JP2017133589A - 補修用継手 - Google Patents
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Abstract
【課題】第１配管１と第２配管２のうち、第２配管２の外径が変わっても容易に調整可能な補修用継手１０を提供する。
【解決手段】補修用継手１０は複数の分割ハウジング１１を有し、各分割ハウジング１１は分割スリーブ１１Ａと、分割スリーブ１１Ａの一端に設けられた端板２１ａと、分割スリーブ１１Ａの他端に設けられた取付板２２とを備えている。端板２１ａには第１配管１との間で第１シール空間２５ａを形成する第１連結板４１ａが設けられている。取付板２２には対向端板２１ｂが取付けられ、対向端板２１ｂには第２配管２との間で第２シール空間２５ｂを形成する第２連結板４１ｂが設けられている。
【選択図】図１
【解決手段】補修用継手１０は複数の分割ハウジング１１を有し、各分割ハウジング１１は分割スリーブ１１Ａと、分割スリーブ１１Ａの一端に設けられた端板２１ａと、分割スリーブ１１Ａの他端に設けられた取付板２２とを備えている。端板２１ａには第１配管１との間で第１シール空間２５ａを形成する第１連結板４１ａが設けられている。取付板２２には対向端板２１ｂが取付けられ、対向端板２１ｂには第２配管２との間で第２シール空間２５ｂを形成する第２連結板４１ｂが設けられている。
【選択図】図１
Description
本発明は、液体を流通する第１配管と第２配管との間の漏洩部位に設置される補修用継手に係り、とりわけいずれかの配管の外径が変わっても容易に設置することができる補修用継手に関する。
水道管や工業用配管などの埋設後、経年変化、地盤の変動により、パッキングや管体あるいは継手部の老化、腐食、衝撃等に原因した亀裂や損耗、溶接部の劣化は管を流通する液体の漏洩の原因となる。漏洩発生時における補修方法として従来の典型的な方法は、故障部分を場合によっては切出し、交換することであり、交換によって破損ないし損耗した部体を更新し、従前通りの管路に復元する。一般的に水や工業用液材などが流通している管路においては、このような補修が発生するとその流通を遮断しなければならず、当該管路系を利用する下流域全般の生活ないし営業に支障を来す不都合がある。又、目的の部体を交換するためには当該部体に接続された隣接部体に対してもそれなりの手当てを施すことが必要であるからその総工数は大であり、特に埋設管などにおいては著しく大きな工数を必要とする。
そこで、液体を流通する配管からの漏洩の対応方法を改善するものとして、漏洩部位を含む補修対象継手全体を覆い被せる補修用継手が提案されている。
このような補修用継手として、第１配管と第２配管とを外周から覆うとともに、複数の分割ハウジングを含むものが知られている。
このような補修用継手は円周方向に複数、例えば２つに分割された上述の分割ハウジングを含む。
通常、漏洩部位は第１配管と第２配管との間に形成され、補修用継手はこの第１配管と第２配管を跨ぐよう、第１配管と第２配管の外周に設置される。そして補修用継手は第１配管と第２配管の外径に応じて作製され、例えば第２配管の外径が変わるとその都度作製しなければならない。
http://www.victaulic.co.jp/products/repair_rs.html、「補修継手、リペアスリーブ RS型 製品カタログ 」「日本ヴィクトリック株式会社、ホームページ，平成２７年７月１５日
本願発明は、このような点を考慮してなされたものであり、第１配管と第２配管のうち、例えば第２配管の外径が変わっても、容易に調整して使用することができる補修用継手を提供することを目的とする。
本発明は、第１配管と第２配管とを外周から覆うとともに、複数の分割ハウジングを含む補修用継手において、各分割ハウジングは前記第１配管と前記第２配管を外周から覆う分割スリーブと、前記分割スリーブの一端に設けられた端板と、前記分割スリーブの他端に設けられた取付板とを備え、前記端板に前記第１配管との間に第１シールリングを収容する第１シール空間を形成する第１連結板が設けられ、前記取付板に前記端板と対をなす対向端板が取外自在に設けられ、この対向端板に前記第２配管との間に第２シールリングを収容する第２シール空間を形成する第２連結板が設けられていることを特徴とする補修用継手である。
