(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
突き合わせ角度が相違し、かつ径が異なるパイプ同士の端部を、所定の曲率で接続する異径マイターベンドの製作方法において、接続する径の異なるパイプに合わせた大小の径を有し、かつそのパイプ同士の中心の曲率に沿った接続距離とほぼ等しい高さを有する円すいパイプを製作し、その円すいパイプを、互い違いに所定の角度で切断して、分割リング部材とし、その分割リング部材を交互に１８０°づつ反転して接続し、これら分割リング同士を上記所定の曲率になるように溶接することを特徴とする異径マイターベンドの製作方法。
【請求項２】
上記分割リング部材の切断面は、パイプ同士の曲がり角度をαとし、切断回数をｎとしたとき、角度αを切断個数ｎで除した角度の１／２となる角度（±θ）で互い違いに切断される請求項１記載の異径マイターベンドの製作方法。
【請求項３】
両端部を除いた分割リング部材の中心部の高さｈは、円すいパイプの高さＨを切断回数ｎで除した値にされ、上端および下端の分割リング部材の中心部の高さは、ｈ／２に形成される請求項１又は２記載の異径マイターベンドの製作方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラント配管やダクト等で、径が異なり、かつ所定の突き合わせ角度で接続するために用いる異径マイターベンドの製作方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラント配管やダクト等においては、エルボなどを用いてパイプ同士を所定の突き合わせ角度で接続することがなされているが、スペースの制約で、どうしてもその曲がり部で径を変更したい場合がある。
【０００３】
このように、突き合わせ角度が相違し、かつ径が異なる２本のパイプ同士の端部を接続する必要がある場合、曲がりつつ径を変更する部品の形状および構造を定義することは容易ではなく、また、その部品を製作することも困難であったため、同径のエルボにより角度を変えた後、直管部で、レデューサを使用して径を変更していた。
【０００４】
例えば、図５は、配管の曲がり部の一例を示したものであるが、このように角度が異なる、外径Ｄｌのパイプ９と、外径Ｄｓのパイプ１０を接続する場合、Ｄｌと同じ径Ｄｅを有するエルボ１１とレデューサ１２を組合わせてつないでいた。
【０００５】
しかし、図５のように、エルボとレデューサを組合わせた配管の場合、シリカ・アルミナ系等の摩耗性のある触媒を流す装置で使用すると、レデューサの絞り部分が摩耗するおそれがあるため、配管・ダクト類の曲がり部において、曲がりつつ、径を変更してスムースに触媒を流すことができる異径のマイターベンドを容易に製作できる方法が求められていた。
【０００６】
そこで、角度および径の異なるパイプ同士をつなげる部品を製作する方法として、プレスによりパイプを二つ割りに製作したものを溶接して、異径のスムースベンドを製作する方法や、曲がり管の形状から計算して、板材を複数個製作し、その板材を円状に丸めて溶接したものを、重ねて接続し、異径のマイターベンドを製作する方法があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、プレス方式による製作では、スムースに曲がりつつ、径を変更するスムースベンドの製作が可能ではあるが、プラント配管等では直径が約１ｍ等の大径なパイプが多く、金型費等が非常に高価になってしまい、コスト面で問題があった。
【０００８】
また、板材を丸めて溶接したものをつなげる方法は、板材を一つずつ丸めて溶接するため、作業性が悪いと共に、板材の寸法や形状の定義が非常に複雑になってしまう問題、また、コスト面での問題等があるため、ほとんど利用されていない状態である。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、作業性が良く、寸法・形状の定義が容易で、かつ、コストも低くおさえることのできる異径マイターベンドの製作方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、突き合わせ角度が相違し、かつ径が異なるパイプ同士の端部を、所定の曲率で接続する異径マイターベンドの製作方法において、接続する径の異なるパイプに合わせた大小の径を有し、かつそのパイプ同士の中心の曲率に沿った接続距離とほぼ等しい高さを有する円すいパイプを製作し、その円すいパイプを、互い違いに所定の角度で切断して、分割リング部材とし、その分割リング部材を交互に１８０°づつ反転して接続し、これら分割リング同士を上記所定の曲率になるように溶接することを特徴とする異径マイターベンドの製作方法である。
