JP6902924B2 - Pipe fitting - Google Patents
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Description
本発明は水密構造を必要とする配管の接続に関するものであり、特に内部に流体の流れるステンレス配管の接続等に適した管継手に関するものである。 The present invention relates to a pipe connection that requires a watertight structure, and more particularly to a pipe joint that is suitable for connecting a stainless steel pipe in which a fluid flows inside.
従来、例えば給湯機などで水密構造を必要とする管継手として、リング状のシール材を嵌着した雄側構造体を、先端にカール状の外フランジ部を形成した雌側構造体の大径円筒部に挿入して、弾性変形により挿脱可能な接続部材を外フランジ部に嵌めることによって両者を固定するようにした継手構造が知られている。雄側構造体と雌側構造体の接続状態では、シール部材が雄側配管の外面と雌側構造体の大径部の内面とに密着することにより接続部の水密を確保している(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a pipe joint that requires a watertight structure in a water heater, for example, a male side structure fitted with a ring-shaped sealing material has a large diameter of a female side structure having a curled outer flange portion formed at the tip. A joint structure is known in which a connecting member that is inserted into a cylindrical portion and is removable by elastic deformation is fitted to an outer flange portion to fix both of them. In the connected state between the male side structure and the female side structure, the sealing member is in close contact with the outer surface of the male side pipe and the inner surface of the large diameter portion of the female side structure to ensure watertightness of the connecting part (for example). , Patent Document 1).
上記のような従来の配管継手構造では、接続状態において、雄側継手端部の外フランジ部、金属パイプの外周面、Oリング、及び雌側継手の大径円筒部の内面に囲まれた微小空間が形成され、当該空間には配管内部を流れる流体が侵入する。この空間に侵入した流体は流体の主流から隔離されるため、淀み部が形成される。雄側構造体または雌側構造体を構成する配管の材質がステンレス鋼の場合、流体中に含まれる塩化物イオンによるステンレス鋼の耐食性被膜の破壊に加え、淀み部と主流部Aにおける溶存酸素濃度の濃度差に起因する電位差が生起され、微小空間部の配管材に隙間腐食が発生するという問題があった。 In the conventional pipe joint structure as described above, in the connected state, the minute portion surrounded by the outer flange portion of the male side joint end, the outer peripheral surface of the metal pipe, the O-ring, and the inner surface of the large diameter cylindrical portion of the female side joint. A space is formed, and the fluid flowing inside the pipe invades the space. Since the fluid that has entered this space is isolated from the mainstream of the fluid, a stagnation portion is formed. When the material of the piping constituting the male side structure or the female side structure is stainless steel, in addition to the destruction of the corrosion resistant film of the stainless steel by chloride ions contained in the fluid, the dissolved oxygen concentration in the stagnation part and the mainstream part A There is a problem that a potential difference is generated due to the difference in the concentration of stainless steel, and crevice corrosion occurs in the piping material in the minute space.
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、特にステンレス鋼を用いた配管の配管継手構造において好適に利用できる、隙間腐食の発生を抑制した管継手を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a pipe joint that suppresses the occurrence of crevice corrosion, which can be suitably used especially in a pipe joint structure of a pipe using stainless steel. It is supposed to be.