本発明は、前記第１配管の軸線と前記第２配管の軸線は互いに非平行となっていることを特徴とする補修用継手である。
本発明は、前記第１配管の軸線と前記第２配管の軸線は互いに平行となっていることを特徴とする補修用継手である。
本発明によれば、第１配管と第２配管のうち、例えば第２配管の外径が変わっても容易に調整して使用することができる。
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の実施形態による補修用継手について図１および図２により説明する。
本実施の形態による補修用継手１０は図２に示すように、中心を通る軸線をもつ円筒状の漏洩管（第１配管）１と、中心を通る軸線をもつ円筒状の漏洩管（第２配管）２とを外周から覆うものであり、複数、例えば２つの分割ハウジング１１，１１を含んでいる。
以下、本発明の実施形態による補修用継手について図１および図２により説明する。
本実施の形態による補修用継手１０は図２に示すように、中心を通る軸線をもつ円筒状の漏洩管（第１配管）１と、中心を通る軸線をもつ円筒状の漏洩管（第２配管）２とを外周から覆うものであり、複数、例えば２つの分割ハウジング１１，１１を含んでいる。
このうち上方の分割ハウジング１１は補修用継手１０の上半部を構成し、下方の分割ハウジング１１は補修用継手１０の下半部を各々構成する。
さらに図３に示すように、各分割ハウジング１１は第１配管１と第２配管２を外周から覆う半円筒状の分割スリーブ１１Ａと、分割スリーブ１１Ａの第１配管１側の一端に設けられた端板２１ａと、分割スリーブ１１，１１の第２配管２側の他端に設けられた取付板２２とを備えている。
そして端板２１ａには第１配管１との間に第１シールリング３０ａを収納する第１シール空間２５ａを形成する第１連結板４１ａが取付けられている。また取付板２２には、端板２１ａと対をなす対向端板２１ｂがボルト４２およびナット４３により取付板２２に対して取外自在に設けられている。さらに対向端板２１ｂには、第２配管２との間に第２シールリング３０ｂを収容する第２シール空間２５ｂを形成する第２連結板４１ｂが取付けられている。
ところで、図２の右方へ伸びる補修対象の第１配管１と、図２の左方へ伸びる補修対象の第２配管２とは互いの接合面３でボルト等の継手機構によって（図示しない）連結されている。また補修対象の第１配管１と第２配管２は何らかの事情で継手部分に曲がりを生じ、曲がり角を呈する（図２のθ°を参照）。すなわち、第１配管１の軸線と第２配管２の軸線は非平行となっている。
第１配管１と第２配管２の補修用継手１０に対する相対曲がり角に対する所定の許容値が２．５°と設定されれば、交叉角２．５°の補修管では２．５°±２．５°、すなわち、０°〜５°の補修対象の第１配管１と第２配管２の曲がり角の範囲のものに対応可能である。
この部位での液体の漏洩が第１配管１と第２配管２の継手部で発見されたとする。図２の上部には、本発明の補修用継手１０の縦断面模式図を示す。図２の下部には補修用継手１０を外観から見た側面模式図を示す。
上述のように本発明の補修用継手１０は、補修対象３の補修対象の第１配管１と第２配管２の外周を密封して覆うよう設置され、各分割ハウジング１１は上部及び下部に分割されているものがボルト１３、ナット１４で連結される（図１参照）。図２に示されているように、補修用継手１０の上部および下部の分割ハウジング１１は第１配管１との間に、第１シール空間２５ａを形成する第１連結板４１ａと第２配管２との間に第２シール空間２５ｂを形成する第２連結板４１ｂとを有し、これら第１シール空間２５ａと第２シール空間２５ｂは円環状に形成されている。また第１シール空間２５ａ内に収容される第１シールリング３０ａおよび第２シール空間２５ｂ内に収容される第２シールリング３０ｂは、弾性ゴムからなる。また第１シールリング３０ａおよび第２シールリング３０ｂは、いずれもくさび形状をもつシールリング３１，３２を含む。
