JP6881205B2 - パイプ用ホルダー - Google Patents

Description

本発明は、酸素ガスなどを吹き出すための金属パイプと、供給ガスのホースとの間を接続するためのパイプ用ホルダーに関するものである。

溶融金属の精錬、溶融金属の鋳造にあたっては、精錬容器に地金が付着し、あるいは鋳造装置の溶融金属接触部に地金が付着することがある。地金が付着した直後であれば、地金は高温状態にあるので、地金部に酸素ガスを吹き付ければ、地金が自身で発火するので、酸素ガス吹き付けによって付着地金を溶断することが可能である。このため、直径が６〜２０ｍｍ程度の金属パイプ（例えば鉄パイプ）をガス吹き付けのためのガスパイプとして、このガスパイプを経由して酸素ガスを吹き付けることが行われている。

このガスパイプと供給ガスのホースとの間を接続するため、パイプ用ホルダーが用いられる。パイプ用ホルダーは、ガスパイプの手元側端部を、簡単に、確実に、かつ安定的に固定、保持できるようにするとともに、パイプ用ホルダーとガスパイプとの継ぎ目部において酸素漏れ等が生じにくく、安全性に優れたものであることが要求される。

従来のパイプ用ホルダーとして図７（Ａ）に示すようなものが用いられている。即ち、供給ガスのホースと接続する内筒２と、内筒２の先端側に内筒外面にねじ止めできる外筒３とを有し、内筒２の筒内にガスパイプ２０の端部を収容し、筒状弾性体４を準備し、筒状弾性体４は、内筒２の内周とガスパイプ２０の外周との間に配置される。外筒３の雌ねじ１７を内筒２の雄ねじ１８にねじ止めることによって筒状弾性体４を筒芯方向３３に圧縮すると、筒状弾性体４の外周部の径が増大して内筒２の内周部に密着するとともに、筒状弾性体４の内周部の径が縮小してガスパイプ２０の外周部に密着する。これにより、供給ガスのホースを接続した内筒２と、ガスを吹き出すガスパイプ２０との間の気密性が確実に維持でき、酸素漏れ等の発生を防止することができる。

特許文献１ではさらに、少なくとも２種類の外形寸法の異なるガスパイプに対応して、これらをワンタッチで固定、支持できる、パイプ等の支持装置が開示されている。また特許文献２には、外筒に設けた固定ねじにより、パイプ用ホルダーによるガスパイプの保持力をさらに増大させる場合において、筒状弾性体の緊締力不足を確実に防止するため、内筒内のガスパイプ端部付近にスプリングを配置する発明が開示されている。

特開２０００−１６１５４７号公報 特開２００９−１２１５０８号公報

溶融金属の精錬や鋳造に際し、ガスパイプの先端から酸素ガスを吹き出して付着地金を溶断するに際しては、金属製の長いガスパイプ２０をパイプ用ホルダー１に装着し、操作員が長時間にわたってガスパイプ２０の根本部を保持し、溶断作業を実施する。この作業において、操作員は両手でガスパイプ２０とパイプ用ホルダー１を保持する。一方の手でパイプ用ホルダー１を把持し、他方の手でパイプ用ホルダー１に接続したガスパイプ２０の根本部を把持することで、安定した作業を行うことができる。

前述のように、パイプ用ホルダー１によってガスパイプ２０を接続するに際し、内筒２の筒内にガスパイプ２０と筒状弾性体４を収容し、筒状弾性体４は、内筒２の内周とガスパイプ２０の外周との間に配置される。外筒３の雌ねじ１７を内筒２の雄ねじ１８にねじ止めることで筒状弾性体４を筒芯方向３３に圧縮することにより、筒状弾性体４が内筒２の内周部とガスパイプ２０の外周部に密着し、気密性が確保される。ところが、筒状弾性体の圧縮量不足その他の理由により、筒状弾性体４とガスパイプ２０の外周部の間の気密性が不十分となり、この部分（第１ルート３６）から酸素ガスが漏洩し、外筒３の先端とガスパイプ２０外周部との間のガス排出ルート３８から酸素ガスが外部に漏れ出すことが、ごく稀にではあるが、発生することがある。図７（Ｂ）にこの状態を示している。図７（Ｂ）では、筒状弾性体４とガスパイプ２０外周部の間の気密性が不十分であることを示すため、両者の間に隙間を描いている。このような場合、上述のように操作員はガスパイプの根本部を片方の手で把持しているので、把持部の雰囲気が漏洩酸素ガスによって酸素富化雰囲気となる。付着地金の溶断作業中であるから、火花等が操作員の手元に飛散することがある。前記のように酸素ガスが漏えい状態の時に火花等が操作員の手元に被着すると、当該部位で異常燃焼が発生する可能性がある。

