JP2007046728A - Expansion joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば高温の排水が流動し、配管の長さが変化する排水配管などに使用される伸縮継手に関する。 The present invention relates to an expansion joint used for, for example, a drainage pipe in which high-temperature drainage flows and the length of the pipe changes.
通常の配管設備では、220℃以下の各種流体(空気、燃料用ガス、水蒸気、水、油脂類等)が配管内を流動するので、流体の種類や使用圧力などに応じて、配管材料が選定される。一例として、排水配管では、耐食性の点から配管及びその接続部に使用される継手はステンレス鋼に代表される耐食性を有する金属材料で形成される。例えば食品工場の排水配管では、次亜塩素酸等の塩素系洗浄剤を含む高温排水が流動するが、使用温度範囲が0〜90℃と広いので、熱膨張による伸縮量を吸収するために、伸縮機能を有する継手(以下伸縮継手という)が提案され、実用化されている。例えば空気調和・衛生工学会規格には、ゴム製変位吸収管継手、ベローズを用いた金属製変位管継手、スリーブを本体に出入させる形式のスリーブ形伸縮管継手及びボールジョイントなどを用いたメカニカル形変位吸収管継手が記載されている。 In normal piping equipment, various fluids (air, fuel gas, water vapor, water, oils, etc.) of 220 ° C or less flow in the piping, so the piping material is selected according to the type of fluid and the operating pressure. Is done. As an example, in the drainage pipe, from the viewpoint of corrosion resistance, the joint used for the pipe and its connecting portion is formed of a metal material having corrosion resistance typified by stainless steel. For example, in food factory drainage piping, high-temperature wastewater containing chlorine-based cleaning agents such as hypochlorous acid flows, but since the operating temperature range is as wide as 0 to 90 ° C, in order to absorb the expansion and contraction due to thermal expansion, A joint having an expansion / contraction function (hereinafter referred to as an expansion joint) has been proposed and put into practical use. For example, the Air Conditioning and Sanitary Engineering Society standards include rubber displacement absorbing pipe joints, metal displacement pipe joints using bellows, sleeve-type expansion pipe joints that allow the sleeve to enter and exit the body, and mechanical types using ball joints. A displacement absorbing fitting is described.
これらの伸縮継手を実用に供するために、上記規格を改良した構造も提案されている。例えば特許文献1には、ベローズに内筒が周方向隙間を介して嵌め込まれている形式の継手において、上流側配管に接続されるフランジの筒部及び下流側配管に接続されるフランジの筒部にベローズの両端の直管部が内接して嵌込まれ、さらに両フランジの外側端面に重ねられた座板に、上記直管部の端縁が重ねられ、全周にわたって互いに溶接されるとともに、上記座板に上記フランジのフランジ部が溶接された伸縮管継手が記載されている。特許文献1によれば、内筒をベローズとは別個所で座板に溶接するので、流体の漏洩が防止されるとされている。
In order to put these expansion joints into practical use, a structure in which the above standards are improved has also been proposed. For example, in
また特許文献2には、圧力水頭が低く、動水勾配が小さい場合であっても、円滑な流れが阻害されないようにするために、外管に対して、それと同軸の内管を回転可能にかつ挿入量が可変となるように挿入し、外管と内管に各々エンド管を回転可能な状態で挿入する共に、両エンド管を互いに偏心させた可撓偏心継手が記載されている。
Further,
しかるに、従来の継手は、次の点で改善が望まれている。特許文献1に記載された伸縮管継手によれば、配管の軸方向の大きな変位を吸収することは可能であるが、継手内部に流体の流動が生じない部分(デッドスペース)が存在することになる。すなわち内筒から流出した流体の一部が内筒とベローズとの間の隙間に流入し、そこに滞留するので、滞留した排水の腐敗や配管の腐食が生じ易いといった難点がある。また、特許文献2に記載された継手は、外管と内管との間の回転により、配管継手位置における芯ずれを吸収することができ、また内管の外管への挿入量を変化させることにより、配管継手位置における伸縮方向の誤差や経年変化などを吸収することはできるものの、熱膨張などにより配管長さが大きく変動した場合には、そのような大きな変位までは吸収できないといった難点がある。
However, the conventional joint is desired to be improved in the following points. According to the expansion pipe joint described in
本発明の目的は上記の問題点を解消して、流体の滞留を伴わずに配管の軸方向の大きな変位を吸収できる伸縮継手を提供することである。 An object of the present invention is to solve the above-described problems and provide an expansion joint that can absorb a large displacement in the axial direction of a pipe without stagnation of fluid.