次に第１シール空間２５ａ内に収容される第１シールリング３０ａおよび第２シール空間２５ｂ内に収容される第２シールリング３０ｂについて説明する。
第１シールリング３０ａおよび第２シールリング３０ｂは、第１シール空間２５ａおよび第２シール空間２５ｂ内に収容され、シール押さえリング金具２４ａ，２４ｂを第１シール空間２５ａおよび第２シール空間２５ｂ内に嵌め込み、シール押さえリング金具２４ａ，２４ｂの円周方向に複数穿孔されたボルト孔を介してボルト２３ａ，２３ｂをナットで締結する。このとき、シール押さえリング金具２４ａ，２４ｂにより、前記シールリング３１，３２は軸方向に圧縮され、対向されているくさび部がずり上がり、図のシールリング溝上面、シールリング溝底面、軸方向のシール溝面側面で密封シールが形成される（図４乃至図６参照）。ここで図４乃至図６は第１シールリング３０ａの構造を示すが、第２シールリング３０ｂも第１シールリング３０ａと略同一の構造をもつ。
第１シールリング３０ａおよび第２シールリング３０ｂは、第１シール空間２５ａおよび第２シール空間２５ｂ内に収容され、シール押さえリング金具２４ａ，２４ｂを第１シール空間２５ａおよび第２シール空間２５ｂ内に嵌め込み、シール押さえリング金具２４ａ，２４ｂの円周方向に複数穿孔されたボルト孔を介してボルト２３ａ，２３ｂをナットで締結する。このとき、シール押さえリング金具２４ａ，２４ｂにより、前記シールリング３１，３２は軸方向に圧縮され、対向されているくさび部がずり上がり、図のシールリング溝上面、シールリング溝底面、軸方向のシール溝面側面で密封シールが形成される（図４乃至図６参照）。ここで図４乃至図６は第１シールリング３０ａの構造を示すが、第２シールリング３０ｂも第１シールリング３０ａと略同一の構造をもつ。
この場合、シールリング３１，３２のくさび角αは３７．５°に形成され、従来、用いられていた３０°に比して約３０％の余裕が生じる。
補修用継手１０は、分割ハウジング１１が連結されれば、円形空洞を形成するが左右の円軸芯は互いに交叉されて成形されている。本実施態様では、交叉角θは２．５°として分割ハウジング１１が成形されている。交叉角が０°であれば、補修用継手の端板は左右の軸に対して双方共に９０°で加工されているが、本実施の形態において、上半部の分割ハウジング１１のうち、分割スリーブ１１Ａと端板２１ａとの間の角Ａは８８．７５°として成形され、下半部の分割ハウジング１１のうち分割スリーブ１１Ａと端板２１ａとの間の角Ａは９１．２５°として成形され、補修用継手１０が組まれれば、左右合計で２．５°の交叉角を生成する。
このように本実施態様では補修用継手１０は交叉角は２．５°を有し、シールリング３１，３２の弾性が許す範囲で補修対象管１と２の曲がり角θ°へ適合し、シールリング３１，３２の対向するくさび部、シール受入部２０に対向する補修対象の第１配管１および第２配管２の外表面、第１シール空間２５ａおよび第２シール空間２５ｂの内孔部でシール面を形成し、補修対象の第１配管１と第２配管２との間から漏れ出る輸送液体を補修用継手１０内で密封する。補修用継手１０の上端には空気出入口４７、下端にはドレン排水口４８が設けられているが、これらは施工時に閉栓され、補修後には補修用継手１０内部は密封状態となる。
図４は、第１シールリング３０ａを構成するシールリング３１，３２に軸圧が負荷されない場合の組立時のシール部断面図を示す。対向配置されるくさび形のシールリング３１，３２の一方のシールリング３１の上面には溝（リップ）３４が形成され、他方のシールリング３４の斜面および底面には溝（リップ）３５，３３が各々設けられ、第１シールリング３０ａの高さはＨとなっている。軸方向に締結力がかかるとシールリング３１，３２は軸方向に圧縮されて脹らみ、第１シール空間２５ａの上下のシール面を密封する。くさび形の斜面同士は対向する斜面上で軸方向に締結力がかかると軸方向に圧縮されてずり上がり、第１シールリング３０ａの高さはＨ”となり、さらにシール圧が増す。このくさび角αは３７．５°に形成されており、３０°に形成される場合に比して、ずり上がり効果が増すため、シールの密封効果はさらに増す（図５参照）。なお、軸方向への締結力を中間程度とした場合は、シールリング３１，３２の斜面上でのずり上がり量は、中間程度となる（図６参照）。このとき第１シールリング３０ａの高さはＨ’となる。
