JP2008128279A - 伸縮ユニオン継手及びそれを用いた流体移送配管系 - Google Patents

Abstract

【課題】
据付後の配管の強制な移動を行うことなくパッキンの交換が可能で、自立密封型パッキンの摺動を防止し、その損傷した場合に系統に急激な圧力変動を生じさせることが無く、内部流体漏洩を抑制及び運転中での応急措置による漏洩防止ができる高いシール性能を有する伸縮ユニオン継手構造及びそれを用いた流体移送配管系を提供する。
【解決手段】
一方が開放し他方が袋状であるユニオンナットと、該ナットの袋状側に挿入され一方の配管に接続されるユニオンつばと、該ユニオンつばに対して第１パッキンを介して前記ユニオンナットの開放側に挿入されるユニオンねじと、該ユニオンねじに挿入され他方の部材に接続されるスライド部材と、前記ユニオンねじとスライド部材との間に設けられる第２のパッキンとを備えた伸縮ユニオン継手において、前記ユニオンねじに設けられた前記スライド部材を固定するロック手段とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、原子力発電プラント及び配管設備を有する一般プラント等で使用される新規な伸縮ユニオン継手及びそれを用いた流体移送配管系に関する。

従来の原子力発電所等で使用されるユニオン継手は、一方の配管に取付けられるユニオンねじと他方の配管に取付けられるユニオンつばとの両者を連結するユニオンナットから構成されており、配管の接続，分離にはユニオンナットを締付け、緩めることで対応している。着脱自在の継手ではあるが、ユニオンナットを回して配管を分離するには、さらにユニオン継手両端に接続されている配管の強制移動等により、ユニオン継手内部のはめ合い面ギャップを大きく確保する必要があり、例えば剛性の高い強固な配管及びその支持装置システムでは、配管の接続，分離のためのユニオン継手はめ合い面ギャップ確保が困難であった。

図６は従来のユニオン継手の上部断面図と下部平面図である。これは、一方配管１に取付けられるユニオンつば２と他方の管に取付けられるユニオンねじ３との両者を連結するユニオンナット４から構成されており、管の接続，分離にはユニオンナット４だけを回して締め付けるものである。

特許文献１には、図７に示すように、図６の従来のユニオンねじ３を、配管スライド補助付ユニオンねじ６とスライド部材８とによって構成したもので、片側が開放した袋状であるユニオンナット４と、ユニオンナット４の袋状側に挿入され一方の配管１に接続されるユニオンつば２と、ユニオンつば２に対して第１パッキンであるスクィーズパッキン５を介してユニオンナット４の開放側に挿入される配管スライド補助付ユニオンねじ６と、配管スライド補助付ユニオンねじ６に挿入され他方の配管に接続される配管接続部材であるスライド部材８と、配管スライド補助付ユニオンねじ６とスライド部材８との間に設けられる第２パッキンである自立密封型パッキン７とを有する伸縮ユニオン継手が示されている。

これにより従来のユニオン継手におけるユニオンねじ３が配管１に溶接によって固定され、配管軸方向に移動不可であったのに対して、配管据付時及び配管据付後であっても、配管スライド補助付ユニオンねじ６が配管スライド補助付ユニオンねじ６側の配管１の軸方向への移動を可能にした構造を有するため、ユニオン継手両端の配管を強制移動させることなく、スクィーズパッキン５及び自立密封型パッキン７の両方のパッキンの交換を配管に接続させたままで容易に行うことができ、従って分解時及び復旧時のパッキン取付け対向面ギャップを確保でき、高いシール性能を有する。

特開２００５−３０３８号公報

前述の図６の従来の継手は、着脱自在ではあるが、ユニオンナット４を回して配管の分離をするには、さらに配管１の強制移動等によるギャップの確保を必要としており、剛性の高い配管及びその支持装置システムでは、このギャップの確保が困難である。又、従来のユニオン継手は両側とも相手方配管に溶接又はねじ込みによって一体化されており、パッキン交換等の分解時及び復旧時にはパッキン取付け対向面ギャップを確保することに困難を強いている。

配管及びその支持装置がフレキシビリティを有する場合は、配管を強制移動することでパッキン取付け対向面ギャップを確保することも可能であるが、配管及びその支持装置が剛構造である場合は特に困難さが増加する。配管を強制移動すると配管に塑性変形が生じる場合があり、ついにはパッキン取付け取合い面が反ったかたちで取合うことに繋がり、配管内部流体の漏洩のポテンシャルが増大する。伸縮ユニオン継手の気密性は自立密封型パッキンに依存しており漏洩の発生しやすい部位として想定される。

特許文献１の伸縮ユニオン継手の配管スライド補助付きユニオンねじ部の内部流体の密封は自立密封型パッキンを使用しており信頼性が高いが自立密封型パッキン損傷を想定した場合の内部流体漏洩を抑制及び運転中での応急措置漏洩防止の機能が備わっていない。さらに自立密封型パッキンは、配管スライド補助付きユニオンねじと接して摺動するため漏洩を助長する要因にもなりえる。

本発明の目的は、据付後の配管の強制な移動を行うことなくパッキンの交換が可能で、自立密封型パッキンの摺動を防止し、その損傷した場合に系統に急激な圧力変動を生じさせることが無く、内部流体漏洩を抑制及び運転中での応急措置による漏洩防止ができる高いシール性能を有する伸縮ユニオン継手構造及びそれを用いた流体移送配管系を提供することにある。

本発明は、配管スライド補助付きユニオンねじ部のスライド部材ストッパ部に数段の圧力放出エリアを設けゴムパッキンをコーテングしスライド部材に勾配を設け、更に、スライド部材の配管軸方向の移動を制限させる固定のためのストッパとなるロックボルトを設けると共に、パッキンの損傷の際にはロックボルトを外してそのロックボルト孔を通して充填材を注入する充填材注入用兼用とする。

