(57)【要約】【課題】  流体の滞留を伴わずに軸方向の大きな変位を吸収できる伸縮継手を提供する。【解決手段】  一端側に配管１０が接続される円筒体２と、円筒体２の外周面に軸方向に摺動可能に支持されるガイドリング４と、ガイドリング４に接続されかつ円筒体２の他端側に外装される第１円筒部３１とそこから連続的に縮径される中間部３２と端部に配管１２が接続される第２円筒部３４からなると共に第１円筒部３１と第２円筒部３３とが偏心した形状を有する異形管３を備えている。【選択図】        図１
2007046728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に配管が接続される円筒体と、前記円筒体の外周面に軸方向に摺動可能に支持されるガイドリングと、前記ガイドリングに接続されかつ前記円筒体の他端側に外装される第１円筒部とそこから連続的に縮径される中間部と端部に配管が接続される第２円筒部からなると共に前記第１円筒部と前記第２円筒部とが偏心した形状を有する異形管とを備えたことを特徴とする伸縮継手。
【請求項２】
前記異形管は、前記中間部が略コーン状に形成され、且つその底部付近の内面が実質的に水平に伸長するような形状を有することを特徴とする請求項１に記載の伸縮継手。
【請求項３】
前記ガイドリングと前記第１円筒部とはフランジ結合されることを特徴とする請求項１又は２に記載の伸縮継手。
【請求項４】
前記ガイドリングは、前記第１円筒部に固着される端部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の伸縮継手。
【請求項５】
前記ガイドリングは、前記円筒体に外接する、シール部材とスライドリングを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の伸縮継手
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば高温の排水が流動し、配管の長さが変化する排水配管などに使用される伸縮継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の配管設備では、２２０℃以下の各種流体（空気、燃料用ガス、水蒸気、水、油脂類等）が配管内を流動するので、流体の種類や使用圧力などに応じて、配管材料が選定される。一例として、排水配管では、耐食性の点から配管及びその接続部に使用される継手はステンレス鋼に代表される耐食性を有する金属材料で形成される。例えば食品工場の排水配管では、次亜塩素酸等の塩素系洗浄剤を含む高温排水が流動するが、使用温度範囲が０〜９０℃と広いので、熱膨張による伸縮量を吸収するために、伸縮機能を有する継手（以下伸縮継手という）が提案され、実用化されている。例えば空気調和・衛生工学会規格には、ゴム製変位吸収管継手、ベローズを用いた金属製変位管継手、スリーブを本体に出入させる形式のスリーブ形伸縮管継手及びボールジョイントなどを用いたメカニカル形変位吸収管継手が記載されている。
【０００３】
これらの伸縮継手を実用に供するために、上記規格を改良した構造も提案されている。例えば特許文献１には、ベローズに内筒が周方向隙間を介して嵌め込まれている形式の継手において、上流側配管に接続されるフランジの筒部及び下流側配管に接続されるフランジの筒部にベローズの両端の直管部が内接して嵌込まれ、さらに両フランジの外側端面に重ねられた座板に、上記直管部の端縁が重ねられ、全周にわたって互いに溶接されるとともに、上記座板に上記フランジのフランジ部が溶接された伸縮管継手が記載されている。特許文献１によれば、内筒をベローズとは別個所で座板に溶接するので、流体の漏洩が防止されるとされている。
【０００４】
また特許文献２には、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ようにするために、外管に対して、それと同軸の内管を回転可能にかつ挿入量が可変となるように挿入し、外管と内管に各々エンド管を回転可能な状態で挿入する共に、両エンド管を互いに偏心させた可撓偏心継手が記載されている。
【０００５】
【特許文献３】特開平７−１２７７７７号（第３−４頁、図１、図２）
