JP2015010628A - カップリング形管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、特に比較的大口径の管であっても容易に接続が可能で、且つ火災などの高温にさらされた場合であっても管内の流体が漏れ出すことのない管継手を提供する。
【解決手段】カップリング形管継手１は、管の端部外周に装着されるケーシング２と、外周を密封シールするシール部材５と、管Ｐの抜け出しを防止する抜け止め部材６と、ケーシングを縮径させる締め付け部材３、４とを備え、高温時に体積膨張してケーシング内部に充填される高温膨張性シール部材８と、管Ｐを接続するときに管Ｐの内部に渡って挿入される内筒７とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、都市ガスなどの流体を流動させる管を接続するカップリング形管継手に関する。

従来から、都市ガスなどの燃料ガス輸送用配管を接続するための管継手として、特許文献１（特開昭５９−５０２８９）や特許文献２（特開２０１０−２４９２５８）に示されるように、管継手本体と、管継手本体にねじ込まれる押輪と、管継手本体と押輪と管の外面との間に形成された空間に設けられたパッキン、リテーナ、管抜け止め用部材、耐火気密充填材を備える機械接続方式（メカニカル接続方式）の管継手が実用に供されている。この管継手によれば、管継手本体と押輪と管の外面との間に形成された空間に設けられたパッキン、リテーナ、管抜け止め用部材、耐火気密充填材を備えるので、火災が発生してパッキンが焼失した場合であっても、管と押輪と継手本体との間に形成される空間に耐火気密充填材が充填されるので配管からガスが漏れ出ることがなく、ガス漏れによる二次災害を予防することができる。

特開昭５９−５０２８９号公報 特開２０１０−２４９２５８号公報

しかしながら、上記のメカニカル接続方式の管継手は、継手本体と押輪にそれぞれ形成されたネジをねじ込むことでシールに必要なパッキン面圧を与える構造であるために、管の外径が大きくなるほどに非常に大きな締め付けトルクで継手本体と押輪を締め付けなければならず、呼び口径８０Aまでの比較的外径寸法の小さな管での実用にとどまっている。もし１００A以上の管を接続するメカニカル接続方式の管継手とする場合には、押輪と継手本体の接続部は締め付けトルクの不足からねじ込み構造でなく例えばフランジ接続構造としなければならないが、フランジ接続構造とした場合フランジ部を複数のボルトと複数のナットを締め付けなければならず、施工性が悪いという問題がある。このため、大口径の管の接続の場合、実際には溶接継手を使用して接続されることが多いが、溶接継手も同様に施工性が悪いことや接続コストが嵩むといった問題がある。
よって本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、火災などの高温にさらされた場合であっても配管内の流体が外部に漏れ出すことが無く、且つ比較的大きな口径の管であっても配管接続を容易に行うことができる管継手を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明のカップリング形管継手は、
互いに対向して接続される対をなす管の端部外周に装着されるケーシングと、 前記ケーシングの内部に装着され、対をなす前記管の外周を密封シールするシール部材と、 前記ケーシングを前記管に沿って縮径させる締め付け部材と、を備えるカップリング形管継手であって、 高温時に体積膨張して前記ケーシング内部に充填される高温膨張性シール部材と、 前記管を接続するときに、対向する両方の前記管の内部に渡って挿入される内筒と、を備えることを特徴とするものである。

このカップリング形管継手によれば、シール部材、抜け止め部材を備えるケーシングを、対をなす管の端部外周に装着して、締め付け部材を締め付けることによってケーシングを管の外周に沿って縮径させて管が接続される。これにより、外径の大きな管を接続する場合であっても接続作業を容易に行うことができる。また、このカップリング形管継手によれば、ケーシング内部に高温膨張性シール部材を備えるので、火災などによって継手が高温にさらされた場合には、高温膨張性シール部材が熱により体積膨張してケーシング内部に充填される。このとき、このカップリング形管継手は対向する管の内部に両方の管に渡って挿入される内筒を備えるので、体積膨張した高温膨張性シール部材は管の内部に流れ込むことなく内筒によって堰き止められる。これにより、体積膨張した高温膨張性シール部材は密度に疎密を生じることなく、ケーシング内部、ならびに管内面と内筒との間の空間にしっかりと詰まるように充填され、継手から流体が漏れ出すことが確実に防止される。

本発明のカップリング形管継手において、
前記内筒には、前記高温膨張性シール部材が膨張した際に前記管内への前記高温膨張シール部材の流入を規制する、前記管の内部に挿入可能な環状部材が外嵌されていることが好ましい。このように内筒に外嵌された環状部材が、内筒と管の内面との間に収まることによって内筒と管の内面の隙間を埋めるので、高温膨張性シール部材が体積膨張したときの管の内部への流れ込みが、内筒のみで堰き止める場合に比してより確実に規制され、継手から流体が漏れ出すことが確実に防止される。