本発明に係る管継手は、管端部に形成された雄側接続部を有する第一配管と、管端部が前記雄側接続部を挿入可能に形成された雌側接続部を有する第二配管と、前記雄側接続部を前記雌側接続部に挿入したときに対向する前記雄側接続部の外周面及び前記雌側接続部の内周面に周方向に沿って密着するように介在されるリング状のシール部材と、を備えた管継手であって、前記雄側接続部には、その軸方向先端部に形成された第一の環状拡管部と、該第一の環状拡管部に対して軸方向後方側にシール部材装着部を介して形成された第二の環状拡管部とを設けると共に、前記第一の環状拡管部の外周面部に、該第一の環状拡管部の軸方向先端面に接する空間を、前記シール部材装着部における前記第一の環状拡管部と該シール部材装着部に装着された前記シール部材との間に形成された微小空間に連通させる前記第一配管の軸方向に対して周方向に傾斜角を有する螺旋溝状の流通部を周方向に複数設けたことを特徴とする。
また、本発明に係る他の管継手は、管端部に形成された雄側接続部を有する第一配管と、管端部が前記雄側接続部を挿入可能に形成された雌側接続部を有する第二配管と、前記雄側接続部を前記雌側接続部に挿入したときに対向する前記雄側接続部の外周面及び前記雌側接続部の内周面に周方向に沿って密着するように介在されるリング状のシール部材と、を備えた管継手であって、前記雄側接続部には、その軸方向先端部に形成された第一の環状拡管部と、該第一の環状拡管部に対して軸方向後方側にシール部材装着部を介して形成された第二の環状拡管部とを設けると共に、前記第一の環状拡管部の外周面部に、該第一の環状拡管部の軸方向先端面に接する空間を、前記シール部材装着部における前記第一の環状拡管部と該シール部材装着部に装着された前記シール部材との間に形成された微小空間に連通させる溝状の流通部を周方向に複数設け、更に、前記雄側接続部の周面における前記シール部材装着部の前記微小空間に対向する部分に径方向の貫通孔を、周方向に複数設けたことを特徴とする。
The pipe joint according to the present invention has a first pipe having a male side connecting portion formed at the pipe end portion and a second pipe having a female side connecting portion formed at the pipe end portion so that the male side connecting portion can be inserted. Intervening with the pipe so as to be in close contact with the outer peripheral surface of the male side connection portion and the inner peripheral surface of the female side connection portion facing each other when the male side connection portion is inserted into the female side connection portion along the circumferential direction. It is a pipe joint provided with a ring-shaped seal member to be formed, and the male side connection portion includes a first annular pipe expansion portion formed at an axial tip portion thereof and the first annular pipe expansion portion. A second annular pipe expansion portion formed via a seal member mounting portion is provided on the rear side in the axial direction, and the shaft of the first annular pipe expansion portion is provided on the outer peripheral surface portion of the first annular pipe expansion portion. The first pipe that communicates the space in contact with the tip surface in the direction with the minute space formed between the first annular pipe expansion portion in the seal member mounting portion and the seal member mounted in the seal member mounting portion. It is characterized in that a plurality of spiral groove-shaped flow portions having an inclination angle in the circumferential direction with respect to the axial direction of the above are provided in the circumferential direction.
Further, other pipe joints according to the present invention include a first pipe having a male side connecting portion formed at a pipe end portion and a female side connecting portion having a pipe end portion formed so that the male side connecting portion can be inserted. When the male side connection portion is inserted into the female side connection portion, the second pipe having the above is in close contact with the outer peripheral surface of the male side connection portion and the inner peripheral surface of the female side connection portion along the circumferential direction. It is a pipe joint provided with a ring-shaped seal member interposed therein, and the male side connection portion includes a first annular pipe expansion portion formed at the axial tip portion thereof and the first annular pipe expansion portion. A second annular pipe expansion portion formed via a seal member mounting portion is provided on the rear side in the axial direction with respect to the annular pipe expansion portion of the above, and the first annular pipe expansion portion is provided on the outer peripheral surface portion of the first annular pipe expansion portion. The space in contact with the axial tip surface of the pipe expansion portion is communicated with a minute space formed between the first annular pipe expansion portion in the seal member mounting portion and the seal member mounted on the seal member mounting portion. A plurality of groove-shaped flow portions are provided in the circumferential direction, and a plurality of radial through holes are provided in a portion of the peripheral surface of the male side connection portion facing the minute space of the seal member mounting portion. It is characterized by that.
