(57)【要約】【課題】本発明の目的は、据付後の配管の強制な移動を行うことなくパッキンの交換が可能で、高いシール性能を有する伸縮ユニオン継手構造及びそれを用いた流体移送配管系を提供することにある。【解決手段】本発明は、一方が開放し他方が袋状であるユニオンナットと、該ナットの袋状側に挿入され一方の配管に接続されるユニオンつばと、前記ユニオンつばに対して第１パッキンを介して前記ナットの開放側に挿入されるユニオンねじと、該ユニオンねじに挿入され他方の配管に接続される配管接続部材と、前記ユニオンねじと配管接続部材との間に設けられる第２のパッキンとを有し、前記ユニオンナットを緩めることにより前記ユニオンねじが軸方向への移動が可能で前記第１及び第２パッキンの交換が可能な構造を有することを特徴とする伸縮ユニオン継手構造にある。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方が開放し他方が袋状であるユニオンナットと、該ナットの袋状側に挿入され一方の配管に接続されるユニオンつばと、前記ユニオンつばに対して第１パッキンを介して前記ナットの開放側に挿入されるユニオンねじと、該ユニオンねじに挿入され他方の配管に接続される配管接続部材と、前記ユニオンねじと配管接続部材との間に設けられる第２のパッキンとを有し、前記配管接続部材は前記ユニオンナットを緩めることにより前記ユニオンねじが前記第１及び第２パッキンの交換が可能な位置まで軸方向への移動が可能なスペースを有することを特徴とする伸縮ユニオン継手構造。
【請求項２】
請求項１において、前記配管接続部材は、前記ユニオンねじに挿入されるスライド部材であり、該スライド部材は自立密封型パッキンからなる前記第２パッキンを固定する溝を有し、前記ユニオンねじは前記スライド部材の挿入側の端部に該スライド部材の抜けを防止するストッパ部を有することを特徴とする伸縮ユニオン継手構造。
【請求項３】
請求項１において、前記配管接続部材は、該ユニオンねじの内周にねじ込み挿入されるスリーブと、前記他方の配管の端部にねじ結合されるストッパ部材と、前記スリーブとストッパ部材との間に設けられるスクウイーズパッキンからなる前記第２パッキンが設けられることを特徴とする伸縮ユニオン継手構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記ユニオンねじは前記第２パッキンの気密性を監視するのぞき窓を有することを特徴とする伸縮ユニオン継手構造。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記スリーブおよびスリーブは前記第２パッキンの気密性を監視するのぞき窓を有することを特徴とする伸縮ユニオン継手構造。
【請求項６】
請求項５において、前記のぞき窓にファイバースコープ又は漏えい感知用センサが設けられていることを特徴とする伸縮ユニオン継手構造。
【請求項７】
機器及びバルブと、これらの各々と接続される流体移送系配管とを備え、前記流体移送系配管は請求項１〜６のいずれかに記載の伸縮ユニオン継手構造によって接続されていることを特徴とする流体移送配管系。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電プラント及び配管設備を有する一般プラント等で使用される新規な伸縮ユニオン継手構造及びそれを用いた流体移送配管系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平１１−２９４６６０号公報
従来の原子力発電所等で使用されるユニオン継手は、一方の配管に取付けられるユニオンねじと他方の配管に取付けられるユニオンつばとの両者を連結するユニオンナットから構成されており、配管の接続、分離にはユニオンナットを締付け、緩めることで対応している。着脱自在の継手ではあるが、ユニオンナットを回して配管を分離するには、さらにユニオン継手両端に接続されている配管の強制移動等により、ユニオン継手内部のはめ合い面ギャップを大きく確保する必要があり、例えば剛性の高い強固な配管及びその支持装置システムでは、配管の接続、分離のためのユニオン継手はめ合い面ギャップ確保が困難であった。
図８は従来のユニオン継手の上部断面図と下部平面図である。これは、一方配管１に取付けられるユニオンつば２と他方の管に取付けられるユニオンねじ３との両者を連結するユニオンナット４から構成されており、管の接続、分離にはユニオンナット４だけを回して締め付けるものである。
