(57)【要約】【課題】建築配管などにおいて、圧力水頭が低く、動水勾配が小さい場合であっても、円滑な流れが阻害されないコンパクトな可撓偏心継手を提供する。【解決手段】可撓偏心継手は、第１の管としての外管１と、外管１に対して回転可能かつ挿入量が可変となるように外管１に挿入された第２の管としての内管２と、外管１に挿入された第１のエンド管としての挿入管３と、内管２に挿入され、第１のエンド管としての挿入管３に対し偏心した第２のエンド管としての挿入管３とを備える。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の管（１）と、
前記第１の管（１）に対して回転可能かつ挿入量が可変となるように前記第１の管（１）に挿入された第２の管（２）と、
前記第１の管（１）に挿入された第１のエンド管（３，５）と、
前記第２の管（２）に挿入され、前記第１のエンド管（３，５）に対し偏心した第２のエンド管（３，５）とを備えた可撓偏心継手。
【請求項２】
前記第１および第２のエンド管（３）はフランジ（４）を有し、回転可能な状態で前記第１および第２の管（１，２）に挿入されている、請求項１に記載の可撓偏心継手。
【請求項３】
前記第１および第２のエンド管（５）はフランジ（６）を有し、前記第１および第２の管（１，２）に固定され、
前記フランジ（６）は前記第１および第２のエンド管（５）に対して回転可能な状態で設置されている、請求項１に記載の可撓偏心継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可撓偏心継手に関し、特に、建築配管、水道水配管、ポンプなどの機器配管およびそれらに付随する配管などに使用可能な可撓偏心継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築配管などにおいては、一般に、現場での施行誤差などを吸収するため、現場での測定結果をフィードバックして製作する管（現場合わせ管）を一定区間ごとに配置する工法が採用されている。
【０００３】
しかしながら、上記の現場合わせ管は、現場において一定の配管作業および測定作業を終えた後に製作が開始されることになるため、その製作に要する期間分の待ち時間が生ずる。
【０００４】
また、経年変化や温度変化によって管が変形することで、配管の接合部に力がかかり、その負担が大きくなる。
【０００５】
これに対し、たとえば、上下左右±１５ｍｍの範囲で可動できるロータリー機能（回転による偏心機能）、ボルト接合部の角度のずれ（孔ずれ）にも対応できる回転機能、および±５０ｍｍの伸縮機能を備えた配管継手（以下、従来例１とする。）が提案されている（非特許文献１および非特許文献２を参照。）。
【０００６】
従来例１においては、既設バルブの取替え工事などにおいて、管芯のずれの解消、接合部の負担軽減などを図るため、図５に模式的に示すように、径の大きな主管の両端から主管と偏心した径の小さな挿入管を挿入する。該挿入管にはフランジが取付けられており、隣接する管の端部をこれと対応するフランジ構造にしておくことで、配管継手をボルト接合により設置することが可能である。ここで、上記の挿入管は、主管の中心軸まわりの回転（回転１）、および挿入管の中心軸まわりの回転（回転２）が可能であり、回転１によって配管継手両端の芯ずれを吸収し、回転２によってボルト接合部の孔ずれを解消する。また、該挿入管の挿入長さは可変であり、これにより伸縮方向の誤差や経年変化などを吸収できる。
【０００７】
【非特許文献１】
”水道産業新聞、バックナンバー、第３８７９号”、［ｏｎｌｉｎｅ］、平成１４年２月２５日、（株）水道産業新聞社、［平成１５年１月２７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｕｉｄｏｕ．ｃｏ．ｊｐ／０２０２２５．ｈｔｍ＞
【０００８】
【非特許文献２】
”ＲＯＴＡＲＹ  ＪＯＩＮＴ”、［パンフレット］、（株）日弁特殊工業
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
建築配管などにおいては、一般に、機械配管などと比べて圧力水頭が低く、また、十分な動水勾配を確保できない場合が多い。また、省スペースの観点から長さの短いコンパクトな継手が必要である。
【００１０】
したがって、偏心および伸縮を吸収して現場合わせ管を省略し、工期の短縮および経年変化や温度変化により生じる変移に対応することができる機能に加えて、抵抗による損失水頭が小さく、かつ省スペースに対応した配管の継手が必要とされている。
【００１１】
しかしながら、従来例１は、径の大きな主管内に径の小さな挿入管を挿入し、該挿入管の挿入量により伸縮方向の誤差や経年変化などを吸収する構造であるため、継手の長さを縮めるために挿入管の挿入量を大きくした場合、図５に示すように主管内で両端の挿入管が近づいて流線の屈折が大きくなり、形状損失水頭が増大する。その結果、損失水頭の合計が増大し、圧力水頭が低く、動水勾配が小さい場合には円滑な流れに支障をきたすこととなる。
【００１２】
また、波状管や蛇腹管を芯ずれ吸収管として用いる場合があるが、これらの継手においては、管径が大きくなるにしたがって、芯ずれ吸収を行なうための面間寸法（すなわち芯ずれ吸収管の長さ寸法）が大きくなる。これは、省スペースの観点から好ましくない。