上記目的を達成するために、本発明の伸縮継手は、一端側に配管が接続される円筒体と、前記円筒体の外周面に軸方向に摺動可能に支持されるガイドリングと、前記ガイドリングに接続されかつ前記円筒体の他端側に外装される第1円筒部とそこから連続的に縮径される部分を有する中間部と端部に配管が接続される第2円筒部からなると共に前記第1円筒部と前記第2円筒部とが偏心した形状を有する異形管を備えたことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the expansion joint of the present invention includes a cylindrical body having a pipe connected to one end thereof, a guide ring supported on an outer peripheral surface of the cylindrical body so as to be slidable in the axial direction, and the guide A first cylindrical portion that is connected to the ring and is sheathed on the other end side of the cylindrical body, an intermediate portion having a portion continuously reduced in diameter from the first cylindrical portion, and a second cylindrical portion having a pipe connected to the end portion. In addition, the first cylindrical portion and the second cylindrical portion include a deformed tube having an eccentric shape.
本発明において、前記異形管は、前記中間部が略コーン状に形成され、且つその底部付近の内面が実質的に水平に伸長するような形状を有することが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the deformed tube has a shape such that the intermediate portion is formed in a substantially cone shape and an inner surface near the bottom portion extends substantially horizontally.
本発明において、前記ガイドリングと前記第1円筒部とはフランジ結合されることができる。 In the present invention, the guide ring and the first cylindrical portion may be flange-coupled.
本発明において、前記ガイドリングはその端部を前記第1円筒部に固着することができる。 In the present invention, the end portion of the guide ring can be fixed to the first cylindrical portion.
本発明において、ガイドリングは、前記円筒に外接する、シール部材とスライドリングを有することが好ましい。 In the present invention, the guide ring preferably includes a seal member and a slide ring that circumscribe the cylinder.
本発明によれば、円筒体の外周に、異形管に接続されるガイドリングを設けることにより、円筒体と異形管との軸方向の相対移動が許容されるので、配管が軸方向に大きく変位してもそれを吸収することができる。しかも円筒体に外装される第1円筒部と中間部を介して第1円筒部に通ずる第2円筒部とが偏心した形状を有するので、異形管の内周面の底部付近に排水が滞留する現象を防止することができる。 According to the present invention, by providing the guide ring connected to the deformed pipe on the outer periphery of the cylindrical body, the axial movement of the cylindrical body and the deformed pipe is allowed, so that the pipe is greatly displaced in the axial direction. Even it can be absorbed. In addition, since the first cylindrical portion that is externally mounted on the cylindrical body and the second cylindrical portion that communicates with the first cylindrical portion via the intermediate portion have an eccentric shape, drainage is retained near the bottom of the inner peripheral surface of the deformed pipe. The phenomenon can be prevented.
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係わる伸縮継手の縦断面図、図2は図1をA方向から見た矢視図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the expansion joint according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an arrow view of FIG. 1 viewed from the A direction.
図1に示すように、伸縮継手1は、排水が矢印X方向に流動する配管10と配管12との間に接続され、差込みフランジ11を有する配管10に接続される円筒体2と、差込みフランジ13を有する配管12に接続される異形管3と、円筒体2の外周面に支持されるガイドリング4と、配管10と円筒体2、円筒体2と異形管3、異形管3と配管12を各々フランジ結合するための締結部材7a、7b、7cを備えている。この伸縮継手1の各部は次のように構成されている。
As shown in FIG. 1, the
