JP6796987B2 - フランジ部付き薄肉配管 - Google Patents

Description

本発明は、フランジ部付き薄肉配管に関するものである。

従来、例えば、半導体分野を例にとって説明すると、半導体分野では半導体の性能向上や微細加工の必要性から、また半導体の製造方法の進歩に伴い、耐腐食性に強い材料を用いて半導体の製造ラインを製造したり、設計したりする必要性が高まっている。

現在の半導体の製造ラインでは、各種の処理ガスを輸送する配管として、ステンレス管を使用している。ステンレス管の耐腐食性を高めるため、メッキ処理を施したステンレス管を用いたり、ステンレス管の内面に成膜処理等を施したものを用いたり、配管のフランジ部に積層体を形成することによって、耐腐食性を高めておく対策などが取られている。

また、半導体以外の製造ラインにおいても、各種の耐腐食性の強いガスや液体等の作動流体を配管に流すことも行われている。例えば、高真空系の配管として、アルミニウム製の配管が用いられている。アルミニウム配管は、軽量、低価格、非磁性等の優れた性能を有しているが、アルミニウムは柔らかい金属のため、例えばガスケットと当接するフランジ部が傷ついてしまうことがあり、配管としての使用回数やガスケットとの当接部におけるシール性が低下するおそれがある。

そのため、アルミニウム製のフランジ部を保護するため、フランジ部におけるガスケット等との接合面に、チタン系材料からなる積層体を形成したフランジの製造方法（特許文献１参照）などが提案されている。

また、特に耐腐食性の向上を目指したものではないが、繊維強化樹脂層からなる配管の内周面及びフランジ部における他の部材との接合面に軟質合成樹脂層を形成したフランジ部付き積層管（特許文献２参照）なども提案されている。

更に、メンテナンス処理が行えない部分や、特に耐腐食性の強いガスや流体等の作動流体を流す工程で用いる配管は、耐腐食性を高めた合金、例えば、ハステロイ（登録商標）等のような高価な材料を用いて構成された配管が使用されている。

特開２０１１−４７７８号公報 特開２０１２−５１３６１号公報

上述した従来技術のように、配管にメッキ処理を施しても、メッキが剥がれてしまう状況が発生することや、メッキ処理だけでは十分な耐腐食性が得られずに、メンテナンス処理の回数が増えてしまう場合がある。また、メンテナンスの処理回数が増えることは、非経済的であると共に、メンテナンスでの処理が煩雑になっているのが現状である。

特許文献１のようにフランジ部におけるガスケット等との接合面に、チタン系材料からなる積層体を形成した構成にしても、配管内面に耐腐食性を持たせている構成ではないので、また、特許文献２のように繊維強化樹脂層からなる配管に軟質合成樹脂層を形成した場合であっても、配管に耐腐食性を持たせている構成ではないので、腐食性の高いガスや流体等を流す配管としては使用することはできない。

また、通常の厚肉配管の材質として、単純に耐腐食性を高めた合金、例えばハステロイ（登録商標）に変更して配管を構成した場合は、フランジ部・配管部の接ガス部分の全てを耐腐食性を高めた合金、ハステロイ（登録商標）等で構成する必要がある。

この場合、高価な材料をしかも板厚を厚くした構成を採用することは、コスト高になると共に配管としての重量が増大することになる。また、ハステロイ（登録商標）は、難切削材であるため、複雑な形状や削り代が多い形状の加工では、切削に長時間を要するとともに、切削加工具の摩耗も激しくなりコスト高となる。

本発明は、従来におけるこれらの問題を解決したもので、耐腐食性の高い合金を用い、かつ全体の板厚を薄肉に構成したフランジ部付き薄肉配管の提供を目的にしている。

上述の目的を達成することのできる本発明に係るフランジ部付き薄肉配管は、パイプ本体の端面とフランジ部の接続パイプ部の端面とを同じ板厚に形成し、前記端面同士を当接させた接続部の内面側が溶接材を用いずに溶融して接合したフランジ部付き薄肉配管であって、
板厚が薄肉に形成された前記パイプ本体及び前記フランジ部は、耐腐食性の高い同一材からなる合金を用いて構成され、
前記フランジ部は、接続対象物側に面した表面及び前記表面に連続した前記接続パイプ部を有し、
補強部材が、前記表面の背面側に配設され、前記補強部材は前記フランジ部に無固定または点付けで取付けられ、前記接合部が前記補強部材で補強されていることを特徴としている。

