JP2023171191A - 配管の捻じれを吸収する配管構造及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(a) 中空円筒状の第1の継手部材(13)であって、
所定の外径を有する円筒外周面(29)を備えた第1の円筒部(30)、
前記外径よりも大きなねじ径を有する外ねじ(32)が形成された第1のねじ部、及び
前記円筒外周面(29)に周方向に連続して形成された環状溝(31)、
を含む第1の継手部材(13)と、
(b) 中空円筒状の第2の継手部材(14)であって、
前記第1の継手部材(13)における前記円筒外周面(29)の外径と同じ内径を有する円筒内周面(43)を備えた第2の円筒部(49)、及び
前記第1の継手部材(13)の外ねじ(32)と同じねじ径を有する外ねじ(50)が形成された第2のねじ部を含む第2の継手部材(14)と、
(c) 前記第1の継手部材(13)の外ねじ(32)と前記第2の継手部材(14)の外ねじ(50)に螺合する大きさと形状の内ねじ(63)を有する第3の継手部材(15)と、
(d) 前記第1の継手部材(13)の環状溝(31)に嵌められたシールリング(70)を含む第4の継手部材(16)とを含み、
(e) 前記第4の継手部材(16)の前記シールリング(70)が前記第1の継手部材(13)の環状溝(31)に嵌められ、前記第1の継手部材(13)の第1の円筒部(30)における前記円筒外周面(29)が前記第2の継手部材(14)の第2の円筒部(49)における前記円筒内周面(43)に嵌められ、そして、前記第3の継手部材(15)の内ねじ(63)が、前記第1の継手部材(13)の外ねじ(32)と前記第2の継手部材(14)の外ねじ(50)に螺合され、前記第1の継手部材(13)が、前記継手構造の中心軸(21)を中心に、前記第2の継手部材(14)に対して回転可能である。
図1は配管設備10を示す。配管設備10は、図の右側に描かれたフレキシブルチューブ11と図の左側に設けられる別の配管(図面上省略する)とを接続して構成されており、配管設備10に実施形態1の継手構造12が含まれている。以下、配管設備10及び継手構造12の説明において、図1の右側に表れるフレキシブルチューブ11に近い側を「近位」、図1の左側に表れるフレキシブルチューブ11から遠い側を「遠位」と呼んで区別する。
図2は、図1の配管設備10に含まれる実施形態1の継手構造12を取り出した図である。図示する継手構造12は、第1~第5の継手部材13、14,15、16、17で構成されている。
第1の継手部材13は、中空円筒形のプラグ20である。図3に示すように、プラグ20は、中心軸21に沿って延在する円筒状の内腔22を有する。内腔22の近位側には、プラグ20の近位端から遠位側に向かって延在し、中心軸21を中心とする内ねじ23が形成されている。内ねじ23は、近位側から遠位側に向かって次第に径が小さくなるテーパ付き内ねじである。内腔22の遠位側には、内ねじ23の遠位端からプラグ20の遠位端まで延在し、中心軸21を中心とし、一定の内径を有する円筒内周面24が形成されている。内ねじ23の遠位端の内径は、円筒内周面24の内径よりも大きく、内ねじ23と円筒内周面24の境界に段部25が形成されている。
第2の継手部材14は、中空円筒形のニップル40である。図4に示すように、ニップル40は、中心軸41に沿って延在する円筒状の内腔42を有する。内腔42の近位側には、ニップル40の近位端から遠位側に向かって延在し、中心軸41を中心とする近位側の円筒内周面43が形成されている。内腔42の遠位側には、近位側の円筒内周面43の遠位端からニップル40の遠位端まで延在し、中心軸41を中心とする遠位側の円筒内周面44が形成されている。近位側の円筒内周面43の内径は遠位側の円筒内周面44の内径よりも大きく、それらの間には段部45が形成されている。
第4の継手部材16は、弾性材料からなるOリング70である。Oリング70は、プラグ20の外周面に形成された環状溝31に装着できる大きさと形状を有する。
