JP6057233B1 - 配管継手、溶接方法、高圧ガス用装置の製造方法および高圧ガス用装置 - Google Patents

Abstract

【課題】寸法の狂いを抑制または防止可能であり、かつ、構造の単純化が可能で耐圧性にも優れた高圧ガス用配管および配管継手を提供する。【解決手段】高圧ガス用配管１１は、少なくとも一方の末端における、外面および内面の少なくとも一方が、配管継手２１内面と密接させることが可能な当接面１４により形成され、さらに、前記少なくとも一方の末端以外の部分における外面の一部に、配管継手２１と接続されるための雄ねじ部１２と、工具を嵌合させて雄ねじ部１２を締めつけるための締めつけ部と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、高圧ガス用配管、配管継手、溶接方法、高圧ガス用装置の製造方法および高圧ガス用装置に関する。

高圧ガス用の配管は、高圧に耐えるために厚肉でなければならない。このため、高圧ガス用の配管は、低圧ガス用の薄肉の配管と異なり、曲げ加工が困難である。このため、高圧ガス用配管には、曲げ加工に代えて継手が用いられる。

高圧ガス用配管は、前記のとおり厚肉であり、また、内径が小さい場合があるため、前記継手との溶接が難しい。この問題を解決するために、例えば、図１０に示すような差し込み溶接継手が用いられる。図示のとおり、この差し込み溶接継手８１Ｂは、高圧ガス用配管８１Ａの末端を差し込み、その差し込み部の凹部８３を溶接することが可能である。また、溶接に代えて、高圧ガス用配管と継手とを、ナットねじ、カラーねじ等のねじ機構により接続（結合）可能な継手も用いられる。

しかしながら、差し込み溶接継手では、どうしても、差し込み部において、高圧ガス用配管との間に隙間ができる。このため、溶接時に高圧ガス用配管の方向に狂いが生じるおそれがある。具体的には、例えば、図１０において、差し込み溶接継手８１Ｂに高圧ガス用配管８１Ａの末端を差し込んだ場合、差し込み部分の隙間Ｓにより、高圧ガス用配管８１Ａの角度が、設計通りの角度に対しθずれる。角度のずれθがわずかであっても、高圧ガス用配管８１Ａの他端では、さらには、このような高圧ガス用配管および配管継手を複数含む高圧ガス用装置全体では、大きな寸法の狂いになってしまう。そして、寸法の狂いが生じた高圧ガス用配管は、前述のとおり厚肉および小径等のため、曲げ加工等により狂いを矯正することがきわめて困難である。

また、通常のねじ機構を用いた継手は、高圧に耐えるために、前述のとおり、ナットねじ、カラーねじ等の多数の部品を用いた複雑な構造を有する。このため、ねじ機構を用いた継手は、設計が煩雑でコストがかかる。また、高圧ガス用装置の環境温度の変化（例えば、高圧ガスの圧縮熱による温度上昇、断熱膨張による温度低下、または気温の変化）により、前記ねじ機構が膨張および収縮を繰り返して次第に緩み、ガス漏れ等につながるおそれがある。また、高圧ガス用装置等の振動によっても、やはり、前記ねじ機構のねじが次第に緩み、ガス漏れ等につながるおそれがある。さらに、前記ねじ機構の構造が複雑なために、溶接することも困難であり、耐圧性に限界がある。

そこで、本発明は、寸法の狂いを抑制または防止可能であり、かつ、構造の単純化が可能で耐圧性にも優れた高圧ガス用配管、配管継手、溶接方法、高圧ガス用装置の製造方法および高圧ガス用装置の提供を目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の高圧ガス用配管は、少なくとも一方の末端における、外面および内面の少なくとも一方が、配管継手内面と密接させることが可能な当接面により形成され、さらに、前記少なくとも一方の末端以外の部分における外面の一部に、前記配管継手と接続されるための雄ねじ部と、工具を嵌合させて前記雄ねじ部を締めつけるための締めつけ部と、を有することを特徴とする。

本発明の配管継手は、内面に、雌ねじ部と、高圧ガス用配管末端に対する当接面とを有し、前記雌ねじ部を、前記本発明の高圧ガス用配管における前記雄ねじ部に嵌合させるとともに、前記当接面を、前記高圧ガス用配管の前記当接面に密接させることで、前記高圧ガス用配管に接続可能であり、前記高圧ガス用配管に接続された状態で、外面と前記高圧ガス用配管との境界部を溶接可能であることを特徴とする。