【００１１】
請求項２の発明は、上記分割リング部材の切断面は、パイプ同士の曲がり角度をαとし、切断回数をｎとしたとき、角度αを切断個数ｎで除した角度の１／２となる角度（±θ）で互い違いに切断される請求項１記載の異径マイターベンドの製作方法である。
【００１２】
請求項３の発明は、両端部を除いた分割リング部材の中心部の高さｈは、円すいパイプの高さＨを切断回数ｎで除した値にされ、上端および下端の分割リング部材の中心部の高さは、ｈ／２に形成される請求項１又は２記載の異径マイターベンドの製作方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の好適一実施例の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の方法で製作した異径マイターベンド１を用いて、突き合わせ角度が相違し、かつ径が異なるパイプ７，８同士を接続した状態を示している。
【００１５】
図１において、パイプ７は、外径ＤＬが、例えば１７４６ｍｍ、他方のパイプ８は、外径ＤＳが例えば１３４６ｍｍであり、これらパイプ７，８の端面同士を結ぶ線ｌ7 ，ｌ8 のなす角度αは、例えば４５°であり、これらパイプ７，８の端面同士を接続する異径マイターベンド１は、角度αを、６分割して形成した分割リング部材Ｐ１〜Ｐ６により構成され、パイプ７，８同士の中心の曲率に沿って、分割リング部材Ｐ１〜Ｐ６同士が順次接続されて、接続距離Ｌと一致するように形成されている。
【００１６】
先ず、大径側のパイプ７と接続する分割リング部材Ｐ１は、その接続端部が大径側の外径ＤＬと同じに形成され、小径側のパイプ８と接続する分割リング部材Ｐ６は、その接続端部の径が小径側のパイプ８の外径ＤＳと同じに形成され、かつこれら分割リング部材Ｐ１，Ｐ６は、線ｌ7 ，ｌ8 の交点を中心に角度θ（＝４．５°）となる円すい台状のリングに形成され、中間の分割リング部材Ｐ２〜Ｐ５は順次円すい状に縮径されて形成されると共に、角度２θ（＝９°）となる円すい台状のリングに形成される。
【００１７】
次に、この異径マイターベンド１の作製方法を図２〜図４により説明する。
【００１８】
まず、図２に示すように、円すいパイプ２を製作する。
【００１９】
円すいパイプ２の大径側の外径Ｄａは、図１で説明した接続する大径側のパイプ７の外径ＤＬと同一であり、小径側の外径Ｄｂは、小径側のパイプ８の外径ＤＳと同一である。
【００２０】
また円すいパイプ２の高さＨは、図１で説明した、接続するパイプ７，８同士の中心の曲率に沿った接続距離Ｌとほぼ等しくなるように形成される。
【００２１】
この円すいパイプ２は、板材から扇状に板取りしたものを丸めて円すい状にして溶接する方法等により比較的容易に製作が可能である。
【００２２】
さてこのようにして製作した円すいパイプ２を、図２に点線で示した切断線Ｃ１〜Ｃ５のように所定の切断間隔（ｈ，ｈ／２）と所定の切断角度（θ）で斜め切断していき、分割リング部材Ｐ１〜Ｐ６を製作する。
【００２３】
これら分割リング部材Ｐ１〜Ｐ６は、円すいパイプ２の高さＨを切断回数ｎで除した値をｈとすると、大径および小径側の分割リング部材Ｐ１，Ｐ６の中心部の高さがｈ／２、その他の中間の分割リング部材Ｐ２〜Ｐ５の中心部の高さがそれぞれｈとなる位置で、かつその角度θで交互に斜め切断して製作される。
【００２４】
この切断角度θは、パイプ同士の曲がり角度αを切断個数ｎで除した角度の１／２となる角度（±θ）、すなわち、２θ×ｎ＝αとなるような角度に設定される。
【００２５】
