JP5267466B2 - 電蝕防止構造及び導波管連結構造 - Google Patents

Description

本発明は、フランジの接続面における電蝕防止構造に関し、特に、接続部分の肉厚化を抑えた電蝕防止構造及び導波管連結構造に関する。

屋外用の導波管は、フランジの接続面から湿った空気や水分が導波管内に侵入すると、導波管が腐食してしまう恐れがある。

このため、フランジの接続面ごとにガスケットなどを用いた気密・水密構造を採用し、導波管内に湿気や水分が侵入しないようにしている。

屋外用の導波管を設置する際には、導波管の材料を統一することが理想的ではあるが、実際には異種金属で形成された導波管同士を接続しなければならないこともある。

異種金属製の導波管同士を接続する場合、フランジ接続面のガスケットよりも外側の部分において異種金属同士が接することとなるため、そこに湿気や水分が供給されると局部電池が形成されることによって電蝕が発生し、卑な側の金属が腐食してしまう。

電蝕は、異種金属同士の酸化還元電位差が大きい（換言するとイオン化傾向の差が大きい）ほど早く進行するため、異なる金属製の導波管を接続する場合には、それらの金属の中間の電位を有する金属をフランジの間に挟み込むことにより、各導波管のフランジ部分において酸化還元電位差を小さくする手法が用いられている。

例えば、アルミニウム合金製の導波管と銅合金製の導波管とを接続する場合には、それぞれのフランジ部分の間に、電位差による電蝕を防ぐために中間電位のステンレス合金のフランジを間に挟み込む構造が採用されている。

しかし、ステンレス合金は、アルミニウム合金や銅合金などと比較して材料そのものが高価であるだけでなく、加工が難しいために加工コストも高い。このため、ステンレス合金を材料とする部品の製造コストは高くなる。特に、フランジの両面にガスケットを装着する場合には、ガスケットの装着に必要な溝の深さに応じてフランジ部分を厚くしなければならない上に、フランジの両面に溝を加工するために製造コストが高くなる。

また、導波管フランジの接合面の数が増えてしまい、図１や図２に示すように、ガスケットなどを用いて気密・水密する箇所が多くなってしまう。

電蝕の発生を抑えつつ管状の部材を連結する構造に関する技術として、特許文献１に開示される「絶縁フランジ」がある。
特許文献１は、一対のフランジの間に環状溝が刻印された絶縁体を配置し、環状溝にはシール用のパッキンを配置しておくことにより、フランジの電蝕を防止しつつ管の気密性・水密性を確保しようというものである。
実開昭６１−１１２１９１号公報

特許文献１は、ガス管のフランジに関する発明であるが故に、フランジの間に中間電位の金属ではなく絶縁体を配置しているが、気密・水密を実現する構造としては図１や図２に示した構成と変わりが無く、絶縁体の両面をシールしなければならない。すなわち、特許文献１に開示される発明では、電蝕の発生を抑えることはできても、気密・水密箇所が多くなってしまうという問題は解決されない。

このように、気密・水密箇所を増やすことなく電蝕の発生を抑えることができ、加工が容易なフランジ接続部の電蝕防止構造は提供されていなかった。

本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、気密・水密箇所を増やすことなく電蝕の発生を抑えることができ、加工が容易なフランジ接続部での電蝕防止構造及び導波管連結構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、管部の末端にフランジを備え、該フランジ同士を突き合わせることによって管部の末端を取り囲む溝が該フランジ同士の間に形成される一対の管部材と、溝のフランジ同士の合わせ目の部分よりも外周側に配置される環状のシール部材と、シール部材の外周側に配置される間挿部材とを有し、一対の管部材のいずれかの材料と間挿部材の材料とを接触させた時に生じる電位差は、一対の管部材同士の材料同士を当接させた時に生じる電位差よりも小さいことを特徴とする電蝕防止構造を提供するものである。

また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、上記本発明の第１の態様に係る電蝕防止構造を適用した導波管連結構造であって、一対の管部材は導波管であることを特徴とする導波管連結構造を提供するものである。

本発明によれば、気密・水密箇所を増やすことなく電蝕の発生を抑えることができ、加工が容易なフランジ接続部での電蝕防止構造及び導波管連結構造を提供できる。

図３に示すように、本発明に係る電蝕防止構造は、末端にフランジ２１ａ、２２ａを備え、フランジ２１ａ、２２ａを突き合わせることによって管部の末端を取り囲む溝がフランジ２１ａ、２２ａの間に形成される管部材２１、２２と、溝のフランジ同士の合わせ目の部分よりも外周側に配置される環状のシール部材２３と、シール部材２３の外周側に配置される間挿部材２４とを有し、管部材２１、２２のいずれかの材料と間挿部材２４の材料とを接触させた時に生じる電位差は、管部材２１、２２の同士の材料同士を当接させた時に生じる電位差よりも小さいことを特徴とする。

