JP4471265B2

JP4471265B2 - 分岐継手

Info

Publication number: JP4471265B2
Application number: JP2004029022A
Authority: JP
Inventors: 明夫永見; 千秋堤; 志伸佐竹; ▲柳▼二逆井
Original assignee: Hitachi Metals Ltd; Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd; Proterial Ltd
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2024-02-05
Also published as: JP2005220986A

Description

本発明は、例えばガスが流通する鉄製本管から分岐管を取り出すために使用される分岐継手に関する。

ガス配管においては、ガス（例えば都市ガスあるいは天然ガス）の供給量や供給区域の広さなどに応じて、所定の圧力でガスの供給が行われている。例えば、ガスの供給量が少なく、またガスの供給区域が狭い小規模のガス事業所においては、供給系統が簡単でかつ圧送費用が不要という利点を持つ低圧供給（ガス圧が０．０９８MＰａ未満）が採用されている。この低圧供給を含む種々のガス配管においては、地中に埋設され、ガスが流通した状態の本管（ねずみ鋳鉄管、球状黒鉛鋳鉄管、鋼管などの鉄管）から分岐管（鉄管）を取り出すために、鋳鉄製の片スリーブ（割継手）を含む一対のサドル型継手を本管に装着し、一方の片スリーブに設けた分岐部に取り付けたカッターにより本管に分岐穴を穿孔した後、分岐部に分岐管を接続することにより、分岐取り出しを行うことが行われている。また近年、ガス需要量の増加に伴い、分岐部に本管と同等の大きさを有する分岐管を接続し、大流量の分岐取り出し（同径活管分岐取り出し）を行うことが要求されている。さらに地中に埋設されたガス配管には、道路上の荷重や衝撃、地盤沈下、地震等の地盤変化により、継手に外力が印加された時、片スリーブがずれて、ガスが漏洩するのを防止するために、種々の構造が提案されている。

例えば特許文献１には、流体管に全周にわたる外嵌状態で締結連結するための一対の割継手の一方に、分岐管に接続するための筒状壁を設け、その筒状壁内の通路を囲む状態で割継手と流体管に密着させるための第１弾性シール部材を前記割継手に設け、流体管に先端を押付けるためのねじ状部材を割継手の少なくとも一方に貫通状態で螺合させると共に、第１弾性シール部材に対して流体管の軸心方向両側において割継手と流体管の全周にわたって密着させるための一対の第２弾性シール部材を設け、第１弾性シール部材と第２弾性シール部材との間にねじ状部材の先端を配置した分岐取出用継手が記載されている。この分岐取出用継手によれば、ねじ状部材で本管を圧接させるので、本管に対して軸方向及び円周方向に割継手が位置ずれすることが阻止され、しかも割継手と流体管の間を、第１弾性シール部材と一対の第２弾性シール部材とでシールし、そこに空気と水が浸入しない部分を形成するので、ねじ状部材の先端の酸化腐食を抑制できるという利点がある。

特許文献２には、特許文献１に記載された構成に加えて、流体管、割継手、第１弾性シール部材及び一対の第２弾性シール部材により形成される閉空間内にゴム状弾性体を注入するための孔を、少なくとも一方の割継手に設けることが記載されている。この分岐取出用継手によれば、ねじ状部材の先端の酸化腐食を一層十分に防止することができ、さらに高いシール効果が得られるという利点がある。
特公平２−３９６７８号公報（第２〜３頁、図１及び２）特公平２−３９６７９号公報（第２〜３頁、図１〜３）

しかしながら、配管後の地盤沈下や地震などで、ガス配管（継手及びガス導管）に大きな外力が加わると、ガス導管（本管）が球状黒鉛鋳鉄管や鋼管の場合には特別な問題は生じないが、本管がねずみ鋳鉄管の場合には、特許文献１及び２に記載された構造であると、ねじ状部材の先端が本管に食い込み、本管に割れが生じ、破損することがある。特に、特許文献２に記載された構造であると、ねじ状部材を締込んだ後に、本管と継手との間隙にゴム状弾性体からなる樹脂を注入し、注入孔をプラグで閉栓することになるので、配管施工に手間が掛かり、しかもねじ状部材の先端で本管を圧接するので、本管に対して局部的な荷重が印加され、さらに本管と割継手との間の間隙も広く、大量の樹脂を注入する必要があるので、その分施工費用が増大するといった別の問題を伴う。

