JP2012251628A

JP2012251628A - 配管の接続構造および配管接続部の補強方法

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Publication number: JP2012251628A
Application number: JP2011125984A
Authority: JP
Inventors: Kozo Imai; 浩三今井
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2011-06-06
Filing date: 2011-06-06
Publication date: 2012-12-20

Abstract

【課題】樹脂管体同士の接続部において、ＥＦ継手等の管継手を用いても、接続部の耐内圧特性を確実に確保でき、作業性にも優れる配管の接続構造等を提供する。
【解決手段】対向して設けられた一対の配管５のそれぞれの端部は、管継手１１に挿入される。管継手１１は、いわゆるＥＦ継手である。管継手１１の外径は、配管５の外径よりも大きい。このため、管継手１１の両端部において、配管５と管継手１１の境界部には段差が形成される。管継手１１の両側には、この段差を埋めるようにスペーサ１３が設けられる。スペーサ１３は、リング状の部材であり、外面に外径が連続して変化するようにテーパ形状が設けられる。すなわち、スペーサ１３によって配管５の外面から管継手１１の外面までがスムーズに連続する。配管５から管継手１１を含む接続部３までの外周全面には補強層７が設けられる。補強層７は、補強テープ等が巻き付けられて形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は上下水道配管、トンネル消火配管、消火配管、工場配管、融雪用配管等に用いられる送配水用の配管の接続構造および接続方法に関するものである。

従来、送配水を行う配管には、樹脂製の配管が使用される。樹脂製の配管は、例えば鋼管等と比較して軽量であるとともに、長尺のものが使用できるため、接続部を減らすことができる。

樹脂配管同士の接続方法としては、両樹脂管端部をヒーターで暖め、圧力を加えることにより接続するバット融着がある。バット融着は、継手を使用しないため、コスト面では優れるものの、バット融着用の機器類が大掛かりとなり、作業スペースの制限等が生じる場合がある。

また、他の簡易な樹脂配管の接続方法として、電気融着ソケット（ＥＦ継手：ＥｌｅｃｔｒｏＦｕｓｉｏｎ継手）等の継手を用いる方法がある。樹脂配管の端部を両側方から電気融着ソケットに挿入し、電気融着ソケットに電流を流すことで、熟練等を要せず、確実に樹脂配管を接続することができる（例えば特許文献１）。

特開平１０−４７５７９号公報

一方、樹脂配管内部に高圧流体を流す場合には、樹脂配管等の耐内圧特性が要求される。樹脂配管の耐内圧特性を向上させる方法としては、樹脂管体の外周に補強テープを巻き付けて補強層を形成する方法がある。

しかし、前述したような例えばＥＦ継手等の継手を用いる場合には、継手における耐内圧特性も樹脂管体と同様に向上させる必要がある。したがって、継手の外周にも、補強層を形成する必要がある。しかしながら、継手の外径が樹脂管体の外径よりも大きいため、継手の両端部における管体外周面には段差が形成される。したがって、補強テープ等を巻き付けることが困難であり、また、補強テープと樹脂管体等の間に隙間が形成される恐れがある。

樹脂管体同士の接続部において、確実に補強層が形成されないと、その部位の耐内圧特性が十分に確保されず、使用時に漏れや破損の恐れがある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、樹脂管体同士の接続部において、ＥＦ継手等の管継手を用いても、接続部の耐内圧特性を確実に確保でき、作業性にも優れる配管の接続構造等を提供することを目的とする。

前述した目的を達するために第１の発明は、配管の接続構造であって、一対の樹脂配管と、前記樹脂配管の端部が両端よりそれぞれ挿入される管継手と、前記管継手の両端に設けられるスペーサと、を具備し、前記管継手は、前記樹脂配管よりも外径が大きく、前記スペーサは、前記管継手と前記樹脂配管の境界部における段差部に、前記管継手の両端部と当接するように配置され、前記スペーサの外周面は、前記樹脂配管の外径から前記管継手の外径までをなだらかに接続する外形テーパ状であり、前記樹脂配管の外周面から、前記スペーサの外面を介して前記管継手の外周面まで、金属製または繊維製の補強テープが巻きつけられた補強層が連続して形成されることを特徴とする配管の接続構造である。

