(57)【要約】【課題】【解決手段】円形のフランジプレート１２を備え、このフランジプレート１２は、このフランジプレート１２をパイプ１６の端部に取り付けるための中央のハブ１４を有し、このハブ１４は、パイプ１６の端部の外径に密着して内部に受け入れるための第一の内径を有する第一環状部１８と、パイプ１６の端部の内径と実質的に等しいまたは大きい第二の内径を有する環状リップ２０により形成される第二環状部とを有し、使用時には、ハブ１４の内周に沿って、環状リップ２０とパイプの端部との間に、溶接を施すことができる、パイプフランジ。【選択図】図１（ｂ）
2018513336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形のフランジプレートを備え、
前記フランジプレートは、前記フランジプレートをパイプの端部に取り付けるための中央のハブを有し、
前記ハブは、前記パイプの端部の外径に密着して内部に受け入れるための第一の内径を有する第一環状部と、前記パイプの端部の内径と実質的に等しいまたは大きい第二の内径を有する環状リップにより形成される第二環状部とを有し、
使用時には、前記ハブの内周に沿って、前記環状リップと前記パイプの端部との間に、溶接を施すことができる、
パイプフランジ。
【請求項２】
請求項１に記載のパイプフランジにおいて、前記環状リップと前記パイプの端部との間に、溶接材料を収容する環状間隙が設けられている、パイプフランジ。
【請求項３】
請求項１に記載のパイプフランジにおいて、前記環状間隙は、少なくとも部分的に、前記パイプの端部に面する前記環状リップの壁を成形することによって形成されている、パイプフランジ。
【請求項４】
請求項３に記載のパイプフランジにおいて、前記パイプの端に部面する前記環状リップの壁は、斜めに形成され、前記パイプの端部に面して増大した表面積の環状面を形成する、パイプフランジ。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか１項に記載のパイプフランジにおいて、前記環状間隙は、前記パイプの前記端部を前記環状リップから離間させることによって形成される、パイプフランジ。
【請求項６】
請求項５に記載のパイプフランジにおいて、前記ハブには、前記第一の直径よりも小さいが前記第二の直径より大きい第三の内径を有する第三環状部が設けられ、使用時には、前記第三環状部の縁部に前記パイプの端部が当接し、前記パイプの前記端部を前記環状リップから離間させる、パイプフランジ。
【請求項７】
請求項３に記載のパイプフランジにおいて、前記環状リップと前記パイプの前記端部との間の前記環状間隙は、前記第二の内径を前記パイプの内径より大きいが前記パイプの外径よりは小さくすることによって形成されている、パイプフランジ。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のパイプフランジにおいて、前記第二環状部は、前記フランジプレートの前面まで延びている、パイプフランジ。
【請求項９】
請求項８に記載のパイプフランジにおいて、前記環状リップの前記フランジプレートの前面に接合する面は、円弧状に形成され、丸みを帯びた、または湾曲した縁部を形成する、パイプフランジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改良されたパイプフランジに関し、特に、他を排除するものではないが、差込み溶接フランジ（スリップオンフランジ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
パイプフランジは、典型的には、パイプを他のパイプまたは接続金具に接合するために、パイプの端部にリムを形成するプレートまたはリングである。フランジは、典型的には、その周囲に設けられた一連のボルト穴を有し、パイプをジョイントで締結することができる。２つのパイプの終端と終端との接続をフランジジョイントといい、接続片はそれぞれフランジを有し、これにより、パイプの終端が互いにボルト止めされる。典型的には、ゴム製のガスケットが、フランジジョイントの隣接するフランジの面の間に設けられる。ジョイントでの適切な封止を確保するためには、隣接するフランジの面ができるだけ滑らかで平坦なことが重要である。
【０００３】
差込み溶接フランジは、典型的には、パイプの終端に、フランジと接するパイプの外周を囲むように、内外周の双方で、隅肉溶接により接続される。内周部では、溶接裏をパイプと同じ内径に研削する必要がある。例えばゴムで裏打ちされたパイプに対して、パイプの内側からフランジの面への滑らかな推移を提供するために、溶接された領域の内側縁を丸めることが必要な場合もある。内径の周りの溶接領域の研削および丸め加工は労働集約的であり、それゆえ費用がかかる。仕上げの品質を制御することも困難であり、このため、完成品が、十分に滑らかでなかったり、平坦でなかったりすることがある。
【０００４】
パイプフランジは、種々の国際規格に準拠する種々の形状およびサイズで製造されている。選鉱、石油およびガス、化学および水のプラントでは、スラリーおよび／または流体および／または化学薬品を運ぶための鋼管が、ゴムライナまたはセラミックライナで被覆されることがある。ライナ被覆パイプを用いる場合、ライナ材を溶接部にも延ばして、この領域で増進した摩耗や腐食に対し、あらゆる脆弱性あるいは感受性を防止できることが重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、パイプの端部への溶接がより容易で、より良好な仕上げが達成されることを可能にするパイプフランジを提供することを目的として開発された。本願発明について特にスリップオンフランジを参照して説明するが、本発明は、例えばラップジョイントフランジのような、他のタイプのパイプフランジにも適用可能であることが明らかである。
【０００６】
この明細書中の先行技術への言及は、説明目的のためにのみ提供するものであり、そのような先行技術がオーストラリアまたは他の場所における一般的な知識の一部であることを認めるものではない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のひとつの側面によれば、円形のフランジプレートを備え、このフランジプレートは、このフランジプレートをパイプの端部に取り付けるための中央のハブを有し、このハブは、パイプの端部の外径に密着して内部に受け入れるための第一の内径を有する第一環状部と、パイプの端部の内径と実質的に等しいまたは大きい第二の内径を有する環状リップにより形成される第二環状部とを有し、使用時には、ハブの内周に沿って、環状リップとパイプの端部との間に、溶接を施すことができるパイプフランジが提供される。