【特許文献４】特開２００４−２３９３５４号（第４頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、従来の継手は、次の点で改善が望まれている。特許文献１に記載された伸縮管継手によれば、配管の軸方向の大きな変位を吸収することは可能であるが、継手内部に流体の流動が生じない部分（デッドスペース）が存在することになる。すなわち内筒から流出した流体の一部が内筒とベローズとの間の隙間に流入し、そこに滞留するので、滞留した排水の腐敗や配管の腐食が生じ易いといった難点がある。また、特許文献２に記載された継手は、外管と内管との間の回転により、配管継手位置における芯ずれを吸収することができ、また内管の外管への挿入量を変化させることにより、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はできるものの、熱膨張などにより配管長さが大きく変動した場合には、そのような大きな変位までは吸収できないといった難点がある。
【０００７】
本発明の目的は上記の問題点を解消して、流体の滞留を伴わずに配管の軸方向の大きな変位を吸収できる伸縮継手を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の伸縮継手は、一端側に配管が接続される円筒体と、前記円筒体の外周面に軸方向に摺動可能に支持されるガイドリングと、前記ガイドリングに接続されかつ前記円筒体の他端側に外装される第１円筒部とそこから連続的に縮径される部分を有する中間部と端部に配管が接続される第２円筒部からなると共に前記第１円筒部と前記第２円筒部とが偏心した形状を有する異形管を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明において、前記異形管は、前記中間部が略コーン状に形成され、且つその底部付近の内面が実質的に水平に伸長するような形状を有することが好ましい。
【００１０】
本発明において、前記ガイドリングと前記第１円筒部とはフランジ結合されることができる。
【００１１】
本発明において、前記ガイドリングはその端部を前記第１円筒部に固着することができる。
【００１２】
本発明において、ガイドリングは、前記円筒に外接する、シール部材とスライドリングを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、円筒体の外周に、異形管に接続されるガイドリングを設けることにより、円筒体と異形管との軸方向の相対移動が許容されるので、配管が軸方向に大きく変位してもそれを吸収することができる。しかも円筒体に外装される第１円筒部と中間部を介して第１円筒部に通ずる第２円筒部とが偏心した形状を有するので、異形管の内周面の底部付近に排水が滞留する現象を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる伸縮継手の縦断面図、図２は図１をＡ方向から見た矢視図である。
【００１５】
図１に示すように、伸縮継手１は、排水が矢印Ｘ方向に流動する配管１０と配管１２との間に接続され、差込みフランジ１１を有する配管１０に接続される円筒体２と、差込みフランジ１３を有する配管１２に接続される異形管３と、円筒体２の外周面に支持されるガイドリング４と、配管１０と円筒体２、円筒体２と異形管３、異形管３と配管１２を各々フランジ結合するための締結部材７ａ、７ｂ、７ｃを備えている。この伸縮継手1の各部は次のように構成されている。
【００１６】
円筒体２は、配管１０と等径でかつそれと同心の軸心Ｏ１を有し、一端部に差込みフランジ２１が固着される共に他端部に複数のストッパー２２（図２参照）が固着されている。
異形管３は、円筒体２の軸心Ｏ１に対して距離ｅ１だけ偏心した軸心Ｏ２を有しかつ円筒体２の他端側を取り囲む第１円筒部３１とそこから連続的に縮径する中間部３２と円筒体２の軸心Ｏ１に対して距離ｅ２（＜ｅ１）だけ偏心した軸心Ｏ３を有しかつ配管１２と同径の第２円筒部３３から構成されている。すなわち、異形管３は、第１円筒部３１と第２円筒部３３とが偏心した形状を有する。また中間部３２は全体として（全周のうち底部付近を除いた部分）、略コーン状に形成されている。さらに異形管３は、その全長にわたって底部付近の内面が排水の流動方向に沿って実質的に水平（緩やかな下り勾配であってもよい）に伸長するように形成されている。第１円筒部３１の端部には、差込みフランジ３４が固着され、また第２円筒部３２の端部には、差込みフランジ３５が固着されている。上記各フランジには、複数の穴が円周方向に等角度間隔で設けられ、そこにボルトが挿入される。例えば、図２に示すようにフランジ１３には、８個のボルト穴１３１が設けられ、フランジ３４には４個のボルト穴３４１が設けられている。