補修対象の第１配管１と第２配管２の曲がり角θ°が、例えば４°の場合に補修用継手１０の交叉角は２．５°のものを用いて補修する実施形態を示すが、補修対象の第１配管１と第２配管２の曲がり角θ°が５°以下の場合には、補修用継手１０の交叉角は２．５°のものを用いて補修することができ、補修対象の第１配管１と第２配管２の曲がり角θ°が大きくθ＝７．５°の場合であれば、補修用継手１０は交叉角も大きく５°〜１０°の範囲内のものを選択すればよい。補修用継手１０の上下の分割ハウジング１１が連結されれば、円形空洞を形成する、左右の円軸芯の交叉角が予め設定された交叉角をもって成形され、輸送液体漏洩の場合には、適切な交叉角の補修用継手１０を適宜選択すればよい。
漏洩継手の両側の管路の曲がり角に対する許容値を５°とすれば、補修対象の第１配管１と第２配管２の曲がり角θ°が、例えば４°の場合でも補修用継手１０の交叉角は５°のものを用いて補修することも可能で、交叉角５°のものは、補修対象の第１配管１と第２配管２の曲がり角θ°が０°〜１０°のものまで対応可能ということとなる。このように補修用継手１０の上下の分割ハウジング１１が連結されれば、円形空洞を形成する。そして左右の円軸芯の交叉角が予め設定された交叉角をもって成形され、輸送液体漏洩の場合には、適切な交叉角の補修用継手１０を適宜選択すればよい。
図７は、本発明にかかる補修用継手の補修方法Ｓ１００の各段階を示すフローチャートである。補修用継手の補修方法は、予め漏洩継手の両側の管路の曲がり角のうち所定の許容値内に収まる曲がり角範囲を決定する曲がり角を設定する第一の段階Ｓ１０１と、
分割ハウジング１１であって、組立時に前記分割ハウジング１１の内部に形成される管路は当該管路の一方の開口端中心から継手部中心に向う管路中心線と他方の開口端中心から継手部中心に向う管路中心線とがなす交叉角が当該交叉角に対して前記曲がり角範囲内の交叉角に形成されるべき管路となる空隙部を形成し、かつ第１シール空間２５ａと第２シール空間２５ｂを有する分割ハウジング１１を予め用意する準備段階Ｓ１０２と、
補修対象の継手の変位測定値を用い、当該継手の両側の管路の曲がり角が前記所定の曲がり角以下であることの検定を含む組立段階前段Ｓ１０３と、
シールリングであって内封液圧によって液封シール圧を増加させる自己増圧機能を備える溝をシール当接面に有する弾性体シールリング３１，３２を有する第１シールリング３０ａと第２シールリング３０ｂを第１シール空間２５ａおよび第２シール空間２５ｂ内に配設する組立段階後段Ｓ１０４と、
を含む。
分割ハウジング１１であって、組立時に前記分割ハウジング１１の内部に形成される管路は当該管路の一方の開口端中心から継手部中心に向う管路中心線と他方の開口端中心から継手部中心に向う管路中心線とがなす交叉角が当該交叉角に対して前記曲がり角範囲内の交叉角に形成されるべき管路となる空隙部を形成し、かつ第１シール空間２５ａと第２シール空間２５ｂを有する分割ハウジング１１を予め用意する準備段階Ｓ１０２と、
補修対象の継手の変位測定値を用い、当該継手の両側の管路の曲がり角が前記所定の曲がり角以下であることの検定を含む組立段階前段Ｓ１０３と、
シールリングであって内封液圧によって液封シール圧を増加させる自己増圧機能を備える溝をシール当接面に有する弾性体シールリング３１，３２を有する第１シールリング３０ａと第２シールリング３０ｂを第１シール空間２５ａおよび第２シール空間２５ｂ内に配設する組立段階後段Ｓ１０４と、
を含む。
