(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベローズの伸縮を検知し得る検知手段が設けられていることを特徴とするベローズ形伸縮管継手。
【請求項２】
検知手段で検知した伸縮に関する情報からベローズ形伸縮管継手の残存寿命を演算し得る演算装置と、該残存寿命を表示する残存寿命表示装置とを有する請求項１記載のベローズ形伸縮管継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベローズ形伸縮管継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
配管設備においては、温度変化等により配管が伸縮して応力が生じると、この応力によって配管が破断してしまうことがある。そのため、従来よりこの応力を吸収するように配管の継ぎ目においては、各種の伸縮管継手が設置されている。
特に、ベローズ形伸縮管継手は、低圧蒸気、水、空気、ガス等の管路の配管用伸縮継手として広く用いられているものであり、胴体部分に設けられたベローズによって長手方向に伸縮して、配管に生じた応力を吸収することができるものである。
【０００３】
図３は従来のベローズ形伸縮管継手３１を示す側面図である。なお、同図においては中心線より上半分を断面で示している。
同図において、Ｌ0 はベローズ形伸縮管継手の面間長さを示しており、Ｌはベローズ３２の長さを示している。同図においてベローズ３２が軸方向（長手方向）にＸｍｍ縮み、又は逆にＸｍｍ伸びた場合、このベローズ３２の変位量は±Ｘｍｍである。この変位は長さＬのベローズ３２の伸縮によって生ずる。同図ではベローズ３２の山の数が五つであるため、一山あたりの変位量は±Ｘ／５ｍｍであり、ベローズ３２が軸方向に±Ｘ／５ｍｍ変位したときに応力σ1 を生ずる。ベローズ形伸縮管継手３１はこの応力σ1 の発生を繰り返すことにより疲労を起こし最後に破断する。なお、以下、変位が行われた数を「変位繰り返し数」といい、応力σ1 が発生した回数を「応力繰り返し数」という。また、これらを総称して「繰り返し数」といい、ベローズ３２が破壊に至る繰り返し数をＮとする。
【０００４】
ベローズ寸法が確定している場合、この破壊に至る繰り返し数Ｎは応力値との関係式により計算で求められる。一般に、Ｎの値を算出し、安全率を考慮し、規定又は許容繰り返し数（以下「寿命繰り返し数Ｎｃ」という。）を決める。そして、単位時間（あるいは日）あたりの繰り返し数を予測し、みかけの寿命時間または寿命日数を設定する。ベローズ形伸縮管継手の使用者は、設定した寿命日数に基づき継手の取替時期を計画し、ベローズ形伸縮管継手が使用されている配管の万全な維持管理を図る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のベローズ形伸縮管継手の取替時期の設定は、上記のように予め使用開始前に算出したみかけの寿命日数によってのみ行われている。そのため、使用者の不注意等で使用開始前に、みかけの寿命日数を算出していなかった場合、さらには使用開始時期が分からなくなってしまった場合では、ベローズ形伸縮管継手の残りの寿命が分からないため、適切な取替が行えず、ひいては配管の維持管理が図れないという問題がある。
【０００６】
また、ベローズ形伸縮管継手を設置する環境によっては、予め予測していた単位時間あたりの繰り返し数が変動してしまい、正確な取替時期と当初計画した取替時期との間に大きな差が生じてしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決し、取替時期を容易に把握できるベローズ形伸縮管継手を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のベローズ形伸縮管継手は、次の特徴を有するものである。
（１）  ベローズの伸縮を検知し得る検知手段が設けられていることを特徴とするベローズ形伸縮管継手。
【０００９】
（２）  検知手段で検知した伸縮に関する情報からベローズ形伸縮管継手の残存寿命を演算し得る演算装置と、該残存寿命を表示する残存寿命表示装置とを有する上記（１）記載のベローズ形伸縮管継手。
【００１０】
【作用】