本発明のカップリング形管継手において、
前記内筒は、前記管の端部から挿入可能に設けられた円筒体であってもよい。

本発明のカップリング形管継手において、
前記内筒は、弾性的に拡縮可能な筒状に丸められ前記管の端部から挿入可能に設けられた金属板であってもよい。

本発明のカップリング形管継手において、
前記高温膨張性シール部材は、前記内筒に外嵌された、前記内筒と共に前記管の内部に挿入される筒状体であってもよい。

本発明のカップリング形管継手において、
前記高温膨張性シール部材は、その中央部に前記管の内径寸法よりも大きな位置決め突起を備えていることが好ましい。

本発明のカップリング形管継手において、
前記内筒は、その中央部に前記管の内径寸法よりも大きな大径部を備えることが好ましい。

本発明のカップリング形管継手において、
前記高温膨張性シール部材は、前記管の外周部に設けられていてもよい。

本発明のカップリング形管継手によれば、管の端部外周に装着され、締め付け部材で締め付ける簡単な作業で管の接続ができるケーシングを備えるので、大口径の管であっても容易に管の接続ができる。また、本発明のカップリング形管継手は、高温時に体積膨張してケーシング内部に充填される高温膨張性シール部材と、対向する管の両方の内部に渡って挿入される内筒とを併せて備えているので、火災などの高温に継手がさらされてシール部材が焼失した場合にも、熱により体積膨張した高温膨張性シール部材を管の内部に流れ込ませることなくケーシング内に充填させることができる。このように本発明のカップリング形管継手によれば、大口径の管の接続時にも容易に接続が可能で、且つ火災などで継手が高温にさらされた場合であっても配管内の流体が継手の外部に漏れだすことがない良好な耐火性を併せ持つことができる。

本発明に係るカップリング形管継手の使用状態を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係るカップリング形管継手の縦断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るカップリング形管継手の施工手順を示す断面図である。 本発明に第２の実施の形態に係るカップリング形継手の縦断面図である。 内筒の他の形態を示す斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係るカップリング形管継手について説明する。
（第１の実施の形態）
本発明の第１実施の形態に係るカップリング形管継手１は、図１に示されるように、ガスなどの流体を流動させる２本の管Ｐの対向する端部同士を接続するために、管Ｐの外周端部に装着されるケーシング（継手本体）２と、ケーシング２を管Ｐの外周に沿って縮径させるボルト３、ナット４からなる締め付け手段を有している。本実施の形態においては、ナット４は丸棒に横方向に貫通しボルト３が螺合される雌ネジが形成された棒状の特殊ナットである。ケーシング２は、断面がコの字形に折り曲げられた金属板で形成され、管Ｐの外周に沿ったＣ形形状に形成されたケーシング本体部材２１と、ケーシング本体部材２１の開放部を埋める同様に断面がコの字形に折り曲げられたスライド板２２とからなる。ケーシング２は、ケーシング本体２１とスライド板２２とで断面がコの字形の全周にわたって途切れの無い環状体となり、管Ｐの外周に全周にわたって、管Ｐの外面とケーシング２の内面で囲まれた環状の空間を形成する。

図２に示されるように、ケーシング２の内部には、管Ｐの外面をシールするリップ部５１が形成された筒状のシール部材５と、管Ｐの外周に押し当てられて管の抜け出しを防止する抜け止め部材６とが収容されている。なお、シール部材５には、シール性、耐食性に優れたニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）を用い得る。

また、対向する２本の管Ｐの内径側には、ステンレス製の円筒体である内筒７に外嵌された、管Ｐの内部に挿入可能な筒状体の高温膨張性シール部材８が挿入されている。内筒７の外周部には高温膨張性シール部材８の両端の外側に環状部材９が外嵌されている。環状部材９には、図２に示されるように例えば２条のコイルばねを用い得る。
高温膨張性シール部材８の材質は、火災などの高温にさらされた際に体積膨張する膨張黒鉛入りニトリルブタジエンゴムを用い得る。なお、高温膨張性シール部材８は成形により筒状体に形成されたものでも、シート材を丸めることにより筒状体に形成されたものでもよい。

このカップリング形管継手１による２本の管Ｐの接続手順を、図３を使って説明する。まず、図３（ａ）に示されるように、ケーシング２にシール部材５、抜け止め部材６が装着され、管Ｐが挿入できるように締め付け前の状態のカップリング形管継手を準備し、カップリング形管継手１の一方の端部から管Ｐを所定の位置まで挿入する。

次いで、図３（ｂ）に示されるように、挿入した管Ｐの端部内径側に、２本の環状部材９に挟まれて拘束された状態で内筒７に外嵌された高温膨張性シール部材８を挿入する。このとき、高温膨張性シール部材８は、その中央部分に突出するように設けられた位置決め突起８１が管Ｐの端部に突き当たるまで挿入される。位置決め突起８１は管Ｐの内径寸法よりも大きく形成されているので、管Ｐの端部を位置決め突起８１に突き当てることにより、所望長さの高温膨張性シール部材８の挿入が確実に行われる。本実施の形態における位置決め突起８１の代わりに、高温膨張性シール部材を外嵌する内筒に管内径よりも大きな大径部を設け、その大径部に管の端部を突き当てることにより位置決めを行ってもよい。