【００１７】
円筒体２の外周面に支持されたガイドリング４は、円筒体２の外周面に接触してそれとの相対移動を許容する一対のスライドリング５ａ、５ｂと、これらの間に配置され、円筒２０の外周面に密着される一対のシール部材６ａ、６ｂとを有する。ガイドリング４の外周面にブラインドフランジ４１が固着され、そこに差込みフランジ３４が結合されることにより、異形管３がガイドリング４と同期して軸方向に移動することができる。ブラインドフランジ４１は、差込みフランジ３４と対向する側の端面に嵌装されたシール部材６ｃを有する。上記のスライドリング及びシール部材の数量は、一対に限定されず、１個でもあるいは３個以上でもよい。
【００１８】
本発明においては、継手を構成する各部材の寸法や材質は、流体の種類、圧力及び温度、並びに配管の長さや口径に応じて選定すればよい。例えば高温の排水（最高温度：９０℃、圧力：０．５乃至１ＭＰａ）が流動する配管においては、配管１０、１２、フランジ１１を含む各フランジ、円筒体２、異形管３、ガイドリング４及び各締結部材は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼）などの耐食性を有する金属材料で形成することが好ましい。スライドリング５ａ、５ｂは、摩擦抵抗が少なくかつ荷重たわみ温度が高い結晶性プラスチック、例えば鋼に対する動摩擦係数が０．１４で、１５４℃の荷重たわみ温度（０．４５ＭＰａ）を有するポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）で形成することが好ましい。シール部材６ａ、６ｂ、６ｃとしては、耐熱性および耐薬品性（特に対塩素水性）に優れたエチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）等のオレフィン系ゴムやフッ化ビニリデン系ゴム等のフッ素系ゴム（ＦＫＭ）からなるＯリングを使用することが好ましい。
【００１９】
上記の伸縮継手１によれば、次の手順で配管１０と配管１２との接続を行うことができる。ストッパー２２が溶接された円筒体２に、ブラインドフランジ４１が溶接されかつスライドリング５ａ、５ｂとシール部材６ａ、６ｂが嵌装されたガイドリング４を外装すると共に、円筒体２の端部に差込みフランジ２１を溶接する。また、異形管３の両端部に差込みフランジ３４、３５を溶接する。次いで、フランジ１１と差込みフランジ２１をボルト７１ａ、ナット７２ａを含む締結部材７ａで結合すると共に、差込みフランジ３５とフランジ１３をボルト７１ｂ、ナット７２ｂを含む締結部材７ｂで結合する。最後にブラインドフランジ４１と差込みフランジ３４をボルト７１ｃ、ナット７２ｃを含む締結部材７ｃで結合することにより、配管施工が完了する。
【００２０】
図１に示す配管構造によれば、例えば高温の流体が流れることにより、配管１０及び配管１２が熱膨張した場合、ガイドリング４の端面（図中左側）と差込みフランジ２１の端面との距離Ｓ１に相当する長さだけ、円筒体２と異形管３との軸方向の相対移動が許容されるので、Ｓ１分の配管の伸びが吸収される。これに対して、流体の温度が低下することにより、配管１０及び配管１２が収縮した場合、ガイドリング４の端面（図中右側）とストッパー２２との間の距離Ｓ２に相当する長さだけ、円筒体２と異形管３との軸方向の相対移動が許容されるので、Ｓ２分の配管の収縮が吸収される。特にガイドリング４は、所定間隔をおいて並置された一対のスライドリング５ａ、５ｂを介して円筒体２の外周面に支持されているので、円筒体２と異形管３は、相互に平行に移動することが可能となり、円滑な相対移動が保証される。
【００２１】