本発明においては、ベローズ形伸縮管継手にベローズの伸縮を検知する検知手段を設けている。そのため、使用者は使用中のベローズ形伸縮管継手であっても、このような検知手段から繰り返し数を知ることが可能であり、更にはベローズ形伸縮管継手の管理を繰り返し数によって行うことができる。このように、ベローズの伸縮を検知し、ベローズ形伸縮管継手の管理をこれらの繰り返し数に基づいて行うことは、従来には無かった発想である。
【００１１】
また、本発明の残存寿命表示装置を有するベローズ形伸縮管継手では、使用者は取り替えまでに残された繰り返し数（以下「残存繰り返し数」という。）、取り替えまでに残された時間（以下「残存寿命時間」という。）、取り替えまでに残された日数（以下「残存寿命日数」という。）等を視覚で確認することができる。従って、ベローズ形伸縮管継手の取替時期を容易に把握でき、配管の維持管理を容易且つ迅速に図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図を用いて詳細に説明する。
図１は本発明のベローズ形伸縮管継手の一例を示す側面図であり、ベローズ形伸縮管継手は演算装置と残存寿命表示装置とを有している。なお、ベローズ形伸縮管継手の中心線の上半分については断面で示している。
同図の例に示すベローズ形伸縮管継手１には、伸縮を検知するための検知手段としてリミットスイッチ４が複数組取り付けられており、各組のリミットスイッチ４は演算装置３と接続している。演算装置３と残存寿命表示装置８とは一体的となっている。１０は設置前においてベローズ形伸縮管継手が伸縮しないように、フランジ間を固定する止め具であって、ベローズ形伸縮管継手を設置した後、径方向に簡単に引き抜けるようになっている。
【００１３】
また、ベローズ形伸縮管継手１は、ベローズ２と一組の継手部９とで構成されており、ベローズ２の両側には一組の継手部９が接続されている。また、継手部９のベローズ２と接続する端部にはフランジ６ａ、６ｂが取り付けられており、さらにフランジ間には、ベローズ２の伸縮を助けるためのシャフト５が、長手方向に複数個取り付けられている。シャフト５はフランジ６ｂを貫通しており、フランジ６ａにおいて固定されている。また、それぞれのシャフト５には、ベローズ２の伸縮量にあわせて複数組のストッパー７ａ、７ｂが設けられている。ストッパー７ａ、７ｂの相互に対向する面には、それぞれリミットスイッチ４が取り付けられている。リミットスイッチ４は、ベローズ２の伸縮によりフランジ６ｂと接触して開閉し、ベローズの伸縮を検知する。
【００１４】
図２は、図１に示すベローズ形伸縮管継手の取付から残存寿命を表示するまでの過程を示すフロー図である。また、演算装置には、ＪＩＳ  Ｂ  ２３５２-1994 の「ベローズ形伸縮管継手の強度評価基準」に準じた式により求めた寿命繰り返し数Ｎｃが、使用者によって予め設定されている。
【００１５】
図２の例では、演算装置３は、使用開始後からその時点までにリミットスイッチで検知された伸縮の回数を積算することで、繰り返し数を計測する。次に、演算装置３は、繰り返し数と上記の寿命繰り返し数とから残存繰り返し数を算定する。更に演算装置３は、残存繰り返し数と単位時間あたりの繰り返し数とから、残存寿命時間及び残存寿命日数を算定する。なお、単位時間あたりの繰り返し数は、使用者が予め予測して設定した値であっても、演算装置３によって使用開始からの経過時間と繰り返し数とから算出された値であっても良い。残存寿命表示装置８はこれらを表示する。
上記においては、使用者は寿命繰り返し数を設定し、その後はベローズ形伸縮管継手を取り付けるだけで取替時期が把握できるため、従来に比較して負担が軽減されている。
【００１６】
ベローズ形伸縮管継手１には、ベローズ２の伸縮を検知する手段が設けられている。また、どの程度の大きさの伸縮を検知すべきかは、ベローズ形伸縮管継手１の設計条件、使用状況、使用目的等に応じて決定すれば良く、特に限定するものではない。ベローズの伸縮を検知する検知手段は、特に限定されるものではなく、図１に示すようなリミットスイッチの開閉による検知手段等が挙げられる。但し、屋外に暴露して作動させる場合が多いので、長年の間に錆による固着等で作動不能に陥らないよう配慮すべきである。
【００１７】
演算装置３は、残存寿命を演算し得るものであれば、特に限定されない。なお、ここでいう残存寿命とは、使用者がベローズの取替時期を把握できるに足る情報であれば良く、残存繰り返し数、残存寿命時間、残存寿命日数に限られず、例えば、寿命繰り返し数と使用開始から現時点までの繰り返し数との組合せ、寿命時間（日数）と使用開始から現時点までの時間（日数）との組合せ等であっても良い。