従って本発明の目的は、従来の分岐継手の問題点を解決し、本管に局部的な荷重が印加されずにしかも施工費用の増大を伴わずに、施工性を向上することが可能であり、さらに本管がねずみ鋳鉄管の場合には、本管の割れを伴わずに本管と継手とを強固に接合することが可能な分岐継手を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の分岐継手は、分岐管が接続される分岐部を有する第１の片スリーブと、前記第１の片スリーブとともに鉄管からなる本管の外周面に締結される第２の片スリーブと、前記第２の片スリーブと前記本管との間に挟着される、前記本管より硬質の材料からなる不定形粒子とを備える分岐継手であって、前記不定形粒子は、鋭角状の破面をもち１〜３ｍｍ程度の大きさを有し、５ｍｍ前後のピッチを有する千鳥状に配置され、さらに、前記不定形粒子の千鳥状の格子は、前記本管の軸方向に対して傾くように配置され、不定形粒子間で位相角が設けられていることを特徴とするものである。

本発明において、前記不定形粒子は、両面に粘着性物質を有するシートの一方の面に保持され、グリッドシートを構成することができる。

本発明において、前記グリッドシートは、複数の円弧状シートであり、前記第２の片スリーブと前記本管との間に円形状に配置され挟着されていることが好ましい。

本発明において、前記グリッドシートは、単一の楕円形状シートでもよい。

本発明において、前記不定形粒子は、前記第２の片スリーブまたは前記本管の内周面に塗布された結着層に添加されていてもよい。

本発明の分岐継手において、前記不定形粒子は、高炭素鋳鋼グリッドであることが好適である。

本発明によれば、例えば片スリーブの内周面の所定の範囲に不定形粒子を保持させ次いでこの片スリーブを本管に締結するだけの作業でよいので、施工性が向上し、また片スリーブの内周面の所定の範囲に５ｍｍ前後のピッチで１〜３ｍｍの大きさの不定形粒子が保持されるので、局部的な荷重の集中が防止されて、施工の信頼性が向上し、しかもスチールグリッドなどの安価な材料を使用できるので、従来よりも施工費用を低減することができる。
さらに、不定形粒子は千鳥状に配置され、不定形粒子の千鳥状の格子は、前記本管の軸方向に対して傾くように配置されて、不定形粒子間で位相角が設けられるので、継手と本管とのスライド荷重が向上し継手と本管とを強固に接合することができる。

本発明によれば、一方の片スリーブの内周面と本管の外周面との間に、本管（鉄管）よりも硬質の材料からなる不定形粒子が介在するので、不定形粒子のエッジ部が本管に食い込み、本管に割れを伴わずに、継手と本管とを強固に接合することができる。特に、不定形粒子を両面に粘着層を有するシートの一方の表面に散布して形成されたグリッドシートを使用することにより、従来よりも施工時間を大幅に短縮することができる。

以下、本発明の詳細を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態に係わる分岐継手の一部を破断した半縦断面図、図２は本発明の一実施の形態に係わる分岐継手の一部を破断した半断面図、図３は本発明に使用されるグリッドシートの平面図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図、図５は図３のグリッドシートが貼付された片スリーブの斜視図、図６は他のグリッドシートが貼付された片スリーブの斜視図である。

図１及び２において、１は、地中に埋設された本管１０に装着される分岐継手であり、本管１０の半円周面に装着される第１の片スリーブ２と本管１０の残りの円周面に装着される第２の片スリーブ３を有する。第１の片スリーブ２及び第２の片スリーブ３はともにサドル形状を有し、その内周面が本管１０の外周面に密着するような曲率半径を有する円弧部２１、３１とその両側に延出する締結部２２、３２からなり、締結部２２、３２に装着された複数組のT字型ボルト４１及びナット４２を含む締結部材４により本管１０に固定されている。本管１０は、内圧（ガス圧）及び外圧に対する強度が大で、耐食性を付与するための表面処理（例えば塗装）が可能で、しかも分岐取出しのための穿孔作業が行い得ることなどを考慮して、ねずみ鋳鉄（ＦＣ材：ＪＩＳ G ５５０１）、球状黒鉛鋳鉄（ＦＣD材：ＪＩＳ G ５５０２）又は鋼管で形成されている。上記各片スリーブ２、３は、所定の締付強度に耐えるために、例えば球状黒鉛鋳鉄（ＦＣD材）で形成され、さらに防食性を付与するために、その表面が塗装されている。