本発明は、ガスパイプと供給ガスのホースとの間を接続するためのパイプ用ホルダーにおいて、稀に発生する酸素ガスの漏洩においても、操作員の手元部分を酸素富化雰囲気とすることのない、パイプ用ホルダーを提供することを目的とする。

即ち、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
（１）パイプ用ホルダーの先端側にガスパイプを接続し、手元側からガスを供給するためのパイプ用ホルダーであって、
前記パイプ用ホルダーは内筒、外筒、筒状弾性体、押し座金、手持ちパイプ、環状弾性体を有し、
前記内筒は先端側の内部に径拡大部を有するとともに外周に雄ねじを有し、前記外筒は先端側に縮径部を有するとともに手元側の内周に雌ねじを有し、前記手持ちパイプは内周にガスパイプを収容可能であるとともに手元側に板状のフランジを有し、環状弾性体は手持ちパイプの外周に配置可能であり、前記筒状弾性体、押し座金はその内周にガスパイプを収容可能であり、前記筒状弾性体の全部及び押し座金の一部又は全部は内筒の内径拡大部内に収容可能であり、
外筒の縮径部、環状弾性体、手持ちパイプのフランジ部、押し座金、筒状弾性体、内筒の内径拡大部の底部を先端側からこの順序で配置した上で外筒の雌ねじを内筒の雄ねじにねじ込まれてなることを特徴とするパイプ用ホルダー。
（２）前記手持ちパイプのフランジ部と押し座金の間に、第２環状弾性体を配置し、当該第２環状弾性体は、内周にガスパイプを収容可能であることを特徴とする上記（１）に記載のパイプ用ホルダー。
（３）前記手持ちパイプのフランジ部と押し座金の間に、中間座金を配置し、当該中間座金は内周にガスパイプを収容可能であるとともに、前記中間座金の端面には放射状に溝又は峰が形成されていることを特徴とする上記（１）に記載のパイプ用ホルダー。
（４）前記内筒の先端側外周部にＯリングを備えていることを特徴とする上記（１）から（３）までのいずれか１つに記載のパイプ用ホルダー。

本発明により、ガスパイプと供給ガスのホースとの間を接続するためのパイプ用ホルダーにおいて、稀に発生する酸素ガスの漏洩においても、操作員の手元部分を酸素富化雰囲気とすることのない、パイプ用ホルダーとすることができる。

本発明のパイプ用ホルダーの一例を示す断面図である。 本発明のパイプ用ホルダーの一例を示す断面図であり、ガスパイプ装着前の状態を示す図である。 本発明のパイプ用ホルダーの一例を示す部分断面図である。 本発明のパイプ用ホルダーの一例を示す部分断面図である。 本発明のパイプ用ホルダーの一例を示す部分断面図である。 本発明のパイプ用ホルダーの一例を示す部分断面図である。 従来のパイプ用ホルダーを示す断面図であり、（Ａ）はガス漏れなし、（Ｂ）はガス漏れが生じている状態を示す図である。

以下、パイプ用ホルダー１の筒芯方向３３について、ガスを吹き出す側を「先端側３１」、その反対側を「手元側３２」と呼ぶ。図面において、金属同士の接触部分については、当該接触部分を通じてガスが通過することが可能なので、図面上はあたかも隙間があるように記載している。一方、金属と弾性体とが圧着している接触部分については、気密状態にあるので、図面上でも隙間がないように記載している。なお、金属と弾性体との接触部分についても、気密状態が不十分であることを示す図面においては、図面上はあたかも隙間があるように記載している。

従来から用いられているパイプ用ホルダー１は、図７（Ａ）に示すように、内筒２を有し、内筒２の手元側３２は供給ガスのホース接続部とガス流量調整弁（図示せず）が設けられている。また内筒２の先端側３１には内径拡大部１１を有し、内径拡大部１１には、ガスパイプ２０、押し座金１３、筒状弾性体４、受け座金１４が収容される。押し座金１３、筒状弾性体４、受け座金１４は、先端側３１からこの順でガスパイプ２０を囲むように配置され、ガスパイプ２０とともに内筒２の内径拡大部１１に収容される。内筒２の先端側３１には外筒３が配置される。内筒２の先端側３１外周には雄ねじ１８が形成されており、外筒３の内周部に形成された雌ねじ１７を螺合することにより、外筒３を内筒２の手元側３２に向けて押し込むことができる。外筒３の先端側３１には縮径部１２を有する。外筒３を内筒２に螺合して外筒３を手元側３２に移動することにより、縮径部１２が押し座金１３を手元側３２に押し込み、押し座金１３と受け座金１４の間に配置した筒状弾性体４を筒芯方向３３に圧縮する。筒状弾性体４を筒芯方向３３に圧縮すると、筒状弾性体４の外周部の径が増大して内筒２の内径拡大部１１の内周に密着するとともに、筒状弾性体４の内周部の径が縮小してガスパイプ２０の外周に密着する。