本発明の管継手によれば、雌側接続部と雄側接続部が接続されたときに、雄側接続部のシール部材装着部における第一の環状拡管部とシール部材装着部に装着されたシール部材との間に形成された微小空間を、第一の環状拡管部に成形された第一配管の軸方向に対して周方向に傾斜角を有する螺旋溝状の流通部が、第一及び第二配管内の流体の主流部に接続するため、微小空間に進入した流体の淀みが無くなり、微小空間と主流部との溶存酸素濃度差が解消される。これにより、管継手近傍の流体流動部において発生する隙間腐食の発生を抑制することができるので、管継手の信頼性が向上するという従来には無い顕著な効果がある。
また、本発明の他の管継手によれば、雌側接続部と雄側接続部が接続されたときに、雄側接続部のシール部材装着部における第一の環状拡管部とシール部材装着部に装着されたシール部材との間に形成された微小空間を、第一の環状拡管部に成形された溝状の流通部が、第一及び第二配管内の流体の主流部に接続すると共に、雄側接続部の周面におけるシール部材装着部の微小空間に対向する部分に径方向の貫通孔が設けられているため、微小空間に進入した流体の淀みを一層効果的に無くすことができるので、微小空間と主流部との溶存酸素濃度差が解消される。これにより、管継手近傍の流体流動部において発生する隙間腐食の発生を抑制することができ、管継手の信頼性が向上するという従来には無い顕著な効果がある。
According to the pipe joint of the present invention, when the female side connection portion and the male side connection portion are connected, they are attached to the first annular pipe expansion portion and the seal member mounting portion in the seal member mounting portion of the male side connection portion. A spiral groove-shaped flow portion having an inclination angle in the circumferential direction with respect to the axial direction of the first pipe formed in the first annular pipe expansion portion in the minute space formed between the seal member and the first Since it is connected to the mainstream portion of the fluid in the second pipe, the stagnation of the fluid that has entered the microspace is eliminated, and the difference in dissolved oxygen concentration between the microspace and the mainstream portion is eliminated. As a result, it is possible to suppress the occurrence of crevice corrosion that occurs in the fluid flow portion in the vicinity of the pipe joint, so that there is a remarkable effect that has never been seen before, that is, the reliability of the pipe joint is improved.
Further, according to another pipe joint of the present invention, when the female side connection portion and the male side connection portion are connected, the first annular pipe expansion portion and the seal member mounting portion in the seal member mounting portion of the male side connection portion are connected. A groove-shaped flow part formed in the first annular pipe expansion part connects the minute space formed between the seal member and the seal member mounted on the first and second pipes to the mainstream part of the fluid in the first and second pipes. Since the radial through hole is provided in the portion of the peripheral surface of the male side connection portion facing the minute space of the seal member mounting