本発明に係るフランジ部付き薄肉配管は、耐腐食性の高い合金を用いた薄肉のパイプ本体と同じ合金からなる薄肉のフランジ部から構成されており、パイプ本体及びフランジ部は、例えばプレス加工を施すことにより構成しておくことができる。そして、パイプ本体の端面とフランジ部の接続パイプ部の端面とは同じ板厚に形成されており、両端面同士を当接させた接続部では、溶接材を用いずに配管内の内面側が溶融して接合した構成になっている。この構成によって、高価な合金の使用量を少なくすることができ、製造コストの低減を図ることができ、切削加工を施すことなくプレス加工により成形することができるので、製造時間の短縮を図れる。
しかも、パイプ本体及びフランジ部は、耐腐食性の高い同一材からなる合金を用いて構成されており、端面同士の当接部で両者が接合しても、溶接材のような異種金属を用いていないので、当接部において異種金属が混じることがない。このため、フランジ部付き薄肉配管を構成する耐腐食性を高めた合金としての性能を維持することができる。

従来技術のように、補強部材と薄板のフランジ部を固定する場合、全周溶接若しくは部分的にピッチ溶接を行うと、入熱が激しすぎてフランジ部は歪むことになる。それを回避するために、本発明では補強部材をフランジ部に取付ける構成として、無固定または点付けを行っている。点付けは、薄肉のフランジ部を押圧して小径の突出部を形成しながら、この突出部を補強部材に圧入させていくことにより行える。点付けは、複数箇所において行うことができる。

しかも、例えば、ガスケットなどのような接続対象物に接続する際に必要とするフランジ部の剛性を高めた構成にしているので、フランジ部付き薄肉配管としては、耐腐食性に優れた性能を有し、軽量化を図れる。

本発明に係るフランジ部付き薄肉配管の概略断面図である。（実施例１） 本発明に係るフランジ部付き薄肉配管の斜視図である。（実施例１、２） 図２におけるパイプ本体の一端側におけるフランジ部の正面図（ａ）、図３（ａ）のＡ−Ａ断面図（ｂ）である。（実施例１） 本発明に係るブラッケトの接合状態を示す概略断面図（ａ）、ブラケットの一般的な接合状態を示す概略断面図（ｂ）である。（実施例１） 本発明に係る他のフランジ部付きの薄肉配管の概略断面図である。（実施例２） 図５におけるフランジ部の正面図（ａ）、図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図（ｂ）である。（実施例２） 図２におけるパイプ本体の他端側におけるフランジ部の要部断面図である。（実施例２） 本発明に係るＯリングの配置構成の要部を示す概略断面図（ａ）、従来のＯリングの配置構成の要部を示す概略断面図（ｂ）である。（実施例２） フランジ部付き厚肉配管の概略断面図である。（従来例の説明図１） 他のフランジ部付き厚肉配管の概略断面図である。（従来例の説明図２）

本発明の実施の形態について、添付図面に基づいて以下において具体的に説明する。本発明に係るフランジ部付き薄肉配管の構成としては、以下の実施例で説明する構成以外であっても、本発明の技術思想を満たし、本発明の課題を解決することができる構成であれば、以下に説明する構成に限定されるものではなく、多様な変更が可能である。

［実施例１］
本発明の実施例１に係るフランジ部付き薄肉配管１の基本的な構成を、図１に示した概略断面図を用いて説明するとともに、フランジ部付き厚肉配管５１の構成を従来例の説明図１である図９に示すことで、本発明の特徴を従来例の構成と比較しながら説明する。また、図２〜図４を用いて、実施例１に係るフランジ部付き薄肉配管２１の構成について説明する。

（基本的な構成）
図１（ａ）、（ｂ）は、フランジ部付き薄肉配管１を示している。図１（ｂ）におけるフランジ部付き薄肉配管１は、補強部材４をフランジ部２の背面側に遊嵌した構成になっており、この点で図１（ａ）に示したフランジ部付き薄肉配管１の構成とは異なっている。他の構成は、図１（ａ）に示した構成と同様の構成になっている。そのため、同一の構成については、同一の部材符号を用いることでその説明は省略している。