第5の継手部材17は、金属製のCリング80である。Cリング80は、ニップル40の外周面に形成された環状溝52に装着できる大きさと形状を有する。
上述した第1~第5の継手部材12~17は、以下のようにして組み合わされる。
以上のようにして組み合わされた継手構造12は、フレキシブルチューブアセンブリ100に組付けられる。
この状態で、例えば、フレキシブルチューブ11に、流路内を流れる流体の流量変化等によってフレキシブルチューブ11の中心軸を中心とする捻じれ力が作用した場合、フレキシブルチューブ11とフレキシブルチューブ11に連結された継手構造12のプラグ20が継手構造12のニップル40に対して中心軸18を中心に回転する。また、この回転により、ニップル40に対してプラグ20が中心軸18の方向に移動する。これにより、フレキシブルチューブ11や溶接部104に捻じれ力が作用することがない。そのため、フレキシブルチューブ11を捩じろうとする力が繰り返し発生しても、フレキシブルチューブ11や溶接部104に疲労破壊を生じることがない。
図5は、継手構造の実施形態2を示す。図示する継手構造212は、第1~第3の継手部材213,214,215で構成されている。
第1の継手部材213は、中空円筒形のプラグである。図6に示すように、プラグは、実施形態1のプラグと同じである。したがって、プラグ及びそれを構成する各部分は、実施形態1のプラグの対応部分に付した符号に200を足した符号を付し、プラグの構成に関する説明は省略する。
第2の継手部材214は、中空円筒状のソケット240である。図7に示すように、ソケット240は、中心軸241に沿って延在する円筒状の内腔242を有する。内腔242の近位側には、ソケット240の近位端から遠位側に向かって、中心軸241を中心とする内ねじ243が形成されている。内ねじ243のねじ径は、プラグ220の中間筒状部分228における外ねじ232のねじ径と同じである。
図5に示すように、第3の継手部材215は、弾性材料からなるOリング280である。Oリング280は、プラグ220の外周面に形成された環状溝231に装着できる大きさと形状を有する。
上述した第1~第3の継手部材は、以下のようにして組み合わされる。
以上のようにして組み合わされた継手構造212は、実施形態1の継手構造12と同様にして、継手構造212の近位端において、フレキシブルチューブアセンブリ100に組付けられる。一方、継手構造212の遠位端のテーパ付き内ねじ247には、別の配管のテーパ付き外ねじが螺合されて接続される。
この状態で、例えば、フレキシブルチューブ11に、フレキシブルチューブ11の中心軸を中心とする捻じれ力が作用した場合、フレキシブルチューブ11とフレキシブルチューブ11に連結された継手構造212のプラグ220がソケット240に対して中心軸218を中心に回転する。これにより、フレキシブルチューブ11や溶接部104に捻じれ力が作用することがない。そのため、フレキシブルチューブ11を捩じろうとする力が繰り返し発生しても、フレキシブルチューブ11や溶接部104に疲労破壊を生じることがない。
以上の説明では、フレキシブルチューブユニットは、フレキシブルチューブ、ブレード、ブレード押さえチューブ、及びニップルを含むものとしたが、フレキシブルチューブユニットの構造はそのような構成に限るものではない。
11:フレキシブルチューブ
12:継手構造(実施形態1)
13:第1の継手部材
14:第2の継手部材
15:第3の継手部材
16:第4の継手部材
17:第5の継手部材
20:プラグ(第1の継手部材)
29:円筒外周面
30:中空円筒部(第1の円筒部)
31:環状溝
32:外ねじ
40:ニップル(第2の継手部材)
43:円筒内周面
46:近位側筒状部分(第2のねじ部)
49:中空円筒部(第2の円筒部)
50:外ねじ
60:ナット(第3の継手部材)
63:内ねじ
70:Oリング
80:Cリング(規制手段)
100:フレキシブルチューブアセンブリ
(A) 継手構造(212)であって、
(a) 中空円筒状の第1の継手部材(213)であって、