portion, the stagnation of the fluid that has entered the minute space can be more effectively eliminated. Therefore, the difference in dissolved oxygen concentration between the minute space and the mainstream portion is eliminated. As a result, it is possible to suppress the occurrence of crevice corrosion that occurs in the fluid flow portion in the vicinity of the pipe joint, and there is a remarkable effect that has never been seen before, that is, the reliability of the pipe joint is improved.
実施の形態1.
図1〜図5は本発明の実施の形態1を説明するもので、図1は本発明の実施の形態1に係る管継手の接続前の状態を示す側面図、図2は図1の管継手の第一配管と第二配管を連結後、接続部材で固定した接続状態を示す側面図である。なお、各図を通じて同一符号は同一または同様の機能を有する部材もしくは部分を示すものとする。図において、管継手は、雄側構造体からなる第一配管1と、雌側構造体からなる第二配管2と、リング状のシール部材3と、第一配管1の外周面の所定部に配管の軸方向Oに移動可能に装着されたリング状の可動円板4と、第一配管1と第二配管2を連結後、両者の結合状態を保持するための図2中に示す接続部材5とで構成されている。第一配管1の一方の管端部(図1の左端部)には雄側接続部11が形成され、接続相手となる第二配管2の一方の管端部(図1の右端部)には第一配管1の雄側接続部11を挿入可能に形成された雌側接続部21が形成されている。シール部材3は、雄側接続部11の外周面及び雌側接続部21の内周面に周方向に沿って密着するように介在される。
1 to 5 show the first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a side view showing a state before connection of the pipe joint according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a pipe of FIG. It is a side view which shows the connection state which fixed with the connection member after connecting the 1st pipe and the 2nd pipe of a joint. In addition, in each figure, the same code indicates a member or a part having the same or the same function. In the figure, the pipe joint is formed on a
次に、図3〜図5を参照して更に詳細に説明する。なお、図3は図1に示された第一配管の雄側接続部の構造を示す図であり、(a)は管端部側から軸方向に見た正面図、(b)は側面図である。図4は図1の管継手における第二配管の雌側接続部を示す側面図、図5は図1の管継手における接続状態を示す側面断面図である。なお、図3において可動円板4は図示していない。
第一配管1は、例えば材質がステンレス鋼で肉厚が0.5mm程度の断面円形の配管であって、配管の一端部側(図1における左端部)の管端部(開口端部)に、配管の外径を例えば、慣用的または公知の拡管治具を用いた塑性加工により所定寸法拡大させた第一の環状拡管部11aが成形されている。さらに、第一の環状拡管部11aから配管の軸方向後方側(図3(b)における右側)に所定の間隔を開けて第二の環状拡管部11bが成形されている。第一の環状拡管部11aの外径と第二の環状拡管部11bの外径は同一である。
Next, it will be described in more detail with reference to FIGS. 3 to 5. 3A and 3B are views showing the structure of the male side connection portion of the first pipe shown in FIG. 1, FIG. 3A is a front view seen from the pipe end side in the axial direction, and FIG. 3B is a side view. Is. FIG. 4 is a side view showing a female side connection portion of the second pipe in the pipe joint of FIG. 1, and FIG. 5 is a side sectional view showing a connection state of the pipe joint of FIG. The
The