又、本発明は、配管スライド補助付きユニオンねじ部のスライド部材ストッパ部に数段の圧力放出エリアを設けスライド部材の軸方向に勾配を配置しスライド部材の移動抑制と自立密封型パッキン部からの急激な漏洩流出抑制をはかることができる。

具体的には、本発明は、一方が開放し他方が袋状であるユニオンナットと、該ナットの袋状側に挿入され一方の配管に接続されるユニオンつばと、該ユニオンつばに対して第１パッキンを介して前記ユニオンナットの開放側に挿入されるユニオンねじと、該ユニオンねじに挿入され他方の部材に接続されるスライド部材と、前記ユニオンねじとスライド部材との間に設けられる第２のパッキンと、前記ユニオンねじに設けられた前記スライド部材を固定するロック手段とを有することを特徴とする。

又、本発明は、前述の伸縮ユニオン継手において、一方が開放し他方が袋状であるユニオンナットと、該ナットの袋状側に挿入され一方の配管に接続されるユニオンつばと、該ユニオンつばに対して第１パッキンを介して前記ユニオンナットの開放側に挿入されるユニオンねじと、該ユニオンねじに挿入され他方の部材に接続されるスライド部材と、前記ユニオンねじとスライド部材との間に設けられる第２のパッキンとを備え、前記ユニオンねじは前記スライド部材との間に複数のリング状突起の形成によるラビリンスパッキング構造を有することを特徴とする。

更に、本発明は、前述の伸縮ユニオン継手において、一方が開放し他方が袋状であるユニオンナットと、該ナットの袋状側に挿入され一方の配管に接続されるユニオンつばと、該ユニオンつばに対して第１パッキンを介して前記ユニオンナットの開放側に挿入されるユニオンねじと、該ユニオンねじに挿入され他方の部材に接続されるスライド部材と、前記ユニオンねじとスライド部材との間に設けられる第２のパッキンと、前記ユニオンねじに接合され前記スライド部材を覆い又は前記ユニオンねじに接合され前記スライド部材に覆われて前記スライド部材との間に複数のリング状突起の形成によるラビリンスパッキング構造とを有することを特徴とする。前記ラビリンスパッキング構造に漏洩検知センサを有することで運転中の遠隔モニタリングを可能とする。

又、本発明は、前述の伸縮ユニオン継手において、該ラビリンスパッキング構造の初段は前記リング状突起の付け根部に貫通穴を有すること、該ラビリンスパッキング構造にラビリンスシールパッキンを有することを特徴とする。

更に、本発明は、前述の伸縮ユニオン継手において、前記ユニオンねじに設けられた前記スライド部材を固定するロック手段を有すること、又、前記ユニオンねじは前記スライド部材を係止するリング状突起のストッパを有することを特徴とする。

又、本発明は、前述の伸縮ユニオン継手において、前記スライド部材は、前記ユニオンナットを緩めることにより前記ユニオンねじが前記第１パッキン及び第２パッキンの交換が可能な位置まで軸方向への移動が可能な軸方向長さを有すること、又、前記スライド部材は、前記第２パッキンを固定する２つのリング状突起の形成による溝を有し、前記突起の一方の一部にその高さが他の部分より低い平坦部が形成されていること、更に、前記スライド部材は、外周面に互いに対向する位置に平坦部が形成され、該平坦部が前記他方の部材を接続する際に固定できる位置に設けられていることが好ましい。

前記第１パッキンがＯリング型のスクウィーズ型パッキンであり、前記第２パッキンがＵ字型の自立密封型パッキンであること、又、前記ロック手段は、前記ユニオンねじに互いに対向する位置に少なくとも２つのロックボルトからなると共に、前記ユニオンねじに形成された平坦部に設けられていることが好ましい。

本発明は、機器及びバルブと、これらの各々と伸縮ユニオン継手によって接続される流体移送系配管とを備え、前記伸縮ユニオン継手は前述の伸縮ユニオン継手からなることを特徴とする流体移送配管系にある。

又、本発明は、ユニオンねじを配管軸方向へのスライドを補助するユニオンねじとスライド部材に分離したことで、従来のユニオン継手のユニオンねじが配管軸方向に移動不可であったことに対して、配管据付時及び配管据付後にあっても、配管軸方向へのスライドを補助するユニオンねじは配管軸方向に移動可能であるため、ユニオン継手両端の据付後の配管を強制移動させることなく、ユニオン継手の分解，パッキンの交換が可能となる。

更に、配管軸方向へのスライドを補助するユニオンねじとスライド部材との間に自立密封型パッキンを適用し、配管軸方向へのスライド機能に追従してシール性能を確保する構造である。

配管軸方向へのスライド機能は無制限なスライドを防止するため配管スライド補助付ユニオンねじにストッパ構造を採用し、スライド部材間にひっかかりを設け、機械的にスライド長さを制限する構造である。この配管軸方向に伸縮可能な構造は、配管軸方向へのスライド機能にパッキンの気密性を確保するためのパッキンのつぶししろを備えている。

前記ユニオンねじに接合され前記ユニオンねじを覆う別体に形成された前記ラビリンスパッキンは、２分割によって形成され、互いに外周部に設けられた水平フランジを通してねじ止め結合され、前記ラビリンスパッキンの内周部に形成されたねじ内に前記ユニオンねじの外周部に形成されたねじを挿入して互いに結合されていることが好ましい。

前記ユニオンねじに接合され前記ユニオンねじに覆われ別体に形成された前記ラビリンスパッキンは、２分割によって形成され、前記ユニオンねじの内周部に形成されたねじ内に前記ラビリンスパッキンの外周部に形成されたねじを挿入して互いに結合されていることが好ましい。