本発明の溶接方法は、前記本発明の高圧ガス用配管における前記雄ねじ部が、前記本発明の配管継手における前記雌ねじ部に嵌合されるとともに、前記高圧ガス用配管における前記当接面が、前記配管継手における前記当接面に密接することにより、前記高圧ガス用配管と前記配管継手とが接続された状態で、前記高圧ガス用配管と前記配管継手外面との境界部を溶接することを特徴とする。

本発明の高圧ガス用装置の製造方法は、前記本発明の溶接方法により前記高圧ガス用配管と前記配管継手とを溶接する工程を含むことを特徴とする。

本発明の高圧ガス用装置は、前記本発明の高圧ガス用配管と、前記本発明の配管継手とを含み、前記高圧ガス用配管と前記配管継手とが接続された状態で、前記高圧ガス用配管と前記配管継手外面との境界部が溶接されていることを特徴とする。

本発明の高圧ガス用配管、配管継手、溶接方法、高圧ガス用装置の製造方法および高圧ガス用装置によれば、寸法の狂いを抑制または防止可能であり、かつ、構造の単純化が可能で耐圧性にも優れている。

図１は、本発明の高圧ガス用配管の一例を示す模式図である。図１（ａ）は斜視図であり、図１（ｂ）は縦断面図であり、図１（ｃ）は横断面図である。 図２は、本発明の配管継手の一例を示す模式図である。図２（ａ）は左側面図であり、図２（ｂ）は断面図であり、図２（ｃ）は図２（ｂ）の一部の拡大図である。図２（ｄ）は、図２（ａ）〜（ｃ）の配管継手を高圧ガス用配管と接続し、さらに溶接した状態を示す断面図である。 図３は、本発明の高圧ガス用配管と配管継手とを接続した状態の一例を模式的に示す断面図である。図３（ａ）は、溶接前の状態を表し、図３（ｂ）は、溶接後の状態を表す。 図４は、図２（ｄ）または図３（ｂ）において、配管継手に、ガス漏れ検知のための知らせ穴を設けた例を示す断面図である。 図５は、本発明の配管継手の別の一例を示す模式図である。図５（ａ）は左側面図であり、図５（ｂ）は断面図であり、図５（ｃ）は、高圧ガス用配管と接続し、さらに溶接した状態を示す断面図である。 図６は、図５において、配管継手に、ガス漏れ検知のための知らせ穴を設けた例を示す断面図である。 図７は、本発明の配管継手のさらに別の一例を示す模式図である。図７（ａ）は左側面図であり、図７（ｂ）は断面図であり、図７（ｃ）は、高圧ガス用配管と接続し、さらに溶接した状態を示す断面図である。 図８は、本発明の配管継手のさらに別の一例を示す模式図であって、高圧ガス用配管と接続し、さらに溶接した状態を示す断面図である。 図９は、本発明の配管継手のさらに別の一例を示す模式図であって、高圧ガス用配管と接続し、さらに溶接した状態を示す断面図である。 図１０は、差し込み溶接継手に高圧ガス用配管を差し込んだ状態の一例を模式的に示す断面図である。

以下、本発明について、例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、本発明は、以下の説明により限定および制限されない。

本発明の高圧ガス用配管は、例えば、前記当接面が、高圧ガス用配管の径方向に対し傾斜していても良い。

本発明の高圧ガス用配管は、例えば、毒性ガスおよび可燃性ガスの少なくとも一方を含む高圧ガス用であっても良いし、前記高圧ガスが、水素ガスであっても良い。

なお、本発明の高圧ガス用配管の前記締めつけ部に嵌合させて前記雄ねじ部を締めつける（雌ねじ部にねじ込む）ための工具は、特に限定されないが、例えば、スパナ、またはレンチであっても良い。

本発明の配管継手は、例えば、前記高圧ガス用配管末端に対する当接面が、前記高圧ガス用配管の径方向に対し傾斜していても良い。

本発明の配管継手は、例えば、前記配管継手外面と前記高圧ガス用配管との境界部が、前記高圧ガス用配管の外面に対し鈍角をなすように形成されていても良い。

本発明の配管継手は、例えば、単一の部材のみからなっていても良い。

本発明の溶接方法は、例えば、前記高圧ガス用配管の前記締めつけ部が、前記配管継手外面と前記高圧ガス用配管との境界部に位置し、前記締めつけ部を、前記境界部とともに溶接しても良い。