以下、導波管連結構造として上記電蝕防止構造を適用した場合を例に本発明の好適な実施の形態について説明する。

〔第１の実施形態〕
本発明を好適に実施した第１の実施形態について説明する。
図４、図５に、本実施形態に係るフランジ部の電蝕防止構造を示す。この電蝕防止構造は、第１の導波管フランジ１、第２の導波管フランジ２、第３の導波管フランジ３、ガスケット４、ネジ５、ナット６、ワッシャ７、及びバネ座金８を有する。なお、第１の導波管フランジ１及び第２の導波管フランジ２が、図３における管部材２１、２２にそれぞれ相当する。また、第３の導波管フランジ３が図１における間挿部材２４に相当する。また、ガスケット４が図３におけるシール部材２３に相当する。

第１の導波管フランジ１と第２の導波管フランジ２とは、酸化還元電位が異なる金属材料で形成されている。例えば、一方がアルミニウム合金で他方が銅合金という組み合わせや、アルミニウム合金とチタン合金との組み合わせ、アルミニウム合金とニッケル合金との組み合わせなどである。
また、第３の導波管フランジ３は、第１の導波管フランジ１の材料の酸化還元電位と第２の導波管フランジ２の材料の酸化還元電位の間の酸化還元電位を有する材料で形成されている。例えば、第１の導波管フランジ１及び第２の導波管フランジ２の一方がアルミニウム合金で他方が銅合金であるならば、ステンレス合金などで形成されている。

第１の導波管フランジ１及び第２の導波管フランジ２は導波管１ａ、２ａのそれぞれと一体に形成されているのに対し、第３の導波管フランジ３はいずれの導波管からも独立して環状に形成されている。
第１の導波管フランジ１、第２の導波管フランジ２及び第３の導波管フランジ３には、貫通穴が形成されており、この貫通穴にはワッシャ７を介してネジ５が挿入されている。ネジ５には、ワッシャ７及びバネ座金８を介してナット６が締結される。ナット６を締めることによって、ネジ５のヘッドとナット６との間隔が狭くなり、第１の導波管フランジ１と第２の導波管フランジ２とに挟まれたガスケット４がこれらに密着する。

第１の導波管フランジ１及び第２の導波管フランジ２は、互いに突き合わせると内周側では接触し、外周側では所定の間隔が開くような形状、すなわち、突き合わせ部分に溝が形成される形状に形成されている。この隙間は第３の導波管フランジと略同一形状であり、第３の導波管フランジ３を挟んで第１の導波管フランジ１と第２の導波管フランジ２とを突き合わせると、第１の導波管フランジ１と第３の導波管フランジ３との間、及び第２の導波管フランジ２と第３の導波管フランジ３との間のいずれにもほとんど隙間が生じないようになっている。

第１の導波管フランジ１と第２の導波管フランジ２とが形成する溝の底に当たる部分（第１の導波管フランジ１と第２の導波管フランジ２との合わせ目の部分）にはガスケット４が配置される。ガスケット４は、第１の導波管フランジ１及び第２の導波管フランジ２のそれぞれに密着してそれより内周側の部分を気密・水密している。
第１の導波管フランジ１と第３の導波管フランジ３とを組み合わせると、第１の導波管フランジ１と第２の導波管フランジ２との合わせ目の部分よりも外周側に凹部が形成され、ガスケット４はその凹部に収容された状態となる。

ガスケット４よりも外周側の部分では、第１の導波管フランジ１と第２の導波管フランジ２との間に第３の導波管フランジが介在しており、第１の導波管フランジ１と第２の導波管フランジ２とは直接接していない。このため、第１の導波管フランジ１と第２の導波管フランジ３とが局部電池を形成しないので、フランジ同士の隙間に湿気や水分が入り込んでも電蝕は発生しない。

また、ガスケット４よりも内周側の部分では、第１の導波管フランジ１と第２の導波管フランジ２とが直に接しているが、この部分はガスケット４によって気密性・水密性が保たれているため、外気に含まれる湿気や水分が供給されることはない。よって、第１の導波管フランジ１と第２の導波管フランジ２とが直に接していても、この部分で電蝕は発生しない。