前記ラビリンスパッキンの前記複数のリング状突起の形成による空隙内に粘度の高い液体充填材が充填され、その空隙内への前記液体の充填を、前記ロック手段又は漏洩検知センサが設置される貫通孔を通して行うことが好ましい。液体充填材としては、シリコーン樹脂系シーリング材等が好ましく、充填時にはゲル状に近く、大気中では時間と共にゴム状に弾性を持った状態で固化する。

更に、本発明の伸縮ユニオン継手は原子力発電プラントの空気系以外の蒸気系，水系、又、油圧系等多くの一般配管設備で使用できるものであり、定期的な点検が行われる箇所への適用が有効である。本発明により据付時の作業性が向上するばかりでなく、据付後のシール性点検の信頼性が向上するのと同時にユニオン継手両端の強制的な配管移動を省略することができ、点検工程短縮が期待できる。

本発明によれば、据付後の配管の強制な移動を行うことなくパッキンの交換が可能で、自立密封型パッキンの摺動を防止し、その損傷した場合に系統に急激な圧力変動を生じさせることが無く、内部流体漏洩を抑制及び運転中での応急措置による漏洩防止ができる高いシール性能を有する伸縮ユニオン継手構造及びそれを用いた流体移送配管系を提供することができる。

以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。

図１は本発明による伸縮ユニオン継手の上部断面図及び下部平面図である。図１に示すように、本発明の伸縮ユニオン継手は、従来のユニオン継手のユニオンねじ３を、配管スライド補助付ユニオンねじ６とスライド部材８とによって構成したもので、これにより従来のユニオン継手におけるユニオンねじ３が配管１に溶接によって固定され、配管軸方向に移動不可であったのに対して、配管据付時及び配管据付後であっても、配管スライド補助付ユニオンねじ６が配管補助付ユニオンねじ側の配管１の軸方向への移動を可能にした構造を有するため、ユニオン継手両端の配管を強制移動させることなく、ユニオン継手の分解，パッキンの交換が可能となる。又、一方の配管１と他方の配管はいずれも互いに別々に固定されるが、両者の間は固定されないので両配管のシールは両者の傾きに関係なくシールされるので、密着性の高いシールが可能である。

図１に示すように、本実施例の伸縮ユニオン継手は、片側が開放した袋状であるユニオンナット４と、ユニオンナット４の袋状側に挿入され一方の配管１に接続されるユニオンつば２と、ユニオンつば２に対して第１パッキンであるＯリング型のスクィーズパッキン５を介してユニオンナット４の開放側に挿入される配管スライド補助付ユニオンねじ６と、配管スライド補助付ユニオンねじ６に挿入され他方の配管に接続される配管接続部材であるスライド部材８と、配管スライド補助付ユニオンねじ６とスライド部材８との間に設けられる第２パッキンである自立密封型パッキン７とを有し、ユニオンナット４を回転させて左方向に移動させて緩めることにより配管スライド補助付ユニオンねじ６が開放されて右方向の軸方向への移動が可能となり、スクィーズパッキン５及び自立密封型パッキン７がいずれも剥き出し状態となるので、それらの交換が据付後の配管の強制的な移動を行うことなく可能で、高いシール性能を有する伸縮ユニオン継手構造を有するものである。

本実施例におけるパッキンはシリコーン系ゴム，フッ素系ゴムが用いられ、他の強度部材にはパッキン設置部の錆発生による影響を回避するためＳＵＳ３０４材が用いられる。

スライド部材８は、配管スライド補助付ユニオンねじ６内に挿入され、自立密封型パッキン７を嵌め込んで固定する２本のリング状の突起からなるパッキン取付け溝１６を有し、他方の配管をねじ止め固定するねじ１３を有する。パッキン取付け溝１６の２本のリング状の突起の一方には自立密封型パッキン７の取り外しを容易にするためにリング状の突起の一部の高さを低くした平坦部（円周上の一部をカットした部分）が設けられている。

配管スライド補助付ユニオンねじ６は、スライド部材８の挿入側の端部にスライド部材８の抜け出しを防止するストッパ部１０を有し、配管スライド補助付ユニオンねじ６とスライド部材８間の機械的なスライド長さを制限する構造としている。このスライド長さはスライド部材８のねじ１３に他方の配管を接続固定した状態で両側のパッキン取付け溝
１６がユニオンつば２とリング状の突起からなるストッパ部１０とに対してそれぞれ所定の間隔のギャップが形成されるように設けられる。

又、配管スライド補助付ユニオンねじ６は、ストッパ部１０の他に複数の空隙を形成する複数のリング状の突起からなるラビリンスパッキン部を有する。この配管スライド補助付ユニオンねじ６のラビリンスパッキン部とスライド部材８との狭小隙間による絞り効果により漏洩時の排出流量圧力を極小に抑えることができる。

本実施例においては、図１に示す隙間面積Ａ１，隙間面積Ａ２，隙間面積Ａ３，隙間面積Ａ４は、Ａ１＞Ａ２＞Ａ３＞Ａ４とすることにより、図１に示す各部の圧力がＰ１＞
Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ４＞Ｐ５となり、隙間面積Ａ４部のシール力はシール可能な低圧レベルとなり容易に漏洩を止めることができる。又、本実施例のラビリンスパッキンの段数は２段でいずれも同じ大きさを有するが、内部流体圧力の大きさによりラビリンスパッキンの段数や大きさを変えることができる。

更に、配管スライド補助付ユニオンねじ６は、その平坦部１１が上下に設けられ、平坦部１１でスパナによる固定によってユニオンナット４とのねじ固定が行われる。その上下の平坦部１１にはそれぞれロックボルト９のロックボルト孔１４が設けられている。ロックボルト孔１４にはロックボルト９が挿入され、スライド部材８はスライド部材８に設けられた目盛１２に沿って所定の位置に設定されてロックボルト９によって固定される。ロックボルト９は据え付け完了後の最終調整としてスライド部材８と弁又はフィルタ接続部のねじ廻り止め防止し、又、運転中のスライド部材８の軸方向に対する勝手な移動を抑制することができる。ロックボルト９は配管スライド補助付ユニオンねじ６との間に複数個のナットを用いてロックボルト９をしっかり固定する。