本実施の形態では、パイプ同士の曲がり角度αは４５°であり、円すいパイプを切断回数ｎを５回とすると、切断角度θは、４．５°で互い違いに切断すればよい。
【００２６】
この切断回数ｎと、切断角度θは、曲がり角度α、大径側パイプと小径側パイプの外径ＤＬ，ＤＳの相違に応じて適宜の値に設定するが、製作するマイターベンド１の曲がりをスムースにしたい場合は、切断回数ｎを増やして、切断角度θをより小さくすればよりスムースな曲がりのマイターベンド１にすることができる。
【００２７】
次に、図２のように切断して製作した分割リング部材Ｐ１〜Ｐ６を、一つおきに１８０度反転させて互いに接続する。
【００２８】
すなわち、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、、大径側の分割リング部材Ｐ１の切断面３で、高さが最も低くなる点３ａと、２段目の分割リング部材Ｐ２の切断面４で、高さが最も低くなる点４ｂが接し、分割リング部材Ｐ１，Ｐ２の切断面３，４で、高さが最も高くなる点３ｂ，４ａ同士が接するように、分割リング部材Ｐ２を分割リング部材Ｐ１に対して１８０°反転し、分割リング部材Ｐ１の切断面３と分割リング部材Ｐ２の切断面４を溶接する。
【００２９】
次に、２段目の分割リング部材Ｐ２の切断面５で、高さが最も低くなる点５ｂと、３段目の分割リング部材Ｐ３の切断面６で、高さが最も低くなる点６ａが接し、分割リング部材Ｐ２，Ｐ３の切断面５，６で、高さが最も高い点５ａ，６ｂ同士が接するように、分割リング部材Ｐ３を分割リング部材Ｐ２に対して１８０°反転して切断面５と切断面６を溶接する。
【００３０】
その後も、同じ要領で分割リング部材Ｐ４〜Ｐ６を交互に１８０°反転して溶接していくことで、図４に示したような、所定の角度αで曲がると共に、径を徐々に変更した異径マイターベンド１を製作できる。
【００３１】
斜め切断しているため、接続面は真円とはならないが、そのずれは微量であり溶接に影響を及ぼすものではない。
【００３２】
また、切断角度θおよび切断回数ｎを任意に変えることによって、様々な形状の異径マイターベンドが得られる。
【００３３】
この方法により製作した、異径マイターベンド１では、大径パイプ７と小径パイプ８の中心は同一ではなく多少のずれが生じるが実使用上でなんら支障は無いものである。
【００３４】
【発明の効果】
詳述したように、本発明によれば、以下に示したような効果を発揮する。
【００３５】
（１）製作作業が容易であり、プレスによる製作方法と比べると著しくコストを低減できる。
【００３６】
（２）一つの円すいパイプを切断しているため、溶接する断面の径が同じになるので、容易に接続できる。
【００３７】
（３）形状の定義は、２θ×ｎ＝αで定義できるため非常に簡単であると共に、円すいパイプの形状、切断角度θおよび切断回数ｎを任意に変えることで様々なまがり角度、形状をした異径マイターベンドの製作が可能である。
【００３８】
（４）扇状に板取りした板材を丸めて円すいパイプを製作し、その円すいパイプを切断、交互に反転して接続すればよく、作業が容易にできると共に、その精度管理が容易である。
【００３９】
（５）径の変更がスムースにできるため、摩耗性のある触媒等が流されても摩耗しにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の形態を示す図である。
【図２】本発明における、異径マイターベンドの製作に用いる円すいパイプの一例を示す図である。
【図３】本発明において、図２に示す円すいパイプを切断して、接続する状態を示す図である。
【図４】本発明の製作方法により製作した異径マイターベンドの一例を示す図である。
【図５】同径のエルボとレデューサを組み合わせて使用した従来の配管の一例を示す図である。
【符号の説明】
１  異径マイターベンド
２  円すいパイプ
θ  切断角度
α  曲がり角度
【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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