JP3136209U - フランジ付きパイプ - Google Patents

Abstract

【課題】治具を用いることなく、フランジとパイプ本体を直交した状態に固定できると共に、フランジ外方のパイプ本体の長さ寸法を一定になすことができ、またパイプ本体とフランジの取付け強度を増すことができ、更にパイプによる管路内の流体抵抗を極力抑制することができ、加えて乱流を減少させることにより内壁面の腐食の発生を抑制したフランジ付きパイプを提供する。
【解決手段】パイプ本体Ｐの外径Ｐｇに対応した第１の内周面１１と、前記パイプ本体Ｐの肉厚Ｐｔ以下の寸法幅に形成された第１の段部１２と、前記パイプ本体Ｐの内径Ｐｎに対応した第２の内周面１５と、前記第１の段部１２と前記第２の内周面１５とを結ぶ内面１３とを備え、前記取付け孔１０に挿入されたパイプ本体Ｐの端面Ｐｅが前記第１の段部１２に当接すると共に、前記パイプ本体Ｐの端面Ｐｅと前記内面１３との間に空間Ｓが形成され、前記空間Ｓにおいて溶接の肉盛部Ｙ２が形成される。
【選択図】図２

Description

本考案は、フランジ付きパイプに関し、さらに詳しくは、パイプ本体をフランジに対して直角に（直交して）取付けることができるフランジ付きパイプに関する。

フランジがパイプ本体端部に取付けられたフランジ付きパイプは、配管工事などに継ぎ手として広く使用されている。一般的なフランジ付きパイプは、パイプ本体の端部に円形のフランジが溶接により固定されている。このフランジ付きパイプは、例えば、二つのフランジ付きパイプのフランジ同士をボルト、ナットを用いて互いに固定することによって、連続した管路を形成することができる。

この従来のフランジ付きパイプについて、図９に基づいて説明する。この図９に示されたフランジ付きパイプは、フランジＦに形成されたパイプ本体取付け孔Ｆａにパイプ本体Ｐを挿入し、フランジＦをパイプ本体Ｐの端部に溶接で固定したものである。尚、図中、符号Ｙは溶接部（肉盛部）を表している。

このフランジＦとパイプ本体Ｐは、パイプ本体Ｐの軸心（中心線）に対してフランジＦの端面が直交した状態で取付けられなければならない。
もし、前記パイプ本体Ｐの軸心に対してフランジＦの端面が直交した状態に取付けられていないフランジ付きパイプを連結すると、パイプ（管路）が曲がり、直線的な長い配管工事を行うことができないからである。

この問題を解決するため、フランジに対してパイプ本体を直交して取付けることができるように、種々の提案されている。
例えば、特開平７−１１９８７４号公報（特許文献１）には、治具を用いて、パイプ本体をフランジに対して直交して取付けることが提案されている。この特許文献１に示された治具を、図１０に基づいて説明する。

図１０に示すように、この治具３０は、パイプ本体Ｐの外径に相当する円盤状の突起（当り部３１）を備えている。そして、フランジＦのパイプ本体取付け孔Ｆａの一端部側から前記取付け孔Ｆａ内に前記突起（当り部３１）を挿入すると共に、フランジＦに対してボルト（図示せず）を用いて固定する。
一方、パイプ本体取付け孔Ｆａの他端側から前記取付け孔Ｆａ内にパイプ本体Ｐの端部を挿入し、前記パイプ本体Ｐの端面を前記突起（当り部３１）に当接させる。そして、パイプ本体Ｐの外周に沿って溶接Ｙを施し、フランジＦをパイプＰに固定する。

このように治具３０を用いることにより、パイプ本体取付け孔Ｆａに挿入されたパイプ本体Ｐの端面が前記突起（当り部３１）に当接するため、パイプ本体をフランジに対して直交した状態に取付けることができる。