自立密封型パッキン７は、図１に示すようにその断面がＵ字状のリング状弾性部材からなり、Ｕ字の開いた部分の内周側と外周側の先端部が広がった形状を有し、内圧によってＵ字が広げられる力を受けて封止されるものである。従って、配管スライド補助付ユニオンねじ６とスライド部材８との間で自立密封型パッキン７に径方向と軸方向への押圧は不要である。

スライド部材８にパッキン取付け溝１６を設けることで、その部分に自立密封型パッキン７を配置し、配管１の軸方向へのスライド機能に追従してシール性能を確保する構造としている。図示していないが、スライド部材８は、配管接続側の端部がストレート又はその外周にねじ１３が設けられ他方の配管がソケット継手等によって結合され、ソケット継手と配管とは溶接又はねじ１３によって固定される。

スライド部材８は、配管スライド補助付ユニオンねじ６内に挿入されるが、前述の隙間を有することにより軸方向以外で僅かながら偏った方向にフリーな状態が形成されるため配管１に溶接接続されたユニオンつば２に対して配管スライド補助付ユニオンねじ６の拘束がなくフリーな状態での接続ができるので、前述の高いシール性が得られる。

本実施例により、スクィーズパッキン５及び自立密封型パッキン７の両方のパッキンの交換を配管に接続させたままで容易に行うことができ、従って分解時及び復旧時のスクィーズパッキン５取付け対向面ギャップを確保でき、高いシール性能が得られる。

又、本実施例によれば、自立密封型パッキン７の損傷時における急激な圧損を抑制するとともに外部への流出量を少なくすることができる。外部への流出入口圧力と放出側圧力との圧力差を小さくすることで運転時における自立密封型パッキン７への負荷を軽減できる。

自立密封型パッキン７が損傷した場合には、実施例３及び４に示すようにスライド部材８からロックボルト９を外して液体充填材圧入装置用カップリング２６を介して液体充填材圧入装置２５をロックボルト孔１４に挿入してやや粘度の高い液体充填材としてシリコーン樹脂系シーリング材を注入し、いずれの間隙も塞ぐことによって完全に隙間が密閉される。液体充填材の注入に際して、反対側に設けられた他方のロックボルト９を外してロックボルト孔１４を通して注入することによりその十分な注入が行うことができ、より高いシール性能が得られる。液体充填材を注入後、ロックボルト９が再び設置される。

ユニオン継手は原子力発電プラントをはじめ多くの一般配管設備で使用されており、かつ定期的な点検が行われる箇所でもある。本実施例により据付時の作業性が向上するばかりでなく、据付後のシール性点検の信頼性が向上するのと同時にユニオン継手両端の強制的な配管移動を省略することができ、点検工程の短縮が期待できる。

以上のように、本実施例によれば、据付後の配管の強制な移動を行うことなくパッキンの交換が可能で、自立密封型パッキンの摺動を防止し、その損傷した場合に系統に急激な圧力変動を生じさせることが無く、内部流体漏洩を抑制及び運転中での応急措置による漏洩防止ができる高いシール性能を維持することができる。

図２は本発明による他の構造を示す伸縮ユニオン継手の上部断面図及び下部平面図(ａ)及びＡ部の拡大図（ｂ）である。図２に示すように、本実施例の伸縮ユニオン継手構造は、片側が開放した袋状であるユニオンナット４と、ユニオンナット４の袋状側に挿入され一方の配管１に接続されるユニオンつば２と、ユニオンつば２に対してスクィーズパッキン５を介してユニオンナット４の開放側に挿入される配管スライド補助付ユニオンねじ６と、配管スライド補助付ユニオンねじ６内に挿入され他方の配管に接続されるスライド部材８と、配管スライド補助付ユニオンねじ６とスライド部材８との間に設けられるＵ字型の自立密封型パッキン７とを有し、ユニオンナット４を回転させて左方向に移動させて緩めることにより配管スライド補助付ユニオンねじ６が開放されて軸方向への移動が可能となり、又、配管スライド補助付ユニオンねじ６を左側に移動させて開放させることによりＯリング型のスクィーズパッキン５及び自立密封型パッキン７がいずれも取り外し状態にできるので、定検時にそれらの交換を行うことができる。

本実施例は、実施例１の配管スライド補助付ユニオンねじ６のストッパ部１０を２重のリング状の突起を設け隙間Ａ５部を形成すると共に、パッキン取付け溝１６側のストッパ部１０の上部に連通孔を設け、隙間面積Ａ５を形成したラビリンスパッキン部を有するものである。他の構造は実施例１と同様である。

自立密封型パッキン７が損傷した場合には、シリコーン系ゴム，バイトン等を用い、予め設けられたラビリンスシールパッキン１５が貫通孔１９を通してスライド部材８との間が、隙間面積をＡ５＞Ａ２の場合、ラビリンスシールパッキン１５が膨張し、隙間Ａ２部が密閉される。

又、ラビリンスシールパッキン１５が損傷した場合には、実施例３及び４と同様にスライド部材８から２本のロックボルトを外して液体充填材圧入装置用カップリング２６を介して液体充填材圧入装置２５をそれぞれロックボルト孔１４に挿入してやや粘度の高い液体充填材としてシリコーン樹脂系シーリング材を注入し、いずれの間隙も塞ぐことによって完全に隙間が密閉され、高いシール性能が得られる。液体充填材を注入後、ロックボルト９を図２（ｂ）のように再び設置される。

本実施例によれば、スクィーズパッキン５及び自立密封型パッキン７の両方のパッキンの交換を据付後の配管の強制的な移動を行うことなしに伸縮ユニオン継手を配管に接続させたままで容易に行うことができ、従って分解時及び復旧時のスクィーズパッキン５取付け対向面ギャップを確保でき、高いシール性能が得られるものである。