図１（ａ）、（ｂ）に示すようにフランジ部付き薄肉配管１は、耐腐食性の高い合金を用いた薄肉金属から構成したパイプ本体３の両端部に、同じ合金からなる薄肉金属をプレス加工で構成したフランジ部２を接合した構成になっている。パイプ本体３とフランジ部２の接続パイプ部２ｃとの接合部５は、両者の端面同士が当接して、配管内の内面側が溶融して接合した構成になっている。また、フランジ部２の背面側、即ち接続対象物との表面２ａに対してその背面側は、フランジ部２の剛性を保つため、補強部材４が装着されている。

フランジ部付き薄肉配管１を構成する薄肉金属としては、耐腐食性を高めた合金を用いることができる。この合金としては、例えば、ニッケル基にモリブデンやクロムを多く加えることで耐腐食性能を高めた合金やチタン合金等を用いることができる。商品名としては、ハステロイ（登録商標）等を用いることができる。また、ハステロイ（登録商標）やチタン合金以外の合金であっても、耐腐食性を高めた合金であれば、フランジ部付き薄肉配管１を構成する薄肉金属として用いることができる。

パイプ本体３の板厚とフランジ部２の板厚は、同じ板厚に構成しておくことも、フランジ部２の板厚をパイプ本体３の板厚の２倍以下の板厚となるように構成しておくこともできる。このようにフランジ部２の板厚に対して許容量を設けておくことにより、規格寸法に基づいてパイプ本体３やフランジ部２を形成することができる。

フランジ部２の板厚をパイプ本体３の板厚よりも厚く形成した場合には、フランジ部２とパイプ本体３との当接部における端面同士が同じ板厚となるように、当接部におけるフランジ部２側の部位に傾斜面を形成して、パイプ本体３との当接面における板厚がパイプ本体３の板厚と同じ厚さとなるように構成しておくことができる。

パイプ本体３は、薄板の平板を円形状に湾曲させて構成することも、長尺からなる薄板の平板をらせん状に曲げて構成するなど、従来から公知の方法を用いて構成することができる。また、フランジ部２は、薄板の平板に対してプレス加工を施すことにより、接続対象物側に面する表面２ａと、表面２ａの内径側における屈曲部２ｂから屈曲してパイプ本体３と接合する接続パイプ部２ｃとを有する形状に構成されている。フランジ部２は、プレス加工で形成することができるので、難切削材の合金を用いて形成したとしても加工時間が短縮される。

補強部材４は、フランジ部２の剛性を高めるために用いられている。フランジ部２を介して接続対象物のフランジに対してフランジ部付き薄肉配管１を取付ける際に、補強部材４によってフランジ部２の剛性を高めているので、フランジ部２と接続対象物のフランジとの間に配したＯリングのシール性能が高まっている。即ち、補強部材４を用いることで、フランジ部２の剛性が高まり、接続対象物のフランジに対してフランジ部付き薄肉配管１が強固に取付けられる。

接続対象物のフランジとしては、ＪＩＳ等で規格された既存の規格品が多く用いられており、また、接続対象物のフランジへの取付けは、規格クランプやボルト・ナット、ネジ等の固着手段が用いられている。

このため、フランジ部２の表面２ａにおける剛性を高める補強部材４としては、フランジ部２の背面側に配設された構成になっていればよく、図１（ａ）のように隙間なく、例えば点付けによってフランジ部２に取付けられた構成にしておくことも、図１（ｂ）のように、フランジ部２の背面側に遊嵌させた構成にしておくこともできる。

補強部材４と薄板のフランジ部２を固定する場合、全周溶接若しくは部分的にピッチ溶接を行うと、入熱が激しすぎてフランジ部２は歪むことになる。それを回避するために、点付けを行っている。点付けは、薄肉のフランジ部２を押圧して小径の突出部を形成しながら、この突出部を補強部材４に圧入させていくことにより行える。点付けは、複数箇所において行うことができる。

また、補強部材４をフランジ部２に遊嵌させた構成にしておくことにより、接続対象物と接合するときの位置合わせを容易にする。更に、補強部材４は、表面２ａ、屈曲部２ｂ、接続パイプ部２ｃ及び接合部５をそれぞれ補強する部材として使用することもできる。

