JP4619329B2 - ホースと継手金具との接続部の構造 - Google Patents

Description

本発明はホースと継手金具との接続部の構造に関するものであって、特に石油コンビナートなどにおいて、タンクの火災に備えて設置される大口径の消防用ホースにおける、継手金具との接続部の構造に関するものである。

従来ホースと継手金具とを接続する際には、図１に示すように、ホース１の端末に当該ホース１の内径にほゞ等しい外径を有する継手金具２の接続筒３を挿入し、そのホース１の外側から緊締手段４により締め付けて固定することが行われている。緊締手段としては、針金を巻付ける方法、ホース１の外側に金属筒を嵌合して加締る方法、金属製のバンドを巻付けて締め付ける方法などが広く行われている。

しかしながら一般に消防用ホースは図２に示すように、たて糸５とよこ糸６とを筒状に織成したジャケット７の内面に、ゴム又は柔軟な合成樹脂のライニング８を形成したものであり、ジャケット７の外面にも被膜層９を形成することもある。

そしてこの種のホース１は、内圧を作用させたときには径膨脹を生じる傾向にある。前記ジャケット７における周方向に延びるよこ糸６は、図２に示されるようにたて糸５との織成により蛇行しているのであるが、内圧が作用して周方向に力がかかるとその蛇行が解けるため、使用圧力に相当する内圧をかけたときには、１０〜２０％に及ぶ大きな径膨脹を生じるのである。

特に前述のような石油コンビナートなどに設置される消防用ホースの場合には、その口径が１５０〜４００mmに及ぶ大口径であるため、その径膨脹の大きさも２０mm乃至８０mmと言う大きなものとなる。

そしてその継手金具２を取り付けた部分では、継手金具２においてはホース１は緊締手段４により締め付けられて径膨脹が抑制されているが、その近傍では前述のような大きな径膨脹が生じるため、図１に示すように緊締手段４の端末においてホース１に大きな段差を生じる。

そのため水を通したときには、継手金具２の接続筒３から出た水は急激に流路が拡大することとなり、図１に示すように激しい渦１０を生じ、大きな圧力損失を生じるのである。また水が逆方向に流れる場合においても、継手金具２において径が急激に縮小することとなり、それにより大きな圧力損失を生じる。

ホース１そのものを加圧時に径膨脹を生じにくい構造とすることはある程度可能であるが、径膨脹を抑制すると加圧時に長さ方向に伸びやすいものとなる。前述のような石油コンビナートに設置する大口径の消防用ホースは、火災が生じたときには防油堤の上に所定の経路に沿って敷設して送水するのであるが、加圧時に消防用ホースが長さ方向に伸長すると、ホースが蛇行して防油堤から転落する恐れがある。

大口径のホースが転落すると、中の水も含めて極めて重いものであり、それを復旧するためには多大の時間と労力を要するため、加圧時にホースが伸長することは極力避けなければならず、逆にホースの大きな径膨脹は避けられないのである。

一般の消火用に使用される小口径の消防用ホースにおいても同様の現象は生じるが、小口径の消防用ホースの場合には加圧による伸長をことさらに避ける必要はなく、径膨脹を抑制することができ、またホース１の径が小さく且つ段差の絶対的な大きさも小さいため、ホース全体における圧力損失のうち、継手金具２において占める割合はそれ程大きいものとはならない。

前述のような石油コンビナートに設置される消防用ホースの場合には、大量の水を長い距離に亙って移送する必要があり、ホース系全体の圧力損失を低減するために大口径のホース１を使用するのであるが、それだけに個々の継手金具２において大きな圧力損失を生じると、ホース系全体に与える影響が大きいのである。

またホースの構造として、図２に示すようにジャケット７の内面及び外面に、柔軟なゴム又は合成樹脂のライニング８及び被覆層９を形成してなる構造のホース１の場合には、前述の緊締手段４がジャケット７の外面の被覆層９にめり込んで、被覆層９が部分的に損傷し、締め付け力が緩みがちになる。