又、本実施例により、内部流体が圧縮性の空気の場合、配管スライド補助付ユニオンねじ６のラビリンスパッキン部の最終段部では、ラビリンスパッキンの段数を増設することにより大気圧レベルの圧力まで降下させることも可能であり、ラビリンスシールパッキン１５を構成するゴムパッキンが密着した程度で完全シールすることができる。又、内部流体が非圧縮性流体（水，油）の場合、圧縮性流体に比べ圧力降下は少ないが最終段での減圧効果を高めることができる。

更に、本実施例によれば、ラビリンスシールパッキン１５が損傷した場合には、スライド部材８のストッパ１０の数段の圧力放出エリアに設けられたラビリンスシールパッキン１５が放出圧力に押されることによりスライド部材８との隙間を埋めることができ、２段構えの漏洩抑制効果を得ることができる。又、ラビリンスパッキン部に２つのロックボルト９を取り外してロックボルト孔１４よりやや粘度の高い液体充填材２４を配管スライド補助付ユニオンねじ６部のラビリンスパッキン部の数段の圧力放出エリアに注入することで運転中における応急措置が可能となる。

以上のように、本実施例によれば、据付後の配管の強制な移動を行うことなくパッキンの交換が可能で、自立密封型パッキンの摺動を防止し、その損傷した場合に系統に急激な圧力変動を生じさせることが無く、内部流体漏洩を抑制及び運転中での応急措置による漏洩防止ができる高いシール性能を維持することができる。

図３は本発明による他の構造を示す伸縮ユニオン継手の上部断面図及び下部平面図(ａ)，Ａ部の拡大図（ｂ），斜視図（ｃ）及び液体充填材注入方法を示す拡大図（ｄ）である。本実施例の伸縮ユニオン継手は、実施例１の配管スライド補助付ユニオンねじ６に一体に設けられたラビリンスパッキン部を配管スライド補助付ユニオンねじ６とは２分割された別体構造にしたラビリンスパッキン部材１７を有するものである。２分割された別体構造のラビリンスパッキン部材１７を正確に位置合わせし、両者の水平フランジ２３をボルト，ナット，ノックピンにて締結した後、配管スライド補助付ユニオンねじ６とラビリンスパッキン部材１７とに設けられたねじ２１にて互いにＯリング２０を介して固定するものである。又、先にノックピン等で固定し接合部の合わせ加工（ねじ切り）を実施しておき、２分割別体構造ラビリンスパッキン部材１７を配管スライド補助付ユニオンねじ６に締め付け、固定することができる。

図３に示すように、本実施例の伸縮ユニオン継手は、片側が開放した袋状であるユニオンナット４と、ユニオンナット４の袋状側に挿入され一方の配管１に接続されるユニオンつば２と、ユニオンつば２に対してスクィーズパッキン５を介してユニオンナット４の開放側に挿入される配管スライド補助付ユニオンねじ６と、配管スライド補助付ユニオンねじ６内に挿入され他方の配管に接続されるスライド部材８と、配管スライド補助付ユニオンねじ６とスライド部材８との間に設けられるＵ字型の自立密封型パッキン７とを有し、ユニオンナット４を回転させて左方向に移動させて緩めることにより配管スライド補助付ユニオンねじ６が開放されて軸方向への移動が可能となり、又、配管スライド補助付ユニオンねじ６を左側に移動させて開放させることによりＯリング型のスクィーズパッキン５及び自立密封型パッキン７がいずれも取り外し状態にできるので、定検時にそれらの交換を行うことができる。

又、配管スライド補助付ユニオンねじ６にスライド部材８の挿入側の端部にスライド部材８の抜け出しを防止するストッパ１０を有し、配管スライド補助付ユニオンねじ６とスライド部材８間の機械的なスライド長さを制限する構造としている。このスライド長さはスライド部材８のねじ１３に他方の配管を接続固定した状態で両側のパッキン取付け溝
１６がユニオンつば２とリング状の突起からなるストッパ１０とに対してそれぞれ所定の間隔のギャップが形成されるように設けられる。

配管スライド補助付ユニオンねじ６は、その平坦部１１が上下に設けられ、平坦部１１でのスパナによる固定によってユニオンナット４とのねじ固定が行われる。その上下の平坦部１１にはそれぞれロックボルト９を挿入するロックボルト孔１４が設けられ、スライド部材８に設けられた目盛１２に沿って所定の位置に設定されてロックボルト９によって固定される。ロックボルト９は据え付け完了後の最終調整としてスライド部材８と弁又はフィルタ接続部のねじ廻り止めを防止し、又、運転中のスライド部材８の軸方向に対する勝手な移動を抑制することができる。

本実施例のラビリンスパッキン部材１７は、半円型の２分割構造で、配管スライド補助付ユニオンねじ６外周部に密着させて、複数の空隙を形成する３つのリング状の突起からなる２段のラビリンスパッキン構造を有し、実施例２における配管スライド補助付ユニオンねじ６のストッパ１０に２重のリング状の突起を設け隙間Ａ５部を形成すると共に、実施例２と同様に配管スライド補助付ユニオンねじ６側の突起の上部に連通孔を設け、隙間面積Ａ５を形成し、又、漏洩検知センサ１８を設けたものである。又、他の構造は実施例１と同様である。

本実施例では、ラビリンスパッキン部材１７にシリコーン系ゴム，バイトン等のラビリンスシールパッキン１５を形成することにより、隙間面積をＡ５＞Ａ２の場合、ラビリンスシールパッキン１５が膨張し、隙間Ａ２部が密閉される。