補強部材４の板厚を調整することによって、接続対象物のフランジとの間で用いる接続金具に対する寸法を得ることができる。補強部材４としては、十分な強度を有する材料であれば、いずれの材料も用いることができ、例えば、安価なステンレス材を用いて、補強部材４を構成しておくことができる。

このように、補強部材４によってフランジ部２の剛性を高めるとともに、耐腐食性の高い合金を薄肉にした状態でフランジ部付き薄肉配管１を構成する。そして、高価な耐腐食性の高い合金を用いてフランジ部付き薄肉配管１を構成しても、その製造単価を抑えることができ、しかも、軽量化が図れる。

図９は、図１で示す本発明に係る実施例１の基本構成と対比を行うため、耐腐食性の高い合金、例えばハステロイ（登録商標）を厚肉にして構成したフランジ部付き厚肉配管５１を示している。フランジ部付き厚肉配管５１は、フランジ部５２の強度を高めるため、フランジ部５２の板厚を厚肉に構成されるとともに、厚肉のフランジ部５２間を連結するパイプ本体５３も厚肉に構成されている。

このように構成することによって、フランジ部付き厚肉配管５１の剛性を高めている。パイプ本体５３の両端部は、溶接部５５においてフランジ部５２に連結されている。溶接部５５は、溶接棒を用いた溶接によって接合されている箇所を示している。

このように、図９に示したフランジ部付き厚肉配管５１では、厚肉の板材を用いて構成されているので、パイプ本体５３とフランジ部５２との連結は、溶接材を用いた溶接により接合する。溶接材を用いた溶接が行えるのは、フランジ部付き厚肉配管５１の板厚が厚い構成であるために行える。従来から用いられているフランジ部付き厚肉配管５１の板厚としては、１０Ｓ（３ｍｍの板厚）、２０Ｓ等のものを用いているため、溶接材を用いた溶接により接合を行うことができる。

（効果）
これに対して、本発明に係るフランジ部付き薄肉配管１の板厚は、１ｍｍ程度の板厚であるため、溶接材を用いた溶接作業でフランジ部２をパイプ本体３に溶接させることが難しくなっている。そこで、本発明では、フランジ部２とパイプ本体３との当接部において、配管の内面側が溶融して接合した構成になっている。このように構成されているので、接合部５で両者が接合しても、溶接材のような異種金属を用いていないので、異種金属が混じることがなく、フランジ部付き薄肉配管１を構成する耐腐食性を高めた合金としての性能を維持する。

フランジ部２とパイプ本体３との接合部５において、配管の内面側を溶融させて接合する接合方法としては、配管の外側から行う接合方法と配管の内側から行う接合方法がある。配管の外側から行う接合方法を用いたときには、配管の外面から内面までの間を溶融させて接合させるウラナミ溶接（完全溶け込み溶接）を行うことができる。また、配管の内側から行う接合方法を用いたときには、配管の内面側の部位同士を溶融させて、外面側の部位のところまでは溶融させない接合方法を行うことができる。この場合には、配管の内面側の部位同士が溶融して接合しているので、作動流体のガスに接触する接ガス面に隙間が形成されることがなく、配管同士の接合として十分にその機能を奏する。

このように、本発明の実施例１に係るフランジ部付き薄肉配管１では、板厚を約１ｍｍにまで低減させて構成することができ、フランジ部付き薄肉配管１の製造単価を低減させると共に、軽量化が図れる。

尚、本発明の実施例１に係るフランジ部付き薄肉配管１の板厚として説明した約１ｍｍの板厚は、例示であって、配管としての強度を保つことができ、軽量化を図ることができる板厚であれば１ｍｍの板厚のものに限定されるものではない。

（実施例１の構成例）
実施例１の具体的な構成例について、図２〜図４を用いて説明する。図２は、フランジ部付き薄肉配管１１の斜視図を示しており、フランジ部付き薄肉配管１１は、耐腐食性の高い合金を薄肉にした構成になっている。この合金としては、例えば厚肉のハステロイ（登録商標）を用いることができる。図３は、図２において丸い円Ａで囲んだ部位を含む第１フランジ部２３の全体図を拡大した図で示しているが、図３（ａ）、（ｂ）それぞれ示した図面の拡大率は異ならせている。また、図３（ｂ）では、フランジ部２３に接合される第１パイプ部２２ａの図示は省略している。