前記第1の継手部材(213)の一端側に形成された所定の外径を有する円筒外周面(229)、
前記第1の継手部材(213)の他端側に形成され、前記外径よりも大きなねじ径を有する外ねじ(232)、及び
前記円筒外周面(229)に周方向に連続して形成された環状溝(231)、
を含む第1の継手部材(213)と、
(b) 中空円筒状の第2の継手部材(214)であって、
前記第2の継手部材(214)の一端側に形成され、前記第1の継手部材(213)における前記円筒外周面(229)の外径と同じ内径を有する円筒内周面(244)、及び
前記第2の継手部材(214)の他端側に形成され、前記第1の継手部材(213)の外ねじ(232)と同じねじ径を有する内ねじ(243)を含む第2の継手部材(214)と、
(c) 前記第1の継手部材(213)の環状溝(231)に嵌められたシールリング(280)を含む第3の継手部材(215)とを含み、
(d) 前記第3の継手部材(215)の前記シールリング(280)が前記第1の継手部材(213)の環状溝(231)に嵌められ、
(e) 前記第1の継手部材(213)は、前記第1の継手部材(213)の一端側から前記第2の継手部材(214)の他端側に差し込まれ、
(f) 前記第1の継手部材(213)の前記円筒外周面(229)が前記第2の継手部材(214)の前記内周面(244)に嵌められ、前記第1の継手部材(213)の外ねじ(232)が前記第2の継手部材(214)の前記内ねじ(243)に螺合され、前記第1の継手部材(213)が前記継手構造(212)の中心軸(218)を中心に、前記第2の継手部材(214)に対して回転可能である、継手構造(212)と、
(B) 前記第1の継手部材(213)の一端側の端部と前記第2の継手部材の他端側の端部の少なくともいずれか一つに直接又は間接に固定されたフレキシブルチューブとを有する。
図1は配管構造10を示す。配管構造10は、図の右側に描かれたフレキシブルチューブ11と図の左側に設けられる別の配管(図面上省略する)とを接続して構成されており、配管構造10に実施形態1の継手構造12が含まれている。以下、配管構造10及び継手構造12の説明において、図1の右側に表れるフレキシブルチューブ11に近い側を「近位」、図1の左側に表れるフレキシブルチューブ11から遠い側を「遠位」と呼んで区別する。
図2は、図1の配管構造10に含まれる実施形態1の継手構造12を取り出した図である。図示する継手構造12は、第1~第5の継手部材13、14,15、16、17で構成されている。
第1の継手部材13は、中空円筒形のプラグ20である。図3に示すように、プラグ20は、中心軸21に沿って延在する円筒状の内腔22を有する。内腔22の近位側には、プラグ20の近位端から遠位側に向かって延在し、中心軸21を中心とする内ねじ23が形成されている。内ねじ23は、近位側から遠位側に向かって次第に径が小さくなるテーパ付き内ねじである。内腔22の遠位側には、内ねじ23の遠位端からプラグ20の遠位端まで延在し、中心軸21を中心とし、一定の内径を有する円筒内周面24が形成されている。内ねじ23の遠位端の内径は、円筒内周面24の内径よりも大きく、内ねじ23と円筒内周面24の境界に段部25が形成されている。
第2の継手部材14は、中空円筒形のニップル40である。図4に示すように、ニップル40は、中心軸41に沿って延在する円筒状の内腔42を有する。内腔42の近位側には、ニップル40の近位端から遠位側に向かって延在し、中心軸41を中心とする近位側の円筒内周面43が形成されている。内腔42の遠位側には、近位側の円筒内周面43の遠位端からニップル40の遠位端まで延在し、中心軸41を中心とする遠位側の円筒内周面44が形成されている。近位側の円筒内周面43の内径は遠位側の円筒内周面44の内径よりも大きく、それらの間には段部45が形成されている。
第4の継手部材16は、弾性材料からなるOリング70である。Oリング70は、プラグ20の外周面に形成された環状溝31に装着できる大きさと形状を有する。
第5の継手部材17は、金属製のCリング80である。Cリング80は、ニップル40の外周面に形成された環状溝52に装着できる大きさと形状を有する。