【００１８】
演算装置３は、残存寿命を演算するために必要な機能、例えば、検知された伸縮を積算する積算機能、使用開始から現時点までの経過時間を計る時計機能、任意の設定値、算定値、計測値等を記憶する記憶機能等を有しているものが好ましい。演算装置３の構成は限定されるものではなく、既存の電気回路等を用いて構成することもできる。演算装置はベローズ形伸縮管継手と一体的に設けられたものであっても良いし、別体で設けたものであっても良い。
【００１９】
残存寿命表示装置８は、使用者に、演算装置で演算された残存寿命を把握させることができるものであれば良く、特に限定されるものではない。残存寿命表示装置８は、それ自体が表示手段を有しているものであっても良いし、外部の表示手段に出力する装置であっても良い。残存寿命表示装置８においては、残存寿命だけでなく、使用者が必要とするその他の情報を使用者の選択により適宜表示できるものが好ましい。更に、残存寿命表示装置は、ベローズ形伸縮管継手１や演算装置３に一体的に取り付けられるものであっても良いし、これらと別体とされたものであっても良い。
【００２０】
残存寿命表示装置の表示手段としては、液晶ディスプレイ、発光ダイオード等が挙げられる。
また、残存寿命表示装置が外部の表示手段に出力する装置であるならば、該装置としては出力端子によって外部にデータを送る装置、フロッピーディスク等の記録媒体にデータを書き込む装置等が挙げられる。
【００２１】
本発明のベローズ形伸縮管継手の構成のうち、検知手段、演算装置及び残存寿命表示装置等を除いた部分については、公知の一般的なベローズ形伸縮管継手を用いても良く、特に限定されるものではない。また、本発明はとりわけ変位及び応力の繰り返しによって破断するベローズ形伸縮管継手に特に有用である。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に示す。
実際に、図１、２に示すベローズ形伸縮管継手について製作し、配管設備に設置した。ベローズ形伸縮管継手としては、ＪＩＳ  Ｂ  ２３５２に規定するベローズ形伸縮管継手（口径：２００Ａ、軸方向の変位量：１１０ｍｍ、面間長さＬ0 ：１４００ｍｍ）を用いた。なお寿命繰り返し数は、３０００回である。更に、図１と同様にして４組のリミットスイッチをストッパーにそれぞれ取り付けた。
【００２３】
演算装置としては、寿命繰り返し数を記憶する機能とリミットスイッチによって検出された伸縮の回数を積算する機能とを有したものを用いた。残存寿命表示装置としては、寿命繰り返し数及び伸縮の回数を表示できる液晶ディスプレイを有したものを用いた。なお、演算装置は、シーケンス制御回路用として用いられる市販のカウンターとコンピュータとを用い、カウンターの出力信号からコンピュータの演算によってディスプレイ表示できる構成とした。
【００２４】
上記のベローズ形伸縮管継手を配管設備に設置したところ、使用者はいつでも設定された寿命繰り返し数と、使用開始から現時点までの繰り返し数とを確認でき、残存繰り返し数を容易に把握できるため、従来に比べて使用者の管理負担は軽減されている。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のベローズ形伸縮管継手においては、予めベローズ形伸縮管継手の取り替え時期等を設定しなくても、ベローズ形伸縮管継手の管理を行え、従来のように取替時期が不明となることを解消できる。さらに、使用者は必要な情報を視覚で確認することもできるため、ベローズ形伸縮管継手の取り替え時期を容易に把握でき、使用者の負担は軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のベローズ形伸縮管継手の一例を示す側面図である。
【図２】本発明のベローズ形伸縮管継手の取付から残存寿命を表示するまでの過程を示すフロー図である。
【図３】従来のベローズ形伸縮管継手の一例を示す側面図である。
【符号の説明】
１    ベローズ形伸縮管継手
２    ベローズ
３    演算装置
４    検知手段（リミットスイッチ）
８    残存寿命表示装置
【図１】
0003782863.tif 000002
【図２】
0003782863.tif 000003
【図３】
0003782863.tif 000004