本発明の高圧ガス用装置は、例えば、前記高圧ガス用配管と前記配管継手外面との境界部が、前記本発明の溶接方法により溶接されていても良い。

［実施形態１］
図１に、本発明の高圧ガス用配管の一例を模式的に示す。図１（ａ）は斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’方向に見た縦断面図である。図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＢ−Ｂ’方向に見た横断面図である。図示のとおり、この高圧ガス用配管１１は、末端の外面が、斜面１４により形成されている。斜面１４は、後述するように、配管継手内面と密接させることが可能な当接面である。また、斜面１４は、高圧ガス用配管１１の径方向に対し傾斜している面である。具体的には、斜面１４は、高圧ガス用配管１１の外面に対し、鈍角をなすように形成されており、斜面１４が、円錐形の下部の側面の形状を形成している。すなわち、斜面１４は、高圧ガス用配管１１の末端方向に突出している。また、前記末端以外の部分における外面の一部には、雄ねじ部１２および締めつけ部１３が形成されている。具体的には、雄ねじ部１２は、図示のとおり、高圧ガス用配管１１外面の、斜面１４に隣接する位置に設けられている。締めつけ部１３は、雄ねじ部１２に対し、斜面１４と反対側に設けられている。図示のとおり、締めつけ部１３では、高圧ガス用配管１１の管の外側面において、互いに対向する二面が切欠きされ（二面カット）、互いに平行な二つの平面が形成されている。この二面カット部分に、工具（例えば、スパナまたはレンチ）を嵌合させて雄ねじ部１２を回転させ、締めつけることができる。

つぎに、図２（ａ）〜（ｃ）に、本発明の配管継手の一例を模式的に示す。図２（ａ）は左側面図であり、図２（ｂ）は断面図であり、図２（ｃ）は図２（ｂ）の一部の拡大図である。

図２（ａ）〜（ｃ）に示すとおり、この配管継手２１は、内面に、斜面（当接面）２４と雌ねじ部２２とを有する。図示のとおり、斜面２４と雌ねじ部２２とは、雌ねじ部２２を図１の高圧ガス用配管１１の雄ねじ部１２に嵌合させるとともに、斜面（当接面）２４を、高圧ガス用配管１１の末端の斜面（当接面）１４に密接させることが出来るように形成されている。また、斜面２４は、高圧ガス用配管１１の径方向に対し傾斜している面である。また、雌ねじ部２２と配管継手２１外面との境界部２０１は、斜面を形成している。境界部２０１が、配管継手２１外面となす角θ２０２は１３５度であり、境界部２０１が雌ねじ部２２となす角θ２０１は１３５度である。また、後述するように高圧ガス用配管１１を接続した場合に、境界部２０１（斜面）が高圧ガス用配管１１外面となす角は１３５度である。ただし、角度はこれらに限定されず、適宜設定可能である。また、図示のとおり、この配管継手２１は、斜面２４、雌ねじ部２２および境界部２０１を、それぞれ２つずつ有し、２本の高圧ガス用配管を真直に接続することが可能な「ストレート」型の配管継手である。

図２（ｄ）は、図２（ａ）〜（ｃ）の配管継手２１を図１の高圧ガス用配管１１と接続し、さらに溶接した状態を示す断面図である。図示のとおり、雌ねじ部２２を、高圧ガス用配管１１における雄ねじ部１２に嵌合させるとともに、斜面２４を、高圧ガス用配管１１における斜面１４に密接させることで、配管継手２１と高圧ガス用配管１１が接続されている。そして、その状態で、高圧ガス用配管１１と配管継手２１外面との境界部（凹部）２３が溶接金属１５で充填され、溶接されている。