前記管継手は、電気融着ソケットであってもよい。前記補強層は、金属製または繊維製の補強テープが巻きつけられて形成されるものであるが、前記補強層の外周にさらに樹脂テープや熱収収縮チューブからなる保護層が形成されてもよい。

前記スペーサは、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴムのいずれかで構成されてもよい。

第１の発明によれば、継手と樹脂配管との間の段差がスペーサによって埋められて、樹脂配管同士の接続部の縦断面において、樹脂配管の外周面から継手の外周面までをなだらかに接続することができる。このため、外周に補強層を形成した場合において、段差部における隙間等が形成されず、接続部全体を確実に補強することができる。したがって、樹脂配管同士の接続部の耐内圧特性を確実に得ることができる。

なお、電気融着ソケットを用いれば、樹脂配管同士の作業性に優れる。また、補強層が補強テープで構成されれば、補強層を容易に形成することができる。例えば、金属テープを用いた場合であっても、継手と樹脂配管との境界部におけるテーパ形状に追従させることが容易であり、また、繊維補強テープ等を用いた場合でも、継手の端部で繊維が破断することがない。

また、補強層の外周にさらに保護層を設けることで、補強層に水が侵入して補強層が劣化することがない。また、内部の樹脂管体が傷つくことがない。

第２の発明は、配管接続部の補強方法であって、一対の樹脂配管と、前記樹脂配管よりも外径が大きい管継手とを用い、前記樹脂配管の端部を前記管継手の両端にそれぞれ挿入し、前記管継手と前記樹脂配管の境界部における段差部に、前記樹脂配管の外径から前記管継手の外径までをなだらかに接続する外形テーパ状のスペーサを、前記管継手の両端部と当接するように設け、前記樹脂配管の外周から前記スペーサの外周を介して前記管継手の外周まで連続して金属製または繊維製の補強テープを巻きつけることを特徴とする配管接続部の補強方法である。

第２の発明によれば、作業性にも優れ、樹脂配管同士の接続部の耐内圧特性を確実に確保することができる。

本発明によれば、樹脂管体同士の接続部において、ＥＦ継手等の管継手を用いても、接続部の耐内圧特性を確実に確保でき、作業性にも優れる配管の接続構造等を提供することができる。

配管接続構造１を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は補強テープ透視図。配管接続構造１を示す縦断面図。配管接続構造１を示す図であり、図１（ａ）はＡ−Ａ線断面図、図１（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図。配管接続構造１の施工方法を示す図。配管接続構造１の施工方法を示す図。配管接続構造２０を示す縦断面図。配管接続構造２０を示す図であり、（ａ）は接続部の断面図、（ｂ）は配管５の断面図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、配管接続構造１を示す図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は補強テープ透視図である。また、図２は、配管接続構造１を示す縦断面図であり、図３（ａ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図３（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。配管接続構造１は、主に配管５、管継手１１、スペーサ１３、補強テープ９等から構成される。

配管５は、例えば橋梁等に沿って敷設される送水配管や、道路下や線路脇等に配置される上下水道配管や消火配管、トンネルに配置されるトンネル消火配管や、工場配管等のように、内部に水などの液体や気体を含む流体が流れる配管である。

配管５は、例えばポリエチレン製である。配管５としては、例えば呼び径１５０Φ（外径１８０φ、外径／肉厚比１３．６）のものを使用することができる。対向して設けられた一対の配管５のそれぞれの端部は、管継手１１に挿入される。すなわち、管継手１１の両側より、配管５の端部が挿入される。

管継手１１は、いわゆるＥＦ継手であり、電気継手に埋め込まれた電熱線に通電することにより発熱させ、管継手１１と挿入された配管５の界面を溶かし、一体化させて接合するものである。すなわち、配管５の端部と管継手１１は、電気融着によって接続される。なお、管継手１１のターミナル、配線および電源等は図示を省略する。また、本発明では、管継手１１としては、ＥＦ継手に限られず、配管５の端部を内部に挿入して接続するものであれば、他の管継手であってもよい。

管継手１１の外径は、配管５の外径よりも大きい。このため、管継手１１の両端部において、配管５と管継手１１の境界部には段差が形成される。管継手１１の両側には、この段差を埋めるようにスペーサ１３が設けられる。