特許文献１には、配管が所定の寸法より短い場合、予め長さ方向に調整可能な数種類の伸縮ユニオン継手から適切なものを選び、配管にナットとスリーブを入れ、配管の先端をユニオン継手本体の配管挿入部へはめ込み、同様に反対側の配管にナットとスリーブを入れ、配管の先端を伸縮ユニオン継手の配管挿入部へはめ込み、伸縮ユニオン継手本体にきってあるねじ上を回転させながら配管系の長さが適切になる位置まで動かし、その位置で配管系の長さを固定するためにナットを締め込むことにより配管同士を互いに連結する伸縮形ユニオン継手が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述の図８の従来の継手は、着脱自在ではあるが、ユニオンナット４を回して配管の分離をするには、さらに配管１の強制移動等によるギャップの確保を必要としており、剛性の高い配管及びその支持装置システムでは、このギャップの確保が困難である。
又、従来のユニオン継手は両側とも相手方配管に溶接又はねじ込みによって一体化されており、パッキン交換等の分解時及び復旧時にはパッキン取付け対向面ギャップを確保することに困難を強いている。
【０００４】
配管及びその支持装置がフレキシビリティを有する場合は、配管を強制移動することでパッキン取付け対向面ギャップを確保することも可能であるが、配管及びその支持装置が剛構造である場合は特に困難さが増加する。配管を強制移動すると配管に塑性変形が生じる場合があり、ついにはパッキン取付け取合い面が反ったかたちで取合うことに繋がり、配管内部流体の漏えいのポテンシャルが増大する。更に、前述の特許文献１においては、パッキンの交換可能性については不明である。
【０００５】
本発明の目的は、据付後の配管の強制な移動を行うことなくパッキンの交換が可能で、高いシール性能を有する伸縮ユニオン継手構造及びそれを用いた流体移送配管系を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一方が開放し他方が袋状であるユニオンナットと、該ナットの袋状側に挿入され一方の配管に接続されるユニオンつばと、前記ユニオンつばに対して第１パッキンを介して前記ナットの開放側に挿入されるユニオンねじと、該ユニオンねじに挿入され他方の配管に接続される配管接続部材と、前記ユニオンねじと配管接続部材との間に設けられる第２のパッキンとを有し、前記配管接続部材は前記ユニオンナットを緩めることにより前記ユニオンねじが前記第１及び第２パッキンの交換が可能な位置まで軸方向への移動が可能なスペースを有することを特徴とする伸縮ユニオン継手構造にある。
【０００７】
配管接続部材は、前記ユニオンねじに挿入されるスライド部材であり、該スライド部材は自立密封型パッキンからなる前記第２パッキンを固定する溝を有し、前記ユニオンねじは前記スライド部材の挿入側の端部に該スライド部材の抜けを防止するストッパ部を有することを特徴とする。
【０００８】
配管接続部材は、該ユニオンねじの内周にねじ込み挿入されるスリーブと、前記他方の配管の端部にねじ結合されるストッパ部材と、前記スリーブとストッパ部材との間に設けられるスクウイーズパッキンからなる前記第２パッキンが設けられることが好ましい。更に、シール性を高めるためスクィーズパッキンからなる前記第２パッキンを重複設置することが好ましい。
【０００９】
ユニオンねじは前記第２パッキンの気密性を監視するのぞき窓を有すること、スリーブは前記第２パッキンの気密性を監視するのぞき窓を有すること、のぞき窓にファイバースコープ又は漏えい感知用センサが設けられていることが好ましい。
【００１０】
即ち、本発明の伸縮ユニオン継手は、配管軸方向に伸縮可能な構造を有し、ユニオンねじに配管軸方向へのスライド機能を設け、配管軸方向へのスライド機能は自立密封型パッキンを有する構造を備えている。配管軸方向へのスライド機能は無制限なスライドを防止するためのストッパ構造を有している。
又、本発明は、ユニオンねじを配管軸方向へのスライドを補助するユニオンねじとスライド部材に分離したことで、従来のユニオン継手のユニオンねじが配管軸方向に移動不可であったことに対して、配管据付時及び配管据付後にあっても、配管軸方向へのスライドを補助するユニオンねじは配管軸方向に移動可能であるため、ユニオン継手両端の据付後の配管を強制移動させることなく、ユニオン継手の分解、パッキンの交換が可能となる。