このように、本実施形態にかかる電蝕防止構造は、第１の導波管フランジと第２の導波管フランジとの合わせ目よりも外周側の一箇所を気密・水密するだけで気密・水密及び電蝕防止が実現される。よって、気密・水密箇所を増やすことなく電蝕の発生を抑えることができる。また、第１の導波管フランジと第３の導波管フランジとによって形成される凹部内にガスケットが配置されるため、フランジに複雑な加工を施す必要がない。

なお、ここでは第３の導波管フランジが金属材料であるとしたが、セラミックスなどの非導電性材料で形成しても良い。

〔第２の実施形態〕
本発明を好適に実施した第２の実施形態について説明する。
図６に、本実施形態に係るフランジ部の電蝕防止構造を示す。第１の実施形態とほぼ同様の構造であるが、第２の導波管フランジ２の突き合わせ面には凹部２ａが設けられており、そこにはガスケット４ｂが配置されている。ガスケット４ｂは、ガスケット４ａに当接する。すなわち、凹部２ａは、第１の導波管フランジ１と第３の導波管フランジ３とによって形成される凹部と向かい合うように形成されている。

本実施形態においても、第１の実施形態と同様の電蝕防止性能及び導波管部分の気密・水密性が得られる。

なお、上記各実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されることはない。
例えば、上記各実施形態においては、ガスケットを用いて気密性・水密性を実現する構成を例として説明したが、ガスケットの代わりに接着剤やコーキンク剤を用いて気密性・水密性を実現しても良い。
また、上記各実施形態においては、フランジを貫通させたネジにナットを締結することによってフランジ同士を圧着させる構成としたが、フランジを万力などで挟み込むことによって圧着させるようにしても良い。
このように、本発明は様々な変形が可能である。

この出願は、２００７年１２月１２日に出願された日本出願特願２００７−３２１３３５を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

従来の導波管接続構造を示す図である。 従来の導波管接続構造を示す図である。 本発明に係る電蝕防止構造を示す図である。 本発明を好適に実施した第１の実施形態に係る導波管接続構造を示す図である。 第１の実施形態に係る導波管接続構造のフランジの形状を示す図である。 本発明を好適に実施した第２の実施形態に係る導波管接続構造を示す図である。

符号の説明

１、１１ 第１の導波管フランジ
１ａ、２ａ 導波管
２、１２ 第２の導波管フランジ
３、１３ 第３の導波管フランジ
４、１４ ガスケット
５、１５ ネジ
６、１６ ナット
７、１７ ワッシャ
８、１８ バネ座金

Claims (8)

1. 管部の末端にフランジを備え、該フランジ同士を突き合わせることによって前記管部の末端を取り囲む溝が該フランジ同士の間に形成される一対の管部材と、
   前記溝の前記フランジ同士の合わせ目の部分よりも外周側に配置される環状のシール部材と、
   前記溝の前記シール部材よりも外周側の部分に配置される環状の間挿部材と、
   前記一対の管部材の各々のフランジと前記間挿部材とを共締めして、前記シール部材を前記フランジ部の各々に密着させる共締め部材とを有し、
   前記一対の管部材のいずれの材料と前記間挿部材の材料とを接触させた時に生じる電位差は、前記一対の管部材同士の材料同士を当接させた時に生じる電位差よりも小さいことを特徴とする電蝕防止構造。
2. 前記一対の管部材のそれぞれは酸化還元電位が異なる材料で形成され、前記間挿部材は、前記一対の管部材のそれぞれの中間の酸化還元電位を示す材料で形成されたことを特徴とする請求項１記載の電蝕防止構造。
3. 前記間挿部材が非導電性材料で形成されたことを特徴とする請求項１記載の電蝕防止構造。
4. 前記シール部材は、前記一対の管部材のそれぞれのフランジと、前記間挿部材とによって囲まれる空間に配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の電蝕防止構造。
5. 前記シール部材は、体積弾性を有する材料で形成されており、前記一対のフランジの双方と密着して前記フランジ同士の合わせ目を外気から隔離することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の電蝕防止構造。
6. 前記シール部材は、前記一対の管部材の一方のフランジと前記間挿部材とによって形成される凹部に配置されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の電蝕防止構造。
7. 前記シール部材は、前記一対の管部材の一方のフランジと前記間挿部材とによって形成される第１の凹部と、前記一対の管部材の他方のフランジに形成された第２の凹部とにそれぞれ配置されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の電蝕防止構造。
8. 請求項１から７のいずれか１項記載の電蝕防止構造を適用した導波管連結構造であって、
   前記一対の管部材は導波管であることを特徴とする導波管連結構造。

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