【００１３】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、配管継手の長さが短い建築配管などにおいて、圧力水頭が低く、動水勾配が小さい場合であっても、円滑な流れが阻害されないコンパクトな可撓偏心継手を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る可撓偏心継手は、第１の管と、第１の管に対して回転可能かつ挿入量が可変となるように第１の管に挿入された第２の管と、第１の管に挿入された第１のエンド管と、第２の管に挿入され、第１のエンド管に対し偏心した第２のエンド管とを備える。
【００１５】
これにより、圧力水頭が低く、動水勾配が小さい場合であっても、円滑な流れが阻害されないコンパクトな可撓偏心継手を提供することができる。
【００１６】
第１および第２のエンド管は、一つの局面では、フランジを有し、回転可能な状態で第１および第２の管に挿入されていることが好ましい。
【００１７】
エンド管を回転させることによって、可撓偏心継手に隣接する管とのフランジ継手において、ボルト孔位置の整合を行なうことができる。
【００１８】
第１および第２のエンド管は、他の局面では、フランジを有し、第１および第２の管に固定され、フランジは第１および第２のエンド管に対して回転可能な状態で設置されていることが好ましい。
【００１９】
フランジを回転させることによって、可撓偏心継手に隣接する管とのフランジ継手において、ボルト孔位置の整合を行なうことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に基づく可撓偏心継手の実施の形態について説明する。
【００２１】
図１は、後述する実施の形態１および実施の形態２に係る可撓偏心継手が有する機能の原理を示す図である。
【００２２】
実施の形態１および実施の形態２に係る可撓偏心継手における主管部は、外管および内管からなり、内管は外管に対して回転可能かつ挿入量が可変な状態で挿入されている。主管部の両端に接続するエンド管（挿入管またはスタブエンド）が互いに偏心しているため、主管部の回転（図１中の矢印９）により、主管部の両端に配置されたそれぞれのエンド管の中心軸の相対位置関係を任意に変化させることができ、配管継手の両端に接続する管の芯ずれを吸収することができる。
【００２３】
また、内管の外管への挿入量を変化させた結果生ずる主管部の伸縮（図１中の矢印１０）により、配管継手における伸縮方向の誤差や経年変化を吸収することができる。
【００２４】
さらに、挿入管またはフランジの回転（図１中の矢印１１）によって、可撓偏心継手に隣接する管とのフランジ継手において、ボルト孔位置の整合を行なうことができる。
【００２５】
（実施の形態１）
図２は、実施の形態１に係る可撓偏心継手を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図を示す。
【００２６】
本実施の形態に係る可撓偏心継手は、図２に示すように、第１の管としての外管１と、外管１に対して回転可能かつ挿入量が可変となるように外管１に挿入された第２の管としての内管２と、外管１に挿入された第１のエンド管としての挿入管３と、内管２に挿入され、第１のエンド管としての挿入管３に対し偏心した第２のエンド管としての挿入管３とを備える。
【００２７】
外管１と内管２との間の回転により、外管１および内管２にそれぞれ接続された挿入管３の中心軸の相対位置関係を任意に変化させることができ、配管継手位置における芯ずれを吸収することができる。
【００２８】
また、内管２の外管１への挿入量を変化させることで、主管部（外管１および内管２）を伸縮させることができ、配管継手位置における伸縮方向の誤差や経年変化などを吸収することができる。
【００２９】
第１および第２のエンド管としての挿入管３は、フランジ４を有し、回転可能な状態で外管１および内管２に挿入されていることが好ましい。
【００３０】
主管部と挿入管３との間の回転により、可撓偏心継手に隣接する管とのフランジ継手において、ボルト孔位置の整合を行なうことができる。
【００３１】
本実施の形態における典型的な一例としての可撓偏心継手は、管径が５０ｍｍで耐水圧が１．０（Ｎ／ｍｍ２）の配管に用いられ、主管部（外管１および内管２）は同心であり、その管径は１００（ｍｍ）、伸縮可能量は±３０（ｍｍ）、継手全体の基準長さは３００（ｍｍ）である。また、主管部の両端に設置される挿入管３の中心軸は主管部の中心軸から１５（ｍｍ）偏心し、その結果、主管部の回転により、合計３０（ｍｍ）の芯ずれを吸収できる。材質としては、たとえばＳＵＳ３０４を使用可能であるが、鋼管にナイロンコーティングを施したものなどを用いてもよい。
【００３２】
外管１と内管２との接合部、および主管部の両端と挿入管３との接合部には抜け止めリング７が設置されているため、配管施行時に接合された管どうしが抜けることはない。該抜け止めリング７としては、たとえばステンレス製リングなどが用いられる。
【００３３】
また、外管１と内管２との接合部、および主管部と挿入管３との接合部には、シール材としてのＯリング８が備えられ、該Ｏリング８が変形することにより、各接合部は可撓性を有する。その結果、継手全体としては、±２°程度（図２中のθ）の可撓性を有することとなる。これにより、たとえば配管後の管の撓みや振動を吸収できる。
【００３４】
本実施の形態の可撓偏心継手を用いて、現場において配管継手部の設置作業を行なう場合、まず、挿入管を回転させ、一方の隣接管のボルト孔位置との整合を行なった後ボルトを仮締めする。次に、主管部の回転機能および伸縮機能を利用して、芯ずれおよび伸縮方向の誤差の調整を行なう。そして、もう一方の挿入管と隣接管とのボルト孔位置との整合を行なった後ボルトを仮締めし、最後に両端のボルトの本締めを行なう。