更に、配管軸方向へのスライドを補助するユニオンねじとスライド部材との間に自立密封型パッキンを適用し、配管軸方向へのスライド機能に追従してシール性能を確保する構造である。
配管軸方向へのスライド機能は無制限なスライドを防止するため配管スライド補助付ユニオンねじにストッパ構造を採用し、スライド部材間にひっかかりを設け、機械的にスライド長さを制限する構造である。この配管軸方向に伸縮可能な構造は、配管軸方向へのスライド機能にパッキンの気密性を確保するためのパッキンのつぶししろを備えている。
【００１１】
前述のスライド部材の代わりに、スリーブによって構成し、自立密封型パッキンではなく、スクィーズパッキンを使用する。本発明の伸縮ユニオン継手は、ユニオン組立後スライド部材が移動することを防止するため、ねじ締結構造を採用し、配管軸方向へのスライドを補助するユニオンねじとスリーブをねじ締結する。配管軸方向のスライド長さはスリーブの形状によって制限される。
ユニオンねじのパッキン気密性を確認するためののぞき窓を設け、運転中でも肉眼観察を可能とする。さらに、漏えいセンサを設置することで運転中の遠隔モニタリングを可能とする。
又、本発明は、機器及びバルブと、これらの各々と接続される流体移送系配管とを備え、前記流体移送系配管が前述に記載の伸縮ユニオン継手構造によって接続されていることを特徴とする流体移送配管系にある。
【００１２】
本発明によれば、配管軸方向に伸縮可能とし、据付後の配管の強制移動を必要とせずに，ユニオン継手内部に介在するパッキンの交換が容易となり、作業負荷軽減効果が高い。
又、本発明によれば、据付後の配管の強制移動を必要とせずに、パッキン交換等の分解時及び復旧時のパッキン取付け対向面ギャップを確保でき、高いシール性能を有する伸縮ユニオン継手構造及びそれを用いた流体移送配管系を提供することができる。
更に、本発明の伸縮ユニオン継手は原子力発電プラントの空気系以外の蒸気系、水系、又、油圧系等多くの一般配管設備で使用できるものであり、定期的な点検が行われる箇所への適用が有効である。本発明により据付時の作業性が向上するばかりでなく，据付後のシール性点検の信頼性が向上するのと同時にユニオン継手両端の強制的な配管移動を省略することができ，点検工程短縮が期待できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は本発明による片側固定伸縮ユニオン継手の上部断面図及び下部平面図である。図１に示すように、本発明の片側固定伸縮ユニオン継手は、前述の図７に示した従来型のユニオン継手のユニオンねじ３を、配管スライド補助付ユニオンねじ６とスライド部材８とによって構成したもので、これにより従来のユニオン継手におけるユニオンねじが配管１に溶接によって固定され、配管軸方向に移動不可であったのに対して、配管据付時及び配管据付後であっても、配管スライド補助付ユニオンねじ６が配管補助付ユニオンねじ側の配管１の軸方向への移動を可能にした構造を有するため、ユニオン継手両端の配管を強制移動させることなく、ユニオン継手の分解、パッキンの交換が可能となる。図中の×印は平坦になっていることを示し、ユニオンナット４の回転時に配管スライド補助付ユニオンねじ６が回転しないように固定するためのものである。
【００１４】
図１に示すように、本実施例の伸縮ユニオン継手構造は、片側が開放した袋状であるユニオンナット４と、ユニオンナット４の袋状側に挿入され一方の配管１に接続されるユニオンつば２と、ユニオンつば２に対して第１パッキンであるスクィーズパッキン５を介してユニオンナット４の開放側に挿入される配管スライド補助付ユニオンねじ６と、配管スライド補助付ユニオンねじ６に挿入され他方の配管に接続される配管接続部材であるスライド部材８と、配管スライド補助付ユニオンねじ６とスライド部材８との間に設けられる第２パッキンである自立密封型パッキン７とを有し、ユニオンナット４を回転させて左方向に移動させて緩めることにより配管スライド補助付ユニオンねじ６が開放されて軸方向への移動が可能となり、スクィーズパッキン５及び自立密封型パッキンがいずれも剥き出し状態となるので、それらの交換が据付後の配管の強制な移動を行うことなく可能で、高いシール性能を有する伸縮ユニオン継手構造を有するものである。
【００１５】
