JP2006189080A

JP2006189080A - 分岐管継手

Info

Publication number: JP2006189080A
Application number: JP2005000815A
Authority: JP
Inventors: Hajime Naito; 一内藤
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2005-01-05
Filing date: 2005-01-05
Publication date: 2006-07-20

Abstract

【課題】補強材を用いる必要が無く、また、製品重量の増加を抑制しつつ、優れた耐圧強度を有する分岐管継手を提供する。
【解決手段】本管２に分岐管３が設けられた分岐管継手１において、本管２又は分岐管３の管軸４に直交し少なくとも分岐点５を含む断面における内面形状が略楕円形状６であり、前記略楕円形状６の短軸方向７は分岐点５の方向である。
【選択図】図１

Description

本発明は分岐管継手に関し、優れた耐圧強度を有し特に流体輸送に好適な分岐管継手に関する。

従来、流体輸送分野において、例えば図２に示すような、本管２に分岐管３が設けられた分岐管継手１が用いられているが、このような分岐管継手においては、耐圧強度を向上するために、分岐部を繊維強化プラスチックス（ＦＲＰ）などの材料で補強したり、例えば特許文献１に記載のように、ノルボルネン系樹脂（ＤＣＰＤ）で補強するなどの方法が採られていた。

しかし、上記の方法では、製造工程が増加し煩雑になるという問題に加えて、分岐管本体と補強材との界面に応力集中が生じて必ずしも理論強度が発揮されず、耐圧強度が不十分になることがあった。

また、上記の問題を解決するために、分岐管継手本体の管の肉厚を厚くする方法が考えられるが、この場合には、製品重量が増加するという問題があり、実用的ではなかった。
特開平１０−３３９３９５号公報

本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑み、補強材を用いる必要が無く、また、製品重量の増加を抑制しつつ、優れた耐圧強度を有する分岐管継手を提供することにある。

請求項１記載の分岐管継手は、本管に分岐管が設けられた分岐管継手において、本管又は分岐管の管軸に直交し少なくとも分岐点を含む断面における内面形状が略楕円形状であり、前記略楕円形状の短軸方向は分岐点の方向であることを特徴とする。

請求項２記載の分岐管継手は、請求項１記載の分岐管継手であって、楕円形状のアスペクト比が０．５〜０．９５であることを特徴とする。

請求項３記載の分岐管継手は、請求項１又は２記載の分岐管継手であって、本管又は分岐管の差し口部における管軸に直交する断面の外面形状が円形であることを特徴とする。

請求項４記載の分岐管継手は、請求項１〜３の何れか１項記載の分岐管継手であって、分岐管の分岐角度が鋭角であることを特徴とする。

本発明の分岐管継手は、本管又は分岐管の管軸に直交し少なくとも分岐点を含む断面における内面形状が略楕円形状であり、前記略楕円形状の短軸方向は分岐点の方向であるので、応力集中が特に著しい分岐部の肉厚が厚くなり、他の部分の肉厚を薄くすることができるため、製品重量の増加を抑制しつつも優れた耐圧強度を有する分岐管継手を提供することができ、このため、必ずしも補強材を用いる必要のない分岐管継手を提供することができる。

上記分岐管継手において、楕円形状のアスペクト比が０．５〜０．９５である場合には、上記効果は更に確実なものとなる。

更に、本管又は分岐管の管軸に直交する差し口部の断面における外面形状が円形である場合には、他の管と接続する際の差し口部における嵌合精度が向上し、上記効果は更に確実なものとなる。

また、上記において、分岐管の分岐角度が鋭角である場合には、分岐部における応力集中が過大になることを防止し、上記効果は更に顕著なものとなる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しつつ説明する。尚、本発明でいう分岐点とは、本管と分岐管が接合する内径の任意の一点のことをいう。

本発明の分岐管継手は、図１に示すように、本管２に分岐管３が設けられた分岐管継手１において、本管２又は分岐管３の管軸４，４に直交し分岐点５を含む断面Ａ−Ａ，及び／又は断面Ｂ−Ｂにおける内面形状が略楕円形状６となっている。

また、前記略楕円形状６は、その短軸方向７が分岐点５の方向であり、図示するように分岐点側に扁平の形状となっている。

上記のような分岐管継手１は、流体輸送時の内圧に対して、通常、分岐点５近傍に最も応力集中が生じやすくなるが、上記のように構成されることで、分岐点５近傍の肉厚が厚くなり、楕円形状による応力集中の低減効果と共に、厚肉化による材料強度の向上効果が加わって、極めて優れた耐圧強度を発揮することが可能となると推定される。

