(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク等の壁面へ配管とフランジで構成された配管フランジを取付ける配管フランジ取付具において、
前記壁面の外側に配置された外部フレームから延び、前記配管を貫通する芯出し部材と、
前記芯出し部材に取付けられ、芯出し部材の軸線に対して直角で、且つ前記フランジの側面と面合わせされる位置出し面を備え、フランジを拘束する固定治具と、
を有することを特徴とする配管フランジ取付具。
【請求項２】
前記芯出し部材が、前記配管の軸芯部と前記固定治具の芯部に位置することを特徴とする請求項１に記載の配管フランジ取付具。
【請求項３】
タンク等の壁面へ配管とフランジで構成された配管フランジを取付ける配管フランジ取付方法において、
前記壁面へ前記配管フランジを接合するとき、前記壁面の外側に配置された外部フレームから延び、前記配管を貫通する芯出し部材に設けられた拘束手段で、前記フランジの側面が前記芯出し部材の軸線と直角となるようにフランジを拘束することを特徴とする配管フランジ取付方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＲＰタンク等の壁面に配管フランジを取付ける配管フランジ取付具、配管フランジ取付方法、及びＦＲＰタンクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８及び図９に示すように、耐酸性を備えた繊維強化熱硬化性樹脂製（ＦＲＰ）のタンク６０に、配管フランジ６２（配管６２Ａとフランジ６２Ｂで構成されている）を設ける場合、側壁６０Ａに穴６４を開け、この穴６４へ配管６２Ａを接着剤で接合する方法が一般に採られている。
【０００３】
しかし、接着剤が硬化するまで安定した状態で配管フランジ６２を固定しないと、ＦＲＰの積層条件、樹脂配合、硬化時間等の要因で配管フランジ６２の取付精度が保証できない。
【０００４】
また、タンク６０の中に満たされた酸７２が搬送ロール７０で攪拌されるような場合、穴６４と配管６４の接合面６０Ｂ（二次加工面）が液流の影響を受けて浸食される場合がある。
【０００５】
さらに、フランジ６２Ｂにシャフト１８からの液漏れを防止するメカニカルシール６６を取付ける場合、フランジ６２Ｂの側面がシャフト１８と直角でないと（取付精度が悪いと）、タンク６０と配管フランジ６２との接合面６０Ｂが液流によって浸食され液漏れが発生し、さらに、メカニカルシール６６に偏荷重が作用してメカニカルシール６６の液シール面からも液漏れが発生する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮して、液流の影響を受けないようにタンクの壁面に、精度良く配管フランジを接合させ、液漏れやメカニカルシールの寿命低下を防止することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、タンク等の壁面へ配管とフランジで構成された配管フランジが取付けられる。タンクの壁面の外側には、外部フレームが設けられており、外部フレームからは、芯出し部材が延びて配管を貫通している。
【０００８】
この芯出し部材には固定治具が取付けられている。固定治具は、芯出し部材の軸線に対して直角で、且つフランジの側面と面合わせされる位置出し面を備えており、フランジを拘束する。
【０００９】
このように、外部フレームから延び配管を貫通する芯出し部材を基準としフランジを拘束して、壁面に配管フランジを接合（接着又は溶接）することで、例えば、タンクがＦＲＰの場合等は、積層条件、樹脂配合、硬化時間等に影響を受けることなく、配管フランジの取付精度が向上する。このため、例えば、フランジに液漏れを防止するメカニカルシールを取付けたとき、フランジの側面と配管フランジを貫通するシャフトとが直角になるので、接合面が液流によって浸食されて液漏れが発生することもなく、また、メカニカルシールに偏荷重が作用してメカニカルシールの液シール面から液漏れが発生することもない。