(57)【要約】  【課題】  シンプルでコンパクトな構成で配管のねじりに追随し内圧推力に抗するねじり管継手を提供することである。【解決手段】  配管ねじり力に応じて変位する管本体部１と、その両端に連結する端管２と管連結用のフランジ３を備えて、両側の前記端管にそれぞれガイドフランジ４を設け、これらのガイドフランジ同士を張架するタイロッド７を複数装着してタイロッドナットにより止着すると共に、前記タイロッドナットと前記ガイドフランジ４との間に球面座金１２を介装して、配管のねじれを許容する構成のねじり管継手ＮＴとした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管ねじり力に応じて変位する管本体部と、その両端に連結する端管と管連結用のフランジを備えるねじり管継手であって、
両側の前記端管にそれぞれガイドフランジを設け、これらのガイドフランジ同士を張架するタイロッドを複数装着してタイロッドナットにより止着すると共に、前記タイロッドナットと前記ガイドフランジとの間に球面座金を介装して、配管のねじれを許容する構成としたことを特徴とするねじり管継手。
【請求項２】
前記ガイドフランジ上に前記球面座金に合致する球面状凹部を有する受け座を介して前記球面座金を配設したことを特徴とする請求項１に記載のねじり管継手。
【請求項３】
前記管本体部の外周部に膨張防止用バンド部材を装着したことを特徴とする請求項１または２に記載のねじり管継手。
【請求項４】
前記タイロッドに装着する位置固定用金具を介して前記膨張防止用バンド部材の位置を保持することを特徴とする請求項３に記載のねじり管継手。
【請求項５】
前記管本体部の両端側を、前記端管を被覆する程度の内径を有する円筒部とし、該円筒部を前記端管に嵌め込んだ重ね合わせ端部を溶接すると共に、前記重ね合わせ部を締結する固定バンドを用いて接合状態を補強することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のねじり管継手。
【請求項６】
前記管本体部を軸方向の断面がジグザグの鋸歯状の筒状部材としたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のねじり管継手。
【請求項７】
前記管本体部を軸方向の断面が円弧状凹凸の波型状の筒状部材としたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のねじり管継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管継手に係り、特に管軸回りのねじりに対応可能なねじり管継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、配管部材を介して各種の製造設備や貯蔵設備同士を連結して、蒸気、ガス、ＬＮＧ、水、油等を移送する際には、配管の伸縮を吸収するために伸縮管継手が用いられている。また、伸縮を吸収するためのベローズを装着したベローズ形伸縮管継手が一般に知られている。
【０００３】
ベローズ形伸縮管継手としては、主として軸方向変位を吸収する軸方向型、軸曲げ変位を吸収する軸曲げ型、軸直角方向の変位を吸収する軸直角型、全平面の変位を吸収する万能型が知られている。さらに、それぞれ一個のベローズを用いる単式、複数のベローズを用いる複式のベローズ形伸縮管継手が用いられている。
【０００４】
設備間に拘束された配管の温度が変化すると、配管が伸縮しようとする力が生じて、連結された設備に負荷が掛かる。これを緩和するために伸縮管継手を設置するが、配管は三次元に配された連続体であるため、配管には管軸回りのねじりが生じる。伸縮管継手の管軸ねじりに起因するねじり応力が許容を超える場合には、伸縮継手の近傍に、配管ねじり力に対抗するガイドサポートを敷設して伸縮管継手を保護すると共に、そのことによってねじりの基点への反力が許容を越えないかどうかの確認を行っている。
【０００５】
上記方式であれば、伸縮管継手がねじれないことから、伸縮管継手は安全に機能し、機器への負担も許容以内に抑えることができる。
【０００６】
ベローズ形伸縮管継手の基本型である単式ベローズ形伸縮管継手ＢＴ１の一例を図５に示す。図に示すようにベローズ形伸縮管継手ＢＴ１は端管２、２間にベローズＢＬを介装して連結した構成であり、それぞれの端管２にはフランジ３とガイドフランジ４が設けられている。また、ガイドフランジ４は端管２に固着されている（必要に応じてリブ５を設ける）と共に両側のガイドフランジ４、４間に張架したタイロッド７で、ベローズＢＬを一定間隔以内に保持する構成となっている。
【０００７】
前記タイロッド７は、軸方向の伸びを抑制するためのガイドであって、万一配管設備のアンカに故障が生じた場合に、継手が損傷しないようにするための制限ボルトの役割を有している。そのために、最大伸び代を制限するための第一ナット７ａと第二ナット７ｂを有しており、一対でロックナットを形成して設定した長さを固定する構成としている。また、６はセットボルトであって、配管設備を設置完了するまで装着しておき、設置後にナット６ａを緩めて取り外すものである。