また、第一配管1の他端部側(図1における右側)の管端部の形状や構造、接続先、軸方向の長さなどは特に限定されない。第一の環状拡管部11aと第二の環状拡管部11bの間に形成された周方向の溝部分はシール部材装着部11cとなっており、リング状のシール部材3が嵌挿される。シール部材3は雄側接続部11を雌側接続部21に挿入したときに、摩擦によって第一配管1の軸方向後方側(図の右方向)に移動し、第一の環状拡管部11aとシール部材3との間に微小空間11dが形成される。シール部材装着部11cの底部外周面は、側方から見たときの輪郭線が第一配管1の軸方向Oと平行な直線状であって、さらに、その底部外周面を所定の表面粗さよりも平滑な面に成形することで、シール部材3との密着が確保され適切な水密性を得ることができる。
Further, the shape and structure of the pipe end on the other end side (right side in FIG. 1) of the
ここで、シール部材3としては、例えばゴム弾性があって伸縮可能な樹脂製のOリング等が好適に使用される。本実施の形態1の特徴として、第一の環状拡管部11aの外周面部に、第一の環状拡管部11aの軸方向先端面Bに接する空間と微小空間11dとを軸方向に連通した螺旋状の流通部11eが成形されている。本実施の形態1における螺旋状の流通部11eは、配管の軸方向Oに対して周方向に傾斜角を有する螺旋状に成形されている。なお、図3では同じ大きさの流通部11eを第一配管1の周方向に等角度で4つ設けているが、これは一例を示しているだけなので、流通部11eの形状や傾斜角度、数などは必ずしも図3の形態に限定されない。第一の環状拡管部11aと第二の環状拡管部11bは、シール部材3を固定する機能のほか、後述する第二配管2との組立時に、第二配管2へ第一配管1を挿入する際のガイドとしての機能を有している。
Here, as the
次に、雌側構造体である第二配管2について説明する。第二配管2は、例えば材質がステンレス鋼で肉厚が0.5mm程度の管材であって、配管の一端部側(ここでは図1における右側)の開口端部に前述の第一配管1の第一、第二の環状拡管部11a、11bの外径よりも大きく所定のクリアランスで嵌合する内径に拡管された大径部21aが塑性加工により成形され、さらに開口端の周縁部が径方向外側に折り返すようにカーリング加工されたフランジ部21bが設けられている。大径部21aの軸方向の寸法は、図5に示すように、第一配管1の雄側接続部11を嵌挿したときに少なくとも第二の環状拡管部11bが収まる範囲まで成形されており、さらに当該範囲の内周面Sは配管の軸方向Oと平行な直線状とすることにより、第一配管1との組立時に配管の軸同士が傾斜せずに嵌挿することができる。さらに、前記直線部の内面を所定の表面粗さよりも平滑な面に成形することで、シール部材3と雌側配管の内周面Sの密着を確保し適切な水密性能を得ることができる。なお、第二配管2の他端部側(図1における左側)の管端部についても、その形状や構造、接続先、軸方向の長さなどは特に限定されない。
Next, the
次に、接続部材5について説明する。接続部材5は、管継手の組立時において、第二配管2の雌側接続部21に第一配管1の雄側接続部11を嵌挿し、図2のように第一配管1の可動円板4と第二配管2のフランジ部21bを突き合わせた状態で当該突き合わせ部の両外側を外周側から中心方向に嵌め込むように弾性係合され、可動円板4と第二配管2の大径部21aとを軸方向に固定する機能を有する。可動円板4は、リング状に形成されており、第一配管1の第二の環状拡管部11bよりも配管軸方向内側に、第一配管1の軸方向Oに可動なように予め組み付けられている。
Next, the connecting
可動円板4は内径が第一配管1の雄側接続部11よりも中央部寄りの外周面に嵌合する大きさで、外径は第一配管1の第一の環状拡管部11aならびに第二の環状拡管部11bよりも大きく、第二配管2の開口端部のフランジ部21bの外径とほぼ同じである。接続部材5は、例えば肉厚が1mm程度のステンレス鋼板からなり、可動円板4とフランジ部21bの合計厚さとほぼ同じ幅のスリット5aを有し、スリット5aの内側に可動円板4と第二配管2のフランジ部21bを嵌め込まれる。そして、突き合わせ部に対して、複数回の着脱が可能な弾性を有する。なお、接続部材5は様々な変形が可能であり、例えば特開2008−298175号公報記載のものなど、公知のものを適宜利用することもできる。
The
第一配管1の雄側接続部11の後端部に装着した可動円板4と第二配管2の雌側接続部21のフランジ部21bとの突合せ部に接続部材5を装着すると、スリット5aに突合せ部の一部が嵌り込み、可動円板4とフランジ部21bの位置関係がスリット5aの幅の範囲で拘束されることによって、雄側の第一配管1と雌側の第二配管2の軸方向の位置関係を所定の範囲内に保つことができる。配管内の流体の圧力が変動し、大気圧よりも大きな圧力となる場合、管継手の部分には第一配管1と第二配管2とを分離しようとする方向に力が作用する。このような場合、単に第二配管2の雌側接続部21に第一配管1の雄側接続部11を挿入しただけの継手構造では容易に分離してしまい、配管内の流体が漏出してしまうが、実施の形態1の継手構造では、接続部材5によって第一配管1の可動円板4と第二配管2の大径部21aの端部に設けたフランジ部21bを突き合せた状態で固定されているので、第一配管1と第二配管2の軸方向の位置関係が所定の範囲内に保たれ、液密が破られたり継手部が分離したりするのを防ぐことができる。
When the connecting