【０００８】
この構成の主な利点は、必要な場合、ハブの内周面上の溶接領域をパイプの内径まで容易に削り戻すことができ、フランジプレートの前面に影響を与えないことである。
【０００９】
好ましくは、環状リップとパイプの端部との間に、溶接材料を収容する環状間隙が設けられる。環状間隙は、少なくとも部分的に、パイプの端部に面する環状リップの壁を成形することによって形成されることが好都合である。好ましくは、パイプの端部に面する環状リップの壁は、斜めに形成され、パイプの端部に面する増加した表面積の環状面を形成する。
【００１０】
好ましくは、環状間隙は、パイプの端部を環状リップから離すことによって形成される。ハブには、第一の直径よりも小さいが第二の直径よりも大きい第三の内径を有する第三環状部が設けられ、使用時には、この第三環状部の縁にパイプの端部が当接し、パイプの端部を環状リップから離間させることが好都合である。
【００１１】
また、環状リップとパイプの端部との間の環状間隙は、第二の内径をパイプの内径より大きくがパイプの外径よりは小さくすることによって形成されていてもよい。
【００１２】
第二環状部は、フランジプレートの前面まで延びていることが好ましい。ひとつの実施形態では、環状リップのフランジプレートの前面に接合する面は、円弧状に形成され、丸みを帯びた、または湾曲した縁を形成する。
【００１３】
本明細書を通じて、文脈が他の意味を要求しない限り、「備える」という語またはその変形の語は、記載された完全体または一群の完全体を含むが、他の完全体または一群の完全体の排除を意味するものではないと理解される。同様に、「好ましくは」という語またはその変形である「好ましい」などの変形は、記載された完全体または一群の完全体が望ましいが、本発明の実施に必須ではないことを意味すると理解される。
【００１４】
本発明の特徴は、添付の図面を参照して例示のためにのみ与えられる、パイプフランジのいくつかの特定の実施形態についての以下の詳細な説明から、よりよく理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一実施形態に係るパイプフランジの断面図である。
【図２】図１（ａ）に示すパイプフランジの詳細断面図であり、溶接領域内のパイプの端部を示す。
【図３】図１（ａ）に示すパイプフランジの断面図であり、ゴムで内張りされたパイプに溶接された状態を示す。
【図４】図２（ａ）に示すパイプフランジの詳細断面図であり、溶接領域内のパイプの端部を示す。
【図５】図２（ａ）に示すパイプフランジの変形例を示す断面図である。
【図６】図２（ｃ）に示すパイプフランジの詳細断面図である。
【図７】本発明に係るパイプフランジの第二実施形態の断面図である。
【図８】図３（ａ）に示すパイプフランジの詳細断面図であり、溶接領域内のパイプの端部を示す。
【図９】図３（ａ）に示すパイプフランジの断面図であり、ゴムで内張りされたパイプに溶接された状態を示す。
【図１０】図４（ａ）に示すパイプフランジの詳細断面図であり、溶接領域内のパイプの端部を示す。
【図１１】本発明の第三実施形態のパイプフランジの断面図である。
【図１２】図５（ａ）に示すパイプフランジの詳細断面図であり、溶接領域内のパイプの端部を示す。
【図１３】図５（ａ）に示すパイプフランジの詳細断面図であり、ラミックで内張りされパイプに溶接された状態を示す。
【図１４】図６（ａ）に示すパイプフランジの詳細断面図であり、溶接領域内のパイプの端部を示す。
【図１５】本発明の第四実施形態に係るパイプフランジの断面図である。
【図１６】図７（ａ）に示すパイプフランジの詳細断面図であり、溶接領域内のパイプの端部を示す。
【図１７】図７（ａ）に示すパイプフランジの断面図であり、セラミックで内張りされたパイプに溶接された状態を示す。
【図１８】図８（ａ）に示すパイプフランジの詳細断面図であり、溶接領域内のパイプの端部を示す。
【図１９】図８（ａ）に示すパイプフランジの変形例を示す断面図である。
【図２０】図８（ｃ）に示すパイプフランジの詳細断面図である。
【図２１】本発明の第五実施形態に係るパイプフランジの断面図である。
【図２２】図９（ａ）に示すパイプフランジの詳細断面図であり、溶接領域におけるパイプの端部を示す。
【図２３】本発明の第六実施形態に係るパイプフランジの断面図である。
【図２４】図１０（ａ）に示すパイプフランジの詳細断面図であり、溶接領域内のパイプの端部を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の第一実施形態に係るパイプフランジ１０は、図１および図２に示すように、円形のフランジプレート１２を備え、このフランジプレート１２は、このフランジプレート１２をパイプ１６の端部に取り付けるための中央ハブ１４を有する。ハブ１４は、パイプ１６の端部の外径に密着しての内部に受け入れるための第一の内径を有する第一環状部１８を有する。第二環状部が環状リップ２０によって形成され、この環状リップ２０は、パイプ１６の端部の内径と実質的に等しい第二の内径を有する。第二環状部すなわち環状リップ２０は、フランジプレート１２の前面まで延びていることが好ましい。この実施形態では、環状リップ２０のフランジプレート１２の前面へと続く前縁部２８には円弧が設けられ、図１（ｂ）および図２（ｂ）に最も明確に示されるように、丸みを帯びた、または湾曲した、縁部を形成する。
【００１７】
使用時には、ハブ１４の内周に沿って、環状リップ２０とパイプ１６の端部との間に  溶接を施すことができる。この実施形態では、溶接が、環状リップ２０の垂直面２２（図１（ｂ）参照）とパイプ１６の端部との間の突合せ溶接として行われる。パイプフランジ１０のこの構成の主な利点は、必要な場合に、環状リップ２０と垂直面２２との間からハブ１４の内周上の突出する溶接材料を、パイプ１６の内径までより容易に削り戻すことができ、フランジ１２の前面は影響を受けないままとすることができることである。したがって、図２（ａ）に示すように、ゴムライニング２６をパイプ１６の内側に施すとき、ハブ１４の内側の溶接領域は滑らかであり、適切に被覆して溶接継手を摩耗および／または腐食から保護することができる。一方、環状リップ２０の丸みを帯びた縁部２８は、環状リップ２０（およびパイプ１６）の内側からフランジプレート１２の前面への移行部に、滑らかな表面を提供する（図２（ｂ）参照）。
