JP4779555B2

JP4779555B2 - 分岐継手構造およびその組立方法

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Publication number: JP4779555B2
Application number: JP2005294840A
Authority: JP
Inventors: 雅彦愛甲; 慎一野村
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-10-07
Filing date: 2005-10-07
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2025-10-07
Also published as: JP2007100920A

Description

本発明は、特に既設の樹脂からなる配管に分岐配管を接続する配管の分岐継手構造および組立方法に関するものである。

一般に、流体通路を構成する硬質塩化ビニル等からなる主配管からＴ字またはＹ字条に分岐させる構成として、管継手が使用されている。

この管継手とし代表的な汎用品として、チーズ（三方継手）が有る。

このチーズを、主配管を含む配管設備を新規に設置する際に用いることは、設置上問題はないが、既設の主配管に分岐配管を接続するためにチーズを用いる際には、主配管を一定長さに亘って切断し、この切断箇所にチーズの両端を接着若しくは溶接等の手段で接合してさらに分岐配管を接合することが必要となる。

このため既設の配管設備においては、主配管の切断、接合による漏洩等の信頼性の保証および工事スペースの確保等に課題がある。

前記した課題に対して、チーズを用いない分岐配管の継手構造として主に以下のものが知られている。

前記主配管に形成した開口部に分岐配管を溶接接合する構造において、熱可塑性プラスチック層と、この熱可塑性プラスチック層表面に被覆されるガラス繊維強化熱硬化性プラスチック層とからなる基壁（主配管）に設けた取付け孔に熱可塑性プラスチックからなる側管（分岐配管）根端部を挿着し、この側管根端部を基壁に溶接する。

さらこの基壁外部においてこの側管取付部を孔明き補強リングで被覆し、この補強リングの上下縁をガラス繊維強化熱硬化性プラスチック層で被覆して固定した側管取付け構造としたものである（例えば、特許文献１参照）。

また、前記主配管に形成した開口部に、サドルを接着接合した分岐配管の構造において、本管（主配管）と支管（分岐配管の受け部材）とを接続する際に、本管に取り付けた支管を締め付け具で締め付けて仮固定する支管の取付構造において、前記締め付け具の内側で、該締め付け具が接する本管表面又は支管表面との間に、前記締め付け具の締め付け荷重により変色する感圧シートを介在させたことを特徴とする支管の取付構造としたものである（例えば、特許文献２参照）。

また、前記主配管に形成した開口部に、サドル、シール部材を用いた分岐配管の構造において、主管（主配管）の外周に主管を囲むように一対の締め付けバンド体（サドル）を配置し、一方の締め付けバンド体に一体に分岐管を設けると共に分岐管の一端側の取水部を主管に設けた開口部から主管内に挿入し、分岐管を一体に設けた締め付けバンド体の内周に設けたシール材を主管の外面に密着させ、一対の締め付けバンド体同士を締め付けねじ具にて締結して成る分岐管の取付け構造としたものである（例えば、特許文献３参照）。
実開平７−３８８８５号公報特開２００５−４８８０４号公報実開平６−５６５９５号公報

しかしながら、前記した特許文献１に記載されたものは、基壁（主配管）に設けた取付け孔に熱可塑性プラスチックからなる側管（分岐配管）根端部を挿着し、この側管根端部を基壁に溶接し、この基壁外部においてこの側管取付部を補強リングで補強したものである。

これにより配管系の振動、曲げ等による溶接部にかかる応力を補強リングで抑制することはできるが、基壁と側管根端部との溶接部のみで流体の漏洩を防止する構成のため、長期間に亘って溶接部からの漏洩に対する信頼性保証に課題がある。

特に、強酸、強アルカリを使用する半導体や液晶デバイスの生産工程では、工場が２４時間稼動のところが多く不向きである。

なお孔明き補強リングとしたのは、溶接部からの漏洩を発見しやすくするためである。

また、特許文献２に記載されたものは、本管（主配管）と支管（分岐配管の受け口）と一体形成したサドルとを接着接合し、さらに支管の受け口に分岐配管を挿入して接着接合または溶接接合するものである。

さらに本管とサドルとを接着接合する際に、本管に取り付けた支管を締め付け具でサドルを締め付けて仮固定して接着の信頼性を向上させようとするものである。

この構造においては、本管とサドルとの接合および支管の受け口と分岐配管との接合が何ら関連しておらず、各々の接合部のみで流体の漏洩を防止しようとするもので、配管系の振動、曲げ等による接合部にかかる応力による長期間に亘っての接合部からの漏洩に対する信頼性保証に課題がある。