【００３５】
上記のように、本実施の形態に係る可撓偏心継手においては、ボルト孔位置の整合を行なう機構（主幹部と挿入管３との接合部における回転）と芯ずれ調整および伸縮方向の誤差調整を行なう機構（外管１と内管２との接合部における回転および伸縮）とが分離している。このため、現場で配管継手の設置を行なう際に、上記の各々の工程において配管継手のどの部分を操作（回転または伸縮）すればよいかということが明確となっている。その結果、作業効率が向上し、設置作業に要する時間を短くすることができる。
【００３６】
図４は本実施の形態に係る可撓偏心継手の構造を模式的に示した図である。
本実施の形態に係る可撓偏心継手は、下記のような理由により配管継手部における損失水頭を小さくすることができる。
【００３７】
一般に、滑面における摩擦損失水頭ｈＬは、下記の式により求められる。
ｈＬ＝ｆ・（Ｌ／ｄ）・（ｖ２／２ｇ）・・・（ダルシー・ワイスバッハの式）
ｆ＝０．３１６Ｒｅ（−１／４）・・・・・・・・（ブラジウスの式）
Ｒｅ＝ｖ・ｄ／ν
（ｆ：摩擦損失係数、Ｌ：管長、ｄ：管径、ｖ：流速、Ｒｅ：レイノルズ数、ν：動粘性係数）
ここで、同一の管長Ｌおよび動粘性係数νの条件で、図４（本実施の形態）と図５（従来例１）とを比較した場合、図４に示す構造は図５に示す構造にくらべてレイノルズ数Ｒｅに影響する管径ｄが大きいため、摩擦損失係数が小さくなり、損失水頭ｈＬは小さくなる。
【００３８】
さらに、図４においては図５と比較して、流線の屈折が小さいため形状抵抗が小さくなり、その結果、損失水頭ｈＬはさらに小さくなる。したがって、円滑な流れが阻害されにくくなる。
【００３９】
本実施の形態においては、以上の構成により、圧力水頭が低く、動水勾配が小さい場合であっても、損失水頭が小さく、最大偏心時においても円滑な流れが阻害されない可撓偏心継手を得ることができる。
【００４０】
（実施の形態２）
図３は、実施の形態２に係る可撓偏心継手を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図を示す。
【００４１】
本実施の形態に係る可撓偏心継手は、図３に示すように、第１の管としての外管１と、外管１に対して回転可能かつ挿入量が可変となるように外管１に挿入された第２の管としての内管２と、外管１に挿入された第１のエンド管としてのスタブエンド５と、内管２に挿入され、第１のエンド管としてのスタブエンド５に対し偏心した第２のエンド管としてのスタブエンド５とを備える。
【００４２】
これにより、実施の形態１と同様に、配管継手位置における芯ずれ、および伸縮方向の誤差や経年変化などを吸収することができる。
【００４３】
第１および第２のエンド管としてのスタブエンド５は、フランジ６を有し、外管１および内管２に固定され、フランジ６はスタブエンド５に対して回転可能な状態で設置されていることが好ましい。
【００４４】
スタブエンド５とフランジ６との間の回転により、可撓偏心継手に隣接する管とのフランジ継手において、ボルト孔位置の整合を行なうことができる。
【００４５】
外管１と内管２との接合部には抜け止めリング７が設置されているため、配管施行時に接合された管どうしが抜けることはない。
【００４６】
また、外管１と内管２との接合部には、シール材としてのＯリング８が備えられ、該Ｏリング８が変形することにより、継手全体としては、±２°程度（図３中のθ）の可撓性を有することとなる。これにより、たとえば配管後の管の撓みや振動を吸収できる。
【００４７】
本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、現場における設置が容易であり、かつ圧力水頭が低く、動水勾配が小さい場合であっても、損失水頭が小さく、最大偏心時においても円滑な流れが阻害されない可撓偏心継手を得ることができる。
【００４８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、圧力水頭が低く、動水勾配が小さい場合であっても、円滑な流れが阻害されないコンパクトな可撓偏心継手を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１および実施の形態２における可撓偏心継手が有する機能の原理を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における可撓偏心継手を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】本発明の実施の形態２における可撓偏心継手を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】本発明の実施の形態１および実施の形態２における可撓偏心継手の断面を模式的に表した図である。
【図５】従来例１における偏心継手の断面を模式的に表した図である。
【符号の説明】
１  外管、２  内管、３  挿入管、４  フランジ（固定）、５  スタブエンド、６  フランジ（ルーズフランジ）、７  抜け止めリング、８  Ｏリング、９  主管部の回転、１０  主管部の伸縮、１１  挿入管またはフランジの回転。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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