なお、図３に、配管継手２１と高圧ガス用配管１１とを接続した状態の一例を模式的に示す。図３（ａ）は、溶接前の状態を表し、図３（ｂ）は、溶接後の状態を表す。また、図３（ｂ）は、図２（ｄ）と同一の状態を表している。図３（ａ）に示すとおり、雌ねじ部２２を、高圧ガス用配管１１における雄ねじ部１２に嵌合させるとともに、斜面２４を、高圧ガス用配管１１における斜面１４に密接させることで、配管継手２１と高圧ガス用配管１１が接続されている。例えば、高圧ガス用配管１１における雄ねじ部１２を、回転させながら雌ねじ部２２に挿入し（ねじ込み）、さらに、高圧ガス用配管１１の締めつけ部１３に工具（例えば、スパナまたはレンチ）を嵌合させて雄ねじ部１２を締めつけることにより、図３（ａ）の状態とすることができる。図示のとおり、雌ねじ部２２と配管継手２１外面との境界部２０１が斜面を形成していることにより、この斜面と配管継手２１外面との間に凹部２３が形成される。そして、図３（ａ）の状態から、図３（ｂ）に示すように、高圧ガス用配管１１と配管継手２１外面との境界部（凹部）２３を溶接金属１５で充填し、高圧ガス用配管１１と配管継手２１とを溶接することができる。

また、図２および３では、図示のとおり、高圧ガス用配管１１の締めつけ部１３が、配管継手１１外面と高圧ガス用配管２１との境界部（凹部）２３に位置し、締めつけ部１３を、境界部（凹部）２３とともに溶接している。これにより、締めつけ部１３の切欠きされた部分（二面カット部分）が、境界部（凹部）２３とともに溶接金属１５で充填されるため、より強固に溶接しやすい。

本発明では、このように、ねじ部の嵌合により、高圧ガス用配管と配管継手とを接続可能である。これにより、例えば、通常の管継手の構造である図１０の配管継手８１Ｂのように、差し込み部分の隙間Ｓにより高圧ガス用配管８１Ａの角度のずれθが生じることがない。これにより、本発明の配管継手は、高圧ガス用配管またはそれを用いた高圧ガス用装置の寸法の狂いを抑制または防止できる。例えば、図２のように高圧ガス用配管どうしを真直に接続する場合において、本発明によれば、溶接しても狂わない真直度を溶接前に確保することができる。また、例えば、後述の各実施形態（図５〜９）で説明するように、高圧ガス用配管どうしの接続方向を自由に設定することもできる。例えば、高圧ガス用配管どうしを直角に接続する場合においても、本発明によれば、溶接しても狂わない直角度を溶接前に確保することができる。

さらに、本発明では、ねじ部の嵌合により配管継手と高圧ガス用配管とを接続するので、図１０のような単に差し込むのみの構造と異なり、溶接前の仮付けが不要で溶接作業が簡便である。さらに、ねじ構造なので、図１０のような単に差し込むのみの構造と異なり、高圧ガス用配管の取り付け高さ（配管継手に挿入する高圧ガス用配管末端部分の長さ）の微調整も容易である。

さらに、本発明では、例えば図２（ｄ）または図３（ｂ）の斜面（当接面）１４および斜面（当接面）２４のように、高圧ガス用配管末端の当接面と配管継手内面の当接面とを密接させた状態で接続することができる。これにより、前記当接面どうしが密接した部分において、高圧ガス用配管と配管継手との境界の気密性が保たれ（シールされ）、高圧ガスが前記境界から漏れ出ることを防止できる。

なお、本発明において、例えば、図４に示すように、斜面（当接面）１４と斜面（当接面）２４との密接部分付近に、ガス漏れ検知のための知らせ穴（ウィープホール）２５を設けても良い。図４は、図２（ａ）〜（ｃ）の配管継手２１を図１の高圧ガス用配管１１と接続し、さらに溶接した状態を示す断面図である。図４は、配管継手２１に知らせ穴２５を設けたこと以外は、図２（ｄ）または図３（ｂ）と同じである。図４に示すとおり、知らせ穴２５は、配管継手２１内面における斜面（当接面）１４と斜面（当接面）２４との密接部分（同図「Ａ」部）付近から、配管継手２１外面まで貫通している。知らせ穴２５は、斜面（当接面）１４と斜面（当接面）２４との密接部分である「Ａ」部によって、高圧ガスの通路と隔てられている。したがって、「Ａ」部の気密性が保たれ、高圧ガスの通路からガス漏れが起こらなければ、知らせ穴２５における配管継手２１外面の開口部（図４「Ｃ」部）からガスが漏れることはない。一方、「Ａ」部の気密性が保たれていない場合は、高圧ガスの通路から、「Ａ」部および知らせ穴２５を通じて配管継手２１外面の開口部である「Ｃ」部からガス漏れが起きる。このようにして、知らせ穴２５により、「Ａ」部からのガス漏れの有無（「Ａ」部の気密性が保たれているか否か）を知ることができる。