パイプ用ホルダー１とガスパイプ２０の接続においては、前述のように、筒状弾性体の圧縮量不足その他の理由により、筒状弾性体４とガスパイプ２０の外周部の間の気密性が不十分となり、この部分から酸素ガスが漏洩し、外筒３の先端とガスパイプ２０外周部との間のガス排出ルート３８から酸素ガスが外部に漏れ出すことが、ごく稀にではあるが、発生することがある（図７（Ｂ）参照）。ガスパイプ２０の根本部を把持する操作員の手元が漏洩酸素ガスによって酸素富化雰囲気になると、近辺に火花等の火種があると、当該部位で異常燃焼が発生する可能性がある。

図１、図２に基づいて、本発明の基本的な機構の説明を行う。図２は、ガスパイプを装着する前であって、外筒３が内筒２に十分にはねじ込まれていない状況を示している。図１は、ガスパイプを装着した上で、外筒３を内筒２に十分にねじ込んだ状態を示している。本発明のパイプ用ホルダーは内筒２、外筒３、筒状弾性体４、押し座金１３、手持ちパイプ５、環状弾性体７を有し、内筒２は先端側３１の内部に径拡大部１１を有するとともに外周に雄ねじ１８を有し、外筒３は先端側３１に縮径部１２を有するとともに手元側３２の内周に雌ねじ１７を有し、手持ちパイプ５は内周にガスパイプ２０を収容可能であるとともに手元側に板状のフランジ６を有し、環状弾性体７は手持ちパイプ５の外周に配置可能であり、筒状弾性体４、押し座金１３はその内周にガスパイプ２０を収容可能であり、筒状弾性体４の全部及び押し座金１３の一部又は全部は内筒２の内径拡大部１１内に収容可能であり、外筒３の縮径部１２、環状弾性体７、手持ちパイプ５のフランジ６部、押し座金１３、筒状弾性体４、内筒２の内径拡大部１１の底部２５を先端側３１からこの順序で配置した上で外筒３の雌ねじ１７を内筒２の雄ねじ１８にねじ込まれてなる。

本発明のパイプ用ホルダー１は上記従来のパイプ用ホルダーの要件に加えてさらに、図１、図２に示すように、手持ちパイプ５と環状弾性体７とを有する。手持ちパイプ５は金属製のパイプであり、その内径はガスパイプ２０の外径よりも大きい。手持ちパイプ５の手元側３２端部には、板状のフランジ６が固定されている。好ましくはフランジ６の形状は円盤状とする。手持ちパイプ５、フランジ６のいずれも、普通鋼を用いて製造できる。手持ちパイプ５とフランジ６の間の接合は溶接あるいはろう付けで行えばよい。環状弾性体７はその内径が手持ちパイプ５の外径と同等又はそれよりも大きく、その外径が外筒３の縮径部１２の内径よりも大きい。環状弾性体７の材質としては、通常のＯリングなどに用いられる材質がそのまま好適に用いられる。第２環状弾性体８、筒状弾性体４の材質についても同様である。ガスパイプ２０を内筒２に収容した状態において、ガスパイプ２０の外周に手持ちパイプ５、手持ちパイプ５の外周でフランジ６より先端側３１に環状弾性体７、手持ちパイプ５の外周で環状弾性体７より先端側３１に外筒３の縮径部１２が配置されている。縮径部１２の手元側３２端面と環状弾性体７、フランジ６の先端側３１端面と環状弾性体７が当接する。手持ちパイプ５のフランジ６よりも手元側３２に、前述の押し座金１３、筒状弾性体４、受け座金１４がこの順で配置され、内筒２の内径拡大部１１内に収容される。図１、図２に示す例では、手持ちパイプ５のフランジ６と押し座金１３の間に第２環状弾性体８を配置している。この位置には何も配置しなくてもよく（図４参照）、あるいは後述のように中間座金９を配置することとしても良い（図５参照）。なお、図には受け座金１４が記載されているが本発明で必須ではない。受け座金１４を用いず、内筒２の内径拡大部１１の手元側３２底部が、筒状弾性体４とガスパイプ２０の手元側３２端部を受ける形状としても良い。