特に、スライド部材８は、配管スライド補助付ユニオンねじ６に挿入され、自立密封型パッキン７を固定するパッキン取付け溝１６を有し、配管スライド補助付ユニオンねじ６はスライド部材８の挿入側の端部にスライド部材８の抜け出しを防止するストッパ部１７を有し、配管スライド補助付ユニオンねじ６とスライド部材８間の機械的なスライド長さを制限する構造としている。
自立密封型パッキン７は、図１に示すようにその断面がコの字状のリングからなり、コの字の開いた部分の内周側と外周側の先端部が広がった形状を有し、内圧によってコの字が広げられる力を受けて封止されるものである。従って、配管スライド補助付ユニオンねじ６とスライド部材８との間で自立密封型パッキン７に径方向と軸方向への押圧は不要である。
【００１６】
スライド部材８にパッキン取付け溝１６を設けることで、その部分に自立密封型パッキン７を配置し、配管１の軸方向へのスライド機能に追従してシール性能を確保する構造としている。図示していないが、スライド部材８は、配管接続側の端部がストレート又はその外周にねじが設けられ他方の配管がソケット継手等によって結合され、ソケット継手と配管とは溶接又はねじによって固定される。
【００１７】
本実施例により、スクィーズパッキン５及び自立密封型パッキン７の両方のパッキンの交換を配管に接続させたままで容易に行うことができ、従って分解時及び復旧時のパッキン取付け対向面ギャップを確保でき、高いシール性能を有する伸縮ユニオン継手構造を提供することができる。
【００１８】
（実施例２）
図２は本発明による他の構造を示す片側固定伸縮ユニオン継手の上部断面図及び下部平面図である。本実施例は、スリーブ側の配管１の軸方向へのスライド機能にスクィーズパッキン１２を用いて適正な気密性を確保する構造を備えている。スリーブ側の配管１の軸方向へのスライド機能はスライドねじ付ユニオンねじ９からスクィーズパッキン１２の抜け出しを防止するため、ストッパ部材１１を有している。
図１のスライド部材８をストッパ部材１１とスリーブ１０に分離したことで、図１の自立密封型パッキン７ではなく、スクィーズパッキン１２を使用することが可能であり、スクィーズパッキン１２によってスライドねじ付ユニオンねじ９とねじ付配管１３のすき間を適切にシールすることができる。同時に、スリーブ側の配管１の軸方向へのスライド機能に追従してシール性能を確保することができる。スリーブ側の配管１の軸方向の移動長さはスリーブ１０の形状によって制限する構造である。
【００１９】
図２に示すように、本実施例の伸縮ユニオン継手構造は、片側が開放した袋状であるユニオンナット４と、ユニオンナット４の袋状側に挿入され一方の配管１に接続されるユニオンつば２と、ユニオンつば２に対して第１パッキンであるスクィーズパッキン５を介してユニオンナット４の開放側に挿入されるスライドねじ付ユニオンねじ９と、スライドねじ付ユニオンねじ９に挿入され他方の配管に接続される配管接続部材であるスリーブ１０と、スライドねじ付ユニオンねじ９とスリーブ１０との間に設けられる第２パッキンであるスクィーズパッキン１２と、他方の配管の端部の外周にねじ結合されたストッパ部材１１とを有し、ユニオンナット４を回転させて左方向に移動させて緩めることによりスライドねじ付ユニオンねじ９が開放されて軸方向への移動が可能となり、又スリーブ１０を回転させて開放させることによりスクィーズパッキン５及びスクィーズパッキン１２がいずれも剥き出し状態にできるので、それらの交換が可能な構造を有するものである。
【００２０】
本実施例における配管接続部材は、スライドねじ付ユニオンねじ９の内周にねじ込み挿入されるスリーブ１０と、他方の配管の端部にねじ結合されるストッパ部材１１と、スリーブ１０とストッパ部材１１との間に設けられるスクィーズパッキン１２によって構成されるものである。図示していないが、スリーブ１０は、スクウイーズパッキン１２の締め付け過ぎを防止するストッパ部が設けられているが、ねじ付配管１３とは溶接によって固定されないものである。
【００２１】
本実施例により、スクィーズパッキン５及びスクィーズパッキン１２の両方のパッキンの交換を据付後の配管の強制な移動を行うことなしに伸縮ユニオン継手を配管に接続させたままで容易に行うことができ、従って分解時及び復旧時のパッキン取付け対向面ギャップを確保でき、高いシール性能を有する伸縮ユニオン継手構造を提供することができる。
【００２２】
（実施例３）