知らせ穴２５は、例えば、以下のようにして利用することができる。すなわち、まず、配管継手２１を高圧ガス用配管１１と接続し、かつ溶接する前の状態（図３（ａ）と同様の状態）において、知らせ穴２５により、「Ａ」部からのガス漏れの有無を確認する。ガス漏れがなければそのまま配管継手２１と高圧ガス用配管１１とを溶接し、ガス漏れがあれば、雄ねじ部１２および雌ねじ部２２をさらに締めつけ（増し締め）、その後、配管継手２１と高圧ガス用配管１１とを溶接する。

また、例えば、ガス漏れ検査後、配管継手２１と高圧ガス用配管１１とを溶接した後に、知らせ穴２５を溶接により埋めて使用しても良い。仮に、高圧ガス用装置の運転時の振動等の外力により「Ａ」部が緩んだとしても、配管継手２１と高圧ガス用配管１１との溶接部分（図４における「Ｂ」部）が溶接金属１５により気密性が保たれていれば、その部分でガス漏れを防止できる。特に、高圧ガスが、腐食性のないガス（例えば水素等）であれば、きわめて効果的にガス漏れを防止できる。

なお、本発明の配管継手においては、図４のような知らせ穴を設けても良いし、設けなくても良い。例えば、知らせ穴が無くても、高圧ガス用配管末端の当接面および配管継手内面の当接面（図４においては、斜面１４および２４）の密接部分（図４では「Ａ」部）の気密性およびガス漏れの有無が分かる場合、知らせ穴を設けなくても良い。知らせ穴以外で前記密接部分の気密性およびガス漏れの有無を診断する方法としては、例えば、前記密接部分の面圧確認試験に基づくトルク管理が挙げられる。また、本発明の配管継手において、図２〜４の配管継手２１以外の形態（例えば、後述する図５〜９）であっても、同様に、知らせ穴を設けても良いし、設けなくても良い。

なお、本発明において、高圧ガス用配管末端の当接面と、配管継手内面の当接面とは、例えば、高圧ガス用配管の径方向に対し平行でも良い。しかしながら、例えば、図２（ｄ）または図３（ｂ）の斜面（当接面）１４および斜面（当接面）２４のように、高圧ガス用配管の径方向に対し傾斜していると、シール性（気密性）をより高めやすいため、好ましい。また、前記各当接面の傾斜方向は、例えば、図２（ｄ）または図３（ｂ）の斜面（当接面）１４および斜面（当接面）２４とは逆方向への傾斜でも良い。すなわち、配管継手２１内面の斜面（当接面）２４が、高圧ガス用配管１１の末端方向に向かって突出し、高圧ガス用配管１１末端の斜面（当接面）１４が、斜面（当接面）２４と密接可能なように、高圧ガス用配管１１内部方向に向かって埋没していても良い。また、前記各当接面は、平坦でも良いし、凹凸が形成されていても良いが、前記高圧ガス用配管の雄ねじ部と前記配管継手の雌ねじ部とを嵌合させて締めつける（ねじ込む）ことにより、前記各当接面どうしを密接させやすい形状が好ましい。例えば、図２（ｄ）または図３（ｂ）の斜面（当接面）１４および斜面（当接面）２４のように、前記各当接面が、ねじ等が形成されておらず平坦でも良い。また、前記各当接面にねじが形成され、前記高圧ガス用配管の雄ねじ部と前記配管継手の雌ねじ部とを嵌合させて締めつける（ねじ込む）ことにより、前記各当接面のねじどうしが密接するように形成されていても良い。

また、図２〜４では、前述のとおり、高圧ガス用配管１１の締めつけ部１３が、配管継手１１外面と高圧ガス用配管２１との境界部（凹部）２３に位置し、締めつけ部１３を、境界部（凹部）２３とともに溶接した。しかしながら、本発明は、これに限定されず、前記高圧ガス用配管の前記締めつけ部が、前記配管継手外面と前記高圧ガス用配管との境界部に位置しなくても良い。

また、図２〜４では、高圧ガス用配管１１の締めつけ部１３は、前述のとおり、二面カットにより形成されている。しかし、本発明において、前記高圧ガス用配管における前記締めつけ部の形状は、二面カットに限定されず、前記雄ねじ部を締めつける（雌ねじ部にねじ込む）ための工具を嵌合させることが可能な形状であれば、どのような形状でも良い。