まずは、手持ちパイプ５のフランジ６と押し座金１３の間に第２環状弾性体８を配置した場合について、図３に基づいて説明する。

本発明の手持ちパイプ５と環状弾性体７、第２環状弾性体８を配置した状態で、外筒３の雌ねじ１７と内筒２の雄ねじ１８を螺合し、外筒３が手元側３２に移動するようにねじ込んでいくと、外筒３の縮径部１２、環状弾性体７、フランジ６、第２環状弾性体８、押し座金１３、筒状弾性体４、受け座金１４、内筒２の内径拡大部１１の底部２５が相互に接触し、筒状弾性体４が筒芯方向３３に圧縮され、環状弾性体７も筒芯方向３３に圧縮される。筒状弾性体４の圧縮により、筒状弾性体４の外周と内筒２の内径拡大部１１の内周、筒状弾性体４の内周とガスパイプ２０の外周との間が密着し気密構造となる。さらに、外筒３の縮径部１２の手元側３２端面と手持ちパイプ５のフランジ６の先端側３１端面との間が、環状弾性体７の密着によって気密構造となる（図１参照）。

上記筒状弾性体４を用いた気密構造において、ごく稀に気密構造が不十分となる場合があり、ガスの漏洩が発生する。その場合も、筒状弾性体４の内周とガスパイプ２０の外周との間の気密が不十分になり、図３に第１ルート３６として記載したルートでのガス漏洩が起こる場合が大部分である。筒状弾性体４の外周と内筒の内径拡大部１１の内周との間の気密が不十分になり、図４に第２ルート３７として記載したルートでのガス漏洩が起こる場合はほとんど考慮する必要がない。なお、図３の第１ルート３６については、正確には、筒状弾性体４の内周とガスパイプ２０の外周との間の空隙位置であるが、図面上は当該空隙が非常に狭く作図しづらいので、便宜上、当該空隙の近傍に矢印を記載している。図４の第２ルート３７についても同様である。

本発明のパイプ用ホルダー１において、上記第１ルート３６でガスの漏洩が生じた場合、漏洩したガスは、図３に示すように、手持ちパイプ５の内周とガスパイプ２０の外周との間の第１空間３４を通過して先端側３１に移動し、手持ちパイプ５の先端からガス排出ルート３８に排出していく。手持ちパイプ５の長さを十分に確保することにより、操作員は、従来であればガスパイプ２０の外周を把持していたのに対し、本発明では手持ちパイプ５の外周を把持することでガスパイプ２０の位置を定めることができる。パイプ用ホルダー１から漏洩したガスは手持ちパイプ５の内周を経由して先端側のガス排出ルート３８から排出されるので、手持ちパイプ５の外周を把持した操作員の手元が酸素富化雰囲気となることがなく、操作員の手元が異常燃焼するトラブルを防止することが可能となる。

このように第２環状弾性体８を配置すると、フランジ６と第２環状弾性体８との間、第２環状弾性体８と押し座金１３との間の接触部分をいずれも気密構造とすることができる。その結果、第１ルート３６で漏洩したガスのすべてを、手持ちパイプ５の内周とガスパイプ２０の外周との間の第１空間３４を経由して手持ちパイプ５の先端側端部から排出することが可能となる。

手持ちパイプ５のフランジ６と押し座金１３との間については、上記のように第２環状弾性体８を配置するのではなく、両者の間に何も装着せず（図４参照）、あるいは通常の金属製の平座金を配置することとしてもよい。その場合には、金属同士の接触であり、気密構造にはならない。その結果、第１ルート３６から第１空間３４に漏洩した酸素ガスが、金属接触部を通過して第２空間３５に至ることもあるが、第２空間３５の圧力が空気圧を超えることはないので、新たな漏洩のルートが生じるわけではない。

上記説明したように、パイプ用ホルダー１の筒状弾性体４による気密構造が不十分となる場合については、上記第１ルート３６の漏洩のみに対処することで基本的には十分な効果を得ることができる。一方で、筒状弾性体４の外周と内筒２の内径拡大部１１の内周との間が気密不十分となり、第２ルート３７の漏洩が生じる場合（図４参照）にも問題がないように考慮して対策を講じておけば万全である。そのような対策について、以下、説明する。