前述のようにホース１に使用圧力に相当する内圧をかけると、１５〜２０％程度の径膨脹を生じるため、それにより前記緊締手段４におけるホース１の中央部に近い側の端部が集中して押し拡げられることとなる。そのためその部分の締め付けは効果を失い、その状態でホース１を継手金具２から引き抜くような力が作用するため、ホース１が継手金具２から抜けたり、前記端部でホース１が破断することもある。
特開平８−３３６６１１号

本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、加圧時に継手金具２の近傍のホース１の径膨脹を抑制し、急激な段差が生じるのを防止して圧力損失を軽減すると共に、多少の径膨脹が生じてもホース１が継手金具２から抜けたり破断したりすることのない、接続部の構造を提供することを目的とするものである。

而して本発明は、たて糸とよこ糸とを筒状に織成してなるジャケットの内面に、柔軟なゴム又は合成樹脂のライニング層を形成してなるホースの端末部の外側に、たて糸とよこ糸とを筒状に織成してなる、前記ホースの外径にほゞ等しい内径を有する筒状織布を嵌合し、そのホースの端末から継手金具の接続筒を挿入し、前記筒状織布の外側から緊締手段により締め付けて、ホースを継手金具の接続筒に固定し、前記筒状織布の周方向の強度が前記ホースのそれと同程度又はそれよりも大きく、前記筒状織布の周方向の伸びが前記ホースのそれと同程度又はそれよりも小さいことを特徴とするものである。

本発明におけるホースは、前記ジャケットの外面に、柔軟なゴム又は合成樹脂の被覆層が形成されているものであることが好ましい。また前記筒状織布をホースに嵌合する長さは、前記ホースの径の１．０倍以上であることが好ましい。

また本発明においては、前記筒状織布における前記ホースの中央側の端末部に、弾性を有する柔軟なゴム又は合成樹脂を含浸固化させることが好ましい。

本発明によれば、筒状織布によりホースが外方から押えられて、継手金具近傍のホースの径膨脹が抑制され、急激な段差が生じるのを防止するので、接続筒の端部における渦の発生が大幅に抑制され、圧力損失を軽減することができる。

またホースが内圧により径膨脹することにより、ホースの外面が筒状織布に圧接され、筒状織布の布目がホースの表面の被覆層に食い込んで大きな摩擦抵抗を生じ、ホースが継手金具から抜けようとする力を軽減し、ホースが継手金具から抜けたり破断したりするのを防止することができる。

以下本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図３は本発明により接続したホース１と継手金具２を示すものであって、ホース１の端部の外側には筒状織布１１が嵌合され、そのホース１の端末に継手金具２の接続筒３が挿入され、筒状織布１１の外側から緊締手段４により締め付けられている。

ホース１はたて糸５とよこ糸６とを筒状に織成してなるジャケット７の内面柔軟なゴム又は合成樹脂のライニング層８を形成したものであって、図２に示すようにジャケット７の外面に被覆層９を形成したものであることが好ましい。

そして筒状織布１１も図４に示すように、たて糸１２とよこ糸１３とを筒状に織成してなるものであって、この筒状織布１１の内径は、前記ホース１の外径にほゞ等しい大きさとなっている。また当該筒状織布１１をホース１に嵌合する長さは、前記ホース１の径の１．０倍以上であることが好ましい。なおここで言う筒状織布１１をホース１に嵌合する長さとは、筒状織布１１の長さのうち、緊締手段４により締め付けられている部分を除く長さ（図３におけるＬ）である。

Ｌがホース１の径の１．０倍未満であると、段差により生じた渦が解消して定常流に戻る前に筒状織布１１を越え、ホース１の内径がさらに膨脹することとなり、圧力損失の低減効果を十分に発揮できない。さらに筒状織布１１の長さをホース１の径の１．５倍以上とすることがより好ましいが、それ以上さらに長くしても圧力損失の低減効果がさらに増すことはない。