図３（ｄ）に示すように、ラビリンスパッキン構造も損傷した場合には、スライド部材８からロックボルト９及び別体ラビリンスパッキン部材１７から漏洩検知センサ１８を外して液体充填材圧入装置用カップリング２６を介して液体充填材圧入装置２５をそれぞれロックボルト孔１４及び漏洩検知センサ挿入穴に挿入してやや粘度の高い液体充填材２４としてシリコーン樹脂系シーリング材を注入し、いずれの間隙も塞ぐことによって完全に隙間が密閉される。液体充填材２４の注入に際して、反対側に設けられた他方のロックボルト９を外してロックボルト孔１４を通して注入することによりその十分な注入が行うことができる。液体充填材２４を注入後、ロックボルト９及び漏洩検知センサ１８を図３
（ｂ）のように再び設置される。

本実施例においても、図１に示す隙間面積Ａ１，隙間面積Ａ２，隙間面積Ａ３，隙間面積Ａ４と同様に、Ａ１＞Ａ２＞Ａ３＞Ａ４とすることにより、図１に示すように各部の圧力がＰ１＞Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ４＞Ｐ５となり、隙間面積Ａ４部のシール力はシール可能な低圧レベルとなり容易に漏洩を止めることができる。従って、本実施例により、内部流体が圧縮性の空気の場合、配管スライド補助付ユニオンねじ６のラビリンスパッキン部の最終段部では、ラビリンスパッキンの段数を増設することにより大気圧レベルの圧力まで降下させることも可能であり、ゴムパッキンが密着した程度で完全シールすることができる。又、内部流体が非圧縮性流体（水，油）の場合、圧縮性流体に比べ圧力降下は少ないが減圧効果を高めることができる。

本実施例によれば、スクィーズパッキン５及び自立密封型パッキン７の両方のパッキンの交換を据付後の配管の強制的な移動を行うことなしに伸縮ユニオン継手を配管に接続させたままで容易に行うことができ、従って分解時及び復旧時のパッキン取付け対向面ギャップを確保でき、高いシール性能が得られるものである。

このラビリンスパッキン部材１７とスライド部材８との狭小隙間による絞り効果により漏洩時の排出流量圧力を極小に抑えることができる。

ユニオン継手は原子力発電プラントをはじめ多くの一般配管設備で使用されており、かつ定期的な点検が行われる箇所でもある。本実施例により据付時の作業性が向上するばかりでなく、据付後のシール性点検の信頼性が向上するのと同時にユニオン継手両端の強制的な配管移動を省略することができ、点検工程の短縮が期待できる。

内部流体圧力の大きさによりラビリンス段数や大きさを変えることができる。漏洩検知センサ１８等を設置することにより運転中の監視が可能となり、又、シール性向上のための充填材注入を容易に行うことができる。

又、別体ラビリンスパッキン部材１７を２分割せず、一体型にし建設時に先に仮設しておくことができる。更に、２重の安全性を備えておく必要がある場合は、別体ラビリンスパッキンを２分割せずに一体型として本設しておくことができる。

以上のように、本実施例によれば、据付後の配管の強制な移動を行うことなくパッキンの交換が可能で、自立密封型パッキンの摺動を防止し、その損傷した場合に系統に急激な圧力変動を生じさせることが無く、内部流体漏洩を抑制及び運転中での応急措置による漏洩防止ができる高いシール性能を維持することができる。

図４は、本発明による他の構造を示す伸縮ユニオン継手の上部断面図及び下部平面図
（ａ），ラビリンスパッキン部材の拡大図（ｂ），斜視図（ｃ）及び液体充填材注入方法を示す拡大図（ｄ）である。本実施例の伸縮ユニオン継手は、実施例３とは反対にラビリンスパッキン部材１７を配管スライド補助付ユニオンねじ６内に組み込んだ配管スライド補助付ユニオンねじ６とは別構造にしたものである。別体ラビリンスパッキン部材１７はラビリンスシールパッキン１５を埋め込んでから配管スライド補助付ユニオンねじ６と別体ラビリンスパッキン部材１７の外周とに設けられたねじ２１を通して互いにＯリング
２０を介して組み込みラビリンスシールパッキン１５のみでシールするものである。ラビリンスシールパッキン１５の形状を型枠にて成型し接着剤にて貼り付ける。但し、ラビリンスシールパッキン膨らみ２２にて示した部分の円周部は接着剤を塗布せずに設けることによってスライド部材８との間をシールすることができ、よりシール性を高めることができる。

図４に示すように、本実施例の伸縮ユニオン継手は、片側が開放した袋状であるユニオンナット４と、ユニオンナット４の袋状側に挿入され一方の配管１に接続されるユニオンつば２と、ユニオンつば２に対してスクィーズパッキン５を介してユニオンナット４の開放側に挿入される配管スライド補助付ユニオンねじ６と、配管スライド補助付ユニオンねじ６内に挿入され他方の配管に接続されるスライド部材８と、配管スライド補助付ユニオンねじ６とスライド部材８との間に設けられるＵ字型の自立密封型パッキン７とを有する。

又、配管スライド補助付ユニオンねじ６にスライド部材８の挿入側の端部にスライド部材８の抜け出しを防止するストッパ１０を有し、配管スライド補助付ユニオンねじ６とスライド部材８間の機械的なスライド長さを制限する構造としている。このスライド長さはスライド部材８のねじ１３に他方の配管を接続固定した状態で両側のパッキン取付け溝
１６がユニオンつば２とリング状の突起からなるストッパ１０とに対してそれぞれ所定の間隔のギャップが形成されるように設けられる。ストッパ１０はロックボルト９によって代用することができるので、ストッパ１０を無くすことができる。他、実施例３と同様である。

本実施例の別体ラビリンスパッキン部材１７は、半円型の２分割構造で、配管スライド補助付ユニオンねじ６に密着させて、複数の空隙を形成する３つのリング状の突起からなり、又、漏洩検知センサ１８を設けたものである。又、他の構造は実施例１と同様である。