なお、補修用継手１０の各分割ハウジング１１を用意した後、例えば第１配管１と第２配管２のうち、第２配管２の外径が予想した値より大きい場合、あるいは小さい場合、この第２配管２の外径に合わせて対向端板２１ｂの位置を調整する段階も含む。図３に示すように分割ハウジング１１の対向端板２１ｂは分割スリーブ１１Ａの他端に設けられた取付板２２に取外自在に設けられている。このため、例えば第２配管２の外径が予想した値より大きい場合、対向端板２１ｂを取付板２２から取外す。
次に大きな外径をもつ第２配管２に適合した新たな対向端板２１ｂを取付板２２に取付ける。このことにより、大きな外径をもつ第２配管２に合わせて補修用継手１０全体を作製する必要はなく、補修現場において大きな外径をもつ第２配管２に合わせて新たな対向端板２１ｂを取付板２２に設置するだけで、第２配管２に適合して補修用継手１０の形状を調整することができる。
なお、上記実施の形態において、補修用継手１０の第２配管２側の対向端板２１ｂを取付板２２に取付自在に設けた例を示したが、これに限らず、分割スリーブに別の取付板を設けこの取付板に第１配管１側の端板２１を対向端板２１ｂと同様、取外自在に設けてもよい。
補修用継手の両側の管路の曲がり角のうち所定の許容値内に収まる曲がり角範囲を決定する曲がり角を設定する第一の段階Ｓ１０１では、第１配管１および第２配管２の左右の接続関係、例えばスリーブ構造によるもの、漏洩継手の両側の管路の管径、外周の材質、面精度、液圧及び漏出量等によって変動し得る、曲がり角のうち所定の許容値を、例えば、許容値を２．５°と定める。
分割ハウジング１１を予め用意する準備段階Ｓ１０２では、補修該当エリアから定まる漏洩管の統計的基礎数値から、所定の規定割合がその範囲に収まる分割ハウジング１１を予め想定数量用意する。例えば、曲がり角θ°が０°〜５°までのものが漏洩管の９２％が収まると想定するのであれば、２．５°の交叉角の補修用継手１０をある程度の数量を準備する。曲がり角θ°が０°〜１０°までのものが漏洩管の９８％を占めてこれらをカバーするのであれば、２．５°の交叉角及び７．５°の補修用継手１０を二種類準備する段階である。なお、上述のように、第２配管２の外径が変化した場合は、補修用継手１０を変換する必要はなく、新たな対向端板２１ｂのみを交換して対応する。
組立段階前段Ｓ１０３では、補修用継手１０の両側の管路の曲がり角が前記所定の曲がり角以下であることの検定を行い、例えば、補修用継手１０の両側の管路の曲がり角が４°であれば、２．５°の交叉角の補修用継手を選択し、当該補修用継手１０の両側の管路の曲がり角が４°であれば、この４°が選択された２．５°の交叉角の補修用継手１０の曲がり角に対する許容値±２．５°内に収まる０°〜５°の曲がり角範囲にあることを検定する。
組立段階後段Ｓ１０４では、分割ハウジング１１の第１シール空間２５ａおよび第２シール空間２５ｂ内にくさび形のシールリング３１，３２のくさび形状部を対向させて収納し、シール押さえリング金具２４ａ，２４ｂを第１シール空間２５ａおよび第２シール空間２５ｂ内に嵌め込み、シール押さえリング金具２４ａ，２４ｂの円周方向に複数穿孔されたボルト孔を介して軸方向ボルト２３ａ，２３ｂをナットで締結する。この場合、リング金具２４ａ，２４ｂで前記シールリング３１，３２は圧縮され、対向させているくさび部がずり上がり、図５に示すシールリング３１の溝３４の上面、シールリング３２の溝３３の底面、シールリング３２の軸方向のシール溝３５の側面で密封シールが形成される。
なお、シールリング３１，３２の断面は、内封圧力によって、軸方向半径内外方向へ拡がり易く補修対象の漏洩管の曲がり変位がある場合にも適用できるものであれば、断面形状に制約はなく、Ｖ形でも、均一に拡がるＣ形でもよい。
＜第２の実施の形態＞
次に本発明の第２の実施の形態について図８により説明する。
図８に示す第２の実施の形態は、補修用継手１０が設置される円筒状の第１配管１と円筒状の第２配管２は継手部分に曲がりがなく、配管１の軸線と配管２の軸線は平行となっている。