円筒体2は、配管10と等径でかつそれと同心の軸心O1を有し、一端部に差込みフランジ21が固着される共に他端部に複数のストッパー22(図2参照)が固着されている。
異形管3は、円筒体2の軸心O1に対して距離e1だけ偏心した軸心O2を有しかつ円筒体2の他端側を取り囲む第1円筒部31とそこから連続的に縮径する中間部32と円筒体2の軸心O1に対して距離e2(<e1)だけ偏心した軸心O3を有しかつ配管12と同径の第2円筒部33から構成されている。すなわち、異形管3は、第1円筒部31と第2円筒部33とが偏心した形状を有する。また中間部32は全体として(全周のうち底部付近を除いた部分)、略コーン状に形成されている。さらに異形管3は、その全長にわたって底部付近の内面が排水の流動方向に沿って実質的に水平(緩やかな下り勾配であってもよい)に伸長するように形成されている。第1円筒部31の端部には、差込みフランジ34が固着され、また第2円筒部32の端部には、差込みフランジ35が固着されている。上記各フランジには、複数の穴が円周方向に等角度間隔で設けられ、そこにボルトが挿入される。例えば、図2に示すようにフランジ13には、8個のボルト穴131が設けられ、フランジ34には4個のボルト穴341が設けられている。
The
Profiled tube 3, there continuously from the first
円筒体2の外周面に支持されたガイドリング4は、円筒体2の外周面に接触してそれとの相対移動を許容する一対のスライドリング5a、5bと、これらの間に配置され、円筒20の外周面に密着される一対のシール部材6a、6bとを有する。ガイドリング4の外周面にブラインドフランジ41が固着され、そこに差込みフランジ34が結合されることにより、異形管3がガイドリング4と同期して軸方向に移動することができる。ブラインドフランジ41は、差込みフランジ34と対向する側の端面に嵌装されたシール部材6cを有する。上記のスライドリング及びシール部材の数量は、一対に限定されず、1個でもあるいは3個以上でもよい。
The
本発明においては、継手を構成する各部材の寸法や材質は、流体の種類、圧力及び温度、並びに配管の長さや口径に応じて選定すればよい。例えば高温の排水(最高温度:90℃、圧力:0.5乃至1MPa)が流動する配管においては、配管10、12、フランジ11を含む各フランジ、円筒体2、異形管3、ガイドリング4及び各締結部材は、ステンレス鋼(SUS304等のオーステナイト系ステンレス鋼)などの耐食性を有する金属材料で形成することが好ましい。スライドリング5a、5bは、摩擦抵抗が少なくかつ荷重たわみ温度が高い結晶性プラスチック、例えば鋼に対する動摩擦係数が0.14で、154℃の荷重たわみ温度(0.45MPa)を有するポリブチレンテレフタレート(PBT)で形成することが好ましい。シール部材6a、6b、6cとしては、耐熱性および耐薬品性(特に対塩素水性)に優れたエチレン−プロピレンゴム(EPDM)等のオレフィン系ゴムやフッ化ビニリデン系ゴム等のフッ素系ゴム(FKM)からなるOリングを使用することが好ましい。
In the present invention, the size and material of each member constituting the joint may be selected according to the type of fluid, pressure and temperature, and the length and diameter of the pipe. For example, in a pipe through which high temperature drainage (maximum temperature: 90 ° C., pressure: 0.5 to 1 MPa) flows,
上記の伸縮継手1によれば、次の手順で配管10と配管12との接続を行うことができる。ストッパー22が溶接された円筒体2に、ブラインドフランジ41が溶接されかつスライドリング5a、5bとシール部材6a、6bが嵌装されたガイドリング4を外装すると共に、円筒体2の端部に差込みフランジ21を溶接する。また、異形管3の両端部に差込みフランジ34、35を溶接する。次いで、フランジ11と差込みフランジ21をボルト71a、ナット72aを含む締結部材7aで結合すると共に、差込みフランジ35とフランジ13をボルト71b、ナット72bを含む締結部材7bで結合する。最後にブラインドフランジ41と差込みフランジ34をボルト71c、ナット72cを含む締結部材7cで結合することにより、配管施工が完了する。
According to said
図1に示す配管構造によれば、例えば高温の流体が流れることにより、配管10及び配管12が熱膨張した場合、ガイドリング4の端面(図中左側)と差込みフランジ21の端面との距離S1に相当する長さだけ、円筒体2と異形管3との軸方向の相対移動が許容されるので、S1分の配管の伸びが吸収される。これに対して、流体の温度が低下することにより、配管10及び配管12が収縮した場合、ガイドリング4の端面(図中右側)とストッパー22との間の距離S2に相当する長さだけ、円筒体2と異形管3との軸方向の相対移動が許容されるので、S2分の配管の収縮が吸収される。特にガイドリング4は、所定間隔をおいて並置された一対のスライドリング5a、5bを介して円筒体2の外周面に支持されているので、円筒体2と異形管3は、相互に平行に移動することが可能となり、円滑な相対移動が保証される。
According to the piping structure shown in FIG. 1, for example, when the
さらに、異形管3は、第1円筒部31と第2円筒部33との間に中間部32が形成されしかも第1円筒部31と第2円筒部33とが偏心した形状を有するので、第1円筒部31と円筒体2との間に一時的に排水が流れ込んでも、その排水は直ちに第2円筒部33に流動する。したがって継手内での排水の滞留が生じないことから、排水の滞留に起因する排水の腐敗や配管の腐食を未然に防止することができる。特に、第1円筒部31と第2円筒部33との間に存在する中間部32が略コーン状に形成され、且つ異形管3の全長にわたって底部付近の内面が排水の流動方向に沿って実質的に水平に伸長するように形成されているので、継手1の内部に排水の流動を阻害するような段差が形成されず、より確実に排水の滞留を防止することができる。
Further, the deformed pipe 3 has a shape in which the
本発明の継手は、上記の構造に限定されず、種々の変更が可能であり、例えば図3及び図4に示す構造とすることができる。図3は本発明の第2の実施の形態に係わる伸縮継手の縦断面図、図4は図1をB方向から見た矢視図である。伸縮継手1は、円筒体2と異形管3との接続構造が異なる以外は図1及び図2に示すものと同様に構成されているので、図1及び図2と同一部分は同一の参照符号を付して、その説明を省略する。この伸縮継手1は、ガイドリング4として、上半分の断面が略L字形状を有るものを使用し、その上端部41を例えば溶接により異形管3に固着した構造を有する。この構造によれば、円筒体2の一方の端部に固着されるフランジと異形管3の一方の端部に固着されるフランジが不要となり、部品点数を削減することができる。