図３は図１の本発明による片側固定伸縮ユニオン継手の監視装置への接続状況を示す断面図である。配管スライド補助付ユニオンねじ６のストッパ部１７に自立密封型パッキン７のシール状態を極細ファイバースコープ等の観測装置で確認するためのファイバースコープ用穴兼センサ設置用穴１４のぞき窓を設けることで、自立密封型パッキン７の気密健全性を運転中でも確認することが可能である。
図４は図３と同様に片側固定伸縮ユニオン継手の監視装置への接続状況を示す断面図である。図４に示すように肉眼観察用ののぞき窓１８を利用し、漏えい感知センサ１５を取付けることで、運転中の自立密封型パッキン７の気密性を遠隔観測が可能となる。
本実施例によれば、配管軸方向に伸縮可能とし、据付後の配管の強制移動を必要とせずに、ユニオン継手内部に介在するシール部材の交換が容易にでき、それにより作業負荷軽減効果が高い。
【００２３】
ユニオン継手は原子力発電プラントをはじめ多くの一般配管設備で使用されており、かつ定期的な点検が行われる箇所でもある。本実施例により据付時の作業性が向上するばかりでなく、据付後のシール性点検の信頼性が向上するのと同時にユニオン継手両端の強制的な配管移動を省略することができ、点検工程の短縮が期待できる。
【００２４】
（実施例４）
図５は図２の本発明による片側固定伸縮ユニオン継手の監視装置への接続状況を示す断面図である。図５に示すように、スクィーズパッキン１２のシール状態を極細ファイバースコープ等の観測装置で確認するためのファイバースコープ用穴兼センサ設置用穴１４のぞき窓を設けることで、スクィーズパッキン１２の気密健全性を運転中でも確認することが可能である。
図６は図５と同様に片側固定伸縮ユニオン継手の監視装置への接続状況を示す断面図である。図６に示すように肉眼観察用ののぞき窓１８を利用し、漏えい感知センサ１５を取付けることで、運転中のスクィーズパッキン１２の気密性を遠隔観測が可能となる。
【００２５】
（実施例５）
図７は、原子力発電プラントの空気系配管に実施例１〜４に記載の伸縮型ユニオン継手を用いたそのユニオン継手が配置されている系統図である。本実施例においては、原子炉から発生した蒸気系及びタービンから排出された高温水の各種配管に設けられている各種バルブの駆動を空気系配管に設けられた機器を通して行うものであり、空気系配管の接続を実施例１〜４に記載の伸縮型ユニオン継手を用いるものである。この空気系配管は、いずれも剛性を有し、簡単には曲げられない構造を有する。しかし、本実施例によれば、実施例１及び２に示すように据付後の配管の強制な移動を行うことなく配管に伸縮型ユニオン継手を取り付けたままで、配管を強制変位させることなく自立密封型パッキン７、スクィーズパッキン５、１２の交換を容易に行うことができると共に、各パッキンの機密性を遠隔での監視が運転中においてもできるものである。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、据付後の配管の強制な移動を行うことなくパッキンの交換が可能で、高いシール性能を有する伸縮ユニオン継手構造及びそれを用いた流体移送配管系を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の片側固定伸縮ユニオン継手構造を示す上部断面図及び下部平面図。
【図２】本発明の片側固定伸縮ユニオン継手の他の構造を示す上部断面図及び下部平面図。
【図３】図１の片側固定伸縮ユニオン継手内部の監視構造を示す断面図。
【図４】図１の片側固定伸縮ユニオン継手内部の監視構造を示す断面図。
【図５】図２の片側固定伸縮ユニオン継手内部の監視構造を示す断面図。
【図６】図２の片側固定伸縮ユニオン継手内部の監視構造を示す断面図。
【図７】本発明に係る原子力発電プラントの空気系配管の系統図。
【図８】従来のユニオン継手構造を示す上部断面図及び下部平面図。
【符号の説明】
１…配管、２…ユニオンつば、３…ユニオンねじ、４…ユニオンナット、５…スクィーズパッキン、６…配管スライド補助付ユニオンねじ、７…自立密封型パッキン、８…スライド部材、９…スライドねじ付ユニオンねじ、１０…スリーブ、１１…ストッパ部材、１２…スクィーズパッキン、１３…ねじ付配管、１４……ファイバースコープ用穴兼センサ設置用穴、１５…漏えい感知用センサ、１６…パッキン取り付け溝、１７…ストッパ部、１８…のぞき窓。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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