【００１８】
典型的には、第二の隅肉溶接が、パイプ１６の外周およびハブ１４の後縁の周りの第二溶接領域２４に施される（図１（ｂ）参照）。いくつかの状況では、ハブ１４の内周に沿って溶接を施すことができたとしても、環状リップ２０とパイプの端部との間については、できないかもしれない。その場合には、溶接が、パイプ１６の外周およびハブ１４の後縁部の周りの溶接領域２４のみに施される。
【００１９】
図２（ｃ）および図２（ｄ）は、第一実施形態のパイプフランジ１０の変形例を示す。この変形例では、環状間隙２７が環状リップ２０とパイプ１６の端部との間に設けられ、溶接材料を収容する。環状間隙２７は、パイプ１６の端部を環状リップ２０から所定の間隔だけ離間させることによって形成される。このために、ハブ１４には、第一の内径よりも小さいが第二の内径よりも大きい第三の内径を有する第三環状部、すなわちステップ２８が設けられ、使用時には、パイプ１６の端部が、この第三環状部２８の縁部２９に当接し、これにより、パイプ１６の端部が環状リップ２０の垂直面２２から離間する。第三環状部すなわちステップ２８の１つの利点は、環状間隙２７による離間が一定に保たれることであり、これにより、溶接材料をより容易に当てて、パイプ１６の端部をパイプフランジ１０のハブ１４の内周に溶接することができる。
【００２０】
本発明の第二実施形態のパイプフランジ３０は、図３および図４に示すように、円形のフランジプレート３２を備え、このフランジプレート３２は、このフランジプレート３２をパイプ１６の端部に取り付けるための中央ハブ３４を有する。ハブ３４は、パイプ１６の端部の外径に密着しての内部へ受け入れるための第一の内径を有する第一環状部３８を有する。第二環状部が環状リップ４０によって形成され、パイプ１６の端部の内径と実質的に等しい第二の内径を有する。第二環状部すなわち環状リップ４０は、フランジプレート３２の前面まで延びていることが好ましい。この実施形態では、環状リップ４０のフランジプレート３２の前面へと続く前縁部２８が円弧状に形成され、図３（ｂ）および図４（ｂ）に最も明確に示されるように、丸みを帯びた、すなわち湾曲した、縁部を形成する。
【００２１】
この実施形態では、環状間隙４２が環状リップ４０とパイプ１６の端部との間に設けられ、溶接材料４４を収容する（図４（ｂ）参照）。環状間隙４２は、少なくとも部分的には、パイプの端部に面する環状リップ４０の壁４６を成形することにより形成される。パイプの端部に面する環状リップ４０の壁４６は、好ましくは、パイプの端部に面して増大した表面積の環状斜面４６を形成するよう、傾斜がつけられる。環状間隙４２内への突合せ溶接の間に、溶接材料４４が、面４６ならびに管１６の端部に結合する。管１６の内側面から突出するいかなる溶接材料４４も、パイプの内径および環状リップ４０まで容易に削り戻すことができ、滑らかな仕上げにすることができる。
【００２２】
この実施形態では、環状間隙４２はまた、パイプ１６の端部を環状リップ４０から所定の間隔だけ離間させることによっても形成される。このために、ハブ１４には、第一の内径よりも小さいが第二の内径よりも大きい第三の内径を有する第三環状部５０が設けられ、使用時には、パイプ１６の端部が、この第三環状部５０の縁部４８に当接し、これにより、パイプ１６の端部が環状リップ４０の傾斜面４６から離間する。第三環状部５０の利点は、離間が各パイププフランジ３０に対して一定に保たれることであり、そのため、必要な場合には、それが可能なように、パイプ１６を固定長で切断することができる。この離間は、拡大された環状間隙４２を提供し、この環状間隙４２で容易に突合せ溶接を行うことができ、パイプ１６の端部をパイプフランジ３０のハブ３４の内周に溶接することができる。
【００２３】
典型的には、第二の隅肉溶接が、パイプ１６の外周とハブ３４との溶接領域５２に施される（図４（ｂ）参照）。
【００２４】
先の実施形態も同様であるが、ゴムライニング２６を図４（ａ）に示すようにパイプ１６の内側に施すとき、接合部における内周の溶接領域は、滑らかであって、適切に被覆されて、溶接接合を摩耗および／または腐食から保護することができる。一方、環状リップ４０の丸みを帯びたエッジ３６は、環状リップ４０（およびパイプ１６）の内側からフランジプレート３２の前面（図４（ｂ）参照）への移行部に、滑らかな表面を提供する。
【００２５】
本発明の第三実施形態のパイプフランジ６０は、図５および図６に示すように、図３および図４を参照して上述した第二実施形態と多くの点で類似している。そこで、同じ参照番号を用いて第三実施形態の同様の部分を識別し、それらについては詳細な説明を省略する。この実施形態のパイプフランジ６０と先の実施形態のものとの主な違いは、環状リップ４０の前縁部６２が丸みを帯びておらず、単に直角縁として維持されていることである。前縁部６２が直角に保たれている理由は、この場合、パイプ１６とハブ３４の内側面がセラミックライニング６４（図６（ａ）参照）で内張りされているからである。
【００２６】
第二実施形態の場合と同様に、環状間隙４２が環状リップ４０とパイプ１６の端部との間に設けられ、溶接材料４４を収容する（図６（ｂ）参照）。環状間隙４２は、一部がパイプ１６の端部に面する環状リップ４０の斜面４６によって形成され、一部がパイプ１６の端部を環状リップ４０から所定の間隔だけ離間させることによって形成される。このために、ハブ３４には、第二実施形態のパイプフランジ３０と同様の第三環状部５０が設けられる。
【００２７】
本発明の第四実施形態のパイプフランジ８０は、図７および図８に示すように、図１および図２を参照して上述した第一実施形態と多くの点で類似している。そこで、同じ参照番号を用いて第四実施形態の同様の部分を識別し、それらについては詳細な説明を省略する。この実施形態のパイプフランジ８０と第一実施形態のものとの主な違いは、環状リップ８０の前縁部８２が丸みを帯びておらず、単に直角縁として維持されていることである。前縁部８２が直角に保たれている理由は、この場合、パイプ１６とハブ３４の内側面がセラミックライニング８４（図８（ａ）参照）で内張りされているからである。