次に、管継手の組立について説明する。図1に示すように、第一配管1のシール部材装着部11cにシール部材3を嵌挿した状態で、第一配管1の雄側接続部11を第二配管2の雌側接続部21の大径部21aに嵌めこみ、第二配管2のフランジ部21bに第一配管1の可動円板4を当接させ、接続部材5を装着すると、図2のような状態となる。これにより、シール部材3が第一配管1のシール部材装着部11cの配管外周面と第二配管2の大径部21aの内周面Sとで圧縮密着され、管継手における第一配管1と第二配管2の接続部分から配管内の流体が漏出しないように液密が確保される。なお、シール部材3の圧縮率は、例えば断面が円形のOリングを使用する場合、線径の8〜30%程度で使用することが望ましい。
Next, the assembly of the pipe joint will be described. As shown in FIG. 1, with the
次に、本発明の実施の形態1の特徴部分である第一配管1の第一の環状拡管部11aに成形される螺旋状の流通部11eの構造と作用について説明する。図5に示すように、螺旋状の流通部11eは第一の環状拡管部11aの一部が配管の半径方向内側にくびれた溝を形づくるように成形されており、例えばその溝の深さはシール部材3の使用時の径方向の直径(短径)の50〜80%程度、溝の幅は溝の深さと同程度に形成されるが、特にその寸法に限定されるものではない。例えば第一配管1として用いる管材の材質、肉厚、直径、拡管寸法等によって決まる強度に応じて、適宜変更することができる。そして、溝部分と溝の無い環状拡管部分とは滑らかな曲線で接続されていることが望ましい。溝部分と溝の無い環状拡管部分の接続部分が角状に成形されていると、シール部材3を取付ける際にシール部材3を傷付ける恐れがあるからである。本実施の形態1において螺旋状の流通部11eは、配管の軸方向Oに対して傾斜して成形されており、即ち周方向に螺旋状となっている。
Next, the structure and operation of the
実施の形態1のような管継手では第一配管1と第二配管2を図5のように接続したときに、第一配管1の雄側接続部11における、第一の環状拡管部11a及びシール部材装着部11cの外周面と、第二配管2の大径部21aの内周面Sと、シール部材3とで囲まれた微小な空間が形成される。螺旋溝状の流通部11eを設けていない従来の管継手では、配管内を流れる流体がこのような微小な空間に侵入すると、侵入した流体がその微小な空間、特に第一の環状拡管部11aよりも奥側のシール部材装着部11cにおけるシール部材3と第一の環状拡管部11aの後面部分の間に相当する部分で滞留していた。第一配管1または第二配管2の材質がステンレス鋼の場合、流体中に塩化物イオンが含有していると、ステンレス鋼の耐食性被膜の破壊に加え、微小空間内の流体の滞留部と配管内を流れる流体の主流部とで溶存酸素濃度差が生じ、濃度差に起因した腐食電池が形成され微小空間部の配管部材に隙間腐食を生じせしめる恐れがあった。
In the pipe joint as in the first embodiment, when the
これに対して、本実施の形態1に係る管継手においては、第一の環状拡管部11aの外周面部に、該第一の環状拡管部11aの軸方向先端面Bに接する空間を、シール部材装着部11cにおける第一の環状拡管部11aとシール部材装着部11cに装着されたシール部材3との間に形成された微小空間11dに連通させる螺旋溝状の流通部11eを、周方向に離間させて複数、ここでは4か所に設けたことにより、流通部11eを通過する流体は周方向の流速を得るため、微小空間11d内に侵入した流体も螺旋溝状の流通部11eを通じて主流部Aに容易に出入りするため、撹拌され易くなって滞留が乱され、微小空間11d部の内外における溶存酸素濃度差が解消され、微小空間11d部の配管部材の隙間腐食発生が抑制されるので、配管継手部の信頼性が向上する。
On the other hand, in the pipe joint according to the first embodiment, a space in contact with the axial tip surface B of the first annular
なお、第一配管1と第二配管2からなる管継手を用いた例えば給湯器などにおいて、配管の弁や蛇口などの開度を一定にしていても、配管の接続部や曲がり、水道など供給源側の圧力変動などがあるため、配管を流れる流体は、時間軸に対して流量や流速、圧力などが常に変動する。そして、その変動は、図5に白抜きの矢印で示す主流部Aと内周面Sの近傍部との間、内周面Sの近傍部における周方向の位置(角度)の違いなどによっても異なり、ムラがあるので、第一の環状拡管部11aの周方向に離間して複数設けられている螺旋状の流通部11e相互の間には、前述の変動による圧力差が生じ、その圧力差に伴なって流通部11eの部分で微小空間11d内の流体が主流部Aに対して出入りするように動作する。
In a water heater or the like that uses a pipe joint consisting of the
そして、その流通部11eが螺旋状に成形されていることで、螺旋状の流通部11eを出入りする流体によって微小空間11d内では周方向の流体の流動が促進され、滞留を抑制し易いという効果が得られる。加えて、単に配管の軸方向Oに平行な流通部を成形した場合には、第一の環状拡管部11aの中で流通部が形成された部分の剛性が周囲よりも低下するため、シール部材装着部11cにおける配管の真円度が悪化し、Oリングなどのシール部材3の圧縮率が周内で変化する恐れがあるが、流通部11eを螺旋状に軸方向に傾斜させて成形したことにより、第一の環状拡管部11aにおける配管の周方向の剛性変化を抑制でき、シール部材装着部11cの真円度を保つことができるので、シール部材3の圧縮率が周内で安定し信頼性の高い液密性能を得ることができるという従来に無い効果が得られる。
Since the
実施の形態2.