また、特開平１１−６３３３０号公報（特許文献２）には、フランジに形成されたパイプ本体取付け孔にパイプの外径に相当する段部を形成し、この段部にパイプの端部を当てて、パイプ本体の外周部とフランジとを溶接し、両者を一体化したフランジ付きパイプが示されている。
この特許文献２に示されたフランジ付きパイプの場合も、前記特許文献１と同様に、パイプ本体をフランジに対して直交して取付けることができる。
特開平７−１１９８７４号公報 特開平１１−６３３３０号公報

ところで、特許文献１に示すものにあっては、溶接するにあたり治具を用いなければならず、溶接作業を煩雑なものとしていた。一方、前記治具を用いないで溶接を行なうと、フランジとパイプ本体を直交した状態に固定できないばかりでなく、フランジ外方のパイプ本体の長さ寸法に、長短が生じ、一定の規格品を得ることができないという課題があった。
また、特許文献２に示されたものにあっては、溶接を施す場所がパイプ本体の外周部に沿った部分のみであり、パイプ本体の内側に対して溶接がなされていなかった。そのため、パイプ本体とフランジの結合強度（取付け強度）が弱く、長年の使用あるいは腐食等により、パイプ本体とフランジの結合部分が破損する虞があった。

また、図９、図１０に示すフランジ付きパイプをボルトＢを用いて、図１１に示すように、連結接続して管路を形成した場合には、パイプ本体Ｐの端部Ｐ１間に凹部Ｋが形成される。そして、この管路に流体が流れた場合、その凹部Ｋにより形成される空間において乱流Ｒが発生し流体抵抗が増すと共に、長年の使用により前記凹部Ｋの壁面が腐食するという技術的課題があった。

本考案は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、治具を用いることなく、フランジとパイプ本体を直交した状態に固定できると共に、フランジ外方のパイプ本体の長さ寸法を一定になすことができ、またパイプ本体とフランジの取付け強度を増すことができ、パイプによる管路内の流体抵抗を極力抑制することができ、加えて乱流を減少させることにより、内壁面の腐食の発生を抑制したフランジ付きパイプを提供することを目的とする。

本考案は、上記目的を達成すためになされたものであり、フランジにパイプ取付け用の取付け孔が設けられ、前記取付け孔に挿入されたパイプ本体が溶接によってフランジに取付けられたフランジ付きパイプにおいて、前記取付け孔は、前記フランジの一端面から取付け孔の中心線に平行に形成された、前記パイプ本体の外周面が接する第１の内周面と、前記第１の内周面から前記取付け孔の中心方向に、前記フランジの端面と平行かつパイプ本体の肉厚以下の寸法幅に形成された第１の段部と、前記パイプ本体の内径と同一径をもって、フランジの他端面から取付け孔の中心線に平行に形成された第２の内周面と、前記第１の段部と前記第２の内周面とを結ぶ内面とを備え、前記取付け孔に挿入されたパイプ本体の端面が前記第１の段部に当接すると共に、前記パイプ本体の端面と前記内面との間に空間が形成され、前記空間が溶接で肉盛されていることを特徴としている。

このように、パイプ取付け用の取付け孔に挿入されたパイプ本体の端面が、前記第１の段部に当接するように構成されているため、パイプ本体とフランジを特別な治具を用いることなく直交した状態に取付けることができる。
しかも、前記パイプ本体をパイプ取付け用の取付け孔に挿入することで、パイプ本体とフランジを直交した状態になすことができ、結合作業（取付け作業）を容易に行うことができる。
更に、パイプ本体の端面と前記内面との間に空間が形成され、前記空間が溶接で肉盛されるため、溶接を施す場所がパイプ本体の外周部に沿った部分のみの場合に比べて、パイプ本体とフランジの結合強度（取付け強度）を増すことができる。
また、前記空間において溶接の肉盛がなされるため、パイプの管路内に溶接部（肉盛部）が突出することがなく、管路内の流体抵抗を極力抑制することができ、更には乱流を減少させることにより、内壁面の腐食の発生を抑制することができる。
尚、空間において溶接の肉盛を形成した後、溶接部（肉盛部）の内周面を研削あるいは研磨して、パイプの管路の内周面を滑らかな面になすことが望ましい。