【００２８】
第一実施形態と同様に、溶接が、環状リップ２０の垂直面２２とパイプ１６の端部との間の突合せ溶接として行われる（図７（ｂ）、図８（ｂ）参照）。
【００２９】
図８（ｃ）および８（ｄ）は、パイプフランジ８０の変形例を示す。この変形例では、環状間隙８６が環状リップ２０とパイプ１６の端部との間に設けられ、溶接材料を収容する。環状間隙８６は、パイプ１６の端部を環状リップ２０から所定の間隔だけ離間させることによって形成される。このために、ハブ１４には、第一の内径よりも小さいが第二の内径よりも大きい第三の内径を有する第三環状部、すなわちステップ８８が設けられ、使用時には、パイプ１６の端部が第三環状部８８の縁部８９に当接し、これにより、パイプ１６の端部が環状リップ２０の垂直面２２から離間する。
【００３０】
本発明の第五実施形態のパイプフランジ９０は、図９に示すように、図７および図８を参照して上述した第四実施形態と多くの点で類似している。そこで、同じ参照番号を用いて第五実施形態の同様の部分を識別し、それらについては詳細な説明を省略する。この実施形態のパイプフランジ９０と第四実施形態のものとの主な違いは、環状リップ２０の内径が、パイプ１６の内径よりも大きく、パイプ１６の外径よりも小さいことである。環状リップ２０の内径を大きくすることの効果は、パイプ１６の端面９４を露出させることであり、これにより、この端面９４と環状リップ２０の内側面９２との間に環状間隙を形成することができる。隅肉溶接をパイプ１６の端面に容易に施すことができ、パイプ１６の端を環状リップ２０の内側面９２（図１０（ｂ）参照）に溶接することができる。典型的には、第二の溶接が、ハブ１４の後縁部近傍の、パイプ１６の外周のまわりの図９（ｂ）に９６で示す溶接領域に、施される（図１０（ｂ）参照）。
【００３１】
この実施形態のパイプフランジ９０と第四実施形態のものとの他の相違点は、図９（ｂ）で最も明らかなように、パイプフランジの前面に隆起環状部９８を設けたことである。隆起環状部９８を設けるのは、フランジプレート９０を他のフランジプレートにねじ止するときに、ガスケット（図示せず）を支えるためである。パイプフランジ９０の前面に隆起環状部９８を設けたのは、単に説明の目的のためである。同様の種類の隆起環状部を、ここで説明する他の実施形態のパイプフランジのいずれかの前面に設けてもよい。
【００３２】
本発明の第六実施形態のパイプフランジ１００は、図１０に示すように、図９を参照して上述した第五実施形態と多くの点で類似している。そこで、同じ参照番号を用いて第六実施形態の同様の部分を識別し、それらについては詳細な説明を省略する。この実施形態のパイプフランジ１００と第五実施形態のものとの主な違いは、フランジプレート１０２  の中央ハブ１０４が、先の実施形態のようなフランジプレートの後方に突出する環状部を有していないことである。このため、フランジプレート１０２の後面は、ハブ１０４の後面と実質的に同一平面上にある。他の点では、この実施形態のパイプフランジ１００は、図９のフランジプレート９０と実質的に同一である。隅肉溶接９９をパイプ１６の端面９４に施して、パイプ１６の端を環状リップ２０の内側面９２に溶接することが望ましく、典型的には、第二の溶接９９が、ハブ１０４に隣接するパイプ１６の外周のまわりに施される。
【００３３】
本発明は、あらゆるサイズのスリップオンフランジに適用可能であるが、典型的には、内径が２インチ以上のパイプフランジに適用される。
【００３４】
パイプフランジのいくつかの実施形態を詳細に説明したが、以上で説明した実施形態は、明らかに、先行技術に対して以下の事項を含む多くの利点を提供する。
（ｉ）フランジをパイプの端部に合わせて溶接し、その後に溶接材料をパイプの内径まで研削するのに必要な作業量が、大幅に減少される。
（ｉｉ）パイプとハブの接合部の内周面の品質をより良く制御でき、ゴムで内張りされたパイフおよびセラミックで内張りされたパイプの双方に対して、滑らかな仕上げを提供できる。
（ｉｉｉ）先行技術のようにパイプをハブに接合する溶接材料の前縁部に丸みを帯びさせる必要はなく、環状リップの丸みを帯びた前縁部が、フランジプレートの前面の滑らかな移行を提供する。
（ｉｖ）改良された表面仕上げおよび滑らかで平坦な表面が、フランジプレートの前面と隣接する表面との間のどのような封止に対しても、より良い完全性を提供する。
（ｖ）フランジジョイントにおけるパイプの寿命期待値の改善が、メンテナンスコストとダウンタイムを削減する。
【００３５】
当業者であれば、既に説明したものに加えて、本発明の基本的な発明概念から逸脱することなく、前述の実施形態に様々な変更および改良を加えることができることが、容易に明らかであろう。例えば、パイプの端部に面する環状リップ上の表面は、任意の適切な形状であってもよく、例示された実施形態の傾斜面に限定されない。したがって、本発明の範囲は、記載される特定の実施形態に限定されないことが理解されるであろう。
【図１（ａ）】
2018513336.tif 000003
【図１（ｂ）】
2018513336.tif 000004
【図２（ａ）】
2018513336.tif 000005
【図２（ｂ）】
2018513336.tif 000006
【図２（ｃ）】
2018513336.tif 000007
【図２（ｄ）】
2018513336.tif 000008
【図３（ａ）】
2018513336.tif 000009
【図３（ｂ）】
2018513336.tif 000010
【図４（ａ）】
2018513336.tif 000011
【図４（ｂ）】
2018513336.tif 000012
【図５（ａ）】
2018513336.tif 000013
【図５（ｂ）】
2018513336.tif 000014
【図６（ａ）】
2018513336.tif 000015
【図６（ｂ）】
2018513336.tif 000016
【図７（ａ）】
2018513336.tif 000017
【図７（ｂ）】
2018513336.tif 000018
【図８（ａ）】