上述した第1~第5の継手部材12~17は、以下のようにして組み合わされる。
以上のようにして組み合わされた継手構造12は、フレキシブルチューブアセンブリ100に組付けられる。
この状態で、例えば、フレキシブルチューブ11に、流路内を流れる流体の流量変化等によってフレキシブルチューブ11の中心軸を中心とする捻じれ力が作用した場合、フレキシブルチューブ11とフレキシブルチューブ11に連結された継手構造12のプラグ20が継手構造12のニップル40に対して中心軸18を中心に回転する。また、この回転により、ニップル40に対してプラグ20が中心軸18の方向に移動する。これにより、フレキシブルチューブ11や溶接部104に捻じれ力が作用することがない。そのため、フレキシブルチューブ11を捩じろうとする力が繰り返し発生しても、フレキシブルチューブ11や溶接部104に疲労破壊を生じることがない。
図5は、継手構造の実施形態2を示す。図示する継手構造212は、第1~第3の継手部材213,214,215で構成されている。
第1の継手部材213は、中空円筒形のプラグである。図6に示すように、プラグは、実施形態1のプラグと同じである。したがって、プラグ及びそれを構成する各部分は、実施形態1のプラグの対応部分に付した符号に200を足した符号を付し、プラグの構成に関する説明は省略する。
第2の継手部材214は、中空円筒状のソケット240である。図7に示すように、ソケット240は、中心軸241に沿って延在する円筒状の内腔242を有する。内腔242の近位側には、ソケット240の近位端から遠位側に向かって、中心軸241を中心とする内ねじ243が形成されている。内ねじ243のねじ径は、プラグ220の中間筒状部分228における外ねじ232のねじ径と同じである。
図5に示すように、第3の継手部材215は、弾性材料からなるOリング280である。Oリング280は、プラグ220の外周面に形成された環状溝231に装着できる大きさと形状を有する。
上述した第1~第3の継手部材は、以下のようにして組み合わされる。
以上のようにして組み合わされた継手構造212は、実施形態1の継手構造12と同様にして、継手構造212の近位端において、フレキシブルチューブアセンブリ100に組付けられる。一方、継手構造212の遠位端のテーパ付き内ねじ247には、別の配管のテーパ付き外ねじが螺合されて接続される。
この状態で、例えば、フレキシブルチューブ11に、フレキシブルチューブ11の中心軸を中心とする捻じれ力が作用した場合、フレキシブルチューブ11とフレキシブルチューブ11に連結された継手構造212のプラグ220がソケット240に対して中心軸218を中心に回転する。これにより、フレキシブルチューブ11や溶接部104に捻じれ力が作用することがない。そのため、フレキシブルチューブ11を捩じろうとする力が繰り返し発生しても、フレキシブルチューブ11や溶接部104に疲労破壊を生じることがない。
以上の説明では、フレキシブルチューブユニットは、フレキシブルチューブ、ブレード、ブレード押さえチューブ、及びニップルを含むものとしたが、フレキシブルチューブユニットの構造はそのような構成に限るものではない。
11:フレキシブルチューブ
12:継手構造(実施形態1)
13:第1の継手部材
14:第2の継手部材
15:第3の継手部材
16:第4の継手部材
17:第5の継手部材
20:プラグ(第1の継手部材)
29:円筒外周面
30:中空円筒部(第1の円筒部)
31:環状溝
32:外ねじ
40:ニップル(第2の継手部材)
43:円筒内周面
46:近位側筒状部分(第2のねじ部)
49:中空円筒部(第2の円筒部)
50:外ねじ
60:ナット(第3の継手部材)
63:内ねじ
70:Oリング
80:Cリング(規制手段)
100:フレキシブルチューブアセンブリ
本発明の一つの実施形態に係る方法は、
フレキシブルチューブの捻じれを吸収する方法であって、
(A) 前記フレキシブルチューブを含む配管構造は、
(a) 中空円筒状の第1の継手部材(213)であって、