別体ラビリンスパッキン部材１７のラビリンス部への充填材を注入する方法として、別体ラビリンスパッキン部材１７のラビリンス部に充填材を埋め込んでから配管スライド補助付ユニオンねじ６に組み込む方法と、別体ラビリンスパッキン部材１７を先に配管スライド補助付ユニオンねじ６に組み込み後、ロックボルト９より充填材を注入する方法がある。

図４（ｄ）に示すように、ラビリンスパッキン構造も損傷した場合には、スライド部材８からロックボルト９及び別体ラビリンスパッキン部材１７から漏洩検知センサ１８を外して液体充填材圧入装置用カップリング２６を介して液体充填材圧入装置２５をそれぞれロックボルト孔１４及び漏洩検知センサ挿入穴に挿入してやや粘度の高い液体充填材２４としてシリコーン樹脂系シーリング材を注入し、いずれの間隙も塞ぐことによって完全に隙間が密閉される。液体充填材２４の注入に際して、反対側に設けられた他方のロックボルト９を外してロックボルト孔１４を通して注入することによりその十分な注入が行うことができる。液体充填材２４を注入後、ロックボルト９及び漏洩検知センサ１８を図３
（ｂ）のように再び設置される。

本実施例によれば、スクィーズパッキン５及び自立密封型パッキン７の両方のパッキンの交換を据付後の配管の強制的な移動を行うことなしに伸縮ユニオン継手を配管に接続させたままで容易に行うことができ、従って分解時及び復旧時のスクィーズパッキン５取付け対向面ギャップを確保でき、高いシール性能が得られるものである。

又、本実施例により、内部流体が圧縮性の空気の場合、配管スライド補助付ユニオンねじ６のラビリンスパッキン部の最終段部では、ラビリンスパッキンの段数を増設することにより大気圧レベルの圧力まで降下させることも可能であり、ゴムパッキンが密着した程度で完全シールすることができる。又、内部流体が非圧縮性流体（水，油）の場合、圧縮性流体に比べ圧力降下は少ないが最終段での減圧効果を高めることができる。

この別体ラビリンスパッキン部材１７とスライド部材８との狭小隙間による絞り効果により漏洩時の排出流量圧力を極小に抑えることができる。

本実施例においても、図１に示す隙間面積Ａ１，隙間面積Ａ２，隙間面積Ａ３，隙間面積Ａ４と同様に、Ａ１＞Ａ２＞Ａ３＞Ａ４とする同様の構造とすることにより、図１に示す各部の圧力がＰ１＞Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ４＞Ｐ５となり、隙間面積Ａ４部のシール力は大気圧のレベルとなり容易に漏洩を止めることができる。

ユニオン継手は原子力発電プラントをはじめ多くの一般配管設備で使用されており、かつ定期的な点検が行われる箇所でもある。本実施例により据付時の作業性が向上するばかりでなく、据付後のシール性点検の信頼性が向上するのと同時にユニオン継手両端の強制的な配管移動を省略することができ、点検工程の短縮が期待できる。

内部流体圧力の大きさによりラビリンス段数や大きさを変えることができる。漏洩検知センサ１８等を設置することにより運転中の監視が可能となり、又、シール性向上のための充填材注入を容易に行うことができる。

以上のように、本実施例によれば、据付後の配管の強制な移動を行うことなくパッキンの交換が可能で、自立密封型パッキンの摺動を防止し、その損傷した場合に系統に急激な圧力変動を生じさせることが無く、内部流体漏洩を抑制及び運転中での応急措置による漏洩防止ができる高いシール性能を維持することができる。

図５は、原子力発電プラントの空気系配管に実施例１〜４に記載の伸縮型ユニオン継手を用いたそのユニオン継手が配置されている系統図である。本実施例においては、原子炉から発生した蒸気系及びタービンから排出された高温水の各種配管に設けられている各種バルブの駆動を空気系配管に設けられた機器を通して行うものであり、空気系配管の接続を実施例１〜４に記載の伸縮型ユニオン継手を用いるものである。この空気系配管は、いずれも剛性を有し、簡単には曲げられない構造を有する。しかし、本実施例によれば、実施例１〜４に示すように据付後の配管の強制な移動を行うことなく配管に伸縮型ユニオン継手を取り付けたままで、配管を強制変位させることなくスクィーズパッキン５及び自立密封型パッキン７の交換を容易に行うことができると共に、各パッキンの機密性を遠隔での監視が運転中においてもできるものである。

本発明の伸縮ユニオン継手構造を示す上部断面図及び下部平面図である。 本発明の伸縮ユニオン継手の他の構造を示す上部断面図及び下部平面図(ａ)及びＡ部拡大図（ｂ）である。 本発明の伸縮ユニオン継手の他の構造を示す上部断面図及び下部平面図(ａ)，Ａ部拡大図（ｂ）及び斜視図（ｃ）である。 図３における液体充填材注入方法を示す拡大図である。 本発明の伸縮ユニオン継手の他の構造を示す上部断面図及び下部平面図(ａ)，別体ラビリンスパッキン部材拡大図（ｂ）及び斜視図（ｃ）である。 図４における液体充填材注入方法を示す拡大図（ｄ）である。 本発明に係る原子力発電プラントの空気系配管の系統図である。 従来のユニオン継手構造を示す上部断面図及び下部平面図である。 従来のユニオン継手構造を示す上部断面図及び下部平面図である。

符号の説明

１ 配管
２ ユニオンつば
３ ユニオンねじ
４ ユニオンナット
５ スクィーズパッキン
６ 配管スライド補助付ユニオンねじ
７ 自立密封型パッキン
８ スライド部材
９ ロックボルト
１０ ストッパ
１１ 平坦部
１２ 目盛
１３，２１ ねじ
１４ ロックボルト孔
１５ ラビリンスシールパッキン
１６ Ｕ字パッキン取付け溝
１７ ラビリンスパッキン部材
１８ 漏洩検知センサ
１９ 貫通孔
２０ Ｏリング
２２ ラビリンスシールパッキン膨らみ
２３ 水平フランジ
２４ 液体充填材
２５ 液体充填材用圧入装置
２６ 液体充填材圧入装置用カップリング