次に本発明の第２の実施の形態について図８により説明する。
図８に示す第２の実施の形態は、補修用継手１０が設置される円筒状の第１配管１と円筒状の第２配管２は継手部分に曲がりがなく、配管１の軸線と配管２の軸線は平行となっている。
図８に示す第２の実施の形態において、他の構成は図１乃至図７に示す第１の実施の形態と略同一である。
図８において、図１乃至図７に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図８に示すように、第１配管１と第２配管２とは継手部分に曲がりがないため、両者の間の曲がり角θは０°となっている。また補修用継手１０の交差角も０°となっているため、上部の分割ハウジング１１の分割スリーブ１１Ａと端板２１ａとの間の角Ａは９０°となっており、下部の分割ハウジング１１の分割スリーブ１１Ａと端板２１ａとの間の角Ａも９０°となっている。
図８に示す第２の実施の形態においても、図１乃至図７に示す第１の実施の形態の場合と同様、例えば第２配管２の外径が予想した値より大きい場合、対向端板２１ｂを取付板２２から取外す。
次に大きな外径をもつ第２配管２に適合した新たな対向端板２１ｂを取付板２２に取付ける。このことにより、大きな外径をもつ第２配管２に合わせて補修用継手１０全体を作製する必要はなく、補修現場において、大きな外径をもつ第２配管２に合わせて新たな対向端板２１ｂを取付板２２に設置するだけで、第２配管２に適合して補修用継手１０の形状を調整することができる。
１ 第１配管
２ 第２配管
３ 接合面
１０ 補修用継手
１１ 分割ハウジング
１３ ボルト
１４ ナット
２１ａ 端板
２１ｂ 対向端板
２２ 取付板
２３ａ，２３ｂ ボルト
２４ａ，２４ｂ シール押さえリング金具
２５ａ 第１シール空間
２５ｂ 第２シール空間
３０ａ 第１シールリング
３０ｂ 第２シールリング
３１ シールリング
３２ シールリング
３３ 溝
３４ 溝
３５ 溝
４１ａ 第１連結板
４１ｂ 第２連結板
Ｈ 無負荷時の組立シールリング高さ
Ｈ” 負荷時の組立シールリング高さ
Ｈ’ 無負荷時と上記負荷時の中間状態の負荷時の組立シールリング高さ
θ 第１配管と第２配管との間の曲がり角
α シールリングくさび角
２ 第２配管
３ 接合面
１０ 補修用継手
１１ 分割ハウジング
１３ ボルト
１４ ナット
２１ａ 端板
２１ｂ 対向端板
２２ 取付板
２３ａ，２３ｂ ボルト
２４ａ，２４ｂ シール押さえリング金具
２５ａ 第１シール空間
２５ｂ 第２シール空間
３０ａ 第１シールリング
３０ｂ 第２シールリング
３１ シールリング
３２ シールリング
３３ 溝
３４ 溝
３５ 溝
４１ａ 第１連結板
４１ｂ 第２連結板
Ｈ 無負荷時の組立シールリング高さ
Ｈ” 負荷時の組立シールリング高さ
Ｈ’ 無負荷時と上記負荷時の中間状態の負荷時の組立シールリング高さ
θ 第１配管と第２配管との間の曲がり角
α シールリングくさび角
Claims (3)
- 第１配管と第２配管とを外周から覆うとともに、複数の分割ハウジングを含む補修用継手において、
各分割ハウジングは前記第１配管と前記第２配管を外周から覆う分割スリーブと、
前記分割スリーブの一端に設けられた端板と、
前記分割スリーブの他端に設けられた取付板とを備え、
前記端板に前記第１配管との間に第１シールリングを収容する第１シール空間を形成する第１連結板が設けられ、前記取付板に前記端板と対をなす対向端板が取外自在に設けられ、この対向端板に前記第２配管との間に第２シールリングを収容する第２シール空間を形成する第２連結板が設けられていることを特徴とする補修用継手。 - 前記第１配管の軸線と前記第２配管の軸線は互いに非平行となっていることを特徴とする請求項１記載の補修用継手。
- 前記第１配管の軸線と前記第２配管の軸線は互いに平行となっていることを特徴とする請求項１記載の補修用継手。
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