図6は本発明の実施の形態2の管継手における第一配管の雄側接続部を示す図であり、(a)は管端部側から軸方向に見た正面図、(b)は側面断面図である。図7は図6の管継手に示された雄側接続部に設けた径方向の貫通孔と第一配管の中心軸を通る平面での断面図、図8は本発明の実施の形態2に係る管継手の接続状態における要部構成を示す断面図である。なお、図6及び図7において、第二配管2は実施の形態1と同様なので図示と説明は省略する。
図において、第一配管1は、例えば材質がステンレス鋼で肉厚が0.5mm程度の配管であって、配管の一端部側(図6(b)における左端部)の管端部(開口端部)に、配管の外径を、例えば慣用的または公知の拡管治具を用いた塑性加工により所定寸法拡大させた第一の環状拡管部11aが成形されている。さらに、第一の環状拡管部11aから軸方向後方側(図6(b)における右側)に所定の間隔を開けて第二の環状拡管部11bが成形されている。この第一の環状拡管部11aと第二の環状拡管部11bの間はシール部材3の装着部位であるシール部材装着部11cとなっており、リング状のシール部材3が嵌挿される。
6A and 6B are views showing a male side connection portion of the first pipe in the pipe joint of the second embodiment of the present invention, FIG. 6A is a front view seen axially from the pipe end portion side, and FIG. 6B is a side surface. It is a cross-sectional view. FIG. 7 is a cross-sectional view in a plane passing through the radial through hole provided in the male side connection portion shown in the pipe joint of FIG. 6 and the central axis of the first pipe, and FIG. 8 shows the second embodiment of the present invention. It is sectional drawing which shows the structure of the main part in the connection state of the pipe joint. In FIGS. 6 and 7, since the
In the figure, the
シール部材装着部11cの底部外周面は、側方から見たときの輪郭線が第一配管1の軸方向Oと平行な直線状であって、さらに所定の表面粗さよりも平滑な面に成形することでシール部材3と第一配管1の密着を確保し適切な水密性を得ることができる。シール部材3としては例えば弾性があって伸縮可能な樹脂製のOリング等が使用される。本発明の実施の形態2の特徴として、第一の環状拡管部11aの外周に、ここでは軸方向Oとほぼ平行な溝状の流通部11fが成形されていると共に、雄側接続部11の周面における微小空間11dに対向する部分を径方向に貫く貫通孔11gが周方向に複数設けられている。貫通孔11gの周方向の位置は流通部11fに対してずらして設けることが望ましいが、必ずしもその形態に限定されない。例えば図6では、同じ大きさの流通部11fを配管の周方向に120°の等角度で3つ設け、貫通孔11gは周方向に隣り合う流通部11f相互の設置位置に対して60°ずらした位置に設けているが、これは一例を示しているに過ぎず、流通部11fや貫通孔11gの形状や数、位置などは必ずしも図6の形態に限定されない。
The outer peripheral surface of the bottom of the seal
本発明の実施の形態2における外観上の特徴である第一配管1の第一の環状拡管部11aに成形される流通部11fと、シール部材装着部11cに成形される貫通孔11gの構造と作用について説明する。図6に示すように、流通部11fは第一の環状拡管部11aの一部が配管の半径方向内側にくびれるように、この例では軸方向Oに略平行な溝状に成形されており、その流通部11fの深さはシール部材3の使用時の径方向の直径(短径)の例えば50%程度であり、流通部11fの幅は溝の深さと同程度であるが、特に限定されるものではない。なお、溝部分と溝の無い環状拡管部分とは滑らかな曲線で接続されていることが望ましい。溝部分と溝の無い環状拡管部分の接続部分が角状に成形されていると、シール部材3を取付ける際にシール部材3を傷付ける恐れがあるからである。
The structure of the
貫通孔11gは、図6〜図8に示すように、雄側接続部11の配管周面におけるシール部材装着部11cの微小空間11dに対向している部分に成形されている。図7では、貫通孔11gの大きさを、第一配管1を構成する配管部材の板厚のおよそ1〜2倍程度にした場合で示しているが、貫通孔11gの形状や数は配管内を流れる流体の密度や粘性、速度、圧力、配管径、流通部の大きさなどによって適宜設計される。
As shown in FIGS. 6 to 8, the through