2018513336.tif 000019
【図８（ｂ）】
2018513336.tif 000020
【図８（ｃ）】
2018513336.tif 000021
【図８（ｄ）】
2018513336.tif 000022
【図９（ａ）】
2018513336.tif 000023
【図９（ｂ）】
2018513336.tif 000024
【図１０（ａ）】
2018513336.tif 000025
【図１０（ｂ）】
2018513336.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月3日(2016.10.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改良されたパイプフランジに関し、特に、他を排除するものではないが、差込み溶接フランジ（スリップオンフランジ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
パイプフランジは、典型的には、パイプを他のパイプまたは接続金具に接合するために、パイプの端部にリムを形成するプレートまたはリングである。フランジは、典型的には、その周囲に設けられた一連のボルト穴を有し、パイプをジョイントで締結することができる。２つのパイプの終端と終端との接続をフランジジョイントといい、接続片はそれぞれフランジを有し、これにより、パイプの終端が互いにボルト止めされる。典型的には、ゴム製のガスケットが、フランジジョイントの隣接するフランジの面の間に設けられる。ジョイントでの適切な封止を確保するためには、隣接するフランジの面ができるだけ滑らかで平坦なことが重要である。
【０００３】
差込み溶接フランジは、典型的には、パイプの終端に、フランジと接するパイプの外周を囲むように、内外周の双方で、隅肉溶接により接続される。内周部では、溶接裏をパイプと同じ内径に研削する必要がある。例えばゴムで裏打ちされたパイプに対して、パイプの内側からフランジの面への滑らかな推移を提供するために、溶接された領域の内側縁を丸めることが必要な場合もある。内径の周りの溶接領域の研削および丸め加工は労働集約的であり、それゆえ費用がかかる。仕上げの品質を制御することも困難であり、このため、完成品が、十分に滑らかでなかったり、平坦でなかったりすることがある。
【０００４】
パイプフランジは、種々の国際規格に準拠する種々の形状およびサイズで製造されている。選鉱、石油およびガス、化学および水のプラントでは、スラリーおよび／または流体および／または化学薬品を運ぶための鋼管が、ゴムライナまたはセラミックライナで被覆されることがある。ライナ被覆パイプを用いる場合、ライナ材を溶接部にも延ばして、この領域で増進した摩耗や腐食に対し、あらゆる脆弱性あるいは感受性を防止できることが重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、パイプの端部への溶接がより容易で、より良好な仕上げが達成されることを可能にするパイプフランジを提供することを目的として開発された。本願発明について特にスリップオンフランジを参照して説明するが、本発明は、例えばラップジョイントフランジのような、他のタイプのパイプフランジにも適用可能であることが明らかである。
【０００６】
この明細書中の先行技術への言及は、説明目的のためにのみ提供するものであり、そのような先行技術がオーストラリアまたは他の場所における一般的な知識の一部であることを認めるものではない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のひとつの側面によれば、円形のフランジプレートを備え、このフランジプレートは、このフランジプレートをパイプの端部に取り付けるための中央のハブを有し、このハブは、パイプの端部の外径に密着して内部に受け入れるための第一の内径を有する第一環状部と、パイプの端部の内径より大きくパイプの外径よりは小さい第二の内径を有する環状ステップにより形成される第二環状部とを有し、使用時には、パイプの端部を環状ステップの縁部に当接させ、環状ステップの内側面とパイプの端部との間に、溶接を施すことができるパイプフランジが提供される。
【０００８】
この構成の主な利点は、必要な場合、ハブの内周面上の溶接領域をパイプの内径まで容易に削り戻すことができ、フランジプレートの前面に影響を与えないことである。
【０００９】
好ましくは、環状ステップとパイプの端部との間に、溶接材料を収容する環状間隙が設けられる。
【００１０】
ハブは、パイプの端部の内径と実質的に等しいまたは大きい第三の内径を有する環状リップにより形成される第三環状部が設けられていることが有利である。
【００１１】
環状間隙は、少なくとも部分的に、パイプの端部に面する環状リップの壁を成形することによって形成されることが好都合である。好ましくは、パイプの端部に面する環状リップの壁は、斜めに形成され、パイプの端部に面する増加した表面積の環状面を形成する。
【００１２】
好ましくは、環状間隙は、パイプの端部を環状リップから離すことによって形成される。
【００１３】
ひとつの実施形態では、第二環状部は、フランジプレートの前面まで延びている。別の実施形態では、第三環状部が、フランジプレートの前面まで延びる。ひとつの実施形態では、環状リップのフランジプレートの前面に接合する面は、円弧状に形成され、丸みを帯びた、または湾曲した縁を形成する。
【００１４】
本明細書を通じて、文脈が他の意味を要求しない限り、「備える」という語またはその変形の語は、記載された完全体または一群の完全体を含むが、他の完全体または一群の完全体の排除を意味するものではないと理解される。同様に、「好ましくは」という語またはその変形である「好ましい」などの変形は、記載された完全体または一群の完全体が望ましいが、本発明の実施に必須ではないことを意味すると理解される。
【００１５】
本発明の特徴は、添付の図面を参照して例示のためにのみ与えられる、パイプフランジのいくつかの特定の実施形態についての以下の詳細な説明から、よりよく理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一実施形態に係るパイプフランジの断面図である。
【図２】図１（ａ）に示すパイプフランジの詳細断面図であり、溶接領域内のパイプの端部を示す。