また、特許文献３に記載されたものは、分岐管を一体に設けた締め付けバンド体の内周に設けたシール材を主管の外面に密着させ、一対の締め付けバンド体同士を締め付けねじ具にて締結したものである。

この構造においては、流体が化学製品等の場合にシール材の劣化および主管に締め付けバンド体を一定の応力をかけて固定するため、主管が部分的に変形しやすい。このため長期間に亘っての接合部からの漏洩に対する信頼性保証に課題がある。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、配管系の振動、曲げ等による接合部にかかる応力等による長期間に亘っての接合部からの漏洩に対する信頼性を向上させた分岐継手構造およびその組立方法を提供することを目的とするものである。

主配管と、前記主配管に形成した開口部に接合する第１分岐配管と、前記第１分岐配管と連通する第２分岐配管と、略中央部に貫通孔を有する継手部材を備え、前記主配管に形成した開口部に第１分岐配管を溶接接合し、前記第１分岐配管を継手部材の貫通孔に挿入して第１分岐配管の外周面と継手部材の貫通孔の内面を接着接合するとともに、前記第１分岐配管を前記継手部材の前記貫通孔に挿入した際に前記継手部材の下端面を前記主配管の外周面に沿うように当接させ、前記継手部材の前記主配管との接触面に溝を形成し、この溝を介して接着剤中の気体成分を逃がし、前記主配管と継手部材とを溶接接合し、前記第２分岐配管を継手部材の貫通孔に挿入して第２分岐配管の外周面と継手部材の貫通孔の内面を接着接合するとともに、前記継手部材と第２分岐配管を溶接接合したことを特徴とする分岐継手構造としたものである。

以上のように本発明の分岐継手構造によれば、第１分岐配管を継手部材の貫通孔に挿入して前記第１分岐配管の外周面と前記継手部材の貫通孔の内面を接着接合するとともに、前記第１分岐配管を前記継手部材の前記貫通孔に挿入した際に前記継手部材の下端面を前記主配管の外周面に沿うように当接させ、前記継手部材の前記主配管との接触面に溝を形成し、この溝を介して接着剤中の気体成分を逃がすことで、接着層に気泡の形成を防止してより確実な接合状態にするものであり、また、主配管と分岐配管との接合部にかかる応力を軽減するとともに、漏洩した場合の経路に対して複数箇所の接合部を構成したもので、これによって配管系の振動、曲げ等による接合部にかかる応力等による長期間に亘っての接合部からの漏洩に対する信頼性を向上させることができる。

また、漏洩に対する信頼性を向上させることができるため、強酸、強アルカリを使用する半導体や液晶デバイスの生産工程での薬品の供給配管としても使用できる。

第１の発明は、主配管と、前記主配管に形成した開口部に接合する第１分岐配管と、前記第１分岐配管と連通する第２分岐配管と、略中央部に貫通孔を有する継手部材を備え、前記主配管に形成した開口部に第１分岐配管を溶接接合し、前記第１分岐配管を継手部材の貫通孔に挿入して第１分岐配管の外周面と継手部材の貫通孔の内面を接着接合するとともに、前記第１分岐配管を前記継手部材の前記貫通孔に挿入した際に前記継手部材の下端面を前記主配管の外周面に沿うように当接させ、前記継手部材の前記主配管との接触面に溝を形成し、この溝を介して接着剤中の気体成分を逃がし、前記主配管と継手部材とを溶接接合し、前記第２分岐配管を継手部材の貫通孔に挿入して第２分岐配管の外周面と継手部材の貫通孔の内面を接着接合するとともに、前記継手部材と第２分岐配管を溶接接合したことを特徴とする分岐継手構造としたものである。

これによって、第１分岐配管を継手部材の貫通孔に挿入して前記第１分岐配管の外周面と前記継手部材の貫通孔の内面を接着接合するとともに、前記第１分岐配管を前記継手部材の前記貫通孔に挿入した際に前記継手部材の下端面を前記主配管の外周面に沿うように当接させ、前記継手部材の前記主配管との接触面に溝を形成し、この溝を介して接着剤中の気体成分を逃がすことで、接着層に気泡の形成を防止してより確実な接合状態にするものであり、また、主配管と分岐配管との接合部にかかる応力を軽減するとともに、漏洩した場合の経路に対して複数箇所の接合部を構成したもので、これによって配管系の振動、曲げ等による接合部にかかる応力等による長期間に亘っての接合部からの漏洩に対する信頼性を向上させることができる。

