が、例えば、３０°、４５°、６０°、９０°である管状複合体１を製造することができる。
【００３４】
平坦部５に接続部材６を接続する場合には、次のように行うことが好ましい。接続部材６は、例えば、補強帯であって、ブロック形状からなり、管部材２にボルトなどで固定される。また、接続部材６は、テープ形状のものを使用し、テーピングして巻回すように各管部材２を固定してもよい。接続部材６が弾性変形できる材質の場合には、被覆体３で管状部材２を覆うときに、接続部材６と被覆体３の間に隙間ができにくく、かつ管部材２および接続部材６の両者を強固に固定できるので、好ましい。なお、接続部材６は、平坦部５以外の部分にさらに形成されるように製造しても良い。
【００３５】
複数の管部材２を接続部材６で固定した後、所定厚みの被覆体３が管部材２の外側に被覆される。被覆体３としては、上述したものを用いることができるが、特に、ＦＲＰ（fiber reinforced plastics）などを含むいわゆるトウシートや、ＣＦＲＰまたはＧＦＲＰ
がより好ましい。また、ＧＦＲＰの場合はマット形状、シート形状の被覆体３を使用することもできる。この場合、被覆体３に接着性があると、管部材２同士の固定と、被覆体３による被覆とを同時に行うこともできるので、より好ましい。
【００３６】
また、管部材２の終端にある開口部側にも被覆体３が形成され、さらに金属製のフランジ４が取り付けられてもよい。フランジ４は、管部材２に接合した後で被覆体３により被覆されていることがさらに好ましい。
【００３７】
さらに、その後、被覆体３の外周に、さらにハンドレイアツプ法またはスプレイアツプ法を用いて所定厚みになるまで被覆することができる。ハンドレイアツプ法またはスプレイアツプ法を用いることが好ましいのは、大掛りな設備を必要とせず、管径、管長、曲率がどのような寸法であっても、比較的容易に管状複合体を製造できるからである。
【符号の説明】
【００３８】
１：管状複合体
２：管部材
３：被覆体
４：フランジ
５：平坦部又は凹部
６：接続部材
【図１】
0005610814.tif 000002
【図２】
0005610814.tif 000003
【図３】
0005610814.tif 000004
【図４】
0005610814.tif 000005