第１の片スリーブ２の円弧部２１の外周面に形成された分岐部２３は、その上端面に植込みボルト５５により分岐管（不図示）が接続されるフランジ部２４を有し、フランジ部２４の上端面にはOリング５４ａ、５４ｂが嵌装されている。フランジ部２４の下側には、プラグ５６で封止された閉止栓５が内装されている。閉止栓５の一端側には、ボルト５２によりシャッターフランジ５１が固着され、シャッターフランジ５１とフランジ部２４との間は、Ｏリング５３でシールされている。本管１０に対するシール性を高めるために、本管１０に形成される穿孔口（不図示）を取り囲むように、円弧部２１には、Oリング６が装着されている。シール性を向上させるために、円弧部２１の内周側の両端部には、一対のパッキン６１が装着され、さらにOリング６とパッキン６１との間には、注入孔８１から注入された液相状態のゴムからなるシール材６２が充填されている。シール材６２が充填された後の注入孔８１はプラグ８２で封止される。締結部２２、３２の間には、シート状のシール６３が挟着されている。第１の片スリーブ２の円弧部２１には、ベント管７ａ、７ｂが固着され、これらはプラグ７１ａ、７１ｂで封止されている。８は空気抜孔である。Oリング６、５３、５４ａ、５４ｂは、耐油性を有する特殊ゴム、例えばニトリルゴム（ＮＢＲ）で形成され、パッキン６１は、耐熱性に優れたオレフィン系ゴム、例えばエチレン−プロピレン・ジエン系ゴム（ＥＰＤＭ）で形成されている。閉止栓５は、ガス漏れを防止するために基材（例えばＦＣＤ材）の表面に、耐油性を有する特殊ゴム、例えばクロロプレンゴム（ＣＲ）からなるライニングが施されている。

本管１０と第２の片スリーブ３との間には、図３及び図４に示す円弧状のグリッドシート９が介装されている。グリッドシート９は、不織布９２の両面に、アクリル系粘着剤が含浸されて形成された粘着層９３、９４を有する粘着シート９１と、一方の粘着層９４に貼付されたセパレータ９６と、他方の粘着層９４に保持されたスチールグリッド９５とを有する。またスチールグリッド９５の防錆のために、グリッドシート９が第２の片スリーブ３に貼付されるまでの間は、粘着層９３の上に気体が透過しにくい高分子重合体（例えばポリ塩化ビリニデン）で形成されたフィルムからなる押えシート９７が被着されている。上記スチールグリッド９５は、本管１０と第２の片スリーブ３との間に挟着された時に、その一部が本管１０に食い込み、片スリーブ３が本管１０の円周方向及び軸方向にずれるのを防止できるようにするために、本管１０を形成する材料よりも高い硬度を有する材料からなり、１〜３ｍｍ程度の大きさを有する鋭角状の破面をもつ不定形粒子を使用する必要がある。この不定形粒子としては、例えば、ブラスト処理用研削材として市販されている高炭素鋳鋼グリッド（ＪＩＳＺ０３１１に規定され、溶融高炭素鋳鋼を噴霧して得た球状物を粒度調整の後、破砕したグリッド）のうち等級Ｄ（ＨＶ７１０以上の硬さを有する粒子）で、粒度番号２０００のものを使用することが好ましい。スチールグリッド９５を、図３に示すように、例えば千鳥状に散布する場合、その配列ピッチＰが粗すぎると、本管の外周面に深く食い込み、局部的に荷重が集中し、例えば本管１０がねずみ鋳鉄管の場合には、割れの原因になる恐れがあり、一方配列ピッチＰが細かすぎると、本管１０の外周面への食い込み量が不足し、継手・本管間の摺動抵抗が小さくなるので、配列ピッチＰは５ｍｍ前後が好適である。上記スチールグリッド９５を確実に保持するために、上記粘着シート９１としては、ＪＩＳＺ１５２８のＤ１−２に適合する両面粘着テープ（引き剥がし粘着力：１２．５Ｎ／２０ｍｍ^２）を使用することが好ましい。また、グリッドは、本管の硬度がもち、本管への喰い込み傷が多条化して継手とパイプの相対スライド荷重を向上するために、グリッド間に位相角（不図示）を有するように配列することが好ましい。