【０００８】
内圧推力を打ち消すベローズ形伸縮継手（バランス形という）ＢＴ２の基本形を図６に示す。このベローズ形伸縮継手ＢＴ２は直管バランス・ストレート型、直管バランス・ティー型、曲管バランス・エルボ型の基本型であって、複数組のベローズＢＬａ、ＢＬｂ、ＢＬｃを連結して、それらを個別に、または全体で一定間隔以内に保持するタイロッド７Ａ、７Ｂを備える構成とされている。
【０００９】
また、それぞれのタイロッドを装着するために、ガイドフランジ４Ａと、これとは別に設ける第二ガイドフランジ４Ｂを備えている。
【００１０】
従来、単式及び複式ベローズ形伸縮管継手におけるタイロッドは、ベローズの異常な伸びきりを予防するための安全装置の役割で通常はフリーの状態にしている。バランス形ベローズ形伸縮管継手においては、ベローズ間の力の伝達部品として機能している。
【００１１】
通常、ベローズを用いた伸縮管継手においては、ねじりを吸収するようには設計されていなく、管軸回りのねじれは想定外の外力であって好ましくない。
【００１２】
また、配管のねじりを吸収するために、軸方向に断面がジグザグの歯車形の本体胴部を有する形状の配管部材を用いて、軸心回りのねじりを吸収するようにした管継手も既に出願されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２１４３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来のベローズ形伸縮管継手においては、通常ねじりを吸収するように設計されていないため、ベローズ形伸縮管継手の近傍には配管のねじりに抗する大きな力を受けるガイドサポートを必要とする。
【００１４】
また、そのために、機器に大きな力が付加される虞が生じ、ベローズの山数を増やしたり、増えすぎた山数はそれ自体が変形することから、それらが適正な山数となるように小分けにした複数のベローズ形伸縮管継手を設ける必要がある。
【００１５】
それ故に、ねじりに抗する大きな力を受けるガイドサポートを不要とし、配管のねじりに応じることができる、シンプルでコンパクトな構成のねじり管継手が求められている。
【００１６】
本発明の目的は、上記問題を解決するために、シンプルでコンパクトな構成で配管のねじりを許容し内圧推力に抗するねじり管継手を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的を達成するために請求項１に係る発明は、配管ねじり力に応じて変位する管本体部と、その両端に連結する端管と管連結用のフランジを備えるねじり管継手であって、両側の前記端管にそれぞれガイドフランジを設け、これらのガイドフランジ同士を張架するタイロッドを複数装着してタイロッドナットにより止着すると共に、前記タイロッドナットと前記ガイドフランジとの間に球面座金を介装して、配管のねじれを許容する構成としたことを特徴としている。
【００１８】
上記の構成を有する請求項１に係る発明によれば、配管ねじり力に応じて変位する管本体部と、配管のねじれを許容する構成のタイロッドを備えているので、配管ねじりに抗する大きな力を受けるガイドサポートを用いず、管本体部が容易にねじれるような軽微なUボルト等でガイドするだけでよく、ねじりに対応可能な配管継手となる。また、タイロッドを備えているので、内圧推力に抗するねじり管継手になる。
【００１９】
請求項２に係る発明は、前記ガイドフランジ上に前記球面座金に合致する球面状凹部を有する受け座を介して前記球面座金を配設したことを特徴としている。
【００２０】
上記の構成を有する請求項２に係る発明によれば、管本体部がねじれにより変位しても、タイロッドがその変位に追随して、管本体部に付加されるねじり外力を担保し、管本体部を保護することができる。
【００２１】
請求項３に係る発明は、前記管本体部の外周部に膨張防止用バンド部材を装着したことを特徴としている。
【００２２】
上記の構成を有する請求項３に係る発明によれば、前記管本体部の管径方向の膨張を抑制することができるので、容易にねじれ変形する薄い板金製の管本体部を使用することができる。
【００２３】
請求項４に係る発明は、前記タイロッドに装着する位置固定用金具を介して前記膨張防止用バンド部材の位置を保持することを特徴としている。
【００２４】
上記の構成を有する請求項４に係る発明によれば、管本体部の所定の位置に膨張防止用バンド部材を固定することができ、その位置のズレを防止可能となる。
【００２５】
請求項５に係る発明は、前記管本体部の両端側を、前記端管を被覆する程度の内径を有する円筒部とし、該円筒部を前記端管に嵌め込んだ重ね合わせ端部を溶接すると共に、前記重ね合わせ部を締結する固定バンドを用いて接合状態を補強することを特徴としている。
【００２６】
上記の構成を有する請求項５に係る発明によれば、管本体部がねじり力を受けても該管本体部と端管との接合状態を強力に維持可能なねじり管継手を構成することができる。
【００２７】