実施の形態2のような管継手では第一配管1と第二配管2を図8のように接続したときに、第一配管1の雄側接続部11における、第一の環状拡管部11a及びシール部材装着部11cの外周面と、第二配管2の大径部21aの内周面Sと、シール部材3とで囲まれた微小な空間が形成される。溝状の流通部11fと貫通孔11gを設けていない従来の管継手では、配管内を流れる流体がこのような微小な空間に侵入したときに、侵入した流体がその微小な空間、特に第一の環状拡管部11aよりも奥側のシール部材装着部11cにおけるシール部材3と第一の環状拡管部11aの後面部分の間に相当する部分で滞留していた。第一配管1または第二配管2の材質がステンレス鋼の場合、流体中に塩化物イオンが含有していると、ステンレス鋼の耐食性被膜の破壊に加え、微小空間内の流体の滞留部と配管内を流れる流体の主流部Aとで溶存酸素濃度差が生じ、濃度差に起因した腐食電池が形成され微小空間11d部の配管部材に隙間腐食を生じせしめる問題があった。
In the pipe joint as in the second embodiment, when the
これに対して、本発明の実施の形態2に係る管継手においては、第一の環状拡管部11aの外周面部に、該第一の環状拡管部11aの軸方向先端面Bに接する空間を、シール部材装着部11cにおける第一の環状拡管部11aとシール部材装着部11cに装着されたシール部材3との間に形成された微小空間11dに連通させる溝状の流通部11fを設けたことにより微小空間11d内に侵入した流体も流通部11fを通じて主流部Aに出入りするため滞留が防止され、微小空間11d部の内外における溶存酸素濃度差を解消し、微小空間部における隙間腐食の発生を抑制することができるので、配管継手部の信頼性が向上するという実施の形態1と同様の効果が得られる
On the other hand, in the pipe joint according to the second embodiment of the present invention, a space in contact with the axial tip surface B of the first annular
更に、上記効果に加えて、本実施の形態2においては、雄側接続部11の周面における微小空間11dに対向する部分を径方向に貫く貫通孔11gが周方向に複数設けられているため、流通部11f部と貫通孔11g部の主流部Aとの流速差による圧力差が生じ、図8の矢印Cで示すように、微小空間11d部内の流体が流通部11fと貫通孔11gを通じて主流部Aの流体との交換が一層容易に行われるという特徴がある。また、貫通孔11gは、流通部11fの位置に対して周方向にずらして設けるように成形されていることで、矢印Cで示す微小空間11d内における流体の流路を周方向に長くとることができ、微小空間11d内全体の流体が撹拌され易くなるという効果がある。
Further, in addition to the above effect, in the second embodiment, a plurality of through
なお、流通部11fのみを設け貫通孔11gを設けなかった場合や、貫通孔11gのみを設け流通部11fを設けなかった場合には、主流部Aの圧力変動によって微小空間11d内の流体が撹拌されるが、本発明の実施の形態2においては、配管内の主流部Aの流速差に起因する圧力差を利用しているので、主流部A自体の圧力変動が少ない場合にも微小空間11d内の流体を撹拌し滞留を抑制できるという従来に無い効果がある。なお、図8では主流部Aが雌側配管の第二配管2から雄側配管の第一配管1に向けて流れているように図示しているが、配管内に通流される流体の流れの方向は逆向きであっても同様の効果が得られる。また、流通部11fは軸方向Oと略平行に形成したが、実施の形態1と同様に軸方向Oに対して傾斜させた螺旋状としても良い。
When only the
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 In the present invention, the embodiments can be freely combined, and the embodiments can be appropriately modified or omitted within the scope of the invention.
1 第一配管、11 雄側接続部、11a 第一の環状拡管部、11b 第二の環状拡管部、11c シール部材装着部、11d 微小空間、11e 流通部、11f 流通部、11g 貫通孔、2 第二配管、21 雌側接続部、21a 大径部、21b フランジ部、3 シール部材、4 可動円板、5 接続部材、5a スリット、A 主流部、B 軸方向先端面、O 軸方向、S 内周面。 1 1st pipe, 11 male side connection part, 11a 1st annular pipe expansion part, 11b 2nd annular pipe expansion part, 11c seal member mounting part, 11d microspace, 11e circulation part, 11f circulation part, 11g through hole, 2 2nd pipe, 21 female side connection part, 21a large diameter part, 21b flange part, 3 seal member, 4 movable disk, 5 connection member, 5a slit, A mainstream part, B axis direction tip surface, O axis direction, S Inner circumference.
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