【図３】図１（ａ）に示すパイプフランジの断面図であり、ゴムで内張りされたパイプに溶接された状態を示す。
【図４】図２（ａ）に示すパイプフランジの詳細断面図であり、溶接領域内のパイプの端部を示す。
【図５】図２（ａ）に示すパイプフランジの変形例を示す断面図である。
【図６】図２（ｃ）に示すパイプフランジの詳細断面図である。
【図７】本発明に係るパイプフランジの第二実施形態の断面図である。
【図８】図３（ａ）に示すパイプフランジの詳細断面図であり、溶接領域内のパイプの端部を示す。
【図９】図３（ａ）に示すパイプフランジの断面図であり、ゴムで内張りされたパイプに溶接された状態を示す。
【図１０】図４（ａ）に示すパイプフランジの詳細断面図であり、溶接領域内のパイプの端部を示す。
【図１１】本発明の第三実施形態のパイプフランジの断面図である。
【図１２】図５（ａ）に示すパイプフランジの詳細断面図であり、溶接領域内のパイプの端部を示す。
【図１３】図５（ａ）に示すパイプフランジの詳細断面図であり、ラミックで内張りされパイプに溶接された状態を示す。
【図１４】図６（ａ）に示すパイプフランジの詳細断面図であり、溶接領域内のパイプの端部を示す。
【図１５】本発明の第四実施形態に係るパイプフランジの断面図である。
【図１６】図７（ａ）に示すパイプフランジの詳細断面図であり、溶接領域内のパイプの端部を示す。
【図１７】図７（ａ）に示すパイプフランジの断面図であり、セラミックで内張りされたパイプに溶接された状態を示す。
【図１８】図８（ａ）に示すパイプフランジの詳細断面図であり、溶接領域内のパイプの端部を示す。
【図１９】図８（ａ）に示すパイプフランジの変形例を示す断面図である。
【図２０】図８（ｃ）に示すパイプフランジの詳細断面図である。
【図２１】本発明の第五実施形態に係るパイプフランジの断面図である。
【図２２】図９（ａ）に示すパイプフランジの詳細断面図であり、溶接領域におけるパイプの端部を示す。
【図２３】本発明の第六実施形態に係るパイプフランジの断面図である。
【図２４】図１０（ａ）に示すパイプフランジの詳細断面図であり、溶接領域内のパイプの端部を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の第一実施形態に係るパイプフランジ１０は、図１および図２に示すように、円形のフランジプレート１２を備え、このフランジプレート１２は、このフランジプレート１２をパイプ１６の端部に取り付けるための中央ハブ１４を有する。ハブ１４は、パイプ１６の端部の外径に密着しての内部に受け入れるための第一の内径を有する第一環状部１８を有する。第三環状部が環状リップ２０によって形成され、この環状リップ２０は、パイプ１６の端部の内径と実質的に等しい第三の内径を有する。第三環状部すなわち環状リップ２０は、フランジプレート１２の前面まで延びていることが好ましい。この実施形態では、環状リップ２０のフランジプレート１２の前面へと続く前縁部２８には円弧が設けられ、図１（ｂ）および図２（ｂ）に最も明確に示されるように、丸みを帯びた、または湾曲した、縁部を形成する。
【００１８】
使用時には、ハブ１４の内周に沿って、環状リップ２０とパイプ１６の端部との間に  溶接を施すことができる。この実施形態では、溶接が、環状リップ２０の垂直面２２（図１（ｂ）参照）とパイプ１６の端部との間の突合せ溶接として行われる。パイプフランジ１０のこの構成の主な利点は、必要な場合に、環状リップ２０と垂直面２２との間からハブ１４の内周上の突出する溶接材料を、パイプ１６の内径までより容易に削り戻すことができ、フランジ１２の前面は影響を受けないままとすることができることである。したがって、図２（ａ）に示すように、ゴムライニング２６をパイプ１６の内側に施すとき、ハブ１４の内側の溶接領域は滑らかであり、適切に被覆して溶接継手を摩耗および／または腐食から保護することができる。一方、環状リップ２０の丸みを帯びた縁部２８は、環状リップ２０（およびパイプ１６）の内側からフランジプレート１２の前面への移行部に、滑らかな表面を提供する（図２（ｂ）参照）。
【００１９】
典型的には、第二の隅肉溶接が、パイプ１６の外周およびハブ１４の後縁の周りの第二溶接領域２４に施される（図１（ｂ）参照）。いくつかの状況では、ハブ１４の内周に沿って溶接を施すことができたとしても、環状リップ２０とパイプの端部との間については、できないかもしれない。その場合には、溶接が、パイプ１６の外周およびハブ１４の後縁部の周りの溶接領域２４のみに施される。
【００２０】
図２（ｃ）および図２（ｄ）は、第一実施形態のパイプフランジ１０の変形例を示す。この変形例では、環状間隙２７が環状リップ２０とパイプ１６の端部との間に設けられ、溶接材料を収容する。環状間隙２７は、パイプ１６の端部を環状リップ２０から所定の間隔だけ離間させることによって形成される。このために、ハブ１４には、第一の内径よりも小さいが第三の内径よりも大きい第二の内径を有する第二環状部、すなわち環状ステップ２８が設けられ、使用時には、パイプ１６の端部が、この第二環状部２８の縁部２９に当接し、これにより、パイプ１６の端部が環状リップ２０の垂直面２２から離間する。第二環状部すなわちステップ２８の１つの利点は、環状間隙２７による離間が一定に保たれることであり、これにより、溶接材料をより容易に当てて、パイプ１６の端部をパイプフランジ１０のハブ１４の内周に溶接することができる。
【００２１】
本発明の第二実施形態のパイプフランジ３０は、図３および図４に示すように、円形のフランジプレート３２を備え、このフランジプレート３２は、このフランジプレート３２をパイプ１６の端部に取り付けるための中央ハブ３４を有する。ハブ３４は、パイプ１６の端部の外径に密着しての内部へ受け入れるための第一の内径を有する第一環状部３８を有する。第三環状部が環状リップ４０によって形成され、パイプ１６の端部の内径と実質的に等しい第三の内径を有する。第三環状部すなわち環状リップ４０は、フランジプレート３２の前面まで延びていることが好ましい。この実施形態では、環状リップ４０のフランジプレート３２の前面へと続く前縁部２８が円弧状に形成され、図３（ｂ）および図４（ｂ）に最も明確に示されるように、丸みを帯びた、すなわち湾曲した、縁部を形成する。
【００２２】