また、図１〜４に示す高圧ガス用配管１１および配管継手２１において、各部の寸法は、特に限定されず、必要とされる強度、耐圧性能等に応じて適宜設定可能である。高圧ガス用配管１１および配管継手２１の各部の寸法は、例えば、一般的な配管継手および高圧ガス用配管の寸法に準じるか、もしくはそれらを参考にしても良いし、または、任意に変更を加えても良い。

また、高圧ガス用配管１１、配管継手２１、および溶接金属１５の材質は、特に限定されない。前記材質は、例えば、溶接が可能なように、および、高圧ガスの圧力等に耐えうる強度が得られるように、適宜選択すれば良い。

また、雌ねじ部２４および雄ねじ部１４のピッチ等も特に限定されず、並目ねじでも細目ねじでも良いが、ピッチの小さい細目ねじを用いることが好ましい。これにより、雌ねじ部２４および雄ねじ部１４の接合部の隙間を極めて小さく抑えることができる。また、雌ねじ部２４および雄ねじ部１４は、それぞれ、右ねじでも左ねじでも良く、目的に応じて適宜設定可能である。

高圧ガス用配管１１と配管継手２１とを溶接する方法も特に限定されず、例えば、一般的な溶接方法に準じるか、もしくはそれらを参考にしても良いし、または、任意に変更を加えても良い。

以下、図５〜９に、本発明の配管継手のさらに別の例を模式的に示す。なお、図５〜９において、図１〜４と同様の部分には同一の符号を付している。
図５は、本発明の配管継手の別の一例を示す模式図である。図５（ａ）は左側面図であり、図５（ｂ）は断面図であり、図５（ｃ）は、高圧ガス用配管と接続し、さらに溶接した状態を示す断面図である。

図５の配管継手４１は、図示のとおり、２本の高圧ガス用配管１１を直角に（Ｌ字型に）接続する。なお、このように２本の高圧ガス用配管を真直でなく接続する配管継手を、「エルボ」型の配管継手ということがある。すなわち、同図の配管継手４１は、図示のとおり、高圧ガス用配管１１を接続するための雌ねじ部２２と、それに対応する斜面（当接面）２４と、凹部２３（境界部２０１）とを、それぞれ２つずつ有し、２つの雌ねじ部２２が互いに垂直に配置されている。これ以外は、図５の配管継手４１は、図２の配管継手２１と同様である。

また、図６のように、配管継手４１に知らせ穴（ウィープホール）２５を設けても良い。図６の配管継手４１は、図４の配管継手２１と同様に知らせ穴２５を設けたこと以外は、図５と同様である。

［実施形態３］
図７は、本発明の配管継手のさらに別の一例を示す模式図である。図７（ａ）は左側面図であり、図７（ｂ）は断面図であり、図７（ｃ）は、高圧ガス用配管と接続し、さらに溶接した状態を示す断面図である。

同図では、図示のとおり、１つの配管継手５１が、高圧ガス用配管１１を接続するための雌ねじ部２２と、それに対応する斜面（当接面）２４と、凹部２３（境界部２０１）とを、それぞれ３つずつ有する。そして、それぞれの雌ねじ部２２に高圧ガス用配管１１を接続することで、３本の高圧ガス用配管１１を、図示のように、配管継手５１を介してＴ（テイ）字型に接続することができる。これ以外は、図７の配管継手５１は、図２の配管継手２１と同様である。

［実施形態４］
図８は、本発明の配管継手のさらに別の一例を示す模式図である。同図は、前記配管継手を高圧ガス用配管と接続し、さらに溶接した状態を示す断面図である。

図８の配管継手６１は、図５（実施形態２）と同じく「エルボ」型の配管継手である。ただし、同図の配管継手６１は、図示のとおり、２本の高圧ガス用配管１１のなす角が直角ではない。また、配管継手６１外面と雌ねじ部２２の境界部２０１が配管継手６１外面となす角については、一方の雌ねじ部２２での角度θ２０２は、他の実施形態と同じく１３５度であるが、他方の雌ねじ部１２での角度θ２０３は、９０度である。これ以外は、同図の配管継手６１は、図２（実施形態１）の配管継手２１と同様である。なお、図８では、２本の高圧ガス用配管１１のなす角は１３５度であるが、角度はこれに限定されず、任意に設定可能である。