スペーサ１３は、リング状の部材であり、外面に外径が連続して変化するようにテーパ形状が設けられる。なお、テーパ角度は例えば１０〜６０°であれば良いが、より好ましくは、１０から４５°である。ここで、テーパ角度を、６０°以下にするのは、テーパ角度がこれ以上大きいと、テープに張力を掛けて巻く時に、テープの一部又は全部がずれやすいためであり、また４５°以下であれば、テープ巻き時の配管の中心方向のテープ張力が管軸方向のテープ張力より大きくなることから、より好ましい。さらには、スペーサ１３の形状は、スペーサ１３を半割状として、周方向に複数に分割してもよい。

スペーサ１３の内径は、配管５の外径に対応し、配管５の外周にスペーサ１３を挿通可能である。スペーサ１３の一方の端部側が最も外径の小さな部位となる。この部位の最小外径は、配管５の外径と略一致する。一方、スペーサ１３の他方の端部側が最も外径の大きな部位となる。この部位の最大外径は、管継手１１の外径と略一致する。例えば、スペーサ１３の断面を三角形とすると、底辺（配管の長手方向）の長さを３０ｍｍ程度とし、高さ（すなわち配管と管継手の外径差）を１３ｍｍ程度とすればよい。この場合のテーパ角は前記の好ましい１０〜４５°の範囲に含まれる約２６°となる。

すなわち、図２に示すように、スペーサ１３の断面は略三角形状であり、スペーサ１３によって配管５の外面から管継手１１の外面までがスムーズに連続する。なお、スペーサ１３の断面形状は、必ずしも三角形でなくてもよく、テーパが円弧状に形成されてもよく、または台形状であってもよい。また、スペーサ１３としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム等で構成される。

配管５から管継手１１を含む接続部３までの外周全面には補強層７が設けられる。補強層７は、補強テープ等が巻き付けられて形成される。補強テープとしては、例えば１ｍｍ厚程度のステンレス、鉄製の鋼帯、ポリアリレートやアラミドなどの高強度繊維で構成される。

なお、補強テープの巻き付けは、例えば、テープ幅方向の端部同士をラップさせるように巻きつけてもよく、または、多少のギャップを設けて巻きつけてもよい。また、ポリアリレート繊維製テープを正逆２重に巻きつけるなど、複数回巻きつけて補強層１９を形成してもよい。なお、ポリアリレート繊維製テープの巻き付け方法は、ポリアリレート繊維製テープの強度や必要とされる耐内圧に応じて適宜決定される。

次に、配管の接続構造の形成方法について説明する。図４、図５は、配管接続構造１の施工方法を示す図である。まず、図４（ａ）に示すように、対向する一対の配管５の端部を管継手１１に挿入する（図中矢印Ｃ方向）。この際、スペーサ１３の大径部が接続方向に向くように、あらかじめスペーサ１３をそれぞれの配管５に挿通し、長手方向に退避させておく。なお、配管５に補強層（補強テープ）が設けられている場合には、接続部近傍の補強テープを所定範囲剥離しておく。

管継手１１の両側方から配管５が挿入された状態で（図４（ｂ））、管継手１１に通電し、管継手１１と配管５とを融着する。なお、この際、管継手１１内部で、配管５の端部同士が完全に当接する必要はない。

次に、図５（ａ）に示すように、スペーサ１３を管継手１１の両端に接触するように移動する（図中矢印Ｄ方向）。また、必要に応じて、この位置でスペーサ１３を配管５の外面に接着する。なお、スペーサ１３が周方向に複数に分割されている場合には、スペーサ１３をあらかじめ配管５に挿通しておく必要はなく、配管５同士を接続後、スペーサ１３を当該部位に嵌めて接着剤等で固定すればよい。

次に、図５（ｂ）に示すように、配管５の外面に（管継手１１との接続の際、補強テープを剥離した場合には、この剥離した範囲を覆うように）補強テープ９を巻き付ける。この際、補強テープ９は、配管５の外周からスペーサ１３の外面を介して管継手１１の外面まで連続して巻きつけられる。以上により、配管接続構造が構築される。

以上説明したように、本実施形態の配管接続構造１によれば、接続部３およびこれと接続される配管５の全外面に渡って補強層７が形成される。このため、配管５および接続部３の十分な耐内圧特性を得ることができる。