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、芯出し部材が、配管の軸芯部と固定治具の芯部に位置している。従って、芯出しされた固定治具の位置出し面にフランジを合わせることで、配管とフランジの芯出しが完了する。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、タンク等の壁面へ配管フランジを接合するとき、壁面の外側に配置された外部フレームから延び配管を貫通する芯出し部材に設けられた拘束手段で、フランジの側面が芯出し部材の軸線と直角になるように、フランジを拘束する。これにより、フランジの取付精度が向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１には、本形態の配管フランジ取付具によりＦＲＰフランジが接合されるＦＲＰタンク１０が示されている。
【００１４】
ＦＲＰタンク１０は繊維強化樹脂で成形されており、硫酸や硝酸に対する耐酸性を備えている。このＦＲＰタンク１０は、木枠の中にＦＲＰを積層していくことで、ＦＲＰ液槽１２とＦＲＰ配管１４が一体成形される。
【００１５】
このＦＲＰ配管１４には、処理液Ｌ（図６参照）の中に浸漬される搬送ロール１６を支持するシャフト１８が貫通している。シャフト１８両端部は、ＦＲＰタンク１０が載った外部フレーム２０の側壁に取付けられた軸受け２２に軸支されている。
【００１６】
そして、搬送ロール１６はシャフト１８と共に回転して処理液Ｌを攪拌するのであるが、ＦＲＰ配管１４から処理液Ｌが流出しないようにメカニカルシール２４を施す必要がある（図６参照）。
【００１７】
ここで、メカニカルシール２４を取付けるためのＦＲＰフランジ２６（４５０Ａ相当のサイズ）を接合する方法を説明する。
【００１８】
図２に示すように、ＦＲＰ配管１４の端面を切削して二次加工面１４Ａとし、芯部に円孔２６Ａが貫通されたＦＲＰフランジ２６の側面を接合する。シャフト１８には、シャフト１８と同軸となるように金属製の固定治具２８が挿通され、ボス部３２に設けられた止めネジ３４で、シャフト１８の任意の位置で固定される。
【００１９】
この固定治具２８の円板部３２の側面は機械仕上げされ、必要とされる平面性が確保されている。この円板部３２の側面は、固定治具２８がシャフト１８に取付けられたとき、シャフト１８の軸線と直角となり、また、円板部３２の中心をシャフト１８が貫通する構成である。なお、シャフト１８と固定治具２８の嵌め合いは、シャフト１８の任意の位置に固定したとき、ＪＩＳ Ｂ０４０１で規定するすきまばめを満たす構成となっている。
【００２０】
また、円板部３２の外径はＦＲＰフランジ２６の外径と略同一とされているので、固定治具２８をシャフト１８に対して位置出した後、外周部を精度良く合わせる方法でＦＲＰフランジ２６が円板部３２から出っ張らないようにすることで、ＦＲＰフランジ２６がシャフト１８に対して高精度に芯出しされる。
【００２１】
次に、図２に示すように、ＦＲＰフランジ２６を締め付け用のクリップ３６で円板部３２とＦＲＰフランジ２６を挟むようにして拘束する。次に、図３及び図４に示すように、ＦＲＰフランジ２６とＦＲＰ配管１４との接合面に接着剤を塗布して接着すると共に、ＦＲＰで接合面の外周部に余盛り部３８を形成し、且つ補強の意味で、ＦＲＰ液槽１２の壁面との間にリブ４０を設ける。
【００２２】
このように、ＦＲＰフランジ２６を拘束した状態でＦＲＰ配管１４に接合硬化することで、ＦＲＰの積層条件、樹脂配合、硬化時間等に影響を受けることなく、ＦＲＰフランジ２６の取付精度が向上する。
【００２３】
すなわち、ＦＲＰは積層したときと仕上がったときでは、硬化収縮により全体が中心部に引っ張られてしまうため、位置がズレてしまう。このため、本形態では、固定治具２８でＦＲＰフランジ２６を１３日間拘束した。
【００２４】
ここで、２つのサンプルとしてのＦＲＰフランジ２６をそれぞれ固定治具２８で拘束した状態で積層硬化させ、そのまま一日拘束して解除した後に、図５に示すように、固定治具２８の円板部３２に取付けたダイヤルゲージ４２でＦＲＰフランジ２６の側面精度の経時変化を測定した結果を図７に示す。