次いで、図３（ｃ）に示されるように、カップリング形管継手１の他方の端部から管Ｐを挿入する。このとき、もう一方の管Ｐの場合と同様に、管Ｐの端部内径側に高温膨張性シール部材８を挿入する。

次いで、ボルト３、ナット４を締め付けて管Ｐに沿ってケーシング２を縮径させることによって、シール部材５を管Ｐの外面に密着させ、かつ抜け止め部材６を管Ｐの外面に強固に押圧させて管Ｐを接続する。

次に火災などの高温にさらされた場合の動作を説明する。高温膨張性シール部材を持たない管継手では、火災などの高温に継手がさらされるとシール部材５が焼失して内部の流体を密封する機能が失われるが、本実施の形態に係るカップリング形管継手１によれば、図２に示されるように管Ｐの内面と内筒７との間に高温膨張性シール部材８が設けられているので、火災時には高温膨張性シール部材８が膨張して管Ｐと内筒７の隙間の空間やケーシング内部に充填されて管内部の流体が継手の外に漏れ出すことが防止される。さらに、高温膨張性シール部材８の両端部は環状部材９により拘束されているので、火災時に膨張した高温膨張性シール部材８が管Ｐに流れ込むことが防止される。よって、管Ｐと内筒７との間の隙間、およびケーシング２の内部に高温膨張性シール部材は密度に疎密を生じることなくしっかりと詰まるように充填され良好なシール性能が確保される。また、環状部材９の外径寸法を管Ｐの内径寸法と略同一寸法にすることにより内筒７が管Ｐの内部で偏って配置されることが防止され内筒７の周囲には高温膨張性シール部材が均一に膨張できる空間が確保される。なお、環状部材９は必ず必要というものではなく必要に応じて選択できる。

（第２の実施の形態）
図４に示されるように、本発明の第２の実施の形態に係るカップリング形管継手１Ａは、高温膨張性シール部材８Ａが管Ｐの外周部に配置され、管Ｐの内部には環状部材９のみが外嵌された内筒７が挿入されている以外は図２に示されるカップリング継手１と同じであり、同一箇所については同一の参照符号を付してその説明を省略する。第１の実施の形態に係るカップリング形管継手と同様に、このカップリング形管継手においても、高温膨張性シール部材は火災時の高温で膨張した際、密度に疎密を生じることなく、管Ｐと内筒７との間の隙間およびケーシング２内部に充填され、良好なシール性能が確保される。

第１、第２の実施の形態では、内筒７には管Ｐの端部から挿入可能に設けられた円筒体としたが、図５に示すように、内筒７Ａは金属板を弾性的に拡縮可能な筒状に丸めて形成された筒状体とすることもできる。この内筒７Ａによれば、高温膨張性シール部材が膨張した際には、高温膨張性シール部材の膨張力によって管Ｐの内部で内筒７Ａが縮径され、管Ｐの内面と内筒７Ａの外面との間に高温膨張性シール部材が膨張する空間が全周にわたって確実に形成されるので、高温膨張性部材が偏ることなく全周にわたって均一に膨張して良好なシール性が得られる。

Ｐ：管
１、１Ａ：カップリング形管継手
２：ケーシング
２１：ケーシング本体、２２：スライド板
３：ボルト
４：ナット
５：シール部材
６：抜け止め部材
７、７Ａ：内筒
８：高温膨張性シール部材
９：環状部材

Claims (8)

1. 互いに対向して接続される対をなす管の端部外周に装着されるケーシングと、
   前記ケーシングの内部に装着され、対をなす前記管の外周を密封シールするシール部材と、
   前記ケーシングを前記管に沿って縮径させる締め付け部材と、
   を備えるカップリング形管継手であって、
   高温時に体積膨張して前記ケーシング内部に充填される高温膨張性シール部材と、
   前記管を接続するときに、対向する両方の前記管の内部に渡って挿入される内筒と、
   を備えることを特徴とするカップリング形管継手
2. 前記内筒には、前記高温膨張性シール部材が膨張した際に前記管内への前記高温膨張シール部材の流入を規制する、前記管の内部に挿入可能な環状部材が外嵌されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のカップリング形管継手。
3. 前記内筒は、前記管の端部から挿入可能に設けられた円筒体であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカップリング形管継手。
4. 前記内筒は、弾性的に拡縮可能な筒状に丸められ前記管の端部から挿入可能に設けられた金属板からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカップリング形管継手。
5. 前記高温膨張性シール部材は、前記内筒に外嵌された、前記内筒と共に前記管の内部に挿入される筒状体であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のカップリング形管継手。
6. 前記高温膨張性シール部材は、その中央部に前記管の内径寸法よりも大きな位置決め突起を備えることを特徴とする請求項５に記載のカップリング形管継手。
7. 前記内筒は、その中央部に前記管の内径寸法よりも大きな大径部を備えることを特徴とする請求項５に記載のカップリング形管継手。
8. 前記高温膨張性シール部材は、前記管の外周部に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のカップリング形管継手。

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