手持ちパイプ５のフランジ６と押し座金１３との間については、上記のように何も装着せず（図４参照）、あるいは通常の金属製の平座金を配置することとした場合には、金属同士の接触であり、気密構造にはならない。従って、第２ルート３７で漏洩して第２空間３５に至ったガスについては、手持ちパイプ５のフランジ６と押し座金１３との接触部を経由して、最終的に手持ちパイプ５の内周とガスパイプ２０の外周との間の第１空間３４を経由して手持ちパイプ５の先端側端部から排出される。ただし、フランジ６と押し座金１３との接触部の圧力損失があるため、第２ルート３７で漏出したガスが第２空間３５の圧力を高め、内筒２の外周と外筒３の内周との間のねじ止め部１９を経由して外部に漏洩する可能性がある。

フランジ６と押し座金１３との間をガスが通過するに際し、圧力損失を軽減することにより、内筒２の外周と外筒３の内周との間のねじ止め部１９を経由する漏洩を防止することができる。本発明では第１に、フランジと押し座金との間に配置する座金として、放射状に溝又は峰を有する中間座金９を用いることができる。図５に示す例では、中間座金９が放射状の溝１０を有しており、溝１０を経由して第２空間３５から第１空間３４にガスが流通することができる。第２に、フランジの手元側の面に、放射状に溝又は峰を形成することができる。第３に、押し座金の先端側端面に、放射状に溝又は峰を形成することができる。これら第１〜第３の対応の１又は２以上を実施することにより、フランジ６と押し座金１３との間のガス流通をスムーズにし、第２ルート３７で漏洩して第２空間３５に至ったガスの全量を、手持ちパイプ５の内周とガスパイプ２０の外周との間の第１空間３４を経由して排出することが可能となる。

本発明ではさらに、図６に示すように、内筒２の先端部付近の外周にＯリング１５を配置すると好ましい。これにより、外筒３の内周と内筒２の外周との間の気密性を確保することができるので、第２空間３５に溜まった漏洩ガスが内筒２と外筒３のねじ止め部１９を通じて外部に漏出することを確実に防止できる。

１ パイプ用ホルダー
２ 内筒
３ 外筒
４ 筒状弾性体
５ 手持ちパイプ
６ フランジ
７ 環状弾性体
８ 第２環状弾性体
９ 中間座金
１０ 溝
１１ 内径拡大部
１２ 縮径部
１３ 押し座金
１４ 受け座金
１５ Ｏリング
１７ 雌ねじ
１８ 雄ねじ
１９ ねじ止め部
２０ ガスパイプ
２５ 底部
３１ 先端側
３２ 手元側
３３ 軸芯方向
３４ 第１空間
３５ 第２空間
３６ 第１ルート
３７ 第２ルート
３８ ガス排出ルート

Claims (4)

1. パイプ用ホルダーの先端側にガスパイプを接続し、手元側からガスを供給するためのパイプ用ホルダーであって、
   前記パイプ用ホルダーは内筒、外筒、筒状弾性体、押し座金、手持ちパイプ、環状弾性体を有し、
   前記内筒は先端側の内部に径拡大部を有するとともに外周に雄ねじを有し、前記外筒は先端側に縮径部を有するとともに手元側の内周に雌ねじを有し、前記手持ちパイプは内周にガスパイプを収容可能であるとともに手元側に板状のフランジを有し、環状弾性体は手持ちパイプの外周に配置可能であり、前記筒状弾性体、押し座金はその内周にガスパイプを収容可能であり、前記筒状弾性体の全部及び押し座金の一部又は全部は内筒の内径拡大部内に収容可能であり、
   外筒の縮径部、環状弾性体、手持ちパイプのフランジ部、押し座金、筒状弾性体、内筒の内径拡大部の底部を先端側からこの順序で配置した上で外筒の雌ねじを内筒の雄ねじにねじ込まれてなることを特徴とするパイプ用ホルダー。
2. 前記手持ちパイプのフランジ部と押し座金の間に、第２環状弾性体を配置し、当該第２環状弾性体は、内周にガスパイプを収容可能であることを特徴とする請求項１に記載のパイプ用ホルダー。
3. 前記手持ちパイプのフランジ部と押し座金の間に、中間座金を配置し、当該中間座金は内周にガスパイプを収容可能であるとともに、前記中間座金の端面には放射状に溝又は峰が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のパイプ用ホルダー。
4. 前記内筒の先端側外周部にＯリングを備えていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のパイプ用ホルダー。

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