Claims (18)

1. 一方が開放し他方が袋状であるユニオンナットと、該ナットの袋状側に挿入され一方の配管に接続されるユニオンつばと、該ユニオンつばに対して第１パッキンを介して前記ユニオンナットの開放側に挿入されるユニオンねじと、該ユニオンねじに挿入され他方の部材に接続されるスライド部材と、前記ユニオンねじとスライド部材との間に設けられる第２のパッキンと、前記ユニオンねじに設けられた前記スライド部材を固定するロック手段とを有することを特徴とする伸縮ユニオン継手。
2. 一方が開放し他方が袋状であるユニオンナットと、該ナットの袋状側に挿入され一方の配管に接続されるユニオンつばと、該ユニオンつばに対して第１パッキンを介して前記ユニオンナットの開放側に挿入されるユニオンねじと、該ユニオンねじに挿入され他方の部材に接続されるスライド部材と、前記ユニオンねじとスライド部材との間に設けられる第２のパッキンとを備え、前記ユニオンねじは前記スライド部材との間に複数のリング状突起の形成によるラビリンスパッキンを有することを特徴とする伸縮ユニオン継手。
3. 一方が開放し他方が袋状であるユニオンナットと、該ナットの袋状側に挿入され一方の配管に接続されるユニオンつばと、該ユニオンつばに対して第１パッキンを介して前記ユニオンナットの開放側に挿入されるユニオンねじと、該ユニオンねじに挿入され他方の部材に接続されるスライド部材と、前記ユニオンねじとスライド部材との間に設けられる第２のパッキンと、前記ユニオンねじに接合され前記ユニオンねじを覆い又は前記ユニオンねじに接合され前記ユニオンねじに覆われて前記スライド部材との間に複数のリング状突起の形成による別体に形成されたラビリンスパッキンとを有することを特徴とする伸縮ユニオン継手。
4. 請求項３において、前記ラビリンスパッキンに前記リング状突起の形成による空隙に通じる漏洩検知センサを有することを特徴とする伸縮ユニオン継手。
5. 請求項２〜４のいずれかにおいて、前記ラビリンスパッキンの前記リング状突起の初段は前記リング状突起の付け根部に貫通穴を有することを特徴とする伸縮ユニオン継手。
6. 請求項２〜５のいずれかにおいて、前記ラビリンスパッキンの前記リング状突起にラビリンスシールパッキンを有することを特徴とする伸縮ユニオン継手。
7. 請求項２〜６のいずれかにおいて、前記ユニオンねじに前記スライド部材を固定するロック手段を有することを特徴とする伸縮ユニオン継手。
8. 請求項１〜７のいずれかにおいて、前記ユニオンねじに前記スライド部材を係止するリング状突起のストッパを有することを特徴とする伸縮ユニオン継手。
9. 請求項１〜８のいずれかにおいて、前記スライド部材は、前記ユニオンナットを緩めることにより前記ユニオンねじが前記第１パッキン及び第２パッキンの交換が可能な位置まで軸方向への移動が可能な軸方向長さを有することを特徴とする伸縮ユニオン継手。
10. 請求項１〜９のいずれかにおいて、前記スライド部材は、前記第２パッキンを固定する２つのリング状突起の形成による溝を有し、前記突起の一方の一部にその高さが他の部分より低い平坦部が形成されていることを特徴とする伸縮ユニオン継手。
11. 請求項１〜１０のいずれかにおいて、前記スライド部材は外周面に互いに対向する位置に平坦部が形成され、該平坦部が前記他方の部材を接続する際に固定できる位置に設けられていることを特徴とする伸縮ユニオン継手。
12. 請求項１〜１１のいずれかにおいて、前記第１パッキンがＯリング型のスクウィーズ型パッキンであり、前記第２パッキンがＵ字型の自立密封型パッキンであることを特徴とする伸縮ユニオン継手。
13. 請求項１〜１２のいずれかにおいて、前記ロック手段は、前記ユニオンねじに互いに対向する位置に少なくとも２つ有すると共に、前記ユニオンねじに形成された平坦部に設けられていることを特徴とする伸縮ユニオン継手。
14. 請求項２〜１３のいずれかにおいて、前記ユニオンねじに接合され前記ユニオンねじを覆う別体に形成された前記ラビリンスパッキンは、２分割によって形成され、互いに外周部に設けられた水平フランジを通してねじ止め結合され、前記ラビリンスパッキンの内周部に形成されたねじ内に前記ユニオンねじの外周部に形成されたねじを挿入して互いに結合されていることを特徴とする伸縮ユニオン継手。
15. 請求項２〜１３のいずれかにおいて、前記ユニオンねじに接合され前記ユニオンねじに覆われ別体に形成された前記ラビリンスパッキンは、２分割によって形成され、前記ユニオンねじの内周部に形成されたねじ内に前記ラビリンスパッキンの外周部に形成されたねじを挿入して互いに結合されていることを特徴とする伸縮ユニオン継手。
16. 請求項２〜１３のいずれかにおいて、前記ラビリンスパッキンの前記複数のリング状突起の形成による空隙内に粘度の高い液体が充填されていることを特徴とする伸縮ユニオン継手。
17. 請求項１６において、前記空隙内への前記液体の充填を、前記ロック手段又は漏洩検知センサが設置される貫通孔を通して行うことを特徴とする伸縮ユニオン継手。
18. 機器及びバルブと、これらの各々と伸縮ユニオン継手によって接続される流体移送系配管とを備え、前記伸縮ユニオン継手は請求項１〜１６のいずれかに記載の伸縮ユニオン継手からなることを特徴とする流体移送配管系。

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