上記分岐継手１によれば、本管１０からの分岐管の取り出しは次の手順で行うことができる。図３に示すグリッドシート９を４枚準備し、各グリッドシート９からセパレータ９６を引き剥がした後、第２の片スリーブ３の内周面に楕円形状に貼付する。図５に第２の片スリーブ３の内周面にグリッドシート９を貼付した状態を示す。次いで、両片スリーブ２、３を本管１０に装着してから、締結部２２、３２を締結部材４で締め付ける。そして閉止栓５を閉じた状態で分岐部２３に穿孔装置（例えばカッター、不図示）、シャッター装置（例えばスライド板、不図示）を装着し、本管１０に穿孔した後、シャッター装置および閉止栓５の開閉操作で分岐部２３に分岐管（不図示）をガスが流通した状態で無漏洩に本管から分岐管の取り出しを行うことができる。この分岐管取出し工程においては、本管１０と第２の片スリーブ３との間に介装されたグリッドシート９に保持されたスチールグリッド９５が本管１０に食い込むので、本管１０の割れを伴わずに本管１０と分岐継手１との位置ずれを防止することができる。

本発明においては、グリッドシート９は、図３に示すものに限らず、図６に示すように、単一のシート（楕円形状）とし、このシートを片スリーブ３の内周面に貼付して使用することも可能である。このグリッドシート９によっても、第２の片スリーブ３の内周面の比較的広い範囲にわたって保持されたスチールグリッドが本管１０に食い込むので、本管１０の割れを伴わずに本管１０と分岐継手１との位置ずれを防止することができる。

本発明においては、グリッドシート９を用いる代わりに、本管１０の外周面、または第１の片スリーブ及び／又は第２の片スリーブ３の内周面に上記スチールグリッド９５が分散された結着層（例えば接着剤又は溶剤型塗料）を塗布してもよく、この構成によっても、本管１０と第２の片スリーブ３との間に比較的広い範囲にわたって介在されたスチールグリッド９５が本管１０に食い込むので、本管１０に局部的に荷重が集中せず、特に本管１０がねずみ鋳鉄管の場合には割れを伴わずに、本管１０と分岐継手１との位置ずれを防止することができる。

（実施例１）
不織布の両面にアクリル系粘着剤を含浸させ、一方の粘着層にセパレータが貼付された市販の両面接着テープ（厚さ０．１７ｍｍ）の他方の粘着層に、高炭素鋳鋼グリッド（等級Ｄ、粒度番号２０００）を散布し、その上に押えシートとして、市販のポリ塩化ビニリデンフィルムを被着することにより、図３に示すグリッドシート（Ｐ＝５ｍｍ）を作成した。球状黒鉛鋳鉄ＦＣD４５０からなる第１の片スリーブ２及び第２の片スリーブ３のうち、第２の片スリーブ３の内周面に、図５に示すようにグリッドシートを貼付した。これらの片スリーブ２、３を、ねずみ鋳鉄（ＦＣ２００）からなる、予め分岐孔を穿孔した本管１０（口径２００Ａ）に固定する（ボルト締付推力：１８ｋＮ）ことにより、図１に示す分岐継手１を組立てた。この分岐継手の内部にエアー（圧力：５０ｋＰａ）を封入した後、分岐継手１をアムスラー試験機にセットし、本管１０に荷重を印加することにより、エアー漏れの有無を確認した。また本管１０のスライド量（変位量）と荷重（スライド荷重）を測定した。その結果を表１に示す。

（実施例２）
球状黒鉛鋳鉄ＦＣＤ４００からなる本管１０を用いた以外は、実施例１と同様の継手を組立て、この継手の内部にエアー（圧力：５０ｋＰａ）を封入した以外は実施例１と同様の条件で変位量とスライド荷重を測定した。その結果を表１に示す。

（実施例３）
片スリーブ２、３の内周面に高炭素鋳鋼グリッドを含む接着剤を塗布しかつ球状黒鉛鋳鉄ＦＣＤ４００からなる本管１０を用いた以外は、実施例１と同様の継手を組立て、実施例１と同様の条件で変位量とスライド荷重を測定した。その結果を表１に示す。

（比較例１）
グリッドシートを貼付する代わりに、図１の片スリーブ２に、９０Ｎ−ｍの締付け力で４本の押ボルトをねじ込んだ以外は、実施例１と同様の条件で分岐継手を組立てた。押しボルト締め付け部でパイプに肉厚を貫通するクラックが発生した。