第２の記載の発明は、第１の発明において、継手部材を、透明性を有する樹脂としたものである。

これによって、第１分岐配管、第２分岐配管と継手部材との接着接合状態が視認しやすく、より漏洩に対する信頼性を向上させることができる。

第３の記載の発明は、主配管と、前記主配管に形成した開口部に接合する第１分岐配管と、前記第１分岐配管と連通する第２分岐配管と、略中央部に貫通孔を有する継手部材を備え、前記主配管に形成した開口部に第１分岐配管を溶接接合する工程と、前記第１分岐配管の外周面および／または継手部材の貫通孔の内面に接着剤を塗布する工程と、前記第１分岐配管を継手部材の貫通孔に挿入し、第１分岐配管の外周面と継手部材の貫通孔の内面を接着接合する工程と、前記第１分岐配管を前記継手部材の前記貫通孔に挿入した際に前記継手部材の下端面を前記主配管の外周面に沿うように当接させ、前記継手部材の前記主配管との接触面に溝を形成し、この溝を介して接着剤中の気体成分を逃がし、前記主配管と継手部材の下端接触部を溶接接合する工程と、前記第２分岐配管の外周面および/または継手部材の貫通孔の内面に接着剤を塗布する工程と、前記第２分岐配管を継手部材の貫通孔に挿入して第２分岐配管の外周面と継手部材の貫通孔の内面を接着接合する工程と、前記第２分岐配管と継手部材の上端部を溶接接合する工程を備えたことを特徴とする分岐継手組立方法としたものである。

これによって、第１分岐配管を継手部材の貫通孔に挿入して前記第１分岐配管の外周面と前記継手部材の貫通孔の内面を接着接合するとともに、前記第１分岐配管を前記継手部材の前記貫通孔に挿入した際に前記継手部材の下端面を前記主配管の外周面に沿うように当接させ、前記継手部材の前記主配管との接触面に溝を形成し、この溝を介して接着剤中の気体成分を逃がすことで、接着層に気泡の形成を防止してより確実な接合状態にするものであり、また、主配管と分岐配管との接合部にかかる応力を軽減するとともに、漏洩に対して複数箇所の接合部を順次各工程により構成したもので、これによって配管系の振動、曲げ等による接合部にかかる応力等による長期間に亘っての接合部からの漏洩に対する信頼性を向上させることができる。

以下、本発明の一実施例について図１〜図４を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施例の分岐継手構造を示す断面図、図２は図１のＡ−Ａ線における側断面図、図３は図１中の継手部材の概観斜視図、図４は図１の分岐継手構造の組立手順を示す工程図である。

図１〜図４において、主配管１に形成した開口部２に第１分岐配管３下端部を挿入し、治具等を用いて一定位置に固定する。

そしてこの固定後に、主配管１と第１分岐配管３とのコーナーに例えば太さ２ｍｍの溶接棒を巻回し、電気ごてまたは熱風発生器を用いて加熱して溶接棒を溶融させ主配管１と第１分岐配管３を、溶接部４を形成して接合する。

この後再び主配管１と第１分岐配管３とのコーナーに例えば太さ３ｍｍの溶接棒を巻回し、同様に加熱して溶接棒を溶融させ主配管１と第１分岐配管３を二回の工程により接合する（Ｓ１００）。

なお太さ２ｍｍ、太さ３ｍｍの溶接棒を用いて二回の工程により接合したが、太さ２ｍｍまたは太さ３ｍｍの溶接棒を用いて一回の工程で接合してもよい。

接合をより確実なものにするために二回以上の工程により接合することが好ましい。

次に、第１分岐配管３の外周面および継手部材５の貫通孔６の内面に接着剤を塗布する（Ｓ１０１）。

接着剤を塗布した後、第１分岐配管３を継手部材５の貫通孔６に挿入し、第１分岐配管３の外周面と継手部材５の貫通孔６の内面を接着接合する（Ｓ１０２）。

第１分岐配管３を継手部材５の貫通孔６に挿入した際に継手部材５の下端面を主配管１の外周面に沿うように当接させている。

なお継手部材５の貫通孔６は主配管１側から順次より大径となるテーパー状に形成されている。

第１分岐配管３を継手部材５の貫通孔６に挿入した後、接着剤を固化させるため一定時間放置する。

このとき固化を促進させるため熱風発生器を用いて加熱して周囲温度よりも高くしてもよい。

また、図３に示すように継手部材５の主配管１との接触面に溝７を形成し、この溝７を介して接着剤中の気体成分を逃がすように構成し、接着層に気泡の形成を防止してより確実な接合状態にするものである。