また、スペーサ１３を設けることで、補強テープ９を巻き付けた際、管継手１１の両端部の段差部において、補強テープ９と配管５の外面との間に隙間が形成されることがなく、また、補強テープ９が段差部で折り曲げられて、その一部が損傷することもない。

また、接続部３近傍において、補強テープ９を巻き付ける対象部の外径が連続してなだらかに変化するため、補強テープ９の巻き付け作業も容易である。また、補強テープ９の巻き付け性が悪いことにより、補強テープ９を過剰に複数回にわたって何重にも巻き付ける必要もなく、容易に配管接続構造を形成することができる。

次に、第２の実施の形態について説明する。図６は、第２の実施の形態にかかる配管接続構造２０を示す縦断面図であり、図７（ａ）は、図６のＥ−Ｅ線断面図、図７（ｂ）は図６のＦ−Ｆ線断面図である。なお、以下の実施の形態において、図１〜図３に示す構成と同一の機能を果たす構成要素には、図１〜図３と同一番号を付し、重複した説明を避ける。

配管接続構造２０は、配管接続構造１と略同様の構成であるが、補強層７の外周に、さらに保護層２１が形成される点で異なる。保護層２１は、外部からの補強層７の損傷や、腐食等を防止するものである。保護層２１としては、例えばポリエチレン製であり、２．５ｍｍ厚程度の樹脂テープや熱収収縮チューブにより形成される。

なお、保護層２１を樹脂テープで構成する場合には、必要に応じて、樹脂テープの裏面に粘着層が設けられる。また、樹脂テープによって、内周側の補強層７が露出しないように、隙間なくラップ巻きまたは複数層巻きで巻き付けることが望ましい。

また、樹脂テープまたは樹脂チューブには、必要に応じてカーボンブラックが１％以上配合されてもよい。カーボンブラックを配合することで、耐候性に優れる配管を得ることができる。また、樹脂テープまたは樹脂チューブには、必要に応じて難燃材等を配合してもよい。

第２の実施の形態にかかる配管接続構造２０によれば、ガス用配管１と同様の効果を得ることができる。また、補強層７の外周に保護層２１が形成されるため、取り扱い時に補強層５が損傷することを防止することができる。また、取り扱い時に、補強テープが剥がれたりずれたりすることがない。また、保護層２１によって、水の浸入を防ぐことができ、補強層７が腐食することがない。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、２０………配管接続構造
３………接続部
５………配管
７………補強層
９………補強テープ
１１………管継手
１３………スペーサ
２１………保護層
１７………連結棒
１９………補強層

Claims

配管の接続構造であって、
一対の樹脂配管と、
前記樹脂配管の端部が両端よりそれぞれ挿入される管継手と、
前記管継手の両端に設けられるスペーサと、
を具備し、
前記管継手は、前記樹脂配管よりも外径が大きく、
前記スペーサは、前記管継手と前記樹脂配管の境界部における段差部に、前記管継手の両端部と当接するように配置され、前記スペーサの外周面は、前記樹脂配管の外径から前記管継手の外径までをなだらかに接続する外形テーパ状であり、
前記樹脂配管の外周面から、前記スペーサの外面を介して前記管継手の外周面まで、金属製または繊維製の補強テープが巻きつけられた補強層が連続して形成されることを特徴とする配管の接続構造。
前記管継手は、電気融着ソケットであることを特徴とする請求項１記載の配管の接続構造。
前記補強層の外周にさらに樹脂テープや熱収収縮チューブからなる保護層が形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配管の接続構造。
前記スペーサは、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴムのいずれかで構成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の配管の接続構造。
配管接続部の補強方法であって、
一対の樹脂配管と、前記樹脂配管よりも外径が大きい管継手とを用い、
前記樹脂配管の端部を前記管継手の両端にそれぞれ挿入し、
前記管継手と前記樹脂配管の境界部における段差部に、前記樹脂配管の外径から前記管継手の外径までをなだらかに接続する外形テーパ状のスペーサを、前記管継手の両端部と当接するように設け、
前記樹脂配管の外周から前記スペーサの外周を介して前記管継手の外周まで連続して金属製または繊維製の補強テープを巻きつけることを特徴とする配管接続部の補強方法。