ここで、前記内面が、前記第１段部の縁部から前記取付け孔の中心方向に形成されたテーパ状の傾斜面あるいは凹曲面とから構成されることが望ましい。

また、前記内面が、前記第１段部の縁部から第１の内周面より前記取付け孔の中心側に形成された第３の内周面と、前記第３の内周面から前記取付け孔の中心方向に、前記フランジの一端面と平行に形成された第２の段部とから構成されることが望ましい。

更に、前記内面が、前記第１段部の縁部から第１の内周面より前記取付け孔の中心側に形成された第３の内周面と、前記第３の内周面から前記取付け孔の中心方向に、前記フランジの一端面と平行に形成された第２の段部と、前記第２の段部の縁部から形成されたテーパ状の傾斜面とから構成されることが望ましい。

また、前記内面が、前記第１段部の縁部から第１の内周面より前記取付け孔の中心側に形成された第３の内周面と、前記第３の内周面から前記取付け孔の中心方向に形成されたテーパ状の傾斜面あるいは凹曲面とから構成されることが望ましい。

また前記パイプ本体の端部に、パイプ本体の内径を拡げるテーパ状の傾斜面あるいは凹曲面が形成されていることが望ましい。

本考案によれば、治具を用いることなく、フランジとパイプ本体を直交した状態に固定できると共に、フランジ外方のパイプ本体の長さ寸法を一定になすことができ、またパイプ本体とフランジの取付け強度を増すことができ、更にパイプによる管路内の流体抵抗を極力抑制することができ、加えて乱流を減少させることにより、内壁面の腐食の発生を抑制したフランジ付きパイプを得ることができる。

本考案の一実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。
図１は、本考案の一実施形態を示すフランジ及びパイプ本体を示す断面図、図２は図１に示した符号２の部分の一部拡大断面図、図３はフランジ付きパイプの連結状態を示す一部断面図である。

図１に示すように、パイプ本体Ｐは、外径Ｐｇ、内径Ｐｎ、肉厚Ｐｔの円筒状の管であり、パイプ本体Ｐの端部（パイプエンド）Ｐｅは、中心線（軸心）に対して直角な端面に形成されている。

また、符号Ｆは前記パイプ本体に一体的に取付けられる円形状のフランジを示し、フランジＦの中心部にはパイプ本体Ｐを取付けるためのパイプ本体取付け孔１０が形成されている。
この取付け孔１０は、図２に示すように、前記パイプ本体Ｐの外径Ｐｇより僅かに大きな内径を有する第１の内周面１１が形成されている。この第１の内周面１１は、フランジＦの一端面（一面）から取付け孔１０の中心線Ｔに平行に形成され、パイプ本体Ｐが取付け孔１内に挿入される際、前記パイプ本体Ｐの外周面と接し、前記パイプ本体Ｐを直交状態に案内する機能を有する。

また、前記第１の内周面１１から前記取付け孔１０の中心方向に、前記フランジＦの一端面（一面）と平行、かつパイプ本体Ｐの肉厚Ｐｔ以下の寸法幅で、第１の段部１２が形成されている。この第１の段部１２は、パイプ本体Ｐを取付け孔１０に挿入した際、パイプ本体Ｐの端面Ｐｅが当接し、いわゆるストッパとして機能する。

このように、前記第１の内周面１１及び第１の段部１２が形成されているため、パイプ本体Ｐの端面Ｐｅを第１の段部１２に当接させ、パイプ本体ＰをフランジＦに対して直交状態に起立した状態になすことができる。

また、前記フランジＦの他端面から取付け孔１０の中心線に平行に、かつ前記パイプ本体Ｐの内径Ｐｎと同一寸法の第２の内周面１５が形成されている。
更に、前記第１の段部１２と前記第２の内周面１５とを結ぶ内面１３が形成されている。