なお、接着剤を第１分岐配管３の外周面と継手部材５の貫通孔６の内面に塗布したが、どちらか一方に塗布してよい。

接合をより確実なものにするために両者に塗布することが好ましい。

また継手部材５の貫通孔６の内面に塗布する接着剤は、第１分岐配管３の上端部に位置する高さに規制する。

次に、主配管１の外周面と継手部材の下端接触部のコーナーに例えば太さ２ｍｍの溶接棒を巻回し、電気ごてまたは熱風発生器を用いて加熱して溶接棒を溶融させ主配管１と継手部材５を、溶接部８を形成して接合する。

この後再び主配管１と継手部材５とのコーナーに例えば太さ３ｍｍの溶接棒を巻回し、同様に加熱して溶接棒を溶融させ主配管１と継手部材５を二回の工程により接合する（Ｓ１０３）。

次に、第２分岐配管９の外周面および継手部材５の貫通孔６の内面に接着剤を塗布する（Ｓ１０４）。

接着剤を塗布した後、第２分岐配管９を継手部材５の貫通孔６に挿入し、第２分岐配管９の外周面と継手部材５の貫通孔６の内面を接着接合する（Ｓ１０５）。

第２分岐配管９を継手部材５の貫通孔６に挿入した後、接着剤を固化させるため一定時間放置する。

なお接着剤を第２分岐配管９の外周面と継手部材５の貫通孔６の内面に塗布したが、どちらか一方に塗布してよい。

また継手部材５の貫通孔６の内面には第１分岐配管３の上端部より上方位置に接着剤を塗布する。

次に、第２分岐配管９の外周面と継手部材５の上端部のコーナーに例えば太さ２ｍｍの溶接棒を巻回し、電気ごてまたは熱風発生器を用いて加熱して溶接棒を溶融させ第２分岐配管９と継手部材５を、溶接部１０を形成して接合する。

この後再び第２分岐配管９と継手部材５とのコーナーに例えば太さ３ｍｍの溶接棒を巻回し、同様に加熱して溶接棒を溶融させ第２分岐配管９と継手部材５を二回の工程により接合する（Ｓ１０６）。

なお太さ２ｍｍ、太さ３ｍｍの溶接棒を用いて二回の工程により接合したが、太さ２ｍｍまたは太さ３ｍｍの溶接棒を用いて一回の工程で接合してもよい。接合をより確実なものにするために二回以上の工程により接合することが好ましい。

また本実施例においては、主配管１、第１分岐配管３、継手部材５、第２分岐配管９の各々に硬質塩化ビニル樹脂を用いて構成したが、これに限定されず、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエンースチレン、ＡＢＳ樹脂、フッ素含有樹脂等を用いることができる。

なお、前記樹脂溶接棒の断面形状も特に限定されず、角形や円形等とすることができる。

また樹脂溶接棒の太さは、および巻回の回数は適宜最適条件に選択すればよく実施に限定されるものではない。

また、継手部材を、透明性を有する樹脂とすることによって、第１分岐配管３、第２分岐配管９と継手部材５との接着接合状態が視認しやすく、より漏洩に対する信頼性を向上させることができる。

以上のように本発明の分岐継手構造は、継手部材５の貫通孔６中に分岐配管である第１分岐配管３と第２分岐配管９を分割して挿入するとともに、各々を貫通孔６の内面と接着接合し、さらに主配管１と第１分岐配管３、継手部材５と第２分岐配管９、主配管１と継手部材５の各々の箇所を溶接接合したものである。

このように主配管１および第１分岐配管３、第２分岐配管９の流体通路から漏洩を想定した場合の経路に対して、主配管１と第１分岐配管３との溶接接合、第１分岐配管３と継手部材５の貫通孔６との接着接合、主配管１と継手部材５との溶接接合の複数箇所の接合部を構成し、さらに第２分岐配管９と継手部材５の貫通孔６との接着接合、第２分岐配管９と継手部材５の貫通孔６との接着接合の複数箇所の接合部を構成し、かつ各々の接合工程において接合状態の視認および検査を、順を追って行いやすい。したがって従来の構造に比べて著しく接合部からの漏洩に対する信頼性を向上させることができる。

さらに、流体の使用装置、プラント等によって、主配管１から分岐して流体を搬送する分岐配管の長さ、曲がり等様々であり、この分岐配管を直接主配管１に接合することは、主配管１と分岐配管との位置決めの困難さ、主配管１の変形や破損、接合作業中での振動等による接合状態への悪影響、配管系の振動、曲げ等による主配管１と分岐配管の接合部への応力集中等の課題がある。