【００２５】
図７に示すように、ダイヤルゲージ４２で測定したＦＲＰフランジ２６の面精度は、１日〜１３日経過しても、±０．１ｍｍ以下であり、ＦＲＰフランジ２６を１３日間拘束しなくても一応取付精度に問題が生じない。
【００２６】
このように、従来、ＦＲＰフランジの取付精度は±１ｍｍが限度であると考えられていたものが、本形態の配管フランジ取付具を使用することで、精度が格段に向上する事が判る。
【００２７】
次に、図６を参照してメカニカルシール２４について説明する。
【００２８】
ＦＲＰフランジ２６には、ボルト８０とナット８２で取付フランジ４４が固定される。また、シャフト１８には、塩ビ系のブロック４６が固定され、シャフト１８と一体となって回転する。取付フランジ４４とブロック４６とは、ダイヤフラム４８で連結され、ダイヤフラム４８の端部に設けられたシールリング５０がシャフト１８又はブロック４６に摺動可能に接触している。
【００２９】
このような構成により、液漏れが防止されるのであるが、取付フランジ４４及びブロック４６がシャフト１８とが直角になっているので、メカニカルシール２４に偏荷重が作用して、メカニカルシール２４の液シール面から液漏れ等が生じるということがない。
【００３０】
また、二次加工面１４Ａが、搬送ロール１６が起す液流の影響がない外側にあるので、液浸食による劣化が生じない。
【００３１】
なお、本形態では、ＦＲＰ液槽１２とＦＲＰ配管１４を一体成形したＦＲＰタンク１０で説明したが、液流の影響がないタイプのタンクであれば、ＦＲＰ配管とフランジが一体となった配管フランジを、タンクの側壁に接合するようにすれば、タンクの成形が容易になる。
【００３２】
また、本形態では、ＦＲＰを前提に説明したが、ＦＲＰ以外の材質の樹脂製品でも適用でき、さらに、接着剤でなく溶接で接合するような場合でも、熱の影響による熱収縮をキャンセルできる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、液流の影響を受けないようにタンクの壁面に、精度良く配管フランジを接合させ、液漏れやメカニカルシールの寿命低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本形態に係る配管フランジ取付具が使用されるＦＲＰタンクの断面図である。
【図２】本形態に係る配管フランジ取付具でＦＲＰタンクのＦＲＰ配管にＦＲＰフランジを拘束した状態を示す断面図である。
【図３】ＦＲＰフランジとＦＲＰタンクの壁面との接合部を補強した状態を示す断面図である。
【図４】本形態に係る配管フランジ取付具でＦＲＰフランジが拘束された状態を示す斜視図である。
【図５】ダイヤルゲージでＦＲＰフランジの取付精度を測定している状態を示す断面図である。
【図６】本形態に係る配管フランジ取付具で取付けられたＦＲＰフランジにメカニカルシールが施された状態を示す断面図である。
【図７】ダイヤルゲージによる測定結果を示す表である。
【図８】従来のＦＲＰタンクに配管フランジを取付けている状態を示す断面図である。
【図９】従来の配管フランジにメカニカルシールが施された状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１８      シャフト（芯出し部材）
２０      外部フレーム
２６      ＦＲＰフランジ
２８      固定治具
３２      円板部
【図１】
0004202558.tif 000002
【図２】
0004202558.tif 000003
【図３】
0004202558.tif 000004
【図４】
0004202558.tif 000005
【図５】
0004202558.tif 000006
【図６】
0004202558.tif 000007
【図７】
0004202558.tif 000008
【図８】
0004202558.tif 000009
【図９】
0004202558.tif 000010