この内面１３は、前記第１段部１２の縁部から第１の内周面１１より前記取付け孔１０の中心側に形成された第３の内周面１３ａと、前記第３の内周面１３ａから前記取付け孔１０の中心方向に、前記フランジＦの一端面と平行に形成された第２の段部１３ｂとから構成されている。
このように、前記パイプ本体Ｐの端面Ｐｅと前記内面１３との間に空間Ｓが形成される。この空間Ｓは、溶接作業に際して肉盛するための空間とされる。

このように構成されたフランジ付きパイプの組み立てについて説明する。
フランジＦの取付け孔１０に対してパイプ本体Ｐの端部を、パイプ本体Ｐの端面Ｐｅが第１の段部１２に当接するまで挿入する。このとき、パイプ本体Ｐの外周面はフランジＦの第１の内周面１１に接し、支持され、パイプ本体ＰはフランジＦに対して直交状態に起立した状態になされる。
その後、パイプ本体Ｐの外周面とフランジＦの端面（上面）を溶接し、肉盛部（溶接部）Ｙ１を形成する。
更に、前記空間Ｓを利用して、フランジＦの取付け孔１０の内面１３とパイプ本体Ｐの端面Ｐｅと溶接し、肉盛部（溶接部）Ｙ２を形成する。このように、パイプ本体Ｐの外周面及びパイプ本体Ｐの端面ＰｅとがフランジＦに溶接されるため、パイプ本体ＰとフランジＦの取付け強度を増すことができる。

また、前記肉盛部（溶接部）Ｙ２は，空間Ｓを塞ぐ（満たす）ように形成するのが好ましい。このように前記肉盛部（溶接部）Ｙ２を空間Ｓを塞ぐ（満たす）ように形成することにより、管路を流れる流体の乱流をより抑制することができる。
特に、空間Ｓにおいて溶接Ｙ２の肉盛を形成した後、溶接部（肉盛部）Ｙ２の内周面を研削あるいは研磨して、パイプ本体Ｐの管路の内周面を滑らかな面になすことが望ましい。このように、溶接部（肉盛部）Ｙ２の内周面を研削あるいは研磨して、パイプ本体Ｐの管路の内周面を滑らかな面になすことによって、溶接部（肉盛部）Ｙ２の凹凸を減少させることができ、乱流をより抑制することができる。

また、以上説明したフランジ付きパイプを用いて管路を形成した場合、図３に示すように、直線状の管路形成が可能になり、また、パイプ本体とフランジとの結合において管路内径に変化が少なく、流体抵抗の少ない管路形成ができる。

次に、本考案にかかるフランジ付きパイプの変形例について説明する。
図４に示すものは、図２に示した第２の段部１３ｂと第２の内周面１５との間にテーパ状の傾斜面１４ａが形成されている。このテーパ状の傾斜面１４ａを設けたために空間Ｓの容積が大きくなっており、溶接の場合の肉盛体積を増加させ、取付け強度を増大させることができる。また、テーパ状の傾斜面１４ａが形成されているため、パイプ本体Ｐの端面ＰｅとフランジＦの内周面との溶接を容易になすことができる。

また、図５に示すように、前記内面１３が、前記第１段部１２に連続して、前記取付け孔１０の中心方向に形成された凹曲面によって形成されているものであっても良い。尚、図示しないが内面１３が、テーパ状の傾斜面であっても良い。

また、図６に示すように、前記内面１３が前記第１段部１２に連続して、第１の内周面１１より前記取付け孔１０の中心側に形成された第３の内周面１３ａと、前記第３の内周面１３ａから前記取付け孔１０の中心方向に形成されたテーパ状の傾斜面１４ｂとが形成されているものであっても良い。尚、前記テーパ状の傾斜面１４ｂの代わりに、凹曲面であっても良い。

更に、図７，８に示すようにパイプ本体Ｐの端面Ｐｅにテーパ面Ｐｅ１あるいは凹曲面Ｐｅ２を形成するのが好ましい。このように、パイプ本体Ｐの端面Ｐｅにテーパ面Ｐｅ１あるいは凹曲面Ｐｅ２を形成することによって、溶接の場合の肉盛体積をより増加させ、取付け強度をより増大させることができる。