請求項６に係る発明は、前記管本体部を軸方向の断面がジグザグの鋸歯状の筒状部材としたことを特徴としている。
【００２８】
上記の構成を有する請求項６に係る発明によれば、断面が鋸歯状の筒状部材としているので、管本体部にねじり力が付加されると、軸心を保持した状態で容易にねじれ変位し、管継手機能を発揮することができる。
【００２９】
請求項７に係る発明は、前記管本体部を軸方向の断面が円弧状凹凸の波型状の筒状部材としたことを特徴としている。
【００３０】
上記の構成を有する請求項７に係る発明によれば、断面が円弧状凹凸の波型状の筒状部材としているので、管本体部にねじり力が付加されると、軸心を保持した状態で容易にねじれ変位し、管継手機能を発揮することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、配管ねじり力に応じて変位する管本体部と、ねじれを許容する構成のタイロッドを備えているので、ねじり反力を小さくすることができ、ねじりに抗する大きな力を受けるガイドサポートを用いずに、配管のねじりに対応可能な配管継手となる。また、装着する複数のタイロッドにより、配管の内圧推力に抗することができるので、シンプルでコンパクトな構成でねじりを許容し内圧推力に抗するねじり管継手を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明に係るねじり管継手の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００３３】
図１に、本発明に係るねじり管継手ＮＴ全体の概略説明図を示す。図２は図１のＡ−Ａ矢視図であり、図３は図１のＢ−Ｂ矢視図であり、図４は図１のＣ−Ｃ矢視図を示している。
【００３４】
本発明に係るねじり管継手ＮＴは、図１に示すように、前述した従来の単式ベローズ形伸縮管継手ＢＴ１（図５参照）と同様に端管２、２間に管本体部１を介装して連結した構成であって、それぞれの端管２には管連結用のフランジ３と、これとは別のガイドフランジ４が設けられている。
【００３５】
ガイドフランジ４は、管本体部１を挟むように相対向して設けられており、それぞれの端管２に固着されている。また、両側のガイドフランジ４、４間に複数のタイロッド７（例えば、円周上等配した４箇所）が張架されている。
【００３６】
前記管本体部１は配管の伸縮に応じるベローズＢＬではなく、配管のねじりに対応可能な配管継手となるように、ねじり力に応じて変位する管本体部形状としている。
【００３７】
配管ねじり力に応じて変位する管本体部１を構成するには、この本体部の軸方向の断面をジグザグの凹凸状とすればよく、例えば、鋸歯状の筒状部材とするか、あるいは、本体部の軸方向の断面を円弧状凹凸の波型状の筒状部材とすればよい。
【００３８】
このように、軸方向に稜線を有し、断面がジグザグの凹凸状とすることで、容易にねじれ変形する管本体部１を構成することができる。また、薄い板金製の管本体部とすることで、さらに容易にねじれ変形しねじり反力を小さくすることができる。
【００３９】
ガイドフランジ４同士を張架するタイロッド７をタイロッドナット１３、１４を介して止着する際に、球面座金１２を介装する構成としている。そのために、管本体部１がねじれにより変位しても、タイロッド７がその変位に追随して、付加されるねじり外力から管本体部１を保護することができる。
【００４０】
また、ガイドフランジ４上に前記球面座金１２に合致する球面状凹部を有する受け座１１を介して球面座金１２を配設している。この構成であれば、受け座１１の球面状凹部と球面座金１２との当接面を低摩擦部材からなる当接面とすることで、タイロッド７が管軸から傾斜する方向に変位容易となって、管本体部１のねじれ変位にさらに容易に追随してねじれを許容する構成となり好ましい。
【００４１】
上記したように、受け座１１の球面状凹部に合致する球面座金１２を介装してタイロッドナット１３、１４を止着する構成としているので、この二個のナット部材１３、１４を互いに締結することで、タイロッド７の所定の位置に、ナットの緩みを防止するロックナット状態に締結することができる。つまり、ねじれる前の管本体部１とタイロッド７の相関が、ねじれた後も保持されており、異常な外力から管本体部１を保護しながら、内圧推力を担保することができる。
【００４２】
タイロッド７は、例えば図２に示すように、円周上４箇所に等配した構成としている。この配設する数量は円周上３箇所でも６箇所でもよく、配管のサイズと内圧推力の大きさによって適宜選択することができる。また、複数のタイロッド７を、円周上等配して設けることで、内圧推力が配管の周囲全体で均等に負荷されることになって、異常な変形が生じずに好適である。
【００４３】
管本体部１を端管２に固着するので、管本体部１の両端側は前記端管２を被覆する程度の内径を有する円筒部１ａとされており、嵌め込んだ重ね合わせ端部を溶接したり、固定バンド９で締結したりして固着することができる。図３のＢ−Ｂ矢視図に示す例では、端管２に外挿した円筒部１ａを、板金製のバンド部９ｂと、該バンド部９ｂを締め上げる締結部９ａを有する固定バンド９で締結している状態を示している。さらに、溶接による接合と固定バンドによる締結とを組み合わせることも可能である。そのために、円筒部１ａを端管２に嵌め込んだ重ね合わせ端部を溶接し、さらに、該重ね合わせ部を固定バンド９を用いて締結して、接合状態をさらに強固に補強することができる。