また筒状織布１１のたて糸１２及びよこ糸１３は、前記ホース１のジャケット７を構成するたて糸５及びよこ糸６とほゞ同程度の太さの糸を同程度の密度で使用し、筒状織布１１がホース１と同程度またはそれより大きい強度を有し、その周方向の伸びがホース１と同程度又はそれより小さいものとなっている。

而して本発明によれば、ホース１の外側に筒状織布１１が嵌合されているので、ホース１内に同じ内圧が作用した場合においても、筒状織布１１で抑えられてホース１の径膨脹が抑制され、継手金具２の先端部に形成される段差は大幅に小さいものとなる。そのため図３に示すように、前記段差において渦１０が生じてもその程度は小さく、速やかに定常流に戻り、圧力損失は小さくなるのである。

また筒状織布１１の端部を越えると、ホース１は外側からの抑制がなくなって径がさらに拡大し、そこに新たな段差が生じる可能性があるが、前述のように筒状織布１１はたて糸１２とよこ糸１３とを筒状に織成したものであるので、筒状織布１１の端末においてはたて糸１２とよこ糸１３とが解れやすく、比較的容易に径が拡大する。

従って図３に示すように、筒状織布１１の端末部１１′においてはホース１の径膨脹を抑制しつつ、端末に近付くにつれてホース１に押し拡げられて径が拡大するので、ホース１は急激な段差が生じることなくラッパ状に徐々に径を拡大し、段差による渦が生じて圧力損失を生じることがないのである。

なお筒状織布１１の端末においては、たて糸１２とよこ糸１３とが解れて径を拡大することが好ましいが、たて糸１２とよこ糸１３とが無制限に解れるのは好ましくないので、筒状織布１１の端末部１１′に弾性を有する柔軟なゴム又は合成樹脂を含浸固化させ、当該箇所においてたて糸１２とよこ糸１３との過度の解れを防止しつつ、径の拡大を許容するのが好ましい。

また筒状織布１１の端末部１１′に弾性を有するゴムなどを含浸固化させることにより、当該ゴムの弾性により当該端末部１１′には常時収縮力が作用し、ホース１に内圧が作用していない状態においても筒状織布１１の端末部１１′はホース１の表面に密着しており、ホース１と筒状織布１１との間に石などの異物が侵入してホース１が傷付くのを防止することができる。

また一般に継手金具２の接続筒３には周方向に凹凸条１４が形成されており、緊締手段４の内面にも前記凹凸条１４に適合する凹凸条１５が形成されており、その凹凸条１４、１５の間にホース１が挟圧されて締め付けられる。

このときホース１の外面に被膜層９が形成されていると、緊締手段４の凹凸条１５が被膜層９にめり込み、凹凸条１５によって被覆層９が部分的に損傷し、緊締手段４による締め付け力が緩みがちになるのである。

しかしながら本発明によれば、ホース１の外側に筒状織布１１が嵌合され、その外側から緊締手段４で締め付けているので、緊締手段４の凹凸条１５が筒状織布１１を介してホース１を締め付けることとなり、凹凸条１５が局部的に被覆層９にめり込んだり傷付けたりする恐れがなく、また緊締手段４の凹凸条１５が筒状織布１１の織目に係止し、ホース１を強固に固定することができる。

また本発明によれば、ホース１の外側に筒状織布１１が嵌合されているため、ホース１に内圧が作用したときにそのホース１と筒状織布１１とが圧接すると、図４に示されるように筒状織布１１の繊維がホース１の表面の被覆層９に食い込み、大きな摩擦力を生じるのである。

従ってホース１に内圧が作用して継手金具２の接続筒３から抜けようとする力が生じても、その力はホース１と筒状織布１１とに分散されるため、ホース１が継手金具２から抜けたり破断したりすることがない。