図２に示すように、第１フランジ部２３と第２フランジ部２４との間は、第１パイプ部２２ａ〜第５パイプ部２２ｅが接合部２８を介して相互に連結して接合されている。接合部２８は、二つの部材が当接した当接部において内面側を溶融させて接合した箇所を示している。第１フランジ部２３と第１パイプ部２２ａとの間、隣接する各パイプ部間、及び第５パイプ部２２ｅと第２フランジ部２４との間は、それぞれ接合部２８において接合されている。

図２、図３に示すように、第１フランジ部２３の背面には第１補強部材２６が装着されており、実施例２における構成として後述するように第２フランジ部２４の背面には第２補強部材２７が装着されている。第１補強部材２６及び第２補強部材２７の構成としては、図１で説明した補強部材４と同様に構成されている。

第４パイプ部２２ｄは、ベローズとして構成されており、フランジ部付き薄肉配管２１の軸方向における長さの調整や長さ方向の変動を吸収する。また、第５パイプ部２２ｅには、フランジ部付き薄肉配管２１を懸架したり固定部材に取付けたりするためのブラケット２５が、接続片３１を介して取付けられている。接続片３１は、フランジ部付き薄肉配管１１と同じ耐腐食性の高い合金を用いた構成になっている。

第１フランジ部２３は、接続対象物側の面となる表面２３ａと、表面２３ａに連続して屈曲部２３ｂから内側に屈曲した接続パイプ部２３ｃを有した形状に構成されている。接続パイプ部２３ｃの端部は、接合部２８において隣接する第１パイプ部２２ａの端部と接合されている。

第１フランジ部２３の背面側、即ち接続対象物側の面となる表面２３ａの背面側には、第１フランジ部２３の剛性を得るため、第１補強部材２６が装着されている。第１補強部材２６はフランジ部２３に対して点付けで取付けられている。図１（ａ）、（ｂ）を用いて説明したように、第１補強部材２６は、第１フランジ部２３に対して、点付け等の仮止め手段により装着しておくことも、第１フランジ部２３に対して遊嵌させた状態に配設しておくこともできる。

第１補強部材２６は、接続対象物との間に第１フランジ部２３を挟んで固定するために用いられており、例えば、接続対象物に第１フランジ部２３を固定するクランプ部材を使用するには、第１フランジ部２３側はある一定の厚みが必要になる。このため第１フランジ部２３における板厚の嵩増しを行うのに、厚みのある第１補強部材２６を用いている。
第１補強部材２６としては、図１で示した補強部材４と同様に構成しておくことができ、十分な強度を有する材料であれば、いずれの材料を用いることができる。

（ブラケットの取付け）
ブラケット２５を第５パイプ部２２ｅに取付ける構成について、図１（ａ）の構成を援用した図４を用いて説明する。ブラケット２５は、フランジ部付き薄肉配管１とは異なる金属材から構成されている。図４では、ブラケット２５に相当する部材をブラケット６で示し、第５パイプ部２２に相当する部材をパイプ本体３で示している。また、接続片３１に相当する部材として接続片７を用いている。

図４（ａ）は、本発明に係るブラケット６を、接続片７を介してパイプ本体３に取付けた構成を示しており、図４（ｂ）は、従来の溶接方法でフランジ部付き薄肉配管１のパイプ本体３にブラケット６を直接溶接した場合の構成を示している。

図４（ａ）に示すパイプ本体３に接合した接合片７は、フランジ部付き薄肉配管１を構成する合金と同じ合金を用いて構成されており、接合片７とブラケット６との間の接合は、溶接等の固定手段により接合されている。

図４（ｂ）に示すように、ブラケット６と同材で構成された脚部６ａをパイプ本体３に対して直接溶接により接合させると、ブラケット６の脚部６ａがフランジ部付き薄肉配管１を構成する合金とは異なる材質から構成されているために、接合部の接合箇所において溶融した金属によって合金（以下では、溶融合金という）が形成されることになる。この発生した溶融合金によって、耐腐食性を高めた合金の物性値が変化しまうことがある。そして、フランジ部付き薄肉配管１に対して想定した材料としての機能を損なうおそれがある。