The joint of the present invention is not limited to the above-described structure, and various modifications are possible. For example, the structure shown in FIGS. 3 and 4 can be used. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the expansion joint according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an arrow view of FIG. 1 viewed from the B direction. Since the
図1において、長さ165mm、口径150A(呼び径、以下も同様)の円筒体2と、長さ50mm、口径200Aの第1円筒部31と長さ50mm、口径150Aの第2円筒部33を有すると共に、e1=21.55mm、e2=4mmとした全長150mmの異形管3を使用し、S1=50mm、S2=22mmとした伸縮継手1により、口径が150AのSUS304(熱膨張係数:17.3X10−6/K)からなる配管10、12を接続した。この伸縮継手1においては、差込みフランジ21を含む各フランジ、円筒体2、ガイドリング4、異形管3、ストッパー22をSUS304で形成すると共に、PBTからなるスライドリング5a、5bとEPDM製Oリングからなるシール部材6a、6b、6cを使用した。
In FIG. 1, a
上記の配管の全長が60mで、かつ排水の温度が0〜95℃の範囲で変化する場合、理論的には配管の伸びは約100mmとなる。上記の伸縮継手1によれば、円筒体2と異形管3との軸方向の相対移動が許容されるので、継手の各部の寸法を上記のように設定することにより、100mmもの伸びを吸収することができる。しかも、異形管3は、円筒体2に対して偏心しかつ第1円筒部31と第2円筒部33との間に中間部32が形成されているので、継手内に排水が滞留せず、排水の腐敗や配管の腐食を防止することができる。また、第2円筒部33は、円筒2に対して距離e1だけ偏心しているので、継手の最下点付近(図2にFで示す円弧状領域)には、最大で0.4mmの微小な隙間が形成されるが、ガイドリング4には2つのシール部材6a、6bが設けられているので、排水が継手外に漏出するのを確実に防止することができる。
When the total length of the pipe is 60 m and the temperature of the drainage is changed in the range of 0 to 95 ° C., the elongation of the pipe is theoretically about 100 mm. According to the
1:伸縮継手、
2:円筒体、21:差込みフランジ、22:ストッパー
3:異形管、31:第1円筒部、32:中間部、33:第2円筒部、34、35:差込みフランジ
4:ガイドリング、41:ブラインドフランジ、42:上端部
5a、5b:スライドリング
6a、6b、6c:シール部材
7a、7b、7c:締結部材、71a、71b、71c:ボルト、72a、72b、72c:ナット
10、12:配管、11、13:フランジ
1: expansion joint,
2: cylindrical body, 21: insertion flange, 22: stopper 3: deformed pipe, 31: first cylindrical portion, 32: intermediate portion, 33: second cylindrical portion, 34, 35: insertion flange 4: guide ring, 41: Blind flange, 42:
Claims (5)
The expansion joint according to any one of claims 1 to 4, wherein the guide ring includes a seal member and a slide ring that circumscribe the cylindrical body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005232836A JP2007046728A (en) | 2005-08-11 | 2005-08-11 | Expansion joint |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2005232836A JP2007046728A (en) | 2005-08-11 | 2005-08-11 | Expansion joint |
Publications (1)
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JP2005232836A Pending JP2007046728A (en) | 2005-08-11 | 2005-08-11 | Expansion joint |
Country Status (1)
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101047341B1 (en) | 2010-11-15 | 2011-07-07 | 주식회사 동우 이앤씨 건축사사무소 | Pipe connector |
CN105221887A (en) * | 2015-11-01 | 2016-01-06 | 江苏新方圆电气设备制造有限公司 | High-performance sleeve compensator |
CN106678477A (en) * | 2017-02-20 | 2017-05-17 | 江苏丰禾机械制造股份有限公司 | Self-pressing dynamic seal compensator |
CN106678476A (en) * | 2017-02-20 | 2017-05-17 | 江苏丰禾机械制造股份有限公司 | Sleeve-type dynamic seal compensator |
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2005
- 2005-08-11 JP JP2005232836A patent/JP2007046728A/en active Pending
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