この実施形態では、環状間隙４２が環状リップ４０とパイプ１６の端部との間に設けられ、溶接材料４４を収容する（図４（ｂ）参照）。環状間隙４２は、少なくとも部分的には、パイプの端部に面する環状リップ４０の壁４６を成形することにより形成される。パイプの端部に面する環状リップ４０の壁４６は、好ましくは、パイプの端部に面して増大した表面積の環状斜面４６を形成するよう、傾斜がつけられる。環状間隙４２内への突合せ溶接の間に、溶接材料４４が、面４６ならびに管１６の端部に結合する。管１６の内側面から突出するいかなる溶接材料４４も、パイプの内径および環状リップ４０まで容易に削り戻すことができ、滑らかな仕上げにすることができる。
【００２３】
この実施形態では、環状間隙４２はまた、パイプ１６の端部を環状リップ４０から所定の間隔だけ離間させることによっても形成される。このために、ハブ１４には、第一の内径よりも小さいが第三の内径よりも大きい第二の内径を有する第二環状部５０が設けられ、使用時には、パイプ１６の端部が、この第二環状部５０の縁部４８に当接し、これにより、パイプ１６の端部が環状リップ４０の傾斜面４６から離間する。第二環状部５０の利点は、離間が各パイププフランジ３０に対して一定に保たれることであり、そのため、必要な場合には、それが可能なように、パイプ１６を固定長で切断することができる。この離間は、拡大された環状間隙４２を提供し、この環状間隙４２で容易に突合せ溶接を行うことができ、パイプ１６の端部をパイプフランジ３０のハブ３４の内周に溶接することができる。
【００２４】
典型的には、第二の隅肉溶接が、パイプ１６の外周とハブ３４との溶接領域５２に施される（図４（ｂ）参照）。
【００２５】
先の実施形態も同様であるが、ゴムライニング２６を図４（ａ）に示すようにパイプ１６の内側に施すとき、接合部における内周の溶接領域は、滑らかであって、適切に被覆されて、溶接接合を摩耗および／または腐食から保護することができる。一方、環状リップ４０の丸みを帯びたエッジ３６は、環状リップ４０（およびパイプ１６）の内側からフランジプレート３２の前面（図４（ｂ）参照）への移行部に、滑らかな表面を提供する。
【００２６】
本発明の第三実施形態のパイプフランジ６０は、図５および図６に示すように、図３および図４を参照して上述した第二実施形態と多くの点で類似している。そこで、同じ参照番号を用いて第三実施形態の同様の部分を識別し、それらについては詳細な説明を省略する。この実施形態のパイプフランジ６０と先の実施形態のものとの主な違いは、環状リップ４０の前縁部６２が丸みを帯びておらず、単に直角縁として維持されていることである。前縁部６２が直角に保たれている理由は、この場合、パイプ１６とハブ３４の内側面がセラミックライニング６４（図６（ａ）参照）で内張りされているからである。
【００２７】
第二実施形態の場合と同様に、環状間隙４２が環状リップ４０とパイプ１６の端部との間に設けられ、溶接材料４４を収容する（図６（ｂ）参照）。環状間隙４２は、一部がパイプ１６の端部に面する環状リップ４０の斜面４６によって形成され、一部がパイプ１６の端部を環状リップ４０から所定の間隔だけ離間させることによって形成される。このために、ハブ３４には、第二実施形態のパイプフランジ３０と同様の第二環状部５０が設けられる。
【００２８】
本発明の第四実施形態のパイプフランジ８０は、図７および図８に示すように、図１および図２を参照して上述した第一実施形態と多くの点で類似している。そこで、同じ参照番号を用いて第四実施形態の同様の部分を識別し、それらについては詳細な説明を省略する。この実施形態のパイプフランジ８０と第一実施形態のものとの主な違いは、環状リップ８０の前縁部８２が丸みを帯びておらず、単に直角縁として維持されていることである。前縁部８２が直角に保たれている理由は、この場合、パイプ１６とハブ３４の内側面がセラミックライニング８４（図８（ａ）参照）で内張りされているからである。
【００２９】
第一実施形態と同様に、溶接が、環状リップ２０の垂直面２２とパイプ１６の端部との間の突合せ溶接として行われる（図７（ｂ）、図８（ｂ）参照）。
【００３０】
図８（ｃ）および８（ｄ）は、パイプフランジ８０の変形例を示す。この変形例では、環状間隙８６が環状リップ２０とパイプ１６の端部との間に設けられ、溶接材料を収容する。環状間隙８６は、パイプ１６の端部を環状リップ２０から所定の間隔だけ離間させることによって形成される。このために、ハブ１４には、第一の内径よりも小さいが第三の内径よりも大きい第二の内径を有する第二環状部、すなわち環状ステップ８８が設けられ、使用時には、パイプ１６の端部が第二環状部８８の縁部８９に当接し、これにより、パイプ１６の端部が環状リップ２０の垂直面２２から離間する。
【００３１】
本発明の第五実施形態のパイプフランジ９０は、図９に示すように、図７および図８を参照して上述した第四実施形態と多くの点で類似している。そこで、同じ参照番号を用いて第五実施形態の同様の部分を識別し、それらについては詳細な説明を省略する。この実施形態のパイプフランジ９０と第四実施形態のものとの主な違いは、第二環状部すわなちステップ８８が、パイプフランジの前面まで長々と延びていることである。環状ステップ８８の内径は、パイプ１６の内径よりも大きく、パイプ１６の外径よりも小さい。環状ステップ８８が延びていることの効果は、パイプ１６の端面９４を露出させることであり、これにより、この端面９４と環状ステップ８８の内側面９２との間に環状間隙を形成することができる。隅肉溶接をパイプ１６の端面に容易に施すことができ、パイプ１６の端を環状ステップ８８の内側面９２（図１０（ｂ）参照）に溶接することができる。典型的には、第二の溶接が、ハブ１４の後縁部近傍の、パイプ１６の外周のまわりの図９（ｂ）に９６で示す溶接領域に、施される（図１０（ｂ）参照）。
【００３２】
この実施形態のパイプフランジ９０と第四実施形態のものとの他の相違点は、図９（ｂ）で最も明らかなように、パイプフランジの前面に隆起環状部９８を設けたことである。隆起環状部９８を設けるのは、フランジプレート９０を他のフランジプレートにねじ止するときに、ガスケット（図示せず）を支えるためである。パイプフランジ９０の前面に隆起環状部９８を設けたのは、単に説明の目的のためである。同様の種類の隆起環状部を、ここで説明する他の実施形態のパイプフランジのいずれかの前面に設けてもよい。