これに対して本発明の分岐継手構造においては、まず主配管１と第１分岐配管３、第１分岐配管３と継手部材５の貫通孔６、主配管１と継手部材５の接合を完了した後に、長さ、曲がり等様々な第２分岐配管９を第１分岐配管３に連通して継手部材５の貫通孔６に挿入し、接着接合および溶接接合して固定するものである。

これによって第２分岐配管９を継手部材５の貫通孔６で確実に位置決めして接着接合および溶接接合を行うことができる。この際には主配管１には変形や破損を引き起こすような悪影響を与えることがなく、さらに第２分岐配管９は直接主配管１に接合しないことによって、配管系の振動、曲げ等による第２分岐配管９の応力は直接主配管１には作用しない。

以上のように、本発明の分岐継手構造およびその組立方法によれば、第１分岐配管を継手部材の貫通孔に挿入して前記第１分岐配管の外周面と前記継手部材の貫通孔の内面を接着接合するとともに、前記第１分岐配管を前記継手部材の前記貫通孔に挿入した際に前記継手部材の下端面を前記主配管の外周面に沿うように当接させ、前記継手部材の前記主配管との接触面に溝を形成し、この溝を介して接着剤中の気体成分を逃がすことで、接着層に気泡の形成を防止してより確実な接合状態にするものであり、また、主配管と分岐配管との接合部にかかる応力を軽減するとともに、漏洩に対して複数箇所の接合部を構成したもので、これによって配管系の振動、曲げ等による接合部にかかる応力等による長期間に亘っての接合部からの漏洩に対する信頼性を向上させることができる。

新規に設置する配管設備、既設の配管設備および各種の流体配管の用途にも適用できる。

本発明の一実施例の分岐継手構造を示す断面図図１のＡ−Ａ線における側断面図図１中の継手部材の概観斜視図図１の分岐継手構造の組立手順を示す工程図

符号の説明

１主配管
２開口部
３第１分岐配管
４溶接部
５継手部材
６貫通孔
７溝
８溶接部
９第２分岐配管
１０溶接部

Claims

主配管と、
前記主配管に形成した開口部に接合する第１分岐配管と、
前記第１分岐配管と連通する第２分岐配管と、
略中央部に貫通孔を有する継手部材を備え、
前記主配管に形成した開口部に第１分岐配管を溶接接合し、
前記第１分岐配管を継手部材の貫通孔に挿入して第１分岐配管の外周面と継手部材の貫通孔の内面を接着接合するとともに、前記第１分岐配管を前記継手部材の前記貫通孔に挿入した際に前記継手部材の下端面を前記主配管の外周面に沿うように当接させ、前記継手部材の前記主配管との接触面に溝を形成し、この溝を介して接着剤中の気体成分を逃がし、前記主配管と継手部材とを溶接接合し、
前記第２分岐配管を継手部材の貫通孔に挿入して第２分岐配管の外周面と継手部材の貫通孔の内面を接着接合するとともに、前記継手部材と第２分岐配管を溶接接合したことを特徴とする分岐継手構造。
継手部材を、透明性を有する樹脂とした請求項１に記載の分岐継手構造。
主配管と、
前記主配管に形成した開口部に接合する第１分岐配管と、
前記第１分岐配管と連通する第２分岐配管と、
略中央部に貫通孔を有する継手部材を備え、
前記主配管に形成した開口部に第１分岐配管を溶接接合する工程と、
前記第１分岐配管の外周面および／または継手部材の貫通孔の内面に接着剤を塗布する工程と、
前記第１分岐配管を継手部材の貫通孔に挿入し、第１分岐配管の外周面と継手部材の貫通孔の内面を接着接合する工程と、前記第１分岐配管を前記継手部材の前記貫通孔に挿入した際に前記継手部材の下端面を前記主配管の外周面に沿うように当接させ、前記継手部材の前記主配管との接触面に溝を形成し、この溝を介して接着剤中の気体成分を逃がし、
前記主配管と継手部材の下端接触部を溶接接合する工程と、
前記第２分岐配管の外周面および/または継手部材の貫通孔の内面に接着剤を塗布する工程と、
前記第２分岐配管を継手部材の貫通孔に挿入して第２分岐配管の外周面と継手部材の貫通孔の内面を接着接合する工程と、
前記第２分岐配管と継手部材の上端部を溶接接合する工程を備えたことを特徴とする分岐継手組立方法。