前記第1の継手部材(213)の一端側に形成された所定の外径を有する円筒外周面(229)、
前記第1の継手部材(213)の他端側に形成され、前記外径よりも大きなねじ径を有する外ねじ(232)、及び
前記円筒外周面(229)に周方向に連続して形成された環状溝(231)、
を含む第1の継手部材(213)と、
(b) 中空円筒状の第2の継手部材(214)であって、
前記第2の継手部材(214)の一端側に形成され、前記第1の継手部材(213)における前記円筒外周面(229)の外径と同じ内径を有する円筒内周面(244)、及び
前記第2の継手部材(214)の他端側に形成され、前記第1の継手部材(213)の外ねじ(232)と同じねじ径を有する内ねじ(243)を含む第2の継手部材(214)と、
(c) 前記第1の継手部材(213)の環状溝(231)に嵌められたシールリング(280)を含む第3の継手部材(215)とを含み、
(d) 前記第1の継手部材(213)の一端側の端部と前記第2の継手部材の他端側の端部の少なくともいずれか一つに直接又は間接に固定されたフレキシブルチューブを含み、
(B) 前記方法は、
(e) 前記第3の継手部材(215)の前記シールリング(280)を前記第1の継手部材(213)の環状溝(231)に嵌め、
(f) 前記第1の継手部材(213)を、前記第1の継手部材(213)の他端側から前記第2の継手部材(214)の一端側に差し込み、
(g) 前記第1の継手部材(213)の前記円筒外周面(229)を前記第2の継手部材(214)の前記内周面(244)に嵌め、
(h) 前記第1の継手部材(213)の外ねじ(232)を前記第2の継手部材(214)の前記内ねじ(243)に螺合して、前記第1の継手部材(213)が前記継手構造(212)の中心軸(218)を中心に前記第2の継手部材(214)に対して回転可能な状態に保ち、これにより前記フレキシブルチューブの捻じれを前記第1の継手部材(213)と前記第2の継手部材(214)との間の相対的回転によって吸収させる。
Claims (7)
- 継手構造であって、
(a) 中空円筒状の第1の継手部材(13)であって、
所定の外径を有する円筒外周面(29)を備えた第1の円筒部(30)、
前記外径よりも大きなねじ径を有する外ねじ(32)が形成された第1のねじ部、及び
前記円筒外周面(29)に周方向に連続して形成された環状溝(31)、
を含む第1の継手部材(13)と、
(b) 中空円筒状の第2の継手部材(14)であって、
前記第1の継手部材(13)における前記円筒外周面(29)の外径と同じ内径を有する円筒内周面(43)を備えた第2の円筒部(49)、及び
前記第1の継手部材(13)の外ねじ(32)と同じねじ径を有する外ねじ(50)が形成された第2のねじ部を含む第2の継手部材(14)と、
(c) 前記第1の継手部材(13)の外ねじ(32)と前記第2の継手部材(14)の外ねじ(50)に螺合する大きさと形状の内ねじ(63)を有する第3の継手部材(15)と、
(d) 前記第1の継手部材(13)の環状溝(31)に嵌められたシールリング(70)を含む第4の継手部材(16)とを含み、
(e) 前記第4の継手部材(16)の前記シールリング(70)が前記第1の継手部材(13)の環状溝(31)に嵌められ、前記第1の継手部材(13)の第1の円筒部(30)における前記円筒外周面(29)が前記第2の継手部材(14)の第2の円筒部(49)における前記円筒内周面(43)に嵌められ、そして、前記第3の継手部材(15)の内ねじ(63)が、前記第1の継手部材(13)の外ねじ(32)と前記第2の継手部材(14)の外ねじ(50)に螺合され、前記第1の継手部材(13)が、前記継手構造の中心軸(21)を中心に、前記第2の継手部材(14)に対して回転可能である、継手構造。 - 前記第1の継手部材(13)と前記第2の継手部材(14)は、前記第3の継手部材(15)の内ねじ(63)が前記第1の継手部材(13)の外ねじ(32)又は前記第2の継手部材(14)の外ねじ(50)から外れるのを防止する規制手段(17、26)を有する、請求項1に記載の継手構造。