図１は、本考案にかかる一実施形態を示すフランジ及びパイプ本体を示す断面図である。 図２は図１に示した符号２の部分の一部拡大断面図である。 図３はフランジ付きパイプの連結状態を示す一部断面図である。 本考案にかかる第１の変形例を示すフランジ付きパイプの断面図である。 本考案にかかる第２の変形例を示すフランジ付きパイプの断面図である。 本考案にかかる第３の変形例を示すフランジ付きパイプの断面図である。 本考案にかかる第４の変形例を示すフランジ付きパイプの断面図である。 本考案にかかる第５の変形例を示すフランジ付きパイプの断面図である。 従来知られているフランジ付きパイプの断面図である。 従来知られているフランジ付きパイプの組み立てを説明するための断面図である。 従来のフランジ付きパイプを用いた管路の拡大断面図である。

符号の説明

Ｆ フランジ
Ｐ パイプ本体
Ｐｅ パイプ本体端面
Ｐｅ１ テーパ状傾斜面
Ｐｅ２ 凹曲面
Ｐｇ 外径
Ｐｎ 内径
Ｐｅ パイプ本体端面（パイプエンド）
Ｓ 空間
Ｙ 溶接部（肉盛部）
Ｙ１ 溶接部（肉盛部）
Ｙ２ 溶接部（肉盛部）
１０ パイプ本体取付け孔
１１ 第１の内周面
１２ 第１の段部
１３ 内面
１３ａ 第３の内周面
１３ｂ 第２の段部
１４ａ テーパ状傾斜面
１４ｂ テーパ状傾斜面
１５ 第２の内周面

Claims (6)

1. フランジにパイプ取付け用の取付け孔が設けられ、前記取付け孔に挿入されたパイプ本体が溶接によってフランジに取付けられたフランジ付きパイプにおいて、
   前記取付け孔は、
   前記フランジの一端面から取付け孔の中心線に平行に形成された、前記パイプ本体の外周面が接する第１の内周面と、
   前記第１の内周面から前記取付け孔の中心方向に、前記フランジの端面と平行かつパイプ本体の肉厚以下の寸法幅に形成された第１の段部と、
   前記パイプ本体の内径と同一径をもって、フランジの他端面から取付け孔の中心線に平行に形成された第２の内周面と、
   前記第１の段部と前記第２の内周面とを結ぶ内面とを備え、
   前記取付け孔に挿入されたパイプ本体の端面が前記第１の段部に当接すると共に、前記パイプ本体の端面と前記内面との間に空間が形成され、前記空間が溶接で肉盛されていることを特徴とするフランジ付きパイプ。
2. 前記内面が、前記第１段部の縁部から前記取付け孔の中心方向に形成されたテーパ状の傾斜面あるいは凹曲面とから構成されることを特徴とする請求項１記載のフランジ付きパイプ。
3. 前記内面が、前記第１段部の縁部から第１の内周面より前記取付け孔の中心側に形成された第３の内周面と、前記第３の内周面から前記取付け孔の中心方向に、前記フランジの一端面と平行に形成された第２の段部とから構成されることを特徴とする請求項１記載のフランジ付きパイプ。
4. 前記内面が、前記第１段部の縁部から第１の内周面より前記取付け孔の中心側に形成された第３の内周面と、前記第３の内周面から前記取付け孔の中心方向に、前記フランジの一端面と平行に形成された第２の段部と、前記第２の段部の縁部から形成されたテーパ状の傾斜面とから構成されることを特徴とする請求項１記載のフランジ付きパイプ。
5. 前記内面が、前記第１段部の縁部から第１の内周面より前記取付け孔の中心側に形成された第３の内周面と、前記第３の内周面から前記取付け孔の中心方向に形成されたテーパ状の傾斜面あるいは凹曲面とから構成されることを特徴とする請求項１記載のフランジ付きパイプ。
6. 前記パイプ本体の端部に、パイプ本体の内径を拡げるテーパ状の傾斜面あるいは凹曲面が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載のフランジ付きパイプ。

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