（比較例２）
ねずみ鋳鉄製本管の代わりに、球状黒鉛鋳鉄製本管を用いた以外は、比較例１と同様の条件で分岐継手を組立て、スライド特性の評価を行った。その結果を表１に示す。

表１から、各実施例の継手によれば、ねずみ鋳鉄管及び球状黒鉛鋳鉄管のいずれの材質からなる本管においても、片スリーブと本管の間に、グリッドシートに保持された不定形粒子（高炭素鋳鋼グリッド）が比較的広い範囲にわたって介在されているので、継手と本管とを大きな力（１８ｋＮ）で締付けても、局部的に荷重が作用せず、本管の割れを防止することができる。したがって、ガス配管に大きな外力が加わった場合でも、継手と本管との位置ズレを防止できることがわかる。これに対して、比較例の分岐継手によれば、球状黒鉛鋳鉄製本管には割れは生じないが、ねずみ鋳鉄製本管には割れが生じることがわかる。なお、表１には記載されていないが、本管が鋼管の場合は、ねずみ鋳鉄管及び球状黒鉛鋳鉄管よりも機械的強度が高いので、継手と本管とを大きな力で締付けても、本管に割れは生じないことが確認された。

さらに、実施例の記載から、グリッドシートを使用することにより、そのシートを片スリーブの内周面に貼付し次いで本管に片スリーブを締結するだけの作業となり、従来のねじ状部材のスリーブへの締込み、ゴム状弾性体の注入及びプラグによる閉栓といった複雑な工程が省略され、施工性が向上することがわかる。また、本管と片スリーブは、グリッドシート全面で固定されているので、局部的な荷重の集中が防止され、施工の信頼性が向上し、また注入する樹脂が不要となり、安価に施工できることがわかる。

本発明の一実施の形態に係わる分岐継手の一部を破断した半縦断面図である。本発明の一実施の形態に係わる分岐継手の一部を破断した半断面図である。図１に示す分岐継手に使用されるグリッドシートの平面図である。図３のＡ−Ａ線断面図である。図３に示すグリッドシートが貼付された片スリーブの斜視図である。他のグリッドシートが貼付された片スリーブの斜視図である。

符号の説明

１：分岐継手、２：第１の片スリーブ、１０：本管、２１、３１：円弧部、２３：分岐部、２４：フランジ部、３：第２の片スリーブ、２２、３２：締結部、４：締結部材、４１：Ｔ型ボルト、４２：ナット、５：閉止栓、５１：シャッターフランジ、５２：ボルト、５３、５４ａ、５４ｂ：Ｏリング、６：穿孔部用Oリング、６１、６２：パッキン、６３：シール、７ａ、７ｂ：ベント、７１ａ、７１ｂ：プラグ、８：空気抜孔、８１：注入孔、８２：プラグ、９：グリッドシート、９１：両面粘着シート、９３、９４：粘着層、９６：セパレータ、９５：高炭素鋳鋼グリッド（スチールグリッド）、９７：押えシート

Claims

分岐管が接続される分岐部を有する第１の片スリーブと、
前記第１の片スリーブとともに鉄管からなる本管の外周面に締結される第２の片スリーブと、
前記第２の片スリーブと前記本管との間に挟着される、前記本管より硬質の材料からなる不定形粒子とを備える分岐継手であって、
前記不定形粒子は、鋭角状の破面をもち１〜３ｍｍ程度の大きさを有し、５ｍｍ前後のピッチを有する千鳥状に配置され、
さらに、前記不定形粒子の千鳥状の格子は、前記本管の軸方向に対して傾くように配置され、不定形粒子間で位相角が設けられていることを特徴とする分岐継手。
前記不定形粒子は、両面に粘着性物質を有するシートの一方の面に保持され、グリッドシートを構成していることを特徴とする請求項１に記載の分岐継手。
前記グリッドシートは、複数の円弧状シートであり、前記第２の片スリーブと前記本管との間に円形状に配置され挟着されていることを特徴とする請求項２に記載の分岐継手。
前記グリッドシートは、単一の楕円形状シートであることを特徴とする請求項２に記載の分岐継手。
前記不定形粒子は、前記第２の片スリーブの内周面または前記本管の外周面に塗布された結着層に添加されていることを特徴とする請求項１に記載の分岐継手。
前記不定形粒子は、高炭素鋼グリッドであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の分岐継手。