【００４４】
また、管本体部１の、断面がジグザグの凹凸状の本体中央部に当たる、前記管本体部１の外周部に膨張防止用バンド部材８を装着している。この構成であれば、前記管本体部１の管径方向の異常な膨張を抑制することができ、容易にねじれ変形する薄い板金製の管本体部を使用しても破損しないねじり管継手となる。この膨張防止用バンド部材８の装着数は、一個でも複数個でもよく、配管のサイズと内圧推力の大きさによって適宜選択することができる。
【００４５】
また、一個の膨張防止用バンド部材８を装着する際には、管本体部１の本体中央部付近に設けることが好ましい。さらに、図４に示すように、タイロッド７に締結する構成の位置保持用金具１０を用いて、前記膨張防止用バンド部材８の装着位置がずれないようにすることができる。このように、膨張防止用バンド部材８の設置位置を、タイロッド７を利用して保持する構成としているので、管本体部１の所定の位置に膨張防止用バンド部材８を固定し、その位置ズレを防止することができる。
【００４６】
膨張防止用バンド部材８は金属製、例えばステンレス製のバンド部材であって、板金製のバンド部８ｂと、該バンド部８ｂを締め上げる締結部８ａを備えている。また、バンド部８ｂが締結部８ａを挿通自在とすることで、一方の締結部から外した状態でバンド部を管本体部１の本体中央部付近に巻回し、その後でバンド部を締結部に挿通して締め上げていくことができる。
【００４７】
前述した固定バンド９も同様な構成であって、共に、締結強度が大きく耐熱性を有する金属製バンド部材からなっている。
【００４８】
位置保持用金具１０は、膨張防止用バンド部材８のバンド部をその幅方向の両側を挟持する二枚の面板１０ａ、１０ｂを用いて、前記膨張防止用バンド部材８がずれないようにする金具である。図１に示す例では、面板１０ａが膨張防止用バンド部材８のバンド部の下側の位置を規制し、面板１０ｂが前記バンド部の上側の位置を規制する構成とされている。
【００４９】
図１には、管本体部１の本体中央部付近に一個の膨張防止用バンド部材８を設け、その位置に応じたタイロッド７の所定位置に位置保持用金具１０を設けているが、図４に示すように、円周上等配して複数設けるタイロッド７の全てに、それぞれ位置保持用金具１０を設けることもできる。
【００５０】
また、管本体部１の本体中央部以外の部分に別の膨張防止用バンド部材８を設けてもよく、複数の膨張防止用バンド部材８を装着して要所をバンドで縛る構成としてもよい。この際に、それぞれの膨張防止用バンド部材８を位置固定しておく位置保持用金具１０をそれぞれ設けることは明らかである。
【００５１】
上記した構成のねじり管継手ＮＴであれば、薄い板金製の管本体部１であっても、膨張防止用バンド部材８を介して異常な膨張を抑制して破損を防止することができる。また、位置保持用金具１０を介して膨張防止用バンド部材８の締着位置を規制しているので、管のねじり変位の繰り返しや膨張伸縮の繰り返しに拘らずに、膨張防止用バンド部材８の締着位置を所望の位置に保持しておくことができ、安定した機能を発揮可能となる。
【００５２】
上記したように、本発明に係る管継手ＮＴによれば、配管ねじり力に応じて変位する管本体部と、配管のねじれを許容する構成のタイロッドを備えているので、ねじり反力を小さくすることができ、配管ねじりに抗する大きな力を受けるガイドサポートを用いずにねじりに追随可能な配管継手となる。また、装着する複数のタイロッドにより、内圧推力に抗することができるので、シンプルでコンパクトな構成でねじりに追随し内圧推力に抗するねじり管継手を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係るねじり管継手の概略説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ矢視図である。
【図５】従来の単式ベローズ伸縮管継手の断面図である。
【図６】従来のバランス形のベローズ伸縮管継手の概略説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  管本体部
２  端管
３  フランジ
４  ガイドフランジ
７  タイロッド
８  膨張防止用バンド部材
９  固定バンド
１０  位置保持用金具
１２  球面座金
ＮＴ  ねじり管継手
【図１】
2009019655.tif 000003
【図２】
2009019655.tif 000004
【図３】
2009019655.tif 000005
【図４】
2009019655.tif 000006
【図５】
2009019655.tif 000007
【図６】
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