［実施形態５］
図９の断面図に、本発明の配管継手を高圧ガス用配管と接続し、さらに溶接した状態のさらに別の例を模式的に示す。図９の配管継手７１は、１本の高圧ガス用配管１１を、さらに太い高圧ガス用配管（図示せず）と接続するための、「カップリング」型の配管継手である。これ以外は、図９の配管継手７１は、前記各実施形態（図１〜８）と同様である。具体的には、例えば、配管継手７１におけるテーパー部７２（図９の下部）に、高圧ガス用配管１１よりもさらに太い高圧ガス用配管（図示せず）を溶接することで、高圧ガス用配管１１（枝管）を、前記さらに太い高圧ガス用配管（本管）に接続することができる。

本発明の配管継手は、例えば、図２〜９に示したように、結合される前記高圧ガス用配管１つに対し前記配管継手のねじ部を１つのみ有することが好ましい。これによれば、ナットねじ、カラーねじ等の多数の部品を用いた複雑な構造が不要なため、設計が簡単でコストも低減できる。また、例えば、図２〜９に示したように、本発明の配管継手が単一の部材のみからなることが、より好ましい。これにより、一層構造の単純化が可能であるとともに、気密性および耐圧性もさらに向上可能である。

また、例えば図１０のような差し込み溶接継手においては、溶接部分が、熱膨張により、または熱膨張と収縮との繰り返しにより、寸法が変化して割れる恐れがある。しかし、本発明の高圧ガス用配管および配管継手は、ねじ部（雄ねじ部および雌ねじ部）により強固に接続した上で溶接するため、溶接部分が熱膨張により、または熱膨張と収縮との繰り返しにより割れることを防止できる。

本発明の高圧ガス用配管、配管継手、および高圧ガス用装置の用途は特に限定されず、どのような高圧ガス用に用いても良い。具体的には、本発明の高圧ガス用配管、配管継手、および高圧ガス用装置は、特に高圧が要求される水素ガス用として特に優れているが、水素ガスに限定されず、他の高圧ガスにも用いることができる。前記高圧ガスは、（１）毒性ガス、（２）可燃性ガス、（３）毒性ガスまたは可燃性ガス以外のガス、のいずれに用いても良い。本発明の配管継手、高圧ガス用配管、および高圧ガス用装置は、例えば前述のとおり、毒性ガスおよび可燃性ガスの少なくとも一方を含む高圧ガス用であっても良い。本発明は、前述のとおり、配管継手と高圧ガス用配管との接続部分の気密性に優れるため、ガス漏れが起こりにくく、例えば、毒性ガス、可燃性ガス等にも適する。なお、（１）毒性ガスとしては、特に限定されないが、例えば、塩素ガス等が挙げられる。（２）可燃性ガスとしては、特に限定されないが、例えば、水素ガス等が挙げられる。（３）毒性ガスまたは可燃性ガス以外のガスとしては、特に限定されないが、例えば、ヘリウムガス、窒素ガス、炭酸ガス等が挙げられる。

本発明の高圧ガス用装置は、特に限定されないが、例えば、圧縮水素スタンド等が挙げられる。本発明の高圧ガス用装置の構造も特に限定されず、例えば、一般的な高圧ガス用装置の配管および配管継手を、本発明の高圧ガス用配管および配管継手に変えた構造でも良い。また、溶接およびねじの一方のみでも耐圧性能（耐圧強度）を得ることは可能であるが、本発明によれば、溶接およびねじを併用することで、前述のとおり、寸法の狂いを抑制または防止可能であり、かつ、構造の単純化が可能で耐圧性にも優れる。本発明の高圧ガス用装置によれば、例えば、圧縮水素スタンドに要求される８２ＭＰａ以上、またはそれを超える（例えば９０ＭＰａ以上、または１３５ＭＰａ以上）設計圧力に耐えることも可能である。ただし、これらの耐圧性能の数値は例示であり、本発明をなんら限定しない。

また、本発明の高圧ガス用装置において、高圧ガス用配管および配管継手は、全て、本発明の高圧ガス用配管および配管継手を用いても良いが、一部にのみ本発明の高圧ガス用配管および配管継手を用いても良い。例えば、定期的なメンテナンスが必要な箇所には、取り外しが容易なように、ねじ機構のみを用いた（溶接が不要な）高圧ガス用配管および配管継手を用い、それ以外の箇所に本発明の高圧ガス用配管および配管継手を用いても良い。このようにすれば、全ての箇所にねじ機構のみを用いた（溶接が不要な）高圧ガス用配管および配管継手を用いるよりも、構造の単純化が可能で耐圧性にも優れた高圧ガス用装置を得ることができる。