従って本発明によれば、前述の石油コンビナートなどに設置される消防用ホースのような大口径で径膨脹の大きなホースにおいて、送水時の圧力損失を軽減することができると共に、ホース１が継手金具２から抜けたり破断したりするのを確実に防止し、緊急時においてホースの機能を十分に発揮することができるのである。

本発明の効果を確認するために、内径１５０mm、長さ１０ｍのホース１の一端に長さ３００mmの筒状織布１１を嵌合し、そこに継手金具２を結合し、当該継手金具２同士を接続して長さ２０ｍのホース系を形成した。また比較のために前記筒状織布１１を嵌合しない状態でも同様のホース系を形成した。

そしてそれらのホース系の両端に圧力計を取り付け、そのホース系の一端から水を１．０MPaの圧力で送入し、当該ホース系の両端における静水圧を測定した。なおこのときの ホース１の内径は、筒状織布１１を嵌合しない部分においては約１５％、筒状織布１１を嵌合した部分においては約７％膨脹していた。

測定の結果、ホース系の両端間における圧力降下は、ホース１に筒状織布１１を嵌合しないホース系においては０．０２MPaであったのに対し、筒状織布１１を嵌合した本願発 明においては、０．０１MPaであった。

ホース系における継手金具２が一か所であれば、当該継手金具２において生じる圧力損失は０．０１MPaであって大きいものではないが、前述のような石油コンビナートにおい て設置される消防用ホースは、数百ｍに及ぶ長尺のホース系であり、その中に多数の継手金具２が設けられる。

従ってかかるホース系において個々の継手金具２において生じる圧力損失が小さくても、それらの継手金具２が多数あればホース系全体における圧力損失は大きく、それを半減することができる本願発明の効果は極めて大きいものである。

本発明は前述のような、石油コンビナートなどに設置される消防用ホースにおいて特に有効であるが、必ずしもかかるホースに限られるものではなく、大口径で径膨脹の大きな消防用ホースに対して広く使用することが可能である。

従来のホースの送水状態を示す中央縦断面図 ジャケットの外面に被膜層を形成したホースの横断面図 本願発明のホースの送水状態を示す中央縦断面図 被膜層を有するホースに筒状織布を嵌合した状態の拡大中央縦断面図

符号の説明

１ ホース
２ 継手金具
３ 接続筒
４ 緊締手段
５ ジャケットのたて糸
６ ジャケットのよこ糸
７ ジャケット
８ ライニング層
９ 被覆層
１１ 筒状織布
１２ 筒状織布のたて糸
１３ 筒状織布のよこ糸

Claims (4)

1. たて糸（５）とよこ糸（６）とを筒状に織成してなるジャケット（７）の内面に、柔軟なゴム又は合成樹脂のライニング層（８）を形成してなるホース（１）の端末部の外側に、たて糸（１１）とよこ糸（１２）とを筒状に織成してなる、前記ホース（１）の外径にほゞ等しい内径を有する筒状織布（１１）を嵌合し、そのホース（１）の端末から継手金具（２）の接続筒（４）を挿入し、前記筒状織布（１１）の外側から緊締手段（４）により締め付けて、ホース（１）を継手金具（２）の接続筒（３）に固定し、前記筒状織布（１１）の周方向の強度が前記ホース（１）のそれと同程度又はそれよりも大きく、前記筒状織布（１１）の周方向の伸びが前記ホース（１）のそれと同程度又はそれよりも小さいことを特徴とする、ホースと継手金具との接続部の構造
2. 前記ジャケット（７）の外面に、柔軟なゴム又は合成樹脂の被覆層（９）が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のホースと継手金具との接続部の構造
3. 前記筒状織布（１１）をホース（１）に嵌合する長さが、前記ホース（１）の径の１．０倍以上であることを特徴とする、請求項１に記載のホースと継手金具との接続部の構造
4. 前記筒状織布（１１）における前記ホース（１）の中央側の端末部に、弾性を有する柔軟なゴム又は合成樹脂を含浸固化させたことを特徴とする、請求項１に記載のホースと継手金具との接続部の構造

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