そのため、図４（ａ）のように、フランジ部付き薄肉配管１を構成する合金と同じ合金を用いて構成した接合片７をパイプ本体３に接合させ、パイプ本体３に接合した接合変７を介してブラケット６をパイプ本体３に連結させる構成にしている。接合片７とパイプ本体３との接合は、図１に示した接合部５と同様に行える。これによって、上述した従来例の構成では問題となる異種金属間の溶接による不具合を解消する。接続片７とブラケット６との接合を、溶接材を用いた溶接により行っても、パイプ本体３に求められている機能を損なうことはない。

このように構成することによって、各ブラケット６を溶接により取付ける際に生じる溶融合金による影響を低減させることができ、耐腐食性の高い合金で構成したフランジ部付き薄肉配管１の機能を十分に奏させることができる。

［実施例２］
本発明の実施例２に係るフランジ部付き薄肉配管１１の基本的な構成を、図５、図６を用いて説明するとともに、従来例に係るフランジ部付き厚肉配管６１の構成を図１０に示している説明図２を用いて、本発明の特徴を比較しながら説明する。また、図７、図８を用いて、実施例２に係るフランジ部付き薄肉配管２１の第２フランジ部２４の構成について説明する。

（基本的な構成）
実施例２の構成は、フランジ部１２の構成が実施例１におけるフランジ部２の構成とは異なっている。他の構成は、実施例１と同様の構成になっている。即ち、フランジ部付き薄肉配管２１は、実施例１のフランジ部付き薄肉配管１と同様に、耐腐食性の高い合金を用いた薄肉金属から構成されている。そして、フランジ部１２は、図１のフランジ部２と同様の耐腐食性の高い合金板を用いて、プレス加工することにより構成されている。

実施例１では、フランジ部２の表面２ａが平面形状であったが、実施例２では、フランジ部１２の表面２３ａに凹凸部１６が形成されている。また、表面２３ａに、接続対象物との間を固定するネジ等の固定具を挿入する連結孔１７が形成されている。他の構成は図１で示した実施例１の基本的な構成と同様の構成になっており、同様の構成については同一の符号を用いることで、重複した説明は省略する。

図５に示すように、フランジ部１２は、接続対象物側に面する表面１２ａと、表面１２ａの内径側における屈曲部１２ｂから屈曲した接続パイプ部１２ｃと、表面１２ａの外周縁に立設したフランジ縁１２ｄを有する形状に構成している。接続パイプ部１２ｃは、接続部５においてパイプ本体３と接合している。

フランジ部１２において、フランジ縁１２ｄは表面１２ａの外周縁に形成した構成にしておくことも、図５のようにフランジ縁１２ｄを形成しない構成にしておくこともできる。

表面１２ａに凹凸部１６を形成することによって、特に、フランジ縁１２ｄも形成しておくことによって、表面１２ａの面強度を高める。接続対象物の接続面形状に応じて、表面１２ａにフランジ縁１２ｄを形成させた構成や、形成させない構成にすることができる。

表面１２ａは、凹凸部１６が形成されており、凹凸部１６は、環状凹溝１６ａを備えた形状に形成されている。環状凹溝１６ａは、接続対象物との間でのシール性を高めるＯリングを収納する収納溝として機能する。

フランジ部１２の表面に形成した連結孔１７は、接続対象物との間での固着手段に用いられる、例えばネジやボルトを挿入する孔として機能する。接続対象物との間で挟持して固着する固着手段を用いる場合には、図１で説明した補強部材４と同様の構成を有する補強部材をフランジ部１２の背面に配設した構成にしておくこともできる。

図１０は、図５で示す本発明に係る実施例２の基本構成との対比を行うため、耐腐食性の高い合金、例えば厚肉のハステロイ（登録商標）を用いたフランジ部付き厚肉配管６１を示している。

フランジ部付き厚肉配管６１は、フランジ部６２の剛性を高めるため、フランジ部６２の板厚を厚肉に構成するとともに、厚肉のフランジ部６２間を連結するパイプ本体５３も厚肉に構成している。この構成により、フランジ部付き厚肉配管６１の剛性を高めている。パイプ本体５３の両端部には、溶接部５５によってフランジ部６２が接合している。溶接部５５は、溶接材を用いて溶接が行われた箇所を示している。