上記において、略楕円形状６の部分の幅は、図１に示すように、少なくとも分岐点５を含む断面Ａ−Ａ及び／又は断面Ｂ−Ｂから差し口８の方向における幅ｄ（以下、「楕円部幅」ともいう）において、楕円部幅ｄが５〜１００ｍｍであることが好ましい。楕円部幅ｄが５ｍｍに満たない場合は耐圧強度向上の効果が不十分になることがあり、楕円部幅ｄが１００ｍｍを超える場合は重量が大きくなりすぎることがある。

また、上記楕円形状６のアスペクト比は０．５〜０．９５であることが好ましい。アスペクト比が０．５に満たない場合は扁平度合いが大きくなりすぎて管路の流体抵抗が大きくなりすぎることがあ、り、０．９５を超える場合は扁平度合いが小さすぎて耐圧強度が不十分になることがある。尚、ここでアスペクト比とは楕円の短径と長径の比（短径／長径）である。

本発明において、分岐管継手１の内面及び外面は、管軸方向に直交する全ての断面において略楕円形状であってもよいが、差し口部８の外面形状及び／又は内面形状が円形であると、管路施工時に他の管と差し口部で接合する際の嵌合精度が向上する点で好ましい。嵌合精度が向上することで、接合部の耐圧強度を確実にすることができる。

一般に分岐管継手において、図１に示すようにその分岐角度αが鋭角の場合には、その分岐部（図１に示す分岐点５の近傍）に応力集中が過大になりやすいが、本発明においては、分岐角度αが鋭角の場合には特に応力集中を緩和する効果が大きくなり、製品重量の増加を抑制しつつ耐圧強度を向上する効果がより確実に発揮される。尚、ここで鋭角とは９０度を超えない角度を意味する。好ましくは５〜７５度である。

上記分岐管継手の本管及び／又は分岐管の材質としては、特に限定されず、例えば、鉄、アルミニウム等の金属類、若しくは、ポリエチレン系樹脂、繊維強化プラスチックス（ＦＲＰ）、塩化ビニル系樹脂などの合成樹脂などが挙げられるが、合成樹脂の場合は本発明の効果がより顕著である。

以下、本発明の詳細を実施例に基づいて説明する。
尚、本発明は下記実施例のみに限定されるものではない。

（実施例１）
図１に示すようなポリエチレン（弾性率１ＧＰａ、ポアソン比０．３５）製の分岐管継手１（呼称口径：１５０φ、分岐角度α：４５度）において、本管２及び分岐管３の管軸４に直交する断面における全ての内面形状が、短軸方向７が分岐点５の方向となるアスペクト比０．７の楕円形状であり、短軸方向における肉厚が３０ｍｍ、長軸方向における肉厚が２０ｍｍである分岐管継手を作製した。

（実施例２）
図１に示す本管２及び分岐管３における楕円部幅ｄを３０ｍｍとし、差し口部８部分のの内面形状及び外面形状を肉厚２０ｍｍの円形としたこと以外は実施例１と同様の分岐管継手を作製した。

（比較例１）
全ての内面形状を円形とし肉厚を２０ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様の分岐管継手を作製した。

（比較例２）
全ての内面形状を円形とし肉厚を３０ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様の分岐管継手を作製した。

上記の実施例及び比較例について分岐管継手の重量及び以下の評価を行った。評価結果は表１に示した。
（破壊水圧試験）
本管及び分岐管の差し口部を鉄製フランジ（弾性率２１０ＧＰａ、ポアソン比０．２９）で封止し、本管側の一方の差し口部より水を注入すると共に水圧ポンプを用いて加圧し分岐管継手が破壊する水圧を求めた。

表１より明らかなように、本発明の分岐管継手においては重量を増加することなく優れた水圧強度を発揮することが判明した。

分岐管継手の一例を説明する模式断面図である。従来の分岐管継手を示す模式斜視図である。

符号の説明

１分岐管継手
２本管
３分岐管
４管軸
５分岐点
６楕円形状
７短軸方向
８差し口部

Claims

本管に分岐管が設けられた分岐管継手において、本管又は分岐管の管軸に直交し少なくとも分岐点を含む断面における内面形状が略楕円形状であり、前記略楕円形状の短軸方向は分岐点の方向であることを特徴とする分岐管継手。
楕円形状のアスペクト比が０．５〜０．９５であることを特徴とする請求項１記載の分岐管継手。
本管又は分岐管の差し口部における管軸に直交する断面の外面形状が円形であることを特徴とする請求項１又は２記載の分岐管継手。
分岐管の分岐角度が鋭角であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の分岐管継手。