【００３３】
本発明の第六実施形態のパイプフランジ１００は、図１０に示すように、図９を参照して上述した第五実施形態と多くの点で類似している。そこで、同じ参照番号を用いて第六実施形態の同様の部分を識別し、それらについては詳細な説明を省略する。この実施形態のパイプフランジ１００と第五実施形態のものとの主な違いは、フランジプレート１０２  の中央ハブ１０４が、先の実施形態のようなフランジプレートの後方に突出する環状部を有していないことである。このため、フランジプレート１０２の後面は、ハブ１０４の後面と実質的に同一平面上にある。他の点では、この実施形態のパイプフランジ１００は、図９のフランジプレート９０と実質的に同一である。隅肉溶接９９をパイプ１６の端面９４に施して、パイプ１６の端を環状ステップ８８の内側面９２に溶接することが望ましく、典型的には、第二の溶接９９が、ハブ１０４に隣接するパイプ１６の外周のまわりに施される。
【００３４】
本発明は、あらゆるサイズのスリップオンフランジに適用可能であるが、典型的には、内径が２インチ以上のパイプフランジに適用される。
【００３５】
パイプフランジのいくつかの実施形態を詳細に説明したが、以上で説明した実施形態は、明らかに、先行技術に対して以下の事項を含む多くの利点を提供する。
（ｉ）フランジをパイプの端部に合わせて溶接し、その後に溶接材料をパイプの内径まで研削するのに必要な作業量が、大幅に減少される。
（ｉｉ）パイプとハブの接合部の内周面の品質をより良く制御でき、ゴムで内張りされたパイフおよびセラミックで内張りされたパイプの双方に対して、滑らかな仕上げを提供できる。
（ｉｉｉ）先行技術のようにパイプをハブに接合する溶接材料の前縁部に丸みを帯びさせる必要はなく、環状リップの丸みを帯びた前縁部が、フランジプレートの前面の滑らかな移行を提供する。
（ｉｖ）改良された表面仕上げおよび滑らかで平坦な表面が、フランジプレートの前面と隣接する表面との間のどのような封止に対しても、より良い完全性を提供する。
（ｖ）フランジジョイントにおけるパイプの寿命期待値の改善が、メンテナンスコストとダウンタイムを削減する。
【００３６】
当業者であれば、既に説明したものに加えて、本発明の基本的な発明概念から逸脱することなく、前述の実施形態に様々な変更および改良を加えることができることが、容易に明らかであろう。例えば、パイプの端部に面する環状リップ上の表面は、任意の適切な形状であってもよく、例示された実施形態の傾斜面に限定されない。したがって、本発明の範囲は、記載される特定の実施形態に限定されないことが理解されるであろう。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形のフランジプレートを備え、
前記フランジプレートは、前記フランジプレートをパイプの端部に取り付けるための中央のハブを有し、
前記ハブは、前記パイプの端部の外径に密着して内部に受け入れるための第一の内径を有する第一環状部と、前記パイプの端部の内径より大きく前記パイプの外径よりは小さい第二の内径を有する環状ステップにより形成される第二環状部とを有し、
使用時には、前記パイプの端部を前記環状ステップの縁部に当接させ、前記環状ステップの内側面と前記パイプの端部との間に、溶接を施すことができる、
パイプフランジ。
【請求項２】
請求項１に記載のパイプフランジにおいて、前記環状ステップと前記パイプの端部との間に、溶接材料を収容する環状間隙が設けられている、パイプフランジ。
【請求項３】
請求項２に記載のパイプフランジにおいて、前記ハブには、前記パイプの端部の内径と実質的に等しいまたは大きい第三の内径を有する環状リップにより形成される第三環状部が設けられている、パイプフランジ。
【請求項４】
請求項３に記載のパイプフランジにおいて、前記環状間隙は、少なくとも部分的に、前記パイプの端部に面する前記環状リップの壁を成形することによって形成されている、パイプフランジ。
【請求項５】
請求項４に記載のパイプフランジにおいて、前記パイプの端に部面する前記環状リップの壁は、斜めに形成され、前記パイプの端部に面して増大した表面積の環状面を形成する、パイプフランジ。
【請求項６】
請求項４または５に記載のパイプフランジにおいて、前記環状間隙は、前記パイプの前記端部を前記環状リップから離間させることによって形成される、パイプフランジ。
【請求項７】
請求項１に記載のパイプフランジにおいて、前記第二環状部は、前記フランジプレートの前面まで延びている、パイプフランジ。
【請求項８】
請求項３から６のいずれか１項に記載のパイプフランジにおいて、前記第三環状部は、前記フランジプレートの前面まで延びている、パイプフランジ。
【請求項９】
請求項８に記載のパイプフランジにおいて、前記環状リップの前記フランジプレートの前面に接合する面は、円弧状に形成され、丸みを帯びた、または湾曲した縁部を形成する、パイプフランジ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９（ａ）
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９（ａ）】
2018513336.tif 000027
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９（ｂ）
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９（ｂ）】
2018513336.tif 000028
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０（ａ）
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０（ａ）】
2018513336.tif 000029
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０（ｂ）
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０（ｂ）】
2018513336.tif 000030
【国際調査報告】
2018513336.tif 000031
2018513336.tif 000032
2018513336.tif 000033