フランジ部付き厚肉配管６１は、厚肉の板材を用いて構成されているので、パイプ本体５３とフランジ部６２との接合は、溶接材を用いた溶接により行われている。溶接材を用いた溶接が行えるのは、フランジ部付き厚肉配管６１の板厚が厚い構成であるためである。従来から用いられているフランジ部付き厚肉配管６１の板厚は、１０Ｓ（３ｍｍの板厚）、２０Ｓ等のものを用いているため、溶接材を用いた溶接により行うことが可能になっている。

これに対して、本発明に係るフランジ部付き薄肉配管１の板厚は、１ｍｍ程度の板厚であるため、溶接材を用いた溶接作業でフランジ部１２をパイプ本体３に溶接させることが難しくなっている。そこで、本発明ではフランジ部１２とパイプ本体３との当接部において当接部の内面側を溶融させることで接合している。このように構成されているので、接合部５で両者を接合しても、溶接材のような異種金属が混入することがない。そのため、フランジ部付き薄肉配管１を構成する耐腐食性を高めた合金の性能を維持する。

このように、本発明の実施例２に係るフランジ部付き薄肉配管１１では、板厚を約１ｍｍにまで低減させて構成することができる。そして、フランジ部付き薄肉配管１１の製造単価を低減させると共に、軽量化が図れる。

尚、本発明の実施例２に係るフランジ部付き薄肉配管１の板厚について説明した約１ｍｍの板厚は、例示であって、配管としての強度を保つことができる板厚であれば１ｍｍの板厚のものに限定されるものではない。

また、パイプ本体３の板厚とフランジ部１２の板厚は、同じ板厚に構成しておくことも、フランジ部１２の板厚をパイプ本体３の板厚の２倍以下の板厚となるように構成しておくこともできる。このようにフランジ部１２の板厚に対して許容量を設けておくことにより、規格寸法に基づいてパイプ本体３やフランジ部１２を形成することができる。

（実施例２の構成例）
実施例２の具体的な構成例について、図２のフランジ部付き薄肉配管２１を用いて説明する。実施例２における特徴となる構成は、図２のフランジ部付き薄肉配管２１における第２フランジ部２４の構成である。他の構成は、図２に示したフランジ部付き薄肉配管２１と同様に構成されている。第２フランジ部２４も、フランジ部付き薄肉配管２１と同じ合金を用いて薄肉に構成されている。

図７は、図２において四角で囲った部位Ｂである第２フランジ部２４の要部拡大図である。尚、図７では、第２フランジ部２４の表面２４ａに配したＯリング３０も図示している。

図６で示したフランジ部１２では、表面１２ａに形成した凹凸部１６としての環状凹溝１６ａを有する形状になっているが、図７に示した第２フランジ部２４の構成では、フランジ部１２の表面１２ａにおける屈曲部１２ｂ側に凸部２４ｂを形成した構成になっている。図７に示した表面２４ａの外周縁側の径は、図６に示した表面１２ａの外周縁の径よりも短径に構成されており、表面２４ａの外周縁側を短く構成した代わりに、第２補強部材２７の前面の位置が凸部２４ｂの頂点と略同一の高さ位置となるように、接続対象物側に突出させた構成になっている。

また、表面２４ａに配設したＯリング３０は、表面２４ａの面と凸部２４ｂの傾斜面とによって支持されている。このように構成されているので、フランジ部付き薄肉配管２１内が負圧状態になっても、Ｏリング３０が凸部２４ｂによって、フランジ部付き薄肉配管２１の軸心側に引き込まれるのを防止する。

第２フランジ部２４の構成として、表面２４ａの外周縁側の径が図６に示した表面１２ａの外周縁の径よりも短い構成について説明を行ったが、図６に示した表面１２ａの外周縁の径と同じ径に構成しておくこともできる。そして、表面２４ａに連結孔１７と同じような連結孔を形成しておくこともできる。