さらに、異形管３は、第１円筒部３１と第２円筒部３３との間に中間部３２が形成されしかも第１円筒部３１と第２円筒部３３とが偏心した形状を有するので、第１円筒部３１と円筒体２との間に一時的に排水が流れ込んでも、その排水は直ちに第２円筒部３３に流動する。したがって継手内での排水の滞留が生じないことから、排水の滞留に起因する排水の腐敗や配管の腐食を未然に防止することができる。特に、第１円筒部３１と第２円筒部３３との間に存在する中間部３２が略コーン状に形成され、且つ異形管３の全長にわたって底部付近の内面が排水の流動方向に沿って実質的に水平に伸長するように形成されているので、継手１の内部に排水の流動を阻害するような段差が形成されず、より確実に排水の滞留を防止することができる。
【００２２】
本発明の継手は、上記の構造に限定されず、種々の変更が可能であり、例えば図３及び図４に示す構造とすることができる。図３は本発明の第２の実施の形態に係わる伸縮継手の縦断面図、図４は図１をＢ方向から見た矢視図である。伸縮継手１は、円筒体２と異形管３との接続構造が異なる以外は図１及び図２に示すものと同様に構成されているので、図１及び図２と同一部分は同一の参照符号を付して、その説明を省略する。この伸縮継手１は、ガイドリング４として、上半分の断面が略Ｌ字形状を有るものを使用し、その上端部４１を例えば溶接により異形管３に固着した構造を有する。この構造によれば、円筒体２の一方の端部に固着されるフランジと異形管３の一方の端部に固着されるフランジが不要となり、部品点数を削減することができる。
【実施例】
【００２３】
図1において、長さ１６５ｍｍ、口径１５０Ａ（呼び径、以下も同様）の円筒体２と、長さ５０ｍｍ、口径２００Ａの第１円筒部３１と長さ５０ｍｍ、口径１５０Ａの第２円筒部３３を有すると共に、ｅ１＝２１．５５ｍｍ、ｅ２＝４ｍｍとした全長１５０ｍｍの異形管３を使用し、Ｓ１＝５０ｍｍ、Ｓ２＝２２ｍｍとした伸縮継手１により、口径が１５０ＡのＳＵＳ３０４（熱膨張係数：１７．３Ｘ１０−６／Ｋ）からなる配管１０、１２を接続した。この伸縮継手１においては、差込みフランジ２１を含む各フランジ、円筒体２、ガイドリング４、異形管３、ストッパー２２をＳＵＳ３０４で形成すると共に、ＰＢＴからなるスライドリング５ａ、５ｂとＥＰＤＭ製Ｏリングからなるシール部材６ａ、６ｂ、６ｃを使用した。
【００２４】
上記の配管の全長が６０ｍで、かつ排水の温度が０〜９５℃の範囲で変化する場合、理論的には配管の伸びは約１００ｍｍとなる。上記の伸縮継手１によれば、円筒体２と異形管３との軸方向の相対移動が許容されるので、継手の各部の寸法を上記のように設定することにより、１００ｍｍもの伸びを吸収することができる。しかも、異形管３は、円筒体２に対して偏心しかつ第１円筒部３１と第２円筒部３３との間に中間部３２が形成されているので、継手内に排水が滞留せず、排水の腐敗や配管の腐食を防止することができる。また、第２円筒部３３は、円筒２に対して距離ｅ１だけ偏心しているので、継手の最下点付近（図２にＦで示す円弧状領域）には、最大で０．４ｍｍの微小な隙間が形成されるが、ガイドリング４には２つのシール部材６ａ、６ｂが設けられているので、排水が継手外に漏出するのを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる伸縮継手の縦断面図である。
【図２】図１をＡ方向から見た矢視断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係わる伸縮継手の縦断面図である。
【図４】図１をＢ方向から見た矢視断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１：伸縮継手、
２：円筒体、２１：差込みフランジ、２２：ストッパー
３：異形管、３１：第１円筒部、３２：中間部、３３：第２円筒部、３４、３５：差込みフランジ
４：ガイドリング、４１：ブラインドフランジ、４２：上端部
５ａ、５ｂ：スライドリング
６ａ、６ｂ、６ｃ：シール部材
７ａ、７ｂ、７ｃ：締結部材、７１ａ、７１ｂ、７１ｃ：ボルト、７２ａ、７２ｂ、７２ｃ：ナット
１０、１２：配管、１１、１３：フランジ
【図１】
2007046728.tif 000003
【図２】
2007046728.tif 000004
【図３】
2007046728.tif 000005
【図４】
2007046728.tif 000006