- フレキシブルチューブ(11)の捻じれを吸収する継手構造(12)であって、
(a) プラグ(20)であって、
所定の外径を有する円筒外周面(29)と、前記所定の外径よりも大きなねじ径を有する外ねじ(32)と、前記円筒外周面(29)に周方向に連続して形成された環状溝(31)とを備えた、プラグ(20)と、
(b) 前記プラグ(20)の環状溝(31)に嵌められたシールリング(70)と、
(c) ニップル(40)であって、
前記プラグ(20)の円筒外周面(29)と同じ大きさの内径を有する内周円筒面(43)と、前記プラグ(20)の外ねじ(32)と同じ大きさのねじ径を有する外ねじ(50)とを備え、前記環状溝(31)に前記シールリング(70)が嵌められた状態で、前記プラグ(20)の円筒外周面(29)が前記ニップル(40)の内周円筒面(43)に摺動可能に且つ回転可能に挿入される、ニップル(40)と、
(d) ナット(60)であって、
前記プラグ(20)の外ねじ(32)と前記ニップル(40)の外ねじ(50)に噛み合う大きさと形状の内ねじ(63)を有し、前記プラグ(20)の円筒外周面(29)が前記ニップル(40)の内周円筒面(43)に挿入された状態で、前記ナット(60)の内ねじ(63)が前記プラグ(20)の外ねじ(32)と前記ニップル(40)の外ねじ(50)に螺合される、ナット(60)とを備え、
(e) 前記プラグ(20)が前記フレキシブルチューブ(11)に直接又は間接に固定されたとき、前記フレキシブルチューブ(11)の捻じれが前記プラグ(20)と前記ニップル(40)との相対的回転に吸収されるように構成された、継手構造(12)。 - 前記ニップル(40)は、前記プラグ(20)の円筒外周面(29)が前記ニップル(40)の内周円筒面(43)に挿入された状態で、前記ニップル(40)の外ねじ(50)を挟んで前記プラグ(20)の反対側に前記ナット(60)が移動するのを禁止する規制部(80)を有する、請求項1に記載の継手構造。
- 前記プラグは、前記プラグ(20)の円筒外周面(29)が前記ニップル(40)の内周円筒面(43)に挿入された状態で、前記プラグ(20)の外ねじ(32)を挟んで前記ニップル(40)の反対側に前記(60)が移動するのを禁止する規制部(26)を有する、請求項1に記載の継手構造。
- 継手構造(212)であって、
(a) 中空円筒状の第1の継手部材(213)であって、
所定の外径を有する円筒外周面(229)、
前記外径よりも大きなねじ径を有する外ねじ(232)、及び
前記円筒外周面(229)に周方向に連続して形成された環状溝(231)、
を含む第1の継手部材(213)と、
(b) 中空円筒状の第2の継手部材(214)であって、
前記第1の継手部材(213)における前記円筒外周面(229)の外径と同じ内径を有する円筒内周面(243)、及び
前記第1の継手部材(213)の外ねじ(232)と同じねじ径を有する内ねじ(243)を含む第2の継手部材(214)と、
(c) 前記第1の継手部材(213)の環状溝(231)に嵌められたシールリング(280)を含む第3の継手部材(215)とを含み、
(d) 前記第3の継手部材(215)の前記シールリング(280)が前記第1の継手部材(213)の環状溝(231)に嵌められ、前記第1の継手部材(213)の円筒外周面(229)が前記第2の継手部材(214)の前記円筒内周面(244)に嵌められ、そして、前記第1の継手部材(213)の外ねじ(232)が、前記第2の継手部材(214)の内ねじ(243)に螺合され、前記第1の継手部材(213)が前記継手構造(212)の中心軸(221)を中心に、前記第2の継手部材(214)に対して回転可能である、継手構造(212)。 - 請求項1~5のいずれかに記載の継手構造と、前記第1の継手部材又は前記前記第2の継手部材の少なくとも一方に直接又は間接に固定されたフレキシブルチューブ(11)とを含む、配管設備(10)。
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