（Ｏリングの支持構成）
Ｏリング３０の支持構成について、図１（ａ）の構成を援用した図８（ａ）を用いて説明する。図８（ａ）では、第２フランジ部２４に相当する部材をフランジ部２で示し、凸部２４ｂに相当する部位を凸部１０ａで示している。また、Ｏリング３０に相当する部材をＯリング９で示し、第２フランジ部２４の表面２４ａにおいてＯリング３０を支持する部位に相当する部位をＯリング支持面１０ｂで示している。

図８（ｂ）は、実施例２に係るＯリング９の支持構成を説明するため、Ｏリング５９の支持構成として図９に示した図を援用して従来例の構成を示している。図８（ａ）、図８（ｂ）において示した白抜きの矢印は、配管内を流れる作動流体の流動方向を示している。

図８（ａ）に示すように、Ｏリング９は、対向する一対のフランジ部２間に挟持されている。作動流体によってＯリング９に対して、配管側への吸引力が作用しても、Ｏリング９は凸部１０ａに当接して配管側への移動が規制されることになる。このため、Ｏリング９によるシール状態が維持される。しかも、腐食性の高い作動流体を用いたとしても、腐食性の高い作動流体は、一対の凸部２４ｂ間の間隔を通ってＯリング９に接触するため、作動流体に晒されるＯリング９の接触面積が少なくなる。
そして、Ｏリング９によるシール性が高まり、長期に亘ってシール状態が維持される。

これに対して、図８（ｂ）に示すような従来のＯリング５９のシール方法では、Ｏリング５９を支持するためにセンターリング６０を用いる必要がある。しかも、センターリング６０を用いることによって、対向する一対のフランジ部５２間の間隔が広く構成されることになる。しかも、腐食性の作動流体内にセンターリング６０が晒されることになり、また、作動流体に接触するＯリング５９の接触面積が増大する。このため、センターリング６０やＯリング５９の寿命が短くなり、メンテナンス作業を頻繁に行わなければならなくなる。

本発明は、フランジ部付き薄肉配管として使用することができる。

１・・・フランジ部付き薄肉配管、
２・・・フランジ部、
３・・・パイプ本体、
４・・・補強部材、
５・・・接合部、
６・・・ブラケット、
７・・・接続片、
１０ａ・・・凸部、
１１・・・フランジ部付き薄肉配管、
１２・・・フランジ部、
１６・・・凹凸部、
２１・・・フランジ部付き薄肉配管、
２３・・・第１フランジ部、
２４・・・第２フランジ部、
２５・・・ブラケット、
２６・・・第１補強部材、
２７・・・第２補強部材、
２８・・・接合部、
５１・・・フランジ部付き厚肉配管、
５２・・・フランジ部、
５３・・・パイプ本体、
５５・・・溶接部、
６１・・・フランジ部付き厚肉配管、
６２・・・フランジ部、
６６・・・凹溝。

Claims (5)

1. パイプ本体の端面とフランジ部の接続パイプ部の端面とを同じ板厚に形成し、前記端面同士を当接させた接合部の内面側が溶接材を用いずに溶融して接合したフランジ部付き薄肉配管であって、
   板厚が薄肉に形成された前記パイプ本体及び前記フランジ部は、耐腐食性の高い同一材からなる合金を用いて構成され、
   前記フランジ部は、接続対象物側に面した表面及び前記表面に連続した前記接続パイプ部を有し、
   補強部材が、前記表面の背面側に配設され、前記補強部材は前記フランジ部に無固定または点付けで取付けられ、前記接合部が前記補強部材で補強されていることを特徴とするフランジ部付き薄肉配管。
2. 前記表面における前記フランジ部の軸心側の部位に、前記接続対象物側に突出し前記フランジ部の軸心に対して環状の凸部が形成され、
   前記凸部が、前記フランジ部に配設したＯリングが前記フランジ部の軸心側に移動するのを防止していることを特徴とする請求項１に記載のフランジ部付き薄肉配管。
3. 前記表面に凹凸部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフランジ部付き薄肉配管。
4. 前記凹凸部が、前記フランジ部の軸心に対して環状に形状され、
   前記凹凸部のうちで環状に形成された凹溝が、Ｏリングの収納溝として構成されていることを特徴とする請求項３に記載のフランジ部付き薄肉配管。
5. 前記合金が、ニッケル基にモリブデン及び／又はクロムを多く加えた合金であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のフランジ部付き薄肉配管。

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