以上、説明したとおり、本発明によれば、寸法の狂いを抑制または防止可能であり、かつ、構造の単純化が可能で耐圧性にも優れた高圧ガス用配管、配管継手、溶接方法、高圧ガス用装置の製造方法および高圧ガス用装置を提供することができる。本発明によれば、例えば、高圧ガス用配管を配管継手により接続する場合に、製作公差、溶接におけるたおれ、熱ひずみ等に由来する、前記高圧ガス用配管どうしの真直度、直角度等の狂いをなくすことができる。本発明の高圧ガス用配管、配管継手、溶接方法、高圧ガス用装置の製造方法および高圧ガス用装置は、耐圧性、気密性等に優れるため、広範な分野への利用可能性があり、産業上の価値は多大である。

１１ 高圧ガス用配管
１２ 雄ねじ部
１３ 締めつけ部
１４ 斜面（当接面）
１５ 溶接金属
２１、４１、５１、６１、７１ 配管継手
２２ 雌ねじ部
２３ 凹部
２４ 斜面（当接面）
２５ 知らせ穴（ウィープホール）
８１Ａ 高圧ガス用配管
８１Ｂ 配管継手
８３ 凹部
２０１ 配管継手外面と雌ねじ部の境界部

Claims (9)

1. 高圧ガス用配管に接続可能な配管継手であって、
   前記高圧ガス用配管は、
   少なくとも一方の末端における、外面が、前記配管継手内面と密接させることが可能な当接面により形成され、
   前記当接面が、前記高圧ガス用配管の径方向に対し傾斜しており、
   さらに、前記少なくとも一方の末端以外の部分における外面の一部に、前記配管継手と接続されるための雄ねじ部と、工具を嵌合させて前記雄ねじ部を締めつけるための締めつけ部と、を有する高圧ガス用配管であり、
   前記配管継手は、
   内面に、雌ねじ部と、前記高圧ガス用配管末端に対する当接面とを有し、
   前記高圧ガス用配管末端に対する当接面が、前記高圧ガス用配管の径方向に対し傾斜しており、
   前記雌ねじ部を、前記高圧ガス用配管における前記雄ねじ部に嵌合させるとともに、前記当接面を、前記高圧ガス用配管の前記当接面に密接させることで、前記高圧ガス用配管に接続可能であり、
   前記配管継手外面と前記高圧ガス用配管との境界部が、前記高圧ガス用配管の外面に対し鈍角をなすように形成されており、
   前記高圧ガス用配管に接続された状態で、前記配管継手外面と前記高圧ガス用配管との境界部を溶接可能であることを特徴とする配管継手。
2. 前記高圧ガスが、毒性ガスおよび可燃性ガスの少なくとも一方を含む請求項１記載の配管継手。
3. 前記高圧ガスが、水素ガスである請求項１または２記載の配管継手。
4. 前記配管継手が、単一の部材のみからなる請求項１から３のいずれか一項に記載の配管継手。
5. 前記高圧ガス用配管における前記雄ねじ部が、請求項１から４のいずれか一項に記載の配管継手における前記雌ねじ部に嵌合されるとともに、前記高圧ガス用配管における前記当接面が、前記配管継手における前記当接面に密接することにより、前記高圧ガス用配管と前記配管継手とが接続された状態で、前記高圧ガス用配管と前記配管継手外面との境界部を溶接することを特徴とする溶接方法。
6. 前記高圧ガス用配管の前記締めつけ部が、前記配管継手外面と前記高圧ガス用配管との境界部に位置し、前記締めつけ部を、前記境界部とともに溶接する請求項５記載の溶接方法。
7. 請求項５または６記載の溶接方法により前記高圧ガス用配管と前記配管継手とを溶接する工程を含むことを特徴とする、高圧ガス用装置の製造方法。
8. 前記高圧ガス用配管と、請求項１から４のいずれか一項に記載の配管継手とを含み、
   前記高圧ガス用配管と前記配管継手とが接続された状態で、前記高圧ガス用配管と前記配管継手外面との境界部が溶接されていることを特徴とする高圧ガス用装置。
9. 前記高圧ガス用配管と前記配管継手外面との境界部が、請求項５または６記載の溶接方法により溶接されている請求項８記載の高圧ガス用装置。

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